油圧式ロッカーブレーカーにおける新技術の応用と発展

1.6 液圧式ロッカーブレーカーにおける新技術の応用と開発

液圧式ロッカーブレーカー製品が継続的に発展するに伴い、関連する各種新技術も液圧式ロッカーブレーカーに広く適用され、その結果として液圧式ロッカーブレーカー製品の技術的発展方向が形成されています。

（1）粉塵抑制技術

解体作業やトンネル掘削時においては、粉塵が非常に多く発生し、作業員の健康を損なうだけでなく、現場の視界も悪化させます。Rammer City Jet液圧式ロッカーブレーカーには、マシンフレームに給水管およびノズルが装備されており、液圧式ロッカーブレーカー作動時にマシンフレーム前端の2つのノズルから水が噴出します。ポンプ流量は調整可能で、最大流量は40 L／min、水圧は20 MPaです。噴出される水霧の粒子は微細で、流速が高いため、粉塵を効果的に除去できます。

（2）騒音低減技術

人々の環境意識が高まるにつれ、油圧式ロッカーブレーカーの騒音に対する規制が次第に厳しくなっています。現在、油圧式ロッカーブレーカーにおける主要な騒音低減対策は、密閉型ボックス構造のマシンフレームを採用し、特殊なプラスチック製で予応力を付与した弾性ダンピング要素の間にロッカーブレーカー本体を吊り下げる方法です。この弾性ダンピング要素と高品質な耐摩耗性プラスチック板により、吸音効果が向上します。これらの対策により、騒音を大幅に低減でき、約15メートル離れた地点での騒音レベルを85 dBまで低下させることができます。騒音低減技術は、環境保護に寄与するだけでなく、油圧式ロッカーブレーカーの振動を軽減し、その反力も緩和することで、油圧式ロッカーブレーカー自体および掘削機（エクスカベーター）双方を保護する効果があります。

(3) 作動媒体の多様化

ほとんどの油圧式ロッカーブレーカーは油圧油を使用しますが、環境保護の観点から、クルップ社製油圧式ロッカーブレーカーでは、水・グリコール系油圧油、合成エステル系油圧油、および植物油系油圧油も使用可能です。ただし、環境に配慮した油圧油を使用する前に、必ず掘削機メーカーおよび油圧式ロッカーブレーカーメーカーに相談し、その承認を得る必要があります。また、地下作業において危険性を低減するため、クルップ社製油圧式ロッカーブレーカーでは難燃性油圧油の使用が可能です。

(4) 水中作業技術

通常の油圧式ロッカーブレーカーは、改造なしでは水中で作動できません。チゼル座に水が侵入すると、各衝撃時に水圧波が発生します。この水圧波により、油圧システムのシール部品が損傷する可能性があり、また油圧システム内に水が浸入してピストンが錆びて損傷を受ける場合もあります。油圧式ロッカーブレーカーの損傷を防ぐため、クルップ社は水中作業用に特別な接続装置を開発しました。この装置には、各種必要な防水部品が装備されており、圧縮空気を用いて油圧式ロッカーブレーカーへの水の侵入を防止します。ランマー社および古河電工社も、水中作業に対応した油圧式ロッカーブレーカーを製品ラインナップしています。

(5) 粉塵防止技術

クルップ・マラソン型油圧ロッカーブレーカーには、ガイドリング、フローティングリング、ダストブロッカーおよびダストスクレイパーを含むチゼル粉塵防止装置が装備されています。鋼製のフローティングリングは粗粒子の不純物の侵入を防ぎ、弾性材料で作られたダストスクレイパーは微細な粉塵の侵入を防ぎます。この粉塵防止システムは非常に効果的です。また、クルップでは圧縮空気を用いた粉塵防止も採用しており、圧縮空気を用いてチゼル座およびチゼル内部を洗浄します。チゼルが下方に打撃する際に、水および岩石粉の侵入を防ぐと同時に、チゼルへの潤滑も行います。

（6）潤滑に関する問題

クルップ油圧ロッカーブレーカーには、油圧ロッカーブレーカーフレームに自動連続潤滑装置が装備されており、チゼルを自動的かつ連続的に潤滑します。

クルップ社の自動潤滑装置は、実際には一体型グリースポンプです。このポンプはボックスフレームの点検口付近に設置され、2本のオイルパイプを介して油圧ブレーカ本体に接続されています。1本のオイルパイプは油圧ブレーカのオイル入口とポンプの入力側を接続し、もう1本はポンプの出力側と油圧ブレーカ本体の潤滑グリース入力部を接続しています。油圧ブレーカが起動するたびに、油圧ブレーカシステムの圧力がグリースポンプの供給ピストンに作用し、供給パイプおよび油圧ブレーカ内部の通路を通じて、油圧ブレーカ下端のチゼルスリーブ部へグリースを供給します。油圧ブレーカが停止すると圧力が低下し、供給ピストンはスプリング力によって元の位置に戻ります。同時に大気圧の作用により、ポンプ内にグリースが吸引されます。グリースの供給量は、ブレーカの起動・停止頻度プログラムおよびポンプの流量調整ノブによって決定されます。

自動潤滑装置は、油圧ロッカーブレーカー向けのオプション装置であり、選択されない場合や故障した場合には、手動による潤滑が依然として可能である。通常、作業時間2時間ごとに油を補充する必要がある。古河Fシリーズ油圧ロッカーブレーカーでは、運転席からドライバーが遠隔で自動的に潤滑グリースを供給できるほか、タイマーによる自動供給も可能である。現在、国内メーカーの Jingye 社のGTシリーズロッカーブレーカーなど、国内製油圧ロッカーブレーカーでも同様の構成が採用されている。

(7) 空打ち防止技術

空打ちは、油圧ロッカーブレーカーのピストンが往復運動を行う際に、ピストンの下端がチョーセルの上端に接触せず（すなわち、チョーセルを打撃しない）状態を指す。空打ちはさらに、完全空打ちと不完全空打ちに分類される。

① 完全空打ち：ピストンとチゼルがまったく接触していない状態。このとき、油圧ロッカーブレーカーはエネルギーを出力せず、熱エネルギーに変換される。

② 不完全空打ち：ピストンがチゼルに衝突したが、エクスカベータが油圧ロッカーブレーカーを岩に十分押し付けていないため、衝撃反力によって油圧ロッカーブレーカー本体が持ち上がり、チゼルはピストンとともに相当な速度で前進し、停止するまでチゼルピンに衝突する。これにより、チゼル、チゼルピン、チゼルシートおよび長尺ボルトに重大な損傷が生じ、完全空打ちよりも深刻な被害となる。

以下の2つの状況において、油圧ロッカーブレーカーは完全空打ちまたは不完全空打ちを起こす可能性がある。

① チゼルが岩に接触していない、あるいは岩を押さえないまま油圧ロッカーブレーカーが起動された場合。

② 岩が破砕され、油圧ロッカーブレーカーが適切なタイミングで停止しなかった場合。

上記の2つの状況において、油圧式ロッカーブレーカーが起動をブロックしたり自動停止したりする機能を備えている場合、これを「空打ち防止機能」という。現在、ほとんどのブランドの油圧式ロッカーブレーカーは、構造設計にこの機能を組み込んでいる。