JPH07285009A - 鋼材剪断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業機械の操縦席から剪断刃までの見通しが
良く、かつ鋼材のくわえ込みと剪断が確実な１ピボット
２シリンダ式の剪断機を具現することである。 【構成】 剪断機本体２ａの上下両側に、一対の顎開閉
用油圧シリンダ２８，３０を、剪断刃３６，３８，４
０，４２までの見通しの邪魔にならないように横向きに
配設する。剪断刃は、くわえた鋼材を逃がさないように
くの字状に屈曲させる。剪断刃の横開きを防止するた
め、剪断刃の中間点（屈曲点）より刃先側での上下剪断
刃の配置関係と、同刃元側での上下剪断刃の配置関係と
を、千鳥状に逆配置とした。さらに、剪断の終盤での鋼
材と剪断刃とのベタ当りを防止するため、剪断刃の中間
点に段差５２を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パワーショベルなど
の作業機械のアームの先端にアタッチメントとして装着
して、スクラップ解体現場などで鋼材を剪断するのに使
用する鋼材剪断機に係り、特に作業機械の操縦席から剪
断刃までの見通しをよくし、かつ、剪断刃自体の切れ味
も向上させた剪断機に関する。

【０００２】

【従来の技術】パワーショベルなどの作業機械のアーム
の先端にアタッチメントとして装着してスクラップ解体
現場などで鋼材切断用に使用される鋼材剪断機は広く使
用されており、その形式も多種多様である。一般的には
剪断刃を有する上顎と下顎が互いに開閉自在に剪断機本
体の先端部に支持されている。この支持位置を共通の１
ピボットにするか独立の２ピボットにするかは剪断機の
詳細用途により異なる。一般的に短い顎開閉ストローク
にするには１ピボット式が適しているが、広い顎開口を
得るには２ピボット式が適している。

【０００３】剪断機本体の基端側には通常２箇所のピン
結合穴が形成され、一方のピン穴と作業機械のアーム先
端のピン穴とを連結ピンで連結し、剪断機本体の他方の
ピン穴と作業機械のアームシリンダのピストンロッド先
端のピン穴とを（場合によってはリンクロッドを使用し
て）別の連結ピンで連結している。そしてアームシリン
ダの伸縮作動にて剪断機本体を上下方向に揺動させるよ
うにしている。

【０００４】剪断機本体には上下の顎を開閉作動するた
めのシリンダが配設されている。このシリンダは剪断機
の種類によって１本式のものと、２本式のものとがあ
る。１本式はピストンロッドの先端と上顎とを直接に連
結し下顎は固定顎とする。二本式は各ピストンロッドの
先端と上下の顎とを直接に連結する。

【０００５】従来公知の１ピボット２本式シリンダの剪
断機は、シリンダが縦配置、すなわち上下顎の開閉方向
ないし剪断方向と同方向に２本のシリンダが互いに一直
線をなすように剪断機本体の上下に突出する形で配設さ
れていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の１ピボット式の
剪断機は上下顎の相互距離が短いから、剪断機自体の上
下方向幅はもともと幅狭ないし薄型であるが、２本のシ
リンダが上下方向に突出する形で配設されているため、
これらシリンダが視界の邪魔になって作業機械の操縦席
から剪断刃までの見通しが悪く、剪断機の位置によって
は剪断作業の進行状況を目視確認するのが非常に困難な
状況がある。

【０００７】１ピボット式の長所は短い顎開閉ストロー
クにあるが、これは裏返せば欠点ともなる。すなわち、
顎開閉ストロークが短いと上下顎の剪断刃相互間に鋼材
をくわえた時に、剪断刃が先端側に向ってハの字状に広
角に開いた形になり、このまま上下顎を閉じていくと鋼
材が剪断刃の先端方向に滑ってしまうおそれがあるので
ある。

【０００８】本発明の目的は、作業機械の操縦席から剪
断刃までの見通しが良く、かつ鋼材のくわえ込みと剪断
が確実な１ピボット２シリンダ式の剪断機を具現するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、１ピボット式
剪断機の一旦くわえた鋼材が滑りやすいという欠点を解
消するために、上下顎の剪断刃を外側方向にくの字状に
屈曲させた。加えて、上下顎の横方向の逃げによる剪断
刃の横開きを防止するため、剪断刃の屈曲位置、すなわ
ち剪断刃の中間点を境として、刃先側と刃元側とで下部
側剪断刃と上部側剪断刃との配置関係を、剪断面を中心
として千鳥状に逆配置とした。また鋼材剪断の終盤にお
ける剪断刃中間点での鋼材の扁平化に伴う剪断刃とのベ
タ当りによる剪断圧低下を避けるため、上下の剪断刃の
中間点より刃元側の刃を少なくとも一箇所で開閉方向外
側にさらに傾斜させて、前記剪断刃の中間点に段差を形
成した。この段差には良好な剪断のため若干の隙間を形
成するのがよい。

【００１０】すなわち本発明は、特許請求の範囲に記載
のように、パワーショベルなどの作業機械のアーム先端
にアタッチメントとして装着可能な鋼材剪断機におい
て、剪断機本体の先端部に共通の一軸で枢支され互いに
交差開閉可能な下顎と上顎とにそれぞれ剪断刃を取付
け、前記剪断機本体の上下両側に隣接して２つの油圧シ
リンダを横向きに配設すると共に、前記２つの油圧シリ
ンダのピストンロッド先端を前記上顎と下顎の後部にそ
れぞれ枢支結合し、前記下顎と上顎の剪断刃の前後方向
中間点を開閉方向外側に折曲げ、前記中間点を境として
刃先側と刃元側とで前記下部側剪断刃と上部側剪断刃と
の配置関係を、剪断面を中心として千鳥状に逆配置と
し、前記上下の剪断刃の中間点より刃元側の刃を少なく
とも一箇所で開閉方向外側にさらに傾斜させて、前記剪
断刃の中間点に段差を形成したことを特徴とする鋼材剪
断機である。

【００１１】

【作用】剪断刃がくの字状だと一旦くわえた鋼材が外側
に逃げない。また剪断刃を千鳥状配置にしたことによ
り、剪断時に鋼材から受ける反力による剪断刃の横開き
が防止される。つまり、上下の剪断刃は鋼材からの反力
により横方向に相互に隙間を生ずるため一般に切れ味が
悪くなるのであるが、本発明の剪断機は剪断刃の中間点
を境として刃先側と刃元側とで横開きの力が逆方向にな
って互いに打ち消し合うから、鋼材からの横開き力がま
ったく作用しないのと同様の切れ味を生み出すことに成
功した。さらに、鋼材剪断の終盤においては剪断刃の中
間点において鋼材が扁平化し、通常は上下の剪断刃の端
部水平面、すなわち上剪断刃の中間点の下端水平面と、
下剪断刃の中間点の上端水平面に鋼材がベタ当りし、鋼
材と剪断刃との圧着面積が剪断の初期および中期に比べ
て極端に増大し、顎駆動シリンダに大きな負荷がかかっ
て切れ味が極端に悪くなり、最後まで剪断しきれないこ
とも多々ある。しかし、本発明の剪断機は剪断刃の中間
点において前述の段差を設けているので、剪断終盤にお
いて鋼材が扁平化しても、刃先から中間点に向う前側剪
断の進行の方が、刃元から中間点に向う後側剪断の進行
よりも早く、従って剪断刃中間点への前側剪断と後側剪
断の到達終了時点が相前後し、かつ中間点の段差によ
り、扁平化鋼材が中間点をまたいだ広い領域で剪断刃に
ベタ当りすることがないから、剪断終盤においても剪断
初期と中期に勝るとも劣らない切れ味を発揮し、鋼材を
最後まで確実に剪断する。これは、パワーの小さな顎駆
動シリンダでも分厚く硬い鋼材を楽々剪断できることを
意味する。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図に基づき説明す
る。図１および図２は、本発明の鋼材剪断機２をアーム
１６先端に装着したパワーショベル６（作業機械）の側
面図である。パワーショベル６は左右一対のクローラ８
と、運転席１０付きの旋回台１２と、旋回台１２に上下
方向に揺動可能に配設されたブーム１４と、ブーム１４
の先端に上下方向に揺動可能に接続されたアーム１６を
有する。ブーム１４は第１油圧シリンダ１８によって駆
動され、アーム１６は第２油圧シリンダ２０によって駆
動される。またアーム１６に沿って配設された第３油圧
シリンダ２２によってアーム１６先端に取付けられる各
種アタッチメントが上下方向に揺動駆動されるようにな
っている。この実施例ではアタッチメントとしてバケッ
トの代わりに剪断機２が取付けられている。この剪断機
２の本体２ａの後部がアーム１６の先端にピンＰ１結合
され、この結合位置から少し離れた所に第３シリンダ２
２のピストンロッド２２ａ先端がリンク板２４を介して
同様にピンＰ２結合されている。ピストンロッド２２ａ
とリンク板２４の連結位置に、アーム１６先端部からや
や基端部寄りの位置にピンＰ３結合された支え板２６の
一端が共軸的にピンＰ４結合されている。

【００１３】剪断機２は図３に示すように、剪断機本体
２ａと、上下一対の開閉用油圧シリンダ２８，３０と、
上下一対の顎３２，３４と、顎３２，３４に固定された
剪断刃３６，３８，４０，４２とで構成されている。な
お、剪断機本体２ａの後部には油圧モータによる３６０
°旋回機構４４が組込まれており、剪断機２が図３で矢
印方向において旋回自在に構成されている。

【００１４】剪断機本体２ａは、表裏一対の鉄板４７を
所定の相互間隙間をあけた状態で箱型に構成したもの
で、鉄板の中央には剪断機本体２ａの内部を点検するた
めの点検窓４６が形成されている。上顎３２と下顎３４
は相互に対称形をなし、剪断機本体２ａの先端部に一つ
の共通支軸４８によって互いに交差開閉自在に支持され
ている（１ピボット式）。また上顎３２と下顎３４の後
部は、油圧シリンダ２８，３０によって剪断機本体２ａ
の基部に配設されたブラケット５０と連結されている。
すなわち油圧シリンダ２８，３０の本体２８ａ，３０ａ
がピンＰ５によってブラケット５０に連結され、ピスト
ンロッド２８ｂ，３０ｂの先端部がピンＰ６によって上
下顎３２，３４の後部に連結されている。

【００１５】上下顎３２，３４の互いに向き合う部分は
千鳥形くの字状に成形されている。このくの字状を成す
部分に上下各２つの剪断刃３６，３８，４０，４２がボ
ルト（図示せず）にて交換可能に取付けられている。こ
れら剪断刃３６，３８，４０，４２は、上側の剪断刃３
６，３８については、図３で左側の剪断刃３６が手前で
右側の剪断刃３８が向う側、下側の剪断刃については、
右側の剪断刃４２が手前側で左側の剪断刃４０が向う側
という配置になっている。すなわち、上下の剪断刃３
６，３８，４０，４２の各中間点（くの字状の屈曲点）
を境として、この中間点よりも刃先側での剪断刃３６，
４０の前後配置関係と、中間点よりも刃元側での剪断刃
３８，４２の前後配置関係が完全に逆転しているのであ
る。特許請求の範囲の「千鳥状に逆配置」というのはこ
のような配置関係をいう。この様子は、図４（Ａ）
（Ｂ）および図５（Ａ）（Ｂ）を見るとさらによく理解
できる。同図には上下の剪断刃３６，３８，４０，４２
を略図的に示している。図４（Ａ）は顎３２，３４を開
いた時の状態、図４（Ｂ）は顎３２，３４を閉じた時の
状態である。各剪断刃３６，３８，４０，４２は長い直
方体形状をしている。斜線を付けている方は手前側の剪
断刃３６，４２であり、白地のままの方は向う側の剪断
刃３８，４０である。この表し方は図５でも同様であ
る。

【００１６】図６に示すように、上の剪断刃３６，３８
および下の剪断刃４０，４２は、顎３２，３４の開閉方
向外側にくの字状に屈曲した形を呈するように角度を付
けられている上、刃元側の剪断刃３８，４２の前端部
が、刃先側の剪断刃３６，４０の後端部よりも顎３２，
３４の開閉方向外側に少し変位している。このため刃先
と刃元の剪断刃３６，３８，４０，４２の後端部と前端
部との間に段差５２が形成されている。この段差５２は
刃先側に向って一段上がる（上の剪断刃にあっては一段
下がる）段差である。段差には、剪断刃の前後端間で若
干の隙間を形成しておく。この方が剪断がスムーズにな
ることが実験の結果確認された。

【００１７】本発明の鋼材剪断機２は以上のように構成
されている。鋼材を剪断するときは、図３ないし図４
（Ａ）のように上下の顎３２，３４ないし剪断刃３６，
３８，４０，４２を開き、上下剪断刃の間に鋼材を入れ
て、油圧シリンダ２８，３０のピストンロッド２８ｂ，
３０ｂを伸長させて図５（Ａ）（Ｂ）のように剪断刃３
６，３８，４０，４２を閉じる。鋼材をくわえる時に顎
３２，３４の開口と鋼材の長手方向とが角度的にずれて
いるときは、旋回機構４４により鋼材をくわえやすい角
度に剪断機２を回動させる。これらの操作は、運転席１
０から剪断刃３６，３８，４０，４２が直接見通せるの
で非常に容易である。この見通しの良さは、油圧シリン
ダ２８，３０を剪断機本体２ａの上下両側に隣接して横
向き配置した関係で、運転席１０から剪断刃３６，３
８，４０，４２周囲を目視確認する時に油圧シリンダ２
８，３０がまったく邪魔にならないからである。

【００１８】次に鋼材の剪断作用を詳しく説明する。図
５（Ａ）は丸鋼棒５４を剪断する時の状態、図５（Ｂ）
は鋼板５６を剪断する時の状態を示している。丸鋼棒５
４の場合は剪断の終盤になっても極端な扁平化は起こり
にくい反面、丸鋼棒５４が剪断刃３６，３８，４０，４
２の刃先方向に滑って逃げやすいという傾向が従来の剪
断機ではあったが、本発明の剪断機２では剪断刃３６，
３８，４０，４２がくの字状であるし剪断刃３６，３
８，４０，４２の中間に段差があるので、表面が滑らか
な丸鋼棒５４でも一旦くわえ込むと滑って逃げることが
ない。鋼板５６の場合は丸鋼棒５４と違い剪断の終盤で
の扁平化が常態的に起こる。通常の剪断機２では刃先側
から中間点に向って進行する剪断と、刃元側から中間点
に向って進行する剪断の終了時点が同時であるため、中
間点をまたぐ広い領域において扁平化された鋼板５６が
剪断刃の上下端面にベタ当りして油圧シリンダ２８，３
０の急激なパワーロスを生じる。つまり剪断の初期と中
期では刃先側および刃元側で剪断が進行する部分では、
ほとんど点といえるほどの領域で鋼板５６が剪断刃と圧
接しているため油圧シリンダ２８，３０の力が集中的か
つ効果的に鋼板５６に作用して良好な切れ味が得られる
のに対し、剪断の終盤に至ると前述のように鋼板５６と
剪断刃３６，３８，４０，４２とのベタ当りにより油圧
シリンダ２８，３０の力がベタ当り面積に拡散されて肝
心の剪断進行箇所にはごく一部の剪断パワーしか作用さ
せ得ない状況となるのである。この点、本発明の剪断機
２では図５（Ｂ）から理解されるように刃先側から中間
点に至る剪断が先に終了し（図５（Ｂ）はちょうどこの
時点を示している。）、その後に刃元側から中間点に至
る剪断が終了する（図５（Ｂ）で剪断刃がさらに閉じた
段階）から、鋼板５６の扁平化に対しても前述したよう
に中間点をまたぐ形での広範囲なベタ当りが起きず、最
後まで油圧シリンダ２８，３０のパワーを剪断箇所に集
中的かつ効果的に作用させることができる。

【００１９】一方、鋼材が厚い場合や硬い場合は剪断刃
３６，３８，４０，４２に対して横逃げ方向の力が作用
して切れ味が低下する傾向にあるが、本発明の剪断機２
では刃先側と刃元側とでこの横逃げ力を相殺しているの
で、厚く硬い鋼材でも剪断刃の横逃げを起こすことなく
良好な切れ味を発揮する。

【００２０】以上、本発明の一実施例につき説明した
が、本発明は前記実施例に限定されることなく種々の変
形が可能である。例えば前記実施例では剪断刃の屈曲箇
所および段差を一箇所としたが、２箇所以上に同様の屈
曲箇所および段差を形成してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は前述のごとく、１ピボット２シ
リンダ式の剪断機において、剪断機本体の両側にシリン
ダを横向き配置したので、作業機械の運転席から剪断機
の剪断刃を直接見通すことができる。これにより鋼材を
剪断刃相互間にくわえる操作が目視確認により容易にで
きる。

【００２２】また本発明は剪断刃をいわゆるくの字状に
屈曲させているので、１ピボット式ではあるが一旦くわ
えた鋼材を逃がさない。また剪断刃の中間点を境として
刃先側と刃元側とで下部側剪断刃と上部側剪断刃との配
置を剪断面を中心として千鳥状に逆配置としたことによ
り剪断刃の横逃げが防止される。また上下の剪断刃の中
間点より刃元側の刃を少なくとも一箇所で開閉方向外側
にさらに傾斜させて、前記剪断刃の中間点に段差を形成
したことにより、剪断終盤での鋼材、特に扁平化した鋼
板が中間点をまたぐ広い領域で剪断刃とベタ当りするの
が防止される。従って顎開閉用シリンダのパワーを剪断
の最後まで鋼材に集中的、効率的に作用させることがで
き、良好な切れ味を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】作業時のパワーショベルの側面図。

【図２】収納時のパワーショベルの側面図。

【図３】剪断機の側面図。

【図４】（Ａ）は剪断刃の斜視図、（Ｂ）は剪断刃の側
面図。

【図５】（Ａ）は丸鋼棒５４剪断時の剪断刃の側面図、
（Ｂ）は鋼板５６剪断時の剪断刃の側面図。

【図６】剪断刃の側面図。

【符号の説明】

２ 鋼材剪断機 ２ａ 鋼材剪断機の本体 ６ パワーショベル（作業機械） ８ クローラ １０ 運転席 １２ 旋回台 １４ ブーム １６ アーム １８ 第１油圧シリンダ ２０ 第２油圧シリンダ ２２ 第３油圧シリンダ ２４ リンク板 ２６ 支え板 ２８，３０ 開閉用油圧シリンダ ３２ 上顎 ３４ 下顎 ３６，３８，４０，４２ 剪断刃 ４４ 旋回機構 ４８ 共通支軸 ５０ ブラケット ５２ 段差 ５４ 丸鋼棒 ５６ 鋼板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パワーショベルなどの作業機械のアーム先
   端にアタッチメントとして装着可能な鋼材剪断機におい
   て、 剪断機本体の先端部に共通の一軸で枢支され互いに交差
   開閉可能な上顎と下顎とにそれぞれ剪断刃を取付け、 前記剪断機本体の上下両側に隣接して２つの油圧シリン
   ダを横向きに配設すると共に、前記２つの油圧シリンダ
   のピストンロッド先端を前記上顎と下顎の後部にそれぞ
   れ枢支結合し、 前記上顎と下顎の剪断刃の前後方向中間点を開閉方向外
   側に折曲げ、前記中間点を境として刃先側と刃元側とで
   前記上部側剪断刃と下部側剪断刃との配置関係を、剪断
   面を中心として千鳥状に逆配置とし、 前記上下の剪断刃の中間点より刃元側の刃を少なくとも
   一箇所で開閉方向外側にさらに傾斜させて、前記剪断刃
   の中間点に段差を形成したことを特徴とする鋼材剪断
   機。
2. 【請求項２】前記上部側剪断刃と下部側剪断刃の段差部
   分に、隙間を形成したことを特徴とする鋼材剪断機。