特許 7016870 多種な作業形態を可能とした割岩装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-28

(45)【発行日】2022-02-07

(54)【発明の名称】多種な作業形態を可能とした割岩装置

(51)【国際特許分類】

   E21B 7/02 20060101AFI20220131BHJP

   E21C 37/02 20060101ALI20220131BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20220131BHJP

【ＦＩ】

E21B7/02

E21C37/02

E02F9/22 P

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019533240

(86)(22)【出願日】2017-12-04

(86)【国際出願番号】 JP2017043534

(87)【国際公開番号】W WO2019111304

(87)【国際公開日】2019-06-13

【審査請求日】2020-11-25

(73)【特許権者】

【識別番号】391027675

【氏名又は名称】平戸金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080160

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 憲一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100149205

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 泰央

(72)【発明者】

【氏名】下向 章弘

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０７３６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０１８８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１７３２８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｂ ７／０２

Ｅ２１Ｃ ３７／０２

Ｅ０２Ｆ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置本体と装置外体とホルダー本体とを備えた割岩装置であって、
装置本体は、
主シリンダーと、
主シリンダーのピストンロッド伸延部に設けた楔矢と、
楔矢の先端において外側面に当接した拡開自在の一対の割岩羽根体と、
より構成し、
装置外体は、
装置本体の外周において装置本体と軸芯方向にスライド自在に遊嵌した外体ケースより構成し、
ホルダー本体は、
トンネル状であって、バックホーのアームブラケット先端に取り付けられる装置取付け基板に軸回転可能に突設し、装置外体をトンネル状の内部で球面ジョイントを介して全方位揺動可能に装着支持するように構成し、
しかも、装置本体は、内部に、主シリンダーと、主シリンダーのピストンロッドと、ピストンロッド先端に矢連結ジョイントを介して連結した楔矢とを収納した筒状の本体ケースと、本体ケースの先端に連設し楔矢の先端外側面に当接した割岩羽根体基部を拡開自在に収納した割岩羽根体支持ケースとよりなることを特徴とする多種な作業形態を可能とした割岩装置。

【請求項2】

装置本体と装置外体とホルダー本体とを備えた割岩装置であって、
装置本体は、
主シリンダーと、
主シリンダーのピストンロッド伸延部に設けた楔矢と、
楔矢の先端において外側面に当接した拡開自在の一対の割岩羽根体と、
より構成し、
装置外体は、
装置本体の外周において装置本体と軸芯方向にスライド自在に遊嵌した外体ケースより構成し、
ホルダー本体は、
トンネル状であって、バックホーのアームブラケット先端に取り付けられる装置取付け基板に軸回転可能に突設し、装置外体をトンネル状の内部で球面ジョイントを介して全方位揺動可能に装着支持するように構成し、
装置外体の筒状の外体ケース内には装置本体の本体ケースを収納遊嵌すると共に、外体ケースと本体ケースとの間には装置本体を軸芯方向にスライドするためのスライド用シリンダーを介設したことを特徴とする多種な作業形態を可能とした割岩装置。

【請求項3】

スライド用シリンダーは、外体ケース外周に突設したブラケットと本体ケース先端の割岩羽根体支持ケースとの間に介設したことを特徴とする請求項２に記載の多種な作業形態を可能とした割岩装置。

【請求項4】

装置取付け基板に軸回転自在に突設したホルダー本体のトンネル内部には、装置外体に設けた球面ジョイントを受けるジョイント受けを設けると共に、装置外体の外体ケース周壁面とホルダー本体との間には複数個の揺動シリンダーを介設することによりジョイント受けを支点とした装置外体の全方位揺動を可能としたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の多種な作業形態を可能とした割岩装置。

【請求項5】

装置取付け基板にはホルダー本体を台軸を中心に水平回動自在に載置し、
アームシリンダーとブラケットシリンダーとによりホルダー本体で支持した割岩装置の上下水平の首振り作動を行うべく構成し、
また揺動シリンダーにより球面ジョイントを中心として割岩装置の全方位揺動を行うべく構成し、
またスライド用シリンダーにより割岩装置における割岩羽根体の進退スライド作動を行うべく構成し、
また割岩装置先端においては回転アクチュエータにより割岩羽根体の回転作動を行うべく構成し、
また軸芯回動アクチュエータにより装置取付け基板上で割岩装置の水平回動を行うべく構成したことにより、
石割作業現場において割岩羽根体を岩石掘穿孔に正確迅速に挿入して割岩羽根体の正確な拡開による適確な石割を可能としたことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の多種な作業形態を可能とした割岩装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、石割作業現場において割岩装置の姿勢を自在に変位させて岩石掘穿孔への割岩羽根体の正確で円滑な挿入調整をすることにより割岩羽根体の確実な拡開作動によって良好な石割を可能とした多種な作業形態を可能とした割岩装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、石割作業現場ではドリルにより石割対象の岩石表面から一定の深さに複数の掘穿孔を穿ち、その石割方向に沿った複数の掘穿孔に割岩装置先端の一対の割岩羽根体を挿入して油圧シリンダーにより楔矢を介して孔中の割岩羽根体を拡開し順次石割を行っている。

【0003】

かかる割岩装置による石割作業は、通常バックホーのアーム先端のバケットに取付けた割岩装置を、ブームやその先端のアームとバケットの首振りや水平回動の動きによって細棒状の割岩羽根体を岩石表面から穿った一定の深さの小径掘穿孔に挿入する作業をしている。

【0004】

しかし、石割岩石は設置された場所の状況に応じて掘穿孔の方向や位置が必ずしも割岩羽根体を挿入しやすい形態になっていない。

【0005】

従って、単なるバックホーのブーム、アーム及びバケットの首振りや水平回動の動きによって細棒状の割岩羽根体を小径掘穿孔に挿入する作業は困難であった。

【0006】

そこで、割岩装置自体に割岩羽根体の進出方向を変更できるように姿勢変位作動機構を設けたり、割岩装置を各種方向に転動可能に構成した変動装置に取り付ける技術が考案されている。

【0007】

例えば、特許文献１に開示の技術はアーム先端にワイヤで吊下され、中途部で傾動可能なガイドレールに割岩装置本体を具備し、ガイドレールの傾動動作によって装置本体の割岩羽根先端を掘穿孔方向に向けるように任意の角度に変位調整するものである。

【0008】

また、特許文献２に開示の技術はアーム先端に取り付けた割岩装置本体を支持ローラにより軸方向に回転させることにより割岩羽根体の拡開方向を岩石が割れやすい割岩方向に変位するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開平８－１０５２８８号

【文献】特開２００１－７３６６２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、これらの姿勢変位作動機構や変動装置による割岩羽根体の進出方向変位技術は次のような課題を有していた。

【0011】

特許文献１に開示の技術は、装置本体がワイヤで宙吊り状態にありバックホーの不用意な振動や転動によりアーム先端で揺動して不安定状態となるため割岩羽根体の掘削孔への挿入方向が定まらず、割岩羽根体を掘削孔へ導く別の作業者が必要となり石割作業の効率を著しく低下させていた。

【0012】

また、特許文献２に開示の技術は、割岩羽根体の掘削孔への挿入作業についてはバックホーの動作のみで行わなければならないため挿入位置の微調整ができず、割岩羽根体の軸芯方向が掘削孔の穿孔方向に対して偏奇した位置にあるにもかかわらずバックホーの無用な応力を不用意に割岩装置にかけてしまい割岩装置を損傷させる虞があった。

【0013】

すなわち、いずれの従来装置も割岩羽根体の掘穿孔への精密な挿入を可能とする割岩羽根体の挿入位置の微妙な調整作動を行う構成を備えたものではなく、石割岩石の表面に形成された掘穿孔の方向や位置等のあらゆる状況に対応して割岩羽根体の迅速かつ正確な挿入作業ができるものではなかった。

【0014】

そこで、本発明はかかる課題を解決すべく割岩装置の主たる構成部材が首振り作動や水平回動作動や全方位揺動やスライド作動や回転作動等の種々な作動を実施できるように構成し、割岩羽根体の進出方向を石割岩石のいかなる状況にも対応して掘穿孔に迅速かつ正確に挿入して良好な石割作業が行える多種な作業形態を可能とした割岩装置を提供せんとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

この発明は、装置本体と装置外体とホルダー本体とを備えた割岩装置であって、装置本体は、主シリンダーと、主シリンダーのピストンロッド伸延部に設けた楔矢と、楔矢の先端において外側面に当接した拡開自在の一対の割岩羽根体と、より構成し、装置外体は、装置本体の外周において装置本体と軸芯方向にスライド自在に遊嵌した外体ケースより構成し、ホルダー本体は、トンネル状であって、バックホーのアームブラケット先端に取り付けられる装置取付け基板に軸回転可能に突設し、装置外体をトンネル状の内部で球面ジョイントを介して全方位揺動可能に装着支持するように構成し、しかも、装置本体は、内部に、主シリンダーと、主シリンダーのピストンロッドと、ピストンロッド先端に矢連結ジョイントを介して連結した楔矢とを収納した筒状の本体ケースと、本体ケースの先端に連設し楔矢の先端外側面に当接した割岩羽根体基部を拡開自在に収納した割岩羽根体支持ケースとよりなることを特徴とする多種な作業形態を可能とした割岩装置に関する。

【0017】

また、装置本体と装置外体とホルダー本体とを備えた割岩装置であって、装置本体は、主シリンダーと、主シリンダーのピストンロッド伸延部に設けた楔矢と、楔矢の先端において外側面に当接した拡開自在の一対の割岩羽根体と、より構成し、装置外体は、装置本体の外周において装置本体と軸芯方向にスライド自在に遊嵌した外体ケースより構成し、ホルダー本体は、トンネル状であって、バックホーのアームブラケット先端に取り付けられる装置取付け基板に軸回転可能に突設し、装置外体をトンネル状の内部で球面ジョイントを介して全方位揺動可能に装着支持するように構成し、装置外体の筒状の外体ケース内に装置本体の本体ケースを収納遊嵌すると共に、外体ケースと本体ケースとの間には装置本体を軸芯方向にスライドするためのスライド用シリンダーを介設したことを特徴とする。

【0018】

また、スライド用シリンダーは、外体ケース外周に突設したブラケットと本体ケース先端の割岩羽根体支持ケースとの間に介設したことを特徴とする。

【0019】

また、装置取付け基板に軸回転自在に突設したホルダー本体のトンネル内部には、装置外体に設けた球面ジョイントを受けるジョイント受けを設けると共に、装置外体の外体ケース周壁面とホルダー本体との間には複数個の揺動シリンダーを介設することによりジョイント受けを支点とした装置外体の全方位揺動を可能としたことを特徴とする。

【0020】

また、装置取付け基板にはホルダー本体を台軸を中心に水平回動自在に載置し、アームシリンダーとブラケットシリンダーとによりホルダー本体で支持した割岩装置の上下水平の首振り作動を行うべく構成し、また揺動シリンダーにより球面ジョイントを中心として割岩装置の全方位揺動を行うべく構成し、またスライド用シリンダーにより割岩装置における割岩羽根体の進退スライド作動を行うべく構成し、また割岩装置先端においては回転アクチュエータにより割岩羽根体の回転作動を行うべく構成し、また軸芯回動アクチュエータにより装置取付け基板上で割岩装置の水平回動を行うべく構成したことにより、石割作業現場において割岩羽根体を岩石掘穿孔に正確迅速に挿入して割岩羽根体の正確な拡開による適確な石割を可能としたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

この発明によれば、装置本体と装置外体とホルダー本体とを備えた割岩装置であって、装置本体は、主シリンダーと、主シリンダーのピストンロッド伸延部に設けた楔矢と、楔矢の先端において外側面に当接した拡開自在の一対の割岩羽根体と、より構成し、装置外体は、装置本体の外周において装置本体と軸芯方向にスライド自在に遊嵌した外体ケースより構成し、ホルダー本体は、トンネル状であって、バックホーのアームブラケット先端に取り付けられる装置取付け基板に軸回転可能に突設し、装置外体をトンネル状の内部で球面ジョイントを介して全方位揺動可能に装着支持するように構成したことにより、装置本体と装置外体とが別体でそれぞれスライド可能なためスライド作動により割岩羽根体の進出位置の調整ができ、また球面ジョイントを介して装置外体をジョイント受けを支点とした全方位揺動可能としたので割岩装置の姿勢を自在に変更して掘穿孔に最適の姿勢に調整し割岩羽根体の進出作動を正確に行うことができ、また本体ケース先端に連設した割岩羽根体支持ケースに羽根回転ケースを回転自在に連設し、羽根回転ケースは割岩羽根体支持ケース内部の回転盤と一体としたことにより割岩羽根体の一対の回転角度を変更することができ石割方向に沿った割岩羽根体の拡開方向の調整が容易に行える効果がある。

【0022】

更には、別途用意した作業用のバックホーのアームブラケット先端に設けた装置取付け基板にホルダー本体を台軸を中心に水平回動自在に連設したことにより、ブラケットの首振りと台軸回転によりホルダー本体に支持した割岩装置の姿勢を大幅に変更することができる効果がある。

【0023】

このように本発明によれば、石割作業現場において割岩羽根体を岩石掘穿孔に正確迅速に挿入して割岩羽根体の正確な拡開による適確な石割を可能とすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明に係る割岩装置を装着したバックホーを示す説明図である。

【図2】本発明に係る割岩装置の構成を示す模式図である。

【図3】本発明に係る割岩装置の構成を示す外観斜視図である。

【図4】本発明に係る割岩装置の構成を示す外観側面図である。

【図5】本発明に係る割岩装置の構成を示す外観平面図である。

【図6】本発明に係る割岩装置の構成を示すＢ－Ｂ断面図である。

【図7】本発明に係る割岩装置の割岩羽根体先端部分の構成を示すＡ－Ａ断面図である。

【図8】本発明に係る割岩装置の構成を示す外観背面図である。

【図9】本発明に係る割岩装置の構成を示す外観正面図である。

【図10】本発明に係る割岩装置の作動態様を示す模式図である。

【図11】本発明に係る割岩装置の作動態様を示す模式図である。

【図12】本発明に係る割岩装置の作動態様を示す模式図である。

【図13】本発明に係る割岩装置を装着したバックホーの使用状態を示す説明図である。

【図14】本発明に係る割岩装置を装着したバックホーの使用状態を示す説明図である。

【図15】本発明に係る割岩装置を装着したバックホーの使用状態を示す説明図である。

【図16】本発明に係る割岩装置のショックアブソーバー機能を示す説明図である。

【図17】本発明に係る割岩装置のショックアブソーバー機能を示す説明図である。

【図18】従来の割岩装置の基本構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

この発明の要旨は、装置本体と装置外体との組み合わせにより構成した割岩装置において、装置本体は、主シリンダーと、主シリンダーのピストンロッド伸延部に設けた楔矢と、楔矢の先端において外側面に当接した拡開自在の一対の割岩羽根体と、より構成し、装置外体は、装置本体の外周において装置本体と軸芯方向にスライド自在に遊嵌した外体ケースより構成し、しかも、別途用意した作業用のバックホーのアームのブラケット先端には装置取付け基板を設け、装置取付け基板には水平回動自在にトンネル状のホルダー本体を軸支し、ホルダー本体に装置外体を球面ジョイントを介して全方位揺動可能に装着支持したことを特徴とする多種な作業形態を可能としたものであり、
また、装置本体は、内部に、主シリンダーと、主シリンダーのピストンロッドと、ピストンロッド先端に矢連結ジョイントを介して連結した楔矢とを収納した筒状の本体ケースと、本体ケースの先端に連設し楔矢の先端外側面に当接した割岩羽根体基部を拡開自在に収納した割岩羽根体支持ケースとより構成し、
また、装置外体の筒状の外体ケース内に装置本体の本体ケースを収納遊嵌すると共に、外体ケースと本体ケースとの間には装置本体を軸芯方向にスライドするためのスライド用シリンダーを介設し、
また、本体ケース先端に連設した割岩羽根体支持ケースに羽根回転ケースを回転自在に連設し、羽根回転ケースは割岩羽根体支持ケース内部の回転盤と一体し、
しかも、羽根回転ケース内には楔矢の進出により拡開する一対の割岩羽根体基部を収縮付勢するためのスプリングを内蔵しており、
また、装置取付け基板に台軸を介して水平回転自在に軸支したホルダー本体のトンネル内部には、装置外体に設けた球面ジョイントを受けるジョイント受けを設けると共に、装置外体の外体ケース周壁面とホルダー本体との間には複数個の揺動シリンダーを介設することによりジョイント受けを支点とした装置外体の全方位揺動を可能としており、
また、別途用意した作業用のバックホーのアームブラケット先端に設けた装置取付け基板にはホルダー本体を台軸を中心に水平回動自在に連設し、アームシリンダーとブラケットシリンダーとによりホルダー本体で支持した割岩装置の上下水平の首振り作動を行うべく構成し、
また、揺動シリンダーにより球面ジョイントを中心として割岩装置の全方位揺動を行うべく構成し、
また、スライド用シリンダーにより割岩装置における割岩羽根体の進退スライド作動を行うべく構成し、
また、割岩装置先端においては回転アクチュエータにより割岩羽根体の回転作動を行うべく構成し、
また、軸芯回動アクチュエータにより装置取付け基板上で割岩装置の水平回動を行うべく構成したことにより、
石割作業現場において割岩羽根体を岩石掘穿孔に正確迅速に挿入して割岩羽根体の正確な拡開による適確な石割を可能としたものである。

【0026】

この発明の実施例を図面に基づき詳説する。図１は割岩装置を装着したバックホーを示す。また、図２は割岩装置の模式図、図３は割岩装置の外観斜視図、図４は割岩装置の外観側面図、図５は割岩装置の外観平面図、図６は割岩装置の側断面図、図７は割岩羽根体先端部分の平断面図、図８は割岩装置の外観背面図、図９は割岩装置の構成を示す外観正面図である。

【0027】

まず、従来の割岩装置Ｃについて説明する。図１８は、従来の割岩装置の構成を示す説明図である。従来の割岩装置Ｃは、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように筒状ケース２００内に収納された主シリンダー２１０のピストンロッド２２０先端に楔矢２３０を連設して楔矢２３０の進退作動により先端に装着した割岩羽根体２４０、２４０’を拡開収縮自在に構成している。

【0028】

そして割岩装置Ｃは、実際の石割現場においては、石割対象の岩石にまずドリルで石割線に沿って複数掘削孔を穿孔し順次その中に割岩羽根体２４０、２４０’を挿入して羽根の拡開作動をすることにより石割線に沿った石割を行う。

【0029】

本発明は、かかる割岩装置Ｃの改良に係るものであり、図１に示すように割岩装置ＡをバックホーＢのアーム１３０先端のブラケット４０に装着した後に、特に割岩装置Ａの割岩羽根体１５、１５’を正確迅速に掘穿孔Ｈに挿入できるように割岩装置Ａの姿勢や構成部材の細部作動を各種のアクチュエータで駆動修正可能にしたものである。

【0030】

本発明の割岩装置Ａは、大きく三部材の構成要素の組み合わせよりなる。すなわち、図２及び図３に示すように、装置本体１０（図２中、白抜き部分で示す。）と、装置外体２０（図２中、グレー部分で示す。）と、装置外体２０をアーム１３０先端のブラケット４０に支持するホルダー本体３０（図２中、斜線部分で示す。）とより組立て構成されている。

【0031】

割岩装置Ａは、図３～図５に示すように実質的には装置本体１０と装置外体２０とにより構成されており、これらの部材がホルダー本体３０を介してアーム１３０の先端に取付けられている。

【0032】

装置本体１０は、図２及び図６に示すように筒状の本体ケース１１内において、主シリンダー１２と、主シリンダー１２のピストンロッド伸延部１３に設けた楔矢１４と、楔矢１４の先端において外側面に当接した拡開自在の一対の割岩羽根体１５、１５’とより構成している。

【0033】

装置外体２０は、外体ケース２１により構成し装置本体１０の外周と軸芯方向にスライド自在に遊嵌している。

【0034】

しかも、これらの装置本体１０及び装置外体２０は、トンネル状のホルダー本体３０によってアーム１３０先端のブラケット４０に支持されている。

【0035】

すなわち、ホルダー本体３０は、図１、図３及び図４に示すように、別途用意した作業用のバックホーＢのアーム１３０のブラケット４０先端に設けた装置取付け基板４１上に台軸を介して水平回動自在に載置支持されており、このホルダー本体３０のトンネル内部に装置本体１０及び装置外体２０を一体に装着している。

【0036】

なお、図１中、１２０はバックホーＢのターンテーブルであり、１００はターンテーブル１２０に上下揺動自在に連設したブームであり、１３０はブーム１００に上下揺動自在に連設したアームである。また、図３及び４中、４２はバックホーＢのアーム１３０先端のブラケット４０に取り付ける際に割岩装置Ａを地面に載置するための受け台である。

【0037】

かかる装着形態としては、図２及び図６に示すように装置取付け基板４１に水平回動自在に軸支したホルダー本体３０内部において球面ジョイント２２を介して装置外体２０を全方位揺動可能に装着支持する形態としている。

【0038】

すなわち、装置取付け基板４１に軸回転自在に突設したホルダー本体３０のトンネル内部には装置外体２０に設けた球面ジョイント２２を受けるためのジョイント受け３１を設けており、かかるジョイント受け３１を支点として装置外体２０は装置外体２０と共に全方位揺動可能に構成されている。

【0039】

また、装置本体１０は、図６に示すように、筒状の本体ケース１１と、ケース内の主シリンダー１２と、主シリンダー１２のピストンロッド１２ａ先端の楔矢１４とよりなる。図６中、１３ａはピストンロッド１２ａ先端と楔矢１４とを連結する矢連結ジョイントを示す。

【0040】

また、図６中、１３ｂは主シリンダー１２のピストンロッド１２ａの同軸線上に配置した楔矢１４の軸ずれを防止するメタルシールであり、ピストンロッド１２ａ先端と楔矢１４基端との外周面にそれぞれ摺接するように矢連結ジョイント１３ａに内嵌されている。

【0041】

また、本体ケース１１の先端には、図６に示すように割岩羽根体支持ケース１６を連設し、割岩羽根体支持ケース１６内部には、図７に示すように楔矢１４の先端外側面に当接した割岩羽根体基部１５ａ、１５ａ’を拡開収縮可能に収納している。

【0042】

図７中、１６ａは一対の割岩羽根体基部１５ａ、１５ａ’を対面方向で近接離反するための支持部、１６ｂは一対の割岩羽根体基部１５ａ、１５ａ’を近接方向に付勢するためのスプリング、図６中、１２ｂはピストンロッドを支持するためのライナーを示す。また、図３、図４及び図５中、１９は割岩羽根体１５、１５’内側面と楔矢１４の先端外側面との間で発生する摺動摩擦抵抗を低減するためのグリースを供給するグリース供給部を示す。

【0043】

また、本体ケース先端に連設した割岩羽根体支持ケース１６には、図６及び図９に示すように羽根回転ケース５０を回転自在に連設すると共に、ケース内部には回転盤５１を回転自在に収納している。しかも、羽根回転ケース５０は割岩羽根体支持ケース１６内部の回転盤５１と一体に構成している。

【0044】

なお、回転盤５１は外周面に歯を形成した受動ギアとしており、図４及び図９に示すように後述する回転アクチュエータ５２として油圧又は電動モータ５３の回転軸５４に取り付けた駆動ギア５５と噛合している。なお、回転アクチュエータ５２としては、回転盤５１（羽根回転ケース５０）を回転作動できるものであればよく、例えば駆動源として油圧、空圧、熱、電磁、電気式のものであってもよく、また、駆動源の運動方式として伸縮、屈伸、旋回といった運動を回転盤５１の回転動作へ転換するものであればよい。

【0045】

また、別途用意した作業用のバックホーＢのアーム１３０のブラケット４０先端には装置取付け基板４１が取付けられており、この基板４１にはホルダー本体３０を台軸を中心に水平回動自在に載置支持している。具体的には装置取付け基板４１上面の中央部に、下部に台軸を一体形成したホルダー基台４２を水平回動自在に軸着しており、このホルダー基台４２にホルダー本体３０を立設している。

【0046】

本発明の実施例に係る割岩装置Ａは上記のように構成されており、特に下記の各種構成部材を各種作動アクチュエータによって作動することにより割岩装置Ａの姿勢や割岩羽根体１５、１５’の伸縮を自在に変位して石割岩石の掘穿孔に細棒様の割岩羽根体１５、１５’を正確に挿入する。

【0047】

作動アクチュエータによる割岩装置の構成部材作動態様については下記（１）～（５）の通りである。図１０乃至図１２は割岩装置の作動態様を示す模式図である。

【0048】

（１）装置外体２０の内部において、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように装置本体１０を軸芯方向に沿ってスライド作動して割岩羽根体１５、１５’の伸縮調整をする。

【0049】

このスライドアクチュエータ１７は、図２、図６及び図１０に示すようにホルダー本体３０（図２及び図１０中、斜線部分）に遊嵌した装置外体２０（図２及び図１０中、グレー部分）と装置本体１０（図２及び図１１中、白抜き部分）との間に架設したスライド用シリンダー１８による。具体的にはスライド用シリンダー１８は、装置外体２０前端面と装置本体１０の割岩羽根体支持ケース１６後端面との間で装置本体１０の外周回りを等間隔に隔てて複数（本実施例では３つ）架設している。

【0050】

（２）装置外体２０の球面ジョイント２２をジョイント受け３１にて滑動支持することにより装置外体２０、すなわち割岩装置Ａ自体を、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すようにジョイント受け３１を支点として全方位揺動自在とする。

【0051】

この揺動アクチュエータ２３は、図６、図８及び図１２に示すように装置外体２０（図２及び図１２中、グレー部分）の外体ケース２１周壁面とホルダー本体３０（図２及び図１２中、斜線部分）との間に介設した複数個の揺動シリンダー２４による。具体的には揺動シリンダー２４は、そのシリンダーロッド先端面を外体ケース２１周壁面と面対向するようにホルダー本体３０の周回りに等間隔を隔てた位置でホルダー本体３０に固定している。

【0052】

（３）本体ケース１１先端に連設した割岩羽根体支持ケース１６中に回転盤５１を回転自在に収納し回転盤５１と一体に羽根回転ケース５０を回転自在とし、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように羽根回転ケース５０に連結した一対の割岩羽根体１５、１５’の回転角度を調整して羽根の拡開方向を自在に調整できるようにする。

【0053】

この回転アクチュエータ５２は、図９に示すように回転盤５１に連動連設した油圧又は電動モータ５３による。具体的には油圧又は電動モータ５３は図４及び図９に示すように割岩羽根体支持ケース１６外周下部に連設しており、油圧又は電動モータ５３の回転軸５４に取り付けた駆動ギア５５は割岩羽根体支持ケース１６内部で回転盤５１外周の歯面と噛合している。

【0054】

しかも、上記した矢連結ジョイント１３ａにより、回転アクチュエータ５２により羽根回転ケース５０を回転作動させた場合には、図１０（ｂ）に示すようにピストンロッド１２ａを回転させることなくピストンロッド１２ａ先端で楔矢１４のみを羽根回転ケース５０と一体回転させることができ、主シリンダー１２内の油圧作動油のシール部材に回転摩擦負荷をかけずに割岩羽根体１５、１５’の拡開方向を変位できる。

【0055】

（４）別途用意した作業用のバックホーＢのアームブラケット４０先端に装置取付け基板４１を取り付け、該基板４１にホルダー本体３０を台軸を中心に図２に示すように水平回動自在に軸支した。

【0056】

この回動アクチュエータ３２は、図３に示すように装置取付け基板４１とホルダー本体３０との間に介設した回動シリンダー３３による。具体的には、回動シリンダー３３は、回動シリンダー３３の回転軸に取り付けた駆動ギアを介してホルダー本体３０が立設するホルダー基台４２下部の台軸外周の歯面と歯合するようにブラケット４０一側にホルダー本体３０と連動連設している。

【0057】

（５）ブーム１００、ブーム先端のアーム１３０、及びアーム１３０先端のブラケット４０は首振り作動と水平回動を行い割岩装置Ａの縦首振り方向と水平首振り方向の変位作動を可能に構成する。

【0058】

この各種作動アクチュエータは、ブーム１００やアーム１３０の水平回動についてはクローラとターンテーブル１２０中央部との間に介在したスイベルジョイントに連動連設した油圧ポンプ又は電動モータ、ブーム１００の上下揺動についてはターンテーブル１２０とターンテーブル先端のブーム１００とに連動連設したブームシリンダー１１０、アーム１３０の上下揺動についてはブーム１００とブーム先端のアーム１３０とに連動連設したアームシリンダー１４０、ブラケット４０の上下揺動についてはアーム１３０とアーム先端のブラケット４０とに連動連設したブラケットシリンダー１５０による。

【0059】

なお、各種作動アクチュエータとしては、上述した回転アクチュエータと同様に、割岩装置の構成部材作動態様を実現できるものであれば、その駆動源や同駆動源の運動方式で限定されることはない。

【0060】

例えば、駆動源として油圧、空圧、熱、電磁、電気式のものであってもよく、また、駆動源の運動方式として伸縮、屈伸、旋回といった運動を割岩装置の構成部材に応じた動作へ転換するものであってもよい。

【0061】

本発明の実施例は上記のように構成されており、かかる割岩装置Ａは石割現場において次のように使用される。図１３乃至図１５は、石割現場における割岩装置Ａを装着したバックホーＢの使用状態を示す。

【0062】

まず予め石割岩石に石割線に沿った位置に一定間隔で所定深さの掘穿孔Ｈをドリルにより穿孔する。

【0063】

次いで、石割岩石の掘穿孔Ｈの孔開口方向を見定めてその近傍にバックホーＢを定置する。バックホーＢは、図１及び図１３（ａ）に示すように予めバケットに代えてターンテーブル１２０に連設したアーム１３０先端のブラケット４０には割岩装置Ａを装着している。

【0064】

すなわち、アーム１３０先端のブラケット４０先端には装置取付け基板４１が取り付けられ、該基板４１にホルダー本体３０が台軸を中心に水平回動自在に軸支されているために、ブーム１００、アーム１３０、及びブラケット４０の首振り及び水平回動並びに装置取付け基板４１上のホルダー本体３０の水平回動等により割岩装置Ａ全体の姿勢形態の調整をして可及的に割岩羽根体１５、１５’を掘穿孔Ｈに挿入しやすい姿勢とする。

【0065】

具体的には、図１３（ｂ）に示すように定置されたバックホーＢのブーム１００やアーム１３０、及びブラケット４０の各３部材を各種作動アクチュエータにより連動して円弧作動させることによりブーム、アーム及びブラケットを伸延させて割岩装置Ａをいったん掘穿孔Ｈを跨いだ位置に位置づける。

【0066】

次いで、図１３（ｃ）に示すようにブーム１００、アーム１３０及びブラケット４０を各種作動アクチュエータにより逆円弧作動させることにより縮小させて割岩装置ＡをバックホーＢ本体側に引き戻す際に掘穿孔Ｈ近傍に位置づける。

【0067】

また、バックホーＢのアームブラケット４０先端の基板４１上で回動アクチュエータ３２によりホルダー本体３０を台軸を中心に水平回動することにより割岩装置Ａの主シリンダー１２の軸芯方向でもある割岩羽根体１５、１５’の軸線方向を掘穿孔Ｈの穿孔方向と略平行となる位置に調整する。

【0068】

次いで、微妙な位置調整は、
（Ａ）装置外体２０の内部において、図２、図１１、及び図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、スライド用シリンダー１８により装置外体２０に対して装置本体１０を軸芯方向にスライド作動して割岩羽根体１５、１５’の略全域が掘穿孔Ｈへ納まるよう割岩羽根体１５、１５’の掘穿孔Ｈへの進入深さ調整をする。
（Ｂ）装置外体２０の球面ジョイント２２をジョイント受け３１にて滑動支持することにより、図２、図１２、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように装置外体２０をジョイント受け３１を支点として全方位揺動自在とした割岩羽根体１５、１５’の軸線方向と掘穿孔Ｈの穿孔方向を一致させる割岩羽根体１５、１５’の進入角度調整をする。
（Ｃ）本体ケース１１先端に連設した割岩羽根体支持ケース１６中に回転盤５１を回転自在に収納し回転盤５１と一体に羽根回転ケース５０を回転自在とし、図９、図１０、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように羽根回転ケース５０に連結した一対の割岩羽根体１５、１５’の回転角度を調整して掘穿孔Ｈ内における羽根の拡開方向を所望とする割岩方向に一致させる割岩羽根体１５、１５’の拡開方向調整をする。
以上の作動調整により可及的に迅速正確に割岩羽根体１５、１５’の進出方向を掘穿孔Ｈに挿入できる方向とするように作業する。

【0069】

しかも、かかる微妙な姿勢調整は姿勢調整アクチュエータにより行うものであり、上記（Ａ）ではホルダー本体３０に遊嵌した装置外体２０と装置本体１０との間に架設したスライド用シリンダー１８駆動により、上記（Ｂ）では装置外体２０の外体ケース２１周壁面とホルダー本体３０との間に介設した複数個の揺動シリンダー２４により、上記（Ｃ）では回転盤５１に連動連設した油圧又は電動モータ５３によるものである。

【0070】

特に、これら姿勢調整アクチュエータのうちスライドアクチュエータ１７や揺動アクチュエータ２３は、バックホーＢによる掘穿孔Ｈへの割岩羽根体の挿入作業時に割岩羽根体１５、１５’が掘穿孔Ｈ周辺の岩石表面や掘穿孔Ｈの内壁面に不用意に突き当たった際のショックアブソーバー機能を果たす。

【0071】

例えば、割岩羽根体１５、１５’先端が、図１６（ａ）に示すように掘穿孔Ｈ近傍の岩石表面へ不用意に突き当たった場合には、スライド用シリンダー１８が、図１６（ｂ）に示すように岩石表面から割岩装置Ａへ負荷される軸方向の応力に対応して収縮する。

【0072】

すなわち、スライド用シリンダー１８は、割岩羽根体１５、１５’から割岩装置Ａの各部材に伝わる軸方向の応力に応じて装置外体２０内で装置本体１０を後退させるように収縮し、同応力を吸収する。

【0073】

また、他の例として割岩羽根体１５、１５’の軸線方向と掘穿孔Ｈの穿孔方向とが一致せず、図１７（ａ）に示すように割岩羽根体１５、１５’先端が掘穿孔Ｈの内壁面に突き当たった場合には、揺動シリンダー２４が、図１７（ｂ）に示すように掘穿孔Ｈの内壁面から割岩装置ＡとバックホーＢの接続部へ負荷される全方位方向の応力に対応して収縮する。

【0074】

すなわち、揺動シリンダー２４が、割岩羽根体１５、１５’から割岩装置Ａへ伝わるホルダー本体３０を中心とした全方位方向の応力に応じてホルダー本体３０内で装置外体２０を球面ジョイント２２を介して回動させるように収縮して同応力を吸収すると共に割岩羽根体１５、１５’をその軸線方向を掘穿孔Ｈの穿孔方向に沿うように姿勢修正する。

【0075】

このように、スライドアクチュエータ１７や揺動アクチュエータ２３は、バックホーＢのブーム１００、アーム１３０、ブラケット４０の円弧作動やターンテーブルの旋回作動に伴い割岩装置Ａに負荷される軸方向や径方向、傾斜方向などの無用な応力を吸収するクッションアブソーバーとして機能する。

【0076】

さらには、スライドアクチュエータ１７や揺動アクチュエータ２３は、割岩羽根体１５、１５’の先端や外周を掘穿孔Ｈ周辺の岩石表面や掘穿孔Ｈの内壁面に摺接させつつもその応力に応じて掘穿孔Ｈ内への割岩羽根体１５、１５’の進入姿勢を微調整し、割岩羽根体１５、１５’のスムーズな挿入作業を可能としている。

【0077】

上述のように本実施例では、装置取付け基板４１とホルダー本体３０との間に介設した回動アクチュエータや上記（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の各アクチュエータの総合的な相乗機能によって割岩装置Ａの姿勢の微妙な調整が可能となり迅速且つ正確な石割作業を可能とすることができる。

【0078】

また、かかる各種のアクチュエータの駆動源は制御部に接続してアクチュエータの作動をシステム的に制御することにより総合的にアクチュエータの制御作動をして自動的な割岩装置Ａによる石割作業が行えるようにすることができる。

【0079】

すなわち、石割の掘穿孔Ｈの位置や方向をイメージセンサーにより撮影して撮影データを解析して制御部に送信することにより各種アクチュエータを自動的に制御して割岩装置Ａの最適な姿勢制御が行えるようにし割岩羽根体１５、１５’の最適な孔挿入運動をすることができる。

【0080】

また、各種アクチュエータに油圧センサーや傾斜センサ、６軸センサー、加速度センサーなどの各種センサーを設けて同センサーを制御部に接続することにより、各種センサーが割岩装置Ａ作動時の異常な加圧力や変位を検知した場合には、検知した情報を受信した制御部により各種アクチュエータを自動的に停止又はショックアブソーバー機能に切り替え制御するようにしてもよい。

【0081】

例えば、制御部は、複数連設された揺動アクチュエータ２３をそれぞれ独立制御して作動状態を違えることにより、球面ジョイント２２を中心とした割岩装置Ａの全方位揺動による割岩羽根体１５、１５’の掘穿孔Ｈへのより正確な進入角度調整制御や、ショックアブソーバー機能を行う揺動アクチュエータ２３を選択して制御を行うこともできる。

【0082】

このように割岩装置Ａは、制御部により各種アクチュエータを制御することにより、石割作業現場において割岩羽根体１５、１５’を最適な状態で岩石掘穿孔に自動的に挿入して割岩羽根体の正確な拡開による石割を可能とすることもできる。

【0083】

このように、本発明に係る割岩装置は、主たる構成部材が首振り作動や水平回動作動や全方位揺動やスライド作動や回転作動等の種々な作動を実施できるように構成することにより、割岩羽根体の進出方向を石割岩石のいかなる状況にも対応して掘穿孔に迅速かつ正確に挿入して良好な石割作業を行うことができ、多種な作業形態を実施することができる。

【符号の説明】

【0084】

Ａ 割岩装置
１０ 装置本体
１５ 割岩羽根体
１６ 割岩羽根体支持ケース
１７ スライドアクチュエータ
２０ 装置外体
２３ 揺動アクチュエータ
３０ ホルダー本体
３２ 回動アクチュエータ
４０ ブラケット
４１ 装置取付け基板
５０ 羽根回転ケース
５２ 回転アクチュエータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】