JP2009007832A - 破砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率の良い破砕作業を行うことができる破砕装置を提供する。
【解決手段】パワーウエッジ１１が、軸形状をなすパワーウエッジ本体１２の先端部の対向位置に、先端部に行くに従って厚さが薄くなるようにパワーウエッジ本体１２の軸方向に対して傾斜されたパワーウエッジ側傾斜面１３，１４を備え、カウンターウエッジ１５，１６が、対向する内側の面に、パワーウエッジ側傾斜面１３，１４に摺接するカウンターウエッジ側傾斜面２１，２２を備え、カウンターウエッジ１５，１６を、穿孔した穴３に挿入し、カウンターウエッジ１５，１６の間にパワーウエッジ１１を挿入してから、パワーウエッジ１１を打撃することで、カウンターウエッジ側傾斜面２１，２２にパワーウエッジ側傾斜面１３，１４を摺接させながら、カウンターウエッジ１５，１６を径方向に強制変位させて破砕する破砕装置１０。
【選択図】図３

Description

本発明は、土木工事や石材採石現場、或いはビルディング等の解体現場において、岩石やコンクリートを破砕する際に用いる破砕装置に関する。

土木工事を行う場合、巨大な岩石が現れると、これを処理可能な大きさに破砕することがある。また、ビルディングの解体現場においても、コンクリートブロックを細かく破砕することがある。

このような場合に用いられる従来の破砕装置の一例として、図６〜図１０に示すように、コンプレッサー３４から供給されるエアーによって駆動される削岩機３１によって、岩石３２に縦長の穴３３が穿孔され、この穴３３に２枚のカウンターウエッジ３６が差し込まれるとともに、シリンダー３８からパワーウエッジ３５が押し出され、２枚のカウンターウエッジ３６内にパワーウエッジ３５が押し込まれる破砕装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような破砕装置では、パワーウエッジ３５とカウンターウエッジ３６とからなるウエッジセット３７が穴３３に挿入されたことになり、この状態で、油圧ポンプ４１によりシリンダー３８が駆動され、コンプレッサー３４から所定圧力の圧搾空気が供給されるエアモータ４２によって油圧ポンプ４１が駆動されることで、パワーウエッジ３５に、矢印ａで示す３６０度の力が作用して２枚のカウンターウエッジ３６が横方向に広げ(拡幅)られ、楔作用によって穴３３にクラック３９が生じて岩石３２を破砕するようにしている。

また、上記従来の破砕装置を改良したものとして、図１１及び図１２に示すように、上方の端部の端面５１を楕円形状または円形状に形成し、他方の端部の端面５２を円形状に形成するとともに、一方の端部から他方の端部に至る面５３をテーパ面に形成したパワーウエッジ５０と、パワーウエッジ５０を収容する円錐状の内部空間５６を形成し、内部空間５６の内側面５７をテーパ面に対応した斜面に形成し、且つ外側面５８を円柱状に形成したカウンターウエッジ５５と、を備えたウエッジセットを用いたものが知られている。

特開２００５−２４８４６４号公報

ところが、上記特許文献１に開示された破砕装置においては、カウンターウエッジとパワーウエッジとの接触面が、点接触或いは線接触であるために、パワーウエッジの押込力がカウンターウエッジに効率よく伝わらず、それによって、効率良く破砕作業を行うことが難しいという課題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率良く破砕作業を行うことができる破砕装置を提供することにある。

１）本発明に係る破砕装置は、一対の分割されたカウンターウエッジとパワーウエッジとからなるウエッジセットを、岩石、コンクリート等に穿孔した穴に挿入し、該パワーウエッジを打撃して該岩石、コンクリート等を破砕する破砕装置であって、
前記パワーウエッジが、軸形状をなすパワーウエッジ本体の先端部の対向位置に、先端部に行くに従って厚さが薄くなるように、該パワーウエッジ本体の軸方向に対して傾斜されたパワーウエッジ側傾斜面を備え、前記カウンターウエッジが、対向する内側の面に、前記パワーウエッジ側傾斜面に摺接するカウンターウエッジ側傾斜面を備え、前記カウンターウエッジを、穿孔した前記穴に挿入し、該カウンターウエッジの間に前記パワーウエッジを挿入してから、前記パワーウエッジを打撃することで、前記カウンターウエッジの前記カウンターウエッジ側傾斜面に該パワーウエッジの前記パワーウエッジ側傾斜面を摺接させながら、該カウンターウエッジを径方向に強制変位させて前記岩石、コンクリート等を破砕することを特徴とする。

上記１）に記載の発明によれば、カウンターウエッジを、穿孔した穴に挿入し、カウンターウエッジの間にパワーウエッジを挿入してから、パワーウエッジを打撃することで、カウンターウエッジのカウンターウエッジ側傾斜面にパワーウエッジのパワーウエッジ側傾斜面が摺接されながらパワーウエッジがカウンターウエッジに対して進行される。これにより、パワーウエッジに与えられた打撃力が、このパワーウエッジに面接触しているカウンターウエッジに直接的に伝わることで、カウンターウエッジが径方向に効率よく強制変位されることとなり、効率良く破砕作業を行うことができる。

本発明の破砕装置によれば、パワーウエッジとカウンターウエッジとが点接触或いは線接触であるために効率良く破砕作業を行うことが難しい、という問題を解決でき、これにより、効率良く破砕作業を行うことができるという効果が得られる。

以下、本発明に係る好適な実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図４は本発明に係る破砕装置の一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態に係る破砕装置に用いられるパワーウエッジの外観斜視図、図２は本発明の一実施形態に係る破砕装置に用いられるカウンターウエッジの外観斜視図、図３は本発明の一実施形態に係る破砕装置による破砕動作を説明する第１段階の縦断面図、図４は本発明の一実施形態に係る破砕装置による破砕動作を説明する第２段階の縦断面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態である破砕装置１０に用いられるパワーウエッジ１１は、角軸形状をなす、例えば断面長方形状を有するパワーウエッジ本体１２の先端部の対向位置にパワーウエッジ側傾斜面１３，１４がそれぞれ形成されている。

パワーウエッジ側傾斜面１３，１４は、それぞれが平滑な面であって、パワーウエッジ本体１２の中央部から先端部に行くに従って径方向の厚さが薄くなるように傾斜して形成されている。パワーウエッジ傾斜面１３，１４は、先端部が、例えば６５ｍｍ程度の厚さ寸法となる。

図２に示すように、本発明の一実施形態である破砕装置１０に用いられるカウンターウエッジ１５，１６は、一対に分割されてなり、円柱を外周寄りの位置で軸方向に切断した、略かまぼこ形状に形成されたカウンターウエッジ本体１７，１８の上端部に鍔形状のフランジ部１９，２０がそれぞれ形成されている。両カウンターウエッジ１５，１６は、カンターウエッジ本体１７，１８が１５０ｍｍ程度の円を形成する。

そして、カウンターウエッジ１５，１６は、カウンターウエッジ本体１７，１８の対向する内側の面に、パワーウエッジ側傾斜面１３，１４に逆勾配のカウンターウエッジ側傾斜面２１，２２がそれぞれ形成されている。

カウンターウエッジ側傾斜面２１，２２は、それぞれが平滑な面であって、カウンターウエッジ本体１７，１８の先端部に行くに従って径方向の厚さが厚くなるように傾斜して形成されている。

次に、図３及び図４を参照して、パワーウエッジ１１とカウンターウエッジ１５，１６とを用いた破砕工程について説明する。

先ず、図３に示すように、穿孔工程が行われる。穿孔工程では、適用する岩石（コンクリートを含む）２に縦長の穴３が予め穿孔される。穴３は、従来の破砕作業と同様にしてクローラドリル等の削岩機によって穿孔される。

続いて、組込み工程が行われる。組込み工程では、穴３にカンターウエッジ１５，１６がそれぞれ差し込まれる。このとき、カウンターウエッジ１５，１６は、穴３の上縁部にフランジ部１９，２０がそれぞれ係止されるために、穴３内に落ち込むことはない。

穴３にカウンターウエッジ１５，１６がそれぞれ仕込まれたところで、両カウンターウエッジ１５，１６の間にパワーウエッジ１１がセットされる。このとき、両カウンターウエッジ１５，１６のカウンターウエッジ側傾斜面２１，２２にパワーウエッジ１１のパワーウエッジ側傾斜面１３，１４が当接する。パワーウエッジ１１のパワーウエッジ傾斜面１３，１４は、パワーウエッジ本体１２の軸中心線（軸方向）Ａに対して所定の角度θだけ傾斜している。

次に、図４に示すように、一次破砕工程が行われる。一次破砕工程では、防音リーダや防音ハンマーを有する振動装置や打撃装置等を装備した、例えばストライカホイールクレーン等でもって、両カンターウエッジ１５，１６間のパワーウエッジ１１が図中の垂直方向に打撃される。

パワーウエッジ１１は、打撃されることで、パワーウエッジ側傾斜面１３，１４がカウンターウエッジ側傾斜面２１，２２に摺接しながら、穴３の底部に向けて、図４に示す矢印Ｂ方向に進行されるために、パワーウエッジ側傾斜面１３，１４とカウンターウエッジ側傾斜面２１，２２との間に、パワーウエッジ１１の打撃方向に直交する方向の分力が生じる。そして、この分力によって両カウンターウエッジ１５，１６が径方向にそれぞれ強制変位されるために、穴３の下部にクラック４が生じ、岩石２が破砕される。このとき、パワーウエッジ１１のパワーウエッジ側傾斜面１３，１４と両カンターウエッジ１５，１６のカウンターウエッジ側傾斜面２１，２２との間には、両カンターウエッジ１５，１６のフランジ部１９，２０上に供給された潤滑剤が浸透される。

以後、複数種のパワーウエッジ１１とカウンターウエッジ１５，１６とのウエッジセットを用いて繰り返し打撃することで、岩石２のクラック４を大きくしていく。なお、ベンチカット施工の場合には、一次破砕工程に続いて、ブルドーザー等を用いた二次破砕工程と、ブレーカ等を用いた小割り工程と、が順次行われる。

上述したように、本実施形態の破砕装置１０によれば、カウンターウエッジ１５，１６を、穿孔した穴３に挿入し、カウンターウエッジ１５，１６の間にパワーウエッジ１１を挿入してから、パワーウエッジ１１を打撃することで、カウンターウエッジ１５，１６のカウンターウエッジ側傾斜面２１，２２にパワーウエッジ１１のパワーウエッジ側傾斜面１３，１４が摺接されながらパワーウエッジ１１がカウンターウエッジ１５，１６に対して進行される。これにより、パワーウエッジ１１に与えられた打撃力が、このパワーウエッジ１１に面接触しているカウンターウエッジ１５，１６に直接的に伝わることで、カウンターウエッジ１５，１６が径方向に効率よく強制変位されることとなり、効率良く破砕作業を行うことができる。

なお、本発明の別形態のパワーウエッジとして、図５に示すような丸軸形状のパワーウエッジ２５も使用可能である。例えば１１０ｍｍ程度の直径を有するパワーウエッジ本体２６の先端部の対向位置にパワーウエッジ側傾斜面２７，２８がそれぞれ形成されている。このパワーウエッジ側傾斜面２７，２８は、パワーウエッジ本体２６の先端部に行くに従って径方向の厚さが薄くなるような平滑面であり、先端部が、例えば６５ｍｍ程度の厚さ寸法となる。また、カウンターウエッジは、上述した角軸形状のパワーウエッジ１１と同じカンターウエッジ１５，１６を使用するので破砕工程についての説明は省略する。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、パワーウエッジ及びカウンターウエッジの外径や長さ及び各傾斜面の傾斜角度は、図示したものに限定されることはない。

本発明の一実施形態に係る破砕装置に用いられるパワーウエッジの外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る破砕装置に用いられるカウンターウエッジの外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る破砕装置による破砕動作を説明する第１段階の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る破砕装置による破砕動作を説明する第２段階の縦断面図である。 本発明の別実施形態のパワーウエッジを示す外観斜視図である。 特許文献１に記載されている破砕装置の全体構成を示す説明図である。 岩石への穿孔を示す断面図である。 カウンターウエッジの構成を示す断面図である。 パワーウエッジの押し込み作用を示す断面図である。 パワーウエッジの押し込み作用を示す平面図である。 特許文献１に記載されている破砕装置に用いられるパワーウエッジの概略図である。 図１１の破砕装置に用いられるカウンターウエッジの概略図である。

符号の説明

２ 岩石
３ 穴
１０ 破砕装置
１１，２５ パワーウエッジ
１２，２６ パワーウエッジ本体
１３，１４，２７，２８ パワーウエッジ側傾斜面
１５，１６ カウンターウエッジ
２１，２２ カウンターウエッジ側傾斜面

Claims (1)

1. 一対の分割されたカウンターウエッジとパワーウエッジとからなるウエッジセットを、岩石、コンクリート等に穿孔した穴に挿入し、該パワーウエッジを打撃して該岩石、コンクリート等を破砕する破砕装置であって、
   前記パワーウエッジが、軸形状をなすパワーウエッジ本体の先端部の対向位置に、先端部に行くに従って厚さが薄くなるように、該パワーウエッジ本体の軸方向に対して傾斜されたパワーウエッジ側傾斜面を備え、
   前記カウンターウエッジが、対向する内側の面に、前記パワーウエッジ側傾斜面に摺接するカウンターウエッジ側傾斜面を備え、
   前記カウンターウエッジを、穿孔した前記穴に挿入し、該カウンターウエッジの間に前記パワーウエッジを挿入してから、前記パワーウエッジを打撃することで、前記カウンターウエッジの前記カウンターウエッジ側傾斜面に該パワーウエッジの前記パワーウエッジ側傾斜面を摺接させながら、該カウンターウエッジを径方向に強制変位させて前記岩石、コンクリート等を破砕することを特徴とする破砕装置。

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