JP2004121910A

JP2004121910A - チゼルと破砕機

Info

Publication number: JP2004121910A
Application number: JP2002286287A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Iida; 飯田　徹男
Original assignee: IG KK
Current assignee: IG KK
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】粘弾性のある岩盤の掘削の際においても、チゼル先端と破砕部との間の空間の圧縮とこれに伴う爆発的破砕現象の発生による粉塵の飛散が防止できるチゼルおよび破砕機を提供する。
【解決手段】チゼル３５の外面に、破砕時のチゼルと破砕部との間の空気を抜く溝３６を形成する。この溝３６により、チゼル３５の下動によりチゼル３５先端で圧縮される空気が溝３６を通して外部に流出するため、粘弾性のある岩盤の掘削の際にもチゼル先端の空気が高圧になることによって生じる爆発的破砕現象の発生が防止される。このため、作業能率が向上しかつエアークッションの防止によってより破砕効率が上がる上、粉塵によるオペレータの健康被害の問題も解消される。また、ブレーカに破砕時の粉塵の発生を防止する散水装置を設けて、粉塵の飛散をより完全に防止する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘弾性のある岩盤を掘削する場合に好適なチゼルおよびそのチゼルを用いた破砕機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下鉄工事や道路工事等において、岩盤やコンクリート地盤等の破砕、掘削を行う場合、従来は手持ち式のブレーカや、油圧ショベルのアームの先端にブレーカを取付けた破砕機が用いられている（例えば特許文献１参照。）。前記ブレーカはハウジング内に上下可動体を収容して油圧により前記可動体を振動させ、その振動をチゼルに伝達して岩盤等を破砕するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２０１６５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
高速道路、鉄道の橋脚の土台や鉄塔の土台用の立坑等を構築する場合、従来、岩盤の破砕には主として発破が用いられてきた。しかし、近年このような高速道路工事等も民家の近くで行われることが多くなり、発破は振動や騒音発生のために使用ができなくなるケースが多くなっている。そこで前記のようなブレーカが用いられることとなる。
【０００５】
、図４（Ａ）に示すように、チゼル３０を上下に振動させて岩盤３１を打撃し破砕する際、
従来のようにブレーカによりコンクリート地盤を破砕する場合には、コンクリートの粘弾性が小さいため、チゼルの振動により破砕する際の下動時に要する力を１００としたとき、上動に要する力は１０程度になるが、前記火山の周囲のでは、溶岩による粘弾性のある玄武岩や安山岩等からなる岩盤が多く、このような粘弾性のある岩盤の場合上動に要する力が７０以上となる場合もある。
【０００６】
このような粘弾性のある岩盤の場合、図４（Ａ）に示すように、チゼル３０の上動の際に、孔壁３１がチゼル３０に粘着した状態でチゼル３０が上がる。このような状態で破砕が行われる場合、チゼル３０の先端に閉じた空間３２が発生しやすく、図４（Ｂ）に示すようにチゼル３０が上動した後に下動する際に、前記チゼル先端の空間３２が圧縮される。この場合、この空間３２の圧力が高くなると、図４（Ｃ）に示すように、空間３２の圧力によりチゼル３０の周囲の粉塵やチゼル３０の周囲の粉塵３３を爆発的に吹き飛ばす現象を生じる。この現象により粉塵が掘削部の周囲に飛散すると、掘削作業を行っている地盤が見えなくなり、作業の中断を強いられるので、作業能率の低下を招く上、飛散する粉塵により塵肺等オペレータの健康被害を生じるという問題点がある。また、チゼル３０の下動時の力が空間３２の圧縮に消費され、エアークッション状態となるため、効率が低下するという問題点もある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、前記粘弾性のある岩盤の掘削の際においても、チゼル先端の空間の圧縮とこれに伴う爆発的破砕現象の発生による粉塵の飛散が防止でき、作業能率の向上とオペレータの健康被害の防止が図れるチゼルおよび破砕機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明のチゼルは、ブレーカに取付けられ、打撃によって対象物を破砕するチゼルの外面に、破砕時のチゼル先端と破砕部との間の空気を抜く溝を形成したことを特徴とする。
【０００９】
このような溝を設ければ、チゼルの下動によりチゼル先端で圧縮される空気が溝を通して外部に流出するため、粘弾性のある岩盤の掘削の際にもチゼル先端の空気が高圧になることによって生じる爆発的破砕現象の発生とこれに伴う粉塵の発生が防止される。
【００１０】
（２）本発明のブレーカは、前記チゼルを取付けたブレーカを有する破砕機であって、破砕時の粉塵の発生を防止する散水装置を有することを特徴とする。
【００１１】
このようにブレーカに散水装置を設ければ、チゼルによる地盤掘削時に生じる粉塵に水を含ませて地面に落下させることができ、粉塵の飛散をより完全に防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）は本発明によるチゼルの側面図、図１（Ｂ）はそのＥ−Ｅ断面図である。このチゼル３５は、周囲に先端から縦方向に溝３６を複数本（図示例は４本）設けたものである。３７はチゼル３５のブレーカへの取付部であり、ブレーカに設けられたストッパピンの係合凹部３７ａを有する。チゼル３５の先端３８はテーパー状に形成されている。また、チゼル３５の中心には先端から超硬質材料でなる芯材３９を設けて硬質岩盤でも掘削が容易となるように構成している。このチゼル３５は先端３８を角形等に研磨して再使用に供するが、その場合にも研磨による平面部３８ａに溝３６を設ける。
【００１３】
溝３６の断面形状としてはＶ字形やＵ字形としてもよいが、摩耗によっても空気流路断面積を可及的に確保する意味において、図示例のように角形に形成することが好ましい。また、溝３６の長さは先端摩耗の後の研磨による再生を考慮して、ブレーカからの露出部の半分以上とすることが好ましい。また、溝３６の深さ、幅は、チゼル３５の強度と空気流路を共に確保する意味において、０．５ｃｍ以上、１．５ｃｍ以下程度とすることが好ましい。また、このような溝３６は好ましくは複数本設ける。
【００１４】
図２は前記チゼル３５を用いた破砕機の一例として示した立坑掘削用ショートリーチ破砕機の一実施の形態を示す側面図である。１はクローラ式走行体、２は該走行体１上に搭載された旋回装置、３は該旋回装置上に設置された旋回体、４は旋回体３に取付けられた多関節フロントである。多関節フロント４はブーム５、アーム６および作業具としてのブレーカ７からなる。ブレーカ７には前記チゼル３５が取付けられる。
【００１５】
前記ブーム５はほぼ直線状をなし、旋回体３にピン８を中心としてブーム起伏用油圧シリンダ９により起伏されるように取付けられる。ブーム起伏用油圧シリンダ９は、一端を旋回体３にピン１０により連結し、他端をブーム５あるいは好ましくはアーム連結を兼ねた連結ピン１１によりブーム５の頂部に連結する。該ブーム起伏用油圧シリンダ９は、ブーム５とほぼ等しいかあるいはブーム５に近い長さを有し、シリンダストロークが最伸長状態のときにブーム５が略垂直状態となるように設定される。アーム６はほぼ直線状をなし、これを回動させる油圧シリンダ１２は、ブーム５の背部にピン１３により一端を連結し、他端をアーム６の後端部にピン１４により連結して取付ける。
【００１６】
ブレーカ７は、車体重量に対応して標準的に装着されるものよりも出力、チゼル３５、重量等が大きいものであり、アーム６の先端にピン２０により回動自在に取付けられる。ブレーカ７を回動させる油圧シリンダ１５は、一端をアーム６にピン１６により連結し、他端をピン１７によりリンク１８、１９に連結し、リンク１８、１９はそれぞれピン２１、２２によりアーム６およびブレーカ７に連結する。
【００１７】
図２の連結ピン１１によるブーム５とアーム６との連結位置は、図２の二点鎖線に示すアーム６が運転室４４に最も接近した状態において、チゼル３５の先端が走行体１の近傍で接地可能なように（すなわち作業半径が小さくなるように）設定される。
【００１８】
なお、前述のようにブーム５とアーム６とをぼぼ同じ長さに設定することが望ましく、これにより、アーム６の先端位置における作業半径が従来の油圧ショベルより小さくなり、アーム６の先端を走行体１の近傍まで近づけることができ、さらにフロント側の転倒モーメントを小さくできる。そしてこの転倒モーメントが小さくできることに起因して、ブレーカ７を標準のものよりも破砕力の大きな大型のものが装着可能となり、大型のブレーカ７を装着するにあたり、その作動に耐えうるようにブーム５、アーム６を構成する板厚を厚くする等のフロントの強度アップを施し、ピン１７、２０、２１、２２も標準のものよりも大径のものを用い、車体の安定性をより確保するため、旋回体３の後部に設けられるカウンタウエイト（不図示）の重量を増やすことが望ましい。また、走行体１は、旋回体３の幅内に収まるように左右の履帯間隔を設定し、旋回体３後端の旋回半径内に収まるようにその長手方向の長さを設定すると良い。
【００１９】
図２において、多関節フロント４は、走行体１から遠い位置にブレーカ７を離して作業している状態を実線で示し、走行体１に近接した位置にブレーカ７を位置させて作業している状態を二点鎖線で示す。
【００２０】
図３はこのショートリーチ破砕機２４の作業範囲を示す。２５は高速道路、鉄道、鉄塔基礎施工、または地下鉄等のトンネル工事等のための立坑である。２６はショートリーチ破砕機２４の作業範囲を示す。前述のように、ブーム５はアーム６の長さにほぼ等しいかあるいはこれと近い短い長さにしているので、走行体１の近傍のブレーカ７による破砕も容易に行える。また、ブーム５が短いため、多関節フロント４が立坑２５の内壁につかえることなく、旋回体３を容易に旋回させて立坑２５内の異なる場所に破砕を行うことができ、作業性が向上する。
【００２１】
また、本例ではブーム５とアーム６との連結ピン１１をブーム起伏用油圧シリンダ９とブーム５との連結ピンとして兼用しているので、ブーム５の長さが短い多関節フロント４が簡単な構造で構成できる。また、多関節フロント４は短いブーム５を有するため、比較的大型の出力の大きいベースマシンを用いることができ、狭い立坑内での作業を能率良く行うことができる。
【００２２】
このようなショートリーチ破砕機２４等のようにブレーカ７を有する破砕機に本発明のチゼル３５を用いて立坑２５を掘削すれば、破砕作業の際に、チゼル３５の上下動によりチゼル３５の先端と破砕部との間で圧縮される空気が溝３６を通して外部に流出するため、粘弾性のある岩盤の掘削の際にもチゼル３５の先端の空気が高圧になることによって生じる爆発的破砕現象の発生が防止される。このため、爆発的破砕現象の発生する粉塵によって視界不良となり、このために生じる破砕作業の中断による作業能率の低下や、チゼル先端に密閉空間（エアークッション）が生じることによる破砕効率の低下の問題が解消され、能率良く破砕作業を行うことができる。また、粉塵による塵肺等、オペレータの健康被害の問題も解消される。
【００２３】
また、図２に示すように、前記ブレーカ７にノズル４０と給水用配管４１からなる散水装置を取付け、ノズル４０から地盤の破砕部に散水することにより、粉塵の発生をより完全に防止することができる。そしてこれにより、破砕部をより明瞭に目視でき、かつ塵肺等のオペレータの健康被害をより完全に防止できる。なお本例ではこの散水装置により散水とその停止を行うための例えばペダルのような切換手段４３を運転室４４に備えてオペレータが作業中に散水とその停止を制御するようにしている。この散水に使用する水としては所定の水圧を有する水道水以外に貯蔵水や天然水をポンプで昇圧して用いることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のチゼルによれば、粘弾性のある岩盤の掘削の際においても、チゼル先端の空間の圧縮とこれに伴う爆発的破砕現象の発生による粉塵の飛散が防止できる。このため、粉塵によって生じる視界不良による作業の中断がなくなる上、チゼル先端のエアークッションによる破砕効率の低下が防止できて破砕効率が上がるため、破砕作業の能率を向上させることができる。また、粉塵による塵肺等のオペレータの健康被害を防止することができる。
【００２５】
また、本発明の破砕機は、破砕部への散水装置を設けたので、粉塵の発生をより完全に防止することができ、オペレータの健康被害をより完全に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明によるノズルの一実施の形態を示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図２】図１のチゼルを用いた破砕機の一例を示す側面図である。
【図３】図２の破砕機の立坑内における作業範囲を示す平面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は従来のチゼルの問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１：走行体、２：旋回装置、３：旋回体、４、：多関節フロント、５：ブーム、６：アーム、７：ブレーカ、９：ブーム起伏用油圧シリンダ、１１：兼用ピン、１２：アーム回動用油圧シリンダ、１５：ブレーカ回動用油圧シリンダ、２４：ショートリーチ破砕機、２５：立坑、２６：作業範囲、３５：チゼル、３６：溝、３７：取付部、３９：心材、４０：ノズル、４１：給水管、４３：散水用切換手段、４４：運転室

Claims

ブレーカに取付けられ、打撃によって対象物を破砕するチゼルの外面に、破砕時のチゼル先端と破砕部との間の空気を抜く溝を形成したことを特徴とするチゼル。
請求項１に記載のチゼルを取付けたブレーカを有する破砕機であって、破砕時の粉塵の発生を防止する散水装置を有することを特徴とする破砕機。