JP7428560B2 - 破砕材装填装置 - Google Patents

Description

本発明は、大塊状の岩石やコンクリート壁などの構造物を破砕する際に用いられる破砕材装填装置に関する。

大雨に伴う斜面崩壊（がけ崩れ・土砂崩れ）、地すべり、土石流の発生や地震により、近隣の家屋や建物の倒壊、交通機関の分断、人命が失われる等の災害が発生する。このような災害の発生時には、土砂にのみ込まれた人命の捜索・救助作業や、土砂の除去、崩壊した建物の撤去等の復旧作業が行われる。災害後の復旧作業では、崩壊した斜面表層部の土砂や、土砂とともに移動した木、大塊状の岩石を除去する作業、倒壊した建物の壁（コンクリート壁等）を運搬可能な大きさに破砕する作業が必要となる。

例えば大塊状の岩石やコンクリート壁などを運搬可能な大きさに破砕する方法として、ワイヤーソーによる機械的な切断（特許文献１など参照）、岩盤掘削用のブレーカーによる（打撃）破砕（特許文献２など参照）、ウォータージェットによる切断（特許文献３など参照）の他、爆薬による爆破破砕（特許文献４など参照）等の方法が挙げられる。

例えば特許文献１に開示されるワイヤーソーによる機械的な切断や、特許文献２に開示される岩盤掘削用のブレーカーによる破砕では、大塊状の岩石を分割する際に掘削屑や粉塵が大量に発生する他、発生する騒音や振動により周辺環境に多大なる影響を与える。また、特許文献３に開示されるウォータージェットによる切断では、切断粉を含む汚水の処理が問題となる。また、特許文献４に開示される爆薬による爆破破砕は、瞬時に岩石を破砕できることから、施工速度が速く、また、復旧作業の短縮に寄与できる方法である。

特開２００２－０８６４４１号公報 特開２００５－２４６５１１号公報 特開２００７－２８３１８３号公報 特開２００５－０３０７１０号公報

ところで、上述した復旧作業は、土砂災害により崩壊した箇所で行われることが多い。例えばワイヤーソーによる機械的な切断、岩盤掘削用のブレーカーによる（打撃）破砕、ウォータージェットによる切断を採用する場合には、付帯設備や大型の重機の設置箇所を確保する必要がある。したがって、これら方法では、施工開始から施工終了までに多大なる時間を必要とする。また、斜面崩壊により崩れた大塊状の岩石や崩壊した建物のコンクリート壁が安定していない場合もあることから、作業者が大塊状の岩石やコンクリート壁の近傍で作業することは危険を伴う作業となる。

一方、爆薬による爆破破砕は、破砕対象となる岩石やコンクリート壁に穿孔した後、爆薬を埋め込む作業を必要とする。したがって、作業者がハンドドリルを用いて、又はクレーンに搭載された削岩機を用いて、破砕対象となる岩石やコンクリート壁に穿孔した後、爆薬を埋め込む作業を行うことになる。しかしながら、災害が発生した箇所において、爆薬による爆破破砕を行うことは二次災害を引き起こす可能性が高い。また、他の方法と同様に、クレーンを設置できない場合には、作業者により、破砕対象となる岩石やコンクリート壁が安定した状態にあるか否かを確認しながらの作業となり、危険を伴う作業となる。

本発明は斯かる課題に応えるために為されたもので、地震や大雨による土砂崩れや建物崩壊などの災害時に、人員による救助活動や復旧作業が困難な箇所において、復旧作業や救護活動等を行うことを可能にする技術を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために発明されたものであり、本発明の破砕材装填装置は、装置本体と、前記装置本体に設けられ、前記装置本体の姿勢を変化させることが可能な少なくとも３以上の脚と、破砕対象となる構造物を削孔する削孔装置と、非火薬破砕組成物である破砕材を、前記削孔装置により前記構造物に生成された穴に投入する投入装置と、を有することを特徴とする。

また、前記少なくとも３本の脚は、伸縮可能で、且つ、前記装置本体に対する角度を変更可能とすることで、前記装置本体の姿勢を変化させるだけでなく、前記装置本体を移動させることが可能であることが好ましい。

また、前記装置本体は、前記構造物に対する前記削孔装置の相対位置を変化させる第１の移動装置を有し、前記第１の移動装置は、前記削孔装置を固定する移動台と、前記移動台を移動させる駆動部と、前記移動台の移動方向を規制する規制部と、を含むことを特徴とする。

また、前記破砕材を保持する保持装置を有し、前記保持装置は、複数の前記破砕材を積み重ねて収納する保持筒と、前記保持筒の内部に入り込み、前記保持筒の内部に収納された複数の前記破砕材のうち、最下層の破砕材を支持する位置と、前記保持筒の内部から退避して、前記最下層の破砕材を前記保持筒の下端部から排出させる位置との間で移動する第１の支持部材と、を含むことを特徴とする。

また、前記保持装置は、前記保持筒の内部に入り込み、前記最下層の破砕材の上方に位置する破砕材を支持する位置と、前記保持筒の内部から退避して、前記支持した破砕材を前記保持筒の内部に入り込んだ前記第１の支持部材に向けて送り出す、前記第１の支持部材の上方に配置された第２の支持部材を、さらに有することを特徴とする。

これら場合、前記保持筒は、前記破砕材から引き出される発破母線が挿通される、前記保持筒の長手方向に沿ったスリットを有することが好ましい。

また、前記投入装置は、前記保持装置から排出された前記破砕材を把持する一対の挟持片と、前記一対の挟持片を前記保持装置の下方に位置する第１位置と、前記削孔装置により前記構造物に生成された穴の上方に前記破砕材を移動させる第２位置との間で移動する移動機構と、を有することを特徴とする。

また、前記投入装置は、前記一対の挟持片を、前記破砕材を把持する把持状態と、前記破砕材の把持を解除する解除位置との間で変化させる把持機構を、さらに有することを特徴とする。

また、前記削孔装置は、駆動時に回転するロッドと、前記ロッドの先端に固定され、前記ロッドの回転されたときに、前記構造物に押圧されることで、前記構造物を削孔する削孔ビットと、を有し、前記第１の移動装置は、前記構造物に生成された穴に前記破砕材が投入されたときに、前記削孔装置を前記穴に向けて移動させ、前記削孔ビットによる前記穴に前記破砕材を押し込むことを特徴とする。

また、前記構造物に生成された穴に前記破砕材を投入した後、前記穴に填塞材を注入する注入装置を有することが好ましい。

また、前記投入装置は、前記破砕材を所定角度間隔で保持する第１保持部を有する回転盤と、前記回転盤を回転させる駆動部と、を有することを特徴とする。

この場合、前記回転盤は、前記構造物に生成された穴に前記破砕材を投入した後、前記穴に投入される填塞材を保持する第２保持部を有することが好ましい。

また、前記駆動部は、前記第１保持部又は第２保持部のいずれか一方が、前記構造物に生成された穴の上方に配置されるように前記回転盤を回転させることが好ましい。

さらに、前記投入装置は、前記構造物に生成された穴の上方に配置された、前記第１保持部に保持された破砕材又は前記第２保持部に保持された填塞材のいずれか一方を押圧する押圧装置を有することを特徴とする。

また、前記投入装置は、前記回転盤を前記削孔装置の移動軌跡上に入り込む第１位置と前記削孔装置の移動軌跡上から退避する第２位置との間で移動させる第２の移動装置を有することを特徴とする。

なお、前記破砕材から引き出された発破母線と、前記破砕材を点火する着火器に接続された着火線とを結線器に接続する結線装置を有することが好ましい。

また、前記破砕材装填装置の各部を制御する制御装置と、前記制御装置に向けて、前記破砕材装填装置の動作指令を出力する入力部と、を有することを特徴とする。

また、前記少なくとも３以上の脚、前記削孔装置及び前記投入装置は、防水構造であることを特徴とする。なお、防水構造とすることで、降雨下での作業や、水深数ｍ程度の河川や海岸に浸水する構造物に対しての作業が可能となる。

本発明によれば、地震や大雨による土砂崩れや建物崩壊などの災害時に、人員による救助活動や復旧作業が困難な箇所において、復旧作業や救護活動等を行うことを可能にすることができる。

本実施形態の破砕材装填装置の前面側の構成の一例を示す斜視図である。 図１に示す破砕材装填装置の後面側の構成の一例を示す斜視図である。 削孔装置近傍の構成を示す斜視図である。 破砕材装填装置を下方から視認したときの削孔装置及びスライド装置の構成の一例を示す図である。 削孔装置及びスライド装置の構成の一例を示す側面図である。 スライド装置により削孔装置が下降した状態を示す側面図である。 カートリッジ及び投入装置の構成の一例を示す斜視図である。 投入装置の状態を示す上面図である。 本実施形態の破砕材装填装置の制御システムの一例を示す機能ブロック図である。 破砕材装填装置を用いて削孔及び破砕材の装填に係る処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の破砕材装填装置を用いて構造物に削孔処理を行ったときのカートリッジ及び投入装置の近傍を示す図である。 構造物に対して削孔した穴に破砕材を落下させた状態を示す図である。 穴に落下した破砕材を削孔装置にて押し込む状態を示す図である。 填塞材を内包したケースを固定した破砕材を用いて、破砕材を閉塞する流れの一例を示す図である。 別の実施形態における投入装置の一例を示す説明図である。 回転盤の構成の一例を示す図である。 （ａ）第１保持部における破砕材の保持状態を示す断面図、（ｂ）破砕材がロッドに押圧されたときの状態を示す断面図である。

以下、本実施形態の破砕材装填装置について、図面を用いて説明する。本発明の破砕材装填装置は、例えば斜面崩壊により露呈された大塊状の岩石、倒壊した建物のコンクリート壁、或いは、撤去する建造物の床面などを破砕する際に用いられ、これら構造物の穿孔、穿孔箇所への破砕材の投入を行う装置である。なお、本実施形態に示す破砕材装填装置１０の主要部の材質は、一般的な鋼材も使用可能であるが、例えば作業場所における電磁場の影響を受けない、アルミニウムやチタンなどの金属、又はＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）やＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）などの繊維強化プラスチックの複合素材である。

また、本実施形態に示す破砕材装填装置１０は、後述する３本の脚１６、削孔装置１７及び投入装置２０は、少なくとも防水構造である。これら装置を防水構造とすることで、降雨下での作業や、水深数ｍ程度の河川や海岸、地下構造物に対しての作業が可能となる。また、この他に、破砕材装填装置１０を用いた作業後に、破砕材装填装置１０に付着した岩粉、コンクリート粉などを例えば流水により洗浄や、高圧洗浄を行うことができる。

図１は、破砕材装填装置の前面側の構成を示す斜視図、図２は、破砕材装填装置の後面側の構成を示す斜視図である。なお、本実施形態において、破砕材装填装置が有する削孔装置が視認される向きを前面側とし、該削孔装置が視認できない向きを後面側として説明する。なお、図１及び図２においては、図の煩雑さを防止するために、装置の主要構成のみを開示し、ケーブル、エアホース等は省略している。

破砕材装填装置１０は、装置本体１５、３本の脚１６、削孔装置１７、スライド装置（図４参照）１８、カートリッジ（請求項に記載の保持装置に相当）１９、投入装置２０等を含む。

装置本体１５は、上部プレート２５、下部プレート２６、６本の連結部材２７、保持部材２８等を含む。

上部プレート２５は、略六角形状の板部材である。上部プレート２５は、上面の外周縁部にリングボルト３０及び軸支部材３１を有する。リングボルト３０は、破砕材装填装置１０を吊り下げる際のフック（図示省略）を取り付ける部材である。このリングボルト３０は、例えば１２０°間隔で上部プレート２５の上面に配置される。軸支部材３１は、脚の上端部を軸支する部材である。軸支部材３１は、例えば１２０°間隔で上部プレート２５の上面に配置される。なお、リングボルト３０の設置数は、３に限定される必要はなく、４以上であってもよい。また、軸支部材３１の設置数は、脚１６の本数に合わせて設置されるものであり、脚１６の本数が４以上であれば、脚１６の本数に合わせた数、上部プレート２５に設置される。

下部プレート２６は、中心が開口された略八角形状の板部材である。以下、開口部分に符号２６ａを付して説明する。下部プレート２６は、下面側に、スライド装置１８を保持するベース部材５４を有する。

連結部材２７は、例えば円柱形状の部材である。連結部材２７は、軸方向における一端部を上部プレート２５に、他端部を下部プレート２６に各々固定する。なお、本実施形態では、６本の連結部材２７を用いて上部プレート２５と下部プレート２６とを連結する場合を説明する。なお、上部プレート２５と下部プレート２６とを連結する連結部材２７の本数は、６本に限定される必要はない。

６本の連結部材２７のうち隣り合う２本の連結部材２７に跨って、軸支部材３２が設けられる。軸支部材３２は、連結部材２７の軸方向における中央近傍に配置される。軸支部材３２は、後述する伸縮アーム３８の一端部を軸支する。なお、本実施形態では、６本の連結部材２７を用いているので、軸支部材３２は、隣り合う２本の連結部材２７に跨って３箇所に設けられる。

保持部材２８は、上部プレート２５の下面側に、下部プレート２６に向けて延出した状態で設けられる。保持部材２８は、スライド装置１８の駆動源となるエアシリンダ５０を保持する。

脚１６は、上脚部３３、エアシリンダ３４、下脚部３５を有する。上脚部３３は、上端部を上部プレート２５の軸支部材３１に軸支する。また、上脚部３３は、軸方向における中心よりも下方側に軸支部３３ａを有する。軸支部３３ａは、伸縮アーム３８の他端部を軸支する。

エアシリンダ３４は、上脚部３３の下端部に固定されるシリンダ本体３６と、下脚部３５の上端部を固定するロッド３７とを有する。上脚部３３と下脚部３５との間にエアシリンダ３４を配置することで、エアシリンダ３４のロッド３７の伸縮により下脚部３５が脚１６の長手方向に移動する。その結果、脚１６の全体長が変化する。

伸縮アーム３８は、例えば内部に設けられたモータ１４５（図９参照）の回転によりスクリューが回転することで、伸縮アーム３８の全体長が変化する。上述したように、伸縮アーム３８は、一端部を上部プレート２５に設けた軸支部材３２に、他端部を脚１６の上脚部３３の軸支部３３ａに、各々軸支する。したがって、伸縮アーム３８の伸縮により、脚１６は、その長手方向と、装置本体１５の連結部材２７の長手方向とのなす角度が変化する。

本実施形態では、脚１６の全体長、及び脚１６の長手方向と装置本体１５の連結部材２７の長手方向とのなす角度を、脚毎に変化させることで、破砕材装填装置１０の姿勢を変化させるだけでなく、破砕材装填装置１０を所定方向に移動させることが可能となる。

図３に示すように、削孔装置１７は、圧縮空気の供給によりロッド１７ａ及びロッド１７ａの先端に固定した削孔ビット１７ｂを回転させて、対象箇所となる岩石、又はコンクリート壁を削孔する装置である。削孔装置１７は、移動台３９に固定される。なお、削孔装置１７は、ロッド１７ａの軸方向とスライド装置１８における移動台３９の移動方向とが一致するように、移動台３９に固定される。

削孔装置１７は、移動台３９の台座４０に立設した突部４１，４２と、該突部４１，４２の下方に立設した突部４３との間にハンドル１７ｃを挿入した状態で、各突部４１，４２，４３に跨って保持プレート４４を固定することで、削孔装置１７が移動台３９から脱落することを防止している。また、削孔装置１７は、ハンドル１７ｃとは反対側の端部を、移動台３９に設けた支持部材４５と、支持部材４５に固定される固定部材４６とによって支持される。これにより、削孔装置１７は、ロッド１７ａの軸方向が上下方向となるように位置決め保持される。なお、支持部材４５は、移動台３９に一体でもよいし、移動台３９に固定されるものであってもよい。

図３から図５に示すように、スライド装置（請求項に記載の第１の移動装置に相当）１８は、上記移動台３９の他に、エアシリンダ（請求項に記載の駆動部に相当）５０、ガイドプレート（請求項に記載の規制部に相当）５１及びガイドブラケット（請求項に記載の規制部に相当）５２，５３を含む。エアシリンダ５０は、シリンダ本体５０ａと、ロッド５０ｂとを有する。シリンダ本体５０ａは、上部プレート２５の下面に設けられた保持部材２８に吊設される。シリンダ本体５０ａが保持部材２８に吊設された状態では、シリンダ本体５０ａの下端部が下部プレート２６の開口２６ａに挿通された状態となる。ロッド５０ｂは、台座４０に固定されたブラケット５５を先端に固定する。したがって、図５及び図６に示すように、ロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａから伸張する場合には、ロッド５０ｂが台座４０を下方に押圧し、移動台３９を下方にスライドさせる。一方、ロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａに縮退する場合には、ロッド５０ｂが台座４０を上方に引き上げ、移動台３９を上方にスライドさせる。

ガイドプレート５１は、ベース部材５４に設けられる。ガイドプレート５１は、幅方向における両端部に円筒形状のガイドポール部５１ａ，５１ｂを有する。ガイドプレート５１は、ガイドポール部５１ａ，５１ｂの軸方向が、エアシリンダ５０のロッド５０ｂの伸縮方向と一致するようにベース部材５４に配置される。

ガイドブラケット５２は、移動台３９の裏面側に、上下２箇所に配置される。ガイドブラケット５２は、ガイドプレート５１が有するガイドポール部５１ａが挿通される凹部５２ａを有する。同様にして、ガイドブラケット５３は、移動台３９の裏面側に、上下２箇所に配置される。ガイドブラケット５３は、ガイドプレート５１が有するガイドポール部５１ｂが挿通される凹部５３ａを有する。

ガイドブラケット５２の凹部５２ａにガイドプレート５１のガイドポール部５１ａを、ガイドブラケット５２の凹部５３ａにガイドプレート５１のガイドポール部５１ｂを各々挿通させることで、移動台３９の移動方向が、ガイドポール部５１ａ，５１ｂの軸方向に規制される。

カートリッジ１９は、ブラケット５５（図１又は図２参照）を介して、ベース部材５４の側方に配置される装置である。図７に示すように、カートリッジ１９は、保持筒６０、支持片６１，６２，６３、連結シャフト６４，６５、連結片６６、ガイドシャフト６７、ベース部材６８を有する。保持筒６０は、軸方向に沿ったスリット６０ａが前面に形成された円筒形状の部材である。保持筒６０は、例えば破砕材８０（図８参照）を保持筒６０の軸方向（上下方向）に沿って積み重ねた状態で保持する。本実施形態では、保持筒６０は、４本の破砕材８０を保持する場合を説明する。なお、保持筒６０の内部に積み上げて保持する破砕材８０の収納数を４本としているが、１～３本でもよいし、５本以上であってもよい。スリット６０ａは、破砕材８０から引き回される発破母線（着火線）が挿通される。

保持筒６０は、保持筒６０の下部に、且つスリット６０ａが設けられる位置から９０°回転した位置に、保持筒６０の軸方向に所定の間隔を空けて２箇所に開口６０ｂ，６０ｃを有する。開口６０ｂ及び開口６０ｃの間隔は、例えば、破砕材８０の全長よりも長い間隔に設定される。なお、開口６０ｂは、支持片６２の下部に固定されるエアシリンダ７１のロッド７１ａ（図１１参照）が出入りする。また、開口６０ｃは、支持片６３の下部に固定されるエアシリンダ７２のロッド７２（図１１参照）が出入りする。

支持片６１，６２，６３は、ベース部材６８の上下方向に沿って設けられ、保持筒６０及び連結シャフト６４，６５を保持する。これら支持片６１，６２，６３において、保持筒６０のスリット６０ａに重畳される箇所には、切欠き部６１ａ，６２ａ，６３ａが各々設けられる。支持片６１，６２，６３が、スリット６０ａを露呈する切欠き部６１ａ，６２ａ，６３ａを各々有することで、破砕材が下方に移動したときに破砕材から引き回される発破母線が、支持片６１，６２，６３の各々に引っ掛かることなく、スリット６０ａに沿って下方に移動することが可能となる。

これら支持片６１，６２，６３のうち、支持片６２はエアシリンダ（請求項に記載の第２の支持部材に相当）７１を固定する。また、支持片６３はエアシリンダ（請求項に記載の第１の支持部材に相当）７２を固定する。エアシリンダ７１は、ロッド７１ａを開口６０ｂに対して出し入れすることで、ロッド７１ａにより落下を規制された１本の破砕材を下方に落下させた後、該破砕材の上方に積み重ねた破砕材が連続して落下することを防止する。

同様にして、エアシリンダ７２は、ロッド７２ａを開口６０ｃに対して出し入れすることで、ロッド７２ａにより落下を規制された１本の破砕材を保持筒６０の下端部から外部に（下方に）落下させた後、ロッド７１ａの縮退により落下する１本の破砕材が連続して外部に落下することを防止する。

連結片６６は、Ｌ字形状の部材である。Ｌ字形状を構成する連結片６６の一片６６ａは、連結シャフト６４，６５の上端部を固定する。また、連結片６６の他片６６ｂは、ガイドシャフト６７の上端部を固定支持する。図示は省略するが、ガイドシャフト６７は、例えば保持筒６０のスリット６０ａから引き回される発破母線を螺旋状に巻回する。これにより、保持筒６０の内部に積み重ねて収納される破砕材の各々から引き回される発破母線が他の発破母線に絡まることを防止できる。

図７及び図８に示すように、投入装置２０は、カートリッジ１９が有するベース部材６８の下部に設けられる。投入装置２０は、機構本体７５、回転台７６、及び挟持片７７，７８を有する。機構本体７５は、ベース部材６８に固定される保持板７９に固定される。図示は省略するが、機構本体７５の内部には、回転台７６を回転させる機構（以下、回転機構）が収納される。なお、回転台７６の回転機構８１（図９参照）は、供給される圧縮空気により回転台７６を回転させる機構が挙げられる。

回転台７６は、機構本体７５の内部に収納される回転機構（請求項に記載の移動機構に相当）８１により、挟持片７７の挟持部７７ａ及び挟持片７８の挟持部７８ａが保持筒６０の下方に位置する第１位置（図８（ａ）参照）と、これら挟持部７７ａ，７８ａが、削孔装置１７の削孔ビット１７ｂの下方（又は削孔した穴１５５の上方）に位置する第２位置（図８（ｂ）参照）との間で１８０°回転する。

図示は省略するが、回転台７６の内部には、挟持片７７，７８の相対位置を変化させることが可能な機構（以下、把持機構）が収納される。挟持片７７，７８の把持機構８２（図９参照）としては、例えば供給される圧縮空気により挟持片の相対位置を変化させる機構が挙げられる。

挟持片７７，７８は、把持機構８２により、破砕材８０を挟持することで破砕材を把持する把持状態と、破砕材８０の把持を解除する解除状態との間で変化する。挟持片７７，７８は、他方の挟持片に対して凹形状となるように湾曲した挟持部７７ａ，７８ａを各々有する。挟持片７７，７８は、各々の挟持片を他方の挟持片に近づける方向にスライドさせることで、各挟持片７７，７８の挟持部７７ａ，７８ａを破砕材８０の外周面に当接させた状態で挟持する。

次に、本実施形態に用いられる破砕材８０について説明する。破砕材８０は、例えば低振動・低騒音破砕薬剤ガンサイザー（登録商標、日本工機株式会社製商品名）を用いている。破砕材８０は、装填されたガス発生剤を燃焼させることで、高圧ガスを発生させる。ガス発生剤は、火薬類を用いた破砕方法と同じ手順で消費許可を必要とせずに岩盤などを破砕する非火薬破砕組成物である。破砕材８０は、以下に示す構成のガス発生剤が用いられる。

ガス発生剤の組成及び配合率は、例えばカリウム明礬又はアンモニウム明礬４４～５５％、酸化第二銅３３～４４％、アルミニウム９～１７％、ステアリン酸カルシウム２．４～２．６％、塩化ビニル１．２～１．８％である。なお、ガス発生剤の粒度は、２４タイラーメッシュ通過４２タイラーメッシュ止まりの篩分け品、すなわち、粒径が０．３５ｍｍ～０．７１ｍｍの範囲である。上述したガス発生剤は、１０ｃｃ圧力タンク内で燃焼したときの最大圧力が２５ＭＰａ程度である。なお、火薬取締法の制限がない使用場所、又は破砕対象の状況によって、ガス発生剤の代わりに、爆薬類、火工品が使用される。

図９は、本実施形態における破砕材装填装置を動作させる制御システム１００の一例を示す機能ブロック図である。なお、図９においては、制御装置１０３から、各エアホースに設けた制御弁への制御信号を示す信号線については省略している。また、図９においては、電気信号を示す信号線については点線にて示している。なお、本実施形態の破砕材装填装置は、空気圧による制御により作動する場合を一例として挙げている。しかしながら、破砕材装填装置は、周囲環境に応じて、水圧、油圧などによる制御により作動させることも可能である。

制御システム１００は、上述した破砕材装填装置１０、エアコンプレッサ１０１，１０２、制御装置１０３、操作部１０４及び表示部１０５を有する。以下、破砕材装填装置１０が有する３本の脚１６においては、例えば記号「ａ」，「ｂ」，「ｃ」を付して説明する。

３本の脚１６のうち、脚１６ａのエアシリンダ３４ａは、エアコンプレッサ１０１に接続されたエアホース１１０に接続される。エアホース１１０は、制御弁１１１ａ及び電磁弁１１２ａを有する。制御弁１１１ａは、制御装置１０３によって開閉制御され、エアコンプレッサ１０１からの圧縮空気の供給、供給停止を切り替える。電磁弁１１２ａは、エアコンプレッサ１０１から供給される圧縮空気の流れを切り替える。電磁弁１１２ａによる圧縮空気の流れを切り替えることで、エアシリンダ３４ａのロッド３７ａが伸縮する。

また、脚１６ｂのエアシリンダ３４ｂは、エアホース１１０から分岐するエアホース１１３に接続される。エアホース１１３は、制御弁１１１ｂ及び電磁弁１１２ｂを有する。制御弁１１１ｂは、制御装置１０３によって開閉制御され、エアコンプレッサ１０１からの圧縮空気の供給、供給停止を切り替える。電磁弁１１２ｂは、エアコンプレッサ１０１から供給される圧縮空気の流れを切り替える。電磁弁１１２ｂによる圧縮空気の流れを切り替えることで、エアシリンダ３４ｂのロッド３７ｂが伸縮する。

同様にして、脚１６ｃのエアシリンダ３４ｃは、エアホース１１０から分岐するエアホース１１４に接続される。エアホース１１４は、制御弁１１１ｃ及び電磁弁１１２ｃを有する。制御弁１１１ｃは、制御装置１０３によって開閉制御され、エアコンプレッサ１０１からの圧縮空気の供給、供給停止を切り替える。電磁弁１１２ｃは、エアコンプレッサ１０１から供給される圧縮空気の流れを切り替える。電磁弁１１２ｃによる圧縮空気の流れを切り替えることで、エアシリンダ３４ｃのロッド３７ｃが伸縮する。

削孔装置１７は、エアコンプレッサ１０２に接続されるエアホース１１５に接続される。エアホース１１５は、制御弁１１６を有する。制御弁１１６は、制御装置１０３によって開閉制御される。したがって、制御弁１１６が開くことでエアコンプレッサ１０２からの圧縮空気が削孔装置１７に供給され、削孔装置１７のロッド１７ａが一定方向に回転するとともに、ロッド１７ａ及び削孔ビット１７ｂが上下動する（打撃を行う）。ここで、エアコンプレッサ１０２から削孔装置１７に供給される圧縮空気の圧力、流量は、穿孔対象物の材質により適宜調整される。例えば、穿孔対象物が軟質の材質のとき、圧力減少された圧縮空気が削孔装置１７に供給される。一方、穿孔対象物が軟質の材質のとき、圧力増加された圧縮空気が削孔装置１７に供給される。また、例えば穿孔対象物が河川や海岸、地下などで水没している場合、削孔装置１７による削孔作業は、水圧を受けた状態での作業となる。このような場合、供給される圧縮空気の圧力や流量は、穿孔対象物の水圧を勘案して、水没していない場合に比べて増加された圧縮空気が削孔装置１７に供給される。

スライド装置１８は、エアシリンダ５０を有する。エアシリンダ５０は、エアホース１１５から分岐するエアホース１１７に接続される。エアホース１１７は、制御弁１１８及び電磁弁１１９を有する。制御弁１１８は、制御装置１０３によって開閉制御され、エアコンプレッサ１０２からの圧縮空気の供給、供給停止を切り替える。電磁弁１１９は、エアコンプレッサ１０２から供給される圧縮空気の流れを切り替える。電磁弁１１９による圧縮空気の流れを切り替えることで、エアシリンダ５０のロッド５０ｂが伸縮する。

ここで、エアシリンダ５０は、位置センサ１２０，１２１を有する。位置センサ１２０は、ロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａの内部に縮退した位置を検出するセンサである。また、位置センサ１２１は、ロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａから突出した位置を検出するセンサである。なお、これら位置センサ１２１から出力される信号は、制御装置１０３に入力される。

カートリッジ１９は、エアシリンダ７１，７２を有する。エアシリンダ７１は、エアホース１１５から分岐するエアホース１２３に接続される。エアホース１２３は、制御弁１２４及び電磁弁１２５を有する。制御弁１２４は、制御装置１０３によって開閉制御され、エアコンプレッサ１０２からの圧縮空気の供給、供給停止を切り替える。電磁弁１２５は、エアコンプレッサ１０２から供給される圧縮空気の流れを切り替える。電磁弁１２５による圧縮空気の流れを切り替えることで、エアシリンダ７１のロッド７１ａが伸縮する。

また、エアシリンダ７２は、エアホース１１５から分岐するエアホース１２７に接続される。エアホース１２７は、制御弁１２８及び電磁弁１２９を有する。制御弁１２８は、制御装置１０３によって開閉制御され、エアコンプレッサ１０２からの圧縮空気の供給、供給停止を切り替える。電磁弁１２９は、エアコンプレッサ１０２から供給される圧縮空気の流れを切り替える。電磁弁１２９による圧縮空気の流れを切り替えることで、エアシリンダ７２のロッド７２ａが伸縮する。

投入装置２０は、回転機構８１及び把持機構８２を有する。回転機構８１は、エアホース１１５から分岐するエアホース１３１に接続される。エアホース１３１は、制御弁１３２及び電磁弁１３３を有する。制御弁１３２は、制御装置１０３によって開閉制御され、エアコンプレッサ１０２からの圧縮空気の供給、供給停止を切り替える。電磁弁１３３は、エアコンプレッサ１０２から供給される圧縮空気の流れを切り替える。電磁弁１３３による圧縮空気の流れを切り替えることで、回転機構８１における回転台７６の正逆回転が制御される。

ここで、回転機構８１は、位置センサ１３４，１３５を有する。位置センサ１３４は、回転台７６が第１位置にあることを検出するセンサである。また、位置センサ１３５は、回転台７６が第２位置にあることを検出するセンサである。なお、これら位置センサ１３４，１３５から出力される信号は、制御装置１０３に入力される。

把持機構８２は、エアホース１１５から分岐するエアホース１３７に接続される。エアホース１３７は、制御弁１３８及び電磁弁１３９を有する。制御弁１３８は、制御装置１０３によって開閉制御され、エアコンプレッサ１０２からの圧縮空気の供給、供給停止を切り替える。電磁弁１３９は、エアコンプレッサ１０２から供給される圧縮空気の流れを切り替える。電磁弁１３９による圧縮空気の流れを切り替えることで、把持機構８２が有する挟持片７７，７８が把持状態と解除状態との間で切り替えられる。ここで、把持機構８２は、位置センサ１４０，１４１を有する。位置センサ１４０は、挟持片７７，７８が把持状態にあることを検出するセンサである。また、位置センサ１４１は、挟持片７７，７８が解除状態にあることを検出するセンサである。なお、これら位置センサ１４０，１４１から出力される信号は、制御装置１０３に入力される。

上述したように、装置本体１５と脚１６とに両端部が各々軸支される伸縮アーム３８は、内部にモータ１４５を有する。モータ１４５は、制御装置１０３により駆動制御される。

制御装置１０３は、３本の脚１６とエアコンプレッサ１０１との間のエアホースに設けた制御弁及び電磁弁の開閉制御、伸縮アーム３８に設けたモータ１４５の回転制御を行う。また、制御装置１０３は、削孔装置１７、スライド装置１８、カートリッジ、投入装置とエアコンプレッサ１０２との間のエアホース１１５に設けた制御弁１１６の開閉制御を行う。なお、図示は省略するが、制御装置は、破砕材装填装置１０の各部を制御する制御プログラムを記憶する記憶部を有している。制御装置は、該制御プログラムに基づいて、各部を制御する。

操作部１０４は、作業者による入力操作を受けて、破砕材装填装置１０の動作指令を制御装置１０３に向けて出力する。操作部１０４と制御装置１０３との間の信号の通信は、有線による通信であってもよいし、無線による通信であってもよい。

表示部１０５は、破砕材装填装置１０の動作状態を示す画面や、破砕材装填装置１０が有する各部が正常に駆動しているか否かを示す画面を表示する。なお、表示部１０５は、操作部１０４と一体としてもよい。

本実施形態では、作業者による操作部１０４の入力操作により破砕材装填装置１０を動作させる制御システムとしているが、破砕材装填装置１０を自動で動作させる制御システムであってもよい。

本実施形態では、３本の脚１６に圧縮空気を供給するエアコンプレッサ１０１と、削孔装置１７、スライド装置１８、カートリッジ１９、投入装置２０に圧縮空気を供給するエアコンプレッサ１０２との２台のエアコンプレッサを設けた場合を説明しているが、破砕材装填装置１０が有する各装置に向けて圧縮空気を供給するコンプレッサの数は、１台でもよいし、破砕材装填装置１０が有する装置の各々に対応した数設けることも可能である。

次に、破砕材装填装置１０を用いて、対象となる構造物１５０に破砕材８０を装填する動作について、図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、図１０においては、破砕材装填装置１０を破砕対象となる構造物１５０の上部まで移動させた後の、削孔処理、及び破砕材８０の装填処理の流れを示している。

なお、詳細は省略するが、破砕材装填装置１０は、操作部１０４の操作により、３本の脚のいずれかの脚の伸縮及び脚の回動を組み合わせることで構造物１５０の上部まで移動させてもよいし、リングボルト３０にワイヤを引っ掛け、該ワイヤをクレーンにより吊り上げ、構造物１５０の上部に降ろしてもよい。なお、構造物１５０に対する破砕材装填装置１０の姿勢や位置を変更する場合には、操作部１０４の操作により、３本の脚１６のいずれかの脚の伸縮、又は脚の回動を行えばよい。

削孔処理は、図１０に示すフローチャートのステップＳ１０１からステップＳ１０７である。

ステップＳ１０１は、削孔装置を駆動させる処理である。制御装置１０３は、エアホース１１５に設けた制御弁１１６を開き、エアコンプレッサ１０２からの圧縮空気を削孔装置１７に供給する。これにより、削孔装置１７のロッド１７ａが一定方向に回転するとともに、ロッド１７ａ及び削孔ビット１７ｂが上下動する（打撃を行う）。

ステップＳ１０２は、スライド装置により移動台を下降させる処理である。制御装置１０３は、エアホース１１７に設けた制御弁１１８を開き、同時に、必要に応じて電磁弁１１９における切替制御を行う。例えば位置センサ１２０から信号が出力されていれば、制御装置１０３は、供給される圧縮空気によりロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａから突出されるように、電磁弁１１９における圧縮空気の流れとなるように制御する。したがって、制御弁１１８が開くことで、供給される圧縮空気により、ロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａから突出する方向に移動する。これにより、移動台３９が下降する（図５及び図６参照）。

移動台３９の下降の際に、回転する削孔装置１７のロッド１７ａ先端に固定された削孔ビット１７ｂが構造物１５０を押圧し、この押圧の過程で、削孔ビット１７ｂが構造物１５０を削る（図１１参照）。したがって、構造物１５０に穴１５５が生成される。

ステップＳ１０３は、ロッドの位置が検出されたか否かを判定する処理である。制御装置１０３は、位置センサ１２１からの信号を取得していない場合には、ステップＳ１０３の判定処理の結果をＮｏとする。この場合、ステップＳ１０３の判定処理の結果がＹｅｓとなるまで、制御装置１０３は、ステップＳ１０３の判定処理を繰り返し実行する。

一方、位置センサ１２１からの信号を取得した場合、制御装置１０３は、ステップＳ１０３の判定処理の結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４は、スライド装置により移動台を上昇させる処理である。制御装置１０３は、エアホース１１７に設けた電磁弁１１９における圧縮空気の切替制御を行う。つまり、制御装置１０３は、圧縮空気をエアシリンダ５０に供給することにより、ロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａの内部に縮退するように、電磁弁１１９における圧縮空気の流れを切り替える。その結果、ロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａの内部に縮退する。つまり、移動台３９が上昇する。

ステップＳ１０５は、ロッドの位置が検出されたか否かを判定する処理である。制御装置１０３は、位置センサ１２０からの信号を取得していない場合には、制御装置１０３は、ステップＳ１０５の判定処理の結果をＮｏとする。この場合、制御装置１０３は、ステップＳ１０５の判定処理の結果がＹｅｓとなるまで、ステップＳ１０５の判定処理を繰り返し実行する。

一方、位置センサ１２０からの信号を取得したとき、制御装置１０３は、ステップＳ１０５の判定処理の結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６は、移動台を停止する処理である。制御装置１０３は、エアホース１１７に設けた制御弁１１８を閉じる。これにより、スライド装置１８への圧縮空気の供給が停止される。これにより、移動台３９が停止する。

ステップＳ１０７は、削孔装置の駆動を停止する処理である。制御装置１０３は、エアホース１１５に設けた制御弁１１６を閉じる。これにより、削孔装置１７への圧縮空気の供給が停止される。つまり、削孔装置１７の駆動が停止する。

上述したステップＳ１０１からステップＳ１０７による削孔処理の後、破砕材８０を装填する処理が行われる。以下、ステップＳ１０８からステップＳ１１９が破砕材８０を装填する処理となる。

例えば、破砕材装填装置１０のカートリッジ１９において、保持筒６０の内部には、４本の破砕材８０が上下方向に積み上げられた状態で収納されている。４本の破砕材８０のうち、最下層の破砕材８０は、保持筒６０の開口６０ｃから内部に入り込んだエアシリンダ７２のロッド７２ａにより支持されている。また、４本の破砕材８０のうち、最下層の破砕材８０の上方に位置する破砕材８０は、保持筒６０の開口６０ｂから内部に入り込んだエアシリンダ７１のロッド７１ａにより支持されている。なお、４本の破砕材８０のうち、上部２本の破砕材８０は、エアシリンダ７１のロッド７１ａにより支持される破砕材８０に積み重ねられた状態で収納されている。このとき、図８（ａ）に示すように、投入装置２０の回転台７６は、第１位置に保持され、投入装置２０の挟持片７７，７８は、解除状態に保持されている。

ステップＳ１０８は、投入装置への破砕材を供給する処理である。制御装置１０３は、エアホース１２７に設けた制御弁１２８を開き、また、電磁弁１２９による圧縮空気の流れの切替制御を行う。これにより、エアシリンダ７２のロッド７２ａが縮退して保持筒６０の内部から退避する。その結果、ロッド７２ａにより支持された最下層の破砕材８０が保持筒６０の下端部から落下する。保持筒６０の下端部から落下した破砕材８０は、解除位置にある挟持片７７の挟持部７７ａ及び挟持片７８の挟持部７８ａの間に入り込む（図８（ａ）参照）。

制御装置１０３は、一定時間経過後、電磁弁１２９による圧縮空気の流れを切り替える。その結果、エアシリンダ７２のロッド７２ａが伸長して保持筒６０の内部へと入り込む。次に、制御装置１０３は、エアホース１２３に設けた制御弁１２４を開き、また、電磁弁１２５による圧縮空気の流れの切替制御を行う。これにより、エアシリンダ７１のロッド７１ａが縮退し、保持筒６０の内部から退避する。その結果、ロッド７１ａにより支持された破砕材８０が落下する。なお、落下する破砕材８０は、エアシリンダ７２のロッド７２ａに支持される。制御装置１０３は、一定時間経過後、電磁弁１２５による圧縮空気の流れを切り替える。エアシリンダ７１のロッド７１ａが伸長し、保持筒６０の内部へと入り込む。その結果、積み重ねた３本の破砕材８０のうち、真ん中に位置する破砕材８０が、落下する過程で、エアシリンダ７１のロッド７１ａに支持される。

ステップＳ１０９は、把持片による破砕材を把持する処理である。制御装置１０３は、エアホース１３７に設けた制御弁１３８を開き、また、電磁弁１３９による圧縮空気の流れの切替制御を行う。これにより、把持機構８２が駆動して、挟持片７７，７８が解除状態から把持状態に変化する。したがって、挟持部７７ａ，７８ａの間に落下した破砕材８０は、挟持片７７，７８により把持される（図８（ｂ）参照）。

ステップＳ１１０は、回転台を回転する処理である。制御装置１０３は、エアホース１３１に設けた制御弁１３２を開き、また、電磁弁１３３による圧縮空気の流れの切替制御を行う。これにより、回転機構８１が駆動し、回転台７６を第１位置から第２位置に向けて回転させる（図８（ｃ）参照）。

ステップＳ１１１は、回転台が第２位置まで回転したか否かを判定する処理である。回転台７６が第２位置まで回転すると、位置センサ１３５が回転台７６の位置を検出する。検出信号は、制御装置１０３に出力される。制御装置１０３は、位置センサ１３５からの信号を取得していない場合には、制御装置１０３は、ステップＳ１１１の判定処理の結果をＮｏとする。この場合、制御装置１０３は、ステップＳ１１１の判定処理の結果がＹｅｓとなるまで、ステップＳ１１１の判定処理を繰り返し実行する。

一方、位置センサ１３５からの信号を取得したとき、制御装置１０３は、ステップＳ１１１の判定処理の結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１２は、回転台の回転を停止する処理である。制御装置１０３は、制御弁１３２を閉じる。その結果、回転機構８１への圧縮空気の供給が停止される。したがって、回転台７６の回転が停止され、回転台７６が第２位置で保持される。

ステップＳ１１３は、挟持片により破砕材の把持を解除する処理である。制御装置１０３は、エアホース１３７に設けた制御弁１３８を開き、また、電磁弁１３９による圧縮空気の流れの切替制御を行う。これにより、把持機構８２が駆動して、挟持片７７，７８が把持状態から解除状態に変化する。その後、制御装置１０３は、制御弁１３８を閉じる。その結果、挟持片７７，７８が解除状態で保持される（図８（ｄ）参照）。例えば第２位置は、挟持片７７，７８によって挟持される破砕材８０の中心位置と、構造物１５０に生成される穴１５５の中心位置とが一致している。したがって、挟持片７７，７８が把持状態から解除状態に変化すると、把持された破砕材８０が穴１５５に向けて落下する（図１２参照）。

ステップＳ１１４は、回転台を回転させる処理である。制御装置１０３は、エアホース１３１に設けた制御弁１３２を開き、また、電磁弁１３３による圧縮空気の流れの切替制御を行う。これにより、回転機構８１が駆動して、回転台７６が第２位置から第１位置に向けて回転する。

ステップＳ１１５は、回転台が第１位置まで回転したか否かを判定する処理である。回転台７６が第１位置まで回転すると、位置センサ１３４が回転台７６の位置を検出し、その信号が制御装置１０３に出力される。位置センサからの信号を取得していない場合には、制御装置１０３は、ステップＳ１１５の判定処理の結果をＮｏとする。この場合、制御装置１０３は、ステップＳ１１５の判定処理の結果がＹｅｓとなるまで、ステップＳ１１５の判定処理を繰り返し実行する。一方、位置センサからの信号を取得した場合、制御装置１０３は、ステップＳ１１５の判定処理の結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１１６に進む。

ステップＳ１１６は、回転台の回転を停止する処理である。制御装置１０３は、制御弁１３２を閉じる。その結果、回転機構８１への圧縮空気の供給が停止される。したがって、回転台７６の回転が停止され、回転台７６が第１位置で保持される。

ステップＳ１１７は、スライド装置により移動台を下降させる処理である。制御装置１０３は、エアホース１１７の制御弁１１８を開放し、電磁弁１１９における切替制御を行う。これにより、スライド装置１８のエアシリンダ５０に圧縮空気が供給される。その結果、エアシリンダ５０のロッド５０ｂが伸張し、移動台３９が下降する。この下降の際に、削孔装置１７のロッド１７ａの先端に固定される削孔ビット１７ｂが、破砕材８０を押圧して、破砕材８０を穴１５５の内部に押し込む（図１３参照）。

ステップＳ１１８は、所定時間経過したか否かを判定する処理である。制御装置１０３は、スライド装置１８により移動台３９を下降させてからの経過時間を計測している。例えば破砕材装填装置１０の姿勢が一定であれば、移動台３９が下降する移動量は一定である。また、構造物１５０に生成した穴１５５に装填される破砕材８０の長さは一定である。したがって、削孔装置１７の削孔ビット１７ｂにて破砕材８０を穴１５５に押し込む場合には、移動台３９に設置される削孔装置１７は、破砕材８０の長さ分下降しない。したがって、エアシリンダ５０が有する位置センサ１２１では、ロッド５０ｂの位置を検出することが不可能である。したがって、制御装置１０３では、移動台３９を下降させてからの経過時間を計測し、その経過時間が、破砕材８０を穴１５５に押し込んだと想定される所定時間を経過したか否かを判定する。経過時間が所定時間経過していない場合には、制御装置１０３は、ステップＳ１１８の判定処理の結果をＮｏとする。この場合、制御装置１０３は、ステップＳ１１８の判定処理の結果がＹｅｓとなるまで、ステップＳ１１８の判定処理を繰り返し実行する。

一方、経過時間が所定時間経過していない場合には、制御装置１０３は、ステップＳ１１８の判定処理の結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１１９に進む。

ステップＳ１１９は、スライド装置により移動台を上昇させる処理である。制御装置１０３は、エアホース１１７に設けた制御弁１１８を開放し、必要に応じて電磁弁１１９における切替制御を行う。制御装置１０３は、制御弁１１８を開くことで供給される圧縮空気によりロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａに縮退する際の圧縮空気の流れとなるように、電磁弁１１９を切替制御する。これにより、ロッド５０ｂがシリンダ本体５０ａに縮退する方向に移動する。これにより、移動台３９が上昇する。

ステップＳ１２０は、ロッドの位置が検出されたか否かを判定する処理である。制御装置１０３は、位置センサ１２０からの信号を取得していない場合には、ステップＳ１２０の判定処理の結果をＮｏとする。この場合、制御装置１０３はステップＳ１２０の判定処理の結果がＹｅｓとなるまで、ステップＳ１２０の判定処理を繰り返し実行する。

一方、位置センサ１２０からの信号を取得した場合、制御装置１３０は、ステップＳ１２０の判定処理の結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１２１は、スライド装置を停止する処理である。制御装置１０３は、制御弁１１８を閉じる。これにより、スライド装置１８への圧縮空気の供給が停止される。これにより、スライド装置１８が停止する。

このステップＳ１０８からステップＳ１２１の処理を行うことで、破砕材８０が構造物１５０に生成した穴１５５に投入される。

なお、破砕材８０を投入した後に、破砕材８０が投入された穴１５５に、エポキシ樹脂やコンクリート、或いはコンクリートモルタルなどの填塞材が注入される。填塞材が注入されることで、破砕材８０が投入された穴１５５が閉塞される。填塞材の注入の後、破砕材装填装置１０を回収、又は他の位置へと移動させて、構造物１５０の穴１５５に投入した破砕材８０を点火する。これにより、構造物１５０が破砕される。

なお、填塞材の注入は、破砕材装填装置１０に設けた注入装置によって行ってもよいし、破砕材装填装置１０とは異なる装置により行ってもよい。

また、破砕材８０が投入された穴１５５を閉塞する方法として、以下の方法が挙げられる。図１４（ａ）に示すように、構造物１５０の穴１５５に投入する破砕材２００は、破砕材本体２０１と、填塞材２０３を内包したケース２０２とを含む。破砕材本体２０１は、本実施形態の破砕材８０と同一である。ケース２０２は、破砕材本体２０１の上端部に固定される。ケース２０２は、例えばラプチャーディスク２０２ａを上端部に有する。ケース２０２は、蛇腹構造を有するなど、削孔装置に押し潰されたときに、填塞材２０３が容易に外部に流れ出る構造であることが好ましい。ラプチャーディスク２０２ａは、例えば破裂板に加わる圧力値が所定の圧力値に到達した場合に破裂するものである。なお、填塞材２０３は、空気や水に触れると硬化を開始する反応性樹脂、２つの成分の混合により硬化を開始する反応性樹脂などが好ましい。また、填塞材２０３は、ケース２０２から構造物１５０の孔１５５と破砕材本体２０１との間に流れ込んだ後で硬化されるような軟質な材料であることが好ましい。

上述した破砕材２００は、本実施形態の破砕材８０と同様に、破砕材装填装置１０のカートリッジ１９に装填され、投入装置２０により構造物１５０の穴１５５に投入される（図１４（ａ）参照）。その後、削孔装置１７が下降する。このとき、削孔装置１７は駆動している。したがって、図１４（ｂ），図１４（ｃ）に示すように、削孔装置１７は、自装置の下降とともに、ケース２０２のラプチャーディスク２０２ａを破壊し、さらに、ケース２０２を下方に押しつぶす。ケース２０２が押し潰されることで、填塞材２０３が、ケース２０２の上端部の開口（図示省略）から外部に流れ出す。填塞材２０３は、破砕材２０１と構造物１５０の穴１５５との間の隙間に流れ込み、硬化する。つまり、填塞材２０３は、破砕材２０１を覆うように硬化する（図１４（ｃ）参照）。なお、押し潰されたケース２０２は、硬化した填塞材２０３に内包される。

また、異なる方法として、破砕材及び填塞材は、破砕材、填塞材の順で構造物の穴に投入することも可能である。この場合、填塞材は、一例としてＡＲケミカルセッター（登録商標、旭化成株式会社製）である。填塞材は、例えば主材となる合成樹脂材（一例としてエポキシアクリレート樹脂）を内包した管部と、管部の外周部分に所定間隔を開けて全集に亘って巻き付けられた硬化剤とを有する。この填塞材は、管部を破壊すると、管部内の主材と管部外部の硬化剤とが混合され、硬化を開始する。この填塞材を用いた場合も、削孔装置による管部の破壊が必要となる。なお、破砕材及び填塞材を破砕材、填塞材の順で投入する場合、破砕材及び填塞材は、下方から、破砕材、填塞材の順となるように、交互に１つのカートリッジに装填される。また、破砕材を収納するカートリッジと、填塞材を収納するカートリッジとの２つのカートリッジを設けてもよい。

このように、本実施形態では、破砕材装填装置１０の要部の材質として、例えば作業箇所における電磁場などの影響を受けない、例えばアルミニウムやチタンなどの金属を用い、また、破砕材装填装置１０が有する各装置を圧縮空気を用いて駆動させるようにしているので、例えば電磁場が発生している作業現場において構造物を破砕する準備を容易に、また、迅速に行うことができ、また、爆薬を用いなくとも、構造物の破砕を行うことが可能となる。したがって、災害現場において二次災害を防止することが可能となる。さらに、本実施形態の破砕材装填装置では、脚の伸縮及び装置本体に対して回動させることで、装置の姿勢を変化させることも可能であるので、足場が悪い作業箇所の作業も可能となる。

また、本実施形態の破砕材装填装置１０では、構造物１５０に生成される穴１５５に装填された破砕材８０からの発破母線の処理については詳細には記載していない。例えば破砕材８０から引き回される発破母線が長い場合、破砕材８０からの発破母線は、着火器（図示省略）に直接接続することができる。一方、破砕材８０から引き回される発破母線が短い場合には、破砕材からの発破母線は、着火器（発破器）からの母線に、例えば防水コネクターなどの結合器を用いて接続される。また、複数箇所に破砕材を装填した場合には、複数の破砕材は、直列に接続してもよいし、並列に接続してもよい。なお、防水コネクターなどの結合器を用いる場合、破砕材からの発破母線と着火器からの母線とを結合器にて結合するためのコネクター接続機構が破砕材装填装置に必要となる。

なお、防水コネクターなどの結合器は、電磁波（ベータ線、ガンマ線）や漏洩電流が影響する、又はその虞がある領域内での使用には適していない。したがって、例えば実開昭６１－１１５８９７号公報に開示される電磁誘導発破用の電磁結合器を用いることも可能である。この公報に開示される電磁結合装置は、複数の破砕材からの発破母線をまとめて着火器からの母線に結合できるので便利である。

本実施形態では、１つの削孔装置１７を有する破砕材装填装置１０を一例として取り上げているが、削孔装置１７の数は、２以上でもよい。なお、図示は省略するが、２以上の削孔装置を破砕材装填装置に設ける場合には、各削孔装置に対応して、スライド装置を設ける必要がある。この場合、投入装置やカートリッジの数は、各削孔装置に対応して設けてもよいし、１つの投入装置やカートリッジを用いて、各削孔装置により生成した構造物の穴に対して破砕材を投入するようにしてもよい。

本実施形態では、カートリッジ１９の保持筒６０の内部に積み重ねて収納した複数の破砕材８０のうち、最下層の破砕材８０を投入装置２０の把持機構８２によって把持した状態で、構造物１５０に生成された穴１５５の上方に移動させて、該穴１５５に破砕材８０を落下させる構成としている。しかしながら、投入装置の構成は、本実施形態に限定されるものではなく、以下に示す構成としてもよい。

図１５に示すように、投入装置１６０は、回転盤１６１、押圧装置１６２、スライド装置（請求項に記載の第２の移動装置に相当）１６３を有する。図１６に示すように、回転盤１６１は、破砕材１６５を保持する第１保持部１６１ａと、填塞材１６６を保持する第２保持部１６１ｂを有する。なお、図１６においては、回転盤１６１は、第１保持部１６１ａを９０°間隔で配置し、第２保持部１６１ｂを隣り合う第１保持部１６１ａの間に配置している。回転盤１６１は、第１保持部１６１ａから回転盤１６１の外周縁に向けてスリット１６１ｃを有する。スリット１６１ｃは、第１保持部１６１ａに保持した破砕材１６５から引き回される発破母線を挿通するものである。

図１７（ａ）に示すように、第１保持部１６１ａの内周面には、第１保持部１６１ａの中心に向けて付勢する板ばね１６７が少なくとも２箇所に設けられる。この板ばね１６７は、破砕材１６５を第１保持部１６１ａに装着したときに、破砕材１６５の外周面を押圧するとともに、破砕材１６５の外周面に設けられた溝部１６５ａに入り込むことで、破砕材１６５を第１保持部１６１ａに保持することを可能とする。なお、図１７（ｂ）に示すように、板ばね１６７は、後述する押圧装置１６２のロッド１７３の伸長により、破砕材１６５が押圧されたときに、自身の付勢力に抗して変形して、破砕材１６５の溝部１６５ａから退避する。したがって、破砕材１６５が第１保持部１６１ａから落下する。なお、図示は省略するが、第２保持部１６１ｂにも、第１保持部１６１ａと同様に、破砕材を保持する板ばねが設けられる。

図１５に戻って、回転盤１６１は、駆動モータ１６７により回転する。なお、駆動モータとしては、例えばサーボモータが挙げられる。駆動モータ１６７は回転盤を回転させることで、第１保持部１６１ａ又は第２保持部１６１ｂを、構造物に生成される穴の上方（又は削孔装置１７における削孔ビット１７ｂの下方）に移動させる。

押圧装置１６２は、例えばエアシリンダである。押圧装置１６２は、エアコンプレッサ１７０とエアホース１７１を介して接続される。押圧装置１６２は、電磁弁１７２により圧縮空気の流れを切り替えることで、ロッド１７３を伸縮させる。例えばロッド１７３が伸長したときには、第１保持部１６１ａに保持された破砕材１６５、又は第２保持部１６１ｂに保持された填塞材１６６を下方に押圧する。なお、押圧装置１６２は、回転盤１６１が削孔装置１７の移動軌跡上にあるときには、ロッド１７３と、削孔装置１７のロッド１７ａ及び削孔ビット１７ｂとが同軸となる位置に配置される。図１５中、符号１７４は、制御弁である。なお、上述した回転盤１６１、押圧装置１６２及び駆動モータ１６７はユニット化されており、スライド装置によって、ユニット全体がスライドできるようになっている。

スライド装置１６３は、エアコンプレッサ１７０とエアホース１７６を介して接続される。スライド装置１６３は、電磁弁１７７により圧縮空気の流れを切り替えることで、上述した回転盤１６１、押圧装置１６２及び駆動モータ１６７を、削孔装置１７の移動軌跡上に入り込む位置（図１５中二点鎖線にて示す位置）と、削孔装置１７の移動軌跡から退避する位置（図１５中一点鎖線にて示す位置）との間で移動させる。

スライド装置は、位置センサ１７８，１７９を有する。位置センサ１７８は、回転盤１６１、押圧装置１６２及び駆動モータ１６７が、削孔装置１７の移動軌跡上に入り込む位置に移動したことを検知するセンサである。位置センサ１７９は、削孔装置１７の移動軌跡から退避する位置に移動したことを検知するセンサである。これら位置センサ１７８，１７９からの信号は、制御装置１８０に出力される。これを受けて、制御装置１８０は、制御弁１７４の開閉制御や電磁弁１７７の切替制御を行う。

なお、このような装置を用いた場合には、回転盤１６１、押圧装置１６２及び駆動モータ１６７を、削孔装置１７の移動軌跡から退避させて、削孔装置１７による構造物の削孔処理を実行し、削孔処理が終了したことを受けて、回転盤１６１、押圧装置１６２及び駆動モータ１６７を、削孔装置１７の移動軌跡上に移動させればよい。そして、必要に応じて、回転盤１６１を回転させて、破砕材１６５の投入及び填塞材１６６の投入を行うことができる。なお、填塞材１６６を穴に投入した後、回転盤１６１、押圧装置１６２及び駆動モータ１６７を退避させて、削孔装置１７を下降させて、填塞材１６６を穴に押し込む処理を行えばよい。

この場合、破砕材１６５からの発破母線の処理については、例えば破砕材１６５から引き回される発破母線が長い場合には、例えば作業者が手作業により、着火器（図示省略）に直接、或いは、着火器からの母線と破砕材から引き回される発破母線とを結線器に接続すればよい。また、発破母線が短い場合には、例えば、着火器からの母線と、破砕材１６５から引き回される発破母線とを自動的に結線する結線器を破砕材装填装置に設け、着火器からの母線と、破砕材１６５から引き回される発破母線とを自動的に結線すればよい。

なお、この実施形態では、回転盤、駆動モータ及び押圧装置をスライドさせているが、これら装置を削孔装置の移動軌跡から退避させればよいので、回転盤、駆動モータ及び押圧装置をスライドさせるのではなく、これら装置を回動させる、又はこれら装置を反転させることも可能である。

また、本実施形態における破砕材装填装置は、破砕材装填装置の一部（脚、削孔装置など）が水中に没した状態での作業を行うことも可能である。このような作業を行う場合には、破砕材装填装置全体に働く浮力を打ち消すウエイト（錘）を脚の先端部等に取り付けることが好ましい。破砕材装填装置にウエイトを取り付けることで、破砕材装填装置の重心を下げることができ、その結果、安定した作業を行うことも可能である。

１０…破砕材装填装置、１５…装置本体、１６…脚、１７…削孔装置、１７ｂ…削孔ビット、１８，１６３…スライド装置、１９…カートリッジ、２０，１６０…投入装置、７７，７８…挟持片、８０，１６５…破砕材、８１…回転機構、８２…把持機構、１６１…回転盤、１６２…押圧装置、１６６…填塞材

Claims (17)

1. 装置本体と、
   前記装置本体に設けられ、前記装置本体の姿勢を変化させることが可能な少なくとも３以上の脚と、
   破砕対象となる構造物を削孔する削孔装置と、
   非火薬破砕組成物である破砕材を、前記削孔装置により前記構造物に生成された穴に投入する投入装置と、
   前記破砕材を保持する保持装置と、
   を有し、
   前記保持装置は、
   複数の前記破砕材を積み重ねて収納する保持筒と、
   前記保持筒の内部に入り込み、前記保持筒の内部に収納された複数の前記破砕材のうち、最下層の破砕材を支持する位置と、前記保持筒の内部から退避して、前記最下層の破砕材を前記保持筒の下端部から排出させる位置との間で移動する第１の支持部材と、
   を含むことを特徴とする破砕材装填装置。
2. 請求項１に記載の破砕材装填装置において、
   前記少なくとも３本の脚は、伸縮可能で、且つ、前記装置本体に対する角度を変更可能とすることで、前記装置本体の姿勢を変化させるだけでなく、前記装置本体を移動させることが可能であることを特徴とする破砕材装填装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の破砕材装填装置において、
   前記装置本体は、前記構造物に対する前記削孔装置の相対位置を変化させる第１の移動装置を有し、
   前記第１の移動装置は、
   前記削孔装置を固定する移動台と、
   前記移動台を移動させる駆動部と、
   前記移動台の移動方向を規制する規制部と、
   を含む
   ことを特徴とする破砕材装填装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の破砕材装填装置において、
   前記保持装置は、
   前記保持筒の内部に入り込み、前記最下層の破砕材の上方に位置する破砕材を支持する位置と、前記保持筒の内部から退避して、前記支持した破砕材を前記保持筒の内部に入り込んだ前記第１の支持部材に向けて送り出す、前記第１の支持部材の上方に配置された第２の支持部材を、さらに有することを特徴とする破砕材装填装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の破砕材装填装置において、
   前記保持筒は、前記破砕材から引き出される発破母線が挿通される、前記保持筒の長手方向に沿ったスリットを有することを特徴とする破砕材装填装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の破砕材装填装置において、
   前記投入装置は、
   前記保持装置から排出された前記破砕材を把持する一対の挟持片と、
   前記一対の挟持片を前記保持装置の下方に位置する第１位置と、前記削孔装置により前記構造物に生成された穴の上方に前記破砕材を移動させる第２位置との間で移動する移動
   機構と、
   を有することを特徴とする破砕材装填装置。
7. 請求項６に記載の破砕材装填装置において、
   前記投入装置は、
   前記一対の挟持片を、前記破砕材を把持する把持状態と、前記破砕材の把持を解除する解除位置との間で変化させる把持機構を、さらに有することを特徴とする破砕材装填装置。
8. 請求項３に記載の破砕材装填装置において、
   前記削孔装置は、
   駆動時に回転するロッドと、
   前記ロッドの先端に固定され、前記ロッドの回転されたときに、前記構造物に押圧されることで、前記構造物を削孔する削孔ビットと、を有し、
   前記第１の移動装置は、前記構造物に生成された穴に前記破砕材が投入されたときに、前記削孔装置を前記穴に向けて移動させ、前記削孔ビットによる前記穴に前記破砕材を押し込むことを特徴とする破砕材装填装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の破砕材装填装置において、
   前記構造物に生成された穴に前記破砕材を投入した後、前記穴に填塞材を注入する注入装置を有することを特徴とする破砕材装填装置。
10. 装置本体と、
    前記装置本体に設けられ、前記装置本体の姿勢を変化させることが可能な少なくとも３以上の脚と、
    破砕対象となる構造物を削孔する削孔装置と、
    非火薬破砕組成物である破砕材を、前記削孔装置により前記構造物に生成された穴に投入する投入装置と、
    を有し、
    前記投入装置は、
    前記破砕材を所定角度間隔で保持する第１保持部を有する回転盤と、
    前記回転盤を回転させる駆動部と、
    を有し、
    前記回転盤は、前記構造物に生成された穴に前記破砕材を投入した後、前記穴に投入される填塞材を保持する第２保持部を有する、
    ことを特徴とする破砕材装填装置。
11. 請求項１０に記載の破砕材装填装置において、
    前記駆動部は、前記第１保持部又は第２保持部のいずれか一方が、前記構造物に生成された穴の上方に配置されるように前記回転盤を回転させることを特徴とする破砕材装填装置。
12. 請求項１１に記載の破砕材装填装置において、
    前記投入装置は、前記構造物に生成された穴の上方に配置された、前記第１保持部に保持された破砕材又は前記第２保持部に保持された填塞材のいずれか一方を押圧する押圧装置を有することを特徴とする破砕材装填装置。
13. 請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の破砕材装填装置において、
    前記投入装置は、前記回転盤を前記削孔装置の移動軌跡上に入り込む第１位置と前記削孔装置の移動軌跡上から退避する第２位置との間で移動させる第２の移動装置を有することを特徴とする破砕材装填装置。
14. 装置本体と、
    前記装置本体に設けられ、前記装置本体の姿勢を変化させることが可能な少なくとも３以上の脚と、
    破砕対象となる構造物を削孔する削孔装置と、
    非火薬破砕組成物である破砕材を、前記削孔装置により前記構造物に生成された穴に投入する投入装置と、
    を有し、
    前記投入装置は、
    前記破砕材を所定角度間隔で保持する第１保持部を有する回転盤と、
    前記回転盤を回転させる駆動部と、
    を有し、
    前記投入装置は、前記回転盤を前記削孔装置の移動軌跡上に入り込む第１位置と前記削孔装置の移動軌跡上から退避する第２位置との間で移動させる第２の移動装置を有する、
    ことを特徴とする破砕材装填装置。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の破砕材装填装置において、
    前記破砕材から引き出された発破母線と、前記破砕材を点火する着火器に接続された着火線とを結線器に接続する結線装置を有することを特徴とする破砕材装填装置。
16. 請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の破砕材装填装置において、
    前記破砕材装填装置の各部を制御する制御装置と、
    前記制御装置に向けて、前記破砕材装填装置の動作指令を出力する入力部と、
    を有することを特徴とする破砕材装填装置。
17. 請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の破砕材装填装置において、
    前記少なくとも３以上の脚、前記削孔装置及び前記投入装置は、防水構造であることを特徴とする破砕材装填装置。
    

Images