(57)【要約】【課題】削孔に楔型チゼルが噛み込むのを抑制して楔型チゼルによる破砕作業の効率を高める。【解決手段】先端に向かって先細り形状の第１割岩部１２を有し、被破砕物２に対して第１方向（＋Ｘ）に形成された削孔に先端が押し込まれることによって第１割岩部１２の側面が削孔の内壁を第１方向（＋Ｘ）と直交する第２方向Ｙに押圧して削孔の周囲を割岩する楔型チゼルであって、第１割岩部１２よりも先端側にクラック導入部１５が設けられ、クラック導入部１５は、先端側の外径が削孔の内径よりも小さく後端側に進むにしたがって外径が大きくなり後端側の外径が削孔の内径よりも大きくなるように傾斜したクラック導入面１６を有し、第１方向（＋Ｘ）に対するクラック導入面１６の傾斜角θ16が第１方向（＋Ｘ）に対する第１割岩部１２の側面の傾斜角θ13よりも大きい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に向かって先細り形状の第１割岩部を有し、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物に対して第１方向に形成された削孔に先端が押し込まれることによって前記第１割岩部の側面が前記削孔の内壁を前記第１方向と直交する第２方向に押圧して前記削孔の周囲を割岩する楔型チゼルであって、
前記第１割岩部よりも先端側にクラック導入部が設けられ、
前記クラック導入部は、先端側の外径が前記削孔の内径よりも小さく後端側に進むにしたがって外径が大きくなり後端側の外径が前記削孔の内径よりも大きくなるように傾斜したクラック導入面を有し、
前記第１方向に対する前記クラック導入面の傾斜角が前記第１方向に対する前記第１割岩部の側面の傾斜角よりも大きいことを特徴とする楔型チゼル。
【請求項２】
請求項１に記載の楔型チゼルであって、
前記クラック導入部は最先端位置に設けられる楔型チゼル。
【請求項３】
請求項１に記載の楔型チゼルであって、
前記クラック導入部よりも先端側で支持部が前記第１方向に延設され、
前記支持部は前記削孔に挿入自在である楔型チゼル。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の楔型チゼルであって、
前記第１方向と平行な軸線を有する軸体構造を有し、
前記第１割岩部の側面には前記軸線に対して対称に複数の第１当接面が設けられ、先端が前記削孔に押し込まれることによって前記複数の第１当接面が前記削孔の内壁と当接して押圧する楔型チゼル。
【請求項５】
請求項４に記載の楔型チゼルであって、
前記クラック導入面には前記第１当接面と同数個の第２当接面が前記軸線に対して前記複数の第１当接面と同一配置で対称に設けられる楔型チゼル。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の楔型チゼルであって、
前記第１割岩部に第２割岩部が設けられ、
前記第２割岩部は、前記第１割岩部の側面から突設される少なくとも１本以上の突起部材を有し、
前記削孔に押し込まれることによって前記第１割岩部の側面に続いて前記突起部材が前記削孔の内壁と当接し、前記第２方向と異なる第３方向に押圧して前記削孔の周囲を割岩する楔型チゼル。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の楔型チゼルを準備する工程と、
前記楔型チゼルの先端を前記削孔に挿入して前記クラック導入面を前記削孔の開口の周辺部に当接させた後で前記楔型チゼルを前記第１方向に押し込んで前記削孔の周囲にクラックを導入するクラック導入工程と、
前記クラック導入工程に続いて、前記楔型チゼルを前記第１方向に押し込むことで前記クラック導入部により前記削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも前記削孔の開口側で前記第１割岩部により前記削孔の周囲を割岩する処理を繰り返す割岩工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。
【請求項８】
請求項６に記載の楔型チゼルを準備する工程と、
前記楔型チゼルの先端を前記削孔に挿入して前記クラック導入面を前記削孔の開口の周辺部に当接させた後で前記楔型チゼルを前記第１方向に押し込んで前記削孔の周囲にクラックを導入するクラック導入工程と、
前記クラック導入工程に続いて、前記楔型チゼルを前記第１方向に押し込むことで前記クラック導入部により前記削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも前記削孔の開口側で前記第１割岩部および前記第２割岩部により前記削孔の周囲を割岩する処理を繰り返す割岩工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。
【請求項９】
第１方向に延びる削孔が複数個形成された岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物を破砕する破砕方法であって、
請求項３に記載の楔型チゼルを複数本準備する工程と、
前記複数の削孔のうち少なくとも２つの削孔のそれぞれに、前記支持部が挿入されて前記クラック導入面が前記削孔の開口の周辺部に当接した状態に前記楔型チゼルを設置するチゼル設置工程と、
前記削孔に設置された前記楔型チゼルを順次前記第１方向に押し込むことで、前記楔型チゼルが設置された各削孔において前記楔型チゼルが前記クラック導入部により前記削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも前記削孔の開口側で前記第１割岩部により前記削孔の周囲を割岩する処理を繰り返す割岩工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。
【請求項１０】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の楔型チゼルと、
前記楔型チゼルの後端を打撃するピストンとを備え、
前記楔型チゼルの先端が前記削孔に挿入されて前記クラック導入面が前記削孔の開口の周辺部に当接した状態で前記ピストンの打撃により前記楔型チゼルを前記第１方向に押し込んで前記削孔の周囲にクラックを導入した後、
前記ピストンにより前記楔型チゼルを前記第１方向にさらに押し込んで、前記クラック導入部により前記削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも前記削孔の開口側で前記第１割岩部により前記削孔の周囲を割岩する処理を繰り返して前記削孔の周囲を破砕することを特徴とする破砕装置。
【請求項１１】
請求項６に記載の楔型チゼルと、
前記楔型チゼルの後端を打撃するピストンとを備え、
前記楔型チゼルの先端が前記削孔に挿入されて前記クラック導入面が前記削孔の開口の周辺部に当接した状態で前記ピストンの打撃により前記楔型チゼルを前記第１方向に押し込んで前記削孔の周囲にクラックを導入した後、
前記ピストンにより前記楔型チゼルを前記第１方向にさらに押し込んで、前記クラック導入部により前記削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも前記削孔の開口側で前記第１割岩部および前記第２割岩部により前記削孔の周囲を割岩する処理を繰り返して前記削孔の周囲を破砕することを特徴とする破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物に形成される削孔に対して先細り形状を有する楔型チゼルの先端を押し込んで削孔の周囲を破砕する技術、特に被破砕物の破砕に適した楔型チゼル、ならびに当該楔型チゼルを用いる破砕方法および破砕装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物を破砕する作業には、バックホウ等の建設車両のアームに油圧ブレーカー等の破砕装置を装着し、鋭角に形成されたチゼルの先端部を被破砕物の表面に当接させるとともに、往復動するピストンでチゼルの後端部を打撃することによりチゼルを被破砕物の方向に前進させる。このとき、ピストンでの打撃によって被破砕物の方向に進行する圧縮の応力波が発生し、それが被破砕物に到達して被破砕物を破砕する。この破砕技術では、上記したように圧縮の応力波を用いて岩盤などの破砕を実行しているため、次のような問題があった。まず第１に、被破砕物を破砕する際に大きな打撃音が発生してしまい、特に住宅地に近い現場では当該打撃音は騒音という環境問題を引き起こす場合があった。
【０００３】
また、岩盤などは圧縮応力に対して極めて高い耐力を有しており、圧縮の応力波を用いた従来技術では硬度の高い岩盤や岩石などを容易に破砕することができず、単位時間当たりの破砕除去することができる量は一日当たり４１立方メートル程度に止まっている。このようにエネルギーおよび作業性において非効率な面があり、改善の余地があった。
【０００４】
そこで、本願出願人は、被破砕物を広範囲にわたって効率的に破砕する技術として、先細り形状を有する楔型チゼルを用いた破砕技術を提案してきた（特許文献１〜特許文献３）。これらの特許文献１〜３に記載の発明は、被破砕物に対して削孔を形成し、次のように構成された楔型チゼルの先端を当該削孔に押し込んで削孔の周囲を破砕するものである。この楔型チゼルは、先端端面が削孔の内径よりも小さな第１の外径を有するとともに先端端面から後端に進むにしたがって外径が大きくなり削孔の内径よりも大きな第２の外径となる傾斜面を有している。そして、楔型チゼルの先端を削孔の内部に挿入すると、傾斜面が削孔の内壁に当接する。その当接状態で往復動するピストンによりチゼルの後端を打撃すると、削孔の周囲では、削孔からピストンの往復方向とほぼ直交する方向に引張応力が被破砕物に作用し、その結果、削孔の周囲が破砕される。この本願出願人が提案してきた技術によれば、打撃音を大幅に低下させて現場周辺の環境に配慮した工事を行うことができる。しかも、単位時間当たりに破砕できる量も、一日当たり例えば１８１立方メートル程度にも達し、大容量の被破砕物を短時間で破砕することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６３６２９４号公報
【特許文献２】特許第５１４５５０３号公報
【特許文献３】特許第５１４５５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のように先細り形状の楔型チゼルを削孔に挿入した場合、傾斜面が削孔の内壁に噛み込むことがある。また、ピストンによりチゼルの後端を打撃して楔型チゼルの先端を削孔に押し込む間に、傾斜面が削孔の内壁に噛み込むこともある。このような噛み込み現象が発生すると、楔型チゼルを削孔から容易に抜き取ることが難しく、抜取作業途中で楔型チゼルが折れてしまうという不具合が発生することもあった。そのため、噛み込み現象が発生すると、楔型チゼルによる破砕作業を中断し、従来から周知の油圧ブレーカー等によりチゼルが噛み込んだ削孔の周囲を掘り起こし、楔型チゼルを回収した上で破砕作業を継続する必要があった。このように楔型チゼルの噛み込みが発生すると、作業効率が大幅に低下して施工コストの増大を招いてしまう。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、削孔に楔型チゼルが噛み込むのを抑制して楔型チゼルによる破砕作業の効率を高め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、先端に向かって先細り形状の第１割岩部を有し、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物に対して第１方向に形成された削孔に先端が押し込まれることによって第１割岩部の側面が削孔の内壁を第１方向と直交する第２方向に押圧して削孔の周囲を割岩する楔型チゼル、当該楔型チゼルを用いて削孔の周囲を破砕する破砕方法および破砕装置に関するものである。
【０００９】
本発明にかかる楔型チゼルは、第１割岩部よりも先端側にクラック導入部が設けられ、クラック導入部は、先端側の外径が削孔の内径よりも小さく後端側に進むにしたがって外径が大きくなり後端側の外径が削孔の内径よりも大きくなるように傾斜したクラック導入面を有し、第１方向に対するクラック導入面の傾斜角が第１方向に対する第１割岩部の側面の傾斜角よりも大きいことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明にかかる破砕方法の第１態様は、上記楔型チゼルを準備する工程と、楔型チゼルの先端を削孔に挿入してクラック導入面を削孔の開口の周辺部に当接させた後で楔型チゼルを第１方向に押し込んで削孔の周囲にクラックを導入するクラック導入工程と、クラック導入工程に続いて、楔型チゼルを第１方向に押し込むことでクラック導入部により削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも削孔の開口側で第１割岩部により削孔の周囲を割岩する処理を繰り返す割岩工程とを備えることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明にかかる破砕方法の第２態様は、上記楔型チゼルの第１割岩部に第２割岩部が設けられ、第２割岩部は、第１割岩部の側面から突設される少なくとも１本以上の突起部材を有し、削孔に押し込まれることによって第１割岩部の側面に続いて突起部材が削孔の内壁と当接し、第２方向と異なる第３方向に押圧して削孔の周囲を割岩する楔型チゼルを用いるものである。その特徴は、当該楔型チゼルを準備する工程と、楔型チゼルの先端を削孔に挿入してクラック導入面を削孔の開口の周辺部に当接させた後で楔型チゼルを第１方向に押し込んで削孔の周囲にクラックを導入するクラック導入工程と、クラック導入工程に続いて、楔型チゼルを第１方向に押し込むことでクラック導入部により削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも削孔の開口側で第１割岩部および第２割岩部により削孔の周囲を割岩する処理を繰り返す割岩工程とを備えることである。
【００１２】
また、本発明にかかる破砕方法の第３態様は、クラック導入部よりも先端側で支持部が第１方向に延設され、支持部は削孔に挿入自在である楔型チゼルを用いて第１方向に延びる削孔が複数個形成された岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物を破砕するものである。その特徴は、当該楔型チゼルを複数本準備する工程と、複数の削孔のうち少なくとも２つの削孔のそれぞれに、支持部が挿入されてクラック導入面が削孔の開口の周辺部に当接した状態に楔型チゼルを設置するチゼル設置工程と、削孔に設置された楔型チゼルを順次第１方向に押し込むことで、楔型チゼルが設置された各削孔において楔型チゼルがクラック導入部により削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも削孔の開口側で第１割岩部により削孔の周囲を割岩する処理を繰り返す割岩工程とを備えることである。
【００１３】
また、本発明にかかる破砕装置の第１態様は、上記楔型チゼルと、楔型チゼルの後端を打撃するピストンとを備え、楔型チゼルの先端が削孔に挿入されてクラック導入面が削孔の開口の周辺部に当接した状態でピストンの打撃により楔型チゼルを第１方向に押し込んで削孔の周囲にクラックを導入した後、ピストンにより楔型チゼルを第１方向にさらに押し込んで、クラック導入部により削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも削孔の開口側で第１割岩部により削孔の周囲を割岩する処理を繰り返して削孔の周囲を破砕することを特徴としている。
【００１４】
さらに、本発明にかかる破砕装置の第２態様は、上記楔型チゼルの第１割岩部に第２割岩部が設けられ、第２割岩部は、第１割岩部の側面から突設される少なくとも１本以上の突起部材を有し、削孔に押し込まれることによって第１割岩部の側面に続いて突起部材が削孔の内壁と当接し、第２方向と異なる第３方向に押圧して削孔の周囲を割岩する楔型チゼルを用いるものである。その特徴は、当該楔型チゼルと、楔型チゼルの後端を打撃するピストンとを備え、楔型チゼルの先端が削孔に挿入されてクラック導入面が削孔の開口の周辺部に当接した状態でピストンの打撃により楔型チゼルを第１方向に押し込んで削孔の周囲にクラックを導入した後、ピストンにより楔型チゼルを第１方向にさらに押し込んで、クラック導入部により削孔の周囲にクラックを追加導入しながら追加導入されたクラックよりも削孔の開口側で第１割岩部および第２割岩部により削孔の周囲を割岩する処理を繰り返して削孔の周囲を破砕することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、楔型チゼルには第１割岩部よりもチゼル先端側にクラック導入部が設けられている。したがって、楔型チゼルの先端を削孔に押し込むと、上記クラック導入部のクラック導入面が削孔の内壁と当接して削孔の周囲にクラックを発生させる。ここで、上記楔型チゼルでは、第１方向に対するクラック導入面の傾斜角が第１方向に対する第１割岩部の側面の傾斜角よりも大きいため、クラック導入面が削孔に噛み込む可能性は大幅に低下している。したがって、クラック導入部の削孔への噛み込みを抑制しながら楔型チゼルの削孔への押し込みと並行して削孔の周囲にクラックが順次導入される。また、クラック導入部の後で第１割岩部が押し込まれて上記のようにクラックが導入された削孔の内壁を第１割岩部の側面が押圧して割岩処理を行う。このため、第１割岩部の側面が削孔に噛み込む可能性は大幅に低下する。その結果、楔型チゼルが削孔に噛み込むのを効果的に抑制しながら楔型チゼルによる破砕作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】楔型チゼルの基本構成を示す図である。
【図２】図１の楔型チゼルを用いて岩盤を破砕する破砕方法を模式的に示す図である。
【図３】本発明にかかる楔型チゼルの第１実施形態を示す図である。
【図４】図３の楔型チゼルを装備する破砕装置の一例である油圧ブレーカーの使用態様を示す図である。
【図５】図４の油圧ブレーカーによる破砕方法を模式的に示す図である。
【図６】図４の油圧ブレーカーによる破砕方法を模式的に示す図である。
【図７】本発明にかかる楔型チゼルの第２実施形態を示す図である。
【図８】図７の楔型チゼルを装備する破砕装置の一例である油圧ブレーカーの使用態様を示す図である。
【図９】図８の破砕装置によって破砕する被破砕物の一例を示す図である。
【図１０】図８の破砕装置による破砕作業を模式的に示す図である。
【図１１】図８の破砕装置による破砕作業を模式的に示す図である。
【図１２】図８の破砕装置による破砕作業を模式的に示す図である。
【図１３】本発明にかかる楔型チゼルの第３実施形態を示す図である。
【図１４】図１３の楔型チゼルを装備する破砕装置の一例である油圧ブレーカーの使用態様を示す図である。
【図１５】図１４の油圧ブレーカーによる破砕方法を模式的に示す図である。
【図１６】図１４の油圧ブレーカーによる破砕方法を模式的に示す図である。
【図１７】本発明にかかる楔型チゼルの第４実施形態を示す図である。
【図１８】本発明にかかる楔型チゼルの第５実施形態を示す図である。
【図１９】図１８の楔型チゼルを装備する破砕装置の一例である油圧ブレーカーの使用態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ａ．楔型チゼルの基本構成と噛込態様
図１は楔型チゼルの基本構成を示す図である。図１に示す楔型チゼル１Ａは特許文献１に記載の破砕方法で使用されるものの一例であり、楔型チゼル１Ａの先端を岩盤２に形成された削孔３に押し込むことで削孔３の周囲が破砕される。この明細書では、後の説明のために、図１に示すようにＸＹＺ座標軸を設定する。ここでは、削孔３の形成方向を「＋Ｘ」とし、削孔形成方向（＋Ｘ）と直交する方向のうち削孔３から岩盤２の自由面２１に向かう方向を「＋Ｙ」とし、方向Ｘおよび方向Ｙに直交する方向を「Ｚ」とする。
【００１８】
楔型チゼル１Ａは、削孔３の形成方向（＋Ｘ）と平行な軸線ＡＸを有する軸体構造を有しており、後端部１１が図示を省略する油圧ブレーカーに装着可能となっている。一方、楔型チゼル１Ａの先端部１２は先端側、（＋Ｘ）方向側に進むにしたがって外径が減少する、いわゆる先細り形状を有している。より詳しくは、先端部１２の後端位置Ｐｒは削孔３の内径ｄよりも大きな外径Ｄ12rを有する一方、先端位置Ｐｆでは削孔３の内径ｄよりも小さな外径Ｄ12fを有する。このように先端部１２の側面は傾斜面１３となっている。このため、後述するように削孔３に楔型チゼル１Ａの先端を押し込むと、先端部１２の一部が削孔３に入り込んだ状態で傾斜面１３が削孔３の内壁を削孔形成方向（＋Ｘ）と直交する方向に押圧して削孔３の周囲を割岩する。つまり、楔型チゼル１Ａの先端部１２が本発明の「第１割岩部」に相当している。
【００１９】
また、先端部１２の側面には、軸線ＡＸに沿って２つの切欠部１４が軸線ＡＸを挟んで対称となるように形成され、傾斜面１３を２つの当接面１３１、１３２に分離している。このように楔型チゼル１Ａの傾斜面１３には、２個の当接面１３１、１３２が軸線ＡＸに対して略対称に設けられている。なお、以下において、先端部（第１割岩部）１２の側面、つまり傾斜面１３が方向Ｘに対して傾斜している角度を「第１傾斜角θ13」と称する。
【００２０】
図２は図１の楔型チゼルを用いて岩盤を破砕する破砕方法を模式的に示す図である。図１に示す楔型チゼル１Ａの先端を削孔３に挿入すると、図２（ａ）に示すように、当接面１３１、１３２がそれぞれ削孔３の内壁に係止される。そして、油圧ブレーカーのピストン（図示省略）を軸線ＡＸと略平行に往復動させて楔型チゼル１Ａの後端部１１を打撃すると、楔型チゼル１Ａの先端が削孔３に押し込まれる。このとき、削孔３からＹ方向に引張応力が図中の白抜き矢印で示すように削孔３の内壁に作用し、楔型チゼル１Ａの押込量Ｈと第１傾斜角θ13とで決まる距離だけ先端部（第１割岩部）１２が削孔３の内壁の自由面側、つまり（＋Ｙ）方向側を押し遣り、削孔３から亀裂ＫがＺ方向に発生する（図２（ｂ））。そして、押込量Ｈが一定値Ｈｃに達すると、図２（ｃ）に示すように、亀裂ＫがさらにＺ方向に延びるとともに岩盤２の内部で削孔３から自由面２１に向かって亀裂が入って割岩され、その結果、破砕部２２がブロック状で岩盤２から分離されて岩盤２からの破砕除去が容易となり、例えばリッパー（Ripper）などの重機を用いて簡単に除去可能となっている。このような処理を繰り返すことで岩盤２の深部まで自由面２１側の被破砕領域を破砕することができる。
【００２１】
このように楔型チゼル１Ａを用いて削孔３からＹ方向の引張応力を岩盤２に対して作用させて割岩し、削孔３の周囲を破砕しているので、岩盤２を少ないエネルギーで効率的に破砕することが可能となっている。ここで、割岩するのに十分な引張応力を発生させるためには、第１傾斜角θ13を比較的小さな値に設定するのが望ましい。というのも、傾斜面１３が削孔３の周囲に与える応力は引張応力と圧縮応力の２種類であるが、第１傾斜角θ13が比較的小さい場合には主として引張応力が与えられ、優れた効率で割岩を行うことができるが、角度が大きくなるにしたがって圧縮応力が徐々に大きくなり、引張応力の割合が小さくなり、割岩効率が低下するからである。
【００２２】
一方、第１傾斜角θ13が小さくなるにしたがってチゼル１Ａの傾斜面１３（当接面１３１、１３２）が削孔３に噛み込み易くなる。そこで、本願発明者は、第１傾斜角θ13が互いに異なる楔型チゼル１Ａを製作し、それらの楔型チゼル１Ａで種々の岩盤２を破砕したところ、次のような知見を得た。まず、噛み込みの発生位置は、削孔３の開口部に限定されるものではなく、図２（ｂ）に示すように押込量Ｈが図２（ｃ）の破砕状態を得るのに必要な押込量Ｈｃに達する前に発生したり、あるいは図２（ｃ）の破砕状態となって新たな破砕境界面２３で噛み込みが発生することがあった。つまり、図１の楔型チゼル１Ａを用いて破砕作業を行う限り、押込量Ｈの大小を問わず、破砕作業中に突然に噛み込みが発生する可能性がある。
【００２３】
また、第１傾斜角θ13が一定角度以上では、噛み込みが発生しないことが確認された。なお、このように噛み込みが発生しなくなる臨界角度を本明細書では「噛込臨界角度θcr」と称するが、噛込臨界角度θcrは岩盤２の性状（硬度、風化状態、固結状態、節理の状態など）によって異なることが確認された。
【００２４】
さらに、先端部（第１割岩部）１２で割岩する前に削孔３の周囲にクラックが導入されていると、噛込臨界角度θcrよりも小さな第１傾斜角θ13を有する楔型チゼル１Ａであっても噛み込みが発生しないことも確認された。
【００２５】
そこで、上記知見に基づき、本願発明者は割岩処理を行う第１割岩部よりも先端側にクラック導入部を設けることで楔型チゼルの削孔への噛み込みを抑制することが可能であるとの結論を得た。そして、以下に説明するクラック導入部付きの楔型チゼルを創作するとともに、当該楔型チゼルを用いる破砕技術を創作した。
【００２６】
Ｂ．第１実施形態
図３は本発明にかかる楔型チゼルの第１実施形態を示す図である。この楔型チゼル１Ｂが図１の楔型チゼル１Ａと大きく相違する点は、楔型チゼル１Ａの先端部に相当して同一の機能（割岩機能）を発揮する第１割岩部１２よりも先端側、つまり（＋Ｘ）方向側にクラック導入部１５が設けられており、楔型チゼル１Ｂの最先端位置に位置している点である。なお、その他の構成は基本的に楔型チゼル１Ａと同一である。したがって、クラック導入部１５の構成を中心に説明し、同一または相当する構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
このクラック導入部１５は、先端側の外径Ｄｆが削孔３の内径ｄよりも小さく後端側に進むにしたがって外径が大きくなり後端側の外径Ｄｒが削孔３の内径ｄよりも大きくなるように傾斜したクラック導入面１６を有するとともに、当該クラック導入面１６は２つの切欠部１４によって第１割岩部１２の側面、つまり傾斜面１３と同様に２つの当接面１６１、１６２に分離されている。このように当接面１６１、１６２も、軸線ＡＸに対して傾斜面１３の当接面１３１、１３２と同一配置で略対称に設けられており、第１実施形態では、当接面１３１、１３２が本発明の「第１当接面」に相当し、当接面１６１、１６２が本発明の「第２当接面」に相当している。また、方向Ｘに対するクラック導入面１６の傾斜角θ16が第１割岩部１２の側面の傾斜角θ13よりも大きくなるように、クラック導入部１５は設けられている。
【００２８】
図４は図３の楔型チゼルを装備する破砕装置の一例である油圧ブレーカーの使用態様を示す図である。この油圧ブレーカー５は図４に示すようにバックホウ等の建設車両４０のアーム４１にブラケット４２を介して取り付けられている。
【００２９】
この油圧ブレーカー５はブラケット４２に支持されるブレーカー本体（図示省略）を備えている。また、このブレーカー本体は、中央部にシリンダ５１を有している。そして、不図示の油圧供給源から切換弁を介してシリンダ５１へ圧油を供給することにより、シリンダ５１内に摺嵌されるピストン５２が軸方向に前後進可能になっている。
【００３０】
ブレーカー本体の先端部（図４の下方側端部）には、チゼル１Ｂの軸線ＡＸがピストン５２の往復軸と同軸線上となるようにチゼル１Ｂの後端部１１が挿着され、このチゼル１Ｂの後端面とピストン５２との間に打撃室が形成されている。そして、ブレーカー本体の先端部内では、上記ピストン５２の打撃によってチゼル１Ｂが軸線ＡＸの方向、つまりＸ方向に所定距離の往復移動が可能になっている。なお、図４中の符号４３は、ピストン５２の打撃時に発生する作動音が騒音として周囲に伝播するのを抑制する防音カバーである。
【００３１】
次に、上記のように構成された油圧ブレーカー５を使用して岩盤２の自由面側を破砕する動作について図５および図６を参照しつつ説明する。図５および図６は図４の油圧ブレーカーによる破砕方法を模式的に示す図である。この第１実施形態では、自由面２１から（−Ｙ）方向に離れた位置で内径ｄの削孔３を形成した（削孔形成工程）後、図５（ａ）に示すように楔型チゼル１Ｂの先端を削孔３に挿入し、楔型チゼル１Ｂの最先端位置に位置するクラック導入面１６の当接面１６１、１６２を削孔３の開口の周辺部に当接させるとともに、不図示の油圧供給源から切換弁を介してシリンダ５１へ圧油を供給することによりピストン５２を軸方向に往復動させて楔型チゼル１Ｂの後端部１１を打撃する。これにより、図５（ａ−２）に示すようにクラック導入部１５により削孔３の周囲にクラックＣＲが導入される。なお、ここでは、クラック導入部１５から削孔３の周囲に与えられる応力のうち引張応力によりＺ方向のクラックＣＲが導入されているが、圧縮応力により別のクラックが削孔３の周囲に導入される場合もある。この点については後の実施形態でも同様である。
【００３２】
それに続いて、楔型チゼル１Ｂの後端部１１をピストン５２で打撃しながら楔型チゼル１Ｂを削孔形成方向（＋Ｘ）にさらに押し込む。これにより、例えば図５（ｂ）に示すように、クラック導入部１５により削孔３の周囲にクラックＣＲを追加導入しながら追加導入されたクラックＣＲよりも削孔３の開口側、つまり（−Ｘ）方向側で第１割岩部１２により削孔３の周囲を割岩する。なお、図５（ｂ−１）中の符号Ｋは割岩処理により削孔３からＺ方向に延設される亀裂を模式的に示しめしたものである。
【００３３】
さらに、楔型チゼル１Ｂの押込を進行させると、亀裂ＫがさらにＺ方向に延びるとともに、楔型チゼル１Ｂの押込量Ｈが押込量Ｈｃに達した時点で、図６に示すように岩盤２の内部で削孔３から自由面２１に向かって別の亀裂が入って割岩され、その結果、ブロック状の破砕部２２が岩盤２から破砕される。そして、この破砕部２２をリッパー（Ripper）などの重機を用いて除去する。このような処理を繰り返すことで岩盤２の深部まで自由面２１側が破砕される。
【００３４】
以上のように、本実施形態では、割岩処理を行う第１割岩部１２よりもチゼル先端側（＋Ｘ方向側）にクラック導入部１５が設けられた楔型チゼル１Ｂを用いて破砕処理を行っており、クラック導入部１５のクラック導入面１６が削孔３に噛み込むのを抑制しながら楔型チゼル１Ｂの削孔３への押し込みと並行して削孔３の周囲にクラックＣＲを順次導入している。そして、こうしてクラックＣＲが導入された状態で第１割岩部１２により割岩処理を行っている。このため、第１割岩部１２の傾斜面１３が削孔３に噛み込む可能性は大幅に低下している。その結果、楔型チゼル１Ｂが削孔３に噛み込むのを効果的に抑制しながら楔型チゼル１Ｂによる破砕作業を効率的に行うことができる。
【００３５】
なお、クラック導入部１５は上記したように第１割岩部１２による割岩処理を実行する前に削孔３の周囲にクラックを導入してチゼル１Ｂの噛み込み防止を図ることを主目的としている。したがって、クラック導入部１５を必ずしも大きく設ける必要はなく、むしろ軸線ＡＸの方向Ｘにおけるクラック導入部１５を短く、例えば数十０［ｍｍ］程度に設定し、第１割岩部１２を比較的長く設定するのが望ましい。例えば軸線ＡＸの方向Ｘにおけるクラック導入部１５と第１割岩部１２との比を、１：５〜１：１０程度に設定するのが望ましい。また、方向Ｘに対するクラック導入面１６の傾斜角θ16を第１割岩部１２の側面（傾斜面１３）の傾斜角θ13よりも大きく設定することで上記作用効果が得られるが、傾斜角θ16については噛込臨界角度θcrより大きな値に設定するのが好適である。これにより、クラック導入面１６が削孔３に噛み込むのを確実に防止することができ、楔型チゼル１Ｂの噛み込み発生を確実に防止することができ、作業効率をさらに向上させることができる。このようなクラック導入部１５に関する変形態様については、以下に説明する他の実施形態に対しても適用可能であり、同様の作用効果が得られる。
【００３６】
Ｃ．第２実施形態
図７は本発明にかかる楔型チゼルの第２実施形態を示す図である。図８は図７の楔型チゼルを装備する破砕装置の一例である油圧ブレーカーの使用態様を示す図である。図７に示す楔型チゼル１Ｃは単独でも第１実施形態と同様にして岩盤２の破砕に有効であるが、後述するように楔型チゼル１Ｃを複数本用意し、それらを特許文献２に記載された破砕方法、いわゆるユニット破砕工法に用いることができる。
【００３７】
楔型チゼル１Ｃは、第１実施形態（楔型チゼル１Ｂ）と同様に第１割岩部１２よりもチゼル先端側（＋Ｘ方向側）にクラック導入部１５が設けられている点で共通する一方、次の２点で相違している。したがって、相違点を中心に構成説明する一方、同一または相当する構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
第１の相違点はクラック導入部１５よりもチゼル先端側（＋Ｘ方向側）にクラック導入部１５から連続するように先細り形状の支持部１７が設けられている点である。すなわち、支持部１７の後端径はクラック導入部１５の先端径Ｄｆ（＜削孔３の内径ｄ）と同一径を有し、先端側に進むにしたがって外径が小さくなっている。このため、支持部１７は削孔３にすっぽり挿入可能となっており、また挿入後において支持部１７は、楔型チゼル１Ｃが傾いた際に削孔３の内壁に係合して支持し、楔型チゼル１Ｃの転倒を防止する機能を有している。
【００３９】
また、第２の相違点は楔型チゼル１Ｃの後端部１１の形状であり、後端部１１は油圧ブレーカー５と分離した形でピストン５２からの打撃を受ける構造を有している。すなわち、油圧ブレーカー５は図７に示すようにバックホウ等の建設車両４０のアーム４１にブラケット４２を介して取り付けられるブレーカー本体５３と、ブレーカー本体５３に取り付けられるアタッチメント５４と、岩盤２に形成された削孔３に上記支持部１７が予め挿入されて自立している楔型チゼル１Ｃとを備えて構成される。
【００４０】
図８に示すように、ブレーカー本体５３は軸方向（図８の上下方向）に延びるハウジング（図示省略）を有しており、その内部に軸方向に沿って延びる円筒状のシリンダ空間５５が形成されている。また、ブレーカー本体５３はシリンダ空間５５に収容されたピストン５２を有しており、このピストン５２は不図示の油圧供給源から切換弁を介して圧油が供給されることにより軸方向に往復動する。さらに、シリンダ空間５５の先端側（図８の下側）には当該シリンダ空間５５と連通する筒状空間５６が形成されており、筒状空間５６の先端面は開口面となっている。
【００４１】
アタッチメント５４はピストン５２と楔型チゼル１Ｃとの間に配置されて、ピストン５２の往復動による打撃力を楔型チゼル１Ｃに伝達する役割を有する。アタッチメント５４の後端部は筒状空間５６の開口面から当該筒状空間５６に挿入されてブレーカー本体５３に装着される。この装着状態において、アタッチメント５４の先端部は筒状空間５６から突出する。また、アタッチメント５４の先端部には円筒状のガイド部５７が形成されている。ガイド部５７の内部に形成される挿入空間５８の先端面は開口面となっており、この開口面から挿入空間５８に楔型チゼル１Ｃの後端部１１を収容可能となっている。また、開口面と対向する面が楔型チゼル１Ｃの後端端面を打撃する打撃面として構成されている。
【００４２】
楔型チゼル１Ｃの後端部１１は、次のように構成されてガイド部５７の内側の挿入空間５８に挿入可能となっている。すなわち、楔型チゼル１Ｃの後端部１１は、アタッチメント５４によって打撃される後端端面を有する第１後端部１１ａと、第１後端部１１ａの先端側（＋Ｘ方向側）に延設され第１後端部１１ａよりも大きな外径を有する第２後端部１１ｂとを有しており、第１後端部１１ａと第２後端部１１ｂとの境界部では径が大きく変化して段部１１ｃが形成されている。そして、楔型チゼル１Ｃの後端部１１はアタッチメント５４の挿入空間５８に対して軸方向に出し入れ可能、すなわちガイド部５７に対して係脱自在に構成されている。
【００４３】
次に、上記のように構成された楔型チゼル１Ｃを用いて（＋Ｙ）方向側に自由面２１を有する岩盤２を破砕する破砕作業について図９ないし図１２を参照しつつ説明する。図９は図８の破砕装置によって破砕する被破砕物の一例を示す図であり、図１０ないし図１２は図８の破砕装置による破砕作業を模式的に示す図である。なお、図１０（ａ）ないし図１２（ａ）は平面図であり、図１０（ｂ）ないし図１２（ｂ）は図１０（ａ）ないし図１２（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【００４４】
本実施形態では、図９（ａ）に示すように略鉛直面である自由面２１を有する岩盤２を破砕して、図９（ｂ）に示すように階段状に形成する場合について説明する。まず、図９（ａ）に示すように、岩盤２に対して所定の内径を有する削孔３を複数形成して削孔列３１，３２，３３を形成する。各削孔列３１，３２，３３は平面視において自由面２１とほぼ平行となるように形成されており、ここでは１つの削孔列に４つの削孔３が含まれているものとする。また、自由面２１から近い順に削孔列３１，３２，３３がほぼ等間隔に形成されている。
【００４５】
本明細書では、岩盤２のうち、削孔列３１よりも自由面２１側の領域を上下方向に３分割して上から順に領域２ａ，２ｂ，２ｃと称する。また、削孔列３１と３２との間の領域であって領域２ａに隣接する領域を２ｄ、領域２ｂに隣接する領域を２ｅとし、さらに削孔列３２と３３との間の領域であって領域２ｄに隣接する領域を２ｆと称する。以下に説明する破砕作業は、削孔列３１，３２，３３に順番に楔型チゼル１Ｃを打ち込むことにより、岩盤２の領域２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆをこの順番で破砕することで、最終的に岩盤２を階段状とするものである。
【００４６】
なお、本実施形態では例えば図１０（ｂ）に示すように、全ての削孔３の深さ寸法を自由面２１の高さ寸法よりも大きくしている。このように削孔３を深く形成するのは、破砕作業時に楔型チゼル１Ｃの先端、つまり支持部１７が削孔３の底面に接して破砕作業の妨げとならないようにするためである。ただし、削孔３の深さについては現場の状況に応じて適宜変更が可能であり、複数の削孔３の深さを互いに異ならせることも可能であるし、削孔列ごとに削孔の深さを変えることも可能である。
【００４７】
図１０ないし図１２を参照しつつ破砕作業の手順を説明する。本実施形態では、図１０に示すように、まず削孔列３１、３２の各削孔３に楔型チゼル１Ｃの支持部１７を挿入した状態で楔型チゼル１Ｃを設置する。これにより、楔型チゼル１Ｃのクラック導入面１６の当接面１６１、１６２が削孔３の開口の周辺部に当接する。
【００４８】
こうして楔型チゼル１Ｃの設置が完了すると、図１１に示すように、アタッチメント５４を削孔列３１の端に位置する削孔３（ここでは図１１（ａ）において最も下側の削孔）に設置した楔型チゼル１Ｃの上方に移動させて、挿入空間５８に楔型チゼル１Ｃの後端部１１を挿入させた状態とする。この状態で不図示の油圧供給源から切換弁を介して圧油が供給されると、ピストン５２が往復動してアタッチメント５４を介して楔型チゼル１Ｃの後端部１１に打撃力を加える。楔型チゼル１Ｃが打撃されると、第１実施形態と同様に第１割岩部１２による割岩処理に先立って削孔３の周囲にクラックＣＲが導入される。つまり、図１１に示すに示すようにクラック導入部１５により削孔３の開口周囲にクラックＣＲが導入される。それに続いて、楔型チゼル１Ｃの後端部１１をピストン５２で打撃しながら楔型チゼル１Ｃを削孔形成方向（＋Ｘ）にさらに押し込む。これにより、例えば図１２に示すように、クラック導入部１５により削孔３の周囲にクラックＣＲを追加導入しながら追加導入されたクラックＣＲよりも削孔３の開口側、つまり（−Ｘ）方向側で第１割岩部１２により削孔３の周囲を割岩して亀裂Ｋを形成する。ここで、楔型チゼル１Ｃの押込量Ｈが押込量Ｈｃに達した時点で、図１２に示すように岩盤２の内部で削孔３から自由面２１に向かって別の亀裂が入って割岩される。
【００４９】
上記打撃作業を削孔列３１の楔型チゼル１Ｃに対して順番に行うことによって、削孔列３１を構成する各削孔３の周囲が割岩され、領域２ａの全域が破砕される。つまり、削孔３の周囲が引張応力と直交する方向Ｚに割岩されることで各削孔３の周囲に生じる亀裂Ｋが自由面２１と平行な方向につながるとともに削孔列３１からの（＋Ｙ）方向の亀裂が自由面２１に達して領域２ａが破砕部２２となる。そして、この破砕部２２をリッパー（Ripper）などの重機を用いて除去する。
【００５０】
以上の破砕除去作業を岩盤２の領域２ｂ，２ｃについても同様に実施する。すなわち、削孔列３１の楔型チゼル１Ｃを再度順番に打撃して領域２ｂの破砕を行ってから、破砕された領域２ｂを除去する。さらにもう１度、削孔列３１の楔型チゼル１Ｃを順番に打撃して領域２ｃの破砕を行ってから、破砕された領域２ｃを除去する。こうして、岩盤２の領域２ａ，２ｂ，２ｃの破砕除去作業が完了する。このように、削孔３の形成方向Ｘにおいて岩盤２の破砕および除去を複数回に分けて順番に行うことで、楔型チゼル１Ｃの長さが短くても岩盤２の深部まで破砕を行うことが可能となる。なお、削孔列３１の楔型チゼル１Ｃによる破砕除去作業が完了した後、すなわち岩盤２の領域２ａ，２ｂ，２ｃの破砕除去作業が完了した後は、削孔列３１の楔型チゼル１Ｃは不要となる。したがって、次に説明するように削孔列３２の楔型チゼル１Ｃによる破砕作業を実施している間に、削孔列３１に設置していた楔型チゼル１Ｃを削孔列３３に移し替える。こうすることで、楔型チゼル１Ｃを削孔列３３に移し替えるために破砕作業を中断する必要がなくなるので、破砕作業を効率的に行うことができる。また、破砕作業に用いる楔型チゼル１Ｃの数を削減することができる。
【００５１】
同様にして、削孔列３２の楔型チゼル１Ｃを順番に打撃して岩盤２の領域２ｄの破砕を行ってから、破砕された領域２ｄを除去する。続いて、削孔列３２の楔型チゼル１Ｃを再度順番に打撃して領域２ｅの破砕を行ってから、破砕された領域２ｅを除去する。こうして、岩盤２の領域２ｄ，２ｅの破砕除去作業が完了する。最後に削孔列３３の楔型チゼル１Ｃを順番に打撃して岩盤２の領域２ｆを破砕し、これを除去することで破砕作業の全工程が完了する。
【００５２】
以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に割岩処理を行う第１割岩部１２よりもチゼル先端側（＋Ｘ方向側）にクラック導入部１５が設けられた楔型チゼル１Ｃを用いて破砕処理を行っているので、楔型チゼル１Ｃが削孔３に噛み込むのを効果的に抑制しながら楔型チゼル１Ｃによる破砕作業を効率的に行うことができる。
【００５３】
また、削孔３はあらかじめ複数形成されており、削孔３のいくつかに楔型チゼル１Ｃがアタッチメント５４とは分離した状態で挿入されている。すなわち、あらかじめ削孔３に設置されている複数の楔型チゼル１Ｃに打撃力を順次加えていくことで、各削孔３の周囲を連続的に割岩することが可能となり、破砕作業の対象となる削孔３が変わるたびに楔型チゼル１Ｃを挿入したり抜き出したりする作業が不要となる。また、複数の楔型チゼル１Ｃを使用することで、各楔型チゼル１Ｃの磨耗の進行を抑制することができ、楔型チゼル１Ｃを交換する頻度を低減することができる。よって、岩盤２にあらかじめ形成された複数の削孔３の周囲を効率的に順次割岩することが可能となる。
【００５４】
さらに、支持部１７を設けることで楔型チゼル１Ｃを安定して削孔３に設置することができ、ユニット破砕の施工性を高めることができる。なお、支持部１７の形状やサイズなどについては、上記実施形態に限定されるものではなく、支持部１７は削孔３に挿入自在なものであればよい。
【００５５】
Ｄ．第３実施形態
図１３は本発明にかかる楔型チゼルの第３実施形態を示す図である。図１４は図１３の楔型チゼルを装備する破砕装置の一例である油圧ブレーカーの使用態様を示す図である。図１３に示す楔型チゼル１Ｄは、第１実施形態や第２実施形態と同様に鉛直方向に形成された削孔３の周囲を割岩する場合のみならず、法面を形成する破砕方法にも有効である。
【００５６】
楔型チゼル１Ｄは、第１実施形態（楔型チゼル１Ｂ）と同様に第１割岩部１２よりもチゼル先端側（＋Ｘ方向側）にクラック導入部１５が設けられている点で共通する一方、次の２点で相違している。したがって、相違点を中心に構成説明する一方、同一または相当する構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
第１の相違点は、第１割岩部１２の側面（傾斜面１３）から２つの突起部材１８１，１８２を突設してなる第２割岩部１８が設けられており、削孔３に押し込まれることによって第１割岩部１２の側面に続いて突起部材１８１、１８２の側面が削孔３の内壁と当接し、（＋Ｙ）方向と異なる方向に押圧して削孔３の周囲を割岩する機能を有している。より詳しくは、軸線ＡＸの方向Ｘに対して角度θ18で上方位置から第１割岩部１２の傾斜面１３に傾斜孔が２本穿設されるとともに各傾斜孔に鋼棒の先端部が嵌入されている。各鋼棒の後端部は傾斜面１３から露出しており、溶接により傾斜面１３に対して強固に固定されている。このように、これらの鋼棒の露出部位がそれぞれ突起部材１８１、１８２に相当している。
【００５８】
また、第２の相違点は楔型チゼル１Ｄの後端部１１の形状であり、後端部１１は油圧ブレーカー５と分離した形でピストン５２からの打撃を受ける構造を有している。すなわち、油圧ブレーカー５はブラケット２０に支持されるブレーカー本体（図示省略）を備えている。また、このブレーカー本体は、軸方向（図１４の上下方向）での中央部にシリンダ５１を有している。そして、不図示の油圧供給源から切換弁を介してシリンダ５１へ圧油を供給することにより、シリンダ５１内に摺嵌されるピストン５２が軸方向に前後進可能になっている。なお、本実施形態では、ピストン５２の先端面５２ａ、つまり楔型チゼル１Ｄに対して打撃を与える面は、湾曲凸面形状に仕上げられているが、これは次に説明するように作業現場の状況、特に法面形成作業に対して好適に対応するためである。
【００５９】
楔型チゼル１Ｄの後端面１１ｄは、図１３に示すように、湾曲凹面形状に仕上げられている。このため、楔型チゼル１Ｄの軸線ＡＸの方向Ｘに対してピストン５２の往復軸が一致している場合はもちろんのこと傾斜した場合においても、楔型チゼル１Ｄの湾曲凹面１１ｄはピストン５２の先端面５２ａと係合可能となっている。例えば比較的平坦な作業現場で破砕作業を行う場合には、ピストン５２の往復軸が楔型チゼル１Ｄの軸線ＡＸの方向と同軸線上となるようにピストン５２の姿勢を制御するのが望ましいのであるが、例えば法面近傍で破砕作業を行う場合には法面との干渉を回避するためにピストン５２の姿勢制御が制限されることがある。このような場合であっても、ピストン５２の往復軸を楔型チゼル１Ｄの軸線方向Ｘに対して傾斜させた姿勢に制御したとしても、ピストン５２の先端面５２ａを楔型チゼル１Ｄの後端面１３ｄに確実に打撃することが可能となる。
【００６０】
次に、上記のように構成された楔型チゼル１Ｄを用いて岩盤２の自由面側を破砕して法面を形成する破砕作業について図１５および図１６を参照しつつ説明する。図１５および図１６は図１４の油圧ブレーカーによる破砕方法を模式的に示す図である。この第３実施形態では、自由面２１から（−Ｙ）方向に離れた位置で内径ｄの削孔３を斜めに形成した（削孔形成工程）後、図１５（ａ）に示すように第２割岩部１８の反対側に位置する傾斜面１３２を法面２４の沿わしながら楔型チゼル１Ｄの先端を削孔３に挿入し、楔型チゼル１Ｄの最先端位置に位置するクラック導入面１６の当接面１６１、１６２を削孔３の開口の周辺部に当接させる。これによって、第２割岩部１８が自由面２１側を向いた姿勢で、楔型チゼル１Ｄが削孔３に対して設置される。
【００６１】
その後で、不図示の油圧供給源から切換弁を介してシリンダ５１へ圧油を供給することによりピストン５２を軸方向に往復動させて楔型チゼル１Ｄの後端部１１を打撃する。これにより、図１５（ａ−２）に示すようにクラック導入部１５により削孔３の周囲にクラックＣＲが導入される。
【００６２】
それに続いて、楔型チゼル１Ｄの後端部１１をピストン５２で打撃しながら楔型チゼル１Ｄを削孔形成方向（＋Ｘ）にさらに押し込む。これにより、例えば図１５（ｂ）に示すように、クラック導入部１５により削孔３の周囲にクラックＣＲを追加導入しながら追加導入されたクラックＣＲよりも削孔３の開口側、つまり（−Ｘ）方向側で第１割岩部１２により削孔３の周囲を割岩する。この割岩処理により削孔３から亀裂ＫがＺ方向に形成される。
【００６３】
さらに、楔型チゼル１Ｄの押込を進行させると、削孔３の内壁のうち自由面側の面に当接するのが第１割岩部１２の当接面１３１から第２割岩部１８の突起部材１８１、１８２に切り替わる。すると、突起部材１８１、１８２が当接する部分に応力が集中して図１６（ｃ−２）中の白抜き矢印で示すように当該当接部分から（＋Ｙ）方向と異なる方向に引張応力が作用して削孔３の周囲の割岩が進行する。このように、突起部材１８１、１８２が削孔３の開口部に達する前後で、応力印加状態が変化するため、削孔３から自由面２１に広がる破砕予定領域に対して多くの亀裂が発生して細かく割岩される。また、楔型チゼル１Ｄの押込量Ｈが押込量Ｈｃに達した時点で、図１６に示すように岩盤２の内部で削孔３から自由面２１に向かって別の亀裂が入って割岩され、その結果、ブロック状の破砕部２２が岩盤２から破砕される。そして、この破砕部２２をリッパー（Ripper）などの重機を用いて除去する。このような処理を繰り返すことで削孔３の形成方向Ｘに平行な法面２４を削孔３に沿って良好に形成することができる。
【００６４】
以上のように、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に割岩処理を行う第１割岩部１２よりもチゼル先端側（＋Ｘ方向側）にクラック導入部１５が設けられた楔型チゼル１Ｄを用いて破砕処理を行っているので、楔型チゼル１Ｄが削孔３に噛み込むのを効果的に抑制しながら楔型チゼル１Ｄによる破砕作業を効率的に行うことができる。
【００６５】
なお、第３実施形態では、ピストン５２の先端面および楔型チゼル１Ｄの後端面１１ｄをそれぞれ湾曲凸面および湾曲凹面に仕上げているが、この関係を逆転させてもよい。このような構成を採用することで、上記実施形態と同様に、作業現場の状況に対して柔軟に対応することができる。
【００６６】
また、第１割岩部１２の側面（傾斜面１３）から突起部材を突設してなる第２割岩部１８を設けるという技術思想については、その他の実施形態にかかる楔型チゼルにも適用可能である。
【００６７】
なお、上記第３実施形態では、法面形成時の作業制限を考慮してピストン５２の先端面および楔型チゼル１Ｄの後端面１１ｄを湾曲形成しているが、作業制限がない場合には、例えば第１実施形態に記載の楔型チゼル１Ａと同様に、ブレーカー本体の先端部に、楔型チゼル１Ｄがピストン５２の往復軸と同軸線上となるように楔型チゼル１Ｄの後端部を挿着し、楔型チゼル１Ｄの後端部１１とピストン５２との間に打撃室を形成してもよい。
【００６８】
また、上記第３実施形態では、ピストン５２が直接楔型チゼル１Ｄの後端面に打撃を加えるように構成しているが、打撃時に発生する打撃音の低減および昇温を抑制するために、シート状の緩衝部材を介挿した状態でピストン５２が楔型チゼル１Ｄの後端部１１を打撃するように構成してもよい。緩衝部材としては消音性および耐熱性を有する材料を用いることができ、例えばタイルカーペット（東リ株式会社製の品名Ｇ−１００、品番ＧＡ１０１９）を用いることができる。
【００６９】
また、突起部材の本数は２本に限定されるものではなく任意である。
【００７０】
以上のように、上記実施形態では、岩盤２が本発明の「被破砕物」の一例に相当しており、岩盤２に形成される削孔３の形成方向（＋Ｘ）が本発明の「第１方向」に相当している。また、上記実施形態では、軸線ＡＸに対して２つの第１当接面１３１、１３２が対称配置されており、削孔３の内壁をそれぞれ（＋Ｙ）、（−Ｙ）方向に押圧しており、Ｙ方向が本発明の「第２方向」に相当している。また、クラック導入部１５の先端側の外径Ｄｆが本発明の「先端側の外径」に相当しており、これはクラック導入部１５の先端位置で第２当接面１６１、１６２を包絡する仮想円の直径（いわゆる包絡直径）に相当している。また、クラック導入部１５の先端側の外径Ｄｆが本発明の「先端側の外径」に相当しており、これはクラック導入部１５の先端位置Ｐ15fで第２当接面１６１、１６２を包絡する仮想円の直径に相当している。また、クラック導入部１５の後端側の外径Ｄｒが本発明の「後端側の外径」に相当しており、これはクラック導入部１５の後端位置Ｐ15rで第２当接面１６１、１６２を包絡する仮想円の直径に相当している。このようにクラック導入面１６を特定するために、方向Ｘにおける各位置で第２当接面１６１、１６２を包絡する仮想円の直径を本発明では、「クラック導入部の外径」と定義している。また、角度θ13が本発明の「第１方向に対する第１割岩部の側面の傾斜角」に相当し、角度θ16が本発明の「第１方向に対するクラック導入面の傾斜角」に相当しており、θ13＜θ16の関係が満足されている。
【００７１】
Ｅ．その他
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、第１割岩部１２およびクラック導入部１５に対して２つの切欠部１４が設けられて第１割岩部１２で２つの当接面１３１、１３２を形成し、クラック導入部１５で２つの当接面１６１、１６２を形成しているが、第１割岩部１２およびクラック導入部１５での当接面の数、大きさや形状はこれに限定されるものではない。例えば、図１７に示すように切欠部を設けずに傾斜面１３およびクラック導入面１６をそれぞれ単一の当接面としてもよい。すなわち、第４実施形態にかかる楔型チゼル１Ｅは、第１割岩部１２およびクラック導入部１５がそれぞれ逆円錐台形状に形成されており、第１割岩部１２の傾斜面１３全体で割岩処理を行う前にクラック導入面１６全体でクラックを導入するように構成されている（第４実施形態）。
【００７２】
また、例えば図１８に示すように４つの切欠部１４を設けて傾斜面１３およびクラック導入面１６をそれぞれ４分割することで、４つの第１当接面１３１〜１３４と４つの第２当接面１６１〜１６４とを形成してもよい（第５実施形態）。
【００７３】
また、上記実施形態では、第１割岩部１２およびクラック導入部１５での当接面の数は同一値であり、第１当接面の位置関係および第２当接面の位置関係はともに同一であるが、第１当接面および第２当接面の数を互いに相違させたり、異なる位置関係で配置してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、岩盤２を本発明の「被破砕物」として破砕処理を行っているが、本発明の破砕対象物、つまり被破砕物は岩盤に限定されるものではなく、岩石やコンクリート構造物も含まれる。例えば図１９に示すように比較的大型の岩石（転石）６を本発明により破砕してもよく、例えば図１８に示す楔型チゼル１Ｆを用いることで岩石６を４つに割岩して破砕することができる。
【００７５】
さらに、上記実施形態では油圧によりピストンを往復動させているが、ピストンの駆動源は油圧に限定されるものでなく、破砕装置全般で使用される駆動源、例えばエアーなどを用いる破砕装置にも本発明を適用することができることが言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
この発明は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物に形成される削孔に対して先細り形状を有する楔型チゼルの先端を押し込んで削孔の周囲を破砕する技術全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１Ｂ〜１Ｆ…楔型チゼル
２…岩盤（被破砕物）
３…削孔
５…油圧ブレーカー（破砕装置）
６…岩石（被破砕物）
１１…（楔型チゼルの）後端部
１２…第１割岩部
１３…傾斜面（第１割岩部の側面）
１５…クラック導入部
１６…クラック導入面
１７…支持部
２１…自由面
２２…破砕部
５２…ピストン
１３１〜１３４…第１当接面
１６１〜１６４…第２当接面
１８１、１８２…突起部材
ＡＸ…軸線
ＣＲ…クラック
Ｋ…亀裂
Ｐ15f…（クラック導入部の）先端位置
Ｐ15r…（クラック導入部の）後端位置
Ｘ…削孔の形成方向（第１方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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