JPS634196A - 岩盤・コンクリ−ト用スリツト形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、岩盤或はコンクリート等の硬質部にスリット
を形成するための装置に間するものである。

（従来の技術） 、従来から、岩盤地における溝掘削或は岩盤トンネルの
自由断面掘削等に適する装置の開発が強く望まれてはい
たが、地山の硬さ及び採算面等の制約を受けて実用化が
難しいのが現状である。

また、発破を利用するトンネルの掘削工事、コンクリー
ト構造物の破壊工事等において、掘削或は破壊断面の外
周やバーンホールの周辺にスリット状の連孔を削孔して
、これを自由面として発破を行うことで、作業効率を上
げると同時にその仕上面を良くすることも広（知られて
いる。

そこで、特に岩盤等のような硬度の高い対象を相手に１
安価でかつ効率よく上記のようなスリットが形成できれ
ば、多方面に亘って有効に活用されろであろうことは他
に言を要しないところであろう。

ところで、従来、岩盤等にスリットを形成しようとする
場合、例えば特開昭５４−１２６６０１号、特開昭５４
−１４２３０３号、特開昭５７−１１６８９３号等に紹
介されている如（、多数のドリルを連装し複数個の孔を
同時に削孔するようにしてスリット状の連孔を形成しよ
うとする装置があるが、これは従来から行われてきた複
数の孔を単独に削孔して連１読孔を形成してきたものを
一度の作業で同時に行おうとする点で確かに作業能率を
上げることができるものであるが、基本的にはそれまで
の技術の延長線上に位置するに過ぎず、かつその構造が
複雑な上に掘削速度も遅いという不具合がある。更に、
同種装置によると、未だその消費エネルギーが太き過ぎ
て経済性の点でも難点がある。

（本発明が解決しようとする問題点） このように、従来の岩盤等にスリットを形成しようとす
る装置にあっては、その構造が複雑でかつ掘削速度が遅
く、また経済性の面でも未だ満足のいくものではないと
いう問題点を有していた。

本発明は、これらの点を踏まえて開発したもので、構造
が簡単で掘削速度が速く作業効率も高く、多方面に適用
できる、全（新規な手段を採用した岩盤・コンクリート
等のスリット形成装置を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） このため、本発明は案内基台と、該案内基台上を摺動す
る摺動架台と、該摺動架台上に固設された打撃部材と、
同じく摺動架台上で前記打撃部材に対向して支承配設さ
れるプレートと、該プレートの作業端部に装着されるチ
ップとからなることを特徴とする岩盤・コンクリート用
スリット形成装置を構成とし、これを上記問題点の解決
手段とするものである。

（作　用） 例えば、作業台車上からの操作により、油圧シリンダ等
を作動させて案内架台を作業面に対して所望の角度とな
るようにセットし、プレート先端のチップ工具面を作業
面に当接する。その後、油圧インパクタ等の打撃部材を
作動させて前記プレートに間欠的な打撃を与える。この
打撃によりチップが作業面に作用し岩盤等を破砕すると
同時にプレート断面に近似するスリットを作業面に形成
していく。

このとき、掘削深さに応じて適宜送り装置てより摺動架
台が送られ、これと−体化された打撃部材及びプレート
が同時に送られることは当然であるが、必要に応じてこ
の作業時に前記プレートに横方向の振動を積極的に与え
ると共にプレート先端（チップ工具面）からプレート内
を通して水又は空気等を噴出させると破砕能力を一段と
高めることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に従って詳しく説明する。

第１図は本発明の基本的なメカニズムを説明するための
概要を示すもので、３は本発明の主要部分であるプレー
トである。このプレートは例えば−般の炭素鋼板が使わ
れ、その上方には所定の間隔をおいて油圧インバクタ等
の打撃部材１が配設される。また、前記プレート３０作
業端部には、第２図に側断面で示す如く超硬合金等で成
形された超硬チップ６が直接或は交換部材７を介して固
設されろ。

以上の基本構造をもつ本発明に係るスリット形成装置に
よると、プレート３の作業端部な被作業面に当接し、打
撃部材１によりプレート３の他端に打撃を与えると、プ
レート３先端忙固設された超硬チップに衝撃応力が伝播
し、それが作業面に作用して岩盤等を破砕する。前記打
撃部材１により間欠的な打撃を繰り返しつつプレート３
を図示せぬ送り装置により作業面に向けて前進させる。

このとき、プレート３の内部に空気又は水等の噴射通路
を前記作業端部に開口させるように形成すると共に同プ
レート３を横方向に振動させるようにすると、チップ６
が岩盤等に対して作業面に垂直な力が作用すると同時に
横方向の揺さぶりも加えられて破砕効率を高め、更に破
砕部に圧縮空気又は王水が作用してくり粉の排出を円滑
に行い得る。

これを、第２図により具体的に説明すると、９は岩盤で
あって本発明装置でスリット状の穴を掘削している状態
を示している。

同図（ａｌは装置を正面からみたもので、同図ｔｂｌは
そのプレート部を側面からみたものである。

いま、プレート３の上面に打撃部材１により間欠的な打
撃を加えつつ、岩盤９を長矩形断面で掘り進んでいく。

このときの送りは、例えば油圧シリンダの送り装置１１
により掘削量と関係させつつ打撃部材１及びプレート３
０両者を同一ピッチで送るようにされている。

この掘削時、プレート３には油圧式・電動式のスイング
族＃２が連結され、同スイング装置を作動させることに
より、プレート３に横方向の振動を同時（与える。その
結果、岩盤９に対するプレート３の作用面が変化して、
未破砕部の破砕が確実になされると共に、破砕された岩
塊に揺さぶりがかけられて、より細かな塊とする。なお
、この横振動はプレート３０幅方向及び／又は厚み方向
に加えられるように構成されている。

更に、上記した如くプレート３には図示しない外部に設
置された圧搾水或は圧搾空気の供給源と連結された噴射
通路４がその作業面に開口するようにして形成されてい
て、同開口部から圧搾水或は圧搾空気を噴射すｉと、上
記プレート３により破砕された岩塊（（り粉ン１０はプ
レート３と岩盤９に穿たれたスリット状穴の側面から地
上罠排出するようになる。

さて、以上のようにして掘削された穴は、第３図（ａｌ
に示す如く一回の作業によりプレート３の幅＋α（ａｌ
及び厚み＋β（ｂｌの矩形状めスリットが一気に形成さ
れ、同図（ｂ）に示す如（従来の連装式ドリル２１によ
り同一形状のスリットを形成する場合に比べて遥かに効
率的である。

即ち、例えば本発明によるプレート３の厚みをｄとして
これと同径のドリル２１を用いて長辺ａ、短辺すの矩形
状スリットを削孔しようとする場合、連装式ドリルでは
ドリル２１の数を少なくともａ−ｂｌ ／了π・４２本が必要であり、ｄくｂのときは１回の作
業で上記形状のスリットが形成できず、また仮に一回の
作業で同一形状のスリットを形成することができるよう
な場合には、その掘削に要する消費エネルギは本発明に
係るプレート方式の方が一段と少ないため、その分掘削
速度を高めることが可能となる。

第４図及び第５図は本発明をパワーショベルに適用した
具体例を示し、図中１１が油圧インパクタで油圧により
ハンマ部を往復動させ、プレート１５の一端面に打撃を
与えるものである。

この油圧インパクタ１１とプレート１５は、レール状の
案内基台２０に案内されて図示せぬ送り装置により作業
量に見合った量だげ摺動送りがなされる摺動架台１２上
に各々が固設されている。

また、プレート１５の中間部は前記案内基台２ｏに設け
られたガイド部に遊嵌案内されて、その姿勢が保持され
るようになっている。

前記案内基台２０はパワーシラベル１７に油圧シリンダ
等を介して俯仰自在に搭載固設される。また前記摺動架
台１２にはプレー）１３′４！横振動を発生するための
電磁式・油圧式等の振動発生機１４が設置される。

一方、プレート１３の作業用端部には超硬合金からなる
超硬チップ１６が多数取り付けられ、同チップ１６の取
付は面には水又は空気の噴射孔が形成されて外部に設置
された圧搾水又は圧搾空気の供給源と回部の通路を介し
て連結されている。

前記超硬チップ１６はプレート１５の作業端部形状に直
接固設することもできるが、第６図（ｂｌに示す如く超
硬チップ１６が予め固着せられたアタッチメント１６′
を用意し、これを必要に応じてプレート１５に取り付け
るように構成することも可能である。

更に、前記プレート１５の作業端部形状は単純な直方体
としても良いが、第６図（ａ）　（ｂ）に示す如く先端
部をテーパに形成すると傾斜打撃効果が加わり、掘削効
果が増大する。

第７図（ａ）は第６図（ｂ）に示した超硬チップ部をよ
り具体的にした実施例であり、第７図（ｂ）はその底面
図である。

ビットベース３０はピン３１により、プレート１５にピ
ン結合されており、ビット交換可能な構造となっている
。又、超硬チップ１６はビットベース３０に嵌合されて
いる。

３２は（り粉排出用の溝、３３は圧搾水或いは圧搾空気
用の穴である。

超硬チップ１６はボタンチップ型を示す。

第７図（ｂ）において、Ｓはスイング装置２によるビッ
ト移動量であり、Ｌｔはチップ間隔を示す。

この場合において、Ｌ、ｔ≦２８の関係が成り立つよう
に設定されている。

第９図は、超硬チップ部を詳細に示した図であり、超硬
チップ１６は、スイング装置２により距離Ｓ移動し１６
”に位置し、１６．１６’間を振動掘削することになる
。この場合において、Ｌｔ≦２８の関係が成り立つよう
に設定されているため、超硬チップ１６の隣接破砕効果
を充分利用でき、未破砕域が生じないことになる。

第８図（ａ）（ｂ）はウエッヂ型ビットを使用した場合
の他の実施例を示したものであり、３４はエンドチップ
、３５はウエッヂ型超硬チップである。

以上の構成からなる本実施例装置により、スリット掘削
を行おうとするときは、パワーショベル１７内の操作装
置を操作して、まず油圧シリンダ等を作動させ案内基台
の作業端側を岩盤等の被掘削面側に向けてプレート１５
のチップ１６面が前記被掘削面に直交する如く俯仰させ
、その後送り装置を作動させて前記チップを被掘削面に
当接してから油圧インバクタ１１を駆動する。このとき
、同時に振動発生装置１４及び圧搾水或いは圧搾空気の
供給源を開き、プレート１５に横振動を与えつつ前記圧
搾水或いは圧搾空気をチップ１６の固着部から噴出させ
る。

その結果、プレート１５に油圧インバクタ１１から打撃
が加えられると、プレート１５に衝撃応力が発生し、チ
ップ１６に伝播される。チップに達した衝撃応力が接触
している岩盤１９に作用し、岩盤を破砕する。この破砕
によって生じたくり粉はプレート１５の先端から噴出す
る圧搾水又は圧搾空気により、プレート１５と掘削式側
面を噴き上げられて地表へ排出される。前記プレート１
５の横振動はスリット穴の形状を太き（すると共に岩盤
・岩塊等に揺さぶり作用として働き、掘削効率を増大さ
せる。

これらの掘削が進むにつれ、送り装置により慴動架台１
２を送ってプレート１５．油圧インパクタ１１゜振動発
生装置１３を掘削方向に進める。

このようにして目標の深さのスリットが形成されると２
次で送り装置を操作して慴動架台１２を後退させる。

ここで、上記した如（プレート１５の先端をテーパ状に
すると、岩盤等に対するプレート１５の打撃方向が傾斜
し、直交して打撃するときに較べ約１．５〜２倍の破砕
能力が高まる。所謂、傾斜打撃効果が加わって２例えば
チップ間隔を大にして打撃点を移動させないでも掘削量
を増大させることが可能となる。ただし、チップ間隔が
スリットの長手方向移動量に対し、広すぎる場合は、チ
ップの充分な隣接破砕効果を利用できず部分的に未破砕
域が生じ削孔不能となる場合があるため、　　ＬＬ≦２
３と設定することが未破砕域を生じさせず効率的破砕が
可能となるものである。

（発色の効果） 以上、詳細に説明した如く本発明によると、プレートの
先端にチップを取り付け、これに打撃を加えるという簡
単な構成でありながら、その掘削力は大きく、かつ−度
に所定のスリットが形成でき、また従来のドリル連装式
のスリット形成装置と比較すると、同一スリット断面積
に対しては総ドリルの断面積よりもプレートの断面積の
方が大きいため２時間当りにするとチップに対してより
大きなエネルギーを与えることができ、結果として掘削
速度が早くなる。

更に９本発明によると岩盤地での溝掘削、無発破の自由
断面岩盤トンネルの完全機械掘削をも可能とするもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａＨｂ）は本発明の原理を示す機構の正面図及
びプレート部の側面図、第２図（ａ）　（ｂ）は本発明
による掘削作業状態を示す正面図及びプレート部の側面
図、第３図（ａ）　（ｂ）は本発明によるスリット形成
の機構と従来のドリル連装式削孔装置によるスリット形
成機構の対比平面図、第４図及び第５図は本発明の実施
例に係るスリット形成装置の正面図及び側面図、第６図
（ａ）　（ｂ）は本発明の実施例であるプレートの先端
形状を示す正面図、第７図（ａ）　（ｂ）は本発明の実
施例であるプレートの先端形状を示す正面図及び底面図
、第８図（ａ）（ｂ）は本発明の実施例である他のプレ
ートの先端形状を示す正面図及び底面図、第９図は本発
明の実施例であるプレートの先端部の詳細を示す正面図
である。 図の主要部分の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 案内基台と、該案内基台上を摺動する摺動架台と、該案
   内基台上に固設された打撃部材と、同じく摺動架台上で
   前記打撃部材に対向して支承配設されるプレートと、該
   プレートの作業端部に装着されるチップとからなる岩盤
   ・コンクリート用スリット形成装置において、該プレー
   トの作業端部に装着されるチップ間隔がスイング装置に
   よるビット移動量Ｓに対し、Ｌｔ≦２Ｓの関係になるこ
   とを特徴とする岩盤・コンクリート用スリット形成装置
   。