JP2016526119A - 側面方向の安定器を組み込んだアクチュエーターピン - Google Patents

Abstract

解体用のせん断機の上顎のための側面方向の安定器を組み込んでいるアクチュエーターピン。アクチュエーターピンは頭を含んでいる。この頭には外縁があってその外縁がアクチュエーターにあるクレビス端の一方の側に取り付けられている相補的な構造の保持具内にはめ込むことができるように作られており、保持具に対して回転可能な状態で頭を固定する。ピンキャップを、ピンの遠位端に固定するようになっている。このピンキャップには外縁があってその外縁がアクチュエーターにあるクレビス端のもう一方側に取り付けられている相補的な保持具内にはめ込むことができるように作られており、保持具に対して回転可能な状態でピンキャップを固定するようになっている。

Description

（記載なし）

掘削機のブーム或いはアームの先端に取り付け、さらにＩ型鋼、溝型鋼、鋼管、金属板などの資材を切断するために、又はせん断するために使用する解体用のせん断機アタッチメントはよく知られている。そのようなせん断機アタッチメントは、一般的に、固定した下顎と、支点ピンに対して旋回する可動の上顎とを本体が支えるようになっている。本体内で保護されている油圧シリンダー又は油圧アクチュエーターを、伸び縮みさせることによって、開いた位置と閉じた位置との間で、上顎を動かす。硬化鋼製の刃を上顎と下顎の片側（つまり刃側）に取り付ける。使用するときには、切断又はせん断したい被切断材が開いた両顎の間に来るような位置にせん断機アタッチメントを動かす。両顎を被切断材に当てて閉じていくと、上顎と下顎にある硬化鋼でできた刃先が互いにごく接近した状態ですれ違い、はさみと同様にせん断面に沿って被切断材をせん断する。

上顎が被切断材をせん断し始める際には、下顎の刃側から離れた方向に（つまり下顎の「ガイド側」に向かって）、非常に大きな側面方向の力が上顎に加わることが認識されている。この側面方向の力は、支点ピンを中心とする側面方向の力の方向へのモーメントを生み出す。この側面方向の力に耐えられるよう反対向きの反作用力を与えてモーメントを打ち消すことにより上顎の動きを制限していない場合、上顎の前端は、下顎の刃側から離れて側面方向にずれてしまう傾向にあるだろう。従って、反作用力と打ち消すモーメントとを与えて上顎の側面方向にずれるのを防がないと、屈曲やせん断など、支点ピン及び上顎を損傷させるような切断応力が支点ピンにかかる可能性がある。

反作用力と打ち消すモーメントとを与えることで上顎が側面方向へずれないように制限し、それによって支点ピン及び上顎にかかる応力を最小化するには、米国特許第６０６１９１１号と米国特許第７２１６５７５号において開示しているように側面方向の安定器が用いられる。この側面方向の安定器は、従来、せん断機アタッチメントの本体へ配置し、支点ピンの後方で上顎の刃側の荷重を受け、支点ピンの前方で上顎のガイド側の荷重を受けることにより、作用力と打ち消すモーメントとを与えて上顎がせん断動作中に側面方向へずれるのを防ぐようにしていた。

側面方向の安定器はせん断機アタッチメントの本体内に配置しても目的を果たすことができるかもしれないが、支点ピンの後方の本体上に側面方向の安定器を配置することは、せん断機アタッチメントの形状によっては適さないかもしれない。例えば、二重のアクチュエーターを使用して上顎を開閉するせん断機アタッチメントでは、本体内の顎の支点ピンの後方に側面方向の安定器を二つ目のアクチュエーターに干渉することなく取り付けるには空間が足りない可能性がある。したがって、本体内に側面方向の安定器を取り付けないような解体用のせん断機アタッチメントの上顎を側面方向に安定させることのできる代わりの手段が必要である。

米国特許第６０６１９１１号 米国特許第７２１６５７５号

二重のアクチュエーターを備え、一方のアクチュエーターピンに組み込まれた刃安定器を利用する解体用のせん断機アタッチメントの一つの実施例の左側の斜視図である。 図２は、図１の解体用のせん断機アタッチメントの右側の斜視図である。 図３から図５は、図１の解体用のせん断機アタッチメントの一連の左側の立面図であり、二重のアクチュエーターによってもたらされる上顎が動く範囲を示している。 図６は、解体用のせん断機における図５で示した位置に相当する上顎と二重のアクチュエーターの一つの実施例を示している。この図は分かりやすいようにせん断機の本体を取り除いた状態で示している。 図７は、図２のせん断機アタッチメントの上顎を取り除いた状態の同じ右側の斜視図である。 図８は、アクチュエーターピン組立品の一つの実施例の分解斜視図である。 図９は、図６の９−９線に沿って見たアクチュエーターピン組立品の部分断面図である。

図面ではいくつかの図を通して同一か類似する部品を同様の参照番号で示している。図面を参照すると、図１は、前端１４と後端１６がある本体１２を持つ解体用のせん断機アタッチメント１０の一つの実施例の左側の斜視図である。後端１６は、掘削機のブーム或いはアームに動作可能に取り付けられるように適合している（図示はしていない。）。図示した実施例においては、間に来る旋回アタッチメントを支えられるように、本体１２に円形の取付板１８を固定している。しかしながら、当業者であれば当然認識・理解できるようなことだが、旋回アタッチメントがあるかないかに関わらず、従来の他の方法であってもせん断機アタッチメント１０の後端１６を掘削機のブーム或いはアームへ取り付けられるような構造とすることが可能であるということは理解できるはずである。

図１から図５を参照すると、本体１２の前端１４は、固定した下顎２０と可動の上顎２２とを含んでいる。可動の上顎２２は前端１４で顎の支点ピン２６を含む支点組立品２４によって旋回可能な状態で支えられており、顎の支点ピン２６は上顎２２の開口部２７（図６）とせん断機アタッチメント１０の本体１２の両側にある左右の顎支点ハブ３０、３１内の開口部２８、２９とに通されている。

せん断機アタッチメントの本体１２は一般的に、鋼鉄製の側板１３、１５、天板１７、底板１９を含み、これらが組み合わさって実質的に囲まれた空間を形作り、この空間内にせん断機アタッチメント１０の油圧アクチュエーター３２、３４（図３から図５）などの油圧部品を実質的に囲って保護する。図３から図５が一番良く説明しているように、油圧アクチュエーター３２、３４のラム或いはピストン棒４２、４４を伸縮させることによって、下顎２０に対して開いた位置（図３）と閉じた位置（図５）との間で、顎の支点ピン２６に対して上顎２２を旋回させる。

油圧アクチュエーター３２、３４のシリンダー本体３６は後方のクレビス３７を含んでおり、せん断機アタッチメント１０の本体１２にある後方のクレビス３７、補強板３８、側板１３、１５を突き抜けた支点ピン４０によって回転できるように内部補強板３８へ取り付けられている。図６において一番よく表されているように、アクチュエーター３２、３４のピストン棒４２、４４はその前端で上顎２２の上下の円弧形の突出部分４６、４８にそれぞれ回転可能なように取り付けられている。上側のピストン棒４２は、上顎２２にある円弧形の突出部分４６へ、従来のアクチュエーターピン５０によって回転可能なように取り付けられており、アクチュエーターピン５０は前側のクレビス５２と円弧形の突出部分４６にある開口部５４とに差し込まれている。下側のピストン棒４４は、上顎２２にある円弧形の突出部分４８へ、下側のアクチュエーターピン組立品１００（後述）によって回転可能なように取り付けられており、アクチュエーターピン組立品１００は、前側のクレビス１２４を通り、円弧形の突出部分４８にある開口部５８に差し込まれている。

図１と図２を再び参照すると、下顎２０は、前方に延び、側面方向に間隔があり、実質的に平行な顎部材６０、６２を含んでいる。側面方向に間隔がある顎部材６０、６２の前端の間には横部材６４が横方向に、或いは横断するように架け渡されている。側面方向に間隔がある顎部材６０、６２と横部材６４は組み合わさって細長い溝或いは開いた空洞６６を形作り、せん断の過程中（図３から図５を参照）には上顎２２をここに受け入れる。前方に延びる顎部材６０は、下側のせん断刃の差込体６８とガイド刃の差込体６９とを受け止められるような構造となっており、以下ではこれを刃側の顎部材６０と呼ぶ。前方に延びるもう一方の顎部材６２は、下顎２０に構造的な剛性を与える働きをするとともに、またせん断の過程中に上顎２２が細長い溝６６の中に入るよう上顎２２の動きを側面方向について制限してガイドする働きをするものであって、以下ではこれをガイド側の顎部材６２と呼ぶ。

下側のせん断刃の差込体６８を、ねじ式の接合具７０によって刃側の顎部材６０の内側に配置して固定する。ねじ式の接合具７０は、下側のせん断刃の差込体６８にある穴７２に通され、さらに刃側の顎部材６０の同じ位置に合わせて設けられた穴に通される。ねじ式の接合具７０は、凹型ナット７４にねじ込んで固定する。ガイド刃の差込体６９を、刃側の顎部材６０の内側に配置して固定し、さらに、反対側のガイド刃の差込体６９を、ガイド側の顎部材６２の内側に配置して固定する。ガイド刃の差込体６９を、ねじ式の接合具７０によって固定し、ねじ式の接合具７０は、顎部材６０、６２にある穴７２に差し込まれている。ねじ式の接合具７０の端は、ガイド刃の差込体６９に開けた雌ねじ穴７５にねじ込まれる。取り付けられた際、下方の刃側の顎部材６０にある下側のせん断刃の差込体６８とガイド刃の差込体６９の内側の刃先と平らで垂直な磨耗表面は実質同一の平面上にある。

横刃の差込体７６を、ねじ式の接合具７０によって横部材６４に配置して固定する。ねじ式の接合具７０は、横部材６４にある穴７７に通されている。ねじ式の接合具の端は、横刃の差込体７６に開けられた雌ねじ穴（図示せず）にねじ込まれている。

上顎２２にも同じように刃側８０とガイド側８２とがあり、これらは隣り合う下顎２０にある刃側の顎部材６０とガイド側の顎部材６２に対応する。上側のせん断刃の差込体８６を、ねじ式の接合具７０によって上顎２２の刃側８０に配置して固定する。ねじ式の接合具７０は、上側のせん断刃の差込体８６にある穴８８と、上顎２２の刃側８０の同じ位置に設けた穴とに差し込まれている。ねじ式の接合具７０は、凹型ナット７４にねじ込んで固定する。

左右対称で突き刺し先端の差込体９０、９２を、ねじ式の接合具９４（例えば、頭がソケット型の穴付きボルト等）によって上顎２２の先端部分８４の両側に配置して取り付ける。接合具９４の頭は突き刺し先端の差込体９０の垂直で平らな磨耗表面よりも奥に埋め込まれており、ねじ山のある側の先端は突き刺し先端の差込体９０にある穴９６と、先端部分８４の同じ位置に設けた穴とに差し込まれている状態である。さらに、接合具９４の頭は、反対側の突き刺し先端の差込体９２の同じ位置に開けられた雌ねじ穴９８内にねじ込まれている。当然のことであるが、上顎２２に取り付けられている状態では、上側のせん断刃の差込体６８と突き刺し先端の差込体９０にある外側の刃先と外側の垂直で平らな磨耗表面は、実質的に同一平面上にある。

これもまた当然のことであるが、上側のせん断刃の差込体８６にある実質的に同一平面にあって垂直な磨耗表面と外側の刃先は、下側のせん断刃の差込体６６とガイド刃の差込体６９にある垂直な磨耗表面と内側の刃先から若干（好ましくは、約０．０１インチから約０．０５インチの範囲の間で）側面方向の内方にずれており、せん断動作中に上顎２２が可動域に渡って動くと、上側のせん断刃の差込体８６は、下側のせん断刃の差込体６８の近くを通り過ぎる。その結果、顎２０、２２の間に横向きに置かれた被切断材（例えば、鋼鉄の梁などの資材）をせん断するせん断面を成している。同様に、突き刺し先端の差込体９０、９２の実質的に同一平面にあって垂直な磨耗表面と刃先は、これと対向するガイド刃の差込体６９の刃先と垂直な磨耗表面から若干、側面方向に、両側で同じ距離だけ内方にずれている。突き刺し先端の差込体９０、９２を取り付けた状態の先端部分８４の幅は、好ましくはガイド刃の差込体６９同士間の距離よりも小さく、約０．０２インチから約０．１インチの範囲の間とし、上顎２２が閉じて下顎２０の細長い溝６６へ入る際、先端部分８４が下側のガイド刃の差込体６９の間を通ることが可能になる。様々な刃とそれに対応する台座との間に詰め物（図示していない）を入れ、その刃や差込体にある対応する刃先や垂直な磨耗表面の間の精密な許容差を維持することも可能である。

図８は、側面方向の安定器１０１を組み込んだアクチュエーターピン組立品１００の分解斜視図である。図９は、側面方向の安定器１０１を組み込んだアクチュエーターピン組立品１００を図６の９−９線に沿って見た部分断面図である。側面方向の安定器１０１が組み入れられるアクチュエーターピン組立品は、円盤或いは磨耗板１０２、一つ以上の円盤用の詰め物１０４、ピン１０６、ピンキャップ１０８、一つ以上のピンキャップ用の詰め物１１０とを含む。ピン１０６は、円盤１０２と円盤用の詰め物１０４を入れられるような構造に作られた凹部１１４のある頭１１２を含んでいる。頭１１２の凹部１１４内で、ねじ式の接合具１１６（例えば、先端がソケット型の口金のねじ等）によって円盤１０２と円盤用の詰め物１０４を固定する。

頭１１２の外縁１１３は四角形や六角形、或いは他の適切な形状とし、下側のアクチュエーター３２のピストン棒４４にある前側のクレビス１２４に固定されているピン保持具１２２の相補的な構造の中にはめ込まれる。ピンキャップ１０８は、ピン１０６の遠位端１３２をはめ込めるような大きさの凹部１３０を含んでいる。ピンキャップ１０８は、ピン１０６の遠位端１３２へねじ式の接合具１１６（例えば頭がソケット型の穴付きボルト等）で固定され、この接合具の先端はピンキャップ１０８の穴１３４とピンキャップ用の詰め物１１０にある穴１３６に通され、ピン１０６の遠位端１３２の同じ位置に設けられた穴（図では見えていない）にねじ込まれている。

ピンキャップ１０８の外縁１３８は四角形や六角形、或いは他の適切な形状とし、下側のアクチュエーター３２のピストン棒４４にある前側のクレビス１２４へ固定しているピン保持具１２２の相補的な構造にはめ込まれる。頭１１２の外縁１１３とピン保持具１２２、ピンキャップ１０８とピン保持具１２２とを相補的なはめ込み構造によって、前方のクレビス１２４に対して回転するのを防いでいることは理解できるはずである。ピン１０６とクレビス１２４の穴との表面に潤滑剤を差すために、グリースニップル１４０をピン１０６の遠位端１３２へ組み込むことができる。

図３から図５と図７とを参照すると、左側のハブ３０の内側の面に一段隆起した磨耗表面９９を備えている。この磨耗表面９９は、図３から図５において示したように、上顎２２が開いた位置と閉じた位置との間を動くときにアクチュエーターピン組立品１００が通過する経路に沿って延びている。

当然のことであるが、上顎２２が下方に動いて被切断材をせん断し始めるときには、刃側の顎部材６０からガイド側の顎部材６２への方向に、非常に大きな側面方向の力が上顎にかかる。これら側面方向の力は、顎の支点ピン２６を中心として側面方向の力の方向のモーメントを生み出す。アクチュエーターピン組立品１００に組み込まれている側面方向の安定器１０１の円盤１０２は磨耗表面９９に寄り掛かって、反作用力と打ち消すモーメントとを生み出すことにより、上顎２２が側面方向に移動することを抑え、さらに、それによって顎の支点ピン２６と上顎２２への圧力を最小化する。上顎２２の先端部分８４が下顎２２の細長い溝６６内に入り、対面したガイド刃の差込体６９同士の間で上顎２２の先端部分８４の側面方向への動きが抑えられるようになるまでは、側面方向の安定器１０１の円盤１０２は磨耗表面９９と接触し続けているのが好ましい。

前述の実施例は特に二重のアクチュエーターを用いる解体用のせん断機アタッチメントに適合させたものであるが、当然のことながら、側面方向の安定器１０１をアクチュエーターピン組立品１００へ組み入れることは、一つのアクチュエーターしか用いていない解体用のせん断機アタッチメント１０にも等しく適合させられる。その上さらに、上顎にアクチュエーターを取り付けているアクチュエーターピンへ側面方向の安定器を組み込むことにより、解体用のせん断機の本体に側面方向の安定器を取り付ける従来の方法や上顎に磨耗表面を備える従来の方法と比較したときに、材料と労働に関わる製造コストにおける強みを持つ可能性がある。解体用のせん断機の本体に側面方向の安定器を取り付ける従来の方法と比較したときにもまた、機能と性能において強みを持つかもしれない。

好ましい実施例を様々に改良することや、ここで述べた装置の一般的な原理や特徴は、当業者ならば容易に明らかになるだろう。従って、本発明は以上で説明した実施例や図面において説明した実施例に限定されず、別記の特許請求の範囲の要旨と範囲に矛盾していない最大の範囲を認められているものとする。

Claims (5)

1. 解体用のせん断機であって、
   前端と後端を持つ本体を備え、本体の前端に下顎が設けられており、
   本体によって旋回可能な状態で支えられている上顎を備えており、
   アクチュエーターピンにより上顎へ旋回可能に取り付けられている少なくとも一つのアクチュエーターを備え、この少なくとも一つのアクチュエーターで開いた位置と閉じた位置との間で上顎を動かすように構成されており、
   開いた位置から閉じた位置へ上顎が動く間に本体の磨耗表面に寄りかかる側面方向の安定器を持つアクチュエーターピンとを備えているもの。
2. 請求項１の解体用のせん断機であって、側面方向の安定器がアクチュエーターピンの頭にはめ込まれた磨耗板を含むもの。
3. 請求項２の解体用のせん断機であって、アクチュエーターピンの頭に外縁があってその外縁がアクチュエーターにあるクレビス端の一方の側に設けられた相補的な構造の保持具内にはめ込まれており、アクチュエーターピンの頭が保持具に対して回転可能な状態で固定されているもの。
4. 請求項３の解体用のせん断機であって、アクチュエーターピンが、さらにアクチュエーターピンの遠位端へ固定できる構造を持ったピンキャップを含み、このピンキャップに外縁があってその外縁が、アクチュエーターにあるクレビス端のもう一方側に設けられた相補的な構造の保持具内にはめ込むことができるように作られており、ピンキャップが保持具に対して回転可能な状態で固定されているもの。
5. 解体用のせん断機の旋回する上顎へアクチュエーターのクレビス端を旋回可能な状態で結合させるためのアクチュエーターピン組立品であって、
   頭を持つピンと、ピンの遠位端へ固定できるようになっているピンキャップと、頭にはめ込まれている磨耗板とを備えており、
   ピンの頭が外縁を持っており、その外縁がアクチュエーターにあるクレビス端の一方の側に取り付けられている相補的な構造の保持具内にはめ込むことができるように作られていることにより、頭が保持具に対して回転可能な状態で固定されており、
   ピンキャップが外縁を持っており、その外縁がアクチュエーターにあるクレビス端のもう一方側に取り付けられている相補的な構造の保持具内にはめ込むことができるように作られていることにより、ピンキャップが保持具に対して回転可能な状態で固定されており、
   磨耗板が解体用のせん断機の本体にある磨耗表面に寄りかかるように配置されていることにより、解体用のせん断機の上顎がせん断動作中に開いた位置と閉じた位置の間で旋回する間に、上顎が側面方向に制限できるようになっているもの。
   
   

Images