破砕機
【課題】破砕作業の進展に伴う破砕効率の低下を抑制することができる破砕機を提供する。
【解決手段】被破砕物Ｘを破砕する破砕装置１３と、この破砕装置１３に向かって被破砕物Ｘを搬送する送りコンベア１２と、この送りコンベア１２上の被破砕物Ｘを押圧ローラ２４で押圧し、送りコンベヤ１２と協働して被破砕物Ｘを破砕装置１３に供給する押圧ローラ装置１４とを備え、押圧ローラ２４は、先端部が当該押圧ローラ２４の径方向外側に突出した爪部材４２を外周面に複数備えており、複数の爪部材４２は、それぞれ先端部が押圧ローラ２４の軸方向に揺動可能であることを特徴とする。
【解決手段】被破砕物Ｘを破砕する破砕装置１３と、この破砕装置１３に向かって被破砕物Ｘを搬送する送りコンベア１２と、この送りコンベア１２上の被破砕物Ｘを押圧ローラ２４で押圧し、送りコンベヤ１２と協働して被破砕物Ｘを破砕装置１３に供給する押圧ローラ装置１４とを備え、押圧ローラ２４は、先端部が当該押圧ローラ２４の径方向外側に突出した爪部材４２を外周面に複数備えており、複数の爪部材４２は、それぞれ先端部が押圧ローラ２４の軸方向に揺動可能であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の再利用や減容化を主な目的として、間伐材、廃木材、建設廃材等の種々の被破砕物を破砕する破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
破砕機の一種に、外周面に複数の破砕ビットを設けた破砕ロータを破砕室内で高速回転させ、破砕ビットによる打撃や破砕室内に設けたアンビル（固定刃）との衝突等によって被破砕物を破砕するものがある。この種の破砕機には、送りコンベヤの搬送面に対向して押圧ローラを設け、送りコンベヤに載って搬送される被破砕物を破砕装置手前で押圧ローラによって押さえ込み、押圧ローラと送りコンベヤとで協働して被破砕木材を破砕装置に押し込むものがある（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１６４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の押圧ローラは、法線方向に突出した爪部材を外周面に多数有することで被破砕物をグリップする力が高められていて、これら爪部材で被破砕物を確りとグリップすることによって、破砕反力を受け止めつつ送りコンベヤと協働して破砕ロータに被破砕物を押し付けていくことができる。
【０００５】
このとき、破砕ロータが描く回転軌跡は円筒状であるため、被破砕物の破砕面は破砕ロータの軌跡面に合わせて円弧面状に形成される。例えば比較的長尺の被破砕物を想定すると、被破砕物が破砕ロータの外周面に到達して先端から徐々に破砕されていく過程で、破砕ロータの軌跡面に一致したまま破砕面の形成が進行していくと、破砕ビットが破砕面の表面を擦るような状態となって著しく破砕効率が低下する。この現象は、特に径の大きな被破砕物ほど破砕面の円弧長が長くなり得るため顕著化し得る。
【０００６】
このような場合、オペレータは、供給装置（送りコンベヤ及び押圧ローラ）を逆転駆動させて破砕装置から被破砕物を一旦引き離してから破砕作業を再開することで、被破砕物の破砕ロータに対する当たり方を変化させるといった対応をしている。しかし、この種の破砕機の運転操作は、被破砕物を投入する重機のオペレータが兼務することが多く、破砕機の運転状況に注意を払いながら必要の度に重機の運転を中断して上記の逆転操作を行うことは煩わしい。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、破砕作業の進展に伴う破砕効率の低下を抑制することができる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】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明は、被破砕物を破砕する破砕装置と、この破砕装置に向かって被破砕物を搬送する送りコンベアと、この送りコンベア上の被破砕物を押圧ローラで押圧し、前記送りコンベヤと協働して被破砕物を前記破砕装置に供給する押圧ローラ装置とを備え、前記押圧ローラは、先端部が当該押圧ローラの径方向外側に突出した爪部材を外周面に複数備えており、前記複数の爪部材は、それぞれ先端部が前記押圧ローラの軸方向に揺動可能であることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記押圧ローラは、外周面に設けた複数の凹部を備えており、前記複数の爪部材は、それぞれ前記凹部にピンを介して取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記押圧ローラの回転中心線に直交する面に沿った姿勢を前記爪部材の中立位置とした場合、前記押圧ローラは、前記爪部材を前記中立位置に付勢する付勢手段を更に備えていることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、第１−第３のいずれかの発明において、前記爪部材の揺動範囲が９０度以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、破砕作業の進展に伴う破砕効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る破砕機の全体構造を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る破砕機の全体構造を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた破砕機本体部の内部の要部を抜き出して表した側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた破砕機本体部の内部の要部を抜き出して表した背面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた押圧ローラの背面図である。
【図６】図５中のVI−VI線による矢視側面図である。
【図７】図５中のVII−VII線による矢視断面図である。
【図８】図７中のVIII−VIII線による矢視断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた爪部材の他の構成例を表す図であり、図８に対応する図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた爪部材のさらに他の構成例を表す図であり、図８に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る破砕機の全体構造を示す側面図、図２はその平面図である。なお、本願明細書において図１中の右左を破砕機の前後とする。
【００１６】
図１及び図２に例示した破砕機は、廃棄物の再利用や減容化を主な目的として被破砕物を破砕する機械である。破砕機の破砕対象物すなわち被破砕物には、例えば森林で発生する剪定枝材や間伐材、建築物の解体に伴って発生する廃木材等の木材の他、廃プラスチック材、廃タタミ、竹材等の建設廃材等を含めた木材以外の廃材も含まれ得る。また、木材については、比較的乾燥した硬質のものに限らず、剪定後間もない街路樹の枝葉や沿道の雑草などの水分量の多い軟質のものも含まれ得る。本実施形態では、これらの破砕対象物を総称して被破砕物と記載する。
【００１７】
上記破砕機は、機体を自力走行させるための走行体１、被破砕物を受け入れて破砕処理する破砕機本体部２、破砕機本体部２で破砕処理された破砕物を機外に搬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有する動力装置（パワーユニット）４等を備えている。
【００１８】
走行体１は、トラックフレーム５、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、駆動輪６の軸に出力軸を連結した駆動装置（走行用油圧モータ）８、並びに駆動輪６及び従動輪７に掛け回した履帯（無限軌道履帯）９を有している。トラックフレーム５上には前後に延在する本体フレーム１０が設けられており、この本体フレーム１０によって、破砕機本体部２や排出コンベヤ３、動力装置４等が支持されている。
【００１９】
破砕機本体部２は、被破砕物を破砕する破砕装置１３（後述の図３参照）、被破砕物を投入するホッパ１１、このホッパ１１内に収容配置された送りコンベヤ１２、及び送りコンベア１２とともに被破砕物を破砕装置１３に供給する供給装置を構成する押圧ローラ装置１４（後述の図３参照）を備えている。破砕機本体部２の構成については後述する。
【００２０】
排出コンベヤ３は、コンベヤフレーム５０、このコンベヤフレーム５０の前後両端に設けた駆動輪及び従動輪（不図示）、駆動輪と従動輪との間に掛け回したコンベヤベルト（不図示）、コンベヤベルトの搬送面の上方を覆うようにコンベヤフレーム５０に取り付けたコンベヤカバー５１、駆動輪を回転駆動してコンベヤベルトを循環駆動させる駆動装置（排出コンベヤ用油圧モータ）５２等を有している。この排出コンベヤ３は、下流側（前方側）の部分が動力装置４の支持部から前方に延びる支持部材５３により、上流側（後方側）の端部が支持部材５４を介して本体フレーム１０によりそれぞれ吊り下げられていて、左右の履帯９の間の破砕装置１３（後述の図３参照）の下方付近から前方にほぼ水平に延在するとともに、動力装置４の下方あたりで二段階に屈曲して上り傾斜に転じ、輸送制限寸法の範囲で極力高い位置まで延在している。但し、このように屈曲したコンベヤを用いずに、本体フレーム１０の下部領域において破砕装置１３の下方から前方に直線状に延在する第１コンベヤ、及び第１コンベヤの放出端の下方から前方に向かって直線状に上る第２コンベヤで、乗り継ぎ式の排出コンベヤを構成する場合もある。
【００２１】
動力装置４は、本体フレーム１０の前部に支持部材５５を介して搭載されている。この動力装置４の後方側でかつ機体幅方向一方側（本実施形態では右側）の区画には運転席５６が設けられている。運転席５６には破砕機を走行操作するための操作レバー５７が設けられている。走行操作用の操作装置は、本実施形態のように運転席５６に操作レバー５７を設ける代わりに、有線又は無線のリモコンを用いる場合もある。また、動力装置４の下部でかつ機体幅方向一方側（本実施形態では右側）には、走行操作以外の機体操作や設定、モニタリング等を行うための操作盤５８が設けられている。操作盤５８は、本実施形態では地上から作業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５６に設けても構わない。
【００２２】
図３は破砕機本体部２の内部の要部を抜き出して表した側面図、図４はこれを後方から見た背面図である。
【００２３】
図３及び図４に示したように、上記ホッパ１１は、上部及び前方が開口した有底形状の枠体であり、本体フレーム１０の後部に水平に設置されている。
【００２４】
上記送りコンベヤ１２は、機体幅方向に回転軸２１が延在するヘッド側の駆動輪１６、同じく機体幅方向に回転軸（不図示）が延在するテール側の従動輪（不図示）、及び駆動輪１６及び従動輪の間に掛け回した複数列（本実施形態では４列）の搬送ベルト（チェーンベルト）１７を備え、機体後端近傍から破砕ロータ１５の後面下半側に対向する位置までホッパ１１内でほぼ水平に延在している。従動輪はホッパ１１の左右の側壁体１８（図１参照）における後部に設けた軸受１９（図１参照）によって、また駆動輪１６は破砕装置１３の側壁を構成する破砕機フレーム２０に設けた軸受（不図示）によって支持されている。駆動輪１６の回転軸２１は、軸受よりも機体幅方向外側に設けた駆動装置（不図示）の出力軸にカップリング等を介して連結している。当該駆動装置で駆動輪１６を回転駆動することによって駆動輪１６及び従動輪の間で搬送ベルト１７が循環駆動する。
【００２５】
破砕装置１３は、送りコンベア１２の前方に位置するように本体フレーム１０の前後ほぼ中央位置に搭載されている。この破砕装置１３は、破砕室２７内に収容した上記の破砕ロータ１５、及び破砕室２７の内周壁部に破砕ロータ１５側に突出して設けた反発板であるアンビル２９を備えている。破砕ロータ１５は外周部に複数の破砕ビット３６を備えており、その回転軸は送りコンベヤ１２の駆動輪１６の軸と実質平行、すなわち機体幅方向に延在している。破砕ロータ１５は回転体であるため、その最外周部の回転軌跡面と静止体であるアンビル２９との間には所定の間隙が確保されている。
【００２６】
ここで、破砕室２７とは、破砕ロータ１５を収容し被破砕物を破砕処理する空間をいう。具体的には、破砕ロータ１５の前面及び下面に対向する円弧面状の壁面が存在し、この円弧面状の壁面と押圧ローラ装置１４や送りコンベヤ１２で囲まれた破砕ロータ１５の周囲の空間が破砕室２７を画定する。円弧面状の壁面の一部はスクリーン３８になっていて、スクリーン３８の目よりも小さくなるまで破砕された破砕物がスクリーン３８を通過して破砕室２７から排出される構成である。
【００２７】
上記押圧ローラ装置１４は、破砕ロータ１５前面の上方にて機体幅方向に延在する回動軸２２、回動軸２２を支点に上下方向に揺動可能な支持部材２３、支持部材２３に回転自在に支持されて送りコンベヤ１２の駆動輪１６付近の搬送面に対向する押圧ローラ２４、及び押圧ローラ２４の支持部材２３を揺動させる油圧シリンダ（不図示）を備えている。
【００２８】
回動軸２２は、破砕機フレーム２０に設けた軸受（不図示）に回転自在に支持されている。
【００２９】
支持部材２３は、回動軸２２に支持されたアーム部２５、及びアーム部２５の先端側に連結された押圧ローラ取り付け用のブラケット部２６を備えている。アーム部２５の下面における押圧ローラ２４の前方側の部分は弧状に凹んだ形状をしていて、この弧状の部分に押圧ローラ２４の外周面に対向するように湾曲板２８が取付けられている。
【００３０】
油圧シリンダは図示省略しているが、当該油圧シリンダのロッド側端部が連結されるのが支持部材２３の先端側（後端側）上部に設けた左右のブラケット３２である。この油圧シリンダはメンテナンス等の際に強制的に押圧ローラ装置１４を上方に回動させるものである。
【００３１】
押圧ローラ２４は、中空の筒状のローラ本体４１、及び先端部がローラ本体４１の外周面から径方向外側に突出した複数の爪部材４２を備えている。図４に示すように、ローラ本体４１は、その軸方向の寸法が送りコンベヤ１２の搬送面の幅と概ね同じ程度、若しくはそれよりも若干大きい程度に設定されており、当該ローラ本体４１を回転駆動させる駆動装置（図示せず）をその内部に収容している。この駆動装置によって、送りコンベア１２により搬送される被破砕物に転動する方向（図３では反時計回り）に送りコンベヤ１２による被破砕物の搬送速度に同調した速度で押圧ローラ２４が回転駆動する。
【００３２】
図５は図４と同方向から見た押圧ローラ２４の背面図、図６は図５中のVI−VI線による矢視側面図、図７は図５中のVII−VII線による矢視断面図、図８は図７中のVIII−VIII線による矢視断面図である。なお、図６は側面のカバー（不図示）を取り外した状態を示している。
【００３３】
図５−図８に示したように、ローラ本体４１は、外周面に複数の凹部４３を備えている。具体的には、凹部４３は、ローラ本体４１の外周面に開けた矩形の開口４４、及び有底状のカップ４５からなっていて、カップ４５の開口をローラ本体４１の開口４４に合わせてカップ４５の縁部をローラ本体４１の内周面に溶接等の適宜の接合手段で接合することで構成されている。本実施形態では、このような凹部４３がローラ本体４１の外周面に軸方向に一定間隔で複数設けられ、この凹部４３の列がローラ本体４１の全周に設けられている。また、周方向に隣接する凹部４３の列は軸方向に半ピッチずれていて、凹部４３が周方向に千鳥状になっている。なお、ローラ本体４１の軸方向両端の外周部には、リング状のフランジ４６が溶接等の適宜の接合手段によって接合されている。このフランジ４６に側面のカバー（不図示）が取り付けられ、カバーを介して回転軸や駆動装置（ともに不図示）が取り付けられる。
【００３４】
爪部材４２は、押圧ローラ２４と被破砕物との間のすべりを抑制する手段であって押圧ローラ２４が被破砕物をグリップして確り捉えるためのものである。この爪部材４２は、図８に示したようにローラ本体４１の周方向から見ると、板状の爪本体４７、及び円筒状の基部４８からなっていて、基部４８に設けた軸穴４９にピン５０を通し、このピン５０をナット等の締結手段５１（図７等参照）によって上記カップ４５に取り付けることで、カップ４５に対して回動可能に取り付けられている。図７及び図８から判る通り、ピン５０はローラ本体４１の回転中心線Ｃを通る面Ｓ１に直交する線Ｌ（線Ｌはローラ本体４１の接線に平行）に沿って延びていて、各爪部材４２は、それぞれピン５０を支点にして先端部がローラ本体４１の軸方向に揺動可能な構成となっている。爪部材４２の揺動範囲αは、ローラ本体４１の開口４４の幅Ｗで制限されるが、ローラ本体４１の回転中心線Ｃに直交する面Ｓ２を中心としてローラ本体４１の軸方向両側に４５度ずつ（合わせて９０度）以下とすることが望ましい。
【００３５】
また、爪部材４２は、図７に示したように軸方向から見ると、先端側（ローラ本体４１の径方向外側）の部分５２が三角形状、基端側（回転中心線Ｃ側）の部分５３が矩形状で、全体として五角形状に形成されている。爪部材４２の先端側部分５２の頂角５４は上記の面Ｓ１上若しくはその近傍にあり、先端側部分５２と基端側部分５３の境界の角５５はローラ本体４１の外形線（外周面）上の位置若しくはその近傍にある。したがって、爪部材４２の先端側部分５２がローラ本体４１の外周面から当該ローラ本体４１の径方向外側に突出しいて、基端側部分５３が凹部４３内に収容されている。
【００３６】
なお、押圧ローラ２４の回転中心線Ｃに直交する面Ｓ２に爪本体４７を沿わせた姿勢を爪部材４２の中立位置とした場合、図８の構成では爪部材４２を中立位置に積極的に付勢する手段を特に設けていないが、爪部材４２を中立位置に付勢する付勢手段を押圧ローラ２４が更に備える構成とすることもできる。これを実現する構成としては、例えば図９に示した他の構成例のように、爪本体４７の回動方向の両側において凹部４３の内壁面との間にコイルスプリング５６を設ける構成が考えられる。勿論、コイルスプリングは、何らかの弾性体で代替できることは言うまでもなく、例えば図１０に示したようにラバースプリング５７に代えることができる。これら弾性体は、例えば爪部材４２と凹部４３の壁面の双方に対して両端を固定する構成としても良いが、一旦のみを爪部材４２又は凹部４３の壁面に固定する構成としても良い。また、積極的に爪部材４２を中立位置に付勢しないまでも、爪部材４２と凹部４３の壁面との衝突を和らげる上では、何らかの緩衝材となり得るもの（スポンジ等）を弾性体の代わりに設置することも考えられる。
【００３７】
次に上記構成の本実施形態の破砕機の動作を説明する。
【００３８】
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１１内に被破砕物を投入すると、被破砕物が送りコンベヤ１２の搬送ベルト１７に載って破砕装置１３に向かって搬送される。被破砕物が破砕装置１３の手前のところに差し掛かると、例えば図３のように押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４が被破砕物上に乗り上げ、押圧ローラ２４の自重によって送りコンベヤ１２の搬送面に被破砕物Ｘが押し付けられる。押圧ローラ２４は送りコンベヤ１２の搬送速度に同調して自転しており、被破砕物Ｘは搬送ベルト１７と押圧ローラ２４に挟持され、送りコンベヤ１２と押圧ローラ装置１４の協働によって破砕室２７へ押し込まれる。破砕室２７に送り込まれた被破砕物Ｘは、押圧ローラ２４と搬送ベルト１７とで挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕ロータ１５に向かって突出する。図３に矢印で示したように、破砕ロータ１５は被破砕物Ｘに対して破砕ビット３６が下から衝突する向き（同図中時計回り）に回転するので、破砕反力が主に押圧ローラ２４によって受けられる構成である。
【００３９】
破砕ロータ１５に向かって押し込まれる被破砕物Ｘは、押圧ローラ２４によって上方から押さえられつつ、下方から高速で衝突してくる破砕ロータ１５の破砕ビット３６によって先端から徐々に粗破砕（１次破砕）されていく。このように１次破砕されて破砕室２７内で跳ね上げられた被破片はアンビル２９に衝突し、その衝撃力によりさらに細かく破砕（２次破砕）される。２次破砕された破砕片のうち既にスクリーン３８を通過する程度に小さいものはスクリーン３８を通過して排出され、通過しない比較的大きなものは破砕ロータ１５の回転に伴って破砕室２７内を周回し、アンビル２９や破砕ビット３６、スクリーン３８等の破砕室２７の内壁面等との衝突作用や剪断作用、すり潰し作用等を受けてさらに破砕（３次破砕）される。そして、周回する破砕片のうち３次破砕を経てスクリーン３８の目を通過する大きさに細粒化されたものから順次スクリーン３８を通過して破砕装置１３から排出される。破砕装置１３から排出された破砕物は、シュート（不図示）を介して排出コンベヤ３上に落下し、排出コンベヤ３によって機外に搬出される。
【００４０】
ここで、上記の押圧ローラ２４には爪部材４２が外周面に多数設けられているので、押圧ローラ２４と被破砕物Ｘとの間のすべりが起き難くなっている。図３に示したように長尺の被破砕物Ｘが破砕室２７に送り込まれると、傾向として、破砕の進展に伴って同図に示したように被破砕物Ｘの先端に形成される破砕面Ｙが破砕ロータ１５の最外周部の軌跡面に合わせて円弧面状に形成されていく。この場合、仮に破砕ロータ１５の軌跡面に一致したまま被破砕物Ｘの破砕面Ｙが拡大し破砕面の円弧長Ｚが伸びていくと、破砕ビット３６が破砕面Ｙの表面を擦るような状態となって１次破砕が進展しなくなり著しく破砕効率が低下する。
【００４１】
それに対し、本実施形態では、押圧ローラ２４の爪部材４２を押圧ローラ２４の軸方向に揺動可能な構成としたことにより、被破砕物Ｘが破砕されている最中に例えば破砕振動や機体の振動によって被破砕物Ｘを押さえる爪部材４２が左右のいずれかに倒れ、破砕ロータ１５に対する破砕面Ｙの当たり方が変化し得る。破砕ロータ１５に対する破砕面Ｙの当たり方は、劇的に変化しなくても多少なりとも変化することで、破砕面Ｙと破砕ビット３６が面同士で接触していたのが破砕面Ｙに破砕ビット３６の角が当たるようになり、破砕接触力が高まって（破砕抵抗が弱まって）再び被破砕物Ｘが効率的に破砕され始める。このような作用が破砕作業中に適宜繰り返し働き得ることで、破砕作業の進展に伴う破砕効率の低下の抑制が期待できる。例えばオペレータが破砕機の運転状況に注意を払いながら必要の度に重機の運転を中断して供給装置（送りコンベヤ１２及び押圧ローラ装置１４）を逆転操作して被破砕物Ｘの破砕ロータ１５に対する当たり方を変化させるといった手動操作を要する場面が減少し得るので、作業効率も大きく向上し得る。
【００４２】
また、仮に爪部材４２の揺動範囲αが９０度より大きいと、送りコンベヤ１２の送り方向から見て（図４の図示方向から見て）、爪部材４２とローラ本体４１の外周面とがなす角度（同図及び図８中の角度β）が４５度未満になり得る。図８に示した状態（角度β＝９０°）では、爪部材２４にかかる押圧ローラ２４の重量が全て被破砕物Ｘに作用するので、被破砕物Ｘに爪部材２４が噛み込む力、すなわち爪部材２４が被破砕物Ｘをグリップする力が最大になる。一方、図８中に二点差線で例示したように爪部材２４が左右いずれかに倒れると、押圧ローラ２４の自重により押圧力がかかったときに、爪部材２４にかかる押し付け反力Ｆの分力ｆ１，ｆ２が発生する。分力ｆ１は爪部材２４の伸び方向に作用する力であって被破砕物Ｘをグリップする力である。分力ｆ２は爪部材２４に直交する方向に作用する力であって爪部材２４を倒そうとする力である。角度βが４５度未満になると、分力ｆ２が分力ｆ１よりも大きくなり、爪部材２４を倒そうとする力が爪部材２４をグリップする力に勝ってしまうため、グリップ力の確保という爪部材４２の本来の効果が弱まる恐れがある。それに対し、本実施形態では、爪部材４２の揺動範囲αを９０度以下に制限することで、角度βが常に４５度以上（４５°≦β≦１３５°）になるので、押圧ローラ２４の押圧力を被破砕物Ｘのグリップ力として有効に作用させることができ、上記の破砕面Ｙの当たりの変化を積極的に誘起しつつ、グリップ力を確りと確保することができる。
【００４３】
また、本質的効果を得る上では必ずしも必要な構成ではないが、図９や図１０の構成例に示したように、爪部材４２を中立位置に付勢する付勢手段を更に備えることで、被破砕物Ｘに対して垂直に爪部材４２を噛み込ませ易くなる。被破砕物Ｘに対して垂直に爪部材４２が噛み込めば、グリップ力が確りと働くことに加え、その後に爪部材４２が揺動し得る幅が最も大きく確保できるとともに、左右いずれの方向にも平等に揺動し易くなり、本質的効果が効果的に得易くなる。また、前述した通り、付勢手段又は付勢手段に代えて設置する緩衝材には、爪部材４２と凹部４３の壁面との衝突を和らげる効果も期待でき、爪部材４２やローラ本体４１の損傷抑制の効果が期待できる。
【００４４】
なお、以上においては、本発明を自力走行可能な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、牽引により走行可能な移動式破砕機、若しくはクレーン等により吊り上げて運搬可能な可搬式破砕機、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破砕機にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１２ 送りコンベア
１３ 破砕装置
１４ 押圧ローラ装置
２４ 押圧ローラ
４２ 爪部材
４３ 凹部
５０ ピン
５６ コイルスプリング（付勢手段）
５７ ラバースプリング（付勢手段）
Ｃ 回転中心線
Ｓ２ 回転中心線に直交する面
Ｘ 被破砕物
α 揺動範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の再利用や減容化を主な目的として、間伐材、廃木材、建設廃材等の種々の被破砕物を破砕する破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
破砕機の一種に、外周面に複数の破砕ビットを設けた破砕ロータを破砕室内で高速回転させ、破砕ビットによる打撃や破砕室内に設けたアンビル（固定刃）との衝突等によって被破砕物を破砕するものがある。この種の破砕機には、送りコンベヤの搬送面に対向して押圧ローラを設け、送りコンベヤに載って搬送される被破砕物を破砕装置手前で押圧ローラによって押さえ込み、押圧ローラと送りコンベヤとで協働して被破砕木材を破砕装置に押し込むものがある（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１６４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の押圧ローラは、法線方向に突出した爪部材を外周面に多数有することで被破砕物をグリップする力が高められていて、これら爪部材で被破砕物を確りとグリップすることによって、破砕反力を受け止めつつ送りコンベヤと協働して破砕ロータに被破砕物を押し付けていくことができる。
【０００５】
このとき、破砕ロータが描く回転軌跡は円筒状であるため、被破砕物の破砕面は破砕ロータの軌跡面に合わせて円弧面状に形成される。例えば比較的長尺の被破砕物を想定すると、被破砕物が破砕ロータの外周面に到達して先端から徐々に破砕されていく過程で、破砕ロータの軌跡面に一致したまま破砕面の形成が進行していくと、破砕ビットが破砕面の表面を擦るような状態となって著しく破砕効率が低下する。この現象は、特に径の大きな被破砕物ほど破砕面の円弧長が長くなり得るため顕著化し得る。
【０００６】
このような場合、オペレータは、供給装置（送りコンベヤ及び押圧ローラ）を逆転駆動させて破砕装置から被破砕物を一旦引き離してから破砕作業を再開することで、被破砕物の破砕ロータに対する当たり方を変化させるといった対応をしている。しかし、この種の破砕機の運転操作は、被破砕物を投入する重機のオペレータが兼務することが多く、破砕機の運転状況に注意を払いながら必要の度に重機の運転を中断して上記の逆転操作を行うことは煩わしい。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、破砕作業の進展に伴う破砕効率の低下を抑制することができる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】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明は、被破砕物を破砕する破砕装置と、この破砕装置に向かって被破砕物を搬送する送りコンベアと、この送りコンベア上の被破砕物を押圧ローラで押圧し、前記送りコンベヤと協働して被破砕物を前記破砕装置に供給する押圧ローラ装置とを備え、前記押圧ローラは、先端部が当該押圧ローラの径方向外側に突出した爪部材を外周面に複数備えており、前記複数の爪部材は、それぞれ先端部が前記押圧ローラの軸方向に揺動可能であることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記押圧ローラは、外周面に設けた複数の凹部を備えており、前記複数の爪部材は、それぞれ前記凹部にピンを介して取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記押圧ローラの回転中心線に直交する面に沿った姿勢を前記爪部材の中立位置とした場合、前記押圧ローラは、前記爪部材を前記中立位置に付勢する付勢手段を更に備えていることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、第１−第３のいずれかの発明において、前記爪部材の揺動範囲が９０度以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、破砕作業の進展に伴う破砕効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る破砕機の全体構造を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る破砕機の全体構造を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた破砕機本体部の内部の要部を抜き出して表した側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた破砕機本体部の内部の要部を抜き出して表した背面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた押圧ローラの背面図である。
【図６】図５中のVI−VI線による矢視側面図である。
【図７】図５中のVII−VII線による矢視断面図である。
【図８】図７中のVIII−VIII線による矢視断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた爪部材の他の構成例を表す図であり、図８に対応する図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた爪部材のさらに他の構成例を表す図であり、図８に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る破砕機の全体構造を示す側面図、図２はその平面図である。なお、本願明細書において図１中の右左を破砕機の前後とする。
【００１６】
図１及び図２に例示した破砕機は、廃棄物の再利用や減容化を主な目的として被破砕物を破砕する機械である。破砕機の破砕対象物すなわち被破砕物には、例えば森林で発生する剪定枝材や間伐材、建築物の解体に伴って発生する廃木材等の木材の他、廃プラスチック材、廃タタミ、竹材等の建設廃材等を含めた木材以外の廃材も含まれ得る。また、木材については、比較的乾燥した硬質のものに限らず、剪定後間もない街路樹の枝葉や沿道の雑草などの水分量の多い軟質のものも含まれ得る。本実施形態では、これらの破砕対象物を総称して被破砕物と記載する。
【００１７】
上記破砕機は、機体を自力走行させるための走行体１、被破砕物を受け入れて破砕処理する破砕機本体部２、破砕機本体部２で破砕処理された破砕物を機外に搬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有する動力装置（パワーユニット）４等を備えている。
【００１８】
走行体１は、トラックフレーム５、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、駆動輪６の軸に出力軸を連結した駆動装置（走行用油圧モータ）８、並びに駆動輪６及び従動輪７に掛け回した履帯（無限軌道履帯）９を有している。トラックフレーム５上には前後に延在する本体フレーム１０が設けられており、この本体フレーム１０によって、破砕機本体部２や排出コンベヤ３、動力装置４等が支持されている。
【００１９】
破砕機本体部２は、被破砕物を破砕する破砕装置１３（後述の図３参照）、被破砕物を投入するホッパ１１、このホッパ１１内に収容配置された送りコンベヤ１２、及び送りコンベア１２とともに被破砕物を破砕装置１３に供給する供給装置を構成する押圧ローラ装置１４（後述の図３参照）を備えている。破砕機本体部２の構成については後述する。
【００２０】
排出コンベヤ３は、コンベヤフレーム５０、このコンベヤフレーム５０の前後両端に設けた駆動輪及び従動輪（不図示）、駆動輪と従動輪との間に掛け回したコンベヤベルト（不図示）、コンベヤベルトの搬送面の上方を覆うようにコンベヤフレーム５０に取り付けたコンベヤカバー５１、駆動輪を回転駆動してコンベヤベルトを循環駆動させる駆動装置（排出コンベヤ用油圧モータ）５２等を有している。この排出コンベヤ３は、下流側（前方側）の部分が動力装置４の支持部から前方に延びる支持部材５３により、上流側（後方側）の端部が支持部材５４を介して本体フレーム１０によりそれぞれ吊り下げられていて、左右の履帯９の間の破砕装置１３（後述の図３参照）の下方付近から前方にほぼ水平に延在するとともに、動力装置４の下方あたりで二段階に屈曲して上り傾斜に転じ、輸送制限寸法の範囲で極力高い位置まで延在している。但し、このように屈曲したコンベヤを用いずに、本体フレーム１０の下部領域において破砕装置１３の下方から前方に直線状に延在する第１コンベヤ、及び第１コンベヤの放出端の下方から前方に向かって直線状に上る第２コンベヤで、乗り継ぎ式の排出コンベヤを構成する場合もある。
【００２１】
動力装置４は、本体フレーム１０の前部に支持部材５５を介して搭載されている。この動力装置４の後方側でかつ機体幅方向一方側（本実施形態では右側）の区画には運転席５６が設けられている。運転席５６には破砕機を走行操作するための操作レバー５７が設けられている。走行操作用の操作装置は、本実施形態のように運転席５６に操作レバー５７を設ける代わりに、有線又は無線のリモコンを用いる場合もある。また、動力装置４の下部でかつ機体幅方向一方側（本実施形態では右側）には、走行操作以外の機体操作や設定、モニタリング等を行うための操作盤５８が設けられている。操作盤５８は、本実施形態では地上から作業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５６に設けても構わない。
【００２２】
図３は破砕機本体部２の内部の要部を抜き出して表した側面図、図４はこれを後方から見た背面図である。
【００２３】
図３及び図４に示したように、上記ホッパ１１は、上部及び前方が開口した有底形状の枠体であり、本体フレーム１０の後部に水平に設置されている。
【００２４】
上記送りコンベヤ１２は、機体幅方向に回転軸２１が延在するヘッド側の駆動輪１６、同じく機体幅方向に回転軸（不図示）が延在するテール側の従動輪（不図示）、及び駆動輪１６及び従動輪の間に掛け回した複数列（本実施形態では４列）の搬送ベルト（チェーンベルト）１７を備え、機体後端近傍から破砕ロータ１５の後面下半側に対向する位置までホッパ１１内でほぼ水平に延在している。従動輪はホッパ１１の左右の側壁体１８（図１参照）における後部に設けた軸受１９（図１参照）によって、また駆動輪１６は破砕装置１３の側壁を構成する破砕機フレーム２０に設けた軸受（不図示）によって支持されている。駆動輪１６の回転軸２１は、軸受よりも機体幅方向外側に設けた駆動装置（不図示）の出力軸にカップリング等を介して連結している。当該駆動装置で駆動輪１６を回転駆動することによって駆動輪１６及び従動輪の間で搬送ベルト１７が循環駆動する。
【００２５】
破砕装置１３は、送りコンベア１２の前方に位置するように本体フレーム１０の前後ほぼ中央位置に搭載されている。この破砕装置１３は、破砕室２７内に収容した上記の破砕ロータ１５、及び破砕室２７の内周壁部に破砕ロータ１５側に突出して設けた反発板であるアンビル２９を備えている。破砕ロータ１５は外周部に複数の破砕ビット３６を備えており、その回転軸は送りコンベヤ１２の駆動輪１６の軸と実質平行、すなわち機体幅方向に延在している。破砕ロータ１５は回転体であるため、その最外周部の回転軌跡面と静止体であるアンビル２９との間には所定の間隙が確保されている。
【００２６】
ここで、破砕室２７とは、破砕ロータ１５を収容し被破砕物を破砕処理する空間をいう。具体的には、破砕ロータ１５の前面及び下面に対向する円弧面状の壁面が存在し、この円弧面状の壁面と押圧ローラ装置１４や送りコンベヤ１２で囲まれた破砕ロータ１５の周囲の空間が破砕室２７を画定する。円弧面状の壁面の一部はスクリーン３８になっていて、スクリーン３８の目よりも小さくなるまで破砕された破砕物がスクリーン３８を通過して破砕室２７から排出される構成である。
【００２７】
上記押圧ローラ装置１４は、破砕ロータ１５前面の上方にて機体幅方向に延在する回動軸２２、回動軸２２を支点に上下方向に揺動可能な支持部材２３、支持部材２３に回転自在に支持されて送りコンベヤ１２の駆動輪１６付近の搬送面に対向する押圧ローラ２４、及び押圧ローラ２４の支持部材２３を揺動させる油圧シリンダ（不図示）を備えている。
【００２８】
回動軸２２は、破砕機フレーム２０に設けた軸受（不図示）に回転自在に支持されている。
【００２９】
支持部材２３は、回動軸２２に支持されたアーム部２５、及びアーム部２５の先端側に連結された押圧ローラ取り付け用のブラケット部２６を備えている。アーム部２５の下面における押圧ローラ２４の前方側の部分は弧状に凹んだ形状をしていて、この弧状の部分に押圧ローラ２４の外周面に対向するように湾曲板２８が取付けられている。
【００３０】
油圧シリンダは図示省略しているが、当該油圧シリンダのロッド側端部が連結されるのが支持部材２３の先端側（後端側）上部に設けた左右のブラケット３２である。この油圧シリンダはメンテナンス等の際に強制的に押圧ローラ装置１４を上方に回動させるものである。
【００３１】
押圧ローラ２４は、中空の筒状のローラ本体４１、及び先端部がローラ本体４１の外周面から径方向外側に突出した複数の爪部材４２を備えている。図４に示すように、ローラ本体４１は、その軸方向の寸法が送りコンベヤ１２の搬送面の幅と概ね同じ程度、若しくはそれよりも若干大きい程度に設定されており、当該ローラ本体４１を回転駆動させる駆動装置（図示せず）をその内部に収容している。この駆動装置によって、送りコンベア１２により搬送される被破砕物に転動する方向（図３では反時計回り）に送りコンベヤ１２による被破砕物の搬送速度に同調した速度で押圧ローラ２４が回転駆動する。
【００３２】
図５は図４と同方向から見た押圧ローラ２４の背面図、図６は図５中のVI−VI線による矢視側面図、図７は図５中のVII−VII線による矢視断面図、図８は図７中のVIII−VIII線による矢視断面図である。なお、図６は側面のカバー（不図示）を取り外した状態を示している。
【００３３】
図５−図８に示したように、ローラ本体４１は、外周面に複数の凹部４３を備えている。具体的には、凹部４３は、ローラ本体４１の外周面に開けた矩形の開口４４、及び有底状のカップ４５からなっていて、カップ４５の開口をローラ本体４１の開口４４に合わせてカップ４５の縁部をローラ本体４１の内周面に溶接等の適宜の接合手段で接合することで構成されている。本実施形態では、このような凹部４３がローラ本体４１の外周面に軸方向に一定間隔で複数設けられ、この凹部４３の列がローラ本体４１の全周に設けられている。また、周方向に隣接する凹部４３の列は軸方向に半ピッチずれていて、凹部４３が周方向に千鳥状になっている。なお、ローラ本体４１の軸方向両端の外周部には、リング状のフランジ４６が溶接等の適宜の接合手段によって接合されている。このフランジ４６に側面のカバー（不図示）が取り付けられ、カバーを介して回転軸や駆動装置（ともに不図示）が取り付けられる。
【００３４】
爪部材４２は、押圧ローラ２４と被破砕物との間のすべりを抑制する手段であって押圧ローラ２４が被破砕物をグリップして確り捉えるためのものである。この爪部材４２は、図８に示したようにローラ本体４１の周方向から見ると、板状の爪本体４７、及び円筒状の基部４８からなっていて、基部４８に設けた軸穴４９にピン５０を通し、このピン５０をナット等の締結手段５１（図７等参照）によって上記カップ４５に取り付けることで、カップ４５に対して回動可能に取り付けられている。図７及び図８から判る通り、ピン５０はローラ本体４１の回転中心線Ｃを通る面Ｓ１に直交する線Ｌ（線Ｌはローラ本体４１の接線に平行）に沿って延びていて、各爪部材４２は、それぞれピン５０を支点にして先端部がローラ本体４１の軸方向に揺動可能な構成となっている。爪部材４２の揺動範囲αは、ローラ本体４１の開口４４の幅Ｗで制限されるが、ローラ本体４１の回転中心線Ｃに直交する面Ｓ２を中心としてローラ本体４１の軸方向両側に４５度ずつ（合わせて９０度）以下とすることが望ましい。
【００３５】
また、爪部材４２は、図７に示したように軸方向から見ると、先端側（ローラ本体４１の径方向外側）の部分５２が三角形状、基端側（回転中心線Ｃ側）の部分５３が矩形状で、全体として五角形状に形成されている。爪部材４２の先端側部分５２の頂角５４は上記の面Ｓ１上若しくはその近傍にあり、先端側部分５２と基端側部分５３の境界の角５５はローラ本体４１の外形線（外周面）上の位置若しくはその近傍にある。したがって、爪部材４２の先端側部分５２がローラ本体４１の外周面から当該ローラ本体４１の径方向外側に突出しいて、基端側部分５３が凹部４３内に収容されている。
【００３６】
なお、押圧ローラ２４の回転中心線Ｃに直交する面Ｓ２に爪本体４７を沿わせた姿勢を爪部材４２の中立位置とした場合、図８の構成では爪部材４２を中立位置に積極的に付勢する手段を特に設けていないが、爪部材４２を中立位置に付勢する付勢手段を押圧ローラ２４が更に備える構成とすることもできる。これを実現する構成としては、例えば図９に示した他の構成例のように、爪本体４７の回動方向の両側において凹部４３の内壁面との間にコイルスプリング５６を設ける構成が考えられる。勿論、コイルスプリングは、何らかの弾性体で代替できることは言うまでもなく、例えば図１０に示したようにラバースプリング５７に代えることができる。これら弾性体は、例えば爪部材４２と凹部４３の壁面の双方に対して両端を固定する構成としても良いが、一旦のみを爪部材４２又は凹部４３の壁面に固定する構成としても良い。また、積極的に爪部材４２を中立位置に付勢しないまでも、爪部材４２と凹部４３の壁面との衝突を和らげる上では、何らかの緩衝材となり得るもの（スポンジ等）を弾性体の代わりに設置することも考えられる。
【００３７】
次に上記構成の本実施形態の破砕機の動作を説明する。
【００３８】
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１１内に被破砕物を投入すると、被破砕物が送りコンベヤ１２の搬送ベルト１７に載って破砕装置１３に向かって搬送される。被破砕物が破砕装置１３の手前のところに差し掛かると、例えば図３のように押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４が被破砕物上に乗り上げ、押圧ローラ２４の自重によって送りコンベヤ１２の搬送面に被破砕物Ｘが押し付けられる。押圧ローラ２４は送りコンベヤ１２の搬送速度に同調して自転しており、被破砕物Ｘは搬送ベルト１７と押圧ローラ２４に挟持され、送りコンベヤ１２と押圧ローラ装置１４の協働によって破砕室２７へ押し込まれる。破砕室２７に送り込まれた被破砕物Ｘは、押圧ローラ２４と搬送ベルト１７とで挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕ロータ１５に向かって突出する。図３に矢印で示したように、破砕ロータ１５は被破砕物Ｘに対して破砕ビット３６が下から衝突する向き（同図中時計回り）に回転するので、破砕反力が主に押圧ローラ２４によって受けられる構成である。
【００３９】
破砕ロータ１５に向かって押し込まれる被破砕物Ｘは、押圧ローラ２４によって上方から押さえられつつ、下方から高速で衝突してくる破砕ロータ１５の破砕ビット３６によって先端から徐々に粗破砕（１次破砕）されていく。このように１次破砕されて破砕室２７内で跳ね上げられた被破片はアンビル２９に衝突し、その衝撃力によりさらに細かく破砕（２次破砕）される。２次破砕された破砕片のうち既にスクリーン３８を通過する程度に小さいものはスクリーン３８を通過して排出され、通過しない比較的大きなものは破砕ロータ１５の回転に伴って破砕室２７内を周回し、アンビル２９や破砕ビット３６、スクリーン３８等の破砕室２７の内壁面等との衝突作用や剪断作用、すり潰し作用等を受けてさらに破砕（３次破砕）される。そして、周回する破砕片のうち３次破砕を経てスクリーン３８の目を通過する大きさに細粒化されたものから順次スクリーン３８を通過して破砕装置１３から排出される。破砕装置１３から排出された破砕物は、シュート（不図示）を介して排出コンベヤ３上に落下し、排出コンベヤ３によって機外に搬出される。
【００４０】
ここで、上記の押圧ローラ２４には爪部材４２が外周面に多数設けられているので、押圧ローラ２４と被破砕物Ｘとの間のすべりが起き難くなっている。図３に示したように長尺の被破砕物Ｘが破砕室２７に送り込まれると、傾向として、破砕の進展に伴って同図に示したように被破砕物Ｘの先端に形成される破砕面Ｙが破砕ロータ１５の最外周部の軌跡面に合わせて円弧面状に形成されていく。この場合、仮に破砕ロータ１５の軌跡面に一致したまま被破砕物Ｘの破砕面Ｙが拡大し破砕面の円弧長Ｚが伸びていくと、破砕ビット３６が破砕面Ｙの表面を擦るような状態となって１次破砕が進展しなくなり著しく破砕効率が低下する。
【００４１】
それに対し、本実施形態では、押圧ローラ２４の爪部材４２を押圧ローラ２４の軸方向に揺動可能な構成としたことにより、被破砕物Ｘが破砕されている最中に例えば破砕振動や機体の振動によって被破砕物Ｘを押さえる爪部材４２が左右のいずれかに倒れ、破砕ロータ１５に対する破砕面Ｙの当たり方が変化し得る。破砕ロータ１５に対する破砕面Ｙの当たり方は、劇的に変化しなくても多少なりとも変化することで、破砕面Ｙと破砕ビット３６が面同士で接触していたのが破砕面Ｙに破砕ビット３６の角が当たるようになり、破砕接触力が高まって（破砕抵抗が弱まって）再び被破砕物Ｘが効率的に破砕され始める。このような作用が破砕作業中に適宜繰り返し働き得ることで、破砕作業の進展に伴う破砕効率の低下の抑制が期待できる。例えばオペレータが破砕機の運転状況に注意を払いながら必要の度に重機の運転を中断して供給装置（送りコンベヤ１２及び押圧ローラ装置１４）を逆転操作して被破砕物Ｘの破砕ロータ１５に対する当たり方を変化させるといった手動操作を要する場面が減少し得るので、作業効率も大きく向上し得る。
【００４２】
また、仮に爪部材４２の揺動範囲αが９０度より大きいと、送りコンベヤ１２の送り方向から見て（図４の図示方向から見て）、爪部材４２とローラ本体４１の外周面とがなす角度（同図及び図８中の角度β）が４５度未満になり得る。図８に示した状態（角度β＝９０°）では、爪部材２４にかかる押圧ローラ２４の重量が全て被破砕物Ｘに作用するので、被破砕物Ｘに爪部材２４が噛み込む力、すなわち爪部材２４が被破砕物Ｘをグリップする力が最大になる。一方、図８中に二点差線で例示したように爪部材２４が左右いずれかに倒れると、押圧ローラ２４の自重により押圧力がかかったときに、爪部材２４にかかる押し付け反力Ｆの分力ｆ１，ｆ２が発生する。分力ｆ１は爪部材２４の伸び方向に作用する力であって被破砕物Ｘをグリップする力である。分力ｆ２は爪部材２４に直交する方向に作用する力であって爪部材２４を倒そうとする力である。角度βが４５度未満になると、分力ｆ２が分力ｆ１よりも大きくなり、爪部材２４を倒そうとする力が爪部材２４をグリップする力に勝ってしまうため、グリップ力の確保という爪部材４２の本来の効果が弱まる恐れがある。それに対し、本実施形態では、爪部材４２の揺動範囲αを９０度以下に制限することで、角度βが常に４５度以上（４５°≦β≦１３５°）になるので、押圧ローラ２４の押圧力を被破砕物Ｘのグリップ力として有効に作用させることができ、上記の破砕面Ｙの当たりの変化を積極的に誘起しつつ、グリップ力を確りと確保することができる。
【００４３】
また、本質的効果を得る上では必ずしも必要な構成ではないが、図９や図１０の構成例に示したように、爪部材４２を中立位置に付勢する付勢手段を更に備えることで、被破砕物Ｘに対して垂直に爪部材４２を噛み込ませ易くなる。被破砕物Ｘに対して垂直に爪部材４２が噛み込めば、グリップ力が確りと働くことに加え、その後に爪部材４２が揺動し得る幅が最も大きく確保できるとともに、左右いずれの方向にも平等に揺動し易くなり、本質的効果が効果的に得易くなる。また、前述した通り、付勢手段又は付勢手段に代えて設置する緩衝材には、爪部材４２と凹部４３の壁面との衝突を和らげる効果も期待でき、爪部材４２やローラ本体４１の損傷抑制の効果が期待できる。
【００４４】
なお、以上においては、本発明を自力走行可能な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、牽引により走行可能な移動式破砕機、若しくはクレーン等により吊り上げて運搬可能な可搬式破砕機、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破砕機にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１２ 送りコンベア
１３ 破砕装置
１４ 押圧ローラ装置
２４ 押圧ローラ
４２ 爪部材
４３ 凹部
５０ ピン
５６ コイルスプリング（付勢手段）
５７ ラバースプリング（付勢手段）
Ｃ 回転中心線
Ｓ２ 回転中心線に直交する面
Ｘ 被破砕物
α 揺動範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被破砕物を破砕する破砕装置と、
この破砕装置に向かって被破砕物を搬送する送りコンベアと、
この送りコンベア上の被破砕物を押圧ローラで押圧し、前記送りコンベヤと協働して被破砕物を前記破砕装置に供給する押圧ローラ装置とを備え、
前記押圧ローラは、先端部が当該押圧ローラの径方向外側に突出した爪部材を外周面に複数備えており、
前記複数の爪部材は、それぞれ先端部が前記押圧ローラの軸方向に揺動可能であることを特徴とする破砕機。
【請求項２】
前記押圧ローラは、外周面に設けた複数の凹部を備えており、
前記複数の爪部材は、それぞれ前記凹部にピンを介して取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の破砕機。
【請求項３】
前記押圧ローラの回転中心線に直交する面に沿った姿勢を前記爪部材の中立位置とした場合、前記押圧ローラは、前記爪部材を前記中立位置に付勢する付勢手段を更に備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の破砕機。
【請求項４】
前記爪部材の揺動範囲が９０度以下であることを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載の破砕機。
【請求項１】
被破砕物を破砕する破砕装置と、
この破砕装置に向かって被破砕物を搬送する送りコンベアと、
この送りコンベア上の被破砕物を押圧ローラで押圧し、前記送りコンベヤと協働して被破砕物を前記破砕装置に供給する押圧ローラ装置とを備え、
前記押圧ローラは、先端部が当該押圧ローラの径方向外側に突出した爪部材を外周面に複数備えており、
前記複数の爪部材は、それぞれ先端部が前記押圧ローラの軸方向に揺動可能であることを特徴とする破砕機。
【請求項２】
前記押圧ローラは、外周面に設けた複数の凹部を備えており、
前記複数の爪部材は、それぞれ前記凹部にピンを介して取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の破砕機。
【請求項３】
前記押圧ローラの回転中心線に直交する面に沿った姿勢を前記爪部材の中立位置とした場合、前記押圧ローラは、前記爪部材を前記中立位置に付勢する付勢手段を更に備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の破砕機。
【請求項４】
前記爪部材の揺動範囲が９０度以下であることを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載の破砕機。
【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２０１２−８１３６８（Ｐ２０１２−８１３６８Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２６８３５（Ｐ２０１０−２２６８３５）
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【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２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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