JPS615197A - 岩石等の破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は岩盤或いはコンクリート等に穿った孔に挿入し
て岩盤やコンクリート等を破砕する装置に関するもので
ある。

（従来例の構成とその問題点） 従来から、岩石破砕の最も一般的な工法としては発破工
法があるが、この工法によれば、騒音、振動が発生して
周辺地域の環境に悪影響を与え、その上、粉塵が発生す
るために坑内作業環境を悪化する原因となっている。こ
のため、騒音や振動及び粉塵の発生の少ない岩石破砕工
法が求められている。

このような工法として、最近、セメント系充填剤を岩石
に穿った孔内に充填し、その化学反応によって充填剤を
膨脹させることにより、その膨脹圧で岩石を静的に破砕
することが行われるようになったが、しかしながら、こ
の工法ではセメント系充填剤の反応時間が長くて作業能
率が悪く、その上、経済的にも高価なものになる等の欠
点があるＯ 又、このような破砕方法においては、孔壁に対する破壊
力は略々均一に孔周囲の岩盤等に向かって作用して岩盤
等に多くの亀裂が入ることになり、その結果、例えばト
ンネル掘削では所望形状のトンネル壁面に亀裂が入って
肌落や落石が生じたり壁面が凹凸になり、そのため、ト
ンネル周辺地盤が緩んで当り取り作業を必要となったり
多くの覆工コンクリートを行わねばならないという問題
点を有する。

従って、所望形状に沿って岩盤等を破壊する方法が望ま
れており、このような方法として、トンネル形状に沿っ
て発破孔を穿ち、該発破孔内にトンネル方向に高圧ジェ
ット水を噴射してスリットを形成したのち、このスリッ
ト内に装薬して発破を行う方法が開発されている。

しかしながら、この方法によると、スリット形成作業が
新たに必要となって破砕作業工程が煩雑となり、又、発
破を行うので騒音や振動が発生する等の問題点がある。

（発明の目的） 本考案は上記した従来工法における種々な問題点や不都
合を改善することを目的としているものであって、騒音
や振動の発生がなく、良好な作業環境下において比較的
短時間に破砕対象物の所望の破砕を達成することができ
る破砕装置を提供するものである。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明の岩盤等の破砕装置
は、金属棒体にゴムチューブのような円筒状弾性膨脹体
を挿着すると共にこの膨脹体の外周に半円筒形状の一対
の剛性板を添接し、これを岩盤等に穿設した孔内に挿入
したのち、金属棒体に軸心方向に設けた液体圧入孔を通
じて円筒状弾性膨脹体内に高圧の液体を圧入することに
より弾性膨脹体を膨脹させて剛性板を介し、孔周囲の岩
盤等に剛性板に平行方向のクラックを発生させるように
構成したものである。

（実施例の説明） 本発明の実施例を図面について説明すると、（りは鋼棒
材よりなる金属棒体で、その両端部外周に螺子（２）　
（３）を刻設してあり、さらに一端面中央より軸心方向
にこの金属棒体（１）の中程に達する液体圧入孔（４）
を穿設し、該液体圧入孔（４）の先端を金属棒体（１）
の長さ方向の中央部外周面に開口（５）させである０ （６）は比較的肉厚のゴムチューブよりなる円筒状弾性
膨脹体で、その両端開口部に内周側に向けて折返し屈曲
した形状の内筒部（？）　（７）を一体に連設しである
。

この円筒状弾性膨脹体（６）に前記金属棒体（１）を該
金属棒体（１）の両端部が円筒状弾性膨脹体（６）の両
端開口部から突出した状態となるように挿通し、円筒状
弾性膨脹体（６）の内筒部（７）（７）の内周面をその
弾性力により金属棒体（１）の外周面に密接させである
。

（８）は円筒状弾性膨脹体（６）の内周面と金属棒体（
すの外周面間に形成された断面環状の液圧室で、この液
圧室（８）に前記液体圧入孔（４）を連通させているも
のである。

（’１）　（９）は円筒状弾性膨脹体（６）と略々同長
に形成された一対の断面半円形状の剛性板で、これらの
剛性板（９）　（９）によって円筒状弾性膨脹体（６）
の全周面を被覆して互いにその両側端部を接離可能に接
合（ｄ）しである。

剛性板（９）は第２図に示すように、円筒状弾性膨脹体
（６）の外径と略々等しい内径を有する半円筒形の内側
片αΦと、この内側片θ０）の外周に内接する半円筒形
の外側片（１１）とからなり、これらの内外側片（ホ）
０υを互いに周方向に適宜寸法ずらせた状態に嵌合固定
して一側端縁には内側片α０）の突出端縁による内側突
出耳部（ロ）を、他側端縁には外側片（１１）の突出端
縁による外側突出耳部Ｏ）を夫々形成し、このような剛
性板（９）　（９）を一対、内外側突出耳部（ロ）に）
を互いに嵌合して前述したように弾性＃′膨脹体６）を
被覆する円筒形状に組合せるものである。

０嚇に）は座金よりなる膨脹阻止材で、金属棒体（１）
の両端から挿嵌してその対向面を円筒状弾性膨脹体（６
）とこの膨脹体に被嵌した剛性板（９）　（９）の両端
面に当接、受止しである。

に）（ロ）は金属棒体（１）の両端部の螺子（２）　（
３）に夫々螺合したナツト形状の止め金具で、その内側
面を前記皿座金（旬（９）に当接させてストッパーに）
に）を介し前記円筒状弾性膨脹体（６）の長さ方向の伸
長を拘束しである。

（ロ）は金属棒体（１）の一端面に前記液体圧入孔（４
）に連通させて配設した接続管で、螺子（２）に螺合し
た袋ナツト形状の接続金具ａ′７）により固定されてあ
んこのように構成した岩石等の破砕装置の使用例を説明
すると、まず、破砕すべき岩盤（ａ）にドリルによって
破砕装置よりもや＼大径の円形孔（ｂ）を穿設する。

次に、破砕装置を円形孔←）内に挿入したのち、接続管
０荀に配管（図示せず）を介して接続した高圧ポンプ（
図示せず）を駆動させると、水等の液体は液体圧入孔（
４）を通して液圧室（８）内に圧送、充満し、円筒状弾
性膨脹体（６）を加圧、膨脹させる。

円筒状弾性膨脹体（６）が膨脹し始めると、剛性板（９
）　（９）が外径方向に拡がり、円形孔（１））内の隙
間（０）をなくして該円形孔（ｂ）の内周壁に当接し、
さらに膨脹を行おうとする。

、この時、弾性膨脹体（６）はその長手方向にも膨脹し
ようとするが、その膨脹は止め金具に）に）によって固
定された膨脹阻止材０１国より阻止され、従って直径方
向にのみ膨脹を行うものである。

又、液圧室（８）内の圧力が上昇すれば、円筒状弾性体
（６）の両端内筒部（７）（７）の外周面に液圧が作用
して該内筒部（７）　（７）を金属棒（１）の外周面に
強固に密着させ、確実なシールを行う。

剛性板（９）　（９）が円形孔（ｂ）の内周壁に圧接後
、更に圧力液体を液圧室（８）に圧入していくと、弾性
膨脹体（６）の膨脹圧力が岩盤（ａ）に作用し、その加
圧力が岩盤の強度以上に達すると岩盤（＝）にクラック
（４）が生じて破砕するものである。

即ち、剛性板（９）は剛体であり、半円筒のものを互い
に突出耳部（ロ）０ので接合しているので、弾性膨脹体
（６）の膨脹圧力は剛性板（９）　（９）の内側片α０
）の全内周面に作用するが、剛性板は、剛性板（９）　
（９）を重ねた接触面（９）を境にして図において上下
のみに移動し、その移動方向、すなわち上下方向のみに
膨脹力が作用するものである。従って、岩盤には上下に
引張力が発生し、その耐力を越えると水平方向のみにク
ラック（ｄ）が生じるものである。

第４図乃至第９図は剛性板の別な形状を示すもので、第
４図乃至第７図は半円筒状内外側片（至）（１１）を周
方向に適宜寸法だけずらせた状態で一体的に固着するこ
とにより突出耳部０ｊＯ（ロ）を設けると共にその一端
面に半円板状の膨脹阻止材（１４ａ）（１４ｂ）を一体
に固着してなるものである。而して、これらの内外側片
に）０υの長さは前記実施例における剛性板（９）の２
分の１の長さに形成され、使用に際してはこれらの分割
剛性板を適宜組合せて内外側片（イ）αりの突出端１１
ηを長さ方向に摺動自在に重ね合わせたものを一対、膨
脹体（６）に被嵌するものであり、このように構成する
と、膨脹体（６）が膨脹して金属棒体（１）がその膨脹
圧によ′す′−かに・伸長するのに追従させることがで
きる。

又、前記各実施例における剛性板の外面を円形状に形成
したが、例えば、第８図及び第９図に示すように凸弧状
面に形成しておいてもよく、要は作用面のみを孔壁形状
に合致する面であればよい。

（発明の効果） 以上のように本発明の岩石等の破砕装置によれば、円筒
状弾性膨脹体はその両端面を金属棒体に固定した膨脹阻
止材により長手方向の膨脹を拘束されて岩盤やコンクリ
ート等に穿設した孔の断面方向にのみ膨脹し、弾性膨脹
体の周囲を分割剛性板で被覆しているので、液圧室に圧
入する圧力液体により弾性膨脹体の外周面積に比例した
大きな圧力を互いに接合した半円筒状剛性板を介して岩
盤等に２方向に作用させることができ、任意の方向にク
ラックを発生させて岩盤等を破砕することができる。ま
た、剛性板で膨脹体を被覆しているので、穿孔岩盤内に
きれっ等があっても膨脹圧を有効に作用させることがで
きるとともに膨脹体を膨脹時においても保護してその損
傷をなくすることができるものである。

又、液体により膨脹体内を加圧するだけでスリットを形
成せずに任意の方向に破砕でき、トンネル等の壁面をス
ムーズに掘削することができ、当り取り作業も必要とす
ることなく工期の短縮を図ることができる。

さらに、この破砕装置を孔に挿入したのち液体をポンプ
によって液圧室に圧入するだけで岩盤等の破砕を行うも
のであるから、破砕作業が迅速に行えると共に騒音や振
動が発生することなく作業環境を良好にし得るものであ
る。

又、この破砕装置は再利用し得るので、破砕作業を能率
良く且つ経済的に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は岩盤に穿
設した孔に挿入している状態の縦断側面図、第２図は半
円筒剛性板の斜視図、第８図は第１図Ａ−Ａｌｌｌにお
ける膨脹時の断面図、第４図乃至第９図は剛性板の種々
の実施例を示す斜視図である０ （１）・・・金属棒体、（４）”・液体圧入孔、（６）
・・・円筒状弾性膨脹体、（７月７）・・・内筒部、（
８）・・・液圧室、（９）（９）・・・剛性板、（ロ）
（ロ）・・・内外側突出耳部、（ｌ→に）・・・ストッ
パー（（２）（ロ）・・・止め金具。 特許ｔＢ願人　　奥村機械製作株式会社同　　上　　　
　西武ポリマ化成株式金社→ベロ　Ａ 九 ａべδ　呂 ）Ａ　５昌 、？Ｊ 彩欠　７　小 へ ）Ａ’ｌ　　たへ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端開口部に内周側に向けて折返し屈曲した形状
   の内筒部を一体に連設してなる円筒状弾性膨脹体に金属
   棒体を挿通して前記両端内筒部を金属棒体の外周面に密
   接させると共に円筒状弾性膨脹体の外周面に該膨脹体の
   径方向に接離可能に組合わされた一対の半筒状剛性板を
   被覆し、さらに金属棒体の一端より軸心方向に液体圧入
   孔を穿設してこの液体圧入孔を前記円筒状弾性膨脹体の
   内周面と金属棒体の外周面で形成された液圧室に連通さ
   せ、前記液体圧入孔を通じて液圧室に液体を圧入させる
   ことにより前記円筒状弾性膨脹体を外周方向に膨脹させ
   るように構成したことを特徴とする岩石等の破砕装置。