(57)【要約】【課題】  両側にある第１の表面及び第２の表面を有する堅い構造体をブリーチするための装置において、従来の鉄筋コンクリートブリーチング装置及び方法における欠点のうち１つ又は複数に取り組むこと。【解決手段】  ブリーチング装置は、インパクタ要素及び自給式エネルギー供給源を含む。自給式エネルギー供給源は、インパクタ要素に構造体の第１の表面に衝撃を与えさせる。インパクタ要素は、衝撃により構造体を通して局所的な衝撃波を伝えるよう構成される。自給式エネルギー供給源は、構造体の第２の表面にてスポーリングを誘発するのに十分な速度までインパクタ要素を加速させることができる。構造体における同時の又は連続するブリーチングを容易にするために、多数のブリーチング装置を枠組みにより支えることができる。当該ブリーチング装置は、コンクリートの構造体をブリーチするための方法に使用することができる。【選択図】図３
2009149076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側にある第１の表面及び第２の表面を有する堅い構造体をブリーチするための装置であって：
前記堅い構造体の第１の表面への衝撃により、局所的な衝撃波を前記堅い構造体を通して該堅い構造体の第２の表面まで伝えるよう構成されたインパクタ要素；並びに
前記第１の表面への１又は複数回の衝撃により、前記第２の表面にてスポーリングを誘発するのに十分な速度まで前記インパクタ要素を加速させることができるエネルギー供給源；
を含む装置。
【請求項２】
前記エネルギー供給源が自給式である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって：
前記第１の表面と接触していない当該装置に応じて前記エネルギー供給源の作動を妨げるための連動要素をさらに含む装置。
【請求項４】
前記エネルギー供給源が、少なくとも１つの火薬により作動されるカートリッジを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記エネルギー供給源が複数の火薬により作動されるカートリッジを含み、当該装置が：
前記複数の火薬により作動されるカートリッジにおける連続するカートリッジの利用を容易にするためのボルトアクション式銃尾をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記エネルギー供給源が複数の火薬により作動されるカートリッジを含み、当該装置が：
前記複数の火薬により作動されるカートリッジにおける連続するカートリッジの半自動式装填を容易にするよう構成された銃尾をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記エネルギー供給源が圧縮空気を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記エネルギー供給源が可燃性ガスを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって：
当該装置の半自動式操作を可能にするための戻しばねをさらに含み、前記エネルギー供給源が、軸に沿った第１の方向に前記インパクタ要素を加速させるよう構成され、さらに、前記戻しばねが、前記第１の方向とは反対の前記軸に沿った第２の方向に前記インパクタ要素を加速させるよう構成される、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置であって：
当該装置の重量のうち少なくとも一部を構造的に支えるための少なくとも１つの支持体をさらに含む装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの支持体が、当該装置に前記第１の表面上の固定点のまわりを回転させるよう構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置であって：
支持体から当該装置を吊すための１又は複数の帯紐をさらに含む装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置であって：
前記第１の表面に当該装置を据え付けるよう構成された据付け要素をさらに含む装置。
【請求項１４】
前記据付け要素が減圧要素を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
装置であって：
構造体の第１の表面に衝撃を与えるための、及び、局所的な衝撃波により前記構造体の第２の表面にてスポーリングを生じるための手段；
前記第２の表面にてスポーリングを誘発するのに十分な速度まで前記衝撃を与えるための手段を加速させるための手段；
を含み、前記加速させるための手段が自給式である、装置。
【請求項１６】
当該装置が持ち運びできる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の装置であって：
当該装置の手で支える操作を可能にするための少なくとも１つのハンドルをさらに含む装置。
【請求項１８】
前記衝撃を与えるための手段が、局所的な衝撃波を少なくとも１つの岩又は土の構造体を通して伝えるよう構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
方法であって：
構造体の第１の表面上にインパクタ要素を加速させるためにエネルギー供給源を作動させるステップ；及び
前記構造体の第１の表面の反対側にある前記構造体の第２の表面にてスポーリングを誘発するために、前記構造体を通して局所的な衝撃波を伝えるステップ；
を含む方法。
【請求項２０】
前記エネルギー供給源を作動させるステップが、自給式エネルギー供給源を駆動させるステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記エネルギー供給源を作動させるステップが、ばね上げされた点火要素を駆動させるステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記エネルギー供給源を作動させるステップが、ソレノイドによって動く点火要素を駆動させるステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
両側にある第１の表面及び第２の表面を有する堅い構造体をブリーチする方法であって：
自給式エネルギー供給源を作動させるステップ；
前記自給式エネルギー供給源の作動に応じて、前記第１の表面上にインパクト要素を推進させるステップ；並びに、
前記インパクタ要素の推進に応じて、前記堅い構造体を通して局所的な衝撃波を伝えるステップ；
を含み、該局所的な衝撃波を伝えるステップが、前記第２の表面にてスポーリングを誘発するステップを含む、方法。
【請求項２４】
前記局所的な衝撃波を伝えるステップが、前記堅い構造体に埋め込まれた構造要素の局所的な剪断破壊を生じるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
両側にある第１の表面及び第２の表面を有する堅い構造体をブリーチするシステムであって：
複数のブリーチング装置であり、各ブリーチング装置が、前記第１の表面への衝撃により前記堅い構造体を通して局所的な衝撃波を伝えるよう構成されたインパクタ要素を含むブリーチング装置；
前記複数のブリーチング装置を構造的に支えるための枠組み；並びに
前記第１の表面への衝撃により、前記第２の表面にてスポーリングを誘発するのに十分な速度まで前記インパクタ要素のそれぞれを加速させることができる自給式エネルギー供給源；
を含むシステム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のシステムであって：
前記インパクト要素のそれぞれを同時に加速させるために前記自給式エネルギー供給源を作動させるよう構成された作動要素をさらに含むシステム。
【請求項２７】
請求項２５に記載のシステムであって：
前記インパクタ要素のそれぞれを連続的に加速させるため、各ブリーチング装置のために独立して前記自給式エネルギー供給源を作動させるよう構成された作動要素をさらに含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載されている実施形態は、一般に、コンクリートをブリーチ（breach）するための道具及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市捜索救助隊は、地震又はハリケーン等の災害後、建物内の被災者に到達するために、鉄筋コンクリート壁等の堅い構造体に開口部を作る（「ブリーチング（breaching）」とも呼ばれる）必要がある場合が多い。捜索及び救助の苦闘を楽にするために、ブリーチング装置は、建物の構造を不安定にしない、又は、作業員若しくは被災者に対する傷害の徴候を示さないと同時に、持ち運びでき、操作が簡単で、効果が速いことが好ましい。
【０００３】
コンクリート壁をブリーチするための従来技術には、ガソリン及び油圧動力のダイアモンドチェーンソー、ガソリン及び油圧動力の丸鋸、ダイアモンドワイヤーソー、大きな穴あけ器（bore corers）、油圧／空気／電気衝撃の道具、噴射水流、並びに、油圧式スプリッタが含まれる。これらの技術は全て、一般的に、厚くて重い鉄筋コンクリート壁をブリーチするのに数時間要とし、一部の場合においては装置を持ち運ぶことができない。軍隊は、直ちに壁をブリーチするために爆薬も使用するが、これは、被災者にとって危険であり、構造体を不安定にする恐れがある。レーザーもブリーチング用途に対して提案されてきたが、サイズ、安全性、及び動力による制限が、一般的に、それらを実行不可能にしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、前述の従来の鉄筋コンクリートブリーチング装置及び方法における欠点のうち１つ又は複数に取り組む装置及び方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
両側にある第１の表面及び第２の表面を有する堅い構造体をブリーチするための装置に関し、前記堅い構造体の第１の表面への衝撃により、局所的な衝撃波を前記堅い構造体を通して該堅い構造体の第２の表面まで伝えるよう構成されたインパクタ要素、並びに、前記第１の表面への１又は複数回の衝撃により、前記第２の表面にてスポーリングを誘発するのに十分な速度まで前記インパクタ要素を加速させることができるエネルギー供給源を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を例証し、詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するよう、並びに、当業者が本発明を作製及び使用するのを可能にするようさらに貢献する。
【０００７】
図面において、同じ参照番号は同じ要素を示している。さらに、参照番号の最も左側の数字は、その参照番号が最初に現れた図面を同定する。
【０００８】
本明細書に記述された実施形態は、コンクリート及び石造りのものに特に適用でき、それは、これらの物質の本質的に弱い応力及び剪断特性に基づいている。従って、本明細書に記述された実施形態は、特に、及び例により、鉄筋コンクリートをブリーチするための技術に言及している。しかし、その実施形態が、他の構造体をブリーチするための技術に等しく利用可能であることは当業者には容易に明らかになるだろう。付随の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に開示された実施形態を変更することができる。
【０００９】
記述された実施形態、及び、本明細書における「一実施形態」、「ある実施形態」、「例証的な実施形態」等に言及した事柄は、記述された実施形態が特定の特色、構造、又は特徴を含むことができるが、全ての実施形態が特定の特色、構造、又は特徴を必ずしも含んでいるとは限らない場合があると示している。その上、そのような表現は、必ずしも同じ実施形態に言及しているとは限らない。さらに、特定の特色、構造、又は特徴がある実施形態に関して記述されている場合、明白に記述されていようとなかろうと、他の実施形態に関してそのような特色、構造、又は特徴をもたらすことは当業者の知識の範囲内であると提起される。
【００１０】
図１は、本明細書に開示された実施形態によるブリーチング装置１００の実施例を明示している。ブリーチング装置１００は、自給式エネルギー供給源１０２及びインパクタ要素１０４を含む。自給式であることが好ましいエネルギー供給源１０２は、構造体４００（図４）の第１の表面４０２上にインパクタ要素１０４を推進するためにエネルギーを提供し、それによって、構造体４００の第２の表面４０４で局所的な構造破損（すなわち、スポーリング）を生じる。構造体４００の第１及び第２の表面４０２、４０４は同じではない。例えば、構造体４００の第１及び第２の表面４０２、４０４は、両側にある表面であり得る。鉄筋コンクリート又はセメント壁の場合、建物の支持構造体に使用される等、インパクタ要素１０４は、コンクリート壁の外面に強い衝撃を与えるようされ、スポーリングが衝撃部位の反対側にある内面上に生じる。
【００１１】
エネルギー供給源１０２が、一般的にホース又はワイヤにより接続されている、インパクタ要素１０４を推進するのに必要なエネルギーを供給するための外部のエネルギー供給源に依拠していないため、自給式エネルギー供給源１０２は「自給式」であると言われている。自給式エネルギー供給源１０２の作動により、インパクタ要素１０４は軸１１０に沿って加速される。インパクタ要素１０４は、構造体４００の第１の表面４０２に衝撃を与え、構造体４００を通して局所的な衝撃波を移動させる。衝撃波は、構造体４００の第２の表面４０４にてスポーリングを誘発する。従って、自給式エネルギー供給源１０２は、第２の表面４０４にてスポーリングを誘発するのに十分な速度までインパクタ要素１０４を加速させることができる。
【００１２】
実施形態の範囲は次の点において限定されないけれども、衝撃波は構造体４００に埋め込まれた構造要素の剪断破壊を生じ得る。例えば、鉄筋コンクリートを通り抜けて衝撃波を伝えることにより、コンクリート内の鉄筋の剪断破壊が生じ得る。さらに、与えられた衝撃エネルギーの一部は鉄筋に沿って伝わることができ、鉄筋の表面から周囲のコンクリートを分離させ、衝撃の箇所付近の構造体４００をさらに弱める。
【００１３】
自給式エネルギー供給源１０２は、インパクタ要素１０４を加速させるためにいかなる適した種類のエネルギーも利用することができる。例えば、エネルギー供給源１０２は、小火器又は砲弾に類似した火薬により作動されるカートリッジ、圧縮空気、可燃性ガス等、又は、そのいかなる組合せも利用することができる。
【００１４】
インパクタ要素１０４はまとまった部材であり得ることを当業者は認識するであろうけれども、図１では、インパクタ要素１０４は例証目的のためにピストン１０８及びインパクタヘッド１０６を含んでいる。ピストン１０８は、種々の異なるインパクタヘッドを支持するよう構成することができる。例えば、ヘッドの種類によって、より適する用途及び／又は構造体の種類は異なる。図２は、いくつかのインパクタヘッドの種類の例を示している。図２を参考にすると、インパクタヘッド１０６は、一部の非制限的な例を提供するために、モイルポイント（Moil point）、Ｈｉｌｔｉ（登録商標）セルフシャープニングポイント、フラットブレード、ブラント（blunt）、マッシュルームブラント、又は、ブラントインパクタであり得る。
【００１５】
図３は、本明細書に開示された実施形態による種々の任意の特色を有するブリーチング装置１００’を明示している。図３において、ブリーチング装置１００’は、自給式エネルギー供給源１０２’が作動される場合に、軸１１０に沿ってピストン１０８を導くためにチャンバ３０８を含む。例えば、使用者は、自給式エネルギー供給源１０２’を作動させるために引き金３０２を引くことができる。引き金３０２が引かれた場合、点火要素３２２は、装填した火薬により作動されるカートリッジ３２４内の火薬を点火させる。カートリッジ３２４からの膨張する燃焼ガスは、チャンバ３０８内の圧力を増加させる。ピストン１０８は、銃尾３０４から離れる方向で軸１１０に沿って加速され、それによって戻しばね３１４を圧縮する。軸１１０に沿ったピストン１０８の動きは、ピストン１０８が戻しばね３１４に及ぼす力に応じて、緩衝器３１２を圧縮させることができる。例えば、戻しばね３１４は、緩衝器３１２を圧縮させるのに十分圧縮しない場合がある。戻しばね３１４は、ピストン１０８がその以前の作動位置に戻され、弾倉の連続したカートリッジのうちおそらく次である、別の火薬により作動されるカートリッジ３２４を用いてピストン１０８が再び加速され得ることを確実にしている。道具が、弱められた又は欠陥を生じさせられた構造体４００に利用される、及び、そのような構造体４００で作動される事象において、緩衝器３１２は、ピストンを停止して、装置１００’の構造的保全性を保護するために作用する。
【００１６】
他の種類の点火要素を使用することができると当業者は認識するであろうけれども、ばね上げされることになる点火要素３２２が図３に示されている。例えば、点火要素３２２は、所望であれば、ソレノイドによって動く点火要素であり得る。
【００１７】
他の種類のエネルギーを利用することができるけれども、エネルギー供給源１０２’が、例証目的のために複数の火薬により作動されるカートリッジ３２４を含むよう示されている。一度に１つの火薬により作動されるカートリッジ３２４を装填するためのボルトアクション式銃尾３０４が示されている。例えば、ボルトアクション式銃尾３０４が弾倉からカートリッジ３２４を取り除く毎に残りの弾薬を進める弾倉内に、火薬により作動されるカートリッジ３２４は収容することができる。それだけに限らないが、複数の火薬により作動されるカートリッジ３２４における連続するカートリッジ３２４の半自動式装填を容易にするよう構成された銃尾を含めた他の種類の銃尾を使用することができると当業者は認識するだろう。銃尾取り付け部品３０６が、銃尾３０４をチャンバ３０８に接続している。
【００１８】
図３に示されているように、一実施形態によると１又は複数の使用者による手動のブリーチング装置１００’にハンドル３２０ａ〜３２０ｄを備え付けることができる。例証目的のために格納されることになるハンドル３２０ａ〜ｂが示されている。カートリッジ３２４作動後のブリーチング装置１００’から放たれる騒音を減少するために、マフラアセンブリ３１０を組み込むことができる。カートリッジ３２４作動後にブリーチング装置１００’により課される後座を減少するために、後座緩和要素３１６を備え付けることができる。例えば、後座緩和要素３１６は、ブリーチング装置１００’の使用者に対する力を制限するために、種々のばね、緩衝器、及び／又はエラストマー物質のうちどれも含むことができる。
【００１９】
ブリーチング装置１００’は、建設機械だけでなく拳銃及び／又はライフル銃に利用可能ないかなる安全性特徴等、種々の安全性特徴のうちどれも含むことができる。例えば、引き金３０２は、親指で作動する引き金ロック装置（示されていない）等の安全装置の特徴を有することができる。破片及び／若しくは排気ガスから使用者並びに／又はブリーチング装置１００’を保護するために、破片に対する盾（debris shield）（示されていない）を含むことができる。連動要素３１８は、構造体４００と接触していないブリーチング装置１００’に応じてエネルギー供給源１０２'の作動を妨げる安全性特徴である。例えば、連動要素３１８は、連動要素３１８が表面に接触しているかどうかを決定するために、圧力により駆動させることができる。別の例において、連動要素３１８は、表面４００から反射される信号を放出することができる。この例で連動要素３１８は、連動要素３１８と表面４００との距離を決定するために、信号の放出から反射された信号の検出までにかかる時間を決定するよう構成される。連動要素３１８が表面４００に対して所定の近接度内にない（又は接触していない）場合、引き金３０２を引くことによりエネルギー供給源１０２’を作動することはできない。
【００２０】
図３の自給式エネルギー供給源１０２’は、火薬により作動されるカートリッジ３２４を利用するよう示されているけれども、いかなる適した種類のエネルギーも利用することができると当業者は認識するだろう。例えば、エネルギー供給源１０２’は、所定の圧力まで変えられて、所望の衝撃の力に対応する圧縮空気及び／又はガスを含むことができる。この例では、速効性の弁が圧縮空気及び／又はガスをピストン１０８に対して作用させ、インパクタヘッド１０６を構造体４００の表面に対して駆動させている。火薬により作動される弾薬の代わりに圧縮空気及び／又はガスを使用することは、同じ衝撃力を得るために、ブリーチング装置１００’が軸１１０に沿ってより長いものであることを要求し得る。それは、火薬により作動される弾薬を用いて達成されるのと同じ速度を得るために、より長い距離が必要とされ得るためである。一方、自給式エネルギー供給源１０２'は、捜索救助隊の隊員が現在使用している、ＳＣＵＢＡ若しくはＳＣＢＡ種のボトル、又は、３０００ｐｓｉ若しくは４５００ｐｓｉの空気吸入タンク等、今日到達している高圧の空気吸入ボトルを用いて、圧縮空気及び／又はガスを供給することができる。圧縮空気の施行は、火薬のカートリッジがするように有毒ガス（生成物の燃焼）を生じない。有毒ガスの排除は、限られた空間でのブリーチング操作中、救助隊及び被災者にとってより安全な環境を提供する。
【００２１】
燃焼ガスを膨張するために点火し、それによって、スポーリングを誘発するためにインパクタ要素１０４を必要な速度まで推進することができる可燃性ガス（例えば、ブタン／空気の混合物）を自給式エネルギー供給源１０２’は含むことができる。そのような可燃性ガスの技術は、建設に使用される従来のネイルガンにより利用されるものに類似し得る。
【００２２】
実施形態の範囲は次の点に限定されないけれども、ブリーチング装置１００’は持ち運びできる。ブリーチング装置１００’は、岩及び／又は土を通して衝撃波を伝えるよう構成され得る。例えば、ブリーチング装置１００’を使用して地震学又は地質学の研究を行うことができる。この例において、インパクタヘッド１０６は、そのような研究を容易にするような形状を有することができる。
【００２３】
図４は、本明細書に開示された実施形態によるブリーチング技術によって作用された構造体４００を示している。図４は、インパクタヘッド１０６で構造体４００の第１の表面４０２に衝撃を与えることにより、第１の表面４０２にてクレーターを生じることができ、第２の表面４０４にてスポーリングを生じることを明示している。本明細書に開示された実施形態の範囲は次の点に限定されないけれども、図４では、第２の表面４０４は、第１の表面４０２の反対側にあるよう示されている。
【００２４】
図５は、本明細書に開示された実施形態によるブリーチング技術によって生じたスポーリングの損傷を明示している。図５でブリーチング装置１００’’は、ブラントインパクタヘッド（blunt impactor head）１０６を使用して鉄筋コンクリート壁をブリーチしている。ブラントインパクタヘッド１０６が壁の第１の表面５０２に衝撃を与える場合、第２の表面５０４でのスポーリングは、壁内の鉄筋を曝露させ、コンクリートから分離させる。
【００２５】
図６Ａ〜６Ｆは、本明細書に開示された実施形態によるそれぞれの据付け技術を示している。図６Ａは、１人又は複数人により衝撃を与えられることになる表面４０２に対してブリーチング装置１００’’’を手で支えることができるということを明示している。図６Ａでは、例証目的のためにブリーチング装置１００’’’の全重量を支える２人が示されている。いかなる人数（１、２、３、又はそれ以上）でもブリーチング装置１００’’’を支えることができる。ブリーチング装置１００’’’を支える人が、必ずしもブリーチング装置１００’’’の全重量を支えるのに必要とされるわけではない。例えば、人が重量の一部を支えることができ、同時に、何か他の装置（例えば、据付け要素、支持体、帯紐、締め付け金具等）が残りの重量を支える。
【００２６】
図６Ｂは、帯紐６０２を使用して、支持体６０４からブリーチング装置１００’’’’を吊すことができると明示している。いかなる数の帯紐も使用することができる。本明細書で記述された実施形態の範囲は次の点に限定されないけれども、図６Ｂで帯紐６０２は、例証目的のためにブリーチング装置１００’’’’の全重量を支えるよう示されている。例えば、帯紐６０２は、ブリーチング装置１００’’’’の重量のうち少なくとも一部を別の手段により支えさせることができる可撓性材料から作製することができる。
【００２７】
図６Ｃにおいて支持要素６０６は、衝撃が与えられることになる表面４０２に対してブリーチング装置１００’’’’を支えている。支持要素６０６は、伸縮可能及び／又は折り畳み可能であり得る。支持要素６０６は、ブリーチング装置１００’’’’のエネルギー供給源を作動させることから生じる後座力のうち少なくとも一部を吸収するために衝撃モジュールを含むことができる。いかなる数の支持体も、ブリーチング装置１００’’’’を支えるために使用することができる。
【００２８】
図６Ｄ〜Ｆは、それぞれの据付け要素６０８ａ、ｂ、又はｃを用いて、衝撃を与えられることになる表面４００にブリーチング装置１００’’’’を据え付けることができると明示している。図６Ｄにおいて据付け要素６０８ａは、据付け要素６０８ａを表面に据え付けたままでいさせるために減圧供給源６１０に取り付けられた減圧要素であると示されている。図６Ｅにおいて据付け要素６０８ｂは、衝撃が与えられることになる表面上の固定点のまわりをブリーチング装置１００’’’’に回転させるよう構成されている。例えば、ブリーチング装置１００’’’’のインパクタ要素１０４は、据付け装置６０８ｂにより画定された円の周囲に沿って複数箇所で表面４０２に対して加速することができる。図６Ｆで据付け要素６０８ｃは、衝撃を与えられることになる表面４０２にブリーチング装置１００’’’’を据え付けるためにアンカーボルトを含む。図６Ｄ〜Ｆにおいて据付け要素６０８ａ〜ｃは、支持要素であるともみなされる。それは、据付け要素６０８ａ〜ｃが、衝撃を与えられることになる表面４０２に対してブリーチング装置１００’’’’を支えるためである。
【００２９】
図７は、本明細書に開示された実施形態によるブリーチングシステム７００の例を明示している。ブリーチングシステム７００は、自給式エネルギー供給源１０２’’、複数のブリーチング装置７０２１〜７０２ｎ、及び、枠組み７０４を含む。ブリーチング装置７０２１〜７０２ｎのそれぞれが、図１に示されているインパクタ要素１０４等のインパクタ要素を含む。各インパクタ要素１０４は、構造体の第1の表面４０２への衝撃により、構造体を通して局所的な衝撃波を伝えるよう構成される。枠組み７０４は、前記複数のブリーチング装置７０２１〜７０２ｎを構造的に支えている。自給式エネルギー供給源１０２’’は、第１の表面４０２への衝撃により、構造体の第２の表面４０４にてスポーリングを誘発させるのに十分な速度までインパクタ要素１０４のそれぞれを加速させることができる。例えば、自給式エネルギー供給源１０２’’は、前記複数のブリーチング装置７０２１〜７０２ｎのそれぞれのブリーチング装置に対応して、複数のエネルギー供給源を含むことができる。別の例でブリーチング装置７０２１〜７０２ｎは、それぞれのエネルギー供給源を含む。さらに別の例で自給式エネルギー供給源１０２’’は、前記複数のブリーチング装置７０２１〜７０２ｎ中で循環される１つのエネルギー供給源を含む。
【００３０】
ブリーチングシステム７００は、自給式エネルギー供給源１０２’’を作動させて、ブリーチング装置７０２１〜７０２ｎのそれぞれのインパクタ要素を同時に加速させるよう構成された作動要素を含むことができる。一方、作動要素は、それぞれのインパクタ要素１０４を連続的に加速させるため、ブリーチング装置７０２１〜７０２ｎのそれぞれのために独立して自給式エネルギー供給源１０２’’を作動させるよう構成することができる。例えば、順次にブリーチング装置７０２１〜７０２ｎを作動させることは、同時にブリーチング装置７０２１〜７０２ｎを作動させることと比較して、構造体の不安定化を減らすことができる。
【００３１】
図８及び９は、本明細書に開示された実施形態による方法の流れ図である。しかし、本明細書に記述された実施形態は、流れ図８００、９００により提供された記述に限定されない。正しくは、追加のステップ又は一連のステップが実施形態の範囲及び真意内であることは、本明細書において提供された教えから当業者には明らかになるだろう。
【００３２】
方法はそれらの実施形態に限定されないけれども、流れ図８００、９００は、図１及び３に関して上に記述されているブリーチングシステム１００、１００’並びにその構成要素を引き続き参考にして記述される。
【００３３】
ここで図８を参考にすると、ステップ８０２にて、構造体の第１の表面上にインパクタ要素を加速させるよう自給式エネルギー供給源が作動される。例えば、点火要素３２２は、第１の表面上にインパクト要素を加速させるために、自給式エネルギー供給源１０２を作動させることができる。ステップ８０４では、自給式エネルギー供給源の作動に応じて、局所的な衝撃波が構造体を通して伝えられ、構造体の第１の表面の反対側にある構造体の第２の表面にてスポーリングを誘発する。例えば、インパクタ要素１０４は、局所的な衝撃波を伝えることができる。
【００３４】
図９では、ステップ９０２にて、自給式エネルギー供給源が作動される。例えば、点火要素３２２は自給式エネルギー供給源１０２を作動させることができる。ステップ９０４では、インパクタ要素が、自給式エネルギー供給源の作動に応じて堅い構造体の第１の表面上に推進される。例えば、エネルギー供給源１０２は、堅い構造体の第１の表面上にインパクタ要素１０４を推進することができる。ステップ９０６では、インパクタ要素の推進に応じて局所的な衝撃波が堅い構造体を通して伝えられる。局所的な衝撃波を伝えることには、第１の表面の反対側にある構造体の第２の表面にてスポーリングを誘発することが含まれる。例えば、インパクタ要素１０４は、局所的な衝撃波を伝えることができる。
【００３５】
本明細書に記述された実施形態は、種々の用途を有している。例えば、前記実施形態は、都市捜索救助隊を閉じこめられた被災者まで到達させるための、損害を受けた又は倒壊した構造体における鉄筋コンクリートの迅速なブリーチング；法の執行に携わる職員によるしっかり閉められた扉及び入口の迅速なブリーチング；並びに／又は、コンクリート若しくは他の堅い物質内への支柱若しくは固定装置の迅速な挿入を提供することができる。前記実施形態は、地震学及び地質学の研究のために、コンクリート破壊を容易にする、並びに／又は、岩若しくは土に衝撃波を与えることができる。
【００３６】
本明細書に記述されているように、自給式エネルギー供給源の利用は、従来のブリーチング装置と比較して種々の利点を提供している。例えば、自給式エネルギー供給源により、一般的にホース又はワイヤにより接続される、構造体をブリーチするために必要なエネルギーを供給するための外部のエネルギー供給源の必要性が排除される。それにもかかわらず、本明細書に記述された実施形態はそのような装置と共存することができると当業者は認識するだろう。
【００３７】
火薬により作動されるカートリッジは、相当量の制御されたエネルギーを比較的短期間供給することができる。例えば、市販の火薬により作動される釘打機に使用される２７口径のカートリッジは４６０ジュール（Ｊ）のエネルギーを含有し、０．４５８ウィンチェスターカートリッジは６４００Ｊを含有している。航空機搭載ミサイルエゼクタは、さらに大きなカートリッジを使用する。比較して、典型的な商業的に入手可能な油圧ブレーカは、１秒当たり多数噴射し、１回の噴射当たり最大６５Ｊ送ることができる。しかし、この油圧的に作動される道具は、３００ｌｂの外的な油圧装置、及び、油圧ホースの連結物を必要とする。電源は、装置の特定の使用に合わせることができる。
【００３８】
本明細書に記述された火薬により作動されるカートリッジの実施形態は、比較的小さいサイズ、及び、より大きなエネルギーの火薬により作動されるカートリッジを有する衝撃式道具の速度と能率を組み合わせることができる。これにより、ブリーチング装置を人間により持ち運びできるようにさせ、及び／又は、従来の方法よりも多くのエネルギーを構造体に送らせ、より速いブリーチング時間をもたらすことができる。成形炸薬弾及び他の爆発物と比較すると、例えば、制御された推進薬の燃焼がブリーチング装置内に含まれ、所与の状況に適応するためにエネルギーを追加で加えることができるため、カートリッジベースのブリーチング装置はより安全で使い易い。
【００３９】
ブリーチング装置によって利用される火薬により作動されるカートリッジは、例えば、より大きいカートリッジであり得るけれども、市販のコンクリートネイルガンによって使用されるカートリッジに類似したものであり得る。
【００４０】
方法、システム、及び、その構成要素における例となる実施形態が本明細書に記述されてきた。どこか他で注目されたように、これらの例となる実施形態は、例証目的のためだけに記述され、限定していない。本明細書に記述された実施形態のうち他の実施形態及び修正が、今は予期できないけれども可能であり、本発明により含まれる。本明細書に含まれた教えに基づき、そのような他の実施形態及び修正は、当業者には明らかになるだろう。従って、本発明の幅及び範囲は、上記の例証的な実施形態のうちどれによっても限定されるべきではないが、特許請求の範囲及びその相当物によってのみ規定されるべきである。
政府基金に関する記述
本発明の開発中に行った作業の一部は米国政府の基金を利用した。米国政府は、本発明においてある種の権利を有している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本明細書に開示された実施形態によるブリーチング装置の例を明示している。
【図２】本明細書に開示された実施形態によるインパクタヘッドの例を示している。
【図３】本明細書に開示された実施形態によるブリーチング装置の例を明示している。
【図４】本明細書に開示された実施形態によるブリーチング技術を明示している。
【図５】本明細書に開示された実施形態によるブリーチング技術を明示している。
【図６Ａ】本明細書に開示された実施形態による例証的な据付け技術を示している。
【図６Ｂ】本明細書に開示された実施形態による例証的な据付け技術を示している。
【図６Ｃ】本明細書に開示された実施形態による例証的な据付け技術を示している。
【図６Ｄ】本明細書に開示された実施形態による例証的な据付け技術を示している。
【図６Ｅ】本明細書に開示された実施形態による例証的な据付け技術を示している。
【図６Ｆ】本明細書に開示された実施形態による例証的な据付け技術を示している。
【図７】本明細書に開示された実施形態によるブリーチングシステムを明示している。
【図８】本明細書に開示された実施形態による方法を明示している。
【図９】本明細書に開示された実施形態による方法を明示している。
【符号の説明】
【００４２】
１００、７０２１〜７０２ｎ  ブリーチング装置
１０２  エネルギー供給源
１０４  インパクタ要素
１１０  軸
３０４  ボルトアクション式銃尾
３１４  戻しばね
３１８  連動要素
３２０ａ〜ｄ  ハンドル
３２２  点火要素
３２４  火薬により作動されるカートリッジ
４００  構造体
４０２  第１の表面
４０４  第２の表面
６０２  帯紐
６０４  支持体
６０８ａ〜ｃ  据付け要素
７０４  枠組み
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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