JPH11505772A - 鋼構造体用剪断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ヘビーデューティ剪断機は、開き位置と閉じ位置との間で相互に相対運動自在に内端部近くでピボットピン（１４）により回動可能に結合された第１と第２の長形のジョー（１６，１８）を有し、これらジョーは対向する加工面を備える。第２ジョーの加工面は凹部（３８）を有し、そして両ジョーが閉じ位置へ動かされる時、第１ジョーの加工面がその凹部の中へ入っていく。各ジョーは、その加工面の両側部に沿って延在する一対の側部切断部材と、ジョーの外端部近くでそれら両側部切断部材の横断方向に延在する端部切断部材を備える。第１ジョーの両側部切断部材はそれぞれ、約１２０〜１６０度の挟角で交差する内部分と外部分で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 鋼構造体用剪断機 技術分野 本発明は、船舶、貯蔵タンク、ビーム、及びプレートを含む鋼及びその他の金 属の構造要素に適用される、バックホー又はそれと同様な装置のブーム構造体と 液圧システムとに取付けられるヘビーデューティ剪断機（heavy-duty shear）に 関する。 ヘビーデューティ剪断機は、金属プレート、貯蔵タンク、及び、Ｉビーム、重 量鋼管、及びガーダのような様々な構造金属部材を再利用するためのスクラップ に切断するのに用いられる。 背景技術 特に金属プレートを切断するために設計されたヘビーデューティ剪断機の実例 がスミスの米国特許第５，１９７，１９３号に記載されている。この型式のプレ ート切断剪断機は、矩形状に配置された刃先をもった上部ジョーと下部ジョーを 備え、これによって剪断機は矩形のスクラップ切取り片を作る。上部ジョーの縦 方向の両側の切断要素は凸に湾曲した形状にされ、これによりそれら上部切断要 素の刃先は常に、下部ジョーの直線形の縦方向切断要素の刃先に対して一定の切 断角度を保持するようにされている。 スミスのヘビーデューティ剪断機は従来技術のプレート剪断装置に対し多くの 利点をもっているものであるが、上部ジョーの凸形の切断要素は閉じていく両ジ ョーからプレートを離す方向へ押しやる傾向をもっている。このプレートをジョ ーから押しやる傾向は、プレートの動きが、解体されるより大きな静止した構造 体の一部でない時には、問題になる。 さらに、スミスの剪断機の上部ジョーの凸形切断要素は、Ｉビーム、重量鋼管 、及びガーダのような構造部材の取扱いと処理には有効でない。これら部材をつ かむかわりに、凸形の上部ジョーは部材を確実に把持又は剪断する前にジョーか ら離す方向へ押しやる傾向がある。 あいにく、用途に関しても、スミスのそれのようなヘビーデューティ剪断機は 、プレートと構造部材との両者を効果的に取扱う、又はプレートと構造部材との 両者を効果的に切断できるような充分な融通性を殆んどもっておらず、切断され たスクラップを過大に歪めたものにする。そのような歪んだスクラップは堅く締 付けて高密度の重い荷物の形に包装することができず、鋳造所でより高密度の材 料と混合しなければならないので、スクラップの価値は低くなる。船舶、貯蔵タ ンク、海上石油プラットフォーム、トレーラ、及び航空機のような大型構造体で は金属のプレートと構造部材との両者が広く使用されているから、それら金属の プレートと構造部材との両者を共に効果的に取扱い、そして効果的に切断するこ とのできる多目的のヘビーデューティ剪断機が必要とされている。 本発明の目的は、Ｉビーム、管、及びタンクのような金属の構造部材と金属の プレートとの両者を効果的に切断するための新規な多目的ヘビーデューティ剪断 機を提供することである。 Ｉビームや管のような金属の構造部材とプレートとの両者を効果的に取扱い、 処理するためのヘビーデューティ剪断機を提供することが目的でもある。 他の目的は、バックホー又は同様な装置のブーム構造体と液圧システムとに容 易に取付けられる、鋼又はアルミニウムの構造体を切断するためのヘビーデュー ティ剪断機を提供することである。 発明の開示 上記及び関連の諸目的は、開き位置と閉じ位置との間で相互に対して相対運動 自在に内端近くで回動可能に結合された第１及び第２の長形のジョーを備えるヘ ビーデューティ剪断機によって達せられる。第１及び第２ジョーは相互に対向す る加工面(working faces)を有し、その第２ジョーの加工面は凹部を備え、そし て第１ジョーの加工面は、２つのジョーが閉じ位置へ動かされる時、第２ジョー のその凹部の中へ入っていき協働する寸法と形状にされている。加工面は両側部 と外端部を有し、そしてジョーはそれぞれ、加工面の両側部に沿って縦方向に延 在する一対の横方向に離間した両側部切断部材を備え、そして第１ジョーのそれ ら側部切断部材はそれぞれ、ある角度で交差する内部分と外部分を有する。各々 のジョーは又、ジョーの外端部で両側部切断部材の間に横方向に延在する端部切 断部材を備える。両ジョーが閉じ位置へ動かされる時、両側部切断部材及び端部 切断部材はそれぞれに協働して剪断作業を行う。 一般的に、第２ジョーは固定の下部ジョーであり、そしてバックホー等のブー ム構造体に取付けるための装架部分を備え、又第１ジョーは可動の上部ジョーで あり、そしてバックホーの液圧システムに取付けるための装備を備え、これによ り下部ジョーに対し相対的に動かされる。 好適には、第２ジョーの凹部は第２ジョーを貫通する放出開口を提供し、両ジ ョーが閉じられて加工物(workpiece)が切断部材により剪断された時、その加工 物の剪断されたセクションの放出を許す。好適には第２ジョーの離間した両側部 材と端部材が上記開口を画成する。 切断部材は取外し可能な刃であり、そしてジョーはそれらの刃を着座させる凹 所を備える。又それら刃を凹所内に取外し可能に固定するための装備が備えられ る。この固定装備は通常はねじ固定具(threaded fastener)である。 刃は第１ジョーの外側縁部に取付けられ、又第２ジョーの凹所の縁どりをする 。第１ジョーの両側部切断部材は相互に違う高さにされ、そしてその第１ジョー の端部切断部材はそれら２つの側部切断部材の間を、ある角度で傾斜して延在す る。第２ジョーの切断部材は、全て同一平面内の直線的な剪断刃先をもった刃で ある。その端部切断部材は両側部切断部材に対し直角に延在する。第１ジョーの 側部切断部材の内部分と外部分との間の挟角は１２０°〜１６０°である。 図面の簡単な説明 図１は本発明のヘビーデューティ剪断機の頂部の方から見た斜視図である。 図２は剪断機の底部の方から見た斜視図である。 図３は剪断機の上部ジョーの底部の方から見た拡大斜視図である。 図４はジョーが開き位置になっている液圧剪断機の側立面図である。 図５はジョーが部分的に閉じ位置になっている剪断機の側立面図である。 図６はジョーが完全閉じ位置になっている剪断機の側立面図である。 発明の実施形態 図１と図２に示されるように、本発明のヘビーデューティ剪断機は、フレーム １０、全体的に符号１８で指示される回動可能な上部ジョー、及び、全体的に符 号１６で指示される固定の下部ジョーを備える。フレーム１０は装架部分１１を 備え、この装架部分は液圧掘削機（図示せず）のブームに結合される。固定の下 部ジョー１６はフレーム１０に固定され、そして可動の上部ジョー１８は取外し 可能なピボットピン１４によって下部ジョー１６に回動可能に結合され、そのピ ボットピン周りで回動する。 上部ジョー１８は、これの回動の動力を与える液圧シリンダ１２の伸長収縮可 能なピストン（図示せず）によって操作される。図３に示されるように、上部ジ ョー１８の結合部分２８は二股になっていて、相互に整合した２つの孔２９を備 えている。図４に示されるように、それら孔２９と、液圧シリンダ１２のピスト ンの端部のスラスト軸受１３との中にピボットピン２７が着座して上部ジョー１ ８と液圧シリンダ１２のピストンとを連結させ、ピストンが直線的に動く時、上 部ジョー１８がピストンに対し回動できるようにする。 剪断操作において上部ジョー１８と下部ジョー１６が相互に閉じる時、上部ジ ョー１８が下部ジョー１６の凹部又は開口の中へ入るように、上部ジョー１８は 下部ジョー１６よりも幅が狭く長さが短かくなっている。 図２に最もよく示されるように、下部ジョー１６は、矩形の３つの辺を成す両 側部フレーム部材４０及び４２と、これら側部フレーム部材の外端の間に延在す るクロス部材４４とで形成されるＵ形の加工部分を備える。下部ジョー１６の部 材４０，４２，４４の上端の内周辺の内縁部に沿って切断刃２０，２２，２４が 備えられる。これら切断刃は、部材４０，４２，４４に設けられた凹所（図示せ ず）内にボルト２６によって取外し可能に固定される焼入れ鋼のインサート・バ ー２１，２３，２５によって形成される。切断刃２０と２２は、下部ジョー１６ の各側部に沿ってこれの内方回動端近くから外端まで直線的に延在する。下部ジ ョー１６の外端の切断刃２４は、刃２０と２２の間の下部ジョー１６の幅を横断 して延在する。 インサート・バー２１，２３，２５は、金属プレート加工物の剪断を容易にす るよう、全て同一平面内の平らな頂面を有する。図２に見られるように、両側部 フレーム部材４０，４２とクロス部材４４とは下部ジョー１８を通る矩形の通孔 ３８を形成する。この通孔３８は、剪断された加工物の剪断片の重力による下方 への放出を許す。 図３に見られるように、上部ジョー１８は、矩形の３つの辺となる、両側部フ レーム部材５０及び５２と、これら２つの側部フレーム部材の前端を連結する前 部フレーム部材５４とを備える。上部ジョー１８のそれらフレーム部材５０，５ ２，５４の外周辺に沿って切断刃３０，３２，３４が延在する。これら切断刃は 、フレーム部材５０，５２，５４に設けられた凹所（図示せず）内にボルト２６ で取外し可能に固定された焼入れ鋼のインサート・バー３１，３３，３５によっ て形成される。切断刃３０と３２は相互に異なる平面内に置かれ、刃３２の方が 刃３０よりも下方へ延びる。上部ジョー１８の外端に沿って延在する刃３４は、 刃３０と３２の間である角度で傾斜して上部ジョー１８の幅を横断する。刃３０ と３２とはそれぞれに２つの部分３０ａと３０ｂ及び３２ａと３２ｂとで形成さ れ、これら部分はそれぞれに約１２０°〜１６０°の鈍角で交差するように設置 され、そこでジョー１８の両側部に、角度の付いた刃先(angled cutting edge) を形成する。これらジョー両側部の刃先は又相互に垂直方向にずれている。 切断刃３０と３２が形成するそのような角度付きの刃先は、Ｉビーム、重量鋼 管、及びガーダのような構造材加工物を取扱うためのジョーによる把持を容易に し、又剪断する時にはそれら加工物を角度付き刃先の頂角の方へ押しやる。上部 ジョー１８は又プレート加工物の剪断においてもそのプレートを効果的に拘束す る。というのは、図５で理解されるように、一方の側部切断刃３２がジョーの閉 じ動きの最初の段階でプレートを把持し、それから前部切断刃３４がプレートを 把持してプレートがジョーの間から外方へ押出されないように保持するからであ る。閉じ動きが更に進んでプレートが剪断されていく時、前方の刃３２の下方向 の角度が、プレートをジョーのピボットと角度付き刃先の頂角の方へ内方に押し やる力を、そのプレートに加え続ける。こうしてプレートは剪断操作の間中効果 的に拘束される。 切断刃３０，３２，３４が角度の付いた向きにされていることによって、それ らの刃は加工物を漸進的に剪断していき、従って、それらの刃３０，３２，３４ が切込み角度(angle of attack)を持たず刃の長さ全体で同時に剪断を行う場合 に較べてより小さい力で剪断をすることができる。 上部ジョー１８のフレーム部材５０，５２の構造強度を増し、又剪断された材 料を下部ジョー１６の開口３８の方へ押込むのを助けるために、タイプレート３ ６がフレーム部材５０，５２の間で上部ジョー１８の幅を横断して渡される。 操作において、図４〜図６に示されるように、液圧シリンダ１２のピストンが 伸長されることにより上部ジョー１８が下部ジョー１６の方へ回動駆動される。 剪断の際、構造部材加工物は上部ジョー１８の角度付き切断刃３０ａ，３０ｂ， ３２ａ，３２ｂの頂角の方へ押込められるが、プレート部材加工物は下部ジョー １６の平らな加工物係合面に対して平らに横になっている。図５に示されるよう に、上部ジョー１８の刃の最内部分と最外部分とが最初に下部ジョー１６の加工 物係合面に接触する。それら両ジョーが更に閉じていくと、剪断刃先に沿って剪 断が行われていき、そして上部ジョー１８の刃３０，３２の角度付きの頂角にお いて加工物の最後の部分が剪断される。こうして剪断された加工物は下部ジョー １６の開口３８を通して放出される。 幾つかの構成部材の形状は添付図面に示したのと違ったものにすることができ よう。例えば上部ジョーの切断刃は１個又は多数個にして、これに角度付きの刃 先を備えるようにすることもできよう。又上部ジョーを回動可能、下部ジョーを 固定するのでなく、両方のジョーを回動可能にしてもよいであろう。 ジョーの構造には様々な金属を使用できるが、切断刃の少なくとも刃先は、こ れの耐摩性と寿命を最大にするために焼入れ鋼で作るのが好適である。 以上の詳細な説明と添付図面から解かるように、本発明のヘビーデューティ剪 断機は、金属のプレートと、Ｉビーム、重量鋼管、及びガーダのような構造部材 との両者を効果的に把持し、取扱うことができる。更にこのヘビーデューティ剪 断機は金属のプレートと構造部材との両者を効果的に切断することができるもの である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）開き位置と閉じ位置との間で相互に対して相対運動自在に内端部近 くで回動可能に結合された第１及び第２の長形のジョーであって、これらジョー は相互に対向する加工面を有し、その第２ジョーの加工面はこれの中に凹部を備 え、そして第１ジョーの加工面は、両ジョーが閉じ位置へ動かされる時、第２ジ ョーの凹部の中へ動いていって、これと協働できる寸法と形状を備え、両前記加 工面はそれぞれ両側部と外端部を有する第１及び第２ジョーと、 （ｂ）各前記ジョーの加工面の両側部に沿って縦方向に延在する一対の横方向 に離間した側部切断部材であって、その第１ジョーの両側部切断部材はそれぞれ に、鈍角で交差する内部分と外部分を有し、そして第１ジョーの一方の側部切断 部材は他方の側部切断部材と違う高さにされている、各ジョーの一対の側部切断 部材と、 （ｃ）前記ジョー各々の外端部近くで両側部切断部材の横断方向に延在する端 部切断部材であって、その第１ジョーの端部切断部材は該第１ジョーの両側部切 断部材の間を、ある角度で傾斜して延在し、各前記ジョーの両側部切断部材及び 端部切断部材は全体的にＵ形の形状を形成し、そして両前記ジョーが閉じ位置へ 動かされる時、協働して剪断作用を行い、その閉じ動きの際、両端部切断部材は 協働して加工物を前記両ジョーの間に保持し、そしてその閉じ動きの間に前記切 断部材に沿って漸進的に剪断作用が行われる、端部切断部材と を備えるヘビーデューティ剪断機。 ２．前記第２ジョーが固定の下部ジョーであり、そして建設車輛のブーム構造 体に取付けるための装架部分を備え、前記第１ジョーが可動の上部ジョーであり 、そして建設車輛の、前記下部ジョーに対して上部ジョーを動かす液圧システム に取付けるための装備を備える請求項１によるヘビーデューティ剪断機。 ３．前記第２ジョーの凹部が該ジョーを貫通する放出開口を形成し、両前記ジ ョーが閉じられて加工物がそれらの切断部材により剪断される時、その加工物の 剪断されたセクションが該開口を通して放出される請求項１によるヘビーデュー ティ剪断機。 ４．前記第２ジョーが、前記開口の枠を作る離間した両側部材及び端部材を備 える請求項３によるヘビーデューティ剪断機。 ５．前記切断部材が取外し可能な刃である請求項１によるヘビーデューティ剪 断機。 ６．前記ジョーの各々が前記刃を着座させるための凹所を備え、これら凹所内 に該刃を取外し可能に固定するための装備が備えられた請求項１によるヘビーデ ューティ剪断機。 ７．前記固定装備がねじ固定具である、請求項６によるヘビーデューティ剪断 機。 ８．前記刃が前記第１ジョーの外縁部に沿って設置され、又前記第２ジョーの 凹部を縁取りする請求項６によるヘビーデューティ剪断機。 ９．前記第２ジョーの切断部材が、同一平面内に横たわる直線的な刃先を有す る請求項１によるヘビーデューティ剪断機。 10．前記端部切断部材が両前記側部切断部材に対して直角に延在する請求項１ によるヘビーデューティ剪断機。 11．前記内部分と外部分との間の鈍角が１２０°〜１６０°である請求項１に よるヘビーデューティ剪断機。 12．（ａ）開き位置と閉じ位置との間で相互に相対運動自在に内端部近くで回 動可能に結合された第１及び第２の長形のジョーであって、建設車輛のブーム構 造体に取付けるための装架部分を備え、該第１のジョーは可動の上部ジョーであ り、そして該建設車輛の、前記下部ジョーに対して上部ジョーを動かす液圧シス テムに取付けるための装備を備え、両該ジョーは相互に対向する加工面を有し、 その第２ジョーはこれを貫通する開口を有し、そして第１ジョーの加工面は、両 該ジョーが閉じ位置へ動かされる時、第２ジョーの該開口の中へ動いていってこ れと協働できる寸法と形状を備え、両前記加工面はそれぞれ両側部と外端部を有 する第１及び第２ジョーと、 （ｂ）各前記ジョーの加工面の両側部に沿って縦方向に延在する一対の横方向 に離間した側部切断部材であって、その第１ジョーの両該側部切断部材はそれぞ れに、鈍角で交差する内部分と外部分を有し、そして該第１ジョーの一方の側部 切断部材は他方の側部切断部材と違う高さにされている各一対の側部切断部材と 、 （ｃ）各前記ジョーの外端部近くで両前記側部切断部材の横断方向に延在する 端部切断部材であって、その第１ジョーの端部切断部材は該第１ジョーの両側部 切断部材の間を、ある角度で傾斜して延在し、各前記ジョーの両側部切断部材及 び端部切断部材は、両前記ジョーが閉じ位置へ動かされる時、協働して剪断作用 を行い、前記第２ジョーの開口が放出開口を形成し、両前記ジョーが閉じられて 加工物がそれらの切断部材により剪断される時、その加工物の剪断されたセクシ ョンが該開口を通して放出され、その閉じ動きの際両該端部切断部材は協働して 加工物を両前記ジョーの間に保持し、そしてその閉じ動きの間に前記切断部材に 沿って漸進的に剪断作用が行われる端部切断部材と を備えるヘビーデューティ剪断機。 13．前記第２ジョーが、前記開口の枠を作る離間した両側部材及び端部材を備 える請求項１２によるヘビーデューティ剪断機。 14．前記切断部材が取外し可能な刃であり、各前記ジョーが前記刃を着座させ るための凹所を備え、これら凹所内に該刃を取外し可能に固定するためのねじ固 定具が備えられる請求項１２によるヘビーデューティ剪断機。 15．前記刃が前記第１ジョーの外縁部に沿って設置され、又前記第２ジョーの 凹部を縁取りする請求項１２によるヘビーデューティ剪断機。 16．前記第２ジョーの切断部材が、同一平面内に横たわる直線的な刃先を有し 、前記端部切断部材が両前記側部切断部材に対して直角に延在する請求項１２に よるヘビーデューティ剪断機。 17．前記内部分と外部分との間の鈍角が１２０°〜１６０°である請求項１２ によるヘビーデューティ剪断機。