JPH0141836Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、円筒状のゴム状弾性体の両端部を
補強材にて補強した膨脹部材によつて、岩盤を無
振動、無響、無騒音、無塵状態に破砕を行なうも
のであつて、特に、すぐれた破砕性と膨脹部材の
耐久性並びに円滑な操作の得られる岩盤破砕装置
を目指したものである。

〔従来の技術〕

従来行なわれてきた岩盤破砕方法のうち、特
に、火薬使用、空気ハンマー等の振動、騒音等の
影響のない方法としては、化学薬品による膨脹剤
を使用するもの、膨脹剤と楔（くさび）の併用、
くさび単独による破砕等が行なわれていたもので
ある。

上記の方法において、破砕用膨脹剤の場合、削
孔ドリル径が小さく、膨脹完了までに６〜12時間
を必要とし、また、非常に硬い岩盤では採用出来
ないし、膨脹剤の費用が高価につくものである。
また、くさび方法も、特殊な機械装置を使用する
必要があり、一般的ではない。

以上のとおり、手軽な操作性のもので、高能率
ですぐれた破砕性と耐久性にすぐれた現場操業に
適合した経済性にすぐれた破砕装置が要望されて
いる現状である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この考案は、上記要望に対し、特殊な機械装置
を必要とする膨脹破砕に代わつて、特殊な大型機
械を使用することなく、また、出願人の先願にな
る、中央を貫通する芯金にゴムの円筒体を挿入し
て圧縮膨脹によつて破砕する構造体の外に、考案
者は、高圧流体にて膨脹しうるゴム状弾性体の膨
脹体を考慮したものであるが、この場合のような
高圧流体にて膨脹する場合、ゴム状弾性体は高圧
流体によつて強力に軸方向および径方向に対して
伸長力が働くものであり、軸方向の伸縮力は穿孔
穴との摺動摩擦による損傷となり、特に大きな欠
陥は岩盤の穿孔穴と膨脹体との間隙に、ゴム状弾
性体の膨脹体が強力に押し込まれて損傷され、耐
久性を著しく低下するばかりでなく、強力な押し
込みによつて、粘弾性体であるゴム状弾性体は大
きな可塑性変形を生起し、該装置を穿孔穴からの
引抜きに支障を来たし、さらに損傷を促進するも
のであつたため、また、膨脹体の膨脹が主として
径方向に有効に作用させる必要があり、また高圧
流体の排出において、流体の排出口が、膨脹体の
ゴム状弾性体にてさえぎられ、円滑な操作が得ら
れない等の問題が提起されたため、これらの耐久
性、有効な破砕圧力の構成、円滑な操作性等の課
題を探究し、これらの課題の解決によりこの装置
を考出したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するため、この考案の岩盤
破砕装置においては、中央を貫通する芯金に挿入
するゴム状弾性体からなる円筒状の膨脹部材を高
圧流体に膨脹させるため、ゴム状弾性体は強力に
軸方向および径方向に伸長力が働き、膨脹部材と
岩盤の穿孔穴との間隙に強力に押し込まれて可塑
性変形並びに損傷されることのないようにして耐
久性の著しい低下の防止と破砕の目的に支障を招
来することのない様にすると共に、膨脹部材の径
方向の破砕圧力が有効に働くような構成とする手
段並びに高圧流体の給排操作を円滑にする手段を
設定するものである。

すなわち、ゴム状弾性体と部分的な補強材とか
らなる円筒状の膨脹部材において中央を貫通する
芯金に沿接状態に挿入設定する円筒状の膨脹部材
の中央付近には膨脹を制限する補強層を使用せ
ず、径方向に容易に膨脹する易膨脹部を設け、そ
の両側から両端部の固定部には、スチールコード
その他のコード類から適宜に選定する補強コード
を、軸線方向または軸線に対し少し傾斜方向の交
差状に、使用圧力に対応する所要プライをゴム状
弾性体に埋設し、ゴム状弾性体の軸線方向の伸長
を制限し、中央付近には膨脹を制限する補強層を
使用せず、流体圧力が径方向に有効に作用する易
膨脹部を設け、補強コードを埋設した両端部を、
高圧流体が保持できるように、膨脹部材の中央を
貫通する芯金に均等に気密に緊締状態に固定し、
芯金には膨脹部材の円筒内部に圧力流体を圧入す
る流体導入路を設け、該流体導入路を、芯金の外
周面に軸線方向に形成した溝部に連結して圧力流
体を膨脹部材の全内面に容易に流入するように
し、排出の場合に、排出口が密閉されることのな
いように、溝部を設定して、給排操作を円滑にす
る構成等によつて、この考案の岩盤破砕装置を考
出したものである。

このようなゴム状弾性体の膨脹部材を使用する
場合、損傷を防止する手段が、特に重要な因子で
あると共に、高圧流体による破砕力を、膨脹部材
の径方向に有効に作用するようにする手段が特に
重要である。

上記のような岩盤破砕装置を、岩盤の穿孔穴に
挿入し、該装置の膨脹部材の易膨脹部が岩盤の穿
孔穴の壁面に有効に作用するようにして破砕する
ものである。

なお、構成の細部については、実施例によつて
説明する。

〔作用〕

この装置は、上記のとおり、中央を貫通する芯
金と、芯金に沿接挿入される、ゴム状弾性体と部
分的な補強材とからなる円筒状の膨脹部材とから
なる構成である。従つて、高圧流体封入時の応力
が中央を貫通する芯金によつて負荷されるため軸
方向および径方向における膨脹部材の管壁に掛か
る応力は低減され、良好な耐久性が得られる。ま
た、貫通芯金にて支持されているため、岩盤の穿
孔穴への挿入も容易であり、また、粘弾性体であ
る、ゴム状弾性体の軸方向の変形が軸線的方向性
の補強コードにて制限されているため使用後の抜
き取りも至つて容易であり、流体の圧入だけで簡
単な操作で行なわれるため、操作がきわて容易で
ある。特に、膨脹部材の両端部は、軸線方向また
は軸線に対し少し傾斜方向すなわち軸線的方向性
の補強コードの一方端を固定部にて固定し、他方
端を自由端としてゴム状弾性体に埋設してあるた
め、膨脹時に高圧によつて両端部のゴムが穿孔穴
との間隙に押し込まれて可塑性変形並びに損傷さ
れるのを防止する作用を有する。また、両端部の
軸線方向の変形を制限し、中央付近に膨脹を制限
する補強層のない易膨脹部を設定したため、易膨
脹部の径方向に有効な膨脹破砕作用が得られるも
のである。

また、この膨脹部材は、この膨脹部材を貫通す
る芯金に両端が固定金具にて緊締され且つ補強コ
ードの設定と相俟つて、高圧によつて長手方向
（軸線方向）への伸長が防止され、耐圧性が増大
され、有効な膨脹作用が得られると共に、膨脹
時、軸方向の伸縮がないため、穿孔穴の粗面内壁
との摩擦がなく、摩擦による損傷作用がない。ま
た、高圧流体は、芯金上に軸方向に形成された溝
部を経て膨脹部材に供給されるため、排出時に、
排出口をゴム状弾性体がかぶさつて流体の排出を
妨害することがなく、高圧流体の給排操作の円滑
性が得られる。

〔実施例〕

次に、実施の一例を示す図面に基づいて具体的
に説明する。

第１図は、この考案の岩盤破砕装置の実施例を
縦断面図にて示したもので、第２図は、圧力導入
時の状態を示した縦断面図である。

図示のとおり、破砕時の圧力給排時間を早める
作用性のためと、穿孔穴に挿入する関係上、外径
を最小限に押える必要もあり、芯金と膨脹部材と
の間には、ほとんど透き間のない様な沿接状態に
作られることを基本とするものである。但し、場
合によつては、ゆるされる範囲において固定部よ
り膨脹部材の内径を多少大きく形成してもよい。

例示の図面において、１は芯金で、１ａは芯金
上に形成される軸線方向の溝部、２はゴム状弾性
体、２ａは易膨脹部、３は補強層で、本実施例は
スチールコードを使用したものである。４は固定
金具、５は流体導入路、６は穿孔穴、EMは膨脹
部材、FPは固定部である。

上記のとおり、中央を貫通する芯金１と長手状
に形成した膨脹部材EMとから構成されているも
のである。この芯金１は、膨脹応力に耐え、わず
かな変形をも生起するおそれのない頑丈なもので
ある必要上、中実体または厚肉の中空状の棒状体
が好ましい。また、膨脹部材EMは、ゴム状弾性
体２と部分的な補強層３とからなる円筒状の膨脹
部材EMの両端部を、中央を貫通する芯金１の両
端部に固定して構成するもので、膨脹部材EM
は、その中央付近は、特に膨脹を主体として膨脹
を制限する補強層３を使用せず、易膨脹部２ａを
形成し、中央付近の両側から固定部FP方向へ、
高圧によつてゴム状弾性体２が軸線方向へ押し出
されないように（軸線方向に伸縮しないように）、
圧出防止補強のため、軸線方向または軸線に対し
少し傾斜方向のスチールコードその他の材質から
なる補強コードから適宜に選定した所要プライを
軸線状またはやや交差状に設定して補強層３とし
てゴム状弾性体２に埋設するものである。

この補強コードの一方端を固定部FPにて固定
し、他方端の中央方向は自由端として、膨脹を容
易とすると共に、固定部FPの穿孔穴６の間隙部
への圧出防止を行なうように構成するものであ
る。この固定部FPは、高圧に対する強度と気密
性を保持するため、芯金１との加硫接着および固
定補強または固定金具等の適宜な組合せ等の各種
の方法にて固定されうるものである。

なお、膨脹部材EMを構成した後、芯金１に挿
入固定する場合は、各種の固定金具が使用され
る。この場合は、高圧のため均等に気密に固定す
る必要があるため、金属線をべた巻きした固定輪
にて固定するか、金属リングにて絞り締めを行な
うか、金属線と金属リング（又は透き間のない２
つ割り金属リング）との併用にて行なうようにす
る等、各種の方法が考慮される。このように貫通
状の芯金１に膨脹部材EMを通して固定した岩盤
破砕装置の膨脹部材EMに、流体導入路５から芯
金１上の軸線方向に形成した溝部１ａを経て高圧
の圧力流体を導入して、膨脹部材EMを拡大して
岩盤の穿孔穴６に圧接させて岩盤を破砕するもの
である。この穿孔穴６に挿入される岩盤破砕装置
の外径は通常96mmφを基準とされ、岩盤の穿孔穴
６の内径は約102〜105mmφ程度穿孔され、大体３
〜５mm程度のゆとりが設けられる。膨脹部材EM
は、補強層によつて、軸方向、径方向の変形が制
限され且つ頑丈な芯金１に固定されているため、
高圧流体の導入による膨脹時に、軸方向への伸縮
がなく、穿孔穴６の粗面内壁との摩擦がなく、損
傷のおそれがない。しかし、膨脹部材EMのゴム
状弾性体２の外層部が、岩盤の穿孔穴６の岩盤亀
裂面にはさまれて損傷を生起するおそれのある場
合は、補強にウレタンエラストマー等の強靭な特
性を有する材料の保護カバーを併用する処置も考
慮される。

なお、膨脹部材EMの拡大によつて岩盤に亀裂
を生じた後、膨脹部材EMを減圧して縮小する場
合、圧力流体の排出部に、膨脹部材EMのゴム状
弾性体２がかぶさつて流体の排出を妨害すること
があるので、芯金１の軸線方向に溝部１ａを形成
して、流体の給排を円滑に行なうように構成する
ものである。

〔考案の効果〕

この考案は、以上説明したような構成からなる
もので、次のような効果を奏する。

(イ) 膨脹部材の両端部が可塑性変形並びに損傷等
の支障要因が排除され著しく耐久性が増大す
る。

(ロ) 膨脹部材の軸方向への伸縮による摺動損傷が
なく耐久性が保持される。

(ハ) 易膨脹部による有効な破砕効果が得られる。

(ニ) 円滑な給排作動効果が得られる。

以上の外、一般的には、大型機械を必要とせ
ず、高圧用水圧ポンプがあれば、岩盤現場におい
て容易に操業出来、軽量であるため、容易に人力
で運搬装着ができ、多数の穿孔穴において同時に
大量の破砕工事ができるので高能率破砕効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の岩盤破砕装置の縦断面
図、第２図は、同岩盤破砕装置の圧力導入時の状
態を示す縦断面図である。 １……芯金、１ａ……溝部、２……ゴム状弾性
体、２ａ……易膨脹部、３……補強層、４……固
定金具、５……流体導入路、６……穿孔穴、EM
……膨脹部材、FP……固定部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ゴム状弾性体と部分的な補強層とからなる円筒
   状の膨脹部材において、中央を貫通する芯金に沿
   接状態に挿入設定する円筒状の膨脹部材の中央付
   近には膨脹を制限する補強層を使用せず、容易に
   膨脹する易膨脹部を設け、その両側から両端部の
   固定部には、補強層として、スチールコードその
   他のコード類から適宜に選定する補強コードを、
   軸線方向または少し傾斜方向の交差状に、所要プ
   ライをゴム状弾性体に埋設し、該補強層を埋設し
   た両端部を、この膨脹部材の中央を貫通する芯金
   に均等に気密に緊締状態に固定し、芯金には、膨
   脹部材の円筒内部に圧力流体を圧入する流体導入
   路を設け、該流体導入路を、芯金の外周面の軸線
   方向に形成した溝部に連結して圧力流体を導入す
   るように構成したことを特徴とする岩盤破砕装
   置。