JP6224808B1 - 破砕機の旋回ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【目的】油圧ショベル等のアーム先端に装着し、アームに対して破砕機本体が旋回すると共に、適正な旋回角度で停止することができる機構において、旋回に関わる部材を損傷等保護し、且つ耐久性能を向上させることができる破砕機の旋回ブレーキ装置を提供すること。【構成】破砕機本体１と、アームに装着される連結部２と、連結部２と破砕機本体１とを旋回自在に接続する旋回部３と、連結部２に装着されるストッパＡとを備え、旋回部３は外輪３１と内輪３２とを有すること。内輪３２には、円周方向に沿って所定間隔に複数の嵌合凹部３２ａが設けられ、ストッパＡは、ハウジング部４と球部材８と球部材８の半径以上の部分を収納可能な半球窪み部５１を有する押圧部材５と押圧部材５を弾性押圧するバネ６とを備えること。押圧部材５は内輪３２の複数の嵌合凹部３２ａが形成された仮想内径と同径の仮想外周円上で且つ摺動可能とした筒状案内部５２を有すること。【選択図】 図１

Description

本発明は、油圧ショベル等のアーム先端に装着し、該アームに対して破砕機本体が旋回すると共に、適正な旋回角度で停止することができる機構において、旋回に関わる部材を損傷等保護し、且つ耐久性能を向上させることができる破砕機の旋回ブレーキ装置に関する。

種々のビル等で解体が必要となった建築物を破砕する破砕機（解体機等）が種々存在している。この種の破砕機で特に代表的なものとして、ハサミのように開閉状態に可動する二つの刃によって破砕対象物を鋏ながら破砕する構造のものが多く使用されている。破砕機は、ショベル等の建設機械のアーム先端に装着されるが、破砕機は、破砕対象物を破砕するために、二つの刃の破砕動作方向は状況に応じて適正な角度が必要とされる。

そのために、アームに対して破砕機が旋回する機構となっていることが多い。そして、旋回する機構としては、ベアリングを有するジョイント部材（旋回部）が破砕機に備わっている。この種の破砕機の旋回機構は、内輪と外輪と球体（鋼球等）から構成され、内輪と外輪とが相対的に回転自在となる。

さらに、アームに対して破砕機を所望の位置で旋回停止する必要があり、油圧モータを用いて旋回させる機能を有しない破砕機においては、このような旋回ブレーキ機構がジョイント部に備わっている。この旋回ブレーキ機構は、所定の角度にて旋回の停止ができるようにしたものがある。

この旋回停止機構の最も普通に使用されているものが特許文献１（実開平６−４０２１８）に開示されている。この特許文献１に開示されたブレーキ装置について概略を説明する。なお、符号は特許文献１に使用されたものを括弧付けにて使用する。フレーム基板(7)の上面部に多数の凹み穴(17)が連続して形成され、これにばね(14)とアダプタ(15)で鋼球(16)を前記凹み穴(17)に押し付けて、旋回のブレーキを行うようにしたものである。

実開平６−４０２１８号公報

特許文献１では、前述したように、鋼球(16)は、ばね(14)によって凹み穴(17)に押し付けられる。このとき、鋼球(16)は、ボス(13)，アダプタ(15)に当たりながら凹み穴(17)に押し付けられるものであり、破砕機が旋回して旋回角度が変わるときには、鋼球(16)に大きな衝撃を連続的に受けることになる。

そのため、鋼球(16)は、大きな外力を受け、使用し続ける打撃を受けて球形状が維持できず、変形してしまうことになる。したがって、破砕機の旋回動作も、円滑でなくなり、ガタツキが多くなる。また、鋼球(16)自体も長く持たず、短い期間の使用でも交換が必要となる。

そこで、本発明の目的は、建設機械のアームに対して破砕機本体の旋回を長期に亘って円滑に維持すると共に、適正な旋回角度で停止するブレーキ装置において、旋回に関わる部材を良好な状態に保護し、且つ耐久性能を向上させることにある。

そこで、発明者は上記課題を解決するために、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、破砕機本体と、アームに装着される連結部と、該連結部と前記破砕機本体とを旋回自在に接続する旋回部と、該旋回部の旋回を適宜停止させるストッパとを備え、前記旋回部は外輪と内輪とを有し、該内輪には、円周方向に沿って所定間隔に複数の嵌合凹部が設けられ、前記ストッパは、ハウジング部と球部材と該球部材の半径以上の部分を収納可能な半球窪み部を有する押圧部材と該押圧部材を弾性押圧するバネとを備え、前記押圧部材は前記内輪の複数の嵌合凹部が形成された仮想内径と同径の仮想外周円上で且つ摺動可能とした筒状案内部を有してなることを特徴とする破砕機の旋回ブレーキ装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記押圧部材の案内筒状部は中空部材としてなる破砕機の旋回ブレーキ装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１において、前記押圧部材の案内筒状部は中実部材としてなる破砕機の旋回ブレーキ装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項４の発明を、請求項１,２又は３の何れか１項において、前記バネは、一つのコイルバネからなる破砕機の旋回ブレーキ装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１,２又は３の何れか１項において、前記バネは、複数のコイルバネからなる破砕機の旋回ブレーキ装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項６の発明を、請求項１,２，３，４又は５の何れか１項において、前記ハウジング部は下端側且つ内周から中心側に内フランジ部が形成され、前記押圧部材は前記ハウジング部の下端に脱落不能に支持される構成としてなる破砕機の旋回ブレーキ装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、ストッパは、球部材の半径以上の部分を収納可能な半球状窪み部を有する押圧部材を備えたものである。該押圧部材の半球状窪み部のみで、球部材を包持することができ、前記押圧部材がハウジング部内に収納された構成において、球部材は、押圧部材のみで支持され、ストッパを構成する他の部材とは、非接触である。さらに、押圧部材の筒状案内部は、ハウジングの内周を摺動する構成であり、押圧部材は上下動するときにガタツキがなく、極めて安定した状態の動作ができる。

したがって、球部材は、押圧部材と、旋回部の上面又は嵌合凹部のみとの接触であり、球部材は、破砕機本体の旋回時に受ける衝撃から保護され、球形状を長期に亘って維持することが可能となる。このように、アームに装着された破砕機本体は、ジョイント部のストッパによって円滑な旋回と旋回における適正位置でのブレーキ装置によって所望の角度にて破砕作業を行うことができる。

請求項２の発明では、前記押圧部材の筒状案内部は中空部材としたことにより、バネの収納スペースが確保でき、実効長の長いコイルバネを使用することができ、バネの弾性が緩やかであり、押圧部材及び球部材に対する動作も円滑にできる。請求項３の発明では、前記押圧部材の案内筒状部は中実部材としたことにより、押圧部材は外力に対して強固であり、耐久性のあるものにできる。

請求項４の発明では、前記バネ６は、一つのコイルバネからなる破砕機の旋回ブレーキ装置であるため、簡易な構成にて、比較的安価に提供できる。請求項５の発明では、前記バネは、複数のコイルバネからなることにより、破砕機本体に設けた二つの可動顎１２，１２が比較的大型タイプになって、重量的にも重くなったとしても、複数のバネによって、重量物タイプでも、確実にブレーキが効く構成にできる大きな利点がある。

請求項６の発明では、前記ハウジング部は下端側且つ内周から中心側に鍔状部が形成され、前記ハウジング部が前記ハウジング部の下端に脱落不能に支持される構成としたことにより、破砕機の組立作業において、ハウジング内に押圧部材を保持した状態にでき、部品の紛失を防止し、組立作業効率を向上させることができる。

（Ａ）は大型タイプの可動顎を設けた本発明における破砕機の正面図、（Ｂ）は連結側部及び旋回部の一部断面にした要部拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）の（α）部拡大断面図である。 （Ａ）は本発明の連結部，旋回部及びストッパの要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の（β）部拡大図である。 ストッパの分解断面図である。 旋回部の平面断面図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明におけるストッパの動作状態を示す断面図である。 （Ａ）は本発明の別の実施形態であって、小型タイプの可動顎を設けた本発明における破砕機の正面図、（Ｂ）は（Ａ）の（γ）部拡大図である。 ストッパの別の実施形態の断面図である。 ストッパのさらに別の実施形態の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。本発明における破砕機の旋回ブレーキ装置は、破砕機本体１と、連結部２と、旋回部３と、ストッパＡと、球部材８とを備えている（図１参照）。破砕機本体１と連結部２とは、旋回部３を介して連結されている。

本発明における破砕機は、ショベル等のアームを有する建設用車両にアタッチメントとして装着されるものである。破砕機の種類は種々存在し、基部１１に対して二つの可動顎１２，１２を油圧シリンダ１３，１３によって揺動開閉させて被破砕物を破砕するタイプのものや、一方を固定顎とし、他方を可動顎としたものが存在する。また、その他のアタッチメントとして、ブレーカが存在するものであり、特に限定されるものではない。

前記連結部２は、連結基板２１と連結ブラケット２２とから構成されている〔図１（Ａ），（Ｂ）参照〕。連結基板２１は、円板状又は盆形状をなしており、連結基板２１上に連結ブラケット２２が固着されている。そして、連結基板２１は後述する旋回部３にボルト等の固着具にて固着される。連結ブラケット２２は、油圧ショベル等の作業台車側の図示されないアームに連結され、破砕機がショベル等の建設用車両に装着される。

前記旋回部３は、それ自体がベアリング的なものであり外輪３１と内輪３２と、両者間に転動自在に介装される多数の転動体３３を有している。そして、内輪３２が破砕機本体１側に接続され、内輪３２が連結部２側に接続される。接続には、ボルト・ナットが使用されたり、或いは溶接手段が用いられる。

前記内輪３２には、周方向に沿って多数の嵌合凹部３２ａ，３２ａ，…が形成されている（図４参照）。該嵌合凹部３２ａ，３２ａ，…は、後述するストッパＡに装着された球部材８が嵌合する部位である。このような構成によって、接合部材３を介して破砕機本体１と連続部２とが相対的且つ自由に旋回できる。

連結部２には、ストッパＡが設けられている〔図１（Ｂ），（Ｃ）参照〕。該ストッパＡは、連結基板２１に円周方向に沿って等間隔に複数個設けられる（図４参照）。該ストッパＡは、ハウジング部４と、押圧部材５と、バネ６と、固定部材７と、球部材８を有している（図３参照）。ハウジング部４は、円筒形状に形成され、その内周面４１は円周状の壁面である。ハウジング部４の内部に前記押圧部材５、バネ６、固定部材７が装着又は配置される。

ハウジング部４の下端には、直径方向外方に突出する外フランジ部４２ａが形成されている。また、連結基板２１のハウジング部４装着箇所には、貫通孔２３が形成され、該貫通孔２３の下面側箇所に前記外フランジ部４２ａが当接且つ溶接等にて固着される。

押圧部材５は、下端側から内方且つ上方に向かって半球窪み部５１が形成されている。該半球窪み部５１は、球部材８を包持する役目をなす。半球窪み部５１は、押圧部材５の下端から上方に向かって僅かの領域では円筒状の空隙とした円筒空隙５１ｂであり、該円筒空隙５１ｂの上方に連続して半球空隙５１ａが形成されている（図３参照）。半球空隙５１ａの半径は、球部材８の半径と同等であり、該球部材８の半球部分を抱持する。

また、半球空隙５１ａの半径は、球部材８の半径と同等以上で、具体的には半球空隙５１ａが球部材８の半球部分よりも僅かに大きい程度でよい。半球窪み部５１は、球部材８の半径以上の部分を包持するものであり、また、球部材８の一部は半球窪み部５１から外部に突出する（図２参照）。また、球部材８の半径部分よりも僅かに少ない部分を半球窪み部５１が包持する場合も、半球窪み部５１が球部材８の半径以上を包持するという概念に含まれる。

また、押圧部材５の外周の形状は円筒形状であり、この外周を筒状案内部５２としている。該筒状案内部５２は、その直径が前記ハウジング部４の内周面４１の内径と略同等であり、具体的には、筒状案内部５２の直径は、内周面４１の内径よりも僅かに小さく形成される。

さらに、具体的には、押圧部材５がハウジング部４の内周面４１を上下方向に円滑に摺動することができ、且つ押圧部材５がハウジング部４内をガタが生じない程度の寸法とする〔図２（Ｂ）参照〕。これは、ハウジング部４と押圧部材５との寸法公差が隙間嵌め状態であるが、特に高い水準の隙間嵌めとする必要はなく、低い水準の隙間嵌めでかまわない。

前記押圧部材５は、その外周を筒状案内部５２とし、その上方は中空の円筒状空隙として形成される〔図２（Ｂ）参照〕。この部分には、後述するバネ６の一端が遊挿されるバネ支持室５３となる。該バネ支持室５３の中央には小円筒形状の突起部５４が形成されている。該突起部５４と、半球窪み部５１との間を連通する注油路５５が形成されている。また、押圧部材５の別の実施形態では、筒状案内部５２の上方には前述した中空部分ではなく、中実部分としたものである。この実施形態では、バネ６の一端が装着する溝のみが形成されている。

前記バネ６は、一つのみで構成されたり、複数にて構成されることがある。一つのバネ６は、可動顎１２，１２が小型タイプの場合であり（図６参照）、複数のバネ６の場合は、可動顎１２，１２が大型タイプの場合で重量物の場合であり（図１等参照）、通常は、大バネ６１と小バネ６２とが存在しており、該小バネ６２の外径は前記大バネ６１の内径よりも小さく形成されている（図２，図３参照）。

特に、大バネ６１と小バネ６２の場合は、伸張方向に沿って小バネ６２が大バネ６１内に収容することができる構成である。大バネ６１と小バネ６２とは共にコイルバネである。さらに、そのバネ６を、３つ又はこれ以上に構成することもある。

固定部材７は、前記ハウジング部４の内周面４１の上方部分に装着されるものである（図１，図２参照）。内周面４１の上方寄りの位置には段差部４１ａが形成され、該段差部４１ａより上方の領域は下方の領域よりも内径が大きく形成されている。また、該段差部４１ａの上方には円周溝４１ｂが形成されており、止め輪９が装着可能となっている。

固定部材７は、円筒形状をなし、その下面側に前記バネ６の他端を遊挿する溝が形成されている（図３参照）。また、下面側の直径中心箇所には、突起部７４が形成されている。さらに、該突起部７４と、固定部材７の上面側との間を連通する注油路７５が形成されている。球部材８は、ストッパＡの押圧部材５に包持されており、球部材８と半球窪み部５１との間にはグリースが必要である。このグリースは固定部材７の注油路７５から注入し、その注入されたグリースはさらに押圧部材５の注油路５５を通過して球部材８に到達するようになっている。

次に、組立について説明する。まず、前記押圧部材５の半球窪み部５１内に球部材８が挿入される。該球部材８は、その一部、具体的には半径よりも小さい分量が押圧部材５の下端より突出する（図２参照）。ここで、球部材８の半径及び半径よりも僅かに大きな分量が押圧部材５の下端より突出する場合も半径よりも小さいとした分量の概念に含まれるものとする。連続部２の連結基板２１と、旋回部３の内輪３２とは、近接した状態にあり、押圧部材５は、挿入された球部材８が、旋回部３に当接することで、ハウジング部４から脱落することはない。

ハウジング部４の下端には内方側に向かって突出する内フランジ部４２ｂが形成されることもある（図６参照）。内フランジ部４２ｂは、ハウジング部４に内装された押圧部材５が下端から脱落しないように、該押圧部材５を保持する役目をなすものである。内フランジ部４２ｂは、特に、設けなくても構わないが、組立作業時において、ハウジング部４に押圧部材５を挿入したときに、該押圧部材５がハウジング部４の下端から脱落することを防止し、組立における作業効率を向上させることができる。

押圧部材５上に大バネ６１と小バネ６２を配置し、その上に固定部材７を配置するように、該固定部材７をハウジング部４の上方から挿入する。ここで、小バネ６２は、押圧部材５の突起部５４と、固定部材７の突起部７４を利用して固定する（図２参照）。固定部材７の下端は、前記段差部４１ａに当接することで固定され、さらに固定部材７の上面箇所に位置する内周溝に止め輪９を装着し、固定部材７をハウジング部４内に固定する。

これによって、ハウジング部４内の押圧部材５は、バネ６により常時下方に弾性付勢される。そして、球部材８は、押圧部材５に内装されており、該押圧部材５と共に常時下方に弾性押圧される。球部材８は、内輪３２に形成された多数の嵌合凹部３２ａ，３２ａ，…と嵌合することにより旋回を停止し、アームに対して適正角度にて破砕機本体を使用することができる。

また、破砕機本体１が旋回するときには、旋回部３の内輪３２が旋回し、球部材８は、内輪３２の嵌合凹部３２ａが形成されない範囲内に当接する。このとき、球部材８は、押圧部材５と共にバネ６の弾性付勢力に抗して押し上げられることになる。

ハウジング部４内で押圧部材５が上下方向に摺動するときには、押圧部材５の筒状案内部５２がハウジング部４の内周面４１に略当接状態で近接しており、球部材８は押圧部材５のみに支持されているので、ハウジング部４内では、球部材８は、その中心８ｐが垂直線Ｌに沿って上下動することができ、旋回運動において、多数の嵌合凹部３２ａ，３２ａ，…に球部材８が入脱を繰り返しても、該球部材８は、摩耗し難く、球形状が変形し難い状態にすることができる（図５参照）。

前記旋回部３内において、前記連結部２の下面には、環状突部２５が設けられ、該環状突部２５の外面から全周に環状舌状シール３６が固着され、該環状舌状シール３６先端は前記内輪３２の内周面に接触するように構成されている。これによって、前記旋回部３の内輪３２側から前記球部材８には粉塵が一切侵入できないように構成されている。

また、前記旋回部３の外輪３１の内周面の上下には、全周に環状舌状シール３７、３８が固着され、該環状舌状シール３７、３８の内周側先端は前記内輪３２の外周面に接触するように構成されている。これによって、前記旋回部３の外輪３１側から前記球部材８には粉塵が一切侵入できないように構成されている。

前記ストッパＡは、前記連結部２に設けられているが図１（Ｂ），（Ｃ）参照〕、別の実施形態として、図示しないが、前記ストッパＡは、前記破砕機本体１の上板部に設けられることもある。この場合でも、前記旋回部３の外輪３１は前記破砕機本体１の上板にボルト等にて固着され、前記内輪３２は前記連結部２の下板部に固着され、図１（Ｂ）とは上下逆となるようにして略同一構成として構成されており、構成の説明は省略する。さらに、作用的には、図１と同一の作用をなすものである。

１…破砕機本体、２…連結部、３…旋回部、３１…外輪、３２…内輪、
３２ａ…嵌合凹部、Ａ…ストッパ、４…ハウジング部、５…押圧部材、
５１…半球窪み部、５２…筒状案内部、６…バネ、８…球部材。

Claims (6)

1. 破砕機本体と、アームに装着される連結部と、該連結部と前記破砕機本体とを旋回自在に接続する旋回部と、該旋回部の旋回を適宜停止させるストッパとを備え、前記旋回部は外輪と内輪とを有し、該内輪には、円周方向に沿って所定間隔に複数の嵌合凹部が設けられ、前記ストッパは、ハウジング部と球部材と該球部材の半径以上の部分を収納可能な半球窪み部を有する押圧部材と該押圧部材を弾性押圧するバネとを備え、前記押圧部材は前記内輪の複数の嵌合凹部が形成された仮想内径と同径の仮想外周円上で且つ摺動可能とした筒状案内部を有してなることを特徴とする破砕機の旋回ブレーキ装置。
2. 請求項１において、前記押圧部材の案内筒状部は中空部材としてなることを特徴とする破砕機の旋回ブレーキ装置。
3. 請求項１において、前記押圧部材の案内筒状部は中実部材としてなることを特徴とする破砕機の旋回ブレーキ装置。
4. 請求項１,２又は３の何れか１項において、前記バネは、一つのコイルバネからなることを特徴とする破砕機の旋回ブレーキ装置。
5. 請求項１,２又は３の何れか１項において、前記バネは、複数のコイルバネからなることを特徴とする破砕機の旋回ブレーキ装置。
6. 請求項１,２，３，４又は５の何れか１項において、前記ハウジング部は下端側且つ内周から中心側に内フランジ部が形成され、前記押圧部材は前記ハウジング部の下端に脱落不能に支持される構成としてなることを特徴とする破砕機の旋回ブレーキ装置。
   

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