(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
割岩対象物に設けられた削孔に対して挿脱自在で、かつ前記削孔の深さ方向とほぼ直交する直交方向において互いに近接および離間自在な第１および第２押圧部材と、
前記削孔に挿入された前記第１および第２押圧部材を互いに離間移動させて前記削孔の内壁面を押圧する駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、前記削孔内で、前記削孔の深さ方向に延設されたシリンダーの側端部から第１および第２ピストンを前記直交方向に沿って互いに反対方向に進退移動させるジャッキを有し、
前記第１押圧部材は前記第１ピストンの先端部に設けられるとともに、前記第２押圧部材は前記第２ピストンの先端部に設けられ、
前記ジャッキを駆動することによって前記第１および第２ピストンが前記直交方向に沿って互いに反対側に前進して前記第１および第２押圧部材を前記直交方向に互いに離間させることを特徴とする割岩装置。
【請求項２】
前記第１および第２押圧部材はそれぞれ前記第１および第２ピストンの先端部に対して揺動自在となっている請求項１記載の割岩装置。
【請求項３】
割岩対象物に設けられた削孔に対して挿脱自在で、かつ前記削孔の深さ方向とほぼ直交する直交方向において互いに近接および離間自在な第１および第２押圧部材と、
前記削孔に挿入された前記第１および第２押圧部材を互いに離間移動させて前記削孔の内壁面を押圧する駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、第１シリンダーから第１ピストンを前記直交方向に進退移動させる第１ジャッキと、第２シリンダーから第２ピストンを前記直交方向に進退移動させる第２ジャッキとを有し、前記第１および第２ピストンの先端部同士を嵌合させた状態で前記削孔内に配置され、
前記第１押圧部材は前記第１シリンダーの反ピストン側に設けられるとともに、前記第２押圧部材は前記第２シリンダーの反ピストン側に設けられ、
前記第１および第２ジャッキを駆動することによって前記第１および第２ピストンの先端部同士で押し合いながら前記第１および第２ピストンがそれぞれ前記第１および第２シリンダーに対して相対的に前進して前記第１および第２押圧部材を前記直交方向に互いに離間させることを特徴とする割岩装置。
【請求項４】
前記第１および第２ピストンの先端部の各々は、互いに相手方に対して揺動自在となっている請求項３記載の割岩装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、岩盤、岩石やコンクリート塊などの割岩対象物に形成された削孔に挿入されて割岩対象物を割岩する割岩装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の割岩装置は、例えば特許文献１に記載されているように、油圧ジャッキによって楔部材を進退させることで進退方向とほぼ直交する方向に開拡片を広げることが可能となっている。このため、割岩装置の開拡片を岩盤等の割岩対象物に形成した削孔に挿入した状態で、油圧ジャッキにより楔部材が下方に移動すると、楔部材が開拡片を径方向に外側へ移動する。そして、移動した開拡片が岩石の削孔内壁面を押圧し、岩石を割岩する。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１０５２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の割岩装置では、割岩処理を行うために楔部材が削孔内に進行すると、楔部材の外側面が開拡片の内側面と摺接しつつ、開拡片を径方向に外側へ移動させる。したがって、削孔内での楔部材の移動量を十分に確保する必要がある。つまり、楔部材の先端部が開拡片の先端部を越えて削孔底部に向けて移動する構成となっていたため、次のような問題が生じていた。この装置を用いる場合、予め削孔を深く形成する必要があり、作業効率の面で問題があった。また、装置の大型化を招いていた。さらに言うと、削孔が浅い場合には、割岩処理が困難となっており、汎用性の面で問題があった。
【０００５】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、小型で、汎用性と優れた作業効率を有する割岩装置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】
この発明にかかる割岩装置の第１態様は、上記目的を達成するため、割岩対象物に設けられた削孔に対して挿脱自在で、かつ削孔の深さ方向とほぼ直交する直交方向において互いに近接および離間自在な第１および第２押圧部材と、削孔に挿入された第１および第２押圧部材を互いに離間移動させて削孔の内壁面を押圧する駆動機構とを備え、駆動機構は、第１シリンダーから第１ピストンを直交方向に進退移動させる第１ジャッキと、第２シリンダーから第２ピストンを直交方向に進退移動させる第２ジャッキとを有し、第１および第２ピストンの先端部同士を嵌合させた状態で削孔内に配置され、第１押圧部材は第１シリンダーの反ピストン側に設けられるとともに、第２押圧部材は第２シリンダーの反ピストン側に設けられ、第１および第２ジャッキを駆動することによって第１および第２ピストンの先端部同士で押し合いながら第１および第２ピストンがそれぞれ第１および第２シリンダーに対して相対的に前進して第１および第２押圧部材を直交方向に互いに離間させることを特徴としている。
【０００７】
また、この発明にかかる割岩装置の第２態様は、上記目的を達成するため、割岩対象物に設けられた削孔に対して挿脱自在で、かつ削孔の深さ方向とほぼ直交する直交方向において互いに近接および離間自在な第１および第２押圧部材と、削孔に挿入された第１および第２押圧部材を互いに離間移動させて削孔の内壁面を押圧する駆動機構とを備え、駆動機構は、削孔内で、削孔の深さ方向に延設されたシリンダーの側端部から第１および第２ピストンを直交方向に沿って互いに反対方向に進退移動させるジャッキを有し、第１押圧部材は第１ピストンの先端部に設けられるとともに、第２押圧部材は第２ピストンの先端部に設けられ、ジャッキを駆動することによって第１および第２ピストンが直交方向に沿って互いに反対側に前進して第１および第２押圧部材を直交方向に互いに離間させることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明にかかる割岩装置の一実施形態を示す図である。この割岩装置は、岩盤、岩石やコンクリート塊などの割岩対象物に形成された削孔に挿入されて割岩対象物を割岩するものであり、一対の押圧部材１、２と、駆動機構３とを備えている。これらの押圧部材１、２はともに削孔の深さ方向Ｚと平行に伸びる半円柱形状を有している（同図（ａ−１）、（ａ−２）参照）。また、各押圧部材１、２には、矩形平面の中央部において開口しながら凹部空間１１、２１が深さ方向Ｚと略直交する直交方向Ｘに広がるように形成されている。これらの凹部空間１１、２１は互いに対向している。そして、各矩形平面を密着させると、図１（ａ−１）に示すように、一対の押圧部材１、２は全体として円柱形状をとるとともに、その内部では凹部空間１１、２１からなる空間が形成される。こうして一体化された押圧部材１、２は後述するように削孔に対して挿脱自在で、しかも互いに近接および離間自在となっており、駆動機構３により駆動可能となっている。
【００１７】
この駆動機構３は、第１押圧部材１に取り付けられたシリンダー３１と、シリンダー３１の第２押圧部材側端部（図１（ｂ−１）、（ｂ−２）の左側端部）から直交方向Ｘに進退移動するピストン３２とを有する油圧ジャッキ３３である。このように（＋Ｘ）方向に伸びるピストン３２の先端部には、固定部４の（−Ｘ）側先端部に設けられた球状頭部４１が嵌め込まれており、固定部４はピストン３２に対して揺動自在となっている。また、この固定部４の（＋Ｘ）側端部４２は略Ｌ字ブラケット４３により第２押圧部材２に固着されている。したがって、球状頭部４１がピストン３２の先端部で摺動し、その摺動位置を中心として第２押圧部材２がピストン３２の先端部に対して揺動自在となっている。
【００１８】
なお、図１中の符号３４、３５は油圧ジャッキ３３を駆動するための加圧ポートと戻りポートである。つまり、この実施形態では、複動形の油圧ジャッキ３３を用いているが、ジャッキの構成についてはこれに限定されるものでない。例えばスプリング戻りを有する単動形の油圧ジャッキを用いてもよく、この場合には戻りポート３５が不要となる。この点に関しては、後の実施形態についても全く同様である。
【００１９】
次に、上記のように構成された割岩装置の動作について図２および図３を参照しつつ説明する。割岩装置による割岩処理を実行する場合、それに先立って、岩盤などの割岩対象物５に対して一対の押圧部材１、２を一体化させた際の直径寸法（例えば１４８ｍｍ）よりも若干大きな径（例えば１５０ｍｍ）の削孔６を形成する。そして、この削孔６に対して一対の押圧部材１、２を一体化させた状態で挿入する（図２（ａ−１））。このとき、ピストン３２をシリンダー３１側に後退させて一対の押圧部材１、２を一体化させている。
【００２０】
削孔６への装着が完了すると、作業者が油圧コントローラ（図示省略）を操作してピストン３２を（＋Ｘ）方向に駆動する。これによって、図２（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、第２押圧部材２が直交方向（＋Ｘ）に駆動されて押圧部材１，２が互いに離間移動し、各押圧部材１、２が削孔６の内壁面を押圧して割岩対象物５の割岩が行われる。
【００２１】
ところで、削孔６の断面形状を常に円形に仕上げることが困難であり、例えば図３（ａ）に示すように変形することがある。このような場合には、第２押圧部材２が（＋Ｘ）方向に駆動されて削孔６の内壁面に接触すると、その内壁面の形状に応じて第２押圧部材２がピストン３２の先端部に対して揺動して第２押圧部材２の外側面が内壁面に密着する（同図（ｂ））。また、第１押圧部材側も同様である。これらは、球状頭部４１がピストン３２の先端部で摺動し、その摺動位置を中心として第２押圧部材２がピストン３２の先端部に対して揺動自在となっているからである。このように押圧部材１、２が削孔６の内壁面と密着した状態で内壁面を押圧するため、油圧ジャッキ３３により与えられる押圧力を効率的に割岩対象物５に加えて割岩処理を行っている。
【００２２】
割岩処理が完了すると、上記と逆の手順で削孔６から一対の押圧部材１、２を取り除く。
【００２３】
以上のように、この実施形態によれば、油圧ジャッキ３３のピストン３２が直交方向Ｘに移動して割岩が行われるため、割岩処理を行うために割岩装置の一部を削孔６の深さ方向Ｚに突出するという構成が不要となっている。その結果、(1)装置の小型化を図ることができる、(2)深い削孔６はもとより、比較的浅い削孔６に対しても割岩処理を行うことができ、汎用性に優れている、(3)必要以上に削孔を深く設けることなく、割岩処理を効率的に行うことができる、という種々の作用効果が得られる。
【００２４】
また、第２押圧部材２がピストン３２の先端部に対して揺動自在に構成しているため、常に押圧部材１、２を削孔６の内壁面に密着させた状態で内壁面を押圧することができる。その結果、油圧ジャッキ３３により与えられる押圧力を効率的に割岩対象物５に加えて割岩処理を良好に行うことができる。
【００２５】
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できる。例えば、上記実施形態では、固定部４の球状頭部４１がピストン３２の先端部に嵌め込んでいるが、ピストン３２の先端部を球状に仕上げ、固定部４の（−Ｘ）側端部に嵌め込むように構成してもよい。
【００２６】
また、上記実施形態では、固定部４の球状頭部４１がピストン３２の先端部に嵌め込んで一対の押圧部材１、２を常に連結状態に保っているが、連結状態を維持することは本発明の必須事項ではなく、例えば図４に示すように一対の押圧部材１、２を非連結状態に設けてもよい。
【００２７】
図４は本発明にかかる割岩装置の他の実施形態を示す図である。この実施形態では、ピストン３２の先端部３２１を球状に仕上げる一方、第２押圧部材２では凹部空間２１の中央底部に半球状の凹部２２が形成されている。そして、一対の押圧部材１、２を一体化させた際に球状先端部３２１が半球状凹部２２に嵌合され、その嵌合位置を中心として第２押圧部材２がピストン先端部３２１に対して揺動自在となっている。
【００２８】
このように構成された割岩装置を用いて割岩処理を行う場合、削孔６に割岩装置をセットする前に、球状先端部３２１が半球状凹部２２に嵌合させながら互いに分離している一対の押圧部材１、２を一体化させる。そして、一体化したまま押圧部材１、２を削孔６に挿入した後、先の実施形態と同様にして割岩処理を実行する。この実施形態においても、半球状凹部と球状凸部との形成位置を逆転させてもよい。すなわち、第２押圧部材２に球状頭部４１を有する固定部４を固着する一方、球状頭部４１に嵌合可能な球状凹部を、第１押圧部材１において設けてもよい。
【００２９】
ところで、上記実施形態では、１本のジャッキ３３を用いて割岩処理を行っているが、複数のジャッキにより駆動機構３を構成してもよい。これにより、削孔６の内壁面に与える押圧力が高まり、割岩性能を高めることができる。例えば、図５に示す装置では、第１押圧部材１側に第１ジャッキ３３Ａが設けられており、加圧ポート３４Ａおよび戻りポート３５Ａを介して油圧制御することで第２ジャッキ３３Ａを駆動可能となっている。また、第２押圧部材２側にもジャッキ３３Ｂが設けられており、加圧ポート３４Ｂおよび戻りポート３５Ｂを介して油圧制御することでジャッキ３３Ｂを駆動可能となっている。さらに、ジャッキ３３Ａのピストン３２Ａの先端部はラウンド形状の凸部３２１Ａに仕上げられる一方、ジャッキ３３Ｂのピストン３２Ｂの先端部３２１Ｂは凸部３２１Ａに嵌合可能な凹部形状に仕上げられおり、両者が嵌合しながら摺動して押圧部材１、２が互いに嵌合部分を中心に揺動自在となっている。
【００３０】
このように構成された割岩装置を用いて割岩処理を行う場合、削孔６に割岩装置をセットする前に、ピストン先端部３２１Ａ、３２１Ｂを嵌合させながら互いに分離していている一対の押圧部材１、２を一体化させる。そして、一体化したまま押圧部材１、２を削孔６に挿入した後、ジャッキ３３Ａ、３３Ｂをともに駆動してピストン３２Ａ、３２Ｂを前進させる。これによって、両ジャッキ３３Ａ、３３Ｂの駆動力を合計した押圧力で押圧部材１、２が削孔６の内壁面を押圧することとなる。その結果、図１等の割岩装置に比べて割岩性能を高めることができる。
【００３１】
さらに、図４や図５に示す割岩装置では、押圧部材１、２は非連結状態となっているため、削孔６に挿入する前に一体化させる必要がある。この際の作業性を高めるために、押圧部材１、２の少なくとも一方に永久磁石を設けたり（図４、図５）、ピストン３２の先端部３２１と凹部２２の少なくとも一方に永久磁石を設けたり（図４）、ピストン３２Ａ、３２Ｂの先端部３２１Ａ、３２１Ｂの少なくとも一方に永久磁石を設け（図５）、磁力により一体化をアシストするように構成してもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、一対の押圧部材１、２を１組のみ削孔６に挿入して割岩処理を行っているが、例えば図６に示すように連結部材７Ａにより複数（ここでは３個）の押圧部材１を、また連結部材７Ｂにより複数（ここでは３個）の押圧部材２を連結して複数組の押圧部材対を削孔６に挿入して割岩処理を行ってもよい。このように削孔６の深さに応じて押圧部材対の個数を設定することができ、優れた汎用性が得られる。
【００３３】
図７は本発明にかかる割岩装置のさらに他の実施形態を示す図である。また、図８は図７に示す割岩装置のＡ−Ａ線断面図である。さらに図９は図７の割岩装置の動作を示す図である。この実施形態では、駆動機構３はシリンダー３１から複数のピストンを直交方向に進退移動可能な油圧ジャッキ３３で構成されている。すなわち、油圧ジャッキ３３では、シリンダー３１の（＋Ｘ）側端部から第１ピストン３２Ａが３本直交方向Ｘに進退自在に設けられる一方、シリンダー３１の（−Ｘ）側端部から第２ピストン３２Ｂが３本直交方向Ｘに進退自在に設けられている。また、これらのピストン３２Ａ、３２Ｂの先端部には第１および第２押圧部材１、２がそれぞれボルト８によって取り付けられている。そして、加圧ポート３４を介して油圧をシリンダー３１に送り込むことで図９（ｂ）に示すようにピストン３２Ａ，３２Ｂがシリンダー３１から直交方向Ｘに前進移動する。これによって第１および第２押圧部材（ヘッド）１、２が互いに離間移動して削孔６の内壁面を押圧可能となっている。また、この実施形態では、ピストン３２Ａ，３２Ｂを元に戻すべく、戻りバネ３５がピストン３２Ａ，３２Ｂの凹部に挟まれた領域に配置されるとともに、戻りバネ３５の両端部がそれぞれピストン３２Ａ，３２Ｂの凹部内底部に固定されている。このように本実施形態では、戻りバネ機構（スプリング戻り）を採用した単動形の油圧ジャッキ３３を用いているが、第１実施形態と同様に、戻りポートを設けた複動形の油圧ジャッキ３３を用いてもよい。なお、第１ピストン３２Ａおよび第２ピストン３２Ｂの本数はそれぞれ「３本」に限定されるものではなく、任意である。また、この実施形態では、ピストン３２Ａ，３２Ｂをそれぞれ３本ずつ設けていることに対応して３個の戻りバネ３５を用いているが、戻りバネ３５の個数や配置などについても任意である。
【００３４】
このように構成された割岩装置による割岩処理を実行する場合、それに先立って、岩盤などの割岩対象物５に対してピストン３２Ａ、３２Ｂを後退させた状態での直径寸法Ｄ（図８）よりも若干大きな径の削孔６を形成する。そして、この削孔６に対して両ピストン３２Ａ、３２Ｂを後退させた状態で挿入する（図９（ａ））。
【００３５】
削孔６への装着が完了すると、作業者が油圧コントローラ（図示省略）を操作して第１ピストン３２Ａを（＋Ｘ）方向に駆動するとともに、第２ピストン３２Ｂを（−Ｘ）方向に駆動する。これによって、図９（ｂ）に示すように、第１押圧部材１が直交方向（＋Ｘ）に駆動されるとともに第２押圧部材２が直交方向（−Ｘ）に駆動されて押圧部材１，２が互いに離間移動して削孔６の内壁面を押圧する。これによって、割岩対象物５の割岩が行われる。なお、割岩処理が完了すると、上記と逆の手順で削孔６から一対の押圧部材１、２を取り除く。
【００３６】
以上のように、この実施形態においても、油圧ジャッキ３３のピストン３２Ａ、３２Ｂがシリンダー３１から直交方向Ｘに移動して割岩が行われるため、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。つまり、割岩処理を行うために割岩装置の一部を削孔６の深さ方向Ｚに突出するという構成が不要となっており、(1)装置の小型化を図ることができる、(2)深い削孔６はもとより、比較的浅い削孔６に対しても割岩処理を行うことができ、汎用性に優れている、(3)必要以上に削孔を深く設けることなく、割岩処理を効率的に行うことができる、という種々の作用効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
岩盤、岩石やコンクリート塊などの割岩対象物に形成された削孔に複数の押圧部材を挿入し、それらの押圧部材を削孔の深さ方向に対して略直交する方向に互いに離間して割岩対象物を割岩する割岩装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明にかかる割岩装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の割岩装置の動作を示す図である。
【図３】図１の割岩装置の動作を示す図である。
【図４】本発明にかかる割岩装置の他の実施形態を示す図である。
【図５】本発明にかかる割岩装置の別の実施形態を示す図である。
【図６】本発明にかかる割岩装置のさらに別の実施形態を示す図である。
【図７】本発明にかかる割岩装置のさらに他の実施形態を示す図である。
【図８】図７に示す割岩装置の断面図である。
【図９】図７の割岩装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１、２…押圧部材
３…駆動機構
５…割岩対象物
６…削孔
３１…シリンダー
３２、３２Ａ、３２Ｂ…ピストン
３３、３３Ａ、３３Ｂ…油圧ジャッキ
３２１、３２１Ａ、３２１Ｂ…ピストン先端部
Ｘ…直交方向
Ｚ…深さ方向
【図１】
0004273243.tif 000002
【図２】
0004273243.tif 000003
【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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