JP2015521095A - 鋸歯状の切断ブレードが設けられた顎状ユニット - Google Patents
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Abstract
顎状ユニットは、切断対象物がブレードの頂部に保持される前に当該切断対象物を保持して切断するようこの切断対象物を引きつける鋸歯状の表面が設けられたブレード挿入物を有しており、このことにより切断動作の効率を最大限とすることができる。また、本発明は、ブレード挿入物を顎状ユニットに取り付けるためのボルト穴から長手方向において位置がずれるよう溝が設けられた各々のブレード挿入物に関する。
Description
本発明は、解体やリサイクルを行う機器に用いられる顎状ユニットに関する。とりわけ、本発明は、ワイヤケーブルや小径のパイプ等の切断を効率的に行うために設けられた鋸歯状のブレード挿入物を有する顎状ユニットに関する。
本発明は、解体やリサイクルを行う機器に関するものであるが、このような機器は建設機器やスクラップ処理を行う機器としても用いられるようになっている。解体機器、リサイクル機器、スクラップ処理を行う機器または建設機器に係る上記の記載は、使用用途となる機器を制限することを意図するものではない。
工業施設の解体作業において、ワイヤケーブルや小径のパイプ等に頻繁に直面することとなる。図1は従来技術に関するものであり、この図1には、第1顎状部25および回転軸RAを中心として第1顎状部25に対して回転する第2顎状部30から構成される顎状ユニット20を備えた剪断アタッチメント10が示されている。第1顎状ブレード40は、回転軸RAに対して直交するよう第1顎状部25の前端45から当該第1顎状部25の後端50まで延びている。第1顎状ブレード40は、前領域55および前領域55に対して鈍角Aをなす後領域60を有しており、これらの前領域55および後領域60の間には頂部65が形成されている。
第2顎状ブレード70は、回転軸RAに対して直交するよう第2顎状部30の前端75から当該第2顎状部30の後端80まで延びている。
第1顎状ブレード40および第2顎状ブレード70の内部には、図1に示すように滑らかな表面を有するブレード挿入物が設けられている。
このような構成物により小径のパイプPやワイヤケーブルの切断を行うことができるが(図2においてパイプPの切断方法が示されている)、このような構成物を用いた方法は効率的ではなく上記構成物が早期に摩耗してしまう。詳細に説明すると、パイプPの切断が行われる際に、第1顎状部25および第2顎状部30が衝突するときに、パイプPは頂部65に接触するまで第1顎状ブレード40および第2顎状ブレード70に沿って移動するようになる。このことは、第1顎状部25および第2顎状部30が衝突するときに、第1顎状部25の前領域55および第2顎状部30の領域70の間が鋭角Bであることに起因している。より詳細には、このような鋭角Bは第1顎状ブレード40の切断表面42および第2顎状ブレード70の切断表面72を基準として測定されるものである。このことは、小径のパイプPはたいてい頂部65に移動するためパイプの切断を行う上では効率的であるものの、第1顎状ブレード40および第2顎状ブレード70において、パイプの切断を行う際に用いられる領域はこのような頂部65の領域のみとなるため、長期間使用すると第1顎状ブレード40における頂部65に隣接する小部分および第2顎状ブレード70におけるこの小部分に対向する部分は第1顎状ブレード40や第2顎状ブレード70における他の部分と比較して過度に摩耗してしまう。
本発明は、第1顎状ブレードおよび第2顎状ブレードにおけるより改善された部分を用いることにより小径のパイプやワイヤケーブルの切断をより効率的に行うために必要なものである。
本発明は、第1顎状部および第2顎状部から構成されており、少なくとも1つの顎状部は回転軸を中心として他方の顎状部に対して回転するようになっている解体機器用の顎状ユニットに関するものである。このような顎状ユニットは、回転軸に対して直交するよう第1顎状部の前端から当該第1顎状部の後端まで延び、前領域およびこの前領域に対して鈍角をなす後領域を有しており、前領域および後領域の間に頂部が形成されている第1顎状ブレードを備えている。少なくとも1つのブレード挿入物が第1顎状ブレードの前領域および後領域の各々に取り付けられており、各ブレード挿入物は当該ブレード挿入物の長手方向に沿って延びる長手方向軸を有している。前領域に設けられた少なくとも1つのブレード挿入物は長手方向軸に沿って複数の溝が間隔を空けて設けられた切断表面を有しており、このことにより鋸歯状の切断表面が形成されている。第2顎状ブレードは、回転軸に対して直交するよう第2顎状部の前端から当該第2顎状部の後端まで延びている。少なくとも1つのブレード挿入物が第2顎状ブレードの領域に取り付けられており、各ブレード挿入物は当該ブレード挿入物の長手方向に沿って延びる長手方向軸を有している。この領域に設けられた少なくとも1つのブレード挿入物は長手方向軸に沿って複数の溝が間隔を空けて設けられた切断表面を有しており、このことにより鋸歯状の切断表面が形成されている。閉止状態において、第1顎状部の前領域に設けられたブレード挿入物の切断表面は、第2顎状ブレードの領域に設けられたブレード挿入物の切断表面に対して鋭角をなしている。
本発明の第2の実施の形態において、解体機器用の顎状ユニットに用いられるブレード挿入物は、概して直方体の本体を有しており、この直方体の本体には当該本体に沿って延びる長手方向軸およびこの長手方向軸に対して直交する幅が設けられている。各ブレード挿入物は、切断表面を有する頂部側部分を備えている。この切断表面には当該切断表面を横切るような溝およびこの溝の間に位置する平面部分が設けられている。ボルト穴がブレード挿入物の幅にわたって延び、当該ボルト穴は、ブレードの強度を最大限とするよう長手方向軸に沿った方向において溝とは位置がずれるよう配置されている。
本願の発明者は、顎状ユニットにおけるブレード挿入物の構造を変えることにより、第1顎状ブレードや第2顎状ブレードに沿った互いに異なる位置で小径のパイプやワイヤケーブルを切断することができ、頂部の領域におけるこのような切断対象物の切断を最小限のものとすることができることを発見した。切断を行う際に第1顎状ブレードや第2顎状ブレードにおける異なる箇所を用いることにより、頂部におけるブレードの摩耗を最小限のものとしたり摩耗を抑止したりすることができ、また、顎状ブレードの異なる部分に沿って切断を分散させることによりブレード挿入物の寿命を大幅に伸ばすことができ、同時に切断を高品質に維持することができる。従来技術に対する本発明の改良点は、滑らかなブレード挿入物の代わりに鋸歯状のブレード挿入物を設けるよう、顎状ブレード内の1または複数のブレード挿入物を置き換えることである。とりわけ、本願の発明者は、第1顎状ブレードおよび第2顎状ブレードの内部に鋸歯状のブレード挿入物を配置することにより、小径のパイプやワイヤケーブルが十分に保持され、顎状ブレードに沿って頂部に向かって摺動することが抑止されることを発見した。さらに、このような構成により、鋸歯状のブレード挿入物は鋼材を切断する前に当該鋼材を変形させるため、比較的大きな鋼材をより効率的に切断し、よってこのような切断対象物を切断するのに必要な力を低減させることができる。
図3に示すように、このような鋸歯状の縁が設けられたブレード挿入物は第1顎状ブレード40や第2顎状ブレード70に設けられている。図3において、小径のパイプPは鋸歯状の縁により保持され、顎状ユニット20の内部で頂部65に向かって摺動することが抑止されるようになっている。同様に、図4に示すように、ワイヤケーブルWは第1顎状ブレード40および第2顎状ブレード70の間に位置しており、これらの第1顎状ブレード40および第2顎状ブレード70の間で保持されて頂部65に向かって摺動することが抑制されるようになっている。このような構成により、小径のパイプPやワイヤケーブルWが、第1顎状ブレード40や第2顎状ブレード70と最初に接触した箇所において顎状ユニット20の内部で保持されることが理解されよう。このような構成により、小径のパイプをよりきれいに切断することができるとともに、第1顎状ブレード40および第2顎状ブレード70の相対運動によりワイヤケーブルWが回転するためワイヤケーブルWは切断されるだけではなく切断工程において当該ワイヤケーブルWのテンションが緩和され、このことにより顎状ユニット20にとって必要な切断力を低減することができワイヤケーブルWを効率的に切断することができるようになる。
図5に示すように、顎状ユニット20は第1顎状部25および第2顎状部30から構成されており、少なくとも一つの顎状部は回転軸RAを中心として他方の顎状部に対して回転するようになっている。
顎状ユニット20は、回転軸RAに対して直交するよう第1顎状部25の前端45から当該第1顎状部25の後端50まで延びる第1顎状ブレード40から構成されている。第1顎状ブレード40は、前領域55および前領域55に対して鈍角Aをなす後領域60を有しており、これらの前領域55および後領域60の間には頂部65が形成されている。
少なくとも1つのブレード挿入物100は第1顎状ブレード40の前領域55に取り付けられており、少なくとも1つのブレード挿入物105は第1顎状ブレード40の後領域60に取り付けられている。各ブレード挿入物は、当該ブレード挿入物の長手方向に沿って延びる長手方向軸Lを有している。
図6A乃至図6Cに示すように、前領域55における少なくとも1つのブレード挿入物100は、長手方向軸Lに沿って間隔が空けられている溝115a、115b、115c、115dが設けられた切断表面110を有しており、このことにより鋸歯状の切断表面が形成されるようになっている。
図5に示すように、第2顎状ブレード70は、回転軸RAに対して直交するよう第2顎状部30の前端75から当該第2顎状部30の後端80まで延びるようになっている。少なくとも1つのブレード挿入物120は第2顎状ブレード70の領域85に取り付けられており、ブレード挿入物120は当該ブレード挿入物120の長手方向に沿って延びる長手方向軸Lを有している。また、図5に示すように、第2顎状ブレード70には、ブレード挿入物120と類似する構成の第2ブレード挿入物125が設けられている。
ブレード挿入物120、125は、ブレード挿入物100の特徴と同様の特徴を有している。このため、図6A乃至図6Cに関連するブレード挿入物100の説明を、第2顎状ブレード70におけるブレード挿入物120、125にもあてはめることができる。
図6A乃至図6Cに示すように、各溝115a、115b、115c、115dの間には平面部分130a、130b、130cがそれぞれ分散して設けられている。
本発明におけるとりわけ重要な事項として、図6Aに示すように、ブレード挿入物100はボルト穴135a、135b、135cを有している。ここで、各ボルト穴135a、135b、135cは、長手方向軸Lの長手方向に対して直交しており、また各平面部分130a、130b、130cと平行に延びている。また、長手方向においてボルト穴135a、135b、135cは各溝115a、115b、115c、115dに対して位置がずれており、このことによりブレードの強度を最大限とすることができる。これに対し、もし仮に長手方向におけるボルト穴135aの位置が例えば溝115aの位置と一致している場合には、ブレード挿入物100の部材の断面は構造上の強度が弱まることになる。
図6Bおよび図6Cに示すように、溝115a、115b、115c、115dは長手方向軸Lに対して直交する方向に向いている。
更に、図6Bに示すように、ブレード挿入物100は幅Wを有しており、各溝115a、115b、115c、115dはブレード挿入物100の幅W全体にわたって延びるようになっている。また、図6Aに示すように、平面部分130aの長さL1は隣接する溝115bの長さL2よりも大きいか同じ大きさとなっている。このような関係は各溝115a、115b、115c、115dに対する全ての平面部分130a、130b、130cに適用することができる。なお、端部に設けられた平面部分140a、140bにはこのような関係が適用されない点に留意されたい。しかしながら、ブレード挿入物100が他のブレード挿入物と隣接するよう配置されたときに、端部の平面部分140aおよび例えば他のブレード挿入物の端部の平面部分140bを合計したときの長さは同様の関係が適用されるようになり、このような合計長さは隣接する溝(例えば、溝115a)の長さよりも大きいか同じ大きさとなる。
図5に示すように、第1顎状ブレード40の前端45および第2顎状ブレード70の前端75には、溝が設けられていないような滑らかなブレード挿入物145a、145bを設けることが好ましい。このことにより、小径のパイプPやワイヤケーブルWのような切断対象物を顎状ユニット20内で移動させて切断動作の機械効率を向上させることができるようになる。第1顎状ブレード40における頂部65および後領域60の間に設けられるブレード挿入物150も、同様に溝が設けられていないような滑らかな表面を有しており、このことによりどのような切断対象物でも頂部65の反対側に向かって移動させることができるようになる。
ある実施の形態では、図6Aに示すように、溝115a´は例えば1/4インチの深さであるとともに1/2インチの長さL2となっている。このような溝の形状は各ブレード挿入物100内で同一となっていることが好ましい。この場合には、溝115a´についての説明をブレード挿入物100における他の溝にも適用することができるようになる。さらに、図6Aに示すように、ブレード挿入物100の頂部側部分155における溝115a、115b、115c、115dは、当該ブレード挿入物100の底部側部分160における溝115a´、115b´、115c´、115d´と全く同じ構成となっていることについて理解されたい。このことにより、各ブレード挿入物100は向きを変えることができるようになる。すなわち、一方の側部分の切断エッジが摩耗し始めたときにブレード挿入物100の上下をひっくり返すことにより新しい切断エッジを用いることができるようになる。
一般指針に示されるように、溝の長さL2は溝の深さDの少なくとも2倍の大きさとなっている。
再び図6Aに示すように、溝115aは、例えば概してU字形状となっており、ベース部の角で円弧状となっており、このことにより応力集中係数を最小としている。しかしながら、溝115aと例えば平面部分130aとの境界部分は、切断力を向上させるよう鋭い角となっていてもよい。
上述したように、ボルト穴135a、135b、135cは溝115a、115b、115c、115dから意図的に離されて配置されているが、平面部分130aの長さは、ボルト穴135a、135b、135cを溝115a、115b、115c、115dから位置をずらすために変化してもよいことを理解されたい。
本発明は、解体機器用の顎部に用いられるブレード挿入物100に関するものであり、このようなブレード挿入物100は、図6Cに示すように、長手方向軸Lに沿って延びるとともに幅Wの方向に延びるような直方体形状の本体165を有している。また、ブレード挿入物100は、その頂部側部分155に切断表面110を有しており、この切断表面110には、当該切断表面110を横断して延びるよう溝115a、115b、115c、115dが形成されている。また、切断表面110において、溝115a、115b、115c、115dの間には平らな表面130a、130b、130cが形成されている。また、ボルト穴135a、135b、135cがブレード挿入物100の幅Wの方向に貫通するよう延びており、長手方向軸Lに沿った方向において溝115a、115b、115c、115dと位置がずれるよう配置されている。このことによりブレードの構造をより完全なものとすることができるようになる。
図7および図8は、図1におけるライン7−7および図2におけるライン8−8に沿ってそれぞれ切断したときの断面図である。図7は、第1顎状部25および第2顎状部30が開口状態にあるときの小径のパイプPを示す図である。これに対し、図8は、ブレード挿入物100およびブレード挿入物120が小径のパイプPに接触して切断動作を開始したときの当該小径のパイプPを示す図である。ブレード挿入物100およびブレード挿入物120の間における横方向距離は非常に小さく、このことによりパイプP等の切断対象物に与えられる剪断力を最大の大きさにできることが理解されよう。
図9および図10に示すように、各ブレード挿入物100は第1顎状部25の凹領域170内に取り付けられ、ボルト穴135a、135b、135を貫通するよう延びるボルト(図示せず)により第1顎状部25に取り付けられることについて理解されたい。ブレード挿入物120、125等の各々のブレード挿入物は同様の方法により取り付けられる。また、各顎状部25、30は市場で流通しているものであり、このため小径のパイプやワイヤケーブルの切断性能を大幅に向上させるよう顎状ユニット20の改善を図るにあたり、市場で流通している各顎状部25、30のブレード挿入物を、上述したように鋸歯状のブレードに交換するだけでよいことについて理解されたい。
また、図9および図10に示すように、第1顎状部25に設けられるブレード挿入物100は凹領域170に配置され、また第2顎状部30に設けられるブレード挿入物120、125は、第1顎状部25の凹領域170に対して反対側に設けられた他の凹領域175に配置される。
本発明による鋸歯状のブレード挿入物では、従来の滑らかなブレード挿入物と比較して、ブレードを取り替えて新しいエッジとするまでの期間を80−90%長くすることができることがわかった。このような利点は、ブレードを鋭利なものとしたりくさびを入れたりすることによりブレードの寿命を伸ばすような方法とは全く異なるものである。
鋸歯状のブレード挿入物の更なる利点としては、切断動作中において、刃先が鈍い斧により対象物をたたき割るようにワイヤケーブルを切断する方法とは異なり、弓のこ刃による切断と同様の方法によって、ブレードが次第にワイヤケーブルを挟んで鋸部分に挿入するようになる。そして、ブレード挿入物の鋭い鋸歯状のブレードエッジがケーブルを切断する間、鋸歯状のブレード挿入物が剪断動作や切り取り動作よりもむしろ引き裂き動作および細かく刻む動作を行うため、切断動作が更に促進される。更に、鋸歯状のブレードは、ワイヤケーブルをほどくことにより当該ワイヤケーブルの構造的強度を弱めるようになり、また、同時にケーブルのストランドを細かく刻むようになり、このことにより、非常に小さい力でブレードによりケーブルを切断することができるようになるためブレードや他の全ての切断部材の全体的な摩耗や損傷を最小限とすることができる。
小径のパイプを切断する際に、従来の滑らかなブレード挿入物は切断対象物を寄せ集めて束ねるようになり、顎状ユニットに力を加えることによって頂部の領域において切断対象物の束を一度に切断している。これに対し、鋸歯状のブレード挿入物を用いた場合には、各々のブレードに沿って小径の切断対象物は様々な箇所で保持されるようになり、ケーブルのストランドは分散するようになる。このため、わずかな力で同じ量の切断対象物を切断することができるようになり、ブレードの寿命を伸ばすことができ、ブレードのボルトにかかる力を低減することができ、そして全体的なメンテナンス回数を減らすことができる。
Claims (16)
- 第1顎状部および第2顎状部から構成されており、少なくとも1つの顎状部は回転軸を中心として他方の顎状部に対して回転するようになっている解体機器用の顎状ユニットであって、
a)前記回転軸に対して直交するよう前記第1顎状部の前端から当該第1顎状部の後端まで延び、前領域および前記前領域に対して鈍角をなす後領域を有しており、前記前領域および前記後領域の間に頂部が形成されている第1顎状ブレードであって、
i)少なくとも1つのブレード挿入物が前記第1顎状ブレードの前記前領域および前記後領域の各々に取り付けられており、各前記ブレード挿入物は当該ブレード挿入物の長手方向に沿って延びる長手方向軸を有しており、
ii)前記前領域に設けられた少なくとも1つの前記ブレード挿入物は前記長手方向軸に沿って複数の溝が間隔を空けて設けられた切断表面を有しており、このことにより鋸歯状の切断表面が形成されている、第1顎状ブレードと、
b)前記回転軸に対して直交するよう前記第2顎状部の前端から当該第2顎状部の後端まで延びる第2顎状ブレードであって、
i)少なくとも1つのブレード挿入物が前記第2顎状ブレードの領域に取り付けられており、各前記ブレード挿入物は当該ブレード挿入物の長手方向に沿って延びる長手方向軸を有しており、
ii)前記領域に設けられた少なくとも1つの前記ブレード挿入物は前記長手方向軸に沿って複数の溝が間隔を空けて設けられた切断表面を有しており、このことにより鋸歯状の切断表面が形成されている、第2顎状ブレードと、
を備え、
c)閉止状態において、前記第1顎状部の前記前領域に設けられた前記ブレード挿入物の前記切断表面は、前記第2顎状ブレードの前記領域に設けられた前記ブレード挿入物の前記切断表面に対して鋭角をなす、顎状ユニット。 - 各前記溝の間に平面部分が設けられている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 各前記ブレード挿入物は、前記長手方向軸の長手方向に対して直交するとともに前記平面部分と平行に延びるボルト穴を有しており、前記ボルト穴は、ブレードの強度を最大限とするよう長手方向において各前記溝から間隔を空けて設けられている、請求項2記載の顎状ユニット。
- 前記溝は前記長手方向軸と直交する方向に向いている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 各前記ブレード挿入物は幅を有しており、各前記溝は各前記ブレード挿入物の前記幅の全域にわたって延びている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 各前記溝の間に設けられた前記平面部分の長さは前記溝の長さと同じまたはそれよりも大きくなっている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 2つの前記ブレード挿入物が互いに隣接するようになっており、隣接する2つの前記ブレード挿入物の前記平面部分の合計の長さは前記溝の長さと同じまたはそれよりも大きくなっている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 前記溝が設けられていない前記ブレード挿入物が前記第1顎状ブレードおよび前記第2顎状ブレードの各々の前記前端に設けられている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 前記溝が設けられていない前記ブレード挿入物が前記第1顎状ブレードの前記後領域に設けられている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 各前記ブレード挿入物において前記溝は1/2インチの長さであるとともに1/4インチの深さとなっている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 各前記ブレード挿入物において前記溝の長さは当該溝の深さの少なくとも2倍の大きさとなっている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 前記溝は概してU字形状となっており、ベース部の角で円弧状となっている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 前記溝と前記平面部分の境界部分はとがった角となっている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 前記平面部分の長さは、前記ボルト穴を前記溝から位置をずらすために変化させることができるようになっている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 各前記ブレード挿入物は前記切断表面がそれぞれ設けられた頂部側部分および底部側部分を有しており、前記ブレード挿入物の向きを変えることができるよう前記頂部側部分および前記底部側部分の両方の前記切断表面に前記溝および前記平面部分が設けられている、請求項1記載の顎状ユニット。
- 概して直方体の本体を有しており、この直方体の本体には当該本体に沿って延びる長手方向軸および前記長手方向軸に対して直交する幅が設けられている、解体機器用の顎状ユニットに用いられるブレード挿入物であって、
a)切断表面を有する頂部側部分であって、前記切断表面には当該切断表面を横切るような溝および前記溝の間に位置する平面部分が設けられている頂部側部分と、
b)前記ブレード挿入物の前記幅にわたって延び、ブレードの強度を最大限とするよう前記長手方向軸に沿った方向において前記溝とは位置がずれるよう配置されたボルト穴と、
を備えた、ブレード挿入物。
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