JP2004137803A - 破砕装置用電極、破砕装置、破砕装置用電極部品および破砕方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造であってメンテナンスコストを低減することが可能な破砕装置用電極、破砕装置、破砕装置用電極部品およびこのような破砕装置用電極を用いた破砕方法を提供する。
【解決手段】電極１は、中心導体１２と絶縁体１１と外周導体１０とを備える。中心導体１２は、中心軸に沿って延在し外周面を有する。絶縁体１１は中心導体１２の外周面上に配置されている。外周導体１０は絶縁体１１を囲むように配置されている。中心導体１２は着脱可能に設けられている。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、破砕装置用電極、破砕装置、破砕装置用電極部品および破砕方法に関し、より特定的には、簡単な構造であってメンテナンスが容易な破砕装置用電極、破砕装置、破砕装置用電極部品およびこの破砕装置用電極を用いた破砕方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、岩石などを破砕する方法として、破砕対象物としての岩石などに下孔を形成した後、この下孔の内部に電解液とともに電極を挿入し、この電極に大電流を供給して放電を発生させることにより、下孔が形成された岩石などを破砕する方法が知られている。このような破砕方法において用いられる破砕装置用電極（以下、電極とも言う）としては、たとえば特表平１１−５００７９９号公報に開示された電極（プローブ装置）が知られている。
【０００３】
上記特表平１１−５００７９９号公報に開示されたプローブ装置は、放電を発生させる電極部である同軸構造のプローブ（電極）と、放電を発生させた際にプローブが受ける衝撃を吸収・減衰するためのシリンダ、コイル、空気ピストンなどの緩衝装置とを備える。
【０００４】
【特許文献１】
特表平１１−５００７９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特表平１１−５００７９９号公報に開示された電極には、破砕のための放電に伴う衝撃を吸収するため、プローブにシリンダやコイルなどの緩衝装置を接続している。この放電に伴う衝撃は、電極の損傷の原因となるため、電極の受ける衝撃を何らかの手段で和らげる必要があるためである。しかし、上述のように電極に緩衝装置を設置すると、電極の構造が複雑化する。この結果、電極の製造コストが上昇するとともに、そのメンテナンスにも手間と時間を要することになっていた。
【０００６】
また、上記特表平１１−５００７９９号公報に開示されたプローブ装置では、プローブ（電極）が中心電極およびこの中心電極の周囲に絶縁体を介して配置・固定された外周電極を備える同軸構造を有している。そのため、電極の一部が破損したような場合、電極全体を交換しなければならず、この点からもメンテナンスコストが上昇することになっていた。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、簡単な構造であってメンテナンスコストを低減することが可能な破砕装置用電極、破砕装置、破砕装置用電極部品およびこのような破砕装置用電極を用いた破砕方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の１の局面に従った破砕装置用電極は、中心導電体と絶縁部材と外周導電体とを備える。中心導電体は、中心軸に沿って延在し、外周面を有する．絶縁部材は中心導電体の外周面上に配置されている。外周導電体は絶縁部材を囲むように配置されている。中心導電体は着脱可能に設けられている。
【０００９】
このようにすれば、破砕装置用電極（電極）において放電を発生させて岩石などの破砕を行なった際、中心導体に損傷が発生したような場合に、電極全体ではなく損傷の発生した中心導体のみを交換できる。このため、電極全体を交換する場合より電極のメンテナンスに要する手間やコストを削減できる。
【００１０】
上記１の局面に従った破砕装置用電極において、絶縁部材は中心導電体の外周面上に接続固定されていてもよい。この場合、中心導電体とともに絶縁部材も交換できる。
【００１１】
上記１の局面に従った破砕装置用電極では、破砕装置用電極の先端側において、中心導電体の端部が外周導電体の端部の位置より突出するように配置されていてもよい。上記１の局面に従った破砕装置用電極は、中心導電体の端部において、中心導電体の外周面上に絶縁部材を介して配置されるとともに、外周導電体の端部との間に間隙を隔てて配置された先端導電体を備えていてもよい。
【００１２】
この場合、電極の先端部において、中心導電体の先端部と先端導電体との間、および先端導電体と外周導電体との間に、それぞれギャップを形成できる。そして、電極の外周導電体と中心導電体とに電流を供給する場合、これらの２つのギャップにおいて放電を発生させることができる。このように、複数の個所（ギャップ）において放電を発生させることができるので、破砕装置用電極に供給される電流値を一定した場合において、従来より放電抵抗を増加させることができる。このため、放電により消費されるエネルギー（破砕に利用されるエネルギー）を従来より確実に大きくできる。したがって、破砕装置用電極を適用した破砕装置の能力を増大させることができる。
【００１３】
また、交換可能な中心導電体に先端導電体を固定しているので、中心導電体とともに先端導電体を交換できる。ここで、先端導電体は破砕装置用電極において最も破損しやすい部分である。そのため、このように先端導電体を交換可能とすることで、電極のメンテナンスを容易に行なう事ができる。
【００１４】
上記１の局面に従った破砕装置用電極では、破砕装置用電極の先端側において、中心導電体の端部が外周導電体の端部の位置より突出するように配置されていてもよい。上記１の局面に従った破砕装置用電極では、絶縁部材が先端側絶縁体と付加絶縁体とを含んでいてもよい。先端側絶縁体は、中心導電体の端部において中心導電体の外周面上に接続固定されていてもよい。付加絶縁体は、先端側絶縁体上から、外周導電体と対向する中心導電体の外周面上にまで延在していてもよい。上記１の局面に従った破砕装置用電極は、先端導電体を備えていてもよい。先端導電体は、中心導電体の端部において、中心導電体の外周面上に先端側絶縁体を介して配置されるとともに、外周導電体の端部との間に間隙を隔てて配置されていてもよい。
【００１５】
この場合、長さの異なる複数種類の破砕装置用電極に対して、先端側絶縁体および先端導電体を備えた１種類の中心導電体を適用できる。具体的には、破砕装置用電極の長さに合わせて中心導電体の後端側（先端側絶縁体が配置された側と反対側の端部）を切断するとともに、中心導電体の外周面上において、先端側絶縁体上から中心導電体の後端側にまで延在するように付加絶縁体を配置する。このようにすれば、上述のように１つの中心導電体を異なる長さの破砕装置用電極に適用できるので、破砕装置用電極の製造コストを低減できる。
【００１６】
また、電極の先端部において、中心導電体の先端部と先端導電体との間、および先端導電体と外周導電体との間に、絶縁体を挿入するギャップを形成できる。そして、電極の外周導電体と中心導電体とに電流を供給する場合、これらの２つのギャップにおいて放電を発生させることができる。このように、複数の個所（ギャップ）において放電を発生させることができるので、破砕に利用されるエネルギーを従来より確実に大きくできる。したがって、破砕装置用電極を適用した破砕装置の能力を増大させることができる。
【００１７】
また、交換可能な中心導電体に先端側絶縁体を介して先端導電体を固定しているので、中心導電体とともに先端導電体を交換できる。
【００１８】
上記１の局面に従った破砕装置用電極において、付加絶縁体は、チューブ状の絶縁体およびテープ状の絶縁体のいずれか一方を含んでいてもよい。チューブ状の絶縁体は、中心導電体の外周面を覆うことが可能となっていてもよい。テープ状の絶縁体は、中心導電体の外周面を覆うように中心導電体に巻き付けられていてもよい。
【００１９】
この場合、破砕装置用電極の交換部品（中心導電体、先端側絶縁体、付加絶縁体および先端導電体からなる交換部品）を容易に形成できる。つまり、付加絶縁体としてチューブ状の絶縁体を用いる場合、中心導電体にこのチューブ状の絶縁体を被せるという簡単な加工により付加絶縁体を配置できる。さらに、チューブ状の絶縁体の材料として弾性を有するゴムなどを用い、また、チューブ状の絶縁体の内径を中心導電体の外径より若干小さくしておけば、ゴムなどの弾性を利用してチューブ状の絶縁体を中心導電体の外周面上に容易に固定できる。また、付加絶縁体としてテープ状の絶縁体を用いる場合、このテープ状の絶縁体を中心導電体の外周面上に巻きつけるという簡単な作業により、中心導電体の外周面上に付加絶縁体としてのテープ状の絶縁体を配置できる。
【００２０】
上記１の局面に従った破砕装置用電極では、破砕装置用電極の先端側において、中心導電体の端部が外周導電体の端部の位置より突出するように配置されていてもよい。上記１の局面に従った破砕装置用電極では、絶縁部材が先端側絶縁体と付加絶縁体とを含んでいてもよい。先端側絶縁体は、中心導電体の端部において、中心導電体の外周面上に接続固定されていてもよい。付加絶縁体は、中心導電体と対向する外周導電体の内周面上に配置されていてもよい。付加絶縁体は、外周導電体の内周面を覆うように、内周面に接続固定されていてもよい。付加絶縁体は先端側絶縁体と接触するように配置されていてもよい。上記１の局面に従った破砕装置用電極は、先端導電体を備えていてもよい。先端導電体は、中心導電体の端部において、中心導電体の外周面上に先端側絶縁体を介して配置されるとともに、外周導電体の端部との間に間隙を隔てて配置されていてもよい。
【００２１】
この場合、長さの異なる複数種類の破砕装置用電極に対して、先端側絶縁体および先端導電体を備えた１種類の中心導電体を適用できる。具体的には、ある程度の長さを有する中心導電体を準備した上で、破砕装置用電極の長さに合わせて中心導電体の後端側を切断する。このようにすれば、上述のように１つの中心導電体を異なる長さの破砕装置用電極に適用できるので、破砕装置用電極の製造コストを低減できる。
【００２２】
また、電極の先端部において、中心導電体の先端部と先端導電体との間、および先端導電体と外周導電体との間に、それぞれギャップを形成できる。そして、電極の外周導電体と中心導電体とに電流を供給する場合、これらの２つのギャップにおいて放電を発生させることができる。このように、複数のギャップにおいて放電を発生させることができるので、破砕に利用されるエネルギーを従来より確実に大きくできる。なお、上記１の局面に従った破砕装置用電極では、先端導電体が、互いに間隔を隔てて配置された複数の先端導電体部分を含んでいてもよい。
【００２３】
また、交換可能な中心導電体に先端導電体を固定しているので、中心導電体とともに先端導電体を交換できる。
【００２４】
また、付加絶縁体は外周導電体の内周面上に配置されているので、中心導電体と外周導電体との間の絶縁を確実に行なうことができる。
【００２５】
上記１の局面に従った破砕装置用電極では、先端側絶縁体において、中心導電体の端部とは反対側に位置する他方端部に面する部分の表面は、中心導電体の他方端部に近づくにつれて表面から中心導電体の外周面までの距離が小さくなるように形成されていてもよい。
【００２６】
この場合、先端側絶縁体において、中心導電体の他方端部に面する部分（後端部分）がいわゆるテーパー状になっているので、このテーパー状の先端側絶縁体の後端部分上に付加絶縁体を配置する作業を容易に行なうことができる。
【００２７】
上記１の局面に従った破砕装置用電極はベース部材をさらに備えていてもよい。ベース部材は、上記破砕装置用電極の先端側と反対側に位置し、中心導電体と外周導電体とに接続されていてもよい。上記１の局面に従った破砕装置用電極では、ベース部材において中心導電体が接続された部分と外周導電体が接続された部分とが電気的に絶縁されていてもよい。中心導電体はベース部材と着脱可能に接続されていてもよい。
【００２８】
この場合、ベース部材に中心導電体を着脱可能に設置することで、本発明による破砕装置用電極を容易に実現できる。
【００２９】
上記１の局面に従った破砕装置用電極において、外周導電体はベース部材と着脱可能に接続されていてもよい。
【００３０】
この場合、外周導電体のみを独立して交換できる。したがって、外周導電体に損傷が発生した場合、この外周導電体のみを交換できることから、破砕装置用電極のメンテナンスコストを低減できる。また、ベース部材に絶縁部材を着脱可能に設置することで、絶縁部材のみを交換可能としてもよい。
【００３１】
上記１の局面に従った破砕装置用電極において、ベース部材は、破砕装置用電極の先端側と反対側に位置する後端側に面するとともに、中心軸に対してほぼ垂直な方向に延びる表面を有していてもよい。
【００３２】
この場合、破砕対象物に形成した下孔に、破砕装置用電極を鉛直下向きに挿入して破砕を行なう際、ベース部材の上記表面上に重りを載せた状態で電極先端部において放電を発生させることができる。このようにすれば、放電による圧力波から電極が受ける衝撃を重りにより打ち消す事ができる。したがって、油圧シリンダやバネなどの特別な衝撃吸収機構を用いることなく、破砕に伴う圧力波の衝撃により下孔内部から電極が飛び出すことを防止できる。
【００３３】
この発明の他の局面に従った破砕装置用電極は、中心導電体と絶縁部材と外周導電体とを備える。中心導電体は、中心軸に沿って延在し、外周面を有する。絶縁部材は、中心導電体の外周面上に配置されている。外周導電体は絶縁部材を囲むように配置されている。上記１の局面に従った破砕装置用電極では、中心導電体と絶縁部材と外周導電体とからなる群から選択される少なくとも１つが着脱可能に設けられている。
【００３４】
このようにすれば、破砕に伴って損傷が発生した部品（中心電極、絶縁部材および外周導電体のうちのいずれか）のみを交換することができる。したがって、破砕装置用電極を丸ごと交換する場合より、破砕装置用電極のメンテナンスコストを低減できる。
【００３５】
この発明の別の局面に従った破砕装置は、上記１の局面または他の局面に従った破砕装置用電極を備える。
【００３６】
このようにすれば、メンテナンスコストを低減することが可能な破砕装置を容易に実現できる。
【００３７】
この発明のもう一つの局面に従った破砕装置用電極部品は、中心導電体と端部絶縁体と端部導電体とを備える。中心導電体はある方向に延在する。端部絶縁体は、中心導電体の端部において、中心導電体の外周面上に接続固定されている。端部導電体は端部絶縁体上に配置されている。
【００３８】
このような破砕装置用電極部品は、本発明の１の局面に従った破砕装置用電極の中心導電体、端部絶縁体および端部導電体を一括して交換するための交換部品として利用できる。
【００３９】
上記もう一つの局面に従った破砕装置用電極部品は、付加絶縁体を備えていてもよい。付加絶縁体は、端部絶縁体上から、中心導電体において端部と反対側に位置する他方端部にまで延在するように、中心導電体の外周面上に配置されていてもよい。
【００４０】
この場合、破砕装置用電極部品を交換する事により、本発明の１の局面に従った破砕装置用電極の中心導電体、端部絶縁体と付加絶縁体とからなる絶縁部材、および端部導電体を一括して交換することができる。
【００４１】
この発明のさらに他の局面に従った破砕方法は、上記１の局面に従った破砕装置用電極を用いた破砕方法であって、ベース部材の表面上に重りを載せる工程と、破砕装置用電極において放電を発生させる工程とを備える。放電を発生させる工程では、ベース部材の表面上に重りを載せた状態で、破砕対象物を破砕するために破砕装置用電極の外周導電体と中心導電体とに電流を供給することにより放電を発生させる。
【００４２】
このようにすれば、破砕装置用電極において放電を発生させて破砕対象物を破砕する場合、放電に伴う圧力波により破砕装置用電極が受ける衝撃を、ベース部材の表面上に搭載した重りによって打ち消す事ができる。このため、破砕対象物に形成された下孔の内部に破砕装置用電極を挿入して放電を発生させる場合に、下孔の内部から上記圧力波の衝撃によって破砕装置用電極が飛び出す危険性を低減できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明による電極およびその電極を用いた破砕装置の実施の形態１を示す模式図である。図２は、図１に示した破砕装置を構成する電極の断面模式図である。図１および図２を参照して、本発明による電極および破砕装置の実施の形態１を説明する。
【００４５】
図１および図２を参照して、本発明による破砕装置は、破砕装置用電極としての電極１と、パルスパワー源２と、このパルスパワー源２と電極１との間を電気的に接続するケーブル１３、１４とを備える。パルスパワー源２はコンデンサ１６、スイッチなどを含む回路と、コンデンサ１６に電荷を供給するための電源１７とを含む。パルスパワー源２の回路は接地されている。そして、パルスパワー源２の回路と電極１とは、ケーブル１３、１４によって接続されている。
【００４６】
電極１は、コネクタ部９と、外周電極である円筒形状の外周導体１０と、絶縁体１１と、円柱状である中心電極としての中心導体１２とからなる。ベース部材としてのコネクタ部９は、導電体からなる反力受けベース部６と、この反力受けベース部６に固定された円筒形状の外周絶縁体７と、外周絶縁体７において、反力受けベース部６に接続された端部とは反対側の端部に接続固定されたリング状の把持部材８とからなる。把持部材８の内周側にはネジ溝１９が形成されている。把持部材８は導電体からなる。
【００４７】
そして、把持部材８のネジ溝１９が形成された部分に、円筒形状の外周導体１０の後端部２０を嵌め込み固定する。外周導電体としての外周導体１０の後端部２０の外周面には、把持部材８のネジ溝１９に対応するようにネジ溝が形成されている。外周導体１０の後端部２０を把持部材８のネジ溝１９が形成された部分にねじ込むことにより、把持部材８へと外周導体１０を着脱可能に接続することができる。このように、外周導体１０と中心導体１２とを着脱可能に設置できるコネクタ部９を用いることにより、本発明による電極１を容易に実現できる。なお、中心導体１２が接続された反力受けベース部６と外周導体１０が接続された把持部材８とは、外周絶縁体７により電気的に絶縁されている。
【００４８】
また、反力受けベース部６の中央部には、凹部１８が形成されている。この凹部１８に中心導体１２の後端部２１を嵌め込むことにより、反力受けベース部６に中心導電体としての中心導体１２を着脱可能に接続することができる。また、中心導体１２の外周側面上には円筒形状（スリーブ状）の絶縁体１１が配置されている。絶縁部材としての絶縁体１１は、中心導体１２の外周側面上に位置し、中心導体１２を取り囲むように配置されている。絶縁体１１は中心導体１２の外周側面に着脱可能に設置されている。なお、絶縁体１１を、中心導体１２を囲むように配置するとともにコネクタ部９に着脱可能に接続することにより、絶縁体１１の位置を決定してもよい。
【００４９】
絶縁体１１の材料としては、たとえばゴムあるいは他の樹脂などの弾性を有する材料を利用することができる。この場合、絶縁体１１を構成するゴムなどの材料は弾性を有しているので、絶縁体１１に応力が加わっていない場合の絶縁体１１の内径を、中心導体１２の直径よりもある程度小さくしておけば、ゴムなどの材料の弾性力を利用して中心導体１２の外周面上に絶縁体１１の位置を容易に決定することができる。
【００５０】
そして、反力受けベース部６にはケーブル１３が接続されている。また、導電体からなる把持部材８にはケーブル１４が接続されている。このため、パルスパワー源２からケーブル１３および反力受けベース部６を介して中心導体１２に電荷を供給することができる。また、同様にパルスパワー源２からケーブル１４および把持部材８を介して外周導体１０に電荷を供給することができる。
【００５１】
また、図２に示すように、把持部材８の後端から絶縁体１１の後端までの距離Ｌ１（中心導体１２の後端部において中心導体１２の外周面が露出した部分と把持部材８との間の距離）は十分長くなるようにコネクタ部９および絶縁体１１の寸法は決定されている。この結果、後述するように電極１にパルスパワー源２から電荷を供給した場合、外周導体１０の後端部２０あるいは把持部材８と中心導体１２の後端部との間の絶縁を保つことができるので、電極１の先端部におけるギャップ２５（図２参照）において放電を発生させることができる。
【００５２】
上述のように、本発明による電極１では、外周導体１０、絶縁体１１および中心導体１２が互いに着脱可能に配置されている。そのため、後述するように破砕を行なった際に電極１の一部が破損した場合、たとえば外周導体１０のみ、あるいは絶縁体１１のみ、もしくは中心導体１２のみというように、必要最小限の部分だけ（破損した部分だけ）を容易に交換することができる。
【００５３】
なお、外周導体１０と絶縁体１１との間は、図２に示すようにある程度隙間が形成されるようにそれぞれの寸法を決定しておくことが好ましい。このようにすれば、絶縁体１１あるいは絶縁体１１と中心導体１２とを外周導体１０の内周側から抜き出す、あるいは外周導体１０の内周側へと中心導体１２などを挿入する作業を容易に行なうことができる。ただし、上述のように絶縁体１１をゴムのような弾性を有した材料により構成しておけば、絶縁体１１が容易に弾性変形することから、外周導体１０と絶縁体１１との間の隙間の寸法を厳密に制御する必要はない。
【００５４】
また、把持部材８と外周導体１０との接続部は、図２に示すようなネジ構造以外の任意の接続構造を採用することができる。たとえば、把持部材８と外周導体１０とを接続用ネジによって接続固定してもよい。具体的には、把持部材８の内径を外周導体１０の外径より大きくしておくとともに、把持部材８の外周面から内周面にまで到達するネジ孔を形成しておく。そして、把持部材８の内周側に外周導体１０の後端部２０を配置した上で、上記ネジ孔に把持部材８の外周側から接続用ネジを挿入する。この接続用ネジの先端部により外周導体１０の外周面を押圧することで、把持部材８と外周導体１０とを固定する。なお、把持部材８にはネジ孔を複数個形成しておく事が好ましい。
【００５５】
次に、図１および図２に示した破砕装置を用いた破砕方法を簡単に説明する。図１に示すように、岩石などの破砕対象物３の所定部分に電極１を挿入することが可能な大きさの下孔４を形成する。そして、下孔４の内部に電極１の先端部を挿入するとともに、下孔４の内部に電解液としての水５を配置する。一方、パルスパワー源２では、電源１７からコンデンサ１６へと所定量の電荷を蓄積する。また、反力受けベース部６における電極１の後端側の表面上に重り１５を載せる工程を実施する。
【００５６】
そして、コンデンサ１６に必要な量の電荷を蓄積した状態で、パルスパワー源２のスイッチを閉じる。このようにすれば、パルスパワー源６のコンデンサ１６に蓄えられた電荷が、パルスパワー源２からケーブル１３、１４を介して電極１に導入される。この結果、電極１の先端部の中心導体１２と外周導体１０との間のギャップ２５（図２参照）において放電が発生し、アークが形成される（放電を発生させる工程が実施される）。このため、電極１の先端付近の水５が放電エネルギーによってプラズマ化することにより、圧力波が発生する。この圧力波により、電極１の周囲の破砕対象物３を破壊できる。
【００５７】
このように電極１において放電を発生させることにより圧力波を発生させて、この圧力波を利用して破砕対象物３を破砕することができるが、このとき電極１も圧力波による反力を受ける。具体的には、電極１の先端部においてアークを発生させた際、圧力波が発生することによって、下孔４から飛び出す方向（図１における上向きの方向）の反力を電極１が受けることになる。このような反力を打ち消すため、本発明による破砕装置では、図１に示すように反力受けベース部６の表面上（電極１の先端側と反対側に位置する後端側に面するとともに、中心導体１２の中心軸に対してほぼ垂直な方向に延びる表面上）に重り１５を配置している。重り１５としてはたとえば土のうなどを用いることができる。このようにすれば、重り１５によって電極１が受ける反力を容易に打ち消すことができる。
【００５８】
具体的には、図２からもわかるように、ギャップ２５でアークが発生した際に電極１が受けた反力は、その一部が中心導体１２を介して反力受けベース部６へと伝わる。また、同様に反力の一部は外周導体１０から把持部材８、外周絶縁体７を介してやはり反力受けベース部６へと伝わる。この場合に、反力受けベース部６の表面上に重り１５（図１参照）を配置することによって、上述のような反力を容易に打ち消すことができる。
【００５９】
なお、従来の破砕装置用電極では、たとえば外周導体にフランジ部などを設け、そのフランジ部をパワーショベルあるいはマニピュレータなどによって把持することにより反力に耐えるような構造としていた。一方、本発明による破砕装置では、重り１５を配置するという比較的簡単な構成によって電極１で放電を発生させた際の反力を打ち消すことができる。このような重り１５を用いて反力を打ち消す方法は、図１に示すように下孔４を鉛直下向き、あるいは下向きであって垂直方向からある程度傾いた方向に延びるように形成した上で、この下孔４内部に電極１を鉛直下向き、あるいは斜めに挿入して放電破砕を行なう場合に特に効果的である。
【００６０】
また、上述のように放電を発生させた際の圧力波に起因する反力は、電極１においてその先端部から後端部（反力受けベース部６が位置する後端部）側へ向かう方向に作用する。そのため、反力受けベース部６に中心導体１２を固定する固定部の構造としては、このような反力に十分耐えることが可能な構造とすることが好ましい。具体的には、図２に示すように単純に反力受けベース部６の中央部に凹部１８（有底開口部）を形成し、この凹部１８に棒状の鋼などからなる中心導体１２の後端部２１を押し込んで固定するといった構造を利用することができる。このような簡単な構造によっても上述の反力に十分対抗することができる。
【００６１】
なお、図１および図２に示した電極１では、中心導体１２の外周面上に絶縁体１１を接続固定しておいてもよい。このようにすれば、中心導体１２とともに絶縁体１１を同時に交換できる。
【００６２】
（実施の形態２）
図３は、本発明による破砕装置を構成する電極の実施の形態２を示す模式図である。図４は図３に示した電極の断面模式図である。図３および図４を参照して、本発明による破砕装置を構成する電極の実施の形態２を説明する。
【００６３】
図３および図４に示す電極１は、基本的には図１および図２に示した電極１と同様の構造を備えるが、中心導体１２（図４参照）と反力受けベース部６との接続部の構造および電極１における先端部の構造が異なる。具体的には、図４に示すように反力受けベース部６の中央部に中心導体１２を着脱可能に固定するための固定部材２３が設置されている。固定部材２３には中心導体１２の後端部２１を挿入固定するための挿入穴である凹部２４が形成されている。なお、凹部２４の内径の値は、中心導体１２の後端部２１を挿入した場合、後端部２１の外周側面と凹部２４の側壁とが接触して摩擦力により互いの位置を固定できるように決定されている。このようにすれば、中心導体１２を固定部材２３に接続した状態で容易に固定できる。
【００６４】
また、中心導体１２の側壁面上には絶縁体１１が接触した状態で固定されている。電極１の先端部では、外周導体１０の先端部（端部）の位置よりも中心導体１２の端部が突出した状態となるように、中心導体１２および絶縁体１１が電極１の先端部側へ延在するように配置されている。そして、外周導体１０の先端部よりも突出した中心導体１２および絶縁体１１の部分においては、絶縁体１１の外周面上に浮遊電極としての浮遊導体２２が接続固定されている。先端導電体としての浮遊導体２２は円筒形状の外形を有している。中心導体１２、絶縁体１１および浮遊導体２２は一体的に形成され、破砕装置用電極部品としての中心交換部材を構成している。
【００６５】
このような電極１を破砕装置に適用しても、本発明による破砕装置の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、図３および図４に示した電極１では、電極１の先端部において中心導体１２の先端部と浮遊導体２２との間、さらに浮遊導体２２と外周導体１０との間にそれぞれギャップ２５が形成されている。このため、電極１にケーブル１３、１４を介してパルスパワー源２（図１参照）から電荷を供給した場合、この複数のギャップ２５において複数の放電を発生させることによりアークを形成することができる。つまり、図１および２に示した電極においては電極１の先端部の１ヵ所においてのみ放電が発生していたのに対して、図３および図４に示した電極１では少なくとも２ヵ所において放電を発生させることができる。
【００６６】
このように放電が起きる箇所（ギャップ２５）の数を増加させることにより、電極１に供給される電流値を一定した場合において、従来より放電抵抗を増加させることができる。このため、放電により消費されるエネルギー（破砕に利用されるエネルギー）を従来より確実に大きくできる。したがって、破砕装置の能力を増大させることができる。なお、一般に回路全体の抵抗に比べて放電抵抗は小さく、複数箇所での放電抵抗の増加は回路全体の抵抗に比べて充分小さいため、電源の容量を変更することなく破砕能力を増大させることが可能である。
【００６７】
また、電極１において最も破損、消耗しやすい部分の１つは、その両端部にギャップ２５が形成されている浮遊導体２２である。そのため、反力受けベース部６に着脱可能に接続された中心導体１２に絶縁体１１を介して浮遊導体２２を接続固定することで、中心導体１２とともに浮遊導体２２を容易に交換できる。
【００６８】
また、このように浮遊導体２２を一体として備える中心交換部材を用いることにより、浮遊導体２２を独立して交換可能とする場合より、電極１における交換部品の数を少なくすることができる。したがって、電極１のメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００６９】
図５は、図３および図４に示した電極の第１の変形例を示す断面模式図である。図５を参照して、本発明による電極の実施の形態２の第１の変形例を説明する。
【００７０】
図５に示した電極１は、基本的には図３および図４に示した電極と同様の構造を備えるが、中心導体１２と固定部材２３との接続部の構造が異なる。すなわち、図５に示した電極１では、中心導体１２の後端部２１に、中心導体１２の延在する方向（長手方向）に沿って切れ込み部２６が形成されている。切れ込み部２６は、中心導体１２の後端の端面から中心導体１２の延在方向に沿って切れ込みが入ったように形成されている。また、切れ込み部２６は、中心導体１２の外周側面（絶縁体１１が配置された外周側面）の一方部分から、中心導体１２の中心軸を挟んで反対側に位置する外周側面の他方部分にまで延在する細長い溝となっている。
【００７１】
このような構造の電極１によっても、図３および図４に示した電極と同様の効果を得ることができる。さらに、図５に示したような切れ込み部２６を形成することにより、中心導体１２の後端部２１は、切れ込み部２６を構成する溝の側壁とほぼ垂直な方向において容易に弾性変形することができる。このため、中心導体１２の後端部２１を固定部材２３の凹部２４へと挿入する動作あるいは凹部２４から中心導体１２の後端部２１を抜き出す動作を容易に行なうことができる。
【００７２】
また、図５に示した電極１を用いて岩石などの破砕を行なった場合、破砕の後に下孔４（図１参照）が塞がってしまい、この下孔４から電極１が抜けなくなることがある。このような場合、固定部材２３と中心導体１２とがしっかりネジなどで固定されていると、固定部材２３から中心導体１２を分離して、コネクタ部９や外周導体１０を下孔４（図１参照）から抜き出す（中心導体１２のみを下孔４の内部に残して、他の電極１の部分を下孔４から取出す）作業がやり難くなる。しかし、図５のような切れ込み部２６を形成することで、中心導体１２の後端部２１を固定部材２３の凹部２４へ固定しておけば、固定部材２３から中心導体１２を容易に分離できる。したがって、上述のような作業を容易に行なうことができる。
【００７３】
図６は、図３および図４に示した電極の第２の変形例を示す断面模式図である。図６を参照して、本発明による電極の実施の形態２の第２の変形例を説明する。
【００７４】
図６に示した電極１は、基本的には図３および図４に示した電極１と同様の構造を備えるが、中心導体１２と固定部材２３との接続部の構造が異なる。すなわち、中心導体１２の後端部２１の外周側面にはネジ溝２８が形成されている。そして、固定部材２３には、中心導体１２の後端部２１をねじ込むためのネジ穴２７が形成されている。このため、固定部材２３のネジ穴２７に中心導体１２の後端部２１をねじ込むことにより、容易に固定部材２３に中心導体１２を着脱可能に固定することができる。
【００７５】
このような電極１によっても、図３および図４に示した電極１と同様の効果を得ることができる。さらに、中心導体１２をネジ構造により固定部材２３に接続固定するので、固定部材２３に中心導体１２を確実に固定することができる。また、中心導体１２を含む中心交換部材を回転させることで、固定部材２３から中心導体１２の後端部２１を容易に取外すことができる（中心交換部材の交換作業を容易に行なうことができる）。
【００７６】
図７は、図３および図４に示した本発明による電極の第３の変形例を示す断面模式図である。図７を参照して、本発明による電極の実施の形態２の第３の変形例を説明する。
【００７７】
図７に示すように、電極１は基本的には図３および図４に示した電極と同様の構造を備えるが、反力受けベース部６と固定部材２３との接続の方法が異なる。すなわち、図７に示した電極１では、反力受けベース部６に対して固定部材２３がネジ構造によって着脱可能に接続されている。反力受けベース部６にはネジ穴２９が形成されている。ネジ穴２９の側壁にはネジ溝が形成されている。そして、固定部材２３の側壁の端部にはネジ溝が形成されたネジ溝部３０が配置されている。固定部材２３のネジ溝部３０を反力受けベース部６のネジ穴２９にねじ込むことにより、固定部材２３は反力受けベース部６へと接続固定されている。そして、固定部材２３の凹部２４には、中心導体１２の後端部２１が着脱可能に挿入固定されている。
【００７８】
このような電極１によっても、図３および図４に示した電極と同様の効果を得ることができる。また、図７に示した電極では、中心導体１２の後端部２１表面と固定部材２３の凹部２４の側壁などとの間の接触圧力は比較的小さくなっている。そして、この固定部材２３と中心導体１２の後端部２１との接触部は、ケーブル１３および反力受けベース部６、固定部材２３を介して中心導体１２へと電流が供給される通電経路となっている。そのため、この中心導体１２の後端部２１と固定部材２３との間においては大電流の通電に伴って放電が発生しやすい。そして、このような放電が発生すると固定部材２３が損耗する場合がある。このような場合であっても、図７に示した電極１においては固定部材２３を反力受けベース部６から容易に取外して交換できる。つまり、固定部材２３に損傷が発生しても固定部材２３のみを交換できるので電極１全体を交換する必要が無い。そのため、電極１を利用した破砕装置を用いた破砕方法のランニングコストを低減することができる。
【００７９】
図８は、図３および図４に示した電極の第４の変形例を示す模式図である。図９は、図８に示した電極の断面模式図である。図８および図９を参照して、本発明による電極の実施の形態２の第４の変形例を説明する。
【００８０】
図８および図９に示した電極１は、基本的には図３および図４に示した電極１と同様の構造を備えるが、電極１の先端部に配置された浮遊導体２２ａ〜２２ｃの数が異なる。すなわち、図８および図９に示した電極１では、その先端部において、絶縁体１１の外周面上に円筒形状の３つの浮遊導体２２ａ〜２２ｃが間隔を隔てて配置されている。電極１においては、中心導体１２の先端部と浮遊導体２２ｃとの間、浮遊導体２２ａ〜２２ｃの間および浮遊導体２２ａと外周導体１０との間にそれぞれギャップ２５が形成されている。
【００８１】
このような電極１によっても、図３および図４に示した電極１と同様の効果を得ることができる。さらに、図８および図９に示した電極１では、複数の先端導電体部材としての浮遊導体２２ａ〜２２ｃを配置することにより、より多くのギャップ２５を形成している。そのため、電極１に電流を供給した場合に、これらのギャップ２５において放電を発生させることにより、図３および図４に示した電極１より多くの場所で放電を発生させることができる。この結果、電極１において破砕に用いられるエネルギーをより大きくすることができる。
【００８２】
また、図３〜図９に示したように、中心導体１２、絶縁体１１および浮遊導体２２あるいは浮遊導体２２ａ〜２２ｃからなる中心交換部材は、金型内に中心導体１２および浮遊導体２２あるいは浮遊導体２２ａ〜２２ｃを配置した後、金型内にゴムなどの絶縁体となる樹脂を圧入するといった射出成形法によって容易かつ安価に製造することができる。また、このような射出成形法においては、中心導体１２および浮遊導体２２、２２ａ〜２２ｃの材料である導電体としての金属とゴムなどの樹脂との接着を極めて堅固に行なうことができるので、構造的に高い強度を有する中心交換部材を得ることができる。
【００８３】
（実施の形態３）
図１０は、本発明による電極の実施の形態３を示す断面模式図である。図１０を参照して、本発明による電極の実施の形態３を説明する。なお、図１０は図２に対応する。
【００８４】
図１０に示すように、電極１は基本的に図９に示した電極１と同様の構造を備えるが、絶縁体１１の構造および外周導体１０と把持部材８との接続部の構造が異なっている。すなわち、図１０に示した電極１においては、絶縁体１１が電極１の先端部側に位置する先端側絶縁体３１と、先端側絶縁体３１よりも電極１における後端側に配置された付加絶縁体としてのチューブ絶縁体３２とからなる。先端側絶縁体３１の外周面には、浮遊導体２２ａ〜２２ｃが埋込まれた状態で固定されている。浮遊導体２２ａ〜２２ｃは円筒形状の外形を有している。また、先端側絶縁体３１の後端側には、その側面が中心導体１２の外周面に対して傾斜しているテーパー部３３が形成されている。
【００８５】
そして、絶縁体１１を構成するチューブ絶縁体３２のうち、先端側絶縁体３１側の端部は、部分的に先端側絶縁体３１のテーパー部３３の側壁面上に乗り上げて接触した状態となっている。このような構造は、たとえば図１１に示したような方法によって実現できる。図１１は、図１０に示した電極１を構成する中心導体１２、絶縁体１１および浮遊導体２２ａ〜２２ｃからなる中心交換部材３５の製造方法を説明するための模式図である。
【００８６】
まず、金型内に中心導体１２、浮遊導体２２ａ〜２２ｃを所定の配置となるように位置させた後、この金型内にゴムなどの絶縁体となる樹脂を圧入することにより、図１１に示すような端部絶縁体としての先端側絶縁体３１および端部導電体としての浮遊導体２２ａ〜２２ｃが配置された中心導体部材３４を形成する。この中心導体部材３４においては、その後端側において中心導体１２の側壁面が露出した状態となっている。そのため、中心導体部材３４が適用される電極１（図１０参照）の中心軸に沿った方向での長さに合わせて中心導体部材３４の後端側の中心導体１２を所定の長さだけ切断して中心導体部材３４の全体の長さを調整する。
【００８７】
そして、矢印に示した方向にチューブ絶縁体３２を移動させて、付加絶縁体としてのチューブ絶縁体３２を中心導体部材３４に被せる（中心導体部材３４をチューブ絶縁体３２に挿入する）。そして、チューブ状の絶縁体であるチューブ絶縁体３２の一部が図１０に示すように先端側絶縁体３１のテーパー部３３上に乗り上げるまでチューブ絶縁体３２を移動させる。
【００８８】
このように、先端側絶縁体３１の後端部をテーパ−部３３とすることで、チューブ絶縁体３２を先端側絶縁体３１と重なるように配置する作業を容易に行なうことができる。なお、この場合中心導体部材３４を固定しておき、チューブ絶縁体３２を図１１に示した矢印の方向に移動させてもよいし、逆に、チューブ絶縁体３２を固定して中心導体部材３４をチューブ絶縁体３２へ挿入してもよい。このようにして、中心交換部材３５を得ることができる。電極１では、この中心交換部材３５を交換することで、中心導体１２、絶縁体１１および浮遊導体２２ａ〜２２ｃを一括して交換することができる。
【００８９】
また、図１０に示すように、外周導体１０と把持部材８との接続部においては、把持部材８の内周面の全体にネジ溝１９が形成されている。そして、外周導体１０の後端部の位置と把持部材８の後端部（反力受けベース部６に近い側の端部）との位置はほぼ一致している。なお、外周導体１０と把持部材８との接続部の構造を、図１および図２に示した電極１における外周導体１０と把持部材８との接続部の構造と同様としてもよい。
【００９０】
このような電極１によっても、図９に示した本発明による電極１と同様の効果を得ることができる。さらに、図１０および図１１に示した電極１を構成する中心交換部材３５（図１１参照）は、中心導体部材３４（図１１参照）にチューブ絶縁体３２を嵌め込むことにより形成できるので、異なる全長の電極１が必要である場合に、１種類の中心導体部材３４（図１１参照）を利用して異なる長さの中心交換部材３５（図１１参照）を得ることができる。つまり、まず適用する電極１の長さに合わせて中心導体部材３４の後端側を所定の長さだけ切断する。そして、上述のようにチューブ絶縁体３２を中心導体部材３４に被せることで、異なる長さの電極１（図１０参照）に適合した中心交換部材３５（図１１参照）を容易に得ることができる。
【００９１】
このように、同じ金型によって中心導体部材３４を形成した上で、後からその長さをさまざまに変化させた中心交換部材３５を形成することができるので、電極１の製造コストを低減することができる。なお、このような中心交換部材３５の長さは、電極１の延びる方向における外周導体１０の長さおよび沿面絶縁距離Ｌ１（図１０参照）によって決定される。
【００９２】
ここで、電極１のサイズとしては、たとえば以下のような値を用いることができる。すなわち、中心導体１２の直径を８ｍｍ、外周導体１０の内径を１６．１ｍｍ、外周導体１０の外形を２１．７ｍｍとすることができる。また、電極１の中心軸の延びる方向における長さについては、外周導体１０の上記中心軸に沿った方向における長さを２３０ｍｍ、中心導体１２の上記中心軸に沿った方向の長さを５００ｍｍとすることができる。また、沿面絶縁距離Ｌ１（図１０参照）としては、たとえば電極１に供給する電流の電圧として２０ｋＶという値を用い、電極１を泥水などに濡らした場合でも特に問題にならないような値として経験上１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度とすることが好ましい。
【００９３】
また、このように電極１が水に濡れるような場合には、チューブ絶縁体３２として弾性を有するゴムなどを用いることにより、先端側絶縁体３１のテーパー部３３とチューブ絶縁体３２の接触部においてこのチューブ絶縁体３２の内周面とテーパー部３３の表面とを密着させることが好ましい。このようにすれば、チューブ絶縁体３２の内周面とテーパー部３３の表面との間の間隙に水などが浸入することを防止できる。また、図１０において、浮遊導体２２ａの後端と先端側絶縁体３１の後端との間の距離Ｌ３は２０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、距離Ｌ３は４０ｍｍとすることがより好ましい。また、電極１の中心軸に沿った方向におけるテーパー部３３の長さＬ２はたとえば１０ｍｍ程度とすることができる。
【００９４】
また、先端側絶縁体３１の材料としては、ＥＰ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）ゴムなどを用い、その厚さは４ｍｍとすることができる。また、浮遊導体２２ａ〜２２ｃの内径は１７ｍｍ、外径は１９ｍｍ、電極１の中心軸に沿った方向における浮遊電極の長さは１０〜６０ｍｍ、浮遊導体２２ａ〜２２ｃの間の間隔は５ｍｍとすることができる。また、チューブ絶縁体３２としては、たとえば電極１に供給する電流の電圧を２０ｋＶとした場合には、１ｍｍ以上の厚みの樹脂製のチューブを用いることができる。また、チューブ絶縁体３２の材料として用いる樹脂としてはシリコン系の樹脂を用いることが好ましい。
【００９５】
また、図１１に示した中心導体部材３４の先端側絶縁体３１の後端部はテーパー状の形状を有するテーパ−部３３（図１０参照）となっているが、先端側絶縁体３１の後端部の形状は他の形状であってもよい。なお、このようなテーパー部３３を設けることにより、チューブ絶縁体３２と先端側絶縁体３１との接続部の強度を向上させることができる。
【００９６】
また、チューブ絶縁体３２の材料として熱収縮性の樹脂、あるいは汎用の樹脂を用いてもよい。
【００９７】
図１２は、図１０および図１１に示した本発明による電極の第１の変形例を示す模式図である。図１３は、図１２に示した電極の断面模式図である。図１２および図１３を参照して、本発明による電極の実施の形態３の第１の変形例を説明する。
【００９８】
図１２および図１３に示すように、電極１は基本的に図１０および図１１に示した電極と同様の構造を備えるが、中心交換部材３５を構成する絶縁体１１の構成が異なる。すなわち、図１２および図１３に示した電極１では、絶縁体１１が、先端側絶縁体３１と、この先端側絶縁体３１の後端から中心導体１２の外周側面上にまで延在するように巻付けられたテープ状の絶縁体であるテープ状絶縁体４１とからなる。このような構成の電極１によっても、図１０および図１１に示した電極と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
また、図１２および図１３に示すように、チューブ絶縁体３２（図１０参照）に代えてテープ状絶縁体４１を用いることで、中心導体１２や先端側絶縁体３１の形状に関係無く、中心導体１２の外周面上を絶縁体で被覆する作業を容易に行なうことができる。
【０１００】
図１４は、図１０および図１１に示した本発明による電極の第２の変形例を示す断面模式図である。図１４を参照して、本発明による電極の実施の形態３の第２の変形例を説明する。
【０１０１】
図１４に示すように、電極１は基本的に図１０および図１１に示した電極と同様の構造を備えるが、中心導体１２の外周側面上において先端側絶縁体３１の後端側に隣接するように突起部３８が形成されている。突起部３８は、中心導体１２の周方向全体に形成されている。なお、突起部３８として、中心導体１２の外周側面において、中心導体１２の周方向において互いに間隔を隔てて配置された複数の突起部を形成してもよい。そして、この突起部３８上を覆うようにチューブ絶縁体３２が配置されることにより、チューブ絶縁体の凸形状部３９が形成されている。
【０１０２】
このような電極１によっても、図１０および図１１に示した電極１と同様の効果を得ることができる。さらに、突起部３８が形成されているので、中心導体１２の側壁面上からチューブ絶縁体３２が外れにくくなっている。すなわち、中心交換部材３５の形状をより確実に維持することができる。
【０１０３】
図１５は、図１０および図１１に示した本発明による電極の第３の変形例を説明するための断面模式図である。図１５を参照して、本発明による電極の実施の形態３の第３の変形例を説明する。
【０１０４】
図１５に示すように、電極１は基本的に図１０および図１１に示した電極１と同様の構造を備えるが、外周導体１０と中心導体１２との間に位置する絶縁体の構造が異なる。すなわち、図１５に示した電極１では、図１０のチューブ絶縁体３２（図１０参照）の代りに、外周導体１０の内周面上に外周導体側絶縁体４０が配置されている。外周導体側絶縁体４０は、外周導体１０の内周面に固定されていてもよいし、着脱可能に設置されていてもよい。外周導体側絶縁体４０の先端側の端部（電極１の先端側に近い部分）は、先端側絶縁体３１のテーパー部３３の表面に接触した状態となっている。図１５に示した電極１では、先端側絶縁体３１と外周導体側絶縁体４０とにより、中心導体１２と外周導体１０との間を絶縁している。
【０１０５】
このような電極１によっても、図１０および図１１に示した電極１と同様の効果を得ることができる。また、中心導体１２、先端側絶縁体３１および浮遊導体２２ａ〜２２ｃからなる中心導体部材３４（図１１参照）を電極１から取外して交換できるので、電極１を構成する交換部品の数を削減することができる。
【０１０６】
なお、図１５に示したような電極１の構造を得るため、外周導体側絶縁体４０の長さは、中心導体部材３４を矢印３７で示す方向に外周導体１０の内周側へと挿入した際に、先端側絶縁体３１のテーパー部３３表面と外周導体側絶縁体４０の端部が接触するように設定される。
【０１０７】
（実施の形態４）
図１６は、本発明による電極の実施の形態４を示す断面模式図である。また、図１７は、図１６に示した電極における中心導体を反力受けベース部６に固定するための固定部材を示す斜視模式図である。図１６および図１７を参照して、本発明による電極の実施の形態４を説明する。なお、図１６は図２に対応する。
【０１０８】
図１６に示すように、電極１は基本的に図１０に示した電極１と同様の構造を備えるが、絶縁体１１の構造および反力受けベース部６と中心導体１２とを固定する部分の構造が異なる。すなわち、絶縁体１１は図９に示した電極１における絶縁体１１と同様に、中心導体１２の先端部から後端部付近まで、中心導体１２の側壁面を覆うように延在している。中心導体１２の先端部側では、絶縁体１１に浮遊導体２２ａ〜２２ｃが埋め込まれた状態になっている。
【０１０９】
また、反力受けベース部６には開口部５２が形成されている。開口部５２の平面形状は円形状や多角形状など、どのような形状でもよい。なお、図１６に示した開口部５２の平面形状は円形状である。開口部５２上には、図１７に示すような固定部材４２が反力受けベース部６に固定されている。具体的には、固定部材４２を構成する一方の把持アーム４３の下面が反力受けベース部６の上部表面と接続固定されている。
【０１１０】
図１７に示すように、固定部材４２は一方の把持アーム４３と他方の把持アーム４４とがジョイント部４５において回転可能に接続されている。ジョイント部４５にはバネなどの弾性体（図示せず）が配置されている。この弾性体によって、把持アーム４４は把持アーム４３に向かう方向（矢印４６に示す方向）に押しつけられるような力を受けている。
【０１１１】
このような構造の電極１によっても、本発明の実施の形態１による電極１と同様の効果を得ることができる。さらに、図１６に示すように、中心導体１２の後端部を固定部材４２の把持アーム４３、４４の間で挟むことにより、把持アーム４３、４４の側壁面と中心導体１２の側壁面との間の摩擦力によって、反力受けベース部６に中心導体１２を容易に固定できる。
【０１１２】
反力受けベース部６に形成された開口部５２の幅Ｄ３は、中心導体１２と絶縁体１１と浮遊導体２２ａ〜２２ｃとからなる中心交換部材の幅Ｄ１より大きくなっている。また、把持アーム４３の中心導体１２と接触する側壁から、把持アーム４３と対向する開口部５２の側壁までの距離Ｄ２も、上記中心交換部材の幅Ｄ１より大きくなっている。
【０１１３】
そして、把持アーム４４は矢印４６の示す方向とは逆方向に向けて、ジョイント部４５（図１７参照）を中心として回転させることができる。このとき、把持アーム４４において最も把持アーム４３寄りの側壁は開口部５２の側壁の位置より図１６において右側（反力受けベース部６の上部表面上の領域）にまで到達可能となっている。つまり、ジョイント部４５（図１７参照）を中心として把持アーム４４を開くことにより、幅Ｄ２の開口部を作ることができる。
【０１１４】
この幅Ｄ２の開口部を介して、中心導体１２と絶縁体１１と浮遊導体２２ａ〜２２ｃとからなる中心交換部材を反力受けベース部６側から外周導体１０の内周部へ挿入することができる。このように、中心交換部材をいわゆる後込め方式で外周導体１０の内部に挿入した後、開放していた把持アーム４４をジョイント部４５（図１７参照）に設置されたバネなどの力で矢印４６の方向に移動させる。この結果、把持アーム４３、４４により中心交換部材の中心導体１２を挟むことによって、中心交換部材の中心導体１２を簡単に固定できる。したがって、固定部材４２により中心交換部材が電極１の先端側へ抜けて落ちることを防止できる。
【０１１５】
また、中心導体１２の後端部上には、把持アーム４４の一部（延在部）が延在するように配置されている（把持アーム４４の断面形状は図１６に示すようにいわゆるＬ字型になっている）。電極１に電力を供給して岩石などを破砕する場合、電極１の先端部側から反力受けベース部６に向けた方向に中心導体１２は反力を受けるが、この反力を上記把持アーム４４の延在部により受け止めることができる。把持アーム４４の延在部に作用した反力は、ジョイント部４５および把持アーム４３を介して反力受けベース部６に伝わる。このため、ジョイント部４５や把持アーム４３と反力受けベース部６との接続部の強度を充分大きくしておけば、本発明の実施の形態１と同様に反力受けベース部６に重りなどを載せることで、上記反力を容易に打消すことができる。
【０１１６】
また、図１６に示した電極１を用いて岩石などの破砕を行なった場合、破砕の後に下孔４（図１参照）が塞がってしまい、この下孔４から電極１が抜けなくなることがある。このような場合、反力受けベース部６と中心導体１２とがしっかりネジなどで固定されていると、反力受けベース部６から中心導体１２を含む中心交換部材を分離して、コネクタ部９や外周導体１０のみを下孔４（図１参照）から抜き出す（中心導体１２のみを下孔４の内部に残して、他の電極１の部分を下孔４から取出す）作業、あるいは中心交換部材のみを下孔から４（図１参照）から取出す作業がやり難くなる。しかし、図１６のようなバネなどの弾性体の弾性力を利用した固定部材４２を用いれば、固定部材４２から中心導体１２を容易に分離できる。したがって、上述のような作業を容易に行なうことができる。
【０１１７】
なお、中心導体１２を反力受けベース部６に着脱可能に固定する部材としては、図１７に示したようなバネなどの弾性体の弾性力を利用した固定部材４２以外のどのような形式の固定部材を用いてもよい。
【０１１８】
図１８は、図１６に示した本発明による電極の変形例を示す断面模式図である。図１８を参照して、本発明による電極の実施の形態４の変形例を説明する。
【０１１９】
図１８に示すように、電極１は基本的に図１６に示した電極１と同様の構造を備えるが、中心導体１２を反力受けベース部６に固定するための構造が異なる。図１８に示した電極１では、反力受けベース部６に形成された開口部５２を挟むように、反力受けベース部６の上部表面上に固定部材４７ａ、４７ｂが接続固定されている。固定部材４７ａ、４７ｂは、互いに対向するように配置されている。固定部材４７ａ、４７ｂには、ネジ４９を通すためのネジ穴４８ａ、４８ｂがそれぞれ形成されている。
【０１２０】
また、中心導体１２の後端部には、ネジ４９を通すためのネジ穴５１が形成されている。そして、反力受けベース部６の開口部５２を介して（後込め式で）外周導体１０の内周部に、中心導体１２と絶縁体１１と浮遊導体２２ａ〜２２ｃとからなる中心交換部材を挿入配置する。この状態で、固定部材４７ａのネジ穴４８ｂから中心交換部材を構成する中心導体１２のネジ穴５１を介して固定部材４７ｂのネジ穴４８を通すようにネジ４９を配置する。そして、固定部材４７ａ側からネジ４９にナット５０を嵌め込んで固定する。このようにして、反力受けベース部６に中心交換部材を固定できる。
【０１２１】
このような電極１によっても、本発明の実施の形態１による電極と同様の効果を得ることができる。また、図１６に示した電極１より、反力受けベース部６に中心交換部材を強固に固定することができる。
【０１２２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１２３】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、破砕装置用電極において破損した部分のみを個別に交換できるので、破砕作業のランニングコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電極およびその電極を用いた破砕装置の実施の形態１を示す模式図である。
【図２】図１に示した破砕装置を構成する電極の断面模式図である。
【図３】本発明による破砕装置を構成する電極の実施の形態２を示す模式図である。
【図４】図３に示した電極の断面模式図である。
【図５】図３および図４に示した電極の第１の変形例を示す断面模式図である。
【図６】図３および図４に示した電極の第２の変形例を示す断面模式図である。
【図７】図３および図４に示した本発明による電極の第３の変形例を示す断面模式図である。
【図８】図３および図４に示した電極の第４の変形例を示す模式図である。
【図９】図８に示した電極の断面模式図である。
【図１０】本発明による電極の実施の形態３を示す断面模式図である。
【図１１】図１０に示した電極を構成する中心導体、絶縁体および浮遊導体からなる中心交換部材の製造方法を説明するための模式図である。
【図１２】図１０および図１１に示した本発明による電極の第１の変形例を示す模式図である。
【図１３】図１２に示した電極の断面模式図である。
【図１４】図１０および図１１に示した本発明による電極の第２の変形例を示す断面模式図である。
【図１５】図１０および図１１に示した本発明による電極の第３の変形例を説明するための断面模式図である。
【図１６】本発明による電極の実施の形態４を示す断面模式図である。
【図１７】図１６に示した電極における中心導体を反力受けベース部に固定するための固定部材を示す斜視模式図である。
【図１８】図１６に示した本発明による電極の変形例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１　電極、２　パルスパワー源、３　破砕対象物、４　下孔、５　水、６　パルスパワー源、６　反力受けベース部、７　外周絶縁体、８　把持部材、９　コネクタ部、１０　外周導体、１１　絶縁体、１２　中心導体、１３，１４　ケーブル、１５　重り、１６　コンデンサ、１７　電源、１８　凹部、１９，２８　ネジ溝、２０，２１　後端部、２２，２２ａ〜２２ｃ　浮遊導体、２３，４２，４７ａ，４７ｂ　固定部材、２４　凹部、２５　ギャップ、２６　切れ込み部、２７，２９，４８ａ，４８ｂ，５１　ネジ穴、３０　ネジ溝部、３１　先端側絶縁体、３２　チューブ絶縁体、３３　テーパー部、３４　中心導体部材、３５　中心交換部材、３７　矢印、３８　突起部、３９　凸形状部、４０　外周導体側絶縁体、４１　テープ状絶縁体、４３，４４　把持アーム、４５　ジョイント部、４６　矢印、４９　ネジ、５０　ナット、５２　開口部。

Claims (15)

1. 中心軸に沿って延在し、外周面を有する中心導電体と、
   前記中心導電体の外周面上に配置された絶縁部材と、
   前記絶縁部材を囲むように配置された外周導電体とを備え、
   前記中心導電体が着脱可能に設けられている、破砕装置用電極。
2. 前記絶縁部材は前記中心導電体の外周面上に接続固定されている、請求項１に記載の破砕装置用電極。
3. 前記破砕装置用電極の先端側において、前記中心導電体の端部は前記外周導電体の端部の位置より突出するように配置され、
   前記中心導電体の前記端部において、前記中心導電体の外周面上に前記絶縁部材を介して配置されるとともに、前記外周導電体の端部との間に間隙を隔てて配置された先端導電体を備える、請求項１または２に記載の破砕装置用電極。
4. 前記破砕装置用電極の先端側において、前記中心導電体の端部は前記外周導電体の端部の位置より突出するように配置され、
   前記絶縁部材は、前記中心導電体の前記端部において前記中心導電体の外周面上に接続固定された先端側絶縁体と、前記先端側絶縁体上から、前記外周導電体と対向する前記中心導電体の外周面上にまで延在する付加絶縁体とを含み、
   前記中心導電体の前記端部において、前記中心導電体の外周面上に前記先端側絶縁体を介して配置されるとともに、前記外周導電体の前記端部との間に間隙を隔てて配置された先端導電体を備える、請求項１に記載の破砕装置用電極。
5. 前記付加絶縁体は、前記中心導電体の外周面を覆うことが可能なチューブ状の絶縁体および前記中心導電体の外周面を覆うように前記中心導電体に巻き付けられたテープ状の絶縁体のいずれか一方を含む、請求項４に記載の破砕装置用電極。
6. 前記破砕装置用電極の先端側において、前記中心導電体の端部は前記外周導電体の端部の位置より突出するように配置され、
   前記絶縁部材は、前記中心導電体の前記端部において、前記中心導電体の外周面上に接続固定された先端側絶縁体と、前記中心導電体と対向する前記外周導電体の内周面上に配置された付加絶縁体とを含み、
   前記中心導電体の前記端部において、前記中心導電体の外周面上に前記先端側絶縁体を介して配置されるとともに、前記外周導電体の前記端部との間に間隙を隔てて配置された先端導電体を備える、請求項１に記載の破砕装置用電極。
7. 前記先端側絶縁体において、前記中心導電体の前記端部とは反対側に位置する他方端部に面する部分の表面は、前記中心導電体の他方端部に近づくにつれて前記表面から前記中心導電体の外周面までの距離が小さくなるように形成されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の破砕装置用電極。
8. 前記破砕装置用電極の先端側と反対側に位置し、前記中心導電体と前記外周導電体とに接続されたベース部材をさらに備え、
   前記ベース部材において前記中心導電体が接続された部分と前記外周導電体が接続された部分とは電気的に絶縁され、
   前記中心導電体は前記ベース部材と着脱可能に接続されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の破砕装置用電極。
9. 前記外周導電体は前記ベース部材と着脱可能に接続されている、請求項８に記載の破砕装置用電極。
10. 前記ベース部材は、前記破砕装置用電極の先端側と反対側に位置する後端側に面するとともに、前記中心軸に対してほぼ垂直な方向に延びる表面を有する、請求項８または９に記載の破砕装置用電極。
11. 中心軸に沿って延在し、外周面を有する中心導電体と、
    前記中心導電体の外周面上に配置された絶縁部材と、
    前記絶縁部材を囲むように配置された外周導電体とを備え、
    前記中心導電体と前記絶縁部材と前記外周導電体とからなる群から選択される少なくとも１つが着脱可能に設けられている、破砕装置用電極。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の破砕装置用電極を備える破砕装置。
13. ある方向に延在する中心導電体と、
    前記中心導電体の端部において、前記中心導電体の外周面上に接続固定された端部絶縁体と、
    前記端部絶縁体上に配置された端部導電体とを備える、破砕装置用電極部品。
14. 前記端部絶縁体上から、前記中心導電体において前記端部と反対側に位置する他方端部にまで延在するように、前記中心導電体の外周面上に配置された付加絶縁体をさらに備える、請求項１３に記載の破砕装置用電極部品。
15. 請求項１０に記載の破砕装置用電極を用いた破砕方法であって、
    前記ベース部材の前記表面上に重りを載せる工程と、
    前記表面上に重りを載せた状態で、破砕対象物を破砕するために前記破砕装置用電極の前記外周導電体と前記中心導電体とに電流を供給することにより放電を発生させる工程とを備える、破砕方法。

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