木材破砕機
【課題】単体で現場のニーズに柔軟に対応して被破砕木材を破砕することができる木材破砕機を提供する。
【解決手段】軸芯を中心に回転するドラム６７と、ドラム６７の周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビット６５と、ドラム６７径方向外側に間隔を介して設けられている第２スクリーン７０とを備え、第２スクリーン７０の内径面の位置をドラム６７径方向に進退させることによって、第２スクリーン７０の内径面から破砕ビット６５の最大回転軌道Ｒまでの間隙寸法Ｄを調整可能なように構成する。
【解決手段】軸芯を中心に回転するドラム６７と、ドラム６７の周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビット６５と、ドラム６７径方向外側に間隔を介して設けられている第２スクリーン７０とを備え、第２スクリーン７０の内径面の位置をドラム６７径方向に進退させることによって、第２スクリーン７０の内径面から破砕ビット６５の最大回転軌道Ｒまでの間隙寸法Ｄを調整可能なように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剪定枝材・間伐材、枝木材、廃木材等を破砕する木材破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
森林の造成・維持管理等で発生する剪定枝材や間伐材、森林で伐採した木材の枝払い等で発生する枝木材、木造建築物の解体等で発生する廃木材は、通常、最終的に産業廃棄物等として処理される。木材破砕機は、このような廃棄物としての木材の減容化や、破砕後の木材（木材チップ）を発酵させて有機肥料として再利用すること等を目的として、被破砕木材を所定の大きさに破砕するものである。近年、このような木材破砕機の用途は多様化しており、それらのニーズに対応した破砕機が求められている。
【０００３】
このようなニーズの１つに対応したものに、生産する木材チップの粒径の制御を図った木材破砕機がある（特許文献１等参照）。この木材破砕機は、篩い部材を介して木材チップを排出することでその粒径を均一にする木材破砕機を篩い部材が交換できるように改良したものであり、所望の径から成る排出孔が配された篩い部材に適宜交換することによってチップ粒径の制御を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４６４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、木材チップを生産する際に重視される指標には、上記の木材チップ粒径の他にも複数あるが、ここでは粒度品質と処理量に着目する。これら２つの指標においては、ニーズによって木材チップの粒度品質より処理量が重視される場合もあれば、反対に粒度品質が優先される場合もある。そのため、単体で現場のニーズに応じて粒度品質と処理量の優先度を柔軟に選択できる木材破砕機が求められている。
【０００６】
本発明の目的は単体で現場のニーズに柔軟に対応して被破砕木材を破砕することができる木材破砕機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、軸芯を中心に回転するドラムと、このドラムの周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビットと、前記ドラム径方向外側に間隔を介して設けられている湾曲板部材とを備え、この湾曲板部材の内径面の位置を前記ドラム径方向に進退させることによって、前記湾曲板部材の内径面から前記破砕ビットの最大回転軌道までの間隙寸法を調整可能なように構成されているものとする。
【０００８】
（２）上記（１）は、好ましくは、前記湾曲板部材は、交換することによって前記間隙寸法を調整することができる交換可能な部材であって、前記湾曲板部材とは内径面位置が異なる他の湾曲板部材と交換されることによって内径面位置を進退させて前記間隙寸法を調整するものとする。
【０００９】
（３）上記（１）又は（２）は、好ましくは、前記湾曲板部材は破砕木材の粒径を設定する排出孔を有しているものとする。
【００１０】
（４）上記（３）は、好ましくは、前記間隙寸法を前記湾曲板部材の排出孔の径に応じて調整するように構成されているものとする。
【００１１】
（５）上記（４）は、好ましくは、前記間隙寸法は前記排出孔の径より小さく設定されているものとする。
【００１２】
（６）上記（５）は、好ましくは、前記間隙寸法をＤ［ｍｍ］、前記排出孔の径をｒ（１２．５≦ｒ）［ｍｍ］としたとき、前記間隙寸法Ｄ［ｍｍ］は、０．４ｒ−５≦Ｄ≦０．４ｒ＋１０［ｍｍ］となるように構成されているものとする。
【００１３】
（７）本発明は、上記目的を達成するために、軸芯を中心に回転するドラムと、このドラムの周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビットと、前記ドラム径方向外側に間隔を介して設けられている湾曲板部材とを備え、前記破砕ビットにおける前記ドラム径方向外側端部の位置を変更することによって、前記湾曲板部材の内径面から前記破砕ビットの最大回転軌道までの間隙寸法を調整可能なように構成されているものとする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、破砕ビットの回転軌道と破砕室の内径面との隙間寸法を調整することができるので、単体で現場のニーズに柔軟に対応して被破砕木材を破砕することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る自走式木材破砕機の全体構造を示す側面図、図２は図１に示した自走式木材破砕機の上面図、図３は後述する破砕装置１２近傍の側面カバー内部の詳細構造を示す側面図である。なお、以下において、図１中の左・右に対応する方向を木材破砕機の後・前、又は一方・他方とする。
【００１７】
図１〜図３において、本実施の形態の木材破砕機は、自力走行するための走行体（走行手段）１と、この走行体１に搭載した木材破砕機本体部２と、この木材破砕機本体部２からの破砕木材（木材チップ）を搬送し機外に排出する排出部である排出コンベア３と、機体各所に搭載した作動機器の動力源（エンジン）等を内蔵した動力装置（パワーユニット）４等で概略構成されている。次にこれら、走行体１、木材破砕機本体２、排出コンベア３、動力装置４の構成を順次説明していく。
【００１８】
走行体１は、トラックフレーム５と、このトラックフレーム５の前後両端部に設けた駆動輪６及び従動輪７と、出力軸を駆動輪６の軸に連結した駆動装置（走行用油圧モータ）８と、駆動輪６及び従動輪７に掛け回した履帯（無限軌道履帯）９とで構成されている。また、３６は上記トラックフレーム５上に設けた本体フレームで、この本体フレーム３６によって、木材破砕機本体２や排出コンベア３、動力装置４等が支持されている。
【００１９】
木材破砕機本体２は、投入される被破砕木材を受け入れるホッパ１０と、このホッパ１０内に収容配置された被破砕木材の搬送手段としての送りコンベア１１と、この送りコンベア１１によって導入された被破砕木材を破砕する破砕装置１２（図３参照）と、この破砕装置１２の手前で破砕装置１２に導入される被破砕木材を送りコンベア１１に押し付ける押圧コンベア装置１３（図３参照）とを備えている。
【００２０】
ホッパ１０は、送りコンベア１１の周囲を囲うような上部が開口した有底形状に形成され、本体フレーム３６上の破砕ロータ６１（図３参照）の後方側にほぼ水平に備えられている。このホッパ１０は、送りコンベア１１の後方側に設けられた後壁体１４と、幅方向左右両側の外壁体１５と、外壁体１５の内側かつ送りコンベア１１の幅方向両側に設けられ、その上部が送りコンベア１１の搬送面より幾分上方に位置している側壁体（図示せず）と、この側壁体及び外壁体１５の上部に掛け渡すようにして上方に向かって拡開形状に設けられた拡開部（あおり部）１７と、送りコンベア１１の下方側に僅かに間隙を介するように底部全面に設けた底壁体１８（図３参照）と、前方側端部に設けた前壁体１９（図３参照）とを備えている。
【００２１】
送りコンベア１１は、本体フレーム３６の長手方向後方側にホッパ１０内に収容されるようにして配設されており、破砕装置１２に備えられた破砕ロータ６１（後述する）に対向して設けたスプロケット状の駆動輪４０と機体後方側に設けた従動輪（図示せず）との間に搬送体（チェーンベルト）４２を掛け回して構成してある。駆動輪４０の回転軸である駆動軸（図示せず）には送りコンベア１１を駆動する駆動装置（図示せず）の出力軸が連結され、駆動装置の駆動力が駆動輪４０に伝達される。搬送体４２はチェーンベルトにより構成され、図２に示すように機体幅方向に複数列（本例では４列）列設してある。この搬送体４２はゴムベルト等でも構成可能である。
【００２２】
押圧コンベア装置１３は、送りコンベア１１の前端部上方において破砕装置１２の上部を覆うように配設されており、送りコンベア１１の駆動輪４０の上方に対向して配置された押圧ローラ５３と、この押圧ローラ５３を支持する支持部材５２とを備えている。
【００２３】
支持部材５２は、基端部に回動軸５１を有するアーム部５４と、アーム部５４の下方に取り付けたブラケット部５５とを備えている。ブラケット部５５は押圧ローラ５３を回転自在に支持している。このように構成することで、支持部材５２は回動軸５１を回動中心として上下回動できるので、押圧ローラ５３が送りコンベア１１に対して上下動するようになっている。また、アーム部５４の破砕室６０に臨む下面側には湾曲板６８が取付けられている。この湾曲板６８は、押えコンベア装置１３の上下の揺動動作に伴って可動し、破砕室６０の一部を構成している。なお、図３には図示していないが、回動軸５１は破砕装置１２等を囲う図示しないハウジングの側壁に軸受を介して回転自在に支持されている。駆動輪４０の上方かつ被破砕木材投入方向上流側にはストッパ５６が設けられている。ストッパ５６は、押圧ローラ５３が送りコンベア１１の駆動輪４０の近接位置まで下がるとブラケット部５５と当接するように配置されており、押圧コンベア装置１３の回動動作を制限している。
【００２４】
押圧ローラ５３は、特に図示していないが、中空のドラム状部材で構成されており、ドラム内部に自らの駆動装置（図示せず）を収容している。この駆動装置により、送りコンベア１１による被破砕木材の搬送方向に転動する向き（図３では反時計回り）に被破砕木材の搬送速度とほぼ同じ周速度で押圧ローラ５３が回転し、送りコンベア１１上の被破砕木材を送りコンベア１１と協動して押さえ込みながら破砕装置１２に導入するようになっている。
【００２５】
破砕装置１２は、本体フレーム３６の長手方向ほぼ中央部上の機体内部に搭載されており、破砕室６０内で高速回転する破砕ロータ６１と、この破砕ロータ６１の回転方向（正転方向、図３中時計回り方向）に対向するように配置した第１アンビル６２及び第２アンビル６３とを備えており、送りコンベア１１の前端部に対向するように設けられている。第１及び第２アンビル６２，６３は、例えば過度な衝撃が加わった場合等には、破砕ロータ６１の正転方向に倣う方向に退避するように回動可能な構成となっている。
【００２６】
破砕ロータ６１は、軸受（図示せず）によって回転自在に支持された軸の軸芯を中心に回転するドラム６７と、ドラム６７の周胴面上に適宜配置されている複数の支持部材６４と、これら支持部材６４にそれぞれ取り付けられており被破砕木材を破砕する破砕ビット（衝突板、或いは破砕刃等）６５とを備えている。破砕ビット６５は、破砕ロータ６１が正転方向に回転する際にその刃面が支持部材６４に先行するように配置されている。また、各破砕ビット６５は、ボルト６６等によって支持部材６４に固定されており、摩耗した場合にも容易に天地の入れ替えが可能であり、また、新しいものと交換可能な構成となっている。
【００２７】
破砕室６０は、破砕ロータ６１に対し、上方側に設けられた前述の湾曲板６８や、前方側及び下方側にそれぞれ設けられ、破砕された被破砕木材を通過させることにより破砕木材（木材チップ）の粒径を設定する多数の排出孔を有する第１スクリーン（篩部材，湾曲板部材）６９及び第２スクリーン（篩部材，湾曲板部材）７０等によって概ね画定され、その後方側は被破砕木材導入部として解放されている。
【００２８】
第１及び第２スクリーン６９，７０は、湾曲板６８と同様、破砕ビット６５の回転軌道Ｒ（図３参照）にほぼ沿うような湾曲形状からなり、破砕ビット６５と所定の間隔を介して着脱可能（交換可能）に配設されている（詳細は後述）。図３に示すように、回転軌道Ｒは、破砕ビット６５の部分であって、ドラム６７径方向（適宜、破砕ロータ６１径方向とも称する）の外側端部に位置する部分の回転軌道（破砕ビット６５の最大回転軌道）である。また、符号Ｄは、スクリーン６９，７０の内径面（破砕ロータ６１側の面）から破砕ビット６５の回転軌道Ｒまでの寸法（間隙寸法）を示す。
【００２９】
また、前述した被破砕木材導入部の周辺には、駆動輪４０の回転軌跡の上端よりも若干低位置、かつ駆動輪４０との対向端部が極力駆動輪４０の回転軌跡に近接するように前壁体１９の上部に配置したスクレーパ４８と、駆動輪４０の回転軌跡に近接するように曲成され、ホッパ１０の底壁体１８及び前壁体１９に連接した案内部材４７が設けられている。
【００３０】
上記のように構成された破砕装置１２は、送りコンベア１１によって送り込まれた被破砕木材を破砕ロータ６１を高速回転させて破砕ビット６５で打撃して粗破砕（１次破砕）し、粗破砕した木材片を第１アンビル６２及び第２アンビル６３に衝突させてその衝撃力によってさらに細かく破砕（２次破砕）するようになっている。破砕途中の木材片は、破砕室６０内で破砕ロータ６１の回転に伴って破砕室６０内を周回し、破砕ビット６５やアンビル６２，６３等と衝突を繰り返すうちにさらに細粒化される。そして、この木材片は、破砕室６０内の壁面の一部を構成するスクリーン６９，７０の排出孔よりも粒径が小さくなった後に、スクリーン６９，７０を通過して排出コンベア３へ排出される。
【００３１】
排出コンベア３は動力装置４から突出して設けた支持部材１１２によってその排出側（前方側）が支持されている。一方、この反対側（後方側）は支持部材１１３を介して本体フレーム３６に懸架されている。これにより排出コンベア３は破砕装置１２の下方から動力装置４の下方を通った後、機体前方側に向かって上り傾斜に配設されている。この排出コンベア３のフレーム１１４の長手方向前後両端にはそれぞれ駆動輪及び従動輪（ともに図示せず）が回転自在に設けられており、これら駆動輪及び従動輪にはコンベアベルト（図示せず）が掛け回してある。前方側に位置する駆動輪の回転軸には駆動装置（排出コンベア用油圧モータ）１１６が直結しており、この駆動装置１１６を回転駆動させることによって駆動輪と従動輪との間でコンベアベルトが循環駆動する。コンベアベルトの上方はコンベアフレーム１１４に固定したカバー１１５によって覆われており、コンベアベルト上の破砕木材が風等で飛散することを防止している。
【００３２】
動力装置４は本体フレーム３６の長手方向前方側端部上に支持部材１１７を介して搭載され、先の破砕装置１２の前方側に位置している。この動力装置４には、エンジンやエンジンにより駆動される油圧ポンプや、油圧ポンプから各作動装置への圧油の流れを制御する制御弁、燃料や作動油を貯留するタンク類、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、エアクリーナ等が内蔵されている。
【００３３】
また、動力装置４の後方側かつ機体右側（図２中の下側）の区画には運転席１１８が設けられており、この運転席１１８には走行操作用の操作レバー１１９等が設けられている。一方、運転席１１８の下方の機体側部にはその他の操作・設定やモニタリング等を行うための操作盤１２０が設けられている。この操作盤１２０は、本実施の形態では地上から操作者が操作し易いように機体の側部に設けられているが、運転席１１８に設けても構わない。
【００３４】
次に、本実施の形態の木材破砕機に備えられる第１及び第２スクリーン６９，７０について詳述する。ここでは、その中から第２スクリーン７０を取り上げて説明する。なお、第１スクリーン６９の構成は実質的に以下で説明する第２スクリーンの構成と同じであるので詳細な説明は省略し、同じ部分には同じ符号を付す。
【００３５】
図４（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態の木材破砕機に備えられた第２スクリーンの側面図、図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図４（ｂ）に示した第２スクリーン７０Ｂを図４（ｂ）中のＶａ及びＶｂ方向からみた矢視図、図６は図４（ｂ）に示した第２スクリーン７０Ｂの斜視図である。なお、先の各図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略するものとし、これ以降の他の図においても同様とする。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｃ）が示す第２スクリーン７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃは、それぞれ前述の第２スクリーン７０の交換用のスクリーンであり、篩い板部２０の支持位置がそれぞれ異なっている。以下では、まず、第２スクリーン７０Ｂについて説明する。
【００３７】
図４〜図６において、第２スクリーン７０Ｂは、破砕ビット６５の回転軌道Ｒに沿うような湾曲形状からなる篩い板部（湾曲板部材）２０Ｂと、篩い板部２０Ｂ上に設けられた所定径から成る複数の孔であって、破砕木材が排出される際に通過する排出孔２１Ｂと、破砕ビット６５の回転軌道Ｒから篩い板部２０Ｂの内径面までの隙間の距離が所定の間隔寸法Ｄとなるように篩い板部２０Ｂを支持するフランジ部（支持部）２２と、篩い板部２０Ｂを破砕ロータ６１径方向外側から支持することにより補強している補強部２３とを備えている。なお、以下の説明における方向の説明については、木材破砕機にスクリーン７０（７０Ａ〜Ｃ）を組み込んだときの状態における方向を用いる。
【００３８】
フランジ部２２は、篩い板部２０Ｂを木材破砕機の幅方向両側から支持する湾曲形状の一対の部材であって、木材破砕機に固定されたスクリーン係合部材９７における凹部１１１（図１０（ｃ）参照）と係合することにより第２スクリーン７０Ｂの破砕室６０における姿勢を保持するように構成されている。また、フランジ部２２は破砕ロータ６１径方向に所定の厚みを有しており、この厚みを利用して破砕ビット６５の回転軌道Ｒに対する篩い板部２０の支持位置を破砕ロータ６１径方向に進退させることができる。これにより、篩い板部２０の支持位置によって間隙寸法Ｄが調整可能で、さらに、フランジ部２２を共通部分とする相互交換可能なスクリーン（例えば、第２スクリーン７０Ａ，７０Ｃ）を構成することができる。なお、内径面位置が異なる交換用スクリーンの各篩い板部２０の形状は、破砕室６０が円筒形状に構成されるように、破砕ロータ６１の回転中心を中心とし、そこから各内径面までの距離を半径とする円柱の一部にするのが好ましい。
【００３９】
ところで、一般的に、間隙寸法Ｄは破砕室内を周回する際に木材が受ける破砕作用に影響を与えることが知られている。例えば、破砕ビット６５やアンビル６２，６３によって１次及び２次破砕された後に破砕室６０内を周回する破砕途中の木材のサイズが間隙寸法Ｄより大きい場合には、その木材は、破砕室６０の内壁と破砕ビット６５の回転軌道Ｒの隙間に逃げることなく破砕ロータ６１の回転に同伴して破砕室６０内を周回する。これにより、破砕途中の木材は、破砕室６０内を周回する間に、破砕ビット６５、アンビル６２，６３、又は破砕途中の他の木材片等と繰り返し衝突することにより破砕される。他方、破砕室６０内を周回する木材のサイズが間隙寸法Ｄより小さい場合には、その木材は破砕室６０の内壁と破砕ビット６５の回転軌道Ｒの隙間に入り込むことができる。従って、上記のような周回に伴う破砕ビット６５等との衝突による破砕作用は、木材のサイズが間隙寸法Ｄより大きい場合と比較して小さくなる。このように間隙寸法Ｄよりサイズが大きい木材には周回による破砕作用が相対的に強く働く。これを換言すれば、１次及び２次破砕を受けた木材は、排出孔２１の径の大きさを考慮しなければ、破砕ロータ６１の回転に伴って破砕室６０内を周回するうちに、上記のような周回による破砕の影響を受けることにより間隙寸法Ｄの大きさ程度までは効率よく破砕され、間隙寸法Ｄより粒径の大きい木材チップが生産される割合は少なくなるということが言える。
【００４０】
また、上記の破砕作用に基づいて木材チップの粒径と間隙寸法Ｄの関係をまとめると次のようになる。即ち、間隙寸法Ｄを所望のチップ粒径より小さくすれば、木材には周回による破砕作用が強く与えられる。つまり、木材は間隙寸法Ｄと同程度の粒径に至るまでは効率良く破砕されるので、生産される木材チップの粒径分布の質（以下、粒度品質とする）の向上を期待することができる。他方、間隙寸法Ｄを所望の粒径より大きくすれば、周回によって木材に与えられる破砕作用が弱くなる。従って、木材は間隙寸法Ｄ程度までしか破砕されないので粒度は粗くなるが、単位時間あたりに生産できる木材チップの量（以下、処理量とする）が優先されることが期待できる。このように、所望の粒径に応じて間隙寸法Ｄを調整することにより、粒度品質を重視するか、処理量を重視するかを適宜調整することができる。
【００４１】
ところで、図４において、図４（ａ）に示した第２スクリーン７０Ａの篩い板部２０Ａは、第２スクリーン７０Ｂの篩い板部２０Ｂと比較して破砕ロータ６１径方向内側に位置するように構成されている。また、これと反対に、図４（ｃ）に示した第２スクリーン７０Ｃの篩い板部２０Ｃは、篩い板部２０Ｂより径方向外側に位置している。ここで、例えば、図４（ｂ）に示したスクリーン７０Ｂが、その排出孔２１Ｂの径によって設定されるチップ粒径において、粒度品質と処理量のバランスが最適になるように篩い板部２０Ｂの位置が設定されているとともに、スクリーン７０Ｂの排出孔２１Ｂの径はスクリーン７０Ａとスクリーン７０Ｃの排出孔の径と同一であるものと仮定する。この場合、上記のような排出孔２１の径と間隙寸法Ｄの関係を考慮すると、スクリーン７０Ｂと比較して、スクリーン７０Ａは粒度品質を重視する場合に用いる交換用部材であり、反対に、スクリーン７０Ｃは処理量を重視する場合に用いる交換用部材であるいうことができる。
【００４２】
このように本実施の形態は、フランジ部２２による篩い板部２０の支持位置が異なる交換用スクリーンを予め複数種類用意しておくことにより、木材破砕機における間隙寸法Ｄを調整するものである。これにより、上記において説明した木材チップの粒径と間隙寸法Ｄとの関係を利用して、生産する木材チップの粒度品質と処理量をニーズに応じて制御することができる。
【００４３】
次に、粒度品質と処理量のバランスが概ね良好となる（即ち、粒度品質の良いチップを効率良く得ることができる）ような間隙寸法Ｄ［ｍｍ］の範囲について説明する。
【００４４】
図７は粒度品質の良い木材チップを効率良く得るための間隙寸法Ｄと第１及び第２スクリーン６９，７０の排出孔径（ｒ［ｍｍ］とする）の相関関係を表す図である。図７に示すように、排出孔径ｒを２５ｍｍに設定する場合には間隙寸法Ｄを好ましくは５〜２０ｍｍの範囲に、排出孔径ｒを５０ｍｍに設定する場合には間隙寸法Ｄを好ましくは１５〜３０ｍｍの範囲に、また、排出孔径ｒを１００ｍｍに設定する場合には間隙寸法Ｄを好ましくは２５〜４０ｍｍの範囲に設定すると粒度品質の良いチップを比較的効率良く得ることができる。また、図７が示すように排出孔径ｒと間隙寸法Ｄには概ね比例関係が成り立っており、斜線で示された領域（０．４ｒ−５≦Ｄ≦０．４ｒ＋１０）、かつ、排出孔径ｒが１２．５〜１５０ｍｍ程度の範囲であれば、上記３つの場合と同様の効果を得ることができることを発明者らは知見した。なお、粒度品質の低下を防止するためには、上記のような排出孔径ｒの範囲に関わらず、少なくとも間隙寸法Ｄを排出孔径ｒより小さく設定すれば上記のような周回による破砕作用を積極的に利用することが可能である。
【００４５】
なお、上記の説明においては、第２スクリーン７０を間隙寸法Ｄの調整手段として利用する場合について説明してきたが、これと実質的に同じ構成から成る第１スクリーン６９にも同様に適用可能であることは言うまでもない。
【００４６】
次に、図８〜図１０を用いて第１スクリーン６９，第２スクリーン７０の交換機構の構成について説明する。
【００４７】
まず、図８及び図９を用いて、第１スクリーン６９の付近の構成について説明する。
【００４８】
図８（ａ），（ｂ）は本実施の形態の木材破砕機に備えられた第１スクリーン付近の構成を抽出して示す図であり、図８（ａ）は破砕作業時の状態を示す図、図８（ｂ）は第１スクリーン６９が交換可能な状態を示す図である。また、図９は図８（ａ）中のIX-IX断面における矢視図である。
【００４９】
図８及び図９に示すように、アーム７１は木材破砕機本体２の幅方向に一対設けられており、各アーム７１は回動軸７２，７３及びビーム７４によって間隔を介して連結されている。また、アーム７１は、第１スクリーン６９のフランジ部２２の形に切り取られ第１スクリーン６９のフランジ部２２と係合する凹部８２をドラム６７径方向外側に有しており、木材破砕機本体２に対して固定されている支持部材７６とシアピン７７を介して連結されている。回動軸７２の両端部には軸受７５が設けられており、軸受７５は回動軸７２を支持している。このような構成により、アーム７１は、通常作業時には支持部材７６によって本体２に対して固定され、破砕ビット６５の回転軌道に対して第１アンビル６２の破砕刃面が破砕室内で略直角を成すようにアンビル６２を固定するとともに、第１スクリーン６９の内径面が破砕ロータ６１の回転中心を臨むように第１スクリーンの姿勢を固定している。
【００５０】
シアピン７７は、所定値以上の衝撃荷重が第１アンビル６２を介してアーム７１にかかった場合等には、破断してアーム７１の拘束を解くように構成されている。したがって、第１アンビル６２に過度な負荷がかかった場合にはアーム７１は回動可能となるので、破砕ビット６５回転方向に倣う方向（図８中反時計回り）に回動軸７２を軸芯に回動し、アンビル６２を破砕室６０から退避させる。これによりアンビル６２やその周辺の部材の損傷を防止することができる。ところで、図８中において、符号７８を付した部材は木材破砕機本体の側面に対して固定されたストッパ７８である。このストッパ７８は、アーム７１が回動軸７２を中心に回動した場合に、アーム７１と衝突することによってその回動範囲を制限するものであり、アーム７１と他の構成部材が干渉することを防止している。
【００５１】
スクリーン支持部材８０（バナナプレート）は、回動軸７３を介してアーム７１と回動可能に連結されているとともに、回動軸７３と異なる箇所に挿通された回動軸１２７を介して油圧シリンダ８１のロッド側端部と連結している。また、油圧シリンダ８１のボトム側端部は先のビーム７４に連結している。即ち、スクリーン支持部材８０は油圧シリンダ８１の伸縮によって回動軸７３を中心に回動するように構成されている。したがって、油圧シリンダ８１が伸長するとスクリーン支持部材８０は破砕室６０に向かって回動するので、スクリーン支持部材８０は、凹部８２を介して係合する第１スクリーン６９をドラム６７径方向外側から内側に向かってアーム７１に押さえ付けて拘束する。他方、油圧シリンダ８１が縮短すると、破砕室６０とは反対方向に回動するので第１スクリーン６９の拘束は解かれ、第１スクリーン６９を他のスクリーンと交換することができる。
【００５２】
また、図９において、スクリーン支持部材８０の回動をロックするロック機構８５は、アーム７１と固定関係にあるブラケット８６と、ブラケット８６にボトム側端部が固定され破砕機の幅方向に設けられたロックシリンダ８７と、ロックシリンダ８７のロッド側端部に固定されたテーパブロック８８（係合部材）と、一端がテーパブロック８８と係合するようになっており、他端がスクリーン支持部材８０と固定されているテーパブロック８９と、ロックシリンダ８７の伸縮動作に伴うテーパブロック８８のスライド動作を外側からガイドするガイド部材９０とを備えている。
【００５３】
このように構成したロック機構８５において、ロックシリンダ８７を伸長させると、テーパブロック８８，８９がそれぞれ係合し、スクリーン支持部材８０がアーム７１に対して相対的に回動することを拘束する。他方、ロックシリンダ８７を縮短させると、テーパブロック８８，８９の係合が解かれるので、スクリーン支持部材８０は回動可能に開放される。このようにロック機構８５は、ロックシリンダ８７の伸縮によってスクリーン支持部材８０の回動を制御することができる。
【００５４】
次に、図１０を用いて、第２スクリーン７０の付近の構成について説明する。
【００５５】
図１０（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態の木材破砕機に備えられた第２スクリーン７０付近の構成を抽出して示す図であり、図１０（ａ）は破砕作業時の状態を示す図、図１０（ｂ）はロック機構１０５の拘束を解除した状態を示す図、図１０（ｃ）は第２スクリーン７０が交換可能な状態を示す図である。
【００５６】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２スクリーン７０交換機構は、押え板９７、スクリーン支持部材９８、油圧シリンダ１０１、ロック機構１０５等によって構成されている。
【００５７】
押え板９７は、第２スクリーン７０の押え板であり、その外周部に第２スクリーン７０の係合部２２と係合する凹部１１１（図１０（ｃ）参照）を備えているとともに、破砕作業（図１０（ａ）の状態のとき）等に伴う荷重を受けても姿勢維持が可能なように、例えば、木材破砕機（又は本体フレーム３６上に別途設けた図示しない支持部材等）の内部側面に対してボルト等によって固定されている。
【００５８】
スクリーン支持部材（バナナプレート）９８は第２スクリーン７０の係合部２２を外周側から押え板９７に押し付けて保持する枠型の支持部材である。このスクリーン支持部材（篩部材保持手段）９８は、その周方向（破砕ロータ６１の周方向）一方側（図１０では左側）端部に設けた回動軸９９が破砕機内部側面等に固定した軸受１００によって支持され、上下方向に回動する（破砕ロータ６１に対して進退する）構成となっている。スクリーン支持部材９８の周方向他方側端部は、その破砕ロータ軸線方向両端の２箇所において、１対の油圧シリンダ（第１のアクチュエータ）１０１のロッド側端部とそれぞれ連結している。他方、油圧シリンダ１０１のボトム側端部は、破砕機内部側面にボルト等で固定した支持部材１０２にそれぞれ連結されて拘束されている。
【００５９】
油圧シリンダ１０１の両端部は、それぞれ、スクリーン支持部材９８、支持部材１０２とピンを介して回動可能に連結されているので、スクリーン支持部材９８は油圧シリンダ１０１の伸縮動作に伴って回動軸９９を支点に回動する。従って、油圧シリンダ１０１を伸長させることによって、スクリーン支持部材９８を押え板９７から離間させることができるので、第２スクリーン７０は破砕ロータ６１の軸線方向に引き抜き可能となり、第２スクリーン７０を容易に交換できる構成となっている。なお、この油圧シリンダ１０１の伸縮操作は破砕機内部側面に設けた操作盤（図示せず）により、前述したスクリーン支持部材８０を回動させる油圧シリンダ８１の伸縮操作と共に行われる。
【００６０】
ロック機構１０５は、スクリーン支持部材９８の回動動作を拘束するものであり、油圧シリンダ１０１と同様、スクリーン支持部材９８の破砕ロータ軸線方向両端側に一対設けられている。このロック機構１０５は、破砕機内部側面に固定されたブラケット１０６と、このブラケット１０６にボトム側端部が固定され前後方向（図１０中左右方向）に設けたロックシリンダ（第２のアクチュエータ）１０７と、このロックシリンダ１０７のロッド側端部及びスクリーン支持部材９８にそれぞれ固定され互いに係合するテーパ部を有するテーパブロック１０８，１０９と、破砕機内部側面にボルト等で固定され、ロックシリンダ１０７の伸縮動作に伴うテーパブロック（係合部材）１０８のスライド動作をガイドするガイド部材１１０とを備えている。
【００６１】
テーパブロック１０８は、スクリーン支持部材９８及び押え板９７の間に第２スクリーン７０が狭持されているとき、破砕ロータ６１径方向外側からスクリーン支持部材９８に設けたテーパブロック１０９に係合する。これにより、第２スクリーン７０が挟持されているとき、ロックシリンダ１０７を伸長させ、テーパブロック１０８，１０９を係合させることで、スクリーン支持部材９８の回動動作は拘束され、第２スクリーン７０は破砕作業時の破砕室６０を確定する位置（図１０（ａ）の位置）で強固に固定、保持される。したがって、図１０（ｃ）のように油圧シリンダ１０１の伸長によりスクリーン支持部材９８を回動させ第２スクリーン７０を交換する場合は、まず図１０（ｂ）に示すようにロックシリンダ１０７を縮短させ、テーパブロック１０８，１０９の係合を解いた上で行う。なお、このロックシリンダ１０７の伸縮操作は、例えば、破砕機内部側面に設けた操作盤（図示せず）により、前述したスクリーン支持部材８０の回動動作を拘束するロックシリンダ８７の伸縮操作と共に行われる。
【００６２】
次に、上記のように構成した本実施の形態に係る木材破砕機の動作を説明する。
【００６３】
はじめに、スクリーン６９，７０の交換作業について説明する。本実施の形態の木材破砕機によって生産される木材チップの粒度品質と単位時間あたりの処理量のバランスは、破砕機に組み込んだ際に間隙寸法Ｄが異なる複数種類の第１及び第２スクリーン６９，７０を予め用意しておき、それらを適宜交換することにより調整される。
【００６４】
まず、作業者は、破砕装置１２の側面の扉１３３（図１参照）を開放する。次に、破砕機内部側面に設けた操作盤（図示せず）によって、ロックシリンダ８７，１０７を縮短させてロックを解除する。続けて、この操作盤を操作して、油圧シリンダ８１を縮短させると共に油圧シリンダ１０１を伸長させ、スクリーン支持部材８０，９８をそれぞれアーム７１及び押え板９７から離間させる。これにより、破砕機内部側面に適宜設けた開口部（図示せず）等を介して第１及び第２スクリーン６９，７０が交換可能となる。そして、作業者は手作業によって第１及び第２スクリーン６９，７０を破砕装置１２の側方へ引き抜き、所望の間隙寸法Ｄが構成される新たな第１及び第２スクリーン６９，７０を挿入する。このようにして、スクリーンの交換が終了したら、上記と反対の手順でスクリーン支持部材８０，９８を元の位置に戻し、スクリーン交換作業を終了する。
【００６５】
次に、本実施の形態における破砕作業中の動作について説明する。
【００６６】
例えば、油圧ショベルのグラップル等、適宜の作業具によりホッパ１０内に被破砕木材を投入すると、被破砕木材は、ホッパ１０の拡開部１７にガイドされて送りコンベア１１の搬送体４２上に載置され、循環駆動する搬送体４２によって木材破砕機前方側に向かってほぼ水平方向に搬送される。
【００６７】
送りコンベア１１上の被破砕木材は、押圧コンベア装置１３付近まで搬送されると、押圧コンベア装置１３の押圧ローラ５３の下部に入り込み押圧コンベア装置１３を押し上げる。これにより、送りコンベア１１上の被破砕木材は、押圧コンベア装置１３の自重の作用により送りコンベア１１との間に押圧把持された状態で、破砕室６０へと導入される。これにより、被破砕木材は押圧ローラ５４と送りコンベア１１とに挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕室６０内に突出する。そして、この突出部分に回転する破砕ロータ６１の破砕ビット６５が衝突することで比較的大雑把に１次破砕される。１次破砕された被破砕木材の木材片は、破砕ロータ６１の外周側の破砕室６０内の空間を破砕ロータ６１の回転方向に周回し、第１及び第２アンビル６２，６３に順次衝突し、その衝撃力によってさらに細かく２次破砕される。
【００６８】
以上のようにして破砕された破砕途中の木材片のうち第１及び第２スクリーン６９，７０に複数設けた排出孔２１よりも大きなものは継続して破砕室６０内を周回し、破砕ビット６５や第１及び第２アンビル６２，６３等と再度衝突することにより、さらに破砕されていく。このようにして、第１及び第２スクリーン６９，７０の排出孔２１を通過する粒径にまで粉砕されると、破砕木材（木材チップ）が第１又は第２スクリーン６９，７０の排出孔２１を通過して、破砕装置１２から排出される。
【００６９】
破砕装置１２から排出された破砕木材（木材チップ）は、シュート（図示せず）を介し循環駆動する排出コンベア３のコンベアベルト上に落下し、前方側（図１及び図２中右側）へと搬送され、リサイクル品として排出される。
【００７０】
次に、以上のように構成及び動作する本実施の形態の作用及び効果を説明する。
【００７１】
従来技術においては、スクリーンの内径面から破砕ビットの回転軌道までの間隙寸法を目的等に応じて適宜調整することが不可能であった。これに対して、本実施の形態においては、篩い板部２０の支持位置の異なる交換用スクリーンを予め複数種類用意しておくことにより、ニーズに応じてこれら交換用スクリーンに適宜交換して間隙寸法Ｄを調整することができるので、木材チップを生産する際の粒度品質と処理量のバランスを適宜調整することができる。これにより、現場のニーズに柔軟に対応しながら単体の木材破砕機で効率良く破砕作業を行うことができる。
【００７２】
また、従来技術では、スクリーンを交換して排出孔径を変更することによりチップ粒径を調整しようとしていたが、これだけでは、破砕途中の木材の破砕に影響を与える間隙寸法Ｄを変更することができず、設定した粒径に応じた破砕が破砕室内で行われないために、チップの粒度品質や処理量が低下する場合があった。これに対して、本実施の形態においては、フランジ部２２による篩い板部２０の支持位置と排出孔２１の径の組合せを適宜選択できるように予め複数種類の交換用スクリーンを用意することによって、排出孔２１の粒径の設定変更に応じて間隙寸法Ｄを調整することが可能である。これにより、チップ粒径の設定を変更しても、所望の間隙寸法で破砕することができるので、木材チップを生産する際の粒度品質と処理量のバランスを適宜調整することができる。
【００７３】
また、従来技術では、投入する被破砕木材の形状によって破砕のされ方が異なり、処理能力が減量する場合や、粒度品質が低下する場合、又は、破砕効率が低下する場合等があった。しかし、本実施の形態では、このような場合においても間隙寸法Ｄを調整することができるので、目的に応じた破砕をすることができる。
【００７４】
なお、以上の説明においては、スクリーン支持部材８０，９８によって支持されるとともに、凹部８２，１１１と係合することによって破砕室を構成する交換可能なスクリーン６９，７０を利用して間隙寸法Ｄを調整する実施の形態について説明してきたが、破砕室６１を構成する部材等を利用して間隙寸法Ｄを調整する手段はこれに限られない。例えば、破砕室６０の木材破砕機幅方向両側面に破砕ロータ６１の回転中心から同心円状に半径の異なる複数の凹部（溝部）を適宜設け、この各凹部と係合するような係合部を幅方向両側面に有するスクリーンを複数種類用意する。このような構成によっても、スクリーンを交換することによって、本実施の形態同様に段階的に間隙寸法Ｄを調整することが可能である。また、破砕室６１を構成する木材破砕機幅方向の内壁面の少なくとも一部を破砕ロータ６１径方向に沿って機械的に進退可能な構成（例えば、ネジ機構等を利用して破砕ロータ６１径方向に進退する可動内壁面を設ける）として、間隙寸法Ｄを調整するような構成にしてもよい。
【００７５】
また、上記の構成の他に、本実施の形態で説明した交換用のスクリーンとほぼ同様の形状から成り排出孔２１が配されていない湾曲板部材を作成し、これらをスクリーン支持部材８０，９８を含むスクリーン交換機構に組み込んで木材破砕機を構成しても良い。このような部材を用いても、排出孔２１の有無に関わらず間隙寸法Ｄは調整可能であるので、破砕室６０内を周回する際に働く破砕作用を制御することができる。さらに、スクリーン交換機構を利用したものではなく、破砕ロータ６１径方向に所定厚みを有する湾曲形状の板部材であって、破砕室６０の木材破砕機幅方向の内壁面と接する外周面と、破砕ロータ６１径方向内側の面（内径面）とを備え、ボルト等で交換可能に内壁面に取り付けられている湾曲板部材を用意し、この湾曲板部材を厚みが異なる他の湾曲板部材と交換することによって間隙寸法Ｄを調整するように木材破砕機を構成してもよい。
【００７６】
以上の説明においては、破砕室６０の壁面をかたちづくる部材等によって間隙寸法Ｄを調整する構成について説明したが、間隙寸法Ｄの調整手段は他の部材によっても調整可能である。その他の間隙寸法Ｄの調整部材の１つとしては、破砕ビット６５が挙げられる。これには、まず、破砕ロータ６１上の支持部材６４に破砕ビット６５を取り付けた状態で破砕ロータ６１径方向の外側端部に位置する部分が他と異なる（即ち、破砕ロータ６１径方向外側の破砕刃の長さが異なる）交換用の破砕ビットを複数種類用意する。そして、この破砕ビットによって間隙寸法Ｄを調整する際には、これら交換用の破砕ビットをニーズに応じて適宜交換して最大回転半径Ｒの大小を調整することによって間隙寸法Ｄを調整する。また、破砕ビット６５を利用する他の手段としては、支持部材６４にボルト締結する際に用いるボルト孔を天地非対称の位置に設けた破砕ビットを利用しても良い。この破砕ビットを利用して間隙寸法Ｄを調整する場合には、ボルト６６を緩めて破砕ビットの天地を反転させることにより破砕ビットの破砕ロータ６１径方向外側端部位置を変更する。このように構成しても、上記同様、間隙寸法Ｄを調整することができる。
【００７７】
なお、以上において説明した、スクリーン、湾曲板部材、破砕ビットなどの各間隙調整手段を適宜組み合わせることによって間隙寸法Ｄを調整しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７８】
さらに、以上においては、被破砕木材の押圧導入手段として、前述した押えコンベア装置１３を採用したが、これに限られず、例えば、駆動ローラ及び従動ローラの間に無端状の部材（ベルトやチェーン等）を巻き回したものを用いてもよい。また、その押圧時の動作も、回動動作でなく上下動する構成として構わない。この場合も同様の効果を得る。
【００７９】
また、本発明を自力走行可能な木材破砕機に適用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、牽引して走行可能な移動式木材破砕機、若しくは例えばクレーン等により吊り上げて運搬可能な可搬式木材破砕機、さらにはプラント等において固定機械として配置される定置式木材破砕機に適用しても良いことは言うまでもなく、これらの場合も上記と同様の効果を得る。
【００８０】
以上においては破砕対象物（被破砕物）として木材を破砕する場合を取り上げて説明してきたが、破砕対象物は木材に限らず、廃プラスチック材、廃タタミ、竹材等も対象とすることができ、これらを破砕した場合についても上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の木材破砕機の実施の形態の全体構造を示す側面図である。
【図２】本発明の木材破砕機の実施の形態の全体構造を示す上面図である。
【図３】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた破砕装置近傍の側面カバー内部の構造を示す側面図である。
【図４】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第２スクリーンの側面図である。
【図５】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第２スクリーンの側面図である図４（ｂ）中のＶａ及びＶｂ方向からの矢視図である。
【図６】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第２スクリーンの斜視図である。
【図７】粒度品質の良い木材チップを効率良く得るための間隙寸法Ｄと第１及び第２スクリーンの排出孔径の相関関係を表す図である。
【図８】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第１アンビル及び第１スクリーン付近の構成を抽出して示す図である。
【図９】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第１アンビル及び第１スクリーン付近の構成を抽出して示す図８中のIX-IX断面における矢視図である。
【図１０】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第２スクリーン付近の構成を抽出して示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
D 間隙寸法
Ｒ 回転軌道
ｒ 排出孔径
１２ 破砕装置
２０ 篩い板部（湾曲板部）
２１ 排出孔
２２ フランジ部（支持部）
２３ 補強部
６１ 破砕ロータ
６４ 支持部材
６５ 破砕ビット
６７ ドラム
６９ 第１スクリーン（篩部材，湾曲板部材）
７０ 第２スクリーン（篩部材，湾曲板部材）
８０ スクリーン支持部材（篩部材保持手段）
８２ 凹部（係合部）
９８ スクリーン支持部材（篩部材保持手段）
１１１ 凹部（係合部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剪定枝材・間伐材、枝木材、廃木材等を破砕する木材破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
森林の造成・維持管理等で発生する剪定枝材や間伐材、森林で伐採した木材の枝払い等で発生する枝木材、木造建築物の解体等で発生する廃木材は、通常、最終的に産業廃棄物等として処理される。木材破砕機は、このような廃棄物としての木材の減容化や、破砕後の木材（木材チップ）を発酵させて有機肥料として再利用すること等を目的として、被破砕木材を所定の大きさに破砕するものである。近年、このような木材破砕機の用途は多様化しており、それらのニーズに対応した破砕機が求められている。
【０００３】
このようなニーズの１つに対応したものに、生産する木材チップの粒径の制御を図った木材破砕機がある（特許文献１等参照）。この木材破砕機は、篩い部材を介して木材チップを排出することでその粒径を均一にする木材破砕機を篩い部材が交換できるように改良したものであり、所望の径から成る排出孔が配された篩い部材に適宜交換することによってチップ粒径の制御を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４６４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、木材チップを生産する際に重視される指標には、上記の木材チップ粒径の他にも複数あるが、ここでは粒度品質と処理量に着目する。これら２つの指標においては、ニーズによって木材チップの粒度品質より処理量が重視される場合もあれば、反対に粒度品質が優先される場合もある。そのため、単体で現場のニーズに応じて粒度品質と処理量の優先度を柔軟に選択できる木材破砕機が求められている。
【０００６】
本発明の目的は単体で現場のニーズに柔軟に対応して被破砕木材を破砕することができる木材破砕機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、軸芯を中心に回転するドラムと、このドラムの周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビットと、前記ドラム径方向外側に間隔を介して設けられている湾曲板部材とを備え、この湾曲板部材の内径面の位置を前記ドラム径方向に進退させることによって、前記湾曲板部材の内径面から前記破砕ビットの最大回転軌道までの間隙寸法を調整可能なように構成されているものとする。
【０００８】
（２）上記（１）は、好ましくは、前記湾曲板部材は、交換することによって前記間隙寸法を調整することができる交換可能な部材であって、前記湾曲板部材とは内径面位置が異なる他の湾曲板部材と交換されることによって内径面位置を進退させて前記間隙寸法を調整するものとする。
【０００９】
（３）上記（１）又は（２）は、好ましくは、前記湾曲板部材は破砕木材の粒径を設定する排出孔を有しているものとする。
【００１０】
（４）上記（３）は、好ましくは、前記間隙寸法を前記湾曲板部材の排出孔の径に応じて調整するように構成されているものとする。
【００１１】
（５）上記（４）は、好ましくは、前記間隙寸法は前記排出孔の径より小さく設定されているものとする。
【００１２】
（６）上記（５）は、好ましくは、前記間隙寸法をＤ［ｍｍ］、前記排出孔の径をｒ（１２．５≦ｒ）［ｍｍ］としたとき、前記間隙寸法Ｄ［ｍｍ］は、０．４ｒ−５≦Ｄ≦０．４ｒ＋１０［ｍｍ］となるように構成されているものとする。
【００１３】
（７）本発明は、上記目的を達成するために、軸芯を中心に回転するドラムと、このドラムの周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビットと、前記ドラム径方向外側に間隔を介して設けられている湾曲板部材とを備え、前記破砕ビットにおける前記ドラム径方向外側端部の位置を変更することによって、前記湾曲板部材の内径面から前記破砕ビットの最大回転軌道までの間隙寸法を調整可能なように構成されているものとする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、破砕ビットの回転軌道と破砕室の内径面との隙間寸法を調整することができるので、単体で現場のニーズに柔軟に対応して被破砕木材を破砕することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る自走式木材破砕機の全体構造を示す側面図、図２は図１に示した自走式木材破砕機の上面図、図３は後述する破砕装置１２近傍の側面カバー内部の詳細構造を示す側面図である。なお、以下において、図１中の左・右に対応する方向を木材破砕機の後・前、又は一方・他方とする。
【００１７】
図１〜図３において、本実施の形態の木材破砕機は、自力走行するための走行体（走行手段）１と、この走行体１に搭載した木材破砕機本体部２と、この木材破砕機本体部２からの破砕木材（木材チップ）を搬送し機外に排出する排出部である排出コンベア３と、機体各所に搭載した作動機器の動力源（エンジン）等を内蔵した動力装置（パワーユニット）４等で概略構成されている。次にこれら、走行体１、木材破砕機本体２、排出コンベア３、動力装置４の構成を順次説明していく。
【００１８】
走行体１は、トラックフレーム５と、このトラックフレーム５の前後両端部に設けた駆動輪６及び従動輪７と、出力軸を駆動輪６の軸に連結した駆動装置（走行用油圧モータ）８と、駆動輪６及び従動輪７に掛け回した履帯（無限軌道履帯）９とで構成されている。また、３６は上記トラックフレーム５上に設けた本体フレームで、この本体フレーム３６によって、木材破砕機本体２や排出コンベア３、動力装置４等が支持されている。
【００１９】
木材破砕機本体２は、投入される被破砕木材を受け入れるホッパ１０と、このホッパ１０内に収容配置された被破砕木材の搬送手段としての送りコンベア１１と、この送りコンベア１１によって導入された被破砕木材を破砕する破砕装置１２（図３参照）と、この破砕装置１２の手前で破砕装置１２に導入される被破砕木材を送りコンベア１１に押し付ける押圧コンベア装置１３（図３参照）とを備えている。
【００２０】
ホッパ１０は、送りコンベア１１の周囲を囲うような上部が開口した有底形状に形成され、本体フレーム３６上の破砕ロータ６１（図３参照）の後方側にほぼ水平に備えられている。このホッパ１０は、送りコンベア１１の後方側に設けられた後壁体１４と、幅方向左右両側の外壁体１５と、外壁体１５の内側かつ送りコンベア１１の幅方向両側に設けられ、その上部が送りコンベア１１の搬送面より幾分上方に位置している側壁体（図示せず）と、この側壁体及び外壁体１５の上部に掛け渡すようにして上方に向かって拡開形状に設けられた拡開部（あおり部）１７と、送りコンベア１１の下方側に僅かに間隙を介するように底部全面に設けた底壁体１８（図３参照）と、前方側端部に設けた前壁体１９（図３参照）とを備えている。
【００２１】
送りコンベア１１は、本体フレーム３６の長手方向後方側にホッパ１０内に収容されるようにして配設されており、破砕装置１２に備えられた破砕ロータ６１（後述する）に対向して設けたスプロケット状の駆動輪４０と機体後方側に設けた従動輪（図示せず）との間に搬送体（チェーンベルト）４２を掛け回して構成してある。駆動輪４０の回転軸である駆動軸（図示せず）には送りコンベア１１を駆動する駆動装置（図示せず）の出力軸が連結され、駆動装置の駆動力が駆動輪４０に伝達される。搬送体４２はチェーンベルトにより構成され、図２に示すように機体幅方向に複数列（本例では４列）列設してある。この搬送体４２はゴムベルト等でも構成可能である。
【００２２】
押圧コンベア装置１３は、送りコンベア１１の前端部上方において破砕装置１２の上部を覆うように配設されており、送りコンベア１１の駆動輪４０の上方に対向して配置された押圧ローラ５３と、この押圧ローラ５３を支持する支持部材５２とを備えている。
【００２３】
支持部材５２は、基端部に回動軸５１を有するアーム部５４と、アーム部５４の下方に取り付けたブラケット部５５とを備えている。ブラケット部５５は押圧ローラ５３を回転自在に支持している。このように構成することで、支持部材５２は回動軸５１を回動中心として上下回動できるので、押圧ローラ５３が送りコンベア１１に対して上下動するようになっている。また、アーム部５４の破砕室６０に臨む下面側には湾曲板６８が取付けられている。この湾曲板６８は、押えコンベア装置１３の上下の揺動動作に伴って可動し、破砕室６０の一部を構成している。なお、図３には図示していないが、回動軸５１は破砕装置１２等を囲う図示しないハウジングの側壁に軸受を介して回転自在に支持されている。駆動輪４０の上方かつ被破砕木材投入方向上流側にはストッパ５６が設けられている。ストッパ５６は、押圧ローラ５３が送りコンベア１１の駆動輪４０の近接位置まで下がるとブラケット部５５と当接するように配置されており、押圧コンベア装置１３の回動動作を制限している。
【００２４】
押圧ローラ５３は、特に図示していないが、中空のドラム状部材で構成されており、ドラム内部に自らの駆動装置（図示せず）を収容している。この駆動装置により、送りコンベア１１による被破砕木材の搬送方向に転動する向き（図３では反時計回り）に被破砕木材の搬送速度とほぼ同じ周速度で押圧ローラ５３が回転し、送りコンベア１１上の被破砕木材を送りコンベア１１と協動して押さえ込みながら破砕装置１２に導入するようになっている。
【００２５】
破砕装置１２は、本体フレーム３６の長手方向ほぼ中央部上の機体内部に搭載されており、破砕室６０内で高速回転する破砕ロータ６１と、この破砕ロータ６１の回転方向（正転方向、図３中時計回り方向）に対向するように配置した第１アンビル６２及び第２アンビル６３とを備えており、送りコンベア１１の前端部に対向するように設けられている。第１及び第２アンビル６２，６３は、例えば過度な衝撃が加わった場合等には、破砕ロータ６１の正転方向に倣う方向に退避するように回動可能な構成となっている。
【００２６】
破砕ロータ６１は、軸受（図示せず）によって回転自在に支持された軸の軸芯を中心に回転するドラム６７と、ドラム６７の周胴面上に適宜配置されている複数の支持部材６４と、これら支持部材６４にそれぞれ取り付けられており被破砕木材を破砕する破砕ビット（衝突板、或いは破砕刃等）６５とを備えている。破砕ビット６５は、破砕ロータ６１が正転方向に回転する際にその刃面が支持部材６４に先行するように配置されている。また、各破砕ビット６５は、ボルト６６等によって支持部材６４に固定されており、摩耗した場合にも容易に天地の入れ替えが可能であり、また、新しいものと交換可能な構成となっている。
【００２７】
破砕室６０は、破砕ロータ６１に対し、上方側に設けられた前述の湾曲板６８や、前方側及び下方側にそれぞれ設けられ、破砕された被破砕木材を通過させることにより破砕木材（木材チップ）の粒径を設定する多数の排出孔を有する第１スクリーン（篩部材，湾曲板部材）６９及び第２スクリーン（篩部材，湾曲板部材）７０等によって概ね画定され、その後方側は被破砕木材導入部として解放されている。
【００２８】
第１及び第２スクリーン６９，７０は、湾曲板６８と同様、破砕ビット６５の回転軌道Ｒ（図３参照）にほぼ沿うような湾曲形状からなり、破砕ビット６５と所定の間隔を介して着脱可能（交換可能）に配設されている（詳細は後述）。図３に示すように、回転軌道Ｒは、破砕ビット６５の部分であって、ドラム６７径方向（適宜、破砕ロータ６１径方向とも称する）の外側端部に位置する部分の回転軌道（破砕ビット６５の最大回転軌道）である。また、符号Ｄは、スクリーン６９，７０の内径面（破砕ロータ６１側の面）から破砕ビット６５の回転軌道Ｒまでの寸法（間隙寸法）を示す。
【００２９】
また、前述した被破砕木材導入部の周辺には、駆動輪４０の回転軌跡の上端よりも若干低位置、かつ駆動輪４０との対向端部が極力駆動輪４０の回転軌跡に近接するように前壁体１９の上部に配置したスクレーパ４８と、駆動輪４０の回転軌跡に近接するように曲成され、ホッパ１０の底壁体１８及び前壁体１９に連接した案内部材４７が設けられている。
【００３０】
上記のように構成された破砕装置１２は、送りコンベア１１によって送り込まれた被破砕木材を破砕ロータ６１を高速回転させて破砕ビット６５で打撃して粗破砕（１次破砕）し、粗破砕した木材片を第１アンビル６２及び第２アンビル６３に衝突させてその衝撃力によってさらに細かく破砕（２次破砕）するようになっている。破砕途中の木材片は、破砕室６０内で破砕ロータ６１の回転に伴って破砕室６０内を周回し、破砕ビット６５やアンビル６２，６３等と衝突を繰り返すうちにさらに細粒化される。そして、この木材片は、破砕室６０内の壁面の一部を構成するスクリーン６９，７０の排出孔よりも粒径が小さくなった後に、スクリーン６９，７０を通過して排出コンベア３へ排出される。
【００３１】
排出コンベア３は動力装置４から突出して設けた支持部材１１２によってその排出側（前方側）が支持されている。一方、この反対側（後方側）は支持部材１１３を介して本体フレーム３６に懸架されている。これにより排出コンベア３は破砕装置１２の下方から動力装置４の下方を通った後、機体前方側に向かって上り傾斜に配設されている。この排出コンベア３のフレーム１１４の長手方向前後両端にはそれぞれ駆動輪及び従動輪（ともに図示せず）が回転自在に設けられており、これら駆動輪及び従動輪にはコンベアベルト（図示せず）が掛け回してある。前方側に位置する駆動輪の回転軸には駆動装置（排出コンベア用油圧モータ）１１６が直結しており、この駆動装置１１６を回転駆動させることによって駆動輪と従動輪との間でコンベアベルトが循環駆動する。コンベアベルトの上方はコンベアフレーム１１４に固定したカバー１１５によって覆われており、コンベアベルト上の破砕木材が風等で飛散することを防止している。
【００３２】
動力装置４は本体フレーム３６の長手方向前方側端部上に支持部材１１７を介して搭載され、先の破砕装置１２の前方側に位置している。この動力装置４には、エンジンやエンジンにより駆動される油圧ポンプや、油圧ポンプから各作動装置への圧油の流れを制御する制御弁、燃料や作動油を貯留するタンク類、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、エアクリーナ等が内蔵されている。
【００３３】
また、動力装置４の後方側かつ機体右側（図２中の下側）の区画には運転席１１８が設けられており、この運転席１１８には走行操作用の操作レバー１１９等が設けられている。一方、運転席１１８の下方の機体側部にはその他の操作・設定やモニタリング等を行うための操作盤１２０が設けられている。この操作盤１２０は、本実施の形態では地上から操作者が操作し易いように機体の側部に設けられているが、運転席１１８に設けても構わない。
【００３４】
次に、本実施の形態の木材破砕機に備えられる第１及び第２スクリーン６９，７０について詳述する。ここでは、その中から第２スクリーン７０を取り上げて説明する。なお、第１スクリーン６９の構成は実質的に以下で説明する第２スクリーンの構成と同じであるので詳細な説明は省略し、同じ部分には同じ符号を付す。
【００３５】
図４（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態の木材破砕機に備えられた第２スクリーンの側面図、図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図４（ｂ）に示した第２スクリーン７０Ｂを図４（ｂ）中のＶａ及びＶｂ方向からみた矢視図、図６は図４（ｂ）に示した第２スクリーン７０Ｂの斜視図である。なお、先の各図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略するものとし、これ以降の他の図においても同様とする。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｃ）が示す第２スクリーン７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃは、それぞれ前述の第２スクリーン７０の交換用のスクリーンであり、篩い板部２０の支持位置がそれぞれ異なっている。以下では、まず、第２スクリーン７０Ｂについて説明する。
【００３７】
図４〜図６において、第２スクリーン７０Ｂは、破砕ビット６５の回転軌道Ｒに沿うような湾曲形状からなる篩い板部（湾曲板部材）２０Ｂと、篩い板部２０Ｂ上に設けられた所定径から成る複数の孔であって、破砕木材が排出される際に通過する排出孔２１Ｂと、破砕ビット６５の回転軌道Ｒから篩い板部２０Ｂの内径面までの隙間の距離が所定の間隔寸法Ｄとなるように篩い板部２０Ｂを支持するフランジ部（支持部）２２と、篩い板部２０Ｂを破砕ロータ６１径方向外側から支持することにより補強している補強部２３とを備えている。なお、以下の説明における方向の説明については、木材破砕機にスクリーン７０（７０Ａ〜Ｃ）を組み込んだときの状態における方向を用いる。
【００３８】
フランジ部２２は、篩い板部２０Ｂを木材破砕機の幅方向両側から支持する湾曲形状の一対の部材であって、木材破砕機に固定されたスクリーン係合部材９７における凹部１１１（図１０（ｃ）参照）と係合することにより第２スクリーン７０Ｂの破砕室６０における姿勢を保持するように構成されている。また、フランジ部２２は破砕ロータ６１径方向に所定の厚みを有しており、この厚みを利用して破砕ビット６５の回転軌道Ｒに対する篩い板部２０の支持位置を破砕ロータ６１径方向に進退させることができる。これにより、篩い板部２０の支持位置によって間隙寸法Ｄが調整可能で、さらに、フランジ部２２を共通部分とする相互交換可能なスクリーン（例えば、第２スクリーン７０Ａ，７０Ｃ）を構成することができる。なお、内径面位置が異なる交換用スクリーンの各篩い板部２０の形状は、破砕室６０が円筒形状に構成されるように、破砕ロータ６１の回転中心を中心とし、そこから各内径面までの距離を半径とする円柱の一部にするのが好ましい。
【００３９】
ところで、一般的に、間隙寸法Ｄは破砕室内を周回する際に木材が受ける破砕作用に影響を与えることが知られている。例えば、破砕ビット６５やアンビル６２，６３によって１次及び２次破砕された後に破砕室６０内を周回する破砕途中の木材のサイズが間隙寸法Ｄより大きい場合には、その木材は、破砕室６０の内壁と破砕ビット６５の回転軌道Ｒの隙間に逃げることなく破砕ロータ６１の回転に同伴して破砕室６０内を周回する。これにより、破砕途中の木材は、破砕室６０内を周回する間に、破砕ビット６５、アンビル６２，６３、又は破砕途中の他の木材片等と繰り返し衝突することにより破砕される。他方、破砕室６０内を周回する木材のサイズが間隙寸法Ｄより小さい場合には、その木材は破砕室６０の内壁と破砕ビット６５の回転軌道Ｒの隙間に入り込むことができる。従って、上記のような周回に伴う破砕ビット６５等との衝突による破砕作用は、木材のサイズが間隙寸法Ｄより大きい場合と比較して小さくなる。このように間隙寸法Ｄよりサイズが大きい木材には周回による破砕作用が相対的に強く働く。これを換言すれば、１次及び２次破砕を受けた木材は、排出孔２１の径の大きさを考慮しなければ、破砕ロータ６１の回転に伴って破砕室６０内を周回するうちに、上記のような周回による破砕の影響を受けることにより間隙寸法Ｄの大きさ程度までは効率よく破砕され、間隙寸法Ｄより粒径の大きい木材チップが生産される割合は少なくなるということが言える。
【００４０】
また、上記の破砕作用に基づいて木材チップの粒径と間隙寸法Ｄの関係をまとめると次のようになる。即ち、間隙寸法Ｄを所望のチップ粒径より小さくすれば、木材には周回による破砕作用が強く与えられる。つまり、木材は間隙寸法Ｄと同程度の粒径に至るまでは効率良く破砕されるので、生産される木材チップの粒径分布の質（以下、粒度品質とする）の向上を期待することができる。他方、間隙寸法Ｄを所望の粒径より大きくすれば、周回によって木材に与えられる破砕作用が弱くなる。従って、木材は間隙寸法Ｄ程度までしか破砕されないので粒度は粗くなるが、単位時間あたりに生産できる木材チップの量（以下、処理量とする）が優先されることが期待できる。このように、所望の粒径に応じて間隙寸法Ｄを調整することにより、粒度品質を重視するか、処理量を重視するかを適宜調整することができる。
【００４１】
ところで、図４において、図４（ａ）に示した第２スクリーン７０Ａの篩い板部２０Ａは、第２スクリーン７０Ｂの篩い板部２０Ｂと比較して破砕ロータ６１径方向内側に位置するように構成されている。また、これと反対に、図４（ｃ）に示した第２スクリーン７０Ｃの篩い板部２０Ｃは、篩い板部２０Ｂより径方向外側に位置している。ここで、例えば、図４（ｂ）に示したスクリーン７０Ｂが、その排出孔２１Ｂの径によって設定されるチップ粒径において、粒度品質と処理量のバランスが最適になるように篩い板部２０Ｂの位置が設定されているとともに、スクリーン７０Ｂの排出孔２１Ｂの径はスクリーン７０Ａとスクリーン７０Ｃの排出孔の径と同一であるものと仮定する。この場合、上記のような排出孔２１の径と間隙寸法Ｄの関係を考慮すると、スクリーン７０Ｂと比較して、スクリーン７０Ａは粒度品質を重視する場合に用いる交換用部材であり、反対に、スクリーン７０Ｃは処理量を重視する場合に用いる交換用部材であるいうことができる。
【００４２】
このように本実施の形態は、フランジ部２２による篩い板部２０の支持位置が異なる交換用スクリーンを予め複数種類用意しておくことにより、木材破砕機における間隙寸法Ｄを調整するものである。これにより、上記において説明した木材チップの粒径と間隙寸法Ｄとの関係を利用して、生産する木材チップの粒度品質と処理量をニーズに応じて制御することができる。
【００４３】
次に、粒度品質と処理量のバランスが概ね良好となる（即ち、粒度品質の良いチップを効率良く得ることができる）ような間隙寸法Ｄ［ｍｍ］の範囲について説明する。
【００４４】
図７は粒度品質の良い木材チップを効率良く得るための間隙寸法Ｄと第１及び第２スクリーン６９，７０の排出孔径（ｒ［ｍｍ］とする）の相関関係を表す図である。図７に示すように、排出孔径ｒを２５ｍｍに設定する場合には間隙寸法Ｄを好ましくは５〜２０ｍｍの範囲に、排出孔径ｒを５０ｍｍに設定する場合には間隙寸法Ｄを好ましくは１５〜３０ｍｍの範囲に、また、排出孔径ｒを１００ｍｍに設定する場合には間隙寸法Ｄを好ましくは２５〜４０ｍｍの範囲に設定すると粒度品質の良いチップを比較的効率良く得ることができる。また、図７が示すように排出孔径ｒと間隙寸法Ｄには概ね比例関係が成り立っており、斜線で示された領域（０．４ｒ−５≦Ｄ≦０．４ｒ＋１０）、かつ、排出孔径ｒが１２．５〜１５０ｍｍ程度の範囲であれば、上記３つの場合と同様の効果を得ることができることを発明者らは知見した。なお、粒度品質の低下を防止するためには、上記のような排出孔径ｒの範囲に関わらず、少なくとも間隙寸法Ｄを排出孔径ｒより小さく設定すれば上記のような周回による破砕作用を積極的に利用することが可能である。
【００４５】
なお、上記の説明においては、第２スクリーン７０を間隙寸法Ｄの調整手段として利用する場合について説明してきたが、これと実質的に同じ構成から成る第１スクリーン６９にも同様に適用可能であることは言うまでもない。
【００４６】
次に、図８〜図１０を用いて第１スクリーン６９，第２スクリーン７０の交換機構の構成について説明する。
【００４７】
まず、図８及び図９を用いて、第１スクリーン６９の付近の構成について説明する。
【００４８】
図８（ａ），（ｂ）は本実施の形態の木材破砕機に備えられた第１スクリーン付近の構成を抽出して示す図であり、図８（ａ）は破砕作業時の状態を示す図、図８（ｂ）は第１スクリーン６９が交換可能な状態を示す図である。また、図９は図８（ａ）中のIX-IX断面における矢視図である。
【００４９】
図８及び図９に示すように、アーム７１は木材破砕機本体２の幅方向に一対設けられており、各アーム７１は回動軸７２，７３及びビーム７４によって間隔を介して連結されている。また、アーム７１は、第１スクリーン６９のフランジ部２２の形に切り取られ第１スクリーン６９のフランジ部２２と係合する凹部８２をドラム６７径方向外側に有しており、木材破砕機本体２に対して固定されている支持部材７６とシアピン７７を介して連結されている。回動軸７２の両端部には軸受７５が設けられており、軸受７５は回動軸７２を支持している。このような構成により、アーム７１は、通常作業時には支持部材７６によって本体２に対して固定され、破砕ビット６５の回転軌道に対して第１アンビル６２の破砕刃面が破砕室内で略直角を成すようにアンビル６２を固定するとともに、第１スクリーン６９の内径面が破砕ロータ６１の回転中心を臨むように第１スクリーンの姿勢を固定している。
【００５０】
シアピン７７は、所定値以上の衝撃荷重が第１アンビル６２を介してアーム７１にかかった場合等には、破断してアーム７１の拘束を解くように構成されている。したがって、第１アンビル６２に過度な負荷がかかった場合にはアーム７１は回動可能となるので、破砕ビット６５回転方向に倣う方向（図８中反時計回り）に回動軸７２を軸芯に回動し、アンビル６２を破砕室６０から退避させる。これによりアンビル６２やその周辺の部材の損傷を防止することができる。ところで、図８中において、符号７８を付した部材は木材破砕機本体の側面に対して固定されたストッパ７８である。このストッパ７８は、アーム７１が回動軸７２を中心に回動した場合に、アーム７１と衝突することによってその回動範囲を制限するものであり、アーム７１と他の構成部材が干渉することを防止している。
【００５１】
スクリーン支持部材８０（バナナプレート）は、回動軸７３を介してアーム７１と回動可能に連結されているとともに、回動軸７３と異なる箇所に挿通された回動軸１２７を介して油圧シリンダ８１のロッド側端部と連結している。また、油圧シリンダ８１のボトム側端部は先のビーム７４に連結している。即ち、スクリーン支持部材８０は油圧シリンダ８１の伸縮によって回動軸７３を中心に回動するように構成されている。したがって、油圧シリンダ８１が伸長するとスクリーン支持部材８０は破砕室６０に向かって回動するので、スクリーン支持部材８０は、凹部８２を介して係合する第１スクリーン６９をドラム６７径方向外側から内側に向かってアーム７１に押さえ付けて拘束する。他方、油圧シリンダ８１が縮短すると、破砕室６０とは反対方向に回動するので第１スクリーン６９の拘束は解かれ、第１スクリーン６９を他のスクリーンと交換することができる。
【００５２】
また、図９において、スクリーン支持部材８０の回動をロックするロック機構８５は、アーム７１と固定関係にあるブラケット８６と、ブラケット８６にボトム側端部が固定され破砕機の幅方向に設けられたロックシリンダ８７と、ロックシリンダ８７のロッド側端部に固定されたテーパブロック８８（係合部材）と、一端がテーパブロック８８と係合するようになっており、他端がスクリーン支持部材８０と固定されているテーパブロック８９と、ロックシリンダ８７の伸縮動作に伴うテーパブロック８８のスライド動作を外側からガイドするガイド部材９０とを備えている。
【００５３】
このように構成したロック機構８５において、ロックシリンダ８７を伸長させると、テーパブロック８８，８９がそれぞれ係合し、スクリーン支持部材８０がアーム７１に対して相対的に回動することを拘束する。他方、ロックシリンダ８７を縮短させると、テーパブロック８８，８９の係合が解かれるので、スクリーン支持部材８０は回動可能に開放される。このようにロック機構８５は、ロックシリンダ８７の伸縮によってスクリーン支持部材８０の回動を制御することができる。
【００５４】
次に、図１０を用いて、第２スクリーン７０の付近の構成について説明する。
【００５５】
図１０（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態の木材破砕機に備えられた第２スクリーン７０付近の構成を抽出して示す図であり、図１０（ａ）は破砕作業時の状態を示す図、図１０（ｂ）はロック機構１０５の拘束を解除した状態を示す図、図１０（ｃ）は第２スクリーン７０が交換可能な状態を示す図である。
【００５６】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２スクリーン７０交換機構は、押え板９７、スクリーン支持部材９８、油圧シリンダ１０１、ロック機構１０５等によって構成されている。
【００５７】
押え板９７は、第２スクリーン７０の押え板であり、その外周部に第２スクリーン７０の係合部２２と係合する凹部１１１（図１０（ｃ）参照）を備えているとともに、破砕作業（図１０（ａ）の状態のとき）等に伴う荷重を受けても姿勢維持が可能なように、例えば、木材破砕機（又は本体フレーム３６上に別途設けた図示しない支持部材等）の内部側面に対してボルト等によって固定されている。
【００５８】
スクリーン支持部材（バナナプレート）９８は第２スクリーン７０の係合部２２を外周側から押え板９７に押し付けて保持する枠型の支持部材である。このスクリーン支持部材（篩部材保持手段）９８は、その周方向（破砕ロータ６１の周方向）一方側（図１０では左側）端部に設けた回動軸９９が破砕機内部側面等に固定した軸受１００によって支持され、上下方向に回動する（破砕ロータ６１に対して進退する）構成となっている。スクリーン支持部材９８の周方向他方側端部は、その破砕ロータ軸線方向両端の２箇所において、１対の油圧シリンダ（第１のアクチュエータ）１０１のロッド側端部とそれぞれ連結している。他方、油圧シリンダ１０１のボトム側端部は、破砕機内部側面にボルト等で固定した支持部材１０２にそれぞれ連結されて拘束されている。
【００５９】
油圧シリンダ１０１の両端部は、それぞれ、スクリーン支持部材９８、支持部材１０２とピンを介して回動可能に連結されているので、スクリーン支持部材９８は油圧シリンダ１０１の伸縮動作に伴って回動軸９９を支点に回動する。従って、油圧シリンダ１０１を伸長させることによって、スクリーン支持部材９８を押え板９７から離間させることができるので、第２スクリーン７０は破砕ロータ６１の軸線方向に引き抜き可能となり、第２スクリーン７０を容易に交換できる構成となっている。なお、この油圧シリンダ１０１の伸縮操作は破砕機内部側面に設けた操作盤（図示せず）により、前述したスクリーン支持部材８０を回動させる油圧シリンダ８１の伸縮操作と共に行われる。
【００６０】
ロック機構１０５は、スクリーン支持部材９８の回動動作を拘束するものであり、油圧シリンダ１０１と同様、スクリーン支持部材９８の破砕ロータ軸線方向両端側に一対設けられている。このロック機構１０５は、破砕機内部側面に固定されたブラケット１０６と、このブラケット１０６にボトム側端部が固定され前後方向（図１０中左右方向）に設けたロックシリンダ（第２のアクチュエータ）１０７と、このロックシリンダ１０７のロッド側端部及びスクリーン支持部材９８にそれぞれ固定され互いに係合するテーパ部を有するテーパブロック１０８，１０９と、破砕機内部側面にボルト等で固定され、ロックシリンダ１０７の伸縮動作に伴うテーパブロック（係合部材）１０８のスライド動作をガイドするガイド部材１１０とを備えている。
【００６１】
テーパブロック１０８は、スクリーン支持部材９８及び押え板９７の間に第２スクリーン７０が狭持されているとき、破砕ロータ６１径方向外側からスクリーン支持部材９８に設けたテーパブロック１０９に係合する。これにより、第２スクリーン７０が挟持されているとき、ロックシリンダ１０７を伸長させ、テーパブロック１０８，１０９を係合させることで、スクリーン支持部材９８の回動動作は拘束され、第２スクリーン７０は破砕作業時の破砕室６０を確定する位置（図１０（ａ）の位置）で強固に固定、保持される。したがって、図１０（ｃ）のように油圧シリンダ１０１の伸長によりスクリーン支持部材９８を回動させ第２スクリーン７０を交換する場合は、まず図１０（ｂ）に示すようにロックシリンダ１０７を縮短させ、テーパブロック１０８，１０９の係合を解いた上で行う。なお、このロックシリンダ１０７の伸縮操作は、例えば、破砕機内部側面に設けた操作盤（図示せず）により、前述したスクリーン支持部材８０の回動動作を拘束するロックシリンダ８７の伸縮操作と共に行われる。
【００６２】
次に、上記のように構成した本実施の形態に係る木材破砕機の動作を説明する。
【００６３】
はじめに、スクリーン６９，７０の交換作業について説明する。本実施の形態の木材破砕機によって生産される木材チップの粒度品質と単位時間あたりの処理量のバランスは、破砕機に組み込んだ際に間隙寸法Ｄが異なる複数種類の第１及び第２スクリーン６９，７０を予め用意しておき、それらを適宜交換することにより調整される。
【００６４】
まず、作業者は、破砕装置１２の側面の扉１３３（図１参照）を開放する。次に、破砕機内部側面に設けた操作盤（図示せず）によって、ロックシリンダ８７，１０７を縮短させてロックを解除する。続けて、この操作盤を操作して、油圧シリンダ８１を縮短させると共に油圧シリンダ１０１を伸長させ、スクリーン支持部材８０，９８をそれぞれアーム７１及び押え板９７から離間させる。これにより、破砕機内部側面に適宜設けた開口部（図示せず）等を介して第１及び第２スクリーン６９，７０が交換可能となる。そして、作業者は手作業によって第１及び第２スクリーン６９，７０を破砕装置１２の側方へ引き抜き、所望の間隙寸法Ｄが構成される新たな第１及び第２スクリーン６９，７０を挿入する。このようにして、スクリーンの交換が終了したら、上記と反対の手順でスクリーン支持部材８０，９８を元の位置に戻し、スクリーン交換作業を終了する。
【００６５】
次に、本実施の形態における破砕作業中の動作について説明する。
【００６６】
例えば、油圧ショベルのグラップル等、適宜の作業具によりホッパ１０内に被破砕木材を投入すると、被破砕木材は、ホッパ１０の拡開部１７にガイドされて送りコンベア１１の搬送体４２上に載置され、循環駆動する搬送体４２によって木材破砕機前方側に向かってほぼ水平方向に搬送される。
【００６７】
送りコンベア１１上の被破砕木材は、押圧コンベア装置１３付近まで搬送されると、押圧コンベア装置１３の押圧ローラ５３の下部に入り込み押圧コンベア装置１３を押し上げる。これにより、送りコンベア１１上の被破砕木材は、押圧コンベア装置１３の自重の作用により送りコンベア１１との間に押圧把持された状態で、破砕室６０へと導入される。これにより、被破砕木材は押圧ローラ５４と送りコンベア１１とに挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕室６０内に突出する。そして、この突出部分に回転する破砕ロータ６１の破砕ビット６５が衝突することで比較的大雑把に１次破砕される。１次破砕された被破砕木材の木材片は、破砕ロータ６１の外周側の破砕室６０内の空間を破砕ロータ６１の回転方向に周回し、第１及び第２アンビル６２，６３に順次衝突し、その衝撃力によってさらに細かく２次破砕される。
【００６８】
以上のようにして破砕された破砕途中の木材片のうち第１及び第２スクリーン６９，７０に複数設けた排出孔２１よりも大きなものは継続して破砕室６０内を周回し、破砕ビット６５や第１及び第２アンビル６２，６３等と再度衝突することにより、さらに破砕されていく。このようにして、第１及び第２スクリーン６９，７０の排出孔２１を通過する粒径にまで粉砕されると、破砕木材（木材チップ）が第１又は第２スクリーン６９，７０の排出孔２１を通過して、破砕装置１２から排出される。
【００６９】
破砕装置１２から排出された破砕木材（木材チップ）は、シュート（図示せず）を介し循環駆動する排出コンベア３のコンベアベルト上に落下し、前方側（図１及び図２中右側）へと搬送され、リサイクル品として排出される。
【００７０】
次に、以上のように構成及び動作する本実施の形態の作用及び効果を説明する。
【００７１】
従来技術においては、スクリーンの内径面から破砕ビットの回転軌道までの間隙寸法を目的等に応じて適宜調整することが不可能であった。これに対して、本実施の形態においては、篩い板部２０の支持位置の異なる交換用スクリーンを予め複数種類用意しておくことにより、ニーズに応じてこれら交換用スクリーンに適宜交換して間隙寸法Ｄを調整することができるので、木材チップを生産する際の粒度品質と処理量のバランスを適宜調整することができる。これにより、現場のニーズに柔軟に対応しながら単体の木材破砕機で効率良く破砕作業を行うことができる。
【００７２】
また、従来技術では、スクリーンを交換して排出孔径を変更することによりチップ粒径を調整しようとしていたが、これだけでは、破砕途中の木材の破砕に影響を与える間隙寸法Ｄを変更することができず、設定した粒径に応じた破砕が破砕室内で行われないために、チップの粒度品質や処理量が低下する場合があった。これに対して、本実施の形態においては、フランジ部２２による篩い板部２０の支持位置と排出孔２１の径の組合せを適宜選択できるように予め複数種類の交換用スクリーンを用意することによって、排出孔２１の粒径の設定変更に応じて間隙寸法Ｄを調整することが可能である。これにより、チップ粒径の設定を変更しても、所望の間隙寸法で破砕することができるので、木材チップを生産する際の粒度品質と処理量のバランスを適宜調整することができる。
【００７３】
また、従来技術では、投入する被破砕木材の形状によって破砕のされ方が異なり、処理能力が減量する場合や、粒度品質が低下する場合、又は、破砕効率が低下する場合等があった。しかし、本実施の形態では、このような場合においても間隙寸法Ｄを調整することができるので、目的に応じた破砕をすることができる。
【００７４】
なお、以上の説明においては、スクリーン支持部材８０，９８によって支持されるとともに、凹部８２，１１１と係合することによって破砕室を構成する交換可能なスクリーン６９，７０を利用して間隙寸法Ｄを調整する実施の形態について説明してきたが、破砕室６１を構成する部材等を利用して間隙寸法Ｄを調整する手段はこれに限られない。例えば、破砕室６０の木材破砕機幅方向両側面に破砕ロータ６１の回転中心から同心円状に半径の異なる複数の凹部（溝部）を適宜設け、この各凹部と係合するような係合部を幅方向両側面に有するスクリーンを複数種類用意する。このような構成によっても、スクリーンを交換することによって、本実施の形態同様に段階的に間隙寸法Ｄを調整することが可能である。また、破砕室６１を構成する木材破砕機幅方向の内壁面の少なくとも一部を破砕ロータ６１径方向に沿って機械的に進退可能な構成（例えば、ネジ機構等を利用して破砕ロータ６１径方向に進退する可動内壁面を設ける）として、間隙寸法Ｄを調整するような構成にしてもよい。
【００７５】
また、上記の構成の他に、本実施の形態で説明した交換用のスクリーンとほぼ同様の形状から成り排出孔２１が配されていない湾曲板部材を作成し、これらをスクリーン支持部材８０，９８を含むスクリーン交換機構に組み込んで木材破砕機を構成しても良い。このような部材を用いても、排出孔２１の有無に関わらず間隙寸法Ｄは調整可能であるので、破砕室６０内を周回する際に働く破砕作用を制御することができる。さらに、スクリーン交換機構を利用したものではなく、破砕ロータ６１径方向に所定厚みを有する湾曲形状の板部材であって、破砕室６０の木材破砕機幅方向の内壁面と接する外周面と、破砕ロータ６１径方向内側の面（内径面）とを備え、ボルト等で交換可能に内壁面に取り付けられている湾曲板部材を用意し、この湾曲板部材を厚みが異なる他の湾曲板部材と交換することによって間隙寸法Ｄを調整するように木材破砕機を構成してもよい。
【００７６】
以上の説明においては、破砕室６０の壁面をかたちづくる部材等によって間隙寸法Ｄを調整する構成について説明したが、間隙寸法Ｄの調整手段は他の部材によっても調整可能である。その他の間隙寸法Ｄの調整部材の１つとしては、破砕ビット６５が挙げられる。これには、まず、破砕ロータ６１上の支持部材６４に破砕ビット６５を取り付けた状態で破砕ロータ６１径方向の外側端部に位置する部分が他と異なる（即ち、破砕ロータ６１径方向外側の破砕刃の長さが異なる）交換用の破砕ビットを複数種類用意する。そして、この破砕ビットによって間隙寸法Ｄを調整する際には、これら交換用の破砕ビットをニーズに応じて適宜交換して最大回転半径Ｒの大小を調整することによって間隙寸法Ｄを調整する。また、破砕ビット６５を利用する他の手段としては、支持部材６４にボルト締結する際に用いるボルト孔を天地非対称の位置に設けた破砕ビットを利用しても良い。この破砕ビットを利用して間隙寸法Ｄを調整する場合には、ボルト６６を緩めて破砕ビットの天地を反転させることにより破砕ビットの破砕ロータ６１径方向外側端部位置を変更する。このように構成しても、上記同様、間隙寸法Ｄを調整することができる。
【００７７】
なお、以上において説明した、スクリーン、湾曲板部材、破砕ビットなどの各間隙調整手段を適宜組み合わせることによって間隙寸法Ｄを調整しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７８】
さらに、以上においては、被破砕木材の押圧導入手段として、前述した押えコンベア装置１３を採用したが、これに限られず、例えば、駆動ローラ及び従動ローラの間に無端状の部材（ベルトやチェーン等）を巻き回したものを用いてもよい。また、その押圧時の動作も、回動動作でなく上下動する構成として構わない。この場合も同様の効果を得る。
【００７９】
また、本発明を自力走行可能な木材破砕機に適用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、牽引して走行可能な移動式木材破砕機、若しくは例えばクレーン等により吊り上げて運搬可能な可搬式木材破砕機、さらにはプラント等において固定機械として配置される定置式木材破砕機に適用しても良いことは言うまでもなく、これらの場合も上記と同様の効果を得る。
【００８０】
以上においては破砕対象物（被破砕物）として木材を破砕する場合を取り上げて説明してきたが、破砕対象物は木材に限らず、廃プラスチック材、廃タタミ、竹材等も対象とすることができ、これらを破砕した場合についても上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の木材破砕機の実施の形態の全体構造を示す側面図である。
【図２】本発明の木材破砕機の実施の形態の全体構造を示す上面図である。
【図３】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた破砕装置近傍の側面カバー内部の構造を示す側面図である。
【図４】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第２スクリーンの側面図である。
【図５】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第２スクリーンの側面図である図４（ｂ）中のＶａ及びＶｂ方向からの矢視図である。
【図６】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第２スクリーンの斜視図である。
【図７】粒度品質の良い木材チップを効率良く得るための間隙寸法Ｄと第１及び第２スクリーンの排出孔径の相関関係を表す図である。
【図８】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第１アンビル及び第１スクリーン付近の構成を抽出して示す図である。
【図９】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第１アンビル及び第１スクリーン付近の構成を抽出して示す図８中のIX-IX断面における矢視図である。
【図１０】本発明の木材破砕機の実施の形態に備えられた第２スクリーン付近の構成を抽出して示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
D 間隙寸法
Ｒ 回転軌道
ｒ 排出孔径
１２ 破砕装置
２０ 篩い板部（湾曲板部）
２１ 排出孔
２２ フランジ部（支持部）
２３ 補強部
６１ 破砕ロータ
６４ 支持部材
６５ 破砕ビット
６７ ドラム
６９ 第１スクリーン（篩部材，湾曲板部材）
７０ 第２スクリーン（篩部材，湾曲板部材）
８０ スクリーン支持部材（篩部材保持手段）
８２ 凹部（係合部）
９８ スクリーン支持部材（篩部材保持手段）
１１１ 凹部（係合部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯を中心に回転するドラムと、
このドラムの周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビットと、
前記ドラム径方向外側に間隔を介して設けられている湾曲板部材とを備え、
この湾曲板部材の内径面の位置を前記ドラム径方向に進退させることによって、前記湾曲板部材の内径面から前記破砕ビットの最大回転軌道までの間隙寸法を調整可能なように構成されていることを特徴とする木材破砕機。
【請求項２】
請求項１記載の木材破砕機において、
前記湾曲板部材は、交換することによって前記間隙寸法を調整することができる交換可能な部材であって、前記湾曲板部材とは内径面位置が異なる他の湾曲板部材と交換されることによって内径面位置を進退させて前記間隙寸法を調整することを特徴とする木材破砕機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の木材破砕機において、
前記湾曲板部材は破砕木材の粒径を設定する排出孔を有していることを特徴とする木材破砕機。
【請求項４】
請求項３記載の木材破砕機において、
前記間隙寸法を前記湾曲板部材の排出孔の径に応じて調整するように構成されていることを特徴とする木材破砕機。
【請求項５】
請求項４記載の木材破砕機において、
前記間隙寸法は前記排出孔の径より小さく設定されていることを特徴とする木材破砕機。
【請求項６】
請求項５記載の木材破砕機において、
前記間隙寸法をＤ［ｍｍ］、前記排出孔の径をｒ（１２．５≦ｒ）［ｍｍ］としたとき、前記間隙寸法Ｄ［ｍｍ］は、
０．４ｒ−５≦Ｄ≦０．４ｒ＋１０［ｍｍ］
となるように構成されていることを特徴とする木材破砕機。
【請求項７】
軸芯を中心に回転するドラムと、
このドラムの周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビットと、
前記ドラム径方向外側に間隔を介して設けられている湾曲板部材とを備え、
前記破砕ビットにおける前記ドラム径方向外側端部の位置を変更することによって、前記湾曲板部材の内径面から前記破砕ビットの最大回転軌道までの間隙寸法を調整可能なように構成されていることを特徴とする木材破砕機。
【請求項１】
軸芯を中心に回転するドラムと、
このドラムの周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビットと、
前記ドラム径方向外側に間隔を介して設けられている湾曲板部材とを備え、
この湾曲板部材の内径面の位置を前記ドラム径方向に進退させることによって、前記湾曲板部材の内径面から前記破砕ビットの最大回転軌道までの間隙寸法を調整可能なように構成されていることを特徴とする木材破砕機。
【請求項２】
請求項１記載の木材破砕機において、
前記湾曲板部材は、交換することによって前記間隙寸法を調整することができる交換可能な部材であって、前記湾曲板部材とは内径面位置が異なる他の湾曲板部材と交換されることによって内径面位置を進退させて前記間隙寸法を調整することを特徴とする木材破砕機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の木材破砕機において、
前記湾曲板部材は破砕木材の粒径を設定する排出孔を有していることを特徴とする木材破砕機。
【請求項４】
請求項３記載の木材破砕機において、
前記間隙寸法を前記湾曲板部材の排出孔の径に応じて調整するように構成されていることを特徴とする木材破砕機。
【請求項５】
請求項４記載の木材破砕機において、
前記間隙寸法は前記排出孔の径より小さく設定されていることを特徴とする木材破砕機。
【請求項６】
請求項５記載の木材破砕機において、
前記間隙寸法をＤ［ｍｍ］、前記排出孔の径をｒ（１２．５≦ｒ）［ｍｍ］としたとき、前記間隙寸法Ｄ［ｍｍ］は、
０．４ｒ−５≦Ｄ≦０．４ｒ＋１０［ｍｍ］
となるように構成されていることを特徴とする木材破砕機。
【請求項７】
軸芯を中心に回転するドラムと、
このドラムの周胴面上に配され、回転して被破砕木材を破砕する破砕ビットと、
前記ドラム径方向外側に間隔を介して設けられている湾曲板部材とを備え、
前記破砕ビットにおける前記ドラム径方向外側端部の位置を変更することによって、前記湾曲板部材の内径面から前記破砕ビットの最大回転軌道までの間隙寸法を調整可能なように構成されていることを特徴とする木材破砕機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２６０５４６（Ｐ２００７−２６０５４６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８８０８５（Ｐ２００６−８８０８５）
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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