(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先細り形状を有し、処理対象物に形成された削孔に対して先端部を挿脱可能な楔部材と、
前記楔部材の先端部に形成される傾斜面に対して摺動可能に設けられ、前記削孔への前記楔部材の挿入に伴い前記傾斜面上を相対的に摺動しながら前記削孔の径方向外側に移動して前記削孔の内壁を押圧する、複数の羽根部材と、
前記傾斜面同士が向かい合う状態で前記複数の羽根部材を前記削孔の径方向に移動可能に相互に連結し、連結された前記複数の羽根部材を前記楔部材から独立して前記削孔に一括して挿入するとともに前記削孔から一括して抜脱することを可能とする連結機構と
を備え、
前記複数の羽根部材として、前記楔部材を挟んで互いに対向配置される第１羽根部材および第２羽根部材が設けられ、
前記連結機構は、前記第１羽根部材および前記第２羽根部材を前記削孔の径方向に移動可能にガイドするガイド部と、前記径方向における前記第１羽根部材および前記第２羽根部材の位置を調整する位置調整部とを備えることを特徴とする割岩工具。
【請求項２】
請求項１に記載の割岩工具であって、
前記連結機構は前記複数の羽根部材の後端側に設けられる割岩工具。
【請求項３】
請求項１または２に記載の割岩工具であって、
前記位置調整部は、
前記第１羽根部材および前記第２羽根部材を前記径方向において相互に離間させるように付勢する第１付勢部材と、
前記径方向のうち前記第２羽根部材と反対の第１方向への前記第１羽根部材の移動を規制する第１規制部材と、
前記径方向のうち前記第１羽根部材と反対の第２方向への前記第２羽根部材の移動を規制する第２規制部材とを有し、
前記第１規制部材および前記第２規制部材のうち少なくとも一方は前記径方向に変位可能であり、前記径方向への変位によって前記第１羽根部材および前記第２羽根部材の前記径方向の位置を変更可能である割岩工具。
【請求項４】
請求項３に記載の割岩工具であって、
前記位置調整部は、
前記第１規制部材と前記第１羽根部材との間に配置されて前記第１羽根部材を前記第１規制部材に対して前記第２方向に付勢する第２付勢部材と、
前記第２規制部材と前記第２羽根部材との間に配置されて前記第２羽根部材を前記第２規制部材に対して前記第１方向に付勢する第３付勢部材と
を有する割岩工具。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の割岩工具を準備する工程と、
前記連結機構により互いに連結された前記複数の羽根部材を前記削孔に挿入する工程と、
前記削孔に挿入された前記複数の羽根部材の間に前記楔部材の先端部を挿入して前記楔部材の傾斜面を前記複数の羽根部材に摺接させながら前記楔部材を前記削孔に圧入して前記削孔の周囲を破砕する工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。
【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処理対象物を割岩する割岩工具および当該工具を用いて処理対象物を破砕する破砕技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、岩石、岩盤やコンクリート構造物などの処理対象物を割岩するための割岩工具として、楔部材（ウェッジと称されることもある）と羽根部材（ライナーと称されることもある）を用いた、いわゆるセリ矢が知られている。例えば特許文献１では、岩盤に削岩機で予め削孔を形成し、削孔内に楔部材と羽根部材を組み合わせた割岩工具を挿入し、楔部材の後端部をブレーカで打撃して割岩して岩盤を破砕している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２５９２５号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記割岩工具では、各羽根部材および楔部材を削孔に挿入する作業、ならびに岩盤の破砕後に各羽根部材および楔部材を回収する作業については、作業機械を補助的に使用することは可能である。しかしながら、割岩工具を用いた破砕作業では、人手による作業が数多く存在している。例えばブレーカによる打撃前に削孔に対して羽根部材を個別に挿入し、しかも削孔内で羽根部材を相互に離間させて楔部材の先端部を挿入するための隙間を形成する必要があった。また、破砕が完了して楔部材を羽根部材から引き抜いた後で破砕領域において互いに分離している各羽根部材の位置を確認し、それぞれを個別に回収する際にも、人手が必要となる。このような人手作業を割岩毎に行う必要があり、これが割岩工具を用いた破砕処理の効率を低下させる主要因の一つとなっていた。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、岩石、岩盤やコンクリート構造物などの処理対象物を効率的に割岩することができる割岩工具および当該工具を用いて処理対象物を効率的に破砕することができる破砕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】
【０００６】
この発明の一の態様は、先細り形状を有し、処理対象物に形成された削孔に対して先端部を挿脱可能な楔部材と、前記楔部材の先端部に形成される傾斜面に対して摺動可能に設けられ、前記削孔への前記楔部材の挿入に伴い前記傾斜面上を相対的に摺動しながら前記削孔の径方向外側に移動して前記削孔の内壁を押圧する、複数の羽根部材と、前記傾斜面同士が向かい合う状態で前記複数の羽根部材を前記削孔の径方向に移動可能に相互に連結し、連結された前記複数の羽根部材を前記楔部材から独立して前記削孔に一括して挿入するとともに前記削孔から一括して抜脱することを可能とする連結機構とを備え、前記複数の羽根部材として、前記楔部材を挟んで互いに対向配置される第１羽根部材および第２羽根部材が設けられ、前記連結機構は、前記第１羽根部材および前記第２羽根部材を前記削孔の径方向に移動可能にガイドするガイド部と、前記径方向における前記第１羽根部材および前記第２羽根部材の位置を調整する位置調整部とを備えることを特徴としている。
【０００７】
また、この発明の他の態様は、破砕方法であって、上記割岩工具を準備する工程と、連結機構により互いに連結された複数の羽根部材を削孔に挿入する工程と、削孔に挿入された複数の羽根部材の間に楔部材の先端部を挿入して楔部材の傾斜面を複数の羽根部材に摺接させながら楔部材を削孔に圧入して削孔の周囲を破砕する工程とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によれば、複数の羽根部材が連結機構によって相互に連結されているため、割岩処理前に複数の羽根部材を一括して削孔に挿入することができ、また割岩処理後においても複数の羽根部材を一括して回収することができる。その結果、処理対象物を効率的に割岩することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明にかかる破砕方法の一実施形態を実行する際に用いられる割岩工具およびブレーカを示す図である。
【図２】本発明にかかる破砕方法の一実施形態を実行する際に用いられる割岩工具の構成を示す図である。
【図３】本発明にかかる破砕方法の一実施形態を実行する際に用いられるブレーカの内部構造を模式的に示す図である。
【図４】本発明にかかる破砕方法の一実施形態を実行する際に用いられる引抜工具の内部構造を模式的に示す図である。
【図５】引抜工具と楔部材の後端部との位置関係を模式的に示す図である。
【図６】割岩工具およびブレーカを用いた処理対象物の割岩処理を模式的に示す図である。
【図７】把持部材による楔部材の把持により楔部材の軸心とピストンの軸心とを一致させる処理を模式的に示す図である。
【図８】引抜工具による楔部材の引抜処理を模式的に示す図である。
【図９】本発明にかかる破砕方法の他の実施形態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明にかかる破砕方法は、以下の工程（１）〜（６）、
工程（１）：岩石、岩盤やコンクリート構造物などの処理対象物に削孔を形成する、
工程（２）：楔部材と、複数の羽根部材と、複数の羽根部材を相互に連結する連結機構とで構成される割岩工具を準備する、
工程（３）：上記削孔に複数の羽根部材を挿入する、
工程（４）：上記複数の羽根部材の間に楔部材の先端部を挿入する、
工程（５）：上記楔部材の後端部を複数の把持部材により把持し、把持状態を維持したままブレーカのピストンで打撃して楔部材の先端部を圧入する、
工程（６）：ブレーカを取り外した後で上記楔部材の後端部に引抜工具をセットし、引抜工具を用いて楔部材を引き抜いた後で連結機構により相互に連結された複数の羽根部材を回収する、
を実行することで処理対象物を割岩し、削孔の周囲を破砕するものであり、特に破砕効率を高めるために、次の説明する割岩工具、ブレーカおよび引抜工具を用いている。以下、図１ないし図５を参照しつつ装置構成を説明した後で、上記破砕方法について詳述する。
【００１１】
図１は本発明にかかる破砕方法の一実施形態を実行する際に用いられる割岩工具およびブレーカを示す図である。割岩工具１は、２枚の羽根部材１１、１２と、羽根部材１１、１２の後端部を相互に連結する連結機構１３と、羽根部材１１、１２の間に対して先端部を挿脱可能に形成された楔部材１４と有している。そして、２枚の羽根部材１１、１２は連結機構１３により相互に連結される。この明細書では、処理対象物２に対して削孔２１が形成される方向Ｘを「削孔形成方向」と称し、Ｘ方向に進む側を「先端側」と称するとともに反対側を「後端側」と称する。また、削孔形成方向Ｘに直交する方向のうち羽根部材１１、１２が配列される方向Ｙを「配列方向」と称する。
【００１２】
図２は本発明にかかる破砕方法の一実施形態を実行する際に用いられる割岩工具の構成を示す図である。同図において（ｃ）は割岩工具１の側面図であり、（ｄ）は割岩工具１の断面図である。また、（ａ）は図２（ｃ）のＡ−Ａ線矢視図であり、（ｂ）は図２（ｄ）のＢ−Ｂ線断面図である。この割岩工具１では、羽根部材１１、１２は同形状及び同寸法である。そこで、羽根部材１１の構成を以下に説明する一方で、羽根部材１２の各部については相当符号を付して説明を省略する。
【００１３】
羽根部材１１は、フランジ部１１ａと、フランジ部１１ａの下面から削孔形成方向Ｘと平行な方向に延びる押圧部１１ｂとを有している。図２（ａ）の平面図に示すように、フランジ部１１ａは押圧部１１ｂよりも十分に大きな平面サイズを有している。より具体的には、フランジ部１１ａは削孔２１よりも大きな平面サイズを有するのに対し、押圧部１１ｂは削孔２１よりも小さな平面サイズを有している。
【００１４】
フランジ部１１ａには２本の貫通孔１１ｃ、１１ｄが互いに一定距離だけＸＹ平面と直交する方向に離間して設けられるとともに、フランジ部１２ａには２本の貫通孔１２ｃ、１２ｄが互いに一定距離だけＸＹ平面と直交する方向に離間して設けられている。そして、上記のように傾斜面同士を対向させて配置することで、貫通孔１１ｃ、１２ｃがＹ方向に一直線上に並ぶとともに貫通孔１１ｄ、１２ｄがＹ方向に一直線上に並ぶ。
【００１５】
押圧部１１ｂのうち削孔２１の内壁と対向する面は、削孔形成方向Ｘに沿った円弧面を基本形状として構成されており、後述するように削孔２１の内壁を押圧する押圧面として機能する。なお、ここでの円弧面とはその断面が厳密に円の一部である必要はなく、断面が楕円の一部であるような場合も含むものとする。また、押圧部１１ｂでは円弧面（押圧面）と反対側に傾斜面が形成されている。そして、２つの羽根部材１１、１２は、傾斜面同士が向かい合うように配置された状態で、次に詳述する連結機構１３によりフランジ部１１ａ、１２ａを相互に連結することで一体化される。
【００１６】
連結機構１３は、コイルばね１３１〜１３３、ボルト１３４およびナット１３５により形成されている。フランジ部１１ａ、１２ａにそれぞれ形成される貫通孔１１ｃ、１２ｃに挟まれるようにコイルばね１３２が配置されている。また、貫通孔１１ｃの（−Ｙ）方向側にコイルばね１３１が配置されるとともに、貫通孔１２ｃの（＋Ｙ）方向側にコイルばね１３３が配置されている。そして、コイルばね１３１、貫通孔１１ｃ、コイルばね１３２、貫通孔１２ｃおよびコイルばね１３３を貫通してボルト１３４が挿通され、ボルト１３４の先端の雄ネジ部にナット１３５が螺合されている。なお、貫通孔１１ｄ、１２ｄ側についても、上記と同様に、コイルばね１３１〜１３３、ボルト１３４およびナット１３５が設けられている。
【００１７】
コイルばね１３２は羽根部材１１、１２をＹ方向において相互に離間させるように付勢しており、本発明の「第１付勢部材」として機能している。また、ボルト１３４の頭部が羽根部材１１の（−Ｙ）方向の移動を規制し、ナット１３５が羽根部材１１２の（＋Ｙ）方向の移動を規制する。このように、本実施形態では、Ｙ方向が本発明の「径方向」の一例に相当し、ボルト１３４の円筒部が本発明の「ガイド部」として機能し、ボルト１３４の頭部およびナット１３５がそれぞれ本発明の「第１規制部材」および「第２規制部材」として機能している。また、コイルばね１３１は羽根部材１１とボルト１３４の頭部（第１規制部材）との間に配置されて羽根部材１１をボルト１３４の頭部に対して（＋Ｙ）方向に付勢しており、本発明の「第２付勢部材」として機能している。さらに、コイルばね１３３は羽根部材１３とナット１３５（第２規制部材）との間に配置されて羽根部材１２をナット１３５に対して（−Ｙ）方向に付勢しており、本発明の「第３付勢部材」として機能している。
【００１８】
このように連結機構１３を設けたことによって、羽根部材１１、１２はボルト１３４の円筒部にガイドされながらＹ方向に移動可能な状態で相互に連結されており、羽根部材１１、１２の位置関係をナット１３５によって調整可能となっている。また、羽根部材１１、１２の先端部、つまり押圧部１１ｂ、１２ｂを削孔２１に挿入していくと、フランジ部１１ａ、１２ａが削孔２１の周辺表面に係止され、それ以上の挿入が規制されて割岩工具１が削孔２１に対してセット可能となっている。さらに、羽根部材１１、１２の一体化によって両傾斜面によって挟まれる空間ＳＰ１は羽根部材１１、１２の先端側ほど細くなる先細り形状となる。この先細り形状の空間ＳＰ１に、この空間ＳＰ１と同様に先細り形状に構成された楔部材１４が挿入される。
【００１９】
この楔部材１４の先端部は、Ｘ方向に直交する断面において矩形形状を有し、先端に向かうにしたがってＹ方向の厚みが減少する先細り形状を有しており、（−Ｙ）側面および（＋Ｙ）側面は傾斜面となっている。（後の図５中の符号１４ａ参照）。また、楔部材１４の後端部には、２つの把持部材３２（図３）により把持される第１被把持部１４ｂと、引抜工具４の係合部材４４、４５（図４および図５）により把持される第２被把持部１４ｃとが設けられている。このうち第１被把持部１４ｂは円柱形状に仕上げられている。一方、第２被把持部１４ｃは第１被把持部１４ｂよりも先端側に位置しており、直方体形状に仕上げられている。そして、（−Ｙ）方向側面および（＋Ｙ）方向側面に凹部１４ｄが設けられ、各凹部１４ｄに引抜工具４の係合部材４４、４５が挿入されて挟み込まれることで楔部材１４は引抜工具４により保持される。一方、各凹部１４ｄからの係合部材４４、４５の離脱によって引抜工具による楔部材１４の保持が解除される。なお、楔部材１４の各傾斜面１４ａ（図５）には、先端側に向けて２本の溝部１４ｅ（図５）が形成されている。各溝部１４ｅはフランジ部１１ａ、１２ａの上面に形成されるオイル溜り部１１ｅ、１２ｅと連通するように設けられている。このため、オイル溜り部１１ｅ、１２ｅに潤滑オイルを割岩処理前に貯留しておくことで当該潤滑オイルは溝部１４ｅを経由して楔部材１４と羽根部材１１、１２との摺動面に供給される。また、本実施形態では、上記オイル供給をさらに円滑なものとするために、図２（ｂ）に示すように、羽根部材１１、１２の傾斜面にも溝部１４ｅに対向するようにオイル供給用の溝部１１ｆ、１２ｆをそれぞれ設けている。なお、本実施形態では、各傾斜面に２本のオイル供給用の溝部を設けているが、溝部の本数はこれに限定されるものではなく、任意である。また、図２中の符号１３６、１３７は連結機構１３により羽根部材１１、１２を連結してなる連結体を吊持するためのフックであり、フック１３６、１３７はそれぞれフランジ部１１ａ、１２ａの上面から立設され、ワイヤー１３８を装着可能となっている。
【００２０】
上記楔部材１４の圧入を行うためのブレーカ３は、図１に示すように油圧パワーショベル等の建設車両５のアーム５１にブラケット５２を介して取り付けられている。このため、オペレータが建設車両５の操作レバーなどを操作してアーム５１の位置や角度などを制御することでブレーカ３の位置および姿勢に制御可能となっている。
【００２１】
図３は本発明にかかる破砕方法の一実施形態を実行する際に用いられるブレーカの内部構造を模式的に示す図であり、同図（ａ）は楔部材１４の後端部を把持して割岩処理を行う際の構成を示し、同図（ｂ）は楔部材１４の後端部の把持を解除した際の構成を示している。このブレーカ３は、シリンダ部３１と、一対の把持部材３２と、各把持部材３２を駆動するためのシリンダ３３とを備えている。シリンダ部３１内には、ピストン３１１が摺嵌され、公知の油圧打撃機構が構成されている。シリンダ部３１には、切換弁３４によって高圧油路と低圧油路とが交互に切換連通され、ピストン３１１が前後方向に往復動するようになっている。
【００２２】
シリンダ部３１の前方、つまりピストン３１１の前進側（図３の下方側）には、一対の把持部材３２が回動中心３２ａを中心に回動可能に設けられている。また、各把持部材３２は把持駆動用のシリンダ３３を介してシリンダ部３１と接続されている。各シリンダ３３は建設車両５から与えられる油圧を受けて作動して把持部材３２を回動中心３２ａに回動させて両把持部材３２が互いに一体化されて楔部材１４を把持する把持位置（図３（ａ）に示す位置）と、把持位置から離れて楔部材１４の挿脱と干渉しない把持解除位置（図３（ｂ）に示す位置）との間で往復移動させる。
【００２３】
各把持部材３２はともに直方体形状を有するとともに互いに向き合う面３２ｂ（図３（ｂ））においてＸ方向に延びる半円柱状の凹部３２ｃを有している。また、各半円柱状の凹部３２ｃの（＋Ｘ）側端部には湾曲面に沿って溝部（図示省略）が形成されるとともに、当該溝部に対して略円形断面を有するゴム部材３２ｄが一部を対向する把持部材３２に向けて突出させた状態で嵌入されている。また、各把持部材３２の（−Ｘ）側端面にも、湾曲面の曲率半径よりも若干大きな曲率半径で溝部（図示省略）が形成されるとともに、当該溝部に対して略円形断面を有するゴム部材３２ｅが一部をシリンダ部３１に向けて突出させた状態で嵌入されている。
【００２４】
上記したように把持部材３２を把持位置に位置させ、図３（ａ）に示すように、把持部材３２を互いに一体化させることでゴム部材３２ｄが第１被把持部１４ｂの周面と当接し、楔部材１４をＸ方向に摺動可能に把持するとともに、ゴム部材３２ｅがシリンダ部３１に当接する。このようにゴム部材３２ｄを介して把持部材３２により楔部材１４の第１被把持部１４ｂが把持される。そして、この把持状態でピストン３１１が楔部材１４の後端部を打撃して割岩処理を行う。このとき、ピストン３１１が楔部材１４の後端部を打撃する打撃空間ＳＰ３はシリンダ部３１、把持部材３２およびゴム部材３２ｄ、３２ｅに取り囲まれている。したがって、上記打撃時に発生する騒音が周囲に漏れるのを効果的に抑止することができる。一方、シリンダ３３の駆動によって把持部材３２を把持解除位置に位置させると、図３（ｂ）に示すように、両把持部材３２は把持位置から把持解除位置に移動して楔部材１４の打撃空間ＳＰ３からの取出および打撃空間ＳＰ３への挿入を簡単に行うことができる。
【００２５】
図４は本発明にかかる破砕方法の一実施形態を実行する際に用いられる引抜工具の内部構造を模式的に示す図であり、同図（ａ）は楔部材１４の後端部を把持して引抜処理を行う際の構成を示し、同図（ｂ）は楔部材１４の後端部の把持を解除した際の構成を示している。また、図５は引抜工具と楔部材の後端部との位置関係を模式的に示す図である。この引抜工具４は、楔部材１４の第１被把持部１４ｂおよび第２被把持部１４ｃを上方よりすっぽりと覆うようにキャップ部材４１を有している。このキャップ部材４１の（−Ｙ）側面および（＋Ｙ）側面に開口部４２、４３が設けられている。そして、開口部４２、４３に対して係合部材４４、４５がそれぞれＹ方向に進退可能に取り付けられている。係合部材４４の（＋Ｙ）側端部および係合部材４５の（−Ｙ）側端部はそれぞれ開口部４２、４３を介して凹部１４ｄ、１４ｄに進入可能となっており、図４（ｂ）に示すように、係合部材４４、４５の進入によって楔部材１４の第２被把持部１４ｃはＹ方向から挟み込まれて把持される。したがって、この把持状態のままキャップ部材４１の頂部４６に設けられるフック４７にワイヤー４８を装着し、当該ワイヤー４８をクレーン車（図示省略）によって巻き上げることで楔部材１４を上方に吊り上げて羽根部材１１、１２の間から引き抜き可能となっている。
【００２６】
次に、上記にように構成された割岩工具１、ブレーカ３および引抜工具４を用いて処理対象物２を割岩して破砕する方法について図６ないし図８を参照しつつ説明する。図６は割岩工具およびブレーカを用いた処理対象物の割岩処理を模式的に示す図である。また、図７は把持部材による楔部材の把持により楔部材の軸心とピストンの軸心とを一致させる処理を模式的に示す図である。さらに、図８は引抜工具による楔部材の引抜処理を模式的に示す図である。
【００２７】
この実施形態では、図６（ａ）に示すように、処理対象物２に内径ｄの削孔２１を（＋Ｘ）方向に形成する（削孔形成工程）。これに並行して、上記削孔２１に挿入すべき連結体（＝羽根部材１１、１２＋連結機構１３）を準備しておく（準備工程）。この準備工程では、羽根部材１１、１２は、傾斜面同士が向かい合うように羽根部材１１、１２を対向配置するとともに、コイルばね１３１、貫通孔１１ｃ、コイルばね１３２、貫通孔１２ｃおよびコイルばね１３３を貫通してボルト１３４を挿通した後、ボルト１３４の先端の雄ネジ部にナット１３５を螺合する。このとき、図６（ａ）に示すように、コイルばね１３１〜１３３の付勢力に抗いながらナット１３５をボルト１３４の頭部側に送り込んでボルト１３４とナット１３５の離間距離を距離Ｗ１０（＞ｄ）に調整することで、押圧部１１ｂ、１２ｂの幅Ｗが削孔２１の内径ｄよりも狭くなるように調整する。なお、本実施形態では、ほぼ同一のばね特性を有するコイルばね１３１〜１３３を用いており、上記調整完了時点でのコイルばね１３１〜１３３はそれぞれ長さＷ１１〜Ｗ１３（Ｗ１１＝Ｗ１２＝Ｗ１３）を有している。もちろん、コイルばね１３１〜１３３を同一のものを用いることは必須要件ではなく、任意であり、例えばコイルばね１３１、１３３を同一とする一方でコイルばね１３２をそれらコイルばね１３１、１３３と異なるものを用いてもよい。
【００２８】
このように押圧部１１ｂ、１２ｂの幅Ｗが内径ｄ未満に調整された連結体をクレーン車などによって吊り下げ、図６（ａ）に示すように押圧部１１ｂ、１２ｂを削孔２１内に挿入する。そして、フランジ部１１ａ、１２ａおよび連結機構１３が処理対象物２の表面に到達すると、クレーン車による連結体の吊り下げを解除した後、ナット１３５を緩めてボルト１３４とナット１３５の離間距離を距離Ｗ２０（＞Ｗ１０）に調整する。この調整中に、コイルばね１３２の付勢力によって押圧部１１ｂ、１２ｂがそれぞれ（−Ｙ）方向および（＋Ｙ）方向に移動して押圧部１１ｂ、１２ｂの円弧面（押圧面）を削孔２１の内壁に当接させる（図６（ｂ））。このため、押圧部１１ｂ、１２ｂの円弧面がぴったりと削孔２１の内壁に当接させることができる。なお、この時点におけるコイルばね１３１〜１３３の長さＷ２１〜Ｗ２３も全て同じ値であり、上記調整に伴って長さＷ２１〜Ｗ２３は挿入直前の長さＷ１１〜Ｗ１３よりも長くなっている。
【００２９】
こうして羽根部材１１、１２の削孔２１への挿入が完了すると、図６（ｃ）に示すように、押圧部１１ｂ、１２ｂの間に形成される略逆三角柱形状（楔形状）の空間ＳＰ１に楔部材１４の先端部を挿入する。これによって、押圧部１１ｂ、１２ｂの傾斜面が楔部材１４の傾斜面１４ａ（図５参照）上に位置し、押圧部１１ｂ、１２ｂは楔部材１４に対して相対的に摺動可能となっている。なお、このように楔部材１４の先端部を空間ＳＰ１に挿入した時点におけるコイルばね１３１〜１３３の長さＷ３１〜Ｗ３３も全て同じ値であり、しかも長さＷ２１〜Ｗ２３とほぼ同一である。
【００３０】
ここで、傾斜面１４ａ上での押圧部１１ｂ、１２ｂの摺動を円滑なものとするために、空間ＳＰ１への楔部材１４の挿入後あるいは挿入中にオイル溜り部１１ｅ、１２ｅに潤滑オイルを注入して貯留させておくのが望ましい。つまり、オイル溜り部１１ｅ、１２ｅに貯留している潤滑オイルが溝部１１ｆ、１２ｆ、１４ｅを介して先端側に供給されて摺動面全体に潤滑オイルが行き渡り、次の楔部材１４の圧入を円滑に行うことができ、また後で説明するように、押圧部１１ｂ、１２ｂの間、つまり空間ＳＰ１からの抜き取りも容易となる。
【００３１】
現在割岩対象となっている削孔２１への連結体（＝羽根部材１１、１２＋連結機構１３）の挿入および押圧部１１ｂ、１２ｂの間への楔部材１４の先端部の挿入が完了すると、オペレータは図３（ｂ）に示すように把持部材３２が把持解除位置に位置していることを確認した後、ピストン３１１が上記楔部材１４の後端部の直上位置に位置するようにブレーカ３を位置決めする。このとき、図７（ａ）に示すように、ＸＹ平面と直交する平面内で楔部材１４が傾いてセットされ、その結果、楔部材１４の後端部から先端部に延びる軸線Ａ１がピストン３１１の軸線Ａ３に対して傾斜していることがある。この状態のままピストン３１１による打撃を楔部材１４に加えようとしても、打撃力が確実に楔部材１４に伝達されてない、あるいは空打ちとなってしまうこともある。しかしながら、本実施形態では、上記したブレーカ３の位置決め後に、シリンダ３３により各把持部材３２が把持解除位置から把持位置に移動して楔部材１４の第１被把持部１４ｂを把持する（把持モード）。この実施形態では、把持部材３２の傾き方向と把持部材３２の移動方向とはいずれもＸＹ平面に対して垂直な方向（図３および図７の紙面における左右方向）であるため、図３（ｂ）に示すように把持位置への把持部材３２の移動中に楔部材１４の傾きが補正され、最終的に軸線Ａ１と軸線Ａ３とは一致し、図６（ｄ）に示すようにピストン３１１の前進位置に楔部材１４の後端部が位置してピストン３１１により楔部材１４の後端部を確実に打撃することができる。
【００３２】
こうしてピストン３１１による打撃を受けた楔部材１４が削孔形成方向Ｘに圧入される。一方、羽根部材１１、１２は楔部材１４の傾斜面１４ａに対して相対的に摺動しながらそれぞれ（−Ｙ）方向および（＋Ｙ）方向に移動して削孔２１の内壁を押圧する。これによって、処理対象物２が割岩されて削孔２１の周囲が破砕される。また、羽根部材１１、１２のＹ方向移動に伴ってコイルばね１３２の長さＷ４２は圧入前の長さＷ３２よりも長くなるのに対し、他のコイルばね１３１、１３３の長さＷ４１、Ｗ４３は圧入前の長さＷ３１、Ｗ３３よりも短くなる。このような破砕処理を、ブレーカ３をＸ方向に移動させながら継続させて破砕範囲を（＋Ｘ）方向に広げていく。その後で、ピストン３１１の前後移動を停止させるのに続いてシリンダ３３により各把持部材３２を把持位置から把持解除位置に移動させて楔部材１４の把持を解除する（解除モード）。さらに、ブレーカ３を楔部材１４から離す。
【００３３】
次に、図８（ａ）に示すように、クレーン車（図示省略）に吊り下げられた引抜工具４を楔部材１４の後端部に移動させ、楔部材１４の第１被把持部１４ｂおよび第２被把持部１４ｃを上方よりキャップ部材４１ですっぽりと覆う。そして、係合部材４４の（＋Ｙ）側端部および係合部材４５の（−Ｙ）側端部を凹部１４ｄ、１４ｄに進入させて楔部材１４の第２被把持部１４ｃをＹ方向から挟み込んで把持する（図８（ｂ））。これによって、楔部材１４のみが引抜工具４に保持される。その状態のままクレーン車により引抜工具４を引き上げることで、引抜工具４とともに楔部材１４が羽根部材１１、１２の間から引き抜かれる。したがって、破砕処理の終了段階では楔部材１４と羽根部材１１、１２とが比較的強固に密着しているものの、引抜工具４を用いることで上記密着力に打ち勝って楔部材１４を削孔２１から容易に回収することができる。なお、楔部材１４が引き抜かれることで羽根部材１１、１２が削孔２１の内壁に与える押圧力がなくなり、しかも削孔２１の周囲はすでに破砕されているため、連結体（＝羽根部材１１、１２＋連結機構１３）を一体的に処理対象物２から回収することができる。もちろん、ナット１３５をボルト１３４の頭部側に送り込んで押圧部１１ｂ、１２ｂの幅Ｗを内径ｄ未満に調整した後で連結体を回収するようにしてもよく、これによって、より円滑な回収が可能となる。
【００３４】
以上のように、２つの羽根部材１１、１２が連結機構１３によって相互に連結されているため、割岩処理前に２つの羽根部材１１、１２を一括して削孔２２１に挿入することができ、また割岩処理後においても２つの羽根部材１１、１２を一括して回収することができる。その結果、処理対象物２を効率的に割岩することができる。
【００３５】
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、１つの削孔２１に対して上記工程（２）〜（６）を連続的に実行しているが、それらの工程の全部あるいは一部を並行して行ってもよい。例えば図９に示すように、複数の削孔２１を形成するとともに割岩工具１を５セット準備しておき、以下の工程を並行して行ってもよい。
【００３６】
・最前列の左から１番目の削孔２１ａに羽根部材１１、１２（連結機構１３の図示を省略）を挿入する、
・最前列の左から２番目の削孔２１ｂに挿入された羽根部材１１、１２の間に楔部材１４の先端部を挿入する、
・最前列の左から３番目の削孔２１ｃについて、上記楔部材１４の後端部をブレーカ３（図１、図３）のピストンで打撃して楔部材１４の先端部を圧入することで割岩する、
・最前列の左から４番目の削孔２１ｄに挿入された楔部材１４の後端部からブレーカ３を取り外す、
・最前列の左から５番目の削孔２１ｅに挿入された楔部材１４の後端部に引抜工具４をセットし、引抜工具４を用いて楔部材１４を引き抜いた後で羽根部材１１、１２を回収する、
という工程を並行して行うことで、破砕処理の効率をさらに高めることができる。
【００３７】
また、列状に設けられた複数の削孔２１の各々に羽根部材１１、１２を挿入するとともに羽根部材１１、１２の間に楔部材１４の先端部を挿入した後で、列状に並ぶ楔部材１４のうち一方端の楔部材１４から順番に他方端側に向けてブレーカ３を移動させながら当該移動毎に、把持部材３２による楔部材１４の把持、当該楔部材１４の打撃および把持部材３２による把持の解除を行って広範囲にわたる破砕作業を行ってもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、２枚の羽根部材１１、１２を含む割岩工具１を用いて岩盤、岩石、コンクリート構造物などの処理対象物２を割岩して破砕する技術に本発明を適用しているが、羽根部材の枚数は「２」に限定されるものではなく、３以上の場合も同様である。また、羽根部材の構成についても任意であり、複数の羽根部材の間に楔部材の先端部を圧入することにより各羽根部材を削孔の内壁に押し付けて割岩する技術、例えば特許第４９６１５７４号、特許第５０３４００１号などにも適用することができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、付勢部材としてコイルばねを用いているが、その他の付勢手段、例えば弾性ゴムを用いてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、羽根部材１１、１２の間に楔部材１４の先端部を挿入した後で把持部材３２により楔部材１４の後端部を把持しているが、楔部材をブレーカに装着した状態で当該楔部材の先端部を羽根部材の間に挿入し、さらに圧入するように構成してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、ナット１３５によって削孔２１の径方向（Ｙ方向）における羽根部材１１、１２の位置を調整しているが、両端部に雄ネジ部が形成されたシャフト部材をボルト１３４の代わりに設け、各雄ネジ部にナットを螺合させて羽根部材１１、１２の位置を調整するように構成してもよい。
【００４２】
以上説明したように、上記実施形態では、コイルばね１３１〜１３３、ボルト１３４およびナット１３５により削孔２１の径方向（Ｙ方向）における羽根部材１１、１２の位置関係を調整可能となっており、本発明の「位置調整部」として機能している。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの処理対象物に形成される削孔に対して複数の羽根部材を挿入するとともにそれらの羽根部材の間に先細り形状を有する楔部材の先端部を圧入することで羽根部材を削孔の内壁に押圧させて割岩する技術全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…割岩工具
２…処理対象物
１１，１２…羽根部材
１１ｂ，１２ｂ…押圧部
１３…連結機構
１４…楔部材
１４ａ…（楔部材の）傾斜面
２１，２１ａ〜２１ｅ…削孔
３２…把持部材
１３１〜１３３…コイルばね
１３４…ボルト
１３５…ナット
３１１…ピストン
Ａ１…軸線
Ａ３…軸線
Ｘ…削孔形成方向，前後方向
【要約】
【課題】岩石、岩盤やコンクリート構造物などの処理対象物を効率的に割岩することができる割岩工具および当該工具を用いて処理対象物を効率的に破砕する。
【解決手段】先細り形状を有し、処理対象物に形成された削孔に対して先端部を挿脱可能な楔部材と、楔部材の先端部に形成される傾斜面に対して摺動可能に設けられ、削孔への楔部材の挿入に伴い傾斜面上を相対的に摺動しながら削孔の径方向外側に移動して削孔の内壁を押圧する、複数の羽根部材と、楔部材を挟むように配置された、複数の羽根部材を削孔の径方向に移動可能に相互に連結する連結機構とを備えている。
【選択図】図２【図１】
0005838435.tif 000002
【図２】
0005838435.tif 000003
【図３】
0005838435.tif 000004
【図４】
0005838435.tif 000005
【図５】
0005838435.tif 000006
【図６】
0005838435.tif 000007
【図７】
0005838435.tif 000008
【図８】
0005838435.tif 000009
【図９】
0005838435.tif 000010