JP4963174B2 - 粉砕刃およびこれを備えた枝葉木粉砕機 - Google Patents

Description

本発明は、粉砕刃およびこれを備えた枝葉木粉砕機に関する。

従来、剪定した樹木の枝葉木を粉砕処理する枝葉木粉砕機が知られている。このような枝葉木粉砕機には、回転自在な円柱状の回転ロータが設けられ、この回転ロータには、軸方向に沿って連続した板状の回転刃が固定されている。また、枝葉木の送り込み部分前縁には、この前縁部分に沿って連続したやはり板状の固定刃が前記回転ロータに向けて突設されている。送り込まれた枝葉木は、この固定刃とここを通過する回転刃とによって切削され、粉砕される（例えば、特許文献１参照）。

また、前記板状の回転刃を回転ロータの外周面に対して螺旋状に固定した構造も知られている。このような構造では、固定刃に対して回転刃が一部の箇所ずつ順々に通過することになるため、枝葉木を一度に粉砕するのではなく、回転軸方向に沿って一方の端から他方の端に向けて徐々に切削することになり、粉砕時に生じる騒音を低減できる。

特開平９−２８６００５号公報

しかしながら、回転刃が回転ロータの回転軸に沿って板状に形成されている場合、その一部が著しく摩耗したり、あるいは欠損したりした場合には、その回転刃を丸ごと交換する必要があり、他の部分を十分に使い切ることができず、不経済である。
そこで、板状の回転刃を複数のビット状に設け、摩耗等が著しいビットだけ交換できるようにすることも考えられる。しかし、単にビット状に設けただけでは、粉砕された枝葉木の線維状物が個々のビット状回転刃間の隙間に詰まってしまい、この線維状物が回転刃と固定刃との間に咬み込まれると、切れ味が格段に損なわれるという問題がある。
特に、低騒音化を図るためにビット状の各回転刃を螺旋状に配置した場合には、全ての回転刃が一度に枝葉木に当たることがないため、個々の回転刃での切れ味が全体の切削状態に影響し易い。従って、そのような問題の解決が求められているのである。

本発明の目的は、低騒音を維持しつつ、切削を良好にでき、かつ経済的に優れた粉砕刃、およびこれを備えた枝葉木粉砕機を提供することにある。

本発明の請求項１に係る粉砕刃は、枝葉木粉砕機の回転ロータに取り付けられるビット状の粉砕刃であって、前記回転ロータに対して着脱自在に当接される当接面を有した本体部と、前記本体部に一体に設けられるとともに、前記回転ロータの回転方向の前側に向かって厚みが小さくなり、かつ幅寸法が前記本体部に対して前記回転ロータの軸方向の両側にそれぞれ所定寸法増加するように大きくなる楔状の切削部とを備え、前記切削部の下面には、先端部分が回転方向の前側に突出するように所定厚みを有し、かつ前記切削部とほぼ同じ幅寸法の刃形成部が設けられ、前記刃形成部には、前記回転ロータの軸方向および回転方向に間隔を空けて隣接配置された他の粉砕刃の本体部側方と接触する側面部が設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る枝葉木粉砕機は、請求項１に記載の複数の粉砕刃が取り付けられた回転ロータを搭載していることを特徴とする枝葉木粉砕機。

本発明の請求項３に係る枝葉木粉砕機は、請求項２に記載の枝葉木粉砕機において、前記複数の粉砕刃は、前記回転ロータに対して正面Ｖ字状に配置されていることを特徴とする。

以上において、請求項１および請求項２の発明によれば、上記のような複数の粉砕刃を回転ローラに取り付けるにあたり、隣接する粉砕刃同士は、回転方向に間隔を空けてずれて配置されるため、枝葉木に対して全ての粉砕刃が同時に切削を開始することがなく、粉砕時に生じる騒音を軽減できる。また、粉砕刃の側面部が隣接する他の粉砕刃に接触することで、軸方向に間隔を空けて配置された粉砕刃同士においても、その側面部で隙間が塞がれるため、当該隙間に粉砕後の繊維状物が入り込み難くでき、入り込んで詰まった繊維状物が粉砕刃の切れ味に影響するのを防止できる。しかも、粉砕刃は、回転ロータに複数個用いられるから、摩耗した粉砕刃のみを交換等すればよく、無駄が生じなくて経済的である。

請求項３の発明によれば、粉砕刃がＶ字状に配置されているので、粉砕時の負荷が回転ロータの中央から両端側に移動するように作用する。従って、粉砕中において、回転ロータを支持する両側の支持部分には、概ね均等な加重がかかることになり、回転ロータの回転がスムースになる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る枝葉木粉砕機１を斜め上方から示す全体斜視図、図２は、枝葉木粉砕機１の側面図である。
図１、図２において、枝葉木粉砕機１は、クローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に配置されたエンジンルーム３と、エンジンルーム３の後方側（図中の右側）に配置された操作レバーユニット４と、エンジンルーム３の右前方（図中の左側）に配置された粉砕機本体５とを備えている。

下部走行体２は、エンジンルーム３内のエンジン３１でベルト駆動されるプーリ２１を備え、プーリ２１の回転がトランスミッションを介して左右のスプロケット２２に伝達され、このスプロケット２２、前方のアイドラー２３、およびスプロケット２２近傍のキャリアローラ２４に巻回されたクローラ２５が回転する。また、これらのプーリ２１、トランスミッション、アイドラー２３、キャリアローラ２４等は、平面枠状に組まれた金属製の下部フレーム２６に取り付けられている。

エンジンルーム３は、内部に配置されたエンジン３１を覆う金属製のカバー等で構成されており、側方および上方にエンジン３１メンテナンス用の複数のハッチ３２を備えている。エンジン３１の出力軸３３は、粉砕機本体５との間の隙間に突出し、この出力軸３３には複数の溝を有するプーリ３４が連設されている。プーリ３４の一つの溝と前記下部走行体２のプーリ２１とにはベルト３５が巻回され、前述したようにエンジン３１の動力が伝達される。また、プーリ３４の他の溝と粉砕機本体５に設けられたプーリ５１とに巻回されたベルト３６により、エンジン３１の動力が粉砕機本体５に伝達される。

操作レバーユニット４は複数の操作レバー４１を備えている。操作レバー４１としては、下部走行体２のトランスミッションの切替操作により、前進、後退、その場旋回を行う走行レバー、粉砕機本体５への動力伝達・遮断を行う図示しない破砕クラッチ操作用のクラッチレバー、および下部走行体２の不意な後退を止めるバックストップレバー等が設けられている。

図３は、粉砕機本体５の要部を示す側断面図である。
図３において、粉砕機本体５は、金属板からなる箱状の粉砕機フレーム５２を備えている。粉砕機フレーム５２の後方側には、剪定された枝葉木を投入する投入ホッパ５３が設けられ、粉砕機フレーム５２の内部には、投入された枝葉木を粉砕する回転ロータ５４が搭載され、粉砕機フレーム５２の前方側には、枝葉木の粉砕片を下方に排出して地上等に堆積させるシュータ５５が設けられている。

その他、粉砕機本体５には、投入ホッパ５３に投入された枝葉木を回転ロータ５４側に引き込む引込ローラ５６等が設けられている。この引込ローラ５６には、スプロケットおよびチェーンを介して回転ロータ５４の回転が伝達されるのであるが、その回転伝達機構については本発明に直接関係ないため、ここでの詳細な説明を省略する。以下には、本発明の最も特徴的な構成を有した回転ロータ５４について詳説する。

図４は、回転ロータ５４の断面図である。
図４において、回転ロータ５４は、粉砕機フレーム５２を構成する一対の側壁部５７間に支持されている。具体的に回転ロータ５４は、前記各側壁部５７に設けられた支持部材５８にベアリング５９を介して支持される回転軸６０を備え、この回転軸６０の一端側（図中右側）に固定される前記プーリ５１（図２）を介して回転駆動される。また、回転軸６０の他端には、前述の回転伝達機構を構成するスプロケットが固定され、引込ローラ５６（図１）に回転が伝達されるようになっている。このような回転ロータ５４は、図１、図３に示す粉砕機フレーム５２のカバー６１を開け、図４の支持部材５８を構成するボルト５８Ａを粉砕機フレーム５２から外すことにより、ベアリング５９ごと全体を上方に向けて外すことが可能である。

回転軸６０の一端側には、全周にわたって連続した突状部６０Ａが設けられている。回転軸６０には、図５に示す円板状のスペーサ６２と、図６に示す卍状の粉砕刃取付板６３とが複数交互に他端側から挿通され、最初に挿通されたスペーサ６２が突状部６０Ａに当接されることで他のスペーサ６２および粉砕刃取付板６３の軸方向の位置が決められている。また、初めに挿通されるスペーサ６２および最後に挿通されるスペーサ６２には、図７に示す別形状の粉砕刃取付板６４が溶接等で予め固定されている。この粉砕刃取付板６４には、スペーサ６２の外形寸法よりも僅かに小さい内径寸法を有した開口６４Ａが設けられ、この開口６４Ａの内周とスペーサ６２の側面とが溶着される。

ここで、図５、図６に示すように、スペーサ６２には中央の回転軸挿通孔６２Ａ周りに１個のロッド挿通孔６２Ｂが設けられ、粉砕刃取付板６３には、回転軸挿通孔６３Ａ周りの同径寸法上に４つのロッド挿通孔６３Ｂ（６３Ｂ１〜６３Ｂ４）が設けられている。また、粉砕刃取付板６３において、その外周部分には等周間隔で４箇所に刃取付部６３Ｃが設けられている。

図６において、第１のロッド挿通孔６３Ｂ１は、回転軸挿通孔６３Ａの中心Ｃと第１の刃取付部６３Ｃ１とを結ぶ基準線Ｓ１上に穿設されており、第２のロッド挿通孔６３Ｂ２は、中心Ｃと第２の刃取付部６３Ｃ２とを結ぶ基準線Ｓ２よりも所定角度αだけ回転方向の前側にずれて穿設され、第３のロッド挿通孔６３Ｂ３は、中心Ｃと第３の刃取付部６３Ｃ３とを結ぶ基準線Ｓ３よりも所定角度αの２倍（２α）だけ回転方向の前側にずれて穿設され、第４のロッド挿通孔６３Ｂ４は、中心Ｃと第４の刃取付部６３Ｃ４とを結ぶ基準線Ｓ４よりも所定角度αの３倍（３α）だけ回転方向の前側にずれて穿設されている。

さらに、図７に示す粉砕刃取付板６４において、溶着されるスペーサ６２のロッド挿通孔６２Ｂは、スペーサ６２の回転軸挿通孔６２Ａの中心Ｃと刃取付部６４Ｃとを結ぶ基準線Ｓに対して所定角度αの４倍（４α）だけ回転方向の前側にずれた位置となっている。

そして、本実施形態の回転ロータ５４では、回転軸６０に対して８枚のスペーサ６２と、７枚の粉砕刃取付板６３と、２枚の粉砕刃取付板６４とが挿通され、回転軸６０の両端側に配置されるスペーサ６２に粉砕刃取付板６４が取り付けられることになる。この際、８枚のスペーサ６２および７枚の粉砕刃取付板６３のロッド挿通孔６２Ｂ，６３Ｂには、図４に示すように、１本のロッド６５が挿通され、このロッド６５の端部と粉砕刃取付板６４が取り付けられた両側のスペーサ６２とが、ロッド挿通孔６２Ｂ周りで溶接され、互いに溶着される。

また、ロッド６５が挿通されるにあたっては、７枚の粉砕刃取付板６３のうち、中央の粉砕刃取付板６３では、第１のロッド挿通孔６３Ｂ１が用いられ、その両側の粉砕刃取付板６３では、第２のロッド挿通孔６３Ｂ２が用いられ、さらにその外側の２枚の粉砕刃取付板６３では、第３のロッド挿通孔６３Ｂ３が用いられ、さらにまた外側の枚の粉砕刃取付板６３では、第４のロッド挿通孔６３Ｂ４が用いられる。

この結果、図８（図４の矢印VIII−VIII断面図）に示すように、中央の粉砕刃取付板６３から端部側に向かって見た場合には、端部に向かうに従って粉砕刃取付板６３，６４が所定角度α分だけ回転方向後方側にずれて配置されることとなり、各刃取付部６３Ｃ１〜６３Ｃ４に取り付けられるビット状の各粉砕刃７０だけを見れば、図９に示すように、中央の粉砕刃７０が回転方向の最先端に位置した正面Ｖ字状に配置されることとなる。

つまり、各粉砕刃取付板６３，６４に取り付けられた９個の粉砕刃７０は、隣接する他の粉砕刃７０に対して軸方向および回転方向に間隔をあけてＶ字状に配置されるのであって、このことにより、先ず中央の粉砕刃７０で枝葉木を粉砕し始め、徐々に端部寄りでかつ後方側に配置された粉砕刃７０で粉砕することになるため、９個の粉砕刃７０が同時に枝葉木に当たることがなく、粉砕時に生じる粉砕音が小さい。加えて、粉砕中においては、粉砕時の負荷が回転ロータ５４の中央から両端側に移動するように作用するため、回転ロータ５４を支持する両側の支持部材５８に概ね均等な加重がかかるようになり、回転ロータ５４をスムースに回転させることができる。

以下には、粉砕刃７０の具体的な形状について説明する。
図６、図７において、粉砕刃７０は、粉砕刃取付板６３，６４の各刃取付部６３Ｃ，６４Ｃを形成する直角な取付面に当接されるビット状であり、ボルト７１によって着脱自在に固定されている。より具体的に粉砕刃７０は、図１０の側面図および図１１の平面図に示すように、前記刃取付部６３Ｃ，６４Ｃに当接される互いに直交した当接面７２，７３を有するとともに、これらの当接面７２，７３で形成される直方体状の本体部７４を備えている。本体部７４には、上面７５および下面となる前記当接面７３を貫通するボルト挿通孔７４Ａが設けられ、ボルト挿通孔７４Ａの大径部分にボルトの頭部が収容され、粉砕刃７０から大きく突出するのを防いでいる。本体部７４の幅寸法は、粉砕刃取付板６３，６４の厚み寸法と同じである。

このような本体部７４には、回転方向の先端側に向かって厚みが小さくなり、かつ幅寸法が大きくなる楔状の切削部７６が一体に設けられている。この切削部７６の下面７７には、先端部分が突出するように所定厚みＴを有し、かつ切削部７６と略同じ幅寸法の刃形成部７８が設けられており、この刃形成部７８の先端縁からなる直線状の刃先で実質的に枝葉木を切削する。枝葉木の切削が繰り返され、刃形成部７８の先端が摩耗して鈍ってくると、粉砕刃取付板６３，６４から粉砕刃７０を取り外し、刃形成部７８が研磨される。このような研磨は、厚みＴがなくなるまで下面７７と平行に行われるのであり、研磨を行っても刃形成部７８先端の突出量は、図１０に１点鎖線で示す当初の先端軌跡から大きくずれることがなく、突出量を略一定に維持できる。また、研磨が必要な粉砕刃７０のみを取り外せばよく、メンテナンス性が良好で、かつ経済的である。

一方、図１１に示す平面図において、先端側に向かうに従って幅寸法が大きくなる切削部７６では、本体部７４に対して幅寸法Ｗだけ増加している。そして、幅寸法Ｗだけ増加した刃形成部７８の側面部７９は、図９に示すように、回転方向の前方に位置した別の粉砕刃７０の本体部７４に接触する。すなわち、この増加分の幅寸法Ｗは、スペーサ６２の厚み寸法と略同じとされ、側面部７９とこれに隣接配置された他の粉砕刃７０の本体部７４とが接触することにより、スペーサ６２で形成される隙間が解消され、粉砕後に生じる繊維状物が当該隙間に入り込もうとするのを防止し、線維状物が粉砕刃７０と固定刃６６（図３）との間に咬み込んで切れ味が損なわれるのを抑制する。

しかも、回転中心側では、隣接する粉砕刃取付板６３，６４の間にスペーサ６２の厚みに相当する隙間が存在するため、粉砕後に切削部７６の下面７７側に巻き込まれる細かな粉砕片等は、この隙間を通り抜けることとなり、粉砕片が下面７７に堆積するのを防止して、切削に影響を及ぼすのを防ぐことができる。
また、回転方向の前方に配置された粉砕刃７０とその直後方の粉砕刃７０とでは、刃形成部７８同士が幅寸法Ｗだけ重なることになるため、前方側の粉砕刃７０で刃形成部７８の角部分が摩耗し、枝葉木を良好に切削できない場合でも、後方の粉砕刃７０の刃形成部７８で確実に切削でき、良好な粉砕状態を継続して維持できる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態で説明した粉砕刃７０の刃形成部７８は、その刃先が直線状であったが、図１２の平面図に示すように、先端側に向かって先細りとなるテーパ状に形成されてもよく、その形状は枝葉木に対する食い付き等を勘案して任意に決められてよい。

前記実施形態では、複数の粉砕刃７０がＶ字状に配置されていたが、一端側の粉砕刃から切削が始まるように螺旋状に配置されていてもよく、このような配置でも粉砕時の騒音を低減できる。

前記実施形態の枝葉木粉砕機は自走式であったが、これに限定されず、定置式の粉砕機に本発明を適用してもよい。

本発明は、剪定された枝葉木を粉砕する枝葉木粉砕機に利用できる。

本発明の一実施形態に係る枝葉木粉砕機を斜め上方から示す全体斜視図。 枝葉木粉砕機の側面図。 粉砕機本体の要部を示す側断面図。 回転ロータの断面図。 スペーサを示す側面図。 粉砕刃取付板およびこれに取り付けられた粉砕刃を示す側面図。 別の粉砕刃取付板およびこれに取り付けられた粉砕刃を示す側面図。 図４の矢印VIII−VIII断面図。 粉砕刃の配置を説明するための正面図。 粉砕刃の側面図。 粉砕刃の正面図。 粉砕刃の変形例を示す正面図。

符号の説明

１…枝葉木粉砕機、５４…回転ロータ、７０…粉砕刃、７９…側面部。

Claims (3)

1. 枝葉木粉砕機の回転ロータに取り付けられるビット状の粉砕刃であって、
   前記回転ロータに対して着脱自在に当接される当接面を有した本体部と、
   前記本体部に一体に設けられるとともに、前記回転ロータの回転方向の前側に向かって厚みが小さくなり、かつ幅寸法が前記本体部に対して前記回転ロータの軸方向の両側にそれぞれ所定寸法増加するように大きくなる楔状の切削部とを備え、
   前記切削部の下面には、先端部分が回転方向の前側に突出するように所定厚みを有し、かつ前記切削部とほぼ同じ幅寸法の刃形成部が設けられ、
   前記刃形成部には、前記回転ロータの軸方向および回転方向に間隔を空けて隣接配置された他の粉砕刃の本体部側方と接触する側面部が設けられている
   ことを特徴とする粉砕刃。
2. 請求項１に記載の複数の粉砕刃が取り付けられた回転ロータを搭載している
   ことを特徴とする枝葉木粉砕機。
3. 請求項２に記載の枝葉木粉砕機において、
   前記複数の粉砕刃は、前記回転ロータに対して正面Ｖ字状に配置されている
   ことを特徴とする枝葉木粉砕機。