JP2901891B2 - 軟質物破砕用のジョークラッシャ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジョークラッシャの改
善に係り、特に、アスファルト等の軟質物からなる被破
砕物の破砕に好適な軟質物破砕用のジョークラッシャに
関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、典型的な従来例に係るジョークラ
ッシャの構成を、その側面断面図の図３（ａ）と、固定
ジョープレートの固定歯とスイングジョープレートの可
動歯との対向配置状態説明図の図３（ｂ）とを参照しな
がら説明すると、フロントフレーム１には固定ジョープ
レート３が垂直状に固着され、この固定ジョープレート
３の固定歯３１の相対する側に、固定ジョープレート３
に対して下側が狭く、かつ上側が広くなるように、この
固定ジョープレート３の相対する側に可動歯４１を有す
るスイングジョープレート４が傾斜配設されたスイング
ジョー５に固着され、このスイングジョー５は上部に設
けられた偏心軸７の回転でスイングされるように構成さ
れている。また、固定ジョープレート３の固定歯３１
と、スイングジョープレート４の可動歯４１との歯先
は、図３（ｂ）に示すように、互いに対向している。な
お、固定ジョープレート３とスイングジョープレート４
との両端面の外側のそれぞれにサイドライナー６が配置
されており、これらは何れもフロントフレーム１と駆動
側のバックフレーム２と共に枠体を構成している。

【０００３】従って、偏心軸７の回転によりスイングジ
ョー５がスイングされると、スイングジョープレート４
が固定ジョープレート３に対して接近し、かつ離反する
運動を反復するので、このジョークラッシャの上側の投
入口８からスイングジョープレート４と固定ジョープレ
ート３との間に投入された被破砕物（図示省略）は固定
歯３１と可動歯４１とによって噛み砕かれて破砕され、
下側の排出口９から排出される。

【０００４】ところで、近年、アスファルトの破砕処理
が脚光を浴びてきている。しかしながら、上記構成にな
るジョークラッシャは破砕岩等の硬質の被破砕物を破砕
する場合に効果的であるが、被破砕物が、軟質なアスフ
ァルトのである場合には、固定歯３１と可動歯４１との
歯先が対向している関係上、これら固定歯３１と固定歯
３１との間や可動歯４１と可動歯４１との間、つまり歯
の谷部に被破砕物が噛込まれ、噛込まれた被破砕物がこ
の谷部に付着して目詰まりするために、軟質の被破砕物
を継続して破砕できなくなるという解決すべき課題があ
った。

【０００５】このような実情に鑑み、特にアスファルト
のような軟質の被破砕物の破砕を狙いとしたジョークラ
ッシャが、例えば、特開平５−４９９５６号公報におい
て提案されている。以下、このジョークラッシャの構成
を、歯板の横断面図の図４を参照しながら説明する。但
し、ジョークラッシャ自体の主要構成は上記典型的なジ
ョークラッシャと同様で、その相違するところは、固定
ジョープレートの固定歯と、スイングジョープレートの
可動歯との形状、並びに配置にあるから、それらの構成
に係る説明に止める。

【０００６】即ち、図４に示す符号３は、固定ジョープ
レートで、この固定ジョープレート３には同高さの歯高
で、かつ歯先角度が小さな固定歯３１が等ピッチで設け
られ、スイングジョープレート４には後述する可動歯４
１が設けられている。この可動歯４１は、固定歯３１の
ピッチの整数倍のピッチ（この例では３倍である。）の
丈が高く、かつ頂部が前記固定歯３１の谷底に対向する
切断用突起４１ａと、これら切断用突起４１ａと切断用
突起４１ａとの間の谷部の中央に設けられ、前記固定歯
３１の歯先の先端に対向する頂部を有する切断用突起４
１ａよりも丈の低い中央の破砕用突起４１ｃと、この中
央の破砕用突起４１ｃの両脇に設けられ、この中央の破
砕用突起４１ｃよりも丈が低く、かつ頂部が固定歯３１
と固定歯３１との間の谷底に対向する両側の破砕用突起
４１ｂ，４１ｂとからなる構成で、これら固定歯３１、
切断用突起４１ａ、中央の破砕用突起４１ｃ、両脇の破
砕用突起４１ｂによりアスファルトのような軟質の被破
砕物を切断すると共に破砕するものである。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】上記従来例に係るジョ
ークラッシャはそれなりに有用であるが、固定歯、可動
歯の破砕用突起の配置や歯丈の高さに起因する欠陥があ
り、軟質な被破砕物の破砕能力並びに破砕粒度に係る解
決すべき課題がある。即ち、固定歯や可動歯の歯角度が
小さいため切断には適しているものの、これら歯の谷部
に被破砕物が付着して目詰まりするので被破砕物の破砕
能力が低下し、安定した破砕能率を維持できないという
解決すべき課題がある。

【０００８】また、切断用突起のピッチが大きく、破砕
用の中央の破砕用突起と両脇の破砕用突起の高さが低い
ために、被破砕物を破砕することが難しく、必然的に破
砕粒度が大きくなるという解決すべき課題がある。勿
論、固定歯や切断用突起のピッチを小さくすれば、被破
砕物を小粒度に破砕し得ると考えられるが、ピッチが小
さ過ぎると軟質の被破砕物が歯の谷部に付着して目詰ま
りしてしまうので、被破砕物の破砕能率の向上にとって
好ましくない。

【０００９】従って、本発明の目的とするところは、軟
質な被破砕物の破砕に際して、歯の谷部への目詰まりに
よる破砕能率低下がなく、しかも適度の粒度に破砕する
ことを可能ならしめる軟質物破砕用のジョークラッシャ
を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者等は、鋭意研究を
重ねた結果、被破砕物がアスファルトのように軟質な場
合には、剪断よりも曲げによる方が小荷重で効果的に破
砕することができ、また破砕粒度を小さくするために破
砕歯のピッチを小さくし過ぎると目詰まりしやすいが、
ピッチを５０ｍｍ以上にすると共に、歯角度を６０度以
上にすると付着による目詰まり防止に効果があることを
知見してなしたものである。

【００１１】従って、本発明に係る軟質物破砕用のジョ
ークラッシャが採用した手段の特徴とするところは、固
定歯を有する固定ジョープレートが配設され、該固定ジ
ョープレートの相対する側に可動歯を有するスイングジ
ョープレートが固着されると共に、前記固定ジョープレ
ートに対して接近し、かつ離反する作動を反復するスイ
ングジョーを備えた軟質物破砕用のジョークラッシャに
おいて、前記固定ジョープレートの固定歯とスイングジ
ョープレートの可動歯との歯先のレベルを同一レベルに
し、固定歯の歯先の先端と可動歯の谷底とを対向させ、
これら固定歯と可動歯との歯丈を５２ｍｍ以上にし、か
つピッチを５０ｍｍ〜９０ｍｍにすると共に、歯角度２
αを６０度〜８０度にしたところにある。

【００１２】

【作用】いま、楔の打込時における力のバランス状態説
明図の図２（ａ）に示すように、Ｐを打込力、Ｐ′を引
抜力、Ｒを楔面に生じる反力、Ｑを楔力（楔が歯を押し
広げようとする力に対する反力）、ρを摩擦角、２αを
歯角度として、歯の谷部に詰まる軟質物を楔と考え、軟
質物からなる楔Ｋが抜出てくる条件を考える。

【００１３】即ち、力の釣り合いから、楔Ｋの打込力Ｐ
＝２Ｒｓｉｎ（α＋ρ）となり、また楔力Ｑ＝ Ｒｃｏ
ｓ（α＋ρ）となる。従って、これら両式のＰとＱとの
間には、下記（１）式が成立する。 Ｑ＝Ｐ／２ｔａｎ（α＋ρ）‥‥‥（１） 次に、楔を引き抜く場合を考える。即ち、摩擦角ρの傾
きは、楔を打込むときに比べ、法線に対して反対側に傾
くので、（１）式のρに−ρを、Ｐに−Ｐ′をそれぞれ
代入して下記（２）式が得られる。 Ｐ′＝２Ｑｔａｎ（ρ−α）‥‥‥（２） この（２）式において、楔が抜出る条件はＰ′≦０であ
るから、αとρとの間には下記（３）式に示す関係が成
立する。 α≧ρ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（３） 軟質物である被破砕物が、例えばアスファルトである場
合、アスファルトと鉄との摩擦係数μは、実験からμ＝
０．４１〜０．４６の値が得られているので、（３）式
のρにｔａｎ^-1μを代入すると、α≧ｔａｎ^-1（０．４
１〜０．４６）が得られる。従って、α≧２２．３°〜
２４．７°となるから、楔が抜出る歯の角度２αは４
４．６度〜４９．４度となるが、余裕を見込んで２αを
６０度以上にすると、噛込まれたアスファルトは歯の谷
部から抜出すことになる。

【００１４】ところで、固定歯と可動歯とのピッチＰ、
歯角度２α、および歯丈ｈの間には、歯の形状説明図の
図２（ｂ）から良く理解されるように、Ｐ＝２ｈｔａｎ
αの関係式が成立するから、Ｐ＝２×５２×ｔａｎ２
４．７°＝４８ｍｍとなるが、ピッチＰの最小値が５０
ｍｍであるから、歯の谷部に被破砕物が詰まったりする
ことがない。また、ピッチの最大が９０ｍｍであるか
ら、被破砕物は４５ｍｍ以下の粒度に破砕される。

【００１５】一方、固定歯と可動歯との最大の歯角度２
αは最大のピッチＰと最小の歯丈ｈとの値によって決定
される。即ち、α＝ｔａｎ^-1（Ｐ／２ｈ）に、Ｐ＝９０
ｍｍ、ｈ＝５２ｍｍをそれぞれ代入してαを求めると、
α＝４０．６度となるから、最大の歯角度２αは８１．
２度（≒８０度）となる。

【００１６】従って、本発明に係る軟質物破砕用のジョ
ークラッシャによれば、固定ジョープレートの固定歯と
スイングジョープレートの可動歯との歯先のレベルが同
一レベルで、かつ固定歯の歯先の先端と可動歯の谷底と
が対向しているので、被破砕物に対して効果的に曲げ力
を作用させて破砕することができる。また、これら歯の
ピッチが５０ｍｍ以上で、かつ歯角度２αが６０度以上
であるため、上記の理由により軟質の被破砕物が歯の谷
部に詰まるようなことがない。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、ジョークラッシャ
の側面断面図の図１（ａ）と、固定ジョープレートの固
定歯とスイングジョープレートの可動歯との対向配置状
態説明図の図１（ｂ）とを参照しながら、従来例と同一
のもの並びに同一機能を有するものを同一符号を持って
説明する。但し、ジョークラッシャの主要構成は従来例
のものと同一であって、その相違するところは、固定ジ
ョープレートの固定歯とスイングジョープレートの可動
歯との配置にあるから、ジョークラッシャ自体の説明に
ついてはその概要に止める。

【００１８】本実施例に係る軟質物破砕用のジョークラ
ッシャの構成は、図１（ａ）に示すように従来と同様で
ある。即ち、固定ジョープレート３が垂直状に固着さ
れ、この固定ジョープレート３側にスイングジョープレ
ート４が固着されてなるスイングジョー５が固定ジョー
プレート３に対して接近し、かつ離反する運動を反復す
るように構成されている。また、固定ジョープレート３
の固定歯３１の歯先の先端と、スイングジョープレート
４の可動歯４１の谷底とは、図１（ｂ）に示すように、
対向配置されている。これら、固定歯３１と可動歯４１
との歯角度２α、歯丈ｈ（歯の山部と谷部とのＲを考慮
した実歯丈はこの歯丈ｈより低い。）は同一で、例えば
歯角度２αは何れも６０度〜８０度で、歯丈の高さは５
２ｍｍ以上である。そして、固定歯３１と可動歯４１と
のピッチＰは同一であり、５０ｍｍ〜９０ｍｍに設定さ
れている。なお、図１（ａ）において、符号１はフロン
トフレーム、符号２はバックフレーム、符号７は偏心
軸、符号８は投入口、符号９は排出口である。

【００１９】ところで、固定歯３１の歯先の先端と可動
歯４１の谷底とを対向させたのは、被破砕物がアスファ
ルトのように軟質の場合には、切断よりも曲げ力を作用
させる方が、小動力でしかも高効率で破砕し得るからで
あり、また歯角度２αを６０度〜８０度にしたのは、歯
角度２αが小角度、つまり鋭利すぎると、歯の谷部に目
詰まりが生じ易いということを知見したからである。つ
まり、図２（ａ）に基づいて説明した理由によって、こ
れら歯３１，４１の歯角度２αを６０度以上にすると、
固定ジョープレート３とスイングジョープレート４とに
噛込まれたアスファルトがこれら歯３１，４１の谷部か
ら抜出すからであり、また歯角度２αの最大値８０ｍｍ
は、α＝ｔａｎ^-1（Ｐ／２ｈ）の式に最小の歯丈ｈ５２
ｍｍと最大ピッチＰ９０ｍｍとを代入して求めたもので
ある。

【００２０】固定歯３１と可動歯４１とのピッチＰを５
０ｍｍ〜９０ｍｍにしたのは、ピッチＰが５０ｍｍ未満
であると歯の谷部に、被破砕物が付着して目詰まりを生
じ易いが、歯角度２αとの関連において、ピッチＰが５
０ｍｍ以上になると歯の谷部に殆ど目詰まりがないこと
を知見したからである。即ち、ピッチＰの最小値５０ｍ
ｍについては、図＊に基づいて説明したとおり、Ｐ＝２
ｈｔａｎαの式に歯丈ｈ＝５２ｍｍ、α＝２４．７度を
代入してピッチＰ＝４８ｍｍを求め、これを切り上げて
５０ｍｍとしたものである。また、ピッチＰの最大値９
０ｍｍについては、実機による運転結果によって導出し
たもので、出口セット（開き側）が９０ｍｍを越える
と、被破砕物の破砕粒度が粗く、下流側機器である二次
クラッシャ（インパクトクラッシャ）の負荷が過大にな
るからである。

【００２１】さらに、固定歯３１と可動歯４１との歯丈
を５２ｍｍ以上としたのは、これら歯３１，４１の摩耗
によるジョープレート３，４の寿命の延長を狙いとした
ものである。

【００２２】従って、偏心軸７の回転でスイングジョー
５がスイングされると、従来と同様に、スイングジョー
プレート４が固定ジョープレート３に対して接近し、か
つ離反する運動を反復するので、このジョークラッシャ
の上側の投入口８からスイングジョープレート４と固定
ジョープレート３との間に投入された被破砕物は固定歯
３１と可動歯４１とによって噛み砕かれて破砕され、下
側の排出口９から排出されるが、固定ジョープレート３
の固定歯３１の歯先の先端とスイングジョープレート４
の可動歯４１の谷底とが対向しているので、アスファル
トのように軟質の被破砕物に対して確実に曲げ力を作用
させ、そしてピッチＰが５０ｍｍ〜９０ｍｍ、かつ歯角
度２αが６０度〜８０度で、歯の谷底に軟質の被破砕物
が付着して目詰まりするようなことがないので、被破砕
物をピッチＰ５０ｍｍ〜９０ｍｍの半分以下の粒度に高
効率で破砕することができる。

【００２３】なお、ジョークラッシャには種々の形式の
ものが知られているが、固定歯を有する固定ジョープレ
ートと、可動歯を有するスイングジョープレートとを備
えた全てのジョークラッシャに対して、本発明の技術的
思想を適用することが可能である。また、以上では歯丈
が同一である場合を例として説明したが、歯丈が同一で
なくでも、歯先のレベルが同一レベルであれば良い。ま
た、歯角度２αについては６０度〜８０度の範囲にあれ
ば特に同一である必要はなく、さらにピッチＰも同一で
ある必要がなく、固定歯３１の歯先の先端と可動歯４１
の谷底とが対向し、かつピッチＰが５０ｍｍ〜９０ｍｍ
の範囲であれば良い。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る軟質
物破砕用のジョークラッシャによれば、切断よりも破砕
能率が優れた曲げ力による破砕を考慮して固定歯の歯先
と可動歯の間の谷底とを対向させ、歯の谷部の目詰まり
し難さを考慮して歯のピッチを５０ｍｍ〜９０ｍｍにす
ると共に、歯角度を６０度〜８０度にしたので、従来の
ジョークラッシャに比較して軟質物からなる被破砕物を
高能率でしかも適度の粒度に破砕することが可能にな
り、アスファルトのような軟質の被破砕物の破砕処理能
率向上に対して極めて多大な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の実施例に係るジョークラ
ッシャの側面断面図であり、図１（ｂ）は固定ジョープ
レートの固定歯とスイングジョープレートの可動歯との
対向配置状態説明図である。

【図２】図２（ａ）は楔の打込時における力のバランス
状態説明図であり、図２（ｂ）は歯の形状説明図であ
る。

【図３】図３（ａ）は従来例に係るジョークラッシャの
側面断面図であり、図３（ｂ）は固定ジョープレートの
固定歯とスイングジョープレートの可動歯との対向配置
状態説明図である。

【図４】従来例（特開平５−４９９５６号公報）に係る
ジョークラッシャの歯板の横断面図である。

【符号の説明】

１…フロントフレーム ２…バックフレーム ３…固定ジョープレート、３１…固定歯 ４…スイングジョープレート、４１…可動歯 ５…スイングジョー ６…サイドライナー ７…偏心軸 ８…投入口 ９…排出口 ｈ…歯丈 Ｐ…歯のピッチ ２α…歯角度

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定歯を有する固定ジョープレートが配
   設され、該固定ジョープレートの相対する側に可動歯を
   有するスイングジョープレートが固着されると共に、前
   記固定ジョープレートに対して接近し、かつ離反する作
   動を反復するスイングジョーを備えた軟質物破砕用のジ
   ョークラッシャにおいて、前記固定ジョープレートの固
   定歯とスイングジョープレートの可動歯との歯先のレベ
   ルを同一レベルにし、固定歯の歯先の先端と可動歯の谷
   底とを対向させ、これら固定歯と可動歯との歯丈を５２
   ｍｍ以上にし、かつピッチを５０ｍｍ〜９０ｍｍにする
   と共に、歯角度２αを６０度〜８０度にしたことを特徴
   とする軟質物破砕用のジョークラッシャ。