JP3607686B2 - 掘削機用破砕装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削機のアームの先端部に取り付けて使用される掘削機用破砕装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば建設廃材や産業廃棄物などを処理する場合、その容積を減らしたり、処理をしやすくしたりするために、それらを細かく破砕するための破砕装置が使用される。従来では、このような破砕装置としては、設置型の専用機が一般的である。しかしながら、設置型の専用機は、一般に大型であるため、大掛かりとなるなどの欠点があった。
【０００３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、掘削機を使用する作業現場などで簡易的に使用することができ、使い勝手の良い掘削機用破砕装置を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明の掘削機用破砕装置は、掘削機のアームの先端部に着脱可能に取り付けられ、内部に破砕対象物を収容するバケットと、このバケットの内部に設けられた固定歯と、前記バケットの内部に回転可能に設けられ、回転に伴い前記固定歯と協働して前記破砕対象物を破砕する回転歯を有するロータと、このロータを回転駆動させるロータ駆動手段と、前記バケットの開口部に押え位置と退避位置との間で回動可能に設けられ、前記退避位置で前記開口部を開放し、前記押え位置で前記開口部をほぼ閉鎖すると共に前記破砕対象物を前記ロータ側へ押え付ける押え部材と、この押え部材を前記押え位置と退避位置との間で回動させる押え部材駆動手段と、前記バケットの底部に設けられ、前記破砕対象物を篩うための篩い用のスクリーンとを具備し、前記押え部材は、前記ロータ側の面にそのロータに対応するような円弧面部を有することを特徴とする。
【０００５】
上記した構成の掘削機用破砕装置は、バケット内に破砕対象物を収容した状態でロータが回転されると、その回転に伴い当該ロータが有する回転歯とバケット側の固定歯とのせん断作用で破砕対象物が破砕される。また、押え部材駆動手段により押え部材が押え位置へ移動されることに伴い、その押え部材により破砕対象物がロータ側へ押え付けられるようになるため、破砕対象物のなかで例えばプラスチック容器などのように比較的軽量で、ロータ上で弾むようなものや、円筒形で固定歯と回転歯との間に噛み込みにくいようなものでも、容易に破砕されるようになる。破砕されて細かくなった破砕対象物は、スクリーンにより、大きいものと小さいものとに選別されるようになる。
【０００６】
上記した掘削機用破砕装置は、掘削機のアームの先端部に着脱可能に取り付けて使用されるものであるから、設置型の専用機とは違い、大掛かりにならず、掘削機を使用する作業現場などで簡易的に使用することができ、使い勝手が良い。
【０００８】
しかも、上記構成において、バケット内に破砕対象物を収容した状態で押え部材を押え位置方向へ回動させることで、破砕対象物を押え部材により押え込むようにすると、破砕対象物がシートなどのようにバケット内に収容しにくいものであっても、それを押え部材とバケットとによりくわえ込むことが可能となり、比較的容易に収容することが可能となる。また、押え部材は押え位置でバケットの開口部をほぼ閉鎖する構成であるから、破砕時に破砕対象物がバケットの外部へ飛散することを防止できる。従って、使い勝手を一層向上できると共に、破砕効率の向上を図ることが可能となる。
【０００９】
請求項２の発明は、前記ロータは、前記バケットの内部に、正面から見て軸方向が左右方向となるように配置されていて、前記ロータ駆動手段は、前記バケットの背部に配置されたモータと、このモータの回転軸と前記ロータの端部との間に設けられ、前記モータの回転軸の回転力を前記ロータに伝達する動力伝達機構とを有する構成としたことを特徴とする。
【００１０】
上記した構成によれば、ロータを回転駆動させるためのモータをバケットの背部に配置しているので、そのモータをバケットの側面に配置する場合に比べて、側方への突出寸法を抑えることができ、これによりコンパクト化が可能となると共に、見た目も良くできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の基本となる参考例について図１〜図４を参照して説明する。まず、図４において、掘削機１は油圧式のバックホーであり、旋回台２の上に運転室３及びブーム４が設けられている。ブーム４の先端部にはアーム５が回動可能に設けられており、ブーム４及びアーム５はそれぞれ油圧式のブームシリンダ６、アームシリンダ７により回動操作される。この掘削機１は、バックホーとして使用される場合には、アーム５の先端部に図示しない掘削用のバケットが取り付けられ、そのバケットは、油圧式のバケットシリンダ８によりバケットリンク９を介して取付ピン１０を中心に回動されるようになっている。
【００１２】
しかして、この実施例においては、上記アーム５の先端部に、前記バケットに代えて本発明の破砕装置１１が装着されており、以下、この破砕装置１１について図１〜図３も参照して説明する。
【００１３】
破砕装置１１のバケット１２は、掘削用のバケットと似たような形状をなしていて、背部（図１及び図２において左部）に一対の取付板１３が設けられている。取付板１３にはそれぞれピン挿入孔１４，１５が上下に形成されていて、この取付板１３は、上部側のピン挿入孔１４に挿入された上記取付ピン１０を介してアーム５の先端部に回動可能に取り付けられていると共に、下側のピン挿入孔１５に挿入された取付ピン１６を介して前記バケットリンク９の先端部に回動可能に取り付けられている。従って、バケット１２は、取付ピン１０，１６を介して掘削機１のアーム５の先端部に着脱可能に取り付けられている。
【００１４】
バケット１２の底部には、例えば鉄板に多数の孔１７を形成した構成の篩い用のスクリーン１８が設けられている。なお、孔１７の径は、例えば１５０ｍｍとする。バケット１２の内部には、図３における左右の両側に仕切り部１９が設けられていて、これら仕切り部１９，１９間の空間部を破砕室２０としている。破砕室２０内には、円柱状をなす金属製のロータ２１が回転可能に配設されている。このロータ２１は、正面から見て軸方向が左右方向となるように配置されていて、外周部に多数の山部２２及び谷部２３を有していると共に、外方へ突出する金属製の回転歯２４を多数有している。山部２２及び谷部２３は、ロータ２１の軸方向に交互に並べられ、また、回転歯２４は、ロータ２１の軸に対してらせん状に配置されている。
【００１５】
ロータ２１の軸方向の両端部は、左右の各仕切り部１９内に配置された軸受２５により回転可能に支持されている。両軸受２５の外側には、それぞれロータ用駆動手段を構成する正逆回転が可能な油圧式のモータ２６が配設されていて、ロータ２１は、これらモータ２６により回転駆動されるようになっている。なお、各モータ２６は、カバー２７により覆われている。上記スクリーン１８は、ロータ２１の外周部に沿うような円弧状に形成されている。
【００１６】
バケット１２内の後部には、上下方向の中間部に位置させて、金属製の固定歯２８が固定状態に配設されている。この固定歯２８は、ロータ２１の軸方向に沿って延びていて、ロータ２１側へ突出する山部２９及び谷部３０を多数有している。この場合、ロータ２１が回転する際に、各回転歯２４が固定歯２８における対応する谷部３０に入り込むようになっている。
【００１７】
バケット１２内の後部の上部には、金属板製の押え部材３１が配設されている。この押え部材３１は、ロータ２１の軸方向に長い矩形板状をなしていて、上記固定歯２８の先端部の上方に配置されている。そして、この押え部材３１は、長手方向の両端部が、押え部材駆動手段を構成する油圧式のシリンダ３２のロッド３２ａに支持されていて、これら両シリンダ３２により、図１の実線で示す退避位置と同図に二点鎖線で示す押え位置との間で往復移動されるようになっている。押え部材３１の上面側には、補強板３３が設けられている。
【００１８】
また、各シリンダ３２は、カバー３４により覆われている。バケット１２の上面の開口部１２ａの縁部のうち前部側には、複数の爪３５が設けられている。なお、モータ２６及びシリンダ３２は、掘削機１の運転室３内に設けられた操作部（図示せず）の操作に基づき制御される構成となっている。
【００１９】
次に上記構成の作用を説明する。
例えば建設廃材や産業廃棄物などの破砕対象物を破砕する場合には、まず、掘削機１のアーム５の先端部に取り付けられたバケット１２の爪３５を下向きにした状態で、破砕対象物をバケット１２内に掬い取る。掬い取られた破砕対象物は、破砕室２０内に収容される。そして、爪３５を上向きにした状態で、両モータ２６によりロータ２１を図１の矢印Ａ方向に回転させると共に、両シリンダ３２により押え部材３１を退避位置と押え位置との間で所定の周期で往復移動させる。
【００２０】
ここで、ロータ２１の矢印Ａ方向への回転に伴い、当該ロータ２１が有する各回転歯２４とバケット１２側の固定歯２８とのせん断作用で破砕対象物が破砕される。従って、固定歯２８と回転歯２４とが協働して、破砕対象物が破砕される。また、押え部材３１が押え位置へ移動されることに伴い、その押え部材３１により破砕対象物がロータ２１側へ押え付けられるようになるため、破砕対象物のなかで例えばプラスチック容器などのように比較的軽量で、ロータ２１上で弾むようなものや、円筒形で固定歯２８と回転歯２４との間に噛み込みにくいようなものでも、容易に破砕されるようになる。破砕されて細かくなった破砕対象物は、スクリーン１８により大きいものと小さいものとに選別され、スクリーン１８の孔１７より小さなものはその孔１７からバケット１２外へ排出される。
【００２１】
また、上記実施例においては、破砕時に例えば固定歯２８と回転歯２４との間に破砕対象物が挟み込まれるなどして、ロータ２１を駆動するモータ２６に過大な力が加わった場合、そのモータ２６の油圧を検知することに基づき、図示しない制御手段により、モータ２６を一旦停止させた後、少し逆回転させ、この後、再度正回転させるようになっている。これを行うことにより、固定歯２８や回転歯２４が破損することを極力防止することができる。そして、制御手段は、数回同じ動作をしても状態が変わらない場合は、異常を報知して、使用者に異常があることを知らせる構成となっている。
【００２２】
この場合、破砕対象物としては、プラスチック、紙、タイヤ、車のバンパー、草、木材剪定枝、土木工事用ブルーシート、農業用ビニールシート、貝殻、床用マット、絨毯などが挙げられる。なお、スクリーン１８は、孔１７の大きさが異なるものを用意しておき、破砕対象物の種類や粉砕する大きさなどに応じて、交換することが可能となっている。
【００２３】
上記した参考例によれば、破砕装置１１は、掘削機１のアーム５の先端部に着脱可能に取り付けて使用されるものであるから、設置型の専用機とは違い、大掛かりにならず、掘削機１を使用する作業現場などで簡易的に使用することができ、使い勝手が良い。また、バケット１２には篩い用のスクリーン１８が設けられているから、破砕された破砕対象物の大きいものと小さいものとの選別も可能である。
【００２４】
さらに、廃棄物などを、例えば公共の埋立所の受入れ機関が受け入れてくれるような大きさのものに容易に破砕処理することが可能となるので、廃棄物などの不法投棄の防止にも貢献することが可能となる。
【００２５】
次に本発明の実施例について、図５〜図８を参照して説明する。なお、参考例と同一の部分には同一の符号を付して説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００２６】
破砕装置４１のバケット４２は、上面に開口部４２ａを有し、背部に一対の取付板４３が設けられている。取付板４３にはそれぞれピン挿入孔４４，４５が上下に形成されていて、バケット４２は、これらピン挿入孔４４，４５に挿入される取付ピン１０，１６（図４参照）を介して前記掘削機１のアーム５の先端部に着脱可能に取り付けられる構成となっている。バケット４２の底部には、例えば鉄板に多数の孔４６を形成した構成の篩い用のスクリーン４７が設けられており、また、バケット４２の内部を破砕室４８としている。
【００２７】
破砕室４８内には、円柱状をなす金属製のロータ４９が回転可能に配設されている。このロータ４９は、第１実施例のロータ２１と同様に、バケット４２の内部に正面から見て軸方向が左右方向となるように配置されていて、外周部に多数の山部５０及び谷部５１を有していると共に、外方へ突出する金属製の回転歯５２を多数有している。山部５０及び谷部５１は、ロータ４９の軸方向に交互に並べられ、また、回転歯５２は、ロータ４９の軸に対してらせん状に配置されている。
【００２８】
ロータ４９の軸の両端部は、バケット４２の側壁に設けられた軸受５３により回転可能に支持されていると共に、バケット４２の側壁から外方へ突出していて、その突出部分にスプロケット５４が取り付けられている。バケット４２の背部の左右両側には、それぞれロータ駆動用の正逆回転が可能な油圧式のモータ５５が配設されていて、これらモータ５５の回転軸にもスプロケット５６が取り付けられている。
【００２９】
そして、このスプロケット５６と上記スプロケット５４との間にはそれぞれチェーン５７が掛け渡されていて、これら両スプロケット５４，５６とチェーン５７とにより動力伝達機構５８を構成しており、上記モータ５５と動力伝達機構５８とにより上記ロータ４９を回転駆動するロータ駆動手段を構成している。従って、ロータ４９は、両モータ５５と両動力伝達機構５８とにより回転駆動されるようになっている。
【００３０】
バケット４２内の後部の下部に、金属製の固定歯６０が固定状態に配設されている。この固定歯６０は、ロータ４９の軸方向に沿って延びていて、第１実施例の固定歯２８と同様に、ロータ４９側へ突出する山部６１及び谷部６２を多数有している。この場合も、ロータ４９が回転する際に、各回転歯４２が固定歯６０における対応する谷部６２に入り込むようになっている。
【００３１】
バケット４２の上部の後部において、上記一対の取付板４３の支持部４３ａに回動軸６３が回動可能に支持されていて、この回動軸６３に、押え部材６４が後部のアーム部６４ａを介して当該回動軸６３と一体に回動するように取り付けられている。押え部材６４は、バケット４２の開口部４２ａよりやや小さい大きさを有していて、図７に実線で示す押え位置と同図に二点鎖線で示す退避位置との間で回動可能に設けられている。押え部材６４は、押え位置でロータ４９の外周面に対応するような円弧面部６４ｂを有していると共に、外面側に複数の補強用のリブ６４ｃを有している。上記回動軸６３の両端部には、レバー６５が当該回動軸６３と一体に回動するように設けられている。
【００３２】
バケット４２の左右の両側壁の外面側には、押え部材駆動手段を構成する油圧式のシリンダ６６が配設されている。これら各シリンダ６６は、前端部（図６及び図８の右端部）が軸６６ａにより回動可能に取り付けられていて、これのロッド６７の先端部が上記レバー６５の先端部に連結されている。従って、シリンダ６６のロッド６７が伸縮することに伴い、レバー６５及び回動軸６３を介して押え部材６４が上下方向に回動されるようになっている。このとき、ロッド６７が最も収縮した状態では、押え部材６４が退避位置（図６の状態）に位置され、ロッド６７が最も伸張した状態で、押え部材６４が押え位置（図７の実線の状態）に位置される。押え部材６４が押え位置に位置された状態では、その内面とロータ４９における回転歯５２の先端部との間に若干の隙間が形成されるようになっている。
【００３３】
バケット４２の左右両側の動力伝達機構５８やシリンダ６６などは、カバー６８（図８及び図９の二点鎖線参照）により覆われるようになっている。また、バケット４２の開口部４２ａの縁部のうち前部側には、複数の爪６９が設けられている。なお、モータ５５及びシリンダ６６は、掘削機１の運転室３内に設けられた操作部（図示せず）の操作に基づき制御される構成となっている。
【００３４】
次に上記構成の作用を説明する。
上記構成の破砕装置４１も掘削機１のアーム５の先端部に着脱可能に取り付けて使用される。破砕対象物をバケット４２内に収容する場合には、押え部材６４を退避位置（図５及び図６参照）に位置させておく。この状態では、バケット４２の開口部４２ａが開放されている。そして、バケット４２の爪６９を下向きにした状態で、破砕対象物をバケット４２内に掬い取り、両シリンダ６６により押え部材６４を押え位置方向へ回動させ、破砕対象物を押え部材６４によりロータ４９側へ押え込むようにする。
【００３５】
このとき、破砕対象物がバケット４２内に収容しにくいものであっても、押え部材６４とバケット４２とによりくわえ込むことが可能となり、比較的容易に収容することができる。
【００３６】
そして、バケット４２の爪６９を上向きにした状態で、両モータ５５によりロータ４９を図７の矢印Ａ方向へ回転させる。これに伴い、ロータ４９の回転歯５２と固定歯６０とのせん断作用で破砕対象物が破砕される。このとき、押え部材６４がバケット４２の開口部４２ａを上から塞ぐように位置しているから、破砕対象物がバケット４２の外部へ飛散することを防止できる。
【００３７】
破砕されて細かくなった破砕対象物は、スクリーン４７により大きいものと小さいものとに選別され、スクリーン４７の孔４６より小さなものはその孔４６からバケット４２外へ排出される。
【００３８】
なお、この場合も、破砕時に例えば固定歯６０と回転歯５２との間に破砕対象物が挟み込まれるなどして、ロータ４９を駆動するモータ５５に過大な力が加わった場合、そのモータ５５の油圧を検知することに基づき、図示しない制御手段により、モータ５５を一旦停止させた後、少し逆回転させ、この後、再度正回転させるようになっている。これを行うことにより、固定歯６０や回転歯５２が破損することを極力防止することができる。そして、制御手段は、数回同じ動作をしても状態が変わらない場合は、異常を報知して、使用者に異常があることを知らせる構成となっている。
【００３９】
上記した実施例においては、上記した参考例と同様な作用効果を得ることができることに加え、特に次のような作用効果を得ることができる。すなわち、押え部材６４がバケット４２の開口部４２ａを開閉するように回動する構成であるから、破砕対象物がバケット４２内に掬い取りにくいようなものであっても、比較的容易にバケット４２内に収容して破砕することが可能となる。しかも、押え部材６４は押え位置でバケット４２の開口部４２ａをほぼ閉鎖する構成であるから、破砕時に破砕対象物がバケット４２の外部へ飛散することを防止できる。従って、使い勝手を一層向上できると共に、破砕効率の向上を図ることが可能となる。
【００４０】
また、ロータ４９を回転駆動させるためのモータ５５をバケット４２の背部に配置しているので、そのモータをバケット４２の側面に配置する場合に比べて、側方への突出寸法を抑えることができ、これによりコンパクト化が可能となると共に、見た目も良くできる利点がある。
【００４１】
本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
ロータ駆動手段のモータ２６，５５は、油圧式に限らず、電気式のモータを用いることもできる。また、ロータ駆動手段は、バケット１２，４２の左右両側に設けることに代えて、左または右の片側のみに設ける構成とすることも可能である。
【００４２】
本発明の実施例において、ロータ駆動手段の動力伝達機構５８は、スプロケット５４，５６とこれらの間に掛け渡されたチェーン５７を例示したが、これに限られず、例えばモータ５５の回転軸及びロータ４９の端部に設けたプーリとこれらの間に掛け渡されたベルトとの構成でも良く、また、ギヤ機構とすることも可能である。
【００４３】
固定歯２８，６０及び回転歯２４，５２の形状や強度、スクリーン１８，４７の強度や孔の大きさ、モータ２６，５５の駆動力などを変更することにより、瓦やレンガなどを破砕することも可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の破砕装置は、掘削機のアームの先端部に着脱可能に取り付けて使用されるものであるから、設置型の専用機とは違い、大掛かりにならず、掘削機を使用する作業現場などで簡易的に使用することができ、使い勝手が良い。また、破砕装置のバケットには篩い用のスクリーンが設けられているから、破砕された破砕対象物の大きいものと小さいものとの選別も可能である。
【００４５】
また、押え部材がバケットの開口部を開閉するように回動する構成であるから、破砕対象物がバケット内に掬い取りにくいようなものであっても、比較的容易にバケット内に収容して破砕することが可能となる。しかも、押え部材は押え位置でバケットの開口部をほぼ閉鎖する構成であるから、破砕時に破砕対象物がバケットの外部へ飛散することを防止できる。従って、使い勝手を一層向上できると共に、破砕効率の向上を図ることが可能となる。
【００４６】
請求項２の発明によれば、ロータを回転駆動させるためのモータをバケットの背部に配置しているので、そのモータをバケットの側面に配置する場合に比べて、側方への突出寸法を抑えることができ、これによりコンパクト化が可能となると共に、見た目も良くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示す破砕装置の縦断側面図
【図２】押え部材を破断した状態での平面図
【図３】縦断正面図
【図４】掘削機に取り付けた状態での斜視図
【図５】本発明の実施例を示すもので、カバーを外した状態での破砕装置の斜視図
【図６】側面図
【図７】縦断側面図
【図８】一部を破断した状態で示す破断平面図
【図９】縦断正面図
【符号の説明】
図面中、１は掘削機、５はアーム、１１は破砕装置、１２はバケット、１８はスクリーン、２１はロータ、２４は回転歯、２６はモータ（ロータ駆動手段）、２８は固定歯、３１は押え部材、３２はシリンダ（押え部材駆動手段）、３５は爪、４１は破砕装置、４２はバケット、４２ａは開口部、４７はスクリーン、４９はロータ、５２は回転歯、５５はモータ（ロータ駆動手段）、５７はチェーン、５８は動力伝達機構（ロータ駆動手段）、６０は固定歯、６４は押え部材、６４ｂは円弧面部、６５はレバー、６６はシリンダ（押え部材駆動手段）、６８はカバー、６９は爪を示す。

Claims (2)

1. 掘削機のアームの先端部に着脱可能に取り付けられ、内部に破砕対象物を収容するバケットと、
   このバケットの内部に設けられた固定歯と、
   前記バケットの内部に回転可能に設けられ、回転に伴い前記固定歯と協働して前記破砕対象物を破砕する回転歯を有するロータと、
   このロータを回転駆動させるロータ駆動手段と、
   前記バケットの開口部に押え位置と退避位置との間で回動可能に設けられ、前記退避位置で前記開口部を開放し、前記押え位置で前記開口部をほぼ閉鎖すると共に前記破砕対象物を前記ロータ側へ押え付ける押え部材と、
   この押え部材を前記押え位置と退避位置との間で回動させる押え部材駆動手段と、
   前記バケットの底部に設けられ、前記破砕対象物を篩うための篩い用のスクリーンとを具備し、
   前記押え部材は、前記ロータ側の面にそのロータに対応するような円弧面部を有することを特徴とする掘削機用破砕装置。
2. 前記ロータは、前記バケットの内部に、正面から見て軸方向が左右方向となるように配置されていて、
   前記ロータ駆動手段は、前記バケットの背部に配置されたモータと、このモータの回転軸と前記ロータの端部との間に設けられ、前記モータの回転軸の回転力を前記ロータに伝達する動力伝達機構とを有する構成としたことを特徴とする請求項１記載の掘削機用破砕装置。

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