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ジャックハンマー（コモンウェルス英語では空気圧ドリル、ブレーカー、解体ハンマー、ロードハンマーとも呼ばれる）は、ハンマーとノミを直接組み合わせた空気圧式または電気機械式の工具である。ウィリアム・マクリービーが発明し、その後チャールズ・ブレイディ・キングに特許を売却した。[ 1 ]手持ち式のジャックハンマーは一般的に圧縮空気で動くが、電気モーターで動くものもある。建設機械で使用されるリグマウントハンマーなどの大型ジャックハンマーは、通常油圧で動く。これらの工具は、岩、舗装、コンクリートを破砕するために一般的に使用される。
ジャックハンマーは、内部のハンマーを上下に動かすことで作動します。ハンマーはまず下方に振られてチゼルを叩き、次に上方に振られて元の位置に戻り、このサイクルが繰り返されます。ジャックハンマーの有効性は、ツールに加える力の大きさに依存します。一般的に、建設工事で硬い表面や岩を砕くためにハンマーのように使用され、付属品（プッシャーレッグ、潤滑装置など）とともに土木機械には含まれません。[ 2 ]
最初の蒸気動力ドリルは、1806 年にサミュエル・ミラーによって特許が取得されました。このドリルは、ドリルを上げるためだけに蒸気を使用していました。[ 3 ]空気圧ドリルは、鉱業、採石、掘削、トンネル掘削のニーズに応えて開発されました。空気圧ドリルは、1844 年に C. ブラントンによって提案されました。[ 4 ] [ 5 ] 1846 年に、蒸気または真空から得られる大気圧で動作できる打撃ドリルが、トーマス・クラーク、マーク・フリーマン、ジョン・ヴァーリーによってイギリスで特許を取得しました。[ 6 ]最初のアメリカの「打撃ドリル」は、1848 年に作られ、1849 年にペンシルベニア州フィラデルフィアのジョナサン J. カウチによって特許が取得されました。[ 7 ]このドリルでは、ドリルビットが蒸気機関のピストンを通過しました。ピストンがドリルビットを引っ掛けて岩壁に投げつけました。これは実験モデルでした。 1849年、カウチの助手であるジョセフ・W・フォウルは、自身が設計した打撃ドリルの特許出願を行った。フォウルのドリルでは、ドリルビットは蒸気シリンダー内のピストンに直接接続されていた。具体的には、ドリルビットはピストンのクロスヘッドに接続されていた。このドリルには、ストロークの間にドリルビットを軸を中心に回転させ、穴が深くなるにつれてドリルを進める機構も備わっていた。[ 8 ] 1850年か1851年までに、フォウルは圧縮空気を使ってドリルを駆動させ、これが最初の真の空気圧ドリルとなった。[ 9 ]
空気圧式ドリルへの需要は、特に鉱山労働者やトンネル掘削作業員によって牽引されました。蒸気機関は作動に火を必要としましたが、鉱山やトンネル内の換気設備は火の煙を十分に排出するには不十分だったからです。また、鉱山やトンネル内にはメタンなどの可燃性・爆発性ガスが存在する可能性がありました。さらに、蒸気を凝縮させずに、例えば地表から鉱山の底までといった長距離にわたって輸送する方法もありませんでした。これに対し、圧縮空気はエネルギー損失なく長距離輸送が可能であり、機器の動力源として使用した後は、鉱山やトンネルの換気にも利用できました。
1840年代後半からヨーロッパでは、サルデーニャ王カルロ・アルベルトが、フレジュス山を貫く全長12キロメートル（7.5マイル）のトンネルを掘削して、イタリアとフランスを結ぶ鉄道を建設し、そのトンネルが彼の領土を横断することを構想していた。[ 10 ] [ 11 ] 機械式削岩機の必要性は明らかであり、それがヨーロッパで空気圧式削岩機の研究を促した。フランス人のフランソワ・カヴェ（fr）は圧縮空気を使用する削岩機を設計し、1851年に特許を取得した。しかし、ストロークごとに手動でシリンダーに空気を供給する必要があったため、成功しなかった。[ 12 ]
1854年、イギリスでトーマス・バートレットは、削岩機を製作し、1855年に特許を取得した。削岩機のビットは蒸気機関のピストンに直接接続されていた。1855年、バートレットは圧縮空気で動く削岩機をフレジュス山トンネル計画の関係者に実演した。[ 13 ] （1855年、ドイツ人のシューマンは、ドイツのフライブルクで同様の空気圧式削岩機を発明した。[ 14 ] ） 1861年までに、バートレットの削岩機は、サヴォワ生まれの技師ジェルマン・ソメイエ（1815-1871）と彼の同僚グランディスとグラットーニによって改良された。[ 15 ]その後、多くの発明家が空気圧式削岩機を改良した。 [ 16 ]ソメイエは、当時アルプス山脈の下をスイスとイタリアを結ぶ鉄道として建設されていた長大なゴッタルド峠トンネルに、 自身の削岩機を持ち込んだ。そこから、鉱業と鉄道トンネル建設が拡大していった。
圧縮空気掘削装置の供給において、アトラスコプコとインガソール・ランドという2つの機器製造会社が、それぞれヨーロッパとアメリカで支配的な地位を築き、それぞれ重要な特許を保有していた。
「ジャックハンマー」という単語は北米英語とオーストラリアで使われ、「空気圧ドリル」は英語圏の他の地域で口語的に使われているが、厳密に言えば「空気圧ドリル」は空気圧駆動のジャックハンマーを指す。[ 17 ]
イギリスでは、電気機械式のバージョンは口語的に「カンゴ」という名前で知られています。[ 18 ]この用語は、かつてのイギリスのブランド名に由来し、現在はミルウォーキーツールズが所有しています。[ 19 ]
さらに、ドリルとブレーカー（解体ハンマー）という用語は互換性がなく、動力源に関わらず、2種類の異なるジャックハンマーを指します。ブレーカーは鋼材（例えば、ノミやスパイクなど）を回転させることができず、切断せずに純粋な打撃衝撃によって材料を破壊・分割します。一方、（空気圧式／油圧式）ドリルは衝撃と回転の両方を行うため、タングステンカーバイド製の先端を持つ鋼材が花崗岩などの硬い岩盤を切断することができ、通常は発破用の穴を開けるために使用されます。通常、採石や鉱山採掘などの地質学的作業では空気圧式ドリルのみが使用され、建設や道路補修などの土木作業ではブレーカーのみが使用されます。
フルサイズの携帯式削岩機は、非常に力持ちでない限り、壁や急斜面に対しては実用的ではありません。なぜなら、使用者は工具の重量を支え、打撃のたびに工具を作業面に押し戻さなければならないからです。熟練した作業員が開発した技術は、重力の障害を克服するために2人1組で行う方法です。1人がハンマーを操作し、もう1人がハンマーを肩に担いだり腕で抱えたりして補助します。2人は合わせて体重をかけ、ビットを作業面に押し込みます。この方法は一般的に水平削岩と呼ばれています。
別の方法として、頭上ジャックハンマー工法があります。これは、リベットバスターと呼ばれる小型のジャックハンマーを頭上に保持するための筋力と持久力を必要とします。頭上作業をより安全に行うために、プラットフォームを使用できます。そのようなプラットフォームの一つに、ポジショナー・アクチュエーター・マニピュレーター（PAM）があります。この装置は、作業者の体重と振動をすべて受け止めます。
削岩機の使用によって発生する粉塵を制御する方法は2つあります。1つは衝撃点に水を連続的に噴霧する方法、もう1つは真空集塵システムを備えたフードまたはシュラウドを使用する方法です。[ 20 ]
空気圧式削岩機は、空気圧ドリルまたは空気圧ハンマー[ 21 ]は、圧縮空気を動力源とする削岩機です。空気供給は通常、ディーゼルエンジンで駆動される携帯型空気圧縮機から行われます。以前は往復動圧縮機遠心クラッチを介して駆動される往復動圧縮機で構成されていました。エンジンのガバナーは2つの速度しか提供しませんでした。
最新型はロータリースクリューコンプレッサーを採用し、より高度な可変ガバナーを備えている。この装置は通常トレーラーに搭載され、照明や電動工具に電力を供給するための発電機が付属している場合もある。
さらに、空気圧式削岩機を使用するユーザーの中には、空気圧式潤滑装置を空気圧式削岩機の動力源となるエアホースと直列に接続する場合があります。これにより、削岩機の寿命と性能が向上します。
電気空気圧ハンマーは、クランクを回転させる電動モーターを備えているため、ロータリーハンマーと呼ばれることが多い。ハンマーには、駆動ピストンとフリーフライトピストンの2つのピストンがある。クランクは、フライトピストンと同じシリンダー内で駆動ピストンを前後に動かす。駆動ピストンはフライトピストンに接触することはない。代わりに、駆動ピストンはシリンダー内の空気を圧縮し、その圧縮された空気がフライトピストンをストライカーに押し付け、ストライカーがドリルビットに接触する。[ 22 ]
電動工具にはさまざまなサイズがあり、重量は約12〜65ポンド (5.4〜29.5 kg) です。外部電源が必要ですが、コンプレッサーは必要ありません。以前はこれらの工具はエアハンマーや空気圧ハンマーほどのパワーを持っていませんでしたが、ブラシレスモーターを搭載した新しい工具は空気圧工具のパワーに近づき、場合によっては同等のパワーを持つようになり、状況は変わりつつあります。電動工具は、建物内、混雑した建設現場、遠隔地など、コンプレッサーへのアクセスが制限されているか、現実的でない場所で役立ちます。また、土木機械や工具の下では珍しくありません。
電気空気圧工具は、チゼルを取り付けるために様々なチャックを使用しますが、最も一般的なのはSDS-max、7/8インチ六角、TE-S、および1+1/8インチ六角です。接続部のサイズは、工具の破壊エネルギーにも関係しています。例えば、ボッシュとヒルティの12ポンド（5.4kg ）工具はどちらもSDS-maxを使用していますが、ボッシュ、ヒルティ、マキタの65ポンド（29kg ）工具はすべて1+1/8インチ六角接続を使用しています。電気空気圧ハンマーの詳細については、ハンマードリルを参照してください。
油圧ブレーカーは、掘削機やバックホーなどの重機に取り付けることができ、道路工事、採石、建設現場作業、一般的な解体作業に広く使用されています。[ 23 ]これらの大型の機械搭載型ブレーカーは、リグ搭載型または機械搭載型ブレーカーとして知られています。このようなツールは、作業を行うのに重力の助けを必要としないため、水平に使用できます。通常、密閉型空気圧ハンマーシステムを駆動する油圧モーターを使用します。油圧作動式ハンマーは、打撃速度が低く、ポンプシステムに許容できない衝撃荷重を伝達する可能性があるためです。これを蒸気、機械、または油圧駆動の杭打ち機と比較してください。
技術の進歩により、携帯型油圧ブレーカーが実現しました。ジャックハンマーは油圧ホースで携帯型油圧パワーパックに接続されます。パワーパックは、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンで駆動する油圧ポンプ、あるいはミニショベルやスキッドステアローダーのパワーテイクオフドライブシャフトを介して機械の油圧システムに接続される方式です。油圧動力源は空気圧縮機よりも効率が良いため、同等の空気圧式バージョンと比較して、キットを小型化、低価格化、または高出力化することができます。
空気圧式または油圧式の工具は、爆発の危険性がある地下鉱山（石炭採掘など）で特に使用される可能性が高い。なぜなら、これらの工具は作動に高電圧の電力を必要としないため、火花による爆発の危険性を大幅に排除できるからである。
ビットの種類には以下が含まれます。
研ぎ方：ノミは工房で研ぎ直すか、研磨ディスク付きのアングルグラインダーで研ぎ直すことができます。研ぎ直した後は、使用前に鋼材の強度を回復させるために熱処理を行う必要があります。自己研磨式の多角形ノミや平ノミも市販されています。
ハンマーの打撃音と爆発的な空気の排気音が相まって、空気圧式削岩機は危険なほど大きな音を発し、作業者の耳の近くでは 120 dB SPLを超える音を発します。[ 24 ]耳鳴りが主な症状である難聴を防ぐために、作業者は防音イヤーマフや耳栓を着用する必要があります。現在では、空気圧式削岩機の中には工具のバレルにサイレンサーが付いているものもありますが、大きな空気の排気音、ハンマーの打撃音、コンプレッサーのエンジン音は消音されていません。
使用はレイノー症候群と関連付けられています。特に、この工具によって伝わる顕著な振動に長時間さらされると、振動性白指症として知られる二次的な症候群を引き起こす可能性があります。[ 25 ]アスレチックテープを貼ることは白指症の予防にはあまり効果的ではありませんが、不快感をいくらか軽減するのに役立つようです。空気圧ドリルの使用は、手根管症候群の発症の素因にもなり得ます。
電動空圧工具のメーカーの中には、作業者が感じる振動を軽減する振動低減システムを提供しているところもある。例えば、 ヒルティは、 60ポンド（27kg ）の空気圧ハンマーとほぼ同じ衝撃エネルギーを持ちながら、作業者が感じる振動が大幅に少ない（7m /s² ）削岩機を製造している。マキタ、デウォルト、ボッシュなどの他のメーカーも、振動減衰機能を備えた電動工具を提供している。
さらに、削岩機を使用してコンクリート舗装を破砕すると、作業者は呼吸可能な結晶性シリカを含む有害な粉塵にさらされ、珪肺症を引き起こす可能性があります。[ 26 ] [ 20 ]作業者および削岩機作業の近隣にいる人は、OSHA承認の呼吸器（米国）を含む個人用保護具を着用する必要があります。