JP2010184168A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】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とを有すると共に、各動切断刃３８〜４３の刃先面は、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。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ショベル系掘削機のアームに装着され、廃材等の切断作業を行う切断装置に関するものである。

従来、ショベル系掘削機のアーム先端に着脱自在に装着されるアタッチメントであって、左右に一対の切断刃を有する動刃フレームと、貫通空間を備えると共に左右に一対の切断刃を有する固定刃フレームとを有し、動刃フレームを前記貫通空間内に進退移動するよう揺動動作させて切断作業を行う切断装置は知られている。

この切断装置は動刃フレームの右側切断刃と固定刃フレームの右側切断刃とによって右側切断部を構成し、同様に、動刃フレームの左側切断刃と固定刃フレームの左側切断刃とによって左側切断部を構成しており、動刃フレームの揺動回転によって左右の切断部が切断対象物を２ヶ所同時に切断する構成となっている。

廃材等の切断対象物を２ヶ所同時に切断する場合、夫々の切断刃の刃先面が同じタイミングで切断対象物に当接し、左右一対の切断刃が同時に摺接しながら切断が行われるため、動刃フレームを揺動させる油圧シリンダの加圧力が左右切断部に夫々分散し、切断性能を低下させるという問題が発生する。

特許文献１は、複数の切断刃を第１，第２フレームに並設すると共に、一方側のフレームに設けた切断刃と他方側のフレームに設けた切断刃とを上下で互い違いに対向した千鳥状に配置し、少なくとも一方のフレームの切断刃を非対称形状にすると共に、他方フレームの切断刃と時間差を持たせて摺接動作させる切断装置が提案されている。特許文献１では、左右切断部の切断タイミングに時間差を設けたため、油圧シリンダの加圧力の分散が防止でき、切断性能を向上できる。

特開平２００７−３０７６４６号公報

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。

本発明の実施例１を示す油圧ショベルの外観図である。 実施例１に係る切断装置の側面図である。 実施例１に係る切断装置の正面断面図である。 実施例１に係る切断装置の作動説明図であり、（Ａ）は先端切断部の断面、（Ｂ）は第１，第２切断部の切断動作前、（Ｃ）は第１，第２切断部の切断動作後を示す図である。 実施例１に係る切断装置のタイムチャートである。 実施例２に係る図３相当図である。 実施例２に係る切断装置のタイムチャートである。 実施例３に係る切断装置の斜視図である。 実施例３に係る切断装置の側面図である。 実施例３に係る切断装置の平面断面図である。 実施例３に係る固定刃フレームの斜視図である。 実施例３に係る固定刃フレームの側面図である。 実施例４に係る固定刃フレームの平面図である。 実施例４に係る中間フレームの側面図である。 実施例５に係る固定刃フレームの平面図である。 実施例５に係る中間フレームの側面図である。 実施例６に係る図３相当図である。 実施例６に係る切断刃の断面図である。 実施例７に係る図３相当図である。 切断刃の変形例に係る断面図である。

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。

本発明は、ショベル系掘削機のアームに装着され、廃材等の切断作業を行う切断装置全般に利用することができ、特に、切断片の飛散防止が要求される切断装置に好適に利用することができる。

１ 油圧ショベル
４ アーム
５ 旋回装置
６ 切断装置
１８ 固定刃フレーム
１９ 動刃フレーム
２０ 油圧シリンダ
２４ 固定刃先端フレーム部材
２５ 第１固定フレーム部材
２６ 第２固定フレーム部材
２７，６１ 第３固定フレーム部材
３０，６２ 第１固定切断刃
３１，６３ 第２固定切断刃
３２，６４ 第３固定切断刃
３３，６５ 第４固定切断刃
３４ 先端固定切断刃
３５，６８ 第１動フレーム部材
３６，６９ 第２動フレーム部材
３８，７０ 第１動切断刃
３９，７１ 第２動切断刃
４０，７２ 第３動切断刃
４１，７３ 第４動切断刃
４２ 第１先端動切断刃
４３ 第２先端動切断刃
４４ 第１切断部
４５ 第２切断部
４６ 第３切断部
４７ 第４切断部
４９ ピン部
Ｓ１，Ｓ２ 貫通空間

Claims (7)

1. 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切断装置において、
   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切断装置。
2. 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１に記載の切断装置。
3. 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１または２に記載の切断装置。
4. 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１〜３の何れかに記載の切断装置。
5. 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１〜４の何れかに記載の切断装置。
6. 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１〜５の何れかに記載の切断装置。
7. 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１〜６の何れかに記載の切断装置。