JP2005334743A - 自走式破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸に複雑な機械加工を施す必要がなく、しかも汎用工具でカッタロック機構の増し締めをすることができる自走式破砕機を提供する。
【解決手段】軸受２０ａを押さえる押圧リング５２と、回転軸１５の軸方向一方側の外周部に挿通したインナーリング５６と、インナーリング５６の径方向外側に対向して配置したアウターリング５７と、インナーリング５６とアウターリング５７との間に介在させたテーパリング５８と、テーパリング５８に対し軸方向他方側に対向するように設けた支持リング５９と、アウターリング５７の外周側に挿通したストッパリング５３と、テーパリング５８を介して支持リング５９に螺合した複数の締め付けボルト６０と、先端部が押圧リング５２に押付力を作用させるようにストッパリング５３に螺合した複数のストッパボルト５５とを備える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、被破砕物を破砕する破砕装置を備えた自走式破砕機に関し、さらに詳しくは、被破砕物を噛み切るように細くせん断するせん断式破砕装置を備えた自走式破砕機に関するものである。

自走式破砕機は、例えばビル解体時に搬出されるコンクリート塊や道路補修時に排出されるアスファルト塊や建設現場で発生する大小様々な岩石・建設廃材、産業廃棄物、自然石等を、運搬する前にその作業現場で所定の大きさに破砕することにより、廃材の再利用、工事の円滑化、コスト削減等を図るものである。こうした自走式破砕機の中で、特に、建設廃材、家電品、プラスチック廃材、古タイヤ等を破砕するのに好適なものとして、被破砕物をせん断し破砕処理するせん断式破砕装置（いわゆるシュレッダを含む２軸せん断機等）を搭載したものがある。

せん断式破砕装置では、平行な複数の回転軸のそれぞれに複数のカッタを固定し、軸方向に隣り合うカッタ間に被破砕物を挟み込んでせん断する。そのため、カッタには、隣り合うカッタとの間隙寸法を軸方向に広げようとするスラスト力が作用するが、このスラスト力によってカッタ間の間隙が広がると被破砕物のせん断効果が低下する。

そこで、この種のせん断式破砕装置では、回転軸の端部にベアリングナットを螺着し、このベアリングナットの締め付け力によってカッタに作用するスラスト力の反力を受けてカッタ間の軸方向間隙の広がりを防止するカッタロック機構が設けられているものがある（例えば、特許文献１等参照）。

米国特許第５３６０２８３号明細書

しかしながら、一般にベアリングナットの締め付けには大きなトルクを要するため、カッタに作用するスラスト力の反力を受けるのにベアリングナットを用いると特殊工具が必要となり、通常、現場での作業は困難である。また、ベアリングナットを取り付けるために、回転軸端部にネジ加工を施さなければならず、回転軸製作時の機械加工にも長時間を要する。

本発明は、上記に鑑みなされたもので、その目的は、回転軸に複雑な機械加工を施す必要がなく、しかも汎用工具でカッタロック機構の増し締めをすることができる自走式破砕機を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、回転軸に取り付けたカッタにより被破砕物をせん断し破砕処理する破砕装置を備えた自走式破砕機において、前記回転軸を受ける軸受と、前記回転軸に挿通され、前記軸受を前記回転軸の軸方向一方端側から押さえる押圧リングと、前記回転軸の軸方向一方側の外周部に挿通したインナーリングと、このインナーリングの径方向外側に対向して配置したアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの間に介在させ、断面形状が楔形のテーパリングと、このテーパリングに対し前記回転軸の軸方向他方側の位置に対向するように設けた支持リングと、前記アウターリングの外周側に挿通したストッパリングと、前記テーパリングを介して前記支持リングに螺合した複数の締め付けボルトと、先端部が前記押圧リングに押付力を作用させるように前記ストッパリングに螺合した複数のストッパボルトとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、締め付けボルトを締め込むことで断面が楔形のテーパリングを軸方向に移動させ、インナーリング及びアウターリング間の径方向の間隙寸法を広げることにより、回転軸とストッパリングとの間に押圧力を作用させストッパリングを回転軸に対して強固に固定することができる。したがって、ストッパリングを介しストッパボルトによって押圧リングに大きな押圧力を作用させることができ、軸受の軸方向への動きを抑制しカッタに作用するスラスト力の反力を十分に受け止めることができる。

その際、締め付けボルト及びストッパボルトを締め込むことによってカッタロック機構の増し締めをすることができるので、汎用工具のみで作業することができ、現場での作業も容易である。また、インナーリングと回転軸との間、アウターリングとストッパリングとの間に作用するそれぞれの摩擦力によって、ストッパリングの軸方向への位置ずれが防止されるので、回転軸の軸端部に特別な機械加工を施す必要がなく、回転軸の製作時の機械加工に要する時間も大幅に短縮することができる。

以下、本発明の自走式破砕機の一実施形態について図面を用いて説明する。
図１は本発明の自走式破砕機の一実施形態の全体構造を表す側面図、図２はその上面図、図３は背面図である。なお、以下において、図１中の「左・右」に対応する方向を「後・前」又は「一方・他方」とする。
図１乃至図３において、１は走行体で、この走行体１は、走行装置２と、この走行装置２上に設けた本体フレーム３とで構成されている。走行装置２は、トラックフレーム４と、このトラックフレーム４の両端に設けた従動輪５及び駆動輪６と、これら従動輪５及び駆動輪６に掛け回した履帯７と、駆動輪６に連結した駆動装置８とで構成されている。

９は本体フレーム３の長手方向他方側に支持部材１０を介して設けた動力装置である。この動力装置９は、繁雑防止のため特に図示しないが、エンジンや、このエンジンによって駆動されるポンプ、ポンプからの圧油を走行装置２等の自走式破砕機を動作させる各機構に切換え供給する複数のコントロールバルブからなる制御弁装置等を備えている。

１１は例えば油圧ショベル等の投入重機により投入されるリサイクル原料としての被破砕物（例えば建設廃材、家電品、プラスチック廃材、古タイヤ等）を受け入れる上方拡径形状のホッパ、１２は本体フレーム３の長手方向一方側端部上に設けられ、ホッパ１１により受け入れた被破砕物を所定の大きさに破砕し下方へ排出する破砕装置（２軸シュレッダ、詳細は後述）である。１３はこの破砕装置１２のハウジングで、ホッパ１１は、このハウジング１３の上部に対し、例えばボルト等により着脱可能に取り付けられている。１４は破砕装置１２の駆動伝達機構を備えた駆動部で、この駆動部１４は、本体フレーム３上の破砕装置１２よりも前方側に設けられている。

図４は破砕装置１２の詳細構造を表す内部側面図、図５はその上面図、図６はこの図４中VI−VI断面による断面図である。これらの図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図４及び図６において、１５はハウジング１３に略水平方向に並設した略正方形断面の２本の回転軸、１６は外周部に複数の歯１６ａ（図６参照）を有するカッタ、１７は円盤状のスペーサで、これらカッタ１６及びスペーサ１７を回転軸１５に交互に挿通することにより破砕ロータ（回転体）１８を構成している。相隣接する破砕ロータ１８，１８は、互いのカッタ１６及びスペーサ１７が対向するよう配置されており、図６に示すように、互いのカッタ１６，１６の回転軌跡が径方向に一部重なり合うようになっている。なお、５０はカッタのロック機構（カッタ押え）で、詳細は後述するが、このカッタロック機構５０は、回転軸１５の軸方向一方側（図４中左側）の端部に設けられ、各カッタ１６及びスペーサ１７間のギャップをなくすよう、カッタ１６及びスペーサ１７を駆動部１４側に押し付けるものであり、カバー５１により保護されている。

１９は回転軸１５の軸方向他方側に設けたギアで、相隣接する回転軸１５，１５は、互いのギア１９の噛合により、図６中矢印で示したように、互いに反対方向に回転するようになっている。これにより、ホッパ１１を介して導入された被破砕物を互いのカッタ１６，１６間に挟み込んで細片状にせん断し所定の大きさに破砕するようになっている。なお、回転軸１５，１５のいずれか（両方でも良い）の軸方向他端（図４中右端）は、図示しない駆動装置に連結しており、この駆動装置から回転軸１５，１５の駆動力を得るようになっている。また、２０ａ〜２０ｃは回転軸１５，１５をハウジング１３に対して回転自在に支持する軸受である。

２１は軸受２０ａを支持するエンドブラケットで、このエンドブラケット２１は、少なくとも４隅がボルト２１ａ（図５参照）等によりハウジング１３に締結され、ハウジング１３の後方側壁面を構成している。このエンドブラケット２１を取り外すと、ハウジング１３内にある回転軸１５，１５の軸方向一方側（図４中左側）端部が露出し、自走式破砕機の後方（図４中左方）に臨むようになっている。２２はスペーサ１７とほぼ同数設けられたクリーニングフィンで、このクリーニングフィン２２は、図６に示すように、スペーサ１７との対向部分が円弧状に形成されており、この円弧状の部分が各スペーサ１７に近接するよう配設されている。３３はこのクリーニングフィン２２の押え板で、この押え板３３はクリーニングフィン２２の基底部２２ａの上下に対向配置され、ハウジング１３の幅方向（図６中左右方向）両側の内壁にボルト締結されている。

図１乃至図３に戻り、２３は破砕装置１２下方に設けたシュート、２４はこのシュート２３を介し破砕装置１２から導かれた破砕物を搬送し機外に排出する排出コンベアである。２５，２６はこの排出コンベア２４をそれぞれ本体フレーム３及び上記動力装置９から吊り下げ支持する支持部材で、排出コンベア２４は、このような支持構造により破砕装置１２の下方から搬送方向（図１中右方向）に向かって上り傾斜に配設されている。

２７は排出コンベア２４のコンベアフレーム、２８，２９はこのコンベアフレーム３０の両端に設けた駆動輪及び従動輪、３０はこれら駆動輪２８及び従動輪２９に掛け回した搬送ベルトである。また、３１は駆動輪２８に直結した駆動装置（図２参照）で、この駆動装置３１により、駆動輪２８を回転駆動して搬送ベルト３０を循環駆動させるようになっている。なお、３２は排出コンベア２４のサイドカバーで、このサイドカバー３２は、コンベアフレーム２７の幅方向（図２中上下方向）両側上部に設けられている。

図７は前述したカッタロック機構５０の詳細構造を表す拡大図、図８は図７中の左側から見たカッタロック機構５０の端面図である。これらの図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図７及び図８において、カッタロック機構５０は、回転軸１５に挿通され軸受２０ａを回転軸１５の軸方向一方端側から押さえる押圧リング５２と、回転軸１５の軸方向一方側端部に緩挿したストッパリング５３と、このストッパリング５３を回転軸１５に固定する固定手段５４と、ストッパリング５３に螺合され、ストッパリング５３を軸受２０ａに押し付ける複数のストッパボルト５５とを備えている。

固定手段５４は、回転軸１５の軸方向一方側の外周部に挿通したインナーリング５６と、このインナーリング５６の径方向外側に対向して配置したアウターリング５７と、これらインナーリング５６とアウターリング５７との間に介在させ、断面形状が楔形のテーパリング５８と、このテーパリング５８に対し回転軸１５の軸方向他方側（回転軸軸方向における他方側）の位置に対向するように設けた（テーパリング５８に対し所定の間隙を介して前方側に配置された）支持リング５９と、テーパリング５８を介して支持リング５９に螺合した複数の締め付けボルト（例えば六角穴付きボルト等）６０とを備えている。なお、本実施形態において、支持リング５９は、インナーリング５６とアウターリング５７との間に介在され、断面形状が楔形に形成されている。

回転軸１５の外周面に対向するインナーリング５６の内周面は、回転軸１５の外周面とほぼ平行に形成された、回転軸１５の軸方向に延びる平滑な面であり、締め付けボルト６０を締め付けた時には、回転軸１５の外周面との間に大きな摩擦力が作用するようになっている。また、このインナーリング５６の外周面は、その軸方向一方側の部分においてはテーパリング５８の内周面のテーパに合わせて軸方向他方側に向かって外径が大きくなるようなテーパ面となっており、逆に軸方向他方側の部分では軸方向一方側に向かって外径が大きくなるようなテーパ面となっている。

ストッパリング５３の内周面に対向するアウターリング５７の外周面は、ストッパリング５３の内周面とほぼ平行に形成された、回転軸１５の軸方向に延びる平滑な面であって、締め付けボルト６０を締め付けた時には、その外周側に挿通したストッパリング５３の内周面との間に大きな摩擦力が作用するようになっている。また、このアウターリング５７の内周面は、その軸方向一方側の部分ではテーパリング５８の外周面のテーパに合わせて軸方向他方側に向かって内径が小さくなるようなテーパ面となっており、逆に軸方向他方側の部分では軸方向一方側に向かって内径が小さくなるようなテーパ面となっている。

また、インナーリング５６及びアウターリング５７は、少なくとも周方向１箇所に破断部分（図示せず）を有しており、弾性変形によってその径寸法が可変となっている。また、インナーリング５６の外周部及びアウターリング５７の内周部には、対向して周方向に形成された溝６１が形成されており、図７に示したように、この溝６１にテーパリング５８及び支持リング５９の対向端部に径方向に突出させて設けた突出部６２が係合するようになっている。これにより、インナーリング５６、アウターリング５７、テーパリング５８、及び支持リング５９が互いに係合しており、締め付けボルト６０を外してもバラバラにならないようにユニット構成されている。なお、６３はストッパボルト５５の緩み止め用のナットである。

上記構成により、固定手段５４は、締め付けボルト６０を締め込むことによって、テーパリング５８と支持リング５９との間隙寸法を変化させ、これをインナーリング５６とアウターリング５７との間隙寸法に変換し、ストッパリング５３を回転軸１５に固定する押付力を得るようになっている。そして、こうしてストッパリング５３が回転軸１５に対し強固に固定された状態でストッパボルト５５を締め込むと、このストッパボルト５５の先端部が押圧リング５２を押圧し、この押圧力によって押圧リング５２を介して軸受２０ａが軸方向他方側に押し付けられる。これによって各カッタ１６及びスペーサ１７に軸方向他方側に向かって予め押付力が作用した状態となり、被破砕物がカッタ１６間に挟み込まれた際に生じるスラスト力の反力がカッタロック機構５０によって受けられカッタ１６間の間隙が広がることが防止されるようになっている。

次に、以上の構成の自走式破砕機の動作及び作用を順次説明する。
本実施形態の自走式破砕機において、例えば油圧ショベル等の投入重機でホッパ１１に被破砕物を投入すると、ホッパ１１で受け入れられた被破砕物が破砕装置１２へと導かれ、破砕装置１２で噛み切るように所定の大きさに細くせん断破砕される。破砕された破砕物は、破砕装置１２からシュート２３を介して排出コンベア２４上に落下して搬送され、最終的に機外（この場合図１中右側）に排出される。

本実施形態によれば、前述した構成の固定手段５４を用いたので、締め付けボルト６０を締め込むことでインナーリング５６及びアウターリング５７の間の径方向の間隙寸法を広げ、これにより回転軸１５とストッパリング５３との間に押圧力を作用させストッパリング５３を回転軸１５に対して強固に固定することができる。そして、ストッパリング５３を強固に固定できるので、このストッパリング５３を介してストッパボルト５５によって押圧リング５２に大きな押圧力を作用させることができ、これによって軸受２０ａの軸方向への動きを抑制しカッタ１６に作用するスラスト力の反力を十分に受け止めることができる。

その際、締め付けボルト６０及びストッパボルト５５等といった複数のボルトを締め込むことによってカッタロック機構５０の増し締めをすることができるので、従来のベアリングナットを用いる場合に比べて締め付けに必要なトルクを小さくすることができる。したがって、特殊工具が不要となり、例えばスパナや六角レンチ等といった汎用工具のみで作業することができるので、現場での作業も容易である。また、インナーリング５６と回転軸１５との間、アウターリング５７とストッパリング５３との間に作用するそれぞれの摩擦力によって、ストッパリング５３の軸方向への位置ずれを防止するので、ベアリングナットを用いる場合には回転軸端部にネジ加工を施さなければならいのに対し、本実施形態においては回転軸１５の軸端部に、例えばネジ切り加工やスプライン加工、若しくはキー溝加工等といった特別な機械加工を施す必要もない。よって、回転軸１５の製作時の機械加工に要する時間も大幅に短縮することができる。

また、本実施形態におけるカッタロック機構５０において、固定手段５４は、ユニット構成されているので、固定手段５４自体の組み付けや取り外しも容易であり、メンテナンスや交換の際にも極めて利便性が高い。

図９は、本発明の自走式破砕機の他の実施形態に備えられたカッタロック機構５０の詳細構造を表す拡大図である。この図において、先の各図と同様の部分又は同様の機能を果たす部分には同符号を付し説明を省略する。
本実施形態が前述した本発明の自走式破砕機の一実施形態と相違する点は、支持リング５９として、その断面が楔形のリングではなく単に方形断面のリングを用いた点である。本実施形態において、支持リング５９は、図９に示したようにインナーリング５６及びアウターリング５７の間ではなく、インナーリング５６及びアウターリング５７の軸方向他方側のそれぞれの端面に係合するように設けられている。また、本実施形態においても、インナーリング５６、アウターリング５７、テーパリング５８、及び支持リング５９は、締め付けボルト６０が支持リング５９に螺合した状態で一体構成を維持することができるようになっている。その他の構成については、前述した本発明の自走式破砕機の一実施形態と同様である。

前述した本発明の自走式破砕機の一実施形態においては、支持リング５９の断面を楔形に形成することで、テーパリング５８のみならず支持リング５９でもインナーリング５６及びアウターリング５７をそのテーパ面方向に案内し、支持リング５９にもインナーリング５６及びアウターリング５７の間隙寸法を調整する楔の役割を持たせていた。

それに対し、本実施形態においては、テーパリング５８にのみインナーリング５６及びアウターリング５７の間隙寸法を調整する楔の役割を持たせ、支持リング５９には、締め付けボルト６０によりテーパリング５８を軸方向に移動させる際の力の反力を受ける役割のみを持たせている。このような構成としても、前述した本発明の自走式破砕機の一実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、以上において、図７、図９ではストッパボルト５５が押圧リング５２を直接押える構成としたが、例えば当て板等を介して押圧リング５２を押圧するようにしても良い。また、図７、図９に示したように、押圧リング５２が軸受２０ａに当接する構成としなくても、押圧リング５２と軸受２０ａとの間に例えば別のリングや当て板等を別途配置しても良い。さらに、図７において、必ずしもインナーリング５６、アウターリング５７、テーパリング５８、及び支持リング５９を係合しなくても良い。この場合でも、締め付けボルト６０を支持リング５９に螺合した状態ではバラバラにならないので、固定手段５０の付け外しは容易である。これらの場合も上記と同様の効果を得ることができる。

また、以上においては、排出コンベア２４を前方側（図１中の右側）に延設した自走式破砕機を例として図示説明したが、これに限られず、排出コンベアを後方側（図１の左側）に延設した自走式破砕機にも本発明は適用可能である。また、２軸せん断機で構成した破砕装置１２を備えた自走式破砕機を例にとって説明したが、これに限られず、更に多数の軸を備えたせん断機を備えた自走式破砕機にも本発明は適用できる。また、破砕装置１２による破砕作業に関連して作業を行う補助機械として排出コンベア２４のみを備えた自走式破砕機に適用した場合を例にとって説明したが、例えば、作業事情に応じホッパ１１に受け入れた被破砕物を破砕装置１２へと搬送し導くフィーダを備えたものや、排出コンベア２４上の破砕物に混入した鉄筋等の異物を除去するいわゆる磁選機を備えたものにも本発明は適用可能である。これらの場合も上記と同様の効果が得られる。

本発明の自走式破砕機の一実施形態の全体構造を表す側面図である。 本発明の自走式破砕機の一実施形態の全体構造を表す上面図である。 本発明の自走式破砕機の一実施形態の全体構造を表す背面図である。 本発明の自走式破砕機の一実施形態に備えられた破砕装置の内部の詳細構造を表す側面図である。 本発明の自走式破砕機の一実施形態に備えられた破砕装置の内部の詳細構造を表す上面図である。 本発明の自走式破砕機の一実施形態に備えられた破砕装置の内部の詳細構造を表す図４中VI−VI断面による断面図である。 本発明の自走式破砕機の一実施形態に備えられたカッタロック機構の詳細構造を表す拡大図である。 本発明の自走式破砕機の一実施形態に備えられたカッタロック機構の端面から見た構成を表す図である。 本発明の自走式破砕機の他の実施形態に備えられたカッタロック機構の詳細構造を表す拡大図である。

符号の説明

１２ 破砕装置
１５ 回転軸
１６ カッタ
２０ａ 軸受
５２ 押圧リング
５３ ストッパリング
５５ ストッパボルト
５６ インナーリング
５７ アウターリング
５８ テーパリング
５９ 支持リング
６０ 締め付けボルト

Claims (1)

1. 回転軸に取り付けたカッタにより被破砕物をせん断し破砕処理する破砕装置を備えた自走式破砕機において、
   前記回転軸を受ける軸受と、
   前記回転軸に挿通され、前記軸受を前記回転軸の軸方向一方端側から押さえる押圧リングと、
   前記回転軸の軸方向一方側の外周部に挿通したインナーリングと、
   このインナーリングの径方向外側に対向して配置したアウターリングと、
   前記インナーリングと前記アウターリングとの間に介在させ、断面形状が楔形のテーパリングと、
   このテーパリングに対し前記回転軸の軸方向他方側の位置に対向するように設けた支持リングと、
   前記アウターリングの外周側に挿通したストッパリングと、
   前記テーパリングを介して前記支持リングに螺合した複数の締め付けボルトと、
   先端部が前記押圧リングに押付力を作用させるように前記ストッパリングに螺合した複数のストッパボルトと
   を備えたことを特徴とする自走式破砕機。

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