破砕機
【課題】被破砕物の性状に応じて運転条件を自動的に設定し、作業効率を向上させることができる破砕機を提供する。
【解決手段】被破砕物Ｗを破砕する破砕装置１３と、破砕装置１３に被破砕物Ｗを搬送する送りコンベア１２と、送りコンベア１２の搬送面に対向する押圧ローラ２４と、押圧ローラ２４を送りコンベヤ１２上の被破砕物Ｗに押し付ける押圧シリンダ２９と、押圧シリンダ２９を駆動させて押圧ローラ２４を被破砕物Ｗに押し付けた際の押圧シリンダ２９の負荷を測定する押圧負荷演算部７８と、押圧シリンダ２０の負荷から被破砕物Ｗの硬度を判定する硬度判定部７９と、硬度判定部７９の判定結果に応じて、破砕条件を変更する破砕条件変更部８４とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】被破砕物Ｗを破砕する破砕装置１３と、破砕装置１３に被破砕物Ｗを搬送する送りコンベア１２と、送りコンベア１２の搬送面に対向する押圧ローラ２４と、押圧ローラ２４を送りコンベヤ１２上の被破砕物Ｗに押し付ける押圧シリンダ２９と、押圧シリンダ２９を駆動させて押圧ローラ２４を被破砕物Ｗに押し付けた際の押圧シリンダ２９の負荷を測定する押圧負荷演算部７８と、押圧シリンダ２０の負荷から被破砕物Ｗの硬度を判定する硬度判定部７９と、硬度判定部７９の判定結果に応じて、破砕条件を変更する破砕条件変更部８４とを備えたことを特徴とする。
【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】
破砕装置を駆動する油圧モータの負荷圧が設定時間継続してしきい値を超えた場合に破砕装置が過負荷状態にあると判定し、破砕装置への被破砕物の供給を中断して破砕装置の負荷を低減する機能を備えた破砕機がある。ところが、この種の破砕機においては、過負荷状態の判定のための上記設定時間が一定であると、被破砕物の性状（硬さ等）によって破砕物の粒度品質の低下や中断頻度の必要以上の増大等の不具合が起こり得ることから、上記設定時間を手動で可変設定可能な設定手段を備えたものが提唱された（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７５３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された設定手段は、オペレータが任意に操作するものであるため、設定時間の設定はオペレータの主観や経験に左右される。そのため、破砕機の能力が効果的に発揮される適正な設定時間が必ずしも選択される訳ではなく、経験の浅いオペレータ等は却って設定時間の設定に迷い兼ねない。
【０００５】
また、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通常であり、破砕機の運転状況に注意を払いながら被破砕物の性状が変化する度に重機の運転を中断して上記の設定時間を変更することは煩わしくオペレータにとって負担である。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、被破砕物の性状に応じて運転条件を自動的に設定し、作業効率を向上させ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】
【０００７】
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、この破砕装置に被破砕物を搬送する送りコンベアと、この送りコンベアの搬送面に対向する押圧手段と、この押圧手段を前記送りコンベヤ上の被破砕物に押し付ける押圧駆動装置と、この押圧駆動装置を駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付けた際の前記押圧駆動装置の負荷を測定する押圧負荷測定手段と、この押圧負荷測定手段の測定結果から被破砕物の硬度を判定する硬度判定手段と、この硬度判定手段の判定結果に応じて、前記破砕装置の駆動速度、前記送りコンベヤの駆動速度の少なくとも一方を変更する破砕条件変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記破砕装置を駆動する破砕駆動装置の負荷を測定する破砕負荷測定手段と、この破砕負荷測定手段の測定値が予め設定した設定時間継続してしきい値を超えた場合に前記送りコンベヤによる前記破砕装置への被破砕物の供給動作を中断させる供給中断指令手段と、この供給中断指令手段からの指令に基づき前記送りコンベヤによる被破砕物の供給を中断している間に前記押圧駆動装置を駆動させて前記送りコンベヤ上の被破砕物に前記押圧手段を押し付けて前記硬度判定手段により前記被破砕物の硬度の判定を指令する硬度判定指令手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、被破砕物の硬度判定の実行時、前記供給中断指令手段が被破砕物の供給中断の判断に用いる前記しきい値、前記設定時間の少なくとも一方を前記硬度判定手段の判定結果に応じて変更する中断条件変更手段をさらに備えていることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれか１つにおいて、前記押圧駆動装置を駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付けた際の前記送りコンベヤの搬送面からの前記押圧手段の高さを測定する高さ測定手段をさらに備え、前記破砕条件変更手段は、前記硬度判定手段の判定結果とともに前記高さ測定手段の測定結果を基にして、前記破砕装置の駆動速度、前記送りコンベヤの駆動速度の少なくとも一方を変更することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれか１つにおいて、前記押圧駆動装置を手動で駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付ける手動押圧操作手段をさらに備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被破砕物の性状に応じて運転条件を自動的に設定し、作業効率を向上させることができる。
【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駆動システムの要部を抜き出して表した回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた制御装置の機能ブロック図である。
【図６】押圧ローラが被破砕物を押圧している様子を表した図で、図３に対応する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた制御装置による破砕条件等の変更手順を表したフローチャートである。
【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である。
【００２３】
図３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（反発板）３４を備えている。破砕ロータ１５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。また、破砕ロータ１５は、外周部に複数の破砕ビット３６を有している。破砕ビット３６は、破砕ロータ１５の外周面に設けたビットホルダ３５のロータ正転方向（図３において時計回り）の前方側にボルト及びナット３７で取り付けられていて、その刃面（衝突面）は破砕ロータ１５の正転方向の前方を向いている。破砕ロータ１５は回転体であるため、その最外周部（破砕ビット３６）の回転軌跡面と静止体であるアンビル３４との間には所定の間隙が確保されている。
【００２６】
アンビル３４は、破砕室２７内に導入された被破砕物が衝突する衝突面３９を有しており、破砕ロータ１５の回転に伴って破砕室２７内を周回する破砕片に衝突面３９が対向するように、アンビルフレーム４０における湾曲板４１（後述）の破砕ロータ１５の正転方向後方側に取り付けられている。このアンビル３４は破砕室２７内の左右ほぼ全長に亘って（一方の破砕機フレーム２０の近傍から他方の破砕機フレーム２０の近傍まで）延在している。アンビル３４を保持するアンビルフレーム４０は、押圧ローラ装置１４の回動軸２２の上方にて破砕機フレーム２０に支持された回動軸３１を支点に前後に回動可能に支持されており、通常時は破砕機フレーム２０の内壁面に固設された支持ブロック４２に対しシアピン４３を介して支持されていて、アンビル３４が破砕室２７内に臨む姿勢で拘束されている。運転中、アンビル３４にシアピン４３の許容剪断応力を超える衝撃荷重がかかった場合、シアピン４３が破断してアンビルフレーム４０の拘束が解け、アンビルフレーム４０が回動軸３１を支点に回動しアンビル３４が破砕室２７から離れるとともに破砕室２７が開放される構成である。
【００２７】
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、送りコンベヤ１２の下流側端部を始点とした場合、破砕ロータ１５の正転方向に順に、送りコンベヤ１２の端部、湾曲板２８（後述）、アンビル３４、上記湾曲板４１、スクリーン（篩部材）３８が破砕ロータ１５の外周面に対向して円弧状に配置されており、これら送りコンベヤ１２、湾曲板２８、アンビル３４、湾曲板４１、スクリーン３８によって画定された空間が破砕室２７である。
【００２８】
スクリーン３８は、多数の排出孔（不図示）を有し円弧面状に曲成された板状の篩部材であり、破砕ロータ１５の外周面の下半側（上記湾曲板４１に対して破砕ロータ１５の正転方向前方側）に対向するように、弧状に形成されたスクリーンホルダ４４上に着脱可能に保持されている。また、スクリーン３８は、破砕ロータ１５の回転方向に複数枚（本実施形態では４枚）並べてスクリーンホルダ４４上に配置されている。
【００２９】
スクリーン３８を支持するスクリーンホルダ４４は、機体幅方向に延びる軸４５を支点にしてシリンダ４７の伸縮動作に伴って上下方向に回動する構成であり、図３の状態（作業時の姿勢）から破砕機フレーム２０よりも下側にスクリーン３８が下降する位置まで回動する。これによって、破砕機フレーム２０の下側からスクリーン３８を左右に抜き差しすることができる。
【００３０】
シリンダ４７は、例えば油圧シリンダ（電動シリンダでも良い）であり、左右の破砕機フレーム２０の内壁面にそれぞれ１本ずつ設置されている。左右のシリンダ４７は、破砕装置１３の前方側に位置し、破砕機フレーム２０に取り付けたブラケット４９にボトム側が回動可能に連結されており、ブラケット４９との連結部を基端部として後方側に延在している。シリンダ４７のロッド先端部にはスライダ４８が取り付けられ、このスライダ４８はアーム４６を介してスクリーンホルダ４４の前端部近傍に連結されている。アーム４６の両端は、スライダ４８とスクリーンホルダ４４に対して回動可能に連結されている。図３から判るように、スライダ４８及びアーム４６はリンク機構を構成しており、シリンダ４７の伸縮動作に伴うスライダ４８の前後方向への往復動作がアーム４６の回動動作を経由してスクリーンホルダ４４の上下動に変換される。
【００３１】
なお、スクリーンホルダ４４やアーム４６の長さ、シリンダ４７の前後位置等は、スクリーンホルダ４４が作業時の通常姿勢（図３の状態）のときに、アーム４６が破砕室２７の接線方向に概ね沿って鉛直近くまで立ち上がるように設定されており、リンク機構によるスクリーンホルダ４４の押し上げ力や姿勢保持力が効果的に得られるように配慮されている。
【００３２】
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である押圧シリンダ２９を備えている。
【００３３】
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。
【００３４】
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、破砕室２７の壁面の一部をなす上記の湾曲板２８が取付けられている。
【００３５】
押圧シリンダ２９は、被破砕物の硬度測定（後述）の際に送りコンベヤ１２上の被破砕物に押圧ローラ２４を押し付けたり、メンテナンス等の際に支持部材２３を上方に回動させて破砕室２７を開いたりするもので、アーム部２５の前端部近傍の上方位置に設けたビームを介して破砕機フレーム２０に固定されたブラケット３０にボトム側端部が、アーム部２５の上面後端部に設けたブラケット３２にロッド側端部がそれぞれ回動可能に連結されている。
【００３６】
押圧ローラ２４は、その軸方向（図３中の紙面直交方向）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いる。この押圧ローラ２４は駆動装置（不図示）を内部に収容していて、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の搬送速度に同調した周速度で回転駆動する。
【００３７】
図４は本実施形態の破砕機の駆動システムの要部、具体的には被破砕物の供給装置すなわち送りコンベヤ１２及び押圧ローラ装置１４、及び破砕装置１３の駆動系統を抜き出して表した回路図である。
【００３８】
図４に示したように、本実施形態の破砕機の駆動システムは、タンク６０、このタンク６０の作動油を吸い上げて吐出する少なくとも１つの油圧ポンプ（図示省略）、油圧ポンプからの作動油の流れ（方向及び流量）を制御する制御弁６１−６４、押圧ローラ装置１４の支持部材２３を上下に揺動させる上記押圧シリンダ２９、押圧ローラ２４を回転駆動させる油圧モータである押圧ローラモータ６５、破砕ロータ１５を回転駆動させる油圧モータである破砕ロータモータ６６、送りコンベヤ１２の駆動輪１６を回転駆動させる油圧モータである送りコンベヤモータ６７、制御弁６１から押圧シリンダ２９への作動油の供給管路をタンク６０に連通又は遮断する開放弁６８、及び当該駆動システムを制御する制御装置７０を備えている。
【００３９】
タンク６０は作動油を貯留するものであり、図４では開放弁６８を介した押圧シリンダ２９の系統との接続関係しか示していないが、同図に示した押圧シリンダ２９、押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６及び送りコンベヤモータ６７を含め、破砕機に搭載された全ての油圧駆動装置は、このタンク６０に貯留された作動油で作動し、油圧駆動装置を駆動した作動油はタンク６０に戻る構成である。
【００４０】
本実施形態では、押圧シリンダ２９のボトム側の油室に接続する作動油管路に圧力センサ７１が設けられている。また、押圧シリンダ２９には、そのロッドの伸長量を検出するストロークセンサ７２が設けられている。ストロークセンサ７２は、例えば押圧シリンダ２９のロッドに設けたスケールを検出するセンサであり、例えばロッドに磁性スケールを設け、この磁性スケールを磁気センサで検出するもの、また非磁性スケールをロッドに設け、この非磁性スケールを光センサで検出するもの等が適用可能である。さらに、破砕ロータモータ６６に接続する作動油管路にも圧力センサ７３が設けられている。
【００４１】
制御弁６１−６４は、例えば電磁比例駆動方式の油圧パイロット３位置切換弁であり、油圧ポンプから吐出される作動油の流れ（方向及び流量）を制御し、それぞれ押圧シリンダ２９、押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６、送りコンベヤモータ６７に供給する役割を果たす。なお、電磁油圧パイロット方式でなく、電磁切換方式の電動の制御弁、油圧で切換及び駆動する方式の制御弁で代替できる場合は、それらを制御弁６１−６４に用いることもできる。
【００４２】
このとき、押圧シリンダ２９のロッド側及びボトム側の両油室と制御弁６１とを接続する作動油管路からは、タンク６０に接続する開放管路５９が分岐している。上記の開放弁６８はこの開放管路５９に設けられた切換弁であり、開放管路５９を開放状態又は遮断状態のいずれかに切り換える役割を果たす。
【００４３】
制御装置７０は、上記圧力センサ７１、ストロークセンサ７２、圧力センサ７３の検出信号を入力し、これら入力信号に応じて制御弁６１−６４等に指令信号を出力し、押圧シリンダ２９、押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６、送りコンベヤモータ６７等の駆動装置を制御する機能を一機能として有する。なお、制御装置７０には、センサ７１−７３からの検出信号のみならず、上記の操作レバー５７や操作盤５８等の各操作手段からの操作信号も入力される。こうした操作手段の一つとして、図４には、押圧シリンダ２９を手動で駆動させて押圧ローラ２４を被破砕物に押し付ける手動押圧操作手段７４を図示した。
【００４４】
図５は制御装置７０の機能ブロック図である。
【００４５】
制御装置７０は、入力部７５、破砕負荷演算部７６、高さ演算部７７、押圧負荷演算部７８、硬度判定部７９、記憶部８０、タイマ８１、供給中断指令部８２、硬度判定指令部８３、破砕条件変更部８４、中断条件変更部８５、及び出力部８６を備えている。
【００４６】
入力部７５は、上記の圧力センサ７１、ストロークセンサ７２、圧力センサ７３等の検出手段からの検出信号、及び手動押圧操作手段７４等の操作手段からの操作信号を入力する機能を果たす。
【００４７】
破砕負荷演算部７６は、圧力センサ７３により検出された破砕ロータモータ６６の作動油管路の圧力を基に破砕ロータモータ６６の負荷を演算する演算処理部であり、圧力センサ７３とともに、破砕ロータモータ６６の負荷を測定する破砕負荷測定手段として機能する。破砕負荷演算部７６の演算結果は、記憶部８０に出力されて記憶部８０に記憶される。
【００４８】
高さ演算部７７は、ストロークセンサ７２の検出値を基に送りコンベヤ１２の搬送面からの押圧ローラ２４の下端部の高さを演算する演算処理部である。この高さ演算部７７は、上記のストロークセンサ７２とともに、押圧シリンダ２９を駆動させて押圧ローラ２４を被破砕物に押し付けた際の送りコンベヤ１２の搬送面からの押圧ローラ２４の下端部の高さ、言い換えれば送りコンベヤ１２上の被破砕物の上部の搬送面からの高さを測定する高さ測定手段を構成する。高さ演算部７７の演算結果は、記憶部８０に出力されて記憶部８０に記憶される。
【００４９】
押圧負荷演算部７８は、圧力センサ７１により検出された押圧シリンダ２９の作動油管路の圧力を基に押圧シリンダ２９の負荷を演算する演算処理部である。この押圧負荷演算部７８は、圧力センサ７１とともに、押圧シリンダ２９を伸長駆動させて押圧ローラ２４を被破砕物に押し付けた際の押圧シリンダ２９の負荷を測定する押圧負荷測定手段を構成する。押圧負荷演算部７８の演算結果は、記憶部８０に出力されて記憶部８０に記憶される。
【００５０】
硬度判定部７９は、押圧負荷演算部７８の測定結果から被破砕物の硬度を判定する判定処理部である。この硬度判定部７９では、押圧負荷の測定値を予め用意された少なくとも１つのしきい値と比較することにより、被破砕物の硬度を判定する。その一例として、本実施形態では、予め押圧負荷に対して２つのしきい値Ｓ１，Ｓ２（Ｓ１＜Ｓ２）を用意し、例えば測定された押圧負荷ＳがＳ１以下（Ｓ≦Ｓ１）であれば低硬度の被破砕物、押圧負荷ＳがＳ１より大きくＳ２以下（Ｓ１＜Ｓ≦Ｓ２）であれば中硬度の被破砕物、押圧負荷ＳがＳ２より大きければ（Ｓ＞Ｓ２）高硬度の被破砕物と判定する。ここに例示した低硬度とは、例えば草や樹皮、廃パレット等を想定した硬度範囲である。中硬度とは、例えば枝葉や建造物等の解体材等を想定した硬度範囲である。高硬度とは、例えば丸太や幹、柱材等を想定した硬度範囲である。硬度判定部７９の判定結果は、記憶部８０に出力されて記憶部８０に記憶される。
【００５１】
供給中断指令部８２は、破砕負荷演算部７６で演算された破砕負荷の測定結果がしきい値Ｐｃ０を超えた状態が予め設定した設定時間Ｔ０継続した場合、破砕装置１３が過負荷状態にあると判断し、押圧ローラモータ６５及び送りコンベヤモータ６７の制御弁６２，６４に指令して、送りコンベヤ１２及び押圧ローラ装置１４による破砕装置１３への被破砕物の供給動作を中断させる指令部である。具体的には、供給中断指令部８２は、破砕装置１３が過負荷状態にあると判断したら、押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２を短時間（設定）だけ逆転駆動させて被破砕物を破砕装置から抜き出した上で停止させ、その後破砕負荷がしきい値Ｐｃ０を下回ったら（若しくは予め定めた設定時間が経過したら）、押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２再び正転駆動させて破砕動作を再開させる。なお、以下の説明において、破砕装置１３が過負荷状態か否かを判定するための上記のしきい値Ｐｃ０、設定時間Ｔ０を適宜「中断条件」と記載する。
【００５２】
硬度判定指令部８３は、破砕装置１３が過負荷状態にあると供給中断指令部８２が判定した際、供給中断指令部８２からの指令に基づき前記送りコンベヤによる被破砕物の供給が中断している間に、押圧シリンダ２９の制御弁６１に指令して押圧シリンダ２９を伸長駆動させ、送りコンベヤ１２上の被破砕物に押圧ローラ２４を押し付けさせて前記硬度判定手段により前記被破砕物の硬度の判定を指令する指令部である。この押圧シリンダ２９の伸長動作は、上記の高さ演算部７７及び押圧負荷演算部７８による前述の測定動作のトリガになり、押圧ローラ２４が被破砕物を押圧することによって被破砕物の搬送面からの高さや押圧負荷が測定され、さらには硬度判定部７９によって押圧負荷の測定結果から被破砕物の硬度が判定される。
【００５３】
破砕条件変更部８４は、上記の硬度判定部７９による被破砕物の硬度の判定結果及び高さ演算部７７による被破砕物の高さの測定結果に応じて、破砕条件を変更（再設定）する機能を果たし、変更後の破砕条件は記憶部８０に記憶される。ここで言う「破砕条件」とは、破砕装置１３の駆動速度（破砕ロータモータ６６の回転速度）、送りコンベヤ１２の駆動速度（送りコンベヤモータ６７の駆動速度）、及び押圧ローラ２４の駆動速度（押圧ローラモータ６５の駆動速度）である。変更後の破砕条件は、前述したように供給中断指令部８２が破砕動作の再開を指令する際に参照され、再開後の破砕動作は変更後の破砕条件で実行される。このとき、記憶部８０には、被破砕物の硬度の判定結果、被破砕物の高さの測定結果、及び破砕条件の関係を予め定めたテーブルが記憶されていて、破砕条件変更部８４は、破砕条件を変更する際に記憶部８０に記憶されたテーブルを読み込んで被破砕物の硬度及び高さに応じた破砕条件を選択する。テーブルの一例を表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
ここで、表１中の被破砕物の高さは、例えば、押圧ローラ２４の最大上昇高さを三等分し、高い領域から順に「高」「中」「低」と区分したものである。すなわち「高」のときの被破砕物の高さが最も高く、「中」「低」と順に低くなっていく。また、破砕モードＬ，Ｍ，Ｈは、破砕装置１３の運転モード名であり、破砕モードＬ，Ｍ，Ｈにおける破砕ロータ１５の回転速度の関係はＬ＜Ｍ＜Ｈである。さらに、被破砕物の供給速度の数値は、送りコンベヤ１２及び押圧ローラ装置１４の駆動速度の最大値を１００％とし、最大値に対して何％程度の値かを表している。例えば操作盤５８にある被破砕物の供給速度設定用のダイヤルの目盛りが最小から最大まで等分に１０目盛りだとすると、（被破砕物の硬度／高さ）の組み合わせが（軟質／低）の場合、ダイヤルの最大目盛り（１００％）に設定したときの供給速度、及び破砕モードＬという破砕条件に設定される。ダイヤル目盛り換算で表１の破砕条件をまとめると、次の通りである。
【００５６】
（軟質／低）：ダイヤル目盛り１０／破砕モードＬ
（軟質／中）：ダイヤル目盛り８−９／破砕モードＬ
（軟質／高）：ダイヤル目盛り７−８／破砕モードＬ
（中質／低）：ダイヤル目盛り７−８／破砕モードＭ
（中質／中）：ダイヤル目盛り５−６／破砕モードＭ
（中質／高）：ダイヤル目盛り３−５／破砕モードＭ
（硬質／低）：ダイヤル目盛り５−７／破砕モードＨ
（硬質／中）：ダイヤル目盛り３−５／破砕モードＨ
（硬質／高）：ダイヤル目盛り１−３／破砕モードＨ
表１に例示したテーブルでは、被破砕物が硬度によって破砕モードを設定し、それぞれの硬度において被破砕物の高さによって被破砕物の供給速度に差を付けた設定としてある。表１の設定は一例であって、被破砕物の硬度、高さの評価、区分数、破砕条件との対応を含めて適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００５７】
中断条件変更部８５は、被破砕物の硬度判定の実行時、すなわち破砕条件変更部８４が破砕条件を変更する際、供給中断指令手段８２が被破砕物の供給中断の判断に用いる上記中断条件（しきい値Ｐｃ０、設定時間Ｔ０）を、硬度判定部７９の判定結果及び高さ演算部７７の演算結果に応じて変更（再設定）する機能を果たし、変更された中断条件は記憶部８０に記憶される。
【００５８】
しきい値Ｐｃ０を変更する場合を例に説明すると、しきい値Ｐｃ０として複数の値（ここでは、仮にしきい値Ｐｃ０Ｌ，Ｐｃ０Ｈ（Ｐｃ０Ｌ＜Ｐｃ０Ｈ）とする）を用意しておき、硬度判定部７９により被破砕物の硬度が「低硬度」又は「中硬度」と評価された場合には低いしきい値Ｐｃ０Ｌ、「高硬度」と評価された場合には高いしきい値Ｐｃ０Ｈを設定するといった要領である。勿論、用意するしきい値の数は限定されず、例えば３つのしきい値Ｐｃ０Ｌ，Ｐｃ０Ｍ，Ｐｃ０Ｈ（Ｐｃ０Ｌ＜Ｐｃ０Ｍ＜Ｐｃ０Ｈ）を用意しておき、「高硬度」、「中硬度」、「低硬度」にそれぞれしきい値Ｐｃ０Ｈ，Ｐｃ０Ｍ，Ｐｃ０Ｌを割り当てることも考えられる。
【００５９】
勿論、しきい値Ｐｃ０を変更する代わりに、設定時間Ｔ０を変更する構成とすることもできる。この場合、設定時間Ｔ０として複数の値（ここでは、仮に設定時間Ｔ０Ｓ，Ｔ０Ｌ（Ｔ０Ｓ＜Ｔ０Ｌ）とする）を用意しておき、硬度判定部７９により被破砕物の硬度が「低硬度」又は「中硬度」と評価された場合には短い設定時間Ｔ０Ｓ、「高硬度」と評価された場合には長い設定時間Ｔ０Ｌを設定するといった要領である。勿論、用意する設定時間の数は限定されず、例えば３つの設定時間Ｔ０Ｓ，Ｔ０Ｍ，Ｔ０Ｌ（Ｔ０Ｓ＜Ｔ０Ｍ＜Ｔ０Ｌ）を用意しておき、「高硬度」、「中硬度」、「低硬度」にそれぞれしきい値Ｔ０Ｌ，Ｔ０Ｍ，Ｔ０Ｓを割り当てることも考えられる。
【００６０】
さらに、しきい値Ｐｃ０、設定時間Ｔ０のいずれか一方だけでなく、両者の組み合わせにより、より細かく段階的に中断条件を設定するようにしても良い。或いは、被破砕物の硬度評価のみならず、先に表１で説明した破砕条件のように被破砕物の硬度及び高さの組み合わせに対し、しきい値Ｐｃ０、設定時間Ｔ０の適正な組み合わせをそれぞれ対応付ける構成も考えられる。
【００６１】
なお、中断条件と中断動作との関係としては、しきい値Ｐｃ０を下げる、設定時間Ｔ０を短縮する、又は両方をすることで、中断条件が満たされ易くなる（すなわち制御反応が敏感になる）ので、比較的硬質の被破砕物に対する中断条件として妥当性が増す傾向にある。反対に、しきい値Ｐｃ０を上げる、設定時間Ｔ０を延ばす、又は両方をすることで、中断条件が満たされ難くなる（すなわち制御反応が鈍感になる）ので、比較的軟質の被破砕物に対する中断条件として妥当性が増す傾向にある。
【００６２】
記憶部８０は、上記破砕負荷演算部７６、高さ演算部７７、押圧負荷演算部７８、硬度判定部７９、破砕条件変更部８４、中断条件変更部８５の演算や判定の結果、設定した条件、その他各種演算や判定に必要な情報（表１のテーブル等）を記憶する。
【００６３】
出力部８６は、供給中断指令部８２、硬度判定指令部８３等からの指令信号を押圧シリンダ２９、押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６、送りコンベヤモータ６７の各制御弁６１−６４や開放弁６８等に出力する役割を果たす。
【００６４】
次に上記構成の本実施形態の破砕機の動作を説明する。
【００６５】
まず、図６を用いて破砕機の基本動作すなわち破砕運転中の動作を説明する。
【００６６】
（１）基本動作
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Ｗを投入すると、被破砕物Ｗ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、同図に示したように押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４が被破砕物Ｗ上に乗り上げ、その後、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Ｗ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Ｗ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Ｗ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６に矢印で示したように、破砕ロータ１５は被破砕物Ｗ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。
【００６７】
破砕ロータ１５に向かって押し込まれる被破砕物Ｗ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３４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３４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。
【００６８】
次に、図７等を用いて被破砕物の硬度を判定し、破砕条件を設定する動作を説明する。図７は制御装置７０による破砕条件等の変更手順を表したフローチャートである。
【００６９】
（２）破砕条件等の変更動作
（ステップ１０１）
破砕運転の開始が指示されたら、制御装置７０は図７の制御手順を開始し、破砕運転を開始する前にストロークセンサ７２及び圧力センサ７１の検出信号を入力し、押圧シリンダ２９の初期長さＬ０（図３参照）、初期圧力Ｐ０をそれぞれ演算して記憶部８０に記憶する。
【００７０】
（ステップ１０２）
制御装置７０は、記憶部８０から読み出した現在の破砕条件（又は操作盤５８等で入力操作された破砕条件）に応じて排出コンベヤ３、破砕装置１３、送りコンベヤ２４、押圧ローラ２４の各駆動装置の制御弁に指令信号を出力し、排出コンベヤ３、破砕装置１３、送りコンベヤ２４、押圧ローラ２４を駆動させて破砕運転を開始する（排出コンベヤ３の駆動速度は一定とする）。破砕運転開始後の動作は、「（１）基本動作」で説明した通りである。破砕運転時においては、図４に示した押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６、送りコンベヤモータ６７の各制御弁６２−６４は、モータ６５−６７を正転駆動するポジションに切り換えられ、破砕条件に応じた開度でモータ６５−６７に作動油を供給する。図４には図示していないが、排出コンベヤ３についても同様である。それに対し、押圧シリンダ２９に関しては、制御弁６１が押圧シリンダ２９への作動油の供給管路を遮断するポジション、開放弁６８が開放管路５９をタンク６０に連通するポジションとされるため、押圧シリンダ２９はフリーの状態であり、前述したように押圧ローラ装置１４の自重が被破砕物Ｗにかかる。
【００７１】
（ステップ１０３）
制御装置７０は、破砕運転中、手動押圧操作手段７４を手動操作することによる手動押圧操作手段７４からの操作入力の有無を判定する。入力がなければステップ１０４に手順を移行し、入力があれば手順をステップ１０７（後述）に移行する。
【００７２】
（ステップ１０４）
制御装置７０は、圧力センサ７３からの検出信号（破砕負荷信号）を入力し、破砕負荷演算部７６で破砕負荷Ｐｃを演算して記憶部８０に記憶する。
【００７３】
（ステップ１０５）
制御装置７０は、破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０を超えているか否かを判定する。破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０以下であれば、ステップ１０３に手順を戻し、しきい位置Ｐｃ０を超えていれば、破砕装置１３が過負荷状態にあると判定し、タイマ８１による時間計測を開始してステップ１０６に手順を移行する。
【００７４】
（ステップ１０６）
制御装置７０は、破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０を超えてから設定時間Ｔ０が経過したかどうか（中断条件が満たされたか否か）を判定する。設定時間Ｔ０の経過前であれば、手順をステップ１０５に戻し、その際に破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０以下に復帰していれば手順はステップ１０３に戻る。破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０を超えた状態のまま設定時間Ｔ０を経過した場合、すなわち中断条件が満たされた場合には、手順はステップ１０７に移る。
【００７５】
（ステップ１０７）
制御装置７０は、供給中断指令部８２により被破砕物の供給動作の中断を指令するとともに、硬度判定指令部８３により被破砕物の硬度判定の実行、すなわち被破砕物の押圧を指令する。
【００７６】
供給中断指令部８２は、押圧ローラモータ６５及び送りコンベヤモータ６７の制御弁６２，６４に指令して、押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２を短時間（設定時間）逆転駆動させて被破砕物を破砕装置１３から抜き出した状態とした上で、押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２を停止させる。或いは、逆転駆動させずに単に停止させる。
【００７７】
硬度判定指令部８３は、押圧シリンダ２９の制御弁６１に指令して押圧シリンダ２９を伸長駆動させ、停止中の送りコンベヤ１２の搬送面上の被破砕物に押圧ローラ２４を押し付け、被破砕物の硬度及び高さの判定を指示する。このとき、硬度判定指令部８３は、開放弁６８に指令信号を出力して開放管路５９を遮断するとともに、制御弁６１に指令信号を出力して押圧シリンダ２９を伸長させる。開放管路５９が遮断されることで、押圧シリンダ２９がフリー状態を脱し、油圧ポンプからの作動油で伸縮駆動可能な状態となる。
【００７８】
（ステップ１０８）
ステップ１０７で押圧シリンダ２９が伸長動作し押圧ローラ２４が被破砕物に押し付けられたことで、制御装置７０は、高さ演算部７７による測定動作を開始する。高さ演算部７７は、ストロークセンサ７２の検出信号を基に押圧シリンダ２９の現在の長さＬ（図６参照）を算出し、この長さＬを基に送りコンベヤ１２の搬送面からの押圧ローラ２４の下端部の高さＨ（図６参照）を演算して記憶部８０に記憶する。演算方法としては、例えば記憶部８０から押圧シリンダ２９の初期長さＬ０を読み出し、現在の長さＬと初期長さＬ０の偏差ΔＬ（＝Ｌ０−Ｌ）を算出して、ΔＬを送りコンベヤ１２の搬送面からの押圧ローラ２４の下端部の高さＨ（図６参照）、すなわち被破砕物の厚みに変換する場合が例示できる。偏差ΔＬを求めず、長さＬを高さＨに直接変換することも考えられる。
【００７９】
前掲した表１の評価区分を例とすれば、高さ演算部７７は、算出した高さＨを「高」「中」「低」で評価して記憶部８０に記憶する。
【００８０】
（ステップ１０９）
ステップ１０７で押圧シリンダ２９が伸長動作し押圧ローラ２４が被破砕物に押し付けられたことで、制御装置７０は、上記高さ測定動作と並行して、押圧負荷演算部７８による測定動作を実行する。押圧負荷演算部７８は、圧力センサ７１による検出信号を基に押圧シリンダ２９の現在の圧力Ｐを算出し、この圧力Ｐを基に押圧負荷Ｓを演算して記憶部８０に記憶する。演算方法としては、例えば記憶部８０から押圧シリンダ２９の初期圧力Ｐ０を読み出し、現在の圧力Ｐと初期圧力Ｐ０の偏差ΔＰ（＝Ｐ−Ｐ０）を押圧シリンダ２９の押圧力に変換する場合が例示できる。偏差ΔＰを求めず、圧力Ｐを押圧負荷Ｓに変換することも考えられる。
【００８１】
前掲した表１の評価区分を例とすれば、押圧負荷演算部７８で演算された押圧負荷Ｓは、硬度判定部７９によって「高硬度」「中硬度」「低硬度」に区分され記憶部８０に記憶される。
【００８２】
（ステップ１１０）
被破砕物の高さと硬度が演算されたら、制御装置７０は、破砕条件変更部８４及び中断条件変更部８５により、ステップ１０７，Ｓ１０８の判定結果に応じて破砕条件及び中断条件を変更する。
【００８３】
具体的には、破砕条件変更部８４は、硬度判定部７９による被破砕物の硬度の判定結果及び高さ演算部７７による被破砕物の高さ評価結果に応じて、破砕条件を変更し、変更した破砕条件を記憶部８０に記憶する。本実施形態では、前掲の表１のテーブルで破砕条件が設定されることとする。
【００８４】
また、中断条件変更部８５は、硬度判定部７９の判定結果及び高さ演算部７７の評価結果に応じて、中断条件を前述したように変更し、変更した中断条件を記憶部８０に記憶する。
【００８５】
（ステップ１１１）
ステップ１１０で破砕条件及び中断条件が変更されたら、制御装置７０は、破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０以下になるまで、押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２を停止状態のまま待機させ、Ｐｃ≦Ｐｃ０の状態に復帰したら手順をステップ１１２に移行する。なお、このステップ１１１で判定に用いるしきい値Ｐｃ０は、ステップ１１０が実行される前の値が維持されている（ステップ１１０で同値が再設定されている）場合もあるが、変更されている（ステップ１１０で大きな値又は小さな値に設定変更されている）場合もある。したがって、変更後のしきい値の大きさによってＰｃ≦Ｐｃ０となるのに要する時間は変化し得る。
【００８６】
（ステップ１１２）
ステップ１１２では、制御装置７０は、操作盤５８等で破砕運転の終了の操作が行われたか否かを判断し、終了の指示がなければ手順をステップ１０２に戻して破砕運転を再開する。破砕運転を再開する際には、制御装置７０は、ステップ１１０で変更された破砕条件を記憶部８０から読み出し、変更後の破砕条件に応じて排出コンベヤ３、破砕装置１３、送りコンベヤ２４、押圧ローラ２４の各駆動装置の制御弁に指令信号を出力し、排出コンベヤ３、破砕装置１３、送りコンベヤ２４、押圧ローラ２４を駆動させて破砕運転を開始する（排出コンベヤ３の駆動速度は一定とする）。押圧シリンダ２９はフリーの状態に復帰する。
【００８７】
ステップ１１２の実行時に、既に破砕運転の終了が指示されていれば、制御装置７０は、破砕装置１３及び排出コンベヤ３を停止して図７の手順を終了する。
【００８８】
本実施形態の破砕機による作用効果を説明する。
【００８９】
まず、本実施形態によれば、被破砕物の性状や大きさが変化した場合、その変化に応じて破砕条件が適正に変更されるため、被破砕物に対して適正な条件で破砕動作が行われる結果、過負荷状態の発生が抑制され、破砕運転の中断の頻度が減少し作業効率が向上する。また、破砕条件のみならず、被破砕物の性状や大きさに応じて中断条件を適正に変更する場合には、破砕動作の中断時機の適正化によって、作業効率の更なる向上が期待できる。例えば、硬質の被破砕物を対象とした際、被破砕物の硬さの割に過負荷判断のための時間設定が長い場合には、破砕抵抗によって破砕ロータの回転数が低下した状態で暫く破砕動作が継続し得ることで、破砕物の粒度品質が低下する恐れがある。また、軟質の被破砕物を対象とした際、被破砕物の硬さの割に過負荷判断のための時間設定が短い場合には、制御が敏感になり過ぎ、必要以上に破砕動作が中断されて作業効率が低下する恐れがある。それに対し、本実施形態では、被破砕物の性状や大きさに応じて中断条件を変更することで、破砕物の粒度品質や作業効率の低下を抑制することができる。
【００９０】
このとき、本実施形態では、破砕条件や中断条件（以下、「破砕条件等」とする）の適正な選定をオペレータに強いることなく被破砕物の性状に応じて破砕条件等を自動的に設定することで、作業効率を向上させることができる。したがって、破砕条件等がオペレータの主観や経験に左右されることもなく、妥当性の高い破砕条件等で破砕機を運転することができ、また破砕条件等の設定でオペレータを悩ませることもない。また、破砕機の運転操作は投入重機のオペレータが兼務することが多く、破砕機の運転状況や被破砕物の性状の監視、破砕条件等の設定変更を強いることはオペレータの負担になるが、本実施形態ではこのオペレータの負担軽減にも寄与する。
【００９１】
また、本実施形態の破砕機は、例えば破砕装置に被破砕物を供給しながら破砕ロータの負荷を監視して破砕条件にフィードバックするのとは異なり、破砕装置１３に供給される前の被破砕物の性状や大きさを監視し、供給前にその被破砕物の性状に応じて破砕条件等を変更し得る点も、構成上の重要なメリットである。
【００９２】
さらには、通常の破砕運転時には押圧シリンダ２９をフリーにし、搬送されてくる被破砕物に押圧ローラ２４が乗り上げる構成としているのに対し、破砕条件等を変更する際には押圧シリンダ２９を伸長駆動して押圧ローラ２４を被破砕物に積極的に押し付けるため、破砕条件等の変更動作は通常の破砕動作と分けて実行することが好ましい。しかし、例えば一定時間おきに破砕動作を中断して破砕条件等の変更動作を実行する構成とすると、破砕条件等の変更が必要でないにも関わらず破砕動作が中断されて作業効率を低下させてしまう可能性もある。また、破砕運転中に押圧シリンダ２９をフリーにせずに一定の押圧力で被破砕物を押圧する構成とし、破砕動作中に随時又は一定時間おきに破砕条件等を変更する構成も考えられるが、データの処理量が必要以上に増大する、破砕条件等が過度に変更される等の恐れがある。
【００９３】
それに対し、本実施形態では、破砕装置１３が過負荷状態になって被破砕物の供給動作が中断される機会を利用して、その間に破砕条件等の変更動作を実行することにより、破砕条件等の変更動作のために必要以上に破砕動作を中断し作業効率を低下させることがない。また、被破砕物の性状や量に対して破砕条件等が適合していないことは破砕動作が中断される一因に挙げられるため、破砕動作中断の機会に破砕条件等が自動的に見直されることは合理的である。しかも、破砕条件等の変更動作を適時に実行するのでデータ処理量も抑えられ、過度に破砕条件等が変更されることもない。
【００９４】
なお、以上の実施形態において、被破砕物の高さを測定するために押圧シリンダ２９のストロークセンサ７２を用いたが、例えば押圧ローラ装置１４の回動軸２２（又は他の関節部）に角度センサを設置し、角度センサの検出信号を基に被破砕物の高さ（支持部材２３の角度姿勢）を測定することもできる。
【００９５】
また、破砕条件変更部８４が、硬度判定部７９の判定結果とともに高さ演算部７７の演算値を基にして破砕条件を設定する構成を採ったが、被破砕物の大きさが比較的均一で供給量も安定している場合等には、高さ演算部７７の演算結果を参照せず、硬度判定部７９の判定結果のみを基にして破砕条件を設定する構成としても良い。また、破砕条件変更部８４が、破砕条件として、破砕装置１３の駆動速度及び送りコンベヤ１２の駆動速度を変更する場合を例に挙げて説明したが、破砕装置１３及び送りコンベヤ１２のいずれか一方の駆動速度を変更する構成としても良い。
【００９６】
また、破砕条件の変更時に中断条件を併せて変更する場合を例示したが、破砕条件の変更に併せて中断条件を変更する必要は必ずしもなく、押圧シリンダ２９を伸長駆動して被破砕物を押圧ローラ２４で押圧した際に破砕条件のみを変更する構成としても良い。また、破砕条件と併せて中断条件を変更するにしても、しきい値Ｐｃ０及び設定時間Ｔ０の双方を変更する必要は必ずしもなく、いずれか一方のみを変更する構成とすることもできる。
【００９７】
また、破砕負荷を破砕ロータモータ６６の負荷圧力で測定する構成としたが、例えば破砕ロータモータ６６の回転数を検出する回転数センサを設置し、破砕ロータモータ６６の回転数を基に破砕負荷を測定する構成とすることもできる。また、破砕装置１３や押圧ローラ装置１４等の各作動機器を油圧駆動式としたが、電動にすることもできる。電動の駆動装置の負荷を検出する場合、例えば電動モータの負荷電流を基に過負荷を検出することができるので、油圧駆動式の場合と同様に図７に示した動作手順を実行することができる。
【００９８】
また、破砕装置１３の過負荷時に被破砕物の供給動作を中断させる際、送りコンベヤ１２及び押圧ローラ２４を一時的に逆転させてから停止させる構成としたが、逆転動作を実行せずに単に送りコンベヤ１２及び押圧ローラ２４を停止させる構成とすることもできる。また、送りコンベヤ１２上の被破砕物を押圧する押圧手段として押圧ローラ２４を例示したが、押圧ローラ２４に代えて例えば履帯状の押圧手段を用いることも考えられる。また、押圧手段を被破砕物に押し付ける押圧駆動手段としては、押圧シリンダ２９の代わりに、例えば回動軸２２に連結したモータ（油圧又は電動）を用いることもできる。
【００９９】
さらに、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】
【０１００】
１２ 送りコンベア
１３ 破砕装置
２４ 押圧ローラ（押圧手段）
２９ 押圧シリンダ（押圧駆動装置）
７１ 圧力センサ（押圧負荷測定手段）
７２ ストロークセンサ（高さ測定手段）
７３ 圧力センサ（破砕負荷測定手段）
７４ 手動押圧操作手段
７６ 破砕負荷演算部（破砕負荷測定手段）
７７ 高さ演算部（高さ測定手段）
７８ 押圧負荷演算部（押圧負荷測定手段）
７９ 硬度判定部（硬度判定手段）
８２ 供給中断指令部（供給中断指令手段）
８３ 硬度判定指令部（硬度判定指令手段）
８４ 破砕条件変更部（破砕条件変更手段）
８５ 中断条件変更部（中断条件変更手段）
Ｈ 被破砕物の高さ
Ｐｃ 破砕負荷
Ｐｃ０ しきい値
Ｓ 押圧負荷
Ｔ０ 設定時間
Ｗ 被破砕物
【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】
破砕装置を駆動する油圧モータの負荷圧が設定時間継続してしきい値を超えた場合に破砕装置が過負荷状態にあると判定し、破砕装置への被破砕物の供給を中断して破砕装置の負荷を低減する機能を備えた破砕機がある。ところが、この種の破砕機においては、過負荷状態の判定のための上記設定時間が一定であると、被破砕物の性状（硬さ等）によって破砕物の粒度品質の低下や中断頻度の必要以上の増大等の不具合が起こり得ることから、上記設定時間を手動で可変設定可能な設定手段を備えたものが提唱された（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７５３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された設定手段は、オペレータが任意に操作するものであるため、設定時間の設定はオペレータの主観や経験に左右される。そのため、破砕機の能力が効果的に発揮される適正な設定時間が必ずしも選択される訳ではなく、経験の浅いオペレータ等は却って設定時間の設定に迷い兼ねない。
【０００５】
また、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通常であり、破砕機の運転状況に注意を払いながら被破砕物の性状が変化する度に重機の運転を中断して上記の設定時間を変更することは煩わしくオペレータにとって負担である。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、被破砕物の性状に応じて運転条件を自動的に設定し、作業効率を向上させ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】
【０００７】
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、この破砕装置に被破砕物を搬送する送りコンベアと、この送りコンベアの搬送面に対向する押圧手段と、この押圧手段を前記送りコンベヤ上の被破砕物に押し付ける押圧駆動装置と、この押圧駆動装置を駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付けた際の前記押圧駆動装置の負荷を測定する押圧負荷測定手段と、この押圧負荷測定手段の測定結果から被破砕物の硬度を判定する硬度判定手段と、この硬度判定手段の判定結果に応じて、前記破砕装置の駆動速度、前記送りコンベヤの駆動速度の少なくとも一方を変更する破砕条件変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記破砕装置を駆動する破砕駆動装置の負荷を測定する破砕負荷測定手段と、この破砕負荷測定手段の測定値が予め設定した設定時間継続してしきい値を超えた場合に前記送りコンベヤによる前記破砕装置への被破砕物の供給動作を中断させる供給中断指令手段と、この供給中断指令手段からの指令に基づき前記送りコンベヤによる被破砕物の供給を中断している間に前記押圧駆動装置を駆動させて前記送りコンベヤ上の被破砕物に前記押圧手段を押し付けて前記硬度判定手段により前記被破砕物の硬度の判定を指令する硬度判定指令手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、被破砕物の硬度判定の実行時、前記供給中断指令手段が被破砕物の供給中断の判断に用いる前記しきい値、前記設定時間の少なくとも一方を前記硬度判定手段の判定結果に応じて変更する中断条件変更手段をさらに備えていることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれか１つにおいて、前記押圧駆動装置を駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付けた際の前記送りコンベヤの搬送面からの前記押圧手段の高さを測定する高さ測定手段をさらに備え、前記破砕条件変更手段は、前記硬度判定手段の判定結果とともに前記高さ測定手段の測定結果を基にして、前記破砕装置の駆動速度、前記送りコンベヤの駆動速度の少なくとも一方を変更することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれか１つにおいて、前記押圧駆動装置を手動で駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付ける手動押圧操作手段をさらに備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被破砕物の性状に応じて運転条件を自動的に設定し、作業効率を向上させることができる。
【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駆動システムの要部を抜き出して表した回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた制御装置の機能ブロック図である。
【図６】押圧ローラが被破砕物を押圧している様子を表した図で、図３に対応する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る破砕機に備えられた制御装置による破砕条件等の変更手順を表したフローチャートである。
【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である。
【００２３】
図３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（反発板）３４を備えている。破砕ロータ１５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。また、破砕ロータ１５は、外周部に複数の破砕ビット３６を有している。破砕ビット３６は、破砕ロータ１５の外周面に設けたビットホルダ３５のロータ正転方向（図３において時計回り）の前方側にボルト及びナット３７で取り付けられていて、その刃面（衝突面）は破砕ロータ１５の正転方向の前方を向いている。破砕ロータ１５は回転体であるため、その最外周部（破砕ビット３６）の回転軌跡面と静止体であるアンビル３４との間には所定の間隙が確保されている。
【００２６】
アンビル３４は、破砕室２７内に導入された被破砕物が衝突する衝突面３９を有しており、破砕ロータ１５の回転に伴って破砕室２７内を周回する破砕片に衝突面３９が対向するように、アンビルフレーム４０における湾曲板４１（後述）の破砕ロータ１５の正転方向後方側に取り付けられている。このアンビル３４は破砕室２７内の左右ほぼ全長に亘って（一方の破砕機フレーム２０の近傍から他方の破砕機フレーム２０の近傍まで）延在している。アンビル３４を保持するアンビルフレーム４０は、押圧ローラ装置１４の回動軸２２の上方にて破砕機フレーム２０に支持された回動軸３１を支点に前後に回動可能に支持されており、通常時は破砕機フレーム２０の内壁面に固設された支持ブロック４２に対しシアピン４３を介して支持されていて、アンビル３４が破砕室２７内に臨む姿勢で拘束されている。運転中、アンビル３４にシアピン４３の許容剪断応力を超える衝撃荷重がかかった場合、シアピン４３が破断してアンビルフレーム４０の拘束が解け、アンビルフレーム４０が回動軸３１を支点に回動しアンビル３４が破砕室２７から離れるとともに破砕室２７が開放される構成である。
【００２７】
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、送りコンベヤ１２の下流側端部を始点とした場合、破砕ロータ１５の正転方向に順に、送りコンベヤ１２の端部、湾曲板２８（後述）、アンビル３４、上記湾曲板４１、スクリーン（篩部材）３８が破砕ロータ１５の外周面に対向して円弧状に配置されており、これら送りコンベヤ１２、湾曲板２８、アンビル３４、湾曲板４１、スクリーン３８によって画定された空間が破砕室２７である。
【００２８】
スクリーン３８は、多数の排出孔（不図示）を有し円弧面状に曲成された板状の篩部材であり、破砕ロータ１５の外周面の下半側（上記湾曲板４１に対して破砕ロータ１５の正転方向前方側）に対向するように、弧状に形成されたスクリーンホルダ４４上に着脱可能に保持されている。また、スクリーン３８は、破砕ロータ１５の回転方向に複数枚（本実施形態では４枚）並べてスクリーンホルダ４４上に配置されている。
【００２９】
スクリーン３８を支持するスクリーンホルダ４４は、機体幅方向に延びる軸４５を支点にしてシリンダ４７の伸縮動作に伴って上下方向に回動する構成であり、図３の状態（作業時の姿勢）から破砕機フレーム２０よりも下側にスクリーン３８が下降する位置まで回動する。これによって、破砕機フレーム２０の下側からスクリーン３８を左右に抜き差しすることができる。
【００３０】
シリンダ４７は、例えば油圧シリンダ（電動シリンダでも良い）であり、左右の破砕機フレーム２０の内壁面にそれぞれ１本ずつ設置されている。左右のシリンダ４７は、破砕装置１３の前方側に位置し、破砕機フレーム２０に取り付けたブラケット４９にボトム側が回動可能に連結されており、ブラケット４９との連結部を基端部として後方側に延在している。シリンダ４７のロッド先端部にはスライダ４８が取り付けられ、このスライダ４８はアーム４６を介してスクリーンホルダ４４の前端部近傍に連結されている。アーム４６の両端は、スライダ４８とスクリーンホルダ４４に対して回動可能に連結されている。図３から判るように、スライダ４８及びアーム４６はリンク機構を構成しており、シリンダ４７の伸縮動作に伴うスライダ４８の前後方向への往復動作がアーム４６の回動動作を経由してスクリーンホルダ４４の上下動に変換される。
【００３１】
なお、スクリーンホルダ４４やアーム４６の長さ、シリンダ４７の前後位置等は、スクリーンホルダ４４が作業時の通常姿勢（図３の状態）のときに、アーム４６が破砕室２７の接線方向に概ね沿って鉛直近くまで立ち上がるように設定されており、リンク機構によるスクリーンホルダ４４の押し上げ力や姿勢保持力が効果的に得られるように配慮されている。
【００３２】
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である押圧シリンダ２９を備えている。
【００３３】
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。
【００３４】
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、破砕室２７の壁面の一部をなす上記の湾曲板２８が取付けられている。
【００３５】
押圧シリンダ２９は、被破砕物の硬度測定（後述）の際に送りコンベヤ１２上の被破砕物に押圧ローラ２４を押し付けたり、メンテナンス等の際に支持部材２３を上方に回動させて破砕室２７を開いたりするもので、アーム部２５の前端部近傍の上方位置に設けたビームを介して破砕機フレーム２０に固定されたブラケット３０にボトム側端部が、アーム部２５の上面後端部に設けたブラケット３２にロッド側端部がそれぞれ回動可能に連結されている。
【００３６】
押圧ローラ２４は、その軸方向（図３中の紙面直交方向）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いる。この押圧ローラ２４は駆動装置（不図示）を内部に収容していて、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の搬送速度に同調した周速度で回転駆動する。
【００３７】
図４は本実施形態の破砕機の駆動システムの要部、具体的には被破砕物の供給装置すなわち送りコンベヤ１２及び押圧ローラ装置１４、及び破砕装置１３の駆動系統を抜き出して表した回路図である。
【００３８】
図４に示したように、本実施形態の破砕機の駆動システムは、タンク６０、このタンク６０の作動油を吸い上げて吐出する少なくとも１つの油圧ポンプ（図示省略）、油圧ポンプからの作動油の流れ（方向及び流量）を制御する制御弁６１−６４、押圧ローラ装置１４の支持部材２３を上下に揺動させる上記押圧シリンダ２９、押圧ローラ２４を回転駆動させる油圧モータである押圧ローラモータ６５、破砕ロータ１５を回転駆動させる油圧モータである破砕ロータモータ６６、送りコンベヤ１２の駆動輪１６を回転駆動させる油圧モータである送りコンベヤモータ６７、制御弁６１から押圧シリンダ２９への作動油の供給管路をタンク６０に連通又は遮断する開放弁６８、及び当該駆動システムを制御する制御装置７０を備えている。
【００３９】
タンク６０は作動油を貯留するものであり、図４では開放弁６８を介した押圧シリンダ２９の系統との接続関係しか示していないが、同図に示した押圧シリンダ２９、押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６及び送りコンベヤモータ６７を含め、破砕機に搭載された全ての油圧駆動装置は、このタンク６０に貯留された作動油で作動し、油圧駆動装置を駆動した作動油はタンク６０に戻る構成である。
【００４０】
本実施形態では、押圧シリンダ２９のボトム側の油室に接続する作動油管路に圧力センサ７１が設けられている。また、押圧シリンダ２９には、そのロッドの伸長量を検出するストロークセンサ７２が設けられている。ストロークセンサ７２は、例えば押圧シリンダ２９のロッドに設けたスケールを検出するセンサであり、例えばロッドに磁性スケールを設け、この磁性スケールを磁気センサで検出するもの、また非磁性スケールをロッドに設け、この非磁性スケールを光センサで検出するもの等が適用可能である。さらに、破砕ロータモータ６６に接続する作動油管路にも圧力センサ７３が設けられている。
【００４１】
制御弁６１−６４は、例えば電磁比例駆動方式の油圧パイロット３位置切換弁であり、油圧ポンプから吐出される作動油の流れ（方向及び流量）を制御し、それぞれ押圧シリンダ２９、押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６、送りコンベヤモータ６７に供給する役割を果たす。なお、電磁油圧パイロット方式でなく、電磁切換方式の電動の制御弁、油圧で切換及び駆動する方式の制御弁で代替できる場合は、それらを制御弁６１−６４に用いることもできる。
【００４２】
このとき、押圧シリンダ２９のロッド側及びボトム側の両油室と制御弁６１とを接続する作動油管路からは、タンク６０に接続する開放管路５９が分岐している。上記の開放弁６８はこの開放管路５９に設けられた切換弁であり、開放管路５９を開放状態又は遮断状態のいずれかに切り換える役割を果たす。
【００４３】
制御装置７０は、上記圧力センサ７１、ストロークセンサ７２、圧力センサ７３の検出信号を入力し、これら入力信号に応じて制御弁６１−６４等に指令信号を出力し、押圧シリンダ２９、押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６、送りコンベヤモータ６７等の駆動装置を制御する機能を一機能として有する。なお、制御装置７０には、センサ７１−７３からの検出信号のみならず、上記の操作レバー５７や操作盤５８等の各操作手段からの操作信号も入力される。こうした操作手段の一つとして、図４には、押圧シリンダ２９を手動で駆動させて押圧ローラ２４を被破砕物に押し付ける手動押圧操作手段７４を図示した。
【００４４】
図５は制御装置７０の機能ブロック図である。
【００４５】
制御装置７０は、入力部７５、破砕負荷演算部７６、高さ演算部７７、押圧負荷演算部７８、硬度判定部７９、記憶部８０、タイマ８１、供給中断指令部８２、硬度判定指令部８３、破砕条件変更部８４、中断条件変更部８５、及び出力部８６を備えている。
【００４６】
入力部７５は、上記の圧力センサ７１、ストロークセンサ７２、圧力センサ７３等の検出手段からの検出信号、及び手動押圧操作手段７４等の操作手段からの操作信号を入力する機能を果たす。
【００４７】
破砕負荷演算部７６は、圧力センサ７３により検出された破砕ロータモータ６６の作動油管路の圧力を基に破砕ロータモータ６６の負荷を演算する演算処理部であり、圧力センサ７３とともに、破砕ロータモータ６６の負荷を測定する破砕負荷測定手段として機能する。破砕負荷演算部７６の演算結果は、記憶部８０に出力されて記憶部８０に記憶される。
【００４８】
高さ演算部７７は、ストロークセンサ７２の検出値を基に送りコンベヤ１２の搬送面からの押圧ローラ２４の下端部の高さを演算する演算処理部である。この高さ演算部７７は、上記のストロークセンサ７２とともに、押圧シリンダ２９を駆動させて押圧ローラ２４を被破砕物に押し付けた際の送りコンベヤ１２の搬送面からの押圧ローラ２４の下端部の高さ、言い換えれば送りコンベヤ１２上の被破砕物の上部の搬送面からの高さを測定する高さ測定手段を構成する。高さ演算部７７の演算結果は、記憶部８０に出力されて記憶部８０に記憶される。
【００４９】
押圧負荷演算部７８は、圧力センサ７１により検出された押圧シリンダ２９の作動油管路の圧力を基に押圧シリンダ２９の負荷を演算する演算処理部である。この押圧負荷演算部７８は、圧力センサ７１とともに、押圧シリンダ２９を伸長駆動させて押圧ローラ２４を被破砕物に押し付けた際の押圧シリンダ２９の負荷を測定する押圧負荷測定手段を構成する。押圧負荷演算部７８の演算結果は、記憶部８０に出力されて記憶部８０に記憶される。
【００５０】
硬度判定部７９は、押圧負荷演算部７８の測定結果から被破砕物の硬度を判定する判定処理部である。この硬度判定部７９では、押圧負荷の測定値を予め用意された少なくとも１つのしきい値と比較することにより、被破砕物の硬度を判定する。その一例として、本実施形態では、予め押圧負荷に対して２つのしきい値Ｓ１，Ｓ２（Ｓ１＜Ｓ２）を用意し、例えば測定された押圧負荷ＳがＳ１以下（Ｓ≦Ｓ１）であれば低硬度の被破砕物、押圧負荷ＳがＳ１より大きくＳ２以下（Ｓ１＜Ｓ≦Ｓ２）であれば中硬度の被破砕物、押圧負荷ＳがＳ２より大きければ（Ｓ＞Ｓ２）高硬度の被破砕物と判定する。ここに例示した低硬度とは、例えば草や樹皮、廃パレット等を想定した硬度範囲である。中硬度とは、例えば枝葉や建造物等の解体材等を想定した硬度範囲である。高硬度とは、例えば丸太や幹、柱材等を想定した硬度範囲である。硬度判定部７９の判定結果は、記憶部８０に出力されて記憶部８０に記憶される。
【００５１】
供給中断指令部８２は、破砕負荷演算部７６で演算された破砕負荷の測定結果がしきい値Ｐｃ０を超えた状態が予め設定した設定時間Ｔ０継続した場合、破砕装置１３が過負荷状態にあると判断し、押圧ローラモータ６５及び送りコンベヤモータ６７の制御弁６２，６４に指令して、送りコンベヤ１２及び押圧ローラ装置１４による破砕装置１３への被破砕物の供給動作を中断させる指令部である。具体的には、供給中断指令部８２は、破砕装置１３が過負荷状態にあると判断したら、押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２を短時間（設定）だけ逆転駆動させて被破砕物を破砕装置から抜き出した上で停止させ、その後破砕負荷がしきい値Ｐｃ０を下回ったら（若しくは予め定めた設定時間が経過したら）、押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２再び正転駆動させて破砕動作を再開させる。なお、以下の説明において、破砕装置１３が過負荷状態か否かを判定するための上記のしきい値Ｐｃ０、設定時間Ｔ０を適宜「中断条件」と記載する。
【００５２】
硬度判定指令部８３は、破砕装置１３が過負荷状態にあると供給中断指令部８２が判定した際、供給中断指令部８２からの指令に基づき前記送りコンベヤによる被破砕物の供給が中断している間に、押圧シリンダ２９の制御弁６１に指令して押圧シリンダ２９を伸長駆動させ、送りコンベヤ１２上の被破砕物に押圧ローラ２４を押し付けさせて前記硬度判定手段により前記被破砕物の硬度の判定を指令する指令部である。この押圧シリンダ２９の伸長動作は、上記の高さ演算部７７及び押圧負荷演算部７８による前述の測定動作のトリガになり、押圧ローラ２４が被破砕物を押圧することによって被破砕物の搬送面からの高さや押圧負荷が測定され、さらには硬度判定部７９によって押圧負荷の測定結果から被破砕物の硬度が判定される。
【００５３】
破砕条件変更部８４は、上記の硬度判定部７９による被破砕物の硬度の判定結果及び高さ演算部７７による被破砕物の高さの測定結果に応じて、破砕条件を変更（再設定）する機能を果たし、変更後の破砕条件は記憶部８０に記憶される。ここで言う「破砕条件」とは、破砕装置１３の駆動速度（破砕ロータモータ６６の回転速度）、送りコンベヤ１２の駆動速度（送りコンベヤモータ６７の駆動速度）、及び押圧ローラ２４の駆動速度（押圧ローラモータ６５の駆動速度）である。変更後の破砕条件は、前述したように供給中断指令部８２が破砕動作の再開を指令する際に参照され、再開後の破砕動作は変更後の破砕条件で実行される。このとき、記憶部８０には、被破砕物の硬度の判定結果、被破砕物の高さの測定結果、及び破砕条件の関係を予め定めたテーブルが記憶されていて、破砕条件変更部８４は、破砕条件を変更する際に記憶部８０に記憶されたテーブルを読み込んで被破砕物の硬度及び高さに応じた破砕条件を選択する。テーブルの一例を表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
ここで、表１中の被破砕物の高さは、例えば、押圧ローラ２４の最大上昇高さを三等分し、高い領域から順に「高」「中」「低」と区分したものである。すなわち「高」のときの被破砕物の高さが最も高く、「中」「低」と順に低くなっていく。また、破砕モードＬ，Ｍ，Ｈは、破砕装置１３の運転モード名であり、破砕モードＬ，Ｍ，Ｈにおける破砕ロータ１５の回転速度の関係はＬ＜Ｍ＜Ｈである。さらに、被破砕物の供給速度の数値は、送りコンベヤ１２及び押圧ローラ装置１４の駆動速度の最大値を１００％とし、最大値に対して何％程度の値かを表している。例えば操作盤５８にある被破砕物の供給速度設定用のダイヤルの目盛りが最小から最大まで等分に１０目盛りだとすると、（被破砕物の硬度／高さ）の組み合わせが（軟質／低）の場合、ダイヤルの最大目盛り（１００％）に設定したときの供給速度、及び破砕モードＬという破砕条件に設定される。ダイヤル目盛り換算で表１の破砕条件をまとめると、次の通りである。
【００５６】
（軟質／低）：ダイヤル目盛り１０／破砕モードＬ
（軟質／中）：ダイヤル目盛り８−９／破砕モードＬ
（軟質／高）：ダイヤル目盛り７−８／破砕モードＬ
（中質／低）：ダイヤル目盛り７−８／破砕モードＭ
（中質／中）：ダイヤル目盛り５−６／破砕モードＭ
（中質／高）：ダイヤル目盛り３−５／破砕モードＭ
（硬質／低）：ダイヤル目盛り５−７／破砕モードＨ
（硬質／中）：ダイヤル目盛り３−５／破砕モードＨ
（硬質／高）：ダイヤル目盛り１−３／破砕モードＨ
表１に例示したテーブルでは、被破砕物が硬度によって破砕モードを設定し、それぞれの硬度において被破砕物の高さによって被破砕物の供給速度に差を付けた設定としてある。表１の設定は一例であって、被破砕物の硬度、高さの評価、区分数、破砕条件との対応を含めて適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００５７】
中断条件変更部８５は、被破砕物の硬度判定の実行時、すなわち破砕条件変更部８４が破砕条件を変更する際、供給中断指令手段８２が被破砕物の供給中断の判断に用いる上記中断条件（しきい値Ｐｃ０、設定時間Ｔ０）を、硬度判定部７９の判定結果及び高さ演算部７７の演算結果に応じて変更（再設定）する機能を果たし、変更された中断条件は記憶部８０に記憶される。
【００５８】
しきい値Ｐｃ０を変更する場合を例に説明すると、しきい値Ｐｃ０として複数の値（ここでは、仮にしきい値Ｐｃ０Ｌ，Ｐｃ０Ｈ（Ｐｃ０Ｌ＜Ｐｃ０Ｈ）とする）を用意しておき、硬度判定部７９により被破砕物の硬度が「低硬度」又は「中硬度」と評価された場合には低いしきい値Ｐｃ０Ｌ、「高硬度」と評価された場合には高いしきい値Ｐｃ０Ｈを設定するといった要領である。勿論、用意するしきい値の数は限定されず、例えば３つのしきい値Ｐｃ０Ｌ，Ｐｃ０Ｍ，Ｐｃ０Ｈ（Ｐｃ０Ｌ＜Ｐｃ０Ｍ＜Ｐｃ０Ｈ）を用意しておき、「高硬度」、「中硬度」、「低硬度」にそれぞれしきい値Ｐｃ０Ｈ，Ｐｃ０Ｍ，Ｐｃ０Ｌを割り当てることも考えられる。
【００５９】
勿論、しきい値Ｐｃ０を変更する代わりに、設定時間Ｔ０を変更する構成とすることもできる。この場合、設定時間Ｔ０として複数の値（ここでは、仮に設定時間Ｔ０Ｓ，Ｔ０Ｌ（Ｔ０Ｓ＜Ｔ０Ｌ）とする）を用意しておき、硬度判定部７９により被破砕物の硬度が「低硬度」又は「中硬度」と評価された場合には短い設定時間Ｔ０Ｓ、「高硬度」と評価された場合には長い設定時間Ｔ０Ｌを設定するといった要領である。勿論、用意する設定時間の数は限定されず、例えば３つの設定時間Ｔ０Ｓ，Ｔ０Ｍ，Ｔ０Ｌ（Ｔ０Ｓ＜Ｔ０Ｍ＜Ｔ０Ｌ）を用意しておき、「高硬度」、「中硬度」、「低硬度」にそれぞれしきい値Ｔ０Ｌ，Ｔ０Ｍ，Ｔ０Ｓを割り当てることも考えられる。
【００６０】
さらに、しきい値Ｐｃ０、設定時間Ｔ０のいずれか一方だけでなく、両者の組み合わせにより、より細かく段階的に中断条件を設定するようにしても良い。或いは、被破砕物の硬度評価のみならず、先に表１で説明した破砕条件のように被破砕物の硬度及び高さの組み合わせに対し、しきい値Ｐｃ０、設定時間Ｔ０の適正な組み合わせをそれぞれ対応付ける構成も考えられる。
【００６１】
なお、中断条件と中断動作との関係としては、しきい値Ｐｃ０を下げる、設定時間Ｔ０を短縮する、又は両方をすることで、中断条件が満たされ易くなる（すなわち制御反応が敏感になる）ので、比較的硬質の被破砕物に対する中断条件として妥当性が増す傾向にある。反対に、しきい値Ｐｃ０を上げる、設定時間Ｔ０を延ばす、又は両方をすることで、中断条件が満たされ難くなる（すなわち制御反応が鈍感になる）ので、比較的軟質の被破砕物に対する中断条件として妥当性が増す傾向にある。
【００６２】
記憶部８０は、上記破砕負荷演算部７６、高さ演算部７７、押圧負荷演算部７８、硬度判定部７９、破砕条件変更部８４、中断条件変更部８５の演算や判定の結果、設定した条件、その他各種演算や判定に必要な情報（表１のテーブル等）を記憶する。
【００６３】
出力部８６は、供給中断指令部８２、硬度判定指令部８３等からの指令信号を押圧シリンダ２９、押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６、送りコンベヤモータ６７の各制御弁６１−６４や開放弁６８等に出力する役割を果たす。
【００６４】
次に上記構成の本実施形態の破砕機の動作を説明する。
【００６５】
まず、図６を用いて破砕機の基本動作すなわち破砕運転中の動作を説明する。
【００６６】
（１）基本動作
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Ｗを投入すると、被破砕物Ｗ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、同図に示したように押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４が被破砕物Ｗ上に乗り上げ、その後、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Ｗ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Ｗ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Ｗ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６に矢印で示したように、破砕ロータ１５は被破砕物Ｗ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。
【００６７】
破砕ロータ１５に向かって押し込まれる被破砕物Ｗ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３４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３４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。
【００６８】
次に、図７等を用いて被破砕物の硬度を判定し、破砕条件を設定する動作を説明する。図７は制御装置７０による破砕条件等の変更手順を表したフローチャートである。
【００６９】
（２）破砕条件等の変更動作
（ステップ１０１）
破砕運転の開始が指示されたら、制御装置７０は図７の制御手順を開始し、破砕運転を開始する前にストロークセンサ７２及び圧力センサ７１の検出信号を入力し、押圧シリンダ２９の初期長さＬ０（図３参照）、初期圧力Ｐ０をそれぞれ演算して記憶部８０に記憶する。
【００７０】
（ステップ１０２）
制御装置７０は、記憶部８０から読み出した現在の破砕条件（又は操作盤５８等で入力操作された破砕条件）に応じて排出コンベヤ３、破砕装置１３、送りコンベヤ２４、押圧ローラ２４の各駆動装置の制御弁に指令信号を出力し、排出コンベヤ３、破砕装置１３、送りコンベヤ２４、押圧ローラ２４を駆動させて破砕運転を開始する（排出コンベヤ３の駆動速度は一定とする）。破砕運転開始後の動作は、「（１）基本動作」で説明した通りである。破砕運転時においては、図４に示した押圧ローラモータ６５、破砕ロータモータ６６、送りコンベヤモータ６７の各制御弁６２−６４は、モータ６５−６７を正転駆動するポジションに切り換えられ、破砕条件に応じた開度でモータ６５−６７に作動油を供給する。図４には図示していないが、排出コンベヤ３についても同様である。それに対し、押圧シリンダ２９に関しては、制御弁６１が押圧シリンダ２９への作動油の供給管路を遮断するポジション、開放弁６８が開放管路５９をタンク６０に連通するポジションとされるため、押圧シリンダ２９はフリーの状態であり、前述したように押圧ローラ装置１４の自重が被破砕物Ｗにかかる。
【００７１】
（ステップ１０３）
制御装置７０は、破砕運転中、手動押圧操作手段７４を手動操作することによる手動押圧操作手段７４からの操作入力の有無を判定する。入力がなければステップ１０４に手順を移行し、入力があれば手順をステップ１０７（後述）に移行する。
【００７２】
（ステップ１０４）
制御装置７０は、圧力センサ７３からの検出信号（破砕負荷信号）を入力し、破砕負荷演算部７６で破砕負荷Ｐｃを演算して記憶部８０に記憶する。
【００７３】
（ステップ１０５）
制御装置７０は、破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０を超えているか否かを判定する。破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０以下であれば、ステップ１０３に手順を戻し、しきい位置Ｐｃ０を超えていれば、破砕装置１３が過負荷状態にあると判定し、タイマ８１による時間計測を開始してステップ１０６に手順を移行する。
【００７４】
（ステップ１０６）
制御装置７０は、破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０を超えてから設定時間Ｔ０が経過したかどうか（中断条件が満たされたか否か）を判定する。設定時間Ｔ０の経過前であれば、手順をステップ１０５に戻し、その際に破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０以下に復帰していれば手順はステップ１０３に戻る。破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０を超えた状態のまま設定時間Ｔ０を経過した場合、すなわち中断条件が満たされた場合には、手順はステップ１０７に移る。
【００７５】
（ステップ１０７）
制御装置７０は、供給中断指令部８２により被破砕物の供給動作の中断を指令するとともに、硬度判定指令部８３により被破砕物の硬度判定の実行、すなわち被破砕物の押圧を指令する。
【００７６】
供給中断指令部８２は、押圧ローラモータ６５及び送りコンベヤモータ６７の制御弁６２，６４に指令して、押圧ローラ装置１４の押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２を短時間（設定時間）逆転駆動させて被破砕物を破砕装置１３から抜き出した状態とした上で、押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２を停止させる。或いは、逆転駆動させずに単に停止させる。
【００７７】
硬度判定指令部８３は、押圧シリンダ２９の制御弁６１に指令して押圧シリンダ２９を伸長駆動させ、停止中の送りコンベヤ１２の搬送面上の被破砕物に押圧ローラ２４を押し付け、被破砕物の硬度及び高さの判定を指示する。このとき、硬度判定指令部８３は、開放弁６８に指令信号を出力して開放管路５９を遮断するとともに、制御弁６１に指令信号を出力して押圧シリンダ２９を伸長させる。開放管路５９が遮断されることで、押圧シリンダ２９がフリー状態を脱し、油圧ポンプからの作動油で伸縮駆動可能な状態となる。
【００７８】
（ステップ１０８）
ステップ１０７で押圧シリンダ２９が伸長動作し押圧ローラ２４が被破砕物に押し付けられたことで、制御装置７０は、高さ演算部７７による測定動作を開始する。高さ演算部７７は、ストロークセンサ７２の検出信号を基に押圧シリンダ２９の現在の長さＬ（図６参照）を算出し、この長さＬを基に送りコンベヤ１２の搬送面からの押圧ローラ２４の下端部の高さＨ（図６参照）を演算して記憶部８０に記憶する。演算方法としては、例えば記憶部８０から押圧シリンダ２９の初期長さＬ０を読み出し、現在の長さＬと初期長さＬ０の偏差ΔＬ（＝Ｌ０−Ｌ）を算出して、ΔＬを送りコンベヤ１２の搬送面からの押圧ローラ２４の下端部の高さＨ（図６参照）、すなわち被破砕物の厚みに変換する場合が例示できる。偏差ΔＬを求めず、長さＬを高さＨに直接変換することも考えられる。
【００７９】
前掲した表１の評価区分を例とすれば、高さ演算部７７は、算出した高さＨを「高」「中」「低」で評価して記憶部８０に記憶する。
【００８０】
（ステップ１０９）
ステップ１０７で押圧シリンダ２９が伸長動作し押圧ローラ２４が被破砕物に押し付けられたことで、制御装置７０は、上記高さ測定動作と並行して、押圧負荷演算部７８による測定動作を実行する。押圧負荷演算部７８は、圧力センサ７１による検出信号を基に押圧シリンダ２９の現在の圧力Ｐを算出し、この圧力Ｐを基に押圧負荷Ｓを演算して記憶部８０に記憶する。演算方法としては、例えば記憶部８０から押圧シリンダ２９の初期圧力Ｐ０を読み出し、現在の圧力Ｐと初期圧力Ｐ０の偏差ΔＰ（＝Ｐ−Ｐ０）を押圧シリンダ２９の押圧力に変換する場合が例示できる。偏差ΔＰを求めず、圧力Ｐを押圧負荷Ｓに変換することも考えられる。
【００８１】
前掲した表１の評価区分を例とすれば、押圧負荷演算部７８で演算された押圧負荷Ｓは、硬度判定部７９によって「高硬度」「中硬度」「低硬度」に区分され記憶部８０に記憶される。
【００８２】
（ステップ１１０）
被破砕物の高さと硬度が演算されたら、制御装置７０は、破砕条件変更部８４及び中断条件変更部８５により、ステップ１０７，Ｓ１０８の判定結果に応じて破砕条件及び中断条件を変更する。
【００８３】
具体的には、破砕条件変更部８４は、硬度判定部７９による被破砕物の硬度の判定結果及び高さ演算部７７による被破砕物の高さ評価結果に応じて、破砕条件を変更し、変更した破砕条件を記憶部８０に記憶する。本実施形態では、前掲の表１のテーブルで破砕条件が設定されることとする。
【００８４】
また、中断条件変更部８５は、硬度判定部７９の判定結果及び高さ演算部７７の評価結果に応じて、中断条件を前述したように変更し、変更した中断条件を記憶部８０に記憶する。
【００８５】
（ステップ１１１）
ステップ１１０で破砕条件及び中断条件が変更されたら、制御装置７０は、破砕負荷Ｐｃがしきい値Ｐｃ０以下になるまで、押圧ローラ２４及び送りコンベヤ１２を停止状態のまま待機させ、Ｐｃ≦Ｐｃ０の状態に復帰したら手順をステップ１１２に移行する。なお、このステップ１１１で判定に用いるしきい値Ｐｃ０は、ステップ１１０が実行される前の値が維持されている（ステップ１１０で同値が再設定されている）場合もあるが、変更されている（ステップ１１０で大きな値又は小さな値に設定変更されている）場合もある。したがって、変更後のしきい値の大きさによってＰｃ≦Ｐｃ０となるのに要する時間は変化し得る。
【００８６】
（ステップ１１２）
ステップ１１２では、制御装置７０は、操作盤５８等で破砕運転の終了の操作が行われたか否かを判断し、終了の指示がなければ手順をステップ１０２に戻して破砕運転を再開する。破砕運転を再開する際には、制御装置７０は、ステップ１１０で変更された破砕条件を記憶部８０から読み出し、変更後の破砕条件に応じて排出コンベヤ３、破砕装置１３、送りコンベヤ２４、押圧ローラ２４の各駆動装置の制御弁に指令信号を出力し、排出コンベヤ３、破砕装置１３、送りコンベヤ２４、押圧ローラ２４を駆動させて破砕運転を開始する（排出コンベヤ３の駆動速度は一定とする）。押圧シリンダ２９はフリーの状態に復帰する。
【００８７】
ステップ１１２の実行時に、既に破砕運転の終了が指示されていれば、制御装置７０は、破砕装置１３及び排出コンベヤ３を停止して図７の手順を終了する。
【００８８】
本実施形態の破砕機による作用効果を説明する。
【００８９】
まず、本実施形態によれば、被破砕物の性状や大きさが変化した場合、その変化に応じて破砕条件が適正に変更されるため、被破砕物に対して適正な条件で破砕動作が行われる結果、過負荷状態の発生が抑制され、破砕運転の中断の頻度が減少し作業効率が向上する。また、破砕条件のみならず、被破砕物の性状や大きさに応じて中断条件を適正に変更する場合には、破砕動作の中断時機の適正化によって、作業効率の更なる向上が期待できる。例えば、硬質の被破砕物を対象とした際、被破砕物の硬さの割に過負荷判断のための時間設定が長い場合には、破砕抵抗によって破砕ロータの回転数が低下した状態で暫く破砕動作が継続し得ることで、破砕物の粒度品質が低下する恐れがある。また、軟質の被破砕物を対象とした際、被破砕物の硬さの割に過負荷判断のための時間設定が短い場合には、制御が敏感になり過ぎ、必要以上に破砕動作が中断されて作業効率が低下する恐れがある。それに対し、本実施形態では、被破砕物の性状や大きさに応じて中断条件を変更することで、破砕物の粒度品質や作業効率の低下を抑制することができる。
【００９０】
このとき、本実施形態では、破砕条件や中断条件（以下、「破砕条件等」とする）の適正な選定をオペレータに強いることなく被破砕物の性状に応じて破砕条件等を自動的に設定することで、作業効率を向上させることができる。したがって、破砕条件等がオペレータの主観や経験に左右されることもなく、妥当性の高い破砕条件等で破砕機を運転することができ、また破砕条件等の設定でオペレータを悩ませることもない。また、破砕機の運転操作は投入重機のオペレータが兼務することが多く、破砕機の運転状況や被破砕物の性状の監視、破砕条件等の設定変更を強いることはオペレータの負担になるが、本実施形態ではこのオペレータの負担軽減にも寄与する。
【００９１】
また、本実施形態の破砕機は、例えば破砕装置に被破砕物を供給しながら破砕ロータの負荷を監視して破砕条件にフィードバックするのとは異なり、破砕装置１３に供給される前の被破砕物の性状や大きさを監視し、供給前にその被破砕物の性状に応じて破砕条件等を変更し得る点も、構成上の重要なメリットである。
【００９２】
さらには、通常の破砕運転時には押圧シリンダ２９をフリーにし、搬送されてくる被破砕物に押圧ローラ２４が乗り上げる構成としているのに対し、破砕条件等を変更する際には押圧シリンダ２９を伸長駆動して押圧ローラ２４を被破砕物に積極的に押し付けるため、破砕条件等の変更動作は通常の破砕動作と分けて実行することが好ましい。しかし、例えば一定時間おきに破砕動作を中断して破砕条件等の変更動作を実行する構成とすると、破砕条件等の変更が必要でないにも関わらず破砕動作が中断されて作業効率を低下させてしまう可能性もある。また、破砕運転中に押圧シリンダ２９をフリーにせずに一定の押圧力で被破砕物を押圧する構成とし、破砕動作中に随時又は一定時間おきに破砕条件等を変更する構成も考えられるが、データの処理量が必要以上に増大する、破砕条件等が過度に変更される等の恐れがある。
【００９３】
それに対し、本実施形態では、破砕装置１３が過負荷状態になって被破砕物の供給動作が中断される機会を利用して、その間に破砕条件等の変更動作を実行することにより、破砕条件等の変更動作のために必要以上に破砕動作を中断し作業効率を低下させることがない。また、被破砕物の性状や量に対して破砕条件等が適合していないことは破砕動作が中断される一因に挙げられるため、破砕動作中断の機会に破砕条件等が自動的に見直されることは合理的である。しかも、破砕条件等の変更動作を適時に実行するのでデータ処理量も抑えられ、過度に破砕条件等が変更されることもない。
【００９４】
なお、以上の実施形態において、被破砕物の高さを測定するために押圧シリンダ２９のストロークセンサ７２を用いたが、例えば押圧ローラ装置１４の回動軸２２（又は他の関節部）に角度センサを設置し、角度センサの検出信号を基に被破砕物の高さ（支持部材２３の角度姿勢）を測定することもできる。
【００９５】
また、破砕条件変更部８４が、硬度判定部７９の判定結果とともに高さ演算部７７の演算値を基にして破砕条件を設定する構成を採ったが、被破砕物の大きさが比較的均一で供給量も安定している場合等には、高さ演算部７７の演算結果を参照せず、硬度判定部７９の判定結果のみを基にして破砕条件を設定する構成としても良い。また、破砕条件変更部８４が、破砕条件として、破砕装置１３の駆動速度及び送りコンベヤ１２の駆動速度を変更する場合を例に挙げて説明したが、破砕装置１３及び送りコンベヤ１２のいずれか一方の駆動速度を変更する構成としても良い。
【００９６】
また、破砕条件の変更時に中断条件を併せて変更する場合を例示したが、破砕条件の変更に併せて中断条件を変更する必要は必ずしもなく、押圧シリンダ２９を伸長駆動して被破砕物を押圧ローラ２４で押圧した際に破砕条件のみを変更する構成としても良い。また、破砕条件と併せて中断条件を変更するにしても、しきい値Ｐｃ０及び設定時間Ｔ０の双方を変更する必要は必ずしもなく、いずれか一方のみを変更する構成とすることもできる。
【００９７】
また、破砕負荷を破砕ロータモータ６６の負荷圧力で測定する構成としたが、例えば破砕ロータモータ６６の回転数を検出する回転数センサを設置し、破砕ロータモータ６６の回転数を基に破砕負荷を測定する構成とすることもできる。また、破砕装置１３や押圧ローラ装置１４等の各作動機器を油圧駆動式としたが、電動にすることもできる。電動の駆動装置の負荷を検出する場合、例えば電動モータの負荷電流を基に過負荷を検出することができるので、油圧駆動式の場合と同様に図７に示した動作手順を実行することができる。
【００９８】
また、破砕装置１３の過負荷時に被破砕物の供給動作を中断させる際、送りコンベヤ１２及び押圧ローラ２４を一時的に逆転させてから停止させる構成としたが、逆転動作を実行せずに単に送りコンベヤ１２及び押圧ローラ２４を停止させる構成とすることもできる。また、送りコンベヤ１２上の被破砕物を押圧する押圧手段として押圧ローラ２４を例示したが、押圧ローラ２４に代えて例えば履帯状の押圧手段を用いることも考えられる。また、押圧手段を被破砕物に押し付ける押圧駆動手段としては、押圧シリンダ２９の代わりに、例えば回動軸２２に連結したモータ（油圧又は電動）を用いることもできる。
【００９９】
さらに、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】
【０１００】
１２ 送りコンベア
１３ 破砕装置
２４ 押圧ローラ（押圧手段）
２９ 押圧シリンダ（押圧駆動装置）
７１ 圧力センサ（押圧負荷測定手段）
７２ ストロークセンサ（高さ測定手段）
７３ 圧力センサ（破砕負荷測定手段）
７４ 手動押圧操作手段
７６ 破砕負荷演算部（破砕負荷測定手段）
７７ 高さ演算部（高さ測定手段）
７８ 押圧負荷演算部（押圧負荷測定手段）
７９ 硬度判定部（硬度判定手段）
８２ 供給中断指令部（供給中断指令手段）
８３ 硬度判定指令部（硬度判定指令手段）
８４ 破砕条件変更部（破砕条件変更手段）
８５ 中断条件変更部（中断条件変更手段）
Ｈ 被破砕物の高さ
Ｐｃ 破砕負荷
Ｐｃ０ しきい値
Ｓ 押圧負荷
Ｔ０ 設定時間
Ｗ 被破砕物
【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、
この破砕装置に被破砕物を搬送する送りコンベアと、
この送りコンベアの搬送面に対向する押圧手段と、
この押圧手段を前記送りコンベヤ上の被破砕物に押し付ける押圧駆動装置と、
この押圧駆動装置を駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付けた際の前記押圧駆動装置の負荷を測定する押圧負荷測定手段と、
この押圧負荷測定手段の測定結果から被破砕物の硬度を判定する硬度判定手段と、
この硬度判定手段の判定結果に応じて、前記破砕装置の駆動速度、前記送りコンベヤの駆動速度の少なくとも一方を変更する破砕条件変更手段と
を備えたことを特徴とする破砕機。
【請求項２】
前記破砕装置を駆動する破砕駆動装置の負荷を測定する破砕負荷測定手段と、
この破砕負荷測定手段の測定値が予め設定した設定時間継続してしきい値を超えた場合に前記送りコンベヤによる前記破砕装置への被破砕物の供給動作を中断させる供給中断指令手段と、
この供給中断指令手段からの指令に基づき前記送りコンベヤによる被破砕物の供給を中断している間に前記押圧駆動装置を駆動させ、前記送りコンベヤ上の被破砕物に前記押圧手段を押し付けて前記硬度判定手段により前記被破砕物の硬度の判定を指令する硬度判定指令手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の破砕機。
【請求項３】
被破砕物の硬度判定の実行時、前記供給中断指令手段が被破砕物の供給中断の判断に用いる前記しきい値、前記設定時間の少なくとも一方を前記硬度判定手段の判定結果に応じて変更する中断条件変更手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の破砕機。
【請求項４】
前記押圧駆動装置を駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付けた際の前記送りコンベヤの搬送面からの前記押圧手段の高さを測定する高さ測定手段をさらに備え、
前記破砕条件変更手段は、前記硬度判定手段の判定結果とともに前記高さ測定手段の測定結果を基にして、前記破砕装置の駆動速度、前記送りコンベヤの駆動速度の少なくとも一方を変更する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の破砕機。
【請求項５】
前記押圧駆動装置を手動で駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付ける手動押圧操作手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の破砕機。
【請求項１】
被破砕物を破砕する破砕装置と、
この破砕装置に被破砕物を搬送する送りコンベアと、
この送りコンベアの搬送面に対向する押圧手段と、
この押圧手段を前記送りコンベヤ上の被破砕物に押し付ける押圧駆動装置と、
この押圧駆動装置を駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付けた際の前記押圧駆動装置の負荷を測定する押圧負荷測定手段と、
この押圧負荷測定手段の測定結果から被破砕物の硬度を判定する硬度判定手段と、
この硬度判定手段の判定結果に応じて、前記破砕装置の駆動速度、前記送りコンベヤの駆動速度の少なくとも一方を変更する破砕条件変更手段と
を備えたことを特徴とする破砕機。
【請求項２】
前記破砕装置を駆動する破砕駆動装置の負荷を測定する破砕負荷測定手段と、
この破砕負荷測定手段の測定値が予め設定した設定時間継続してしきい値を超えた場合に前記送りコンベヤによる前記破砕装置への被破砕物の供給動作を中断させる供給中断指令手段と、
この供給中断指令手段からの指令に基づき前記送りコンベヤによる被破砕物の供給を中断している間に前記押圧駆動装置を駆動させ、前記送りコンベヤ上の被破砕物に前記押圧手段を押し付けて前記硬度判定手段により前記被破砕物の硬度の判定を指令する硬度判定指令手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の破砕機。
【請求項３】
被破砕物の硬度判定の実行時、前記供給中断指令手段が被破砕物の供給中断の判断に用いる前記しきい値、前記設定時間の少なくとも一方を前記硬度判定手段の判定結果に応じて変更する中断条件変更手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の破砕機。
【請求項４】
前記押圧駆動装置を駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付けた際の前記送りコンベヤの搬送面からの前記押圧手段の高さを測定する高さ測定手段をさらに備え、
前記破砕条件変更手段は、前記硬度判定手段の判定結果とともに前記高さ測定手段の測定結果を基にして、前記破砕装置の駆動速度、前記送りコンベヤの駆動速度の少なくとも一方を変更する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の破砕機。
【請求項５】
前記押圧駆動装置を手動で駆動させて前記押圧手段を被破砕物に押し付ける手動押圧操作手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の破砕機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−８１３６９（Ｐ２０１２−８１３６９Ａ）
【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２０１０−２２６８５９（Ｐ２０１０−２２６８５９）
【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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