JP4558499B2 - 交換可能なせん断穿孔チップ - Google Patents

Description

本発明の解体装置の作用は、参照によりここに導入された米国特許第４，５１９，１３５号を検討することで充分に理解できるであろう。本発明は、詳しくは移動式車両の剛性ブームへの取り付けられ、特に掘削機のジッパースティックへの取り付けるための高負荷用解体装置に関連する。

本発明はまた、交換可能なせん断チップを可動上側顎部に有する。

油圧シリンダによって動力を供給されるタイプの高負荷用せん断機は、スクラップ、特にあらゆる種類の金属スクラップの処理にますます有益であることが証明されている。このようなスクラップは多様な形状を持ち、直径が約５．０８ｃｍ（２インチ）以下から約２０．３ｃｍまたは２５．４ｃｍ（８または１０インチ）以上の範囲の鋼、軟鉄、鋳鉄で製作されたパイプ、幅が約２０．３２ｃｍまたは２５．４ｃｍ（８または１０インチ）以上までの広い範囲のＩビーム、溝形鋼、アングルビームなどの構造ビーム、直径が約５．０８ｃｍから７．６２ｃｍ（２から３インチ）以上のロッドおよび中実ケーブル、ホイールおよび自動車やトラックのフレームを含むあらゆる種類の金属シート、プレート、成形金属、単独でまた様々なタイプの組立品で鋳造、ロール成形、打抜き成形、他の成形が行われる長短を問わない無数の原料片および金属片の形を取る。

米国特許第４，１９８，７４７号、米国特許第４，１８８，７２１号、米国特許第４，８９７，９２１号、米国特許第４，５４３，７１９号、米国特許第４，５５８，５１５号、米国特許第４，１０４，７９２号に例示されたものなど、先行技術には数多くのせん断機が含まれる。一般的に、このような高負荷用せん断機は、掘削機のジッパースティックに取り付けられていて、様々なタイプのスクラップを処理し、スクラップがせん断機の通路へ引き込まれながらねじ曲げられた小さな破片へ切断される時にせん断機がかなり良好に制御されるようになっている。

一般的にこのようなせん断機は、固定された下側顎部と、下側顎部に対して回動する可動の上側顎部とを有し、上側顎部と下側顎部の両方に硬化鋼のせん断ブレードが設けられている。油圧で上側顎部を下側顎部に対して閉じることによって被加工物はせん断され、せん断ブレードが被加工物を切断する。可動上側顎部は、上側顎部と一体的な固定の硬化せん断チップも有する。可動顎部が横方向に曲がる際にチップにかかる高い横方向の力のため、チップは取外しと交換に適していない。また顎部が開く時には、スクラップにきつく噛み込んだチップに大きな張力が加えられる。せん断時には、直接的なせん断支持負荷もチップに生じる。これらの要因すべてのため、着脱可能なチップが上側顎部を破損させやすい。

交換可能せん断チップを備える高負荷用解体せん断機の必要性が存在する。
米国特許第４，１０４，７９２号公報 米国特許第４，１８８，７２１号公報 米国特許第４，５１９，１３５号公報 米国特許第４，５４３，７１９号公報 米国特許第４，５５８，５１５号公報 米国特許第４，８９７，９２１号公報 米国特許第５，８９４，６６６号公報 米国特許第５，９９２，０２３号公報 特開平９−１９５５２８号公報 欧州特許公開公報第０７６８１３７号 欧州特許公開公報第０６６６１３１号 国際特許公開公報第ＷＯ０１/６８９９２号

交換可能なせん断チップを備える高負荷用解体せん断機は、下側顎部と、下側顎部に回動可能に接続された上側顎部とを有する。上側顎部は、主及び副のせん断ブレードを有する。交換可能なせん断チップは上側顎部に取り付けられる。交換可能なせん断チップは、上側顎部を間に係合させる２個のＬ字部を有する。交換可能なせん断チップは、少なくとも三つの座部で上側顎部と係合する。交換可能なせん断チップは、ソケットヘッド付き押えねじによって上側顎部に接続される。

主たる目的及び利点は、上側顎部が交換可能なせん断チップを有することである。

別の目的及び利点は、チップのまわりにスクラップ片が挟まったせん断機を開く時にチップに加えられるせん断応力および張力だけでなく高い直接的な横方向力にも関わらず、チップを定位置に保持するソケットヘッド付き押えねじによって、交換可能なチップが定位置に保持されることである。

別の目的及び利点は、チップが少なくとも三つの座面で上側顎部に支持されて、せん断応力と張力とが軽減されることである。

本発明の別の目的及び利点は、チップが上側顎部を包囲して、チップに加えられる力による上側顎部の損傷を防ぐことである。

他の利点は、好適な実施例についての詳細な説明を読くことで理解できるであろう。

本発明による大型解体装置は、図では全体として参照番号１０で示されている。

図１から６を参照すると、高負荷用解体装置１０は、下側顎部１２と、上側顎部１４と、下側顎部１２と上側顎部１４とを相互接続する回動手段１６とを含む。

上側顎部１４は、第１の側２２と第２の側２４とを有する。下側顎部１２は、第１の側２２に隣接する第１取付プレート２６と、第２の側２４に隣接する第２取付プレート２８とを有する。第１取付プレート２６と第２取付プレート２８とは、間に回動手段１６を収容する。

上側顎部１４は、頂点３５で交わる上側せん断ブレード３３，３４を有し、下側顎部１２は、上側せん断ブレード３３，３４が下側せん断ブレード３６，３７に対して閉じる時に被加工物をせん断するために互いに沿って延びる下側せん断ブレード３６，３７を有する。せん断ブレード３３，３４，３６，３７は交換可能であることが望ましい。

装置１０はさらに、下側せん断ブレード３６に沿ってこれと離間関係で位置する下側顎部１２の上の案内ブレード４８を含み、案内ブレードの外側端部５０とせん断ブレードの外側端部５２とは相互に隣接し、剛性手段５４が外側端部５０，５２を互いに固定している。剛性手段５４はタイプレート５６であることが望ましい。

上側せん断ブレード３４を内部に収容するため、下側せん断ブレード３６及びこれと隣接する案内ブレード４８の間に開口スロット５８が設けられることが望ましく、開口スロット５８は、上側せん断ブレード３４が開口スロット５８内にある時に上側せん断ブレード３４と案内ブレード４８との間に開口スペースを維持するため、上側せん断ブレード３４の厚さよりも広い幅を有する。

第１のせん断側２２で、上側顎部が上側主せん断ブレード３３と上側副せん断ブレード３４とを受容する。上側顎部１４が下側の細長いせん断ブレード３６に対して被加工物をせん断する最終点である上側せん断ブレード頂点３５において、せん断ブレード３３，３４が交差する。下側顎部１２には、下側主せん断ブレード３６と下側副せん断ブレード３７とが受容されている。

交換可能なせん断チップ１１０の確実な装着に対応するため、上側可動顎部１４は図１〜４に見られるチップ取付部分６０を含むように変形されている。

チップ取付部分６０はさらに、上側顎部１４の第１の側２２にある第１取付面６０ａと、第２の側２４にある第２取付面６０ｂとを含む。第３取付面６０ｃが、第１取付面６０ａと第２取付面６０ｂとの間の上側顎部１４の底側に設けられている。第４取付面６０ｄは、上側顎部１４の、第１取付面６０ａと第２取付面６０ｂの各々の上方に設けられている。第１取付面６０ａと第２取付面６０ｂの間は、狭い上側顎部チップ部分７０となっている。

交換可能なせん断チップ１１０は、第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂとを含む。第１半分１１０ａは第１取付面６０ａに取り付けられ、第２半分１１０ｂは第２取付面６０ｂに取り付けられる。第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂの各々は、第３取付面６０ｃと係合する棚部またはフランジ１１０ｃを有する。全体的な構造では、第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂの各々は断面が「Ｌ字形」であることが分かるであろう。さらに、第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂの各々は、第４取付面６０ｄと係合する頂部エッジ１１０ｄを有する。第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂは前方エッジ３４ａで上側副せん断ブレード３４と係合する背面１１０ｅを各々有する。第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂは底部エッジ１１０ｆを各々有する。

図６から最もよく分かるように、交換可能なせん断チップ１１０は、ソケットヘッドまたはスプラインヘッド付きの押えねじ１２０によりチップ取付部分６０に取り付けられることが望ましい。押えねじ１２０を受け入れるため、第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂには穴１２２が穿設されている。第２半分１１０ｂには、押えねじ１２０の雄ねじと螺合する雌ねじが形成されていることが望ましい。押えねじ１２０のヘッド１２０ａを受け入れるため、第１半分１１０ａには座ぐり穴１２４が形成されることが望ましい。理解できるであろうが、座ぐり穴１２４を有する第１半分１１０ａの厚さが第２半分１１０ｂの厚さと等しいかこれより大きいことが最も望ましい。また、狭い上側顎部チップ部分７０の厚さは、第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂのいずれかの厚さと等しいかこれより大きい。さらに図８から最もよく分かるように、押えねじヘッド１２０ａの真下にあってこれを支持する第１半分１１０ａの材料の厚さｄ１は、押えねじヘッドの座ぐり穴１２４の厚さｄ２よりも小さい。このような構造特徴によって、構成部に対して構造的強度が付与される。

応力を解放するため、頂部エッジ１１０ｄは、第３取付面６０ｃと交わる箇所で丸みを帯びていることが非常に望ましく、第３取付面も同様に丸みを帯びている。また、底棚部またはフランジ１１０ｃは、第３取付面６０ｃと交わる箇所で部分的に丸みを帯びている。図６参照。

以上の構造の結果として、図７ａ及び図７ｂに見られるように交換可能なせん断チップ１１０は、少なくとも三つの別々の面または座、つまり面６０ｃ，６０ｄ，３４ａにおいて上側可動顎部１４に着座する。これは、狭い上側顎部チップ部分７０の取付面６０ａ，６０ｂに追加されたものである。この特徴により、チップ１１０への応力は大幅に緩和され、チップ１１０が被加工物を貫通してその後で引き抜かれる際に上側顎部１４の定位置にチップ１１０をしっかりと保持するのに役立つ。

そのうえ、交換可能なせん断チップ１１０の構造は、狭い上側顎部チップ部分７０を包囲してこれを保護する。チップ１１０は、従来の交換可能なチップおよびこれとともに使用される締結システムよりも耐久性が高い。チップ１１０は対になった半分１１０ａ，１１０ｂで構成されているため、半分の一方が損傷した場合には、チップ全体でなく半分を交換するだけでよい。

ソケットヘッドまたはスプラインヘッド付きの押えねじ１２０により、チップ１１０はボルトなしで上側顎部１４に装着して、強度を向上させるとともに、上側顎部に使用される材料を多くすることができる。さらに、ねじヘッド１２０ａの外側にソケットレンチのボックスエンドレンチを使用する代わりに、ソケットヘッド付きの押えねじ１２０を穴１２４へねじ込むためにアレンレンチを使用できる。これにより、上側顎部１４から除去される必要のある材料が少なくなる。

交換可能なせん断チップ１１０の性能と信頼性を最適にするためには、その部と上側顎部１４との間に幾つかの重要な角度関係が存在すると非常に望ましいことを、出願人は発見した。

第一に、図５及び図１０から最もよく分かるように、第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂの各々の底部エッジ１１０ｆと副せん断ブレード３４の下側エッジ３４ｂとの間の角度α１は、−１０°から＋３５の範囲にあるべきである。図１０には、＋１０°の角度α１が図示されている。こうして最適化することで、穿孔チップ１１０が被加工物と接触する際に、穿孔チップ１１０が副ブレード３４から外方へ移動することが防止されるようになる。

第二に、図５及び図９から最もよく分かるように、第４取付面１１０ｄと副せん断ブレード３４の頂部エッジ３４ｃとの間の角度α２は、−２０°と＋２５°の範囲にあるべきである。図９には、＋１０°の角度α２が図示されている。この最適化は、副せん断ブレード３４の前方エッジ３４ａからチップ１１０を前方へ押そうとする力に対して、チップ１１０を上側顎部１４の定位置に保持する助けとなる。

第三に、図５及び図１１から最もよく分かるように、第１半分１１０ａと第２半分１１０ｂのいずれかの前面１１０ｇと副せん断ブレード３４の下側エッジ３４ｂとの間の角度α３は、５５°と７５°の範囲にあるべきである。図１１に点線Ｌで示された実施例では、下側エッジ３４ｂと、前面１１０ｇの上角部１１０ｇ１から底角部１１０ｇ２までの線Ｌとの間で、角度α３が測定される。

第四に、図１２から最もよく分かるように、交換可能なせん断チップ１１０の底部エッジ１１０ｆと棚部またはフランジ１１０ｃとの間の角度α４は、−１５°から＋１５°の範囲にあるべきである。

図１３は、上側顎部１４が下側顎部１２に対して閉じる際にチップ１１０が下側顎部１２内で取る位置を連続的に示す。被加工物によりチップ１１０に向けられる力は、チップが被加工物（図示せず）と連続的に接触してこれを貫通するに伴って、様々な角度で副せん断ブレード３４に印加される力となる。チップ１１０の構造は、副せん断ブレード３４と確実に接触した状態にチップ１１０を最小の応力で維持するのに役立つ。

本発明は、その趣旨と本質的な特性から逸脱せずに他の特定の形状で具体化されてもよく、そのため、本実施例はあらゆる点で例示的であると考えられ、本発明の範囲を示すのに、上述した説明ではなく添付された請求項を限定的にではなく参照することが望まれる。

本発明による交換可能なせん断チップを備える解体装置の右側斜視図であって、装置に組み付けられたチップを示す。 図１と類似しているが、チップが装置から外された（分解された）状態を示す。 図２と類似しているが、左側斜視図である。 図１と類似しているが、左側斜視図である。 チップが取り付けられた装置の上側顎部を示す部分的な右側立面図であり、様々な角度を示している。 図５のほぼ線６における断面図である。 図５と類似しており、さらに角度を示す。 図６と類似しており、さらに寸法を示す。 図５と類似しており、さらに角度を示す。 図５と類似しており、さらに角度を示す。 図５と類似しており、さらに角度を示す。 図５と類似しており、さらに角度を示す。 本発明の装置の右側立面図である。

Claims (24)

1. 交換可能なせん断チップを備える高負荷用解体せん断機であり、下側顎部と該下側顎部に回動可能に接続された上側顎部とを有しており、該上側顎部が主せん断ブレードと副せん断ブレードとを有する装置であって、
   （ａ）前記上側顎部のチップ取付部分と、
   （ｂ）前記チップ取付部分に取付可能である交換可能なせん断チップであって、前記チップ取付部分を間にして跨る二つのセクションをさらに有する交換可能なせん断チップと、
   を有し、
   （ｃ）前記副せん断ブレードは鋭角をなして交差する下側エッジと前方エッジとを有しており、
   （ｄ）前記交換可能なせん断チップの前記二つのセクションがＬ字形であり、少なくとも三つの座部の一つが前記Ｌ字の短腕部と係合し、そのＬ字の前記短腕部と係合する前記座部が丸みを帯びている、
   装置。
2. 前記二つのセクションが略Ｌ字形である請求項１の装置。
3. 前記チップ取付部分が前記上側顎部の残りの部分よりも狭い請求項１の装置。
4. 前記二つのセクション内に全体が位置する締結具によって、前記二つのセクションが前記チップ取付部分に接続される請求項１の装置。
5. 前記締結具がアレンレンチタイプの工具を受け入れるソケットヘッドを備えるねじである請求項４の装置。
6. 前記ソケットヘッドを受け入れるため前記セクションの一方に座ぐり穴が形成され、前記ねじの他端部を受け入れるため他方のセクションに雌ねじが形成される請求項５記載の装置。
7. 前記上側顎部がさらに、前記交換可能なせん断チップと係合するための少なくとも三つの座部を含む請求項１の装置。
8. 前記少なくとも三つの座部のうちの一つが前記副せん断ブレードの前方エッジであり、前記交換可能なせん断チップが前記前方エッジと間隙なくしっかりと当接する請求項７の装置。
9. 前記少なくとも三つの座部の一つが前記Ｌ字の長腕部と係合する請求項７の装置。
10. 前記Ｌの前記長腕部と係合する前記座部が丸みを帯びている請求項９の装置。
11. 前記少なくとも三つの座部の一つが前記Ｌ字の短腕部と係合する請求項９の装置。
12. 前記Ｌ字の前記短腕部と係合する前記座部が丸みを帯びている請求項１１の装置。
13. 前記セクションの各々が底部エッジを有し、前記副せん断ブレードが下側エッジを有し、該セクションの底部エッジと副せん断ブレードの下側エッジとの間の角度が−１０°から＋３５°の範囲にある請求項１の装置。
14. 前記副せん断ブレードが頂部エッジを有し、前記Ｌ字の前記長腕部と係合する前記座部と該副せん断ブレードの該頂部エッジとの間の角度が−２０°から＋２５°の範囲にある請求項１の装置。
15. 前記セクションの各々が前面を有し、前記副せん断ブレードが下側エッジを有し、前記前面と副せん断ブレードの下側エッジとの間の角度が５５°から７５°の範囲にある請求項１の装置。
16. 前記セクションの各々が底部エッジを有し、前記Ｌ字の前記短腕部が前記座部と係合する棚部を有し、前記底部エッジと棚部との間の角度が−１５°から＋１５°の範囲にある請求項１１の装置。
17. 座ぐり穴が形成された前記セクションが、雌ねじが形成された前記セクションの厚さと等しいかそれよりも大きい厚さを有する請求項６の装置。
18. 前記チップ取付部分の厚さが前記セクションの厚さと等しいかそれよりも大きい請求項１の装置。
19. 前記ねじヘッドを支持する前記座ぐり穴の下にある、座ぐり穴が形成された前記セクションの厚さが、該座ぐり穴の深さより小さい請求項１７の装置。
20. 交換可能なせん断チップを備える高負荷用解体せん断機であり、下側顎部と該下側顎部に回動可能に接続された上側顎部とを有しており、該上側顎部が主せん断ブレードと副せん断ブレードとを有する装置であって、
    （ａ）前記上側顎部のチップ取付部分と、
    （ｂ）前記チップ取付部分に取付可能である交換可能なせん断チップであって、前記チップ取付部分を間にして跨る二つのセクションをさらに有し、該二つのセクションが略Ｌ字形である交換可能なせん断チップと、
    を有し、
    （ｃ）前記副せん断ブレードは鋭角をなして交差する下側エッジと前方エッジとを有しており、
    （ｄ）前記上側顎部がさらに、前記交換可能なせん断チップと係合するための少なくとも三つの座部を含み、該三つの座部の一つが前記Ｌ字の長腕部と係合し、
    （ｅ）前記副せん断ブレードが頂部エッジを有し、前記Ｌ字の長腕部と係合する座部と前記せん断ブレードの前記頂部エッジとの間の角度が−２０°から２５°の範囲にあり、
    （ｆ）前記少なくとも三つの座部の一つはＬ字の短腕部と係合し、そのＬ字の短腕部と係合する前記座部が丸みを帯びている、
    装置。
21. 交換可能なせん断チップを備える高負荷用解体せん断機であり、下側顎部と該下側顎部に回動可能に接続された上側顎部とを有しており、該上側顎部が主せん断ブレードと副せん断ブレードとを有する装置であって、
    （ａ）前記上側顎部のチップ取付部分と、
    （ｂ）前記チップ取付部分に取付可能である交換可能なせん断チップであって、前記チップ取付部分を間にして跨る二つのセクションをさらに有し、各セクションが底部エッジを有する、交換可能せん断チップと、
    を有し、
    （ｃ）前記副せん断ブレードは鋭角をなして交差する下側エッジと前方エッジとを有しており、
    （ｄ）前記副せん断ブレードが下側エッジを有し、前記セクションの底部エッジと副せん断ブレードの下側エッジとの間の角度が−１０°から＋３５°の範囲にあり、
    （ｅ）前記上側顎部がさらに、前記交換可能なせん断チップと係合するための少なくとも三つの座部を含み、該少なくとも三つの座部の一つはＬ字の短腕部と係合し、そのＬ字の短腕部と係合する前記座部が丸みを帯びている、
    装置。
22. 交換可能なせん断チップを備える高負荷用解体せん断機であり、下側顎部と該下側顎部に回動可能に接続された上側顎部とを有しており、該上側顎部が主せん断ブレードと副せん断ブレードとを有する装置であって、
    （ａ）前記上側顎部のチップ取付部分と、
    （ｂ）前記チップ取付部分に取付可能である交換可能なせん断チップであって、前記チップ取付部分を間にして跨る二つのセクションをさらに有し、該二つのセクションが略Ｌ字形であり、各セクションが前面を有する、交換可能なせん断チップと、
    を有し、
    （ｃ）前記副せん断ブレードは鋭角をなして交差する下側エッジと前方エッジとを有しており、
    （ｄ）前記副せん断ブレードが下側エッジを有し、前記前面と副せん断ブレードの下側エッジとの間の角度が５５°から７５°の範囲にある、
    （ｅ）前記上側顎部がさらに、前記交換可能なせん断チップと係合するための少なくとも三つの座部を含み、該少なくとも三つの座部の一つはＬ字の短腕部と係合し、そのＬ字の短腕部と係合する前記座部が丸みを帯びている、
    装置。
23. 交換可能なせん断チップを備える高負荷用解体せん断機であり、下側顎部と該下側顎部に回動可能に接続された上側顎部とを有しており、該上側顎部が主せん断ブレードと副せん断ブレードとを有する装置であって、
    （ａ）前記上側顎部のチップ取付部分と、
    （ｂ）前記チップ取付部分に取付可能である交換可能なせん断チップであって、前記チップ取付部分を間にして跨る二つのセクションをさらに有し、該二つのセクションがＬ字形であって、各々が底部エッジを有し、該Ｌ字の短腕部が、チップ取付部分に取り付けるための棚部を有する、交換可能なせん断チップと、
    を有し、
    （ｃ）前記副せん断ブレードは鋭角をなして交差する下側エッジと前方エッジとを有しており、
    （ｄ）前記底部エッジと前記棚部との間の角度が−１５°から＋１５°の範囲にあり、
    （ｅ）前記上側顎部がさらに、前記交換可能なせん断チップと係合するための少なくとも三つの座部を含み、該少なくとも三つの座部の一つはＬ字の短腕部と係合し、そのＬ字の短腕部と係合する前記座部が丸みを帯びている、
    装置。
24. 交換可能なせん断チップを備える高負荷用解体せん断機であり、下側顎部と該下側顎部に回動可能に接続された上側顎部とを有しており、該上側顎部が主せん断ブレードと副せん断ブレードとを有する装置であって、
    （ａ）前記上側顎部のチップ取付部分と、
    （ｂ）前記チップ取付部分に取付可能である交換可能なせん断チップであって、前記チップ取付部分を間にして跨る二つのセクションをさらに有し、該二つのセクションがＬ字形であり、
    （ｃ）前記副せん断ブレードは鋭角をなして交差する下側エッジと前方エッジとを有しており、
    （ｄ）前記せん断チップの底部エッジは前記福せん断ブレードの下側エッジと斜角をなして交差し、前記上側顎部は前記交換可能なせん断チップと係合するための少なくとも三つの座部をさらに有し、前記少なくとも三つの座部の一つが前記副せん断ブレードの前方エッジであり、前記交換可能なせん断チップが前記前方エッジと間隙なくしっかりと当接する、
    装置。

Images