JP2010133109A - 破砕機及びこの破砕機を備えた建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】大割破砕と小割破砕の両方の作業に効率良く対応することができる破砕機及びこの破砕機を備えた建設機械を提供する。
【解決手段】油圧ショベル２のアーム１４の先端に取り付けられる破砕機１８は、基部フレーム２４と、基部フレーム２４から一体的に延出された固定顎２６と、基部フレーム２４に回動自在に取り付けられた、開閉可能な可動顎２８と、可動顎２８の開閉に連動して固定顎２６の先端に対して突没する延長顎部４２とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、構造物の解体工事に用いられる破砕機に関し、より詳しくは、大割破砕と小割破砕の両方の作業に対応できる破砕機及びこの破砕機を備えた建設機械に関する。

一般的に、ビル等の鉄筋コンクリート構造物を解体する工事においては、まず、バケットの代わりに大割破砕機といった破砕アタッチメントを取り付けた油圧ショベルを用いて、構造物を直接破砕していく１次破砕（大割破砕）が行われる。この大割破砕機は、通常、圧壊用の一対の刃を備えており、この一対の刃を開閉動作することにより、構造物の梁、柱、壁等を直接挟み込んで破砕することができる。

１次破砕により生じた構造物の破片（以下、大割破砕物という。）は、そのままでは大き過ぎ、搬出作業に支障を来す。このため、１次破砕の後、大割破砕物を更に小さく破砕する、所謂、２次破砕（小割破砕）が行われる。この小割破砕は、地面に落下した大割破砕物をより小片に細かく破砕する作業であり、これにより、鉄筋を含む大割破砕物はコンクリート部分と、鉄筋とに分離されて、これらの分別が可能となることから、このような小割破砕は資源の再利用の観点からも重要な作業である。

上述の小割破砕には、バケットの代わりに小割破砕機といった破砕アタッチメントが取り付けられた油圧ショベルが用いられる。この小割破砕機は、通常、固定顎と可動顎とを備えており、可動顎を駆動することにより、固定顎と可動顎との間に大割破砕物を挟み込んで圧壊して粉砕するものである。
通常、ビルの解体工事現場においては、大割破砕機を備えた油圧ショベルと、小割破砕機を備えた油圧ショベルとが配備されており、それぞれが大割破砕と小割破砕を分担して行っている。

ところで、近年の解体工事においては、工事期間の短縮、解体費用の低減等の要求から、作業の高効率化が望まれている。そこで、大割破砕から小割破砕までを１種類の破砕機で対応可能とし、高効率化を目指すことが考えられる。斯かる破砕機としては、例えば、特許文献１に示すような、小割破砕機の開口の先端部に大割破砕に適した牙部材を取り付け、開口の奥に小割破砕に適した歯を配置した大割破砕及び小割破砕の両方の作業を行えるものが提案されている。
実開平６−３５５２２号公報

通常、大割破砕は、構造物の梁、柱、壁等の大きな破砕対象物を直接挟み込んで破砕しいていくことから、効率良く破砕対象物を破砕していくには、破砕機の開口幅をなるべく広くすることが望まれる。
しかしながら、特許文献１の破砕機は、ベースが小割破砕機であるので、その最大開口幅は、一般的な大割破砕機の最大開口幅よりも小さい。このため、大割破砕の高効率化が図れないという問題がある。

仮に、開口幅を広くするために小割破砕機全体を大型化すると、顎開閉用の油圧シリンダも大型化せざるを得ず、その結果、可動顎の動作が鈍くなり、小割破砕の作業効率が低下するという問題もある。しかも、破砕機が大型化すると、破砕機の重量も嵩み、高所での作業が多い大割破砕の作業に支障を来す虞がある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、大割破砕と小割破砕の両方の作業に効率良く対応することができる破砕機及びこの破砕機を備えた建設機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の破砕機は、ブーム及びアームを有する建設機械に対し、前記アームの先端に取り付け可能な基部フレームと、前記基部フレームの先端から一体的に延びる固定顎と、前記基部フレームに回動自在に取り付けられている可動顎と、前記可動顎の開閉動作をなすべく前記可動顎を回動させる駆動手段と、前記固定顎の先端から延出可能な延長顎部とを具備したことを特徴とするものである（請求項１）。

この構成によれば、固定顎の先端から延長顎部が延出するので、固定顎の長さ寸法が延長され、破砕機全体としての開口幅が拡大される。
また、前記可動顎の開動作に連動して前記延長顎部を前記固定顎から延出させる連動手段を更に具備した構成とすることが好ましい（請求項２）。
この構成によれば、可動顎の開動作にともない固定顎の先端から延長顎部が延出するので、延長顎部を駆動する駆動手段を別途搭載する必要はない。このため、破砕機の構造を複雑化することはなく、重量の増加も極力抑えることができる。

また、前記連動手段は、前記固定顎内に設けられ、前記延長顎部をスライド自在に保持するスライドガイドと、前記延長顎部と前記可動顎とを結合するリンクとを備えている構成とすることが好ましい（請求項３）。
この構成によれば、スライドガイドにより延長顎部の往復動が円滑に行える。
また、前記延長顎部の先端から突設された複数の固定歯と、前記可動顎の先端に設けられ、前記可動顎が閉じたとき、前記固定歯間に入り込む複数の牙とを備えている構成とすることが好ましい（請求項４）。
この構成によれば、破砕対象物の一方を固定歯で押さえ、破砕対象物の他方に牙を食い込ませることができ、破砕対象物に亀裂が入り易くなり、大割破砕の高効率化に寄与する。

また、前記可動顎に設けられ、前記固定顎に向けて突出した複数の破砕歯と、前記固定顎に設けられ、前記可動顎が閉じたとき、前記破砕歯を受け入れる複数の開口とを備えている構成とすることが好ましい（請求項５）。
この構成によれば、固定顎と可動顎との間に挟み込んだ大割破砕物に対し、可動顎の破砕歯と固定顎の開口との組み合わせ部分にて圧接力が集中的に作用し、小割破砕の高効率化に寄与する。

また、前記延長顎部は、前記固定顎に対するスライド位置に拘わらず、前記開口に合致するスロットを有する構成とすることが好ましい（請求項６）。
この構成によれば、粉砕された小片の一部が開口を介して破砕機の外部に排出される。
一方、本発明の建設機械は、請求項１〜６の何れかに記載の破砕機を備えているので、大割破砕から小割破砕までを１台で行うことができる。

請求項１乃至請求項６に記載の本発明の破砕機によれば、大割破砕から小割破砕まで１種類の破砕機で対応できるので、解体工事の作業効率の向上に寄与する。
また、本発明の建設機械によれば、１台で大割破砕から小割破砕まで行えるので、解体工事現場に配備される建設機械の台数を減らすことができ、解体工事費用の削減に寄与する。また、大割破砕と小割破砕で破砕機の交換作業は不要であるので、作業効率の向上も図れる。

以下、本発明に係る建設機械の形態を、図面を参照して説明する。
本発明が適用される建設機械としては特に限定はされないが、例えば、図１に示すような油圧ショベル２に適用した場合を例に説明する。
油圧ショベル２は、クローラ型の下部走行体４を備え、この下部走行体４上に上部旋回体６が旋回可能に設けられている。上部旋回体６には、前部左側に運転室８が設けられていると共に、その中央部からブーム１０が延びている。ブーム１０はその両側の所定位置に配設された一対のブームシリンダ１２を伸縮させることで起伏される。当該ブーム１０の先にはアーム１４が回動可能に連結され、このアーム１４の先端にはリンク機構１６を介して、本来のバケットの代わりに破砕機１８が取り付けられている。そして、これらアーム１４および破砕機１８もまた、そのアームシリンダ２０およびアタッチメントシリンダ２２の伸縮を受けて回動される。なお、油圧ショベル２には、これら以外にも、油圧ショベル２の機能を発揮するのに必要な機能部品（図示せず）が配設されている。

次いで、破砕機１８について詳述する。
図２に示すように、破砕機１８は大きく分けてみたとき、基部フレーム２４と、この基部フレーム２４の先端部に一体的に延設された固定顎２６と、基部フレーム２４に回動自在に設けられた可動顎２８とを備えており、これら固定顎２６と可動顎２８は互いに協働して破砕機１８の開閉動作を行う。なお、この破砕機１８については、例えば、図２中矢印Ａ方向を前側、その反対側、つまり、運転室８側となる図２中矢印Ｂ方向を後側とし、図２に表れている破砕機１８の一側壁側を左側、この一側壁とは反対側となる破砕機１８の他側壁側を右側とする。

基部フレーム２４は、内部が中空のボックス形状をなしており、その基端に破砕機ブラケット３０を備えている。この破砕機ブラケット３０は、基部フレーム２４の左右の側壁の基端からそれぞれ延出した板状部からなり、これら左右の板状部に互いに対向するアーム連結孔３２及びリンク連結孔３４が形成されている。この破砕ブラケット３０はその左右の板状部間にアーム１４の先端を挟み込んで、この先端及びアーム連結孔３２をそれぞれ貫通する回動軸３６を介してアーム１４に連結されている。一方、破砕ブラケット３０はその左右の板状部間に前述したリンク機構１６のリンクを挟み込んで、このリンク及びリンク連結孔３４を貫通する回動軸３８を介してリンク機構１６に連結されている。これにより、基部フレーム２４、即ち、破砕機１８は、アタッチメントシリンダ２２の伸縮を受けて、アーム１４の先端に対してリンク機構１６を介して回動動作される。

図２から明らかなように、固定顎２６は、その側面視形状が先端に向かって先細りとなる略楔形状をなしている。そして、固定顎２６の先端には、三角形状の固定歯４０が複数設けられている。詳しくは、図３に示すように、固定顎２６はその内部にスライドガイド４４を備え、このスライドガイド４４内にスライダ、即ち、延長顎部４２が摺動自在に収容され、前記固定歯４０は、延長顎部４２の先端に設けられている。スライドガイド４４は、可動顎２８と対向する固定顎２６の内面に位置付けられ、固定顎２６と一体的に結合されており、固定顎２６の破砕面２５を構成する。また、固定顎２６の前壁面２７には開口４８が形成され、この開口４８はスライドガイド４４の破砕面２５とは反対側のスライドガイド４４の裏面壁４６を部分的に露出させている。なお、固定顎２６の奥は中空部５０に形成され、また、開口４８は、図１に示すように矩形形状をなし、２個並列にして配置されている。

より詳しくは、図４に示すようにスライドガイド４４は、扁平な中空の角筒形状をなし、破砕面２５を形成する破砕面壁５２及び破砕面壁５２とは反対側の裏面壁４６を有する。これら破砕面壁５２及び裏面壁４６のそれぞれには、矩形のスロット５４が２個ずつ並列に設けられており、これらスロット５４は延長顎部４２の摺動方向に延びている。
また、延長顎部４２は、前述した固定歯４０を３個備えた矩形状の枠体であり、固定歯４０は延長顎部４２の幅方向に互いに離間して配置されている。延長顎部４２もまた、スライドガイド４４のスロット５４に対応して２つのスロット５６を有しており、これらスロット５６は、延長顎部４２の摺動位置に拘わらず、スライドガイド４４のスロット５４に合致する。それ故、固定顎２６は、その前壁面２７の開口４８からスロット５４，５６，５４を経て破砕面２５に亘って貫通した構造を有する。なお、延長顎部４２の補強のため、スロット５６内にその長手方向と直交するサイドビームを長手方向に所定の間隔を存して設けるようにしてもよい。

一方、延長顎部４２は、固定歯４０とは反対側の基端に一対のブラケット５８を備えている。これらブラケット５８の間には、スライダリンク６０の一端が配置され、このスライダリンク６０は、一対のブラケット５８にピン（図示せず）を介して回動自在に取り付けられている。
図３に示すように、可動顎２８は、前述した固定顎２６の破砕面２５に対向可能な顎本体６４を備え、この顎本体６４はその基端に固定顎２６に向けて屈曲された屈曲部６６を有する。この屈曲部６６は前述した固定顎２６の中空部５０内に配置されている。顎本体６４はその基端にて、基部フレーム２４の両側壁に回動軸６８を介して回動自在に取り付けられている。それ故、固定顎２６に対し、回動軸６８を中心に可動顎２８を回動させることで、破砕機１８の開閉動作を行うことができる。

即ち、図３から明らかなように、可動顎２８は駆動シリンダ７４に連結されており、この駆動シリンダ７４は基部フレーム２４内に配設されている。詳しくは、顎本体６４は固定顎２６とは反対側の外面にブラケット７８を有し、このブラケット７８に駆動シリンダ７４におけるピストンロッド８０の先端が連結されている。そして、駆動シリンダ７４におけるシリンダ外筒の基端８２は基部フレーム２４の内のブラケットに連結されている。

これにより、駆動シリンダ７４が伸縮されると、可動顎２８は回動軸６８を中心に回動し、破砕機１８の開閉動作が実施される。
一方、図５から明らかなように可動顎２８の屈曲部６６からは一対のブラケット７２が突設され、これらブラケット７２に前述したスライダリンク６０の他端がピンを介して回動自在に取り付けられている（図３参照）。このため、可動顎２８は固定顎２６に内蔵された延長顎部４２にスライダリンク６０を介して連結されていることから、延長顎部４２は、可動顎２８の回動、即ち、破砕機１８の開閉動作に連動し、スライダガイド４４に対して往復摺動する。

従って、図３に示すように、破砕機１８が閉じた状態のとき、可動顎２８のブラケット７２は、固定顎２６の基端側に位置付けられるので、スライダリンク６０を介して延長顎部４２もまた固定顎２６の基端側に引き付けられる。そのため、破砕機１８が閉じたとき、延長顎部４２は固定顎２６内に収容された状態となる。一方、破砕機１８が開いた状態のとき、図６に示すように、可動顎２８のブラケット７２は、固定顎２６の先端側に向けて移動するので、スライダリンク６０を介して延長顎部４２は押し出され、延長顎部４２の先端側が固定顎２６から延出する。この結果、破砕機１８の開口幅は、拡大される。

また、図５に示すように、顎本体６４は固定顎２６の破砕面２５に対向可能な内面７６を有し、この内面７６にはその先端部に一対の牙８４が設けられている。これら牙８４は固定顎２６の破砕面２５に向けて突出し、破砕機１８が閉じられた際、前述の固定顎２６の固定歯４０の間に入り込む。更に、顎本体６４の内面７６には、牙部材８４よりも屈曲部６６側に位置して破砕歯８６が左右に２個ずつ配設されている。これら破砕歯８６は、破砕機１８を閉じた際、前述した固定顎２６におけるスライドガイド４４のスロット５４内に入り込むものとなっている。

更に、破砕機１８は鉄筋カッタ９２を備え、図５中には、鉄筋カッタ９２の可動刃８８が示されている。この可動刃８８は可動顎２８の内面７６に左側の破砕歯８６よりも屈曲部６６側に位置して配設されている。一方、固定顎２６は、その左側の基端部寄りに固定刃９０を備え（図２参照）、これら可動刃８８及び固定刃９０は破砕機１８の開閉動作により鉄筋を挟み込んで切断する。この鉄筋カッタ９０は、破砕機１８の左側面に位置付けられているので、運転室８から視認し易い。

以上のような破砕機１８を備えた油圧ショベル２の動作の態様について以下に説明する。
まず、大割破砕を行う場合、駆動用シリンダ７４を収縮させて、可動顎２８、即ち、破砕機１８を開く。このとき、可動顎２８にスライダリンク６０を介して連結されている延長顎部４２が固定顎２６の先端から延出し、破砕機１８の開口幅を拡大する（図６参照）。これにより，例えば、鉄筋コンクリート製の構造物における梁、柱、壁等の大きな破砕対象物であっても、固定顎２６と可動顎２８との間に直接挟み込むことができる。この後、駆動シリンダ７４を伸長作動させ、可動顎２８を閉位置方向へ回動させる。この際の破砕機１８の閉動作に伴い、破砕対象物は、固定顎２６から延出した延長顎部４２により押さえ込まれた状態で、可動顎２８の一対の牙８４が破砕対象物に食い込み、これら牙８４の先端に破砕力が集中することで、容易に大割破砕される。

このように、破砕機１８は、固定顎２６の先端から延出する延長顎部４２により、従来の大割破砕機と同等の開口幅を確保することができる。しかも、この延長顎部４２は、別個に油圧シリンダ等を設けることなく、可動顎２８の回動に連動して駆動されることから、破砕機１８の構造をシンプルにすることができ、破砕機１８自体の軽量化に寄与している。このため、比較的高い所にある破砕対象物の大割破砕が要求される場合にも、十分対応できる。

次に、上述の大割破砕に引き続いて小割破砕を行う場合、破砕機１８は開動作され、大割破砕により生じた大割破砕物をその奥側の固定顎２６と可動顎２８との間にて挟み込み、大割破砕物の小割破砕を行う。
より詳しくは、破砕機１８か閉じられると、固定顎２６のスロット５４に可動顎２８の破砕歯８６が入り込むので、これら固定顎２６と可動顎２８とにより破砕対象物に大きな破砕力を加えることができ、破砕対象物のコンクリート部分を細かく粉砕することができる。ここで、粉砕された小片はその一部が固定顎２８の開口４８を通じて外部に排出される。

このような小割破砕を行い、大割破砕物のコンクリート部分を粉砕すると、その内部の鉄筋とコンクリート部分との分別が容易になり、資源のリサイクル性向上に寄与する。
なお、可動顎２８の閉動作に伴い、固定顎２６の延長顎部４２が固定顎２６内に収納されても、延長顎部４２のスロット５６はスライドガイド４４のスロット５４に合致することから、延長顎部４２の収納が小割破砕を阻害することなく、小割破砕を良好に行うことができる。

また、本実施形態の破砕機１８は、鉄筋カッタ９２を備えているので、分別された鉄筋が長尺の場合、この鉄筋を鉄筋カッタ９２により切断することもでき、広範な作業に対応できる。
以上のように、本実施形態の破砕機１８は、大割破砕から小割破砕まで１台で対応することができるので、破砕機の稼働率が上がり、解体作業現場での作業効率の向上に寄与する。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
上記した実施形態においては、クローラ型の油圧ショベルについて説明したが、本発明は、この態様に限定されるものではなく、ホイール式ショベルに採用しても構わない。

破砕機が取り付けられた建設機械としての油圧ショベルを示す斜視図である。 一実施形態に係る破砕機の側面図である。 図２の破砕機の一部を破断して示す図である。 延長顎部とスライドガイドを示す斜視図である。 可動顎を示す斜視図である。 図３の破砕機を開いた状態で示す図である。

符号の説明

２ 油圧ショベル（建設機械）
４ 下部走行体
６ 上部旋回体
８ 運転室
１０ ブーム
１４ アーム
１８ 破砕機
２４ 基部フレーム
２６ 固定顎
２８ 可動顎
４０ 固定歯
４２ 延長顎部
４４ スライドガイド
４８ 開口
５４ スロット（開口）
５６ スロット
５８ ブラケット
６０ スライダリンク
６４ 顎本体
６６ 屈曲部
６８ 回動軸
７２ ブラケット
８４ 牙
８６ 破砕歯

Claims (7)

1. ブーム及びアームを有する建設機械に対し、前記アームの先端に取り付け可能な基部フレームと、
   前記基部フレームの先端から一体的に延びる固定顎と、
   前記基部フレームに回動自在に取り付けられている可動顎と、
   前記可動顎の開閉動作をなすべく前記可動顎を回動させる駆動手段と、
   前記固定顎の先端から延出可能な延長顎部と
   を具備したことを特徴とする破砕機。
2. 前記可動顎の開動作に連動して前記延長顎部を前記固定顎から延出させる連動手段を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の破砕機。
3. 前記連動手段は、前記固定顎内に設けられ、前記延長顎部をスライド自在に保持するスライドガイドと、前記延長顎部と前記可動顎とを結合するリンクとを備えていることを特徴とする請求項２に記載の破砕機。
4. 前記延長顎部の先端から突設された複数の固定歯と、
   前記可動顎の先端に設けられ、前記可動顎が閉じたとき、前記固定歯間に入り込む複数の牙と
   を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の破砕機。
5. 前記可動顎に設けられ、前記固定顎に向けて突出した複数の破砕歯と、
   前記固定顎に設けられ、前記可動顎が閉じたとき、前記破砕歯を受け入れる複数の開口と
   を備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の破砕機。
6. 前記延長顎部は、前記固定顎に対するスライド位置に拘わらず、前記開口に合致するスロットを有することを特徴とする請求項５に記載の破砕機。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の破砕機を備えた建設機械。

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