JP2016211221A - Breaker and crushing method using breaker - Google Patents
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Abstract
Description
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た削孔に挿入された複数の押圧部材の間に先細り形状の先端部が挿入された楔部材の後端部にピストンによる打撃を与えることで複数の押圧部材を削孔の径方向外側に移動させて削孔の周囲を破砕するブレーカ、ならびに当該ブレーカ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。 The present invention provides a piston at a rear end portion of a wedge member in which a tapered tip end portion is inserted between a plurality of pressing members inserted in a drilling hole formed in a processing object such as a rock mass, a rock, or a concrete structure. The present invention relates to a breaker that crushes the periphery of the hole by moving a plurality of pressing members radially outward of the hole by giving an impact by, and a crushing technique that crushes a processing object using the breaker.
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(矢)と羽根部材(羽根)を組み合わせた割岩工具(セリ矢)を挿入した後で、楔部材の後端部をブレーカで打撃して楔部材を圧入することで楔部材の先端部に形成される傾斜面に対して複数の羽根部材を相対的に摺動させながら削孔の径方向外側に移動させて削孔の内壁を押圧し、割岩して岩盤を破砕している。
Conventionally, a wedge member (sometimes called a wedge) and a blade member (sometimes called a liner) are used as a split rock tool for splitting a processing object such as a rock, bedrock, or concrete structure. The so-called Seri-ya has been known. For example, in
しかしながら、上記特許文献1に記載された発明では、削孔にセットされた楔部材をブレーカのピストンで直接的に打撃するため、当該打撃を的確に、かつ安定的に行うことは困難であり、いわゆる「空打ち」が発生する可能性がある。というのも、処理対象物に対して削孔を計画通りの方向、つまり削孔形成方向に形成することは難しく、しかも仮に削孔が削孔形成方向に形成されたとしても、羽根部材や楔部材などが削孔に対して傾斜してセットされることも多く、このような現場状況において楔部材を圧入させる方向に対してピストンの進退方向(本発明の「前後方向」に相当)を完全に一致させることは難しいからである。
However, in the invention described in
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に形成された削孔に挿入された複数の押圧部材の間に先細り形状の先端部が挿入された楔部材の後端部にピストンによる打撃を与えることで複数の押圧部材を削孔の径方向外側に移動させて削孔の周囲を破砕する作業を、空打ちの発生を防止しながら行うことが可能なブレーカ、並びに当該ブレーカを用いて削孔の周囲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。 The present invention has been made in view of the above problems, and a tapered tip portion is inserted between a plurality of pressing members inserted into a drilling hole formed in a processing object such as a rock, rock, or concrete structure. The operation of crushing the periphery of the drilling hole by moving the plurality of pressing members radially outward of the drilling hole by hitting the rear end of the wedge member with the piston is performed while preventing the occurrence of idle driving It is an object of the present invention to provide a breaker capable of cutting and a crushing method capable of efficiently crushing the periphery of a drilling hole using the breaker.
この発明の一態様は、先細り形状の先端部を有する楔部材の後端部に打撃を与えて楔部材の先端部を処理対象物の削孔に挿入された複数の羽根部材の間に圧入することで、楔部材の先端部に形成される傾斜面に対して複数の羽根部材を相対的に摺動させながら削孔の径方向外側に移動させて削孔の内壁を押圧し、削孔の周囲を破砕するブレーカであって、楔部材の後端部を遊挿可能な挿入空間が先端部に設けられるシリンダ部と、シリンダ部の内部で前後方向に往復するピストンと、シリンダ部の内部でピストンと挿入空間との間に配置され、挿入空間に遊挿された楔部材の後端面に先端面を当接させながらピストンによる打撃を後端面で受けることにより、ピストンによる打撃を楔部材に伝達する打撃伝達部材とを備え、打撃伝達部材の先端面および楔部材の後端面のうち一方は湾曲凹面を有するとともに他方は湾曲凸面を有し、打撃伝達部材の先端面と楔部材の後端面とが互いに摺接可能となっていることを特徴としている。 In one aspect of the present invention, the rear end portion of a wedge member having a tapered front end portion is hit, and the front end portion of the wedge member is press-fitted between a plurality of blade members inserted into a hole to be processed. Thus, while sliding the plurality of blade members relative to the inclined surface formed at the tip of the wedge member, the blade member is moved radially outward of the drilling hole to press the inner wall of the drilling hole. A breaker for crushing the surroundings, a cylinder part in which an insertion space in which the rear end part of the wedge member can be loosely inserted is provided at the tip part, a piston that reciprocates in the front-rear direction inside the cylinder part, and an inside of the cylinder part The impact of the piston is transmitted to the wedge member by receiving the impact of the piston at the rear end surface while the front end surface is in contact with the rear end surface of the wedge member that is disposed between the piston and the insertion space and is loosely inserted into the insertion space. And a tip of the hit transmission member. One of the surface and the rear end surface of the wedge member has a curved concave surface and the other has a curved convex surface, and the front end surface of the impact transmitting member and the rear end surface of the wedge member are slidable in contact with each other. Yes.
また、この発明の他の態様は、破砕方法であって、処理対象物に形成された削孔に複数の羽根部材を挿入する工程と、削孔に挿入された複数の羽根部材の間に楔部材の先細り形状の先端部を挿入する工程と、先端部が複数の羽根部材の間に挿入された楔部材の後端部を上記ブレーカの挿入空間に挿入して打撃伝達部材の先端面を楔部材の後端面に摺接させる工程と、打撃伝達部材の先端面と楔部材の後端面とを互いに摺接させながら打撃伝達部材を介して楔部材の後端部をブレーカのピストンで打撃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。 Another aspect of the present invention is a crushing method, wherein a wedge is interposed between a step of inserting a plurality of blade members into a hole formed in a processing object and a plurality of blade members inserted into the hole. A step of inserting a tapered tip portion of the member, and a rear end portion of a wedge member, the tip portion of which is inserted between a plurality of blade members, being inserted into the insertion space of the breaker to wedge the tip end surface of the impact transmission member The step of sliding contact with the rear end surface of the member and the rear end portion of the wedge transmission member are slid against each other while striking the rear end portion of the wedge member with the breaker piston through the impact transmission member. And a step of crushing the periphery of the drilling hole.
以上のように、本発明によれば、ピストンと挿入空間との間に打撃伝達部材が配置されている。この打撃伝達部材は、ピストンとともにシリンダ部の内部に設けられ、後端面でピストンの打撃を受ける。また、打撃伝達部材の先端面は湾曲凹面(あるいは湾曲凸面)となっており、湾曲凸面(あるいは湾曲凹面)を有する楔部材の後端面と摺接している。このため、ピストンの前後方向と楔部材の圧入方向とが完全に一致している場合はもちろんのこと、多少傾いていたとしても、ピストンは確実に打撃伝達部材を打撃し、その打撃力は打撃伝達部材を介して楔部材に伝達される。その結果、空打ちを発生させることなく、削孔の周囲を破砕することができる。 As described above, according to the present invention, the impact transmission member is disposed between the piston and the insertion space. The impact transmission member is provided inside the cylinder portion together with the piston, and receives impact of the piston at the rear end surface. Further, the front end surface of the impact transmitting member is a curved concave surface (or curved convex surface), and is in sliding contact with the rear end surface of the wedge member having the curved convex surface (or curved concave surface). For this reason, not only when the front-rear direction of the piston is completely coincident with the press-fitting direction of the wedge member, the piston surely strikes the impact transmission member even if it is slightly inclined, and the impact force is It is transmitted to the wedge member via the transmission member. As a result, the periphery of the drilling hole can be crushed without causing idle shots.
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):上記楔部材の後端面に対してブレーカの打撃伝達部材の先端面を摺接させ、その摺接状態を維持したままブレーカのピストンで打撃伝達部材を介して楔部材を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。
The crushing method according to the present invention includes the following steps (1) to (6),
Step (1): forming a hole in a processing object such as rock, bedrock or concrete structure,
Step (2): preparing a split rock tool composed of a wedge member, a plurality of blade members, and a connecting mechanism for connecting the plurality of blade members to each other;
Step (3): Inserting a plurality of blade members into the drilling hole,
Step (4): inserting the tip of the wedge member between the plurality of blade members,
Step (5): The front end surface of the hitting transmission member of the breaker is brought into sliding contact with the rear end surface of the wedge member, and the wedge member is hit through the hitting transmission member with the piston of the breaker while maintaining the sliding contact state. Press-fit the tip of the wedge member,
Step (6): After removing the breaker, a pulling tool is set at the rear end of the wedge member, and the wedge member is pulled out by using the pulling tool, and then a plurality of blade members connected to each other by a connecting mechanism are provided. to recover,
Is used to smash the object to be processed and crush the periphery of the drilling hole. In particular, in order to increase the crushing efficiency, the following explained swarf tools, breakers, and extraction tools are used. Hereinafter, after explaining the apparatus configuration with reference to FIGS. 1 to 5, the crushing method will be described in detail.
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。
FIG. 1 is a view showing a swarf tool and a breaker used in carrying out an embodiment of a crushing method according to the present invention. The
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、1点鎖線の矢印方向に示された(a)図〜(e)図はそれぞれ羽根部材の上面図、X方向において互いに異なる3つの高さ位置での羽根部材の断面図および羽根部材の下面図である。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。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a swarf tool used when an embodiment of the crushing method according to the present invention is executed. In the same figure, the (a) to (e) drawings shown in the direction of the one-dot chain line are respectively a top view of the blade member, a sectional view of the blade member at three different height positions in the X direction, and the blade. It is a bottom view of a member. In this
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の(a)図および(e)図からわかるように、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、12aを組み合わせた平面サイズは削孔21よりも大きな平面サイズを有するのに対し、押圧部11b、12b組み合わせた平面サイズは削孔21よりも小さな平面サイズを有している。
The
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。
The
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。
The surface of the
連結機構13は、コイルばね131〜133、ボルト134、ナット135および2枚のワッシャー136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、(−Y)側ワッシャー136、コイルばね131、貫通孔11c、コイルばね132、貫通孔12c、コイルばね133および(+Y)側ワッシャー136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、ナット135および2枚のワッシャー136が設けられている。
The
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12の(+Y)方向の移動を規制する。また、コイルばね131は羽根部材11とボルト134の頭部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)方向に付勢している。さらに、コイルばね133は羽根部材12とナット135との間に配置されて羽根部材12をナット135に対して(−Y)方向に付勢している。
The
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に、この空間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。
By providing the connecting
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楔部材の構造およびブレーカの内部構造を模式的に示す図である。また、図4は図3に示すブレーカの先端部(挿入空間)への楔部材の挿入状態を示す図である。ここでは、図3を参照しつつ楔部材14の構成を説明した後で、図3および図4を参照しつつブレーカ3の構成について説明する。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of the wedge member and the internal structure of the breaker used when carrying out one embodiment of the crushing method according to the present invention. FIG. 4 is a view showing a state in which the wedge member is inserted into the tip portion (insertion space) of the breaker shown in FIG. Here, after describing the configuration of the
楔部材14の先端部は、図3(b)に示すように、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。また、楔部材14の後端部14bには、引抜工具4の係合部材44、45(図5)により把持される被把持部14cが設けられている。被把持部14cでは、(−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には、溝部14fがフランジ部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。図3(a)においては、(+Y)側の傾斜面14aに形成された溝部14fのみが図示されているが、反対側の傾斜面14aにも同様の溝部が形成されている。また、図2の(a)〜(d)に示すように、各傾斜面14aに対して摺接される羽根部材11、12の傾斜面にも溝部11f、12fがオイル溜り部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11f、12f、14f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。なお、本実施形態では、羽根部材11、12と楔部材14の両方に溝部を設けているが、いずれか一方にのみ溝部を設けてもよい。また、溝部の本数についても、各傾斜面に1本ずつ形成しているが、溝部の本数や形状などについては任意である。また、溝部を設けずに、傾斜面に沿ってオイル供給を行うように構成してもよい。また、図2中の符号137、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137、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(図示省略)を装着可能となっている。
As shown in FIG. 3B, the tip of the
また、楔部材14の後端部14bは(−X)方向に向かって先細り形状を有しており、次に説明するブレーカ3の構成要素のひとつであるシリンダ部31の先端部311に形成される挿入空間SPに対して遊挿可能となっている。また、後端部14bの端面、つまり楔部材14の後端面14eは湾曲凸面に仕上げられており、次に説明するブレーカ3を構成する打撃伝達部材33の先端面に対して摺動可能となっている。
Further, the
上記ブレーカ3は上記のように構成された楔部材14の後端部14bを打撃して楔部材14の先端部を羽根部材12の間に圧入する機能を果たす。より詳しくは、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。
The
このブレーカ3は、図3(c)および図4に示すように、ブレーカ3の本体部として機能するシリンダ部31を有しており、シリンダ部31の先端部には、凹部が設けられており、この凹部によって上記楔部材14の後端部14bを遊挿可能な挿入空間SPが形成されている。また、この挿入空間SPに対して後端側、つまり(−X)方向側において、ピストン32がシリンダ部31の内部で前後方向に往復移動可能に設けられている。また、ピストン32と挿入空間SPとの間に打撃伝達部材33が配置されている。この打撃伝達部材33の先端面331は湾曲凹面に仕上げられている。この実施形態では、打撃伝達部材33の先端面331の曲率半径r33と楔部材14の後端面14eの曲率半径r14とは、
r33=−r14
の関係を有しており、打撃伝達部材33の先端面331と楔部材14の後端面14eとは互いに摺動可能となっている。このため、図4(a)に示すように楔部材14の軸線AX1(楔部材14の先端から後端面14eの回転中心部に延びる軸線)に対してピストン32の軸線AX3(ピストン32の回転対称軸)が一致して傾斜角がゼロであるときはもちろんのこと、例えば図4(b)に示すように楔部材14の軸線AX1に対してピストン32の軸線AX3が傾斜しており、ピストン32の前後方向と楔部材14の圧入方向との角度がゼロとなっていないときであっても、打撃伝達部材33の先端面331と楔部材14の後端面14eとは互いに当接している。
As shown in FIGS. 3 (c) and 4, the
r33 = −r14
The
一方、楔部材14の軸線AX1とピストン32の軸線AX3とがなす角度、つまり傾斜角がゼロか否かにかかわらず、打撃伝達部材33およびピストン32はシリンダ部31の内部に設けられており、打撃伝達部材33の後端面332はピストン32の先端面321と対向している。つまり、本実施形態では、シリンダ部31の内部でピストン32および打撃伝達部材33は軸線AX3の方向に一列に配列されており、打撃伝達部材33の軸線(図示省略)は常に軸線AX3と一致している。したがって、挿入空間SP内おいて楔部材14の後端部14bの姿勢が変動する程度の範囲内で軸線AX1、AX3が互いに傾斜したとしても、ピストン32は前後方向に往復移動し、空打ちを発生させることなく打撃伝達部材33の後端面332に打撃を加える。そして、当該打撃力は打撃伝達部材33を介して楔部材14に与えられる。
On the other hand, regardless of whether the angle AX1 of the
このように本実施形態では、楔部材14の後端部14bは挿入空間SPに遊挿されており、シリンダ部31の先端部311に設けられた凹部と楔部材14の後端部14bとの間に隙間が生じる。そこで、本実施形態では、図3(c)および図4に示すように、挿入空間SPの開口付近において、Oリング34が挿入空間SPを取り囲むように上記凹部の内周面に周設されている。これによって、楔部材14の後端部14bが挿入空間SPに遊挿された状態では、Oリング34が後端部14bの周面に弾性的に当接して楔部材14の後端部14bと凹部との隙間を塞がれる。このようにOリング34が挿入空間SPをシリンダ部31の先端側、つまり(+X)方向側から塞ぐシール部材として機能している。その結果、シリンダ部31の内部で発生する打撃音が漏れるのを抑制し、打撃による騒音を効率的に抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
なお、図1、図3(c)および図4中の符号35は打撃伝達部材33の側面に形成された切欠部333に係合して打撃伝達部材33をピストン32の軸線AX3と平行な方向に一定の距離だけ移動自在に支持するピン部材であり、符号36は高圧油路と低圧油路とを交互に切換連通してピストン32の前後方向の往復動を制御する切換弁を示している。
1, 3 </ b> C, and 4,
図5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および引抜処理を模式的に示す図であり、同図(a)は楔部材14の後端部14bを把持して引抜処理を行う前の構成を示し、同図(b)は楔部材14の後端部14bを把持した際の構成を示している。この引抜工具4は、楔部材14の後端部14bのうち被把持部14cまで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5(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。
FIG. 5 is a view schematically showing an internal structure of a drawing tool and a drawing process used when carrying out an embodiment of the crushing method according to the present invention, and FIG. The configuration before gripping 14b and performing the pulling process is shown, and FIG. 5B shows the configuration when the
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および図7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。
Next, a method for splitting and crushing the
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。
In this embodiment, as shown in FIG. 6A, a
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。
The connecting body in which the widths W of the
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(図示省略)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3参照)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。
When the insertion of the
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、羽根部材11、12の間に楔部材14を挿入した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傾斜面14a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の間からの抜き取りも容易となる。
Here, in order to make the
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、挿入空間SPが楔部材14の後端部14b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4(b)に示すように、楔部材14の軸線AX1とピストン32の軸線AX3とが一致しないことがあるが、本実施形態では一致または不一致状態を問わず、その状態のままブレーカ3を楔部材14の後端部14bに向けて移動させて後端部14bを挿入空間SPに挿入し、打撃伝達部材33の先端面331と楔部材14の後端面14eとを摺接させる。このように、本実施形態では、図4に示すように、打撃伝達部材33の後端面332はピストン32の先端面321と対向し、打撃伝達部材33の先端面331は楔部材14の後端面14eに摺接している。したがって、空打ちを発生させることなくピストン32の打撃力は打撃伝達部材33を介して楔部材14に確実に与えられる。
When the insertion of the connecting body (=
こうしてピストン32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32の前後移動を停止させるのに続いてブレーカ3を遊挿した時と逆方向に移動させて楔部材14の後端部14bからシリンダ部31の先端部311を離す。
Thus, the
次に、図7(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14bに移動させ、楔部材14の後端部14bのうち被把持部14cまで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の被把持部14cをY方向から挟み込んで把持する(図7(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。
Next, as shown in FIG. 7A, the
以上のように、本実施形態では、ブレーカ3は、シリンダ部31の内部にピストン32と打撃伝達部材33を設けるとともに、楔部材14の後端面14eが湾曲凸面に仕上げられているのに対応して当該打撃伝達部材33の先端面331を湾曲凹面に仕上げている。そのため、楔部材14の軸線AX1とピストン32の軸線AX3とが一致するか否かを問わず、打撃伝達部材33の先端面331は楔部材14の後端面14eと摺接し、ピストン32は空打ちすることなく打撃伝達部材33を打撃し、その打撃力は打撃伝達部材33を介して楔部材14に与えられる。したがって、ブレーカ3において空打ちが発生するのを確実に防止しながら削孔21の周囲を効率的に破砕することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、楔部材14の後端部14bと挿入空間SPを形成する凹部との隙間をOリング34によって塞いでいるため、シリンダ部31の内部で発生する打撃音が漏れるのを抑制し、打撃による騒音を効率的に抑制することができる。
Further, since the gap between the
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8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。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the above steps (2) to (6) are continuously executed for one
・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14b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14b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14b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。
-Insert the
-Insert the tip of the
-For the
The
The
By performing these processes in parallel, the efficiency of the crushing process can be further increased.
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、シリンダ部31の先端部311に楔部材14の後端部14bを挿入する動作、当該楔部材14を打撃する動作および楔部材14の後端部14bからシリンダ部31の先端部311を取り外す動作を行って広範囲にわたる破砕作業を行ってもよい。
In addition, after inserting the
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。また、連結機構13によって複数の羽根部材を相互に連結することは必須事項ではない。
Moreover, in the said embodiment, this invention is applied to the technique which uses the
さらに、上記実施形態では、楔部材14の後端面14eが湾曲凸面に形成されるのに対応して打撃伝達部材33の先端面331を湾曲凹面に仕上げているが、面形状を逆転させてもよい。つまり、楔部材14の後端面14eおよび打撃伝達部材33の先端面331をそれぞれ湾曲凹面および湾曲凸面に形成してもよい。また、湾曲凹面および湾曲凸面の曲率半径を一致させることは必須要件ではないが、楔部材14の後端面14eおよび打撃伝達部材33の先端面331を摺接させるためには、湾曲凹面の曲率半径の絶対値が湾曲凸面の曲率半径の絶対値以上となるように設定する必要がある。
Further, in the above embodiment, the
以上説明したように、上記実施形態では、羽根部材11にとって(−Y)方向が本発明の「削孔の径方向外側」に相当し、羽根部材12にとって(+Y)方向が本発明の「削孔の径方向外側」に相当している。(+X)方向および(−X)方向が本発明の「前後方向」に相当している。
As described above, in the above embodiment, the (−Y) direction corresponds to the “radially outer side of the drilling hole” of the present invention for the
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。 In the present invention, a plurality of blade members are inserted into a drilling hole formed in a processing object such as a rock mass, a rock, or a concrete structure, and a tip portion of a wedge member having a tapered shape is provided between the blade members. By press-fitting, the blade member can be pressed against the inner wall of the drilling hole, and can be applied to all techniques for splitting rocks.
1…割岩工具
2…処理対象物
3…ブレーカ
11,12…羽根部材
11b,12b…押圧部
14…楔部材
14a…(楔部材の)傾斜面
14b…(楔部材の)後端部
14e…(楔部材の)後端面
31…シリンダ部
32…ピストン
33…打撃伝達部材
34…Oリング(シール部材)
311…(シリンダ部の)先端部
321…(ピストンの)先端面
331…(打撃伝達部材の)先端面
332…(打撃伝達部材の)後端面
21,21a〜21e…削孔
SP…挿入空間
X…削孔形成方向
DESCRIPTION OF
311 ... Tip portion of
Claims (4)
前記楔部材の後端部を遊挿可能な挿入空間が先端部に設けられるシリンダ部と、
前記シリンダ部の内部で前後方向に往復するピストンと、
前記シリンダ部の内部で前記ピストンと前記挿入空間との間に配置され、前記挿入空間に遊挿された前記楔部材の後端面に先端面を当接させながら前記ピストンによる打撃を後端面で受けることにより、前記ピストンによる打撃を前記楔部材に伝達する打撃伝達部材とを備え、
前記打撃伝達部材の先端面および前記楔部材の後端面のうち一方は湾曲凹面を有するとともに他方は湾曲凸面を有し、前記打撃伝達部材の先端面と前記楔部材の後端面とが互いに摺接可能となっていることを特徴とするブレーカ。 The wedge member is hit by striking a rear end portion of a wedge member having a tapered tip portion and press-fitting the front end portion of the wedge member between a plurality of blade members inserted into a hole to be processed. While sliding a plurality of blade members relative to the inclined surface formed at the tip of the hole, the blade is moved radially outward of the hole to press the inner wall of the hole, and around the hole. A breaker to crush,
A cylinder portion in which an insertion space into which a rear end portion of the wedge member can be loosely inserted is provided at a tip portion;
A piston that reciprocates in the front-rear direction inside the cylinder portion;
Inside the cylinder portion, the piston is disposed between the piston and the insertion space, and the rear end surface receives the impact by the piston while the front end surface is in contact with the rear end surface of the wedge member loosely inserted into the insertion space. A striking transmission member that transmits striking by the piston to the wedge member,
One of the front end surface of the hit transmission member and the rear end surface of the wedge member has a curved concave surface and the other has a curved convex surface, and the front end surface of the hit transmission member and the rear end surface of the wedge member are in sliding contact with each other. Breaker characterized by being possible.
前記挿入空間に遊挿された前記楔部材の後端部と、前記シリンダ部の先端部との間に介在して前記挿入空間を前記シリンダ部の先端側から塞ぐシール部材をさらに備えるブレーカ。 The breaker according to claim 1,
A breaker further comprising a seal member interposed between a rear end portion of the wedge member loosely inserted into the insertion space and a front end portion of the cylinder portion to block the insertion space from the front end side of the cylinder portion.
前記シール部材は前記挿入空間に周設されるOリングであるブレーカ。 The breaker according to claim 2,
The seal member is a breaker that is an O-ring provided around the insertion space.
前記削孔に挿入された前記複数の羽根部材の間に楔部材の先細り形状の先端部を挿入する工程と、
前記先端部が前記複数の羽根部材の間に挿入された前記楔部材の後端部を請求項1ないし3のいずれか一項に記載のブレーカの挿入空間に挿入して前記打撃伝達部材の先端面を前記楔部材の後端面に摺接させる工程と、
前記打撃伝達部材の先端面と前記楔部材の後端面とを互いに摺接させながら前記打撃伝達部材を介して前記楔部材の後端部を前記ブレーカのピストンで打撃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。 Inserting a plurality of blade members into a hole formed in the processing object;
Inserting a tapered tip of a wedge member between the plurality of blade members inserted into the hole,
4. The tip of the impact transmitting member is inserted by inserting the rear end of the wedge member, the tip of which is inserted between the plurality of blade members, into the insertion space of the breaker according to claim 1. A step of sliding a surface against the rear end surface of the wedge member;
The rear end portion of the wedge member is struck by the piston of the breaker through the hit transmission member while the front end surface of the hit transmission member and the rear end surface of the wedge member are in sliding contact with each other. A crushing method comprising the step of crushing.
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