JP2632486B2 - 鋼材剪断機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パワーショベル等の
作業機械のアームの先端に取付けて、各種鋼材を剪断す
るのに使用する鋼材剪断機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄筋、鉄筋コンクリート建造
物、鋼製スクラップあるいは合金鋼製化学機械等の解体
には、図１１に示す様にアーム（２）の先端に鋼材剪断
機（３）を旋回可能に取付けたパワーショベル（１）が
使用される。従来の鋼材剪断機（３）は、下顎（４）と
上顎（５）とが交差して開閉するように、上顎（５）の
根元側を下顎（４）の後部へ支軸（６）にて揺動自在に
連結し、かつ下顎（４）から伸びるフレーム（７）と上
顎（５）との間に設けた油圧シリンダ（１０）にて上顎
（５）と下顎（４）を開閉させるようになっており、下
顎（４）及び上顎（５）の互いに摺接する内側面に夫々
剪断刃（１１）（１２）を取付けてある。下顎（４）に
取付けられた下部剪断刃（１１）及び上顎（５）に取付
けられた上部剪断刃（１２）は、共に中間点（９）を開
閉方向外側へ折曲げてある。

【０００３】この鋼材剪断機（３）は、下顎（４）と上
顎（５）とで剪断する鋼材（１３）を挟んで交差させる
ことにより、下顎（４）と上顎（５）とに取付けられた
剪断刃（１１）（１２）で前後から剪断を行い、鋼材
（５）の滑りを防止しながら鋼材（１３）を剪断する。

【０００４】ところで上記構造の鋼材剪断機（３）で
は、下部剪断刃（１１）及び上部剪断刃（１２）の、中
間点（９）より後方の刃元側の傾斜が刃先側に較べて緩
いため、中間点（９）に近づくほど、下部剪断刃（１
１）及び上部剪断刃（１２）と鋼材（１３）との交差角
が小さくなり、中間点（９）近傍での剪断能力が低くな
るといった問題がある。

【０００５】また、剪断時に下顎（４）と上顎（５）と
の開閉方向と直交する方向に作用する剪断力の分力によ
り、下顎（４）と上顎（５）とが離れる、いわゆる口開
きを生じ、剪断能力が低下するといった問題がある。こ
れは先端側ほど顕著になる。

【０００６】そこで、上記口開きをなくすものとして、
例えば米国特許第４５１９１３５号明細書により開示さ
れたものがある。これは上顎を側面からガイドする側板
を下顎に設け、下顎と側板との間に上顎を入れることに
より、口開きを防止している。

【０００７】しかし、この構造では、下顎が複雑で大型
になり、重量も重くなってしまい、かつ顎の開閉ストロ
ークも長くなるため大型の油圧シリンダが必要になる。

【０００８】上記問題を解決するものとして、本出願人
は図１２及び図１３に示す様な鋼材剪断機（３）を提案
した。この鋼材剪断機（３）は、下顎（４）に複数の下
部剪断刃（１４）（１５）を取付け、かつ先端側の下部
剪断刃（以下、下部刃先刃という。）（１４）と後方の
下部剪断刃（以下、下部刃元刃という。）（１５）とを
へ字状に折曲げ、しかも剪断面を中心に千鳥状に配置さ
せ、他方上顎（５）にも複数の上部剪断刃（１６）（１
７）を取付け、かつ先端の上部剪断刃（以下、上部刃先
刃という。）（１６）と後部の上部剪断刃（以下、上部
刃元刃という。）（１７）とを逆へ字状に折曲げ、しか
も剪断面を中心に千鳥状に配置させたものである。また
鋼材剪断機（３）はアームに取付けるベースフレーム
（２０）に旋回自在に取付けられ、ベースフレーム（２
０）に対してフリーに旋回可能、若しくは適宜の旋回駆
動手段（図示せず）にて旋回駆動させるようになってい
る。

【０００９】上記鋼材剪断機（３）は、上顎（５）を油
圧シリンダ（１０）にて閉じると、上部刃先刃（１６）
と下部刃先刃（１４）との咬み合いと、上部刃元刃（１
７）と下部刃元刃（１５）との咬み合いとが互いに反対
になるので、上部刃先刃（１６）と下部刃先刃（１４）
との口開きが上部刃元刃（１７）と下部刃元刃（１５）
との咬み合いにより防止され、反対に上部刃元刃（１
７）と下部刃元刃（１５）との口開きは上部刃先刃（１
６）と下部刃先刃（１４）との咬み合いにより防止され
る。また前後方向に設定された傾斜によって、鋼材（１
３）の前後方向の滑りも防止される。従って小型軽量に
して非常に高い剪断能力を発揮できるようになってい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記鋼材剪断機（３）
は非常に高い剪断能力を有しているが、下部刃先刃（１
４）と下部刃元刃（１５）とは折曲っている中間点
（９）で同じ高さに揃っており、上部刃先刃（１６）と
上部刃元刃（１７）も折曲っている中間点（９）で同じ
高さに揃っている。このため図１４に示すように、下部
刃元刃（１５）より長尺で、中間点（９）の前後の跨が
るような幅広板状の鋼材（１３）を剪断すると、鋼材
（１３）の中間部の剪断をうまく行えないといった問題
があった。

【００１１】即ち、幅広な鋼材（１３）の剪断は、下部
刃先刃（１４）と上部刃先刃（１６）との咬み合い並び
に下部刃元刃（１５）と上部刃元刃（１７）との咬み合
いにより鋼材（１３）の前後端から同時に剪断が行われ
る。この場合も、下部刃元刃（１５）と上部刃元刃（１
７）の傾斜が緩く、中間点（９）近傍で剪断能力が低下
する。それに加えて図１４に示す様に、下部刃先刃（１
４）と上部刃先刃（１６）とによる剪断が早く進行し、
図１６及び図１７に示す様に屈曲している中間点（９）
近傍まで剪断が進行したとき、鋼材（１３）に対して下
部刃先刃（１４）及び上部刃先刃（１６）の根元と、下
部刃元刃（１５）及び上部刃元刃（１７）の先端とが同
時に互いに鋼材（１３）を押合うことになり、中間点
（９）付近で刃の上下両面が鋼材（１３）にベタ当たり
し、鋼材（１３）に対する剪断力が下部刃元刃（１５）
及び上部刃元刃（１７）のエッジに集中せず、刃のベタ
当り面に分散し、通常の油圧シリンダ（１０）のパワー
ではそれ以後の咬み合い進行が不可能となって鋼材（１
３）を剪断できなかった。

【００１２】尚、図１４乃至図１７においては、剪断面
より手前に配置された刃を実線で示し、剪断面より奥に
配置された刃を点線で示している。

【００１３】上記問題を解決するには上顎（５）を開閉
させる油圧シリンダ（１０）を大型にして、剪断力を大
きくすればよい。しかし、取付けスペースの問題や重量
増の問題があって、大型の油圧シリンダ（１０）を用い
ることができない。またコスト高になるといった問題も
ある。

【００１４】この発明は、小型にして高い剪断能力を備
えた剪断機を提供しようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、互いに交差
開閉可能な下顎と上顎とにそれぞれ剪断刃を取付け、前
記下顎と上顎の剪断刃の前後方向中間点を開閉方向外側
にへ字状に折曲げた鋼材剪断機において、前記上下の剪
断刃の中間点より刃元側の刃の先端部を、少なくとも上
下の剪断刃の互いに対応する各一箇所で、前記上下の剪
断刃の中間点より刃先側の刃の後端部よりも開閉方向外
側に傾斜させて、前記上下の剪断刃の中間点より刃先側
の刃の後端部と刃元側の刃の先端部とが前記剪断刃の中
間点において階段状の段差を形成するようにしたもので
ある。

【００１６】また前記下顎と上顎の剪断刃の前後方向中
間点を開閉方向外側に折曲げ、前記中間点を境として刃
先側と刃元側とで前記下部側剪断刃と上部側剪断刃との
配置を、剪断面を中心として千鳥状に逆配置とした鋼材
剪断機において、前記上下の剪断刃の中間点より刃元側
の刃を少なくとも一個所で開閉方向外側に傾斜させて、
前記剪断刃を鋸刃状に形成している。

【００１７】また上下の剪断刃の一方の剪断刃の中間点
の後部に隙間を設けると共に、他方の剪断刃の中間点の
前部に隙間を設けてある。

【００１８】

【作用】上記鋼材剪断機は、刃元側の剪断刃の傾斜によ
って、刃元側の下部剪断刃と上部剪断刃の傾斜が強くな
り、少なくとも中間点近傍での鋼材との交差角を大きく
でき、しかも中間点における剪断に関して刃先側が先行
し、刃元側がそれに続くため剪断力の分散が阻止され、
中間点の前後に跨がる鋼材を確実に剪断できる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１乃至図１０を
参照して説明する。但し、従来技術と同一構成部材には
同一符号を付して、説明は省略する。尚図４乃至図８で
は剪断面より手前側に配置された刃を実線で示し、剪断
面より向う側に配置された刃を点線で示している。

【００２０】本発明の鋼材剪断機は、図１乃至図３に示
す様に、下顎（４）に取付けられる下部刃先刃（２４）
と下部刃元刃（２５）とを剪断面を中心に千鳥状に配置
させ、かつ下部刃元刃（２５）の先端を外方へ傾けて下
部刃先刃（２４）の後端との間に段差（２６）を持たせ
て鋸刃状に配置させる。一方上顎（５）に取付けられる
上部刃先刃（３０）と上部刃元刃（３１）とを剪断面を
中心に千鳥状に配置させ、かつ上部刃元刃（３１）の先
端を外方へ傾けて上部刃先刃（３０）の後端との間に段
差（３２）を持たせて鋸刃状に配置させている。そして
上顎（５）の閉止動作によって、下部刃先刃（２４）と
上部刃先刃（３０）とが咬み合い、下部刃元刃（２５）
と上部刃元刃（３１）とが咬み合って、口開きを押えな
がら鋼材（１３）を剪断するようになっている。尚、下
部刃元刃（２５）及び上部刃元刃（３１）自身も鋸刃状
に構成してある。

【００２１】また、上部刃元刃（３１）の先端を中間点
（３４）より後方へずらせて、上部刃先刃（３０）の後
端との間に隙間（３３）を設けてある。一方下部刃先刃
（２４）の後端を中間点（３４）より前方へずらせて、
下部刃元刃（２５）の先端との間に隙間（２７）を設け
てある。

【００２２】上記鋼材剪断機は、図４に示すように、屈
曲した中間点（３４）の前後に跨がる幅広な鋼材（１
３）を剪断すると、図５及び図６に示す様に、下部刃先
刃（２４）と上部刃先刃（３０）との咬み合いと、下部
刃元刃（２５）と上部刃元刃（３１）との咬み合いによ
り、鋼材（１３）の前後端から剪断が同時に始り、下部
刃先刃（２４）と上部刃先刃（３０）とによる剪断が早
く進行する。

【００２３】そして鋼材（１３）の先端から中間点（３
４）近傍まで剪断が進行してきても、下部刃先刃（２
４）の後端が下部刃元刃（２５）の先端より高く、かつ
上部刃先刃（３０）の後端が上部刃元刃（３１）の先端
より低いので、中間点（３４）では下部刃先刃（２４）
と上部刃先刃（３０）とによる剪断が先行し、このとき
下部刃元刃（２５）及び上部刃元刃（３１）の先端は鋼
材（１３）に当たらないので、刃の上下面に鋼材（１
３）がベタ当りすることなくスムーズな剪断が進行す
る。

【００２４】次に図７に示す様に、上部刃先刃（３０）
の後端と下部刃元刃（２５）の先端とが鋼材（１３）に
当たり、互いに押し付けあっても、このとき既に上部刃
先刃（３０）の剪断は終了しており、しかも上部刃元刃
（３１）の先端がまだ鋼材（１３）に当たっていないの
で、上部刃先刃（３０）は図８のように剪断された分片
（１３ａ）を押し下げながら移動し、下部刃元刃（２
５）と上部刃元刃（３１）とによる剪断が継続され、最
終的に鋼材（１３）が二つに剪断される。また下部刃元
刃（２５）及び上部刃元刃（３１）の傾斜がきつくなっ
ており、鋼材（１３）との交差角も大きいので、最終位
置まで確実に剪断できる。

【００２５】また剪断刃が千鳥配置になっておらない鋼
材剪断機においても、図９及び図１０に示す様に、中間
点（３４）を境にして下顎（図示せず）に取付けた下部
刃元刃（３６）の先端を外方へ傾けて、下部刃先刃（３
５）の後端との間に段差（３７）を形成し、他方中間点
（３４）を境にして上顎（図示せず）に取付けた上部刃
元刃（４１）も外方へ傾けて、上部刃先刃（４０）の後
端との間に段差（４２）を形成する。

【００２６】上記の如く形成した鋼材剪断機も、下部刃
元刃（３６）及び上部刃元刃（４１）の傾斜がきつくな
っており、中間点（３４）の近傍においても、鋼材（１
３）との交差角が大きく、最後まで剪断能力が低下しな
い。

【００２７】

【発明の効果】この発明によれば、中間点の前後に跨が
る鋼材を剪断する場合、中間点より刃元側の剪断刃の傾
斜角をきつくでき、少なくとも中間点近傍においても鋼
材に対する交差角を大きくでき、剪断能力が高くなる。
しかも中間点において刃先側剪断刃と刃元側剪断刃とが
相前後して順番に確実に剪断を行うので剪断力の分散を
阻止でき、また中間点の前後に隙間を設けたものでは、
鋼材に対する剪断刃のベタ当たりを防止でき、比較的小
型で小パワーの油圧シリンダでも厚い鋼材を簡単に剪断
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋼材剪断機の開顎時の側面図

【図２】同鋼材剪断機の閉顎時の側面図

【図３】同鋼材剪断機の剪断刃のみの配置関係を示す斜
視図

【図４】同鋼材剪断機の模式的剪断原理図(1)

【図５】同鋼材剪断機の模式的剪断原理図(2)

【図６】同鋼材剪断機の模式的剪断原理図(3)

【図７】同鋼材剪断機の模式的剪断原理図(4)

【図８】同鋼材剪断機の模式的剪断原理図(5)

【図９】他の鋼材剪断機の剪断刃のみの配置関係を示す
斜視図

【図１０】同鋼材剪断機の模式的剪断原理図

【図１１】従来の鋼材剪断機を備えたパワーショベルの
側面図

【図１２】同鋼材剪断機の側面図

【図１３】同鋼材剪断機の剪断刃のみの配置関係を模式
的に示す斜視図

【図１４】同鋼材剪断機の模式的剪断原理図(1)

【図１５】同鋼材剪断機の模式的剪断原理図(2)

【図１６】同鋼材剪断機の模式的剪断原理図(3)

【図１７】同鋼材剪断機の不具合を示す平面図

【符号の説明】

４ 下顎 ５ 上顎 ２４ 下部刃先刃 ２５ 下部刃元刃 ２６ 段差 ３０ 上部刃先刃 ３１ 上部刃元刃 ３２ 段差 ２７ 隙間 ３３ 隙間

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに交差開閉可能な下顎と上顎とにそれ
   ぞれ剪断刃を取付け、前記下顎と上顎の剪断刃の前後方
   向中間点を開閉方向外側にへ字状に折曲げた鋼材剪断機
   において、前記上下の剪断刃の中間点より刃元側の刃の
   先端部を、少なくとも上下の剪断刃の互いに対応する各
   一箇所で、前記上下の剪断刃の中間点より刃先側の刃の
   後端部よりも開閉方向外側に傾斜させて、前記上下の剪
   断刃の中間点より刃先側の刃の後端部と刃元側の刃の先
   端部とが前記剪断刃の中間点において階段状の段差を形
   成するようにしたことを特徴とする鋼材剪断機。
2. 【請求項２】互いに交差開閉可能な下顎と上顎とにそれ
   ぞれ剪断刃を取付け、前記下顎と上顎の剪断刃の前後方
   向中間点を開閉方向外側に折曲げ、前記中間点を境とし
   て刃先側と刃元側とで前記下部側剪断刃と上部側剪断刃
   との配置を、剪断面を中心として千鳥状に逆配置とした
   鋼材剪断機において、前記上下の剪断刃の中間点より刃
   元側の刃の少なくとも一箇所で開閉方向外側に傾斜させ
   て、前記剪断刃を鋸刃状に形成したことを特徴とする鋼
   材剪断機。
3. 【請求項３】上下の剪断刃の一方の剪断刃の中間点の後
   部に隙間を設けると共に、他方の剪断刃の中間点の前部
   に隙間を設けたことを特徴とする請求項２記載の鋼材剪
   断機。