特許 6828904 破砕機の破砕爪およびその強化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6828904

(24)【登録日】2021年1月25日

(45)【発行日】2021年2月10日

(54)【発明の名称】破砕機の破砕爪およびその強化方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/08 20060101AFI20210128BHJP

   B02C 1/02 20060101ALI20210128BHJP

   B02C 1/10 20060101ALI20210128BHJP

【ＦＩ】

   E04G23/08 D

   B02C1/02 A

   B02C1/10

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2018-140165(P2018-140165)

(22)【出願日】2018年7月26日

(65)【公開番号】特開2020-16087(P2020-16087A)

(43)【公開日】2020年1月30日

【審査請求日】2019年7月12日

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】510186410

【氏名又は名称】油機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100197642

【弁理士】

【氏名又は名称】南瀬 透

(74)【代理人】

【識別番号】100099508

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 久

(74)【代理人】

【識別番号】100182567

【弁理士】

【氏名又は名称】遠坂 啓太

(72)【発明者】

【氏名】清水 啓

(72)【発明者】

【氏名】後藤 誠司

【審査官】 兼丸 弘道

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１０８６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−００７１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１３１４５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第４６１６４１７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 国際公開第９２／１８７０８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｇ ２３／０８

Ｂ０２Ｃ １／０２，１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対のアーム部が支軸を中心に開閉して、前記アーム部の先端に設けられた爪部により被破砕物を挟み込み破砕する破砕機の破砕爪において、
前記アーム部には、前記爪部の爪先が前記支軸を中心に描く仮想円弧から外側にはみ出る前記アーム部の厚み面に、前記アーム部の外側辺から出っ張る摩耗材であり、複数の部材が所定間隔空けて配置された摩耗材であって、前記外側辺の最遠部が前記支軸を中心に描く仮想円弧に沿う方向に、前記最遠部を中心にして所定間隔空けて配置された摩耗材が設けられた破砕機の破砕爪。

【請求項2】

前記摩耗材は、前記支軸から最遠部の位置に設けられた請求項１記載の破砕機の破砕爪。

【請求項3】

前記摩耗材は、被破砕物に接触する第１部材と、前記第１部材より軟質であり、前記アーム部と溶接される第２部材とを備えた請求項１または２に記載の破砕機の破砕爪。

【請求項4】

前記第１部材は、高張力鋼より形成され、
前記第２部材は、一般構造用圧延鋼材により形成された請求項３記載の破砕機の破砕爪。

【請求項5】

前記摩耗材と前記アーム部との間に隙間が形成された請求項１から４のいずれかの項に記載の破砕機の破砕爪。

【請求項6】

一対のアーム部が支軸を中心に開閉して、前記アーム部の先端に設けられた爪部により被破砕物を挟み込み破砕する破砕機の破砕爪の強化方法において、
前記爪部の爪先が前記支軸を中心に描く仮想円弧から外側にはみ出る前記アーム部の厚み面に、前記アーム部の外側辺から出っ張る摩耗材であり、複数の部材が所定間隔空けて配置された摩耗材であって、前記外側辺の最遠部が前記支軸を中心に描く仮想円弧に沿う方向に、前記最遠部を中心にして所定間隔空けて配置された摩耗材を設ける破砕機の破砕爪の強化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一対のアーム部が支軸を中心に開閉して、アーム部の先端に設けられた爪部により被破砕物を挟み込み破砕する破砕機の破砕爪およびその強化方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

建物やその基礎部分などの構造物を撤去するときには、重機のアーム先端に破砕爪が設けられた破砕機によって、構造物などの被破砕物を破砕して撤去される。
破砕機の破砕爪は、一対のアーム部が支軸を中心に開閉して、アーム部に設けられた爪部により被破砕物を挟み込み破砕する。
しかし、破砕を続けると破砕機は被破砕物との擦れから爪部が摩耗する。そのため、爪部の耐摩耗性や強度を高めた従来の破砕機が、例えば、特許文献１に記載されている。

【0003】

特許文献１に記載の破砕機の爪は、爪本体の表面の穴の各々に高硬度スタッドを嵌合して溶接することで、破砕作業時に、爪本体の表面から僅かに突出した高硬度スタッドの先端で破砕対象物を受け、破砕対象物が直接爪本体に接触するのを防止して爪全体の実質的な耐磨耗性や強度を向上させるというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−２４８１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の破砕機の爪では、高硬度スタッドが爪本体に点在した状態で設けられているため、高硬度スタッドが被破砕物を形成するコンクリートを破砕するが、爪自体もコンクリートと接触するものと思われる。
爪部が摩耗すれば、爪部は消耗部材であるため、爪部をアーム部から切り離し交換すればよい。しかし、支軸によって開閉するアーム部が摩耗すると、特許文献１の図面（図６参照）からも判るように、油圧シリンダに連結されたアーム部を簡単に交換することは容易ではない。また、摩耗部分を補修するにしても、摩耗したアーム部に肉盛溶接するなどしなければならず、手間が掛かる。

【0006】

爪部は、被破砕物に直接的に接触するため、作業者は最も摩耗する部分として認識しており注視するものであるが、アーム部は気が付かないうちに摩耗して細り、亀裂が入ると、折損して爪部ごと脱落するおそれがある。

【0007】

そこで本発明は、爪部を支持するアーム部の強化を図ることができると共に、メンテナンスのタイミングを図ることができることにより、アーム部の摩耗を予防することができる破砕機の破砕爪およびその強化方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、一対のアーム部が支軸を中心に開閉して、前記アーム部の先端に設けられた爪部により被破砕物を挟み込み破砕する破砕機の破砕爪において、前記アーム部には、前記爪部の爪先が前記支軸を中心に描く仮想円弧から外側にはみ出る前記アーム部の厚み面に、摩耗材が設けられたことを特徴とする。

【0009】

また、本発明は、一対のアーム部が支軸を中心に開閉して、前記アーム部の先端に設けられた爪部により被破砕物を挟み込み破砕する破砕機の破砕爪の強化方法において、前記爪部の爪先が前記支軸を中心に描く仮想円弧から外側にはみ出る前記アーム部の厚み面に、摩耗材を設けることを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、アーム部が支軸を中心に開閉して爪部の爪先を被破砕物に減り込ませると、爪部の爪先が支軸を中心に描く仮想円弧から外側にはみ出るアーム部の厚み面が被破砕物に擦れながら進行する。摩耗材が、この仮想円弧からはみ出るアーム部の厚み面に設けられていることで、爪部を被破砕物へ減り込ませても、摩耗材がアーム部の代わりに被破砕物に接触して被破砕物を破砕し、摩耗するため、アーム部は保護される。従って、破砕機は、爪部を支持するアーム部の摩耗を抑止することで、アーム部自体の補修を回避できる。

【0011】

前記摩耗材は、前記支軸から最遠部の位置に設けられることができる。摩耗材が、アーム部の最遠部に設けられていることで、アーム部が開閉するときに被破砕物を強く抉るように移動するアーム部の最遠部を保護することができる。

【0012】

前記摩耗材を、前記アーム部の厚み方向に沿って溶接された複数の部材により形成することができる。アーム部の最遠部が円弧状の厚み面により形成されていても、厚み面の湾曲形状に合わせて、摩耗材を形状変形することなく、厚み面に取り付けることができる。また、複数の部材が溶接により固定されていることで簡単に複数の部材を取り付けることができる。

【0013】

前記摩耗材を、被破砕物に接触する第１部材と、前記第１部材より軟質であり、前記アーム部と溶接される第２部材とを備えたものとすることができる。アーム部と溶接される第２部材が、第１部材より軟質であるため、第１部材より第２部材の方が溶融しやすく、アーム部と一体化しやすい。そのため、第２部材を強固にアーム部に固着させることができ、第２部材より硬質な第１部材を外側に向けて摩耗材を配置することができるので、第１部材を被破砕物に接触させ、破砕することができる。

【0014】

前記第１部材を、高張力鋼より形成され、前記第２部材は、一般構造用圧延鋼材により形成することができる。第２部材が一般構造用圧延鋼材により形成されているため、十分な強度で摩耗材をアーム部に固着させることができる。また、摩耗材の摺動側が高張力鋼より形成されているため、アーム部から出っ張る摩耗材が被破砕物と接触して破砕するので、爪部が破砕する被破砕物の周辺も一緒に、効果的に破砕することができる。

【0015】

前記摩耗材と前記アーム部との間に隙間が形成されていると、摩耗材にクラックが入ってもアーム部に伝搬してしまうことを防止することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、摩耗材がアーム部の代わりに被破砕物に接触して被破砕物を破砕し、摩耗するため、アーム部は保護されるので、爪部を支持するアーム部の摩耗を抑止することで、アーム部自体の補修を回避できる。よって、本発明は、爪部を支持するアーム部の強化を図ることができると共に、メンテナンスのタイミングを図ることができることにより、アーム部の摩耗を予防することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態に係る破砕機を示す図あり、破砕爪のアーム部が開いた状態を示す図である。

【図2】図１に示す破砕爪のアーム部が閉じた状態を示す図である。

【図3】図１に示す破砕爪の側面図である。

【図4】図１に示す破砕爪の摩耗材をアーム部に取り付けた状態を説明するための図であり、（Ａ）は摩耗材とアーム部を隙間なく取り付けた状態の図、（Ｂ）は摩耗材とアーム部との間に隙間が形成された状態の図、（Ｃ）は摩耗材が摩耗した状態の図である。

【図5】図１および図２に示す破砕機を重ねた状態の図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施の形態に係る破砕機の破砕爪を図面に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、破砕機１０は、図示しない重機（ベースマシン）のアーム先端に設けられ、建物やその基礎部分などの構造物を挟み込み、破砕したり、掴んで引き剥がしたりするものである。

【0019】

破砕機１０は、破砕爪２０と、油圧シリンダ３０と、連結部４０とを備えている。
破砕爪２０は、一対のアーム部２１と、一対のアーム部２１を支軸２２により連結する本体部２３と、アーム部２１の先端に設けられた爪部２４と、アーム部２１に設けられた摩耗材２５とを備えている。

【0020】

アーム部２１は、平面視して三角形状に形成されている。爪部２４が設けられた側とは反対の内側の角部２１ｍは、支軸２２を介して本体部２３と連結されている。また、支軸２２が設けられた側とは反対の外側の角部２１ｎは、油圧シリンダ３０が連結されている。

【0021】

アーム部２１の内側辺２１ｐの先端部は、アーム部２１が閉じた状態（図２参照）で爪部２４，２４の爪先２４ａ同士が突き合わせるように、爪部２４の先端を中心に向かわせる仮想取付面２１ｖが形成されている。
アーム部２１の内側辺２１ｐには、凹部２１ａと、厚みを徐々に薄くした刃状の凸部２１ｂとが形成されている。
アーム部２１の外側辺２１ｑは、アーム部２１が支軸２２を中心に回転したときに、最遠部Ｐ１が描く仮想円弧Ｒ１（図５参照）からはみ出さないように形成された外側に向かって膨らむ円弧部２１ｃと、円弧部２１ｃから角部２１ｎに向かって内側に緩やかに凹む円弧部２１ｄとが形成されている。
爪部２４は、四角錐状に形成され、アーム部２１により支持されている。

【0022】

図３に示すように、摩耗材２５は、アーム部２１の側面である厚み面２１ｓであり、図１に示す爪部２４の爪先２４ａが支軸２２を中心に描く仮想円弧Ｒ２（図５参照）から外側にはみ出るアーム部２１の厚み面２１ｓに、摩耗材２５が設けられている。
本実施の形態では、支軸２２を中心にアーム部２１を開閉したときの最遠部Ｐ１の厚み面２１ｓに、溶接により固着されている。

【0023】

更に、本実施の形態では、複数の部材から成る摩耗材２５として、３枚の帯状の板材を、アーム部２１の厚み方向Ｆ１に沿って、最遠部Ｐ１を中心に所定間隔空けて配置している。
摩耗材２５は、図４（Ａ）に示すように、被破砕物に接触する高張力鋼より形成された第１部材２５ａと、第１部材２５ａより軟質な一般構造用圧延鋼材（ＳＳ材）により形成され、アーム部２１と溶接される第２部材２５ｂとを備えている。

【0024】

本実施の形態では、摩耗材２５の側面に溶接金属を盛る隅肉溶接によりアーム部２１に固着している。このとき、摩耗材２５の底面とアーム部２１の厚み面２１ｓとの間を隙間なく溶接してもよいし、図４（Ｂ）に示すように、摩耗材２５とアーム部２１との間に隙間Ｓが形成されていてもよい。

【0025】

油圧シリンダ３０は、シリンダ３１から伸びるピストンロッド３２の先端部が本体部２３に連結すると共に、シリンダ３１の基端部がアーム部２１に連結されている。
連結部４０は、重機から延びるアーム先端に連結される。

【0026】

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る破砕機１０の破砕爪２０の使用状態および強化方法について、図面に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、破砕機１０は、油圧シリンダ３０の伸張および縮小により、破砕爪２０のアーム部２１を開閉して、爪部２４により被破砕物を挟み込んだり、掴み引き剥がしたりして、被破砕物を破砕する。
破砕を繰り返すことで爪部２４が摩耗すると、作業者は、最初はアーム部２１から連続して形成された爪部２４を、仮想取付面２１ｖの位置で切断して、代わりの爪部２４を溶接により一体的に取り付ける交換作業を行う。

【0027】

図５に示すように、アーム部２１の先端（爪部２４の爪先２４ａ）が支軸２２を中心に円弧を描くように移動するため、アーム部２１を閉じると爪部２４が被破砕物に接触するだけでなく、爪部２４を被破砕物へ減り込ませるときに、摩耗材２５が無い場合では、爪部２４の爪先２４ａが支軸２２を中心に描く仮想円弧Ｒ２から外側にはみ出るアーム部２１の厚み面２１ｓが被破砕物に擦れながら進行する。特に、アーム部２１の最遠部Ｐ１が被破砕物を抉るように移動するため強く擦れる。そうなると、アーム部２１の最遠部Ｐ１が摩耗し、アーム部２１の先端部が細くなる。

【0028】

爪部２４は先端部が丸く摩耗すると、作業者は爪部２４の寿命に気が付き、交換しようとする。しかし、アーム部２１の最遠部Ｐ１付近は、摩耗しても気が付き難く、そのまま使用を継続すると、アーム部２１の先端部分に亀裂が入り、折損して爪部２４ごと脱落するおそれがある。

【0029】

そこで、アーム部２１の最遠部Ｐ１に３枚の摩耗材２５を溶接して取り付け、アーム部２１の強化を図る。
図３および図４（Ａ）に示すように、摩耗材２５の取り付け方は、まず、ＳＳ材（第２部材２５ｂ）をアーム部２１の側面である厚み面２１ｓに向けると共に、摩耗材２５の長さ方向Ｆ２をアーム部２１の厚み方向Ｆ１に合わせて配置する。そして、摩耗材２５の側面とアーム部２１の厚み面２１ｓとによってできた隅部について、厚み方向Ｆ１に沿って隅肉溶接して、摩耗材２５をアーム部２１に固着する。このとき、隅肉溶接の厚みは、少なくとも第２部材２５ｂ（ＳＳ材）以上の厚みとする。

【0030】

隅肉溶接は、第２部材２５ｂとアーム部２１とを溶接している。第２部材２５ｂは、高張力鋼（第１部材２５ａ）より軟質なＳＳ材により形成されているため、第１部材２５ａより第２部材２５ｂの方が溶融しやすく、アーム部２１と一体化しやすい。そのため、高張力鋼より形成された第１部材２５ａよりＳＳ材により形成された第２部材２５ｂの方が強固にアーム部２１に固着させることができる。

【0031】

従って、十分な強度で摩耗材２５をアーム部２１に固着させることができる。また、耐摩耗性の高い第１部材２５ａを外側に向けて摩耗材２５を配置することができるので、高張力鋼を被破砕物に接触させ、破砕させることができる。

【0032】

特に、摩耗材２５の摺動側が高張力鋼より形成されているため、アーム部２１から出っ張る摩耗材２５が被破砕物と接触して破砕するので、爪部２４が破砕する周辺も一緒に、効果的に破砕することができる。

【0033】

アーム部２１を開閉させながら被破砕物の破砕を繰り返すと、アーム部２１の最遠部Ｐ１に配置された摩耗材２５が開閉時に円弧を描きながら移動する際にアーム部２１の代わりに擦れることで、図４（Ｂ）に示すように摩耗材２５が摩耗する。
アーム部２１から出っ張る摩耗材２５が摩耗することで、作業者は摩耗材２５の摩耗度合いをひと目で確認することができるため、摩耗材２５の交換時期を容易に認識することができる。また、摩耗材２５が摩耗していることを発見することで、爪部２４の摩耗をチェックする契機とすることができる。

【0034】

更に、爪部２４の摩耗に問題なければ、摩耗材２５を取り替えるだけで、また破砕爪２０を使用することができる。

【0035】

このようにして、摩耗材２５がアーム部２１の最遠部Ｐ１に設けられていることで、爪部２４を被破砕物へ減り込ませても、摩耗材２５がアーム部２１の代わりに被破砕物に接触して被破砕物を破砕し、摩耗するため、アーム部２１の最遠部Ｐ１は保護される。従って、破砕機１０は、爪部２４を支持するアーム部２１の摩耗を抑止することで、アーム部２１自体の補修を回避できる。
よって、破砕爪２０は、爪部２４を支持するアーム部２１の強化を図ることができると共に、メンテナンスのタイミングを図ることができることにより、アーム部の摩耗を予防することができる。

【0036】

また、摩耗材２５がアーム部２１の厚み方向Ｆ１に沿って固定された複数の板材により形成されているため、最遠部Ｐ１が円弧状の厚み面２１ｓにより形成されていても、厚み面２１ｓの湾曲形状に合わせて、摩耗材２５を形状変形することなく、厚み面２１ｓに取り付けることができる。

【0037】

更に、特許文献１に記載の破砕機の爪では、爪本体の表面の穴に高硬度スタッドを嵌合して溶接しているため、予め爪部に穴を開けておかなければならいない。しかし、図１に示す破砕爪２０では、アーム部２１に、複数の板材により形成された摩耗材２５が溶接されているため、爪部２４に穴を設ける必要がなく、摩耗材２５を簡単にアーム部２１に取り付けることができる。

【0038】

摩耗材２５の底面とアーム部２１の厚み面２１ｓとの間を溶接等により固着させると、摩耗材２５とアーム部２１とが溶融して隙間なく一体化させることができる。摩耗材２５とアーム部２１とを隙間なく一体化させると、摩耗材２５にクラックが入ったときに、クラックが摩耗材２５からアーム部２１に延びてしまい、やがてアーム部２１に大きな亀裂となることがある。
しかし、本実施の形態では、図４（Ｂ）に示すように、摩耗材２５の底面とアーム部２１の厚み面２１ｓとの間に隙間Ｓを形成すれば、摩耗材２５にクラックが入ったとしても、アーム部２１に伝搬しないため、亀裂が徐々に大きくなってしまうことを防止することができる。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本発明は、建物やその基礎部分などの構造物を撤去する際に使用される破砕機に好適であり、特に、コンクリート構造物の撤去に最適である。

【符号の説明】

【0040】

１０ 破砕機
２０ 破砕爪
２１ アーム部
２１ａ 凹部
２１ｂ 凸部
２１ｃ 円弧部
２１ｄ 円弧部
２１ｍ，２１ｎ 角部
２１ｐ 内側辺
２１ｑ 外側辺
２１ｓ 厚み面
２１ｖ 仮想取付面
Ｐ１ 最遠部
２２ 支軸
２３ 本体部
２４ 爪部
２４ａ 爪先
２５ 摩耗材
２５ａ 第１部材
２５ｂ 第２部材
３０ 油圧シリンダ
３１ シリンダ
３２ ピストンロッド
４０ 連結部
Ｆ１ 厚み方向
Ｆ２ 長さ方向
Ｐ１ 最遠部
Ｒ１，Ｒ２ 仮想円弧
Ｓ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】