JPH04112985U - 岩石破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 載荷板の一部もしくは双方に形状記憶合金を
配置することで，岩石破砕後において，回収容易な岩石
破砕装置を提供すること。 【構成】 凹部２ａ，２ａ′を対向させた一対の載荷板
２，２′と，これら凹部２ａ，２ａ′によって規定され
る空間内に配置された形状記憶合金からなる駆動部材１
とを備え，この駆動部材１は，温度変化によって一対の
載荷板２，２′の対向方向に沿って伸長するとともに，
少なくとも一方の載荷板２の少なくとも一部は，この一
方の載荷板２が温度変化によって厚み方向に沿う方向に
伸縮可能となるように形状記憶合金からなる間隙部材３
によって構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，形状記憶合金を利用した岩石，岩盤の他にコンクリート構造物等を 破砕するに用いられる形状記憶合金を利用した岩石破砕装置に関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

従来，この種の岩石破砕装置としては，特開昭６０−１１５７９４号公報，特 開昭６１−１６９６００号公報等に提案されており，これらは共に中心部位に加 熱手段を有し，この加熱手段を囲繞して形状記憶合金を配してなり，岩石または 岩盤に掘削したボアホールまたは溝内に挿入した後，この形状記憶合金を上記加 熱手段で加熱して，温度変化による形状記憶合金の曲げ率の変更による拡径方向 の変形で岩石等を破砕するものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし，上記従来の方式による岩石破砕装置は未だ，実用・普及するには至っ ていない。即ち，温度変化による形状記憶合金の変形で岩石等を破砕せんとする 大きな力（以下，形状記憶合金の載荷能力と呼ぶ）を得るには，これら形状記憶 合金はブロック状の固塊体で可能なかぎり大きな質量を有することが望ましいが ，従来方式は中央に加熱手段を収納する中空部を有していることと，曲げ率の変 更による形状回復を利用しているため充分なる破砕力（以下，載荷力という）が 得られていないという欠点を有していた。

【０００４】 また，上記中空部の存在はその断面形状にもよるが，少なからず応力を逃す原 因となり載荷能力が充分発揮できない原因となるばかりか，外形を熱変化で変形 （形状回復）させて拡径せしめると，該中空部の内径も拡径され，加熱手段より 形状記憶合金への温度の伝導に不都合を生ずるものであった。特に，この種の岩 石破砕装置は，通常複数個を並設して同時に使用して岩石等を破砕するものであ るが，加熱手段とこの加熱手段を囲繞する中空部内径面との間に該内径面の拡径 による間隙が生ずると熱伝導の効率が低下するばかりか加熱手段の不特定な偏り が加熱効率にばらつきを生ぜしめ，複数個の岩石破砕装置が同時に変形しないこ とが有り，複数個の岩石破砕装置の総合的な載荷能力が効率的に得られないこと が生ずるという欠点を有していたものである。

【０００５】 また，最近の研究では，これらの欠点を解決するために中実のブロック状の形 状記憶合金の対向する端面間の距離を変更する形状復帰を使用して充分な載荷力 を得ることができる破砕器も提案されているが，この中実状のブロックを使用す ると，載荷力は確かに充分であるが，ブロックの形状復帰ストロークは大きくと れないために，被破砕岩石を分割するまでには至らず，破砕完了後の岩石破砕装 置は，挿入されたボア孔に残留する。この際，形状記憶合金はその形状回復力に よって載荷板を介して，岩石に強固に固定されている。この岩石破砕装置をボア 孔より回収しようとする場合，形状記憶合金をマルテンサイト変態温度以下に冷 却することで，この合金の剛性，および若干の長さ変化させることで，回収はあ る程度可能であるが，その変化は極めて小さく，回収は困難であった。

【０００６】 そこで，本考案の技術的課題は，載荷板の一部若しくは双方に，形状記憶合金 を配することで，容易に回収することができる岩石破砕装置を提供することにあ る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば，凹部を対向させた一対の載荷板と，該凹部によって規定され る空間内に配置された形状記憶合金からなる駆動部材とを備え，前記駆動部材は ，温度変化によって，前記一対の載荷板の対向方向に沿って伸長するとともに， 前記一対の載荷板のうち少なくとも一方の少なくとも一部は，当該一方の載荷板 が温度変化によって，前記厚み方向に伸縮可能となるように形状記憶合金からな る間隙部材によって構成されていることを特徴とする岩石破砕装置が得られる。 本考案によれば，前記間隙部材を構成する形状記憶合金は，岩石破砕前におい ては，予め逆変態終了温度以上に加熱されて当該載荷板の厚み方向に沿って伸長 されており，岩石粉砕完了後は，マルテンサイト変態温度以下に冷却することで 前記厚み方向に沿って縮小することを特徴とする岩石破砕装置が得られる。 凹部を対向させた一対の載荷板と，該凹部によって規定される空間内に配置され た形状記憶合金からなる駆動部材とを備え，前記駆動部材は，温度変化によって ，前記一対の載荷板の対向方向に伸長するとともに，前記一対の載荷板のうち少 なくとも一方の少なくとも一部は，当該一方の載荷板が温度変化によって厚み方 向に伸縮可能となるように形状記憶合金からなる間隙部材によって構成されてい ることを特徴とする岩石破砕装置が得られる。

【０００８】

【作用】

本考案においては，ボア孔に岩石破砕装置が挿入されるときは，一対の載荷板 の間隔は，一対の載荷板の凹部内空間に挿入された駆動部材によって，決められ ている。 即ち，駆動部材は，マルテンサイト変態温度以下では，載荷板の対向 方向に沿って，縮小されている。一方，間隙部材は，逆変態温度以上で加熱され ている。 岩石破砕の際は，駆動部材は，逆変態温度以上に加熱されて，載荷板の対向方 向に沿って，伸長し，載荷板の対向間隔を広げることで，岩石を破砕する。 岩石破砕の後，間隙部材は冷却され，この間隙部材の設けられた載荷板の厚み 委を減少させる。従って，岩石破砕後の取り出しを容易にすることができる。

【０００９】

【実施例】

以下，本考案の実施例を図面に従って説明する。 図１（ａ）は本考案の実施例に係る岩石破砕装置を示す正面図，図１（ｂ）は 図１（ａ）の岩石破砕装置の側面図である。 図１（ａ）において，岩石破砕装置は，円弧状の一面及びこの一面に対向する 他面に凹部２ａを有する載荷板２と，この載荷板２と同じ形状の載荷板２′と， これら載荷板２，２′を互いの凹部２ａ，２ａ′を対向させることによって，こ れら凹部２ａ，２ａ′とによって規定される空間内に装着される円柱状の形状記 憶合金からなる複数の駆動部材１，１，１と，この載荷板２の凹部２ａの上部に に，この載荷板２′の長さ方向に延在するように挿入された間隙部材３とを備え ている。この形状記憶合金の間隙部材３は，従来公知な組成のもの，特に好まし くは，ＴｉＮｉ系合金が使用される。また，この例に使用される駆動部材１は， 図２の破線１´に示すごとく，中実状のブロックである。この駆動部材１は，岩 石破砕装置にセットされる前は，マルテンサイト変態温度以下で，実線で示す如 く予め圧縮変形され，破砕時に逆変態温度以上に加熱されることで，図２の符号 １´で示されるごとく形状回復し，その回復力を破砕に利用している。 一方，間隙部材３を構成する形状記憶合金は予め定められた板厚を有する板状 である。間隙部材３は，逆変態時においては，板厚を増加させ，マルテンサイト 変態時には，板厚を減少させる可逆性を示すものが使用される。この可逆性は加 熱冷却の繰り返し，若しくは拘束時効によって得ることができる。

【００１０】 図１で示す本考案による岩石破砕装置の使用例について具体的に説明する。 駆動部材１の中実棒は，３０mmの長さとし，圧縮変形によって５％変形し， ２８．５mmとされ，加熱によって３０mmに復元する。一方，間隙部材３の板状は ５mmの厚みとし，拘束時効により，２％の可逆変化可能とすることで，５mmと ４．９mmの板厚が加熱冷却で自発的に変化する。 間隙部材３を使用しないで岩石を破砕した場合，図示しないボア孔に岩石破砕 装置を挿入する際には，このボア孔と岩石破砕装置とのクリアランスはゼロに近 くされる。また，破砕完了後のこのボア孔と岩石破砕装置とのクリアランスも， 岩石が完全に分離されない限りゼロとなっている。 しかし，一方，間隙部材３を併用した場合，挿入時に５mmの板厚に復元させた 状態で，セットし，破砕完了後冷却によって４．９mmの板厚が小さくなるため， ０．１mmだけすき間を生じることになる。 この０．１mmの空間は，全体の動きの５〜１０％に相当し，回収に要する力を 減じる効果は大きい。更に，冷却によって駆動部材１及び間隙部材３双方とも剛 性は形状回復時に比べ５０％以下となるため，より回収は容易となる。

【００１１】 尚，本考案の実施例で形状記憶合金からなる間隙部材３は載荷板２と駆動部材 １との間に配したものにつき，説明したが，載荷板２全体を形状記憶合金を用い て形成してもよく，また，間隙部材３は可逆的なものが望ましいが，非可逆性の ものでも，温度変化による剛性差のみを利用してもその効果は大きい。

【００１２】

【考案の効果】

以上の説明から，本考案によれば，載荷板の一部若しくは双方に形状記憶合金 を配することで，岩石破砕後，回収の容易な岩石破砕装置を提供することができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案岩石破砕装置の一実施例を示す図で，
（ａ）は正面図，（ｂ）は側面図である。

【図２】本考案の実施例に使用される駆動部材を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 駆動部材 ２ 載荷板 ２′ 載荷板 ２ａ 凹部 ２ａ′ 凹部 ３ 間隙部材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹部を対向させた一対の載荷板と，該凹
   部によって規定される空間内に配置された形状記憶合金
   からなる駆動部材とを備え，前記駆動部材は，温度変化
   によって，前記一対の載荷板の対向方向に沿って伸長す
   るとともに，前記一対の載荷板のうち少なくとも一方の
   少なくとも一部は，当該一方の載荷板が温度変化によっ
   て，前記厚み方向に伸縮可能となるように形状記憶合金
   からなる間隙部材によって構成されていることを特徴と
   する岩石破砕装置。
2. 【請求項２】 請求項１の岩石破砕装置において，前記
   間隙部材を構成する形状記憶合金は，岩石破砕前におい
   ては，予め逆変態終了温度以上に加熱されて当該載荷板
   の厚み方向に沿って伸長されており，岩石粉砕完了後
   は，マルテンサイト変態温度以下に冷却することで前記
   厚み方向に沿って縮小することを特徴とする岩石破砕装
   置。