JP3299843B2 - 岩盤穿孔機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は穿孔ロッドの打撃回転に
より岩盤に溝孔を穿設する岩盤穿孔機の改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、岩盤層に例えばトンネルを掘
削する場合、計画トンネルの切羽の外周縁部に沿ってト
ンネル長さ方向に適宜深さの溝孔を多数穿設し、これら
の溝孔で囲まれた切羽地盤を発破等によって除去しなが
らトンネルを掘削していくことが行われている。このよ
うな穿孔装置としては、走行車体の旋回ブーム先端に穿
孔機ガイドを装着し、この穿孔機ガイドの上面に穿孔機
を前後摺動、固定自在に配設してなる構造のものが知ら
れている。

【０００３】上記穿孔機の構造は、図７〜図10に示すよ
うに、５本の長尺パイプ体A1を連結片A2によって横幅方
向に一定間隔毎に一体に並設してなるロッドガイドＡの
各長尺パイプ体A1に、先端に穿孔ビットB1を装着してな
る穿孔ロッドＢを挿通し、ロッドガイドＡの前端部を穿
孔機ガイドＣの前端に立設している軸受部材Ｄに摺動自
在に挿通、支持させると共に後端面を穿孔機ガイドＣ上
に前後動自在に配設した摺動台板Ｅの前端に立設してい
るロッドＢ内に水を供給するスイベルＦの前面に固着
し、さらに、このスイベルＦから後方に突出している各
穿孔ロッドＢを穿孔機ガイドＣ上に配設している回転装
置Ｇに連結すると共に回転装置Ｇの後方側に配設した打
撃装置Ｈにより各穿孔ロッドＢの後端面を叩打させるよ
うに構成している。

【０００４】そして、摺動台板Ｅを前進させて穿孔ロッ
ドＢの先端ビットB1を岩盤層に押し付けた状態にしたの
ち、各穿孔ロッドＢを回転装置Ｇによって回転させると
共に打撃装置Ｈにより叩打して穿孔ロッドＢを前進させ
ることにより岩盤層に溝孔を掘削している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の穿孔機によれば、穿孔ロッドＢによる溝孔の
掘進に従って並列した長尺パイプ体A1よりなるロッドガ
イドＡも溝孔内に進入して該溝孔の開口端から掘削ビッ
ト先端近傍部までの全長に亘って挿入された状態となる
から、溝孔とロッドガイドＡとの隙間が小さくて穿孔ロ
ッドＢの先端から噴出させるくり粉排出用流体の円滑な
流通が妨げられ、くり粉の排出が困難となる場合が生じ
る。

【０００６】さらに、排出が困難なくり粉等がロッドガ
イドＡの長尺パイプ体A1内に侵入してこれらの長尺パイ
プA1と穿孔ロッドＢとの間に詰まり、穿孔機が故障する
原因となり、その上、詰まったくり粉等を除去しようと
しても、長尺パイプA1の後端がスイベルＦの前端面に固
着しているために、その除去作業が極めて困難である等
の問題点があった。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、くり粉等の排出が円滑に行えると共に詰まり
が発生してもその除去が簡単に行えるようにした岩盤穿
孔機の提供を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の岩盤穿孔機は、請求項１に記載したよう
に、先端に掘削ビットを装着してなる穿孔ロッドを偶数
本、並設し、これらの穿孔ロッドを打撃回転させて岩盤
を穿孔する穿孔機において、各穿孔ロッドの先端部を摺
動自在に挿通させた短筒部を並設し且つ隣接する短筒部
間を連結部によって一体に連結してなる連結部材と、少
なくとも一本の穿孔ロッドの先端部分に焼き嵌めにより
固着されて上記連結部材の後端面に押接するリング状鍔
体とを備えてあり、さらに、隣接する上記穿孔ロッドを
互いに逆方向に回転させるように構成していると共に、
上記リング状鍔体を固着させている穿孔ロッドの先端部
分を小径に形成してこの穿孔ロッドの大径部分との連接
部に形成された環状段面にリング状鍔体を受止させた状
態で固着させている構造としている。

【０００９】

【作用】穿孔ロッドを回転させると共に打撃して岩盤層
に溝孔を穿設していくと、打撃時に穿孔ロッドに曲がり
が生じようとするのをリング状鍔体によって防止しなが
ら直進状に精度よく溝孔を掘進していくことができると
共に掘削されたくり粉が穿孔ロッドと掘削孔壁との比較
的大きな隙間を通じて後方に排出される。

【００１０】又、各穿孔ロッドの先端部を挿通させた短
筒部を有し、且つ隣接する短筒部間を連結部により一体
に連結してなる連結部材を用いているので、穿孔ロッド
により溝孔を掘進した際に、該連結部材が穿孔ロッドの
先端部と一体的に溝孔の奥深くにまで入り込み、この連
結部材の後端と溝孔の開口端との間には穿孔ロッドのみ
が挿入された状態となって溝孔内におけるくり粉排出空
間部が大きくなる一方、連結部材と溝孔掘削壁面との隙
間の長さが短いので、流体の供給によるくり粉の排出が
円滑且つ容易に行えるものである。

【００１１】さらに、連結部材の各短筒部の長さが極め
て短いから、例え、その内部にくり粉等が詰まっても、
穿孔ロッドに対して連結部材を前後動させる等の操作を
行うことでくり粉等の除去作業が一層簡単に行え、故障
の発生を殆どなくして能率の良い溝孔穿孔作業を可能に
する。また、連結部材の各短筒部が連結部によって一体
に連結しているために、複数本の穿孔ロッドが互いに捩
れることなく常に一定間隔を存した状態で長さ方向に掘
進させることができるのは勿論、穿孔ロッドを偶数本に
して隣接する穿孔ロッドの回転方向を逆方向にしている
ので、互いに捩れようとするトルクを相殺しながら精度
のよい溝孔を穿孔する。

【００１２】また、連結部材の後端に押当させて該連結
部材を穿孔ロッドと共に前進させるリング状鍔体は焼き
嵌めによって穿孔ロッドの所定部分に固着されているの
で、穿孔ロッドとリング状鍔体とが強固に一体化するば
かりでなく構造が極めて簡易化され、さらに又、リング
状鍔体を固着させた穿孔ロッド部分を小径部に形成して
いるので、リング状鍔体を正確な位置に固着し得ると共
にその固着力が一層強固となるものである。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、図１、図２において、穿孔機は前後方向に長い一
定幅を有する平面長方形状の穿孔機ガイド１と、このガ
イド１上に前後摺動自在に配設された台板２と、ガイド
１の幅方向に一定間隔毎に並設された複数本、好ましく
は４本の一定長さの金属棒よりなる穿孔ロッド３と、こ
れらの穿孔ロッド３の先端部を相対的に前後動可能に被
嵌している連結部材４と、穿孔ロッド３に固着されて該
連結部材４の後端面に押当させる鉄或いは鋼製リング状
鍔体５と、台板２上に設置されて穿孔ロッド３を回転さ
せる回転装置６及び穿孔ロッド３の後端面を叩打する打
撃装置７とから構成されている。

【００１４】この構成を更に詳しく説明すると、並設し
た穿孔ロッド３は、ガイド１の前端上面に立設、固着し
た軸受部材８と台板２の前端上面に立設、固着した軸受
部材９間に架設状態で並設されてその前後部をこれらの
前後軸受部材８、９に回転並びに前後摺動自在に挿通、
支持されてあり、前側軸受部材８から前方に突出したロ
ッドの先端に該ロッド３よりも大径の掘削ビット3aを装
着していると共に隣接する掘削ビット3a、3aを図３に示
すように交互に前後方向にずらして正面からみた場合、
掘削ビット3a、3aの一部分が重複状態となるように組み
合わせている。さらに、後側軸受部材９から後方に突出
した各ロッド３の後部に該ロッド３よりも大径の抜け止
め用鍔部3bを鍛造により形成していると共にこの鍔部3b
から後端までの長さ部分を角軸部3cに形成している。

【００１５】連結部材４は掘削ビット3aよりも小径の短
筒部4a、4bを複数個、ロッド３の並列間隔毎に並設する
と共に隣接する短筒部4a、4bの対向側面を板片形状の連
結部4cによって一体に連結した形状に形成してあり、各
短筒部4a、4bに前側軸受部材８から突出した穿孔ロッド
３の先端部を前後動自在に夫々挿通させてロッド３、３
間を一定に保持している。なお、隣接する掘削ビット3a
の長さ方向のずれに応じて、一方の短筒部4aを他方の短
筒部4bの前端から一定長さだけ延長した形状とし、これ
らの短筒部4a、4bの前端を掘削ビット3aの後端に近接さ
せている。

【００１６】この連結部材４の後端面に押当するリング
状鍔体５はその外径を短筒部4a、4bよりも僅かに小径に
形成されてあり、前側軸受部材８から突出した各穿孔ロ
ッド３の先端部の所定部分に固着している。この固着
は、リング状鍔体５の内径を穿孔ロッド３の径よりも極
く僅かだけ小径に形成しておき、該リング状鍔体５を高
温加熱することによって内径が穿孔ロッド３よりも僅か
に大径となるように膨張させた状態で穿孔ロッド３の所
定部分まで挿通させ、冷却による収縮で穿孔ロッド３に
圧着させる焼き嵌め手段によって行っている。

【００１７】さらに、穿孔ロッド３は、図４に示すよう
に前側軸受部材８から突出する先端部分を小径に形成し
ておき、その小径部分よりも内径が極く僅か小さいリン
グ状鍔体５を加熱、膨張させて穿孔ロッド３の先端から
挿通し、穿孔ロッド３の大径部との連接部に形成された
環状段面3dに当接させた位置で固着させてあり、そうす
ることによってリング状鍔体５を正確な位置に簡単に固
着させることができると共にその固着が不完全であって
もリング状鍔体５の後退移動を該段面3dに受止させて阻
止することができる。なお、穿孔ロッド３の先端部を全
長に亘って小径に形成することなく、リング状鍔体５の
固着部分のみを小径に形成しておいてもよい。3eは穿孔
ロッド３の先端に形成しているビット取付用螺子部であ
る。

【００１８】上記のように並列した複数本の穿孔ロッド
３を回転駆動する回転装置６は、公知のように、各穿孔
ロッド３の後端角軸部3cを挿通させた角孔を有する筒体
を回転自在に並設し、各筒体の外周面に固着した歯車を
互いに噛合させていると共に側端部側の筒体をモータ駆
動により回転させるように構成している。また、穿孔ロ
ッド３の後端面を叩打する打撃装置７も公知であり、そ
の構造は、前後動する油圧シリンダのロッドの先端で適
宜な中間部材を介して全ての穿孔ロッド３の後端面を一
斉に打撃するように構成している。

【００１９】これらの回転装置６及び打撃装置７を上
載、設置している上記台板２の前後摺動機構は、図１に
示すように、台板２をガイド１内に配設している無端チ
エーン10或いは回転螺子棒に連結し、この無端チエーン
10或いは螺子棒をモータ駆動させることにより前後移動
自在に構成されている。

【００２０】このように構成した穿孔機は、走行台車に
油圧ジャッキ等を介して上下左右自在に設けられている
ブームの先端にその穿孔機ガイド１を装着した状態に取
付けられ、使用時には、ブームを操作して穿孔機ガイド
１を岩盤の切羽面に向けると共に穿孔ロッド３の掘削ビ
ット3aを切羽面における所定の穿孔位置に所定の差し角
度で当接させる。

【００２１】しかるのち、穿孔ロッド３を回転装置６に
より回転させると共に打撃装置７によってその後端面を
叩打して穿孔ロッド３の掘削ビット3aを岩盤層に打ち込
み、溝孔11を掘削する。この際、図３に示すように、穿
孔ロッド３の並設本数を４本にしておくと、回転装置６
によって交互に逆方向に回転させられる穿孔ロッド３の
回転による捩れ作用力が互いに打ち消されて穿孔ロッド
３が振れることなく精度のよい溝孔11を穿設することが
できる。

【００２２】こうして、穿孔ロッド３の後端面を打撃装
置７により叩打して図５、図６に示すように溝孔11を掘
削すると共に穿孔機ガイド１上で台板２を前進させるこ
とによって並列した穿孔ロッド３を一体的に推進させ、
溝孔11を所望深さまで掘進していく。その時、穿孔ロッ
ド３の推進によって該穿孔ロッド３の前部に固着してい
るリング状鍔体５が一体的に前進し、穿孔ロッド３の先
端部に被嵌している連結部材４の後端面に押当しながら
該連結部材４を一体的に前進させる。なお、図示した構
造においては、各穿孔ロッド３にリング状鍔体５を固着
しているが、少なくとも１本以上の任意の穿孔ロッド３
にリング状鍔体５を固着しておけばよい。

【００２３】各穿孔ロッド３にはその中心部に後端から
掘削ビット3aの先端に開口する圧力水供給通路( 図示せ
ず）が設けられてあり、この通路を通じて機外から掘削
ビット3aによる掘削部に圧力水を供給、噴射させること
により、掘削されたくり粉を該圧力水と共に溝孔11内を
後方に送り出して切羽面から外部に排出させるようにし
ている。

【００２４】この際、圧力水と共にくり粉は連結部材４
の外周面と溝孔11の壁面との隙間を通じて後方に流出す
るが、連結部材４の長さは穿孔ロッド３の先端部の短い
長さ部分を被嵌しているだけであるから、上記隙間の長
さが極めて短くなって圧力水と共に瞬時にその隙間を通
過し、通過後には、連結部材４が存在しなくて穿孔ロッ
ド３が露出しており、この穿孔ロッド３と溝孔11との間
の隙間が大きいために、円滑に流通して後方に排出され
るものである。

【００２５】さらに、連結部材４内にくり粉等が侵入し
て詰まった場合、穿孔ロッド３を溝孔11から引き抜いて
掘削ビット3aを取り外せば、連結部材４を穿孔ロッド３
の先端から容易に抜き取ることができるので、その抜き
取り時に、或いは連結部材４を穿孔ロッド３の長さ方向
に前後動させる等の操作を行うことにより、容易に除去
することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明の岩盤穿孔機によれ
ば、穿孔ロッドにリング状鍔体を焼き嵌めによって固着
しているので、穿孔ロッドとリング状鍔体とが強固に一
体化した構造とすることができるばかりでなく、その構
造も簡単であり、さらに、リング状鍔体を固着させてい
る穿孔ロッドの先端部分を小径に形成してこの穿孔ロッ
ドの大径部分との連接部に形成された環状段面にリング
状鍔体を受止させた状態で固着させているので、穿孔ロ
ッドの所定個所にリング状鍔体を精度よく固着させた構
造となり、また、このリング状鍔体を掘削孔壁に摺接さ
せるようにすると、穿孔ロッドに曲がりを生じさせるこ
となく溝孔を直進状に精度よく穿孔することができ、掘
削されたくり粉を穿孔ロッドと孔壁との隙間を通じて円
滑に排出することができる。

【００２７】その上、連結部材を各穿孔ロッドの先端部
のみに被嵌した短筒部と隣接する短筒部間を連結した連
結部とで構成しているので、穿孔ロッドにより溝孔を穿
設した際に、該連結部材によって穿孔ロッドを正確に並
列状態に保持しながらこの連結部材をリング状鍔体によ
って穿孔ロッドの先端部と一体的に溝孔の奥深くに挿入
させることができ、従って、連結部材の後端と掘削され
た溝孔の開口端との間には穿孔ロッドのみが挿入された
状態となって溝孔内におけるくり粉排出空間部が大きく
なり、くり粉の排出が円滑且つ容易に行えるものであ
る。

【００２８】さらに、連結部材の各短筒部の長さが極め
て短いから、例え、その内部にくり粉等が詰まっても、
穿孔ロッドに対して連結部材を前後動させる等の操作を
行うことでくり粉等の除去作業が一層容易に行うことが
でき、故障の発生を殆どなくして能率の良い溝孔穿孔作
業を可能にするものである。また、連結部材の各短筒部
が連結部によって一体に連結しているために、複数本の
穿孔ロッドが互いに捩れることなく常に一定間隔を存し
た状態で長さ方向に掘進させることができるのは勿論、
穿孔ロッドを４本にして隣接する穿孔ロッドの回転方向
を逆方向にすることにより、互いに捩れようとするトル
クを相殺しながら精度のよい溝孔を穿孔し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明岩盤穿孔機の簡略側面図、

【図２】その簡略平面図、

【図３】並列した穿孔ロッドの平面図、

【図４】小径部にリング状鍔体を固着させた穿孔ロッド
の側面図、

【図５】溝孔を掘削している状態を示す簡略縦断側面
図、

【図６】その縦断正面図、

【図７】従来の岩盤穿孔機の簡略側面図、

【図８】その簡略平面図、

【図９】その並列穿孔ロッドの平面図、

【図１０】その縦断側面図。

【符号の説明】

１ 穿孔機ガイド ２ 台板 ３ 穿孔ロッド 3a 掘削ビット ４ 連結部材 4a、4b 短筒部 4c 連結部 ５ リング状鍔体 ６ 回転装置 ７ 打撃装置 ８、９ 軸受部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 二郎 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株式会社奥村組内 (72)発明者 光延 禎之 東京都千代田区大手町２ー６ー２ 三菱 製鋼株式会社東京製作所内 (56)参考文献 特開 平６−320348（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−185379（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−126601（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−4192（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭41−12162（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21B 19/24 E21B 21/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に掘削ビットを装着してなる穿孔ロ
   ッドを偶数本、並設し、これらの穿孔ロッドを打撃回転
   させて岩盤を穿孔する穿孔機において、各穿孔ロッドの
   先端部を摺動自在に挿通させた短筒部を並設し且つ隣接
   する短筒部間を連結部によって一体に連結してなる連結
   部材と、少なくとも一本の穿孔ロッドの先端部分に焼き
   嵌めにより固着されて上記連結部材の後端面に押接する
   リング状鍔体とを備えてあり、さらに、隣接する上記穿
   孔ロッドを互いに逆方向に回転させるように構成してい
   ると共に、上記リング状鍔体を固着させている穿孔ロッ
   ドの先端部分を小径に形成してこの穿孔ロッドの大径部
   分との連接部に形成された環状段面にリング状鍔体を受
   止させた状態で固着させていることを特徴とする岩盤穿
   孔機。