JP5297115B2

JP5297115B2 - 破砕装置

Info

Publication number: JP5297115B2
Application number: JP2008207941A
Authority: JP
Inventors: 功小林
Original assignee: Furukawa Rock Drill Co Ltd
Current assignee: Furukawa Rock Drill Co Ltd
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2028-08-12
Also published as: JP2010042351A

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機のアーム先端に取付けられて、鉄骨構造物や、コンクリートの鉄筋、金属製の粗大廃棄物等の被切断材を切断する破砕装置に関する。

この種の破砕装置は、対向する切断刃を有する一対の破砕アームを備え、その双方又は何れか一方を揺動させて鋏状に開閉させることにより、鉄骨等の被切断材を切断するようになっている。
しかし、従来、この種の破砕装置は、鋏状の破砕アームが開動作するときは、破砕アーム先端側への被切断材の逃げが生じ易く、また、閉動作の終点においては、対向する切断刃が重なる直前に切断刃間の隙間が広がってしまうと、これにより、被切断材を引きちぎるようにして切断が行われ、切断に大きな力を要するという問題があった。

そこで、破砕アーム先端側への被切断材の逃げに対しては、破砕アーム先端側に突起を設けたり、各破砕アームそれぞれに２個の切断刃相互に角度を付けて配設して、破砕アームの開動作時に被切断材を抱え込むようにしたりすることで対処している。
一方、切断刃間の隙間の広がりに対しては、例えば図８に示す破砕装置１００では、一対の破砕アーム１２０の先端部に、それぞれの切断刃１３０の刃先よりも内側へ突出する突出部１５０を形成し、この突出部１５０に両切断刃１３０間の隙間を規制する拘束部材１６０を取付け、これにより、切断刃１３０間の隙間が広がらないようにしている（例えば特許文献１参照）。なお、この破砕装置１００は、双方が揺動する一対の破砕アーム１２０を鋏状に開閉させる破砕アーム駆動機構１４０を備える構成としたものである。
特開平８−２１１０７号公報

しかしながら、図８に例示する破砕装置１００のように、両切断刃１３０間の隙間を規制する拘束部材１６０は、切断刃１３０の先端部の隙間の広がりを抑制し得るものの、近年においては、構造解析の進歩によって切断刃の曲げ強度が格段に向上したためその重要性は低下している。そのため、それに代わって、破砕アームを鋏状に開閉させる支軸のガタに起因する切断刃の隙間の広がりがむしろ問題となってきた。

ここで、揺動される破砕アームの支軸のガタを少なくするには、該当部材の強度を上げることが簡易な手段である。しかし、むやみに部材の強度を上げると破砕装置の重量が増大することになるため好ましくない。また、破砕アームの支軸に油圧によって予圧を加えるという方策も考えられるものの、このような予圧付加用の装置を破砕装置に盛り込むことは、装置の構造が複雑になる。そのため、重量増大に加えて更なるコストの上昇を招くので普及には至っていない。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、揺動される破砕アームを簡単な構造で且つ低コストで切断刃間の隙間を広がらぬように軸支可能な破砕装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、作業機のアーム先端に取り付け可能なブラケットと、そのブラケットに連接されるフレームと、そのフレームに付設されるとともに対向する切断刃を有する一対の破砕アームとを備え、前記一対の破砕アームの双方又は何れか一方を揺動させて開閉させることにより被切断材を切断する破砕装置であって、前記揺動される破砕アームは、自身中間部が軸支機構を介して前記フレームに揺動可能に支持されており、当該軸支機構は、支軸となるアームピンと、該アームピンに外嵌されて前記フレームに対する前記破砕アームの軸方向の移動を規制する押付リングと、該押付リングを軸方向に押圧しつつ締め付ける締付リングと、該締付リングに外嵌されて締付リングを前記フレームに固定する固定リングとを有し、前記締付リングは、大小一対のリング部材から構成され、当該一対のリング部材は、各リング部材が、前記押付リングの押し付け機能と前記固定リングによる固定機能とを分担して受け持つように、互いの周方向への移動は規制しながらも互いの軸方向には摺動可能に嵌合されており、さらに、当該一対のリング部材のうち径方向内側のリング部材の内周面および前記アームピンの外周面のねじ結合の組、並びに、径方向外側のリング部材の外周面および前記固定リングの内周面のねじ結合の組は、それぞれの対向面に形成されたねじによって互いに締結されており、これら２組のねじ結合は、互いにねじのピッチが相違してなることを特徴としている。

本発明に係る破砕装置によれば、一対の破砕アームのうち、揺動される破砕アームは、押付リングを介して締付リングでフレームに押し付けられ、締付リングは固定リングによってフレームに固定され、さらに、締付リングは、大小一対のリング部材から構成され、各リング部材が、押付リングの押し付けと固定リングによる固定という２つの機能を分担して受け持つので、過大な応力がフレームに作用することを防止または抑制可能である。

そして、本発明に係る破砕装置によれば、一対のリング部材のうち、内側のリング部材の内周面とアームピンの外周面のねじ結合の組、並びに外側のリング部材の外周面と固定リングの内周面のねじ結合の組を、それぞれの対向面に形成されたねじによって互いに締結し、これら２組のねじ結合のねじピッチが相違するので、これらのねじ締結が緩むことはない。したがって、切断力が逃げることも防止されるため、揺動される破砕アーム駆動シリンダの推力を効果的に切断に消費できる。また、揺動される破砕アームの軸支機構に過大な補強を行うことも不要であり、さらに、別途に油圧機器を設けることも不要なので、重量とコストの両方が上昇することを抑制できる。

上述のように、本発明に係る破砕装置によれば、揺動される破砕アームを簡単な構造で且つ低コストで切断刃間の隙間を広がらぬように軸支することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。図１は本発明に係る破砕装置の一実施形態の正面図である。
同図に示すように、この破砕装置１は、不図示の油圧ショベル等の作業機のアーム先端に取り付け可能なブラケット５０を有し、このブラケット５０にフレーム６０が連接されている。そして、この破砕装置１は、そのフレーム６０に、対向する切断刃１３，２２を有する一対の破砕アーム１０，２０を備えて構成されている。

ここで、本実施形態の例は、一対の破砕アーム１０，２０のうち、一方（同図左側）の破砕アーム（以下、「固定アーム」ともいう）１０は、フレーム６０に直に固定されている。この固定アーム１０には、その先端に破砕爪１４が設けられ、また、中央の部分に切断刃１３が設けられている。これに対し、他方（同図右側）の破砕アーム（以下、「可動アーム」ともいう）２０は、その中間部がフレーム６０に対して可動アーム軸支部１１によってアームピン３０回りに揺動可能に支持されている。この可動アーム２０には、上記固定アーム１０の切断刃１３に対向する切断刃２２が設けられている。また、可動アーム２０の先端部には破砕爪２３が設けられている。そして、この可動アーム２０は、自身基端側の駆動シリンダ軸支部２４がフレーム６０基端側の駆動シリンダ軸支部１５に駆動シリンダ４０で連結されており、この駆動シリンダ４０に圧油が給排されることによって、固定アーム１０に対して鋏状に開閉駆動するようになっている。

次に、上記可動アーム軸支部１１について図２〜図７を適宜参照しつつ詳しく説明する。
この可動アーム軸支部１１は、上記可動アーム２０を揺動可能に軸支する軸支機構であって、図２に示すように、支軸となるアームピン３０と、可動アーム２０の軸方向の移動を規制する円環状の押付リング３１（図４参照）と、この押付リング３１を軸方向に押圧しつつ締め付ける締付リング３５と、締付リング３５に外嵌されて締付リング３５をフレーム６０に固定する円環状の固定リング３４とを有して構成されている。
固定リング３４は、図７に示すように、その内周面に、内径ねじ３４ａが設けられている。ここで、この内径ねじ３４ａの呼びは、Ｍ２２５×３．０である。そして、その端面には締付治具用の孔３４ｂが径方向で対向して二箇所に、また、ソケットボルト孔３４ｃが周方向の１８箇所に等配されている。

そして、図２に示すように、フレーム６０と可動アーム２０には、ブシュ１２、２１がそれぞれ圧入されている。これらブシュ１２、２１の端部には、フランジ状の摺動面１２ａ、２１ａが設けられている。また、上記アームピン３０の一端（図２での左端）には、方形フランジ状の回止部３０ａ（図１参照）が設けられており、フレーム６０に対してアームピン３０が相対回転しないように組み付けられる。また、アームピン３０の他端（図２での右端）には、呼びがＭ１３０×２．０の外径ねじ３０ｂ（図３参照）が設けられている。

押付リング３１は、その外周面がフレーム６０の内周面に挿入されるとともに、その内周面がアームピン３０の外周面に摺接している。そして、押付リング３１の端部には、摺動面３１ａが、図２での右側のブシュ２１の摺動面２１ａに摺接するように設けられている。この押付リング３１は、フレーム６０に対しては、フレーム６０との間に形成されたノックピン溝３１ｂにノックピン３１ｃが装着されることによって回転しないように組み付けられる（図３参照）。

ここで、図３に拡大図示するように、締付リング３５は、大小一対のリング部材（小）３２およびリング部材（大）３３から構成され、これら一対のリング部材３２，３３は、各リング部材３２，３３が、押付リング３１の押し付け機能と固定リング３４による固定機能とをそれぞれが分担して受け持つように、互いの周方向への移動は規制しながらも互いの軸方向には摺動可能に嵌合されている。

詳しくは、締付リング３５を構成する一対のリング部材３２，３３のうち、径方向内側のリング部材（小）３２は、図５に示すように、大径部３２ｄと、段付部３２ｅとを有し、段付部３２ｅは、その外周面の一部（４箇所）を方形に形成してなる回止部３２ｂを有する。そして、その内周面には、呼びがＭ１３０×２．０の内径ねじ３２ａが設けられている。また、このリング部材（小）３２の回止部３２ｂ側の端面３２ｔは、押付リング３１と当接し、その反対側の大径部３２ｄ側の端面３２ｆには締付治具用の孔３２ｃが設けられている。

一方、径方向外側のリング部材（大）３３は、図６に示すように、リング部材（小）３２の大径部３２ｄと同軸にこれに嵌合可能に対向する内径部３３ｄと、同じくリング部材（小）３２の段付部３２ｅと同軸に且つ回止部３２ｂに嵌合可能に対向する方形穴形状の回止部３３ａが形成されている。そして、その外周面には、呼びがＭ２２５×３．０の外径ねじ３３ｂが形成されている。そして、これらリング部材（小）３２とリング部材（大）３３とは、一対をなすことで締付部品として機能するようになっているが、リング部材（小）３２の回止部３２ｂの軸方向の長さＬｓ（図５参照）は、リング部材（大）３３の回止部３３ａの軸方向の長さＬｄ（図６参照）よりも長く（Ｌｓ＞Ｌｄ）設定されている。これにより、押付リング３１をリング部材（小）３２で締付けても、リング部材（大）３３は押付リング３１との対向方向に隙間が確保され（図３参照）、締付け方向で規制されることはない。

次に、この破砕装置１の可動アーム軸支部１１の組付け手順を図２および図３を参照しつつ説明する。
可動アーム軸支部１１を組み付ける際は、まず、フレーム６０にブシュ１２を圧入する（手順１）。次いで、フレーム６０に押付リング３１をすきま嵌めし、押付リング３１のノックピン溝３１ｂとフレーム６０のノックピン溝１０ｂとを合わせてノックピン３１ｃを挿入する（手順２）。

次いで、可動アーム２０の両側からブシュ２１を圧入する（手順３）。そして、ブシュ２１を圧入した可動アーム２０を、フレーム６０の内幅（ブシュ摺動面１２ａと押付リング摺動面３１ａの間）に挿入し、アームピン３０を挿通する（手順４）。次いで、リング部材（小）３２とリング部材（大）３３とを、相互の回止部３２ｂ、３３ａを組み合わせた状態とし、アームピン３０の外径ねじ３０ｂに、リング部材（小）３２の内径ねじ３２ａを締め込む。これにより、リング部材（小）３２が押付リング３１を軸方向に押圧し、可動アーム２０をアームピン３０の軸方向に動かないように支持する（手順５）。

最後に、リング部材（大）３３の外径ねじ３３ｂに固定リング３４の内径ねじ３４ａを締め込み、リング部材（大）３３を回転しないように支持し、この状態で各ソケットボルト穴３４ｃにソケットボルト３４ｄをそれぞれねじ込んで固定リング３４を固定する（手順６）。
これにより、可動アーム２０は、押付リング３１、締付リング３５、および固定リング３４によって、フレーム６０に対して軸方向に動かないように支持される。

このようにフレーム６０に可動アーム２０を組み付けた破砕装置１では、駆動シリンダ４０の伸縮によって可動アーム２０を開閉して、固定アーム１０と可動アーム２０相互の破砕爪１４、２３または切断刃１３、２２の間で被切断材を挟圧して切断可能である。
ここで、この破砕装置１によれば、その締付リング３５が、大小一対のリング部材（小）３２およびリング部材（大）３３から構成され、リング部材（小）３２は可動アーム２０を軸方向で規制し、リング部材（大）３３は固定リング３４によってフレーム６０に固定されるというように、大小一対のリング部材（小）３２およびリング部材（大）３３それぞれが異なる機能を分担して受け持つので、仮に一体形成された締付リングとした構成に比べて、一体形成された締付リングをねじ込みながら固定する場合のようにフレーム６０に過大な応力が作用することを防止または抑制可能である。

さらに、この破砕装置１によれば、リング部材（小）３２の内径ねじ３２ａとアームピン３０の外径ねじ３０ｂとのねじ結合の組Ｍｂ（図３参照）の呼びはＭ１３０×２．０であり、一方、リング部材（大）３３の外径ねじ３３ｂと固定リング３４の内径ねじ３４ａとのねじ結合の組Ｍａ（図３参照）の呼びはＭ２２５×３．０である。つまり、これら２組のねじ結合Ｍａ，Ｍｂ相互は、他方のねじ結合の組とはねじのピッチが相違しているので、固定リング３４をフレーム６０に固定すると、リング部材（小）３２の内径ねじ３２ａとアームピン３０の外径ねじ３０ｂとの緩みが防止される。したがって、切断力が逃げることも防止されるので、駆動シリンダ４０の推力を効果的に切断に消費できる。また、揺動される破砕アームの軸支機構、つまり可動アーム２０の可動アーム軸支部１１に過大な補強を行うことも不要であり、さらに、別途に予圧負荷用の油圧機器を設けることも不要なので、重量とコストの両方が上昇することを抑制できる。

なお、本発明に係る破砕装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態は、一対の破砕アーム１０，２０のうち、一方の破砕アーム１０がフレーム６０に直に固定されており、他方の破砕アーム２０が、その中間部がフレーム６０に対して可動アーム軸支部１１によって揺動可能に支持されている例で説明したが、これに限らず、本発明に係る破砕装置は、一対の破砕アームの双方又は何れか一方を揺動させて開閉させることにより鉄骨等の被切断材を切断するものであれば適用可能である。例えば、フレーム６０に直に固定された固定アーム１０を設けず、その代わりに可動アーム軸支部１１で揺動可能に付設された可動アーム２０をフレーム６０に左右一対設けてもよく、この場合において、駆動シリンダ４０も２本設けてもよい。

本発明に係る破砕装置の一実施形態の正面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ部拡大図である。押付リングの説明図（（ａ）は軸線を含む縦断面図、（ｂ）は正面図）である。リング部材（小）の説明図（（ａ）は背面図、（ｂ）は軸線を含む縦断面図、（ｃ）は正面図）である。リング部材（大）の説明図（（ａ）は背面図、（ｂ）は軸線を含む縦断面図、（ｃ）は正面図）である。固定リングの説明図（（ａ）は背面図、（ｂ）は軸線を含む縦断面図、（ｃ）は正面図）である。従来の破砕装置の正面図である。

符号の説明

１破砕装置
１０固定アーム（揺動されない破砕アーム）
１１可動アーム軸支部（軸支機構）
１２ブシュ
１２ａ摺動面
１３切断刃
１４破砕爪
１５駆動シリンダ軸支部
２０可動アーム（揺動される破砕アーム）
２１ブシュ
２１ａ摺動面
２２切断刃
２３破砕爪
２４駆動シリンダ軸支部
３０アームピン
３０ａ回止部
３０ｂ外径ねじ
３１押付リング
３１ａ摺動面
３１ｂノックピン溝
３１ｃノックピン
３２リング部材（小）
３２ａ内径ねじ
３２ｂ回止部
３２ｃ孔
３３リング部材（大）
３３ａ回止部
３３ｂ外径ねじ
３４固定リング
３４ａ内径ねじ
３４ｂ締付治具用の孔
３４ｃソケットボルト穴
３４ｄソケットボルト
３５締付リング
４０駆動シリンダ
５０ブラケット
６０フレーム

Claims

作業機のアーム先端に取り付け可能なブラケットと、そのブラケットに連接されるフレームと、そのフレームに付設されるとともに対向する切断刃を有する一対の破砕アームとを備え、前記一対の破砕アームの双方又は何れか一方を揺動させて開閉させることにより被切断材を切断する破砕装置であって、
前記揺動される破砕アームは、自身中間部が軸支機構を介して前記フレームに揺動可能に支持されており、当該軸支機構は、支軸となるアームピンと、該アームピンに外嵌されて前記フレームに対する前記破砕アームの軸方向の移動を規制する押付リングと、該押付リングを軸方向に押圧しつつ締め付ける締付リングと、該締付リングに外嵌されて締付リングを前記フレームに固定する固定リングとを有し、
前記締付リングは、大小一対のリング部材から構成され、当該一対のリング部材は、各リング部材が、前記押付リングの押し付け機能と前記固定リングによる固定機能とを分担して受け持つように、互いの周方向への移動は規制しながらも互いの軸方向には摺動可能に嵌合されており、
さらに、当該一対のリング部材のうち径方向内側のリング部材の内周面および前記アームピンの外周面のねじ結合の組、並びに、径方向外側のリング部材の外周面および前記固定リングの内周面のねじ結合の組は、それぞれの対向面に形成されたねじによって互いに締結されており、これら２組のねじ結合は、互いにねじのピッチが相違してなることを特徴とする破砕装置。