JP3607686B2 - 掘削機用破砕装置 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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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