樹木枝葉細断機

【課題】樹木枝葉の細断が可能な簡素且つ小型の樹木枝葉細断機を提供する。
【解決手段】樹木枝葉を投入する導入部と、導入部から送り出された被細断物を、往復動カッターと固定カッターによる剪断作用で切断する細断部と、細断されたチップを回収する排出部とを有する小型の樹木枝葉細断機であって、導入部は案内板と２機の導入回転体と、その下方に設けた分離柱とにより構成され、細断部は固定カッターと往復動カッターの他に円筒カムを設け、モータで円筒カムに回転運動を与えることにより往復動カッターが円筒カムの回転軸に平行な方向への往復動に変換するように構成され、排出部は、引き出し式回収箱によりチップを回収することと装置本体底部の台車により装置本体が移動しやすいように構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹木枝葉の細断が可能な、簡素且つ小型の樹木枝葉細断機に関するものである。樹木枝葉には、剪定枝葉、伐採木、刈草、刈芝を含む。
【背景技術】
【０００２】
家庭や公園の庭木や垣根を剪定したことにより発生する樹木枝葉は、現在は、地球温暖化に配慮して焼却処分が不可能であり、堆肥・腐葉土として微生物による発酵分解処理するか、もしくは可燃ゴミとしてゴミ収集するために、それらを指定のゴミ袋で回収できる大きさまで鉈、鎌、鋸等の工具および機械等で細断しなければならない。
【０００３】
また、樹木枝葉細断機は、これまで細断機のほかに裁断機や粉砕機という名称で公開されており、導入部、細断部および排出部としての機能が分離している。導入部としてはホッパを用いたもの（特許文献１参照）が知られている。細断部としては、例えば、枝葉を自動的にチップ状に細断するのに回転刃を用いたものが多く知られており、一組のカッターを高速回転させて切断するもの（特許文献２参照）や複数のカッターを同一回転軸に取り付けて、そのカッターの先端角度を調整して細断の効率化を目指したもの（特許文献３参照）がある。さらに、樹木の細断を確実に行うために1回限りの細断ではなく同時に複数の細断方式を用いたもの（特許文献４参照）もある。排出部の機能としては細断されたチップをブロアで排出する方法（特許文献５参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２３１１９号公報
【特許文献２】特開平８−０２５３１５号公報
【特許文献３】特開平８−２７６４０８号公報
【特許文献４】特開平９−１２３１２４号公報
【特許文献５】特開平２００５−７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
然しながら、家庭や公園の庭木や垣根を剪定したことにより発生する樹木枝葉は硬いものだけでなく、蔓状の茎など軟らかいものや葉等軽いものもあり、導入部で摩擦力や粘性力が原因で引っかかりを生じたり、カッターの回転による風圧で吹き飛ばされたりして細断部まで到達しない場合があった。更に、問題なのは、細断されなかった蔓が回転軸に絡まり機械の故障の原因となった。
【０００６】
又、複数のカッターを用いた装置は、一枚のカッターが損傷すると、回転切れ刃式の場合、遠心力によるカッター破片の飛散や、回転板の不釣り合いが原因で回転軸の損傷をはじめとする危険が伴うことがあった。
【０００７】
更に、回転切れ刃式の場合は、十分乾燥していない樹木枝葉の場合、そのチップが内壁に凝着し、それが堆積した場合メンテナンスが非常に困難であった。又、多次細断方式など複雑な構造のものは、狭いすきまにチップが挟まり、カッターによる切り残しが生じるため、定期的に機械内部の清掃が必要であった。
【０００８】

そして、細断されたチップをブロア等で排出する場合、粉塵が発生するため、作業者はマスクを着用するなど作業環境が不快であった。
【０００９】
又、多次細断方式など複雑な構造のものは、特殊な工具であり切断機構やチップ排出機構に関する特殊部品も含めて装置の製作に関するコストが高くつくばかりでなく、装置が大型化し、汎用機械としての使用は困難である。
【００１０】
以上の現状に鑑み、本発明は、家庭や公園の庭木や垣根を剪定したことにより発生する樹木枝葉の細断が可能な、簡素且つ小型の樹木枝葉細断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】
上記の課題を解決すべく、本発明の樹木枝葉細断機は以下の構成を有する。
樹木枝葉の被細断物を投入し装置内部に送り出すための導入部と、導入部から送り出された被細断物を、往復直線運動を行うカッターおよび本体に固定されてあるカッターによる剪断作用で切断する細断部と、装置内で細断されたチップを堆積させて回収する排出部とを供えている小型の樹木枝葉細断機であって、導入部は案内板と２機の導入回転体が樹木枝葉を誘導しやすいように、更に、その下方に被細断物を２方向に分離させる分離柱がカッターの切断力への負担を軽減するために構成され、細断部は被細断物を剪断作用で切断するための本体に固定されたカッターと往復直線運動を行うカッターの他に円筒カムを設け、モータ等で円筒カムに回転運動を与えることによりカッターが円筒カムの回転軸に平行な方向への往復直線運動に変換するように構成され、排出部は、引き出し式回収箱によりチップを回収することと装置本体底部の台車により装置本体が移動しやすいように構成される。
【００１２】
また、前記導入部は、案内板と２機の導入回転体および分離柱から構成されており、その案内板は、被細断物が侵入しやすいような曲線をもち、被細断物を効率よく誘導しやすいように一定の間隔に凹部を設けており、又、導入回転体は、被細断物を確実に確保するために、そのアーム部の先端は一定の角度を設けてあり、２機の導入回転体の内、被細断物の詰まり防止のために１機は回転がフリーの状態で他の１機は前記円筒カムとＶベルトを介して連動する仕組みになっており、樹木枝葉の大きさに合わせて２機の導入回転体の回転軸の軸間距離は調整が可能とすることが望ましい。
【００１３】
さらに、機械本体に固定してあるカッターと、前記円筒カムの回転運動に伴い往復直線運動を行うカッターによる剪断で被細断物を細断する仕組みであり、固定されたカッターの形状は、その端部に折り返し刃を設けて、往復直線運動を行うカッターに押された被細断物がその折り返し刃に確保されることにより、被細断物の確実な細断を可能にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の主要な構成によれば、次のような効果が期待できる。
１．家庭や公園の庭木や垣根を剪定したことにより発生する樹木枝葉の被細断物の細断が可能な、簡素且つ小型の樹木枝葉細断機を提供することができる。
２．導入部がホッパ式ではなく、導入回転体で被細断物を強制的に送り出すので、細断部に到達するまでに引っかかることが無い。
３．分離柱により導入回転体に送り出された被細断物が適当に分離されるために、剪断時のカッターへの負担が軽減される。
４．回転切れ刃式ではないので、軟らかいものや蔓状のものが回転軸等に絡むことが無い。
５．使用するカッター数が少ないので、カッターの取り替えなどのメンテナンスが容易である。
６．細断部を通過した樹木枝葉は途中円筒カムの外周面に接触するが、突起物などの障害物が無いので、自然落下で回収箱に堆積する。
７．装置内は簡単な構造になっているので清掃や修理等のメンテナンスが容易である。
８．引き出し式回収箱により手を汚すこと無くゴミ回収袋への投入が可能である。
９．装置本体に台車がついているので、移動が容易である。
【００１５】
導入回転体を２機連動させその軸間距離調整を可能にする構成によれば、被細断物を効率よく細断部へ送りだすことが可能であり、２機の導入回転体の内、１機は前記円筒カムとＶベルトを介して連動しているので、１台のモータで駆動が可能であり、また、２機の導入回転体の回転軸の軸間距離の調整により様々な被細断物の大きさに対応可能である。
【００１６】
固定カッターの端部を折り返し形状にすることによれば、往復直線運動を行うカッターに押されて被細断物が固定カッターに沿って移動するが最終的にその折り返し刃に確保されることにより、被細断物の確実な細断が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による樹木枝葉細断機の正面図である。
【図２】本発明による樹木枝葉細断機の側面図である。
【図３】（ａ）本発明による樹木枝葉細断機のフリー導入回転体と駆動導入回転体の側面である。（ｂ）本発明による樹木枝葉細断機のフリー導入回転体と駆動導入回転体のそれぞれのアームの説明図である。
【図４】本発明による樹木枝葉細断機の往復動カッター部の側面図である。
【図５】（ａ）本発明による樹木枝葉細断機の固定カッター部の側面図である。（ｂ）本発明による樹木枝葉細断機の固定カッターと往復動カッターによる樹木枝葉の切断過程に関する説明図である。（ｃ）本発明による樹木枝葉細断機の固定カッターと往復動カッターによる樹木枝葉の切断過程において折り返し刃付近での説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１に於いて、１は、樹木枝葉の細断が可能な、簡素且つ小型の樹木枝葉細断機であり、樹木枝葉細断機１は、樹木枝葉Ｗの被細断物を投入し装置内部に送り出すための導入部と、導入部から送り出された被細断物を、往復直線運動を行う往復動カッターおよび本体に固定されてある固定カッターによる剪断作用で切断する細断部と、装置内で細断されたチップを堆積させて回収する排出部とを供えている。
【００１９】
まず、樹木枝葉ＷがＡの方向から投入されると、案内板１０の曲線と凹部１ａに沿って本体１の導入部のＢの方向に誘導され、フリー導入回転体２と駆動導入回転体３との間に侵入する仕組みである。この時、樹木枝葉の大きさに応じて、導入部カバー１１はスライド方式で開閉が自由に行え、回転体軸間距離調整溝４に沿っての駆動導入回転体３の移動も可能である。
【００２０】
駆動導入回転体３については、図２に示すように駆動用モータＭから直接回転力を受けた円筒カム用Ｖプーリ９１からＶベルトＶを介して駆動導入回転体用Ｖプーリ３２に伝わり駆動導入回転体３が回転する仕組みになっており、投入された樹木枝葉Ｗを介して、フリー導入回転体２は、図３（ａ）に示すように、フリー導入回転体胴体２０にフリー導入回転体用アーム２１が回転ねじ式で埋め込まれているものがスペーサ２２を置いて等間隔に配列されており、フリー導入回転体胴体２０とスペーサ２２はその中心がフリー導入回転体回転軸２３に貫通された構造であり、フリー導入回転体回転軸２３を軸にそれらは自由に回転する仕組みになっている。このことによって、導入部内での樹木枝葉Ｗの絡みや引っかかりを防ぐことが可能となる。なお、駆動導入回転体の回転数を所望の回転数に設定したい場合は駆動導入回転体用Ｖプーリ３２に変速ギア装置を設置することで回転数の変化が可能になる。
【００２１】
フリー導入回転体アーム２1は、その材質については樹木枝葉Ｗの強度や硬さに応じて、ステンレス鋼、軽合金、弾性体、硬質ゴム等を用い、なかなか折れにくい樹木の場合は、弾性体や硬質ゴムの場合が有効である。更に、アーム２1の形状については、樹木枝葉Ｗを確実に送り出すために、直線ではなく、図３（ｂ）に示すように、傾き角θとなるように、アーム先端部を曲げた方が樹木枝葉Ｗを確保することがより可能となる。まお、駆動導入回転体３についても、駆動導入回転体用アーム３１はフリー導入回転体アーム２1の場合と同様である。
【００２２】
フリー導入回転体２と駆動導入回転体３により送り出された樹木枝葉Ｗは細断部に入る前に断面が三角形の分離柱５によって半分に分離され、その結果、細断量が軽減されることでカッターへの負担も減り、細断がスムーズに行えることになる。
【００２３】
導入部を通過した樹木枝葉Ｗは、図１および図2に示すように、往復動カッター部６と固定カッター部７の相対運動により細断されるが、これは、円筒カム９の回転運動から従動節に相当する往復動カッター部６は円筒カム９の回転軸に平行な方向に往復直線運動を行うことで細断する仕組みである。
【００２４】
円筒カム９の円筒外周面には、工作機械としてＸ軸回りのＡ軸制御の可能なマシニングセンタ等ＮＣ工作機械、工具としてＴ溝フライスを用いて溝加工を施し、カム溝９０を設けてある。
【００２５】
往復動カッター部６の往復直線運動は、分離柱５の下部に設置してあるカッター誘導板５１と直線運動用軸受け８でもって挟まれた状態の中で行われるで、往復動カッター部６が浮上することなく安定した運動を繰り返すことが可能である。
【００２６】
往復動カッター部６は、図４に示すように、カッターステージ６１に往復直線運動を行う前後方向に切れ刃も持つ往復動カッター６０が六角ボルト６ａによって設置され、カッターステージ６１の下に往復動カッター６０と図５に示す固定カッター７０との隙間を調整するためのカッタークリアランス調整板６２と、微細なチップのローラ軸６８や円筒カム９のカム溝９０への侵入を防ぐためにナイロンもしくはポリプロピレン製のブラシ６５を植設したブラシ台座６３と、円筒カム９のカム溝９０に沿って潤滑なスラローム運動を達成させるためのローラ回転軸６６がそれぞれ設置され、そのローラ回転軸６６にはローラコラム６７が設置され、そのローラコラム６７にはローラ軸６８とその両端にローラ６９が設置されている。ローラ６９は円筒カム９のカム溝９０内に従動節の先端部として埋め込まれ、ローラ軸６８を中心に自由に回転し、ローラ軸６８を支持しているローラコラム６７はローラ回転軸６６を中心に自由に回転できる仕組みである。また、円筒カム９のカム溝９０に微細なチップ等が侵入しないように、カッターステージ６１の側面には薄いゴム板６４が設置されてある。
【００２７】
固定カッター部７は、図５（ａ）に示すように２枚一組の固定カッター７０で構成され、それらは六角ボルト７ａで固定されており、固定カッター７０は図５（ｂ）に示すようにその端部に折り返し刃Ｅを設けてある。そして、往復直線運動を行う稼働カッター６０に押された樹木枝葉Ｗが固定カッター７０に沿ってＣ方向に移動し、その後、固定カッター７０の端部付近になると図５（ｃ）に示すように、樹木枝葉ＷはＤ方向に逃げようと移動するが、最終的に樹木枝葉Ｗはその折り返し刃Ｅまで到達することにより、樹木枝葉Ｗの確実な細断が可能になる。
【００２８】
細断部を通過した樹木枝葉Ｗのチップは途中円筒カム９の外周面に接触するが、突起物などの障害物が無いので、そのまま自然落下で回収箱１２０に堆積し、また、細断後、本体１００の側面に衝突したチップ等は、本体１００の下部にテーパを設けているので、スムーズに回収箱１２０に落下する。
【００２９】
回収箱１２０は引き出し方式になっており、回収箱１２０に溶接してある取手を引き出すことで容易にチップ等を取り出し、指定ゴミ袋等に投入して可燃ゴミとして回収することが可能である。
【００３０】
本体１００は車輪１３１が４本付いている台車１３０によって移動が可能であり、小回りが効くので公園や家庭での使用に有効であり、かつ、小型の細断機のため格納しやすい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の小型の樹木枝葉細断機１は、次のような利用が可能である。
１．公園や家庭のみならず、会社や学校の敷地内の庭木や垣根、および道路沿いの植樹等を剪定したときに発生する樹木枝葉の小型の樹木枝葉細断機として利用可能である。
２．杉や檜等の高木類の枝処理に枝打ちロボットが採用されているが、枝葉等を切断した後そのまま落下するので、作業者にとって非常に危険であり、また、道路沿いに植樹された椰子等の場合は落下の危険回避のため交通規制を敷かなければならないが、本樹木枝葉裁断機を枝払い機に装着することで、枝葉を切り落とさず、本樹木枝葉裁断機を細断目的の枝葉の場所まで上昇させ、下方に垂れ下がっている枝葉を導入部に位置決め設定することで、自動的に枝葉を回収することが可能になる。
【符号の説明】
【００３２】
１樹木枝葉細断機
２フリー導入回転体
３駆動導入回転体
４回転体軸間距離調整溝
５分離柱
６往復動カッター部
７固定カッター部
８直線運動用軸受け
９円筒カム
１０案内板
１１導入部カバー
１ａ案内板凹部
２０フリー導入回転体胴体
２１フリー導入回転体用アーム
２２スペーサ
２３フリー導入回転体回転軸
３０駆動導入回転体胴体
３１駆動導入回転体用アーム
３２駆動導入回転体用Ｖプーリ
５１カッター誘導板
６０往復動カッター
６１カッターステージ
６２カッタークリアランス調整板
６３ブラシ台座
６４ゴム板
６５ブラシ
６６ローラ回転軸
６７ローラコラム
６８ローラ軸
６９ローラ
６ａ往復動カッター用押さえボルト
７０固定カッター
７ａ固定カッター用押さえボルト
９１円筒カム用Ｖプーリ
１００本体
１２０回収箱
１３０台車
１３１車輪
Ｅ折り返し刃部
Ｍ駆動用モータ
Ｗ樹木枝葉
θ 傾き角

【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹木枝葉を投入する導入部と、該導入部から送られた樹木枝葉を往復直線運動する往復動カッターと固定された固定カッターとによる剪断作用で切断する細断部と、該細断部にて切断された樹木枝葉を回収する排出部とからなる樹木枝葉細断機であって、
前記導入部は、２機の導入回転体と、該導入回転体の上方に設けられ樹木枝葉を導く案内板と、前記導入回転体の下方に設けられ樹木枝葉を２方向に分ける分離柱とからなり、
前記細断部は、前記固定カッターと前記往復動カッターとに加えて、さらに円筒カムとモータと動力伝達手段を有し、該動力伝達手段は、前記モータで前記円筒カムに回転運動を与えることにより前記往復動カッターが前記円筒カムの回転軸に平行な方向への往復直線運動をするように動力を伝達し、
前記排出部は、引き出し式回収箱と台車とを有する
ことを特徴とする樹木枝葉細断機。
【請求項２】
請求項１に記載した樹木枝葉細断機であって、
前記案内板は、所定間隔を隔てて凹部を設けた曲面形状を有し、
前記２機の導入回転体の内、１機は回転がフリーの状態のフリー導入回転体であり、他の１機は前記円筒カムとＶベルトを介して連動する駆動導入回転体であって、
該２機の導入回転体の回転軸の軸間距離を調整する軸間距離調整手段をさらに有し、
前記フリー導入回転体の表面には、先端が一定の角度を設けて曲げられたフリー導入回転体用アームが多数取り付けられ、
前記駆動導入回転体の表面には、先端が一定の角度を設けて曲げられた駆動導入回転体用アームが多数取り付けられており、
該駆動導入回転体用アームと前記フリー導入回転体用アームとで、前記樹木枝葉を挟みこんで前記細断部に送り込むことを特徴とする樹木枝葉細断機。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか一に記載した樹木枝葉細断機であって、
前記固定カッターはその端部に折り返し刃を有しており、
前記往復動カッターに押された被細断物がその折り返し刃に確保されることにより、被細断物の確実な細断が可能になることを特徴とする樹木枝葉細断機。

【図１】