JPH09158664A - 液圧式割岩器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 能率よく岩を破砕し得る液圧式割岩器を提供
する。 【解決手段】 軸方向に貫通する圧液通路１２を設けた
メインシャフト１１と、メインシリンダ１３と、外径を
漸減するテーパ１９に形成されたくさび１６と、円周方
向に分割された複数個の分割片２０ａ，２０ｂ，…を組
み合わせて中空筒型に形成され、内部にくさび１６のテ
ーパ１９に嵌合するテーパ溝２１を有し、かつくさび１
６の外周に拡径可能に設けられたコッタ２０と、メイン
シャフト１１の下端部に一体に取り付けられかつ圧液通
路１２に連通するシリンダ室２５を有するサブシリンダ
２４と、ピストン２８を有し、このピストン２８の下部
にロッド２９を介して設けられた着底ブロック３０を有
し、前記サブシリンダ２４により下降操作され、弾発体
３３により上昇操作されるサブピストン２７を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、割岩すべき岩に予
め穴を掘削し、この穴内にコッタとくさびのユニットを
挿入し、このコッタを液圧を利用して拡径させ、割岩す
る液圧式割岩器に関する。

【０００２】

【従来の技術】割岩する従来技術としては、発破を仕掛
ける技術や、静的破砕剤を用いる技術、油圧ジャッキと
コッタとくさびとを備えた割岩器を用いる技術等があ
る。

【０００３】前記従来技術のうち、発破や静的破砕剤を
用いる技術は、一般に良く知られている技術である。

【０００４】図５〜図７は割岩器を用いる従来技術を工
程順に示したもので、図５は割岩すべき岩に穴を掘削す
る工程を示す図、図６は従来の割岩器と、前記穴に割岩
器を挿入する工程を示す図、図７は同割岩器による割岩
工程を示す図である。

【０００５】割岩器を用いる従来技術では、割岩するに
当たって、図５に示すように、まず割岩すべき岩１にさ
く岩機３を用いて穴２を掘削する。

【０００６】ついで、前記岩１に掘削された穴２に、図
６に示すごとく、割岩器４を挿入する。

【０００７】従来の割岩器４は、油圧ジャッキ５と、下
部にジョー７を有し、かつ拡径可能に形成されたコッタ
６と、油圧ジャッキ５に連結され、かつコッタ６内に挿
入されたくさび８とを備えている。

【０００８】そして、前記穴２内に割岩器４のコッタ６
とくさび８のユニットを挿入した後、図７から分かるよ
うに、油圧ジャッキ５によりくさび８をコッタ６内に押
し込み、コッタ６により岩１を図７に示す矢印ａ方向に
押し開き、破砕するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来技
術のうちの、発破を仕掛けて破壊する技術では、危険を
伴うため、作業員が退避しなければならないという問題
があり、振動および騒音が大きい問題があり、粉塵が舞
い上がる問題があり、ガスが発生するため、換気設備を
配備する必要がある。

【００１０】一方、前記静的破砕剤を用いる技術では、
ガスが発生するので、作業員が退避しなければならない
という問題があり、換気設備を要する問題があり、環境
汚染の懸念がある。

【００１１】他方、前記割岩器を用いる従来技術では、
油圧ジャッキ５の圧縮力でくさび８をコッタ６内に押し
込む方式を採っているため、大きな圧縮力を必要とし、
したがって大掛かりな設備を要する問題がある。

【００１２】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、岩を無振動，無騒音で破
壊でき、粉塵やガスが発生せず、狭い作業空間内で比較
的小さい力で能率よく岩を破壊し得る液圧式割岩器を提
供することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は割岩すべき岩に
予め掘削された穴内で、コッタをスムーズに拡径し得る
液圧式割岩器を提供することにある。

【００１４】さらに、本発明の他の目的は岩をより確実
に破壊し得る液圧式割岩器を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では軸方向に貫通する圧液通路１２を設けた
メインシャフト１１と、内部にシリンダ室１４を有し、
かつ前記メインシャフト１１の上部に同心状に固定され
たメインシリンダ１３と、中空状に形成され、上端部に
ピストン１７を有し、下半部を下端部に向かって外径を
漸減するテーパ１９に形成され、前記メインシャフト１
１の外周に嵌合され、かつ前記ピストン１７をメインシ
リンダ１３のシリンダ室１４に嵌合させ、昇降自在に設
けられたくさび１６と、円周方向に分割された複数個の
分割片２０ａ，２０ｂ，…を組み合わせて中空筒型に形
成され、内部に前記くさび１６のテーパ１９に嵌合する
テーパ溝２１を有し、前記メインシリンダ１３の下部に
吊り下げ支持されかつ前記くさび１６の外周に拡径可能
に設けられたコッタ２０と、前記メインシャフト１１の
下端部に一体に取り付けられかつ前記メインシリンダ１
３に設けられた圧液通路１２に連通するシリンダ室２５
を有するサブシリンダ２４と、上端部にピストン２８を
有し、このピストン２８の下部にロッド２９を介して設
けられた着底ブロック３０を有し、前記ピストン２８を
サブシリンダ２４のシリンダ室２５に嵌合させ、前記サ
ブシリンダ２４により下降操作され、弾発体３３により
上昇操作されるサブピストン２７とを備えて構成してい
る。

【００１６】また、前記目的を達成するため、本発明で
は前記メインシリンダ１３の下部に、断面Ｔ字型の係合
溝１５を設け、コッタ２０の各分割片２０ａ，２０ｂ，
…の上端部に、係合フランジ２２を設け、前記係合溝１
５に係合フランジ２２を係合させ、前記メインシリンダ
１３の下部側にコッタ２０の各分割片２０ａ，２０ｂ，
…を、前記係合溝１５と係合フランジ２２との当接部を
ヒンジとして拡開可能に取り付けている。

【００１７】さらに、前記目的を達成するため、本発明
では前記コッタ２０の下端部の外周を、割岩すべき岩１
に予め掘削された穴２の周壁に摩擦的に接する粗面２３
としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１９】図１〜図４は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は液圧式割岩器の縦断面図であって、割岩すべ
き岩に予め掘削された穴に液圧式割岩器を挿入する過程
を示す図、図２は図１のＸ−Ｘ線切断拡大断面図、図３
は掘削された穴に液圧式割岩器をセットした状態を示す
縦断面図、図４は割岩開始状態を示す縦断面図である。

【００２０】これらの図に示す実施例の液圧式割岩器１
０は、メインシャフト１１と、メインシリンダ１３と、
くさび１６と、コッタ２０と、サブシリンダ２４と、サ
ブピストン２７と、液圧ユニット（図示せず）とを備え
て構成されている。

【００２１】前記メインシャフト１１には、中心部でか
つ軸方向に貫通する圧液通路１２が設けられている。

【００２２】前記メインシリンダ１３には、シリンダ室
１４と、係合溝１５とが形成されている。前記シリンダ
室１４には、圧液用のＡポートとＢポートとが設けられ
ている。前記係合溝１５は、メインシリンダ１３の下部
側に、断面Ｔ字型に形成されている。そして、前記メイ
ンシリンダ１３はメインシャフト１１の上部に同心状に
固定されている。

【００２３】前記くさび１６は、メインシャフト１１の
外周に嵌合する中空状に形成されている。また、くさび
１６の上端部にはピストン１７が一体に設けられてお
り、このピストン１７にはピストンリング１８が装着さ
れている。さらに、くさび１６の下半部は下端部に向か
って外径を漸減するテーパ１９に形成されている。しか
して、このくさび１６はピストン１７を前記メインシリ
ンダ１３のシリンダ室１４に嵌合させ、昇降自在に設け
られている。

【００２４】前記コッタ２０は、円周方向に分割された
複数個の分割片として、この実施例では３個の分割片２
０ａ，２０ｂ，２０ｃを組み合わせて中空筒型に形成さ
れている。このコッタ２０の内部の下半部には、前記く
さび１６のテーパ１９に嵌合するテーパ溝２１が形成さ
れている。また、コッタ２０の上端部には前記メインシ
リンダ１３の下部側に形成された係合溝１５に係合する
係合フランジ２２が設けられており、この係合フランジ
２２の外周面は凸円弧型に形成されている。さらに、コ
ッタ２０の下端部の外周は、割岩すべき岩１に掘削され
た穴２の周壁に摩擦的に接する粗面２３に形成されてい
る。そして、このコッタ２０は前記くさび１６の外周
に、拡径可能に嵌合されている。さらに、前記コッタ２
０の各分割片２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、前記メインシ
リンダ１３の係合溝１５に係合フランジ２２を係合させ
て取り付けられており、前記係合溝１５と係合フランジ
２２との当接部をヒンジとして拡開可能に支持されてい
る。

【００２５】前記サブシリンダ２４には、シリンダ室２
５と、ピストン２７のロッド用の嵌合部２６とが形成さ
れている。このサブシリンダ２４は、上端部にメインシ
ャフト１１を差し込み、溶接する等の手段により、メイ
ンシャフト１１の下端部に一体に取り付けられている。
前記サブシリンダ２４のシリンダ室２５は、メインシャ
フト１１の内部に設けられた圧液通路１２に連通してい
る。

【００２６】前記サブピストン２７は、ロッド２９の上
端部に設けられたピストン２８と、下端部に設けられた
着底ブロック３０とを有して構成されている。前記ピス
トン２８は、サブシリンダ２４に形成されたシリンダ室
２５に嵌合されており、このピストン２８にはピストン
リング３１が装着されている。前記ロッド２９は、サブ
シリンダ２４に形成された嵌合部２６に嵌合されてお
り、この嵌合部２６とロッド２９間はＯリング３２によ
りシールされている。前記着底ブロック３０は、サブピ
ストン２７が下降されるに伴い、岩１に掘削された穴２
の底に着くようになっている。このサブピストン２７
は、前記メインシャフト１１に設けられた圧液通路１２
からサブシリンダ２４のシリンダ室２５に圧液が供給さ
れるに伴い、その液圧でピストン２８が下降操作され、
サブピストン２７全体が下降するようになっている。

【００２７】前記弾性体３３には、この実施例では圧縮
ばねが用いられている。この弾性体３３は、サブシリン
ダ２４のシリンダ室２５内の圧液が抜き出されたとき、
ピストン２８を押し上げ、サブピストン２７全体を戻す
ようになっている。

【００２８】前記液圧ユニットは、くさび１６を押し下
げるときは、メインシリンダ１３のＡポートからシリン
ダ室１４に圧液を供給し、くさび１６を戻すときは、メ
インシリンダ１３のＢポートからシリンダ室１４に圧液
を供給し、サブピストン２７を下降させるときは、メイ
ンシャフト１１の圧液通路１２からサブシリンダ２４の
シリンダ室２５に圧液を供給し、サブピストン２７を上
昇させるときは、メインシャフト１１の圧液通路１２を
通じてサブシリンダ２４のシリンダ室２５内の圧液を抜
き出すようになっている。

【００２９】ところで、前記構成の液圧式割岩器１０を
用いて割岩する場合にも、まず割岩すべき岩１にさく岩
機により穴２を掘削する。

【００３０】前述のごとく、岩１に穴２を掘削後、図１
に示すように、穴２に液圧式割岩器１０におけるサブピ
ストン２７、サブシリンダ２４、コッタ２０およびくさ
び１６の部分を挿入する。前記穴２への液圧式割岩器１
０の挿入時には、くさび１６およびサブピストン２７と
も上昇させた状態で挿入する。

【００３１】このようにして、岩１に掘削された穴２に
液圧式割岩器１０を挿入し、図２に示すように、穴２に
サブピストン２７の着底ブロック３０を着底させ、液圧
式割岩器１０を使用状態にセットする。

【００３２】ついで、メインシリンダ１３のシリンダ室
１４に、Ａポートを通じて圧液を供給し、このシリンダ
室１４に嵌合されているピストン１７を介してくさび１
６を強制的に押し下げ、そのくさび作用により図４に矢
印ｂで示すように、コッタ２０を拡径する。このとき、
コッタ２０の各分割片２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、メイ
ンシリンダ１３の下部側に形成された係合溝１５と係合
フランジ２２との当接部をヒンジとして拡開される。ま
た、コッタ２０の各分割片２０ａ，２０ｂ，２０ｃの下
部外周を粗面２３としているので、コッタ２０の各分割
片２０ａ，２０ｂ，２０ｃは穴２の周壁に摩擦的に密着
する。

【００３３】この状態から図４に示すように、メインシ
ャフト１１の圧液通路１２を通じてサブシリンダ２４の
シリンダ室２５に圧液を供給し、その液圧により図４に
矢印ｃで示すように、サブピストン２７のピストン２８
を押し下げ、穴２の底に着いている着底ブロック３０の
反力を利用して、コッタ２０を突き上げる。

【００３４】これにより、岩１における穴２とコッタ２
０とが密着している部分に引張力が作用し、岩１が穴２
を中心に、図４に符号３４で示すごとく、円錐状に破壊
する。

【００３５】したがって、この実施例によれば、比較的
小さい液圧のエネルギーで岩１を破壊することができ
る。

【００３６】岩１を破壊後は、メインシリンダ１３のシ
リンダ室１４にＢポートを通じて圧液を供給し、くさび
１６の上端部のピストン１７を押し上げ、くさび１６を
上昇させ、コッタ２０に対するくさび作用を解除させ
る。また、メインシャフト１１に設けられた圧液通路１
２を通じてサブシリンダ２４のシリンダ室２５内の圧液
を抜き取り、弾性体３３である圧縮ばねの弾発力により
サブピストン２７のピストン２８を押し上げ、このピス
トン２８を介してサブピストン２７を初期位置に上昇さ
せ、各部材を図３に示す状態に戻す。

【００３７】ついで、破壊された岩１から液圧式割岩器
１０全体を引き上げ、割岩作業の１ストロークを終了す
る。

【００３８】なお、本発明ではコッタ２０の分割片を図
示の３個組み合わせるものに限らず、２個でもよく、４
個以上でもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では割岩す
べき岩１に予め掘削された穴２に液圧式割岩器１０のサ
ブピストン２７、サブシリンダ２４、コッタ２０とくさ
び１６のユニットを挿入し、液圧によりくさび１６を押
し下げ、くさび作用を利用してコッタ２０の各分割片２
０ａ，２０ｂ，２０ｃを拡開させ、コッタ２０を穴２に
密着させ、この状態でサブピストン２７を押し下げ、穴
２の底に着いた着底ブロック３０の反力を利用してコッ
タ２０を突き上げ、コッタ２０が接している岩１の部分
に引張力を作用させ、岩１の穴２を中心として、岩１を
円錐状に破壊するようにしているので、（１）岩の破壊
を無振動，無騒音で、しかも粉塵を発生させずに行うこ
とができる、（２）発破や静的破砕剤により岩を破壊す
る技術のごとく、後ガスが発生しないので、換気設備を
省略でき、したがって岩を小型の設備で破壊できる外、
環境汚染を防ぐことができる、（３）発破や静的破砕剤
を用いる場合のように、作業員が退避する必要がなく、
また危険作業から解放することができる、（４）岩を引
張力で破壊するようにしているので、油圧ジャッキの圧
縮力でくさびをコッタに押し込み、破壊する従来技術に
比べて、比較的小さな力で岩を破壊でき、したがって狭
い作業空間で能率よく岩の破壊作業を遂行できる、とい
う効果がある。

【００４０】また、本発明ではメインシリンダ１３の下
部に、断面Ｔ字型の係合溝１５を設け、コッタ２０の各
分割片２０ａ，２０ｂ，…の上端部に、係合フランジ２
２を設け、前記係合溝１５に係合フランジ２２を係合さ
せ、前記メインシリンダ１３の下部側にコッタ２０の各
分割片２０ａ，２０ｂ，…を、前記係合溝１５と係合フ
ランジ２２との当接部をヒンジとして拡開可能に取り付
けているので、くさび１６によりコッタ２０をスムーズ
に拡径し得る効果がある。

【００４１】さらに、本発明ではコッタ２０の下端部の
外周を、割岩すべき岩１に予め掘削された穴２の周壁に
摩擦的に接する粗面２３とし、この粗面２３の作用によ
り穴２の周壁にコッタ２０の下端部を密着させたうえ
で、サブピストン２７によりコッタ２０とくさび１６の
ユニットを突き上げ、岩１に引張力を作用させ、破壊す
るようにしているので、岩１をより一層確実に破壊し得
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液圧式割岩器の一実施例を示す縦断面
図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線切断拡大断面図である。

【図３】割岩すべき岩に予め掘削された穴に図１に示す
実施例の液圧式割岩器をセットした状態を示す縦断面図
である。

【図４】図１に示す実施例の液圧式割岩器の割岩開始状
態を示す縦断面図である。

【図５】従来技術において、割岩すべき岩に穴を掘削す
る工程を示す図である。

【図６】図５に続いて、掘削された穴に油圧ジャッキを
用いた割岩器を挿入する工程を示す図である。

【図７】図６に続いて、油圧ジャッキを用いた割岩器に
より割岩する工程を示す図である。

【符号の説明】

１ 岩 ２ 岩に掘削された穴 １０ 液圧式割岩器 １１ メインシャフト １２ 圧液通路 １３ メインシリンダ １４ メインシリンダのシリンダ室 １５ 係合溝 １６ くさび １７ くさびの上端部のピストン １９ くさびの下半部のテーパ ２０ コッタ ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ コッタの分割片 ２１ テーパ溝 ２２ 係合フランジ ２３ 粗面 ２４ サブシリンダ ２５ サブシリンダのシリンダ室 ２７ サブピストン ２８ サブピストンのピストン ２９ サブピストンのロッド ３０ サブピストンの着底ブロック ３３ 弾発体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に貫通する圧液通路１２を設けた
   メインシャフト１１と、 内部にシリンダ室１４を有し、かつ前記メインシャフト
   １１の上部に同心状に固定されたメインシリンダ１３
   と、 中空状に形成され、上端部にピストン１７を有し、下半
   部を下端部に向かって外径を漸減するテーパ１９に形成
   され、前記メインシャフト１１の外周に嵌合され、かつ
   前記ピストン１７をメインシリンダ１３のシリンダ室１
   ４に嵌合させ、昇降自在に設けられたくさび１６と、 円周方向に分割された複数個の分割片２０ａ，２０ｂ，
   …を組み合わせて中空筒型に形成され、内部に前記くさ
   び１６のテーパ１９に嵌合するテーパ溝２１を有し、前
   記メインシリンダ１３の下部に吊り下げ支持されかつ前
   記くさび１６の外周に拡径可能に設けられたコッタ２０
   と、 前記メインシャフト１１の下端部に一体に取り付けられ
   かつ前記メインシリンダ１３に設けられた圧液通路１２
   に連通するシリンダ室２５を有するサブシリンダ２４
   と、 上端部にピストン２８を有し、このピストン２８の下部
   にロッド２９を介して設けられた着底ブロック３０を有
   し、前記ピストン２８をサブシリンダ２４のシリンダ室
   ２５に嵌合させ、前記サブシリンダ２４により下降操作
   され、弾発体３３により上昇操作されるサブピストン２
   ７と、を備えて構成したことを特徴とする液圧式割岩
   器。
2. 【請求項２】 前記メインシリンダ１３の下部に、断面
   Ｔ字型の係合溝１５を設け、コッタ２０の各分割片２０
   ａ，２０ｂ，…の上端部に、係合フランジ２２を設け、
   前記係合溝１５に係合フランジ２２を係合させ、前記メ
   インシリンダ１３の下部側にコッタ２０の各分割片２０
   ａ，２０ｂ，…を、前記係合溝１５と係合フランジ２２
   との当接部をヒンジとして拡開可能に取り付けたことを
   特徴とする請求項１記載の液圧式割岩器。
3. 【請求項３】 前記コッタ２０の下端部の外周を、割岩
   すべき岩１に予め掘削された穴２の周壁に摩擦的に接す
   る粗面２３としたことを特徴とする請求項１または２記
   載の液圧式割岩器。