(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被破砕物を挟圧破砕するための一対の破砕アームと、該破砕アームを回動可能に支持するメインフレームと、破砕アーム作動用の油圧シリンダと、前記メインフレームを建設車両のブームに装着する取付ブラケットとを備えた破砕機であって、前記油圧シリンダのロッドとシリンダチューブとをそれぞれ上リンクでメインフレームと連結し、前記一対の破砕アームをそれぞれ下リンクで上リンクと連結し、上リンクと下リンク間及び上リンクとメインフレーム間に、破砕アームの閉側及び開側への回動範囲を規制するストッパを設けたことを特徴とする破砕機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧式パワーショベル等の建設車両に装着し、構築物の解体工事等において、鉄筋コンクリート、鉄骨コンクリート等の構築物の解体、破砕、切断を行う破砕機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構築物等を破砕する破砕機は、図８に示すように、被破砕物を挟圧破砕するための左右一対の破砕アーム２Ｌ、２Ｒと、この破砕アーム２Ｌ、２Ｒをアームピン３Ｌ、３Ｒを中心として回動可能に支持するメインフレーム１と、破砕アーム２Ｌ、２Ｒ作動用の油圧シリンダ７と、建設車両への取付ブラケット６とを備えており、これを建設車両のブームに装着し、建設車両の油圧システムから、破砕アーム２Ｌ、２Ｒ作動用の油圧シリンダ７に、作動管路を接続して圧油を供給し、油圧シリンダ７を伸縮させて破砕アーム２Ｌ、２Ｒを開閉し被破砕物を挟圧破砕するように構成されている。
【０００３】
油圧シリンダ７は一対の破砕アーム２Ｌ、２Ｒ後端部間に破砕アーム２Ｌ、２Ｒ先端部の開閉方向と略平行に直接取付けられている。
また、被破砕物等によって破砕アーム２Ｌ、２Ｒの何れか一方の動きが阻害され、破砕アーム２Ｌ、２Ｒの開閉動作が左右不均等になるのを防止するため、破砕アーム２Ｌ、２Ｒ間にはアームピン３Ｌ、３Ｒ付近に同調リンク８が設けられている。
【０００４】
このような破砕機を用いた破砕作業では、狭隘な箇所や足場の悪い箇所で行われることも多く、従って、小形・軽量で破砕力が強く、しかも、破砕アーム２Ｌ、２Ｒの動きが早く作業能率の良いものが望まれる。
上記の破砕機において、被破砕物と接触し挟圧破砕する破砕アームの先端点ＰＬ、ＰＲの破砕力Ｆ1 は、次の式で表される。
【０００５】
Ｆ1 ＝Ｆ0 ×Ｈ0 ／Ｒ  ・・・・・・・（１）
Ｆ0 ：油圧シリンダの出力
Ｈ0 ：アームピンから油圧シリンダまでの距離
Ｒ  ：アームピンから先端点までの距離
破砕力Ｆ1 を大にするには、上記の式（１）から、
▲１▼油圧シリンダ７の出力を大きくする（即ち油圧を高圧化するか、ピストン径を大きくする）、
▲２▼アームピン３Ｌ、３Ｒから油圧シリンダ７までの距離Ｈ0 を大きくする、
▲３▼アームピン３Ｌ、３Ｒから先端点ＰＬ、ＰＲまでの距離Ｒを小さくする、
等の方法が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、油圧シリンダ７の出力を大きくすると価格が高くなり、重量も増加する。また、アームピン３Ｌ、３Ｒから油圧シリンダ７までの距離Ｈ0 を大きくすると、破砕機全長が長くなり、油圧シリンダ７の伸縮距離に対する破砕アーム２Ｌ、２Ｒの開口幅Ｗが狭くなるので、所定の開口幅Ｗを確保するためには油圧シリンダ７のストロークを大きくしなければならず、コストが高くなり、重量も増加する。また、油圧シリンダ７の伸縮に要する時間が増すことになり、作業の能率が悪くなる。アームピン３Ｌ、３Ｒから先端点ＰＬ、ＰＲまでの距離Ｒを小さくすれば、開口幅Ｗが小さくなり、大きな破砕対象物を破砕できなくなる。
【０００７】
また、同調リンク８は、機構が複雑であり、アームピン３Ｌ、３Ｒ付近の位置に設けられているので、被破砕物を噛込んだり、無理な力が作用して損傷し易く、しかも、破砕アーム２Ｌ、２Ｒをメインフレーム１にそれぞれ独立のアームピン３Ｌ、３Ｒで支持する場合には設けることができるが、破砕アーム２Ｌ、２Ｒを共通のアームピンで支持する場合には設けることができない。
【０００８】
この発明は、破砕機におけるかかる問題を解決するものであって、小形・軽量で油圧シリンダの出力が小さくても破砕力が大で作業能率が良く、同調リンクが不要で損傷の少ない破砕機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、被破砕物を挟圧破砕するための一対の破砕アームと、この破砕アームを回動可能に支持するメインフレームと、破砕アーム作動用の油圧シリンダと、メインフレームを建設車両のブームに装着する取付ブラケットとを備えた破砕機において、油圧シリンダのロッドとシリンダチューブとをそれぞれ上リンクでメインフレームと連結し、一対の破砕アームをそれぞれ下リンクで上リンクと連結し、上リンクと下リンク間及び上リンクとメインフレーム間に、破砕アームの閉側及び開側への回動範囲を規制するストッパを設けることにより、破砕アームの不均等な開閉を防止して破砕力を増加させ上記課題を解決している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である破砕機の正面図、図２、図３及び図４は破砕機の作動の説明図である。
ここで、メインフレーム１には被破砕物を挟圧破砕するための左右一対の破砕アーム２Ｌ、２Ｒがアームピン３で回動可能に支持されている。メインフレーム１の右端部には、上リンク４Ｒの下端がリンクピン１４Ｒで枢着され、右側の破砕アーム２Ｒの中央右端部には、下リンク５Ｒの下端がリンクピン１５Ｒで枢着され、下リンク５Ｒの上端は上リンク４Ｒの右上部にリンクピン１６Ｒで枢着されている。上リンク４Ｒの上端には油圧シリンダ７のシリンダチューブ７Ｔが連結ピン１７Ｒで連結されている。
【００１１】
メインフレーム１の左端部には、上リンク４Ｌの下端がリンクピン１４Ｌで枢着され、左側の破砕アーム２Ｌの中央左端部には、下リンク５Ｌの下端がリンクピン１５Ｌで枢着され、下リンク５Ｌの上端は上リンク４Ｌの左上部にリンクピン１６Ｌで枢着されている。上リンク４Ｌの上端には油圧シリンダ７のロッド７Ｒが連結ピン１７Ｌで連結されている。
【００１２】
左側の上リンク４Ｌの上端部と下リンク５Ｌの上端部、及び右側の上リンク４Ｒの上端部と下リンク５Ｒの上端部には、それぞれ互いに当接して左右の破砕アーム２Ｌ、２Ｒの閉側への回動範囲を規制するストッパ２４Ｌ、２５Ｌ、２４Ｒ、２５Ｒが設けられている。また、メインフレーム１の左右両側面には、左右の上リンク４Ｌ、４Ｒが当接して左右の破砕アーム２Ｌ、２Ｒの開側への回動範囲を規制するストッパ２６Ｌ、２６Ｒが設けられている。
【００１３】
被破砕物を挟圧破砕する破砕面２０Ｌ、２０Ｒの上端部には鉄筋、鉄骨等を切断するためのカッタ２１、２２が設けられている。
メインフレーム１の上端には、破砕機を建設車両のブームに装着する取付孔３０を有する取付ブラケット６が設けられている。
破砕作業を行う際、図１の開口状態からオペレータが建設車両の油圧システムの制御弁を切換えると、圧油が油圧シリンダ７に供給され、油圧シリンダ７が伸長を開始する。油圧シリンダ７が伸長すると、上リンク４Ｌがリンクピン１４Ｌを中心として反時計方向へ回動するので、破砕アーム２Ｌは下リンク５Ｌに押されアームピン３を中心として反時計方向へ回動する。また、上リンク４Ｒがリンクピン１４Ｒを中心として時計方向へ回動するので、破砕アーム２Ｒは下リンク５Ｒに押されてアームピン３を中心として時計方向へ回動する。油圧シリンダ７が伸長するにつれて開口の幅が狭くなり、破砕アーム２Ｌ、２Ｒは図２のように閉じた状態となり、被破砕物が挟圧破砕される。破砕後は油圧シリンダ７を短縮して、短縮して図１の開口状態に戻す。
【００１４】
破砕アーム２Ｌ、２Ｒが開放位置に戻ると、ブームを移動させこの動作を繰り返す。
この破砕機において、
Ｆ0 ：油圧シリンダの出力
Ｆ2 ：下リンクに作用する力
θ1 ：上リンク下端のリンクピンと連結ピンを結ぶ線と、油圧シリンダの推力方向のなす角
θ2 ：上リンク下端のリンクピンと下リンク上端のリンクピンを結ぶ線と、下リンク上端のリンクピンと下リンク下端のリンクピンを結ぶ線のなす角
Ｈ1 ：上リンク下端のリンクピンと連結ピン間の距離
Ｈ2 ：上リンク下端のリンクピンと下リンク上端のリンクピン間の距離
Ｒ1 ：アームピンから下リンク上端のリンクピンと下リンク下端のリンクピンを結ぶ線までの距離
Ｒ2 ：アームピンから破砕アームの先端点までの距離
とすると、
Ｆ0 ×Ｈ1 ×ｓｉｎθ1 ＝Ｆ2 ×Ｈ2 ×ｓｉｎθ2 ・・・・・（２）
であるから（２）式より
Ｆ2 ＝Ｆ0 ×Ｈ1 ×ｓｉｎθ1 ／（Ｈ2 ×ｓｉｎθ2 ）・・（３）
であり、被破砕物と接触し挟圧破砕する破砕アーム２Ｌ、２Ｒの先端点ＰＬ、ＰＲの破砕力Ｆ1 は、次の式で表される。
【００１５】
Ｆ1 ＝Ｆ2 ×Ｒ1 ／Ｒ2 ・・・・・・・・・・・・・・・（４）
上記の式から明らかなように、上リンク下端のリンクピンと連結ピンを結ぶ線と、油圧シリンダの推力方向のなす角θ1 が０又は１８０°に近づくにつれて下リンクに作用する力Ｆ2 が小さくなるので破砕力Ｆ1 が低下し、９０°に近いと破砕力Ｆ1 が大となる。また、上リンク下端のリンクピンと下リンク上端のリンクピンを結ぶ線と、下リンク上端のリンクピンと下リンク下端のリンクピンを結ぶ線のなす角θ2 が０又は１８０°に近づくにつれて下リンクに作用する力Ｆ2 が大きくなるので破砕力Ｆ1 が増大し、９０°に近づくと破砕力Ｆ1 が小さくなる。上リンク下端のリンクピンと連結ピン間の距離Ｈ1 、アームピンから下リンク上端のリンクピンと下リンク下端のリンクピンを結ぶ線までの距離Ｒ1 が大だと破砕力Ｆ1 が大となり、上リンク下端のリンクピンと下リンク上端のリンクピン間の距離Ｈ2 、アームピンから破砕アームの先端点までの距離Ｒ2 が大だと破砕力Ｆ1 が小となる。
【００１６】
そこで、これらの値を適切に設定することにより、被破砕物を挟圧破砕するとき、油圧シリンダ７の出力Ｆ0 より大きい破砕力Ｆ1 を得ることができる。
従って、出力の小さい小形の油圧シリンダが使用できるので、ピストン径を小さくし、ピストンストロークを短くして軽量化することができる。また、伸縮時の油圧シリンダ７の垂直方向への移動が少ないので、破砕機全長を短くして開口幅を大きくとることが可能となる。
【００１７】
なお、被破砕物等によって破砕アーム２Ｌ、２Ｒの何れか一方の動きが阻害されると、破砕アーム２Ｌ、２Ｒの開閉動作が左右不均等になる。破砕アーム２Ｌ、２Ｒの開閉動作が均等でなく上リンク下端のリンクピンと下リンク上端のリンクピンを結ぶ線と、下リンク上端のリンクピンと下リンク下端のリンクピンを結ぶ線のなす角θ2 が０°又は１８０°に近づくようなことが生ずると、下リンクに作用する力Ｆ2 は計算上無限大となり、破砕機の製品強度上安全の確保が困難となるので破砕アームの回動範囲を規制する必要がある。この破砕機では、油圧シリンダ７が伸長したとき、例えば、左側の破砕アーム２Ｌの動きが阻害され、右側の破砕アーム２Ｒのみが先に回動を始めたとしても、やがてストッパ２４Ｒ、２５Ｒが当接して図３に示す位置で回動が規制され、以後破砕アーム２Ｌ側が回動するようになるので、破砕機に無理な力を加え製品強度上安全性を低下させるおそれはない。左側の破砕アーム２Ｌのみが先に回動を始めたときには、ストッパ２４Ｌ、２５Ｌが当接して図４に示す位置で回動が規制される。またストッパ２６Ｌ、２６Ｒによって、破砕アーム２Ｌ、２Ｒは開口状態でも左右均等になる。
【００１８】
従って、同調リンクのような複雑な機構を設ける必要はなく、被破砕物の噛込みも生じない。
【００１９】
【実施例】
図５、図６、及び図７は破砕機の実施例を示す正面図である。
図５の破砕機は、右側の下リンク５Ｒの上端は右側の上リンク４Ｒの下部にリンクピン１６Ｒで枢着され、左側の下リンク５Ｌの上端は左側の上リンク４Ｌの下部にリンクピン１６Ｌで枢着されている。また、右側の上リンク４Ｒの下端部と右側の下リンク５Ｒの上端部とにストッパ２４Ｒ、２５Ｒが設けられ、左側の上リンク４Ｌの下端部と左側の下リンク５Ｌの上端部とにストッパ２４Ｌ、２５Ｌが設けられている。その他の点は図１の破砕機と同様である。
【００２０】
図６の破砕機は、メインフレーム１に左右一対の破砕アーム２Ｌ、２Ｒがアームピン３Ｌ、３Ｒでそれぞれ回動可能に支持されている。その他の点は図１の破砕機と同様である。
図７の破砕機は、メインフレーム１に左右一対の破砕アーム２Ｌ、２Ｒがアームピン３Ｌ、３Ｒでそれぞれ回動可能に支持されている。その他の点は図５の破砕機と同様である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の破砕機は、油圧シリンダの出力が小さくても大きい破砕力が得られるので、油圧シリンダを小形化し、コストを軽減することができる。また、伸縮時の油圧シリンダの垂直方向への移動を少なくして破砕機全長を短くして軽量化でき、且つ開口幅を大きくとることが可能で作業能率を向上させることができる。回動範囲を規制できるので同調リンクは不要であり、被破砕物の噛込みがなく、破砕機の損傷も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態を示す破砕機の正面図である。
【図２】破砕機の作動の説明図である。
【図３】破砕機の作動の説明図である。
【図４】破砕機の作動の説明図である。
【図５】本発明の一実施例を示す破砕機の正面図である。
【図６】本発明の一実施例を示す破砕機の正面図である。
【図７】本発明の一実施例を示す破砕機の正面図である。
【図８】従来の破砕機の正面図である。
【符号の説明】
１      メインフレーム
２Ｌ、２Ｒ      破砕アーム
３      アームピン
４Ｌ、４Ｒ      上リンク
５Ｌ、５Ｒ      下リンク
６      取付ブラケット
７      油圧シリンダ
７Ｒ    ロッド
７Ｔ    シリンダチューブ
１４Ｌ、１４Ｒ  リンクピン
１５Ｌ、１５Ｒ  リンクピン
１６Ｌ、１６Ｒ  リンクピン
１７Ｌ、１７Ｒ  連結ピン
２０Ｌ、２０Ｒ  破砕面
２４Ｌ、２４Ｒ  ストッパ
２５Ｌ、２５Ｒ  ストッパ
ＰＬ、ＰＲ      先端点
【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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【図７】
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【図８】
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