JP6421354B2 - 蒸気圧破砕剤用薬筒 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気圧破砕剤用薬筒に関する。

従来、薬剤に生じる熱で水蒸気を短時間に発生させ、この水蒸気の圧力により岩盤やコンクリートを破砕する蒸気圧破砕において、薬剤を収容するための薬筒が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図８は、特許文献１に記載される薬筒の断面図であり、図８に示すように、薬筒１００は、樹脂製の薬筒本体１０１を備え、この薬筒本体１０１の一端側の貫通孔１０２には、導電性材料からなる点火具支持突起１０３が挿入される。点火具支持突起１０３は、樹脂により形成されており、薬筒本体１０１内に挿入される挿入部１０５と、薬筒本体１０１の一端側に接着、溶着により固定される鍔部１０６とを有する。そして、点火具支持突起１０３の中央には、鍔部１０６側に向けて開口され、点火具１０７が挿入される点火具挿入孔１０８が形成される。一方、薬筒本体１０１の他端側には、薬剤を充填するための開口１１１が形成されている。この開口１１１は、薬筒本体１０１に薬剤が充填された後、樹脂製のキャップ１１２で塞がれ、これにより、薬筒１００の封止状態が維持される。

ところで、近年、より低コストで、より簡素な構造の薬筒が要望されている。しかしながら、特許文献１の薬筒１００では、薬筒本体１０１、点火具支持突起１０３及びキャップ１１２からなる少なくとも３つの部品が必要であり、部品点数及び加工工数が多くなる。また、薬筒本体１０１の一端側において、点火具支持突起１０３の鍔部１０６を薬筒本体１０１に接着、溶着により固定するため、この接着、溶着による固定部分のシール性を後工程で十分に検査する必要があり、この検査に時間とコストを要していた。また、薬筒本体１０１の他端側においては、ブロー成形で形成した薬筒本体１０１の端部を切断して開口１１１を設け、この開口１１１から薬剤を充填した後、切断した端部をキャップ１１２として再利用して開口１１１を塞ぐことが一般に行われている。この場合、切断した端部は寸法精度が低いため、切断した端部（キャップ１１２）を開口１１１に単に嵌合するだけでは、十分な嵌合強度やシール性が得られない。このため、テープなどをキャップ１１２と薬筒本体１０１に巻き付けるなどしてキャップ１１２を薬筒本体１０１に固定し、シール性を高める必要があった。

特開平８−６１８９７号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数及び加工工数の削減が図れるとともに組立て作業性に優れ、しかも密封性の高い蒸気圧破砕剤用薬筒を提供することにある。

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明は、蒸気圧破砕剤用薬筒であって、筒軸方向の一端部に底部を有するとともに他端部に蒸気圧破砕剤を充填するための口部を有し、蒸気圧破砕剤を収容可能な筒状の中空成形体で一体に形成される薬筒本体と、前記口部に螺合して前記口部を封止するキャップと、を備え、前記キャップには、前記キャップの天面から前記底部側に向けて凹む筒状の凹部であって前記キャップの天面側の凹部の開口から前記薬筒本体の内部に向かって点火具を挿入させる点火具挿入部が一体に形成されることを特徴とする。

（２）本発明は、（１）の構成において、前記キャップの内周面には、ねじ部が設けられるとともに、前記口部の外周面には、前記ねじ部に噛み合うねじ受け部が設けられており、前記ねじ部を前記ねじ受け部に螺合させることによって、前記キャップが所定の角度回転して前記口部に封止されることを特徴とする。

（３）本発明は、（２）の構成において、前記キャップが前記口部に螺合した状態において、前記ねじ部が前記ねじ受け部に対して緩む方向に回転することを阻止して前記キャップの開栓を防止するラチェット機構を備えることを特徴とする。

（４）本発明は、（１）乃至（３）のいずれかの構成において、前記点火具挿入部が、前記キャップ側から前記薬筒本体の底部側に向けて先細るテーパ部を有し、前記キャップが前記口部に螺合される際、前記点火具挿入部が、前記薬筒本体に充填された前記蒸気圧破砕剤に対し、前記テーパ部によって前記蒸気圧破砕剤を押し退けながら差し込まれることを特徴とする。

本発明によれば、従来に比べ、部品点数及び加工工数の削減が図れるとともに組立て作業性に優れ、しかも密封性の高い蒸気圧破砕剤用薬筒を提供することができる。

本発明の実施形態に係る蒸気圧破砕剤用薬筒の斜視図である。 図１に示される蒸気圧破砕剤用薬筒の要部を分解した斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図３から抜き出したキャップの断面図である。 （ａ）は第２実施形態に係るキャップの断面図、（ｂ）は第３実施形態に係るキャップの断面図、（ｃ）は第４実施形態に係る点火具挿入部の斜視図である。 （ａ）は第５実施形態に係るキャップの断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は第６実施形態に係るキャップ周辺の外観図、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図である。 従来の技術を説明する図であり、薬筒の断面図である。

（実施形態）
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る蒸気圧破砕剤用薬筒１０の全体構成を図１、図２に基づいて説明する。

図１に示すように、蒸気圧破砕剤用薬筒１０は、粉体状の蒸気圧破砕剤１１を収容可能な円筒状の薬筒本体２０を備える。この薬筒本体２０は、筒軸方向の一端部に底部２１を有するとともに他端部に蒸気圧破砕剤１１を充填するための口部２２（図２参照）を有する。また、蒸気圧破砕剤用薬筒１０は、口部２２に螺合して口部２２を封止するキャップ３０を備える。このキャップ３０には、脚線１２が接続された円柱状の点火具１３（着火端子）が挿入・固定される。

この蒸気圧破砕剤用薬筒１０では、導出している脚線１２を通じ、点火具１３によって電気着火することで、蒸気圧破砕剤１１で発生する水蒸気圧により、瞬時にしかも低振動・低騒音状態で、岩盤や岩石、コンクリートなどを破砕する。蒸気圧破砕剤１１には、一般の破砕剤に使用されている周知の金属酸化還元剤や添加剤材料を用いることができる。

（薬筒本体２０の構成）
次に、薬筒本体２０の構成を図２、図３に基づいて説明する。
図２に示すように、薬筒本体２０は、合成樹脂を用いた中空成形（例えば、ブロー成形）により形成された中空成形体である。薬筒本体２０は、口部２２、ネック部２３、ショルダー部２５、胴部２６及び底部２１（図１参照）が一体に連なるように形成される。薬筒本体２０の構成材料には、各種の合成樹脂を用いることができるが、コストや成形性を考慮すると、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂を用いることが好適である。

図３に示すように、薬筒本体２０の口部２２は、円筒状に形成されており、その外周面には、ねじ受け部２２ａが設けられる。

次に、キャップ３０の構成を図４に基づいて説明する。
図４に示すように、キャップ３０は、例えば、射出成形により形成された樹脂成形体である。キャップ３０は、口部２２（図３参照）に被さるキャップ本体部３１と、このキャップ本体部３１に一体に形成される点火具挿入部３２とを有する。このキャップ３０において、少なくとも点火具挿入部３２は導電性材料からなる。

キャップ本体部３１は、円板状の天板部３３と、この天板部３３の周縁に連なる円筒部３５とを有する。円筒部３５の内周面には、ねじ受け部２２ａ（図３参照）に噛み合うねじ部３５ａが設けられる。キャップ３０は、そのねじ部３５ａがねじ受け部２２ａ（図３参照）に噛み合わさることによって、シール面（この例では、天板部３３の裏面３３ａ）が口部２２の端面２２ｂ（図３参照）に密接に接触して口部２２を封止する。なお、蒸気圧破砕剤用薬筒１０の密封性向上（蒸気圧破砕剤１１の吸湿防止や薬筒本体２０内への水の侵入防止）のため、キャップ３０と口部２２の間に、各種のシール材（シート状のパッキンなど）を介在させてもよい。

点火具挿入部３２は、キャップ３０の天面３３ｂ側から裏面３３ａ側に凹むとともに底部２１（図３参照）側に向けて延びる筒状の凹部である。点火具挿入部３２は、キャップ本体部３１に一体に形成されており、天面３３ｂ側の凹部の開口３２ａから薬筒本体２０（図３参照）の内部に向かって点火具１３を挿入させる。

そして、点火具挿入部３２は、キャップ本体部３１側から薬筒本体２０の底部２１（図３参照）側に向けて先細る第１テーパ部３２ｂ及び第２テーパ部３２ｃを有する。この例では、第１テーパ部３２ｂを天板部３３に一体に形成するとともに、この第１テーパ部３２ｂを外径が徐々に縮径するように先方（底部２１側）に延ばし、段差部３２ｄを介してさらに第１テーパ部３２ｂの先端に第２テーパ部３２ｃを形成する。この第２テーパ部３２ｃは、段差部３２ｄから先方に向けて外径が徐々に縮径するように形成される。第２テーパ部３２ｃの先端部３２ｅの形状は任意であるが、ここでは、薬筒本体２０の筒軸方向に対して垂直な円形の平坦面で先端部３２ｅを形成する。

なお、キャップ３０の構成材料には、例えば、炭素粉末や金属粉末などの導電性付与剤を混合した各種の合成樹脂を用いることができるが、コストや成形性を考慮すると、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂から主になる材料が好適である。

以上のように構成されるキャップ３０では、キャップ本体部３１を手や工具などで所定の角度回転して、口部２２のねじ受け部２２ａにねじ部３５ａを噛み合わせていくと、点火具挿入部３２が、キャップ３０のねじ運動にしたがって、薬筒本体２０に充填された蒸気圧破砕剤１１の中に差し込まれていく。この際、点火具挿入部３２は、その先細る第１テーパ部３２ｂ及び第２テーパ部３２ｃによって、蒸気圧破砕剤１１を押し退けながら円滑に差し込まれる。

（第１実施形態の作用・効果）
以上、説明した第１実施形態の効果について述べる。
第１実施形態によれば、口部２２及び底部２１を一体に有する薬筒本体２０と、点火具挿入部３２を一体に有するキャップ３０とからなる２つの部品で、蒸気圧破砕剤用薬筒１０を構成することができる。また、キャップ３０を薬筒本体２０の口部２２に螺合するだけの簡単な作業で組み立てることができる。したがって、従来に比べ、部品点数及び加工工数の削減が図れるとともに組立て作業性に優れる蒸気圧破砕剤用薬筒１０を提供することができる。また、薬筒本体２０に底部２１を一体に形成したので、テープなどを使用することなく底部２１において高い密封性を得ることができる。

また、口部２２のねじ受け部２２ａにキャップ３０のねじ部３５ａを噛み合わせることにより、キャップ３０が口部２２を封止するため、口部２２のシール性を高めることができ、より密封性の高い蒸気圧破砕剤用薬筒１０を得ることができる。

さらに、点火具挿入部３２が、その第１テーパ部３２ｂ及び第２テーパ部３２ｃによって蒸気圧破砕剤１１を押し退けながら円滑に差し込まれるため、キャップ３０を螺合する際、点火具挿入部３２を蒸気圧破砕剤１１の中に容易に押し込むことができ、組立て作業性をより高めることができる。

なお、上述した第１実施形態では、キャップ３０として、口部２２に螺合されるいわゆるスクリューキャップを用いたが、キャップ３０には、スクリューキャップの他、口部２２に打栓されて口部２２を封止する打栓式のキャップなどを用いることも可能である（後述する第２〜第６実施形態においても同様）。

キャップ３０の種類が任意である場合、蒸気圧破砕剤用薬筒１０の特徴は、以下の構成によって把握される。

すなわち、蒸気圧破砕剤用薬筒１０は、筒軸方向の一端部に底部２１を有するとともに他端部に蒸気圧破砕剤１１を充填するための口部２２を有し、蒸気圧破砕剤１１を収容可能な筒状の中空成形体で一体に形成される薬筒本体２０と、口部２２に嵌合して口部２２を封止するキャップ３０と、を備え、キャップ３０には、キャップ３０の天面３３ｂから底部２１側に向けて凹む筒状の凹部であってキャップ３０の天面３３ｂ側の開口３２ａから薬筒本体２０の内部に向かって点火具１３を挿入させる点火具挿入部３２が一体に形成され、さらに、点火具挿入部３２が、キャップ３０側から薬筒本体２０の底部２１側に向けて先細るテーパ部（第１テーパ部３２ｂや第２テーパ部３２ｃなど）を有し、キャップ３０が口部２２に嵌合される際、点火具挿入部３２が、薬筒本体２０に充填された蒸気圧破砕剤１１に対し、テーパ部（第１テーパ部３２ｂや第２テーパ部３２ｃなど）によって蒸気圧破砕剤１１を押し退けながら差し込まれることを特徴とする。

（第２〜第６実施形態）
続いて、本発明に係る第２〜第６実施形態を図５〜図７に基づいて説明する。なお、前述した第１実施形態に係る蒸気圧破砕剤用薬筒１０（図３参照）と共通する要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

（第２実施形態）
前述した第１実施形態においては、点火具挿入部３２の先端部３２ｅ（図４参照）を平坦に形成したが、点火具挿入部３２の先端部の形状は任意であり、各種の形状から選択可能である。

例えば、図５（ａ）に示すように、第２実施形態に係るキャップ３０Ｂでは、点火具挿入部３２の先端部３２ｆを第２テーパ部３２ｃの先端からさらに先細るように円錐形状に形成する。この第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様の作用効果に加え、点火具挿入部３２の先端部３２ｆを円錐形状とすることにより、点火具挿入部３２が蒸気圧破砕剤１１に、より差し込み易くなるという効果が得られる。

（第３実施形態）
また、図５（ｂ）に示すように、第３実施形態に係るキャップ３０Ｃでは、第２実施形態に係る先端部３２ｆ（図５（ａ）参照）の外周に、ねじ部３５ａの螺旋と同じ向きの螺旋状の凸部又は凹部（この例では凸部３２ｇ）を形成する。この第３実施形態によれば、前述した第２実施形態と同様の作用効果に加え、先端部３２ｆの螺旋状の凸部３２ｇ（又は凹部）によって先端部３２ｆが蒸気圧破砕剤１１に対してねじ込まれるように前進するため、点火具挿入部３２がさらに差し込み易くなるという効果が得られる。

（第４実施形態）
また、図５（ｃ）に示すように、第４実施形態に係るキャップ３０Ｄでは、点火具挿入部３２の先端部を、先方に向けて先細る三角錐状の複数のリブ３２ｈによって構成する。この例では、三角錐状のリブ３２ｈを先端部の周方向に複数（この例では、放射状に４つ）配置し、点火具挿入部３２の先端部を構成する。この第４実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様の作用効果に加え、リブ３２ｈ先端の鋭角な部分３２ｉにより、点火具挿入部３２が蒸気圧破砕剤１１により差し込み易くなるという効果が得られる。

（第５実施形態）
また、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第５実施形態に係るキャップ３０Ｅでは、円錐形状の先端部３２ｆの内側に形成される円錐台状の内周面に、複数のリブ３２ｊを形成する。この例では、先方に向けて先細る直角三角形状のリブ３２ｊを内周面の周方向に均等に複数（この例では、放射状に４つ）配置する。この第５実施形態によれば、前述した第２実施形態と同様の作用効果に加え、複数のリブ３２ｊによって先端部３２ｆを補強できるとともに、複数のリブ３２ｊの対向する端部で点火具１３を保持することもできる。なお、このキャップ３０Ｅでは、点火具挿入部３２に段差部を設けず、１つのテーパ部で点火具挿入部３２を形成した例を示したが、第２実施形態に係るキャップ３０Ｂ（図５（ａ）参照）と同様に、点火具挿入部３２に段差部を介して２つ以上のテーパ部を形成してもよい。

（第６実施形態）
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第６実施形態に係る蒸気圧破砕剤用薬筒１０Ｆは、巻き締められたキャップ３０の開栓を防止するラチェット機構４０を備える。ラチェット機構４０は、薬筒本体２０側（例えば、ネック部２３に設けたネックリング２３ａ）に設けられた第１係合部４１ａと、キャップ３０側（例えば、キャップ本体部３１の下縁）に設けられた第２係合部４１ｂとからなる。第１係合部４１ａ及び第２係合部４１ｂは、薬筒本体２０側及びキャップ３０側にそれぞれ複数設けることができ、キャップ３０が口部２２を封止した状態において、キャップ３０が巻締方向（ねじ受け部２２ａがねじ部３５ａにねじ込まれる方向）に回転するときは互いに係合せず、キャップ３０が巻締方向とは反対方向（ねじ部３５ａがねじ受け部２２ａに対して緩む方向）に回転するときは、互いに係合する。

この例では、第１係合部４１ａ及び第２係合部４１ｂのそれぞれに、側面視でキャップ３０の下縁に対して傾斜する第１斜面４２ａ及び第２斜面４２ｂを形成し、キャップ３０の下縁に垂直な第１垂直面４３ａ及び第２垂直面４３ｂを形成する。このラチェット機構４０では、キャップ３０が巻締方向に回転するときは第２斜面４２ｂが第１斜面４２ａを乗り越えてキャップ３０の回転を許容する一方、キャップ３０が巻締方向とは反対方向に回転するときは、第１垂直面４３ａ及び第２垂直面４３ｂが互いに当接・係合してキャップ３０の回転を阻止する。

この第６実施形態によれば、ラチェット機構４０により、キャップ３０が口部２２を封止した状態をしっかりと保持することができるので、キャップ３０の開栓防止を図ることができる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ 蒸気圧破砕剤用薬筒
１０Ｆ 蒸気圧破砕剤用薬筒
１１ 蒸気圧破砕剤
１３ 点火具
２０ 薬筒本体
２１ 底部
２２ 口部
２２ａ ねじ受け部
３０ キャップ
３０Ｂ キャップ
３０Ｃ キャップ
３０Ｄ キャップ
３０Ｅ キャップ
３１ キャップ本体部
３２ 点火具挿入部
３２ａ 開口
３２ｂ 第１テーパ部（テーパ部）
３２ｃ 第２テーパ部（テーパ部）
３３ａ 裏面
３３ｂ 天面
３５ａ ねじ部
４０ ラチェット機構

Claims (4)

1. 蒸気圧破砕剤用薬筒であって、
   筒軸方向の一端部に底部を有するとともに他端部に蒸気圧破砕剤を充填するための口部を有し、蒸気圧破砕剤を収容可能な筒状の中空成形体で一体に形成される薬筒本体と、
   前記口部に螺合して前記口部を封止するキャップと、を備え、
   前記キャップは、内周面にねじ部が設けられるキャップ本体部と、前記キャップ本体部の天面から前記底部側に向けて凹む筒状の凹部であって前記キャップ本体部の天面側の凹部の開口から前記薬筒本体の内部に向かって点火具を挿入させるとともに前記キャップ本体部と一体に形成される点火具挿入部とを有し、
   前記口部の外周面には、前記ねじ部に噛み合うねじ受け部が設けられ、
   前記点火具挿入部が、前記キャップ本体部側から前記薬筒本体の底部側に向う第１点火具保持部と、段差部を介して前記第１点火具保持部の先端に形成される第２点火具保持部と、前記第１点火具保持部の内側に形成され第１点火具保持領域と、前記第２点火具保持部の内側に形成される第２点火具保持領域とを有し、
   前記第１点火具保持領域の最も小さな径が、前記第２点火具保持領域の最も大きな径よりも大きく形成される
   ことを特徴とする蒸気圧破砕剤用薬筒。
2. 前記点火具挿入部の内側には、リブが設けられることを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧破砕剤用薬筒。
3. 前記第２点火具保持部は、その先端が尖るように設けられることを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧破砕剤用薬筒。
4. 前記段差部は、前記キャップ本体部よりも前記薬筒本体の底部側に位置付けるように設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の蒸気圧破砕剤用薬筒。

Images