JPH0760140A - アスファルトなど軟質物用ジョークラッシャー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】固定歯に対する可動歯の相対的運動を変更する
ことにより、アスファルトなど軟質物を潰さずに好まし
い大きさのものに破砕をする。 【構成】固定歯１６と、揺動するスイングジョー８と、
可動歯１５と、トッグルプレートからなるジョークラッ
シャーにおいて、ほぼ円弧状軌跡の下端点と上端点とを
結ぶ直線と前記固定歯１６との相対角度が２０度以上で
あること、前記下端点と上端点との間の距離が５０ｍｍ
以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アスファルトなど軟質
物用ジョークラッシャーに関し、特に、アスファルト舗
装の廃棄物など粘性がある軟質物を破砕するのに好適な
アスファルトなど軟質物用ジョークラッシャーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】岩石、アスファルト舗装廃棄物、コンク
リートガラなどを所望の大きさに破砕する破砕機として
ジョークラッシャーが知られ使用されている。近年、コ
ンクリート建物の解体、アスファルト舗装道路の補修な
どで大量のアスファルト舗装廃棄物、コンクリートガラ
などが生み出されている。とりわけ、大都市地域でのこ
れらの廃棄物処理は、処理時の騒音・粉塵の発生、投棄
処理のための場所の確保の困難性、廃材運搬コスト高な
どの諸点から社会問題にもなっている。したがって、可
能な限りこれらの廃棄物は、排出現場またはその近距離
位置でスピーディに処理しかつそれを再生利用すること
が望ましい。

【０００３】岩石など硬質物を効率よく望ましい大きさ
の物に破砕することができる従来のジョークラッシャー
を用いて、アスファルト舗装廃棄物を骨材などとして再
利用できる粒度の物に排出現場で破砕することができれ
ばよいが、岩石など硬質物を破砕するために開発されて
きた開発歴史を持つ従来のジョークラッシャーをそのま
まアスファルト舗装廃棄物の破砕のために用いると、潰
れてしまったり粘着化して、可動歯、固定歯に付着し、
両歯が形成するＶ字状破砕空間から下方に落下しないと
いった現象が生じる。このように破砕機能がなくなって
しまうだけでなく、アスファルト舗装廃棄物の再利用の
ための望ましい破砕はほとんど不可能に近い。現在はや
むなく、従来のジョークラッシャーをそのまま用いてお
り、アスファルト舗装廃棄物の再利用は考えていない。

【０００４】ところで、岩石破砕用のジョークラッシャ
ーにも、岩石の種類、破砕粒度にあわせた最適の機種が
いろいろにある。このようないろいろの機種を用いてア
スファルト舗装廃棄物の破砕を行ってみると、アスファ
ルト舗装廃棄物の破砕のためには従来のジョークラッシ
ャーをどのように改良すればよいか１つの傾向がみられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述のよう
な技術的背景のもとになされたものであり、下記目的を
達成する。

【０００６】この発明の目的は、固定歯に対する可動歯
の相対的運動を変更することにより、アスファルトなど
軟質物を潰さず粘着させずに好ましい大きさのものに破
砕をすることができるアスファルトなど軟質物用ジョー
クラッシャーを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するため、次の手段を採る。

【０００８】この発明のアスファルトなど軟質物用ジョ
ークラッシャーは、本体（１）と、前記本体（１）に固
定された固定歯（１６）と、前記固定歯（１６）に対し
て揺動するスイングジョー（８）と、前記固定歯（１
６）に対して鋭角に設定され被破砕物を破砕するための
破砕空間を前記固定歯（１６）との間に形成するように
前記スイングジョー（８）に固定された可動歯（１５）
と、前記本体（１）に設けられ前記スイングジョー
（８）の上方部を揺動可能に支持し偏心して回転する偏
心回転軸（７）と、前記本体（１）及び前記スイングジ
ョー（８）に対して揺動可能に前記本体（１）と前記ス
イングジョー（８）との間に介設された揺動支持部材
（１０）と、からなるジョークラシャーにおいて、ほぼ
円弧状の軌跡上にある前記可動歯（１５）の下端部の運
動が下記条件（Ｕ１），（Ｕ２）、（Ｕ１）ほぼ円弧状
軌跡の下端点と上端点とを結ぶ直線と前記固定歯（１
６）との相対角度が２０度以上であること、（Ｕ２）前
記下端点と上端点との間の距離が５０ｍｍ以上であるこ
と、を満たしていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】この発明のアスファルトなど軟質物用ジョーク
ラッシャーは、可動歯１５の先端部が円弧状軌跡を描い
て運動する。この円弧状軌跡の下端点から上端点までほ
ぼ直線状に運動する。この直線状軌跡の角度は、固定歯
に対して２０度以上である。また、この運動のストロー
クは５０ｍｍ以上である。このような運動により、被破
砕物は両歯の間に強く挟まれ押さえつけられ、また、被
破砕物は押さえつけられたまません断力を受け、潰され
ることなく塊に破砕される。このため、両歯に粘着して
付着してしまい破砕が不可能な状態に陥ることはない。

【００１０】

【実施例】

（実施例１）次に、本発明の実施例を説明する。図１、
図２は、本発明のアスファルトなど軟質物用ジョークラ
ッシャーの実施例１を示し、図１は正面図、図２は平面
図である。図は、シングルトッグル形ジョークラッシャ
ー（以下、ジョークラッシャーという）と呼ばれている
破砕機を示している。ジョークラッシャーの本体１は鋼
板製であり、本体１に２体の軸受２が設けられている。
軸受２に回転駆動軸３が支持されている。回転駆動軸３
の一端に駆動用プーリ４が取り付けられている。駆動用
プーリ４の外周には複数条のＶベルト溝５が設けられて
いる。駆動用プーリ４のＶベルト溝５と図示しない駆動
用モータの出力軸に取り付けられたプーリの複数条のＶ
ベルト溝との間に、Ｖベルトが掛けられる。

【００１１】回転駆動軸３の他端にフライホイール６が
取り付けられている。前記回転駆動軸３と１体に回転す
る回転体（図示せず）に偏心して偏心回転軸７が設けら
れている。偏心回転軸７に回転自在にスイングジョー８
の上端部が取り付けられ支持されている。スイングジョ
ー８の下端部の後部（図１で左部）に窪み８ａが設けら
れている。本体１に固定したプレート受け９にも窪み９
ａが設けられ、スイングジョー８の窪み８ａとプレート
受け９の窪み９ａとの間に、揺動支持部材としてトッグ
ルプレート１０が介設されている。

【００１２】スイングジョー８の下端に回転自在に引き
棒１１が取り付けられている。引き棒１１の後端の鍔１
２と引き棒１１を貫通させるように本体１に固定されて
いるバネ受け１３との間に圧縮コイルスプリング１４が
介設されている。

【００１３】スイングジョー８の前面に平板状の可動歯
１５が固定され設けられている。可動歯１５に対面して
平板状の固定歯１６が本体１の内部の少し傾斜した壁面
に固定され設けられている。可動歯１５に対して鋭角に
固定歯１６が設定され、被破砕物を破砕するための断面
Ｖ字状の破砕空間が形成されている。

【００１４】（実施例１の動作）次に、前記実施例１の
動作を説明する。回転駆動軸３を駆動しフライホイール
６にエネルギーを蓄える。トッグルプレート１０に支持
されたスイングジョー８はトッグルプレート１０に拘束
された揺動運動をする。スイングジョー８は圧縮コイル
スプリング１４に引かれているので、トッグルプレート
１０はスイングジョー８とプレート受け９から離れるこ
とはない。従って、トッグルプレート１０とスイングジ
ョー８の窪み８ａとが接する転動点（近似的に１点）
は、トッグルプレート１０とプレート受け９の窪み９ａ
とが接する転動点（近似的に１点）を中心として回転運
動をする。

【００１５】図３は、可動歯１５の端点の運動を解析す
るための直交座標系（ｘ，ｙ）を示している。原点Ｏは
回転駆動軸３の軸心位置を、点Ｐ（Ｄ，０）はトッグル
プレート１０とプレート受け９の窪み９ａとが接する転
動点を示し、点Ｑ（Ｘ，Ｙ）はトッグルプレート１０と
スイングジョー８の窪み８ａとが接する転動点を示し、
点Ｒ（ｘ，ｙ）は可動歯１５のある特定の端点を示して
いる。偏心回転軸７の周辺近傍におけるスイングジョー
８上の１点Ｕの偏心量を単位長さにとり、１（例えば１
０ｍｍとする）とする。この１点Ｕは、図１で、原点Ｏ
を中心とする半径１の円上にある。したがって、点Ｕの
座標は、

【００１６】

【数１】 で定められ、ｔ＝ｃｏｓ（Ｚ）で、角度Ｚは零ラジアン
から６．２８ラジアンまでの連続数である。点Ｑは点Ｐ
を中心とし半径Ｒの円上にあるので、点Ｑの座標Ｘ，Ｙ
は、次式（１）を満たす。

【００１７】

【数２】 点Ｕと点Ｑはともにスイングジョー８上の固定点である
ので、点Ｕと点Ｑとの間の距離は一定であり、長さをＬ
とする。ピタゴラスの定理（３平方の定理）から次式
（２）が得られる。

【００１８】

【数３】 点Ｒと点Ｑはともにスイングジョー８上の固定点である
ので、点Ｒと点Ｑとの間の距離は一定であり、長さをｓ
とする。ピタゴラスの定理から次式（３）が得られる。

【００１９】

【数４】 点Ｒと点Ｑを結ぶ直線の傾き角度をＦとすると、直線Ｒ
Ｑの傾きはｔａｎ（Ｆ）であり、この直線は点Ｒ（ｘ，
ｙ）を通るので、直線ＲＱの方程式は、次式（４）で表
される。

【００２０】

【数５】 角ＵＱＲ＝Ｇ、角ＱＵＷ（点Ｗは図に示す）＝Ｋ、とす
ると次式（５）が得られる。

【００２１】

【数６】 ｔａｎ（Ｆ）＝（ｓｉｎ（Ｆ））／（ｃｏｓ（Ｆ））を
計算すると、次式（６）が得られる。

【００２２】

【数７】 式（３，４）より、

【００２３】

【数８】 この式（７）から、

【００２４】

【数９】 式（１，２）から座標（Ｘ，Ｙ）を求めると、

【００２５】

【数１０】 ただし、Ａ，Ｂは次式（１０−１，２）で定義される。

【００２６】

【数１１】 ｔａｎ（Ｆ）＝ｔａｎ（Ｇ−Ｋ）＝ｔａｎ（Ｇ）−ｔａ
ｎ（Ｋ）／（１＋ｔａｎ（Ｇ）・ｔａｎ（Ｋ））である
ので、この関係と式（６）とから、ｔａｎ（Ｆ）を求め
ると、

【００２７】

【数１２】 このｔａｎ（Ｆ）と式（１０−１，２）を式（９−１，
２）に代入したものを（８−１，２）式に代入すると、
可動歯１５の先端点Ｒの座標（ｘ，ｙ）が、定数であ
る、角度Ｇ、長さＲ、長さＬ、長さｓと、変数ｔとで表
され、変数は１つだけである。ｘとｙとの関数関係は容
易には求められないが、ｘとｙは変数ｔ（＝ｃｏｓ
（Ｚ））のみで表されるので、Ｚについて零ラジアンか
ら６．２８ラジアンまでたとえば１００分割した値を代
入して得た（ｘ，ｙ）をプロットすることにより、先端
点Ｒの概略の運動軌跡を見ることができる（ただし、上
式の正負記号は複合同順ではない）。

【００２８】図３中の点Ｒの軌跡は、Ｇ＝１０５度、Ｄ
＝６８．３、Ｌ＝１０２．０、Ｒ＝５６．０、ｓ＝３
５．２、偏心距離は１０ｍｍとしたときのものである。
点Ｒに座標系（ｘ，ｙ）を平行移動し点Ｒを原点とする
座標系（ｘ’，ｙ’）により、前記分割を１０分割とし
てプリントアウトすると、次の通りである（ただし、４
分の１、すなわち、９０度分のみ）。

【００２９】 ｘ’ ｙ’ ０ ０ １．２ ０．６ ２．５ １．２ ４．１ １．８ ５．９ ２．３ ７．７ ２．８ ９．８ ３．２ １２．０ ３．７ １４．３ ４．２ １６．７ ４．５ １９．７ ４．８ 分割数を多くして運動を細かくみると、円弧状軌跡の両
端部で遅く中間部で速いことがわかる。このような軌跡
は近似的には円弧状である（特公昭３６−２６４１）
が、子細に見ると往復で違いがある履歴を有し、楕円形
状から三日月形状に近づく中間的な形状になっている。
両端点は先鋭である。

【００３０】図４は、従来型比較機種と本発明実験機と
を比較するための実験結果を示している。可動歯１５の
特定の端点（図３中のＲ）が運動するときの下端点と上
端点の２点間の弦月状の運動を直線で近似して表したも
のである。縦軸は鉛直方向を示し、横軸は水平方向を示
している。図３と対照するため図４中に座標系（ｘ’，
ｙ’）を記入してある。偏心量などのパラメータが異な
る５機種に関するデータが、線Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ ，
Ｌ₄ ，Ｌ₅ で示されている。

【００３１】線Ｌ₂ 〜線Ｌ₅ は従来機種について示して
いる。線Ｌ₁ で示される実験は、偏心距離が１６ｍｍの
もので、運動ストロークが比較的に長く６４ｍｍであ
り、かつ、可動歯１５の歯先が固定歯１６に向かう角度
が比較的に大きく２０度である場合について示してい
る。線Ｌ₂ で示される実験は、運動ストロークがそれほ
ど長くなく（４２ｍｍ）、かつ、可動歯１５の固定歯１
６に向かう角度が比較的に小さい（１８．５度）場合を
示している。線Ｌ₃ で示される実験は、運動ストローク
が短く（３０ｍｍ）、かつ、可動歯１５の固定歯１６に
向かう角度が比較的に小さい（１８度）場合を示してい
る。線Ｌ₄ で示される実験は、運動ストロークはそれほ
ど大きくはない（４９．５ｍｍ）が、可動歯１５の固定
歯１６に向かう角度がかなり大きい（２３度）場合を示
している。線Ｌ₅ で示される実験は、運動ストロークが
かなり大きいが（６１ｍｍ）、可動歯１５の固定歯１６
に向かう角度が比較的に小さい（１８．５度）場合を示
している。

【００３２】図５は、相対角度（可動歯１５の先端点が
固定歯１６に向かう角度）を縦軸に、ストローク（可動
歯１５の先端点が運動する下限点から上端点までの間の
直線距離）を横軸にとって、前記５例について表したも
のである。本発明例は、ストロークが５０ｍｍ以上、相
対角度が２０度以上の領域にあるが、他の４例は全て前
記領域にはない。この領域を以下本発明領域という。

【００３３】実験結果では、本発明領域以外の領域にあ
るジョークラッシャーでアスファルトの破砕を行おうと
すると、アスファルトは粒状に破砕されずにすりつぶさ
れてしまうか、可動歯１５、固定歯１６に粘着し、動作
不能に陥る。これに対して、本発明領域にある実験機で
は、アスファルトは骨材として再利用できる状態に粒状
に破砕され、粘着性はほとんど見られない。５例の実験
結果を見ると、相対角度が大きい場合に、アスファルト
の破砕性能がよく、ストロークが大きい場合に破砕性能
がよい傾向が明らかに見られるが、相対角度がおおきい
だけであるとか、ストロークが大きいだけである場合に
は、破砕性能は悪い。

【００３４】実験結果から、アスファルトについて破砕
性能は、次の条件（Ｕ１），（Ｕ２）が満たされるとき
に、優れていることがわかった。

【００３５】（Ｕ１）ほぼ円弧状軌跡の下端点と上端点
とを結ぶ直線と前記固定歯（１６）との相対角度が２０
度以上であること、（Ｕ２）前記下端点と上端点との間
の距離が５０ｍｍ以上であること。

【００３６】このことは、次のように推定される。相対
角度の大きい運動（Ｕ１）により破砕に必要なエネルギ
ーがアスファルトに蓄えられる。硬いものはそのエネル
ギーで破砕されるが、破砕に無理が生じる。軟質物では
破砕に無理が生じにくい。次に、大きいストロークの運
動（Ｕ２）により、アスファルトの固定歯１６側と可動
歯１５側とに相対的ずれの大きい力が働く。この力でア
スファルトのせん断が起こる、と推定される。

【００３７】またこの推定の正しさは、アスファルトの
他に、柔らかい岩石（たとえば風化が進んだ岩石）につ
いての実験でも示された。なお、ストロークの上限、相
対角度の上限、両上限の相関は、原動機のパワー、機体
の強度、機体のサイズなどの設計上の制約を受ける。

【００３８】

【発明の効果】この発明によると、次の効果が奏され
る。軟質物の再利用を目的とする破砕のために、パラメ
ータを変えるだけで従来のジョークラッシャーを転用で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のアスファルトなど軟質物用ジ
ョークラッシャーの実施例１を示し、正面図である。

【図２】図２は、図１の平面図である。

【図３】図３は、座標図である。

【図４】図４は、グラフである。

【図５】図５は、グラフである。

【符号の説明】

１…本体 ３…回転駆動軸 ４…駆動用プーリ ６…フライホイール ７…偏心回転軸 ８…スイングジョー １０…トッグルプレート １５…可動歯 １６…固定歯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体（１）と、 前記本体（１）に固定された固定歯（１６）と、 前記固定歯（１６）に対して揺動するスイングジョー
   （８）と、 前記固定歯（１６）に対して鋭角に設定され被破砕物を
   破砕するための破砕空間を前記固定歯（１６）との間に
   形成するように前記スイングジョー（８）に固定された
   可動歯（１５）と、 前記本体（１）に設けられ前記スイングジョー（８）の
   上方部を揺動可能に支持し偏心して回転する偏心回転軸
   （７）と、 前記本体（１）及び前記スイングジョー（８）に対して
   揺動可能に前記本体（１）と前記スイングジョー（８）
   との間に介設された揺動支持部材（１０）と、 からなるジョークラシャーにおいて、 ほぼ円弧状の軌跡上にある前記可動歯（１５）の下端部
   の運動が下記条件（Ｕ１），（Ｕ２）、 （Ｕ１）ほぼ円弧状軌跡の下端点と上端点とを結ぶ直線
   と前記固定歯（１６）との相対角度が２０度以上である
   こと、 （Ｕ２）前記下端点と上端点との間の距離が５０ｍｍ以
   上であること、 を満たしていることを特徴とするアスファルトなど軟質
   物用ジョークラッシャー。