JP4403012B2 - 車両付設バケット装置 - Google Patents

Description

本発明は、堆肥原料の攪拌や堆肥原料中の固形物の切断・粉砕を行う機能を備えた車両付設バケット装置に関する。

従来、家畜の糞尿、生ゴミ等の堆肥原料を攪拌して堆肥を製造するための種々の堆肥攪拌装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、上方が開口した円筒状の堆肥原料収容槽と、堆肥原料収容槽の中心から外壁へ延びるように堆肥原料収容槽の上方に配設されると共に堆肥原料収容槽の中心軸廻りに回転可能な旋回フレームと、旋回フレームから懸下される攪拌ユニットと、を備えた堆肥攪拌装置が提案されている。
また、従来では、堆肥原料を攪拌する機能を備えたバケットを付設し、堆肥を製造することが可能な作業車両が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２では、バケット内に回転駆動される回転軸を配設すると共にその回転軸の外周面に放射方向に延びる複数の細い棒状の攪拌棒を設けた、車両付設バケット装置が提案されている。
特開平１１−７６７８６号公報 特公平６−７６２７０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたような堆肥原料収容槽と攪拌ユニットとを備えた堆肥攪拌装置では、装置が大がかりになり、製造コストやランニングコストが多大なものとなる。
また、上記特許文献２に開示された車両付設バケット装置では、装置が大がかりにならない分、上記特許文献１と比較してより安価に堆肥を製造することができるものの、主に堆肥原料を攪拌するための構造となっている。これにより、特許文献２の構造では、堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等を切断・粉砕することは不可能であった。その結果、堆肥原料を均一に混合することが困難となって、堆肥原料の混合生成物の品質が悪いという問題点があった。
そこで、本発明は、堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物を切断・粉砕して堆肥原料の混合生成物の品質を向上させ得る車両付設バケット装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る車両付設バケット装置は、バケットの内部に配設されると共に回転駆動される水平状の回転軸と、該回転軸の外周面に上記回転軸と直交する直交平面状に突設されると共に堆肥原料中の固形物を切断する複数の回転ブレードと、上記バケットの内面に直立状に突設される複数の固定ブレードと、を備え、上記回転軸の軸心方向から見て、上記内面を、上記回転ブレードの先端が最も接近する位置から、上記回転ブレードの正回転上流方向に向かうにつれて、上記回転ブレードの先端から次第に離間するように形成し、かつ、上記固定ブレードを、上記回転ブレードの先端が最も接近する上記位置から、上記正回転上流方向に向かうにつれて、上記内面から次第に幅広となるように形成し、さらに、上記回転ブレードに、上記回転軸と平行に延びる棒状又は板状の攪拌部を突設したものである。

また、上記回転軸の軸方向から見て上記回転ブレードの先端の軌跡によって囲まれる領域の一部と上記固定ブレードの先端の一部領域が重なり合うように構成されたものである。
また、上記回転ブレードは、上記回転軸周方向の長さよりも該回転軸径方向の長さの方が短く形成されている。
また、上記回転ブレードは、中央から先端にかけて、基端から中央までの両側端よりも大きく上記回転軸の周方向外方へ突出する突出部を有する。
また、上記回転ブレードの先端には、切欠部が形成されている。

本発明に係る車両付設バケット装置によれば、容易に堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物を切断・粉砕することができ、堆肥原料を混ぜ合わせた混合生成物の品質を向上させることができる。
また、省スペース化を図りつつも、堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物を切断・粉砕する回転ブレードの能力を低減させることがないように構成することができる。
また、切欠部の間に堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物を挟み込み、確実にその固形物を切断・粉砕することができる。

また、回転ブレードに、回転軸と平行に延びる攪拌部を突設することによって、堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物の切断・粉砕が主な機能である回転ブレードに、大きな攪拌能力を与えることができる。これにより、堆肥原料をより均一に混ぜ合わせることができるので、堆肥原料の混合生成物の品質を向上させることができる。

以下、実施の形態及び参考例を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
図１は、本発明の実施の一形態を示す車両付設バケット装置を取付けた作業車両の側面図である。図２は、本発明に関係の深い参考例の車両付設バケット装置の断面側面図である。
車両付設バケット装置30は、図１に示すように、堆肥原料中の固形物の切断・粉砕、及び、堆肥原料の攪拌を行う機能を作業車両40に付与するものである。そして、この車両付設バケット装置30を取り付けた作業車両40を、堆肥の製造に利用するものである。
車両付設バケット装置30は、図２に示すように、バケット１の内部に配設されると共に回転駆動される回転軸２と、回転軸２の外周面に突設されると共に堆肥原料中の固形物を切断する回転ブレード３と、バケット１の内面１ａに固着される固定ブレード４と、を備えている。

バケット１は、（図１に示した）作業車両40に対して平面視左右方向が長手方向となるように作業車両40に取り付けられている。このバケット１は、バケット開閉油圧シリンダ20（図３参照）の動作によって、バケット１の開閉が行われる開閉式となっている。そして、バケット１を開閉させることによって、所定箇所に堆積された堆肥原料をバケット１内に取り込んだり落下させたりすることができるように構成されている。
回転軸２は、バケット１の長手方向に延びると共にバケット１の左右両端付近まで延びるように、バケット１の内部に一つ配設されている。この回転軸２は、図２中の矢印Ｂ方向の正転あるいはその逆の回転に切換え自在、かつ、回転速度調節自在となっている。
なお、図２に於て、回転ブレード３の数は、簡略化して１つのみ示した。

図４、図５は、夫々、回転軸の平面図、拡大断面側面図である。
回転ブレード３は、回転軸２の外周面に螺旋階段状に並ぶように複数個突設されている。これら複数個の回転ブレード３…は、側面視では回転軸２の外周面上に中心角度 120度間隔で３個並ぶように、かつ、平面視では回転軸２の長手方向に各々一定の間隔おきで並ぶように位置している。例えば、回転軸２の全長を2000mm〜2100mmとした場合、螺旋階段状に隣り合う回転ブレード３, ３の回転軸軸方向の間隔は、回転軸２の端部付近を除き、80mm〜 120mmとなるように設ける。なお、回転ブレード３…の回転軸２上に於ける位置や数は、種々の使用条件に合わせて変更可能である。

各々の回転ブレード３は、基端から先端にかけて略扇型に広がる平板状に形成されている。また、回転ブレード３は、回転軸２の周方向の長さＷよりも回転軸２の径方向の長さＨの方が短く形成されている。例えば、直径が 120mm〜 140mmの回転軸２に対して、回転ブレード３の先端の軌跡Ｔの直径が 285mm〜 305mmとなるように形成する。なお、回転ブレード３は、略扇型や平板状に形成するものに限るものではなく、種々の形状に設計変更可能である。例えば、略扇型に代えて略菱形とするも自由である。また、回転ブレード３を非対称に形成するも好ましい。回転ブレード３が非対称であって、回転軸２の正転を逆転に変更する場合には、回転ブレード３を反対向きに付け替えればよい。

また、回転ブレード３の先端には、逆三角形型の切欠部５が２つ形成されている。この切欠部５, ５を、図11（ａ）に示すような略Ｕ字型や図11（ｂ）に示すような鋸刃状に形成するも好ましい。
回転ブレード３は、回転軸２に固着された基礎部９と、ボルト・ナット等の取付具10により基礎部９に取り付けられる刃部８と、を有している。即ち、回転ブレード３は、刃部８が取り替え可能な構成となっている。これにより、回転軸２の外周面に複数個突設された回転ブレード３…のうち、消耗したものから取り替え可能となっている。

図６は、回転ブレードと固定ブレードとの位置関係を示す要部拡大斜視図である。
固定ブレード４は、図２に示すように、バケット１の内面１ａのうち、バケット１の開口部から最も奥まった位置に固着されている。また、固定ブレード４は、図６に示すように、螺旋階段状に隣合う回転ブレード３, ３の間の全てに位置するように、バケット１の長手方向（回転軸２の長手方向）に並んで複数個設けられている。これら複数個の固定ブレード４…は、全て同形状の略三日月型平板状に形成されている。なお、固定ブレード４は、略三日月型平板状に形成するものに限るのではなく、他の形状に変更するも自由である。
また、回転軸２の軸方向から見て回転ブレード３…の先端の軌跡Ｔによって囲まれる領域の一部と固定ブレード４…の先端の一部領域が重なり合うように構成されている（図２の領域Ａ）。

図７は、回転ブレードの他の参考例を示す回転軸の拡大断面側面図である。
この回転ブレード３…は、図５に示した回転ブレード３…と形状が異なる場合を例示している。即ち、回転軸２に突設された各々の回転ブレード３が、中央から先端にかけて、基端から中央までの両側端よりも大きく回転軸２の周方向外方へ突出する突出部６, ６を有するように構成したものである。この場合、回転ブレード３の回転軸周方向の長さＷは、例えば 300mm〜 310mm程度とするのが好ましい。Ｗを大きくとりすぎると回転ブレード３の表面積が大きくなって回転軸２を回転させる際の負荷が増大し、その分、装置の耐久性が低下する。Ｗを小さくしすぎると突出部６, ６を設けた効果が得られない。

図８は、回転ブレードの実施の形態を示す回転軸の要部拡大斜視図である。
この回転ブレード３…の実施形態は、図５に示した回転ブレード３…に、更に攪拌能力を向上させる部材を設けた場合を示している。即ち、実施形態では、回転軸２の外周面に突設された各々の回転ブレード３に、回転軸２と平行に延びる棒状の攪拌部７を突設したものである。なお、図８では、１個の回転ブレード３に攪拌部７を１個のみ突設する場合を例示したが、１個の回転ブレード３に攪拌部７を複数個設けるも好ましい。

また、この攪拌部７は、棒状のものに限るのではなく、他の形状とするも自由である。例えば、図９に示すように、攪拌部７を、回転ブレード３に孔を設けると共にこの孔にボルト付きの板状部材７ａを取付けることによって形成するも好ましい。また、図10に示すように、攪拌部７を、回転ブレード３に孔を設けると共にこの孔に長いボルト７ｂを取付けることによって形成するも好ましい。また、攪拌部７を突起状とするも好ましい。
また、回転ブレード３に攪拌部７を突設する場合、攪拌部７の形状だけでなく回転ブレード３の形状を図９や図10に示すような形状に形成するも好ましい。

図12に於て、本発明に係る車両付設バケット装置30では、バケット１の内部に配設された回転軸２を回転駆動させるための油圧モータ回路11を備えている。
油圧モータ回路11は、油圧モータ12と、油圧モータ12の回転方向を切換えるための回転方向切換弁13と、油圧モータ12と回転方向切換弁13とを接続する２つの油入出力ライン14ａ, 14ｂと、回転方向切換弁13を閉じて回路内の圧力が所定の値以上に上昇した際に２つの油入出力ライン14ａ, 14ｂ間を導通させる２つの循環ライン15ａ, 15ｂと、を備えている。

回転方向切換弁13は、レバー操作にて油圧モータ12の回転方向を正転、逆転、中立状態の３ポジションに切換可能とするものである。この回転方向切換弁13は、減圧バルブ19と組み合わされてメインバルブ18を構成している。
２つの循環ライン15ａ, 15ｂは、合わせて一つのブレーキバルブ17を構成している。また、これら２つの循環ライン15ａ, 15ｂは、夫々リリーフバルブ16を有している。このリリーフバルブ16の開閉により、２つの油入出力ライン14ａ, 14ｂ間は導通又は非導通とされる。循環ライン15ａ, 15ｂのリリーフバルブ16, 16は、通常閉じている。しかしながら、回路内の圧力が所定の圧力以上になった場合には、循環ライン15ａのリリーフバルブ16と循環ライン15ｂのリリーフバルブ16が連動して開くように制御される。

以上のように、本発明に係る車両付設バケット装置は、バケット１の内部に配設されると共に回転駆動される回転軸２と、回転軸２の外周面に突設されると共に堆肥原料中の固形物を切断する回転ブレード３…と、バケット１の内面１ａに固着される固定ブレード４…とを備えるので、回転ブレード３…と固定ブレード４…とによりバケット１の内部に取り込んだ堆肥原料を攪拌すると共に、堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物を容易に切断・粉砕することができる。これにより、堆肥原料を均一に混ぜ合わせることができるので、堆肥原料を混ぜ合わせた混合生成物の品質を向上させることができる。

また、回転軸２の軸方向から見て回転ブレード３…の先端の軌跡Ｔによって囲まれる領域の一部と固定ブレード４…の先端の一部領域が重なり合うように構成することによって、回転ブレード３…と固定ブレード４…との間に堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物をより容易に挟み込むことができる。これにより、より容易に堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物を切断・粉砕することができる。

また、回転ブレード３を、回転軸２の周方向の長さＷよりも回転軸２の径方向の長さＨの方が短くなるように形成することによって、省スペース化を図りつつも、回転ブレード３の堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物を切断・粉砕する能力を低減させることがないように構成することができる。

また、回転ブレード３を、中央から先端にかけて、基端から中央までの両側端よりも大きく回転軸２の周方向外方へ突出する突出部６, ６を有するように形成することによって、突出部６の部分が斧状となって堆肥原料中の家畜の糞や木の小枝等の固形物に突き刺すように働くので、より容易に固形物を切断・粉砕することができる。

また、回転ブレード３の先端に切欠部５を形成することによって、切欠部５の間に堆肥原料中の家畜の固まった糞や木の小枝等の固形物（図５中の符号45）を挟み込み、その状態でその固形物を固定ブレード４に当てがうことができる。これにより、確実に固形物を切断・粉砕することができる。

また、回転ブレード３に、回転軸２と平行に延びる攪拌部７を突設することによって、堆肥原料中の固形物の切断・粉砕が主な機能である回転ブレード３に、大きな攪拌能力を与えることができる。これにより、堆肥原料をより均一に混ぜ合わせることができるので、堆肥原料の混合生成物の品質を向上させることができる。

また、回転軸２を回転駆動させるための油圧モータ回路11が、油圧モータ12と、油圧モータ12の回転方向を切換えるための回転方向切換弁13と、油圧モータ12と回転方向切換弁13とを接続する２つの油入出力ライン14ａ, 14ｂと、回転方向切換弁13を閉じて回路内の圧力が所定の値以上に上昇した際に２つの油入出力ライン14ａ, 14ｂ間を導通させる２つの循環ライン15ａ, 15ｂと、を備えるように構成することによって、回転方向切換弁13を閉じた際に、油入出力ライン14ａ, 14ｂと循環ライン15ａ, 15ｂとの間で回路内の作動流体を循環させることによって、油圧モータ12への作動流体の流れを抑制することができる。これにより、回転方向切換弁13を閉じた際（操作レバーを中立状態にした際）に、油圧モータ12の動き（回転軸２の回転）を滑らかに止めることができる。即ち、２つの循環ライン15ａ, 15ｂが回転軸２の回転を滑らかに止めるブレーキの機能を有するように構成することができる。

また、回転方向切換弁13を閉じた際（操作レバーを中立状態にした際）に、油入出力ライン14ａ, 14ｂと、循環ライン15ａ, 15ｂとの間で回路内の作動流体を循環させて、回路内の圧力の急激な上昇を抑制することができる。これにより、回路内の圧力の急激な上昇に起因して、油圧モータ回路11が破損するのを防止することができる。

本発明の実施の一形態を示す車両付設バケット装置を取付けた作業車両の側面図である。 本発明の参考例を示す車両付設バケット装置の断面側面図である。 バケット開閉油圧シリンダ周辺の要部拡大正面図である。 回転軸の平面図である。 拡大断面側面図である。 回転ブレードと固定ブレードとの位置関係を示す要部拡大斜視図である。 回転ブレードの他の参考例を示す回転軸周辺の拡大断面側面図である。 回転ブレードの実施形態を示す回転軸周辺の要部拡大斜視図である。 他の実施形態を示す拡大断面側面図である。 さらに他の実施形態を示す拡大断面側面図である。 切欠部の他の実施の形態を示した回転ブレードの正面図である。 油圧モータ回路を示す図である。

１ バケット
１ａ 内面
２ 回転軸
３ 回転ブレード
４ 固定ブレード
５ 切欠部
６ 突出部
７ 攪拌部
11 油圧モータ回路
12 油圧モータ
13 回転方向切換弁
14ａ, 14ｂ 油入出力ライン
15ａ, 15ｂ 循環ライン
30 車両付設バケット装置

Claims (5)

1. バケット（１）の内部に配設されると共に回転駆動される水平状の回転軸（２）と、該回転軸（２）の外周面に上記回転軸（２）と直交する直交平面状に突設されると共に堆肥原料中の固形物を切断する複数の回転ブレード（３）と、上記バケット（１）の内面（１ａ）に直立状に突設される複数の固定ブレード（４）と、を備え、
   上記回転軸（２）の軸心方向から見て、上記内面（１ａ）を、上記回転ブレード（３）の先端が最も接近する位置から、上記回転ブレード（３）の正回転上流方向に向かうにつれて、上記回転ブレード（３）の先端から次第に離間するように形成し、かつ、上記固定ブレード（４）を、上記回転ブレード（３）の先端が最も接近する上記位置から、上記正回転上流方向に向かうにつれて、上記内面（１ａ）から次第に幅広となるように形成し、
   さらに、上記回転ブレード（３）に、上記回転軸（２）と平行に延びる棒状又は板状の攪拌部（７）を突設したことを特徴とする車両付設バケット装置。
2. 上記回転軸（２）の軸方向から見て上記回転ブレード（３）の先端の軌跡（Ｔ）によって囲まれる領域の一部と上記固定ブレード（４）の先端の一部領域が重なり合うように構成された請求項１記載の車両付設バケット装置。
3. 上記回転ブレード（３）は、上記回転軸（２）周方向の長さ（Ｗ）よりも該回転軸（２）径方向の長さ（Ｈ）の方が短く形成されている、請求項１又は２記載の車両付設バケット装置。
4. 上記回転ブレード（３）は、中央から先端にかけて、基端から中央までの両側端よりも大きく上記回転軸（２）の周方向外方へ突出する突出部 (６)(６) を有する請求項１、２又は３記載の車両付設バケット装置。
5. 上記回転ブレード（３）の先端には、切欠部（５）が形成されている請求項１，２，３又は４記載の車両付設バケット装置。

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