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切断機 - 特開2008−284839 | j-tokkyo
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【発明の名称】 切断機
【発明者】 【氏名】斉藤 昭夫

【氏名】三瓶 智昭

【要約】 【課題】被切断物の切断率を向上させることができる切断機を得る。

【解決手段】本切断機では、供給樋30の底板30Bには、供給ローラ40に対向する位置に、羽根44の先端部の回転軌跡Cに沿った凹部48が設けられている。このため、供給ローラ40が被切断物Mの保持を解除する位置、すなわち回転する羽根44の先端部が底板30B(凹部48)から離間し始める位置Eを、凹部48が設けられていない場合に比べて、切断室14側に設定することができる。したがって、凹部48が設けられていない場合に比べて、被切断物Mが短くなるまで供給ローラ40に保持させておくことができるので、被切断物Mの切断率を向上させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
供給された被切断物を切断する切断処理部と、
前記切断処理部に接続され、内部に被切断物が供給される供給樋と、
前記供給樋の底板の上方に設けられ、前記底板に対して接離移動可能とされると共に前記底板側へ付勢され、回転駆動されると共に、前記供給樋内に供給された被切断物を径方向端部と前記底板との間で保持しながら前記切断処理部へと供給する供給ローラと、
を備え、かつ、前記供給樋の前記底板には、前記供給ローラに対向する位置に凹部が設けられていることを特徴とする切断機。
【請求項2】
前記凹部は、前記供給ローラの径方向端部の回転軌跡に沿って形成されていることを特徴とする請求項1に記載の切断機。
【請求項3】
前記供給ローラは、前記供給樋の前記底板に接近した状態で、径方向端部の回転軌跡が前記凹部の内側に入り込むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の切断機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、樹木の枝等の被切断物を切断するための切断機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、樹木の剪定枝等を切断(破砕)するためにチッパーと呼ばれる切断機が用いられている(例えば、特許文献1参照)。このようなチッパーは、被切断物を切断処理部へと供給するための供給樋を備えており、供給樋の内部には掻込輪(供給ローラ)が設けられている。このような供給ローラは、回転駆動される回転軸と、回転軸の外周部に放射状に固定された複数枚の羽根とを備えている。回転軸は、上下方向に移動可能とされると共に、下側へ向けて付勢されており、供給ローラは、通常は供給樋の底板に接近して配置されている。
【0003】
上記構成のチッパーでは、供給樋内に被切断物が供給されると、供給ローラの羽根の先端部が被切断物の端部の上側に食込むと共に、供給ローラが被切断物の太さに応じて上方へ移動される。そして、被切断物は、供給ローラの羽根の先端部と供給樋の底板との間で挟持されながら、供給ローラの回転速度に応じた一定の速度で切断処理部へと送り込まれるようになっている。
【特許文献1】実開昭63−180207号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記構成のチッパーの供給ローラは、基本的に、羽根の先端部が供給樋の底板に最も接近する位置から切断処理部までの間隔よりも被切断物の長さ寸法が短くなると、被切断物の保持を解除する。このため、長さ寸法が前記間隔よりも短くなった被切断物(すなわち被切断物の末端)は、切断処理部へ引き込まれてしまうことがある。このような場合、切断処理部から排出される切断片(チップ)の中に、長いまま切断されていない被切断物の末端が混じることがあり、チップが均一でなくなってしまう。
【0005】
本発明は上記事実を考慮し、被切断物の切断率を向上させることができる切断機を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1に記載の発明に係る切断機は、供給された被切断物を切断する切断処理部と、前記切断処理部に接続され、内部に被切断物が供給される供給樋と、前記供給樋の底板の上方に設けられ、前記底板に対して接離移動可能とされると共に前記底板側へ付勢され、回転駆動されると共に、前記供給樋内に供給された被切断物を径方向端部と前記底板との間で保持しながら前記切断処理部へと供給する供給ローラと、を備え、かつ、前記供給樋の前記底板には、前記供給ローラに対向する位置に、前記供給ローラの径方向端部の回転軌跡に沿った凹部が設けられていることを特徴としている。
【0007】
なお、請求項1に記載の「底板側へ付勢され」は、供給ローラが重力のみによって底板側へ付勢されている場合も含む。
【0008】
請求項1に記載の切断機では、供給樋の底板には、供給ローラに対向する位置に凹部が設けられている。このため、供給ローラが被切断物の保持を解除する位置、すなわち供給ローラの径方向端部と供給樋の底板との間隔が広がり始める位置を、上記凹部が設けられていない場合に比べて、切断処理部側に設定することができる。したがって、上記凹部が設けられていない場合に比べて、被切断物が短くなるまで供給ローラに保持させておくことが可能になるので、被切断物の切断率を向上させることができる。
【0009】
請求項2に記載の発明に係る切断機は、請求項1に記載の切断機において、前記凹部は、前記供給ローラの径方向端部の回転軌跡に沿って形成されていることを特徴としている。
【0010】
なお、請求項2に記載の「回転軌跡に沿った」は、凹部の内周面が、前記回転軌跡と同心又は略同心の曲面状に形成されている場合の他、前記回転軌跡から等距離又は略等距離に配置された複数の平面で構成されている場合(例えば、凹部の断面が三角形や台形の場合など)も含む。
【0011】
請求項2に記載の切断機では、供給樋の凹部が供給ローラの径方向端部の回転軌跡に沿って形成されている。このため、供給ローラの径方向端部の回転軌跡と凹部の内周面との間隔が一定又は略一定とされるので、供給樋内に供給された被切断物が供給ローラに干渉しやすくなり供給ローラと供給樋の底板との間で保持されやすくなる。
【0012】
請求項3に記載の発明に係る切断機は、請求項1又は請求項2に記載の切断機において、前記供給ローラは、前記供給樋の前記底板に接近した状態で、径方向端部の回転軌跡が前記凹部の内側に入り込むことを特徴としている。
【0013】
請求項3に記載の切断機では、供給ローラは、供給樋の底板側へ付勢されているため、通常は供給樋の底板に接近しており、径方向端部の回転軌跡が底板の凹部内に入り込んでいる。このため、供給樋内に細い被切断物が供給された場合でも、当該細い被切断物が供給ローラに干渉しやすくなり供給ローラと供給樋の底板との間で保持されやすくなる。
【発明の効果】
【0014】
以上説明したように、請求項1に記載の発明に係る切断機では、被切断物の切断率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
図1には、本発明の実施形態に係る破砕装置としての定置式のチッパー10の構成が縦断面図にて示されている。また、図2には、図1の一部を拡大した断面図が示されている。なお、説明の都合上、これらの図では装置上方向を矢印UPで示し、装置前方向を矢印FRで示してある。
【0016】
図1に示されるように、チッパー10は、中空の機体12を備えており、機体12の内部には、ドラム状に形成された切断室14が設けられている。切断室14の装置後方側には、供給口28が形成されており、供給口28には、装置後方側へ突出する供給樋30が接続されている。供給樋30は、切断室14に対して斜め上方を向くように取り付けられており、供給樋30の開口部30Aから供給樋30内に投入された剪定小枝等の被破砕物Mは、供給樋30の底板30B上を滑り、供給口28側へ流下するようになっている。
【0017】
また、供給樋30の内部には、供給口28の近傍において、供給ローラ40が設けられている。図2に示されるように、供給ローラ40は、供給樋30の底板30Bの上方に配置された回転軸42を備えている。回転軸42は、機体12の幅方向(図1及び図2では紙面に垂直な方向)を軸方向として配置されており、機体12の両側壁に揺動可能に取り付けられた図示しない一対の揺動アームに回転可能に軸支されている。これにより、回転軸42は機体12に対して上下方向に移動可能、すなわち底板30Bに対して接離移動可能とされている。また、回転軸42は、図示しない付勢部材の付勢力によって底板30B側へ付勢されており、通常は上下方向の移動範囲の最下端の位置(図2に示される位置、以下「下限位置」という)に配置されている。
【0018】
この回転軸42は、図示しない駆動力伝達機構を介して機体12の下部に配置されたモータ22に接続されており、モータ22が駆動されると、回転軸42が図1及び図2の矢印A方向へ回転される。
【0019】
回転軸42の外周部には、長尺な矩形平板状に形成された複数枚(本実施形態では6枚)の羽根44が放射状に取り付けられている。各羽根44の先端部には、鋸歯が形成されている。さらに、回転軸42の軸線方向両側には、円盤状に形成された一対の側板46が設けられている(なお、図1及び図2では一方の側板46だけが図示されている)。各側板46の軸心部には、回転軸42が貫通しており、各側板46は、回転軸42に対して同軸的かつ一体的に固定されている。これらの側板46には、各羽根44の長手方向端部が一体的に結合されており、各羽根44及び各側板46は、回転軸42が図1及び図2の矢印A方向に回転した際に、回転軸42と一体で図1及び図2の矢印A方向へ回転する。
【0020】
また、図2に示されるように、供給樋30の底板30Bには、供給ローラ40に対向する位置に、供給ローラ40の径方向端部(羽根44の先端部)の回転軌跡Cに沿った凹部48が形成されている。この凹部48は、底板30Bの複数箇所(本実施形態では4箇所)が屈曲されて、底板30Bの一部が供給ローラ40と反対側(下側)へ膨出することで形成されたものであり、供給ローラ40の回転軸線方向(機体12の幅方向)に延在している。
【0021】
この凹部48は、平板状の底壁部48Aと、この底壁部48Aの両側に設けられた平板状の傾斜部48Bとによって構成されており、機体12の幅方向から見た断面形状が逆台形状に形成されている。底壁部48A及び一対の傾斜部48Bは、それぞれ回転軌跡Cから等距離の位置に配置されている。
【0022】
また、本実施形態では、供給ローラ40は、下限位置に配置された状態で、回転軌跡Cの一部が凹部48の内側に入り込むようになっている。但しこの状態においても、回転軌跡Cと底壁部48A及び一対の傾斜部48B(凹部48の内周面)との間には、略一定の小さな隙間が確保されるようになっている。
【0023】
ここで、前述したように、供給樋30の内部に投入された被切断物Mが底板30B上を滑って供給口28側へ流下すると、供給口28の付近で回転する供給ローラ40の羽根44と底板30B(凹部48)との間に被切断物Mの端部が挿入される。そして、羽根44の先端部(鋸歯)が、被切断物Mの端部の上側に食込むと共に、供給ローラ40が被切断物Mの太さに応じて上方へ移動される。これにより、被切断物Mは、羽根44の先端部と底板30Bとの間で挟持(保持)されると共に、供給ローラ40の回転速度に応じた一定の速度で切断室14側へと強制的に送り込まれる。
【0024】
図1に示されるように、切断室14の内部には、本チッパー10の主要部を構成する切断機構32が設けられている。切断機構32は、機体12の幅方向(図1では紙面に垂直な方向)を軸方向として配置された主軸26を備えている。主軸26は、機体12の側壁に取り付けられた図示しない軸受によって回転可能に支持されており、前述した駆動力伝達機構を介して伝達されるモータ22の駆動力によって図1の矢印B方向へ回転する。
【0025】
主軸26には、複数(本実施形態では3枚)の支持板34が軸線方向に並んで取り付けられている(なお、説明の都合上、図1では3枚の支持板34のうちの1枚だけが図示されている)。これら3枚の支持板34は、それぞれ角部が円弧状に面取りされた矩形(本実施形態では正方形)の板状に形成されており、各中央部に形成された貫通孔を主軸26が板厚方向に貫通した状態で主軸26に対して並列的に固定されている。このため、各支持板34は、主軸26と一体で回転する。
【0026】
また、各支持板34の外周部には、複数(本実施形態では4本)の支軸36が取り付けられている。これらの支軸36は、主軸26の周方向に沿って等間隔で且つ主軸26と平行な状態で配置されており、各支持板34の角部付近を貫通した状態で各支持板34に固定されている。このため、各支軸36は、各支持板34を介して主軸26に連結されており、主軸26が回転した際に主軸26周りを旋回する。
【0027】
各支軸36には、それぞれ回転刃としての複数のフリーハンマ50が取り付けられている。これらのフリーハンマ50は、平板状に形成されており、各支軸36の軸線方向に沿って並列的に配置されている(なお図1では、説明の都合上、各支軸36毎にフリーハンマ50が1つだけ図示されている)。
【0028】
各フリーハンマ50の基端側には、一対の円形の貫通孔50Aが形成されている。これらの貫通孔50Aのうちの一方には、支軸36が貫通しており、これにより、各フリーハンマ50が支軸36に対して回転自在に支持されている。このため、各支軸36が主軸26周りを回転すると、各フリーハンマ50が各支軸36と共に主軸26周りを回転(旋回)する。
【0029】
各フリーハンマ50の先端側には、一対の刃50Bが形成されており、各フリーハンマ50が主軸26周りを旋回しているときには、各フリーハンマ50は、遠心力によって一方の刃50Bの刃先を自らの旋回軌跡の外周Dに配置させるようになっている(なお、図1及び図2では、各フリーハンマ50が主軸26周りを旋回している状態が図示されている)。そして、各フリーハンマ50は、主軸26周りを旋回することで、切断室14の供給口28の付近を繰り返し通過するようになっている。
【0030】
供給口28の下部で供給樋30の底板30Bの端部には、段部52が形成されている。この段部52は、前述した凹部48の装置前方側(切断室14側)に隣接して配置されており、機体12の幅方向に沿って延在している。この段部52には、固定刃54が取り付けられている。固定刃54は、断面矩形の長尺な棒状に形成されており、長手方向が機体12の幅方向に沿う状態で、ボルトにより段部52に固定されている。また、固定刃54は、その上面が供給樋30の底板30Bの上面と略同じ高さに配置されており、4つの角部(刃先)のうちの1つを、フリーハンマ50の旋回軌跡の近傍に配置させている。
【0031】
ここで、前述したように、供給ローラ40によって被破砕物Mが切断室14側へと送りこまれると、被切断物Mの端部が固定刃54の上側に供給される。そして、被切断物Mの端部がフリーハンマ50の旋回軌跡内に侵入すると、フリーハンマ50が刃50Bの刃先から被破砕物Mの端部へ振り下ろされる。これにより、被破砕物Mの端部は、固定刃54との間で叩き砕かれて破砕され、細かい破砕片に分割される。
【0032】
一方、切断室14の装置前方側には、排出口56が形成されており、排出口56には、破砕網58が取り付けられている。破砕網58は、円弧状に湾曲した板材であり、切断室14の内壁の一部を形成している。破砕網58には、被破砕物Mの破砕片を切断室14から排出するための複数の排出孔60が形成されており、排出孔60を介して排出された破砕片は、切断室14の装置前方側に接続された排出樋62を介して装置外部に排出される構成になっている。
【0033】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【0034】
上記構成のチッパー10では、モータ22が駆動されると、モータ22の駆動力が図示しない駆動力伝達機構を介して供給ローラ40及び主軸26に伝達され、供給ローラ40及び主軸26が、各々図1の矢印方向へ回転される。
【0035】
この状態で、供給樋30の供給口30Aから剪定枝等の被切断物Mが投入されると、投入された被切断物Mは、供給樋30の底板30Bと供給ローラ40との間で保持(挟持)されると共に、供給ローラ40によって切断室14側(固定刃54の上側)へ送り込まれる。
【0036】
切断室14では、複数のフリーハンマ50が主軸26周りを旋回しており、各フリーハンマ50の刃50Bの刃先が、固定刃54の近傍を順次通過している。このため、固定刃54の上側へ送り込まれた被切断物Mの端部がフリーハンマ50の旋回軌跡内に侵入すると、フリーハンマ50が刃50Bの刃先から被切断物Mの端部へ振り下ろされ、被切断物Mの端部がフリーハンマ50と固定刃54との間で切断されて細かい切断片に分割される。これにより、被切断物Mが供給ローラ40による切断室14への供給速度に応じて徐々に短くなる。
【0037】
ここで、本チッパー10では、供給樋30の底板30Bには、供給ローラ40に対向する位置に、羽根44の先端部の回転軌跡Cに沿った凹部48が設けられている。このため、供給ローラ40が被切断物Mの保持を解除する位置、すなわち回転する羽根44の先端部が底板30B(凹部48)から離間し始める位置E(図2参照)を、凹部48が設けられていない場合に比べて、切断室14側に設定することができる。したがって、凹部48が設けられていない場合に比べて、被切断物Mが短くなるまで供給ローラ40に保持させておくことができるので、被切断物Mの切断率を向上させることができる。
【0038】
すなわち、図3に示される従来例のように凹部48が設けられていない場合、供給ローラ40は、基本的に、羽根44の先端部が底板30Bに最も接近する位置Fを通過して底板30Bから離間し始めると、被切断物Mの保持を解除し始める。このため、上述の位置Fから固定刃54の刃先までの間隔L1と同程度の長さの被切断物M(被切断物Mの末端)が保持を解除されて切断室14に引き込まれてしまうことがある。このような場合、切断室14から排出される切断片(チップ)の中に、長いまま切断されていない被切断物Mの末端が混じってしまうことがあり、チップが均一でなくなってしまう。
【0039】
これに対し、本実施形態では、図2に示されるように、羽根44の先端部が底板30Bから離間し始める位置Eが、固定刃54の直近に設定されている。このため、被切断物Mの末端は、上述の位置Eから固定刃54の刃先までの間隔L2(L2<L1)と同程度の短さになるまで供給ローラ40に保持される。したがって、切断室14から排出されるチップの中に、長いまま切断されていない被切断物Mの末端が混じってしまうこと抑制でき、チップの均一性を高めることができる。
【0040】
また、図3に示される従来例の場合、供給ローラ40が下限位置に配置された状態においても、羽根44の先端部の回転軌跡Cと供給樋30の底板30Bとの間には隙間が確保される。しかも、図3に示されるように、供給ローラ40が回転して、隣り合う羽根44の間の部分が底板30Bに対向した状態、すなわち隣り合う羽根44の各先端部を通る線分Gが、底板30Bに対して平行になった状態では、上記隣り合う羽根44の各先端部と底板30Bとの間の隙間が更に大きくなる。このため、細い被切断物は、供給ローラ40と底板30Bとの間で挟持(保持)されずに上記隙間を通過して、切断室14へ引き込まれてしまうことがある。このような場合、切断室14から排出される切断片(チップ)の中に、長いまま切断されていない細い被切断物が混じってしまうことがあり、チップが均一でなくなってしまう。
【0041】
これに対し、本実施形態では、供給樋30の凹部48が供給ローラ40の羽根44の先端部の回転軌跡Cに沿って形成されており、供給ローラ40が下限位置に配置された状態では、羽根44の先端部の回転軌跡Cが凹部48の内側に入り込むようになっている。このため、隣り合う羽根44の各先端部を通る線分Gが底板30Bに対して平行になった状態(図4図示状態)においても、これらの羽根44の各先端部と凹部48の内周面との間の隙間が拡大されることがない。したがって、供給樋30内に細い被切断物が供給された場合でも、当該細い被切断物を供給ローラ40の羽根44に良好に干渉させることができ、当該細い被切断物を供給ローラ40と底板30Bとの間で良好に挟持させることができる。したがって、切断室14から排出されるチップの中に、長いまま切断されていない細い被切断物Mが混じってしまうこと抑制でき、チップの均一性を高めることができる。
【0042】
なお、上記実施形態では、凹部48が供給ローラ40の羽根44の先端部の回転軌跡Cに沿った形状(断面台形状)に形成された構成としたが、本発明はこれに限らず、凹部の形状は適宜変更することができる。
【0043】
また、上記実施形態では、供給ローラ40は、回転軸42の外周部に放射状に取り付けられた複数の羽根44を備えた構成としたが、供給ローラの構成はこれに限らず、例えば、回転軸の外周部に複数の突起が設けられた構成にしてもよい。
【0044】
さらに、上記実施形態では、フリーハンマ50が一対の貫通孔50Aと、一対の刃50Bを備えた構成にしたが、本発明はこれに限らず、フリーハンマの構成は適宜変更することができる。
【0045】
また、上記実施形態では、主軸26周りに回転する複数のフリーハンマ50(回転刃)によって被切断物を切断(破砕)するチッパー10(切断機)に対して本発明が適用された場合について説明したが、本発明は、主軸周りに回転するナイフ状の回転刃によって被切断物を切断する切断機(所謂カッター)に対しても適用することができる。
【0046】
また、上記実施形態に係るチッパー10は定置式であったが、機体12の底面にキャスタや車輪を取り付けてキャリア式にしてもよいし、エンジンを搭載して自走式にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明の実施形態に係るチッパーの構成を示す縦断面図である。
【図2】図1の一部を拡大した断面図である。
【図3】従来のチッパーの部分的な構成を示す断面図である。
【図4】供給ローラの隣り合う羽根の各先端部を通る線分が供給樋の底板に対して平行になった状態を示す図1に対応する断面図である。
【符号の説明】
【0048】
10 チッパー(切断機)
14 切断室(切断処理部)
30 供給樋
30B 底板
32 切断機構(切断処理部)
40 供給ローラ
48 凹部
54 固定刃(切断処理部)
【出願人】 【識別番号】000144898
【氏名又は名称】株式会社山本製作所
【出願日】 平成19年5月21日(2007.5.21)
【代理人】 【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳

【識別番号】100084995
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 和詳

【識別番号】100085279
【弁理士】
【氏名又は名称】西元 勝一

【識別番号】100099025
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 浩志


【公開番号】 特開2008−284839(P2008−284839A)
【公開日】 平成20年11月27日(2008.11.27)
【出願番号】 特願2007−134138(P2007−134138)