JP2011206633A - 破砕補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】硬岩と軟岩とが入り混じる土質の地山を掘削する際に、スイングジョーのストロークを変更する作業を省略しながら、投入された被破砕物を確実に破砕することが可能な破砕補助装置を提供することを目的とする。
【解決手段】固定歯１８と、可動歯１９が取り付けられるとともに往復揺動するスイングジョー１７と、固定歯と可動歯とで構成される破砕室２０を備えたジョークラッシャー１０による破砕動作を補助するための破砕補助装置１であり、破砕室２０の上方に配置される支持部材２と、この支持部材２から破砕室２０内に吊り下げられる可撓性の吊り下げ部材３とを有している。これにより、吊り下げ部材と被破砕物とが破砕室内で揉み合うような状態となり、被破砕物が、この吊り下げ部材によって破砕室内で撹拌されることになる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ジョークラッシャーによる破砕動作を補助するための破砕補助装置に関する。

従来、土木工事で発生する岩石等や、建設工事で発生する土砂，コンクリートガラ及びアスファルトガラ等の建設廃材を処理及びリサイクルする作業機械として、ジョークラッシャーが知られている。
特許文献１には、強固なフレームに取り付けられた固定歯と、この固定歯と相対し、該固定歯とともに岩石等の被破砕物を破砕するための可動歯と、この可動歯が取り付けられるとともに往復揺動するスイングジョーと、固定歯と可動歯とで構成され、破砕する岩塊が投入される側断面視略Ｖ字型の破砕室とを備えたジョークラッシャーについて記載されている。
このようなジョークラッシャーによれば、スイングジョーの下部を支えるトッグルプレートの取付角度を変更することによって、このスイングジョーの動き、すなわちストロークを変えることができる。これによって、硬岩の破砕能力を増大させたり、軟岩の破砕能力を増大させたりすることができるので、一台のジョークラッシャーで軟・硬両タイプの岩塊等の被破砕物の破砕処理に対応できるようになっている。

特開平０９−１８７６６８号公報

ところで、地山の掘削を行うと、切羽ごとに様々な土質が現れ、硬岩と軟岩とが入り混じったような土質が現れる場合があるが、入り混じって現れる硬岩と軟岩に合わせていちいちスイングジョーのストロークを変更するのは極めて効率が悪い。
また、このような硬岩と軟岩とが入り混じる土質の地山では、スイングジョーのストロークが軟岩用に設定されていると、硬岩を破砕するのが困難となるため、スイングジョーのストロークを小さくして硬岩用に設定しておき、硬岩と軟岩とを一緒に破砕する場合がある。
ところが、スイングジョーのストロークを硬岩用に設定したまま軟岩が多い土質の地山を掘削すると、破砕室では、投入された軟岩の岩塊は表面だけが削れ、岩塊と可動歯・固定歯との間で滑りが発生するようになる。そして、岩塊は表面だけが削れたそのままの形状で破砕室内を浮沈するような状態となり、結果、破砕には至らない場合が多く掘削サイクルに影響を及ぼした。

本発明の課題は、硬岩と軟岩とが入り混じる土質の地山を掘削する際に、スイングジョーのストロークを変更する作業を省略しながら、投入された被破砕物を確実に破砕することが可能な破砕補助装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、強固なフレーム（例えば機械本体１１）に取り付けられた固定歯と、この固定歯と相対し、固定歯と共に岩塊等の被破砕物を破砕するための可動歯が取り付けられるとともに往復揺動するスイングジョーと、固定歯と可動歯とで構成され、被破砕物が投入される側断面略Ｖ字型の破砕室を備えたジョークラッシャーによる破砕動作を補助するための破砕補助装置であって、前記破砕室の上方に配置される支持部材と、この支持部材から破砕室内に吊り下げられることによって、ジョークラッシャーによる破砕動作中に該破砕室内に投入された被破砕物に接触する可撓性の吊り下げ部材とを有していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の破砕補助装置において、前記ジョークラッシャーは、前記破砕室の両側にそれぞれ配置されるとともに、破砕室の両側開口を被覆する側壁を備えており、前記支持部材は、前記両側壁の上端部間に架設されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の破砕補助装置において、前記両側壁の上端部は、前記破砕室の被破砕物を投入するための投入口よりも上方に位置することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の破砕補助装置において、前記吊り下げ部材は一本または複数本であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の破砕補助装置において、前記吊り下げ部材はチェーンであることを特徴とする。

本発明によれば、破砕室の上方に配置される支持部材と、この支持部材から破砕室内に吊り下げられることによって、ジョークラッシャーによる破砕動作中に該破砕室内に投入された被破砕物に接触する可撓性の吊り下げ部材とを有しているので、スイングジョーの往復揺動に伴って揺動する可動歯と、この可動歯に相対する固定歯とによって被破砕物を破砕する動作中に、支持部材から破砕室内に吊り下げられた吊り下げ部材と、破砕室内に投入された被破砕物とが、破砕室内で揉み合うような状態となる。すなわち、被破砕物は、この吊り下げ部材によって破砕室内で撹拌されることになる。これによって、例えば従来のように被破砕物が破砕室内を浮沈するような現象が発生することを確実に防ぐことができ、硬岩と軟岩とが入り混じる被破砕物を一緒に破砕することができるので、スイングジョーのストロークを変更する作業を省略しながら、投入された被破砕物を確実に破砕することが可能となる。

本発明に係る破砕補助装置が取り付けられるジョークラッシャーの一例を示す正面図である。 図１に示すジョークラッシャーに破砕補助装置を取りつけた状態を示す部分拡大断面図である。 図１に示すジョークラッシャーのスイングジョーの揺動機構を示す部分拡大断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る破砕補助装置が取り付けられるジョークラッシャーの一例を示す正面図である。図２は、図１に示すジョークラッシャーに破砕補助装置を取りつけた状態を示す部分拡大断面図である。
図１において符号１０は、ジョークラッシャーを示す。また、図２において符号１は、破砕補助装置を示す。ジョークラッシャー１０は、硬岩である被破砕物Ａや軟岩である被破砕物Ｂを破砕するためのものであり、破砕補助装置１は、ジョークラッシャー１０による破砕動作を補助するためのものである。

まず、ジョークラッシャー１０について説明する。
ジョークラッシャー１０は、シングルトッグル形ジョークラッシャーと呼ばれている。このジョークラッシャー１０の機械本体１１は鋼板製および鋼体製であり頑丈に構成されている。
また、前記機械本体１１に２体の軸受１２，１２が固定されて設けられている。２体の軸受１２，１２に回転駆動軸１３が回転自在に支持されて設けられている。回転駆動軸１３の両端にそれぞれに駆動輪１４及び破砕エネルギー蓄積用のフライホイール１５が取り付けられている。回転駆動軸１３、駆動輪１４は駆動用モータ（図示せず）により駆動される。

駆動用モータとしては、出力パワーが大きくパワー補給が迅速で且つ衝撃吸収性にすぐれたものとして、油圧モータが適している。この油圧モータは、逆転機構を備えている。その逆転機構としては、油圧切換弁（図示せず）が採用されている。

回転駆動軸１３と一体に回転する回転体（図示せず）に偏心して偏心回転体１６が取り付けられ設けられている。偏心回転体１６に揺動体であるスイングジョー１７の上端部が偏心回転自在に取り付けられ支持されている。スイングジョー１７の上方部を偏心回転自在に支持するための偏心回転支持手段は、偏心回転体１６および機械本体１１から構成されている。

図３に示すように、スイングジョー１７の下端部の後部に可動歯側窪み２２が設けられている。また、機械本体１１にトッグルブロック２３が設けられている。
トッグルブロック２３には、可動歯側窪み２２に斜め上下方向に対向して機械本体側窪み２４，２５が設けられている。スイングジョー１７の可動歯側窪み２２とトッグルブロック２３の機械本体側窪み２４，２５との間に、揺動体として形成されているトッグルプレート２６が介設されている。トッグルプレート２６は、図１の紙面に垂直な方向即ち回転駆動軸１３の軸方向に長く形成され概ね長方形の金属板である。

可動歯側窪み２２および機械本体側窪み２４，２５は、それぞれに回転駆動軸１３の軸心方向に長く延びて形成されている。トッグルプレート２６の一端は可動歯側窪み２２に揺動回転自在に結合し、トッグルプレート２６の他端は機械本体側窪み２４（２５）に揺動回転自在に結合している。

図３に示すように、トッグルブロック２３には、軸心方向に長く延びる嵌め込み用の嵌込凹部２７が設けられている。嵌込凹部２７に機械本体側トッグルシート２８が嵌め込まれている。機械本体側トッグルシート２８の前面には、支持用凹面である前記した機械本体側窪み２４，２５が形成されている。

機械本体側窪み２４，２５は、上側機械本体側窪み２４と下側機械本体側窪み２５とから構成されている。上側機械本体側窪み１１Ｔと下側機械本体側窪み１１Ｂは上下方向に並び、また、鉛直面に対して傾斜した傾斜面上に並んでいる。上側機械本体側窪み１１Ｔと下側機械本体側窪み１１Ｂは、それぞれに円筒凹面に形成されている。

スイングジョー１７の下方部の後方部位に、軸心方向に長く延びる嵌め込み用の嵌込凹部２９が設けられている。嵌込凹部２９に可動歯側トッグルシート３０が嵌め込まれている。可動歯側トッグルシート３０の前面に、支持用凹面である前記した可動歯側窪み２２が形成されている。

図１に示すように、スイングジョー１７の前面に可動歯１９が固定されている。機械本体１１の前方部に固定歯１８が固定され設けられている。可動歯１９の歯面と固定歯１８の歯面は、対向している。固定歯１８の歯面は、僅かに傾斜するように形成されている。両歯面間に下方が狭く上方が広い破砕室２０が形成されている。破砕室２０の上方から、硬岩や軟岩等の被破砕物が投入される。可動歯１９および固定歯１８は、それぞれに軸心方向に長く平板状に形成されている。可動歯１９および固定歯１８の歯面は、縦横に格子状に分布し歯となる突起面を有している。

また、破砕室２０は、側断面から見て略Ｖ字型に形成されており、その上部と下部はそれぞれ開口している。上部開口部は、前記被破砕物Ａ，Ｂが投入される投入口２０ａとされており、下部開口部は、破砕された被破砕物Ａ，Ｂが排出される排出口２０ｂとされている。
さらに、破砕室２０の両側も開口しており、前記ジョークラッシャー１０は、図２に示すように、この破砕室２０の両側開口２０ｃ，２０ｃを被覆する側壁２１を備えており、被破砕物Ａ，Ｂが破砕室２０の外に飛び出てしまうこと防ぐことができる。
これら両側壁２１，２１の上端部は、前記破砕室２０の被破砕物Ａ，Ｂを投入するための投入口２０ａよりも上方に位置している。なお、これら両側壁２１，２１は、これら両側壁２１，２１の上端部に設けられるとともに、上端部に水平面を形成するための角度調整材２１ａ，２１ａを備えている。

トッグルブロック２３は、機械本体１１に頑丈に立ち上がる反作用受板３１に強固に固定されている。スイングジョー１７の重量は、可動歯側トッグルシート３０、トッグルプレート２６、機械本体側トッグルシート２８を介してトッグルブロック２３に作用する。このような作用を受けるトッグルブロック２３は、反作用受板３１に押しつけられる。傾動自在な２体の第１油圧シリンダ３２は、トッグルブロック２３を前方に押すことができる。トッグルブロック２３の両端部間（軸心方向の両端部間）に、ピン３３がトッグルブロック２３に固定されている。ピン３３に２体の第１油圧シリンダ３２の伸縮端部が結合している。第１油圧シリンダ３２によりトッグルブロック２３を前方に押して、トッグルブロック２３と反作用受板３１との間にスペーサである間隔板３４を挿入することができる。

スイングジョー１７の下端に揺動自在にテンションロッド３５が取り付けられている。テンションロッド３５の後端の鍔３６と、テンションロッド３５を貫通させるように機械本体１１に固定されているバネ受け３７との間に圧縮コイルスプリング４１が介設されている。バネ受け３７は、機械本体１１の一部である垂下体３８に設けられている。

機械本体１１の上方部位に第２油圧シリンダ３９が設けられている。スイングジョー１７の後端面から後方に突出する受圧部４０が、スイングジョー１７に固定され設けられている。受圧部４０は、第２油圧シリンダ３９の油圧を受ける。第２油圧シリンダ３９の駆動により、スイングジョー１７を図３で時計方向に回転駆動することができる。

また、図３には、トッグルプレート２６の傾斜角度位置を変更する際に用いる吊下装置を示している。すなわち、トッグルブロック２３には吊金具４２が固定されている。吊金具４２は、トッグルブロック２３の上面に載置され複数点でボルトによりトッグルブロック２３９に固定されている。吊金具４２から吊りボルト４３が吊り下げられている。トッグルプレート２６にはアイボルト４４が取りつけられている。アイボルト４４に吊りボルト４３の下端のフック部がさし込まれている。

そして、トッグルプレート２６を吊りボルト４３で吊り下げながら第２油圧シリンダ３９を駆動してスイングジョー１７を時計方向に回転させ、吊りボルト４３のボルトを緩めてトッグルプレート２６の機械本体側端部を降下させながら、第２油圧シリンダ３９の油圧を減圧しスイングジョー１７を反時計方向に戻すと、トッグルプレート２６の機械本体側端部が下側の下側機械本体側窪み２５に嵌まりこむ。このように重いトッグルプレート２６支持点位置を手軽に変更することができる。

そして、このようにトッグルプレート２６の傾斜角度を変更することによって、スイングジョー１７の動き（ストローク）を変えることができる。
すなわち、軟岩である被破砕物Ｂを破砕するためには、ストロークを大きくするため、トッグルプレート２６をトッグルブロック２３側上段（機械本体側窪み２４）に取り付けるようにして取付角度を大きくし、硬岩である被破砕物Ａを破砕するためには、ストロークを小さくするため、トッグルプレート２６をトッグルブロック２３側下段（機械本体側窪み２５）に取り付けるようにして取付角度を小さくする。

次に、前記破砕補助装置１について説明する。
破砕補助装置１は、図２に示すように、前記破砕室２０の上方に配置される支持部材２と、この支持部材２から破砕室２０内に吊り下げられることによって、ジョークラッシャー１０による破砕動作中に該破砕室２０内に投入された被破砕物Ａ，Ｂに接触する可撓性の吊り下げ部材３とを有している。

前記支持部材２は、本実施の形態においてはＨ形鋼が用いられており、前記両側壁２１，２１の上端部間に架設されている。より詳細には、前記両側壁２１，２１の上端部に設けられた角度調整材２１ａ，２１ａによって形成された双方の水平面間に載置固定されるようにして、前記両側壁２１，２１の上端部間に架設されている。これによって、前記支持部材２を、前記破砕室２０の上方に確実に配置することができる。
なお、上述のように前記両側壁２１，２１の上端部が、前記破砕室２０の被破砕物Ａ，Ｂを投入するための投入口２０ａよりも上方に位置しているため、この支持部材２の設置高さも、前記投入口２０ａよりも上方に位置している。これにより、支持部材２によって被破砕物Ａ，Ｂの投入を妨げることを防ぐことができる。

本実施の形態の吊り下げ部材３としては、チェーンが用いられている。このため、前記支持部材２の上面にはアイボルト２ａが取り付けられており、このアイボルト２ａとチェーンである吊り下げ部材３とが連結金具２ｂによって連結されている。
このように吊り下げ部材３としてチェーンを用いることによって可撓性能を確実に得られるとともに、強度にも優れるため、被破砕物Ａ，Ｂとともに破砕室２０内に入れられても破損しにくい、という利点がある。
なお、前記吊り下げ部材３はチェーンに限られるものではなく、例えば鋼製のワイヤー等でもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

また、本実施の形態において、前記吊り下げ部材３は、前記支持部材２の長さ方向に沿って複数本設けられている。この吊り下げ部材３の本数は、前記破砕室２０の投入口２０ａの広さ、すなわち、前記固定歯１８の上端部と可動歯１９の上端部の長さに応じて適宜変更可能とする。
つまり、投入口２０ａが大きく破砕室２０の容量が大きければ、その分、吊り下げ部材３の本数を多く増やし、投入口２０ａが小さく破砕室２０の容量が小さければ、その分、吊り下げ部材３の本数を少なくする。また、本実施の形態では、前記支持部材２が一本しか用いられていないが、被破砕物Ａ，Ｂの投入に支障がなければ、前記支持部材２の本数を増やしてもよく、それに伴って、吊り下げ部材３の本数も多く増やしてもよいものとする。これによって、前記破砕室２０の投入口２０ａの広さや容量に合った適当な本数の吊り下げ部材３を吊り下げることができる。

次に、前記ジョークラッシャー１０によって被破砕物Ａ，Ｂを破砕動作を行う際の破砕補助装置１による破砕補助方法について説明する。
まず、前記ジョークラッシャー１０は、前記トッグルプレート２６の取付角度を小さくして硬岩である被破砕物Ａを破砕できるような状態にセットしておく。なお、通常、この状態では軟岩である被破砕物Ｂを破砕するのには適していない。

また、予め、前記支持部材２には前記アイボルト２ａを取り付けておき、前記連結金具２ｂを用いて、この支持部材２と前記吊り下げ部材３とを連結しておく。
そして、このように吊り下げ部材３が取り付けられた支持部材２を、前記両側壁２１，２１の上端部間に架設するようにして前記破砕室２０の上方に配置しておく。この時、前記吊り下げ部材３を破砕室２０内に吊り下げる。
このようにして破砕前の準備が終了する。

続いて、この吊り下げ部材３が吊り下げられた破砕室２０内に被破砕物Ａ，Ｂを投入する。この時、特に破砕物Ａと破砕物Ｂとを分別することなく、同時に投入してもよい。
そして、破砕室２０内に投入された被破砕物Ａ，Ｂは、前記スイングジョー１７の往復揺動に伴って揺動する可動歯１９と、この可動歯１９に相対する固定歯１８とによる破砕動作中に、前記吊り下げ部材３と、この破砕室２０内で揉み合うような状態となる。

すなわち、被破砕物Ａ，Ｂは、この吊り下げ部材３によって破砕室２０内で撹拌されることになるので、破砕室２０内で、軟岩である被破砕物Ｂの表面だけが削れ、被破砕物Ｂと可動歯・固定歯との間で滑りが発生したり、表面だけが削れたそのままの形状で破砕室２０内を浮沈するような状態となったりすることを防ぐことができるようになる。
この時、硬岩である被破砕物Ａは、上述のように前記ジョークラッシャー１０のスイングジョー１７のストロークが硬岩用にセットされているので、確実に破砕することができる。

以上のようにして、破砕補助装置１によって、ジョークラッシャー１０による被破砕物Ａ，Ｂの破砕動作を効果的に補助することができる。

なお、前記吊り下げ部材３は、前記支持部材２に巻きつけたり、連結金具２ｂによるアイボルト２ａとの連結位置を調節するなどして、前記破砕室２０内に吊り下げられる長さを適宜調節することができる。また、例えば、複数の吊り下げ部材３…の長さをそれぞれ変えたり、吊り下げ部材３の下端部に錘等を取り付けたりするなどして、被破砕物Ａ，Ｂの破砕効率を向上させる工夫を行ってもよい。

本実施の形態によれば、前記破砕室２０の上方に配置される支持部材２と、この支持部材２から破砕室２０内に吊り下げられることによって、ジョークラッシャー１０による破砕動作中に該破砕室２０内に投入された被破砕物Ａ，Ｂに接触する可撓性の吊り下げ部材３とを有しているので、前記スイングジョー１７の往復揺動に伴って揺動する可動歯１９と、この可動歯１９に相対する固定歯１８とによって被破砕物Ａ，Ｂを破砕する動作中に、前記支持部材２から破砕室２０内に吊り下げられた吊り下げ部材３と、前記破砕室２０内に投入された被破砕物Ａ，Ｂとが、この破砕室２０内で揉み合うような状態となる。すなわち、被破砕物Ａ，Ｂは、この吊り下げ部材３によって破砕室２０内で撹拌されることになる。これによって、例えば従来のように被破砕物Ｂである軟岩が破砕室２０内を浮沈するような現象が発生することを確実に防ぐことができ、硬岩と軟岩とが入り混じる被破砕物Ａ，Ｂを一緒に破砕することができるので、前記スイングジョー１７のストロークを変更する作業を省略しながら、投入された被破砕物Ａ，Ｂを確実に破砕することが可能となる。

１ 破砕補助装置
２ 支持部材
３ 吊り下げ部材
１０ ジョークラッシャー
１７ スイングジョー
１８ 固定歯
１９ 可動歯
２０ 破砕室

Claims (5)

1. 強固なフレームに取り付けられた固定歯と、
   この固定歯と相対し、固定歯と共に岩塊等の被破砕物を破砕するための可動歯が取り付けられるとともに往復揺動するスイングジョーと、
   固定歯と可動歯とで構成され、被破砕物が投入される側断面略Ｖ字型の破砕室を備えたジョークラッシャーによる破砕動作を補助するための破砕補助装置であって、
   前記破砕室の上方に配置される支持部材と、
   この支持部材から破砕室内に吊り下げられることによって、ジョークラッシャーによる破砕動作中に該破砕室内に投入された被破砕物に接触する可撓性の吊り下げ部材とを有していることを特徴とする破砕補助装置。
2. 前記ジョークラッシャーは、前記破砕室の両側にそれぞれ配置されるとともに、破砕室の両側開口を被覆する側壁を備えており、
   前記支持部材は、前記両側壁の上端部間に架設されていることを特徴とする請求項１に記載の破砕補助装置。
3. 前記両側壁の上端部は、前記破砕室の被破砕物を投入するための投入口よりも上方に位置することを特徴とする請求項２に記載の破砕補助装置。
4. 前記吊り下げ部材は一本または複数本であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の破砕補助装置。
5. 前記吊り下げ部材はチェーンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の破砕補助装置。
   

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