JP2020059977A - Wedge shaped chisel, crushing device and crushing method - 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被破砕物に形成される削孔に対して先細り形状を有する楔型チゼルの先端部を押し込んで削孔から被破砕物の自由面に向けて亀裂を発生させて破砕する技術、特に被破砕物の破砕に適した楔型チゼル、ならびに当該楔型チゼルを用いる破砕装置および破砕方法に関するものである。 The present invention pushes the tip of a wedge-shaped chisel having a tapered shape into a hole formed in an object to be crushed, such as rock, rock, or a concrete structure, and directs the free surface of the object to be crushed from the hole. The present invention relates to a technique for generating cracks and crushing, particularly a wedge-shaped chisel suitable for crushing an object to be crushed, a crushing device and a crushing method using the wedge-shaped chisel.
岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物を破砕するために、楔型チゼルの先端部を削孔に挿入した状態で、削孔が形成される第1方向と平行に楔型チゼルの後端部に打撃または振動を加えながら楔型チゼルを第1方向に押し込んで削孔から被破砕物の自由面に向けて亀裂を発生させて割岩する技術が提案されている(特許文献1〜3等)。
In order to crush objects to be crushed, such as bedrock, rock, and concrete structures, with the tip of the wedge-shaped chisel inserted into the hole, the wedge-shaped chisel is placed parallel to the first direction in which the hole is formed. A technique has been proposed in which a wedge-shaped chisel is pushed in the first direction while hitting or vibrating the end portion to generate a crack from the drilled hole toward the free surface of the crushed object and to split the rock (
ところで、上記のように先細り形状の楔型チゼルの先端部が削孔に押し込まれることにより、楔型チゼルに設けられる複数の傾斜面(本願発明の「第1当接部」や「第2当接部」に相当)が削孔の内壁面を径方向外側に押圧する。このとき、いずれの傾斜面についても、傾斜面が削孔の内壁面を押圧する位置(本願発明の「周方向位置」に相当)は楔型チゼルの先端部の押込中においてほぼ一定である。つまり、削孔の内壁面を押圧する方向はほぼ一定である。そのため、被破砕物で発生する亀裂の方向が大きく変化することはない。そこで、従来においては、例えば特許文献1に記載されているように楔型チゼルによる割岩作業を行った後に、当該楔型チゼルを軸線方向まわりに例えば45゜だけ回転させて再度上記した一連の亀裂導入工程を行って別方向に亀裂を発生させて破砕領域を広げている。
By the way, as described above, the tip end portion of the tapered wedge-shaped chisel is pushed into the drilling hole, so that the plurality of inclined surfaces (the “first contact portion” and the “second contact portion” of the invention of the present application are provided. (Corresponding to the "contact portion") presses the inner wall surface of the drilled hole radially outward. At this time, in any of the inclined surfaces, the position where the inclined surface presses the inner wall surface of the drilled hole (corresponding to the “circumferential position” of the present invention) is substantially constant during the pushing of the tip end portion of the wedge chisel. That is, the direction of pressing the inner wall surface of the drilled hole is substantially constant. Therefore, the direction of the crack generated in the crushed object does not change significantly. Therefore, in the related art, for example, after performing a split rock operation with a wedge-shaped chisel as described in
このように被破砕物に対して多方向に亀裂を発生させて被破砕物を細かく破砕するためには上記亀裂導入工程を繰り返す必要があり、破砕作業の効率の向上が望まれている。 As described above, in order to generate cracks in multiple directions in the crushed object and finely crush the crushed object, it is necessary to repeat the crack introduction step, and it is desired to improve the efficiency of the crushing work.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、先端部を削孔に押し込むことによって被破砕物に対して多様な方向に亀裂を発生させて被破砕物を効率的に破砕することができる楔型チゼルの提供および当該楔型チゼルを用いて破砕作業の効率を高めることができる破砕装置および破砕方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a wedge capable of efficiently crushing an object to be crushed by pushing a tip into a hole to generate cracks in various directions with respect to the object to be crushed. An object of the present invention is to provide a crushing device and a crushing method that can improve the efficiency of crushing work using the wedge chisel.
この発明の第1の態様は、被破砕物に対して削孔が形成される第1方向と平行な軸線方向に延設されるとともに先端に向かって先細りした軸体構造を有し、削孔の内壁面のうち被破砕物の自由面側の第1壁面部位に対して先端部の第1当接部を当接させるとともに反自由面側の第2壁面部位に対して先端部の第2当接部を当接させた状態で削孔に先端部が押し込まれることで第1当接部および第2当接部により削孔の内壁面を押圧して削孔から被破砕物の自由面に向けて亀裂を発生させる楔型チゼルであって、第1当接部は、第1壁面部位に沿って湾曲しながら第1壁面部位に対向して設けられる第1対向面と、第1対向面から第1壁面部位に向けて突設される第1突起部とを有し、軸線方向において互いに異なる複数の軸線方向位置では第1対向面の周方向における第1突起部の突起位置は互いに異なっており、第1方向における第1壁面部位の各部では、第1突起部により押圧される第1壁面部位の周方向における周方向位置は削孔への先端部の押込に対応して変化することを特徴としている。 A first aspect of the present invention has a shaft body structure which is extended in an axial direction parallel to a first direction in which a hole is formed in an object to be crushed and tapers toward a tip. The first contact portion of the tip portion is abutted against the first wall surface portion of the inner wall surface of the crushed object on the free surface side, and the second contact portion of the tip portion is on the second wall surface portion on the anti-free surface side. When the tip portion is pushed into the drilled hole with the contact portion in contact, the inner wall surface of the drilled hole is pressed by the first contact portion and the second contact portion, and the free surface of the object to be crushed from the drilled hole. A wedge-shaped chisel that generates a crack toward the first contact portion, wherein the first contact portion is curved along the first wall surface portion and is opposed to the first wall surface portion. A first protrusion that is provided so as to project from the surface toward the first wall surface portion, and the first protrusion is provided at a plurality of axial positions that are different from each other in the axial direction. The projecting positions of the first projecting portions in the circumferential direction of the facing surface are different from each other, and in each part of the first wall surface portion in the first direction, the circumferential position in the circumferential direction of the first wall surface portion pressed by the first projecting portion. Is characterized in that it changes according to the pushing of the tip into the hole.
また、この発明の第2の態様は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物に形成された削孔から被破砕物の自由面に向けて亀裂を与えて被破砕物を破砕する破砕装置であって、上記楔型チゼルと、楔型チゼルの後端を打撃するピストンとを備え、ピストンにより楔型チゼルに打撃を加えながら楔型チゼルの先端部を削孔に押し込んで被破砕物を破砕することを特徴としている。 A second aspect of the present invention is to crush a crushed object by giving a crack toward a free surface of the crushed object from a hole formed in the crushed object such as rock mass, rock, and concrete structure A device comprising the wedge chisel and a piston that strikes the rear end of the wedge chisel, and the tip of the wedge chisel is pushed into the drilling hole while the piston is striking the wedge chisel to be crushed. It is characterized by crushing.
また、この発明の第3の態様は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物に形成された削孔から被破砕物の自由面に向けて亀裂を与えて被破砕物を破砕する破砕装置であって、上記楔型チゼルと、作業機械により保持される本体部と、本体部の被破砕物側で削孔が形成された第1方向と平行な振動方向に振動する振動部と、本体部に対して振動部を振動方向に振動自在に支持する支持部と、振動部に取り付けられて楔型チゼルの後端部を保持するチゼル保持部とを備え、楔型チゼルの先端部を削孔に挿入した状態で楔型チゼルの後端部をチゼル保持部で保持したまま振動部で発生する振動方向の振動を楔型チゼルに与えながら自重または作業機械から与えられる押圧力により楔型チゼルの先端部を押し込んで被破砕物を破砕することを特徴としている。 Further, a third aspect of the present invention is a crushing method in which a crushed object is crushed by giving a crack toward a free surface of the crushed object from a hole formed in the crushed object such as rock mass, rock, and a concrete structure. An apparatus, wherein the wedge-shaped chisel, a main body held by a work machine, and a vibrating portion vibrating in a vibration direction parallel to a first direction in which a hole is formed on the crushed object side of the main body, The main body includes a support portion that supports the vibrating portion so that the vibrating portion can vibrate in the vibration direction, and a chisel holding portion that is attached to the vibrating portion and that holds the rear end portion of the wedge-shaped chisel. While the rear end of the wedge-shaped chisel is held in the drilled hole while being held by the chisel holding part, the wedge-shaped chisel is given the vibration in the vibration direction generated by the vibrating part while being applied to the wedge-shaped chisel by its own weight or the pressing force given by the work machine. Crush the object to be crushed by pushing the tip of the chisel It is characterized.
さらに、この発明の第4の態様は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物に形成された削孔から被破砕物の自由面に向けて亀裂を与えて被破砕物を破砕する破砕方法であって、上記楔型チゼルを準備する工程と、楔型チゼルの先端を削孔に挿入する工程と、削孔が形成される第1方向と平行に楔型チゼルの後端部に打撃または振動を加えながら楔型チゼルを第1方向に押し込んで削孔の周囲を割岩する工程とを備えることを特徴としている。 Further, a fourth aspect of the present invention is a crushing method for crushing an object to be crushed by giving a crack toward a free surface of the object to be crushed from a hole formed in the object to be crushed, such as rock, rock or concrete structure. A method comprising: preparing the wedge chisel, inserting the tip of the wedge chisel into a hole, and striking a rear end of the wedge chisel parallel to a first direction in which the hole is formed. Alternatively, a step of pushing the wedge-shaped chisel in the first direction while applying vibration to split the rock around the drilled hole is featured.
以上のように、本発明によれば、楔型チゼルの先端部が削孔に押し込まれると、第1当接部および第2当接部により削孔の内壁面が押圧されるが、特に第1当接部では第1突起部が設けられ、上記内壁面の第1壁面部位を押圧する。しかも第1方向における第1壁面部位の各部では、第1突起部により押圧される第1壁面部位の周方向における周方向位置が削孔への先端部の押込に対応して変化する。例えば図3に示すように、削孔の開口付近では周方向位置が上記押込の進行に伴って第1壁面部位の周方向に変化し、押圧方向(図3中の白抜き矢印)が変動して亀裂方向も変化する。このため、多様な亀裂が被破砕物に数多く発生して被破砕物を効率的に破砕することができる。 As described above, according to the present invention, when the tip portion of the wedge-shaped chisel is pushed into the drilled hole, the inner wall surface of the drilled hole is pressed by the first contact portion and the second contact portion. The first contact portion is provided with the first protrusion, and presses the first wall surface portion of the inner wall surface. Moreover, in each part of the first wall surface portion in the first direction, the circumferential position in the circumferential direction of the first wall surface portion pressed by the first protrusion changes in accordance with the pushing of the tip portion into the drilled hole. For example, as shown in FIG. 3, in the vicinity of the opening of the drilled hole, the circumferential position changes in the circumferential direction of the first wall surface portion as the pushing progresses, and the pushing direction (white arrow in FIG. 3) changes. The crack direction also changes. Therefore, various cracks are generated in the crushed object in large numbers, and the crushed object can be efficiently crushed.
図1は本発明に係る楔型チゼルの第1実施形態を装備する破砕装置の一例である油圧ブレーカーの使用態様を示す図である。油圧ブレーカー1に装着された楔型チゼル(以下、単に「チゼル」と称する)2の先端部を岩盤3に形成された削孔4に押し込むことで削孔4の周囲が破砕される。この明細書では、後の説明のために、図1に示すようにXYZ座標軸を設定する。ここでは、削孔4の形成方向を「−Z」とし、削孔形成方向(−Z)と直交する方向のうち削孔4から岩盤3の自由面31に向かう方向を「+Y」とし、方向Zおよび方向Yに直交する方向を「X」とする。
FIG. 1 is a diagram showing a usage mode of a hydraulic breaker which is an example of a crushing device equipped with a first embodiment of a wedge type chisel according to the present invention. The tip of a wedge-shaped chisel (hereinafter, simply referred to as “chisel”) 2 mounted on the
油圧ブレーカー1は図1に示すようにバックホウ等の建設車両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。この油圧ブレーカー1はブラケット52に支持されるブレーカー本体(図示省略)を備えている。また、このブレーカー本体は、中央部にシリンダ11を有している。そして、不図示の油圧供給源から切換弁を介してシリンダ11へ圧油を供給することにより、シリンダ11内に摺嵌されるピストン12が軸方向に前後進可能になっている。
As shown in FIG. 1, the
ブレーカー本体の先端部(図1の下方側端部)には、チゼル2の軸線AX(図2)がピストン12の往復軸と同軸線上となるようにチゼル2の後端部21が挿着され、このチゼル2の後端面とピストン12との間に打撃室が形成されている。そして、ブレーカー本体の先端部内では、上記ピストン12の打撃によってチゼル2が軸線AXの方向に所定距離の往復移動が可能になっている。なお、図1中の符号53は、ピストン12の打撃時に発生する作動音が騒音として周囲に伝播するのを抑制する防音カバーである。
The
図2は本発明に係る楔型チゼルの第1実施形態を示す図である。同図(a)はチゼル2を(+X)方向から見た側面図であり、同図(b)はチゼル2を(+Y)方向から見た側面図であり、同図(c−1)〜(c−4)はそれぞれチゼル2の軸線方向Zにおいて互いに異なる軸線方向位置Z1〜Z4でのXY断面図である。
FIG. 2 is a view showing a first embodiment of the wedge type chisel according to the present invention. The figure (a) is the side view which looked at the
楔型チゼル2は、削孔4の形成方向(−Z)と平行な軸線AXを有する軸体構造を有しており、後端部21が油圧ブレーカー1に装着可能となっている。一方、楔型チゼル2の先端部22は先端側、(−Z)方向側に進むにしたがって外径が減少する、いわゆる先細り形状を有している。より詳しくは、先端部22の後端位置Prは削孔4の内径dよりも大きな外径を有する一方、先端位置Pfでは削孔4の内径dよりも小さな外径を有する。このように先端部22の側面のうち自由面側(図2(a)の右手側)および反自由面側(図2(a)の左手側)がそれぞれ傾斜面23、24となっている。
The wedge-
自由面側の傾斜面23は、削孔4の内壁面のうち自由面側の第1壁面部位(図3の符号41)に沿って湾曲しながら第1壁面部位に対向して設けられており、本発明の「第1対向面」に相当している。また、傾斜面23から(+Y)方向に、つまり第1壁面部位に向けて突起部25が一定の高さで突設されている。この突起部25は、図2に示すように、傾斜面23に対して螺旋状に設けられており、先端部22の有効割岩範囲Rでは次のような特徴を有している。すなわち、軸線方向Zにおいて互いに異なる複数の軸線方向位置(同図では、4つの軸線方向位置Z1〜Z4が図示されている)では傾斜面(第1対向面)23の周方向における突起部25の突起位置(同図では、4つの突起位置251〜254が図示されている)は互いに異なっている。なお、XY平面における軸線AXから突起部25の頂部(同図では、4つの頂部231〜234が図示されている)までの距離Lは軸線AXから傾斜面23までの距離よりも長く、しかもチゼル2の先端に向かって漸次減少する。このため、後述するように削孔4にチゼル2の先端部22を押し込むと、傾斜面23は削孔4の第1壁面部位と接触せず、突起部25のみが第1壁面部位と当接して押圧する。しかも、突起部25は傾斜面23に巻き付くような螺旋形状を有している。このため、各軸線方向位置Z1〜Z4では傾斜面23の周方向における突起部25の突起位置は図2(c−1)〜(c−4)に示すように相互に相違している。
The
一方、反自由面側の傾斜面24は削孔4の内壁面のうち反自由面側の第2壁面部位(図3の符号42)に沿って湾曲しながら第2壁面部位に対向して設けられており、本発明の「第2対向面」に相当している。また、反自由面側では、図2に示すように傾斜面24から後端部21にわたって空気抜きとして機能する溝部26が設けられている。
On the other hand, the
このように構成されたチゼル2の先端部22を削孔4に押し込むと、反自由面側では傾斜面24が削孔4の内壁面の第2壁面部位に当接して押圧するとともに自由面側では突起部25が選択的に削孔4の内壁面の第1壁面部位に当接して押圧する。これによって、削孔4から自由面31に向けて亀裂を発生させることができる。このように、本実施形態では、傾斜面23と突起部25とで本発明の「第1当接部」が構成される一方、傾斜面24で本発明の「第2当接部」が構成されており、次のようにして破砕作業が実行される。
When the
図3は図1の破砕装置により岩盤を破砕する破砕方法を模式的に示す図である。図2に示すチゼル2の先端部22を削孔4に挿入すると、図3(a)に示すように、削孔4の内壁面のうち自由面側の第1壁面部位41に第1当接部の突起部25が係止されるとともに反自由面側の第2壁面部位42に第2当接部の傾斜面24が係止される。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a crushing method of crushing bedrock by the crushing device of FIG. When the
そして、油圧ブレーカー1のピストン12を軸線AXと略平行に往復動させてチゼル2の後端部21(図2)を直接打撃すると、チゼル2の先端部22が削孔4に押し込まれる。このとき、削孔4の開口近傍位置(深さHa)では、第1壁面部位41に対して突起部25の先端突起部位(突起部25のうち軸線方向位置Z4に位置する部位)254が第1壁面部位41に当接して図中の白抜き矢印で示すように(+Y)方向から45゜程度だけ(+X)方向に傾いた方向に押圧力F14を第1壁面部位41に与える。一方、第2壁面部位42に対して傾斜面24が第2壁面部位42に当接して図中の白抜き矢印で示すように(−Y)方向に押圧力F2を第2壁面部位42に与える。このため、これらの押圧力F14、F2によって、チゼル2の押込量と傾斜面23、24の傾斜角とで決まる距離だけ先端部22が削孔4の内壁の自由面側、つまり(+Y)方向側を押し遣り、削孔4から自由面31に向けて亀裂が発生する。
When the
また、ピストン12による打撃を継続しながらチゼル2の先端部22を削孔4にさらに押し込んでいくと、同図(b)に示すように、第2壁面部位42に対する傾斜面24の当接状態は変化せず、(−Y)方向に押圧力F2が第2壁面部位42に与えている。この点に関しては、チゼル2の押込量にかかわらず同一である。これに対し、第2壁面部位42に対する突起部25の当接状態はチゼル2の先端部22の押込に応じて変化する。例えば同図(b)に示すように、先端部22が押し込まれた分だけ突起部25の先端突起部位254は削孔4の開口近傍位置(深さHa)よりも深い位置(深さHb)で第1壁面部位41に当接して図中の白抜き矢印で示すように(+Y)方向から45゜程度だけ(+X)方向に傾いた方向に押圧力F14を第1壁面部位41に与える。これによって押込初期(同図(a))と同様にして亀裂が深さHbで第1壁面部位41から自由面31に向けて発生する。また同時に、削孔4の開口近傍位置(深さHa)では、新たに突起部25の中間突起部位(突起部25のうち軸線方向位置Z3に位置する部位)253が第1壁面部位41に当接して図中の白抜き矢印で示すように(+Y)方向から22.5゜程度だけ(+X)方向に傾いた方向に押圧力F13を第1壁面部位41に与える。このため、削孔4の開口近傍位置では上記とは異なる方向に亀裂が発生する。
Further, when the
このような動作を継続させることで、削孔4から自由面31に向けて種々の方向に多様な亀裂が数多く岩盤(被破砕物)3に入って岩盤3が割岩される。その結果、従来技術に比べ、岩盤3からの破砕除去がより容易なものとなっている。
By continuing such an operation, a large number of various cracks in various directions from the drilled
図4は本発明に係る楔型チゼルの第2実施形態を示す図である。図5は図4の楔型チゼルを装備する破砕装置の一例である油圧ブレーカーの使用態様を示す図である。図4に示すチゼル2は単独でも第1実施形態と同様にして岩盤3の破砕に有効であるが、チゼル2を複数本用意し、それらを例えば特許文献2に記載された破砕方法、いわゆるユニット破砕工法に用いることができる。
FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the wedge type chisel according to the present invention. FIG. 5 is a view showing a usage mode of a hydraulic breaker which is an example of a crushing device equipped with the wedge type chisel of FIG. 4. Although the
チゼル2は第1実施形態と同様に突起部25を有しており、チゼル2の先端部22を削孔4に押し込むことによって削孔4から自由面31に向けて多様な方向に数多くの亀裂を発生させる点で共通する一方、次の2点で相違している。したがって、相違点を中心に構成説明する一方、同一または相当する構成については同一符号を付して説明を省略する。
The
第1の相違点はチゼル先端側(−Z方向側)にさらに先細り形状の支持部27が設けられている点である。すなわち、支持部27の後端径は削孔4の内径dよりもさらに細く仕上げられており、先端側に進むにしたがって外径が小さくなっている。このため、支持部27は削孔4にすっぽり挿入可能となっており、また挿入後において支持部27は、チゼル2が傾いた際に削孔4の内壁に係合して支持し、チゼル2の転倒を防止する機能を有している。
The first difference is that a
また、第2の相違点はチゼル2の後端部21の形状であり、後端部21は油圧ブレーカー1と分離した形でピストン12からの打撃を受ける構造を有している。すなわち、油圧ブレーカー1は図5に示すようにバックホウ等の建設車両5のアーム51にブラケット52を介して取り付けられるブレーカー本体13と、ブレーカー本体13に取り付けられるアタッチメント14と、岩盤3に形成された削孔4に上記支持部27が予め挿入されて自立しているチゼル2とを備えて構成される。
The second difference is the shape of the
図5に示すように、ブレーカー本体13は軸方向(図5の上下方向)に延びるハウジング(図示省略)を有しており、その内部に軸方向に沿って延びる円筒状のシリンダ空間15が形成されている。また、ブレーカー本体13はシリンダ空間15に収容されたピストン12を有しており、このピストン12は不図示の油圧供給源から切換弁を介して圧油が供給されることにより軸方向に往復動する。さらに、シリンダ空間15の先端側(図5の下側)には当該シリンダ空間15と連通する筒状空間16が形成されており、筒状空間16の先端面は開口面となっている。
As shown in FIG. 5, the
アタッチメント14はピストン12とチゼル2との間に配置されて、ピストン12の往復動による打撃力をチゼル2に伝達する役割を有する。アタッチメント14の後端部は筒状空間16の開口面から当該筒状空間16に挿入されてブレーカー本体13に装着される。この装着状態において、アタッチメント14の先端部は筒状空間16から突出する。また、アタッチメント14の先端部には円筒状のガイド部17が形成されている。ガイド部17の内部に形成される挿入空間18の先端面は開口面となっており、この開口面から挿入空間18にチゼル2の後端部21を収容可能となっている。また、開口面と対向する面がチゼル2の後端端面を打撃する打撃面として構成されている。
The
チゼル2の後端部21は、次のように構成されてガイド部17の内側の挿入空間18に挿入可能となっている。すなわち、チゼル2の後端部21は、アタッチメント14によって打撃される後端端面を有する第1後端部21aと、第1後端部21aの先端側(−Z方向側)に延設され第1後端部21aよりも大きな外径を有する第2後端部21bとを有しており、第1後端部21aと第2後端部21bとの境界部では径が大きく変化して段部11cが形成されている。そして、チゼル2の後端部21はアタッチメント14の挿入空間18に対して軸方向に出し入れ可能、すなわちガイド部17に対して係脱自在に構成されている。
The
上記のように構成されたチゼル2を用いて(+Y)方向側に自由面31を有する岩盤3を破砕する破砕作業については、特許文献2に記載されたと同様にして行うことができる。しかも、第2実施形態においてもチゼル2に突起部25が設けられていることから、第1実施形態と同様に、チゼル2の先端部22を削孔4に押し込むことによって削孔4から自由面31に向けて多様な方向に数多くの亀裂を発生させることができ、上記破砕作業を効率的に行うことができる。
The crushing work for crushing 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、ピストン12の往復動による打撃力を直接またはアタッチメント14を介して間接的にチゼル2に与えて破砕処理を行う油圧ブレーカー1に対して本発明を適用しているが、例えば特許文献3に記載された破砕装置に図2に示すチゼル2を装着して破砕処理を行ってもよい(第3実施形態)。
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 present invention is applied to the
図6は図2の楔型チゼルを装備する他の破砕装置の使用態様を示す図である。この破砕装置は、作業機械の一例であるクレーン車6と、破砕機構7と、図2に示すチゼルとを用い、第1実施形態や第2実施形態と同様に、岩盤3に対して予め(−Z)方向に形成しておいた削孔4の周囲のうち自由面側(同図の右手側)を破砕するものである。クレーン車6は、同図に示すように、削孔4が形成された現場に隣接した位置で駐車され、当該位置から削孔4の上方空間に向けてアーム61を伸ばしている。そして、アーム61の先端からワイヤー62が垂下し、その先端に破砕機構7が取り付けられている。
FIG. 6 is a view showing a usage mode of another crushing device equipped with the wedge type chisel of FIG. 2. This crushing device uses a crane truck 6 which is an example of a working machine, a crushing
破砕機構7は、ワイヤー62によってクレーン車6に保持される本体部71と、本体部71の岩盤3側で削孔4の形成方向と平行な振動方向Zに振動する振動部72と、本体部71に対して振動部72を振動方向Zに振動自在に支持する4本の支持部73と、振動部72に取り付けられてチゼル2の後端部21を保持するチゼル保持部74とを備えている。なお、破砕機構7の構成は特許文献3に詳しく記載されているため、ここでは構成説明を省略する。
The crushing
図2に示すチゼル2はチゼル保持部74に保持されており、第1当接部(=傾斜面23+突起部25)を自由面31に向けた状態でチゼル2の先端部22が削孔4に挿入される。これによって、削孔4の内壁面のうち自由面側の第1壁面部位41に第1当接部の突起部25が係止されるとともに反自由面側の第2壁面部位42に第2当接部の傾斜面24が係止される。そして、破砕機構7の油圧モータ(図示省略)を作動させることで、チゼル保持部74によってチゼル2を保持したまま振動部72を削孔形成方向(−Z)と平行な方向Zに振動させる。これにより、チゼル2に対して削孔形成方向(−Z)に押し込む力(チゼル2および破砕機構7の自重を含む)と削孔4から引き抜く力とが交互に与えられる。このとき、チゼル2に押し込む力が作用することでチゼル2の先端部が削孔4に押し込まれる。このとき、第1実施形態と同様にして削孔4から自由面31に向けて種々の方向に多くの亀裂が発生する。また、押し込む力を作用させた後で直ちに引き抜く力が作用し、チゼル2の先端部22が削孔4の内壁と噛み込むのを防止する。この振動動作中、振動部72で発生する振動に対する反力は本体部71で受け止められ、安定して破砕処理を行うことができる。なお、特許文献3に記載されているように、作業機械によりチゼル2を強制的に削孔4に押し込むように構成してもよい。
The
また、上記実施形態では、反自由面側にのみ溝部26を設けているが、例えば図7に示すように溝部26を設けてもよい。なお、この場合、溝部26の追加により自由面側の傾斜面23には2つの突起部25a、25bが設けられる。また、突起部の形成は第1当接部に限定されるものではなく、例えば図7に示すように、自由面側の傾斜面23に加えて反自由面側の傾斜面24に、軸線AXに対して突起部25a、25bと線対称な形状を有する突起部28a、28bを追加してもよい。つまり、第2当接部を傾斜面24と突起部28a、28bとで構成してもよい。また、突起部の個数は上記した「1」や「2」に限定されるものではなく、3以上であってもよい。これらの構成については、第2実施形態に係る楔型チゼルに対しても同様である。
Further, in the above embodiment, the
また上記実施形態では、空気抜きの溝部26を第1当接部や第2当接部に設けているが、これらは必須ではなく、第1当接部および第2当接部以外に空気抜き構造を別途設けてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the air
さらに、第1実施形態および第2実施形態では油圧によりピストンを往復動させているが、ピストンの駆動源は油圧に限定されるものでなく、破砕装置全般で使用される駆動源、例えばエアーなどを用いる破砕装置にも本発明を適用することができることが言うまでもない。 Furthermore, in the first and second embodiments, the piston is reciprocated by hydraulic pressure, but the drive source of the piston is not limited to hydraulic pressure, and a drive source used in all crushing devices, such as air, etc. It goes without saying that the present invention can also be applied to a crushing device using a.
また、第1実施形態および第2実施形態では、図1や図5に示すようにチゼル2の後端部21が打撃される際に発生する作動音が騒音として周囲に伝播するのを抑制するために、防音カバー53を設けているが、作動音のさらなる抑制を図るために、特許第5824713号に記載されている技術を用いてもよい。すなわち、シリンダの先端部に挿入空間を形成し、当該挿入空間に対してチゼル2の後端部21を遊挿可能に構成することで上記作動音が周囲に伝播するのをさらに効果的に抑制することができる。
Further, in the first embodiment and the second embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5, the operation sound generated when the
上記した実施形態では、岩盤3が本発明の「被破砕物」の一例に相当している。また、(−Z)方向が本発明の「第1方向」に相当し、これと平行に延びる軸線AXの延伸方向が本発明の「軸線方向」に相当している。また、突起部25、25a、25bが本発明の「第1突起部」に相当し、突起部28a、28bが本発明の「第2突起部」に相当している。また、例えば図3に示すように突起部25の突起部位253、254が第1壁面部位41に当接して押圧する位置が本発明の「第1壁面部位の周方向における周方向位置」の一例に相当している。
In the embodiment described above, the
この発明は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの被破砕物に形成される削孔に対して先細り形状を有する楔型チゼルの先端を押し込んで削孔から自由面に向けて亀裂を発生させて破砕する技術全般に適用することができる。 This invention, by pushing the tip of a wedge-shaped chisel having a tapered shape to a drilling hole formed in a crushed object such as rock, rock, or a concrete structure to generate a crack from the drilling hole toward a free surface. It can be applied to all crushing techniques.
1…油圧ブレーカー(破砕装置)
2…楔型チゼル
3…岩盤(被破砕物)
4…削孔
7…破砕機構
12…ピストン
21…(チゼルの)後端部
31…(被破砕物の)自由面
23…傾斜面(第1対向面、第1当接部)
24…傾斜面(第2対向面、第2当接部)
25,25a,25b,28a,28b…突起部
41…第1壁面部位
42…第2壁面部位
Z1〜Z4…軸線方向位置
1 ... Hydraulic breaker (crushing device)
2… Wedge-shaped
4 ...
24 ... Inclined surface (second facing surface, second contact portion)
25, 25a, 25b, 28a, 28b ...
この発明の第1の態様は、被破砕物に対して削孔が形成される第1方向と平行な軸線方向に延設されるとともに先端に向かって先細りした先端部を設けた軸体構造を有し、削孔の内壁面のうち被破砕物の自由面側の第1壁面部位に対して先端部の第1当接部を当接させるとともに反自由面側の第2壁面部位に対して先端部の第2当接部を当接させ、かつ軸線まわりに回転させない状態で削孔に先端部が第1方向に沿って押し込まれることで第1当接部および第2当接部により削孔の内壁面を押圧して削孔から被破砕物の自由面に向けて亀裂を発生させる楔型チゼルであって、第1当接部は、第1壁面部位に沿って湾曲しながら第1壁面部位に対向して設けられる第1対向面と、第1対向面から第1壁面部位に向けて突設される第1突起部とを有し、軸線方向において互いに異なる複数の軸線方向位置では第1対向面の周方向における第1突起部の突起位置は互いに異なっており、
第1方向における第1壁面部位の各部では、第1突起部により押圧される第1壁面部位の周方向における周方向位置は削孔への先端部の押込に対応して変化することを特徴としている。
A first aspect of the present invention is a shaft structure in which a tip end portion is provided which extends in an axial direction parallel to a first direction in which a hole is formed in an object to be crushed and which is tapered toward a tip end. Of the inner wall surface of the drilled hole, the first contact portion of the tip portion is in contact with the first wall surface portion of the crushed object on the free surface side, and the second wall surface portion on the anti-free surface side The second abutting portion of the tip portion is abutted , and the tip portion is pushed into the drilling hole along the first direction in a state where the second abutting portion is not rotated about the axis line, so that the first abutting portion and the second abutting portion are used for cutting. A wedge-shaped chisel that presses an inner wall surface of a hole to generate a crack from a drilled hole toward a free surface of an object to be crushed, wherein a first abutting portion bends along a first wall surface portion to form a first wall. A first facing surface provided to face the wall surface portion, and a first protruding portion protruding from the first facing surface toward the first wall surface portion. And, the plurality of different axial positions in the axial direction and protruding position of the first projecting portion in the circumferential direction of the first facing surface different from each other,
In each part of the first wall surface portion in the first direction, the circumferential position in the circumferential direction of the first wall surface portion pressed by the first protrusion changes according to the pushing of the tip portion into the drilled hole. There is.
Claims (7)
前記第1当接部は、前記第1壁面部位に沿って湾曲しながら前記第1壁面部位に対向して設けられる第1対向面と、前記第1対向面から前記第1壁面部位に向けて突設される第1突起部とを有し、
前記軸線方向において互いに異なる複数の軸線方向位置では前記第1対向面の周方向における前記第1突起部の突起位置は互いに異なっており、
前記第1方向における前記第1壁面部位の各部では、前記第1突起部により押圧される前記第1壁面部位の周方向における周方向位置は前記削孔への前記先端部の押込に対応して変化する
ことを特徴とする楔型チゼル。 The shredder of the inner wall surface of the drilled hole has a shaft structure that extends in the axial direction parallel to the first direction in which the drilled hole is formed for the shredded object and tapers toward the tip. The first contact portion of the tip end portion is brought into contact with the first wall surface portion on the free surface side of the object, and the second contact portion of the tip end portion is contacted with the second wall surface portion on the anti-free surface side. When the tip portion is pushed into the drilled hole in this state, the inner wall surface of the drilled hole is pressed by the first contact portion and the second contact portion, and the object to be crushed is free from the drilled hole. A wedge-shaped chisel that generates a crack toward the surface,
The first contact portion is provided along the first wall surface portion while facing the first wall surface portion while curving along the first wall surface portion, and from the first facing surface toward the first wall surface portion. And a first protrusion that is provided so as to project,
At a plurality of axial direction positions different from each other in the axial direction, the projecting positions of the first projecting portion in the circumferential direction of the first facing surface are different from each other,
In each part of the first wall surface portion in the first direction, the circumferential position in the circumferential direction of the first wall surface portion pressed by the first protrusion corresponds to the pushing of the tip portion into the drilled hole. A wedge-shaped chisel that changes.
前記第1突起部が前記第1対向面に対して螺旋状に設けられる楔型チゼル。 The wedge type chisel according to claim 1,
A wedge-shaped chisel in which the first protrusion is provided spirally with respect to the first facing surface.
前記第2当接部は前記第2壁面部位に沿って湾曲しながら前記第2壁面部位に対向して設けられる第2対向面を有し、前記削孔への前記先端部の押込に応じて前記第2対向面を前記第2壁面部位に当接させて押圧する楔型チゼル。 The wedge type chisel according to claim 1 or 2,
The second abutting portion has a second facing surface provided so as to face the second wall surface portion while curving along the second wall surface portion, and in response to pushing the tip end portion into the drilled hole. A wedge-shaped chisel that presses the second facing surface against the second wall surface portion.
前記第2当接部は、前記第2壁面部位に沿って湾曲しながら前記第2壁面部位に対向して設けられる第2対向面と、前記第2対向面から前記第2壁面部位に向けて突設される第2突起部とを有し、
前記第2突起部は前記軸体構造の軸線に対して前記第1突起部と線対称に設けられる楔型チゼル。 The wedge type chisel according to claim 1 or 2,
The second contact portion has a second facing surface that is provided to face the second wall surface portion while curving along the second wall surface portion, and from the second facing surface toward the second wall surface portion. And a second protrusion that is projected,
The wedge-shaped chisel in which the second protrusion is provided in line symmetry with the first protrusion with respect to the axis of the shaft structure.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の楔型チゼルと、
前記楔型チゼルの後端を打撃するピストンとを備え、
前記ピストンにより前記楔型チゼルに打撃を加えながら前記楔型チゼルの先端部を削孔に押し込んで前記被破砕物を破砕することを特徴とする破砕装置。 A crushing device for crushing the crushable object by giving a crack toward a free surface of the crushable object from a hole formed in the crushable object such as bedrock, rock and concrete structure,
A wedge-shaped chisel according to any one of claims 1 to 4,
A piston that strikes the rear end of the wedge-shaped chisel,
A crushing device which crushes the object to be crushed by pushing the tip of the wedge-shaped chisel into a hole while striking the wedge-shaped chisel with the piston.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の楔型チゼルと、
作業機械により保持される本体部と、
前記本体部の前記被破砕物側で前記削孔が形成された第1方向と平行な振動方向に振動する振動部と、
前記本体部に対して前記振動部を前記振動方向に振動自在に支持する支持部と、
前記振動部に取り付けられて前記楔型チゼルの後端部を保持するチゼル保持部とを備え、
前記楔型チゼルの先端部を前記削孔に挿入した状態で前記楔型チゼルの後端部を前記チゼル保持部で保持したまま前記振動部で発生する前記振動方向の振動を前記楔型チゼルに与えながら自重または前記作業機械から与えられる押圧力により前記楔型チゼルの先端部を押し込んで前記被破砕物を破砕することを特徴とする破砕装置。 A crushing device for crushing the crushable object by giving a crack toward a free surface of the crushable object from a hole formed in the crushable object such as bedrock, rock and concrete structure,
A wedge-shaped chisel according to any one of claims 1 to 4,
A main body held by the work machine,
A vibrating portion that vibrates in a vibration direction parallel to a first direction in which the hole is formed on the crushed object side of the main body;
A support portion that supports the vibrating portion with respect to the main body portion so that the vibrating portion can vibrate in the vibrating direction;
A chisel holding portion attached to the vibrating portion and holding a rear end portion of the wedge-shaped chisel,
With the tip end of the wedge-shaped chisel inserted in the drilled hole, the rear end of the wedge-shaped chisel is held by the chisel holding portion, and the vibration in the vibration direction generated by the vibrating portion is applied to the wedge-shaped chisel. A crushing device which crushes the object to be crushed by pushing the tip end portion of the wedge-shaped chisel by its own weight or a pressing force applied from the working machine while applying.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の楔型チゼルを準備する工程と、
前記楔型チゼルの先端を前記削孔に挿入する工程と、
前記削孔が形成される第1方向と平行に前記楔型チゼルの後端部に打撃または振動を加えながら前記楔型チゼルを前記第1方向に押し込んで前記削孔の周囲を割岩する工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。 A crushing method of crushing the crushable object by giving a crack toward a free surface of the crushable object from a hole formed in the crushable object such as rock, rock, and concrete structure,
Preparing the wedge chisel according to any one of claims 1 to 4,
Inserting the tip of the wedge-shaped chisel into the hole,
Pushing the wedge-shaped chisel in the first direction while striking or vibrating the rear end of the wedge-shaped chisel in parallel with the first direction in which the drilled hole is formed, and breaking rock around the drilled hole. A crushing method comprising:
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