(57)【要約】【課題】上方向切削時に被処理木材の姿勢を安定的に保つことができ、これによって形状が揃った木材チップを製造することができる上方向切削式チッパ製造装置を提供する。【解決手段】コンベヤ２と上送りローラ装置３とによって挟持された状態で粉砕ローター４へと送り込まれる被処理木材Ｗをローター１１の回転運動によりチッパーナイフ１２で下側から上側へと上方向切削し砕片化するようにした上方向切削式チッパ製造装置１において、チッパーナイフ１２による被処理木材Ｗの上方向切削時に、チッパーナイフ１２から被処理木材Ｗに作用する上方向切削力で被処理木材Ｗがコンベヤ２から浮き上がらないように被処理木材Ｗをコンベヤ２上に押え付けておくような押付力が上送りローラ装置３の自重によって被処理木材Ｗに作用するように上送りローラ装置３の質量を設定するものとする。【選択図】図１
2017001274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローターの外周部に所要の切削刃が装着されてなる粉砕ローターと、粉砕すべき被処理木材を下側から支えながら前記粉砕ローターへと搬送するコンベヤと、前記コンベヤの上方に上下に揺動可能に配置され、自重による押付力を付与しながら被処理木材を前記粉砕ローターへと送る上送りローラ装置とを備え、前記コンベヤと前記上送りローラ装置とによって挟持された状態で前記粉砕ローターへと送り込まれる被処理木材を前記ローターの回転運動により前記切削刃で下側から上側へと上方向切削し砕片化するようにした上方向切削式チッパ製造装置であって、
前記切削刃による被処理木材の上方向切削時に、前記切削刃から被処理木材に作用する上方向切削力で被処理木材が前記コンベヤから浮き上がらないように被処理木材を前記コンベヤ上に押え付けておくような押付力が前記上送りローラ装置の自重によって被処理木材に作用するように前記上送りローラ装置の質量を設定することを特徴とする上方向切削式チッパ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば伐採された樹木や剪定枝などの被処理木材を粉砕してバイオマス発電やパルプ製造等に用いる木材チップを製造するのに用いられて好適なチップ製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のチップ製造装置１００は、図２（ａ）に示されるように、ローター１０１の外周部に所要の切削刃（チッパーナイフ）１０２が装着されてなる粉砕ローター１０３と、粉砕すべき被処理木材Ｗを下側から支えながら粉砕ローター１０３へと搬送するコンベヤ１０４と、コンベヤ１０４の上方に上下に揺動可能に配置され、自重による押付力を付与しながら被処理木材Ｗを粉砕ローター１０３へと送る上送りローラ装置１０５とを備え、コンベヤ１０４と上送りローラ装置１０５とによって挟持された状態で粉砕ローター１０３へと送り込まれる被処理木材Ｗをローター１０１の図２（ａ）中記号ＲＣ矢印方向の回転運動により切削刃１０２で上側から下側へと下方向切削し砕片化するようにされている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、上送りローラ装置１０５は、ローラ本体１０６ａの外周部に複数のブレード１０６ｂが固着されてなる上送りローラ１０６と、基端部が枢支軸１０７を介してケーシング１０８の両側壁に取り付けられて先端側が上下に揺動可能な揺動アーム１０９とを備えて構成され、上送りローラ１０６は、揺動アーム１０９の先端部に回転支軸１１０を介して回転可能に取り付けられ、コンベヤ１０４の搬送方向下流側端部の上方位置で上下に揺動可能とされている。
【０００３】
このチップ製造装置１００において、粉砕ローター１０３とコンベヤ１０４との間には、粉体ローター１０３の回転運動時に形成される切削刃１０２の軌跡に対して適切な位置関係（切削刃１０２との協働により被処理木材Ｗが高効率で木材チップとなる位置関係）で被処理木材Ｗを下側から支えるアンビル（固定刃）１１１が配置されている。これにより、被処理木材Ｗに対し切削刃１０２で下方切削する際に、被処理木材Ｗがアンビル１１１によって下側から安定的に支持されるので、被処理木材Ｗの姿勢が安定し、形状が揃った木材チップを製造することができる。
【０００４】
一方、被処理木材Ｗに対し切削力と打撃力とを加えて破砕するようにした木材破砕機１２０があり、この種の木材破砕機１２０は、図２（ｂ）に示されるように、ローター１２１の外周部に所要の刃付ハンマー１２２が揺動可能に装着されてなる破砕ローター１２３と、破砕すべき被処理木材Ｗを下側から支えながら破砕ローター１２３へと搬送するコンベヤ１２４と、コンベヤ１２４の上方に上下に揺動可能に配置され、自重による押付力を付与しながら被処理木材Ｗを破砕ローター１２３へと送る上送りローラ装置１２５とを備え、コンベヤ１２４と上送りローラ装置１２５とによって挟持された状態で破砕ローター１２３へと送り込まれる被処理木材Ｗをローター１２１の図２（ｂ）中記号ＲＤ矢印方向の回転運動により刃付ハンマー１２２で下側から上側に上方向切削力と上方向打撃力とを加えて破砕するようにされている（例えば、特許文献２参照）。
ここで、上送りローラ装置１２５は、ローラ本体１２６ａの外周部に複数のブレード１２６ｂが固着されてなる上送りローラ１２６と、基端部が枢支軸１２７を介してケーシング１２８の両側壁に取り付けられて先端側が上下に揺動可能な揺動アーム１２９とを備えて構成され、上送りローラ１２６は、揺動アーム１２９の先端部に回転支軸１３０を介して回転可能に取り付けられ、コンベヤ１２４の搬送方向下流側端部の上方位置で上下に揺動可能とされている。
【０００５】
しかしながら、図２（ｂ）に示される木材破砕機１２０では、切削時に被処理木材Ｗの姿勢を安定的に保つアンビル１１１（図２（ａ）参照）に相当するものが設けられていないため、被処理木材Ｗに対し刃付ハンマー１２２で下側から上側へと上方向切削する際に、刃付ハンマー１２２から被処理木材Ｗに作用する上方向切削力で被処理木材Ｗがコンベヤ１２４から浮き上がることがあり、被処理木材Ｗの姿勢が安定せず、木材チップの形状が揃わないという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０５８０４４号公報
【特許文献２】特開２０１４−２２６５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、上方向切削時に被処理木材の姿勢を安定的に保つことができ、これによって形状が揃った木材チップを製造することができる上方向切削式チッパ製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明による上方向切削式チッパ製造装置は、
ローターの外周部に所要の切削刃が装着されてなる粉砕ローターと、粉砕すべき被処理木材を下側から支えながら前記粉砕ローターへと搬送するコンベヤと、前記コンベヤの上方に上下に揺動可能に配置され、自重による押付力を付与しながら被処理木材を前記粉砕ローターへと送る上送りローラ装置とを備え、前記コンベヤと前記上送りローラ装置とによって挟持された状態で前記粉砕ローターへと送り込まれる被処理木材を前記ローターの回転運動により前記切削刃で下側から上側へと上方向切削し砕片化するようにした上方向切削式チッパ製造装置であって、
前記切削刃による被処理木材の上方向切削時に、前記切削刃から被処理木材に作用する上方向切削力で被処理木材が前記コンベヤから浮き上がらないように被処理木材を前記コンベヤ上に押え付けておくような押付力が前記上送りローラ装置の自重によって被処理木材に作用するように前記上送りローラ装置の質量を設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、切削刃による被処理木材の上方向切削時に、切削刃から被処理木材に作用する上方向切削力で被処理木材がコンベヤから浮き上がらないように被処理木材をコンベヤ上に押え付けておくような押付力が上送りローラ装置の自重によって被処理木材に作用するように上送りローラ装置の質量が設定されるので、切削刃による被処理木材への上方向切削時にその被処理木材の姿勢を安定的に保つことができ、形状が揃った木材チップを製造することができる。
なお、上方向切削式の木材破砕機の一部の構造を変更することにより、当該木材破砕機を本発明のチップ製造装置に容易に改造できて転用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る上方向切削式チップ製造装置の要部の内部構造を示す側面図である。
【図２】図２は、従来技術の説明図で、（ａ）は下方向切削式チップ製造装置の要部の内部構造を示す側面図、（ｂ）は上方向切削式木材破砕機の要部の内部構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明による上方向切削式チップ製造装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、被処理木材として例えば間伐材由来の丸太等を粉砕してバイオマス発電用木材チップの生産に供する装置に本発明が適用された例であるが、勿論これに限定されるものではない。例えば、パルプ用チップの生産にも適用することができる。
【００１２】
＜上方向切削式チップ製造装置の概略説明＞
図１に示される上方向切削式チップ製造装置（以下、単に「チップ製造装置」と称する。）１は、主に、コンベヤ２、上送りローラ装置３、粉砕ローター４、および上送りローラ装置３や粉砕ローター４等を収容するケーシング５を備え、コンベヤ２と上送りローラ装置３とによって挟持された状態で粉砕ローター４へと送り込まれる被処理木材Ｗを砕片化するように構成されている。
【００１３】
＜コンベヤの説明＞
コンベヤ２は、図示されないホッパと粉砕ローター４との間に無限軌道を形成するように配されるドラッグチェーン６を備えてなるドラッグチェーンコンベアであって、図示されない搬送モータによってドラッグチェーン６が駆動されることにより、図示されないホッパを介して投入されてドラッグチェーン６上に載置された被処理木材Ｗを下側から支えながら粉砕ローター４へと搬送するように構成されている。
なお、コンベヤ２としては、その他に、例えば、鉄履帯プレートを用いて被処理木材Ｗを搬送するようにしたものや、ゴムベルト等によって被処理木材Ｗを搬送するようにしたもの、傾斜シュートを用いて被処理木材Ｗを重力作用を利用して搬送するものなどが挙げられる。
【００１４】
＜上送りローラ装置の説明＞
上送りローラ装置３は、ローラ本体７ａの外周部に複数のブレード７ｂが固着されてなる上送りローラ７と、基端部が枢支軸８を介してケーシング５の両側壁に取り付けられて先端側が上下に揺動可能な揺動アーム９とを備えて構成されている。
上送りローラ７は、揺動アーム９の先端部に回転支軸１０を介して回転可能に取り付けられ、コンベヤ２の搬送方向下流側端部の上方位置で上下に揺動可能とされている。
上送りローラ装置３においては、被処理木材Ｗ上に乗り上げた上送りローラ７を介して被処理木材Ｗに対し自重による押付力を付与しながら図示されない送りモータの作動によって上送りローラ７が図１中記号ＲＡ矢印方向に回転されることにより、被処理木材Ｗを粉砕ローター４へと強制的に送り出すことができるようになっている。
【００１５】
＜粉砕ローターの説明＞
粉砕ローター４は、ローター１１に所要（本例では４つ）のチッパーナイフ１２（本発明の「切削刃」に相当する。）が装着されて構成されている。
ローター１１は、被処理木材Ｗの搬送方向と直交する水平軸線を有してケーシング５の両側壁に回転自在に支持されるローター軸１３と、このローター軸１３と同心を成してそのローター軸１３に取り付けられるチッパドラム１４とを備え、図示されないローター駆動モータからの回転動力がローター軸１３に伝達されると、チッパドラム１４が図１中記号ＲＢ矢印方向（図１において時計回りの方向）に回転される。
チッパドラム１４は、所定角度（例えば９０°）間隔で外周寄りの部位が切り欠かれた複数（本例では４つ）の切欠き部１４ａを有し、各切欠き部１４ａには、チッパドラム１４の回転方向に刃先を向けた状態でチッパーナイフ１２が配され、チッパーナイフ１２に対し挟持力を作用させて固定する固定手段１５によってチッパーナイフ１２がチッパドラム１４に固定されている。
【００１６】
以上に述べたように構成されるチップ製造装置１においては、図示されないホッパ内に被処理木材Ｗが投入されると、この被処理木材Ｗが、コンベヤ２のドラッグチェーン６によって下側から支えられながら粉砕ローター４に向けて連続的に搬送される。搬送コンベヤ２によって上送りローラ７の位置に被処理木材Ｗが搬送されてくると、図１中記号ＲＡ矢印方向に回転される上送りローラ７が被処理木材Ｗに乗り上げながら上向きに揺動する。そして、上送りローラ装置３は自重による押付力（上送りローラ３や揺動アーム９等の質量に応じて重力作用により生じる力）を付与しながら被処理木材Ｗを粉砕ローター４へと強制的に送り出す。こうして、コンベヤ２と上送りローラ装置３とによって挟持された状態で粉砕ローター４へと送り込まれて粉砕ローター４に押し付けられた被処理木材Ｗは、ローター１１の図１中記号ＲＢ矢印方向の回転運動によりチッパーナイフ１２で下側から上側へと上方向切削されて砕片化される。
【００１７】
このチップ製造装置１では、切削時に被処理木材Ｗの姿勢を安定的に保つアンビル１１１（図２（ａ）参照）に相当するものが設けられていないため、被処理木材Ｗに対しチッパーナイフ１２で下側から上側へと上方向切削する際に、チッパーナイフ１２から被処理木材Ｗに作用する上方向切削力で被処理木材Ｗがコンベヤ２から浮き上がり、被処理木材Ｗの姿勢が安定せず、木材チップの形状が揃わないという不具合を招く恐れがある。
【００１８】
そこで、本実施形態のチップ製造装置１においては、チッパーナイフ１２による被処理木材Ｗの上方向切削時に、チッパーナイフ１２から被処理木材Ｗに作用する上方向切削力で被処理木材Ｗがコンベヤ２から浮き上がらないように被処理木材Ｗをコンベヤ２上に押え付けておくような押付力が上送りローラ装置３の自重によって被処理木材Ｗに作用するように上送りローラ装置３の質量が設定されている。ここで、上送りローラ装置３は、従来の上送りローラ装置１０５，１２５を増量して構成されることになるが、その手法としては、例えば、上送りローラ１０６，１２６に錘を付加したり、上送りローラ１０６，１２６を構成する部材の肉厚を厚くしたり、揺動アーム１０９，１２９に錘を付加したり、揺動アーム１０９，１２９を構成する部材の肉厚を厚くしたりするなどが挙げられる。
これにより、チッパーナイフ１２による被処理木材Ｗの上方向切削時に、チッパーナイフ１２からの上方向切削力で被処理木材Ｗがコンベヤ２から浮き上がろうとしても、上送りローラ装置３の自重による押付力によって被処理木材Ｗがコンベヤ２上に押し付けられて被処理木材Ｗの姿勢が安定的に保たれることになる。
したがって、チッパーナイフ１２による被処理木材Ｗへの上方向切削動作が安定的に行われて、形状が揃った木材チップを製造することができる。
【００１９】
なお、図２（ｂ）に示される木材破砕機１２０において、破砕ローター１２３に代えて粉砕ローター４を採用し、上送りローラ１２６および／または揺動アーム１２９の質量を増量して、増量した上送りローラ装置１２５の自重により、チッパーナイフ１２による被処理木材Ｗの上方向切削時に、チッパーナイフ１２から被処理木材Ｗに作用する上方向切削力で被処理木材Ｗがコンベヤ１２４から浮き上がらないように被処理木材Ｗをコンベヤ１２４上に押え付けておくような押付力が被処理木材Ｗに作用するようにすれば、上記のチップ製造装置１と同様に、増量した上送りローラ装置１２５の自重による押付力によって被処理木材Ｗがコンベヤ１２４上に押し付けられて被処理木材Ｗの姿勢が安定的に保たれることになるので、チッパーナイフ１２による被処理木材Ｗへの上方向切削動作が安定的に行われて、形状が揃った木材チップを製造することができる。
このように、木材破砕機１２０の構成部品の位置関係はそのままで、破砕ローター１２３に代えて粉砕ローター４を採用したり、上送りローラ装置１２５の質量を増量したりするなど、木材破砕機１２０の一部の構造を変更することにより、木材破砕機１２０をチップ製造装置１へと容易に改造できて転用することができる。
【００２０】
以上、本発明の上方向切削式チップ製造装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の上方向切削式チップ製造装置は、上方向切削時に被処理木材の姿勢を安定的に保つことができ、これによって形状が揃った木材チップを製造することができるという特性を有していることから、例えば間伐材由来の丸太を破砕してバイオマス発電用木材チップを生産する用途、あるいはパルプ用木材チップを生産する用途に好適に用いることができ、産業上の利用可能性が大である。
【符号の説明】
【００２２】
１    上方向切削式チッパ製造装置
２    コンベヤ
３    上送りローラ装置
４    粉砕ローター
５    ケーシング
６    ドラッグチェーン
７    上送りローラ
９    揺動アーム
１１  ローター
１２  チッパーナイフ（切削刃）
１５  固定手段
Ｗ    被処理木材
【図１】
2017001274.tif 000003
【図２】
2017001274.tif 000004