JP2009249867A - 塊状体の拡開破砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート構造物等の解体作業における振動や騒音の発生を防ぎ、作業効率の向上を図る塊状体の拡開破砕装置を提供する。
【解決手段】油圧ショベルに装着して使用され、岩盤やコンクリート構造物に前もって穿設された案内穴に内側同士を対面させた２本のウェッジライナーを差し込み、前記２本のウェッジライナーの中央に配設されたウェッジ矢板を油圧シリンダのピストンによって叩打して前記２本のウェッジライナーを左右に拡開し、該案内穴から岩盤やコンクリート構造物等の塊状体に割れを発生させて破砕する塊状体の拡開破砕装置であって、前記油圧シリンダのピストンを上下させるための油圧を供給する下降用油圧パイプと上昇用油圧パイプのそれぞれに、吐出油圧の最大値を設定するリリーフ弁を備え、前記リリーフ弁が、下降用油圧パイプの吐出油圧の最大値より、上昇用油圧パイプの吐出油圧の最大値の方が高くなるように設定可能にしてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ショベルに装着して使用され、岩盤やコンクリート構造物に前もって穿設された案内穴に、内側同士を対面させた２本のウェッジライナーを差し込み、油圧で前記ウェッジライナーを拡開して、前記案内穴から割れを発生させて岩盤やコンクリート構造物等の塊状体を破砕する拡開破砕装置に関する。

従来、岩盤やコンクリート構造物の一般的な破砕作業には、岩盤・コンクリートブレーカ、圧砕機等が使用され、また大型基礎コンクリート構造物の破壊作業には超大型コンクリートブレーカ、超大型圧砕機、モンケン（分銅）等が使用されるほか、火薬による爆破も採用されてきた。
しかし前記のような破砕作業では、大きな打撃・衝撃音及び振動が伴い、都市部では大きな公害問題となっている。
本発明者は、かかる技術課題を解決するため、油圧ショベルに装着して使用され、岩盤やコンクリート構造物に前もって穿設された案内穴に、内側同士を対面させた２本のウェッジライナー（アーム）を差し込み、油圧で前記ウェッジライナー（アーム）を拡開して、前記案内穴から割れを発生させて岩盤やコンクリート構造物を破砕する画期的な案内穴を利用した拡開破砕装置の開発をしてきた。
特開２００４−６０１６０の「コンクリート構造物破砕用可搬形拡開破砕装置」は、シリンダと、ピストン部の下端に突設されピストン部と一体構造に構成されたウエッジ矢板部とでなるピストン一体化ウエッジと、ピストン一体化ウエッジのウエッジ矢板部を挟んで左右に対向配置され、かつ該ウエッジ矢板部に係合して左右に拡開可能なように構成されたアームと、前記シリンダとアームとを連結支持する左右１対のフレームと、前記左右のアームが常に中央のウエッジ矢板部を挟み付けていられるように前記フレームの下部に刻設された溝に挿入されたウレタンゴム製ダンパーが前記アームの上端腕部にその弾性による対向付勢する手段とで構成されている。
前記コンクリート構造物破砕用可搬形拡開破砕装置によるコンクリート構造物の破砕作業は、非常に低振動でかつ低騒音であり、上記課題を解決するために、大きく貢献してきた。
特開２００４−６０１６０号公報

前述のように、本発明者が開発した「コンクリート構造物破砕用可搬形拡開破砕装置」は、拡開破砕装置自体が小型・軽量であり、前もって穿設された案内穴に差し込み、くさびの原理による油圧駆動による拡開作業でコンクリート構造物を破砕するので、振動や騒音の発生を大幅に抑えることに成功している。
ところが、コンクリート構造物の解体作業時において、油圧シリンダ内に配設されたピストン部の下端に突設され前記ピストン部と一体構造に構成されたウエッジ矢板を油圧で押し込み、２本のウェッジライナー（アーム）を拡開してコンクリート構造物を破砕する際、ウェッジライナーの先端がコンクリート構造物に深く埋没し、さらにはコンクリート構造物内の鉄筋のテンションで締められ、２本のウェッジライナー間に押入されたウェッジ矢板が引き抜けなくなるという問題が生じた。
この状態は破砕作業の最初の一、二撃において生じることが多く、また、コンクリート構造物内に埋設された複数本の鉄筋に邪魔され拡開されたままのウェッジライナーでは引き抜けなくなることも生じる。そのため、ショベルマシンを大きく揺動するなどして引き抜かねばならず、作業効率が悪化するだけでなく、余分な作業により振動や騒音が生じてしまうという問題が生じていた。

本発明は上記課題の解決を目的とし、下記の手段によって解決した。
（１）油圧ショベルに装着して使用され、岩盤やコンクリート構造物等の塊状体に前もって穿設された案内穴に内側同士を対面させた２本のウェッジライナーを差し込み、前記２本のウェッジライナーの中央に配設されたウェッジ矢板を油圧シリンダのピストンの滑動によって押入して前記２本のウェッジライナーを左右に拡開し、該案内穴から岩盤やコンクリート構造物等の塊状体に割れを発生させて破砕する塊状体の拡開破砕装置において、前記油圧シリンダのピストンを上下に滑動させるための油圧を供給する下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプと上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプのそれぞれに、吐出油圧の最大値を設定するリリーフ弁が備えられてなることを特徴とする塊状体の拡開破砕装置。
（２）前記リリーフ弁が、下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプの吐出油圧の最大値より、上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプの吐出油圧の最大値の方が高くなるように設定してなることを特徴とする前記（１）に記載の塊状体の拡開破砕装置。
（３）前記下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプと上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプから油圧シリンダに供給される吐出油圧が、油圧ブースタ（増圧器）によって脈動を伴うものとされてなることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の塊状体の拡開破砕装置。

本発明の塊状体の拡開破砕装置によって、下記の効果が発揮できる。
１．岩盤の破砕やコンクリート構造物等の塊状体の解体に使用される塊状体の拡開破砕装置において、ウェッジ矢板を押入するピストンを上下に滑動させるために備えられる下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプと上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプのそれぞれに、パイプの吐出油圧の最大値を設定するリリーフ弁が備えられてなるので、下降用油圧だけでなく、上昇用油圧についても最大圧力を設定することができ、岩盤やコンクリート構造物等の塊状体の破砕状態にあわせて、ピストンの力を任意に調節することができる。
２．前記リリーフ弁が、下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプの吐出油圧の最大値より、上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプの吐出油圧の最大値の方が高くなるように設定可能にしてあるので、ウェッジ矢板を下降させて２本のウェッジライナー間に押し入れる力より、押入したウェッジ矢板を引き抜くの力の方を強くすることができ、コンクリート構造物等の塊状体に深く埋没したり、コンクリート構造物内の複数の鉄筋のテンションで締められたウェッジライナーにより２本のウェッジライナー間に押入されたウェッジ矢板も、前記上昇用パイプからの吐出圧力によって容易に引き抜くことができ、破砕作業を円滑に行うことが可能となり、大幅な作業効率の向上を図ることができる。
さらに、引き抜く力を強くするための制御が油圧の調整によって行えるので、ショベルマシンを揺動するなどの余分な作業が不要で、振動や騒音を伴うことなく破砕作業を行うことができる。
３．前記油圧シリンダに供給される吐出油圧が油圧ブースタ（増圧器）を経由した脈動を伴う油圧なので、油圧シリンダのピストンに断続して圧力が加わり、その衝撃によってウェッジ矢板が叩打されることとなり、振動や騒音を発生させることなく、その引き抜きが効果的に行える。

本発明を実施するための最良の形態を、実施例の図に基づいて説明する。
図１は、本発明の塊状体の拡開破砕装置の説明用回路図である。
図中、１は塊状体の拡開破砕装置、２は油圧シリンダ、３はピストン、４はウェッジ矢板、５はピストン一体化ウェッジ、６はウェッジライナー、７はフレーム、８はダンパー、１０は下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプ、１１は下降用油注入口、２０は上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプ、２１は上昇用油注入口、３００は油圧ユニット、３０１は下降用リリーフ弁、３０２は上昇用リリーフ弁、３１１、３１２は油圧ブースタ（増圧器）、３２は切替弁である。

図１は本発明の塊状体の拡開破砕装置の説明用回路図である。
本発明における塊状体の拡開破砕装置１は、油圧シリンダ２と、ピストン３の下端に突設されピストン３と一体構造に構成されたウエッジ矢板４とでなるピストン一体化ウエッジ５と、ピストン一体化ウエッジ５のウエッジ矢板４を挟んで左右に対向配置され、かつ該ウエッジ矢板４に係合して左右に拡開可能なように構成されたウェッジライナー６、６と、前記油圧シリンダ２とウェッジライナー６、６とを連結支持する左右１対のフレーム７、７と、前記左右のウェッジライナー６、６が常に中央のウエッジ矢板４を挟み付けていられるように前記フレーム７、７の下部に刻設された溝に挿入されたウレタンゴム製ダンパー８が前記ウェッジライナー６、６の上端腕部にその弾性による対向付勢する手段とで構成されている。
そして、前記拡開破砕装置１は、油圧ショベルマシン（図示せず）に装着され、岩盤やコンクリート構造物に前もって穿設された案内穴に、内側同士を対面させた２本のウェッジライナー６、６を差し込み、ピストン一体化ウェッジ５を油圧で下降させて、２本のウェッジライナー６、６を拡開して前記案内穴から割れを発生させて岩盤やコンクリート構造物を破砕する。

前記ピストン一体化ウエッジ５を下降させるために油圧シリンダ２に供給される油圧は、油圧ユニット３００から下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプ１０を介して油圧シリンダ２の上部に設けられた下降用油注入口１１から油圧シリンダ２内のピストン３の上部に与えられる。その際、油圧には脈動を生じさせ、その脈動が下降するピストン一体化ウエッジ５に加わることにより、ピストン一体化ウエッジ５のウエッジ矢板４は左右のウェッジライナー６、６の内面に振動・摺接しながら、容易に下降していく。
一つの案内穴での拡開破砕作業が完了すると、油圧シリンダ２の下部に設けた上昇用油注入口２１に前記油圧ユニット３００から上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプ２０を介して油圧を加えてピストン一体化ウエッジ５を上昇させ、次の案内穴にウェッジライナー６、６を挿入できるよう左右に拡開したウェッジライナー６、６を元の状態に戻す。 この際、フレーム７の下部内側に刻設した溝に装着したウレタンゴム製ダンパー８のウェッジライナー上端腕部への付勢が、ピストン一体化ウエッジ５の上昇に伴ってウェッジライナー６、６の縮閉に作用する。
前記油圧ユニット３００には、ピストン一体化ウエッジ５を下降させるための押し込み用の油圧ブースタ（増圧器）３１１と、ピストン一体化ウエッジ５を上昇させるための引き抜き用の油圧ブースタ（増圧器）３１２とがあり、それぞれ交互に使用される。

そして、前記油圧ユニット３００には、前記油圧シリンダ２のピストン３とウェッジ矢板４とが一体化したピストン一体化ウェッジ５を上下させるための油圧を供給する下降用油圧パイプ１０と上昇用油圧パイプ２０のそれぞれに、リリーフ弁３０１、３０２が備えられ、各パイプの吐出油圧の最大値の設定が可能となっている。
なお、前記リリーフ弁３０１、３０２は、下降用油圧パイプ１０の吐出油圧の最大値より、上昇用油圧パイプ２０の吐出油圧の最大値の方が高くなるように設定可能となっている。

本発明において、塊状体とは、鉄筋が埋設されているコンクリート構造物をはじめとし、岩盤、岩石など、破砕が必要なもの全般をいう。
また、前記「下降用」としているのは、ウェッジ矢板を押し入れる場合であり、「上昇用」としているのは、ウェッジ矢板を引き抜く場合であり、拡開破砕装置１の角度を変えて使用する場合（例えば左右の動き）でも同様である。

本発明の塊状体の拡開破砕装置１においては、あらかじめ油圧ユニット３００に備えられた下降用のリリーフ弁３０１と、上昇用のリリーフ弁３０２には、吐出油圧の最大値を設定する。
コンクリート構造物等の塊状体を破砕のためにウェッジライナー６、６を拡開する場合は、油圧ユニット３００から下降用油圧パイプ１０を介して油圧シリンダ２の上部に設けられた下降用油注入口１１に油圧を供給し、油圧シリンダ２内のピストン３の上部に圧力を加え、ピストン一体化ウエッジ５を下降させる。
油圧ユニット３００には、下降用リリーフ弁３０１が備えられているので、下降用油圧パイプの吐出油圧が、圧力の上昇によりリリーフ弁３０１に設定された最大圧になった場合には、前記リリーフ弁３０１により圧力を逃がすことができ、ピストン一体化ウェッジ５の下降による押し込み用の力を調整することができる。

一方、一つの案内穴における破砕作業が終了し、拡開したウェッジライナー６、６を元に戻す場合は、前記油圧ユニット３００から上昇用油圧パイプ２０を介して油圧シリンダ２の下部に設けた上昇用油注入口２１に油圧を加えて、油圧シリンダ２内のピストン３の下部に圧力を加え、ピストン一体化ウエッジ５を上昇させる。
油圧ユニット３００には、上昇用リリーフ弁３０２が備えられているので、上昇用油圧パイプの吐出油圧が、圧力の上昇によりリリーフ弁３０２に設定された最大圧になった場合には、前記リリーフ弁３０２により圧力を逃がすことができ、ピストン一体化ウェッジ５の上昇による引き抜き用の力を調整することができる。

本発明の拡開破砕装置１における第２の実施例は、あらかじめ油圧ユニット３００に備えられた下降用のリリーフ弁３０１と上昇用のリリーフ弁３０２について、下降用リリーフ弁３０１に設定する下降用油圧パイプの吐出油圧の最大値より、上昇用リリーフ弁３０２に設定する上昇用油圧パイプの吐出油圧の最大値の方を高く設定する。
このように設定することで、ピストン一体化ウエッジ５を油圧で押し込み、２本のウェッジライナーを拡開してコンクリート構造物を破砕した際、ウェッジライナー６、６の先端がコンクリート構造物に深く埋没し、あるいはコンクリート構造物内に埋設された複数本の鉄筋のテンションで締められ、２本のウェッジライナー間に押入されたウェッジ矢板が引き抜けなくなった場合、ピストン一体化ウエッジ５を押し込む下降用の最大油圧より高い油圧で、ピストン一体化ウェッジ５を上昇させることができ、ピストン一体化ウエッジ５の上昇に伴ってウェッジライナー６、６が縮閉するので、前記ウェッジライナー６、６の引き抜きが容易となる。

なお、前記油圧ユニット３００には、ピストン一体化ウエッジ５を下降させるための押し込み用の油圧ブースタ（増圧器）３１１と、ピストン一体化ウエッジ５を上昇させるための引き抜き用の油圧ブースタ（増圧器）３１２が備えられており、前記油圧シリンダ２に供給される吐出油圧は、油圧ブースタ（増圧器）を経由した脈動を伴う油圧なので、油圧シリンダ２のピストン３に断続して圧力を加えることができ、その衝撃でウェッジ矢板４が叩打されることとなり、振動や騒音を発生させることなく、容易に引き抜くことができる。

前記下降用リリーフ弁３０１に設定する下降用油圧パイプの吐出油圧の最大値より、上昇用リリーフ弁３０２に設定する上昇用油圧パイプの吐出油圧の最大値の方を高く設定する場合において、例えば、上昇用リリーフ弁３０２側を下降用リリーフ弁３０１に対して３〜２０％程度高くするのが好ましい。具体的には下降用リリーフ弁３０１の方を１００ＫＰａとし、上昇用リリーフ弁３０２を１１０ＫＰａとする。

なお、本発明の塊状体の拡開破砕装置１は、油圧ショベルに装着して使用するので、油圧ユニット３００の駆動に油圧ショベルの油圧駆動源が利用できる。

本発明の塊状体の拡開破砕装置の説明用回路図

符号の説明

１ 塊状体の拡開破砕装置
２ 油圧シリンダ
３ ピストン
４ ウェッジ矢板
５ ピストン一体化ウェッジ
６ ウェッジライナー
７ フレーム
８ ダンパー
１０ 下降用油圧パイプ
１１ 下降用油注入口
２０ 上昇用油圧パイプ
２１ 上昇用油注入口
３２ 切替弁
３００ 油圧ユニット
３０１ 下降用リリーフ弁
３０２ 上昇用リリーフ弁
３１１ 油圧ブースタ（増圧器）
３１２ 油圧ブースタ（増圧器）

Claims (3)

1. 油圧ショベルに装着して使用され、岩盤やコンクリート構造物等の塊状体に前もって穿設された案内穴に内側同士を対面させた２本のウェッジライナー（６、６）を差し込み、前記２本のウェッジライナー（６、６）の中央に配設されたウェッジ矢板（４）を油圧シリンダ（２）のピストン（３）の滑動によって押入して前記２本のウェッジライナー（６、６）を左右に拡開し、該案内穴から岩盤やコンクリート構造物等の塊状体に割れを発生させて破砕する塊状体の拡開破砕装置（１）において、
   前記油圧シリンダ（２）のピストン（３）を上下に滑動させるための油圧を供給する下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプ（１０）と上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプ（２０）のそれぞれに、吐出油圧の最大値を設定するリリーフ弁（３０１、３０２）が備えられてなることを特徴とする塊状体の拡開破砕装置。
2. 前記リリーフ弁（３０１、３０２）が、下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプ（１０）の吐出油圧の最大値より、上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプ（２０）の吐出油圧の最大値の方が高くなるように設定してなることを特徴とする請求項１に記載の塊状体の拡開破砕装置。
3. 前記下降用（ウェッジ矢板押入用）油圧パイプ（１０）と上昇用（ウェッジ矢板引抜用）油圧パイプ（２０）から油圧シリンダ（２）に供給される吐出油圧が、油圧ブースタ（増圧器）（３１１、３１２）によって脈動を伴うものとされてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の塊状体の拡開破砕装置。