木材破砕機
【課題】破砕ビットの検査を容易に行うことができる木材破砕機を提供する。
【解決手段】破砕ロータ３２の外周面における周方向の異なる位置に破砕ビット３５を配置し、破砕ロータ３２の軸方向外側にレーザ照射器３６及びレーザ受光器３７を設けて、レーザ光が破砕ロータ３２の軸方向に外周面に沿うように配置し、破砕ビット３５の先端の位置を検出する。そして、その検出結果に基づいて、破砕ビット３５が被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定する。判定結果が異常状態である場合は、対応する異常信号をパトライト８４や表示部８３ｂに出力し、オペレータに異常状態であることを報知する。
【解決手段】破砕ロータ３２の外周面における周方向の異なる位置に破砕ビット３５を配置し、破砕ロータ３２の軸方向外側にレーザ照射器３６及びレーザ受光器３７を設けて、レーザ光が破砕ロータ３２の軸方向に外周面に沿うように配置し、破砕ビット３５の先端の位置を検出する。そして、その検出結果に基づいて、破砕ビット３５が被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定する。判定結果が異常状態である場合は、対応する異常信号をパトライト８４や表示部８３ｂに出力し、オペレータに異常状態であることを報知する。
【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、廃木材等を破砕対象とする木材破砕機に関し、例えば、破砕ロータを回転させて被破砕木材を破砕する木材破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
破砕機は、被破砕物を、運搬する前にその作業現場で所定の大きさに破砕することにより、廃棄物の減容や再利用、工事の円滑化、コスト削減等を図るものである。
【０００３】
このような破砕機の一例としては、特許文献１や特許文献２に記載の破砕機のように、ビル解体時に搬出されるコンクリート塊や道路補修時に排出されるアスファルト塊などの建設現場で発生する大小さまざまな岩石・建設廃材、あるいは産業廃棄物、及び自然石等を破砕するものが知られており、例えば、油圧ショベル等によって破砕機上部のホッパに投入された被破砕物は、ホッパ下方のフィーダによって破砕装置へ導かれ、この破砕装置で所定の大きさに破砕される。
【０００４】
この種の破砕機では、破砕装置で破砕困難又は破砕不可能な異物（例えば、Ｈ鋼等の鋼材に由来する鉄屑、一軸圧縮強度が特に強い岩石等）が被破砕物として投入されて詰まることにより破砕装置が破損してしまう恐れがあるため、例えば、特許文献１（特開２００１−８７６７１号公報）には、自走式破砕機に設けられ投入された破砕原料を破砕する破砕装置の破砕音を検出する検出手段と、その検出された破砕音の音圧に応じて、前記破砕装置が破砕困難又は破砕不可能な異物が投入された異常状態にあるかどうかを判定する第１判定手段とを有し、破砕装置で破砕困難又は破砕不可能な異物が被破砕物として投入されて詰まることによる破砕装置の破損を未然に防止することにより、破砕装置の破砕機能を十分に確保する破砕装置に関する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００１−２９３３９２号公報）には、破砕装置を備えた自走式破砕機の振動を検出する第１検出手段と、その検出された振動に基づき前記破砕装置が破砕困難又は破砕不可能な異物が投入された異常状態にあるかどうかを判定する第１判定手段とを有し、破砕装置で破砕困難又は破砕不可能な異物が被破砕物として投入されて詰まることによる破砕装置の破損を未然に防止することにより、破砕装置の破砕機能を十分に確保する破砕装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−８７６７１号公報
【特許文献２】特開２００１−２９３３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
破砕機の他の例としては、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、或いは、木造建築物の解体等で発生する廃木材などを破砕する木材破砕機が知られており、例えば、油圧ショベルのグラップル等の作業具によってホッパ内に投入された被破砕物は、送りコンベヤによって木材破砕装置に搬送され、この木材破砕装置で所定の大きさに破砕されて、排出コンベヤにより排出される。
【０００８】
この種の破砕機では、送りコンベヤによって木材破砕装置側に搬送された被破砕物を押圧ローラと送りコンベヤの間に押圧把持した状態で破砕室内へと導入し、破砕室内で回転する破砕ロータの外周に設けられた破砕ビット等の衝突により所定の大きさに破砕しており、破砕ビット等のメンテナンスを適宜実施することによって破砕効率の維持を図っている。
【０００９】
しかしながら、破砕室内における破砕ロータのメンテナンススペースは狭い場合が多く、また、メンテナンス中の破砕ロータの回転は人力で行う必要があるため、メンテナンス作業は容易ではなかった。また、メンテナンスにおける破砕ビットの検査も容易ではないため、破砕ビットの欠損や脱落等の見落としが懸念され、そのような破砕効率の低い状態で破砕処理をおこなった場合には、破砕ロータのバランスが悪い状態で動作させることになってベアリング等周辺構成の寿命を短くしてしまう恐れがある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、破砕ビットの検査を容易に行うことができる木材破砕機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、砕機フレームと、前記破砕機フレームに回転自在に支持された破砕ロータと、前記破砕ロータの外周面に複数取り付けられ、それぞれが周方向の異なる位置に配置された破砕ビットと、前記破砕機フレームの外側に取り付けられ、前記破砕機フレームに設けた検出孔を介して前記破砕ロータの外周面に軸方向に沿うようにレーザ光を照射して、前記破砕ビットの先端部の位置を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記破砕ビットが被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常状態であると判定されたときに、対応する異常信号を出力する異常信号出力手段とを備えたものとする。
【００１２】
これにより、オペレータは異常信号に基づくパトライトの点灯や表示部の表示により破砕ビットの異常状態を認知することができ、したがって、破砕ビットの検査を容易に行うことができる。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記検出手段は、前記破砕ロータの外周面に軸方向に沿うように配置した複数のレーザ光を径方向に並べて照射するものとする。
【００１４】
（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記異常信号出力手段からの異常信号に基づいて、前記破砕ロータが配置された破砕機に被破砕物を搬送するフィーダ、および、前記破砕ロータの動作を停止するものとする。
【００１５】
（４）さらに、上記（１）において、好ましくは、前記異常信号出力手段からの異常信号に基づいて、前記破砕ビットが異常状態にあることをオペレータに報知する異常報知手段を有することを特徴とする木材破砕機。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、破砕ビットの検査を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る木材破砕機の全体構成を示す側面図である。
【図２】図１に示した木材破砕機に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図３】破砕装置における破砕ロータとその近傍を破砕機後方から見た透視図である。
【図４】破砕ロータを抜き出して示す側面図である。
【図５】破砕ロータの外周付近を拡大して示す図である。
【図６】コントローラとその周辺構成との関係を概略的に示す図である。
【図７】木材破砕機の破砕ビット検査処理を示すフローチャートである。
【図８】正常状態におけるレーザ受光器からの検出信号を模式的に示す図である。
【図９】異常状態におけるレーザ受光器からの検出信号を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
本実施の形態では、破砕機の一例として自走式木材破砕機を例にとり説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る木材破砕機の全体構成を示す側面図であり、図２は図１に示した破砕機に備えられた破砕装置１２近傍の詳細構造を示す透視側面図である。なお、以下において、図１及び図２における左・右に対応する方向を木材破砕機の後・前とする。
【００２０】
図１及び図２において、本実施の形態の木材破砕機は、自力走行を可能にする走行体１、走行体１上に設けられ、受け入れた被破砕物を破砕する破砕機能構成部２、破砕機能構成部２で破砕された破砕物を搬送し機外に排出する排出コンベヤ３、及び、搭載した各機器の動力源であるエンジン等を備えた動力装置（パワーユニット）４等によって概略構成されている。
【００２１】
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、トラックフレーム５上には本体フレーム３０が設けられており、この本体フレーム３０によって、破砕機能構成部２、排出コンベヤ３及び動力装置４等が支持されている。なお、走行装置１は、図示したクローラ式に代えて、複数のタイヤで構成されるホイール式等にしても良い。
【００２２】
破砕機能構成部２は、投入される被破砕物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物の搬送手段としての送りコンベヤ１１（フィーダ）と、この送りコンベヤ１１によって導入された被破砕物を破砕する破砕装置１２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物を送りコンベヤ１１に押し付ける押圧ローラ装置１３とを備えている。
【００２３】
送りコンベヤ１１は、後述する破砕ロータ３２側（破砕機前方側）に設けられたスプロケット状の駆動輪１５と、その反対側（破砕機後方側）に設けた図示しない従動輪と、これら搬送方向両端部に設けた駆動輪１５及び従動輪の間に巻回され、幅方向に複数列（例えば４列、図２参照）列設された搬送体（搬送ベルト、チェーンベルト）１６とを備えている。
【００２４】
送りコンベヤ１１の従動輪（図示せず）は、ホッパ１０の後部に設けた軸受１８（図１参照）によって支持され、駆動輪１５は前方側に設けた破砕装置１２の側面フレーム（破砕機フレーム）１９に設けた軸受（図示せず）によって支持されている。送りコンベヤ１１の駆動輪１５の回転軸２０は、軸受よりも幅方向外側に設けた駆動装置の出力軸にカップリング等を介して連結している。送りコンベヤ１１は、その図示しない駆動装置で駆動輪１５を回転駆動させることにより、駆動輪１５及び従動輪の間で搬送体１６を循環駆動させる。
【００２５】
押圧ローラ装置１３は、破砕装置１２の破砕ロータ３２（後述）の後方側に近接するように、かつ、送りコンベヤ１１の上部にその搬送面に対向するように設けられており、送りコンベヤ１１上を搬送される被破砕物を上部から押さえ込みながら破砕ロータ３２に向かって破砕物を導入する。この押圧ローラ装置１３は、破砕装置１２の上方において側面フレーム１９に設けた軸受（図示せず）によってその回動軸２２が軸支され、これにより鉛直面内を回動自在に（図２中上下方向に揺動自在に）支持された支持部材（アーム）２３と、この支持部材２３に対し回転自在に設けられた押えローラ２４と、支持部材２３を回動駆動する油圧シリンダ２８とを備えている。
【００２６】
支持部材２３は、一端に回動軸２２を備え、他端（先端側の一端）に押えローラ２４を備えている。支持部材２３の下部側の端面（破砕ロータ３２の上部に対向する端面）は円弧状に湾曲して形成されており、この湾曲部には、後述する破砕室３１の一部を構成する湾曲板２７が取付けられている。一方、支持部材２３の押えローラ２４取付け部分は、押えローラ２４の径よりも小径の円弧状に形成されており、押えローラ２４の外周面が支持部材２３から突出した構成となっている。押えローラ２４の幅方向（図２中の紙面直交方向）の寸法は、送りコンベヤ１１の搬送面の幅と同等かそれよりも大きく設定されている。
【００２７】
押えローラ２４は、その胴部内に駆動装置（図示せず）を内蔵しており、この駆動装置によって、送りコンベヤ１１の搬送面上を搬送される被破砕物の搬送速度とほぼ同じ周速度で回転駆動され、押え込んだ送りコンベヤ１１上の被破砕物を送りコンベヤ１１と協動して破砕室３１に導入するようになっている。
【００２８】
油圧シリンダ２８は、そのボトム側先端部を側面フレーム１９に固定したブラケット２９にピン５３を介して回動可能に連結され、そのロッド側先端部を支持部材２３の後方側（図２中左側）先端部に設けられたブラケット５４にピン８２を介して回動可能に連結されている。この油圧シリンダ２８の伸縮動作により、押圧ローラ装置１３を回動軸２２を中心に回動させ、送りコンベヤ１１に対して上下させることにより、離間又は近接させることが可能なようになっている。
【００２９】
破砕装置１２は、本体フレーム３０（図１参照）の長手方向ほぼ中央部に位置し、図２に示すように、破砕室３１内で高速回転する破砕ロータ３２と、この破砕ロータ３２の径方向外側に設けられたアンビル（固定刃）３３とを備えている。破砕ロータ３２の周囲には、送りコンベヤ１１及び押えローラ２４によって被破砕物が供給される部分（破砕装置１２の後方部分）から破砕ロータ３２の正転方向（図２中の時計回り方向、破砕物流通方向）に、支持部材２３に取り付けられた湾曲板２７、ハウジング４１（後述）に取り付けられたアンビル３３と湾曲板３９、及び、スクリーン（篩部材）４０が破砕ロータ３２を包囲するように設けられており、これら湾曲板２７、アンビル３３、湾曲板３９、スクリーン４０等によって破砕ロータ３２周りに破砕片が周回する円筒状の空間である上記破砕室３１が概ね画定されている。
【００３０】
図３は破砕装置１２における破砕ロータ３２とその近傍を破砕機後方側から見た透視図であり、図４は破砕ロータ３２を抜き出して示す側面図、図５は破砕ロータ３２の外周付近を拡大して示す図である。なお、図５においては、１組の破砕ビット３５、支持部材３４及びボルト３８を代表して示す。
【００３１】
破砕ロータ３２は、破砕装置１２の側面フレーム１９、又は本体フレーム３０上に設けた支持部材等に設けた軸受３２ａ，３２ｂに回転自在に支持されており、その外周部には、複数の支持部材３４と、各支持部材３４の正転方向前面側にボルト３８で取り付けられた破砕ビット（衝突板、或いは破砕刃等）３５とを備えている。破砕ビット３５は、破砕ロータ３２が正転方向に回転する際に、その刃面が支持部材３４に先行するように配置されており、この刃面により被破砕物を打撃する。図３及び図４に示すように、破砕ロータ３２の外周面に複数設けられた破砕ビット３５は、それぞれが周方向の異なる位置に配置されている。また、複数の破砕ビット３５は、それぞれが軸方向の異なる位置に配置されている。
【００３２】
破砕装置１２には、破砕ロータ３２の軸方向外側に設けられ、軸方向に外周面に沿うような検出領域を有し、破砕ビット３５の検出領域の通過を検出する検出手段を構成するレーザ照射器３６及びレーザ受光器３７が設けられている。レーザ照射器３６及びレーザ受光器３７は、破砕ロータ３２の軸方向左右外側の側面フレーム１９における破砕ロータ３２の外周部付近にそれぞれ設けられた孔９９（機体左側のみ図示）の位置に設置されている。左右一対の孔９９（検出孔）は、破砕ロータ３２の軸方向から見て（図２等参照）、破砕ビット３５が通過する領域からその外側の領域まで径方向に延在するように設けられており、この範囲で径方向にレーザ照射器３６及びレーザ受光器３７の位置を調整することができる。レーザ照射器３６及びレーザ受光器３７は、レーザ照射器３６からレーザ受光器３７に向けて照射されたレーザ光の道程（すなわち、検出領域）が破砕ロータ３２の軸方向に外周面に沿うように配置されており、レーザ光がレーザ照射器３６から照射されレーザ受光器３７で受光された状態で、検出対象物（破砕ビット３５）がレーザ光を遮ったことをレーザ受光器３７で検出することにより、破砕ビット３５の検出領域の通過を検出する。レーザ照射器３６及びレーザ受光器３７の径方向の位置は、回転する破砕ロータ３２に対してレーザ光の道程が相対的に破砕ビット３５の先端部３５ａの位置５２（図４及び図５参照）を通過するように調整される。
【００３３】
図８及び図９は、破砕ロータ３２を回転した場合のレーザ受光器３７からの検出信号の一例を示す図である。
【００３４】
図８に示すように、レーザ受光器３７は、レーザ照射器３６からのレーザ光が入射されているときはＬｏの値の検出信号を出力し、レーザ照射器３６からのレーザ光が遮られると、破砕ビット３５の先端部３５ａが検出領域を通過しているとしてＨｉの値の検出信号を出力する。破砕ロータ３２の外周に設けられた破砕ビット３５は、それぞれが周方向の異なる位置に配置されている。したがって、破砕ビット３５の状態が正常状態である場合、破砕ビット３５の先端部３５ａが検出領域を順次通過するので、検出信号は各破砕ビット３５の先端部３５ａの通過に伴って検出波形Ａ，Ｂ，Ｃのように変化する。また、破砕ビット３５が異常状態（少なくとも１つの破砕ビット３５が脱落、或いは、先端部３５ａが磨耗・欠損した状態）である場合、破砕ビット３５の先端部３５ａが検出領域を通過しない場合があるので、検出信号は検出波形Ａ，Ｃのように変化する。検出手段により得られたこれらの検出信号は、後述するコントローラ１００に送られ、検出信号の波形の記憶やパルス数（検出波形の数）の算出などが行われる。
【００３５】
図１及び図２に戻る。
【００３６】
ハウジング４１は、前出の押圧ローラ装置１３の回動軸２２の上方にて側面フレーム１９に設けられた図示しない軸受に支持された回動軸４２を支点に前後方向に回動可能に支持されており、油圧シリンダ５０により回動駆動される。そして、このハウジング４１の破砕室３１側にアンビル３３及び湾曲板３９が配置されている。
【００３７】
アンビル３３は、破砕室３１に導入された被破砕物が衝突する衝突面３３ａを有しており、破砕ロータ３２の回転に伴って破砕室３１内を周回する破砕片（被破砕物）に衝突面３３ａが対向するように、ハウジング４１における上記湾曲板３９の取り付け部よりも破砕ロータ３２の正転方向上流側（以下、上流側と称する）に支持部材５１を介して取り付けられている。支持部材５１及びアンビル３３は、図示しないボルト等でハウジング４１に取り付けられている。
【００３８】
ハウジング４１の前端部は、破砕機側面カバー１９に固定した支持部材４８にシアピン４９を介して連結されており、破砕作業時には、アンビル３３が破砕室３１に臨む姿勢で固定、保持されている。ハウジング４１を破砕姿勢とした状態での破砕処理（以下、通常破砕処理と称する）中に、アンビル３３に過大な負荷が作用してシアピン９８にも許容を超える負荷がかかった場合には、シアピン９８が破断してハウジング４１の拘束が解かれ、アンビル３３が破砕室３１から退避するようにハウジング４１が回動軸４２を中心に回動することにより、各部の損傷が防止される。なお、このときのハウジング４１の回動退避は図示しないリミットスイッチ等により検出されるようになっており、回動退避の検出時の検出信号はコントローラに送られ、破砕ロータ３２の駆動装置を停止させる指令信号が出力されるようになっている。
【００３９】
スクリーン４０は、ハウジング４１が破砕姿勢である場合の湾曲板３９の破砕物流通方向下流側、かつ破砕ロータ３２の径方向外側に設けられ、破砕ロータ３２と同心の円にほぼ沿って湾曲している。また、スクリーン４０は、破砕ロータ３２に対向する内径面から反対面に貫通し、破砕物を破砕機外に排出する複数の排出孔（図示せず）を有している。この図示しない排出孔の孔径より小さくなった破砕物が破砕機外に排出される。
【００４０】
破砕ロータ３２の下方には、スクリーン４０を破砕ロータ３２の外周側位置に保持する枠型のスクリーン支持部材（スクリーンホルダ）６３が設けられている。このスクリーン支持部材６３は、後端部が回動軸６４を介して側面フレーム１９、又は本体フレーム３０上に設けた図示しない支持部材等に固定され、回動軸６４を中心に上下方向に回動する構成となっており、前端部に設けられたリンク機構６９により破砕ロータ３２に対して進退駆動される。
【００４１】
リンク機構６９は、ボトム側端部を側面カバー１９に回動可能に連結された油圧シリンダ６６の伸縮動作をスクリーン支持部材６３の破砕ロータ３２に対する進退動作に変換するものであり、油圧シリンダ６６のロッド側端部に設けられ、油圧シリンダ６６の伸縮方向に沿って移動するスライドリンク７０と、一方側端部（図２中上側端部）を上記スクリーン支持部材６３の周方向他方側端部（図２中右側端部）に回動可能に連結され、他方側端部（図２中下側端部）をピン７１を介してスライドリンク７０と回動自在に連結された保持リンク７２とを備えている。また、７３は上記スライドリンク７０の移動方向をガイドすると共に、スライドリンク７０が保持リンク７２から受ける縦荷重を支持するガイド部材である。
【００４２】
破砕作業時には、油圧シリンダ６６が伸長してリンク機構６９のスライドリンク７０と保持リンク７２とがほぼ直角に折れ曲がった状態となり、スクリーン支持部材６３が破砕ロータ３２に最も近づいた位置に位置する状態となる。この状態から油圧シリンダ６６が縮短するにつれてスライドリンク７０と保持リンク７２とが回動して徐々に開き、スクリーン支持部材６３が徐々に破砕ロータ３２から離間する方向に移動する（下降する）。そして、油圧シリンダ６６が最も縮短した状態になると、スライドリンク７０と保持リンク７２とがほぼ伸びきった状態となり、スクリーン支持部材６３が破砕ロータ３２から最も遠い位置に位置する状態となる。このように、リンク機構６９によってスクリーン支持部材６３が回動軸６４を中心に下方へ回動下降されると、側面フレーム１９の下部に形成した切り欠き部（図示せず）からスクリーン支持部材６３に載置されたスクリーン４０を側方に引き抜くことができ、容易にスクリーン４０を交換することができる。
【００４３】
排出コンベヤ３は、排出側（前方側）寄りの部分において、動力装置４から突出して設けた支持部材７５に支持されており、その反対側（後方側）部分が本体フレーム３０に支持されている。これにより、排出コンベヤ３は、破砕装置１２の下方から動力装置４の下方を通され、動力装置４の下方から破砕機前方側外方へ上り傾斜となるように配置されている。排出コンベヤ３は、長手方向（前後方向）両端に設けた駆動輪と従動輪（共に図示せず）との間に巻回したコンベヤベルト（図示せず）上に設けたコンベヤカバー７８を備えている。また、排出コンベヤ３の駆動輪（図示せず）は、軸受の幅方向外側に設けた駆動装置（排出コンベヤ用油圧モータ）７９の出力軸にカップリング等を介して連結されており、この駆動装置７９を回転駆動させることにより、駆動輪及び従動輪の間でコンベヤベルトを循環駆動させるようになっている。また、排出コンベヤ３の搬送経路上には磁選機（図示せず）が設けられており、運搬の途中で破砕物に混入している釘や鉄片等の金属を吸着して取り除き最終的に搬出するようになっている。
【００４４】
動力装置４は、本体フレーム３０の長手方向前方側の端部上に搭載されており、その下方側面には、木材破砕機の走行や破砕処理に関する操作・設定、モニタリング等を行うための操作盤８３が設けられている。また、動力装置４の上方には、破砕ビットが異常状態であることをオペレータに報知するためのパトライト８４が設けられている。
【００４５】
図６は、木材破砕機に備えられたコントローラ１００とその周辺構成との関係の一部を概略的に示す図である。
【００４６】
コントローラ１００は、木材破砕機全体の動作を制御するものであり、操作盤８３に設けられた操作部８３ａや表示部８３ｂ、各種情報やプログラムを記憶する記憶部１０１、破砕ロータ３２の回転数ω１を検出する回転数検出器１０２、破砕ロータ３２を回転させる破砕モータ（図示せず）の圧力Ｐ１を検出する破砕モータ圧力検出器１０３、破砕ビット３５を検出する検出手段を構成するレーザ照射器３６およびレーザ受光器３７などに接続されている。そして、コントローラ１００は、操作部８３ａからの操作信号や各検出器１０２，１０３からの検出信号、記憶部１０１に記憶された情報やプログラムなどに基づいて木材破砕機の走行や破砕処理、破砕ロータ３２の破砕ビット３５の検査を行う破砕ビット検査処理などを行う。
【００４７】
図７は、木材破砕機の破砕ビット検査処理を示すフローチャートである。
【００４８】
コントローラ１００は、オペレータから操作部８３ａにより破砕ビット検査処理の実行指令が入力されると、まず、回転数検出器１０２から破砕ロータ回転数ω１を取得し（ステップＳ１０）、予め定めた破砕ロータ回転数基準値ω０を記憶部１０１から読み出して（ステップＳ２０）、破砕ロータ回転数ω１が破砕ロータ回転数基準値ω０以上であるかどうかを判定する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０での判定結果がＹＥＳの場合は、破砕モータ圧力検出器１０３から破砕モータ圧力Ｐ１を取得し（ステップＳ４０）、予め定めた破砕モータ圧力基準値Ｐ０を記憶部１０１から読み出して（ステップＳ５０）、破砕モータ圧力Ｐ１が破砕モータ圧力基準値Ｐ０以下であるかどうかを判定する（ステップＳ６０）。ステップＳ６０での判定結果がＹＥＳの場合は、検出手段のレーザ照射器３６から検出レーザを照射し（ステップＳ７０）、その検出信号から検出信号パルス数Ｘ１を算出して取得し（ステップＳ８０）、検出レーザを停止する（ステップＳ９０）。その後、予め定めた基準パルス数Ｘ０を記憶部１０１から読み出して（ステップＳ１００）、検出信号パルス数Ｘ１が基準パルス数Ｘ０と等しいかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０での判定結果がＹＥＳの場合は、正常状態であることに対応する正常信号として表示部８３ｂに破砕ビット３５が正常状態であることを表示させる表示信号を出力し（ステップＳ１２０）、処理を終了する。また、ステップＳ３０，Ｓ６０，Ｓ１１０の何れかの判定結果がＮＯの場合は、異常状態であることに対応する異常信号として送りコンベヤ（フィーダ）１１を停止させる停止信号を出力し（ステップＳ３１）、異常状態であることに対応する異常信号として破砕ロータ３２の回転を停止させる停止信号を出力し（ステップＳ３２）、異常状態であることに対応する異常信号としてパトライト８４を点灯させる点灯信号を出力し（ステップＳ３３）、異常状態であることに対応する異常信号として表示部８３ｂに破砕ビット３５が異常状態（少なくとも１つの破砕ビット３５が脱落、或いは、先端部３５ａが磨耗・欠損した状態）であることを表示させる表示信号を出力して（ステップＳ３４）、処理を終了する。
【００４９】
以上において、コントローラ１００が実行する図７のフローにおけるステップＳ１００〜Ｓ１１０は、検出手段による検出結果に基づいて、破砕ビット３５が被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定する異常判定手段に相当し、ステップＳ３１〜Ｓ３４は、異常判定手段で異常状態であると判定されたときに、対応する異常信号を出力する異常信号出力手段に相当する。
【００５０】
以上のように構成した本実施の形態における動作を説明する。
【００５１】
破砕機を始動し、送りコンベヤ１１や破砕ロータ３２、排出コンベヤ３等を動作させた状態であって被破砕物を投入する前に、オペレータは操作盤８３の操作部８３ａにより破砕ビット検査処理の実行を指示すると、まず、破砕ロータ３２の回転数および破砕モータ（図示せず）の圧力に基づいて、破砕装置１２内に被破砕物が入っていないことを確認する（図７のステップＳ１０〜Ｓ６０）。破砕装置１２内に被破砕物が入っていないことが確認できると、検出手段により破砕ロータ３２の破砕ビット３５を検出して検出数（すなわち、破砕ビット３５の数）が正常状態時の数と同じであるかどうかを確認する（図７のステップＳ７０〜Ｓ１１０）。これにより、破砕ビット３５の状態が正常状態であると確認されると、表示部８３ｂに正常状態であることを表示して（図７のステップＳ１２０）、破砕ビット検査処理を終了する。
【００５２】
また、破砕ビット検査処理で破砕装置１２内に被破砕物が入っていると判定された場合、及び、破砕ビット３５の脱落や欠損・磨耗などによる異常状態であると判定された場合は、送りコンベヤ（フィーダ）１１及び破砕ロータ３２の回転を停止し、パトライト８４を点灯し、表示部８３ｂに異常状態であることを表示して（図７のステップＳ３１〜Ｓ３４）、破砕ビット検査処理を終了する。オペレータは、破砕ビット３５が異常状態であることをパトライト８４の点灯や表示部８３ｂの表示により認知し、脱落や欠損・磨耗等が生じた破砕ビット３５の追加や交換を行う。その後、再度、破砕ビット検査処理を行い、正常状態になるまでこれらの処理を繰り返す。
【００５３】
破砕ビット検査処理において、破砕ビット３５の状態が正常状態であると確認された状態で、グラップル等の適宜の作業具を備えた重機（油圧ショベル等）等によってホッパ１０内に被破砕物を投入すると、被破砕物が送りコンベヤ１１の搬送ベルト１６上に載置され、循環駆動する搬送ベルト１６によって破砕装置１２に向かって搬送される。被破砕物が押圧ローラ装置１３付近まで搬送されると、押えローラ２４が被破砕物上に乗り上げ、押えローラ２４の自重により被破砕物が送りコンベヤ１１の搬送面に押し付けられる格好となる。このようにして押えローラ２４は、送りコンベヤ１１との間に被破砕物を挟持した状態で、送りコンベヤ１１と協働して破砕室３１へ被破砕物を導入する。その際、被破砕物は押えローラ２４と送りコンベヤ１１とに挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕室３１内に向かって突出する。
【００５４】
破砕室３１内に突出した被破砕物には高速回転する破砕ロータ３２の破砕ビット３５が下方から衝突し、これにより被破砕物が粗破砕される。このように粗破砕されて破砕室３１内に跳ね上げられた被破片はアンビル３３に衝突し、その衝撃力によりさらに細かく破砕される。破砕片はその後も破砕ロータ３２の回転に伴って破砕室３１内を周回し破砕ビット３５、アンビル３３、破砕室３１の内壁面等と衝突して破砕される。そして、周回する破砕片のうちスクリーン４０の排出孔を通過する大きさに細粒化されたものが順次スクリーン４０を通過して破砕室３１から排出される。破砕室３１から排出された破砕物は、排出コンベヤ３上に落下して排出コンベヤ３によって搬送され機外に排出される。
【００５５】
上記のように破砕処理を行うとき、万一、破砕ビット３５とアンビル３３の間に石や金属などの異物が噛み込んだ場合には、破砕ビット３５からアンビル３３に過大な負荷が加わり、その負荷がハウジング４１と支持部材４８を連結するシアピン４９に伝わる。このように、アンビル３３に過大な負荷が作用してシアピン４９にも許容を超える負荷がかかった場合には、シアピン４９が破断してハウジング４１の拘束が解かれ、アンビル３３が破砕室３１から退避するようにハウジング４１が回動軸４２を中心に回動する。また、図示しないセンサなどにより、ハウジング４１の回動退避を検出すると、木材破砕機は被破砕物の破砕動作、すなわち、被破砕物の搬入（コンベヤ１１の動作）及び破砕ロータ３２の回転等を停止する。
【００５６】
以上のように構成した本実施の形態における効果を説明する。
【００５７】
木材破砕機では、送りコンベヤによって木材破砕装置側に搬送された被破砕物を押圧ローラと送りコンベヤの間に押圧把持した状態で破砕室内へと導入し、破砕室内で回転する破砕ロータの外周に設けられた破砕ビット等の衝突により所定の大きさに破砕しており、破砕ビット等のメンテナンスを適宜実施することによって破砕効率の維持を図っている。しかしながら、破砕室内における破砕ロータのメンテナンススペースは狭い場合が多く、また、メンテナンス中の破砕ロータの回転は人力で行う必要があるため、メンテナンス作業は容易ではなかった。また、メンテナンスにおける破砕ビットの検査も容易ではないため、破砕ビットの欠損や脱落等の見落としが懸念され、そのような破砕効率の低い状態で破砕処理をおこなった場合には、破砕ロータのバランスが悪い状態で動作させることになってベアリング等周辺構成の寿命を短くしてしまう恐れがある。
【００５８】
これに対し、本実施の形態においては、破砕ビット３５の検出領域の通過を検出する検出手段の検出結果に基づいて、破砕ビット３５が被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定し、異常状態であると判定されたときに、対応する異常信号を出力するように構成したので、オペレータは異常信号に基づくパトライト８４の点灯や表示部８３ｂの表示により破砕ビット３５の異常状態を認知することができ、したがって、破砕ビットの検査を容易に行うことができる。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、破砕ロータ３２の軸方向外側に検出手段を構成するレーザ照射器３６及びレーザ受光器３７をそれぞれ設け、破砕ロータ３２の軸方向に外周面に沿うような検出領域を有するように配置し、破砕ビット３５の線端部３５ａの通過を検出するように構成したが、これに限られず、例えば、レーザ照射器及びレーザ受光器を破砕ロータの径方向に複数配置し、径方向に並んだ複数の検出領域を有するように構成して、破砕ビット３５の通過時の高さを検出するように構成しても良い。
【００６０】
また、本実施の形態では、検出信号のパルス数と基準パルス数の比較結果に基づいて異常状態であるかどうかを判定するよう構成したが、これに限られず、例えば、検出信号の波形と予め定めた基準波形との比較結果に基づいて異常状態であるかどうかを判定するように構成しても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１ 走行体
２ 破砕機能構成部
３ 排出コンベヤ
４ 動力装置（パワーユニット）
１０ ホッパ
１１ コンベヤ
１２ 破砕装置
１３ 押圧ローラ装置
１６ 搬送体（搬送ベルト、チェーンベルト）
１９ 側面フレーム（破砕機フレーム）
２４ 押えローラ
２８ 油圧シリンダ
３１ 破砕室
３２ 破砕ロータ
３３ アンビル（固定刃）
３５ 破砕ビット
３６ レーザ照射器（検出手段）
３７ レーザ受光器（検出手段）
３９ 湾曲板
４０ スクリーン（篩部材）
４１ ハウジング
８３ 制御盤
８３ａ 操作部
８３ｂ 表示部
８４ パトライト
９９ 孔（検出孔）
１００ コントローラ
１０１ 記憶部
１０２ 回転数検出器
１０３ 破砕モータ圧力検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剪定枝材、間伐材、枝木材、廃木材等を破砕対象とする木材破砕機に関し、例えば、破砕ロータを回転させて被破砕木材を破砕する木材破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
破砕機は、被破砕物を、運搬する前にその作業現場で所定の大きさに破砕することにより、廃棄物の減容や再利用、工事の円滑化、コスト削減等を図るものである。
【０００３】
このような破砕機の一例としては、特許文献１や特許文献２に記載の破砕機のように、ビル解体時に搬出されるコンクリート塊や道路補修時に排出されるアスファルト塊などの建設現場で発生する大小さまざまな岩石・建設廃材、あるいは産業廃棄物、及び自然石等を破砕するものが知られており、例えば、油圧ショベル等によって破砕機上部のホッパに投入された被破砕物は、ホッパ下方のフィーダによって破砕装置へ導かれ、この破砕装置で所定の大きさに破砕される。
【０００４】
この種の破砕機では、破砕装置で破砕困難又は破砕不可能な異物（例えば、Ｈ鋼等の鋼材に由来する鉄屑、一軸圧縮強度が特に強い岩石等）が被破砕物として投入されて詰まることにより破砕装置が破損してしまう恐れがあるため、例えば、特許文献１（特開２００１−８７６７１号公報）には、自走式破砕機に設けられ投入された破砕原料を破砕する破砕装置の破砕音を検出する検出手段と、その検出された破砕音の音圧に応じて、前記破砕装置が破砕困難又は破砕不可能な異物が投入された異常状態にあるかどうかを判定する第１判定手段とを有し、破砕装置で破砕困難又は破砕不可能な異物が被破砕物として投入されて詰まることによる破砕装置の破損を未然に防止することにより、破砕装置の破砕機能を十分に確保する破砕装置に関する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００１−２９３３９２号公報）には、破砕装置を備えた自走式破砕機の振動を検出する第１検出手段と、その検出された振動に基づき前記破砕装置が破砕困難又は破砕不可能な異物が投入された異常状態にあるかどうかを判定する第１判定手段とを有し、破砕装置で破砕困難又は破砕不可能な異物が被破砕物として投入されて詰まることによる破砕装置の破損を未然に防止することにより、破砕装置の破砕機能を十分に確保する破砕装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−８７６７１号公報
【特許文献２】特開２００１−２９３３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
破砕機の他の例としては、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、或いは、木造建築物の解体等で発生する廃木材などを破砕する木材破砕機が知られており、例えば、油圧ショベルのグラップル等の作業具によってホッパ内に投入された被破砕物は、送りコンベヤによって木材破砕装置に搬送され、この木材破砕装置で所定の大きさに破砕されて、排出コンベヤにより排出される。
【０００８】
この種の破砕機では、送りコンベヤによって木材破砕装置側に搬送された被破砕物を押圧ローラと送りコンベヤの間に押圧把持した状態で破砕室内へと導入し、破砕室内で回転する破砕ロータの外周に設けられた破砕ビット等の衝突により所定の大きさに破砕しており、破砕ビット等のメンテナンスを適宜実施することによって破砕効率の維持を図っている。
【０００９】
しかしながら、破砕室内における破砕ロータのメンテナンススペースは狭い場合が多く、また、メンテナンス中の破砕ロータの回転は人力で行う必要があるため、メンテナンス作業は容易ではなかった。また、メンテナンスにおける破砕ビットの検査も容易ではないため、破砕ビットの欠損や脱落等の見落としが懸念され、そのような破砕効率の低い状態で破砕処理をおこなった場合には、破砕ロータのバランスが悪い状態で動作させることになってベアリング等周辺構成の寿命を短くしてしまう恐れがある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、破砕ビットの検査を容易に行うことができる木材破砕機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、砕機フレームと、前記破砕機フレームに回転自在に支持された破砕ロータと、前記破砕ロータの外周面に複数取り付けられ、それぞれが周方向の異なる位置に配置された破砕ビットと、前記破砕機フレームの外側に取り付けられ、前記破砕機フレームに設けた検出孔を介して前記破砕ロータの外周面に軸方向に沿うようにレーザ光を照射して、前記破砕ビットの先端部の位置を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記破砕ビットが被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常状態であると判定されたときに、対応する異常信号を出力する異常信号出力手段とを備えたものとする。
【００１２】
これにより、オペレータは異常信号に基づくパトライトの点灯や表示部の表示により破砕ビットの異常状態を認知することができ、したがって、破砕ビットの検査を容易に行うことができる。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記検出手段は、前記破砕ロータの外周面に軸方向に沿うように配置した複数のレーザ光を径方向に並べて照射するものとする。
【００１４】
（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記異常信号出力手段からの異常信号に基づいて、前記破砕ロータが配置された破砕機に被破砕物を搬送するフィーダ、および、前記破砕ロータの動作を停止するものとする。
【００１５】
（４）さらに、上記（１）において、好ましくは、前記異常信号出力手段からの異常信号に基づいて、前記破砕ビットが異常状態にあることをオペレータに報知する異常報知手段を有することを特徴とする木材破砕機。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、破砕ビットの検査を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る木材破砕機の全体構成を示す側面図である。
【図２】図１に示した木材破砕機に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図３】破砕装置における破砕ロータとその近傍を破砕機後方から見た透視図である。
【図４】破砕ロータを抜き出して示す側面図である。
【図５】破砕ロータの外周付近を拡大して示す図である。
【図６】コントローラとその周辺構成との関係を概略的に示す図である。
【図７】木材破砕機の破砕ビット検査処理を示すフローチャートである。
【図８】正常状態におけるレーザ受光器からの検出信号を模式的に示す図である。
【図９】異常状態におけるレーザ受光器からの検出信号を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
本実施の形態では、破砕機の一例として自走式木材破砕機を例にとり説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る木材破砕機の全体構成を示す側面図であり、図２は図１に示した破砕機に備えられた破砕装置１２近傍の詳細構造を示す透視側面図である。なお、以下において、図１及び図２における左・右に対応する方向を木材破砕機の後・前とする。
【００２０】
図１及び図２において、本実施の形態の木材破砕機は、自力走行を可能にする走行体１、走行体１上に設けられ、受け入れた被破砕物を破砕する破砕機能構成部２、破砕機能構成部２で破砕された破砕物を搬送し機外に排出する排出コンベヤ３、及び、搭載した各機器の動力源であるエンジン等を備えた動力装置（パワーユニット）４等によって概略構成されている。
【００２１】
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、トラックフレーム５上には本体フレーム３０が設けられており、この本体フレーム３０によって、破砕機能構成部２、排出コンベヤ３及び動力装置４等が支持されている。なお、走行装置１は、図示したクローラ式に代えて、複数のタイヤで構成されるホイール式等にしても良い。
【００２２】
破砕機能構成部２は、投入される被破砕物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物の搬送手段としての送りコンベヤ１１（フィーダ）と、この送りコンベヤ１１によって導入された被破砕物を破砕する破砕装置１２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物を送りコンベヤ１１に押し付ける押圧ローラ装置１３とを備えている。
【００２３】
送りコンベヤ１１は、後述する破砕ロータ３２側（破砕機前方側）に設けられたスプロケット状の駆動輪１５と、その反対側（破砕機後方側）に設けた図示しない従動輪と、これら搬送方向両端部に設けた駆動輪１５及び従動輪の間に巻回され、幅方向に複数列（例えば４列、図２参照）列設された搬送体（搬送ベルト、チェーンベルト）１６とを備えている。
【００２４】
送りコンベヤ１１の従動輪（図示せず）は、ホッパ１０の後部に設けた軸受１８（図１参照）によって支持され、駆動輪１５は前方側に設けた破砕装置１２の側面フレーム（破砕機フレーム）１９に設けた軸受（図示せず）によって支持されている。送りコンベヤ１１の駆動輪１５の回転軸２０は、軸受よりも幅方向外側に設けた駆動装置の出力軸にカップリング等を介して連結している。送りコンベヤ１１は、その図示しない駆動装置で駆動輪１５を回転駆動させることにより、駆動輪１５及び従動輪の間で搬送体１６を循環駆動させる。
【００２５】
押圧ローラ装置１３は、破砕装置１２の破砕ロータ３２（後述）の後方側に近接するように、かつ、送りコンベヤ１１の上部にその搬送面に対向するように設けられており、送りコンベヤ１１上を搬送される被破砕物を上部から押さえ込みながら破砕ロータ３２に向かって破砕物を導入する。この押圧ローラ装置１３は、破砕装置１２の上方において側面フレーム１９に設けた軸受（図示せず）によってその回動軸２２が軸支され、これにより鉛直面内を回動自在に（図２中上下方向に揺動自在に）支持された支持部材（アーム）２３と、この支持部材２３に対し回転自在に設けられた押えローラ２４と、支持部材２３を回動駆動する油圧シリンダ２８とを備えている。
【００２６】
支持部材２３は、一端に回動軸２２を備え、他端（先端側の一端）に押えローラ２４を備えている。支持部材２３の下部側の端面（破砕ロータ３２の上部に対向する端面）は円弧状に湾曲して形成されており、この湾曲部には、後述する破砕室３１の一部を構成する湾曲板２７が取付けられている。一方、支持部材２３の押えローラ２４取付け部分は、押えローラ２４の径よりも小径の円弧状に形成されており、押えローラ２４の外周面が支持部材２３から突出した構成となっている。押えローラ２４の幅方向（図２中の紙面直交方向）の寸法は、送りコンベヤ１１の搬送面の幅と同等かそれよりも大きく設定されている。
【００２７】
押えローラ２４は、その胴部内に駆動装置（図示せず）を内蔵しており、この駆動装置によって、送りコンベヤ１１の搬送面上を搬送される被破砕物の搬送速度とほぼ同じ周速度で回転駆動され、押え込んだ送りコンベヤ１１上の被破砕物を送りコンベヤ１１と協動して破砕室３１に導入するようになっている。
【００２８】
油圧シリンダ２８は、そのボトム側先端部を側面フレーム１９に固定したブラケット２９にピン５３を介して回動可能に連結され、そのロッド側先端部を支持部材２３の後方側（図２中左側）先端部に設けられたブラケット５４にピン８２を介して回動可能に連結されている。この油圧シリンダ２８の伸縮動作により、押圧ローラ装置１３を回動軸２２を中心に回動させ、送りコンベヤ１１に対して上下させることにより、離間又は近接させることが可能なようになっている。
【００２９】
破砕装置１２は、本体フレーム３０（図１参照）の長手方向ほぼ中央部に位置し、図２に示すように、破砕室３１内で高速回転する破砕ロータ３２と、この破砕ロータ３２の径方向外側に設けられたアンビル（固定刃）３３とを備えている。破砕ロータ３２の周囲には、送りコンベヤ１１及び押えローラ２４によって被破砕物が供給される部分（破砕装置１２の後方部分）から破砕ロータ３２の正転方向（図２中の時計回り方向、破砕物流通方向）に、支持部材２３に取り付けられた湾曲板２７、ハウジング４１（後述）に取り付けられたアンビル３３と湾曲板３９、及び、スクリーン（篩部材）４０が破砕ロータ３２を包囲するように設けられており、これら湾曲板２７、アンビル３３、湾曲板３９、スクリーン４０等によって破砕ロータ３２周りに破砕片が周回する円筒状の空間である上記破砕室３１が概ね画定されている。
【００３０】
図３は破砕装置１２における破砕ロータ３２とその近傍を破砕機後方側から見た透視図であり、図４は破砕ロータ３２を抜き出して示す側面図、図５は破砕ロータ３２の外周付近を拡大して示す図である。なお、図５においては、１組の破砕ビット３５、支持部材３４及びボルト３８を代表して示す。
【００３１】
破砕ロータ３２は、破砕装置１２の側面フレーム１９、又は本体フレーム３０上に設けた支持部材等に設けた軸受３２ａ，３２ｂに回転自在に支持されており、その外周部には、複数の支持部材３４と、各支持部材３４の正転方向前面側にボルト３８で取り付けられた破砕ビット（衝突板、或いは破砕刃等）３５とを備えている。破砕ビット３５は、破砕ロータ３２が正転方向に回転する際に、その刃面が支持部材３４に先行するように配置されており、この刃面により被破砕物を打撃する。図３及び図４に示すように、破砕ロータ３２の外周面に複数設けられた破砕ビット３５は、それぞれが周方向の異なる位置に配置されている。また、複数の破砕ビット３５は、それぞれが軸方向の異なる位置に配置されている。
【００３２】
破砕装置１２には、破砕ロータ３２の軸方向外側に設けられ、軸方向に外周面に沿うような検出領域を有し、破砕ビット３５の検出領域の通過を検出する検出手段を構成するレーザ照射器３６及びレーザ受光器３７が設けられている。レーザ照射器３６及びレーザ受光器３７は、破砕ロータ３２の軸方向左右外側の側面フレーム１９における破砕ロータ３２の外周部付近にそれぞれ設けられた孔９９（機体左側のみ図示）の位置に設置されている。左右一対の孔９９（検出孔）は、破砕ロータ３２の軸方向から見て（図２等参照）、破砕ビット３５が通過する領域からその外側の領域まで径方向に延在するように設けられており、この範囲で径方向にレーザ照射器３６及びレーザ受光器３７の位置を調整することができる。レーザ照射器３６及びレーザ受光器３７は、レーザ照射器３６からレーザ受光器３７に向けて照射されたレーザ光の道程（すなわち、検出領域）が破砕ロータ３２の軸方向に外周面に沿うように配置されており、レーザ光がレーザ照射器３６から照射されレーザ受光器３７で受光された状態で、検出対象物（破砕ビット３５）がレーザ光を遮ったことをレーザ受光器３７で検出することにより、破砕ビット３５の検出領域の通過を検出する。レーザ照射器３６及びレーザ受光器３７の径方向の位置は、回転する破砕ロータ３２に対してレーザ光の道程が相対的に破砕ビット３５の先端部３５ａの位置５２（図４及び図５参照）を通過するように調整される。
【００３３】
図８及び図９は、破砕ロータ３２を回転した場合のレーザ受光器３７からの検出信号の一例を示す図である。
【００３４】
図８に示すように、レーザ受光器３７は、レーザ照射器３６からのレーザ光が入射されているときはＬｏの値の検出信号を出力し、レーザ照射器３６からのレーザ光が遮られると、破砕ビット３５の先端部３５ａが検出領域を通過しているとしてＨｉの値の検出信号を出力する。破砕ロータ３２の外周に設けられた破砕ビット３５は、それぞれが周方向の異なる位置に配置されている。したがって、破砕ビット３５の状態が正常状態である場合、破砕ビット３５の先端部３５ａが検出領域を順次通過するので、検出信号は各破砕ビット３５の先端部３５ａの通過に伴って検出波形Ａ，Ｂ，Ｃのように変化する。また、破砕ビット３５が異常状態（少なくとも１つの破砕ビット３５が脱落、或いは、先端部３５ａが磨耗・欠損した状態）である場合、破砕ビット３５の先端部３５ａが検出領域を通過しない場合があるので、検出信号は検出波形Ａ，Ｃのように変化する。検出手段により得られたこれらの検出信号は、後述するコントローラ１００に送られ、検出信号の波形の記憶やパルス数（検出波形の数）の算出などが行われる。
【００３５】
図１及び図２に戻る。
【００３６】
ハウジング４１は、前出の押圧ローラ装置１３の回動軸２２の上方にて側面フレーム１９に設けられた図示しない軸受に支持された回動軸４２を支点に前後方向に回動可能に支持されており、油圧シリンダ５０により回動駆動される。そして、このハウジング４１の破砕室３１側にアンビル３３及び湾曲板３９が配置されている。
【００３７】
アンビル３３は、破砕室３１に導入された被破砕物が衝突する衝突面３３ａを有しており、破砕ロータ３２の回転に伴って破砕室３１内を周回する破砕片（被破砕物）に衝突面３３ａが対向するように、ハウジング４１における上記湾曲板３９の取り付け部よりも破砕ロータ３２の正転方向上流側（以下、上流側と称する）に支持部材５１を介して取り付けられている。支持部材５１及びアンビル３３は、図示しないボルト等でハウジング４１に取り付けられている。
【００３８】
ハウジング４１の前端部は、破砕機側面カバー１９に固定した支持部材４８にシアピン４９を介して連結されており、破砕作業時には、アンビル３３が破砕室３１に臨む姿勢で固定、保持されている。ハウジング４１を破砕姿勢とした状態での破砕処理（以下、通常破砕処理と称する）中に、アンビル３３に過大な負荷が作用してシアピン９８にも許容を超える負荷がかかった場合には、シアピン９８が破断してハウジング４１の拘束が解かれ、アンビル３３が破砕室３１から退避するようにハウジング４１が回動軸４２を中心に回動することにより、各部の損傷が防止される。なお、このときのハウジング４１の回動退避は図示しないリミットスイッチ等により検出されるようになっており、回動退避の検出時の検出信号はコントローラに送られ、破砕ロータ３２の駆動装置を停止させる指令信号が出力されるようになっている。
【００３９】
スクリーン４０は、ハウジング４１が破砕姿勢である場合の湾曲板３９の破砕物流通方向下流側、かつ破砕ロータ３２の径方向外側に設けられ、破砕ロータ３２と同心の円にほぼ沿って湾曲している。また、スクリーン４０は、破砕ロータ３２に対向する内径面から反対面に貫通し、破砕物を破砕機外に排出する複数の排出孔（図示せず）を有している。この図示しない排出孔の孔径より小さくなった破砕物が破砕機外に排出される。
【００４０】
破砕ロータ３２の下方には、スクリーン４０を破砕ロータ３２の外周側位置に保持する枠型のスクリーン支持部材（スクリーンホルダ）６３が設けられている。このスクリーン支持部材６３は、後端部が回動軸６４を介して側面フレーム１９、又は本体フレーム３０上に設けた図示しない支持部材等に固定され、回動軸６４を中心に上下方向に回動する構成となっており、前端部に設けられたリンク機構６９により破砕ロータ３２に対して進退駆動される。
【００４１】
リンク機構６９は、ボトム側端部を側面カバー１９に回動可能に連結された油圧シリンダ６６の伸縮動作をスクリーン支持部材６３の破砕ロータ３２に対する進退動作に変換するものであり、油圧シリンダ６６のロッド側端部に設けられ、油圧シリンダ６６の伸縮方向に沿って移動するスライドリンク７０と、一方側端部（図２中上側端部）を上記スクリーン支持部材６３の周方向他方側端部（図２中右側端部）に回動可能に連結され、他方側端部（図２中下側端部）をピン７１を介してスライドリンク７０と回動自在に連結された保持リンク７２とを備えている。また、７３は上記スライドリンク７０の移動方向をガイドすると共に、スライドリンク７０が保持リンク７２から受ける縦荷重を支持するガイド部材である。
【００４２】
破砕作業時には、油圧シリンダ６６が伸長してリンク機構６９のスライドリンク７０と保持リンク７２とがほぼ直角に折れ曲がった状態となり、スクリーン支持部材６３が破砕ロータ３２に最も近づいた位置に位置する状態となる。この状態から油圧シリンダ６６が縮短するにつれてスライドリンク７０と保持リンク７２とが回動して徐々に開き、スクリーン支持部材６３が徐々に破砕ロータ３２から離間する方向に移動する（下降する）。そして、油圧シリンダ６６が最も縮短した状態になると、スライドリンク７０と保持リンク７２とがほぼ伸びきった状態となり、スクリーン支持部材６３が破砕ロータ３２から最も遠い位置に位置する状態となる。このように、リンク機構６９によってスクリーン支持部材６３が回動軸６４を中心に下方へ回動下降されると、側面フレーム１９の下部に形成した切り欠き部（図示せず）からスクリーン支持部材６３に載置されたスクリーン４０を側方に引き抜くことができ、容易にスクリーン４０を交換することができる。
【００４３】
排出コンベヤ３は、排出側（前方側）寄りの部分において、動力装置４から突出して設けた支持部材７５に支持されており、その反対側（後方側）部分が本体フレーム３０に支持されている。これにより、排出コンベヤ３は、破砕装置１２の下方から動力装置４の下方を通され、動力装置４の下方から破砕機前方側外方へ上り傾斜となるように配置されている。排出コンベヤ３は、長手方向（前後方向）両端に設けた駆動輪と従動輪（共に図示せず）との間に巻回したコンベヤベルト（図示せず）上に設けたコンベヤカバー７８を備えている。また、排出コンベヤ３の駆動輪（図示せず）は、軸受の幅方向外側に設けた駆動装置（排出コンベヤ用油圧モータ）７９の出力軸にカップリング等を介して連結されており、この駆動装置７９を回転駆動させることにより、駆動輪及び従動輪の間でコンベヤベルトを循環駆動させるようになっている。また、排出コンベヤ３の搬送経路上には磁選機（図示せず）が設けられており、運搬の途中で破砕物に混入している釘や鉄片等の金属を吸着して取り除き最終的に搬出するようになっている。
【００４４】
動力装置４は、本体フレーム３０の長手方向前方側の端部上に搭載されており、その下方側面には、木材破砕機の走行や破砕処理に関する操作・設定、モニタリング等を行うための操作盤８３が設けられている。また、動力装置４の上方には、破砕ビットが異常状態であることをオペレータに報知するためのパトライト８４が設けられている。
【００４５】
図６は、木材破砕機に備えられたコントローラ１００とその周辺構成との関係の一部を概略的に示す図である。
【００４６】
コントローラ１００は、木材破砕機全体の動作を制御するものであり、操作盤８３に設けられた操作部８３ａや表示部８３ｂ、各種情報やプログラムを記憶する記憶部１０１、破砕ロータ３２の回転数ω１を検出する回転数検出器１０２、破砕ロータ３２を回転させる破砕モータ（図示せず）の圧力Ｐ１を検出する破砕モータ圧力検出器１０３、破砕ビット３５を検出する検出手段を構成するレーザ照射器３６およびレーザ受光器３７などに接続されている。そして、コントローラ１００は、操作部８３ａからの操作信号や各検出器１０２，１０３からの検出信号、記憶部１０１に記憶された情報やプログラムなどに基づいて木材破砕機の走行や破砕処理、破砕ロータ３２の破砕ビット３５の検査を行う破砕ビット検査処理などを行う。
【００４７】
図７は、木材破砕機の破砕ビット検査処理を示すフローチャートである。
【００４８】
コントローラ１００は、オペレータから操作部８３ａにより破砕ビット検査処理の実行指令が入力されると、まず、回転数検出器１０２から破砕ロータ回転数ω１を取得し（ステップＳ１０）、予め定めた破砕ロータ回転数基準値ω０を記憶部１０１から読み出して（ステップＳ２０）、破砕ロータ回転数ω１が破砕ロータ回転数基準値ω０以上であるかどうかを判定する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０での判定結果がＹＥＳの場合は、破砕モータ圧力検出器１０３から破砕モータ圧力Ｐ１を取得し（ステップＳ４０）、予め定めた破砕モータ圧力基準値Ｐ０を記憶部１０１から読み出して（ステップＳ５０）、破砕モータ圧力Ｐ１が破砕モータ圧力基準値Ｐ０以下であるかどうかを判定する（ステップＳ６０）。ステップＳ６０での判定結果がＹＥＳの場合は、検出手段のレーザ照射器３６から検出レーザを照射し（ステップＳ７０）、その検出信号から検出信号パルス数Ｘ１を算出して取得し（ステップＳ８０）、検出レーザを停止する（ステップＳ９０）。その後、予め定めた基準パルス数Ｘ０を記憶部１０１から読み出して（ステップＳ１００）、検出信号パルス数Ｘ１が基準パルス数Ｘ０と等しいかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０での判定結果がＹＥＳの場合は、正常状態であることに対応する正常信号として表示部８３ｂに破砕ビット３５が正常状態であることを表示させる表示信号を出力し（ステップＳ１２０）、処理を終了する。また、ステップＳ３０，Ｓ６０，Ｓ１１０の何れかの判定結果がＮＯの場合は、異常状態であることに対応する異常信号として送りコンベヤ（フィーダ）１１を停止させる停止信号を出力し（ステップＳ３１）、異常状態であることに対応する異常信号として破砕ロータ３２の回転を停止させる停止信号を出力し（ステップＳ３２）、異常状態であることに対応する異常信号としてパトライト８４を点灯させる点灯信号を出力し（ステップＳ３３）、異常状態であることに対応する異常信号として表示部８３ｂに破砕ビット３５が異常状態（少なくとも１つの破砕ビット３５が脱落、或いは、先端部３５ａが磨耗・欠損した状態）であることを表示させる表示信号を出力して（ステップＳ３４）、処理を終了する。
【００４９】
以上において、コントローラ１００が実行する図７のフローにおけるステップＳ１００〜Ｓ１１０は、検出手段による検出結果に基づいて、破砕ビット３５が被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定する異常判定手段に相当し、ステップＳ３１〜Ｓ３４は、異常判定手段で異常状態であると判定されたときに、対応する異常信号を出力する異常信号出力手段に相当する。
【００５０】
以上のように構成した本実施の形態における動作を説明する。
【００５１】
破砕機を始動し、送りコンベヤ１１や破砕ロータ３２、排出コンベヤ３等を動作させた状態であって被破砕物を投入する前に、オペレータは操作盤８３の操作部８３ａにより破砕ビット検査処理の実行を指示すると、まず、破砕ロータ３２の回転数および破砕モータ（図示せず）の圧力に基づいて、破砕装置１２内に被破砕物が入っていないことを確認する（図７のステップＳ１０〜Ｓ６０）。破砕装置１２内に被破砕物が入っていないことが確認できると、検出手段により破砕ロータ３２の破砕ビット３５を検出して検出数（すなわち、破砕ビット３５の数）が正常状態時の数と同じであるかどうかを確認する（図７のステップＳ７０〜Ｓ１１０）。これにより、破砕ビット３５の状態が正常状態であると確認されると、表示部８３ｂに正常状態であることを表示して（図７のステップＳ１２０）、破砕ビット検査処理を終了する。
【００５２】
また、破砕ビット検査処理で破砕装置１２内に被破砕物が入っていると判定された場合、及び、破砕ビット３５の脱落や欠損・磨耗などによる異常状態であると判定された場合は、送りコンベヤ（フィーダ）１１及び破砕ロータ３２の回転を停止し、パトライト８４を点灯し、表示部８３ｂに異常状態であることを表示して（図７のステップＳ３１〜Ｓ３４）、破砕ビット検査処理を終了する。オペレータは、破砕ビット３５が異常状態であることをパトライト８４の点灯や表示部８３ｂの表示により認知し、脱落や欠損・磨耗等が生じた破砕ビット３５の追加や交換を行う。その後、再度、破砕ビット検査処理を行い、正常状態になるまでこれらの処理を繰り返す。
【００５３】
破砕ビット検査処理において、破砕ビット３５の状態が正常状態であると確認された状態で、グラップル等の適宜の作業具を備えた重機（油圧ショベル等）等によってホッパ１０内に被破砕物を投入すると、被破砕物が送りコンベヤ１１の搬送ベルト１６上に載置され、循環駆動する搬送ベルト１６によって破砕装置１２に向かって搬送される。被破砕物が押圧ローラ装置１３付近まで搬送されると、押えローラ２４が被破砕物上に乗り上げ、押えローラ２４の自重により被破砕物が送りコンベヤ１１の搬送面に押し付けられる格好となる。このようにして押えローラ２４は、送りコンベヤ１１との間に被破砕物を挟持した状態で、送りコンベヤ１１と協働して破砕室３１へ被破砕物を導入する。その際、被破砕物は押えローラ２４と送りコンベヤ１１とに挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕室３１内に向かって突出する。
【００５４】
破砕室３１内に突出した被破砕物には高速回転する破砕ロータ３２の破砕ビット３５が下方から衝突し、これにより被破砕物が粗破砕される。このように粗破砕されて破砕室３１内に跳ね上げられた被破片はアンビル３３に衝突し、その衝撃力によりさらに細かく破砕される。破砕片はその後も破砕ロータ３２の回転に伴って破砕室３１内を周回し破砕ビット３５、アンビル３３、破砕室３１の内壁面等と衝突して破砕される。そして、周回する破砕片のうちスクリーン４０の排出孔を通過する大きさに細粒化されたものが順次スクリーン４０を通過して破砕室３１から排出される。破砕室３１から排出された破砕物は、排出コンベヤ３上に落下して排出コンベヤ３によって搬送され機外に排出される。
【００５５】
上記のように破砕処理を行うとき、万一、破砕ビット３５とアンビル３３の間に石や金属などの異物が噛み込んだ場合には、破砕ビット３５からアンビル３３に過大な負荷が加わり、その負荷がハウジング４１と支持部材４８を連結するシアピン４９に伝わる。このように、アンビル３３に過大な負荷が作用してシアピン４９にも許容を超える負荷がかかった場合には、シアピン４９が破断してハウジング４１の拘束が解かれ、アンビル３３が破砕室３１から退避するようにハウジング４１が回動軸４２を中心に回動する。また、図示しないセンサなどにより、ハウジング４１の回動退避を検出すると、木材破砕機は被破砕物の破砕動作、すなわち、被破砕物の搬入（コンベヤ１１の動作）及び破砕ロータ３２の回転等を停止する。
【００５６】
以上のように構成した本実施の形態における効果を説明する。
【００５７】
木材破砕機では、送りコンベヤによって木材破砕装置側に搬送された被破砕物を押圧ローラと送りコンベヤの間に押圧把持した状態で破砕室内へと導入し、破砕室内で回転する破砕ロータの外周に設けられた破砕ビット等の衝突により所定の大きさに破砕しており、破砕ビット等のメンテナンスを適宜実施することによって破砕効率の維持を図っている。しかしながら、破砕室内における破砕ロータのメンテナンススペースは狭い場合が多く、また、メンテナンス中の破砕ロータの回転は人力で行う必要があるため、メンテナンス作業は容易ではなかった。また、メンテナンスにおける破砕ビットの検査も容易ではないため、破砕ビットの欠損や脱落等の見落としが懸念され、そのような破砕効率の低い状態で破砕処理をおこなった場合には、破砕ロータのバランスが悪い状態で動作させることになってベアリング等周辺構成の寿命を短くしてしまう恐れがある。
【００５８】
これに対し、本実施の形態においては、破砕ビット３５の検出領域の通過を検出する検出手段の検出結果に基づいて、破砕ビット３５が被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定し、異常状態であると判定されたときに、対応する異常信号を出力するように構成したので、オペレータは異常信号に基づくパトライト８４の点灯や表示部８３ｂの表示により破砕ビット３５の異常状態を認知することができ、したがって、破砕ビットの検査を容易に行うことができる。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、破砕ロータ３２の軸方向外側に検出手段を構成するレーザ照射器３６及びレーザ受光器３７をそれぞれ設け、破砕ロータ３２の軸方向に外周面に沿うような検出領域を有するように配置し、破砕ビット３５の線端部３５ａの通過を検出するように構成したが、これに限られず、例えば、レーザ照射器及びレーザ受光器を破砕ロータの径方向に複数配置し、径方向に並んだ複数の検出領域を有するように構成して、破砕ビット３５の通過時の高さを検出するように構成しても良い。
【００６０】
また、本実施の形態では、検出信号のパルス数と基準パルス数の比較結果に基づいて異常状態であるかどうかを判定するよう構成したが、これに限られず、例えば、検出信号の波形と予め定めた基準波形との比較結果に基づいて異常状態であるかどうかを判定するように構成しても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１ 走行体
２ 破砕機能構成部
３ 排出コンベヤ
４ 動力装置（パワーユニット）
１０ ホッパ
１１ コンベヤ
１２ 破砕装置
１３ 押圧ローラ装置
１６ 搬送体（搬送ベルト、チェーンベルト）
１９ 側面フレーム（破砕機フレーム）
２４ 押えローラ
２８ 油圧シリンダ
３１ 破砕室
３２ 破砕ロータ
３３ アンビル（固定刃）
３５ 破砕ビット
３６ レーザ照射器（検出手段）
３７ レーザ受光器（検出手段）
３９ 湾曲板
４０ スクリーン（篩部材）
４１ ハウジング
８３ 制御盤
８３ａ 操作部
８３ｂ 表示部
８４ パトライト
９９ 孔（検出孔）
１００ コントローラ
１０１ 記憶部
１０２ 回転数検出器
１０３ 破砕モータ圧力検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕機フレームと、
前記破砕機フレームに回転自在に支持された破砕ロータと、
前記破砕ロータの外周面に複数取り付けられ、それぞれが周方向の異なる位置に配置された破砕ビットと、
前記破砕機フレームの外側に取り付けられ、前記破砕機フレームに設けた検出孔を介して前記破砕ロータの外周面に軸方向に沿うようにレーザ光を照射して、前記破砕ビットの先端部の位置を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記破砕ビットが被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段で異常状態であると判定されたときに、対応する異常信号を出力する異常信号出力手段と
を備えた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、
前記検出手段は、前記破砕ロータの外周面に軸方向に沿うように配置した複数のレーザ光を径方向に並べて照射することを特徴とする木材破砕機。
【請求項３】
請求項１記載の木材破砕機において、
前記異常信号出力手段からの異常信号に基づいて、前記破砕ロータが配置された破砕機に被破砕物を搬送するフィーダ、および、前記破砕ロータの動作を停止することを特徴とする木材破砕機。
【請求項４】
請求項１記載の木材破砕機において、
前記異常信号出力手段からの異常信号に基づいて、前記破砕ビットが異常状態にあることをオペレータに報知する異常報知手段を有することを特徴とする木材破砕機。
【請求項１】
破砕機フレームと、
前記破砕機フレームに回転自在に支持された破砕ロータと、
前記破砕ロータの外周面に複数取り付けられ、それぞれが周方向の異なる位置に配置された破砕ビットと、
前記破砕機フレームの外側に取り付けられ、前記破砕機フレームに設けた検出孔を介して前記破砕ロータの外周面に軸方向に沿うようにレーザ光を照射して、前記破砕ビットの先端部の位置を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記破砕ビットが被破砕物を破砕困難又は破砕不可能な異常状態にあるかどうかを判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段で異常状態であると判定されたときに、対応する異常信号を出力する異常信号出力手段と
を備えた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、
前記検出手段は、前記破砕ロータの外周面に軸方向に沿うように配置した複数のレーザ光を径方向に並べて照射することを特徴とする木材破砕機。
【請求項３】
請求項１記載の木材破砕機において、
前記異常信号出力手段からの異常信号に基づいて、前記破砕ロータが配置された破砕機に被破砕物を搬送するフィーダ、および、前記破砕ロータの動作を停止することを特徴とする木材破砕機。
【請求項４】
請求項１記載の木材破砕機において、
前記異常信号出力手段からの異常信号に基づいて、前記破砕ビットが異常状態にあることをオペレータに報知する異常報知手段を有す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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−６６８６１（Ｐ２０１３−６６８６１Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８１０８（Ｐ２０１１−２０８１０８）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．パトライト
【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２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．パトライト
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]