(57)【要約】【課題】  破砕時に、作業機械のアームへの応力の伝達を抑える。【解決手段】  アーム先端部に水平な揺動軸２０によって揺動自在に取付けられる第１ブラケット２１と、この第１ブラケット２１に対して揺動軸２０と直交する水平なブラケット支軸２２を中心として揺動自在に連結された第２ブラケット２３とを具備し、この第２ブラケット２３に一対の破砕体２６,２６を開閉支軸２７,２７によって開閉自在に取付けるとともに、両ブラケット２１,２３間に、破砕体２６,２６の揺動を抑えながら緩衝機能を発揮するバネ２９,２９を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械のアタッチメントを構成するアームの先端部に水平な揺動軸によって揺動自在で、かつ、上記揺動軸と直交する垂直軸まわりに回転自在に設けられ、一対の破砕体を開閉シリンダにより開閉させて、両破砕体間に挟みこんだ破砕対象物を破砕する破砕装置において、上記アーム先端部に上記揺動軸によって取付けられる第１ブラケットと、この第１ブラケットに対して上記揺動軸と直交する水平なブラケット支軸を中心として揺動自在に連結された第２ブラケットとを具備し、この第２ブラケットに上記両破砕体が取付けられたことを特徴とする破砕装置。
【請求項２】
請求項１記載の破砕装置において、ブラケット支軸を中心とする第２ブラケットの揺動運動に対抗する弾力を発揮する緩衝体が設けられたことを特徴とする破砕装置。
【請求項３】
請求項２記載の破砕装置において、ブラケット支軸を中心とする第２ブラケットの揺動方向両側に、均等な弾力を発揮する緩衝体が設けられたことを特徴とする破砕装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の破砕装置において、緩衝体として、第１及び第２両ブラケット間にバネが設けられたことを特徴とする破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリート塊等を一対の破砕体間に挟み込んで破砕(圧砕または切断)する破砕装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の破砕装置は、作業機械(一般的には建造物の解体を行なう解体機)のアタッチメント先端部に装着される。
【０００３】
この破砕装置を備えた解体機の例を図４に示す。
【０００４】
同図において、１はクローラ式の下部走行体、２はこの下部走行体１上に旋回自在に搭載された上部旋回体で、これらによってベースマシン３が構成され、このベースマシン３の上部旋回体２に作業アタッチメント４が装着される。
【０００５】
この作業アタッチメント４は、ブーム５と、このブーム５の先端に取付けられたアーム６とを備え、このアーム６の先端に破砕装置７が左右方向の水平軸である揺動軸８を中心として上下に回動し得る状態で取付けられる。
【０００６】
なお、ここではブーム５として、第１及び第２両ブーム体５ａ,５ｂがピン連結されて屈伸可能に構成されたセパレートブームを用いた場合を例示している。
【０００７】
図中、９はブーム５(アタッチメント全体)を起伏させる第１ブームシリンダ、１０はブーム５の第２ブーム体５ｂを起伏作動させる第２ブームシリンダ、１１はアーム６を起伏作動させるアームシリンダ、１２は破砕装置７を上下回動させる破砕装置シリンダ、１３はこの破砕装置シリンダ１２と破砕装置７とを連結するリンク機構である。
【０００８】
従来の破砕装置７の構成を図５,６を併用して説明する。
【０００９】
この破砕装置７は上端にブラケット１４を有し、このブラケット１４がアーム６の上端部に揺動軸８によって揺動可能に取付けられる。
【００１０】
ブラケット１４の下面には回転軸受(ベアリング)１５を介して断面逆Ｕ字形の破砕フレーム１６が取付けられ、この破砕フレーム１６に一対の破砕体１７,１７がそれぞれ水平な開閉支軸１８,１８によって取付けられている。
【００１１】
また、フレーム１６には両動型の開閉シリンダ１９が、この両破砕体１７,１７の上端部(力点側端部)間に設けられ、同シリンダ１９の伸縮作動により両破砕体１７,１７が開閉支軸１８,１８を中心に回動(開閉)して、間に挟みこんだ破砕対象物を破砕する。
【００１２】
この場合、フレーム１６(両破砕体１７,１７)は、その向きが破砕対象物に合うように、回転軸受１５によって揺動軸８と直交する垂直軸Ｘまわりに回転操作される。図５は両破砕体１７,１７の側面がアーム６の側面と平行となる(開閉支軸１８,１８が揺動軸８と同じ向きになる)ようにセットされた状態、図６は図５の状態から、破砕体側面がアーム側面と直交する(開閉支軸１８,１８が揺動軸８と直交する)ように９０°回転させた状態をそれぞれ示す。
【００１３】
このような破砕装置において、作業効率を上げるために、開閉シリンダ１９のシリンダ推力を高めて破砕力を強化したい要求があるが、こうすると破砕時に両破砕体１７,１７に作用する破砕反力Ｆ１,Ｆ２も大きくなる。
【００１４】
この場合、この破砕反力Ｆ１,Ｆ２が装置の内力として釣り合っていれば問題ないが、アンバランスになると相殺された残りの反力がアーム６に加えられる。このため、破砕力を上げるほどアーム６の荷重負担が大きくなるという事情がある。
【００１５】
この点に関し、破砕反力Ｆ１,Ｆ２のバランスをとる技術として特許文献１〜３に示されたものが公知である。
【００１６】
この公知技術は、両破砕体１７,１７の開閉動作の同調崩れによって反力のアンバランスが生じる点に着目し、この同調を機械的に確保し、あるいはアンバランスな動きを規制するものである。
【特許文献１】特開平１０−１８６０９号公報
【特許文献２】特開平１０−３０３４６号公報
【特許文献３】特開平１１−１３１８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、上記公知技術によって両破砕体１７,１７の同調をとっても、破砕対象物の形状や構造等によっては破砕反力Ｆ１,Ｆ２のアンバランスは発生する。
【００１８】
この場合、図５に示すように、両破砕体１７,１７の側面がアーム側面と平行となる状態であれば、たとえ反力のアンバランスが生じても、アンバランスによる力が、アーム６を支えるアームシリンダ(図４参照)１１に伝えられてシリンダ圧力が上昇し、圧力を一定に保つ安全弁の働きによって緩和されるため、実際上、問題とならない。
【００１９】
ところが、両破砕体１７,１７は回転軸受１５の作用によって垂直軸Ｘまわりに回転するため、両破砕体１７,１７の側面がアーム側面と交差する状態(たとえば図６に示すように直交する状態)で破砕動作が行なわれると、破砕反力のアンバランスによる力がアーム中心線と交差する方向に働く。
【００２０】
また、両破砕体１７,１７の側面がアーム側面と平行となる図５の状態であっても、破砕対象物がアーム中心から外れている等の理由によって反力Ｆ１,Ｆ２がアーム６にねじれモーメントとして作用する可能性もある。
【００２１】
この場合の力(以下、総称してアーム応力という)は、アームシリンダ１１によっては支持されず、アーム６に横荷重やねじれ荷重として直接作用する。このため、アーム強度を高くとらなければならず、これが破砕力アップの要求に十分応えられない原因の一つとなっていた。
【００２２】
そこで本発明は、破砕時にアームへの応力の伝達を抑制することができる破砕装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１の発明は、作業機械のアタッチメントを構成するアームの先端部に水平な揺動軸によって揺動自在で、かつ、上記揺動軸と直交する垂直軸まわりに回転自在に設けられ、一対の破砕体を開閉シリンダにより開閉させて、両破砕体間に挟みこんだ破砕対象物を破砕する破砕装置において、上記アーム先端部に上記揺動軸によって取付けられる第１ブラケットと、この第１ブラケットに対して上記揺動軸と直交する水平なブラケット支軸を中心として揺動自在に連結された第２ブラケットとを具備し、この第２ブラケットに上記両破砕体が取付けられたものである。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、ブラケット支軸を中心とする第２ブラケットの揺動運動に対抗する弾力を発揮する緩衝体が設けられたものである。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、ブラケット支軸を中心とする第２ブラケットの揺動方向両側に、均等な弾力を発揮する緩衝体が設けられたものである。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項２または３の構成において、緩衝体として、第１及び第２両ブラケット間にバネが設けられたものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、作業機械のアームに揺動軸によって揺動自在に取付けられる第１ブラケットに対して、第２ブラケットを、揺動軸と直交する水平なブラケット支軸によって揺動自在に連結し、この第２ブラケットに両破砕体を取付けたから、両破砕体を、直交する二つの水平軸によって二方向に揺動自在に支持することができる。
【００２８】
このため、破砕反力のアンバランス等によってアーム応力が発生しても、このアーム応力の全部またはその分力が両ブラケットの二方向の揺動運動によって吸収される。
【００２９】
これにより、アームへの応力の伝達を抑制し、アームに作用する横荷重やねじれ荷重を減少させることができる。このため、破砕力を高めることが可能となる。
【００３０】
ところで、上記構成によると、両破砕体がブラケット支軸まわりに自由に揺動するため、姿勢が安定せず、対象物をつかみ辛いという問題がある。
【００３１】
この点、請求項２〜４の発明によると、第２ブラケットの揺動運動に対抗する弾力を発揮する緩衝体(請求項４ではバネ)を設けたから、両破砕体の揺動を抑えて姿勢を安定させることができる。
【００３２】
また、アーム応力に対して緩衝体が緩衝機能を発揮するため、アーム応力の伝達抑制作用が確実に行なわれる。
【００３３】
とくに、均等な弾力を発揮する緩衝体を第２ブラケットの揺動方向両側に設けた請求項３の発明によると、上記姿勢安定作用及び緩衝作用がより強化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下の実施形態において、図５,６に示す従来装置と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００３５】
第１実施形態(図１,２参照) 
この破砕装置は、作業機械のアーム６に左右方向の水平軸である揺動軸２０によって取付けられる第１ブラケット２１と、この第１ブラケット２１に対して揺動軸２０と直交する水平なブラケット支軸２２を中心として揺動自在に連結された第２ブラケット２３とを具備している。
【００３６】
第２ブラケット２３の下面には回転軸受２４を介してフレーム２５が垂直軸Ｘまわりに回転可能に取付けられ、このフレーム２５に、対象物を挟み込んで破砕する一対の破砕体２６,２６が開閉支軸２７,２７を中心として回動(開閉)自在に取付けられている。
【００３７】
２８は両破砕体２４,２４を開閉させる開閉シリンダである。
【００３８】
第１及び第２両ブラケット２１,２３には、相対向する水平面部２１ａ,２３ａが設けられ、この水平面部２１ａ,２３ａ間における揺動方向両側に、均等なバネ力を発揮する緩衝体としての一対のバネ２９,２９が設けられている。なお、このバネ２９,２９として、図例では圧縮コイルバネを用いているが、皿バネ等の他のバネを用いてもよい。
【００３９】
この構成において、図１,２に示すように両破砕体２６,２６がアーム６の側面に対して直交する向きで破砕動作を行い、このとき破砕反力のアンバランスが発生したとする。
【００４０】
この破砕装置では、上記のように両破砕体２６,２６が、直交する二つの水平軸(揺動軸２０とブラケット支軸２２)によって二方向に揺動自在に支持されているため、破砕反力のアンバランスによって発生するアーム応力が第１ブラケット２１に対する第２ブラケット２３の揺動運動によって吸収される。
【００４１】
また、両破砕体２６,２６がアーム６の側面と同じ向きとなる状態で破砕反力のアンバランスが発生した場合は、従来装置と同様に、そのアーム応力は揺動軸２０を中心とする装置全体の揺動運動とアームシリンダ１１とによって吸収される。
【００４２】
一方、両破砕体２６,２６がアーム側面と直角ではないがある角度を持つ状態で破砕反力のアンバランスが発生した場合や、破砕対象物がアーム中心から外れている等の理由によって反力に基づくアーム応力が発生した場合は、そのアーム応力の分力が二方向の揺動運動によって吸収される。
【００４３】
また、この破砕装置においては、両ブラケット２１,２３間にバネ２９,２９が設けられているため、このバネ２９,２９の弾力によって両破砕体２６,２６の揺動を抑えつつ、アーム応力に対する緩衝機能が発揮される。
【００４４】
すなわち、非破砕時に、バネ力によって両破砕体２６,２６の不必要な揺動を抑え、その姿勢を安定させることができる。このため、破砕対象物をつかみ易くなる。
【００４５】
また、破砕時にアーム応力が作用すると、作用する側のバネ２９が撓んで応力を吸収しながら、図１中に二点鎖線で示すように第２ブラケット２３及び両破砕体２６,２６が揺動し、アーム６への応力の伝達を抑えることができる。
【００４６】
しかも、このバネ力が揺動方向の両側で均等に作用するため、上記姿勢安定作用及び緩衝作用(応力吸収作用)がより確実に行なわれる。
【００４７】
なお、図１においては、第１ブラケット２１以外の各構成部材について、揺動前と揺動後の区別を明確にするために、揺動前を太線の実線で、揺動後を細線の二点鎖線でそれぞれ示している。
【００４８】
こうして、アーム応力のアーム６への伝達が抑えられ、アーム６に作用する横荷重やねじれ荷重を減少させることができるため、破砕力を上げたことによるアーム６の損傷を防止することができる。いいかえれば、アーム強度をことさらアップさせなくても破砕力を高めることが可能となる。
【００４９】
第２実施形態(図３参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００５０】
第２実施形態では、緩衝体として、第１実施形態のバネ２９,２９に代えて柱状の緩衝ゴム３０,３０が用いられている。
【００５１】
この緩衝ゴム３０,３０は、第１実施形態同様、第１及び第２両ブラケット２１,２３の水平面部２１ａ,２３ａ間において第２ブラケット２３の揺動方向の両側に設けられ、第１実施形態のバネ２９,２９と同様に、両破砕体２６,２６の揺動を抑えながら緩衝機能を発揮する。
【００５２】
この第２実施形態によると、弾性変形量はバネ２９,２９よりも小さくなるものの、基本的に第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる破砕装置の正面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる破砕装置の正面図である。
【図４】破砕装置を備えた作業機械の全体概略側面図である。
【図５】従来の破砕装置の側面図である。
【図６】同装置において破砕体を９０°回転させた状態の側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
６  破砕装置が取付けられる作業機械のアーム
２１  破砕装置の第１ブラケット
２０  揺動軸
２２  ブラケット支軸
２３  第２ブラケット
２４  回転軸受
２６,２６  破砕体
２７,２７  開閉支軸
２８  開閉シリンダ
２９,２９  緩衝体としてのバネ
３０,３０  緩衝体としての緩衝ゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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