JP2015025332A - Attachment for crushing, ripper, and crushing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物を破砕する破砕技術、当該破砕技術で使用するリッパー、ならびに作業機に取り付けられて上記リッパーで破砕処理を行う破砕用アタッチメントに関するものである。 The present invention relates to a crushing technique for crushing an object to be crushed, such as a rock, a rock, a concrete structure, a ripper used in the crushing technique, and a crushing attachment that is attached to a work machine and crushes with the ripper. is there.
従来、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物を破砕するために、バックホウ等の作業機のアームに破砕用アタッチメントを装着することが提案されている。例えば、特許文献1や非特許文献1では、破砕用アタッチメントに取り付けられた油圧モータにより偏芯ギア対を作動させて振動力を発生させている。そして、当該振動力によりリッパーアームに取り付けられたツース(本発明の「リッパーの先端部」に相当)を被破砕物に打ち付けて被破砕物に亀裂を与えるとともに、ツースを被破砕物の内部に進入させている。そして、ツースが被破砕物の内部に入り込んだ状態で、作業機のアームを作業機側に引き寄せることで被破砕物の表面部をリッピングすることが可能となっている。
Conventionally, it has been proposed to attach a crushing attachment to an arm of a work machine such as a backhoe in order to crush objects to be crushed, such as bedrock, rocks, and concrete structures. For example, in
ところで、上記したように従来の破砕用アタッチメントではツースにより被破砕物に亀裂を発生させているが、亀裂発生した被破砕物のリッピングについては作業機により実行しており、上記破砕用アタッチメントは本質的には従来の油圧ブレーカーと大きく相違するものではない。したがって、破砕作業の効率を考えると、破砕用アタッチメントに対して大きな改善の余地が残されている。また、破砕作業をさらに向上させるためには、破砕用アタッチメントで使用するリッパーについても改良の余地が十分にある。 By the way, as described above, in the conventional crushing attachment, cracks are generated in the object to be crushed by the tooth. However, ripping of the cracked object to be crushed is performed by a work machine, and the crushing attachment is essential. In particular, it is not significantly different from conventional hydraulic breakers. Therefore, when considering the efficiency of the crushing work, there is still much room for improvement with respect to the crushing attachment. Moreover, in order to further improve the crushing operation, there is sufficient room for improvement in the ripper used in the crushing attachment.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物をリッパーにより効率的に破砕することができる技術を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the technique which can crush efficiently to-be-crushed objects, such as a bedrock, a rock, and a concrete structure, with a ripper.
この発明の第1態様は、作業機に取り付けられて被破砕物を破砕する破砕用アタッチメントであって、作業機に対して着脱自在なアタッチメント本体部と、先端部をアタッチメント本体部から第1方向に飛び出した状態で、アタッチメント本体部に対して第1方向に往復移動自在で、かつ第1方向を含む仮想面内で後端部を回動中心として第2方向に回動自在にアタッチメント本体部に取り付けられるリッパーと、リッパーの先端部が被破砕物と当接した状態でリッパーを第1方向に往復移動させて被破砕物に亀裂を与える第1駆動部と、リッパーの先端部が被破砕物に入り込んだ状態でリッパーを第2方向に回動させる第2駆動部とを備えることを特徴としている。 A first aspect of the present invention is a crushing attachment that is attached to a work machine and crushes an object to be crushed, an attachment main body part that is detachable from the work machine, and a tip part from the attachment main body part in a first direction. The attachment main body can be reciprocated in the first direction with respect to the attachment main body in a state of projecting to the attachment main body, and can be rotated in the second direction around the rear end in the virtual plane including the first direction. A ripper that is attached to the crusher, a first drive unit that causes the ripper to reciprocate in the first direction with the tip of the ripper being in contact with the object to be crushed, and the tip of the ripper to be crushed And a second drive unit that rotates the ripper in the second direction in a state of entering the object.
また、この発明の第2態様は、アタッチメント本体に取り付けられて先端部により被破砕物を破砕するリッパーであって、先端部がアタッチメント本体部から第1方向に飛び出した状態で後端部がアタッチメント本体部と係合しながら、アタッチメント本体部に対して第1方向に往復移動自在に取り付け自在となっており、後端部とアタッチメント本体部との係合位置を回動中心として第1方向を含む仮想面内でアタッチメント本体部に対して第2方向に回動自在となっていることを特徴としている。 Further, the second aspect of the present invention is a ripper that is attached to the attachment main body and crushes the object to be crushed by the front end portion, and the rear end portion is attached in a state where the front end portion protrudes from the attachment main body portion in the first direction. While being engaged with the main body, it can be reciprocally moved in the first direction with respect to the attachment main body, and the first direction is set with the engagement position between the rear end portion and the attachment main body as the center of rotation. It is characterized in that it is rotatable in the second direction with respect to the attachment main body within the imaginary plane.
また、この発明の第3態様は、上記破砕用アタッチメントにより被破砕物に形成された削孔の周囲を破砕する破砕方法であって、リッパーの先端部を削孔の内壁に当接させながら第1駆動部によりリッパーを第1方向に往復移動させながらリッパーの先端部を削孔の深部に向けて進入させる進入工程と、進入工程後にリッパーを第2駆動部により第2方向に回動させて削孔の周囲のうち第2方向側の被破砕物を除去するリッピング工程とを備えることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a crushing method for crushing a periphery of a hole formed in an object to be crushed by the crushing attachment, wherein the tip of the ripper is brought into contact with the inner wall of the hole. An approach step of causing the tip of the ripper to enter the deep part of the drilling hole while reciprocating the ripper in the first direction by one drive unit, and rotating the ripper in the second direction by the second drive unit after the entry step And a ripping step for removing the object to be crushed on the second direction side around the hole.
さらに、この発明の第4態様は、破砕用アタッチメントにより被破砕物を破砕する破砕方法であって、リッパーの先端部を被破砕物の表面に当接させた状態で第1駆動部によりリッパーを第1方向に往復移動させてリッパーの先端部を被破砕物の内部に進入させる進入工程と、進入工程後に第2駆動部によりリッパーを第2方向に回動させて被破砕物を除去するリッピング工程とを備えることを特徴としている。 Furthermore, a fourth aspect of the present invention is a crushing method for crushing an object to be crushed by an attachment for crushing, wherein the ripper is moved by the first drive unit in a state where the tip of the ripper is in contact with the surface of the object to be crushed. An entry step for reciprocating in the first direction to allow the tip of the ripper to enter the inside of the object to be crushed, and a ripping for removing the object to be crushed by rotating the ripper in the second direction by the second drive unit after the entry step. And a process.
このように構成された発明では、リッパーが第1方向に往復移動してリッパーの先端部が被破砕物に当接して亀裂を与えて被破砕物に入り込むのみならず、被破砕物に入り込んだリッパーが第1方向を含む仮想面内で後端部を回動中心として第2方向に回動して被破砕物をリッピングする。 In the invention configured in this way, the ripper moves back and forth in the first direction, the tip of the ripper abuts on the object to be crushed, cracks and enters the object to be crushed, and enters the object to be crushed. The ripper rotates in the second direction around the rear end in the virtual plane including the first direction to rip the object to be crushed.
以上のように、本発明によれば、リッパーは、第1方向での往復動作と、第2方向への回動動作とを実行可能となっており、優れた破砕効率が得られる。 As described above, according to the present invention, the ripper can execute the reciprocating operation in the first direction and the rotating operation in the second direction, and excellent crushing efficiency can be obtained.
<第1実施形態>
図1は本発明にかかる破砕用アタッチメントの第1実施形態を示す図である。また、図2は図1の破砕用アタッチメントの内部構造を示す図である。また、図3は第2駆動部の部分拡大図である。この破砕用アタッチメント1は図1に示すようにバックホウ等の作業機2のアーム21にブラケット22を介して取り付けられ、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物3に形成された削孔31の周囲を破砕するのに用いられる。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a crushing attachment according to the present invention. Moreover, FIG. 2 is a figure which shows the internal structure of the attachment for crushing of FIG. FIG. 3 is a partially enlarged view of the second drive unit. As shown in FIG. 1, the crushing
破砕用アタッチメント1の主要構成は、アタッチメント本体部11と、先端部121が先細り形状に仕上げられたリッパー12と、リッパー12を削孔31の形成方向(以下「削孔形成方向」という)Xと平行な方向に往復動作させる第1駆動部13と、図1の紙面内でリッパー12を回動方向Rに回動させる第2駆動部14と、2本の圧縮バネ15とである。これらのうちリッパー12は、先端部121が方向(+X)に飛び出した状態でアタッチメント本体部11に対して削孔形成方向Xに往復移動自在に支持されている。
The main configuration of the crushing
リッパー12は、削孔31の形成方向(+X)と平行な軸線AX(図2(a)参照)を有する軸体構造を有している。リッパー12の先端部121は先端側、(+X)側に進むにしたがって外径が減少する、いわゆる先細り形状を有している。より詳しくは、先端部121の後端位置は削孔31の内径dよりも大きな外径を有する一方、先端位置では削孔31の内径dよりも小さな外径を有する。このように先端部121の側面は傾斜面123となっている。このため、後述するように削孔31にリッパー12の先端を押し込むと、先端部121の一部が削孔31に入り込んだ状態で傾斜面123が削孔31の内壁を削孔形成方向(+X)と直交する方向に押圧して削孔31の周囲に亀裂を与えて被破砕物3を割岩する。また、先端部121の側面には、軸線AXに沿って2つの切欠部124が軸線AXを挟んで対称となるように形成され、傾斜面123を2つの当接面123a、123b(図4参照)に分離している。このようにリッパー12の傾斜面123には、2個の当接面123a、123bが軸線AXに対して略対称に設けられている。
The
リッパー12の後端部122には、図2に示すように、(+Z)側面から(−Z)側面に貫通する貫通孔128が設けられている。この貫通孔128のY方向におけるサイズ(以下「Y方向サイズ」という)は比較的狭いのに対し、X方向におけるサイズは第1駆動部13によりリッパー12が往復する距離よりも若干長くなっており、図2(b)に示すようにZ方向から見ると貫通孔128の開口はスリット形状を有している。
As shown in FIG. 2, the
そして、貫通孔128に対して係合ピン16が挿通されるとともに当該係合ピン16の両端がアタッチメント本体部11に固定されている。この係合ピン16は、貫通孔128のY方向サイズよりも若干小さな外径を有する円柱形状を有している。このため、第1駆動部13によってリッパー12を駆動する際には、貫通孔128は常時係合ピン16と係合しており、リッパー12の移動はX方向に規制される。つまり、リッパー12は係合ピン16によってX方向にガイドされながら往復移動自在となっている。また、第2駆動部13によってリッパー12を駆動する際には、係合ピン16が貫通孔128と係合位置を回動中心としてリッパー12は図2(b)に示すようにX方向を含む仮想面(図1や図2(b)の紙面)においてR方向に回動自在となっている。このように、本実施形態では、X方向およびR方向に移動自在となっており、第1駆動部13によるX方向への往復移動と、第2駆動部14によるR方向への回動移動とを実行可能となっている。
The
第1駆動部13はアタッチメント本体部11の内部空間においてリッパー12の(−X)側に設けられている。アタッチメント本体部11の内部空間では、天井近傍に油圧モータ支持部111が設けられており、第1駆動部13の駆動源たる振動用油圧モータ131および回転支持ブラケット132を支持する。振動用油圧モータ131は作業機2の振動用油圧回路23(図1)と接続されており、作業機2のオペレータにより回転開始、回転停止および回転数などが制御可能となっている。この振動用油圧モータ131の回転軸はZ方向に延設されており、その先端部は回転支持ブラケット132により回転自在に支持されている。また、回転軸の中央部にはプーリ133が固定されている。
The
油圧モータ支持部111の中央部では、開口が設けられるとともに当該開口の(+Z)側縁部および(−Z)側縁部から(+X)方向にシャフト支持部112がそれぞれ垂設されている。そして、第1駆動部13の回転シャフト134がZ方向に延設された状態でシャフト支持部112に対して回転自在に支持されている。この回転シャフト134のうちシャフト支持部112で挟まれた中央部位に2つの環状切欠部が設けられている。そして、上記プーリ133と回転シャフト134の切欠部との間に2本のVベルト135が張架されている。このため、振動用油圧モータ131が作動すると、振動用油圧モータ131で発生した回転駆動力がVベルト135を介して回転シャフト134に伝達され、軸AX1を回転中心として回転シャフト134が回転する。
At the center of the
この回転シャフト134の各端部には厚肉状のプレート部材136の一方端部が固着されており、回転シャフト134の回転に伴い一体的に回転自在となっている。また、各プレート部材136に対し、回転シャフト134とプレート部材136との固着位置から外れた位置にリンク部材137の一方端が回転自在に連結されている。一方、リンク部材137の他方端部は、貫通孔128よりも(−X)側でリッパー12に対して回転自在に連結されている。こうして、図2(a)に示すように2本のリンク部材137がリッパー12をZ方向の両側から挟み込むように配置されるとともにリッパー12を吊り下げ状態で支持している。そして、上記したように回転シャフト134の回転に伴い一対のプレート部材136が軸AX1周りに回転すると、リンク部材137の一方端が軸AX2周りに回転するとともにリンク部材137の他方端が軸AX3周りに回転し、リッパー12をZ方向に往復移動させる。このように本実施形態では、いわゆる偏芯機構を用いてリッパー12を振動させている。また、リッパー12が振動する際、上記したようにリッパー12の貫通孔128は常時係合ピン16と係合しており、リッパー12の振動を安定化させることが可能となっている。
One end portion of a
このように本実施形態では、振動用油圧モータ131、回転支持ブラケット132、プーリ133、回転シャフト134、Vベルト135、プレート部材136およびリンク部材137によって本発明の「第1駆動部」が構成されている。ただし、リッパー12を往復移動させる構成はこれに限定されるものではなく、任意であり、例えば非特許文献1に記載された偏芯ギアを用いてもよい。また、振動用油圧モータ131によりリッパー12を往復移動させる際には、次に説明する第2駆動部14の回動用油圧モータ141をフリー状態に維持してリッパー12の往復動作中に回動用油圧モータ141が抵抗となるのを防止する。
As described above, in this embodiment, the “hydraulic
第2駆動部14は、回動用油圧モータ141と、モータ14の回転軸に取り付けられたディスク状の回転板142と、リンク部材143とで構成されている。回動用油圧モータ141は作業機2の回動用油圧回路24と接続されており、作業機2のオペレータにより回転開始、回転停止および回転数などが制御可能となっている。この回動用油圧モータ141の回転軸に対して減速機(図示省略)を介して回転板142が取り付けられ、回動用油圧モータ141の作動に応じて回転する。そして、図3に示すように、回転板142の回転軸AX4から外れた連結位置でリンク部材143の一方端が回転板142に対して軸AX5周りに回転自在に取り付けられている。また、リンク部材143の他方端はリッパー12の中間部に対して回転自在に取り付けられている。このため、振動用油圧モータ131をフリーにした状態で回動用油圧モータ141が作動すると、回転板142の回転角度に応じてリッパー12がR方向に回動する。なお、図3中の符号144は錘部であり、軸AX4に対して上記連結位置(リンク部材143の一方端の回転支持位置)と反対側で回転板142の(−Z)方向の表面に取り付けられており、リッパー12を回動させる際に油圧モータ141に印加される負荷の変動を抑える。これによって、回動動作の安定化を図ることができる。
The
リッパー12では、図2(b)に示すように、リンク部材143の取付位置と貫通孔128との中間位置で2本の支持ピン129が(+Z)方向に立設されている。そして、支持ピン129によりバネ受け板17が支持されており、リッパー12のX方向移動とともに一緒にX方向に移動する。このバネ受け板17の(−X)側の面はアタッチメント本体部11の内壁から内部空間に向かって延びるバネ受け部113と対面しており、バネ受け板17とバネ受け部113との間に圧縮バネ15がY方向に振り分けて配置されている。なお、図面では、(+Z)方向にのみ圧縮バネ15が配置されているが、(−Z)方向にも同様にして2本の圧縮バネ15が配置されており、合計4本の圧縮バネ15がリッパー12の周囲を取り囲むように設けられている。このため、リッパー12の(−X)方向移動に伴ってバネ受け板17が(−X)方向に移動すると、各圧縮バネ15が収縮してバネ力が蓄えられる。そして、第1駆動部13によるリッパー12の(+X)方向移動に伴い、上記バネ力がリッパー12を(+X)方向に押してリッパー12を押し下げる力は第1駆動部13による駆動力と、圧縮バネ15のバネ力とを合算したものとなり、大きな力でリッパー12を被破砕物3に押し付けることが可能となる。
In the
次に、上記のように構成された破砕用アタッチメント1により削孔31の周囲を破砕する方法について図4を参照しつつ説明する。なお、同図(および後で説明する図7)中の「ON」、「OFF」は、それぞれ油圧モータ131、141が作動状態および停止状態であることを示している。
Next, a method of crushing the periphery of the
本実施形態では、自由面32から(−Y)方向に離れた位置で内径dの削孔31を被破砕物3に対して(+X)方向に形成した後、上記破砕用アタッチメント1を装備する作業機2によって削孔31の周囲に対して割岩処理およびリッピング処理を実行する。オペレータは作業機2を操作して図2にリッパー12の先端部121を削孔31に挿入し、先端部121に形成された当接面123a、123bがそれぞれ削孔31の内壁に係止される。また、削孔31へのリッパー12の挿入前後に、オペレータは振動用油圧モータ131の作動を開始させてリッパー12をX方向に振動させる(図4中の符号α)。なお、このとき、回動用油圧モータ141については停止状態を維持している。
In the present embodiment, the crushing
そして、オペレータは作業機2を操作して図4(a)に示すようにX方向に振動しているリッパー12を削孔31の深部に押し込んで行く。このとき、削孔31からY方向に引張応力が図中の白抜き矢印で示すように削孔31の内壁に作用し、リッパー12の押込量と傾斜面123の傾斜角とで決まる距離だけ先端部121が削孔31の内壁の自由面側、つまり(+Y)側を押し遣り、削孔31から亀裂KがZ方向に発生する。
Then, the operator operates the
押込量が一定値に達すると、図4(b)に示すように、亀裂KがさらにZ方向に延びるとともに被破砕物3の内部で削孔31から自由面32に向かって亀裂Kが入って割岩され、その結果、破砕部33がブロック状で被破砕物3から分離されて被破砕物3からの破砕除去が容易となる。この時点で、オペレータは振動用油圧モータ131の作動を停止させてリッパー12の振動を停止させる。
When the pushing amount reaches a certain value, as shown in FIG. 4B, the crack K further extends in the Z direction, and the crack K enters the
これに続いて、オペレータは回動用油圧モータ141のみを動作させる。これにより、リッパー12の貫通孔128と係合ピン16とが係合している係合位置を回動中心として振動方向Xを含む仮想面(図4の紙面)内でアタッチメント本体部11に対してR方向にリッパー12は回動する(図4中の符号β)。このとき、破砕部33側に位置する当接面123bが破砕部33を自由面側に押し遣って被破砕物3から除去する(リッピング処理)。もちろん、第2駆動部14によるリッピング処理中にオペレータは非特許文献1に記載の破砕方法と同様に破砕用アタッチメント1を自由面32側に移動させてもよい。
このような処理を繰り返すことで被破砕物3の深部まで自由面32側の被破砕領域を破砕することができる。
Following this, the operator operates only the rotating
By repeating such processing, the area to be crushed on the
以上のように、第1実施形態によれば、リッパー12の動作態様として、削孔形成方向(+X)に振動させて亀裂Kを削孔31の周囲に与える割岩動作のみならず、亀裂Kが与えられた破砕部33をリンピングするリンピング動作をも行うことができ、優れた破砕効率が得られる。
As described above, according to the first embodiment, as an operation mode of the
このように第1実施形態では、X方向が本発明の「第1方向」に相当し、R方向が本発明の「第2方向」に相当している。 Thus, in the first embodiment, the X direction corresponds to the “first direction” of the present invention, and the R direction corresponds to the “second direction” of the present invention.
<第2実施形態>
ところで、第1実施形態では、リッパー12を用いて削孔31からY方向の引張応力を被破砕物3に対して作用させて割岩した後で、破砕部33をリンピング除去している。したがって、被破砕物3を少ないエネルギーで効率的に破砕することが可能となっている。ここで、割岩するのに十分な引張応力を発生させるためには、傾斜面123の傾斜角を比較的小さな値に設定するのが望ましい。というのも、傾斜面123が削孔31の周囲に与える応力は引張応力と圧縮応力の2種類であるが、上記傾斜角が比較的小さい場合には主として引張応力が与えられ、優れた効率で亀裂Kを被破砕物3に与えることができるが、角度が大きくなるにしたがって圧縮応力が徐々に大きくなり、引張応力の割合が小さくなり、割岩効率が低下するからである。
Second Embodiment
By the way, in 1st Embodiment, after making the tensile stress of the Y direction act on the to-
一方、傾斜角が小さくなるにしたがってリッパー12の傾斜面123(当接面123a、123b)が削孔31に噛み込み易くなる。そこで、本願発明者は、傾斜角が互いに異なるリッパー12を製作し、それらのリッパー12で種々の被破砕物3を破砕したところ、図2に示す先端形状を有するリッパー12を用いて破砕作業を行う限り、押込量の大小を問わず、亀裂Kを与える作業、つまり割岩処理中に突然に噛み込みが発生する可能性がある。
On the other hand, as the inclination angle becomes smaller, the inclined surface 123 (the
また、傾斜角が一定角度以上では、噛み込みが発生しないことが確認された。なお、このように噛み込みが発生しなくなる臨界角度を本明細書では「噛込臨界角度θcr」と称するが、噛込臨界角度θcrは被破砕物3の性状(硬度、風化状態、固結状態、節理の状態など)によって異なることが確認された。
Further, it was confirmed that the biting does not occur when the inclination angle is equal to or larger than a certain angle. In this specification, the critical angle at which the biting does not occur is referred to as “the biting critical angle θcr”. The biting critical angle θcr is the property (hardness, weathered state, consolidated state) of the
さらに、先端部121で割岩する前に削孔31の周囲にクラックが導入されていると、噛込臨界角度θcrよりも小さな傾斜角を有するリッパー12であっても噛み込みが発生しないことも確認された。
Furthermore, it is also confirmed that if a crack is introduced around the
そこで、上記知見に基づき、本願発明者は当接面123a、123bにより亀裂Kを与える、いわゆる割岩部よりも先端側にクラック導入部を設けることでリッパー12の削孔への噛み込みを抑制することが可能であるとの結論を得た。そして、以下に説明するクラック導入部付きのリッパー12を創作した。以下、本発明の第2実施形態について図5を参照しつつ説明する。
Therefore, based on the above knowledge, the inventor of the present application suppresses the biting of the
図5は、本発明にかかる破砕用アタッチメントの第2実施形態を部分的に示す図である。このリッパー12が図2のリッパーと大きく相違する点は、リッパー12の先端部に相当して同一の機能(割岩機能)を発揮する割岩部125よりも先端側、つまり(+X)側にクラック導入部126が設けられており、リッパー12の最先端位置に位置している点である。なお、その他の構成は基本的にリッパー12と同一である。したがって、クラック導入部126の構成を中心に説明し、同一または相当する構成については同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 5 is a view partially showing a second embodiment of the crushing attachment according to the present invention. The difference between the
このクラック導入部126は、先端側の外径Dfが削孔31の内径dよりも小さく後端側に進むにしたがって外径が大きくなり後端側の外径Drが削孔31の内径dよりも大きくなるように傾斜したクラック導入面127を有するとともに、当該クラック導入面127は2つの切欠部124によって割岩部125の側面、つまり傾斜面123と同様に2つの当接面127a、127bに分離されている。このように当接面127a、127bも、軸線AXに対して傾斜面123の当接面123a、123bと同一配置で略対称に設けられている。
The
次に、上記のように構成されたリッパー12を装備する破砕用アタッチメント1を使用して削孔31の周囲を破砕する場合、自由面32から(−Y)方向に離れた位置で内径dの削孔31を形成した(削孔形成工程)後、リッパー12の先端を削孔31に挿入し、リッパー12の最先端位置に位置するクラック導入面127の当接面127a、127bを削孔31の開口の周辺部に当接させるとともに、振動用油圧モータ131を作動させてクラック導入部126により削孔31の周囲にクラックを導入する。それ以降については、第1実施形態と同様に、リッパー12をX方向に振動させながら削孔形成方向(+X)にさらに押し込んで割岩処理を実行し、その後でリッピング処理を行う。
Next, when crushing the periphery of the
以上のように、第2実施形態では、割岩処理を行う割岩部125よりもチゼル先端側(+X側)にクラック導入部126が設けられたリッパー12を用いて破砕処理を行っており、クラック導入部126のクラック導入面127が削孔31に噛み込むのを抑制しながらリッパー12の削孔31への押し込みと並行して削孔31の周囲にクラックを順次導入している。そして、こうしてクラックが導入された状態で割岩部125により割岩処理を行っている。このため、割岩部125の傾斜面123が削孔31に噛み込む可能性は大幅に低下している。その結果、リッパー12が削孔31に噛み込むのを効果的に抑制しながらリッパー12による破砕作業を効率的に行うことができる。
As described above, in the second embodiment, the crushing process is performed using the
なお、クラック導入部126は上記したように割岩部125による割岩処理を実行する前に削孔31の周囲にクラックを導入してリッパー12の噛み込み防止を図ることを主目的としている。したがって、クラック導入部126を必ずしも大きく設ける必要はなく、むしろ軸線AXの方向Xにおけるクラック導入部126を短く、例えば数十0[mm]程度に設定し、割岩部125を比較的長く設定するのが望ましい。例えば軸線AXの方向Xにおけるクラック導入部126と割岩部125との比を、1:5〜1:10程度に設定するのが望ましい。また、方向Xに対するクラック導入面127の傾斜角θ127を割岩部125の側面(傾斜面123)の傾斜角θ123よりも大きく設定することで上記作用効果が得られるが、傾斜角θ127については噛込臨界角度θcrより大きな値に設定するのが好適である。これにより、クラック導入面127が削孔31に噛み込むのを確実に防止することができ、リッパー12の噛み込み発生を確実に防止することができ、作業効率をさらに向上させることができる。
The
このように第2実施形態においては、先端部121の傾斜面のうち割岩部125の当接面123a、123bが本発明の「亀裂拡大面」として機能し、クラック導入部126の当接面127a、127bが本発明の「亀裂導入面」として機能している。また、Y方向が本発明の「第3方向」に相当している。さらに、亀裂拡大面と亀裂導入面との数を互いに相違させてもよい。
As described above, in the second embodiment, the
<第3実施形態>
図6は、本発明にかかる破砕用アタッチメントの第3実施形態を示す図である。第3実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、リッパー12の先端部121の構造である。第3実施形態では、リッパー12の先端部121は2分割構造となっている。つまり、先端部121は、後端部122と連続的に繋がって一体化されている先端本体部1211と、先端本体部1211の(+X)側の端部に対して着脱自在なチップ部1212とを備えており、連結部材1213によってチップ部1212が先端本体部1211に固定可能となっている。また、第3実施形態では、チップ部1212は逆円錐形状に仕上げられている。
<Third Embodiment>
FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the crushing attachment according to the present invention. The third embodiment is greatly different from the first embodiment in the structure of the
<第4実施形態>
上記第1ないし第3実施形態では、被破砕物3に削孔31を形成し、当該削孔31を利用して削孔周囲を破砕しており、被破砕物3の硬度が比較的低い場合はもちろんのこと、高い場合にも破砕作業を効果的に行うことができる。ここで、被破砕物3の硬度が比較的低い場合には、削孔31を形成することなく、リッパー12により被破砕物3を破砕することも可能である。以下、図6に示す破砕用アタッチメント1を用いて破砕作業を行う方法について図7を参照しつつ説明する。
<Fourth embodiment>
In the said 1st thru | or 3rd embodiment, when the
図7は、本発明にかかる破砕用アタッチメントの第4実施形態を示す図である。この第4実施形態では、図7(a)に示すように、自由面32から(−Y)方向に離れた位置でリッパー12の先端、つまりチップ部1212を被破砕物3の表面に当接させるとともに、振動用油圧モータ131を作動させる。なお、リッパー12の振動開始タイミングはこれに限定されるものではなく、当接前後でリッパー12の振動を開始してもよい。
FIG. 7 is a view showing a fourth embodiment of the crushing attachment according to the present invention. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7A, the tip of the
こうしてリッパー12の振動により被破砕物3を割岩しながらリッパー12を被破砕物3の内部に押し込み、押込量が一定値に達する(同図(b))と、振動用油圧モータ131の作動を停止させてリッパー12の振動を停止させる。その後、第1実施形態と同様に、回動用油圧モータ141のみを動作させる。これにより、リッパー12の貫通孔128と係合ピン16とが係合している係合位置を回動中心として振動方向Xを含む仮想面(図7の紙面)内でアタッチメント本体部11に対してR方向にリッパー12は回動する(図7中の符号β)。これによって、リッパー12の先端部121が破砕部33を自由面側に押し遣って被破砕物3から除去する(リッピング処理)。このような処理を繰り返すことで被破砕物3の深部まで自由面32側の被破砕領域を破砕することができる。
In this way, when the
以上のように、第4実施形態によれば、削孔31を形成することなく、割岩処理およびリッピング処理を連続して行うことができ、破砕効率をさらに高めることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the split rock treatment and the ripping treatment can be continuously performed without forming the
<その他>
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記第1実施形態ないし第4実施形態では、リッパー12の先端部121は先細り形状を有しているが、先端部121の形状はこれに限定されるものではなく、例えば図8に示すように、逆J字状に屈曲した形状を有するものを用いてもよい。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first to fourth embodiments, the
また、上記第1実施形態および第2実施形態では、先端部121に対して2つの切欠部124が設けられて2つの当接面を形成しているが、当接面の数、大きさや形状はこれに限定されるものではない。例えば切欠部を設けずに傾斜面123やクラック導入面127をそれぞれ単一の当接面としてもよい。
In the first embodiment and the second embodiment, the two
また、上記実施形態では、リッパー12の中央部および後端部122は円柱形状を有しているが、形状はこれに限定されるものではなく、例えば特許文献1と同様に、YZ断面形状が略矩形となるように構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the center part and the rear-
さらに、上記実施形態では、油圧モータ131を駆動源として偏芯機構によりリッパー12をX方向に振動させているが、リッパー12をX方向に往復移動させる第1駆動部13の構成はこれに限定されるものでない。また、リッパー12をR方向に回動移動させる第2駆動部14についても、第1駆動部13と同様に、油圧モータ141と偏芯機構とを組み合わせたもの以外で構成してもよい。また、上記実施形態では、第1駆動部13では油圧モータ131の回転力をそのまま伝達するように構成する一方、第2駆動部14では油圧モータ141の回転力を減速機を介して伝達するように構成しているが、油圧モータからの回転力が減速機を介して伝達するように構成するか否かについても任意である。
Further, in the above embodiment, the
この発明は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物を破砕する破砕技術全般に適用することができる。 The present invention can be applied to all crushing techniques for crushing objects to be crushed, such as rocks, rocks, and concrete structures.
1…破砕用アタッチメント
2…作業機
3…被破砕物
11…アタッチメント本体部
12…リッパー
13…第1駆動部
14…第2駆動部
31…削孔
121…(リッパーの)先端部
122…(リッパーの)後端部
123…傾斜面
123a、123b…当接面(亀裂拡大面)
127a、127b…当接面(亀裂導入面)
128…貫通孔
131…振動用油圧モータ
141…回動用油圧モータ
K…亀裂
R…回動方向(第2方向)
X…削孔形成方向(第1方向)
θ123…(亀裂拡大面の)傾斜角
θ127…(亀裂導入面の)傾斜角
DESCRIPTION OF
127a, 127b ... contact surface (crack introduction surface)
128 ... Through
X ... Drilling direction (first direction)
θ123… Inclination angle (of crack expansion surface) θ127… Inclination angle (of crack introduction surface)
Claims (9)
前記作業機に対して着脱自在なアタッチメント本体部と、
先端部を前記アタッチメント本体部から第1方向に飛び出した状態で、前記アタッチメント本体部に対して前記第1方向に往復移動自在で、かつ前記第1方向を含む仮想面内で後端部を回動中心として第2方向に回動自在に前記アタッチメント本体部に取り付けられるリッパーと、
前記リッパーの先端部が前記被破砕物と当接した状態で前記リッパーを前記第1方向に往復移動させて前記被破砕物に亀裂を与える第1駆動部と、
前記リッパーの先端部が前記被破砕物に入り込んだ状態で前記リッパーを前記第2方向に回動させる第2駆動部と
を備えることを特徴とする破砕用アタッチメント。 A crushing attachment that is attached to a work machine and crushes an object to be crushed,
An attachment main body detachable from the working machine;
With the front end protruding from the attachment main body in the first direction, it can reciprocate in the first direction with respect to the attachment main body and rotate the rear end in a virtual plane including the first direction. A ripper attached to the attachment main body so as to be rotatable in the second direction as a moving center;
A first drive unit that reciprocally moves the ripper in the first direction with the tip of the ripper being in contact with the object to be crushed to crack the object to be crushed;
A crushing attachment, comprising: a second drive unit that rotates the ripper in the second direction in a state in which a tip portion of the ripper enters the object to be crushed.
前記先端部が前記アタッチメント本体部から第1方向に飛び出した状態で後端部が前記アタッチメント本体部と係合しながら、前記アタッチメント本体部に対して前記第1方向に往復移動自在に取り付け自在となっており、
前記後端部とアタッチメント本体部との係合位置を回動中心として前記第1方向を含む仮想面内で前記アタッチメント本体部に対して第2方向に回動自在となっていることを特徴とするリッパー。 It is a ripper that is attached to the attachment body and crushes the object to be crushed by the tip,
The rear end portion engages with the attachment main body portion in a state where the front end portion protrudes from the attachment main body portion in the first direction, and can be reciprocally attached to the attachment main body portion in the first direction. And
The engagement position between the rear end portion and the attachment main body is pivotable in the second direction with respect to the attachment main body within a virtual plane including the first direction. Ripper to do.
前記先端部は先細り形状を有するリッパー。 A ripper according to claim 2,
The tip is a ripper having a tapered shape.
前記先端部は、前記削孔の内径よりも小さな第1の外径を有する先端面と、前記先端部面から前記後端部に進むにしたがって外径が大きくなり前記削孔の内径よりも大きな第2の外径となる傾斜面とを有するリッパー。 The ripper according to claim 2, wherein the periphery of the hole formed in the object to be crushed is crushed.
The front end portion has a front end surface having a first outer diameter smaller than the inner diameter of the drilling hole and an outer diameter that increases from the front end surface toward the rear end portion, and is larger than the inner diameter of the drilling hole. A ripper having an inclined surface serving as a second outer diameter.
前記先端部の傾斜面は亀裂拡大面と亀裂導入面とを有しており、
前記亀裂拡大面は、前記先端部が前記削孔に押し込まれることによって前記削孔の内壁を前記第1方向と直交する第3方向に押圧して前記削孔の周囲を割岩し、
前記亀裂導入面は、前記亀裂拡大面よりも先端側に設けられ、先端側の外径が前記削孔の内径よりも小さく後端側に進むにしたがって外径が大きくなり後端側の外径が前記削孔の内径よりも大きくなるように傾斜し、
前記第1方向に対する前記亀裂導入面の傾斜角が前記第1方向に対する前記亀裂拡大面の傾斜角よりも大きいリッパー。 A ripper according to claim 4,
The inclined surface of the tip has a crack expansion surface and a crack introduction surface,
The crack enlargement surface presses the inner wall of the drilling hole in a third direction orthogonal to the first direction by the tip portion being pushed into the drilling hole, and splits the periphery of the drilling hole,
The crack introduction surface is provided on the front end side with respect to the crack expansion surface, the outer diameter on the front end side is smaller than the inner diameter of the drilling hole, and the outer diameter increases toward the rear end side, and the outer diameter on the rear end side Is inclined to be larger than the inner diameter of the hole,
A ripper having an inclination angle of the crack introduction surface with respect to the first direction larger than an inclination angle of the crack expansion surface with respect to the first direction.
前記リッパーの先端部を前記削孔の内壁に当接させながら前記第1駆動部により前記リッパーを前記第1方向に往復移動させながら前記リッパーの先端部を前記削孔の深部に向けて進入させる進入工程と、
前記進入工程後に前記リッパーを前記第2駆動部により前記第2方向に回動させて前記削孔の周囲のうち前記第2方向側の被破砕物を除去するリッピング工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。 A crushing method for crushing the periphery of a hole formed in an object to be crushed by the crushing attachment according to claim 1,
While the tip of the ripper is in contact with the inner wall of the drilling hole, the tip of the ripper is advanced toward the deep part of the drilling hole while the ripper is reciprocated in the first direction by the first driving unit. An entry process;
A ripping step of rotating the ripper in the second direction by the second driving unit after the entering step to remove the object to be crushed on the second direction side around the hole. Crushing method.
前記進入工程は、先細り形状に仕上げられた前記リッパーの先端部を前記削孔の深部に向けて進行させることで前記削孔の周囲に亀裂を与える工程である破砕方法。 The crushing method according to claim 6,
The crushing method is a crushing method in which the approaching step is a step of cracking the periphery of the drilling hole by advancing the tip of the ripper finished in a tapered shape toward the deep part of the drilling hole.
前記リッパーの先端部を前記被破砕物の表面に当接させた状態で前記第1駆動部により前記リッパーを前記第1方向に往復移動させて前記リッパーの先端部を前記被破砕物の内部に進入させる進入工程と、
前記進入工程後に前記第2駆動部により前記リッパーを前記第2方向に回動させて前記被破砕物を除去するリッピング工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。 A crushing method for crushing an object to be crushed by the crushing attachment according to claim 1,
With the front end of the ripper in contact with the surface of the object to be crushed, the first drive unit reciprocates the ripper in the first direction so that the front end of the ripper is placed inside the object to be crushed. An entry process to enter,
A crushing method comprising: a ripping step of removing the object to be crushed by rotating the ripper in the second direction by the second driving unit after the entering step.
前記進入工程は、先細り形状に仕上げられた前記リッパーの先端部を前記被破砕物に当接させながら前記リッパーの先端部を前記被破砕物の内部に進入させることで前記被破砕物に亀裂を与える工程である破砕方法。 The crushing method according to claim 8,
The approach step includes cracking the object to be crushed by causing the tip of the ripper to enter the object to be crushed while bringing the tip of the ripper finished in a tapered shape into contact with the object to be crushed. The crushing method which is a process to give.
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