JP2007170034A - 連続孔削孔機 - Google Patents

Abstract

【課題】先行孔に挿入されて削孔ビットによる削孔を案内するガイドロッドの外径寸法を大きく形成することが可能であるとともに、独立した単孔形成時のガイドロッドの撤去操作を軽減することが可能な連続孔削孔機を提供する。
【解決手段】ガイドロッド５は、その前端を削孔ビット３より前方に位置させるとともに、ロッドガイド６から後方へその後端を突出させた状態でロッドガイド６に対し摺動可能に貫通して設けられてなり、ガイドロッド５後端とロッドガイド６後端との間には、ガイドロッド５を前方へ向かって付勢してその前端を削孔ビット３よりも前方へ突出させる伸縮可能なコイルバネ２７を設けて、ガイドロッド５の前端が先行孔Ｐの孔底に達した後に、ガイドロッド５がロッドガイド６に対し後方へ摺動するよう構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、先行孔に挿入されて削孔ビットによる削孔を案内するガイドロッドの外径寸法を大きく形成することが可能であるとともに、独立した単孔形成時のガイドロッドの撤去操作を軽減することが可能な連続孔削孔機に関する。

岩盤などにスロットを削孔する削孔機を搭載するジャンボなどのベースマシンの小型・軽量化を図るとともに、他の用途、例えばロックボルト打設孔の削孔などへの転用も可能とすることにより、コストダウンを図る目的から、従来の多連の削孔機に代わり、連続孔削孔機が採用されつつある。この連続孔削孔機は、単孔削孔機にガイドロッドを設け、このガイドロッドを利用して続孔を穿設するものであって、いわゆる単孔連続方式でスロットを形成するようになっている。複数の単孔を並べることで形成される続孔を精度よく穿設するために、先行して形成した先行孔内にガイドロッドを挿入し、このガイドロッドに削孔ロッドを沿わせながら、先行孔の隣りに削孔ビットで削孔していく。先行孔に深く挿入することが可能なガイドロッド周りの機構として、特許文献１や特許文献２が知られている。

特許文献１の「連続孔さく孔装置」では、ビットを有する回転ロッドを収容する外管の移動を案内するセントラライザーによって、当該外管とともにガイドシリンダがガイドシェルに保持されている。ガイドシリンダは、外管と一体に形成され、既設孔内に挿入される。ガイドシリンダには、ばねによって伸縮されるガイドピストンが設けられている。ガイドピストンの後部には、これより径方向外方へ突出させて、ガイドシリンダからのガイドピストンの抜脱を規制するストッパが形成されている。

特許文献２の「岩盤削孔用ガイドロッド及び岩盤削孔装置」では、削孔ロッドにロッド保持部材を介してガイドロッドが保持されている。ガイドロッドは、大径ロッドに小径ロッドをスライド自在に組み付けて伸縮可能に構成されている。ガイドロッドは、その大径ロッドがロッド保持部材に固定的に保持されている。そしてガイドロッドは、ロッド保持部材とともにその全体が先行孔内に挿入される。また、ロッド保持部材は、削孔ロッドに回転自在に取り付けられ、従ってガイドロッドは、ロッド保持部材を介して、削孔ロッドを中心に回転可能となっている。
特開平２−８８８８１号公報 特開２００４−２６３４４５号公報

特許文献１では、既設孔に挿入されて回転ロッドの移動を案内する主要部分であるガイドピストンの外径寸法が、ガイドシリンダ内に突出形成するようにしたストッパの分だけ、細い寸法に制限されていた。特許文献２にあっても、先行孔に挿入されて削孔ロッドの移動を案内する主要部分である小径ロッドの外径寸法が、ロッド保持部材で保持するようにした大径ロッドの肉厚分だけ、細い寸法に制限されていた。これらガイドピストンや小径ロッドは、その外径寸法が細いと十分な曲げ剛性を確保することができず、その結果変形や折損などが生じて、ガイドとしての機能を適切に果たせなくなってしまうおそれがあるという課題があった。

また先行孔内方に深く位置するこれらガイドピストンや小径ロッドを利用してスライム除去や注水を行うことが好ましく、そのためには、これらガイドピストンや小径ロッドに通孔を形成することが必要となるが、ガイドピストンや小径ロッドの外径寸法が細いと、曲げ強度の問題も関係して、このような通孔を設けることが難しいという課題もあった。特に、狭いスロットを形成する場合は、各単孔の孔径が小さくなるため、上記課題が顕著であった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、先行孔に挿入されて削孔ビットによる削孔を案内するガイドロッドの外径寸法を大きく形成することが可能であるとともに、独立した単孔形成時のガイドロッドの撤去操作を軽減することが可能な連続孔削孔機を提供することを目的とする。

本発明にかかる連続孔削孔機は、削孔機本体に、削孔ビットを前端に取り付けた削孔ロッドと該削孔ロッドの削孔駆動手段とを進退自在に設け、該削孔ロッドに、先行孔に挿入される短尺のガイドロッドを保持するロッドガイドを位置固定して設け、該ガイドロッドで案内される該削孔ビットにより、先行孔に隣接する孔を形成してスロット状連続孔を形成する連続孔削孔機において、上記ガイドロッドは、その前端を上記削孔ビットより前方に位置させるとともに、上記ロッドガイドから後方へその後端を突出させた状態で該ロッドガイドに対し摺動可能に貫通して設けられてなり、上記ガイドロッド後端と上記ロッドガイド後端との間には、該ガイドロッドを前方へ向かって付勢してその前端を上記削孔ビットよりも前方へ突出させる伸縮可能な付勢部材を設けて、上記ガイドロッドの前端が先行孔の孔底に達した後に、該ガイドロッドが上記ロッドガイドに対し後方へ摺動するよう構成されることを特徴とする。

前記付勢部材は、その両端がそれぞれ前記ガイドロッド後端および前記ロッドガイド後端に固着されたコイルバネで構成されることを特徴とする。

前記削孔ロッドは、前記ロッドガイドが該削孔ロッドに対し脱着可能となるよう構成されることを特徴とする。

本発明にかかる連続孔削孔機にあっては、先行孔に挿入されて削孔ビットによる削孔を案内するガイドロッドの外径寸法を大きく形成することができるとともに、独立した単孔形成時のガイドロッドの撤去操作を軽減することができる。

以下に、本発明にかかる連続孔削孔機の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる連続孔削孔機は基本的には、図１〜図３に示すように、削孔機本体を構成するガイドシェル１に、削孔ビット３を前端に取り付けた削孔ロッド４と削孔ロッド４の削孔駆動手段であるドリフター１２とを進退自在に設け、削孔ロッド４に、先行孔Ｐに挿入される短尺のガイドロッド５を保持するロッドガイド６を位置固定して設け、ガイドロッド５で案内される削孔ビット３により、先行孔Ｐに隣接する孔Ｈを形成してスロット状連続孔Ｓを形成する連続孔削孔機において、ガイドロッド５は、その前端を削孔ビット３より前方に位置させるとともに、ロッドガイド６から後方へその後端を突出させた状態でロッドガイド６に対し摺動可能に貫通して設けられてなり、ガイドロッド５後端とロッドガイド６後端との間には、ガイドロッド５を前方へ向かって付勢してその前端を削孔ビット３よりも前方へ突出させる伸縮可能な付勢部材を設けて、ガイドロッド５の前端が先行孔Ｐの孔底に達した後に、ガイドロッド５がロッドガイド６に対し後方へ摺動するよう構成される。

付勢部材は、その両端がそれぞれガイドロッド５後端およびロッドガイド６後端に固着されたコイルバネ２７で構成される。削孔ロッド４は、ロッドガイド６が削孔ロッド４に対し脱着可能となるよう構成される。

ガイドシェル１には、その後端部に、回転・打撃装置であるドリフター１２が設けられる。ガイドシェル１には、その長さ方向に沿って後端部から前端部にわたって、削孔ロッド４が設けられる。削孔ロッド４は、ドリフター１２に連結され、削孔ビット３に回転力と打撃力を伝達し、またガイドシェル１に沿って進退移動される。ガイドシェル１にはさらに、その後端部と前端部との間に位置させて、削孔ロッド４が貫通するスライドガイド２が設けられる。スライドガイド２は、削孔ロッド４をガイドシェル１に対して支持するとともにその進退移動を案内する削孔ロッド４用のセントラライザーとして機能する。削孔ロッド４の前端側には、削孔用の削孔ビット３が着脱自在に設けられる。削孔ロッド４および削孔ビット３には、これらを貫通して削孔箇所に注水するための注水孔１３が形成される。ガイドシェル１の前端部には、岩盤などの削孔対象物Ｘに対して当該ガイドシェル１の前端部を安定的に設置させる固定パット１４が設けられる。

削孔ロッド４には、ガイドロッド５を摺動自在に保持するためのロッドガイド６が位置固定して設けられる。ガイドロッド５は、その外周形状が四角柱状に形成される。このロッドガイド６とガイドロッド５とで削孔時の削孔ビット３の案内部を構成している。ロッドガイド６は、サポートスリーブ１５およびガイドスリーブ１６を平行に並べて一体化した形態で形成される。これらサポートスリーブ１５およびガイドスリーブ１６はそれぞれ、削孔ビット３で削孔される孔Ｈおよび先行孔Ｐに挿入可能な外径寸法で形成される。サポートスリーブ１５は、断面円形の貫通孔１５ａを有する中空六角柱状に形成される。ガイドスリーブ１６は、ガイドロッド５の外周形状に沿う断面四角形のスライド孔１６ａを有する中空四角筒体状に形成されるとともに、その外周面の周方向に適宜間隔を隔てて径方向外方へ突出させてスタビライザー突起２８が設けられている。このロッドガイド６は、サポートスリーブ１５を介して、削孔ロッド４に回転自在かつ脱着自在に装着される。

ロッドガイド６を削孔ロッド４に脱着自在に装着する脱着部７は主に、削孔ロッド４に連結されたスリーブ１８と、スリーブ１８に連結され、ロッドガイド６のサポートスリーブ１５に挿抜自在に挿入されるロッド体１９と、ロッド体１９に着脱自在に取り付けられる削孔ビット３とから構成される。なお、スリーブ１８およびロッド体１９はいずれも削孔ロッド４の一部を構成するものである。スリーブ１８、削孔ビット３の外径は、ロッド体１９の外径より大径に形成されている。削孔ロッド４の前端にはネジ部が形成される。削孔ロッド４前端のネジ部には、両端にナット部が形成されたスリーブ１８の一端が螺合され、これによりスリーブ１８は削孔ロッド４に固定的に連結される。スリーブ１８の他端には、両端にネジ部が形成されたロッド体１９の一端が、衝撃吸収用のワッシャ２０を介して螺合され、これによりロッド体１９がスリーブ１８に固定的に連結される。ロッド体１９の他端には、削孔ビット３に形成されたナット部が螺合され、これによりロッド体１９、ひいては削孔ロッド４に削孔ビット３が着脱自在に取り付けられる。

サポートスリーブ１５には、貫通孔１５ａを介してロッド体１９が挿抜自在に挿入される。また、サポートスリーブ１５の後端面が、削孔ロッド４の打撃の際の緩衝用のワッシャ２０を介して、スリーブ１８の前端面に当接され、またサポートスリーブ１５の前端面が削孔ビット３の後端面に当接されることで、サポートスリーブ１５は、ロッド体１９に支持されつつこれらスリーブ１８と削孔ビット３との間に挟み込んで位置固定される。従って、予め削孔ロッド４の前端にスリーブ１８を連結し、このスリーブ１８にワッシャ２０を介してロッド体１９を連結しておき、この状態で、ロッドガイド６のサポートスリーブ１５をロッド体１９に挿入し、サポートスリーブ１５前端から突出するロッド体１９に削孔ビット３を取り付けることで、ロッドガイド６は削孔ロッド４に対し位置固定して設けられる。

ロッドガイド６を取り外す際には、削孔ビット３が取り外されたロッド体１９から、サポートスリーブ１５を介してロッドガイド６を抜き出すだけでよい。削孔ロッド４の後端には、当該削孔ロッド４をドリフター１２に連結する連結具２１のネジ部と螺合されるナット部が形成される。

ロッドガイド６のガイドスリーブ１６は上述したように、スライド孔１６ａを有する中空四角筒体状に形成され、スライド孔１６ａがガイドスリーブ１６を貫通して形成されることで、ガイドスリーブ１６の後端には、ロッドガイド６の後端から後方へ向かって開放された開口部８が形成される。ガイドスリーブ１６には、先行孔Ｐにその前端から挿入されるガイドロッド５が挿入される。ガイドロッド５は、軸体状であって、その前端および後端がガイドスリーブ１６の前端および後端から突出するように、ガイドスリーブ１６よりも長く形成される。ガイドロッド５の外周面には、スライド孔１６ａの形状に沿う四角柱状に形成され、これによりガイドロッド５は、ガイドスリーブ１６に摺動自在かつ回転不能に設けられる。

ガイドロッド５の先端には、先行孔Ｐへの挿入を円滑化するための尖頭部２３が形成される。ガイドロッド５には、尖頭部２３の後方位置に、周方向に適宜間隔を隔てて径方向外方へ突出させてスタビライザー突起２４が形成される。スタビライザー突起２４は、先行孔Ｐの内周面に摺接されて先行孔Ｐ内でのガイドロッド５の姿勢を安定化させる。スタビライザー突起２４は、スライド孔１６ａの内径よりも大きな外径寸法で形成され、これによりガイドロッド５のガイドスリーブ１６後方への抜脱が規制される。

ガイドスリーブ１６後端の開口部８を介して当該ガイドスリーブ１６後端から後方へ突出されたガイドロッド５の後端には、ロッドガイド６からのガイドロッド５の抜脱を規制するストッパ９が設けられる。ストッパ９は、ガイドロッド５にその後端から挿入されて取り付けられる。ストッパ９は、スライド孔１６ａの内径よりも大きな外径寸法で形成され、その前端面がガイドスリーブ１６の後端面に当接可能で、これによりガイドロッド５がガイドスリーブ１６前方、ひいてはロッドガイド６前方へ抜脱されることが規制される。ストッパ９の外周面にもその長さ方向に沿って、周方向に適宜間隔を隔てて径方向外方へ突出するスタビライザー突起２５が形成される。ガイドロッド５は、ガイドスリーブ１６にその前方から挿入され、ガイドスリーブ１６の開口部８から突出された後端にストッパ９が装着されることで、ロッドガイド６に保持される。ストッパ９は、ガイドロッド５とロッドガイド６とを一体化する固定部材としても機能する。

ガイドロッド５、本実施形態にあってはガイドロッド５の後端に設けられたストッパ９に、係合孔１０が形成される。係合孔１０の内面は、ストッパ９の後端から前方へ向かって漸次内径が窄められてテーパ面１０ａで形成される。ガイドロッド５には長さ方向に貫通して、尖頭部２３からストッパ９の係合孔１０にわたって連通させて孔部２６が形成される。孔部２６は、削孔箇所周辺への注水や削孔箇所周辺からのスライムの除去などに利用される。

ガイドロッド５後端、すなわちストッパ９と、ロッドガイド６後端、図示例にあってはガイドスリーブ１６との間に、ガイドロッド５を前方へ向かって付勢して、ガイドロッド５前端を削孔ビット３よりも前方へ突出させる付勢部材として、コイルバネ２７が設けられている。このコイルバネ２７は、その両端がそれぞれストッパ９およびガイドスリーブ１６に固着されて、これらガイドロッド５およびロッドガイド６に一体化されている。

他方、ガイドシェル１には、削孔ロッド４を支持するスライドガイド２とは別個に、削孔ロッド４の後退とともに後退するガイドロッド５に設けたストッパ９の係合孔１０に係脱自在に係合して、削孔ロッド４に対するガイドロッド５の位置を位置決めする係合突起１１が設けられる。係合突起１１は、テーパ面１０ａで形成した係合孔１０に対応させて、錐体面で形成されたテーパ面１１ａを備えて形成される。ガイドロッド５に設けたストッパ９の係合孔１０は、削孔ロッド４を後退させた連続孔削孔機の待機状態で、係合突起１１に係合し、削孔ロッド４が前進する連続孔削孔機の稼働状態で先行孔Ｐに挿入されたガイドロッド５が前進することで係合突起１１から離脱する。

本実施形態にかかる連続孔削孔機の作用について説明する。まず事前に、ロッドガイド６にガイドロッド５を挿入し、ストッパ９でガイドロッド５をロッドガイド６に固定して一体化しておく。以後、このパーツの脱着で、連続孔の削孔作業と、独立した単孔の削孔作業とを切り換える。連続孔の削孔準備に際しては、削孔ビット３をロッド体１９から取り外し、ロッド体１９に、ガイドロッド５を一体化したロッドガイド６を挿入して、再度削孔ビット３をロッド体１９に取り付ける。これにより、ガイドロッド５を備えたロッドガイド６が削孔ロッド４に対して位置固定される。

その後、削孔ロッド４を後退させて待機位置にセットする。削孔ロッド４を後退させると、ガイドロッド５がロッドガイド６とともに後退するとともに、この削孔ロッド４の後退動作により、ガイドロッド５の係合孔１０がガイドシェル１の係合突起１１に係合する。これにより、ガイドロッド５は削孔ロッド４に対して適正に位置決めされる。常時収縮状態にあるコイルバネ２７により、ロッドガイド６に対してストッパ９が引き寄せられる方向に付勢されることとなって、通常時はガイドロッド５はロッドガイド６から最も突出した状態に維持される。これにより、連続孔削孔機は待機状態にセットされる。

連続孔削孔機の稼働にあたっては図２（ａ）に示すように、ガイドシェル１を前進させて、固定パット１４を削孔対象物Ｘに当接させる。このガイドシェル１の前進によって、ガイドロッド５の尖頭部２３が先行孔Ｐ内に挿入されるとともに、削孔ビット３が削孔箇所に当接される。この操作に際しては、係合突起１１と係合孔１０とにより、削孔ロッド４に対するガイドロッド５の位置決めが確保されるので、ガイドロッド５の先行孔Ｐへの挿入により削孔ビット３を適正な削孔箇所に導くことができる。図２（ｂ）に示すように、ドリフター１２を起動して削孔ビット３により徐々に削孔して孔Ｈを形成して行くに従って、ガイドロッド５は削孔ビット３に対してほぼ同じ位置関係を保ちつつ、先行して先行孔Ｐ内に進入していく。

図２（ｃ）に示すように、先行孔Ｐの孔底にガイドロッド５の尖頭部２３が到達すると、ガイドロッド５のそれ以上の進出が制止され、ガイドロッド５が先行孔Ｐの孔底に達すると、ガイドロッド５が制止されることに対して、ロッドガイド６が削孔ロッド４の進出とともに前進し、これによりコイルバネ２７が伸張されて、削孔ビット３により先行孔Ｐ孔底に達する孔Ｈの削孔が行われる。ロッドガイド６がガイドロッド５に対して摺動して、ガイドスリーブ１６が尖頭部２３側のスタビライザー突起２４に当接すると、削孔ロッド３はそれ以上前進することができなくなり、削孔ビット３による削孔が完了する。ロッドガイド６からの削孔ビット３の突出寸法と、尖頭部２３からスタビライザー突起２４にわたる長さ寸法をほぼ同じにしておけば、先行孔Ｐと削孔ビット３による孔Ｈの孔深さはほぼ同一となる。

削孔完了後は、図２（ｄ）に示すように、削孔ロッド４が後退して行くにつれてロッドガイド６が後退することにより、コイルバネ２７は収縮状態に復原し、ガイドロッド５はロッドガイド６から最も突出した状態に戻される。その後、ロッドガイド６がストッパ９に当接すると、削孔ロッド４の後退とともにガイドロッド５が先行孔Ｐから引き出されていく。そしてストッパ９の係合孔１０が係合突起１１に係合する。ガイドロッド５およびロッドガイド６が引き出された際、ロッドガイド６が削孔ロッド４に対して、回転していたら、人力によりこれを削孔ロッド４周りに回転して正規位置に戻し、係合孔１０を係合突起１１に係合させる。係合させた後、さらに削孔ロッド４を後退させると、これに伴い後退するストッパ９の係合孔１０の孔壁を受止する係合突起１１が、ガイドロッド５を、規制手段の摺動規制を超える力でもって押圧して摺動させ、削孔ビット３より前方の所定位置に位置させる。以上で、削孔ロッド４の後退動作が完了する。この後、ガイドシェル１を削孔対象物Ｘの表面に沿って所定量移動させた後、先行孔Ｐにガイドロッド５を挿入して、次の削孔を行う。以上の工程を繰り返すことにより、一連のスロット状連続孔Ｓが削孔対象物Ｘに形成される。

ところで、本実施形態にかかる連続孔削孔機にあっては、ロッドガイド６に形成した開口部８から後方へ突出させたガイドロッド５の後端に、ガイドロッド５がロッドガイド６から抜脱されることを規制するストッパ９を設けたので、ストッパ９をロッドガイド６のスライド孔１６ａ内に配置する場合に比べて、当該ストッパ９をスライド孔１６ａ外方へ配置した分だけ、ガイドロッド５の外径寸法を大きく設定することができる。これにより、先行孔Ｐに挿入されて削孔ビット３による削孔を案内するガイドロッド５の強度を高く確保することができる。また、注水やスライム除去のための孔部２６を適切にガイドロッド５に設けることができる。

また、ガイドロッド５の位置決めを、削孔ロッド４用のスライドガイド２とは別に設けた係合突起１１とこれに係合する係合孔１０で行うようにしたので、独立した単孔を削孔する際には、ガイドロッド５を撤去するのみで、そのほか何らの変更も行う必要なく、削孔ロッド４で単孔の削孔作業を行うことができる一方で、連続孔削孔時には、ガイドロッド５を装着するだけで、これら係合突起１１と係合孔１０とによって適切に削孔ロッド４に対するガイドロッド５の位置決め機能を確保することができる。また、単孔の削孔作業と連続孔の削孔作業の切り替えに際しては、装着部７における削孔ビット３の取り外しによって、ガイドロッド５と一体化したロッドガイド６の脱着操作を実施するだけでよく、簡単にこれら作業を切り換えることができて、単孔を穿設する際のガイドロッド５の撤去操作を軽減することができ、作業効率を向上できる。

本発明にかかる連続孔削孔機の好適な一実施形態を示す分解斜視図である。 図１の連続孔削孔機による削孔作業状態を説明する説明図である。 図２（ｂ）中、Ａ〜Ｆ位置における断面の状態を説明する説明図である。

符号の説明

１ ガイドシェル
２ スライドガイド
３ 削孔ビット
４ 削孔ロッド
５ ガイドロッド
６ ロッドガイド
７ 脱着部
８ 開口部
９ ストッパ
１０ 係合孔
１１ 係合突起
１０ａ，１１ａ テーパ面
２６ 孔部
２７ コイルバネ
Ｈ 孔
Ｐ 先行孔
Ｓ スロット状連続孔

Claims (3)

1. 削孔機本体に、削孔ビットを前端に取り付けた削孔ロッドと該削孔ロッドの削孔駆動手段とを進退自在に設け、該削孔ロッドに、先行孔に挿入される短尺のガイドロッドを保持するロッドガイドを位置固定して設け、該ガイドロッドで案内される該削孔ビットにより、先行孔に隣接する孔を形成してスロット状連続孔を形成する連続孔削孔機において、
   上記ガイドロッドは、その前端を上記削孔ビットより前方に位置させるとともに、上記ロッドガイドから後方へその後端を突出させた状態で該ロッドガイドに対し摺動可能に貫通して設けられてなり、
   上記ガイドロッド後端と上記ロッドガイド後端との間には、該ガイドロッドを前方へ向かって付勢してその前端を上記削孔ビットよりも前方へ突出させる伸縮可能な付勢部材を設けて、
   上記ガイドロッドの前端が先行孔の孔底に達した後に、該ガイドロッドが上記ロッドガイドに対し後方へ摺動するよう構成されることを特徴とする連続孔削孔機。
2. 前記付勢部材は、その両端がそれぞれ前記ガイドロッド後端および前記ロッドガイド後端に固着されたコイルバネで構成されることを特徴とする請求項１に記載の連続孔削孔機。
3. 前記削孔ロッドは、前記ロッドガイドが該削孔ロッドに対し脱着可能となるよう構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の連続孔削孔機。

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