特許 7436770 割岩工具および当該工具を用いた破砕方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-14

(45)【発行日】2024-02-22

(54)【発明の名称】割岩工具および当該工具を用いた破砕方法

(51)【国際特許分類】

   E21C 37/02 20060101AFI20240215BHJP

   B28D 1/28 20060101ALI20240215BHJP

【ＦＩ】

E21C37/02

B28D1/28

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023184629

(22)【出願日】2023-10-27

【審査請求日】2023-10-31

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】399048869

【氏名又は名称】株式会社神島組

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】神島 昭男

(72)【発明者】

【氏名】神島 充子

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】実公昭６３－２５５７（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開２００２－２９２６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６９６３７１８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】実用新案登録第２５２４３３６（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特許第６３８７５０５（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｃ ３７／０２

Ｂ２８Ｄ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理対象物に形成された削孔の開口に向けて先細り形状に仕上げられた第１傾斜部位を有し、前記削孔内に挿入可能に設けられた下方側楔部材と、
前記削孔の底面に向けて先細り形状に仕上げられた第２傾斜部位を有するとともに、前記第２傾斜部位を前記削孔に挿入された前記下方側楔部材の前記第１傾斜部位に摺接させた状態で前記削孔の深さ方向に沿って移動自在に設けられる上方側楔部材と、
前記深さ方向と直交する直交方向において、前記第１傾斜部位と前記第２傾斜部位とが互いに摺接する摺接領域を前記削孔内で挟み込むように設けられた第１羽根部材および第２羽根部材と、
前記第１羽根部材および前記第２羽根部材をそれぞれ前記第１傾斜部位および前記第２傾斜部位に押し当てるように付勢力を与えながら前記第１羽根部材および前記第２羽根部材を相互に連結する連結機構と、を備え、
前記上方側楔部材に対して前記底面に向けて外力が付与されることで前記上方側楔部材が前記底面に向かって摺動するのに伴って、前記付勢力に抗いながら前記削孔内で前記下方側楔部材および前記第１羽根部材が一体的に前記直交方向に移動して前記第１羽根部材により前記削孔の内壁を押圧する
ことを特徴とする割岩工具。

【請求項2】

請求項１に記載の割岩工具であって、
前記下方側楔部材は、前記削孔の開口側において前記第１傾斜部位に隣接して設けられた第１規制部位を有し、前記第１規制部位により前記第１羽根部材が前記開口側に移動するのを規制する、割岩工具。

【請求項3】

請求項１に記載の割岩工具であって、
前記上方側楔部材は、前記底面側において前記第２傾斜部位に隣接して設けられた第２規制部位を有し、前記第２規制部位により前記第２羽根部材が前記底面側に移動するのを規制する、割岩工具。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか一項に記載の割岩工具であって、
前記削孔に全体的に挿入された前記上方側楔部材に対して前記削孔の開口側で前記削孔に沿って延設される長軸体をさらに備え、
前記長軸体の両端面のうち前記上方側楔部材と対向する第１端面が前記上方側楔部材と当接する一方、前記第１端面の反対側の第２端面が前記外力を受けることで、前記長軸体が前記外力を前記上方側楔部材に伝達する割岩工具。

【請求項5】

請求項１に記載の割岩工具を、前記連結機構により前記第１羽根部材および前記第２羽根部材をそれぞれ前記第１傾斜部位および前記第２傾斜部位に押し当てながら前記第１傾斜部位および前記第２傾斜部位を互いに摺接させた状態で、前記削孔に挿入して前記下方側楔部材を前記削孔の底面上に載置する工程と、
前記削孔に挿入された前記割岩工具の前記上方側楔部材に対して前記底面に向かう外力を与えることで、前記付勢力に抗いながら前記削孔内で前記下方側楔部材および前記第１羽根部材を一体的に前記直交方向に移動させることにより前記第１羽根部材により前記削孔の内壁を押圧して前記削孔の周囲を破砕する工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。

【請求項6】

請求項１に記載の割岩工具と同一構成を有する第１割岩工具を、前記連結機構により前記第１羽根部材および前記第２羽根部材をそれぞれ前記第１傾斜部位および前記第２傾斜部位に押し当てながら前記第１傾斜部位および前記第２傾斜部位を互いに摺接させた状態で、前記削孔に挿入して前記下方側楔部材を前記削孔の底面上に載置する工程と、
前記削孔への前記第１割岩工具の挿入に続いて、請求項１に記載の割岩工具と同一構成を有する第２割岩工具を、前記連結機構により前記第１羽根部材および前記第２羽根部材をそれぞれ前記第１傾斜部位および前記第２傾斜部位に押し当てながら前記第１傾斜部位および前記第２傾斜部位を互いに摺接させた状態で、前記削孔に挿入して前記第２割岩工具の前記下方側楔部材を前記第１割岩工具の前記上方側楔部材の上に載置する工程と、
前記削孔に挿入された前記第２割岩工具の前記上方側楔部材に対して前記底面に向かう外力を与えることで、前記削孔の内部で前記第１割岩工具および前記第２割岩工具の各々において前記付勢力に抗いながら前記削孔内で前記下方側楔部材および前記第１羽根部材を一体的に前記直交方向に移動させることにより前記第１羽根部材により前記削孔の内壁を押圧して前記削孔の周囲を破砕する工程と
を備えることを特徴とする破砕方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの処理対象物を割岩する割岩工具および当該工具を用いて処理対象物を破砕する破砕技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、岩石、岩盤やコンクリート構造物などの処理対象物を割岩するための割岩工具として、楔部材（ウェッジと称されることもある）と羽根部材（ライナーと称されることもある）を用いた、いわゆるセリ矢が知られている。例えば特許文献１では、楔部材と羽根部材を組み合わせた割岩工具により処理対象物を割岩する技術が記載されている。より詳しくは、岩盤に削岩機で予め削孔を形成し、削孔内に楔部材と羽根部材を組み合わせた割岩工具を挿入し、楔部材の後端部をブレーカで打撃して割岩して岩盤を破砕している。

【0003】

上記割岩工具では、各羽根部材および楔部材を削孔に挿入する作業、ならびに岩盤の破砕後に各羽根部材および楔部材を回収する作業については、作業機械を補助的に使用することは可能である。しかしながら、割岩工具を用いた破砕作業では、人手による作業が数多く存在している。例えばブレーカによる打撃前に削孔に対して羽根部材を個別に挿入し、しかも削孔内で羽根部材を相互に離間させて楔部材の先端部を挿入するための隙間を形成する必要があった。また、破砕が完了して楔部材を羽根部材から引き抜いた後で破砕領域において互いに分離している各羽根部材の位置を確認し、それぞれを個別に回収する際にも、人手が必要となる。このような人手作業を割岩毎に行う必要があり、これが割岩工具を用いた破砕処理の効率を低下させる主要因の一つとなっていた。

【0004】

そこで、本願出願人は、ベース側楔部材に対して第１羽根部材および第２羽根部材がベース側連結部により削孔の径方向に移動自在に連結されるとともに、プレート側楔部材に対して第１羽根部材および第２羽根部材がプレート側連結部により削孔の径方向に移動自在に連結された割岩工具を創作した（特許文献２参照）。この割岩工具では、外力の付与に応じて可動プレート部とともにプレート側楔部材が底面に向かって移動するのに伴って、第１羽根部材が第１ベース側傾斜面および第１プレート側傾斜面に沿って摺動しながら第１径方向に移動して削孔の内壁を押圧するとともに、第２羽根部材が第２ベース側傾斜面および第２プレート側傾斜面に沿って摺動しながら第２径方向に移動して削孔の内壁を押圧する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－２２５９２５号公報（図３）

【文献】特許第６９６３７１８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２に記載の割岩工具では、割岩処理の初期段階、つまり外力の付与に応じた可動プレート部およびプレート側楔部材の移動開始段階では、各羽根部材がベース側傾斜面およびプレート側傾斜面と摺接している面積が小さく、割岩処理の進行にしたがって摺接面積が徐々に増大して割岩処理が進行する。したがって、割岩処理の効率化を図る上で改善の余地があった。

【0007】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、岩石、岩盤やコンクリート構造物などの処理対象物を優れた効率で割岩することができる割岩工具および当該工具を用いて処理対象物を効率的に割岩することができる破砕方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明の第１の態様は、割岩工具であって、処理対象物に形成された削孔の開口に向けて先細り形状に仕上げられた第１傾斜部位を有し、削孔内に挿入可能に設けられた下方側楔部材と、削孔の底面に向けて先細り形状に仕上げられた第２傾斜部位を有するとともに、第２傾斜部位を削孔に挿入された下方側楔部材の第１傾斜部位に摺接させた状態で削孔の深さ方向に沿って移動自在に設けられる上方側楔部材と、深さ方向と直交する直交方向において、第１傾斜部位と第２傾斜部位とが互いに摺接する摺接領域を削孔内で挟み込むように設けられた第１羽根部材および第２羽根部材と、第１羽根部材および第２羽根部材をそれぞれ第１傾斜部位および第２傾斜部位に押し当てるように付勢力を与えながら第１羽根部材および第２羽根部材を相互に連結する連結機構と、を備え、上方側楔部材に対して底面に向けて外力が付与されることで上方側楔部材が底面に向かって摺動するのに伴って、付勢力に抗いながら削孔内で下方側楔部材および第１羽根部材が一体的に直交方向に移動して第１羽根部材により削孔の内壁を押圧することを特徴としている。

【0009】

また、この発明の第２の態様は、破砕方法であって、割岩工具を、連結機構により第１羽根部材および第２羽根部材をそれぞれ第１傾斜部位および第２傾斜部位に押し当てながら第１傾斜部位および第２傾斜部位を互いに摺接させた状態で、削孔に挿入して下方側楔部材を削孔の底面上に載置する工程と、削孔に挿入された割岩工具の上方側楔部材に対して底面に向かう外力を与えることで、付勢力に抗いながら削孔内で下方側楔部材および第１羽根部材を一体的に直交方向に移動させることにより第１羽根部材により削孔の内壁を押圧して削孔の周囲を破砕する工程とを備えることを特徴としている。

【0010】

さらに、この発明の第３の態様は、破砕方法であって、上記割岩工具と同一構成を有する第１割岩工具を、連結機構により第１羽根部材および第２羽根部材をそれぞれ第１傾斜部位および第２傾斜部位に押し当てながら第１傾斜部位および第２傾斜部位を互いに摺接させた状態で、削孔に挿入して下方側楔部材を削孔の底面上に載置する工程と、削孔への第１割岩工具の挿入に続いて、請求項１に記載の割岩工具と同一構成を有する第２割岩工具を、連結機構により第１羽根部材および第２羽根部材をそれぞれ第１傾斜部位および第２傾斜部位に押し当てながら第１傾斜部位および第２傾斜部位を互いに摺接させた状態で、削孔に挿入して第２割岩工具の下方側楔部材を第１割岩工具の上方側楔部材の上に載置する工程と、削孔に挿入された第２割岩工具の上方側楔部材に対して底面に向かう外力を与えることで、削孔の内部で第１割岩工具および第２割岩工具の各々において付勢力に抗いながら削孔内で下方側楔部材および第１羽根部材を一体的に直交方向に移動させることにより第１羽根部材により削孔の内壁を押圧して削孔の周囲を破砕する工程とを備えることを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

以上のように、本発明によれば、第１傾斜部位および第２傾斜部位を互いに摺接させた状態で上方側楔部材が削孔の深さ方向に沿って移動するのに伴って、下方側楔部材に対して第１羽根部材が押し当てられたまま下方側楔部材および第１羽根部材が一体的に上記深さ方向と直交する方向に移動して第１羽根部材により削孔の内壁を押圧して削孔の周囲を割岩している。したがって、第１羽根部材および第２羽根部材がそれぞれ第１傾斜部位および第２傾斜部位に押し当てられた状態のまま割岩処理が開始される。つまり、割岩処理の初期段階から割岩に大きな力が作用し、処理対象物を効率的に破砕することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る破砕方法の第１実施形態を実行する際に用いられる割岩工具およびブレーカを示す図である。

【図2】図１に示す割岩工具の構成および基本動作を示す図である。

【図3】連結機構による羽根部材の連結を説明するための分解組立図である。

【図4】連結機構および連結機構により相互連結された羽根部材を示す図である。

【図5】本発明に係る破砕方法の第１実施形態を模式的に示す図である。

【図6】本発明に係る割岩工具の第２実施形態を示す図である。

【図7】本発明に係る割岩工具の第３実施形態における連結機構の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係る破砕方法の第１実施形態は、以下の工程（１）～（４）、
工程（１）：岩石、岩盤やコンクリート構造物などの処理対象物の自由面近傍に削孔を形成する、
工程（２）：本発明に係る割岩工具を削孔に挿入する、
工程（３）：上記割岩工具の上方側楔部材をブレーカのピストンで打撃して削孔の底面に向けて圧入して削孔の周囲、特に削孔から自由面に向かう領域（割岩領域）を割岩する、
工程（４）：ブレーカを取り外するとともに割岩工具を回収した後で、リッパーにより割岩領域およびその上方に位置する上部領域を掘り起こして除去する（リッピング除去）、
を実行することで処理対象物を割岩し、削孔から自由面側に至る領域を破砕するものであり、特に破砕効率を高めるために、次の説明する割岩工具を用いている。なお、ここでは、処理対象物の自由面近傍を破砕するケースを例示して説明するが、それ以外の処理対象物についても同様にして破砕することができる。

【0014】

図１は本発明に係る破砕方法の第１実施形態を実行する際に用いられる割岩工具およびブレーカを示す図であり、当該割岩工具は本発明に係る割岩工具の第１実施形態に相当している。また、図２は図１に示す割岩工具の構成および基本動作を示す図である。なお、各図における方向を統一的に示すために、ＸＹＺ直交座標軸を設定する。ここで、Ｚ軸の軸方向が処理対象物２に対して削孔２１を形成する深さ方向を表し、（Ｚ２）方向に削孔２１の底面２１１が位置する一方、（Ｚ１）方向に削孔２１の開口２１２が位置している。また、削孔２１の深さ方向Ｚと直交するＹ軸の軸方向が削孔２１の径方向に相当し、そのうち処理対象物２の自由面２２に向かうＹ１が第１径方向に相当し、Ｙ２が第２径方向に相当している。つまり、Ｙ方向が本発明の「直交方向」の一例に相当している。さらに、Ｚ軸およびＹ軸の両方に直交する軸をＸ軸としており、その一方をＸ１方向とし、他方をＸ２方向としている。

【0015】

割岩工具１は、図２に示すように、下方側楔部材１１と、上方側楔部材１２と、第１羽根部材１３と、第２羽根部材１４と、連結機構（図３および図４中の符号１５）とを有している。

【0016】

下方側楔部材１１は、ベース部位１１１、第１傾斜部位１１２およびトップ部位１１３を有している。ベース部位１１１は削孔２１の内径よりも小さな外径を有する略円盤形状に仕上げられており、削孔２１の底面２１１に載置可能となっている。このベース部位１１１の（Ｚ１）面には、段差部が設けられ、一段階繰り下がった面で上方側楔部材１２の（Ｚ２）方向端部（後で説明するベース部位１２１）を係止可能となっている。また、当該（Ｚ１）面のうち一段階繰り上がった面から（Ｚ１）方向に第１傾斜部位１１２が延設されている。第１傾斜部位１１２は、図２に示すように、削孔２１の開口２１２（図１）に向けて先細り形状に仕上げられている。より詳しくは、第１傾斜部位１１２のうち（Ｙ１）方向側の側面は深さ方向Ｚと平行な垂直面であるのに対し、（Ｙ２）方向側の側面は傾斜面１１２ａに仕上がられており、径方向Ｙにおける厚みが削孔２１の開口２１２に進むにしたがって薄くなっている。

【0017】

さらに、第１傾斜部位１１２の（Ｚ１）方向側の端部にトップ部位１１３が設けられている。トップ部位１１３は第１傾斜部位１１２から（Ｙ１）方向に隣接して設けられており、本発明の「第１規制部位」の一例に相当している。本実施形態では、ベース部位１１１、第１傾斜部位１１２およびトップ部位１１３は円柱形状の金属材料を削り出して形成されているが、下方側楔部材１１の製造方法はこれに限定されるものではない。例えばベース部位１１１、第１傾斜部位１１２およびトップ部位１１３を個別に準備し、それらを溶接などにより接続することで下方側楔部材１１を製造してもよい。この点については、次に説明する上方側楔部材１２においても同様である。

【0018】

上方側楔部材１２は、ベース部位１２１、第２傾斜部位１２２およびトップ部位１２３を有している。トップ部位１２３は、その外形が略ヘルメット形状を有しており、その（Ｚ１）面は凸球面に仕上げられている。トップ部位１２３の上面中央部から（Ｚ２）方向にねじ穴１２３ａが設けられている。このねじ穴１２３ａには、雌ネジが螺刻されており、雌ネジに対して割岩工具１を吊り上げるためのアイボルトなどが着脱自在となっている。したがって、割岩工具１にアイボルトを装着し、さらにアイボルトにワイヤーを掛け渡した状態でクレーンなどの重機により割岩工具１を削孔２１に挿入したり、削孔２１から引き上げたりすることが可能となっている。なお、後述する長軸体の（Ｚ１）方向側の端面にも、ねじ穴が設けられており、削孔２１に対する長軸体の挿脱が可能となっている。

【0019】

また、トップ部位１２３の（Ｚ２）面は下方側楔部材１１のトップ部位１１３を係止可能に構成されている。この（Ｚ２）面から（Ｚ２）方向に第２傾斜部位１２２が延設されている。第２傾斜部位１２２は、図２に示すように、削孔２１の底面２１１に向けて先細り形状に仕上げられている。より詳しくは、第２傾斜部位１２２のうち（Ｙ２）方向側の側面は深さ方向Ｚと平行な垂直面であるのに対し、（Ｙ１）方向側の側面は傾斜面１２２ａに仕上がられており、径方向Ｙにおける厚みが削孔２１の底面２１１に進むにしたがって薄くなっている。さらに、第２傾斜部位１２２の（Ｚ２）方向側の端部にベース部位１２１が設けられている。ベース部位１２１は第２傾斜部位１２２から（Ｙ２）方向に隣接して設けられており、本発明の「第２規制部位」の一例に相当している。

【0020】

上記第１傾斜部位１１２の傾斜面１１２ａおよび第２傾斜部位１２２の傾斜面１２２ａは、互いに摺接した状態で配置されて第１傾斜部位１１２に対して第２傾斜部位１２２がＺ方向に摺動自在となるように、下方側楔部材１１および上方側楔部材１２は密接されている。なお、図２に示すように、傾斜部位１１２の傾斜面および第２傾斜部位１２２の傾斜面が摺接している領域を本明細書では「摺接領域ＳＲ」と称する。

【0021】

この摺接領域ＳＲを第１羽根部材１３および第２羽根部材１４が削孔２１内で挟み込むように設けられている。より詳しくは、図２に示すように、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４がそれぞれ第１傾斜部位１１２および第２傾斜部位１２２に当接可能となっている。しかも、図２への図示を省略しているが、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４は次に詳述する連結機構１５（図３、図４）により相互に連結され、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４はそれぞれ第１傾斜部位１１２および第２傾斜部位１２２に押し当てられる。なお、摺接領域ＳＲは上方側楔部材１２の押込み量に伴って増大するが、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４は常時、摺接領域ＳＲに範囲内に位置している。したがって、第１傾斜部位１１２に対する第２傾斜部位１２２の摺動に伴って発生するＹ方向への力、つまり第１羽根部材１３および第２羽根部材をそれぞれＹ１方向およびＹ２方向に移動させる力は第１羽根部材１３および第２羽根部材１４全体に作用する。

【0022】

図３は連結機構による羽根部材の連結を説明するための分解組立図であり、図４は連結機構および連結機構により相互連結された羽根部材を示す図である。連結機構１５は、複数本のバネ部材１５１と、複数のナット１５２とで構成されている。各バネ部材１５１は、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４を相互に近接させる方向に作用する付勢力を発生させるように構成されている。各バネ部材１５１は、上記付勢力を発生させるコイル部位と、コイル部位から（Ｙ１）方向に延びるバネ端部１５１ａと、コイル部位から（Ｙ２）方向に延びるバネ端部１５１ｂとを有している。これらのバネ端部１５１ａ。１５１ｂには、ナット１５２と螺合自在な雄ネジが刻設されている。そして、図４に示すように、コイル部位が、第１羽根部材１３の内部に設けられたバネ収容空間１３１と、第２羽根部材１４の内部に設けられたバネ収容空間１４１とにより形成されるバネ空間に収容される。バネ端部１５１ａは第１羽根部材１３においてバネ収容空間１３１と連通する貫通孔を介して第１羽根部材１３の切欠部１３２まで入り込んだ状態でナット１５２と連結されている。バネ端部１５１ｂは第２羽根部材１４においてバネ収容空間１４１と連通する貫通孔を介して第２羽根部材１４の切欠部１４２まで入り込んだ状態でナット１５２と連結されている。こうして、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４はそれぞれ第１傾斜部位１１２および第２傾斜部位１２２に押し当てられた状態で、連結機構１５により連結されている。その結果、下方側楔部材１１、上方側楔部材１２、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４が連結機構１５により一体化され、本発明の割岩工具１の一例として機能する。

【0023】

次に、上記にように構成された割岩工具１およびブレーカ３を用いて処理対象物２を割岩して破砕する方法について図５を参照しつつ説明する。図５は本発明に係る破砕方法の第１実施形態を模式的に示す図である。同図では、下方側楔部材１１、上方側楔部材１２、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４の移動動作を明確にするため、連結機構に関連する構成の図示が省略されている。

【0024】

この実施形態では、図５（ａ）に示すように、処理対象物２に削孔２１を（Ｚ２）方向に形成する（工程（１）：削孔形成工程）。これに並行して、上記削孔２１に挿入すべき割岩工具１を準備しておく（準備工程）。この準備工程では、上方側楔部材１２を上方に引き上げることでトップ部位１１３およびベース部位１２１がそれぞれ第１羽根部材１３および第２羽根部材１４と係止し、割岩工具１を削孔２１に対する挿脱に適した姿勢に整えている（押込み前の状態）。そして、トップ部位１２３のねじ穴１２３ａにアイボルトの雄ネジを螺合させ、割岩工具１にアイボルトを取り付ける。また、アイボルトに対して吊下ワイヤーを装着しておく。

【0025】

そして、同図（ａ）に示すように、吊下ワイヤーを利用して押込み前の状態のまま割岩工具１を削孔２１に挿入して割岩工具１のベース部位１１１削孔２１の底面２１１上に載置し、底面２１１で支持する（工程（２）：割岩工具の設置工程）。このとき、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４が削孔２１内に入り込む。

【0026】

それに続いて、吊下ワイヤーおよびアイボルトを取り外した後で、図１に示すようにブレーカ３のピストン３１を上方側楔部材１２のトップ部位１２３に位置決めする。その後で、ブレーカ３を作動させて図５（ｂ）に示すように、上方側楔部材１２に対して打撃を加えて上方側楔部材１２を下方側楔部材１１に対して摺接させながら（Ｚ２）方向に押し下げる。このとき、連結機構１５のバネ部材１５１による付勢力に抗いながら第１羽根部材１３が（Ｙ１）方向に移動しながら第２羽根部材１４と一体的に（Ｚ１）方向に移動する。その結果、図５（ｂ）中の白抜き矢印で示すように、第１羽根部材１３が削孔２１の内壁に密接する。このとき、上方側楔部材１２および第２羽根部材１４も一体的に（Ｙ２）方向に移動して削孔２１の内壁に密接する。こうして第１羽根部材１３および第２羽根部材１４が削孔２１の内壁に密接した状態で、第１羽根部材１３から自由面２２に向かって押圧力が与えられる。これによって、削孔２１の開口２１２から（Ｚ１）方向に進んだ割岩領域２３に対し、削孔２１から自由面２２に向かって亀裂が入り、破砕される（工程（３）：破砕工程）。このとき、割岩領域２３よりも（Ｚ１）方向側に位置する上部領域２４においては亀裂が入っておらず、破砕工程前と同じ状態となっている。

【0027】

次に、ブレーカ３の作動を停止させるとともに、ブレーカ３を上方側楔部材１２から（Ｚ１）方向に離す。すると、付勢力により第１羽根部材１３は削孔２１の内壁面から（Ｙ２）方向に離れる方向の力を受ける。その状態のまま、トップ部位１２３のねじ穴１２３ａにアイボルトの雄ネジを螺合させ、割岩工具１にアイボルトを取り付けるとともに、アイボルトに対して吊下ワイヤーを装着した後で、クレーンなどにより上方側楔部材１２を引き上げると、割岩工具１の挿入時と逆の動作により、割岩工具１が削孔２１から回収することができる（工程（４）：回収工程）。こうして、割岩工具１が取り出されると、同図（ｃ）に示すように、処理対象物２では割岩領域２３の上に上部領域（非割岩領域）２４が乗った状態となる。

【0028】

その後で、リッピング用アタッチメントが取り付けられた建設重機によって、割岩領域２３を取り除く。このとき、だるま落としの原理により、上部領域（非割岩領域）２４も同時に取り除かれ、同図（ｄ）に示すように、削孔２１に対して自由面２２側に位置していた比較的大きな領域（＝割岩領域２３＋上部領域２４）が処理対象物２からリッピング除去される。

【0029】

以上のように、本実施形態では、割岩工具１は、第１傾斜部位１１２および第２傾斜部位１２２を互いに摺接させた状態で上方側楔部材１２が削孔２１の深さ方向Ｚ２に沿って移動するのに伴って、下方側楔部材１１に対して第１羽根部材１３が押し当てられたまま下方側楔部材１１および第１羽根部材１３が一体的に上記深さ方向Ｚ２と直交する方向Ｙ１に移動して第１羽根部材１３により削孔２１の内壁を押圧して削孔２１の周囲を割岩している。したがって、割岩処理の初期段階から割岩に大きな力が寄与し、処理対象物２を効率的に破砕することができる。

【0030】

＜第２実施形態＞
図６は、本発明に係る割岩工具の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、削孔２１に沿って延設される長軸体１６をさらに備えており、第１実施形態よりも深い位置で割岩可能となっている点である。第２実施形態では、図６（ａ）に示すように、削孔２１に対し、連結機構１５により第１羽根部材１３および第２羽根部材１４をそれぞれ第１傾斜部位１１２および第２傾斜部位１２２に押し当てた状態で全体的に挿入される。そして、上方側楔部材１２のトップ部位１２３からのアイボルトの取外後に、長軸体１６を第１実施形態と同様にアイボルトおよび吊下ワイヤーを用いることで、長軸体１６の（Ｚ２）方向側端部が削孔２１に挿入される。これにより、長軸体１６の（Ｚ２）方向側の端面１６１が上方側楔部材１２のトップ部位１２３に当接される。長軸体１６の（Ｚ２）方向側端部は削孔２１の開口２１２よりも上方に延設されている。また、長軸体１６よりも（Ｚ２）方向側では、上方側楔部材１２は図２（ａ）と同様に押込み前の状態となっている。

【0031】

それに続いて、吊下ワイヤーおよびアイボルトを取り外した後で、ブレーカ３のピストン３１を長軸体１６の（Ｚ１）方向端面１６２に位置決めする。より詳しくは、長軸体１６は、図６（ａ）に示すように、（Ｚ１）方向側の端面１６２がブレーカ３のピストン３１（図１参照）に対向するとともに（Ｚ２）方向側の端面１６１が上方側楔部材１２のトップ部位１２３に対向するように配置される。つまり、長軸体１６の軸線が削孔２１の形成方向Ｚと略平行となるように、ブレーカ３と上方側楔部材１２との間に配置される。ここで、上方側楔部材１２のトップ部位１２３の（Ｚ１）面が平面に仕上げられている場合には、長軸体１６の両端面も平面に仕上げるのが望ましい。一方、例えば特開２０１６－２１２２２１号公報に記載されているように、ブレーカ３に設けられるピストン３１の軸線と上方側楔部材１２の軸線とが多少不一致になったとしてもブレーカ３の打撃力を確実に上方側楔部材１２に伝達するためには、図６に示すように、ピストン、長軸体１６およびトップ部位１２３を湾曲形状に仕上げてもよく、第２実施形態では当該構成を採用している。この点については、特許文献２に記載の装置と同様である。

【0032】

その後で、ブレーカ３を作動させて図６（ｂ）に示すように、長軸体１６の（Ｚ２）方向端面１６１を介して上方側楔部材１２に対して打撃を加えて上方側楔部材１２を下方側楔部材１１に対して摺接させながら（Ｚ２）方向に押し下げる。このとき、連結機構１５のバネ部材１５１による付勢力に抗いながら第１羽根部材１３が（Ｙ１）方向に移動しながら第２羽根部材１４と一体的に（Ｚ１）方向に移動する。このとき、上方側楔部材１２および第２羽根部材１４も一体的に（Ｙ２）方向に移動して削孔２１の内壁に密接する。こうして第１羽根部材１３および第２羽根部材１４が削孔２１の内壁に密接した状態で、第１羽根部材１３から自由面２２に向かって押圧力が与えられる。その結果、図６（ｂ）中の白抜き矢印で示すように、第１羽根部材１３が削孔２１の内壁に密接して押圧力を与える。これによって、第１実施形態よりもさらに深い位置の割岩領域２５に対し、削孔２１から自由面２２に向かって亀裂が入り、破砕される。

【0033】

このように、第２実施形態では、長軸体１６の（Ｚ２）方向端面１６１および（Ｚ１）方向端面１６２がそれぞれ本発明の「第１端面」および「第２端面」として機能し、第１実施形態よりも深い位置で割岩処理を行うことができる。

【0034】

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、１つの削孔２１に対して１つ割岩工具１を用いて割岩処理を実行しているが、特許文献２に記載されているように、上記割岩工具１を複数個、削孔２１に挿入して複数箇所で割岩処理を実行してもよい。例えば２つの割岩工具１を用いる場合、図２（ａ）に示す押込み前状態の割岩工具１を本発明の「第１割岩工具」として削孔２１に挿入して下方側楔部材１１を削孔２１の底面２１１上に載置する。それに続いて、図２（ａ）に示す押込み前状態の別の割岩工具１を本発明の「第２割岩工具」として削孔２１に挿入して第２割岩工具１の下方側楔部材１１を第１割岩工具１の上方側楔部材１２の上に載置する。その後で第１実施形態や第２実施形態と同様に、第２割岩工具１の上方側楔部材１２に打撃を加えることで、当該上方側楔部材１２を第２割岩工具１の下方側楔部材１１に対して摺接させながら（Ｚ２）方向に押し下げるとともに、第１割岩工具１においても上方側楔部材１２を下方側楔部材１１に対して摺接させながら（Ｚ２）方向に押し下げる。これによって、２箇所の割岩領域において亀裂が導入され、これらの割岩領域が破砕される。

【0035】

また、上記実施形態では、１つの削孔２１に対して上記工程（２）～（４）を連続的に実行しているが、予め複数の削孔２１を列状に形成し、それらの工程の全部あるいは一部を並行して行うことで破砕処理を連続的に行ってもよい。

【0036】

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、連結機構１５は、１０本のバネ部材１５１を用いて付勢力を発生させているが、バネ部材１５１の本数はこれに限定されるものではなく、例えば図７に示すように、第１羽根部材１３および第２羽根部材１４の形状や大きさなどに応じて１４本のバネ部材１５１を用いてもよい（第３実施形態）。

【産業上の利用可能性】

【0037】

この発明は、岩盤、岩石、コンクリート構造物などの処理対象物を割岩する割岩工具全般および当該工具を用いて処理対象物を破砕する破砕技術全般に適用することができる。

【符号の説明】

【0038】

１…割岩工具
２…処理対象物
１１…下方側楔部材
１２…上方側楔部材
１３…第１羽根部材
１４…第２羽根部材
１５…連結機構
１６…長軸体
２１…削孔
２２…自由面
２３，２５…割岩領域
１１１，１２１…ベース部位
１１２…第１傾斜部位
１１２ａ……（第１傾斜部位の）傾斜面
１１３…トップ部位（第１規制部位）
１２２…第２傾斜部位
１２２ａ…（第２傾斜部位の）傾斜面
１２３…トップ部位（第２規制部位）
１５１…バネ部材
１６１…（第２）端面
１６２…（第１）端面
２１１…（削孔の）底面
２１２…（削孔の）開口
ＳＲ…摺接領域
Ｙ…径方向（直交方向）

【要約】

【課題】岩石、岩盤やコンクリート構造物などの処理対象物を優れた効率で割岩することができる割岩工具および当該工具を用いて処理対象物を効率的に割岩することができる破砕方法を提供する。
【解決手段】この発明では、第１傾斜部位および第２傾斜部位を互いに摺接させた状態で上方側楔部材が削孔の深さ方向に沿って移動するのに伴って、下方側楔部材に対して第１羽根部材が押し当てられたまま下方側楔部材および第１羽根部材が一体的に上記深さ方向と直交する方向に移動して第１羽根部材により削孔の内壁を押圧して削孔の周囲を割岩している。したがって、第１羽根部材および第２羽根部材がそれぞれ第１傾斜部位および第２傾斜部位に押し当てられた状態のまま割岩処理が開始される。つまり、割岩処理の初期段階から割岩に大きな力が作用し、処理対象物を効率的に破砕することができる。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】