JP2781612B2 - 割岩装置 - Google Patents
割岩装置Info
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- JP2781612B2 JP2781612B2 JP22403089A JP22403089A JP2781612B2 JP 2781612 B2 JP2781612 B2 JP 2781612B2 JP 22403089 A JP22403089 A JP 22403089A JP 22403089 A JP22403089 A JP 22403089A JP 2781612 B2 JP2781612 B2 JP 2781612B2
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- rock
- power element
- rubber tube
- hole
- cylindrical member
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Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims description 34
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トンネル掘削等において、岩盤をドリルで
穿孔した後に、孔内に挿入して周囲の岩盤に亀裂を発生
させる割岩装置の改良に関する。
穿孔した後に、孔内に挿入して周囲の岩盤に亀裂を発生
させる割岩装置の改良に関する。
（従来の技術） トンネル掘削において、硬質の岩盤を掘削する方法と
して、岩盤にドリルで数多くの穿孔を形成し、これらの
孔内にダイナマイトを仕掛けて発破することにより、周
囲の岩盤を破砕する発破工法が知られている。
して、岩盤にドリルで数多くの穿孔を形成し、これらの
孔内にダイナマイトを仕掛けて発破することにより、周
囲の岩盤を破砕する発破工法が知られている。
しかしながら、発破に伴う振動や騒音が公害の原因と
なるために、近年では発破を行わずに、穿孔内に挿入し
て孔壁を押し広げることで周囲の岩盤に亀裂を生じさせ
るパワーエレメントが提案されている（特開昭62−1017
97号）。
なるために、近年では発破を行わずに、穿孔内に挿入し
て孔壁を押し広げることで周囲の岩盤に亀裂を生じさせ
るパワーエレメントが提案されている（特開昭62−1017
97号）。
これは、円弧状断面の２本のスラスト部材を略円筒状
に向かい合せて、内側からウェッジで支持し、油圧によ
り膨張するゴムチューブがこのウェッジを介してスラス
ト部材を押し広げるようにしたものである。
に向かい合せて、内側からウェッジで支持し、油圧によ
り膨張するゴムチューブがこのウェッジを介してスラス
ト部材を押し広げるようにしたものである。
（発明の課題） このパワーエレメントを使用して岩盤を掘削する場合
は、できるだけ孔部の奥深いところで岩盤に亀裂を入
れ、一度に大量の岩石が割れるようにすることが望まし
い。そのためには、パワーエレメントを各孔部の最深位
置まで侵入させる必要があるが、地質条件によっては穿
孔が必ずしも直線的に形成されず、途中で湾曲すること
があり、パワーエレメントを孔部深くまで挿入すること
が難しい場合があった。また、孔部の形成位置によって
はパワーエレメントを孔部と平行に保持しながら挿入す
ることが困難な場合もあった。
は、できるだけ孔部の奥深いところで岩盤に亀裂を入
れ、一度に大量の岩石が割れるようにすることが望まし
い。そのためには、パワーエレメントを各孔部の最深位
置まで侵入させる必要があるが、地質条件によっては穿
孔が必ずしも直線的に形成されず、途中で湾曲すること
があり、パワーエレメントを孔部深くまで挿入すること
が難しい場合があった。また、孔部の形成位置によって
はパワーエレメントを孔部と平行に保持しながら挿入す
ることが困難な場合もあった。
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、孔
部へのパワーエレメントの挿入を容易にして割岩効率の
向上を図ることを目的とする。
部へのパワーエレメントの挿入を容易にして割岩効率の
向上を図ることを目的とする。
（課題を達成するための手段） 本発明は、略円筒形を構成するように向かい合わせに
配設した円弧状断面の２本のスラスト部材と、これらの
スラスト部材の内側に構成される中空部に軸方向に配設
されたゴムチューブと、ゴムチューブの外周に接して対
称位置に配置され、両端をそれぞれスラスト部材に内側
から当接する２本のウェッジと、ゴムチューブを膨張さ
せるべくゴムチューブに接続された油圧配管とからなる
割岩用のパワーエレメントの後端を、任意の方向に屈折
可能な屈折部を備えた円筒部材で支持するとともに、前
記油圧配管をこの円筒部材に挿通している。
配設した円弧状断面の２本のスラスト部材と、これらの
スラスト部材の内側に構成される中空部に軸方向に配設
されたゴムチューブと、ゴムチューブの外周に接して対
称位置に配置され、両端をそれぞれスラスト部材に内側
から当接する２本のウェッジと、ゴムチューブを膨張さ
せるべくゴムチューブに接続された油圧配管とからなる
割岩用のパワーエレメントの後端を、任意の方向に屈折
可能な屈折部を備えた円筒部材で支持するとともに、前
記油圧配管をこの円筒部材に挿通している。
（作用） 円筒部材に支持されたパワーエレメントを岩盤に形成
した孔部に挿入し、ゴムチューブ内側に作動油を供給す
ると、膨張するゴムチューブによりウェッジが側方へと
駆動され、スラスト部材が押し広げられ、岩盤に亀裂を
発生させる。
した孔部に挿入し、ゴムチューブ内側に作動油を供給す
ると、膨張するゴムチューブによりウェッジが側方へと
駆動され、スラスト部材が押し広げられ、岩盤に亀裂を
発生させる。
円筒部材は必要に応じて屈折することにより孔部の曲
がりや挿入方向のずれを吸収し、パワーエレメントの孔
部深くへの侵入を容易にするとともに、割岩時の衝撃を
吸収する。
がりや挿入方向のずれを吸収し、パワーエレメントの孔
部深くへの侵入を容易にするとともに、割岩時の衝撃を
吸収する。
（実施例） 第１図〜第４図に本発明の実施例を示す。
第１図において、１はパワーエレメント、２はパワー
エレメント１を支持する円筒部材、３はパワーエレメン
ト１を回転駆動する回転機構としてのトルクアクチュエ
ータである。
エレメント１を支持する円筒部材、３はパワーエレメン
ト１を回転駆動する回転機構としてのトルクアクチュエ
ータである。
パワーエレメント１は第２図に示すように、円弧状の
外周部を備えた２本のスラスト部材７を略円筒形に向か
い合わせに配設し、スラスト部材の内側に構成される中
空部にゴムチューブ８とウェッジ９とを軸方向に配設し
たもので、ウェッジ９はゴムチューブ８の外周に接して
対称位置に配置され、両端をそれぞれ内側からスラスト
部材７に当接する。２本のスラスト部材７は基端を円筒
状のホルダ10の内側に、先端を円錐状に形成されたホル
ダ11の内側にそれぞれ挿入し、ホルダ10と11により外側
に向かって一定範囲で変位可能に保持される。
外周部を備えた２本のスラスト部材７を略円筒形に向か
い合わせに配設し、スラスト部材の内側に構成される中
空部にゴムチューブ８とウェッジ９とを軸方向に配設し
たもので、ウェッジ９はゴムチューブ８の外周に接して
対称位置に配置され、両端をそれぞれ内側からスラスト
部材７に当接する。２本のスラスト部材７は基端を円筒
状のホルダ10の内側に、先端を円錐状に形成されたホル
ダ11の内側にそれぞれ挿入し、ホルダ10と11により外側
に向かって一定範囲で変位可能に保持される。
また、ゴムチューブ８の先端は密封され、ゴムチュー
ブ８の基端はホルダ10及び円筒部材２を貫通して後方か
ら導かれた油圧配管である油圧ホース12に接続される。
ブ８の基端はホルダ10及び円筒部材２を貫通して後方か
ら導かれた油圧配管である油圧ホース12に接続される。
円筒部材２は支持部材16を介して基台５に支持され
る。この基台５はホイールローダなどの建設機械に支持
されたガイドレール４上に取り付けられ、チェーン６の
駆動によりガイドレール４上を走行する。
る。この基台５はホイールローダなどの建設機械に支持
されたガイドレール４上に取り付けられ、チェーン６の
駆動によりガイドレール４上を走行する。
円筒部材２はホルダ10と同径の筒2Aとこれより大径の
筒2Bからなり、筒2Aの先端の内側にホルダ10の基端が、
筒2Bの先端の内側に筒2Aの基端が、支持部材16に固着し
た円筒形のホルダ13の内側に筒2Bの基端が、それぞれ任
意の方向へ若干の屈折が可能な程度に緩く嵌合する。ま
た、ホルダ10には支持部材16から円筒部材２の内側を通
って導かれたワイヤーロープ14が係止される。
筒2Bからなり、筒2Aの先端の内側にホルダ10の基端が、
筒2Bの先端の内側に筒2Aの基端が、支持部材16に固着し
た円筒形のホルダ13の内側に筒2Bの基端が、それぞれ任
意の方向へ若干の屈折が可能な程度に緩く嵌合する。ま
た、ホルダ10には支持部材16から円筒部材２の内側を通
って導かれたワイヤーロープ14が係止される。
支持部材16は軸受17を介して基台５に回転自由に支持
され、継手22を介してトルクアクチュエータ３の回転軸
に結合する。支持部材16にはワイヤーロープ14を引っ張
るテンショナ18が設けられる。テンショナ18は先端にワ
イヤーロープ14を係止したロッド19を、支持部材16との
間に介装した皿ばね20により後方に向けて付勢したもの
で、皿ばね20のばね荷重はロッド19の後端に螺合する張
力調整用のナット21の回転操作により調整される。な
お、このばね荷重の調整により、ワイヤーロープ14はパ
ワーエレメント１と円筒部材２をこれらの重量に抗して
一直線に保持できる程度の張力を備える。
され、継手22を介してトルクアクチュエータ３の回転軸
に結合する。支持部材16にはワイヤーロープ14を引っ張
るテンショナ18が設けられる。テンショナ18は先端にワ
イヤーロープ14を係止したロッド19を、支持部材16との
間に介装した皿ばね20により後方に向けて付勢したもの
で、皿ばね20のばね荷重はロッド19の後端に螺合する張
力調整用のナット21の回転操作により調整される。な
お、このばね荷重の調整により、ワイヤーロープ14はパ
ワーエレメント１と円筒部材２をこれらの重量に抗して
一直線に保持できる程度の張力を備える。
次に作用を説明する。
割岩に当たっては、岩盤に図示されないドリルで穿孔
した後に、形成された孔部26の前面にガイドレール４を
移動し、チェーン６の駆動により基台５を前進させてパ
ワーエレメント１を第４図に示すように孔部26の奥深く
挿入する。ドリルにより形成された孔部26は地質条件等
のために途中で若干の曲がりを生じることがあり、また
穿孔位置によってはこの図にも示されるようにガイドレ
ール４を孔部26と平行に保持することが困難な場合があ
るが、その場合でも円筒部材２は筒2Aと2Bの結合部と両
端部においてそれぞれ屈折を許容されているため、必要
に応じてこれらが屈折することにより、パワーエレメン
ト１は途中で引っ掛かることなくスムーズに孔部26へ侵
入する。
した後に、形成された孔部26の前面にガイドレール４を
移動し、チェーン６の駆動により基台５を前進させてパ
ワーエレメント１を第４図に示すように孔部26の奥深く
挿入する。ドリルにより形成された孔部26は地質条件等
のために途中で若干の曲がりを生じることがあり、また
穿孔位置によってはこの図にも示されるようにガイドレ
ール４を孔部26と平行に保持することが困難な場合があ
るが、その場合でも円筒部材２は筒2Aと2Bの結合部と両
端部においてそれぞれ屈折を許容されているため、必要
に応じてこれらが屈折することにより、パワーエレメン
ト１は途中で引っ掛かることなくスムーズに孔部26へ侵
入する。
なお、パワーエレメント１の挿入に先立ち、トルクア
クチュエータ３を駆動し、第３図に示すようにスラスト
部材７の隙間が、岩盤に生じさせたい亀裂の芳香と一致
するようパワーエレメント１の回転位置を調整してお
く。
クチュエータ３を駆動し、第３図に示すようにスラスト
部材７の隙間が、岩盤に生じさせたい亀裂の芳香と一致
するようパワーエレメント１の回転位置を調整してお
く。
次に、油圧ホース12を介してゴムチューブ８に加圧作
動油を供給する。これにより先端を密封したゴムチュー
ブ８が膨張し、第３図に示すようにウェッジ９を両側の
スラスト部材７の間に食い込ませることにより、スラス
ト部材７が外側へと押し出される。この結果、孔部26の
孔壁に180゜逆方向の荷重が加えられ、スラスト部材７
の隙間の延長上の岩盤内部に発生する引張応力のため
に、孔部26の最深部を中心として岩盤に図に示すような
亀裂が発生する。
動油を供給する。これにより先端を密封したゴムチュー
ブ８が膨張し、第３図に示すようにウェッジ９を両側の
スラスト部材７の間に食い込ませることにより、スラス
ト部材７が外側へと押し出される。この結果、孔部26の
孔壁に180゜逆方向の荷重が加えられ、スラスト部材７
の隙間の延長上の岩盤内部に発生する引張応力のため
に、孔部26の最深部を中心として岩盤に図に示すような
亀裂が発生する。
したがって、適当な間隔で形成した孔部26に次々とパ
ワーエレメント１を挿入し、パワーエレメント１の回転
位置を調整した上で、この割岩作業を行うことにより、
孔部26を中心として亀裂が所定の方向に連続して形成さ
れるので、この亀裂から岩盤を容易に掘り崩すことがで
きる。なお、亀裂は孔部26の最深部付近で形成されるた
め、一回の工程で大量の割岩処理を行うことができる。
また、岩が割れる瞬間にパワーエレンメント１に横断方
向に衝撃が作用するが、これに対して円筒部材２及びそ
の前後の各結合部が屈折してパワーエレメント１の変位
を許容し、衝撃を吸収するので、パワーエレメント１を
支持する円筒部材２や支持部材16に過大な荷重が作用す
る恐れもない。
ワーエレメント１を挿入し、パワーエレメント１の回転
位置を調整した上で、この割岩作業を行うことにより、
孔部26を中心として亀裂が所定の方向に連続して形成さ
れるので、この亀裂から岩盤を容易に掘り崩すことがで
きる。なお、亀裂は孔部26の最深部付近で形成されるた
め、一回の工程で大量の割岩処理を行うことができる。
また、岩が割れる瞬間にパワーエレンメント１に横断方
向に衝撃が作用するが、これに対して円筒部材２及びそ
の前後の各結合部が屈折してパワーエレメント１の変位
を許容し、衝撃を吸収するので、パワーエレメント１を
支持する円筒部材２や支持部材16に過大な荷重が作用す
る恐れもない。
なお、パワーエレメント１及び円筒部材２を保持する
ワイヤーロープ14の代わりにリンクチェーンを使用する
こともできる。
ワイヤーロープ14の代わりにリンクチェーンを使用する
こともできる。
（発明の効果） 以上のように、本発明は岩盤に形成した孔部に挿入す
るパワーエレメントの後端を、若干の屈折可能に構成さ
れた円筒部材で支持したので、円筒部材の屈折により、
孔部の若干の曲がりや、挿入方向のずれなどが吸収さ
れ、パワーエレメントを孔部の奥深くまで、スムーズに
挿入することができるとともに、割岩時にパワーエレメ
ントに作用する横方向の衝撃も吸収できる。
るパワーエレメントの後端を、若干の屈折可能に構成さ
れた円筒部材で支持したので、円筒部材の屈折により、
孔部の若干の曲がりや、挿入方向のずれなどが吸収さ
れ、パワーエレメントを孔部の奥深くまで、スムーズに
挿入することができるとともに、割岩時にパワーエレメ
ントに作用する横方向の衝撃も吸収できる。
このため、この割岩装置の使用により一度に大量の割
岩を行うことができ、岩盤掘削作業の効率を大きく向上
させることができる。
岩を行うことができ、岩盤掘削作業の効率を大きく向上
させることができる。
第１図は本発明の実施例を示す割岩装置の縦断面図、第
２図及び第３図はパワーエレメントの断面図、第４図は
稼動中の割岩装置の側面図である。 １……パワーエレメント、２……円筒部材、３……トル
クアクチュエータ、４……ガイドレール、５……基台、
７……スラスト部材、８……ゴムチューブ、９……ウェ
ッジ、10,11,13……ホルダ、12……油圧ホース、14……
ワイヤーロープ、16……支持部材。
２図及び第３図はパワーエレメントの断面図、第４図は
稼動中の割岩装置の側面図である。 １……パワーエレメント、２……円筒部材、３……トル
クアクチュエータ、４……ガイドレール、５……基台、
７……スラスト部材、８……ゴムチューブ、９……ウェ
ッジ、10,11,13……ホルダ、12……油圧ホース、14……
ワイヤーロープ、16……支持部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21C 37/08
Claims (1)
- 【請求項１】略円筒形を構成するように向かい合わせに
配設した円弧状断面の２本のスラスト部材と、これらの
スラスト部材の内側に構成される中空部に軸方向に配設
されたゴムチューブと、ゴムチューブの外周に接して対
称位置に配設され、両端をそれぞれスラスト部材に内側
から当接する２本のウェッジと、ゴムチューブを膨張さ
せるべくゴムチューブに接続された油圧配管とからなる
割岩用のパワーエレメントの後端を、任意の方向に屈折
可能な屈折部を備えた円筒部材で支持するとともに、前
記油圧配管をこの円筒部材に挿通したことを特徴とする
割岩装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22403089A JP2781612B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 割岩装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22403089A JP2781612B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 割岩装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0387496A JPH0387496A (ja) | 1991-04-12 |
| JP2781612B2 true JP2781612B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=16807493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22403089A Expired - Lifetime JP2781612B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 割岩装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2781612B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10087755B2 (en) | 2016-02-26 | 2018-10-02 | L. Curtis Beaton | Method and apparatus for splitting or cleaving rock |
| US12345106B2 (en) | 2016-02-26 | 2025-07-01 | L. Curtis Beaton | Method and apparatus for removing debris from a drill hole during drilling |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109236312A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-18 | 辽宁工程技术大学 | 一种岩石巷道胀裂与截割联合掘进装置及其控制方法 |
| PL248276B1 (pl) * | 2022-06-06 | 2025-11-17 | Inst Techniki Gorniczej Komag | Głowica do niekonwencjonalnego odspajania fragmentów skał |
-
1989
- 1989-08-30 JP JP22403089A patent/JP2781612B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10087755B2 (en) | 2016-02-26 | 2018-10-02 | L. Curtis Beaton | Method and apparatus for splitting or cleaving rock |
| US11002134B2 (en) | 2016-02-26 | 2021-05-11 | L. Curtis Beaton | Method and apparatus for splitting or cleaving rock |
| US12345106B2 (en) | 2016-02-26 | 2025-07-01 | L. Curtis Beaton | Method and apparatus for removing debris from a drill hole during drilling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0387496A (ja) | 1991-04-12 |
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