(57)【要約】【目的】本発明は、直流電動モータによる旋回部をクラッチ機構を設けないで直結して旋回できるようにして、装置全体を破壊しないようにすること。【構成】建設用小型破砕機の破砕機本体１の後部に設けた旋回部Ａにおいて、該旋回部Ａは減速歯車機構を介して直流電動機Ｍの駆動にての構成とされていること。該直流電動機Ｍと破砕機本体１とはブレーキ機構及びクラッチ機構を介することなく直結構成とされていること。前記直流電動機Ｍの慣性モーメントIＭ×減速比ｎの二乗の値が破砕機の慣性モーメントIＤの値よりも小さくなるように制御されてなること。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設用小型破砕機の破砕機本体の後部に設けた旋回部において、該旋回部は減速歯車機構を介して直流電動機の駆動にての構成とされると共に、該直流電動機と破砕機本体とはブレーキ機構及びクラッチ機構を介することなく直結構成とされ、前記直流電動機の慣性モーメント×減速比の二乗の値が破砕機の慣性モーメントの値よりも小さくなるように制御されてなることを特徴とする建設用小型破砕機。
【請求項２】
請求項１において、前記直流電動機の駆動回路の閉回路に設けられた方向切替スイッチを正・逆方向回転した直後に、短絡する回路又は内部抵抗回路となるように制御されてなることを特徴とする建設用小型破砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電動モータによる旋回部をクラッチ機構を設けないで直結して旋回できるようにして、装置全体を破壊しないようにできる建設用小型破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビルなどの構造物を破砕する破砕機には、破砕刃などの回転角度が所望のものにする必要があり、その方向を、油圧機構にて適宜旋回させる構造を備えている。この場合の回転速度は一般に数ｒｐｍ内外である。その破砕機自体も何トンもあるため、回転直後に、ブレーキ機構によって、急激に止めたり、逆回転をさせることから、油圧モータなどに大きな負荷が加わることから、クラッチ機構も備えていることが一般であった。
【０００３】
また、直流電動モータにて破砕機を旋回する機構が、特許文献１に開示されている。具体的には、クラッチ機構などのトルク伝動制限器３７が設けている。これによれば、その段落［００３１］において、小割機，切断機で種々の作業中に回転盤２２に規定以上の負荷がかかった場合、このトルク伝動制限器３７が適正に作動し、作業器具の取付装置の損傷を防止するもので、特に、駆動装置の構成部品の損傷を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０５１５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、小型の破砕機の場合には、同じように、クラッチ機構等のトルク伝動制限器を設けていたのでは、割高になるもみならず、機構が複雑化するような問題があった。このため、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、建設用小型破砕機において、電動モータによる旋回部をクラッチ機構を設けないで直結して旋回できるようにして、破壊しないようにできる建設用小型破砕機の開発を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、建設用小型破砕機の破砕機本体の後部に設けた旋回部において、該旋回部は減速歯車機構を介して直流電動機の駆動にての構成とされると共に、該直流電動機と破砕機本体とはブレーキ機構及びクラッチ機構を介することなく直結構成とされ、前記直流電動機の慣性モーメント×減速比の二乗の値が破砕機の慣性モーメントの値よりも小さくなるように制御されてなることを特徴とする建設用小型破砕機としたことにより、前記課題を解決した。
【０００７】
請求項２の発明を、請求項１において、前記直流電動機の駆動回路の閉回路に設けられた方向切替スイッチを正・逆方向回転した直後に、短絡する回路又は内部抵抗回路となるように制御されてなることを特徴とする建設用小型破砕機としたことにより、前記課題を解決しものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明においては、建設用小型破砕機において、直流電動モータによる旋回部を、クラッチ機構及びブレーキ機構を設けないで直結して旋回できるようにして、装置全体を破壊しないようにできる効果を奏する。特に、シンプルな構成であり、安価に提供できるという最大の効果を奏する。請求項２の発明では、極めて簡易な回路にて、ブレーキ機構を設けなくても、あたかもブレーキ機構を設けた構成にできる。さらに、請求項２の発明では、請求項１の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）は直流電動機を内蔵した建設用小型破砕機の正面図、（Ｂ）は本発明の要部の断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の別の実施形態の建設用小型破砕機の正面図及び交換可能な挟状部群の想像図、（Ｂ）は着脱自在な軸杆部を分離した斜視図である。
【図３】は直流電動機の旋回制御回路図である。
【図４】は交換可能な挟状部を適宜交換した状態で油圧ショベル端に取り付けて作業している状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、図1乃至図2は本発明を搭載した建設用小型破砕機を示すものであって、概略を説明する。破砕機本体１と、少なくとも２個以上の揺動する一対の破砕、切断等の挟状部２と、該挟状部２を揺動させて駆動させうる油圧シリンダ３とからなり、それぞれの前記挟状部２の基部２０ａと、前記破砕機本体１の下端部１０ａとが回転可能に軸支３されている。
【００１１】
該軸支３箇所では、前記基部２０ａ及び下端部１０ａの軸受部と、軸杆部３０とが着脱結合にて構成され、さらに、それぞれの前記挟状部２の他の中間部２０ｂも、前記油圧シリンダ５のシリンダ本体部５ａとが中間軸支４されている。該中間軸支４も、前記中間部２０ｂ及びピストンロッド５ｂの軸受部と中間軸杆部４０とが着脱結合にて設けられている。
【００１２】
特に、建設小型用破砕機は、小型である(約数百キロ)がゆえに、挟状部２は、その用途ごとに前記軸杆部３０及び中間軸杆部の着脱を介して交換可能に構成されている。前記挟状部２は、鉄骨を切断できる切断用可動部２１、鉄筋コンクリートを破砕できる破砕用可動顎２２、破砕したコンクリート塊をさらに細かく破砕できる小割り破砕部２３、破砕又は切断された部材,材料などの掴みができるフォークグラブ２４などが存在している。
【００１３】
前記破砕機本体１の後部端(図1において上側)には、適宜の角度回転してその位置で停止可能な旋回部Ａが設けられ、被破砕物Ｓを、最良なる角度で切断又は破砕するように構成されている。前記旋回部Ａは、外周側の円形の環状固定部６１と、該環状固定部６１に対応して、この内側には、円形の環状回転部６２が球体などの回転体６３が介在されて、前記環状固定部６１に対して環状回転部６２が回転するように構成されている。
【００１４】
つまり、前記環状固定部６１,環状回転部６２及び回転体６３とでベアリングとして構成している。さらに、所定位置で停止できるように構成されている。前記環状回転部６２の下端周面は、前記破砕機本体1の後端面が固着され、同時に、前記環状固定部６１の上端には油圧ショベルの先端アーム８１に取り付ける取付用ブラケット６５に固着されている。
【００１５】
前記旋回部Ａの環状回転部６２の内周面には内歯６２ａが多数形成され、該内歯６２ａに歯合するピニオン７１が直流電動機Ｍが前記取付用ブラケット６５内に取付けられている。このような構成によって、前記直流電動機Ｍの駆動によりピニオン７１を介して環状回転部６２が回転し、前記破砕機本体１が適宜回転する。前記ピニオン７１，環状固定部６１及び環状回転部６２を「滅速歯車機構」と称する。
【００１６】
前記直流電動機Ｍは、できる限り高トルク、低回転数に設計すると共に減速比を小さく設計されている。具体的な指標として、
n:減速比と、IＭ:直流電動機の慣性モーメントと、IＤ:建設用破砕機の慣性モーメントとすると、次のような公式（１）となるように設計し、制御される。
ｎ２×ＩＭ＜ＩＤ・・・・・・・公式（１）
【００１７】
このような公式（１）の制御により、建設用破砕機側から見た慣性モーメントＩＭを小さくできるので、抵抗的なトルクが小さくなり、直流電動機Ｍと建設用破砕機との間のクラッチが不要にできる。つまり、一般的には、
ｎ２×ＩＭ＞ＩＤであったので、慣性力による著しく大きなカが加わり、一般直流電動機が破損するか、一般直流電動機関連の部材(キーなど)や、その減速歯車機構の歯部などに損傷を与えていた点を回避できる。
【００１８】
これらの点を詳述する。建設用破砕機は、使用時において鉄筋コンクリートなどの柱等にぶつかり、大きな力で逆転させられることが頻繁に起こる。これを、建設用破砕機側から見ると一般直流電動機の慣性モーメントは、減速比の２乗に比例するため、極めて大きく見える。
【００１９】
一般直流電動機では、回転数が約３０００ｒｐｍであり、前記旋回部Ａに使うには、一般に数ｒｐｍであることから、例えば、減速比は約１０００となる。すると、１５０Ｗ程度の一般直流電動機の慣性モーメントＩＭ＝０．６ｋｇ・ｃｍ2程度なので、建設用破砕機側から見た一般直流電動機の慣性モーメントは、
１０００２×０．６＝０．６×１０６ｋｇ・ｃｍ２＝６０ｋｇ・ｃｍ２
と非常に大きくなったように見える。
なお、建設用破砕機側から見た直流電動機の慣性モーメントをＩＭＤとする。
【００２０】
１５０Ｗ程度の一般直流電動機を使用する建設用破砕機の慣性モーメントIＤ
は２０ｋｇ・ｍ２程度なので、建設用破砕機側から一般直流電動機を逆回しにしたときの慣性モーメントIＭＤは建設用破砕機の慣性モーメントIＤよりはるかに大きくなる。つまり、ものすごく大きなフライホイールを回すことと同等となる。
【００２１】
この実態はいくつかの機械的性能に影響してくる。つまり、一般直流電動機の駆動軸を非常識なほど強固に作らなくてはならない、また、駆動軸を非常識に強固にできないときには途中にクラッチを入れて逆転力が伝わらないようにする必要がある。この点の開示が特開平９−１０５１５１のトルク伝導制限・器が相当している。また、クラッチをつけると、簡単に回転してフラフラするので、ブレーキも必要となる(特開２０００−２４０３０１)。
【００２２】
また、一般直流電動機の代わりに油圧モータを使用することもできるが、この場合にもクラッチは必須となっている。また油圧ブレーキも必要である。
また、副次的な効果であるが、建設用破砕機側から見た慣性モーメントを小さくできると回転軸等の高価な部品を非常識に強固にしなくても良くなるので、コスト低減が図ることができる。
【００２３】
さらに、直流電動機Ｍを適当な抵抗値で短絡することにより電磁ブレーキをかけられるので、これによりブレーキも不要にできる。この直流電動機Ｍの回路を図３に基づいて説明する。該直流電動機Ｍの電源は、直流１２Ｖとする。まず、電源の直流１２Ｖにて閉回路が構成される。このとき、中間には、方向切替スイッチＱ，Ｑが設けられている。
【００２４】
前記旋回部Ａを適宜回転させたい場合の方向切替スイッチＱとして、図３において、上側に倒れたときには、前記直流電動機Ｍには、上が＋になって回転する。また、下側に方向切替スイッチＱが倒れたときには、前記直流電動機Ｍには、上が−になって回転するように回路構成されている。
【００２５】
特に、方向切替スイッチＱが中立位置となったときには、短絡状態か或いは内部抵抗Ｒによるブレーキ抵抗が加わる。つまり、前記旋回部Ａを適宜回転させたい場合に、所望の角度回転させた直後に方向切替スイッチＱを離した直後には、内部抵抗Ｒによるブレーキ抵抗が加わるために、従来より、必要とされていたクラッチは不要にできる最大の利点がある。
【００２６】
この発明では、特に、直流電動機Ｍの回転数を、定格で約６００乃至約９００ｒｐｍにする。すると、減速比ｎは、約２００〜約３００にできる。すると、
２００２×０．６＝０．６×１０４ｋｇ・ｃｍ２＝２．４ｋｇ・ｃｍ２
３００２×０．６＝０．６×１０４ｋｇ・ｃｍ２＝５．４ｋｇ・ｃｍ２
となる。つまり、慣性モーメントIＭＤは、一般直流電動機を使用する建設用破砕機の慣性モーメントIＤの２０ｋｇ・ｍ２程度よりは、かなり小さくできる。これによって、直流電動機Ｍを直結しても、建設用破砕機を破損などさせることなく、安全に提供できる。
【符号の説明】
【００２７】
１…破砕機本体、Ａ…旋回部、Ｍ…直流電動機、N…減速比、
IＭ…直流電動機の慣性モーメント、IＤ:建設用破砕機の慣性モーメント。  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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