JPH04112986U - 岩石破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 岩石破砕の際，充分な載荷力と移動量の大き
な駆動部材を有する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
と，これらの凹部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
ている。この駆動部材１は，温度変化によって，一対の
載荷板２，２の対向方向に伸長するとともに，この対向
方向中途にスリット溝１０を有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は岩石，岩盤の他はコンクリート構造物等の強度の大きい物体を含む岩 石を破砕する岩石破砕装置に関し，詳しくは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，特開昭６ １−１６９６００号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称する。）を得るには，該形状記憶 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 ，従来方式による岩石破砕装置は，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，この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これら内径面の拡 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，複数個の岩石破砕器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。

【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が小さいた め岩石にヒビは入るものの，被破砕岩石を分割が充分でない場合がある。

【０００６】 そこで，本考案の技術的課題は，形状記憶合金をブロック状，且つブロックの 中央に両端面に直交したスリットを持った構造とすることで，充分な載荷力と移 動量を併せてもつ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伸長するとともに，前記対 向方向の中途に孔部を有することを特徴とする岩石破砕装置が得られる。

【０００８】 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複数の駆動部材とを備え，前記複数 の駆動部材は，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，前記複数の駆動部材のうちの少なくとも一つは，前記対向方向中途に孔部 を有することを特徴とする岩石破砕装置が得られる。

【０００９】

【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。 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。

【００１０】

【実施例】

以下，本考案の実施例を図面に従い説明する。 図１は本考案の実施例に係る岩石破砕装置を示し，（ａ）は正面図，（ｂ）は 側面図である。 図において，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を有する一対の載荷板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とを備え ている。この駆動部材１は円柱形状を有する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。

【００１１】 この駆動部材１は図２（ａ）に示すごとく，柱状の一部にスリット溝１０が設 けられている。この駆動部材は，使用されている合金のマルテンサイト変態温度 近傍で圧縮変形させると，図２（ｂ）の如く，変形する。これを使用合金の逆変 態温度以上の温度まで加熱すると，形状は図２（ａ）に示すように再び復元する 。 一例として，図２（ａ）の柱状の長さを３５mmの場合，図２（ｂ）の如く柱状の 長さを３０mmまで変形させても，加熱によって，形状は完全に回復する。これは ，柱状の中実体を圧縮した場合に比較して，スリット溝の曲げ変形に依り，変形 量が大きくなるためである。

【００１２】 図２（ｃ）は，駆動部材１（変形分の形状を破線１′で示した。）の他の例を 示したが，この駆動部材は，マルテンサイト変態温度近傍で変形し得る量は約６ ％程度が限度で，それを越えると，逆変態温度以上に加熱しても完全に元に戻ら ない。一例として，この種の形状の３２mmの柱状は２mm程度の圧縮変形が限度で ある。

【００１３】 図３は図２（ｂ）に示した駆動部材と，スリット溝１０を有しない図２（ｃ） の駆動部材の逆変態における回復力と回復ストロークの関係を示した。図中，曲 線３１は図２（ｂ）で示す駆動部材，曲線３２は図２（ｃ）で示すスリット溝 １０を有しない駆動部材のそれぞれに対応している。 図３から明らかなように曲線３１で示される駆動部材の回復力は，曲線３２に 比べ劣るが，回復力の持続，および回復ストロークは圧倒的に優る。 岩石を破砕する場合，対象構造物の性質に依って，破砕の方法は異なる。すな わち，初期の載荷に充分な力を必要としない場合，（コンクリートブロックの破 砕等）には，図２（ｂ）で示す駆動部材１のみで充分であり，初期の載荷力を必 要とし，移動を必要とする場合には，図２（ｂ）で示す駆動部材および図２（ｃ ）で示すスリット溝１０を有しない駆動部材の組合せが必要とされ，その対象に よって駆動部材の組み合わせは適宜選択される。 また，岩石を実際に破砕する方法として，予め変形された駆動部材１を図１（ ａ）（ｂ）の如くセットした岩石破砕装置が，岩石のボアホールあるいは溝に挿 入され，この部材１がヒーターによる通電加熱，あるいは熱湯等により形状記憶 合金１を逆変態温度以上に加熱することによって行うことができる。 尚，本考案の実施例で，駆動部材１は柱状で中途がスリット溝１０を持つもの を示したが，本考案の主旨はスリット状の曲げ変形の回復が載荷板２に直交して 行われることであるため，板を２枚はり合せ，両端を拘束したものでも良く，ま たくの字を示す提灯状のものでも勿論良い。

【００１４】

【考案の効果】

以上のような説明から，本考案によれば，駆動部材を充分な載荷力と移動量の 大きな形状記憶合金からなる構成とすることで，岩石破砕装置の実用範囲を拡げ ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の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】（ａ）及び（ｂ）は本考案の実施例に使用され
る駆動部材の斜視図で，（ｃ）は駆動部材の他の例を示
す斜視図である。

【図３】図２で示す形状記憶合金からなる駆動部材の形
状回復時の回復力と回復ストロークを示す図である。

【符号の説明】

１ 駆動部材 ２ 載荷板 ２ａ 凹部 １０ スリット溝 １５ 外周面

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伸長するとと
   もに，前記対向方向中途に孔部を有することを特徴とす
   る岩石破砕装置。
2. 【請求項２】 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
   からなる複数の駆動部材とを備え，前記複数の駆動部材
   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，前記複数の駆動部材のうちの少なく
   とも一つは，前記対向方向中途に孔部を有することを特
   徴とする岩石破砕装置。