(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被破砕物に対して削孔が形成される第１方向と平行な軸線方向に延設された軸体構造を有するチゼル本体と、
複数のチップが前記チゼル本体の側面に対して螺旋状で、しかも前記チゼル本体の軸線から前記チップの先端部までの距離が前記チゼル本体の先端に向かって漸次減少するように設けられる螺旋構造部とを備え、
前記チゼル本体が軸線まわりに回転されながら前記チゼル本体の先端部が前記削孔に対して前記第１方向に押し込まれることで前記チップの先端部で前記削孔の内壁を前記第１方向と直交する方向に押圧して前記削孔の周囲を割岩し、
各チップは第１チップ群および第２チップ群のうちのいずれか一方に属し、
前記第１チップ群に属するチップは前記軸線方向と直交する第２方向における前記軸線の一方側に設けられ、前記第２チップ群に属するチップは前記第２方向における前記軸線の他方側に設けられており、
前記螺旋構造部は、前記第１チップ群に属するチップと、前記第２チップ群に属するチップとを交互に配列してなることを特徴とする楔型チゼル。
【請求項２】
被破砕物に対して削孔が形成される第１方向と平行な軸線方向に延設された軸体構造を有するチゼル本体と、
複数のチップが前記チゼル本体の側面に対して螺旋状で、しかも前記チゼル本体の軸線から前記チップの先端部までの距離が前記チゼル本体の先端に向かって漸次減少するように設けられる螺旋構造部とを備え、
前記チゼル本体が軸線まわりに回転されながら前記チゼル本体の先端部が前記削孔に対して前記第１方向に押し込まれることで前記チップの先端部で前記削孔の内壁を前記第１方向と直交する方向に押圧して前記削孔の周囲を割岩し、
各チップは第１チップ群ないし第４チップ群のうちのいずれかに属し、
前記第１チップ群に属するチップは前記軸線方向と直交する第２方向における前記軸線の一方側に設けられ、前記第２チップ群に属するチップは前記第２方向における前記軸線の他方側に設けられており、
前記第３チップ群に属するチップは前記軸線方向と直交し、しかも前記第２方向と異なる第３方向における前記軸線の一方側に設けられ、前記第４チップ群に属するチップは前記第３方向における前記軸線の他方側に設けられており、
前記螺旋構造部は、前記第１チップ群に属するチップと、前記第２チップ群に属するチップと、前記第３チップ群に属するチップと、前記第４チップ群に属するチップとをこの順序で循環的に配列してなることを特徴とする楔型チゼル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の楔型チゼルであって、
前記チゼル本体の側面のうち前記チップが設けられていない領域に前記チゼル本体の後端部から先端部に向かって設けられる溝部をさらに備え、
前記チゼル本体の先端部が前記削孔に対して前記第１方向に押し込まれた際に、前記削孔の内壁と前記溝部とで、前記削孔の前記チゼル本体の先端側空間と前記チゼル本体の後端側空間とが連通される楔型チゼル。
【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を準備する第１工程と、
前記チゼル本体の先端を前記削孔に挿入した状態で前記螺旋構造部を前記第１方向に進めるように前記チゼル本体を回転させながら前記チゼル本体の先端部を前記削孔に対して前記第１方向に押し込んで前記削孔の周囲を割岩する第２工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。
【請求項５】
請求項４に記載の破砕方法であって、
前記第２工程後に、前記第２工程における前記チゼル本体の回転方向と逆の方向に前記チゼル本体を回転させながら前記チゼル本体を前記削孔から引き抜く第３工程をさらに備える破砕方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の破砕方法であって、
前記チゼル本体が前記削孔の内壁に噛み込んだとき、前記第２工程における前記チゼル本体の回転方向と逆の方向に前記チゼル本体を回転させながら前記チゼル本体を前記削孔から引き抜く第４工程をさらに備える破砕方法。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の楔型チゼルと、
前記楔型チゼルの前記チゼル本体を回転させながら前記削孔への前記チゼル本体の挿脱を行う作業機械とを備え、
前記作業機械は、前記螺旋構造部を前記第１方向に進めるように前記チゼル本体を正回転させながら前記削孔に対して前記チゼル本体の先端部を前記第１方向に押し込んで前記削孔の周囲を割岩する
ことを特徴とする破砕装置。
【請求項８】
請求項７に記載の破砕装置であって、
前記作業機械は前記チゼル本体を正逆回転可能となっており、前記チゼル本体を前記削孔から引き抜くときには前記チゼル本体を逆回転させる破砕装置。
【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た削孔の周囲を楔型チゼルで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、バックホウ等の作業機械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４）。これらの特許文献１〜４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
【特許文献４】特許第５３５２８０７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、従来の破砕技術では、削孔に楔型チゼルの先端部を挿入した状態で、ピストンによりチゼルの後端を打撃して楔型チゼルによる破砕作業を行っている。このように楔型チゼルに対して押し込む力のみを加えているため、楔型チゼルの先端部が削孔の内壁に噛み込むことがあった。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】
この発明の第１態様は、楔型チゼルであって、被破砕物に対して削孔が形成される第１方向と平行な軸線方向に延設された軸体構造を有するチゼル本体と、複数のチップがチゼル本体の側面に対して螺旋状で、しかもチゼル本体の軸線からチップの先端部までの距離がチゼル本体の先端に向かって漸次減少するように設けられる螺旋構造部とを備え、チゼル本体が軸線まわりに回転されながらチゼル本体の先端部が削孔に対して第１方向に押し込まれることでチップの先端部で削孔の内壁を第１方向と直交する方向に押圧して削孔の周囲を割岩することを特徴としている。
そして、第１態様の一例では、各チップは第１チップ群および第２チップ群のうちのいずれか一方に属し、第１チップ群に属するチップは軸線方向と直交する第２方向における軸線の一方側に設けられ、第２チップ群に属するチップは第２方向における軸線の他方側に設けられており、螺旋構造部は、第１チップ群に属するチップと、第２チップ群に属するチップとを交互に配列してなる。
また、第１態様の他の例では、各チップは第１チップ群ないし第４チップ群のうちのいずれかに属し、第１チップ群に属するチップは軸線方向と直交する第２方向における軸線の一方側に設けられ、第２チップ群に属するチップは第２方向における軸線の他方側に設けられており、第３チップ群に属するチップは軸線方向と直交し、しかも第２方向と異なる第３方向における軸線の一方側に設けられ、第４チップ群に属するチップは第３方向における軸線の他方側に設けられており、螺旋構造部は、第１チップ群に属するチップと、第２チップ群に属するチップと、第３チップ群に属するチップと、第４チップ群に属するチップとをこの順序で循環的に配列してなる。
【０００９】
また、この発明の第２態様は、破砕方法であって、上記楔型チゼルを準備する第１工程と、チゼル本体の先端を削孔に挿入した状態で螺旋構造部を第１方向に進めるようにチゼル本体を回転させながらチゼル本体の先端部を削孔に対して第１方向に押し込んで削孔の周囲を割岩する第２工程とを備えることを特徴としている。
【００１０】
さらに、この発明の第３態様は、破砕装置であって、上記楔型チゼルと、楔型チゼルのチゼル本体を回転させながら削孔へのチゼル本体の挿脱を行う作業機械とを備え、作業機械は、螺旋構造部を第１方向に進めるようにチゼル本体を正回転させながら削孔に対してチゼル本体の先端部を第１方向に押し込んで削孔の周囲を割岩することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、削孔の形成方向（第１方向）と平行な軸線方向に延びるチゼル本体の側面に対して複数のチップが螺旋状に設けられて螺旋構造部が構成されている。しかも、螺旋構造部では、チゼル本体の軸線からチップの先端部までの距離がチゼル本体の先端に向かって漸次減少するように、複数のチップが螺旋状に設けられており、いわゆるテーパ雄ねじ部と類似した構造となっている。そして、チゼル本体を軸線まわりに回転させながらチゼル本体の先端部を削孔に対して第１方向に押し込むと、チップの先端部が削孔の内壁を第１方向と直交する方向に押圧して削孔の周囲を割岩する。したがって、楔型チゼルのチゼル本体の先端部を削孔の内部に安定して送り込むことができ、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て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。また、噛み込みが発生したとしても、チゼル本体を逆回転させることで噛み込みを容易に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかる楔型チゼルの第１実施形態を装備した破砕装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の破砕装置で用いられる楔型チゼルを示す図である。
【図３】図１に示す破砕装置により被破砕物を破砕する作業を模式的に示す図である。
【図４】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５】図４に示す楔型チゼルを用いた破砕装置により被破砕物を破砕する作業を模式的に示す図である。
【図６】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明にかかる楔型チゼルの第１実施形態を装備した破砕装置の一実施形態を示す図である。この破砕装置は、被破砕物（図１では転石）１に形成される削孔１１の形成方向（＋Ｘ）と平行な軸線方向に延びる軸体構造を有する楔型チゼル２と、当該楔型チゼル２を軸線ＡＸ（図２）まわりに回転させながら被破砕物１の削孔１１に挿脱させる作業機械３とを有している。なお、図１や以下の図面では必要に応じて、被破砕物１と装置各部の配置関係を明確にするために、削孔形成方向Ｘ、それと直交する左右方向Ｙおよび前後方向Ｚに対応した三次元の座標系を採用している。
【００１４】
図２は図１の破砕装置で用いられる楔型チゼルを示す図であり、本発明にかかる楔型チゼルの第１実施形態に相当している。なお、同図中には、楔型チゼル２の一部を拡大した断面図が記載されている。この楔型チゼル２は、先端に向かって先細り形状で、先端部を削孔１１に挿入自在なチゼル本体２１と、チゼル本体２１の後端面から（−Ｘ）方向に突設された角柱形状の後端部２２と、チゼル本体２１のテーパ面２１１に超硬合金からなる複数の耐摩耗チップ２３１を螺旋状に設けてなる螺旋構造部２３とを有している。
【００１５】
チゼル本体２１は、図２に示すように、後端部２２と連結された円柱部位２１２と、円柱部位２１２の先端部から（＋Ｘ）方向に延びる倒立円錐台部位２１３とを有している。この倒立円錐台部位２１３は、先端側、つまり（＋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、倒立円錐台部位２１３の後端位置は削孔１１の内径ｄよりも大きな外径を有する一方、先端位置では削孔１１の内径ｄよりも小さな外径を有する。このように倒立円錐台部位２１３の側面はテーパ面２１１となっており、本発明の「チゼル本体の側面」の一例に相当している。
【００１６】
このテーパ面２１１には、耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａを径方向に膨出させた状態で耐摩耗チップ２３１の基端部２３１ｂが埋設されている。この実施形態では、図２に示すように、丸リベット（丸頭リベット）形状に仕上げた超硬合金製の耐摩耗チップ２３１が用いられている。この耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａは丸頭あるいは半球形状を有しており、当該先端部２３１ａの後端平面から基端部２３１ｂが延設されている。このような形状を有する耐摩耗チップ２３１は、予めテーパ面２１１に螺旋配列で形成された凹部に対して基端部２３１ｂを埋設することでテーパ面２１１から先端部２３１ａを径方向に突設させた状態でチゼル本体２１に強固に固定されている。なお、図２においてテーパ面２１１に付した１点鎖線ＶＬは耐摩耗チップ２３１の配列を示す仮想線であり、同図に示すように、複数の耐摩耗チップ２３１は等間隔で螺旋状に一列で配置されている。なお、当該仮想線ＶＬについては、後で説明する図４および図６においても耐摩耗チップの螺旋配列を明確にするために付されている。このような構成を採用することで、螺旋構造部２３は、いわゆるテーパ雄ねじ部と類似した構造となっている。また、本実施形態では、同一寸法の耐摩耗チップ２３１を用いているため、螺旋構造部２３では、チゼル本体２１の軸線ＡＸから各耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａまでの距離Ｌ（図２参照）がチゼル本体２１の後端側から先端に向かってが漸次減少している。なお、この実施形態では、螺旋構造部２３をチゼル本体２１の後端側から見たときに時計回りに耐摩耗チップ２３１をたどると、耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａは先端側に遠ざかっており、いわゆる「右ねじ」となっている。そこで、チゼル本体２１を上記時計回りに回転させることを「正回転」と称し、反時計回りに回転させることを「逆回転」と称する。
【００１７】
また、テーパ面２１１のうち耐摩耗チップ２３１が設けられていない領域には、図２に示すように、チゼル本体２１の後端部から先端部に向かって溝部２１４が倒立円錐台部位２１３の側面（テーパ面２１１）に設けられている。このため、後で詳述するようにチゼル本体２１の先端部が削孔１１に挿入されると、削孔１１の内壁と溝部２１４とで、削孔１１のチゼル本体２１の先端側空間（図３（ｂ）中の符号ＳＰ１）とチゼル本体２１の後端側空間、つまり大気空間とを連通する連通部が形成され、削孔内部からの空気抜きとして機能する。
【００１８】
また、螺旋構造部２３を軸線ＡＸ回りに正逆回転させるために、チゼル本体２１の後端面に後端部２２が上記のように設けられ、図１に示すように後端部２２を介して作業機械３に装着可能となっている。なお、図２中の符号２２１は作業機械３からのチゼル本体２１の抜けを防止する止め金具を示している。
【００１９】
この作業機械３は、図１に示すように、バックホウ等の建設車両３１と、建設車両３１のアーム３１１に取り付けられるブラケット３２と、ブラケット３２に保持される油圧モータ３３および減速機３４と、減速機３４を介して油圧モータ３３の回転軸（図示省略）に連結された状態で楔型チゼル２の後端部２２を把持するチャック３５とを備えている。油圧モータ３３は不図示の油圧供給源から切換弁を介して圧油の供給を受けることで回転軸を正逆回転可能となっている。この油圧モータ３３の回転軸は減速機３４を介してチャック３５と連結されている。このため、油圧モータ３３の回転方向および回転数を制御することでチャック３５により把持される楔型チゼル２を軸線ＡＸ回りに所望の回転数で正逆回転させることが可能となっている。また、建設車両３１のアーム３１１の動きをオペレータが操作制御することで楔型チゼル２を削孔１１に挿脱可能となっている。なお、図１中の符号３６は、次に説明するようにチゼル本体２１を回転させながら削孔１１に挿脱して破砕作業を行う際に発生する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。
【００２０】
図３は図１に示す破砕装置により被破砕物を破砕する作業を模式的に示す図である。なお、同図（および後で説明する図５）においては、作業機械３の図示を省略している。この実施形態では、被破砕物１の中央部に内径ｄの削孔１１を（＋Ｘ）方向に形成した（削孔形成工程）後、作業機械３を操作して図３（ａ）に示すように楔型チゼル２の軸線方向を削孔形成方向Ｘと一致させながら楔型チゼル２を削孔１１の直上位置に位置させる（準備工程：第１工程）。そして、楔型チゼル２を方向（＋Ｘ）に降下させて楔型チゼル２の先端部を削孔１１に挿入するとともに、不図示の油圧供給源から切換弁を介して油圧モータ３３へ圧油を供給することにより油圧モータ３３の回転軸を回転させ、その回転力を減速機３４およびチャック３５を介して楔型チゼル２に伝達する。これにより、図３（ｂ）に示すように、楔型チゼル２が軸線ＡＸまわりに正回転しながら楔型チゼル２の先端部が削孔１１に押し込まれていく。このとき、螺旋構造部２３に設けられる耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａが削孔１１の内壁を螺旋状に摺動しながら螺旋構造部２３は削孔形成方向（＋Ｘ）にゆっくりと進行していく。また、本実施形態では、複数の耐摩耗チップ２３１を螺旋状に配置しているため、耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａは削孔１１の内壁と接触しながら上記した螺旋構造部２３の進行に伴って削孔１１の内壁を径方向に押圧し、この押圧力によって削孔１１の周囲に引張応力を作用させて削孔１１の周囲を割岩し、多くの亀裂を被破砕物１に導入する（破砕工程：第２工程）。なお、本実施形態では減速機３４により楔型チゼル２の回転数およびトルクを調整しており、螺旋構造部２３の進行速度および耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａが削孔１１の内壁を径方向に押圧する力を容易に適正化することができる。
【００２１】
こうして予定した削孔１１の周囲の破砕が完了すると、油圧供給源から油圧モータ３３へ圧油を切り換えて油圧モータ３３の回転を逆転させるとともに作業機械３の操作によって図３（ｃ）に示すように楔型チゼル２の引き上げを行う。ここでは、螺旋構造部２３では右ねじが設けられているのに対し、油圧モータ３３は逆回転（反時計回りに回転）させているため、螺旋構造部２３に設けられる耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａが破砕工程時とは逆に削孔１１の内壁を螺旋状に摺動しながら螺旋構造部２３は方向（−Ｘ）にゆっくりと進行し、削孔１１から引き抜かれる（引抜工程：第３工程）。
【００２２】
また、仮に予定した削孔１１の周囲の破砕が完了する前に、チゼル本体２１の噛み込みが発生したとしても、その段階で上記した引抜工程と同様に油圧モータ３３の逆回転と作業機械３の操作による引き上げを行うことで噛み込みを解消することができる（第４工程）。
【００２３】
以上のように、本実施形態では、楔型チゼル２のチゼル本体２１に螺旋構造部２３を設け、螺旋構造部２３の軸線ＡＸまわりに楔型チゼル２を回転させながら削孔１１に押し込んで削孔１１の周囲を破砕している。このとき、螺旋構造部２３に設けられる耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａが削孔１１の内壁を螺旋状に摺動しながら螺旋構造部２３が削孔形成方向（＋Ｘ）にゆっくりと進行するため、楔型チゼル２の先端部を削孔１１内に安定して送り込むことができる。その結果、楔型チゼル２が削孔１１に噛み込むのを効果的に抑制することができ、楔型チゼル２による破砕作業の効率を高めることができる。
【００２４】
また、本実施形態では、油圧モータ３３の逆回転と作業機械３の操作による引き上げによって楔型チゼル２を削孔１１から容易に引き抜くことができ、破砕作業の効率を向上に大きく寄与する。また、噛み込みが発生したとしても、チゼル本体２１を逆回転させることで噛み込みを容易に解消することができる。
【００２５】
また、本実施形態では、油圧モータ３３の回転と螺旋構造部２３とを組み合わせて被破砕物１の破砕作業を行っているため、打撃による破砕を行っていた従来技術に比べて騒音を大幅に低下させることができ、環境性能を高めることができる。また、本実施形態では、油圧モータ３３の回転数や減速機３４の減速比を調整することで破砕工程中に楔型チゼル２から削孔１１に与えられる力を制御することができる。例えば、被破砕物１の物性に応じて油圧モータ３３の回転数などを調整することで被破砕物１に適した条件で破砕装置を作動させることができ、優れた破砕効率が得られる。
【００２６】
また、上記実施形態では、破砕工程中油圧モータ３３を常に正回転させているが、正回転と、短時間の逆回転とを交互に行いながら破砕工程を行ってもよく、これによって噛み込み発生をさらに抑制することができる。
【００２７】
ところで、上記実施形態では、テーパ面２１１に複数の耐摩耗チップ２３１を等間隔で螺旋状に設けて螺旋構造部２３を形成しているが、耐摩耗チップ２３１の間隔については、任意であり、例えば図４に示すように、狭ピッチおよび広ピッチの２段階で螺旋状に一列で配列して螺旋構造部２３を形成してもよい（第２実施形態）。
【００２８】
図４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。この楔型チゼル２が第１実施形態と大きく相違するのは、上記したように、螺旋構造部２３における耐摩耗チップ２３１の間隔であり、その他の構成は同一である。この実施形態では、複数の耐摩耗チップは、第１チップ群Ｇａおよび第２チップ群Ｇｂのいずれか一方に属している。すなわち、第１チップ群Ｇａに属する耐摩耗チップ２３２は図４に示すように軸線方向Ｘと直交する方向Ｐ（本発明の「第２方向」に相当）における軸線ＡＸの一方側（同図の右手側であり、（＋Ｐ）方向側）において狭ピッチで設けられている。これに対し、第２チップ群Ｇｂに属する耐摩耗チップ２３３は方向Ｙにおける軸線ＡＸの他方側（同図の左手側であり、（−Ｐ）方向側）において狭ピッチで設けられている。そして、第１チップ群Ｇａに属する耐摩耗チップ２３２の３連続体と、第２チップ群Ｇｂに属する耐摩耗チップ２３３の３連続体とが交互に一列で螺旋状に設けられており、３連続体の相互間隔は広ピッチとなっている。なお、その他の構成は第１実施形態と同一であるため、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
図５は図４に示す楔型チゼルを用いた破砕装置により被破砕物を破砕する作業を模式的に示す図である。同図中の下段図面は上段図面中のＡ方向から見た平面図であり、楔型チゼル２の図示を省略して亀裂の入り方を模式的に示している。また、同図の上段図面中の黒丸および点線は楔型チゼル２の削孔１１への進行状態を理解するために付したものである。
【００３０】
本実施形態では、被破砕物１の中央部に内径ｄの削孔１１を（＋Ｘ）方向に形成した（削孔形成工程）後、作業機械３を操作して楔型チゼル２を削孔１１の直上位置に位置させる（準備工程）。そして、楔型チゼル２を方向（＋Ｘ）に降下させて楔型チゼル２の先端部を削孔１１に挿入するとともに、不図示の油圧供給源から切換弁を介して油圧モータ３３へ圧油を供給することにより油圧モータ３３の回転軸を回転させ、その回転力を減速機３４およびチャック３５を介して楔型チゼル２に伝達する。これにより、楔型チゼル２が軸線ＡＸまわりに正回転しながら楔型チゼル２の先端部が削孔１１に押し込まれていき、上記実施形態と同様に破砕工程が実行される。ただし、図４の楔型チゼル２を用いているため、次に説明するように亀裂の発生態様を制御しながら削孔１１の周囲を確実に破砕することができる。
【００３１】
楔型チゼル２の回転角度が角度θ１のとき、図４の（＋Ｐ）方向と（＋Ｙ）方向とが一致し、図５の（ｂ−１）に示すように、第１チップ群Ｇａの最先端側の耐摩耗チップ２３２および第２チップ群Ｇｂの最先端側の耐摩耗チップ２３３は削孔１１の内壁をそれぞれ（＋Ｙ）方向および（−Ｙ）方向に押圧する。そのため、削孔１１から亀裂ＫがＺ方向に発生する。
【００３２】
この回転角度θ１から時計方向に楔型チゼル２が回転する間に、耐摩耗チップ２３２および耐摩耗チップ２３３がそれぞれ押圧する方向は徐々に移動し、その移動に伴って上記亀裂Ｋとは異なる態様で亀裂Ｋが順次形成されていく。例えば回転角度θ１から時計方向に９０゜だけ楔型チゼル２が軸線ＡＸまわりに回転して回転角度θ２に位置すると、図５の（ｂ−２）に示すように、耐摩耗チップ２３２および耐摩耗チップ２３３は削孔１１の内壁をそれぞれ（＋Ｚ）方向および（−Ｚ）方向に押圧する。そのため、削孔１１から亀裂ＫがＹ方向に発生する。また、ここまでに回転移動する間にも、耐摩耗チップ２３２および耐摩耗チップ２３３が削孔１１の内壁を上記と異なる角度位置で押圧して亀裂Ｋを順次形成していく。なお、図５の（ｂ−２）では、その一部のみを図示している。
【００３３】
また、この回転角度θ２から時計方向に楔型チゼル２が回転する間に、耐摩耗チップ２３２および耐摩耗チップ２３３がそれぞれ押圧する方向は徐々に移動し、その移動に伴って上記亀裂Ｋとは異なる態様で亀裂Ｋがさらに追加形成されていく。例えば回転角度θ２から時計方向に９０゜だけ楔型チゼル２が軸線ＡＸまわりに回転すると、図５の（ｂ−３）に示すように、耐摩耗チップ２３２および耐摩耗チップ２３３は削孔１１の内壁をそれぞれ（−Ｙ）方向および（＋Ｙ）方向に押圧する。そのため、削孔１１から亀裂ＫがＹ方向にさらに発生する。また、ここまで回転移動する間（角度位置θ２〜θ３）にも、耐摩耗チップ２３２および耐摩耗チップ２３３が削孔１１の内壁を上記と異なる角度位置で押圧して亀裂Ｋを順次形成していく。なお、図５の（ｂ−３）では、その一部のみを図示している。
【００３４】
このように軸線ＡＸまわりの楔型チゼル２の回転によって楔型チゼル２が削孔１１の内部に進行しながら削孔１１の周囲に異なる角度方向を連続的に変えながら亀裂Ｋが削孔１１から放射状に順次形成される。このように亀裂Ｋが形成される方向を制御しながら削孔１１の周囲を割岩することができ、被破砕物１を良好に破砕することができる。
【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、第２実施形態では、螺旋構造部２３を構成する複数の耐摩耗チップを２つのチップ群Ｇａ、Ｇｂに区分けしているが、区分け数は「２」に限定されるものではなく、任意であり、例えば区分け数を「４」に設定してもよい（第３実施形態）。
【００３６】
図６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。この楔型チゼル２が第２実施形態と大きく相違するのは、上記したように、螺旋構造部２３を複数の耐摩耗チップで構成するとともに、それらの耐摩耗チップを４つのチップ群Ｇａ〜Ｇｄに区分けしている点である。より詳しくは、図６に示すように、第１チップ群Ｇａに属する耐摩耗チップ２３４は図６に示すように軸線方向Ｘと直交する方向Ｐ（本発明の「第２方向」に相当）における軸線ＡＸの一方側（同図の右手側であり、（＋Ｐ）方向側）において狭ピッチで設けられている。これに対し、第２チップ群Ｇｂに属する耐摩耗チップ２３５は方向Ｙにおける軸線ＡＸの他方側（同図の左手側であり、（−Ｐ）方向側）において狭ピッチで設けられている。また、第３チップ群Ｇｃに属する耐摩耗チップ２３６は軸線方向Ｘと直交する方向Ｑ（本発明の「第３方向」に相当）における軸線ＡＸの一方側（同図の左下側であり、（＋Ｑ）方向側）において狭ピッチで設けられる。これに対し、第４チップ群Ｇｄに属する耐摩耗チップ２３７は方向Ｙにおける軸線ＡＸの他方側（同図の右上側であり、（−Ｑ）方向側）において狭ピッチで設けられている。そして、第１チップ群Ｇａに属する耐摩耗チップ２３４の２連続体と、第２チップ群Ｇｂに属する耐摩耗チップ２３５の２連続体と、第３チップ群Ｇｃに属する耐摩耗チップ２３６の２連続体と、第４チップ群Ｇｄに属する耐摩耗チップ２３７の２連続体とがこの順序で循環的に一列で螺旋状に設けられており、２連続体の相互間隔は広ピッチとなっている。なお、その他の構成は上記実施形態と同一であるため、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
このように構成された楔型チゼル２を用いた破砕装置により被破砕物を破砕する場合も、基本的に第２実施形態と同様に、軸線ＡＸまわりの楔型チゼル２の回転によって楔型チゼル２が削孔１１の内部に進行しながら削孔１１の周囲に異なる角度方向を連続的に変えながら亀裂Ｋが削孔１１から放射状に順次形成される。したがって、被破砕物１を良好に破砕することができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、耐摩耗チップ２３１〜２３７の先端部は丸頭あるいは半球体形状に仕上げられているが、当該先端部の形状はこれに限定されるものではなく、任意であるが、先端部のうち削孔１１の内壁と対向する面が内壁に対応した湾曲形状を有するように構成するのが好適である。
【００３９】
また、上記実施形態では、複数の耐摩耗チップを一列で螺旋状に配置しているが、複数列あるいは帯状で螺旋状に配置してもよい。また、上記実施形態では、螺旋構造部２３をチゼル本体２１の後端側から見たときに時計回りに耐摩耗チップ２３１をたどると、耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａは先端側に遠ざかっており、いわゆる「右ねじ」となっているが、反時計回りに耐摩耗チップ２３１をたどると、耐摩耗チップ２３１の先端部２３１ａが先端側に遠ざかる、いわゆる「左ねじ」となるように構成してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、転石（岩石）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石に限定されるものではなく、岩盤やコンクリート構造物も含まれる。
【００４１】
また、上記実施形態では、楔型チゼル２の後端部２２をチャック３５により把持して楔型チゼル２を保持しているが、後端部２２およびチャック３５に貫通孔を設け、当該貫通孔に連結ピンを挿通して保持力を高めることができる。また、先細り形状の連結ピンを用いるのが好適である。
【００４２】
さらに、上記実施形態では、楔型チゼル２を回転させる駆動源として油圧モータ３３を用いているが、電気や圧空で作動するモータを駆動源として用いてもよい。
【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部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】
【００４４】
１…被破砕物
２…楔型チゼル
３…作業機械
１１…削孔
２１…チゼル本体
２３…螺旋構造部
２１１…テーパ面（チゼル本体の側面）
２３１〜２３７…耐摩耗チップ
２３１ａ…（耐摩耗チップの）先端部
ＡＸ…軸線
ｄ…（削孔の）内径
Ｇａ…第１チップ群
Ｇｂ…第２チップ群
Ｇｃ…第３チップ群
Ｇｄ…第４チップ群
Ｋ…亀裂
Ｌ…（チップの先端部とチゼル本体の軸線との）距離
Ｐ…第２方向
Ｑ…第３方向
Ｘ…削孔形成方向、軸線方向（第１方向）
【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】被破砕物に対して削孔が形成される第１方向と平行な軸線方向に延設された軸体構造を有するチゼル本体と、複数のチップがチゼル本体の側面に対して螺旋状で、しかもチゼル本体の軸線からチップの先端部までの距離がチゼル本体の先端に向かって漸次減少するように設けられる螺旋構造部とを備え、チゼル本体が軸線まわりに回転されながらチゼル本体の先端部が削孔に対して第１方向に押し込まれることでチップの先端部で削孔の内壁を第１方向と直交する方向に押圧して削孔の周囲を割岩する。
【選択図】図２【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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