发动机式破碎装置 【技术领域】
本发明涉及利用安装在本体上的发动机驱动的发动机式破碎装置。
背景技术
一般，称为混凝土破碎装置的破碎装置用在道路工程现场或建筑现场等处破碎沥青或混凝土等硬质固形物。在这种破碎装置中，利用安装在本体上部的发动机的输出，使击打装置工作，通过该击打装置使支承在本体下部的作业体在上下方向作往复移动，击打硬质固形物。图9表示先前的发动机式破碎装置的一个例子。该发动机式破碎装置100具有：在上下方向延伸的筒状地本体1；支承在本体1的下部，可以上下方向往复移动的作业体2；安装在本体1的上部的发动机105；安装在本体1内，由发动机105驱动，连续地击打作业体2的上端部的击打装置30。
上述本体1具有作成圆筒状的圆筒部11，和安装在圆筒部11上部的曲轴箱12。在圆筒部11和曲轴箱12的内部，分别配置有后述的锤部3和曲柄机构4。上述作业体2例如是前端部分为作成锥形的凿子等，基端侧插入圆筒部11内。
上述发动机105的输出轴配置成在水平方向延伸，将转动输出传递给装在本体1的曲轴箱12内的转动轴6。转动轴6配置在曲轴箱12内，在水平方向延伸。利用截面作成大致为L字形的发动机安装板7a，将发动机105安装在本体1上，发动机105的壳体的一个侧面和下表面，用螺钉螺合在发动机安装板7a上。在这个状态下，通过用螺钉将发动机安装板7a螺合固定在本体1的曲轴箱12的侧面上来支承该发动机105。作为这种发动机105，一般采用排气量为50cc、前后二个循环的发动机。
上述击打装置30具有利用上述转动轴6的转动工作的曲柄机构4，和由该曲柄机构的工作，在上下方向往复移动的锤部3。锤部3的前端作用在作业体2上。
具有上述结构的发动机式破碎装置100与利用压缩空气，依靠压缩空气的膨胀力，使锤部3往复移动形式的破碎装置不同，由于不与用于产生压缩空气的压缩机等外部机器连接，因此比较容易使用。
然而，在上述发动机式破碎装置100中，由于曲柄机构4使锤部3往复移动时的反作用，和锤部3击打作业体2时的冲击等，使本体1激烈振动，因此，安装在本体1的发动机105的壳体的与本体1邻近的部分变形，发动机105本身振动，设在壳体内外的各种发动机构成部件间的位置关系偏移。这样，发动机105转动不稳定，会破损。另外，在这种发动机式破碎装置100中，作为发动机105，使用通过将壳体的壁厚取为5-6mm而使耐久性提高的发动机，该壁厚比排气量为50cc、前后一般为2循环的发动机的壳体壁厚(2-3mm)厚得很多，因此，不能使用一般的发动机作为发动机105，这样，发动机式破碎装置100的制造成本提高，另外，具有压铸铝制的壳体的发动机105的重量约为8kg，与一般的发动机的重量(大约为3kg)比较，相当重，这样，要减轻发动机式破碎装置100的重量困难。
【发明内容】
本发明是参照上述情况而提出的，其目的是要提供一种具有可防止因使用时的振动引起发动机不稳定从而造成破损的耐振性的发动机式破碎装置。
本发明提供的发动机式破碎装置，它具有：在上下方向延伸的筒状的本体；支承在上述本体的下部，可在上下方向往复移动的作业体；输出轴在水平方向延伸，安装在上述本体的上部的发动机和安装在上述本体内，通过传递上述发动机的转动输出的水平方向的转动轴的转动，连续地击打上述作业体的上端的击打装置，其特征为，上述发动机的壳体通过弹性部件，支承在上述本体上；而且在该输出轴和上述转动轴之间，安装可吸收与上述转动轴交叉的方向的振动的挠性联轴节。
这里，所谓挠性联轴节是指于用连接二根轴，在二根轴之间传递转动力，允许二根轴中至少有一根在与它交叉的方向上变动，并可传递转动力的联轴节。
在优选实施方式中，上述击打装置具有由上述转动轴的转动带动工作的曲柄机构，和由该曲柄机构的工作带动在上下方向往复移动的锤部。
另外，在优选实施方式中，上述发动机的壳体是其侧面侧和下面侧，通过作为上述弹性部件而由弹性体制成的多个弹性小片，分别支承在上述本体的侧面和直立设置在上述本体侧面上的发动机支架上。
在优选实施方式中，上述挠性联轴节，在将输出传送给上述发动机的输出轴的上述转动轴的输出传递部，和上述转动轴之间，安装由弹性体制成的振动吸收部件。
另外，在优选实施方式中，上述振动吸收部件嵌套在上述转动轴的端部上，而且其端面与上述输出传递部接触固定。
在优选实施方式中，在上述发动机的侧面和上述本体的侧面之间，配置有轴承，该轴承则放置在将上述发动机安装在上述本体上用的发动机安装板上，上述输出传递部的端部作成凸台状，在其内周面上突出形成有在半径方向延伸的多个第一突起，同时，嵌入上述轴承中，上述转动轴的端部具有与上述各个第一突起对应的、在轴向形成的多个第二突起，这些多个第二突起，在上述输出传递部的凸台状端部内，位于上述各个第一突起之间地配置，上述振动吸收部件具有配置在上述输出传递部的凸台状端部内同时配置在上述各个第一突起的侧面和上述各个第二突起的侧面之间的多个振动吸收部。
本发明的其他特征和优点，从以下对本发明的实施方式的说明中，将会更清楚。
【附图说明】
图1为表示本发明的发动机式破碎装置的一个例子的侧视图。
图2为表示图1所示的发动机式破碎装置的内部结构的正视图。
图3为放大表示图1的主要部分的立体图。
图4为表示图1的挠性联轴节的一个例子的放大的立体图。
图5为沿着图4的V-V线的截面图。
图6为表示图1的挠性联轴节的另一个例子的放大的立体图。
图7为沿着图6的VII-VII线的截面图。
图8为沿着图6的VIII-VIII线的截面图。
图9为表示先前的发动机式破碎装置的一个例子的侧视图。
【具体实施方式】
以下，参照图1-图8，具体地说明本发明的优选实施方式。在这些图中，与表示先前例子的图9所示的部件、部分等相同的，用相同的符号表示。
如图1所示，发动机式破碎装置A用于例如在道路工程现场或建筑现场等处，破碎沥青和混凝土等硬质固形物G；它具有：在上下方向延伸的筒状的本体1；支承在该本体1的下部，可在上下方向往复移动的作业体2；装在本体1内，连续地击打作业体2的上端的击打装置30；和安装在本体1的上部，驱动击打装置30的发动机5。
上述本体1具有作成圆筒形的圆筒部11，和安装在圆筒部11上部的曲轴箱12。它们分别由具有规定刚性的金属等制成。如图2所示，内径缩小而形成的凸台状部11a与圆筒部11的下部连通，上述作业体2的后述的柄部2c，通过套筒24，支承在该凸台状部11a上，可在上下方向滑动。圆筒形作业体的夹持器22上，以其基端部套嵌在该凸台状部11a上，作业体2的后述的躯体部2a支承在作业体夹持器22的前端，可在上下方向移动。另外，在圆筒部11的下部具有下部盖13，它与形成在圆筒部11的外面的阳螺纹11b螺合。作业体夹持器22(和作业体2)从在该下部盖13的前端作成的通孔13a中突出出来。
作业体夹持器22由上述凸台状部11a的外面和下部盖13的通孔13a导向，并可在上下方向滑动。另外，在作业体夹持器22的基端作出与下部盖13的内周面滑动接触的凸缘部22a。在凸缘部22a的上方的凸台状部11a和下部盖13之间的环状空间，和凸缘部22a的下方的作业体夹持器22与下部盖13之间的环状空间中，分别装填由弹性体制成的环状部件25和环状部件26。
另外，在圆筒部11的内部，固定气缸筒14插在圆筒部11中，成为双重的。该固定气缸筒14形成有与上述曲轴箱12的内部空间连续的气缸空间14a。在曲轴箱12的内部空间和气缸空间14a中，分别配置有上述击打装置30的后述的锤部3和曲柄机构4。又如图1所示，在曲轴箱12的内部空间中，支承着传递上述发动机5的转动输出的转动轴6，使该轴在水平方向延伸。在该转动轴6的规定位置上具有直径较小的小齿轮61。如图5所示，该转动轴6在小齿轮61的两端侧，例如由滚动轴承60a、60b等支承。
在本实施方式中，上述作业体2为适合于破碎沥青或混凝土的凿子，它由具有规定的硬度的金属等制成。如图2所示，该作业体2整个大约为圆柱形，由位于中心部分的躯体部2a，位于前端侧的锥形的刃部2b，和位于基端(上方)侧使躯体部2a直径缩小地制成的柄部2c构成。在躯体部2a的侧面的一部分处，作出平坦面2d；另一方面，在作业体夹持器22上设有在图2的纸面的表面和背面方向延伸作出的孔22b，使该孔的内面在作业体夹持器22的内周面上露出。配置作业体2，使其平坦面2d与孔22b的内面相对。通过将规定粗细的止动销27插入孔22b内，可防止作业体2从作业体夹持器22中拔出和落下。通过使作业体2的躯体部2a的平坦面2d的轴向长度为规定长度，可允许相对于作业体夹持器22的上下方向的往复移动。
在止动销27上还形成有弧形削除部27a，这样，利用止动销27的转动姿势，可以选择阻止作业体2拔出的状态，和允许拔出的状态。
如图1所示，上述击打装置30具有依靠上述转动轴6的转动工作的曲柄机构4；和通过曲柄机构4的动作，在上下方向往复移动的锤部3。如图2所示，曲柄机构4用于将上述发动机5的输出轴的转动运动变换为直线往复运动，它具有由转动轴6的转动带动转动的曲柄板41，和连接该曲柄板41和锤部3的杆42。曲柄板41通过在曲轴箱12内具有的图中没有示出的轴承等，以自由转动地支承在规定位置的曲柄轴43(参见图1)为中心转动。在其周边面上作出与上述小齿轮61啮合的齿轮41a。杆42的两端部分别与曲柄板41和锤部3的后述的可动气缸31的上端部可以转动地连接。
另一方面，锤部3具有可动气缸31，自由活塞32和在自由活塞32的下部整体延伸形成的击打棒33，可动气缸31嵌入上述固定气缸筒14的内部，可以在上下方向往复移动，自由活塞32则嵌入可动气缸31的内部，可在上下方向自由移动。如上所述，可动气缸31与上述曲柄机构4的杆42连接，可利用曲柄板41的转动，在上下方向往复移动。可动气缸31的上端封闭，下端螺合拧入盖34，在该盖上作出击打棒33向下方突出的通孔34a。
上述自由活塞32整体为大致的圆柱形状，在其上面和可动气缸31的上壁之间形成上部空气压力室35，同时，在自由活塞32的下面和可动气缸31的盖34之间形成下部空气压力室36。在该自由活塞32的外圆周上嵌入O形圈37，确保自由活塞32的外圆周和可动气缸31的内周面之间的气体密封性。
上述击打棒33，是其外径比自由活塞32的外径小而形成的，当自由活塞32向下移动时，可从上述可动气缸31的盖34上的通孔34a突出，叩击上述作业体2的上端部。该击打棒33的外周面和通孔34a的内周面之间，用嵌入通孔34a的内周的O形圈34b确保密封性。这样，上述上部空气压力室35和下部空气压力室36分别成为密封状态。
当上述可动气缸31在上下方向往复移动时，自由活塞32跟随可动气缸31的动作上下运动。当可动气缸31从下死点向着上死点向上移动时，由于自由活塞32的惯性滞后，使上述下部空气压力室36被压缩一次。被压缩的下部空气压力室36的膨胀力，帮助惯性滞后的自由活塞32向上移动。当可动气缸31经过上死点开始向下移动时，借助上述惯性滞后产生的自由活塞32的向上移动及其惯性力，上述上部空气压力室35再一次受到大的压缩，利用该被压缩的上部空气压力室32的膨胀力和可动气缸31的向下移动，自由活塞32在速度显著升高的状态下，向下移动，上述击打棒33击打上述作业体2的上端部。反复进行这个动作，击打棒33可连续地击打。
这样，当可动气缸31上下移动时，自由活塞32依靠上部空气压力室35的压缩产生的膨胀力的作用，向下移动时的速度极高，这样，可以极大地增大反复作用在作业体2上的冲击力。
上述发动机5为排气量30～50cc左右的小型双循环式发动机，具有压铸铝等制造的壳体。这种发动机5的壳体5a的壁厚为2-3mm，由于比先前例子的壁厚薄，因此可以减轻发动机式破碎装置A的重量。作为这种发动机5，可以采用市场上出售很多的灌木切割机用的发动机或泵用的发动机等廉价的通用发动机，这样可以降低发动机式破碎装置A的制造成本。又如图1所示，发动机5为在下部具有燃料箱51的形式，壳体的下面位于上下方向的大致中间部分。
又如图1所示，发动机5配置成使其输出轴在水平方向延伸，其壳体5a，通过弹性部件8支承安装在上述本体1(曲轴箱12)上。弹性部件8作为多块弹性小片体，各个弹性小片由橡胶等弹性体制成。发动机5在本体1上安装时，使用将发动机5的壳体5a的侧面支承在本体1的侧面上的发动机安装板7a、支承发动机5的壳体的下面的撑条7c，和竖立设置在本体1侧面上的发动机支架7b。
如图1所示，上述发动机安装板7a截面大致为L字形，它是将金属板弯曲制成的。发动机安装板7a具有分别与发动机5的壳体侧面和下面对应的平面71和平面72。如图3所示，在平面71上作出发动机5的后述的离合器鼓52可以通过的通孔71a。在该通孔71a的周围作出将发动机安装板7a固定在发动机5上用的多个螺钉孔71b。该发动机安装板7a利用通过这些螺钉孔71b的螺钉(图中没有示出)，固定在发动机5的壳体5a的侧面上。另一方面，平面72沿着发动机5的上述燃料箱51(参见图1)的下面配置，通过上述撑条7c，固定在发动机5的壳体5a的下面上。
上述撑条7c是将金属板等弯曲成截面为コ字形制成的。撑条7c利用螺钉固定在发动机5的壳体5a的下面和发动机安装板7a的平面72上。
如图1所示，上述发动机支架7b从下方支承发动机5，用螺钉75等固定在上述本体1(曲轴箱12)的侧面上。如图3所示，发动机支架7b为将平面形的侧板74贴在截面大致为L字形的弯曲板73上，弯曲板73的水平面73a和垂直面73b的宽度方向的端部之间呈悬架的形状，不容易折曲。在图1中只表示出发动机支架7b的弯曲板73。
在将上述发动机5安装在本体1(曲轴箱12)上时，首先，将发动机安装板7a固定在发动机5上，同时，将撑条7c安装在规定位置上。其次，如图3所示，通过二个弹性部件8，将发动机安装板7a的平面71支承在本体1的侧面上；同时，通过二个弹性部件8，将发动机安装板7a的平面72支承在发动机支架7b的弯曲板73的水平面73a上。在本实施方式中，各个弹性部件8作成圆柱形，它是将设置有螺纹轴81的金属板82，利用加硫粘接法，在与其轴方向的两个端面例如表面粘接的状态下使用的。采用这种方法，在弹性部件8和金属板82之间涂布粘接剂，同时由于通过加硫，牢固地粘接弹性部件8，因此沿着粘接界面方向即使有较大的负荷作用，也难以剥离。这样，粘接着金属板82的各个弹性部件8，可将螺纹轴81的端部螺合在本体1的侧面上作出的螺钉孔83中；或者，插通在发动机安装板7a的平面71、72和发动机支架7b的水平面73a上贯通形成的螺钉用孔84，通过螺合螺母85而安装。
这样，发动机5的壳体5a的侧面和下面，可以通过弹性部件8，分别支承在本体1的侧面和发动机支架7b上。因此，本体1的振动被各个弹性部件8吸收，可防止传至发动机5。结果，可以防止发动机5激烈振动。
另外，当吸收本体1的振动时，由于各个弹性部件8瞬间变形，因此本体1内的转动轴6相对于发动机5移动。这时，由于发动机5的输出轴与上述转动轴6直接连接，负荷在与转动轴6交叉的方向上作用在它们之间的连接部分上，该部分会破损。为了防止这点，如图1所示，在发动机式破碎装置A中，在发动机5的输出轴和转动轴6之间安装挠性联轴节9。所谓挠性联轴节是指连接二根轴，在轴之间传递转动力用的，可以允许二根轴中的至少一根轴，在与它交叉的方向上变动，同时可以传递转动力的联轴节。
在本实施方式中，上述发动机5为具有离心式离合器的形式，在发动机5的输出轴上含有大致为圆筒形的离合器鼓，作为将输出传递给转动轴6的输出传递部52。上述挠性联轴节9可以吸收与转动轴6交叉方向的振动，在离合器鼓(输出传递部)52和转动轴6之间安装由弹性体制成的振动吸收部件91。
如图4和图5所示，在上述挠性联轴节9中，使用大致为圆筒形的振动吸收部件91A作为振动吸收部件。该振动吸收部件91A嵌套在转动轴6的端部，而且有振动吸收部件91A的端面与上述离合器鼓52接触固定的挠性联轴节9A。
更详细地说，在该挠性联轴节9A中，轮毂62安装在转动轴6的端部上，振动吸收部件91A嵌套在轮毂62上。通过将在半径方向插入的第一小螺钉92a螺合在轮毂62上，可使振动吸收部件91A固定在轮毂62上，使得不能在转动轴6上轴向移动，而且也不能在转动轴6的周围转动。另一方面，离合器鼓52的转动轴6侧的端面，作成厚壁部52a，振动吸收部件91A的端面与厚壁部52a接触。通过将轴向插入的第二小螺钉92b螺合在厚壁部52a上，振动吸收部件91A固定在离合器鼓52上，随着离合器鼓52的转动，转动轴6转动。另外，振动吸收部件91A的厚度有规定，以便在固定在上述轮毂62和厚壁部52a上的状态下，轮毂62和厚壁部52a不互相接触。
因此，在挠性联轴节9A中，由于离合器鼓52(厚壁部52a)和转动轴6(轮毂62)不直接连接，而是通过振动吸收部件91A连接，因此当转动轴6相对于离合器鼓52移动时，利用振动吸收部件91A的弹性变形，在与转动轴6交叉的方向上作用在连接部分上的负荷减轻。另外，在维修等时，通过拔出上述第一小螺钉92a和第二小螺钉92b，可以容易地将发动机5和转动轴6分离。另外，在振动吸收部件91A中，通过将与上述第一小螺钉92a和第二小螺钉92b对应的部分作成由金属等制成的块体，可防止振动吸收部件91A破损。
另外，作为挠性联轴节9，也可采用图6-图8所示的挠性联轴节9B。在该挠性联轴节9B中，离合器鼓52的转动轴6侧的端部作成凸台状，在该凸台状端部53的内周面上，作出在半径方向伸出的多个第一突起53a。另一方面，轴承54利用小螺钉55安装在上述发动机安装板7a上，凸台状部53的外周面嵌入轴承54的内周面中。嵌套在转动轴6上的联接器63安装在转动轴6的端部上，在该联接器63上作出在轴向突出形成的多个第二突起63a，与上述各个第一突起53a对应。该联接器63放置在离合器鼓52内，各个第二突起63a收容在上述凸台状的端部53内，各个第二突起63a位于上述各个第一突起53a之间。另外，该联接器63中形成有各个第二突起63a的部分的外径，比凸台状端部53的内径小一些。
在该挠性联轴节9B中使用的振动吸收部件91B具有大致为圆柱形的心部93b，和在该心部93b的周边面上突出形成的多个褶子形状的振动吸收部93a。当将联接器63装入离合器鼓52中时，该振动吸收部件91B配置在上述凸台状端部53内。这时，各个振动吸收部93a配置在凸台状端部53的各个第一突起53a的侧面，和联接器63的各个第二突起63a的侧面之间。规定振动吸收部件91B的厚度，以防止联接器63的各个第二突起63a的前端与离合器鼓52的凸台状端部53的底面接触。
因此，在挠性联轴节9B中，当转动轴6(联接器6)相对于离合器鼓52(凸台状端部53)移动时，在各个第一突起53a和第二突起63a之间，通过振动吸收部件91B的振动吸收部93a的弹性变形，在与转动轴6交叉的方向上加在连接部分上的负荷减轻。另外，由于凸台状端部53和联接器63不利用机械装置连接，因此容易使发动机5的输出轴(离合器鼓52)和转动轴6分离。
在使用具有上述结构的发动机式破碎装置A，破碎混凝土或沥青等硬质固形物G的情况下，如图1所示，使上述作业体2的前端与硬质固形物G接触，同时提高发动机5的转数。如果发动机5从空转状态达到规定的转数以上，则离心式离合器使上述离合器鼓52转动，由上述挠性联轴节9连接的转动轴6转动。这样曲柄机构4的曲柄板41转动，可动气缸31在上下方向往复移动。当可动气缸31从下死点向上移动时，上述下部空气压力室36由自由活塞32的惯性滞后压缩。这种状况继续至可动气缸31接近上死点，在下一个瞬间，自由活塞32依靠下部空气压力室36的膨胀力，高速向上移动。当可动气缸31通过上死点开始下降时，借助高速向上移动的自由活塞32的动能，和曲柄机构压下可动气缸31的力，上部空气压力室35被压缩至最大限度。在下一个瞬间，自由活塞32，借肋上部空气压力室35的强大的膨胀力，急剧向下方加速。当自由活塞32的速度为最高速时，上述击打棒33，以强烈的气势击打作业体2的上端面。通过反复进行这个动作，硬质固形物G连续地接受从作业体2来的冲击力，被打碎。
如上所述，当硬质固形物G破碎时，由于自由活塞32急剧加速时的反作用，和击打棒33击打作业体2的上端时的冲击等，上述本体1上下激烈振动，但由于发动机5的壳体5a通过弹性部件8，支承在本体1上，因此，本体1的振动被弹性部件8吸收。更详细地说，如上所述，弹性部件8作为多个弹性小片，安装在发动机5的壳体5a的侧面侧和下面侧，与本体1的曲轴箱12的侧面和发动机支架7b之间，发动机5在浮起状态下，支承在本体1上。这样，受本体1振动时，通过各弹性部件8瞬时弹性变形，吸收振动，可防止发动机5的壳体5a中邻近本体1的部分变形，防止因发动机5本身振动而设置在壳体内外的各种发动机构成部件之间的位置关系偏移。因此，可防止发动机5转动不稳定和破损。结果，可以采用市场上销售很多的灌木切割机用的发动机或泵用的发动机等，壳体壁厚较薄的小型通用的发动机作为发动机5。
当各个弹性部件8吸收本体1的振动而弹性变形时，本体1内的转动轴6相对于发动机5的离合器鼓52移动，在与转动轴6交叉的方向上，将负荷加在转动轴6和离合器鼓52之间的接触部分上，但由于在转动轴6和离合器鼓52之间安装上述的挠性联轴节9，可以吸收加在转动轴6和离合器鼓52之间的连接部分上的负荷。因此，可以防止该连接部分破损。
如上所述，可以作为附与耐振性的结构构成上述发动机式破碎装置A。
当然，本发明不是仅限于上述的实施方式，在权利要求书所述的事项范围内的所有设计变更都包含在本发明的范围内。