JP7446862B2

JP7446862B2 - 解体装置

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Publication number: JP7446862B2
Application number: JP2020039779A
Authority: JP
Inventors: 豊廣瀬; 達也小川; 直人西村
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2024-03-11
Anticipated expiration: 2040-03-09
Also published as: JP2021139227A

Description

本発明は、構造物や機械などを解体する際に使用される解体装置に関する。

従来、構造物や機械などを解体するために、解体対象物を挟み込む一対のアームを備えた解体装置が多用されている。一対のアームは、解体重機の作業アームに取り付けられて使用され、解体対象物を挟み込むことで種々の解体作業を行うことが可能である。例えば一対のアームは、基端で解体対象物を挟み込んで切断したり、中間乃至先端側で解体対象物を挟み込んで破砕したり把持したりすることができる（例えば特許文献１参照）。

特開２０１８－１３００９号公報

しかしながら、一対のアームを備えた解体装置による解体作業では先端側で解体対象物を破砕したり把持したりする頻度が高く、アームの先端側の摩耗が激しかった。摩耗したアームでは先端側における内側のかみ合せが悪化するため、細かいものが把持できなくなり、また最先端部で落ちているものを拾い上げ難くなる。

そのためアームの先端側に摩耗が生じた場合には、その都度、肉盛溶接等により先端側の形状を修復することが必要であった。構造物や機械のような解体対象物の解体作業に用いられるアームは、解体重機の作業アームに取り付けて使用される大型のものであるため、修復には手間を要していた。特に、先端側の形状が複雑な場合には、修復には長時間が必要であった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、先端側のかみ合わせが良好な状態で一対のアームを長期間解体作業に使用できる解体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る解体装置は、解体対象物を挟み込むことが可能な一対のアームを備え、前記アームは、解体重機の作業アームに取り付けられるアーム本体と、前記アーム本体の先端側に着脱可能に設けられるアタッチメントと、を有し、前記アーム本体と前記アタッチメントとはボルトにより接合され、前記アーム本体と前記アタッチメントとの接合状態において、前記ボルトは前記アームの表面から突出しない状態で配置され、前記アーム本体と前記アタッチメントとが、複数の前記ボルトにより複数の方向から接合されていることを特徴としている。

本発明の解体装置では、解体対象物を挟み込むアームがアーム本体の先端側に着脱可能にアタッチメントを有している。そのため解体作業において、アームの先端側に摩耗や損傷等が生じた際、アタッチメントをアーム本体から取り外して修理や交換することができる。これにより先端側のかみ合わせが良好な状態で一対のアームを長期間使用することが可能である。

また、アーム本体とアタッチメントとがボルトで接合された使用状態では、アームの表面からボルトが突出することがない。そのため一対のアームを動作させて解体作業を進める際、周囲の解体対象物にボルトが引掛かるようなことがなく、円滑に解体作業を進めることができる。

また、アーム本体とアタッチメントとが複数方向に接合されるので、アーム本体に対して先端側のアタッチメントが何れの方向にも強固に固定される。そのため解体作業の際、解体重機の作業アームによりアーム本体を様々な方向に移動させてアタッチメントに種々の方向に力が作用しても、アーム本体に対してアタッチメントが緩んだり離脱したりすることを防止でき、耐久性を向上できる。

また、本発明に係る解体装置では、前記アーム本体と前記アタッチメントとが、接合状態で互いに係合する凹凸形状を有していてもよい。
このような構成とすることにより、アーム本体に対してアタッチメントを位置合わせして接合できることに加え、アーム本体に対してアタッチメントが係合することでより強固に支持される。そのため解体作業の際にアタッチメントの位置ずれや破損をより防止できる。

また、本発明に係る解体装置では、前記アタッチメントは、前記解体対象物の把持、破砕および切断のうちの少なくとも一つの機能を実現するための機能部を有していてもよい。
このような構成とすることにより、一対のアームにより解体対象物の把持、破砕および切断の機能を実現する際、解体対象物に接触して大きな荷重が負荷されることで特に摩耗や破損が生じ易い機能部がアタッチメントにより構成される。そのためアタッチメントを交換することで、解体対象物の把持、破砕および切断のうちの少なくとも一つの機能を長期間良好な状態で実現できる。また、用途に合わせて容易に対応させることができる。

本発明によれば、先端側のかみ合わせが良好な状態で一対のアームを長期間解体作業に使用できる解体装置を提供することができる。

本発明の実施形態による解体装置の一例を示す正面図であり、一対のアームの閉状態を示す。本発明の実施形態による解体装置の一例を示す正面図であり、一対のアームの開状態を示す。図１の側面図である。本発明の実施形態の解体装置における一方のアーム本体の先端側を拡大して示しており、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ａ）の下面図である。本発明の実施形態の解体装置における一方のアダプターを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は底面図である。本発明の実施形態の解体装置において一対のアームの先端部を拡大して示しており、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図である。本発明の実施形態の解体装置において一対のアームの最先端部により落ちている細かい解体対象物を把持した状態を示す部分正面図である。

以下、本発明の実施形態による解体装置について、図１乃至図７に基づいて説明する。
図１乃至図３に示すように、本実施形態による解体装置１は、構造物や機械の解体の際に、クレーンや油圧ショベルなどの解体重機１１の作業アーム１１１に取り付けられて使用される装置である。
解体装置１は、解体重機１１の作業アーム１１１の先端に取り付けられる取付部２と、取付部２に取り付けられる一対の第１アーム３および第２アーム４と、第１アーム３および第２アーム４をそれぞれ回動させて開閉する回動機構５と、を備えている。

取付部２は、作業アーム１１１に固定される固定部２１と、固定部２１に旋回可能に支持されて第１アーム３および第２アーム４を回動可能に支持するアーム支持部２２と、固定部２１に連結されてアーム支持部２２を第１アーム３および第２アーム４とともに旋回させる旋回モータ（および旋回ベアリング）２３と、を有している。

アーム支持部２２には、第１アーム３の回動中心となる第１回動軸部２４と、第２アーム４の回動中心となる第２回動軸部２５と、が設けられている。第１回動軸部２４と第２回動軸部２５とは、それぞれの軸線が平行となる向きで、それぞれの軸線に直交する方向に間隔をあけて配置されている。

ここで第１回動軸部２４および第２回動軸部２５の軸線が延びる方向を回動軸線方向とし、これらの軸線に直交する方向を回動軸線直交方向とする。
また、第１アーム３および第２アーム４のそれぞれ第１回動軸部２４および第２回動軸部２５に支持されている側の端部を基端部３ａ，４ａとし、第１回動軸部２４および第２回動軸部２５と離間する側の端部を先端部３ｂ，４ｂとする。
さらに第１アーム３および第２アーム４において、基端部３ａ，４ａと先端部３ｂ，４ｂとを結ぶ方向を長さ方向とする。

回動機構５は、アーム支持部２２および第１アーム３に連結されて伸縮して第１アーム３を第１回動軸部２４を中心に回動させる第１シリンダ５１と、アーム支持部２２および第２アーム４に連結されて伸縮して第２アーム４を第２回動軸部２５を中心に回動させる第２シリンダ５２と、第１シリンダ５１と第２シリンダ５２とを連動させる回動リンク（不図示）と、を有している。

第１アーム３および第２アーム４は、それぞれ長さ方向に長く、基端部３ａ，４ａ側から先端部３ｂ，４ｂ側に向かって断面形状が漸次小さくなるように形成されている。
第１アーム３及び第２アーム４は、解体重機１１の作業アーム１１１に取付部２を介して取り付けられる第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２と、解体対象物１２を挟み込む機能部８０を有して第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の先端側に着脱可能に設けられる第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６と、を備えている。

第１アーム３及び第２アーム４は互いに略対称形状に形成され、第１アーム本体３２及び第１アタッチメント３６と第２アーム本体４２及び第２アタッチメント４６とはそれぞれ互いに正面視で線対称の形状を有している。
第１アーム３が第１回動軸部２４に連結されるとともに、第２アーム４が第２回動軸部２５に連結された状態で、第１アーム３と第２アーム４とが回動軸線直交方向に対称となる向きに配置されている。この状態では第１アタッチメント３６の機能部８０と第２アタッチメント４６の機能部８０とが第１アーム３及び第２アーム４の互いに対向する内側に配置される。

第１及び第２アーム本体３２，４２は、図４に示すように、先端側に第１又は第２アタッチメント３６，４６を接合するための第１及び第２アタッチメント接合部３３，４３を有している。図４では、第１アーム本体３２と第２アーム本体４２とが勝手反対に現れる他は同じ形状を有するため、一方のみが図示されている。

各第１アタッチメント接合部３３及び第２アタッチメント接合部４３には、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の互いに対向する内側から外側に向けて凹ませて設けられて、第１アタッチメント３６又は第２アタッチメント４６の機能部８０を配置する第１配置凹部３４ａ及び第２配置凹部４４ａと、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の回動軸線方向一方側における第１配置凹部３４ａ及び第２配置凹部４４ａの隣接位置に設けられて、第１アタッチメント３６又は第２アタッチメント４６を嵌合して支持する第１嵌合凹部３４ｂ及び第２嵌合凹部４４ｂと、を有している。
本実施形態の第１嵌合凹部３４ｂ及び第２嵌合凹部４４ｂでは、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６が第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の表面から回動軸線方向に突出しない形態で配置されるように、回動軸線方向の深さが第１アタッチメント３６又は第２アタッチメント４６の回動軸線方向の厚み以上に形成されている。

各第１嵌合凹部３４ｂ及び第２嵌合凹部４４ｂは凹凸形状に形成されていて、第１アタッチメント３６又は第２アタッチメント４６を複数方向に支持する支持面３５が設けられている。具体的には、各第１アタッチメント接合部３３及び第２アタッチメント接合部４３には、回動軸線方向に支持する軸方向支持面３５ａと、回動軸線直交方向のうち第１アーム３と第２アーム４とが互いに離間する方向である外側方向に支持する外側方向支持面３５ｂと、長さ方向のうちの基端側の方向に支持する基端方向支持面３５ｃと、長さ方向のうちの先端側の方向に支持する先端方向支持面３５ｄと、が設けられている。
また第１配置凹部３４ａ及び第２配置凹部４４ａ及び第１嵌合凹部３４ｂ及び第２嵌合凹部４４ｂは第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の最先端まで連続して設けられ、長さ方向の先端側が開放されている。

第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６は、図５に示すように、解体対象物１２を挟み込んで把持及び破砕の機能を実現するための機能部８０と、機能部８０と一体に設けられて第１嵌合凹部３４ｂ及び第２嵌合凹部４４ｂに対応する形状の第１嵌合凸部３７及び第２嵌合凸部４７と、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の先端から突出する先端突出部３８，４８と、を有している。図５では、第１アタッチメント３６と第２アタッチメント４６とが勝手反対に現れる他は同じ形状を有するため、一方のみが図示されている。

機能部８０は、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６を第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２に接合したときに互いに対向する位置に、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の回動軸線方向の厚みに対応する幅全体に設けられている。機能部８０は、凸状又は凹状の多数の筋部が互いに平行に回動軸線方向に沿って設けられた凹凸部８１を有している。凹凸部８１は第１アーム３と第２アーム４とを閉じたときに互いに嵌合するように配置されている。

各第１嵌合凸部３７及び第２嵌合凸部４７は、凹凸形状に形成されていて、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の第１嵌合凹部３４ｂ及び第２嵌合凹部４４ｂの支持面３５に支持される被支持面３９が複数方向にそれぞれ対応する形状に設けられている。具体的には、軸方向支持面３５ａに支持される軸方向被支持面３９ａと、外側方向支持面３５ｂに支持される外側方向被支持面３９ｂと、基端方向支持面３５ｃに支持される基端方向被支持面３９ｃと、先端方向支持面３５ｄに支持される先端方向被支持面３９ｄと、がそれぞれに対応する形状に設けられている。
本実施形態では、これらの各被支持面３９がそれぞれ平面形状を有して互いに屈曲して設けられている。

第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２に着脱可能に配置され、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２と第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６とが複数本のボルト９１により複数方向に接合されている。
第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２と第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６とには、図４乃至図６に示すように、第１嵌合凹部３４ｂ及び第２嵌合凹部４４ｂと第１嵌合凸部３７及び第２嵌合凸部４７とを嵌合させたときに互いに重なる位置に、ボルト９１を装着する貫通孔９３及び雌ネジ穴９５が設けられている。

本実施形態では、貫通孔９３及び雌ネジ穴９５は回動軸線方向と回動軸線直交方向とに複数設けられている。詳細には、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６の軸方向被支持面３９ａを有する部位に回動軸線方向に座ぐり穴を有する貫通孔９３が設けられ、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の軸方向支持面３５ａを有する部位に回動軸線方向に雌ネジ穴９５が設けられている。
また第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の外側方向支持面３５ｂを有する部位に回動軸線直交方向に座ぐり穴を有する貫通孔９３が設けられ、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６の外側方向支持面３５ｂを有する部位に回動軸線直交方向に雌ネジ穴９５が設けられている。

第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の第１嵌合凹部３４ｂ及び第２嵌合凹部４４ｂと第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６の第１嵌合凸部３７及び第２嵌合凸部４７とを嵌合させた状態で、回動軸線方向と回動軸線直交方向との貫通孔９３及び雌ネジ穴９５に六角穴付ボルト等のボルト９１が装着されることで、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２に第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６が接合されている。
接合状態では、各ボルト９１の頭部は完全に貫通孔９３の座ぐり穴内に収容され、ボルト９１全体が第１アーム３及び第２アーム４の表面から突出しない形態で配置されている。

本実施形態では、このように第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６が第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２にそれぞれ接合された状態で第１アーム３及び第２アーム４が構成されている。この第１アーム３及び第２アーム４では、先端側の第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６に解体対象物１２を挟みこむ機能部８０が設けられていることに加え、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２における第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６より基端側の互いに対向する部位には、解体対象物１２を挟みこんで把持又は破砕可能な破砕部８３と、切断可能な切断部８５とが設けられている。

このような解体装置１の使用方法について説明する。
第１アーム３および第２アーム４は、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６を第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２に接合した状態で使用される。
解体重機１１の作業アーム１１１の先端に取り付けられた取付部に第１アーム３および第２アーム４が装着された状態で、回動機構５の第１シリンダ５１及び第２シリンダ５２を駆動する。すると第１アーム３および第２アーム４が第１回動軸部２４および第２回動軸部２５を中心に回動し、第１回動軸部２４および第２回動軸部２５よりも先端部３ｂ，４ｂ側を互いに近接離間させることで第１アーム３と第２アーム４との間を開閉することができる。

図２に示すように、第１アーム３と第２アーム４とを開状態にし、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６の機能部８０間に解体対象物１２を配置して、第１アーム３および第２アーム４を閉じる方向に動作させる。これにより第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６の機能部８０間で解体対象物１２を挟み込んで把持したり、破砕したりすることができる。

また、細かい解体対象物１２を挟み込んで摘まむような場合には、図７に示すようにすることができる。ここでは第１シリンダ５１と第２シリンダ５２で駆動して第１アーム３と第２アーム４とを閉じる際、例えば回動リンク機構により第１及び第２アタッチメント３６，４６の基端側の間隔を広げる方向に変位させつつ機能部８０の最先端部をより近接させることができる。これにより細かい解体対象物１２であっても、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６の機能部８０間で摘まみあげることができる。

繰り返し解体装置１を使用することにより、第１アーム３の先端側や第２アーム４の先端側に摩耗や損傷が生じたときには、複数方向に接合している複数のボルト９１による接合状態を解除することで、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６を第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２から取り外すことができる。これにより第１アーム３の先端側や第２アーム４の先端側を構成する第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６を補修したり、交換したりすることができる。

以上のような解体装置１によれば、次のような作用効果を得ることができる。
本実施形態の解体装置１では、解体対象物１２を挟み込む第１アーム３及び第２アーム４が第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２の先端側に着脱可能に設けられた第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６を有している。そのため解体作業において先端側に摩耗や損傷等が生じても、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６を第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２から取り外して肉盛りなどの補修や交換を容易に行うことができる。

これにより先端側のかみ合わせが良好な状態で第１アーム３及び第２アーム４を長期間良好な状態で使用することが可能である。例えば第１アーム３及び第２アーム４の先端側で解体対象物１２を容易に把持でき、また最先端部で細かい解体対象物１２などを容易に摘まむことができる。

解体対象物１２の大きさや硬さなどの性状や解体作業の内容等に応じて、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６を最適なものに交換して使用することができ、作用効率を向上することができる。

本実施形態の解体装置１では、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２と第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６とを接合するがボルト９１が、接合状態で第１アーム３及び第２アーム４の表面から突出しない状態で配置されている。そのため使用状態で第１アーム３及び第２アーム４の表面からボルト９１が突出することがない。これにより第１アーム３及び第２アーム４を動作させて解体作業を進める際、周囲の解体対象物１２にボルト９１が引掛かるようなことがなく、円滑に解体作業を進めることができる。

本実施形態の解体装置１では、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２と第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６とが複数のボルト９１を用いて複数の方向から接合されるので、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２に対して先端側の第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６が何れの方向にも強固に固定されている。そのため解体作業の際、解体重機１１の作業アーム１１１により第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２を様々な方向に移動させて第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６に種々の方向に力が作用しても、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２に対して第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６が緩んだり離脱したりすることを防止でき、耐久性を向上できる。

本実施形態の解体装置１では、第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２と第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６とが、接合状態で互いに係合する凹凸形状を有している。そのため第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２に対して第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６を位置合わせして接合できることができ、さらに第１アーム本体３２及び第２アーム本体４２に対して第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６が係合することでより強固に支持される。これにより解体作業の際に第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６の位置ずれや破損を防止できる。

本実施形態の解体装置１では、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６が解体対象物１２の把持及び破砕を行う機能部８０を有するので、一対の第１アーム３及び第２アーム４により解体対象物１２の把持及び破砕の機能を実行する際に摩耗や破損が生じ易い機能部８０を第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６により構成されている。そのため第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６の交換により長期間良好な状態で解体作業を実施し易い。

なお、上記実施形態は本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、一対の第１アーム３及び第２アーム４が勝手反対の対象形状の例を説明したが、第１アーム３と第２アーム４とが互いに異なる形状であってもよく、第１アタッチメント３６又は第２アタッチメント４６が第１アーム３又は第２アーム４の一方のみに設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６は解体対象物１２を挟み込むことで把持及び破砕の機能も実現できるものであったが、解体対象物１２の把持又は破砕の一方の機能を実現するものであってもよく、切断の機能を実現するものであてもよい。本発明では第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６は、解体対象物１２を挟み込むことで把持、破砕及び切断のうちの少なくとも一つの機能を実現できるものであれば何ら限定されない。

さらに、上記実施形態では、第１アタッチメント接合部３３及び第２アタッチメント接合部４３に、軸方向支持面３５ａ、外側方向支持面３５ｂ、先端方向支持面３５ｄ、基端方向支持面３５ｃをそれぞれ屈曲させて別々に、回動軸線方向及び回動軸線直交方向に沿って平面状に設けた例について説明した。しかしながら第１アタッチメント３６又は第２アタッチメント４６を支持する支持面３５の向きや形状は特に限定されない。例えば第１アタッチメント３６又は第２アタッチメント４６を複数の方向に支持する共通の曲面や傾斜面からなる支持面設けることは可能であり、全ての方向に支持する曲面状の支持面を設けることも可能である。

そして、上記実施形態では、第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６の機能部８０に凹凸部８１を設けたが、機能部８０の形状は目的とする機能に応じて適宜設定可能である。例えば第１アタッチメント３６及び第２アタッチメント４６により解体対象物１２を切断する場合には、凹凸部８１の代わりに長さ方向に延びる切断刃を設けることができる。

１解体装置
２取付部
３第１アーム（アーム）
３ａ基端部
３ｂ先端部
４第２アーム（アーム）
４ａ基端部
４ｂ先端部
１１解体重機
１２解体対象物
３２第１アーム本体
３５支持面（凹凸形状）
３６第１アタッチメント
３９被支持面（凹凸形状）
４２第２アーム本体
４６第２アタッチメント
８０機能部
９１ボルト
１１１作業アーム

Claims

解体対象物を挟み込むことが可能な一対のアームを備え、
前記アームは、
解体重機の作業アームに取り付けられるアーム本体と、
前記アーム本体の先端側に着脱可能に設けられるアタッチメントと、を有し、
前記アーム本体と前記アタッチメントとはボルトにより接合され、
前記アーム本体と前記アタッチメントとの接合状態において、前記ボルトは前記アームの表面から突出しない状態で配置され、
前記アーム本体と前記アタッチメントとが、複数の前記ボルトにより複数の方向から接合されていることを特徴とする解体装置。
前記アーム本体と前記アタッチメントとが、接合状態で互いに係合する凹凸形状を有している請求項１に記載の解体装置。
前記アタッチメントは、前記解体対象物の把持、破砕および切断のうちの少なくとも一つの機能を実現するための機能部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の解体装置。