JP5131420B2 - ショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の解体等に使用されるショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置に関する。

鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の解体には、コンクリートを破砕する破砕装置と、コンクリートが破砕されて露出した鉄骨や鉄筋を切断するカッター装置とが、それぞれ個別にショベルマシン取り付けられて使用されてきた。
なかでもカッター装置は、相対する端面をカッター刃とした嘴状の回動アームが、まず先端を咬合させ、その後順次カッター刃の咬合点を手前に移動するようにして摺動することによって鉄骨や鉄筋等の切断対象物を切断しており、対象物を確実に切断するためには一対の回動アームの先端が切断対象物を挟持した際、カッター刃の摺動面と切断対象物とが直交している必要がある。
また、カッターの刃先が直線をなす場合には、切断対象物の形状・硬度によっては刃先の咬合点から切断対象物を外部に押し出す力が作用し、刃先が滑ってカッター装置の切断力が切断対象物に十分伝わらない場合が出てくる。
そこで本発明者は、先に、特開２００２−１８７０１５号公報に開示されている、カッター刃を駆動する手段を有する保持フレームに回動可能に軸着され、相対する端面をカッター刃とした一対の嘴状の回動アームのいずれか一方に、回動アームの厚みより僅かに広い間隔を保って補助アームを溶着することによって、前記補助アームと前記一対の回動アームとで鉄骨等の切断対象物を挟持したとき、前記切断対象物をカッター刃の摺動面と直交するよう支持し、かつ切断時のカッター刃も摺動面間に隙間が発生するのを抑制したショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置の発明を行っている。
しかし上記ショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置も一対の回動アームが嘴状をなし、相対するカッターの刃先が内側に窪んだ緩やかな曲線状を呈し、カッター刃の先端部で切断対象物を挟持して刃先の滑りを抑制するようにされてはいるが、切断対象物を切断力の大きいカッター刃の奥部には徐々にしか取り込めないうらみがある。また切断時のカッター刃の間に隙間が発生するのを抑制したことから、薄手の鉄板等を切断する際、切断できなかった鉄板が刃の摺動面に挟入して回動アームが動かなくなるという不都合も生じている。
特開２００２−１８７０１５号公報

本発明は、上記背景技術に鑑み、一つの装置でコンクリートの破砕と鉄骨や鉄筋の切断とが同時に行え、かつ破砕されたコンクリート塊が装置内に留まることなく迅速に排出でき、切断対象物を可及的速やかに切断力の大きいカッター刃の奥部に取り込め、さらに鉄板等がカッター刃の摺動面への挟入するのを抑制し、万一挟入した場合でも容易に撤去ができるショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置を提供することを課題としている。

本発明者は、上記課題を下記の手段で解決した。
（１）駆動手段を有する保持フレームに回動可能に軸着され、相対する端面にカッター刃を装着した一対の回動アームのいずれか一方が、該回動アームと間隔をおいて並行に重合・固設された補助アームを備え、かつ、前記一対の回動アームに装着されるカッター刃が、いずれも内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃で形成されてなり、同補助アームとそれを重合・固設された回動アームとの間にもう一方の回動アームを挿入して鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の破砕・切断を同時に行えるよう構成されてなることを特徴とするショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置。
（２）前記内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃が、二つの直線状のカッター刃で形成され、かつ各カッター刃が着脱可能に装着されてなることを特徴とする前項（１）に記載のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置。
（３）一対の回動アームが、それらの相対する面において、微小な間隔を保って回動するよう構成されてなることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置。

本発明によって下記の効果が発揮できる。
〈１〉本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置が、駆動手段を有する保持フレームに回動可能に軸着され、相対する端面にカッター刃を装着した一対の回動アームのいずれか一方が、該回動アームと間隔をおいて並行に重合・固設された補助アームを備え、同補助アームとそれを重合・固設された回動アームとの間にもう一方の回動アームを挿入して鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の破砕・切断を同時に行えるよう構成されているので、コンクリートの破砕と鉄骨や鉄筋の切断が一つの装置で同時に行え、鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の解体作業の効率化が図られる。
〈２〉前記補助アームと同補助アームを重合・固設した回動アームとの間に形成される空間が、カッター刃の咬合によって破砕され、他の回動アームで前記空間内に押し込まれるコンクリートを、外部に容易に排出可能な形状空間を有するよう形成されているので、前記空間に破砕されたコンクリート塊が貯留することがなく、コンクリートの破砕と、鉄骨や鉄筋の切断が同時に支障なく行える。
〈３〉一対の回動アームに装着されたカッター刃が、内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃で形成されているので、切断対象物を早期に切断力の大きいカッターの奥部に取り込め、より少ない駆動力によって切断対象物を効率よく切断できる。
〈４〉内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃が、二つの直線状のカッター刃で形成され、かつ各カッター刃が着脱可能に装着されているので、カッター刃の製造、交換が容易である。
〈５〉一対の回動アームに切断対象物をその先端で挟持する際、いずれか一方の回動アームに一体として重合・固設されている補助アームが存在するので、切断対象物が一対の回動アームの相対する端部に装着されたカッター刃の摺動面に直交するように保持され、カッター刃の剪断力が前記切断対象物の面に直角に作用し、切断が確実に行われる。
〈６〉一対の回動アームの相対する面が、微小な間隔を保って回動するように構成されているので、鉄板等比較的柔らかでカッター刃の咬合によって引き伸ばされやすい切断対象物が前記回動アームの相対する面の間に挟入して回動アームの駆動が停止する事態の発生を抑制でき、また万一前記事態が発生した場合にも挟入した切断対象物を容易に除去することができる。

本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置の実施の形態を、実施例の図に基づいて説明する。
図１は、本発明のコンクリート構造物破砕・切断装置の外形斜視図、図２は回動アームの咬合時（ａ）と開放時（ｂ）の状態を示す上面図、図３は刃先部分の形状による切断対象物への応力の違いを示す説明図である。
図において１はコンクリート構造物破砕・切断装置、２は保持フレーム、３ａ、３ｂは回動アーム、４ａ、４ｂはカッター刃、５は補助アーム、６は回動アームの駆動手段、７は補助アームと同補助アームを重合・固設した回動アームとの間に形成される空間である。
本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置は、図１に示すように、回動アーム３ａ、３ｂを駆動する手段６を有する保持フレーム２に回動可能に軸着され、相対する端面にカッター刃４ａ、４ｂを装着した一対の回動アーム３ａ、３ｂのいずれか一方（図１においては３ｂ）が、該回動アーム３ｂと間隔をおいて並行に重合・固設された補助アーム５を一体的に備え、同補助アーム５とそれを重合・固設した回動アーム３ｂとの間にもう一方の回動アーム３ａを挿入して鉄骨・鉄筋等の切断対象物を切断するショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置１の前記一対のカッター刃４ａ、４ｂが、いずれも内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃で形成され、また前記内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃が、二つの直線状のカッター刃で構成され、かつ各カッター刃が着脱可能に装着されている。
そして、補助アーム５と同補助アーム５を重合・固設した回動アーム３ｂとの間に形成される空間７は、カッター刃４ａ、４ｂの咬合によって破砕され、他の回動アーム３ａで前記空間７内に押し込まれるコンクリートを、空間７内に留めることなく、外部に排出可能な形状空間を有している。
そして回動アーム３ｂと回動アーム３ａとの相対する面は、微小な間隔を保って回動するよう構成されており、この間隔は例えば５〜２０ｍｍが好ましい。しかしショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置１の大きさによっては、この間隔の範囲をはずれて設定されることもあり得る。

本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置１は、図２（ｂ）に示す開放状態で切断対象物を両回動アーム３ａ、３ｂ間に挿入し、前記回動アームの駆動手段６、例えば油圧シリンダーによって回動アーム３ａ、３ｂを駆動して前記回動アーム３ａと３ｂとをその先端部から咬合し、前記回動アーム３ａ、３ｂの相対する端面に装着された内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃４ａ、４ｂによって切断対象物を切断する。切断後の回動アーム３ａ、３ｂは、図２（ａ）に示すように咬合するが、その相対する端部が内側に窪んだ“くの字型”をしているのでその先端部ほど深く咬合する。
また、回動アーム３ａ、３ｂが切断対象物をその先端で挟持する際には、補助アーム５と同補助アーム５が一体的に重合・固設されている回動アーム３ｂとが、切断対象物がカッター刃４ａと４ｂとの摺動面に直交するように保持するので、回動アーム３ａの端部に装着されたカッター刃４ａの剪断力が前記切断対象物の面に直角に作用し、切断が確実に行われる。
さらに、鉄板等比較的柔らかでカッター刃４ａ、４ｂの咬合によって引き伸ばされやすい切断対象物では、往々にしてカッター刃４ａと４ｂの摺動面間に前記切断対象物の一部が挟入して、回動アーム３ａ、３ｂの駆動が不可能になる事態が生じる。本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置１では、上記事態の発生を抑制し、また万一上記事態が発生した場合にも前記挟入した切断対象物の一部を容易に取り除けるよう、回動アーム３ａと回動アーム３ｂとの相対する面が微小な間隔（好ましくは５〜２０ｍｍの間隔）を保って回動するように構成してある。

本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置１のカッター刃４ａ、４ｂが、内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃で形成されていることの効果について図３によって説明する。
図３において４０は刃先が直線状のカッター刃、４０’は刃先が緩やかな曲線状のカッター刃、４０”は本発明の内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃、５０は切断対象物、６０は突起、Ｆ₁は切断対象物に加わる剪断力、Ｆ₂、Ｆ₃、Ｆ₄は剪断力Ｆ₁によって切断対象物を移動させようとする力、Ｏは回動軸を示す。
図３（ａ）に示したように、刃先が直線状のカッター刃４０で切断対象物５０を切断しようとすると、切断対象物５０には回動軸Ｏから離れる方向に移動しようとする応力Ｆ₂が発生し、切断対象物５０が刃先を滑ってしまい効果的な切断ができない。したがってこの場合には、カッター刃の先端に切断対象物５０の移動を抑止する何らかの突起６０を設けて、図３（ａ’）に示すように、切断対象物５０がカッター外に脱落するのを防ぐ必要がある。
これに対して図３（ｂ）に示すような刃先が緩やかな曲線状のカッター刃４０’や図３（ｃ）に示す本発明の内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃４０”で切断対象物５０を切断しようとすると、切断対象物５０には回動軸Ｏに向かって移動させようとする力Ｆ₃、Ｆ₄が発生し、切断対象物５０を効果的にカッター内に取り込むことができ、図３（ｂ’）や（ｃ’）に示すように、切断対象物５０の四隅から剪断力Ｆ₁が作用し、切断が効果的に行える。

本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置１の内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃４０”が、図３（ｃ’）に示すように二つの直線状のカッター刃で形成されていることによって、図３（ｂ’）に示す刃先が緩やかな曲線状のカッター刃４０’に比べて早期に切断力の高いカッター刃の奥部に取り込め、より少ない駆動力によって切断対象物の切断が可能になる。
また、本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置１がコンクリートを破砕し、鉄骨など硬度の高い切断対象物を切断するため、カッター刃の損傷、劣化は否めずカッター刃の交換は必須の条件となるが、本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置１の内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃４０”が二つの直線状のカッター刃で形成されているので、緩やかな曲線状のカッター刃４０’のように特殊な形状の刃を製造したり、それを回動アームに溶着して交換するのに比べ、カッター刃の製造や溶着がより容易となる効果もある。

本発明のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置の外形斜視図 回動アームの咬合時（ａ）と開放時（ｂ）の状態を示す上面図 刃先部分の形状による切断対象物を移動させようとする力の違いを示す説明図

符号の説明

１：ショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置
２：保持フレーム
３ａ、３ｂ：回動アーム
４ａ、４ｂ：カッター刃
５：補助アーム
６：回動アームの駆動手段
７：補助アームと同補助アームを重合・固設した回動アームとの間に形成される空間
４０：刃先が直線状のカッター刃
４０’：刃先が緩やかな曲線状のカッター刃
４０”：本発明の内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃
５０：切断対象物
６０：突起
Ｆ₁：剪断力
Ｆ₂、Ｆ₃、Ｆ₄：剪断力Ｆ₁によって切断対象物を移動させようとする力
Ｏ：回動軸

Claims (3)

1. 駆動手段６を有する保持フレーム２に回動可能に軸着され、相対する端面にカッター刃４ａ、４ｂを装着した一対の回動アーム３ａ、３ｂのいずれか一方が、該回動アーム３ｂと間隔をおいて並行に重合・固設された補助アーム５を備え、かつ、前記一対の回動アーム３ａ、３ｂに装着されるカッター刃４ａ、４ｂが、いずれも内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃で形成されてなり、同補助アーム５とそれを重合・固設された回動アーム３ｂとの間にもう一方の回動アーム３ａを挿入して鉄骨・鉄筋コンクリート構造物の破砕・切断を同時に行えるよう構成されてなることを特徴とするショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置。
2. 前記内側に窪んだ“くの字型”のカッター刃４ａ、４ｂが、二つの直線状のカッター刃で形成され、かつ各カッター刃が着脱可能に装着されてなることを特徴とする請求項１に記載のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置。
3. 一対の回動アーム３ａ、３ｂが、それらの相対する面において、微小な間隔を保って回動するよう構成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のショベルマシン用コンクリート構造物破砕・切断装置。