JP2014224369A

JP2014224369A - 割岩装置

Info

Publication number: JP2014224369A
Application number: JP2013103391A
Authority: JP
Inventors: 八州郎久木田; Yasuro Kukida
Original assignee: KUKITA KK
Current assignee: KUKITA KK
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-12-04

Abstract

【課題】岩盤の傾斜角度や傾斜方向に応じて形成された割岩用孔に対する割岩作業を円滑に且つ効率良く実施し得る割岩装置を提供する。
【解決手段】この割岩装置１は、一対のライナ１１と、一対のライナ１１間に進退自在なウェッジ１２とを有する楔式の割岩機本体３と、旋回機構２１、第一の搖動機構２２および第二の搖動機構２３を有する姿勢調整機構２とを有し、割岩機本体３が、姿勢調整機構２を介してバックホーＡのブームＢ先端に装着されるようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、バックホー等の作業機のブーム先端に装着する楔式の割岩装置に関する。

従来、楔式の割岩装置は、例えば特許文献１ないし２に開示されるように、一対のライナと、一対のライナ間に進退自在なウェッジとを有する割岩機本体を有し、この割岩機本体を作業機のブーム先端に装着したものが知られている。
この種の楔式の割岩装置によって割岩作業を行う際には、まず、バックホー等の作業機のブームを作動させて割岩装置を所望の位置に移動し、岩盤に予め掘削した割岩用孔内に割岩装置先端のライナを挿入する。次いで、ウェッジを一対のライナ間に進入させて割岩用孔内でライナを左右に拡開し、割岩用孔周辺に亀裂を生じさせることにより割岩作業を行う。

ここで、特許文献１に開示される割岩装置は、ガイドレールに沿って摺動自在に作業機のブーム先端に装着され、割岩時には、ガイドレールに沿って割岩装置を割岩用孔内に進入させるようになっている。また、特許文献２に開示される割岩装置は、ブーム先端に割岩装置を吊り下げる吊具と、割岩装置を側面から係脱可能に支持する支持装置とを備え、割岩時には、岩盤に予め掘削した割岩用孔内に割岩装置先端のライナを挿入した後に支持装置を解放して割岩作業を行えるようになっている。

特開２００４−３１６３２５号公報（図１、図３）特開２００１−７３６６２号公報（図１、図７）

しかしながら、割岩作業を行う岩盤の傾斜角度や傾斜方向は様々である。そのため、上記特許文献１に開示される割岩装置のように、作業機のブーム先端に、ガイドレールに沿って摺動自在に割岩機本体を装着したり、上記特許文献２に開示される割岩装置のように、支持装置と吊具により割岩装置を支持したりする構造の場合、ブームの変位作動のみによって割岩装置を所望の位置に移動しなければならない。したがって、様々な方向に掘削された割岩用孔に一対のライナを効率良く挿入することが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、バックホー等の作業機のブーム先端に装着する楔式の割岩装置において、様々な方向に掘削された割岩用孔の傾斜方向に沿って一対のライナを円滑に且つ効率良く挿入し得る割岩装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る割岩装置は、バックホー等の作業機のブーム先端に装着する割岩装置であって、一対のライナと、該一対のライナ間に進退自在なウェッジとを有する楔式の割岩機本体と、該割岩機本体の姿勢を調整可能な姿勢調整機構とを備え、前記姿勢調整機構が、前記割岩機本体の旋回姿勢の調整およびその保持をする旋回機構と、前記割岩機本体の搖動姿勢の調整およびその保持をする第一の搖動機構と、前記割岩機本体の上下方向での搖動姿勢を前記割岩機本体の自重によって変える第二の搖動機構を前記作業機のブーム先端側からこの順に有し、前記割岩機本体が、前記姿勢調整機構を介して前記作業機のブーム先端に装着されるようになっていることを特徴とする。

ここで、本発明の一態様に係る割岩装置において、前記一対のライナと前記ウェッジとの摺動部にグリスを供給する給脂装置を更に備え、前記給脂装置は、給脂用ポンプの駆動により内部のグリスを送出するグリスタンクと、該グリスタンクに接続された給脂配管とを有し、前記給脂配管が前記一対のライナの基端部に接続されるとともに、前記一対のライナの内部には、前記給脂配管に連通するとともに自身軸方向に沿って形成された給脂通路と、該給脂通路に連通されて前記ウェッジ側を向く面に開口された複数の給脂口とが形成されていることは好ましい。このような構成であれば、給脂用ポンプの駆動により、グリスタンク内のグリスを給脂配管から給脂通路に送り出し、複数の給脂口から一対のライナとウェッジとの摺動部に供給することができる。

また、本発明の一態様に係る割岩装置において、前記割岩装置に対して着脱可能且つ前記割岩装置を載置可能な載置台を備えることは好ましい。このような構成であれば、バックホー等のブームには、種々のアタッチメントが装着されて汎用的に用いられるため、割岩装置を必要に応じて着脱するとともに保管する上で好適である。

本発明によれば、バックホー等の作業機のブーム先端と割岩機本体との間に、旋回機構、第一の搖動機構および第二の搖動機構を有する姿勢調整機構が介装されるので、ブーム自体の変位作動に加え、ブーム先端での割岩機本体の姿勢調整が可能となり、あらゆる方向に割岩機本体を変位させることができる。よって、割岩作業を行う岩盤の傾斜角度や傾斜方向応じて形成された割岩用孔に対して一対のライナを円滑に且つ効率良く挿入し得て、割岩作業を円滑に且つ効率良く行うことができる。

本発明の一態様に係る割岩装置を作業機のブーム先端に装着した状態の一例を示す説明図である。本発明の一態様に係る割岩装置の一実施形態を示す斜視図である。図２に示す割岩装置の分解斜視図である。一対のライナにグリスを供給する給脂機構を説明する要部斜視図である。割岩機本体部分の断面図であり、同図は軸線を含む断面を示している。楔式の割岩機における、ウェッジの進退作動を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態の割岩装置１は、作業機であるバックホーＡのブームＢ先端に装着されるものである。そして、この割岩装置１は、割岩機本体３と、この割岩機本体３の姿勢を調整可能な姿勢調整機構２とを有する。

図２に示すように、割岩機本体３は、円筒状軸部材を軸方向に沿って左右に２分割した形状の一対のライナ１１と、一対のライナ１１間に進退自在な楔である尖頭状のウェッジ１２とを有する楔式の割岩機構を備えている。また、上記姿勢調整機構２は、上記ブームＢに装着されるブームブラケット６の側から順に、旋回機構２１、第一の搖動機構２２および第二の搖動機構２３が連設されている。そして、この割岩装置１のブームブラケット６が、上記ブームＢ（図１参照）の先端に装着されることにより、図１に示すように、割岩機本体３がバックホーＡのブームＢの先端に姿勢調整機構２を介して装着される。

なお、バックホーＡのブームＢには、本実施形態の割岩装置１以外にも種々のアタッチメントが装着されて汎用的に用いられる。そのため、本実施形態の割岩装置１には、図２に示すように、割岩装置１を載置する載置台６０が付属されている。この載置台６０は、鋼材製の枠体であり、その枠体上部に割岩装置１を水平姿勢で載置可能とされ、また、割岩装置１に対してねじにより着脱可能になっている。これにより、割岩装置１を必要に応じて着脱するとともに保管可能としている。

割岩機本体３は、図５に断面図を示すように、上記ウェッジ１２を軸方向に沿って進退させるシリンダ本体１３を備えている。シリンダ本体１３は、中空円筒状のシリンダチューブ１３ａと、このシリンダチューブ１３ａ内に圧油の給排に応じて進退自在に摺嵌されたシリンダロッド１３ｂとを有する。シリンダロッド１３ｂの先端には、中実円筒状の連結部材１４の基端部が同軸に螺合されている。連結部材１４の先端部は、平面部が加工されており、ウェッジ１２の基端部が、連結ピン１５を介して連結部材１４の平面部に枢支されている。これにより、ウェッジ１２は、シリンダロッド１３ｂとともに軸回りに回転自在とされるとともに、シリンダ本体１３への圧油の給排に応じて軸方向に進退可能になっている。

また、図５に示すように、シリンダ本体１３の前端部には回転機構部１６が同軸に連設されている。回転機構部１６は、シリンダ本体１３の前端部に一体固定されたケーシング１６ａと、このケーシング１６ａの内部に、軸方向前後の軸受１７を介して回動自在に保持された中空円筒状の内筒１６ｂとを有する。ケーシング１６ａは、軸方向に沿って上下に２分割してなる分割構造とされている（図３参照）。内筒１６ｂは、シリンダロッド１３ｂと同軸に挿通された状態で保持されている。内筒１６ｂの先端部外周面には円環状の平歯車１８が一体に固定されている。平歯車１８は、ライナ回動モータ３０の駆動軸に連動するピニオンを含む歯車機構１９に歯合されている。ライナ回動モータ３０は、上記ケーシング１６ａ側に自身本体部が固定されている。これにより、ライナ回動モータ３０の駆動により、歯車機構１８，１９を介して回転機構部１６の内筒１６ｂがシリンダロッド１３ｂと同軸に回転駆動されるようになっている。

さらに、図５に示すように、回転機構部１６には、その内筒１６ｂの先端に、略立方体状のライナ支持ケース５１が連設されている。ライナ支持ケース５１は、一対のライナ１１を左右に開閉可能に押圧するバネ機構５２を介して一対のライナ１１の基端部１１ａを支持している。上記ウェッジ１２は、回転機構部１６の内筒１６ｂの中空部を通して一対のライナ１１間まで進入している。これにより、上記ライナ回動モータ３０を駆動すると、内筒１６ｂが連動して軸回りに回動し、内筒１６ｂの先端に連設したライナ支持ケース５１とともに一対のライナ１１が軸回りに回動するようになっている。

そして、ウェッジ１２は、シリンダロッド１３ｂとともに軸回りに回転自在とされているので、一対のライナ１１とともにウェッジ１２も軸回りに回動される。これにより、一対のライナ１１の拡開方向を所望する割岩方向に合わせることができる。そして、割岩作業時においては、上記シリンダ本体１３のシリンダロッド１３ｂを伸長方向に作動することで、図６に示すように、ウェッジ１２を、一対のライナ１１間に進出させ、ウェッジ１２の先端外側面が一対のライナ１１の内側面に当接して、一対のライナ１１を左右方向に拡開させ、楔の作用によって所望する割岩方向に割岩可能になっている。

次に、本実施形態の割岩装置１が備える、上記姿勢調整機構２について詳しく説明する。
姿勢調整機構２は、図２に示すように、ブームＢの先端に割岩装置１全体を連結するブームブラケット６が旋回機構２１の上部に設けられている。ブームブラケット６は、前後に離隔した連結軸７ａ，７ｂを有し、この連結軸７ａ，７ｂ介してブームＢの先端に装着される。また、旋回機構２１の下部には、平面視が略矩形をなす板状の支持ベース５が設けられ、この支持ベース５上部と旋回機構２１との間に、第一の搖動機構２２が設けられている。さらに、支持ベース５の下部には、搖動ブラケット８を介して上述した割岩機本体３が装着されている。

旋回機構２１は、図３に分解斜視図を示すように、ブームブラケット６の基端部に一体形成されて平面視が円形のベース板２１ｆと、このベース板２１ｆの下面に連結されて不図示の内歯車が形成された円環状の内周ギヤ２１ａと、この内周ギヤ２１ａの外周面の段部と係合されてその係合により内周ギヤ２１ａとは周方向に回動自在とされる一方で軸方向には相互に移動が拘束された円環状の摺動部材２１ｂとを有する。また、摺動部材２１ｂの下面には、平面視が円形の旋回ブラケット２１ｃが連設されている。

さらに、旋回ブラケット２１ｃの下面には旋回用油圧モータ３１の本体部が固定されるとともに、旋回用油圧モータ３１の駆動軸に装着されたピニオン３１ａが上記内周ギヤ２１ａの内歯車に歯合している。これにより、旋回用油圧モータ３１の駆動により、ブームブラケット６に対して旋回ブラケット２１ｃを旋回駆動させるとともに任意の角度で保持可能になっている。すなわち、旋回ブラケット２１ｃ側に連結された割岩機本体３を所定の範囲で旋回駆動およびその旋回位置を保持可能な旋回機構２１が構成されている。

また、図３に示すように、上記支持ベース５は、その上面後方の左右両側方に、先端を上方に向けて立設された左右一対の支持アーム５ｂを有する。旋回ブラケット２１ｃの下面には、前後に離隔して連結腕２１ｅおよび連結腕２１ｄが立設されている。一対の支持アーム５ｂの先端は、旋回ブラケット２１ｃ下面後方の連結腕２１ｄの先端に、割岩機本体３の軸線とは直交方向を向く連結軸７ｃを介して回動自在に枢支されている。また、支持ベース５の上面中央の左右両側には２本のチルトシリンダ９が設けられている。各チルトシリンダ９上側のロッド先端は、上記旋回ブラケット２１ｃ下面前方の連結腕２１ｅの先端に、割岩機本体３の軸線とは直交方向を向く連結軸７ｄを介して回動自在に枢支され、また、下端のチューブ側が同様に連結軸７ｅで支持ベース５上面に枢支されている。これにより、チルトシリンダ９の伸縮駆動により、旋回ブラケット２１ｃに対して支持ベース５を任意の角度で保持できるようになっており、支持ベース５側に連設された割岩機本体３の搖動姿勢を所望の範囲で調整およびその保持が可能な第一の搖動機構２２が構成されている。

さらに、割岩機本体３は、図３に示すように、上記回転機構部１６のケーシング１６ａが搖動ブラケット８と一体固定されている。搖動ブラケット８の上面には、先端を上方に向けて対をなす二組の連結腕８ａが立設されている。また、上記支持ベース５の下面には、先端を下方に向けて二組の連結腕５ａが立設されている。そして、搖動ブラケット８の連結腕８ａと支持ベース５下面の連結腕５ａとが、割岩機本体３の軸線とは直交方向を向く回動軸７を介して連結されることで、割岩機本体３が回動軸７まわりに回動自在に懸下されている。これにより、割岩機本体３の自重により割岩機本体３の上下方向での搖動姿勢を変える上記第二の搖動機構２３が構成されている。

なお、割岩装置１を駆動する圧油系統は、バックホーＡに設置した専用配管を用いており、複数の油圧バルブからなる割岩装置１用のバルブブロックを経由することにより、割岩装置１の上述した各油圧アクチュエータ（９、１３、３０、３１）がバックホーＡのキャビン内から操作可能とされている。

また、本実施形態の割岩装置１は、図４に示すように、一対のライナ１１とウェッジ１２との摺動部にグリスを供給する給脂装置４０を備えている。この給脂装置４０は、不図示の給脂用ポンプと、この給脂用ポンプの駆動により内部のグリスを送出する円筒状のグリスタンク４１と、このグリスタンク４１に接続された給脂配管４２とを有する。給脂配管４２の先端は、一対のライナ１１の、つば状に形成された基端部１１ａの端面に接続されている（図５参照）。そして、一対のライナ１１の内部には、図５に示すように、給脂配管４２に連通するとともに自身軸方向に沿って形成された給脂通路１１ｂと、この給脂通路１１ｂに連通されてウェッジ１２側を向く面に開口された複数（この例では２か所）の給脂口１１ｃとが形成されている。

これにより、給脂用ポンプの駆動により、グリスタンク４１内のグリスを給脂配管４２から給脂通路１１ｂに送り出し、複数の給脂口１１ｃから一対のライナ１１とウェッジ１２との摺動部に供給可能とされている。なお、給脂するグリスとしては種々のグリスを使用することができるが、楔式の割岩装置用に調製された専用グリスを用いることが望ましい。

なお、図示は省略するが、本実施形態の割岩装置１は、上記給脂装置４０に加え、更に散水装置を備えている。この散水装置は、専用の散水配管と噴射ノズルを有しており、この散水配管から供給された水を一対のライナ１１とウェッジ１２との摺動部に適当な圧力（例えば７ｂａｒ）で噴射ノズルから噴射可能とされている。これにより、本実施形態の割岩装置１によれば、一対のライナ１１とウェッジ１２との摺動部を冷却することができる。そのため、一対のライナ１１とウェッジ１２の早期損傷や破損を防止または抑制可能であり、また、上記給脂装置４０によるグリス供給量を抑制可能とされている。

次に、上述した割岩装置１による割岩方法、および割岩装置１の作用効果について説明する。
この割岩装置１によって割岩作業を行う際は、まず、図６（ａ）に示すように、予め掘削機により割岩作業を行う岩盤Ｇに対して割岩用孔Ｈを一定方向に必要な数だけ穿設しておく。次に、上記バックホーＡのブームＢを操作してブームＢの先端に装着した割岩装置１の割岩機本体３を岩盤Ｇの上方に移動する。

次に、ブームＢの先端と割岩機本体３との間に設けた姿勢調整機構２により割岩機本体３の姿勢を調整して、一対のライナ１１を割岩用孔Ｈの傾斜方向に沿って位置させる。すなわち、旋回機構２１の旋回用油圧モータ３１の駆動により割岩機本体３を旋回させて旋回姿勢の調整およびその保持を行い、また、第一の搖動機構２２のチルトシリンダ９の伸縮駆動により、割岩機本体３を搖動させて搖動姿勢の調整およびその保持を行う。

次に、バックホーＡのブームＢを操作して割岩用孔Ｈの傾斜方向に沿って割岩機本体３を移動し、図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、割岩用孔Ｈの内部に一対のライナ１１を挿入する。ここで、姿勢調整機構２のうち、上記第二の搖動機構２３については、能動的駆動機構を有しないところ、それ故、割岩機本体３の自重によって割岩機本体３の上下方向での搖動姿勢を所定の範囲で割岩用孔Ｈの傾斜方向に沿って変えられるので、割岩用孔Ｈの内部に一対のライナ１１を挿入するときに、割岩用孔Ｈの軸線と割岩機本体３の軸線相互のズレを補正することができるという優れた作用効果を奏する。

次に、ライナ回動モータ３０を駆動して一対のライナ１１を回動し、一対のライナ１１の拡開方向と所望する割岩方向とを一致させる。次に、図６（ｂ）に示すように、シリンダ本体１３を作動してウェッジ１２を一対のライナ１１間に進入させて一対のライナ１１を拡開させる。そして、割岩用孔Ｈの内周面に一対のライナ１１の外周面を突き当てることで、割岩用孔Ｈに所望する割岩方向の亀裂を生じさせる。以上の作業を各割岩用孔Ｈに順次行うことにより、岩盤Ｇの割岩作業を行うことができる。

このように、この割岩装置１によれば、ブームＢ自体の変位作動に加え、姿勢調整機構２の３つの姿勢調整機能により、割岩装置１の割岩機本体３をあらゆる方向に変位させることができる。そのため、割岩作業を行う岩盤の傾斜角度や傾斜方向応じて形成された割岩用孔Ｈの様々な傾斜角度や傾斜方向に応じて容易に割岩機本体３を所望の姿勢とし、一対のライナ１１を円滑に且つ効率良く割岩用孔Ｈの傾斜方向に沿って位置させることができる。よって、所望の割岩作業を円滑に且つ効率良く行うことができる。なお、本発明に係る割岩装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、割岩装置１がバックホーＡのキャビン内から操作可能とされた例を説明したが、これに限らず、遠隔操作器により割岩装置１を操作することもできる。このような構成であれば、例えば狭い場所で割岩用孔Ｈが視認し難い場合であっても、オペレータは視認容易な位置に移動して効率良く割岩作業を行うことができる。

１割岩装置
２姿勢調整機構
３割岩機本体
５支持ベース
６ブームブラケット
７回動軸
８搖動ブラケット
９チルトシリンダ
１１ライナ
１２ウェッジ
１３シリンダ本体
１４連結部材
１５連結ピン
１６回転機構部
１７軸受
２１旋回機構
２２第一の搖動機構
２３第二の搖動機構
３０ライナ回動モータ
３１旋回用油圧モータ
４０給脂装置
４１グリスタンク
４２給脂配管
５１ライナ支持ケース
５２バネ機構
６０載置台
Ａバックホー
Ｂブーム
Ｇ岩盤
Ｈ割岩用孔

Claims

作業機のブーム先端に装着する割岩装置であって、
一対のライナと、該一対のライナ間に進退自在なウェッジとを有する楔式の割岩機本体と、該割岩機本体の姿勢を調整可能な姿勢調整機構とを備え、
前記姿勢調整機構が、前記割岩機本体の旋回姿勢の調整およびその保持をする旋回機構と、前記割岩機本体の搖動姿勢の調整およびその保持をする第一の搖動機構と、前記割岩機本体の上下方向での搖動姿勢を前記割岩機本体の自重によって変える第二の搖動機構を前記作業機のブーム先端側からこの順に有し、前記割岩機本体が、前記姿勢調整機構を介して前記作業機のブーム先端に装着されるようになっていることを特徴とする割岩装置。
前記一対のライナと前記ウェッジとの摺動部にグリスを供給する給脂装置を更に備え、
前記給脂装置は、給脂用ポンプの駆動により内部のグリスを送出するグリスタンクと、該グリスタンクに接続された給脂配管とを有し、
前記給脂配管が前記一対のライナの基端部に接続されるとともに、前記一対のライナの内部には、前記給脂配管に連通するとともに自身軸方向に沿って形成された給脂通路と、該給脂通路に連通されて前記ウェッジ側を向く面に開口された複数の給脂口とが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の割岩装置。
前記割岩装置に対して着脱可能且つ前記割岩装置を載置可能な載置台を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の割岩装置。