JP3093132B2 - 被破壊物の破壊装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電による衝撃エ
ネルギーを用いた被破壊物の破壊装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリート構造物や岩石などの
被破壊物を破壊する破壊装置には、ダイナマイトを用い
るものや、放電による衝撃エネルギーを用いて行うもの
がある。

【０００３】この放電による衝撃エネルギーを用いて被
破壊物を破壊する破壊装置は、図１８に示すようなもの
である。すなわちこの破壊装置８０は、ダイナマイトに
よる被破壊物８１の破壊の際に用いるドリルで形成した
所定の径（例えばφ３８）の装着孔８２に装着する破壊
容器８３と、この破壊容器８３に充填した発生圧力伝達
用の破壊用物質（例えば水が用いられる）８４に、先端
部どうしを金属細線８５で接続して浸漬した一対の電極
８６と、金属細線８５に電気エネルギーを供給するため
のエネルギー供給装置８７とを備えている。

【０００４】なお、このエネルギー供給装置８７は、電
極８６の端子８８間に接続された電源装置８９と、この
電源装置８９と一方の端子８８との間に直列接続された
充電スイッチ９０、充電抵抗９１および放電スイッチ９
２と、充電抵抗９１と放電スイッチ９２との間で電源装
置８９に並列接続されたコンデンサー９３とから構成さ
れている。

【０００５】このように構成した破壊装置８０を用いて
被破壊物８１を破壊する方法は、充電スイッチ９０をオ
ンしてコンデンサー９３に所定量の電気エネルギーを充
電し、放電スイッチ９２をオンする。すると、電気エネ
ルギーが短時間で金属細線８５に供給され、金属細線８
５が急激に溶融気化するとともに、破壊用物質８４が急
激に気化し、その際に発生する衝撃圧力で被破壊物８１
が破壊される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記破壊装置８０にお
いて、その破壊容器８３は、ダイナマイトによる被破壊
物８１の破壊の際に用いるドリルで形成した所定の径の
装着孔８２に沿うような径を必要とするので、必要以上
に大きくなるため不経済であり、これに伴って破壊用物
質８４を充填すると、破壊用物質８４が多くなりすぎ、
被破壊物８１に有効な衝撃力を与えるのが難しくなると
いった課題がある。

【０００７】そこで本発明は、上記課題を解決し得る被
破壊物の破壊装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明における課題を解
決するための手段は、被破壊物に形成した所定の径の装
着孔に装着して、この装着孔よりかなり小さい径を有し
た破壊容器と、この破壊容器に充填した発生圧力伝達用
の破壊用物質と、この破壊用物質に浸漬する金属細線で
先端部どうしを接続した電極と、金属細線に電気エネル
ギーを供給するためのエネルギー供給装置と、破壊容器
を装着孔に装着する際に、破壊容器を装着孔の内周面に
当てて保持するための保持手段をとを備えたものであ
り、この保持手段として、装着孔の内周面との間で破壊
容器を挟持するために、装着孔の深さ方向に沿った杆状
の保持体を用いたものである。

【０００９】また保持手段として、装着孔の内周面との
間で破壊容器を挟持するために、装着孔の深さ方向に沿
った筒状の保持体を用い、この保持体に、その変形を防
止するための変形防止物質を充填するようにした。

【００１０】また保持手段として、装着孔よりわずかに
小径に形成するとともに、周面に破壊容器を設置するた
めの、装着孔の深さ方向に沿った装着溝を有する保持体
を用いたものである。

【００１１】また保持手段を、半割り状で、周面に破壊
容器を設置するための、装着孔の深さ方向に沿った装着
溝を有する一対の保持部材と、これら保持部材の間に挿
入して、各保持部材の周面を装着孔の内周面に向けて押
圧するためのくさび部材とから構成したものである。

【００１２】さらに、保持手段として、半割り状で、破
壊容器を装着するための、装着孔の深さ方向に沿った装
着溝を有する保持部材を用い、装着溝を、各保持部材の
周面に形成して第一破壊容器を装着するための第一溝
と、各保持部材の対向する面の中央部に形成して第二破
壊容器を設置するための第二溝とからなしたものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず、本発明の実施の第一形態
を、図１〜図５に基づいて説明する。この破壊装置１
は、宅地造成地の岩盤破壊および岩石の小割り作業、あ
るいはトンネルの仕上げ破壊やコンクリート構造物など
の被破壊物Ｈ１の解体に用いられるものである。

【００１４】そして図１の全体構成図に示すように、プ
ラスチックゴム（合成ゴム）や防水処理紙あるいはガラ
スから形成されて被破壊物Ｈ１に形成した装着孔２０ａ
に装着する二組の破壊容器２に、発生衝撃力伝達用の破
壊用物質（例えば水などが用いられる）３が充填され、
各破壊容器２の封入栓２ａに、複数（図では二本）の電
極４が並べて挿入固定され、その先端部どうしに金属細
線（例えばＣｕからなる）８が溶接などにより接続され
て破壊用物質３に浸漬されている。

【００１５】そして、図２の拡大断面図および図３の平
面図に示すように、破壊容器２を装着孔２０ａに装着す
る際に、破壊容器２の外面を装着孔２０ａの内周面に当
てて保持するための保持手段が設けられ、この保持手段
として、装着孔２０ａの内周面との間で破壊容器２を挟
持するために、装着孔２０ａの深さ方向に沿った筒型杆
状で延性を有する金属製の保持体６が用いられ、この保
持体６の端部に、保持体６と同材質の円盤状で装着孔２
０ａの内径よりわずかに小さい外径の支持プレート７が
取付けられ、この支持プレート７には１８０°置きに中
心へ向かうスリット１５が形成され、このスリット１５
は、前記電極４の端部を挿通支持するものである。

【００１６】そして、装着孔２０ａは、ダイナマイトに
よる破壊の際に用いるドリルで、その内径を例えばφ３
８より大きく形成しており、各破壊容器２は外径がφ２
０より小さいものを用いており、両破壊容器２の外径と
保持体６の外径の合計が、装着孔２０ａの内径にほぼ一
致している。

【００１７】また、金属細線８に電極４を介して電気エ
ネルギーを供給するための、エネルギー供給装置９が設
けられている。このエネルギー供給装置９は、電極４の
端子５間に接続された電源装置１０と、この電源装置１
０と端子５間に並列接続されたコンデンサー１３と、コ
ンデンサー１３と電源装置１０との間に接続した充電ス
イッチ１１および充電抵抗器１９と、コンデンサー１３
および端子５の間に接続された放電スイッチ１２とから
構成されている。

【００１８】上記のように構成した破壊装置１におい
て、予めダイナマイトによる破壊の際に用いるドリルで
装着孔２０ａを形成しておき、破壊容器２の内部に破壊
用物質３を注入し、電極４間に金属細線８を取付け、金
属細線８を破壊用物質３に浸漬する。

【００１９】このようにした二組の破壊容器２を、それ
ぞれ保持体６の側部に沿わせて１８０°置きに配置し、
電極４の端部をスリット１５に挿入し、このようにした
ものを装着孔２０ａに押し込むようにして設置し、支持
プレート７を重石あるいは重機により装着孔２０ａの深
さ方向に押し付ける。

【００２０】次に、金属細線８の端子５に接続したエネ
ルギー供給装置９のコンデンサー１３に、充電スイッチ
１１をオンして電気エネルギーを蓄積し、この蓄積した
電気エネルギーを放電スイッチ１２をオンして金属細線
８に供給すると、電気エネルギーが短時間で金属細線８
に供給され、金属細線８が急激に溶融気化するととも
に、破壊用物質３が急激に気化し、その際に発生する衝
撃圧力で被破壊物Ｈ１が破壊されたり脆弱化する。

【００２１】ところで、二組の破壊容器２は、その表面
が保持体６によってそれぞれ装着孔２０ａの内面に隙間
なく当接しているので、破壊用物質３が気化した際に発
生する衝撃圧力が有効に装着孔２０ａの内面に働き、例
えば図４に示すように、四方にひび割れを発生させるこ
とができる。

【００２２】このように本発明の実施の第一形態による
と、二組の破壊容器２を保持体６によって装着孔２０ａ
の内面に隙間なく当接させて、電気エネルギーを用いて
被破壊物Ｈ１を破壊するので、外径が装着孔２０ａの内
径に等しいような大きな破壊容器２を用いる必要がな
く、また破壊用物質３が気化した際に発生する衝撃圧力
が有効に装着孔２０ａの内面に働き確実に被破壊物Ｈ１
を破壊したり脆弱化させたりすることができ、保持体６
を再利用できるので経済的である。

【００２３】なお、上記実施の第一形態において、保持
体６の下部に蓋をし、その中に衝撃発生時に保持体６の
変形を防止するための変形防止物質（例えば水が用いら
れる）を充填しておくことにより、変形を抑えることが
できて、繰り返し使用可能になる。

【００２４】さらに上記実施の第一形態では、二組の破
壊容器２を保持体６に沿わすようにしたが、これに限定
されるものではなく、図５の平面図に示すように、破壊
条件に応じて、二個あるいは三個を一組として破壊容器
２を保持体６の対称位置に配置して、支持プレート７に
は破壊容器２の数に応じたスリット１５を形成するよう
にしてもよく、この場合も上記実施の形態と同様の作用
効果を奏し得る。

【００２５】次に図６に基づいて本発明の実施の第二形
態を説明すると、これは、保持手段として、被破壊物Ｈ
２に形成した装着孔２５ａよりわずかに小径に形成する
とともに、周面に破壊容器２８を設置するための、装着
孔２５ａの深さ方向に沿った装着溝２６を有する断面充
実型円柱状の保持体（例えば金属で形成されている）２
７を用いたものである。

【００２６】そして、装着溝２６は保持体２７の周面に
１８０°置きに形成され、破壊容器２８を装着溝２６に
装着した状態で、破壊容器２８の外面が保持体２７の周
面からわずかに突出して、保持体２７に破壊容器２８を
装着したものを装着孔２５ａに装着した際に、破壊容器
２８の外面が装着孔２５ａの内周面に隙間なく当接する
ようになっている。

【００２７】破壊容器２８内の金属細線２９に電気エネ
ルギーを供給するエネルギー供給装置（図示せず）の構
成は、上記実施の第一形態と同様である。そして、この
ような発明の実施の第二形態によっても、破壊容器２８
は、保持体２７によって装着孔２５ａの内周面に隙間な
く当接させることができるので、電気エネルギーを用い
て被破壊物Ｈ２を破壊する際に、外径が装着孔２５ａの
内径に等しいような大きな破壊容器２８を用いる必要が
なく、また破壊時に発生する衝撃圧力が有効に装着孔２
５ａの内面に働き、確実に被破壊物Ｈ２を破壊したり脆
弱化させたりすることができ、また、保持体２７を再利
用できるので経済的である。

【００２８】なお、上記実施の第二形態では、装着溝２
６は保持体２７の周面に１８０°置きに設けて一個の破
壊容器２８を装着する場合を示したがこれに限定される
ものではなく、図７の断面図に示すように、二個で一組
とした破壊容器２８を装着できるような装着溝２６を１
８０°置きに形成し、それぞれの装着溝２６に破壊容器
２８を二個づつ設置し、上記と同様にして、被破壊物Ｈ
２を破壊するようにしてもよい。

【００２９】さらに、図８の断面図に示すように、保持
体２７の周面に９０°置きに装着溝２６を形成し、各装
着溝２６に破壊容器２８を装着するようにして、放電エ
ネルギーを用いて被破壊物Ｈ２を破壊するようにして
も、実施の第二形態と同様に、破壊用物質が気化した際
に発生する衝撃圧力が有効を装着孔２５ａの内面に働か
せて、確実に被破壊物Ｈ２を破壊したり脆弱化させたり
することができる。

【００３０】次に、本発明の実施の第三形態を、図９お
よび図１０の断面図に基づいて説明すると、これは、破
壊容器３０を被破壊物Ｈ３の装着孔３０ａの内周面に沿
って保持するための保持手段を、半割り状で、周面に破
壊容器３０を設置するための、装着孔３０ａの深さ方向
に沿った装着溝３１を有する一対の保持部材３２と、こ
れら保持部材３２の間に挿入して、各保持部材３２の周
面を装着孔３０ａの内周面に向けて押圧するためのくさ
び部材３３とから構成したものである。

【００３１】前記装着溝３１は、各保持部材３２の円弧
側側面の深さ方向途中に形成され、各保持部材３２の上
部には、金属細線３４で接続した電極３５を挿通支持す
るためのスリット３６が形成されている。

【００３２】前記くさび部材３３は、各保持部材３２の
対向する平面部間に圧入する先細りの箱状くさび部３７
と、このくさび部３７の一端に形成された頭部３８とか
ら断面Ｔ字形に形成されている。

【００３３】そして電極３５間には、上記実施の第一形
態で述べたものと同様のエネルギー供給装置（図示せ
ず）が接続されている。このように構成した実施の第三
形態において、各保持部材３２の装着溝３１に、例えば
破壊容器３０を二個づつ設置し、破壊容器３０の外面が
装着孔３０ａの内周面側に位置するように配置し、続い
て、各保持部材３２の平面部間に、くさび部材３３のく
さび部３７を圧入する。

【００３４】このようにすることにより、破壊容器３０
の外面が装着孔３０ａの内周面に確実に圧接され、金属
細線３４に電気エネルギーを供給した際に発生する衝撃
圧力が、有効に装着孔３０ａの内面に働き、確実に被破
壊物Ｈ３を破壊したり脆弱化させたりすることができ、
また保持部材３２やくさび部材３３は再利用できるので
経済的である。

【００３５】なおこの実施の第三形態では、保持部材３
２どうしが対向する面を平面としたが、これに限定され
るものではなく、図１１に示すように、対向する平面の
中央に円弧状の切欠３８を形成し、くさび部材３３のく
さび部３７を先細りの円柱状に形成し、破壊容器３０を
装着した各保持部材３２を装着孔３０ａに装着して、く
さび部３７を切欠３８に圧入するようにしても、第三形
態と同様の作用効果を奏し得る。

【００３６】さらに、図１２に示すように、くさび部材
３３の頭部３８を保持部材３２間に挿入可能な程度に小
さく形成して、このくさび部材３３の頭部３８を圧油機
器３９と一体化してもよく、この場合、各保持部材３２
の装着溝３１に金属細線３４で接続した電極３５を挿入
した破壊容器３０を設置し、破壊容器３０の外面が装着
孔３０ａの内周面側に位置するように配置し、続いて、
各保持部材３２の平面部間に、くさび部材３３を圧油機
器３９を駆動して圧入する。

【００３７】このようにくさび部材３３を圧油機器３９
と一体化することにより、作業性の向上を図り得る。他
の作用効果は、上記第三形態と同様である。次に、本発
明の実施の第四形態を、図１３〜図１５に基づいて説明
すると、これは、図１３および図１４の断面図に示すよ
うに、保持手段として、半割り状で、被破壊物Ｈ４に形
成した装着孔４５ａの深さ方向に沿った装着溝４６を有
する保持部材４７を用いたもので、装着溝４６は、各保
持部材４７の周面に形成して第一破壊容器４８を装着す
るための第一溝４９と、各保持部材４７の対向面の中央
部に形成して第二破壊容器５０を設置するための第二溝
５１とから構成されている。

【００３８】また、金属細線５２で接続した電極５３に
は、上記第一形態で説明したものと同様のエネルギー供
給装置に、タイマー回路（図示せず）を設けたものが接
続され、このタイマー回路によって、第一破壊容器４８
内で電極５３を接続する金属細線５２、第二破壊容器５
０内で電極５３を接続する金属細線５２に数μｓ（例え
ば１０μｓ以下）だけタイミングをずらして、この順に
電気エネルギーを供給するよう構成している。

【００３９】このように構成した第四形態では、各保持
部材４７の第一溝４９に第一破壊容器４８を装着し、保
持部材４７どうしの対向面を合わせるとともに各保持部
材４７の第二溝５１に第二破壊容器５０を挟み込むよう
にし、これを装着孔４５ａに挿入する。

【００４０】そしてエネルギー供給装置およびそのタイ
マー回路によって、第一破壊容器４８内の金属細線５
２、第二破壊容器５０内の金属細線５２に数μｓだけタ
イミングをずらして、この順に電気エネルギーを供給
し、被破壊物Ｈ４を破壊する。

【００４１】そして本発明の実施の第四形態において
も、上記各実施の形態と同様に、各破壊容器４８，５０
を保持部材４７によって装着孔４５ａの内面に隙間なく
当接させて、電気エネルギーを用いて被破壊物Ｈ４を破
壊するので、外径が装着孔４５ａの内径に等しいような
大きな破壊容器４８，５０を用いる必要がなく、また衝
撃圧力が有効に装着孔４５ａの内面に働き、確実に被破
壊物Ｈ４を破壊したり脆弱化させたりすることができ
る。

【００４２】ところで、上記実施の第四形態において、
一回目および二回目の破壊における時間経過と発生衝撃
圧力との関係は、図１５に示すようになる。そして、衝
撃圧力の伝播速度を１４５０ｍ／ｓ（水中を伝わる音
速）とし、金属細線５２位置が装着孔４５ａの内周面か
ら５ｍｍの位置にあると仮定した場合、衝撃圧力は、衝
撃発生時から３μｓで装着孔４５ａの内周面に伝わるこ
とになる。

【００４３】従って、第一破壊容器４８内の金属細線５
２、第二破壊容器５０内の金属細線５２に、数μｓだけ
タイミングをずらして電気エネルギーを供給することに
より、衝撃圧力の干渉をほぼ防ぐことができ、被破壊物
Ｈ４を確実に破壊することができる。

【００４４】なお、上記実施の第四形態では、第一溝４
９は各保持部材４７の周面に１８０°置きに形成し、各
保持部材４７の対向面の中央部に一個の第二溝５１を形
成したが、これに限定されるものではなく、図１６に示
すように、各保持部材４７の対向面に二個または三個の
第二溝５１を所定の間隔を置いて形成し、この各第二溝
５１に第二破壊容器５０を装着し、上記と同様に、第一
破壊容器４８内の金属細線５２、第二破壊容器５０内の
金属細線５２に、数μｓだけタイミングをずらして電気
エネルギーを供給して被破壊物Ｈ４を破壊することもで
きる。

【００４５】さらに図１７に示すように、各保持部材４
７の周面に二個の第一破壊容器４８を装着する第一溝４
９を形成し、第一破壊容器４８内の金属細線５２、第二
破壊容器５０内の金属細線５２に、数μｓだけタイミン
グをずらして電気エネルギーを供給して被破壊物Ｈ４を
破壊することもできる。

【００４６】また上記各実施の形態において、装着孔に
対して金属細線を配置する方向は任意に選択できること
は勿論である。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明
は、被破壊物に形成した所定の径の装着孔に装着する破
壊容器を、装着孔の内周面に当てて保持するための保持
手段を備えたので、放電による電気エネルギーを用いて
被破壊物を破壊する際、外径が装着孔の内径に等しいよ
うな大きな破壊容器を用いる必要がなく、また、破壊容
器内の破壊用物質が気化した際に発生する衝撃圧力が、
有効に装着孔の内面に働き、確実に被破壊物を破壊した
り脆弱化させたりすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一形態を示す破壊装置の全体
構成図である。

【図２】同じく要部拡大縦断面図である。

【図３】同じく要部水平断面図である。

【図４】同じく破壊後の被破壊物を示す水平断面図であ
る。

【図５】別の実施の形態を示す水平断面図である。

【図６】本発明の実施の第二形態を示す要部水平断面図
である。

【図７】別の実施の形態を示す水平断面図である。

【図８】同じく別の実施の形態を示す水平断面図であ
る。

【図９】本発明の実施の第三形態を示す破壊装置の要部
拡大断面図である。

【図１０】同じく要部水平断面図である。

【図１１】別の実施の形態を示す水平断面図である。

【図１２】同じく別の実施の形態を示す拡大断面図であ
る。

【図１３】本発明の実施の第四形態を示す破壊装置の要
部拡大断面図である。

【図１４】同じく要部水平断面図である。

【図１５】同じく経過時間と発生衝撃圧力の関係を示す
グラフ図である。

【図１６】別の実施の形態を示す水平断面図である。

【図１７】さらに別の実施の形態を示す水平断面図であ
る。

【図１８】従来の破壊装置の全体構成図である。

【符号の説明】

１ 破壊装置 ２ 破壊容器 ３ 破壊用物質 ４ 電極 ６ 保持体 ７ 支持プレート ８ 金属細線 ９ エネルギー供給装置 １０ 電源装置 １２ 放電スイッチ １３ コンデンサー １５ スリット ２０ａ 装着孔 ２５ａ 装着孔 ２６ 装着溝 ２７ 保持体 ２８ 破壊容器 ３０ 破壊容器 ３０ａ 装着孔 ３１ 装着溝 ３２ 保持部材 ３３ くさび部材 ３４ 金属細線 ３６ スリット ３７ くさび部 ３８ 頭部 ４５ａ 装着孔 ４６ 装着溝 ４７ 保持部材 ４８ 第一破壊容器 ４９ 第一溝 ５０ 第二破壊容器 ５１ 第二溝 ５２ 金属細線 Ｈ１ 被破壊物 Ｈ２ 被破壊物 Ｈ３ 被破壊物 Ｈ４ 被破壊物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 剛 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−78765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−221857（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21C 37/18 B26F 3/00 B28D 1/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電による電気エネルギーを用いて被破
   壊物を破壊するための破壊装置であって、被破壊物に形
   成した所定の径の装着孔に装着する破壊容器と、この破
   壊容器に充填した発生圧力伝達用の破壊用物質と、この
   破壊用物質に浸漬する金属細線で先端部どうしを接続し
   た電極と、金属細線に電気エネルギーを供給するための
   エネルギー供給装置と、破壊容器を装着孔に装着する際
   に、破壊容器を装着孔の内周面に当てて保持するための
   保持手段をとを備えたことを特徴とする被破壊物の破壊
   装置。
2. 【請求項２】 破壊容器を装着孔の内周面に沿って保持
   するための保持手段として、装着孔の内周面との間で破
   壊容器を挟持するために、装着孔の深さ方向に沿った杆
   状の保持体を用いたことを特徴とする請求項１記載の被
   破壊物の破壊装置。
3. 【請求項３】 破壊容器を装着孔の内周面に沿って保持
   するための保持手段として、装着孔の内周面との間で破
   壊容器を挟持するために、装着孔の深さ方向に沿った筒
   状の保持体を用い、この保持体に、その変形を防止する
   ための変形防止物質を充填したことを特徴とする請求項
   １記載の被破壊物の破壊装置。
4. 【請求項４】 破壊容器を装着孔の内周面に沿って保持
   するための保持手段として、装着孔よりわずかに小径に
   形成するとともに、周面に破壊容器を設置するための、
   装着孔の深さ方向に沿った装着溝を有する保持体を用い
   たことを特徴とする請求項１記載の被破壊物の破壊装
   置。
5. 【請求項５】 破壊容器を装着孔の内周面に沿って保持
   するための保持手段を、半割り状で、周面に破壊容器を
   設置するための、装着孔の深さ方向に沿った装着溝を有
   する一対の保持部材と、これら保持部材の間に挿入し
   て、各保持部材の周面を装着孔の内周面に向けて押圧す
   るためのくさび部材とから構成したことを特徴とする請
   求項１記載の被破壊物の破壊装置。
6. 【請求項６】 破壊容器を装着孔の内周面に沿って保持
   するための保持手段として、半割り状で、破壊容器を装
   着するための、装着孔の深さ方向に沿った装着溝を有す
   る保持部材を用い、装着溝を、各保持部材の周面に形成
   して第一破壊容器を装着するための第一溝と、各保持部
   材の対向する面の中央部に形成して第二破壊容器を設置
   するための第二溝とからなしたことを特徴とする請求項
   １記載の被破壊物の破壊装置。