JP4450601B2 - ジョークラッシャの歯板とその取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、ジョークラッシャの歯板とその取付構造に関するもので、特に固定側の歯板（ジョープレート）の摩耗代を効果的に増やして寿命を延長させることが可能なジョークラッシャの歯板とその取付構造に関するものである。

従来、岩石やコンクリート塊などを破砕するのに用いられているジョークラッシャは、上部を偏芯回転軸によって回転自在に支持されて下端部の背面側でトグルプレートの一端によって支持され揺動するようにされるスイングジョーの前面に取付く可動歯板（スイングジョー）と、このスイングジョーに対向するようにして上方を開いた状態で機体に固定される固定歯板（ジョープレート）とを備え、これら可動歯板と固定歯板で断面Ｖ状の破砕空間が形成された構成とされており、被破砕物（岩石・コンクリート塊など）は、その破砕空間に上方から投入されてスイングジョーの揺動によって可動歯板と固定歯板とで挟み付けるようにされ、上方から下方に至る間で次第に細かく破砕されて下方に排出される構造になっている。

前記可動歯板は、被破砕物を破砕する過程で固定歯板に対して斜め上向きの楕円形状軌跡を描いて作動する。この可動歯板は下方に行くほど長楕円となり、楕円の短軸は短くなり長軸は長くなる運動をする。このような挙動を示す可動歯板と対峙する固定歯板は、破砕空間において上方（歯板中央部）で大きく砕かれた被破砕物が順次下方に落ちて行くに従って細かく破砕されるので、歯板下部においてその被破砕物と接触する頻度も高くなる。また、可動歯板の軌跡は前述のように斜め長楕円の軌跡を取ることから、岩塊を挟んだとき歯板には法線方向と水平方向の力が作用することになる。この水平方向の力が歯板と岩石とのスリップを生じさせ摩耗を促進させる。

このように可動歯板は斜め方向に揺動するため、破砕空間を降下してくる被破砕物を受け止めて固定歯板に擦り付けるように作動して破砕が行われる。このために、固定歯板の方が可動歯板よりも被破砕物とのスリップが激しくて、摩耗が早くなる。

一般にジョークラッシャにあっては、前述のような現象から固定歯板がその下端部（破砕空間からの出口近傍）での摩滅によって、その他の部分が健在であるにもかかわらず使用に耐えられなくなって（一般に固定歯板の摩耗の度合いは、中央部と出口部（下端部）とで１：４〜５）、交換を余儀なくされている。このために、固定歯板の寿命を長らえる対策としては、摩耗の早い上下両端部ほど基部の肉厚を大きくして摩耗代を増やすことによって寿命を延長させ、上下両端部の山の高さを中央部よりも低くすることによって両端部の歯板表面をなだらかな波形として偏摩耗を防止し、山の断面積が谷の断面積よりも大きくなるようにして寿命を延ばすとともに、谷の中を滑る処理物が減り、相手歯板の山の偏摩耗を防止する、という構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特公昭５５−１６７０３号公報

しかしながら、前記特許文献１によって知られる先行技術では、摩耗の激しい破砕空間の出口部となる個所（上下両端部）ほど、谷の底部から山の峰までの高さが長手方向中央部よりも低く、山の断面積が谷の断面積よりも大きい構造とされているので、次のような問題がある。

すなわち、この先行技術によれば、上下端部ほど肉厚を大きくしているので、確かに出口部となる個所の摩耗については改善されて摩耗による寿命を延長させる効果が得られるものであるが、偏摩耗を防ぐために下端部では中央部より山の高さを低くして表面をなだらかな波形にするということは、摩耗の進行とともに山部が摩滅すると、大きく砕かれた処理物が出口部に達して可動歯板との挟圧でさらに細かく破砕する破砕のメカニズムを充分に発揮することができない。言い換えると最も重要な破砕の効率を低減させることになる。その結果、固定歯板の耐久性が高まる反面、細かく破砕する機能が低下して作業能率を高められないことになる、という重大な問題点がある。

本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、歯板の摩耗が激しい部分の歯部（山の高さ）を高くするとともに、全体構造を合理的に形成して、破砕機能を低下させることなく寿命の延長を図ったジョークラッシャの歯板とその取付構造を提供することを目的とするものである。

前述された目的を達成するために、第１発明によるジョークラッシャの歯板は、
ジョークラッシャにおける固定歯板であって、基部とその基部の表面に上下方向に設けられる歯部とを有し、前記歯部が、表面の中央部から端部に向かって次第に高くなるように形成され、前記基部が、前記中央部から端部に向かって次第に厚肉になるように形成されていることを特徴とするものである。

本発明において、互いに隣接する歯部間に谷部を有し、これら歯部と谷部を備える面は、上下方向に中央部が両端部より高くされた円弧面とされているのが好ましい（第２発明）。

さらに、前記第１発明または第２発明において、取付面となる裏面が前記中央部から端部に向かって、中央部が凹となる勾配をもつ面で形成されているのが好ましい（第３発明）。

前記第１〜第３発明において、前記固定歯板は一体に形成されているのが好ましい（第４発明）。

また、前記固定歯板は、設置状態での中央で上下に分割されたものとすることもできる（第５発明）。

次に、第６発明によるジョークラッシャの歯板の取付構造は、
前記第１発明〜第５発明のいずれかに記載の固定歯板の取付構造であって、スイングジョーに対向する前記固定歯板の取付受面が、この固定歯板の上下方向の中央位置にその固定歯板の上下端の受支位置よりも突出する突稜を幅方向に有し、この突稜から上下端に向かって所要の下がり勾配の傾斜面を有し、この傾斜面に沿うように取付面が端部から中央部に向かって下がり勾配でかつその中央部で会合する傾斜面を有する固定歯板が装着されることを特徴とするものである。

第１発明によれば、歯面における表面の中央部から端部に向かって歯部が次第に高く形成されているので、摩耗代が増えている分だけ寿命が延びるとともに、破砕物の製品サイズを決める下端部（出口部）近傍において長時間にわたって山谷の凹凸形状が維持されるため、破砕効率が維持され破砕物のサイズも安定した品質のものが得られ易い。また、中央部は山谷の凹凸形状が十分残っているにもかかわらず、早期に下端部（出口部）の凹凸がほとんでなくなってしまうという状態も解消されるため、長期にわたって破砕効率が維持され、寿命も延長することができるという効果を奏する。

ところで、歯部（山部）の摩耗が進んでその高さが低くなると、この山部の摩耗の進行に伴い谷部（歯底部）の摩耗も進行するが、本発明によれば、摩耗の激しい下端部（出口部）で基部が厚肉にされているので、固定歯板はその下端部の摩耗が進行しても、山部とともに谷部も摩耗代が十分にあるため、さらに長期にわたって破砕効率が維持され、寿命も延長することができる。

さらに、第２発明の構成を採用すれば、下端部近傍では固定歯板表面に対する可動歯板の長楕円の軌跡の長軸方向の角度が直角に近づくため、被破砕物との滑りが減り、歯部と谷部の摩耗が軽減されて、より一層長期にわたって破砕効率が維持され、寿命も延長することができる。

また、第３発明のようにすると、取付面の受圧面積を広げることができ、破砕に伴う固定歯板に対する負荷力を合理的に支持側で受支できるようになり、また歯板としての質量を大きく変えることなく摩耗に対する機能維持ができ、経済性を向上させることができるという効果がある。

前記第４発明または第５発明によれば、比較的小型のジョークラッシャに用いられる場合は、歯板を一体形状にしてもよいが、大型の場合や必要に応じて分割構造にすると、製作の容易化のみならず歯板の交換など着脱時における取扱いが容易になる。

第６発明によれば、前記第１発明〜第５発明のいずれかの固定歯板を受支して、スイングジョーに装着される可動歯板との協働で被破砕物を破砕するに際し、取付部の中央部を高くして頑丈な受支構造とされるので、破砕動作時の反力を背後で受け止めて固定歯板を安定保持させることができ、可動歯板側から付加される衝撃力や押圧力によって被破砕物に破砕エネルギーを確実に発生させることができる。また、被破砕物に加えられる衝撃エネルギーの大きい中央部を高くして、可動歯板が上向きに処理物を押上げるような挙動を示す下部では大きく生じる摩擦力に対抗するように傾斜面でもってその分力を受け止めることにより、固定歯板を常に安定して強固に保持できるという効果を奏する。言い換えると、機体フレーム側の強度を高めることができる。

次に、本発明によるジョークラッシャの歯板とその取付構造の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。

図１には本発明の一実施形態に係る歯板が装着使用されるジョークラッシャの断面概要図が示されている。図２には、本発明の一実施形態に係る固定歯板の縦断面図が、図３には図２のＡ−Ａ断面図がそれぞれ示されている。

この実施形態の固定歯板が装着使用されるジョークラッシャ１は、図１に示されるように、所要の間隔で配置される左右一対の機体フレーム２（縦断面図で示されているので片側のみ表わされている）の上部に軸支されて図示されない駆動機により回転駆動される偏芯回転軸３に、スイングジョー４の上部が支持されて構成されている。このスイングジョー４の下部背面側はトグルプレート５の一端によって支持されている。このトグルプレート５は、スイングジョー４のほぼ幅方向全体に接続され、他端が機体フレーム２に設けられるブロック６に当接支持されている。前記偏芯回転軸３の両端部にはフライホイール７が取付けられて回転力が維持されるようになっており、この偏芯回転軸３の回転でスイングジョー４が揺動するようにされており、このスイングジョー４の前面に可動歯板８が取付けられている。

前記スイングジョー４は、前述のように偏芯回転軸３により上部を支持されて、下部が背面部でトグルプレート５の一端と連結されて前面に取付く可動歯板８が上部を後方に傾けて全体が傾斜する状態に配置されている。このような可動歯板８（スイングジョー）に対向するようにして固定歯板１０が背後を機体フレーム２に取付く支持部材の取付部に着脱可能に装着され、この固定歯板１０と前記可動歯板８とによって両者の前に断面Ｖ字状の破砕空間（破砕室）３０が形成されている。なお、前記固定歯板１０は、その幅方向（図面上の紙面に直交する方向）の両側部でチークプレート２７と称される楔形状のプレートによって取付部２０に押し付けられて固定されるとともに、前記破砕室３０の側部を囲うようにされている。

本実施形態の固定歯板１０は、図２および図３によって示されるように、破砕操作が行われる表面を上下方向に中央部１１が上下両端部１２，１２より高くなる円弧状にされるとともに、その幅方向に所要のピッチで多数条の歯部１３が上下方向に形成されてなる。この歯部１３は、中央部１１から端部１２（上下両端部）に向って次第に高くなるように形成されている。言換えると端部１２に向って谷部１４が深くなるように形成される。そのために、上下両端部１２，１２の前後方向の寸法（厚みｔ）が中央部１１の厚みｔ'より大きくされている。また、基部１５の厚みも端部１２側に向かって次第に厚くなるようにされている。

また、固定歯板１０の裏面は、図２によって示されるように、上下両端部１２，１２に対して中央部１１の厚みｔ'が薄くなる構造であるので、それに対応して中央部１１から両端部１２，１２に向ってそれぞれ上がり勾配の傾斜面に形成され、この傾斜面が機体フレーム２に設けられる固定歯板１０の取付部に接する取付面１６とされている。また、裏面側には適度な深さの窪所１７と補強リブ１８（この補強リブ１８の端面が実質的に取付面となる）が形成されて、基部１４の肉厚を摩耗に対応した摩耗代を増すようにして、かつ強度が維持できるようにして全体の質量が過度に大きくならないようにされている。なお、この固定歯板１０は従来品と同様に高マンガン鋳鋼によって形成されている。

さらに、この固定歯板１０の幅方向の両側部には固定用の段部１９が前記取付面１６に平行するようにして形成され、機体フレーム２の取付部に受支させた後に、チークプレート２７によってその段部１９の箇所を押えられて固定できるようにされている。

一方、スイングジョー４に対向する位置で両側の機体フレーム２間を連結して配置される固定歯板の取付部２０は、図４に固定歯板取付部を表わす図で示されるように、前記固定歯板１０の取付面１６と合致する取付受面２１を前面に形成された支持盤２２が左右機体フレーム２，２に幅方向の両端部を連結固定されて設けられている。前記取付受面２１は、中央部から上下両端部に向って下がり勾配の傾斜面にされ、前記固定歯板１０の取付面１６を全面で受支できるようになっている。したがって、中央部には稜線（突稜）２３が幅方向に形成されている。なお、支持盤２２の下端には、固定歯板１０の下端を受け止める受け板２４が、その固定歯板１０の下端部における歯部ならびに谷部の摩滅に際して可動歯板８と接触することのない位置まで突出して設けられている。

このような取付部２０に受支される固定歯板１０を固定するためのチークプレート２７は、楔形状のプレートで、機体フレーム２の内側面に沿わせて上方から挿入される構成において従来と同様であるが、固定歯板１０の側端部（段部１９）と接触する側面部２８（押え面）が、くの字状に形成された段部１９に沿う形状とされている。そして、このチークプレート２７は、上下に二分割（プレート２７ａ，２７ｂ）されており、下側プレート２７ｂにおける前記固定歯板１０の段部１９に対応する側面部２８'（押え面）を分割された上部において、一部が段部１９の上下傾斜角の会合する稜線相当部分１９ａを受けるように上側プレート２７ａの傾斜角に合わせて突出する形状にされている。

このように構成される本実施形態では、固定歯板１０を機体の取付部２０に対して、その背面側の取付面１６を支持盤２２の取付受面２１に沿わせるように受支させると、取付部２０が上方を後退させて受け勾配に配されているのと下部の受け板２４に固定歯板１０の下端が受け止められて全体が傾斜状態で支持される。そこで、チークプレート２７の下側プレート２７ｂを機体フレーム２の内側面に沿わせて挿入することにより、その側面部２８'により段部１９が押えられ、次いで上側プレート２７ａを挿入することにより段部１９の上側から下部までが取付受面２１に押し付けられて固定装着される。

運転に際して破砕室３０に被破砕物（岩石やコンクリート塊など）が上方から投入されると、スイングジョー４が偏芯回転軸３の回転によって揺動し、そのスイングジョー４の取付く可動歯板８と固定歯板１０とによって破砕室３０の中央部で大きな処理物が挟み付けられて大きく破砕される。この大きく砕かれた処理物は、破砕室３０の下方に向けて落下し、対向する可動歯板８と固定歯板１０の間隔の狭い位置に達してさらに挟み付けられてさらに細かく砕かれる。

スイングジョー４に付設の可動歯板８は、前述のように、固定歯板１０に対して斜め楕円形状の軌跡を描いて作動する。そして、その可動歯板８は下方に行くほど長楕円となり、楕円の端軸は短くなり長軸は長くなる運動をする。このような挙動を示す可動歯板８に対して固定歯板１０は、破砕室３０において両歯板の中央部で大きく砕かれた処理物が順次下方に落ちていくに従って細かく破砕されるので、特に固定歯板１０の下部においてその処理物と歯部１３との接触する頻度が高くなる。また、可動歯板８の軌跡は前述のように斜め長楕円の軌跡を取ることから、岩塊を挟んだとき歯板８、１０には法線方向と水平方向の力が作用することになる。この際、可動歯板８は斜め方向に揺動するため、処理物を受け止める姿勢にある固定歯板１０に処理物が擦り付けるように作用して、スリップを生じさせ摩耗を促進させる。

したがって、破砕室３０の出口部３１にある固定歯板１０の下端部では、歯部１３が中央部１１の歯部よりも激しく摩耗する。この下端部１２（上端部は固定歯板の一方の端部が摩滅すると、反転させて摩滅するまで使用できるように両端部を同様構造にされている。）での摩耗の状況は、最初は歯部１３が摩耗して次第にその頂部が摩滅する。その歯部１３の摩滅が進行してなだらかな山状になりだすと、可動歯板８の歯部によって細かく破砕された処理物が対向する固定歯板１０の谷部１４に押し付けられて擦られ、これに伴って谷部１４の摩滅が進行する。以後は山（歯部１３）谷１４ともに摩耗して基部１５に食い込んでいく。

本実施形態の固定歯板１０では、前述のような破砕室３０の出口部３１近傍での固定歯板１０に起こる破砕物との摩擦による摩耗現象に対して、端部１２における歯部１３の高さを中央部１１における歯部の高さよりも高くするとともに、端部１２の厚みをより厚く形成することにより、前記の摩耗の挙動を阻止することはできないが、それに対向して歯板としての摩耗代を大きくできるので、その基部１５が使用に耐え得る期間分寿命を延長させることができるのである。

また、この固定歯板１０は、その使用に際して摩耗の度合いがごく小さい中央部分での基部１５の厚みｔ'を摩耗の激しい端部１２の厚みｔよりも薄くして、全体としては在来のものと較べて質量を大きくすることなく耐久性を向上させるようにしたことで、その使用限度を延長でき、交換頻度を少なくすることができるので経済的効果を一層高めることができる。

また、固定歯板の取付部２０では、その中央部を高くして頑丈な受支構造とされるので、処理物を破砕するに際し、衝撃力を大きく受ける中央部１１での反力に対応できて固定歯板１０を安定保持させ得られる。したがって、可動歯板８側から付加される衝撃力や押圧力によって被処理物に破砕エネルギーを確実に発生させることができる。また、被処理物に加えられる衝撃エネルギーの大きい中央部を高くして、可動歯板８が上向きに処理物を押上げるような挙動を示す下部では大きく生じる摩擦力に対抗するように取付受面２１を下がり勾配の傾斜面にしたことで、揺動運動時の分力を受止めることにより、固定歯板１０を常に安定して強固に保持できるという効果を奏する。言換えると、機体側の強度を高めることができる。

また、前記固定歯板１０は、その中央部１１で上下対称に分割した二部片にすることができる。こうすると、固定歯板１０を交換する作業時にその一部片の質量を軽くなるので取扱いが容易になる。なお、形状は両者同一のものを用いるので、組付け固定の操作に関して前記一体型のものと変わりない。また、固定歯板を二部片に形成すれば、その製作についても容易になり、製造コストを軽減できるという経済効果も併せ得られる。

本発明の一実施形態の歯板が装着使用されるジョークラッシャの断面概要図 本発明の一実施形態に係る固定歯板の縦断面図 図２のＡ−Ａ断面の一部を表わす図 固定歯板の取付部を表わす図

符号の説明

１ ジョークラッシャ
２ 機体フレーム
４ スイングジョー
５ トグルプレート
８ 可動歯板
１０ 固定歯板
１１ 中央部
１２ 端部
１３ 歯部（山）
１４ 谷部
１５ 基部
１６ 取付面
１９ 段部
２０ 取付部
２１ 取付受面
２２ 支持盤
２４ 受け板
２７ チークプレート
２８，２８' チークプレートの側面部
３０ 破砕室（破砕空間）
３１ 出口部

Claims (6)

1. ジョークラッシャにおける固定歯板であって、基部とその基部の表面に上下方向に設けられる歯部とを有し、前記歯部が、表面の中央部から端部に向かって次第に高くなるように形成され、前記基部が、前記中央部から端部に向かって次第に厚肉になるように形成されていることを特徴とするジョークラッシャの歯板。
2. 互いに隣接する歯部間に谷部を有し、これら歯部と谷部を備える面は、上下方向に中央部が両端部より高くされた円弧面とされていることを特徴とする請求項１に記載のジョークラッシャの歯板。
3. 取付面となる裏面が前記中央部から端部に向かって、中央部が凹となる勾配をもつ面で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のジョークラッシャの歯板。
4. 前記固定歯板は一体に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のジョークラッシャの歯板。
5. 前記固定歯板は、設置状態での中央で上下に分割されて形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のジョークラッシャの歯板。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の固定歯板の取付構造であって、スイングジョーに対向する前記固定歯板の取付受面が、この固定歯板の上下方向の中央位置にその固定歯板の上下端の受支位置よりも突出する突稜を幅方向に有し、この突稜から上下端に向かって所要の下がり勾配の傾斜面を有し、この傾斜面に沿うように取付面が端部から中央部に向かって下がり勾配でかつその中央部で会合する傾斜面を有する固定歯板が装着されることを特徴とするジョークラッシャの歯板の取付構造。

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