(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張力発生用の破壊用物質に浸漬された金属細線およびこの金属細線を介して互いに接続された電極とを有する破壊容器と、金属細線に電気エネルギーを供給するためのエネルギー供給回路とを備え、このエネルギー供給回路から、金属細線に対して電気エネルギーを短時間で供給することにより、金属細線を急激に溶融気化させるとともに破壊用物質を急激に気化させてその際の膨張力を用いて被破壊物を破壊する破壊装置であって、
前記破壊容器を覆う被覆容器が保持体に設置され、
前記被覆容器の被破壊物側に破壊容器を挿脱自在な膨張力誘導用の誘導開口部が形成され、
前記被覆容器の誘導開口部に、被破壊物の表面に突合わされる膨張力案内部が取外し自在に設けられ、
この膨張力案内部に、破壊用物質の膨張力を受けて被破壊物の表面に衝突する衝撃付与部材が移動自在に内装され、
前記保持体を被破壊物に向けて押圧するための押圧装置が設けられた
ことを特徴とする破壊装置。
【請求項２】
被覆容器内の破壊容器と膨張力案内部材の衝撃付与部材とが接して配置される
ことを特徴とする請求項１記載の破壊装置。
【請求項３】
破壊容器に、電極を支持する支持片が突設され、
被覆容器で誘導開口部に対向する端面板部に、前記支持片が嵌合される嵌合孔が形成された
ことを特徴とする請求項１または２記載の破壊装置。
【請求項４】
保持体が所定の軸心回りに被破壊物に沿って旋回自在とされ、
前記保持体を軸心回りに旋回させるための旋回装置が設けられ、
前記保持体に、前記軸心を中心とした放射位置に被覆容器がそれぞれ配置された
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の破壊装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電による衝撃エネルギーを用いた破壊装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電による衝撃エネルギーを用いてコンクリート構造物や岩石などの被破壊物を破壊するための破壊装置があり、この破壊装置は、金属細線を介して接続した電極を、破壊容器内に充填した破壊用物質（水や油などが用いられる）に浸漬し、電極に、金属細線に対して電気エネルギーを供給するためのエネルギー供給回路を接続している。
【０００３】
このような破壊装置を用いて岩盤などの被破壊物を破壊するには、被破壊物に装着孔を形成し、この装着孔に破壊容器を装着し、エネルギー供給回路に設けたコンデンサーに充電蓄積した電気エネルギーを、短時間で金属細線に放電供給する。こうすることにより、金属細線が急激に溶融気化するとともに破壊用物質が急激に気化して膨張し、その膨張力が、例えば装着孔の径方向に働き、被破壊物を破壊することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記破壊装置において、岩盤のような被破壊物に装着孔を形成し、この装着孔に破壊容器を装着して使用する場合には、破壊用物質が気化する際の膨張力が装着孔の径方向に働くので、被破壊物に十分な衝撃を与えて破壊することができる。
【０００５】
しかし、被破壊物が板状のものでは、装着孔を形成することなく単に破壊容器を被破壊物に当てて用いるだけなので、破壊用物質が気化する際の膨張力がほとんど空気中に逃げてしまい、十分に破壊力を与えることができなかった。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題を解決し得る被破壊物の破壊装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、膨張力発生用の破壊用物質に浸漬された金属細線およびこの金属細線を介して互いに接続された電極とを有する破壊容器と、金属細線に電気エネルギーを供給するためのエネルギー供給回路とを備え、このエネルギー供給回路から、金属細線に対して電気エネルギーを短時間で供給することにより、金属細線を急激に溶融気化させるとともに破壊用物質を急激に気化させてその際の膨張力を用いて被破壊物を破壊する破壊装置であって、前記破壊容器を覆う被覆容器が保持体に設置され、前記被覆容器の被破壊物側に破壊容器を挿脱自在な膨張力誘導用の誘導開口部が形成され、前記被覆容器の誘導開口部に、被破壊物の表面に突合わされる膨張力案内部が取外し自在に設けられ、この膨張力案内部に、破壊用物質の膨張力を受けて被破壊物の表面に衝突する衝撃付与部材が移動自在に内装され、前記保持体を被破壊物に向けて押圧するための押圧装置が設けられたものである。
【０００９】
上記構成によれば、エネルギー供給回路から、電極を介して金属細線に対し電気エネルギーを短時間で供給すると、金属細線が急激に溶融気化して破壊用物質が急激に気化し、その際に膨張力が発生する。この膨張力は、被覆容器の膨張力誘導用の誘導開口部から膨張力案内部に到り、この膨張力を受けて衝撃付与部材が急激に移動して被破壊物の表面に衝突し、被破壊物を破壊したり、脆弱化させる。
【００１０】
また請求項４記載の発明は、保持体が所定の軸心回りに被破壊物に沿って旋回自在とされ、前記保持体を軸心回りに旋回させるための旋回装置が設けられ、前記保持体に、前記軸心を中心とした放射位置に被覆容器がそれぞれ配置されている。
【００１１】
この構成においても、金属細線が溶融気化する際の膨張力を受けて衝撃付与部材が急激に移動して被破壊物の表面に衝突し、被破壊物を破壊したり、脆弱化させるものであるが、所定の衝撃付与部材で被破壊物に衝撃を与えて別の衝撃付与部材で被破壊物に衝撃を与えるまでの間に、エネルギー供給回路に電気エネルギーを蓄積するようにすれば、電気エネルギーの充電時間のためだけに必要な時間がなくなり、旋回装置を駆動して保持体を所定の軸心回りに旋回させ、別の衝撃付与部材を被破壊物に衝突させて被破壊物を破壊するようにすることで、破壊のための作業効率を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の実施の第一形態を、図１〜図４に基づいて説明する。本発明の実施の第一形態に係る破壊装置１は、金属細線（例えばＣｕからなる）８が電気エネルギーの供給によって急激に溶融気化する際の膨張力を、破壊用物質（水や油などが用いられる）３で伝達して、これらが急激に気化する際に発生する膨張力を用いて、被破壊物Ｈ１を破壊するものである。
【００１３】
この破壊装置１には、膨張力発生部Ａが設けられ、この膨張力発生部Ａは、図３に示すように、前記破壊用物質３を充填するとともに、プラスチックゴム（合成ゴム）や防水処理紙あるいはガラスから筒状に形成された破壊容器２と、この破壊容器２の封入栓２ａに挿通されて先端部が破壊用物質３に浸漬された一対の電極４と、これら電極４の先端部どうしに接続された前記金属細線８と、各電極４の基端部の端子５に接続されて金属細線８に対して電気エネルギーを供給するためのエネルギー供給回路９とから構成されている。
【００１４】
なお、図２に示すように、前記封入栓２ａには、各電極４を挿通してこれを支持する支持片２ｂが形成されている。
前記エネルギー供給回路９は、各電極４の端子５間にリード線５ａを介して接続された電源部１０と、この電源部１０と両端子５間に並列接続されたコンデンサー１３と、このコンデンサー１３と電源部１０との間に接続して図示しない充電スイッチを備えた充電制御用の制御装置１１と、この制御装置１１とコンデンサー１３および端子５の間に接続された放電スイッチ１２とから構成されている。
【００１５】
また、破壊装置１には、膨張力発生部Ａで発生した膨張力を、被破壊物Ｈ１の表面に向けて誘導するための誘導部Ｂが設けられ、この誘導部Ｂは、図１に示すように、前記破壊容器２を装着する（覆う）ための筒状の被覆容器１５と、この被覆容器１５の被破壊物Ｈ１側に配置された筒状の膨張力案内部（以下「案内部材」と称す）１６とから構成されている。
【００１６】
前記被覆容器１５は、破壊用物質３の膨張力による破壊に耐え得るよう金属から形成され、その一側（後述の容器保持体２６側）に形成された端面板部１７には、前記両支持片２ｂが嵌合する嵌合孔１８が形成され、被覆容器１５の他側（被破壊物Ｈ１側）は径が拡大した拡径部１９が形成され、その内周面に段付きの係り面２０が形成され、拡径部１９の内側は、膨張力誘導用の誘導開口部１９ａとされている。
【００１７】
前記案内部材１６は、破壊用物質３の膨張力による破壊に耐え得るよう金属から形成され、この案内部材１６は、被覆容器１５の拡径部１９に一部が内嵌するよう取り付けられ、被覆容器１５の係り面２０に一側の端面が当接されている。そして、この案内部材１６の他側の端部は、被破壊物Ｈ１の破壊時にその表面に突合わされる突合わせ部２１とされている。
【００１８】
また、案内部材１６には、破壊用物質３の膨張力を受けて被破壊物Ｈ１の表面に衝突する衝撃付与部材２２が摺動自在に内装されている。
図４に示すように、この衝撃付与部材２２の先端部には、被破壊物Ｈ１に向けて尖った尖頭片２３が形成され、この衝撃付与部材２２も、破壊用物質３の膨張力による破壊に耐え得るよう金属から形成されている。
【００１９】
さらに、突合わせ部２１の内周面には、衝撃付与部材２２が突合わせ部２１から飛び出すのを防止するためのストッパ２１ａが形成されている。
そして、前記被覆容器１５の一側が、エアシリンダ装置（押圧装置の一例）２４のロッド２５に取付けられた板状の前記容器保持体２６に保持され、この容器保持体２６の容器保持部２６ｂには、前記各電極４の端部を挿通するための複数の挿通孔２６ａが形成されている。なお、エアシリンダ装置２４は、エアコンプレッサ２７により駆動されるものである。
【００２０】
上記構成において、両電極４を、それぞれ封入栓２ａ、支持片２ｂに挿通するとともに、両電極４の先端部間に金属細線８を溶接などにより取付けて電極４同士を接続し、また、破壊容器２の内部に破壊用物質３を注入し、金属細線８が破壊用物質３に浸漬されるよう破壊容器２に封入栓２ａを取付ける。
【００２１】
そして、破壊容器２の支持片２ｂを嵌合孔１８に嵌合させるようにして被覆容器１５に破壊容器２を装着する。
また、衝撃付与部材２２を内装した案内部材１６を、その端部が被覆容器１５の係り面２０に当接するように、被覆容器１５に嵌合する。これにより、図１に示すように、被覆容器１５内の破壊容器２と案内部材１６の衝撃付与部材２２とが接して配置される。
【００２２】
また、各電極４の端部を各挿通孔２６ａに挿通するようにして、被覆容器１５を容器保持体２６に設置し、両電極４の端子５間に、エネルギー供給回路９を接続する。
【００２３】
このようにした状態で、案内部材１６の突合わせ部２１を被破壊物Ｈ１の表面に当て、エアシリンダ装置２４を駆動し、容器保持体２６で被覆容器１５を被破壊物Ｈ１に向けて押圧することにより、突合わせ部２１を被破壊物Ｈ１の表面に押し付ける。
【００２４】
一方で、制御装置１１の充電スイッチをオンすることにより電気エネルギーをコンデンサー１３に蓄積しておき、コンデンサー１３に電気エネルギーが蓄積されたら、放電スイッチ１２をオンして電気エネルギーを金属細線８に供給する。
【００２５】
すると、電気エネルギーが短時間で金属細線８に供給され、金属細線８が急激に溶融気化するとともに、破壊用物質３が急激に気化し、その際に膨張力が発生する。
【００２６】
ところで、この膨張力は、被覆容器１５の径方向や軸心方向に沿った方向に働くが、被覆容器１５は、容器保持体２６で被破壊物Ｈ１に向けて押圧されており、また、被覆容器１５は、金属細線８の膨張力による破壊に耐え得るので、金属細線８が溶融気化する際の膨張力が破壊用物質３によって伝達されて、誘導開口部１９ａから案内部材１６の内部に向けて働く。
【００２７】
そして、案内部材１６には衝撃付与部材２２が内装されているので、その膨張力によって、衝撃付与部材２２が、図１の実線で示す位置から仮想線で示す位置に急激に移動し、尖頭片２３が被破壊物Ｈ１の表面に衝突して、被破壊物Ｈ１に衝撃を与える。
【００２８】
このようにして衝撃付与部材２２が被破壊物Ｈ１の表面に衝突することにより、被破壊物Ｈ１が破壊されたりあるいは脆弱化する。
なお誘導部Ｂは、破壊用物質３の膨張力による破壊に耐え得るよう金属から形成されているので、繰り返して使用が可能であり、従って、一回の破壊作業終了ごとに案内部材１６を被覆容器１５から取外し、使用済みの破壊容器２を取り除き、上記と同様にして新たな破壊容器２を被覆容器１５に装着し、次の破壊作業を行う。
【００２９】
このように、本発明の実施の第一形態によれば、誘導部Ｂで破壊用物質３が急激に気化する際に発生する膨張力が空気中に逃げるのを防止して、案内部材１６に装着した衝撃付与部材２２を移動させるのに用いたことにより、板状の被破壊物Ｈ１であっても、破壊用物質３の膨張力を有効に利用でき、被破壊物Ｈ１を破壊することができる。
【００３０】
次に、本発明の実施の第二形態を、図５および図６に基づいて説明する。
本発明の実施の第二形態に係る破壊装置１は、容器保持体２６が細長の板状に形成され、この容器保持体２６の両端部がそれぞれ被覆容器１５Ａ，１５Ｂを設置するための容器保持部２６ｃ，２６ｄとされ、これら各容器保持部２６ｃ，２６ｄに、各電極４の端部を挿通するための挿通孔２６ａが形成されたものである。
【００３１】
また、容器保持体２６をその軸心回りに旋回させるための旋回用モータ３１が設けられ、この旋回用モータ３１の駆動軸３０が容器保持体２６の軸心に取付けられている。
【００３２】
さらに、被覆容器１５Ａ，１５Ｂを被破壊物Ｈ１に向けて押圧するためのエアシリンダ装置２４が設けられ、このエアシリンダ装置２４のロッド２５は、旋回用モータ３１に取付けられている。
【００３３】
なお、本発明の実施の第二形態において、膨張力発生部Ａ、誘導部Ｂおよび衝撃付与部材２２の構成は、上記実施の第一形態と同様であるのでその説明を省略する。また、容器保持体２６に、被覆容器１５Ａ，１５Ｂを設置する手順や、被覆容器１５Ａ，１５Ｂに案内部材１６を装着する手順は、上記実施の第一形態と同様なのでその説明を省略する。
【００３４】
本発明の実施の第二形態において、被破壊物Ｈ１を破壊するには、まず、容器保持体２６の両側の容器保持部２６ｃ，２６ｄに、破壊容器２を装着した被覆容器１５Ａ，１５Ｂを設置し、それぞれの被覆容器１５Ａ，１５Ｂに案内部材１６を取付け、両電極４の端子５間に、エネルギー供給回路９をそれぞれ接続する。
【００３５】
このようにした状態で、案内部材１６の突合わせ部２１を被破壊物Ｈ１の表面に当て、エアシリンダ装置２４を駆動して容器保持体２６で被覆容器１５Ａ，１５Ｂを被破壊物Ｈ１に向けて押圧し、各案内部材１６の突合わせ部２１を被破壊物Ｈ１の表面に押し付ける。
【００３６】
また、各制御装置１１の充電スイッチをオンすることにより電気エネルギーを各コンデンサー１３に蓄積し、一方のエネルギー供給回路９の放電スイッチ１２をオンしてコンデンサー１３に蓄積した電気エネルギーを金属細線８に供給する。これにより、金属細線８が溶融気化してその際の膨張力で、一方の衝撃付与部材２２が急激に移動して被破壊物Ｈ１に衝撃を与える。
【００３７】
次に、容器保持体２６を被破壊物Ｈ１から後退させることにより両案内部材１６を被破壊物Ｈ１から後退させる。そして容器保持体２６が後退したときに、一方の被覆容器１５Ａから使用済みの破壊容器２を取り出し、その被覆容器１５Ａに新たな破壊容器２を装着し、衝撃付与部材２２および案内部材１６は繰り返して使用できるのでそのまま用い、両電極４の端子５間には、エネルギー供給回路９を接続しておく。
【００３８】
そして、旋回用モータ３１を駆動して、例えば容器保持体２６を駆動軸３０回りに１８０°旋回させる。
次に、案内部材１６の突合わせ部２１を被破壊物Ｈ１の表面に当て、エアシリンダ装置２４を駆動して突合わせ部２１を被破壊物Ｈ１の表面に押圧し、今度は、他方のエネルギー供給回路９の放電スイッチ１２をオンして、コンデンサー１３に蓄積した電気エネルギーを金属細線８に供給し、この金属細線８が溶融気化する際の膨張力で、他方の衝撃付与部材２２を移動させて被破壊物Ｈ１に衝撃を与える。
【００３９】
上記の作業を繰り返すことにより、被破壊物Ｈ１を破壊する。
なお、容器保持体２６を駆動軸３０回りに旋回させた後は、被破壊物Ｈ１の破壊状況に応じて、容器保持体２６を被破壊物Ｈ１に沿って移動させ、別の位置に対して破壊作業を行うことも考えられる。
【００４０】
そして、一方の衝撃付与部材２２で被破壊物Ｈ１に衝撃を与えて他方の衝撃付与部材２２で被破壊物Ｈ１に衝撃を与えるまでの間に、一方のエネルギー供給回路９の放電スイッチ１２をオンしてコンデンサー１３に電気エネルギーを蓄積するようにすれば、充電時間のためだけに必要な時間がなくなり、被破壊物Ｈ１の破壊のための作業効率を向上させることができる。
【００４１】
なお、本発明の実施の第二形態においても、破壊用物質３の膨張力を空気中に逃がしてしまうのを防止でき、従って、板状の被破壊物Ｈ１であっても、金属細線８の膨張力を有効に利用して、被破壊物Ｈ１を破壊することができる。
【００４２】
次に、本発明の実施の第三形態を図７および図８に基づいて説明する。
本発明の実施の第三形態に係る破壊装置１は、上記実施の第二形態における容器保持体２６、旋回用モータ３１、エアコンプレッサ２７、エアシリンダ装置２４および被覆容器１５Ａ，１５Ｂを内装するとともに、これらを被破壊物Ｈ１に沿って移動させるための中空円柱状の移動アーム部材４０が設けられたものである。
【００４３】
この移動アーム部材４０は、その中央部で二分割可能に構成され、移動アーム部材４０の被破壊物Ｈ１側の側板４１に、衝撃付与部材２２を装着した案内部材１６を挿通して各被覆容器１５Ａ，１５Ｂに取付けるための二個の取付け孔４２が形成され、反対側の側板４３に、リード線５ａを挿通するための四個の挿通孔４４が形成されている。
【００４４】
なお、容器保持体２６の容器保持部２６ｃ，２６ｄには、前記各電極４の端部を挿通するための複数の挿通孔２６ａが形成され、各リード線５ａの端部は、それぞれの挿通孔２６ａの孔壁に固定されている。
【００４５】
他の構成は、上記実施の第二形態と同様であるので省略する。
本発明の実施の第三形態では、装置接続され全体を組み立てるときは、移動アーム部材４０は分割しておく。一方で、各被覆容器１５Ａ，１５Ｂから突出した電極４を挿通孔２６ａに差し込むようにして、各被覆容器１５Ａ，１５Ｂを容器保持体２６の容器保持部２６ｃ，２６ｄに設置する。このとき、各リード線５ａの端部は、それぞれの挿通孔２６ａの孔壁に固定されているので、各電極４を挿通孔２６ａに差し込むことによって互いが接続される。
【００４６】
次に、それぞれの部品を移動アーム部材４０に内装するようにして組み立て、移動アーム部材４０を被破壊物Ｈ１から後退させた状態で、衝撃付与部材２２を装着した案内部材１６を取付け孔４２から挿入し、各被覆容器１５Ａ，１５Ｂに取付ける。
【００４７】
そして、各エネルギー供給回路９の制御装置１１の充電スイッチをオンすることにより、電気エネルギーを各コンデンサー１３に蓄積し、また移動アーム部材４０は被破壊物Ｈ１に近付け、エアシリンダ装置２４を駆動して、案内部材１６の突合わせ部２１を被破壊物Ｈ１の表面に押圧し、一方のエネルギー供給回路９の放電スイッチ１２をオンし、金属細線８が溶融気化する際の膨張力で、一方の衝撃付与部材２２で被破壊物Ｈ１に衝撃を与える。
【００４８】
そして、衝撃付与部材２２を被破壊物Ｈ１の狙い目に衝突させるために、移動アーム部材４０を被破壊物Ｈ１の沿って随時移動させながら、また、旋回用モータ３１を随時駆動させて容器保持体２６を旋回させる。なお、新たな破壊容器２を各被覆容器１５Ａ，１５Ｂに装着する際は、移動アーム部材４０を分割して行ってもよいし、取付け孔４２から挿入するようにしてもよい。
【００４９】
また、衝撃付与部材２２および案内部材１６は繰り返して使用できるので、交換することなくそのまま用いる。
そして、本発明の実施の第三形態では、一方の衝撃付与部材２２で被破壊物Ｈ１に衝撃を与えて他方の衝撃付与部材２２で被破壊物Ｈ１に衝撃を与えるまでの間に、一方のエネルギー供給回路９の放電スイッチ１２をオンしてコンデンサー１３に電気エネルギーを蓄積するようにすれば、充電時間のためだけに必要な時間がなくなり、被破壊物Ｈ１の破壊のための作業効率を向上させることができる。
【００５０】
さらに、誘導部Ｂで金属細線８が急激に気化する際に発生する膨張力が空気中に逃げるのを防止して、板状の被破壊物Ｈ１であっても、金属細線８の膨張力を有効に利用して、被破壊物Ｈ１を破壊することができる。
【００５１】
なお、上記各実施の形態では、衝撃付与部材２２には尖頭片２３を一個形成した例を示したが、これに限定されるものではなく、図９および図１０に示すように、衝撃付与部材２２を角体状あるいは円柱状に形成し、この衝撃付与部材２２の被破壊物Ｈ１側の端部に、尖頭片２３を複数個形成するよう構成してもよい。
【００５２】
この場合も、金属細線８の溶融気化に伴う膨張力によって衝撃付与部材２２の尖頭片２３が被破壊物Ｈ１に衝突して被破壊物Ｈ１を破壊することができるが、尖頭片２３を複数個形成していることにより、衝撃を直接与えることができる面積を増やすことができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、破壊用物質を覆う被覆容器が設けられ、被覆容器に膨張力誘導用の誘導開口部が形成され、この誘導開口部に、被破壊物の表面に突合わされる膨張力案内部が設けられ、膨張力案内部に、破壊用物質の膨張力を受けて被破壊物の表面に衝突する衝撃付与部材が移動自在に内装されたので、破壊用物質が急激に気化する際に発生する膨張力を、衝撃付与部材が被破壊物に向けて急激に移動するのに有効に使用でき、この衝撃付与部材からの衝撃により、板状の被破壊物であっても確実に破壊することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第一形態を示す破壊装置の概略構成図である。
【図２】同じく破壊容器の断面図である。
【図３】同じく膨張力発生部の全体構成図である。
【図４】同じく衝撃付与部材の単体斜視図である。
【図５】本発明の実施の第二形態を示す破壊装置の概略構成図である。
【図６】同じく要部正面図である。
【図７】本発明の実施の第三形態を示す破壊装置の概略構成図である。
【図８】同じく移動アーム部材の斜視図である。
【図９】別の実施の形態を示す衝撃付与部材の単体斜視図である。
【図１０】さらに別の実施の形態を示す衝撃付与部材の単体斜視図である。
【符号の説明】
２      破壊容器
３      破壊用物質
４      電極
８      金属細線
９      エネルギー供給回路
１１    制御装置
１３    コンデンサー
１５    被覆容器
１６    案内部材
２２    衝撃付与部材
２６    容器保持体
Ａ      膨張力発生部
Ｂ      誘導部
Ｈ１    被破壊物
【図１】
0003573604.tif 000002
【図２】
0003573604.tif 000003
【図３】
0003573604.tif 000004
【図４】
0003573604.tif 000005
【図５】
0003573604.tif 000006
【図６】
0003573604.tif 000007
【図７】
0003573604.tif 000008
【図８】
0003573604.tif 000009
【図９】
0003573604.tif 000010
【図１０】
0003573604.tif 000011