ところで、廃材には廃プラ、廃ビニール、廃木材、竹材、産業廃棄物等があり、長尺状の廃材も少なくない。従来の切断装置では、左右2ヶ所の切断のため、製品である切断片は1つとされ、その切断幅は大きく、後工程での処理に不都合を生じる。切断装置による切断後、再度、細分化するように切断工程を行うことも考えられるが、作業効率上不利となる。
また、廃木材や竹材等のように剛性を有する部材は、切断時、廃材の破断力が切断刃の外方に作用し、切断片が周囲に飛散するという問題がある。特に、切断装置による切断力が高い程、また、切断片が細かくなる程、切断片の飛散化傾向は高くなる。
しかも、廃材には廃プラ、廃ビニールのように、可撓性、或いは弾性を有する部材も多数存在するが、特許文献1のように、左右切断部の切断タイミングに時間差を持たせた場合、一方の切断部による切断時、他方の切断部による片持ち状態、或いは支持力のない状態となるため切断対象物を強固に支えることができず、充分な切断性能を確保できない。
本発明の目的は、切断性能を確保しつつ、切断片の細分化と切断時の飛散防止とが両立可能な切断装置を提供することである。
本発明に係る切断装置は、ショベル系掘削機のアームに装着される第1フレームと、この第1フレームの長さ方向に平行に設けられた複数の第1切断刃と、前記第1フレームに枢支軸を介して揺動可能に枢着された第2フレームと、この第2フレームの長さ方向に平行に設けられた複数の第2切断刃と、前記第2フレームの揺動動作によって前記第1切断刃と前記第2切断刃とを摺接させて切断対象物を切断可能な複数の切断部とを有する。
請求項1の発明は、前記複数の切断部は、一端側の第1切断部と、他端側の第2切断部と、前記第1,第2切断部の間に設けられた少なくとも1の第3切断部とを備え、前記第2フレームを揺動動作させて切断対象物を切断するとき、前記第1,第2切断部による切断対象物の切断タイミングが前記第3切断部による切断対象物の切断タイミングよりも早くなるように設定されたことを特徴とする。
請求項1の発明では、切断部が、一端側の第1切断部と、他端側の第2切断部と、前記第1,第2切断部との間に設けられた少なくとも1の第3切断部とから構成されるため、少なくとも切断対象物を3ヶ所以上で細断することができ、後工程に有利な細分化された切断片とすることができる。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記第3切断部の第2切断刃先端と前記枢支軸の軸心とを結ぶ平面と前記第1,第2切断部の第2切断刃先端と前記枢支軸の軸心とを結ぶ平面との間に切断タイミング差を発生させる所定角度が形成されることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記第1フレームの先端にこの第1フレームの長さ方向に直交状に設けられる第1先端切断刃と、前記第2フレームの先端にこの第2フレームの長さ方向に直交状に設けられる第2先端切断刃と、前記第2フレームの揺動動作によって前記第1先端切断刃と前記第2先端切断刃とを摺接させて切断対象物を切断可能な先端切断部とを有し、前記第2フレームを揺動動作させて切断対象物を切断するとき、前記先端切断部による切断対象物の切断タイミングが前記第1,第2切断部による切断対象物の切断タイミングよりも早くなるように設定されたことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1〜3の発明において、前記第1フレームは、内部に所定の空間を有すると共に、この空間に前記第2フレームを収容可能に構成され、前記第2フレームは、前記第1フレームに支持された油圧シリンダの伸縮によって前記揺動軸心回りに揺動することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1〜4の何れかの発明において、前記アームは、その先端に長さ方向を軸とする旋回機構を有し、前記第1フレームは、前記旋回機構に固定されることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1〜5の何れかの発明において、前記第2フレームは複数の平板状第2フレーム部材を有し、この第2フレーム部材は繋ぎ部材によって連結されることを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項1〜6の何れかの発明において、前記第1フレームは、先端フレーム部材と、一端側フレーム部材と、他端側フレーム部材と、両側フレーム部材に平行な中間フレーム部材とを有し、この中間フレーム部材は、前記揺動軸と前記先端フレーム部材とに支持されることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、切断対象物を少なくとも3ヶ所以上で細断すると共に第2フレームが揺動動作したとき、第1,第2切断部による切断対象物の切断タイミングを第3切断部による切断対象物の切断タイミングよりも早くなるように設定されたため、切断性能を確保しつつ、切断片の細分化と切断時の飛散防止との両立が可能となる。
つまり、第1,第2切断部による切断対象物の切断タイミングが早いため、第3切断部の切断時には、第3切断部の左右両側に第1,第2切断部による壁部が形成される。この第1,第2切断部による壁部によって、第3切断部で細分化された切断片の周囲への飛散を防止している。しかも、第3切断部による切断時、第1,第2切断部により左右両側から切断対象物を支える状態となるため、可撓性、或いは弾性を有する切断対象物であっても、第3切断部の切断性能を確保することができる。
請求項2の発明によれば、前記第3切断部の第2切断刃先端と前記枢支軸の軸心とを結ぶ平面と前記第1,第2切断部の第2切断刃先端と前記枢支軸の軸心とを結ぶ平面との間に切断タイミング差を発生させる所定角度が形成されたため、夫々の切断部による切断タイミングを切断刃先端の突出量で設定することができる。
請求項3の発明によれば、第2フレームが揺動動作したとき、前記先端切断部による切断対象物の切断タイミングが前記第1,第2切断部による切断対象物の切断タイミングよりも早くなるように設定されたため、第3切断部の切断時、第3切断部の左右両側に第1,第2切断部による壁と前方側に先端切断部による壁部とが形成される。この壁部によって、第3切断部で細分化された切断片の周囲への飛散を効果的に防止できる。
請求項4の発明によれば、第2フレームは、第2フレームを収容可能な第1フレームに支持された油圧シリンダの伸縮によって前記揺動軸心回りに揺動するため、第2フレームを小型軽量化できると共に油圧シリンダの小型化を図れる。
請求項5の発明によれば、第1フレームは前記旋回機構に固定されるため、切断対象物を一方向だけでなく他方向から切断することができ、更に、細断効率を向上できる。
請求項6の発明によれば、第2フレームは複数の平板状第2フレーム部材を有し、この第2フレーム部材は繋ぎ部材によって連結されるため、第2フレームの軽量化を図れると共に特定の第2フレーム部材に偏荷重が掛っても他の第2フレーム部材に荷重を分散できる。
請求項7の発明によれば、中間フレーム部材が前記揺動軸と前記先端フレーム部材とに支持されるため、第1フレームの軽量化を図りつつ、簡易な構成で第3切断部を形成できる。
以下、本発明を実施する為の最良の形態について実施例に基づいて説明する。
図1に示すように、ショベル系掘削機としての油圧ショベル1は、作業者が搭乗可能なショベル本体2、ショベル本体2に揺動可能に固定されると共に図示しないブームシリンダで揺動されるブーム3、ブーム3の先端に揺動可能に軸支されるアーム4、アーム4の先端に設置される旋回装置5、旋回装置5に着脱自在に装着される切断装置6から構成している。
アーム4は、ブーム3の先端にアーム揺動軸7を軸心として揺動可能に軸支されている。一端をブーム3に固定されると共に他端をアーム4の後端に固定される油圧式のブームシリンダ8が伸長したとき、アーム4はアーム揺動軸7を軸心として反時計回りに揺動回転するよう構成している。
旋回装置5は、後端一側部分をアーム4の先端に旋回装置揺動軸9を軸心として揺動可能に軸支されている。一端をアーム4に固定されるバケットシリンダ10の他端は、旋回装置5の後端他側部分に一端を揺動可能に軸支されたHリンク11とアーム4の先端近傍に一端を揺動可能に軸支されたサイドリンク12との夫々の他端に連結されている。バケットシリンダ10が伸長したとき、旋回装置5は旋回装置揺動軸9を軸心として反時計回りに揺動動作するよう構成している。
図2に示すように、旋回装置5は、旋回本体部13、旋回軸受14、旋回本体部13に固定されるモータ等の回転手段15、アーム4の油圧配管16(図1参照)から延設されるゴム製の油圧管17とから構成する。旋回軸受14は、回転手段15の駆動によって、旋回本体部13の中心を回転中心として左右方向に夫々360°旋回可能に構成されている。
切断装置6は、固定刃フレーム18(第1フレーム)と、動刃フレーム19(第2フレーム)と、動刃フレーム19を揺動駆動可能な油圧シリンダ20と、着脱部21とから構成する。着脱部21は、切断装置6を図示しない着脱機構によって旋回軸受14に装着されている。尚、油圧シリンダ20は、旋回軸受14上に設置されたロータリジョイント等の回転継手22から油圧管23によって油圧が供給されている。
図2及び図3に示すように、固定刃フレーム18は、固定刃先端フレーム部材24、アーム4の長さ方向に延設される平板状の一側の第1固定フレーム部材25、アーム4の長さ方向に延設される平板状の他側の第2固定フレーム部材25、第1固定フレーム部材25と第2固定フレーム部材26との間に介在する断面略コ字状の第3固定フレーム部材27、第1支持部28、第2支持部29とから構成している。尚、第1固定フレーム部材25と第2固定フレーム部材26と第3固定フレーム部材27とは一体的に構成とされ、第1固定フレーム部材25と第3固定フレーム部材27との間、及び第2固定フレーム部材26と第3固定フレーム部材27との間には夫々貫通空間S1,S2が形成されている。
第1固定フレーム部材25の内側上端領域には略ヘ字状の第1固定切断刃30、第2固定フレーム部材26の内側上端領域には略ヘ字状の第2固定切断刃31、第3固定フレーム部材27の第1固定切断刃30側上端領域には略ヘ字状の第3固定切断刃32、第3固定フレーム部材27の第2固定切断刃31側上端領域には略ヘ字状の第4固定切断刃33がボルトによって各固定フレーム部材25〜27に夫々固定されている。また、固定刃先端フレーム部材24の内側には先端固定切断刃34が固定されている。尚、夫々の固定切断刃30〜34は何れも刃先面が同一高さとなっている。
図3に示すように、動刃フレーム19は、断面略コ字状の第1動フレーム部材35と、断面略コ字状の第2動フレーム部材36と、第3支持部50(図2参照)と、第4支持部37(図2参照)とから構成している。第1動フレーム部材35の下端面35aは、外側部分が内側部分に対して所定距離α1下方に突出している。同様に、第2動フレーム部材36の下端面36aは、外側部分が内側部分に対して所定距離α1下方に突出している。
第1動フレーム部材35の外側下端領域には略ヘ字状の第1動切断刃38、第2動フレーム部材36の外側下端領域には略ヘ字状の第2動切断刃39、第1動フレーム部材35の内側下端領域には略ヘ字状の第3動切断刃40、第2動フレーム部材36の内側下端領域には略ヘ字状の第4動切断刃41がボルトによって両動フレーム部材35,36に夫々固定されている。また、両動フレーム部材35,36の前方先端部分には、第1,第2先端動切断刃42,43が夫々固定されている。
各動切断刃38〜43の刃先面の関係は、第3,第4動切断刃40,41の刃先面が同一高さとされ、第1,第2動切断刃38,39の刃先面が同一高さとされ、第1,第2先端動切断刃42,43の刃先面が同一高さに構成される。また、第1先端動切断刃42の刃先面は第1動切断刃38の刃先面よりも所定距離α2下方に突出しており、第1動切断刃38の刃先面は第3動切断刃40の刃先面よりも所定距離α1下方に突出している(図2参照)。
第1動切断刃38と第1固定切断刃30とがハサミ圧縮可能な第1切断部44を、第2動切断刃39と第2固定切断刃31とがハサミ圧縮可能な第2切断部45を、第3動切断刃40と第3固定切断刃32とがハサミ圧縮可能な第3切断部46を、第4動切断刃41と第4固定切断刃33とがハサミ圧縮可能な第4切断部47を、第1,第2先端動切断刃42,43と先端固定切断刃34とがハサミ圧縮可能な先端切断部48を夫々構成している。
動刃フレーム19の揺動動作に伴って、第1動フレーム部材35は貫通空間S1に収容可能とされると共に、第2動フレーム部材36は貫通空間S2に収容可能とされるよう構成されており、動刃フレーム19は固定刃フレーム18よりも幅が狭く構成される。動刃フレーム19は固定刃フレーム18に対して第1,4支持部28,37を貫通するピン部49によって揺動可能に支持され、油圧シリンダ20の伸長動作によって動刃フレーム19は時計回りに回転するよう構成している。
また、油圧シリンダ20の一端部は第2支持部29に回転可能に軸支され、他端部は第3支持部50に回転可能に軸支された構成とされている。つまり、図2に示すように、切断時には、第3,第4切断部46,47の第3,第4動切断刃40,41の先端と枢支軸の軸心となるピン部49とを結ぶ平面と、第1,第2切断部44,45の第1,第2動切断刃38,39の先端とピン部49とを結ぶ平面とは前記所定距離α1に基づく所定角度βの切断差、所謂切断タイミング差を有するよう構成されている。
次に、図4及び図5に基づいて、実施例1に係る切断装置6の作動を説明する。
油圧シリンダ20が伸長したとき、動刃フレーム19がピン部49回りに揺動動作を開始し、図4(a),(b)に示すように、固定刃フレーム18と動刃フレーム19とが切断対象物Oを把持する。切断対象物Oの把持後、第1,第2先端動切断刃42,43の刃先面が先端固定切断刃34の刃先面とが当接し、第1摺接動作を行う。
図4(c)に示すように、第1摺接動作後、油圧シリンダ20の伸長が進むと、第1,第2動切断刃38,39の刃先面が第1,第2固定切断刃30,31の刃先面と当接し、第2摺接動作を開始する。第2摺接動作後、更に油圧シリンダ20の伸長が進むと、第3,第4動切断刃40,41の刃先面が第3,第4固定切断刃32,33の刃先面と当接し、第3摺接動作を行う。尚、第2摺接動作の開始と同時に、第1,第2動フレーム部材35,36は貫通空間S1,S2内への侵入を開始する。
図5のタイムチャートに示すように、初めに、先端切断部48が切断動作を単独で行うため、油圧シリンダ20の加圧力は他の切断部に分散されることなく、全て先端切断部48の切断力に使用することができる。次に、第1切断部44と第2切断部45とが同時に切断動作を行うため、一方の切断部が切断する際、他方の切断部が切断対象物Oを支えることができ、切断性能を確保できる。
次に、第3切断部46と第4切断部47とが同時に切断動作を行うため、一方の切断部が切断する際、他方の切断部が切断対象物Oを支えることができる。また、第1切断部44と第2切断部45とが切断対象物Oを両側から支える状態とすることができ、可撓性や弾性を有する切断対象物Oであっても確実に切断できる。しかも、細分化された切断片の飛散が発生しても、第3切断部46と第4切断部47とは第1,第2固定フレーム部材25,26と第1,第2動フレーム部材35,36とによって左右側方を囲まれており、切断片の周囲への飛散を防止できる。
次に、図6及び図7のタイムチャートに基づいて、実施例2を説明する。尚、実施例1と同様の構成は同じ符号を付している。実施例1との相違点は、実施例1では第1切断部44と第2切断部45とが同じ切断タイミングとされ、第3切断部46と第4切断部47とが同じ切断タイミングとされていたのに対し、実施例2では夫々の切断部の切断タイミングを異ならせた点である。
実施例1と同様に、切断装置6は、固定刃フレーム18と、動刃フレーム19と、動刃フレーム19揺動駆動可能な油圧シリンダ20と、着脱部21とから構成している。
第1固定フレーム部材25の内側上端領域には略ヘ字状の第1固定切断刃30、第2固定フレーム部材26の内側上端領域には略ヘ字状の第2固定切断刃31、第3固定フレーム部材27の第1固定切断刃30側上端領域には略ヘ字状の第3固定切断刃32、第3固定フレーム部材27の第2固定切断刃31側上端領域には略ヘ字状の第4固定切断刃33がボルトによって各固定フレーム部材25〜27に固定されている。また、固定刃先端フレーム部材24の内側には先端固定切断刃34が固定されている。尚、夫々の固定切断刃30〜34は何れも刃先面が同一高さとなっている。
第1動フレーム部材35の下端面35aは、外側部分が内側部分に対して所定距離2×α1下方に突出している。同様に、第2動フレーム部材36の下端面36aは、外側部分が内側部分に対して所定距離2×α1下方に突出している。また、第1動フレーム部材35の下端面35aの内側部分は第2動フレーム部材36の下端面36aの内側部分に対して所定距離α1下方に突出するよう構成している。
第1動フレーム部材35の外側下端領域には略ヘ字状の第1動切断刃38、第2動フレーム部材36の外側下端領域には略ヘ字状の第2動切断刃39、第1動フレーム部材35の内側下端領域には略ヘ字状の第3動切断刃40、第2動フレーム部材36の内側下端領域には略ヘ字状の第4動切断刃41がボルトによって両動フレーム部材35,36に固定されている。また、両動フレーム部材35,36の前方先端部分には、第1,第2先端動切断刃42,43が夫々固定されている。尚、第1,第2先端動切断刃42,43は同一高さに構成されている。
各動切断刃38〜43の刃先面の関係は、第3動切断刃40の刃先面は第4動切断刃41よりも所定距離α1下方に突出しており、第2動切断刃39の刃先面は第3動切断刃40の刃先面よりも所定距離α1下方に突出しており、第1動切断刃38の刃先面は第2動切断刃39の刃先面よりも所定距離α1下方に突出して構成される。また、第1先端動切断刃42の刃先面は第1動切断刃38の刃先面よりも所定距離α2下方に突出している。
第1動切断刃38と第1固定切断刃30とがハサミ圧縮可能な第1切断部44を、第2動切断刃39と第2固定切断刃31とがハサミ圧縮可能な第2切断部45を、第3動切断刃40と第3固定切断刃32とがハサミ圧縮可能な第3切断部46を、第4動切断刃41と第4固定切断刃33とがハサミ圧縮可能な第4切断部47を、第1,第2先端動切断刃42,43と先端固定切断刃34とがハサミ圧縮可能な先端切断部48を夫々構成している。
図7のタイムチャートに示すように、初めに、先端切断部48が切断動作を単独で行うため、油圧シリンダ20の加圧力は他の切断部に分散されることなく、全て先端切断部48の切断力に使用することができる。次に、第1切断部44と第2切断部45とが切断動作を夫々単独で行うため、油圧シリンダ20の加圧力は他の切断部に分散されることなく、全て第1切断部44と第2切断部45との夫々の切断力に使用することができる。
次に、第3切断部46が単独で切断動作を行うため、油圧シリンダ20の加圧力は他の切断部に分散されない。しかも、細分化された切断片の飛散が発生しても、第3切断部46は第1,第2固定フレーム部材25,26と第1,第2動フレーム部材35,36とによって囲まれており、切断片の周囲への飛散を防止できる。
第3切断部46の切断動作後、第4切断部47が単独で切断動作を行うため、油圧シリンダ20の加圧力は他の切断部に分散されない。しかも、細分化された切断片の飛散が発生しても、第4切断部47は第1,第2固定フレーム部材25,26と第1,第2動フレーム部材35,36とによって囲まれており、切断片の周囲への飛散を防止できる。
次に、図8〜図12に基づいて、実施例3を説明する。尚、実施例1と同様の構成は同じ符号を付している。実施例1との相違点は、実施例1では第1固定フレーム部材25と第2固定フレーム部材26と第3固定フレーム部材27とが一体的に構成されていたのに対し、実施例3では第3固定フレーム部材27が第1,第2固定フレーム部材25,26と別体部材で構成される点である。
切断装置6は、固定刃フレーム18と、動刃フレーム19と、動刃フレーム19を揺動駆動可能な油圧シリンダ20とから構成する。本切断装置6は、アーム4の先端に直接装着可能に構成しているが、旋回装置5を介して装着することも可能である。
固定刃フレーム18は、固定刃先端フレーム部材24、平板状の一側の第1固定フレーム部材25、第2固定フレーム部材26、第1固定フレーム部材25と第2固定フレーム部材26との間に介在すると共に両固定フレーム部材25,26に平行とされる直方体形状の中間フレーム部材51、第1支持部28、第2支持部29、アーム4に軸支される第1開口52、Hリンク11に連結される第2開口53とから構成している。尚、第1固定フレーム部材25と中間フレーム部材51との間、及び第2固定フレーム部材26と中間フレーム部材51との間には夫々貫通空間S1,S2が形成されている。
第1固定フレーム部材25の内側上端領域には略ヘ字状の第1固定切断刃30、第2固定フレーム部材26の内側上端領域には略ヘ字状の第2固定切断刃31、中間フレーム部材51の第1固定切断刃30側上端領域には略ヘ字状の第3固定切断刃32、中間フレーム部材51の第2固定切断刃31側上端領域には略ヘ字状の第4固定切断刃33がボルトによって各フレーム部材25,26,51に夫々固定されている。また、固定刃先端フレーム部材24の内側には第1,第2先端固定切断刃34a,34bが夫々固定されている。尚、夫々の固定切断刃30〜34a,34bは何れも刃先面が同一高さとなっている。
図8に示すように、動刃フレーム19は、断面略コ字状の第1動フレーム部材35と、断面略コ字状の第2動フレーム部材36と、第1動フレーム部材35と第2動フレーム部材36とを連結する繋ぎ部材54と、第1動フレーム部材35と第2動フレーム部材36とに連結されると共にピン部49回りを回動可能なボス部55とから構成している。
第1動フレーム部材35は、前方先端部分に第1先端動切断刃42が装着される。また、第1動フレーム部材35は、外側下端領域に略ヘ字状の第1動切断刃38、内側下端領域には略ヘ字状の第3動切断刃40とを夫々有している。第2動フレーム部材36は、前方先端部分に第2先端動切断刃43が装着される。また、第2動フレーム部材36は、外側下端領域に略ヘ字状の第2動切断刃39、内側下端領域には略ヘ字状の第4動切断刃41とを夫々有している。
第1実施例と同様に、第1動切断刃38と第1固定切断刃30とが第1切断部44を、第2動切断刃39と第2固定切断刃31とが第2切断部45を、第3動切断刃40と第3固定切断刃32とが第3切断部46を、第4動切断刃41と第4固定切断刃33とが第4切断部47を、第1,第2先端動切断刃42,43と第1,第2先端固定切断刃34a,34bとが先端切断部48を夫々構成している。
図11に示すように、ボス部55は、ピン部49回りを摺動回転可能な円筒状のボス本体部55a、第1動フレーム部材35とボス本体部55aを介して連続して形成される第1連結部55b、第1連結部55bに設けられると共に油圧シリンダ20と接続される第1接続部55cを有している。また、ボス部55は、第2動フレーム部材36とボス本体部55aを介して連続して形成される第2連結部55d、第1連結部55dに設けられると共に油圧シリンダ20と接続される第2接続部55eを有している。
図12に示すように、中間フレーム部材51は、側面視略円弧状で中間フレーム部材51の後端部分に形成される円弧部56と、平板状の固定部57とを有している。円弧部56は、中間フレーム部材51を固定刃フレーム18に固着した状態で、ピン部49と同一中心とされると共に、ボス本体部55aと所定間隔γ離間するよう設置される。
中間フレーム部材51の先端部分は、固定刃先端壁部24に固着され、中間フレーム部材51の後端部分は、円弧部56の下端面に当接する固定部57によって固定刃フレーム18に固着される。固定部57の左右両側面は、第1フレーム部材35と第2フレーム部材36とに図示しない締結手段によって固定されている。
各動切断刃38〜43の刃先面の関係は、実施例1と同様に、第3,第4動切断刃40,41の刃先面が同一高さとされ、第1,第2動切断刃38,39の刃先面が同一高さとされ、第1,第2先端動切断刃42,43の刃先面が同一高さに構成される。また、第1先端動切断刃42の刃先面は第1動切断刃38の刃先面よりも所定距離α2下方に突出しており、第1動切断刃38の刃先面は第3動切断刃40の刃先面よりも所定距離α1下方に突出している。
次に、実施例3に係る切断装置6の作用・効果について説明する。
実施例1と同様に、第3切断部46と第4切断部47と切断動作を行う場合、第1切断部44と第2切断部45とが切断対象物Oを両側から支える状態とすることができ、可撓性や弾性を有する切断対象物Oであっても確実に切断できる。また、第3切断部46と第4切断部47とは第1,第2固定フレーム部材25,26と第1,第2動フレーム部材35,36とによって囲まれており、切断片の周囲への飛散を防止できる。
第1動フレーム部材35と第2動フレーム部材36とを板材で分割形成でき、繋ぎ部材54で連結するため、動刃フレーム19の軽量化を図れると共に一方の動フレーム部材に偏荷重が掛っても他方の動フレーム部材に荷重を分散できる。尚、切断対象物Oの強度が小さいとき、または、動刃フレーム19の剛性が大きいときは繋ぎ部材54を省略できる。
また、中間フレーム部材51は、固定刃フレーム18と別部材とし、ボス本体部55aと独立させて、一端が円弧部56を介して固定部57で固定刃フレーム18に固着され、他端が先端固定フレーム部材24に固着される。この場合、固定部57によってボス本体部55aと円弧部56とを所定間隔γ離間させるため、動刃フレーム19の揺動動作に起因する摺動抵抗を低減できる。
次に、図13及び図14に基づいて、実施例3を変形した実施例4を説明する。尚、実施例3と同様の構成は同じ符号を付している。実施例3との相違点は、実施例3では中間フレーム部材51の後端部分が第1,第2固定フレーム部材25,26に支持されていたのに対し、実施例4では中間フレーム部材51の後端部分がピン部49に支持される点である。
固定刃フレーム18は、固定刃先端壁部24、平板状の一側の第1固定フレーム部材25、第2固定フレーム部材26、第1固定フレーム部材25と第2固定フレーム部材26との間に介在すると共に両固定フレーム部材25,26に平行とされる中間フレーム部材51、第1支持部28を有している。
図13に示すように、動刃フレーム19は、第1動フレーム部材35、第2動フレーム部材36、第1動フレーム部材35に形成されピン部49回りを回動可能な第1動フレームボス部35b、油圧シリンダ20と接続される第1動フレーム接続部35c、第2動フレーム部材36に形成されピン部49回りを回動可能な第2動フレームボス部36b、油圧シリンダ20と接続される第2動フレーム接続部36cとから構成している。第1動フレーム接続部35cと第2動フレーム接続部36cとの間には、両者を同期させると共に剛性を高める接続部54aが設置されている。尚、両ボス部35b,36bとピン部49との間には回転ベアリング等の軸受け58が夫々配置される。
図14に示すように、中間フレーム部材51は、第3,第4固定切断刃32,33が装着される中間フレーム部材本体51a、中間フレーム部材本体51aの後端部分に形成される半円状の第1キャップ部51b、第1キャップ部51bと協働してピン部49を挟持する半円状の第2キャップ部51cとから構成している。
中間フレーム部材本体51aの先端部分は、固定刃先端フレーム部材24の中央領域に内側に向けて突出した一対のブラケット24a,24aにピン部材等で連結され、後端部分は第1キャップ部51bにピン部49を挟み込んだ状態で第2キャップ部51cをボルト等で締結固定している。
以上の構成によって、第1動フレーム部材35と第2動フレーム部材36とを分割形成することができ、動刃フレーム19の成形性の向上、材料の歩止まり向上が図れる。更に、中間フレーム部材51の支持方式は、ピン部49の弾性変形が生じても無理な変形が中間フレーム部材51に発生しないように、中間フレーム部材51をブラケット24aのピン部材と第1,第2キャップ部51b,51cとによって回転自在に支持している。尚、本発明に係る中間フレーム部材51の支持とは、前記のように回転摺動可能な支持と、締結手段等による固着支持とを含むものであり、目的、用途に応じて使い分けることが可能である。
次に、図15及び図16に基づいて、実施例3を変形した実施例5を説明する。尚、実施例3と同様の構成は同じ符号を付している。実施例3との相違点は、実施例3では中間フレーム部材51の後端部分が第1,第2固定フレーム部材25,26に支持されていたのに対し、実施例4では中間フレーム部材51の後端部分がボス本体部55aに支持される点である。
固定刃フレーム18は、固定刃先端フレーム部材24、平板状の一側の第1固定フレーム部材25、第2固定フレーム部材26、第1固定フレーム部材25と第2固定フレーム部材26との間に介在すると共に両固定フレーム部材25,26に平行とされる中間フレーム部材51、第1支持部28とを有している。
動刃フレーム19は、第1動フレーム部材35と、第2動フレーム部材36と、第1動フレーム部材35と第2動フレーム部材36とに連結されると共にピン部49回りを回動可能に支持されるボス部55とから構成している。
図15に示すように、ボス部55は、ピン部49回りを摺動回転可能な円筒状のボス本体部55a、第1動フレーム部材35とボス本体部55aを介して連続して形成される第1連結部55b、第1連結部55bに設けられると共に油圧シリンダ20と接続される第1接続部55cを有している。また、ボス部55は、第2動フレーム部材36とボス本体部55aを介して連続して形成される第2連結部55d、第1連結部55dに設けられると共に油圧シリンダ20と接続される第2接続部55eを有している。
図16に示すように、中間フレーム部材51は、第3,第4固定切断刃32,33が装着される中間フレーム部材本体51a、中間フレーム部材本体51aの後端部分に形成される半円状の第1キャップ部51b、第1キャップ部51bと協働してピン部49を挟持する半円状の第2キャップ部51cとから構成している。
中間フレーム部材本体51aの先端部分は固定刃先端フレーム部材24の中央領域に内側に向けて突出した一対のブラケット24a,24aにピン部材等で連結され、後端部分は第1キャップ部51bにボス本体部55aの中央領域を挟み込んだ状態で第2キャップ部51cをボルト等で締結固定している。
動刃フレーム19の摺動抵抗低減のため、第1固定フレーム部材25とボス本体部55aの一側端部との間にはスラストカラー59a、第2固定フレーム部材26とボス本体部55aの一側端部との間にはスラストカラー59bが配置されている。また、ボス本体部55aと第1,第2キャップ部51b,51cとの間には回転ベアリング等の軸受け60が配置されている。
以上の構成によって、固定刃フレーム18の中間フレーム部材51を別部材としたため、ボス本体部55aの回転用隙間やピン部材49の撓みに対して、中間フレーム部材51の変形に基づく異常応力の発生を防止できると共に、固定刃フレーム18の成形性を向上できる。しかも、中間フレーム部材51の着脱が容易になり、メインテナンス性が有利になる。
次に、図17及び図18に基づいて、実施例6を説明する。尚、実施例1と同様の構成は同じ符号を付している。実施例1との相違点は、実施例1では第3固定フレーム部材27及び第1,第2動フレーム部材35,36を断面コ字状部材としたのに対し、実施例6では第3固定フレーム部材及び第1,第2動フレーム部材を第1,第2固定フレーム部材25,26と同様に平板状部材とした点である。
図17に示すように、固定刃フレーム18は、固定刃先端フレーム部材24(図2参照)、アーム4の長さ方向に延設される平板状の一側の第1固定フレーム部材25、アーム4の長さ方向に延設される平板状の他側の第2固定フレーム部材26、第1固定フレーム部材25と第2固定フレーム部材26との間に介在する平板状の第3固定フレーム部材61とから構成している。尚、第1固定フレーム部材25と第3固定フレーム部材61との間、及び第2固定フレーム部材26と第3固定フレーム部材61との間には夫々貫通空間S1,S2が形成されている。
第1固定フレーム部材25の内側上端領域には第1固定切断刃62、第2固定フレーム部材26の内側上端領域には第2固定切断刃63、第3固定フレーム部材61の第1固定切断刃62側上端領域には第3固定切断刃64、第3固定フレーム部材61の第2固定切断刃63側上端領域には第4固定切断刃65が皿ボルト66,66…によって各壁部に夫々固定されている。尚、固定切断刃62〜65は同一形状とされる一対の切断刃67を略ヘ字状に装着しており、先端固定切断刃34と夫々の固定切断刃62〜65とは何れも刃先面が同一高さとなっている。
図18に示すように、切断刃67は、直方体形状とされ、両端に刃物部を有する上端面67aと、両端に刃物部を有する下端面67bと、上下方向中央に表裏両面に形成された略円錐状凹部67c,67cと、両凹部67c,67c間を連結する円筒部67dとから構成している。この構成により、皿ボルト66が切断刃67を貫通空間S1,S2から締結することができ、凹部67c内に皿ボルト66の皿部を収容できると共に、固定刃フレーム18を小型化できる。しかも、刃物部が4隅に形成されるため、刃物部を付替えることで、同一の切断刃67を4回使用することができる。
図17に示すように、動刃フレーム19は、平板状の第1動フレーム部材68と、平板状の第2動フレーム部材69と、第3支持部50(図2参照)と、第4支持部37(図2参照)とから構成している。第1動フレーム部材68の下端面68aは、外側部分が内側部分に対して所定距離α1下方に突出している。同様に、第2動フレーム部材69の下端面69aは、外側部分が内側部分に対して所定距離α1下方に突出している。
第1動フレーム部材68の外側下端領域には第1動切断刃70、第2フレーム部材69の外側下端領域には第2動切断刃71、第1動フレーム部材68の内側下端領域には第3動切断刃72、第2動フレーム部材69の内側下端領域には第4動切断刃73がボルト66,66…によって両動フレーム部材68,69に夫々固定されている。尚、動切断刃70〜73は、固定切断刃62〜65と同様に、同一形状とされる一対の切断刃67を略ヘ字状に装着している。
各動切断刃70〜73の刃先面の関係は、実施例1と同様に、第3,第4動切断刃72,73の刃先面が同一高さとされ、第1,第2動切断刃70,71の刃先面が同一高さとされ、第1,第2先端動切断刃42,43の刃先面が同一高さに構成される。また、第1先端動切断刃42の刃先面は第1動切断刃70の刃先面よりも所定距離α2下方に突出しており、第1動切断刃70の刃先面は第3動切断刃72の刃先面よりも所定距離α1下方に突出している。
次に、実施例6に係る切断装置6の作動を説明する。
実施例1と同様に、切断性能を確保しつつ、切断片の細分化と切断時の飛散防止とが両立できる。しかも、固定刃フレーム18と動刃フレーム19とを平板状とできるため、両フレームの小型軽量化が図れる。また、夫々の切断刃の4隅を刃物部として使用でき、切断刃の長寿命化が図れる。
次に、図19に基づいて、実施例6を変形した実施例7を説明する。尚、実施例6と同様の構成は同じ符号を付している。実施例6との相違点は、実施例6では固定フレーム部材が3部材、動フレーム部材が2部材であるのに対し、実施例7では固定フレーム部材が4部材、動フレーム部材が3部材とした点である。
図19に示すように、固定刃フレーム18は、固定刃先端フレーム部材24(図2参照)、アーム4の長さ方向に延設される平板状の一側の第1固定フレーム部材25、アーム4の長さ方向に延設される平板状の他側の第2固定フレーム部材26、第1固定フレーム部材25と第2固定フレーム部材26との間に介在する平板状の第1中間フレーム部材74、第1中間フレーム部材74と第2固定フレーム部材26との間に介在する平板状の第2中間フレーム部材75から構成している。尚、第1固定フレーム部材25と第1中間フレーム部材74との間、第1中間フレーム部材74と第2中間フレーム部材75との間、及び第2中間フレーム部材75と第2固定フレーム部材26との間には夫々貫通空間S1,S2,S3が形成されている。
第1固定フレーム部材25の内側上端領域には略ヘ字状の第1固定切断刃62、第2固定フレーム部材26の内側上端領域には第2固定切断刃63、第1中間フレーム部材74の第1固定切断刃62側上端領域には第3固定切断刃76、第1中間フレーム部材74の第2固定切断刃63側上端領域には第4固定切断刃77、第2中間フレーム部材75の第4固定切断刃77側上端領域には第5固定切断刃78、第2中間フレーム部材75の第2固定切断刃63側上端領域には第6固定切断刃79が皿ボルト66,66…によって各フレーム部材に夫々固定されている。
各固定切断刃62,63,76〜79は皿ボルト66,66…によって各フレーム部材に夫々固定されている。尚、各固定切断刃62,63,76〜79は同一形状とされる一対の切断刃67を略ヘ字状に装着しており、先端固定切断刃34と夫々の固定切断刃62,63,76〜79とは何れも刃先面が同一高さとなっている。
動刃フレーム19は、平板状の第1動フレーム部材68と、平板状の第2動フレーム部材69と、平板状の第3動フレーム部材80と、第3支持部50(図2参照)と、第4支持部37(図2参照)とから構成している。第1動フレーム部材68の下端面68aは外側部分が内側部分に対して所定距離α1下方に突出し、第2動フレーム部材69の下端面69aは内側部分が外側部分に対して所定距離α1下方に突出し、第3動フレーム部材80の下端面80aは第2動フレーム部材69側が第1動フレーム部材68側に対して所定距離α1下方に突出している。
第1動フレーム部材68の外側下端領域には第1動切断刃70、第2動フレーム部材69の外側下端領域には第2動切断刃71、第1動フレーム部材68の内側下端領域には第3動切断刃81、第3動フレーム部材80の第1動フレーム部材68側下端領域には第4動切断刃82、第3動フレーム部材80の第2動フレーム部材69側下端領域には第5動切断刃83、第2動フレーム部材69の内側下端領域には第6動切断刃84がボルトによって固定されている。尚、各動切断刃70,71,81〜84は、固定切断刃と同様に、同一形状とされる一対の切断刃67を略ヘ字状に装着している。
各動切断刃70,71,81〜84の刃先面の関係は、第2〜第4動切断刃71,81,82の刃先面が同一高さとされ、第1,第5,第6動切断刃70,83,84の刃先面が同一高さとされ、図示しない3つの先端動切断刃の刃先面が同一高さに構成される。また、先端動切断刃の刃先面は第1動切断刃70の刃先面よりも所定距離α2下方に突出しており、第1動切断刃70の刃先面は第3動切断刃81の刃先面よりも所定距離α1下方に突出している。
次に、実施例7に係る切断装置6の作動を説明する。
実施例1と同様に、切断性能を確保しつつ、切断片の細分化と切断時の飛散防止とが両立できる。また、固定刃フレーム18と動刃フレーム19とを平板状とできるため、小型軽量化が図れる。特に、切断対象物を6ヶ所で切断するため、切断片を充分に細分化できる。
次に、図20に基づき、切断刃67の変形例を説明する。
切断刃85は、直方体形状とされ、両端に刃物部を有する上端面85aと、両端に刃物部を有する下端面85bと、上下方向中央に表裏両面に形成された略円柱状凹部85c,85cと、両凹部85c,85c間を連結する円筒部85dとから構成している。この構成により、頭部付きボルト86が切断刃85を貫通空間から締結することができ、メインテナンス性に優れる。また、凹部85c内に頭部付きボルト86の皿部を収容できるため、フレーム内にボルト空間を設ける必要がなく、両フレーム18,19を小型軽量化できる。しかも、刃物部が4隅に形成されるため、刃物部を付替えることで、同一の切断刃59を4回使用することができる。