JP3348195B2 - 竪坑穿孔装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、岩盤等に竪坑を掘
削するために使用するに適した竪坑穿孔装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】岩盤等に竪坑を掘削する場合は、クロー
ラ式走行装置にさく岩機を支持するガイドセルを取り付
けた穿孔装置を用いて破砕用の下穴を穿孔していた。し
かしながら、クローラ式の穿孔装置は、走行装置自体の
スペースが必要であるから、例えば狭い竪坑の中央部に
穿孔しようとしても、穿孔装置自体が邪魔になって、所
望の位置にうまく穿孔することができなかった。

【０００３】上記の他にも、ガイドセルをクレーンで吊
り下げて移動させつつ穿孔する装置等が開発されている
が、この場合は、ガイドセルを所望の位置と角度に強固
に支持するのが困難であり、実用上不便であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、深
い竪坑の掘削に便利な穿孔装置を提供することを課題と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明
にかかる竪坑穿孔装置は、外側端部に互いに独立に伸縮
する下向きの脚を有する複数のアームを放射状に張出さ
せて設け、これら複数のアームの中央部には、縦軸回り
に回転可能な回転テーブルを設け、該回転テーブルに、
さく岩機を長手方向に沿って前後移動自在に支持する昇
降可能、傾動可能及び転倒可能なガイドセルと、前記さ
く岩機と回転テーブルとアームの脚とを駆動する油圧装
置とを設け、該油圧装置を二つの油圧ユニットに分割し
て、転倒時におけるガイドセルが当該二つの油圧ユニッ
トの間隔部に嵌り込むように構成したことを特徴として
いる。

【０００６】この竪坑穿孔装置は、放射状に張出する複
数のアームの先端部に設けた伸縮可能な複数の脚で中央
部の回転テーブルを支持するので、ガイドセルを任意の
角度で安定して支持することができる。また、これら複
数の脚を適宜伸縮させることにより、該回転テーブルを
地面に対し所望の角度（通常は水平）で容易に支持する
ことができる。この状態でガイドセルを立てて、適当な
角度に保持し、さく岩機を駆動して穿孔を行う。放射状
のアームとアームの間隔部には中央部側に入り込む空間
部が形成されているので、これらアームとアームの間の
該空間部にも穿孔することができる。したがって、当該
穿孔装置を設置した地面のほぼ全体にわたって、穿孔す
ることが可能となり、能率的に竪坑を掘削することがで
きるのである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面にあらわされた本発明
の実施の形態について具体的に説明する。この竪坑穿孔
装置１は、中央部に設けられた基枠２から四方に放射状
に伸び出す４本のアーム３，…が設けられている。そし
て、これらアームの先端部には、それぞれ伸縮可能な下
向きの脚５が取り付けられている。４本のアーム３，…
は放射状に設けられているので、これらの間隔部には、
基枠２の中心部に向かって入り込むＶ状の空間部４，…
が形成されている。アームの数は、図示例の４本に限ら
ず、３本でもよく、５本以上でもよいが、通常の竪坑用
であれば、４本とするのが安定がよく水平調節も容易で
あるので好ましい。

【０００８】前記脚５は、油圧シリンダ７のロッド下端
部に接地部材８を取り付けたアウトリガー式のものであ
る。図示例の油圧シリンダ７は、２段階で伸縮するテレ
スコープ式のシリンダとなっており、通常の油圧シリン
ダに比べて、比較的短い全長で大きな伸縮量を得ること
ができる。接地部材８は、図１０に示すように、底面に
３本の爪８ａ，…が設けられたもので、球面式のジョイ
ント９を介してシリンダ７に取り付けられており、いず
れの方向にも所定範囲で傾斜自在となっている。

【０００９】前記脚５の上端部と、アーム３の取り付け
部材３ａとの間には、両者を押し離すスプリング１０が
介装されている。また、アーム３の先端部の取り付け部
材３ａには接地検出センサとしてのリミットスイッチ１
１が取り付けられており、脚５の上端部には前記リミッ
トスイッチ１１に対向する棒材１２が設けられている。
接地部材８が接地しない状態では、両者はスプリング１
０によって押し離されているが、接地部材８が接地して
スプリング１０が押縮められると、棒材１２がリミット
スイッチ１１を押して作動させる。

【００１０】放射状のアーム３，…の中央部は前記基枠
２となっており、その上にローラベアリングで支持され
た回転テーブル１５が設けられている。回転テーブル１
５は、旋回用モータ１７側の駆動ギヤと、これに噛合す
るリングギヤによって正逆回転させることができる。こ
の回転テーブル１５上には、互いに反対方向に延びる上
下一対の支持フレーム２０，２１が設けられており、こ
れら支持フレームによって一対のスライド枠２２，２３
が移動可能に支持されている。これらスライド枠は、そ
れぞれ間隔をおいて設けられた左右一対のフレーム２２
ａ，２２ａ及び２３ａ，２３ａを横枠２２ｂ，…、２３
ｂ，…で接合してなる。また、上記支持フレーム２０，
２１の基部、すなわち回転テーブル１５の中央部には、
スライド用の油圧モータ２５が設けられており、その回
転軸に設けたピニオンが各スライド枠２２，２３に設け
たラックギヤ２２ｃ，２３ｃに噛合している。このた
め、油圧モータ２５が正逆回転すれば、一対のスライド
枠２２，２３が同時に反対方向にスライドする。図中の
２７，…はスライド枠の移動を案内するカムフォロアで
ある。

【００１１】一方のスライド枠２２にはガイドセル３０
が搭載されている。ガイドセル３０は、スライド枠２２
の先端部に設けた支持パイプ３２に取り付けられてお
り、該支持パイプ３２の基部は前記スライド枠２２に軸
２２ｄによって枢着されている。また、ガイドセル３０
の背面部には、前記支持パイプ３２内に嵌合させた昇降
用油圧シリンダ３４のロッドと、スライド枠２２に基部
が取り付けられた傾動用油圧シリンダ３５のロッドがそ
れぞれ連結されている。したがって、この油圧シリンダ
３４を伸縮させれば、ガイドセル３０が該油圧シリンダ
の軸方向に移動し、油圧シリンダ３５を伸縮させれば、
ガイドセル３０が前後に傾動する。

【００１２】上記と反対側のスライド枠２３には、油圧
装置４０が搭載されている。図示例の油圧装置は、大小
２基の油圧ポンプを備えており、スライド枠２３の左右
に振り分けられている。すなわち、大容量の油圧ポンプ
（１５ＫＷ）４１と油タンク４２が第１の油圧ユニット
４０ａとしてスライド枠２３の一方に設置されている。
該ユニットの端面にはプログラムコントローラを内蔵す
る制御盤４５が、また側面部には油圧ポンプの起動盤４
６がそれぞれ取り付けられている。

【００１３】また、小容量の油圧ポンプ（３．７ＫＷ）
４７とマニホルドブロック４８は第２の油圧ユニット４
０ｂとして、前記一方の油圧ユニット４０ａと間隔Ｄを
おいてスライド枠２３の反対側に設置されている。マニ
ホルドブロック４８は、電磁弁、分流弁等の各種の弁を
一つのブロックにコンパクトに組み込んだもので、油圧
ポンプ側からの油圧を送り込む管（パイプまたはホー
ス）と、油タンク４２への戻り管とを接続するだけで、
ここから各油圧機器へ油圧を分流供給することができ
る。このマニホルドブロック４８は、電気で制御するこ
とができるので、この穿孔装置１に設けられている各種
油圧機器を操作ペンダント４９の各種スイッチ類で遠隔
操作することができる。前記第２の油圧ユニット４０ｂ
の前側には、オイルクーラー５０が設置され、各油圧ユ
ニットとパイプで接続されている。なお、前記２基の油
圧ポンプ４１，４７の圧油は一つにまとめられてマニホ
ルドブロック４８に供給され、そこから各油圧機器へ供
給される。

【００１４】前記ガイドセル３０には、油圧式さく岩機
５５が搭載されている。すなわち、ガイドセル３０の前
（下）端部と後（上）端部にスプロケットホイール５
３，５４が設けられ、ガイドセル３０の長手方向に沿う
チェーン５７がこれらにかけられている。また、ガイド
セル３０の後端部には、フィード用の油圧モータ６０が
設けられ、このモータと一体の減速機６０ａの回転軸に
取り付けたスプロケットホイールに前記チェーンが掛け
られている。６１，６１は、このチェーンを案内するガ
イドローラである。

【００１５】前記ガイドセル３０の前（下）端部には該
ガイドセルを地面に押し付けて固定するためのフットパ
ット３０ａが設けられ、その中間部には前記チェーン５
７が固着されたキャリッジ６３が、その長手方向に沿っ
て往復移動自在に設けられている。前記さく岩機５５
は、このキャリッジ６３に固着搭載されている。したが
って、前記油圧モータ（フィードモータ）を正逆回転さ
せれば、キャリッジ６３に搭載されたさく岩機５５がガ
イドセル３０に沿って前後に移動する。図中、５５ａは
さく岩機の回転装置、５５ｂはその打撃装置、６４はホ
ースターミナル、６５はホースリールユニット、６６は
ホースハンガー、６７はさく孔ロッド、６８はロックビ
ットである。

【００１６】前記一方のスライド枠２２の前端部付近に
は、左右一対のワイヤ取付具Ｆｆ，Ｆｆが設けられ、前
記他方のスライド枠２３の後部付近には、その左右中央
位置に一つのワイヤ取付具Ｆｒが設けられている。この
穿孔装置１は、これら３個のワイヤ取付具に繋着したワ
イヤＷの上部を一か所にまとめてフックで吊ることがで
きる。この吊り下げ状態では、ガイドセル３０を立てた
状態で支持し、この時機体が水平に保持されるようにな
っている。

【００１７】つぎに、この装置の制御系について説明す
る。この穿孔装置１の前記４本の脚の中央部下面部に
は、地面との距離を検出する超音波式距離センサ７０が
取り付けられている。また、前記制御盤４５には機体の
傾斜を検出する液体式の傾斜センサ７３が設けられ、前
記オイルクーラー５０の上にはシグナルランプユニット
７１が取り付けられている。このシグナルランプユニッ
トには、青、黄、赤の３個のランプＰＬ１，ＰＬ２，Ｐ
Ｌ３が設けられている。また、前記油圧ユニット４０ｂ
の上部には、警報用のフラッシュランプＦＬが設けられ
ている。

【００１８】まず、竪坑掘削場所に機体を水平に設置す
る場合は、制御盤４５の「自動」「手動」切替スイッチ
を「自動」に切り替える。そして、機体の中央部下面側
に設けられている超音波距離センサ７０の検出距離を適
当な距離、例えば１．５ｍに設定する。この状態でクレ
ーンで機体を吊り上げ、所定の設置場所に徐々に下降さ
せて行く。上記距離センサ７０が設定距離を検出する
と、黄色のシグナルランプＰＬ２が点灯する。

【００１９】ここから機体をゆっくりと下降させると、
やがて、４本の脚５，…の内のいずれかが接地し、赤色
のシグナルランプＰＬ１が点灯するので、点灯と同時に
クレーンによる機体の下降を停止する。すると、残りの
３本の脚が接地するまで自動的に伸長する。すべての脚
５，…が接地すると青色のシグナルランプＰＬ３が点灯
するので、クレーンのワイヤを緩める。これにより、機
体が水平に地面に設置されることになる。なお、機体が
所定角度（例えば５度）以上傾斜していることを傾斜セ
ンサ７３が検出すると、フラッシュランプＦＬが点灯す
るので、この場合は再度機体をクレーンで吊り上げ、設
置作業を繰り返す。上記水平設置の動作はすべてプログ
ラム制御により行われる。

【００２０】次に、ガイドセル３０を所望の位置に移動
させるとともに、その傾斜角度を調節して穿孔を行う。
ガイドセル３０を前進させると、油圧装置４０が後退す
る。このように、ガイドセル３０が移動しても、それに
連れて油圧装置４０が反対側に移動するので、安定した
重量バランスを保つことができる。なお、ガイドセル３
０の傾斜角は、水平状態から先端部が下を向く１００度
の範囲で調節可能であり、足元の差し角（すなわち機体
中央部側への穿孔傾斜角）を取ることが可能である。

【００２１】また、ガイドセル３０、油圧装置４０等
が、回転テーブル１５に搭載されているので、該回転テ
ーブルを油圧モータで回すことにより、ガイドセルを３
６０度自由に旋回させることができる。この場合、油圧
の供給は、センタージョイントを用いて任意の角度で行
うことができるようになっているので、脚５の駆動上何
ら問題が生じない。

【００２２】機体が水平に設置されたら、クレーンのワ
イヤを外し、油圧装置を作動させてさく岩機による穿孔
を行う。この場合、ガイドセル３０が昇降、傾動可能で
あるから、所望の位置にうまく穿孔することができる。
なお、穿孔中は、ロックビットのブローホールからエア
ブローを行うが、エアと水を用いる場合もあり、水のみ
を用いる場合もある。これらブロー用のエアまたは水と
電力は、外部からホースで穿孔装置に供給する。なお、
穿孔中に何らかの原因で機体が設定角度（例えば５度）
以上傾くと、前記フラッシュランプＦＬが点灯して警報
が発せられるので、作業を中止し、制御盤を「手動」に
切り替えて、適当な脚５を伸縮させ、水平状態に修正す
る。

【００２３】この竪坑穿孔装置１は、ガイドセル３０を
回転テーブルに搭載しているので、該回転テーブルを所
定角度づつ回転させることにより、同心円上への穿孔を
簡単な操作で行うことができる。また、ガイドセル３０
を取り付けたスライド枠を前後移動させることにより、
任意の位置へ穿孔することが可能である。この場合、ガ
イドセル３０を取り付けたスライド枠を移動させると、
油圧装置４０を載せたスライド枠が同時に反対方向へ移
動するので、重量バランスを保つことができ、安全であ
る。さらに、ガイドセル３０を傾けることができるの
で、所望の角度で穿孔することが可能である。図１１の
斜線部分は水平に設置した穿孔装置１での穿孔可能範囲
をあらわす。さく孔ロッドを傾けて穿孔する場合は、孔
の深部はこれ以外の部分にも達することになる。

【００２４】下向き穿孔中は、ガイドセル３０を立てた
状態で使用するが、地盤補強用のボルトを壁面に埋設す
る場合等、横向き穿孔を行う場合は、ガイドセルを倒し
た状態で穿孔する。この場合、倒したガイドセル３０の
後部は、前記二つの油圧ユニット４０ａ，４０ｂの間隔
部に嵌まり込むので、油圧装置がガイドセル転倒の邪魔
にならない。この穿孔装置１を天井の低い倉庫に収納す
る場合や、トラック等で運搬する場合も、このようにガ
イドセル３０を油圧ユニット４０ａ，４０ｂの間隔部に
倒し込んだ水平状態とすることができるので、便利であ
り、安定性もよい。

【００２５】穿孔作業が終了して、この竪坑穿孔装置１
を搬出する場合は、制御盤のスイッチを「自動」とし、
クレーンで機体を水平に吊り上げる。アウトリガー式の
脚５，…が全部地面から離れると、該脚がすべて自動的
に収縮する。そして、タイマーで設定された時間の間脚
収納の信号を発信する。この設定時間が過ぎると信号は
停止する。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の竪坑穿孔装置は、クレーン等で吊り上げて所望の掘削
場所に設置する場合、殆ど自動的に水平に設置されるよ
うになっているので、取扱いが便利である。また、さく
岩機を搭載するガイドセルを水平面内で旋回させること
ができると共に、その昇降、傾動を簡単な操作で行うこ
とができるので、所望の位置に所望の角度で能率よく穿
孔することが可能である。さらに、それ自体に油圧装置
が設けられているので、外部の油圧装置から、長いホー
ス等で油圧を供給する必要がなく、油圧の元圧を不必要
に高くしなくてもすみ、経済的である。また、前記油圧
装置は二つの油圧ユニットに分割されており、ガイドセ
ルを当該二つの油圧ユニットの間隔部に嵌り込むように
転倒させることができるので、油圧装置が設けられてい
てもこの油圧装置が邪魔にならないように横向き穿孔を
行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】竪坑穿孔装置の斜視図である。

【図２】ガイドセルを倒した状態の正面図である。

【図３】その平面図である。

【図４】その側面図である。

【図５】吊り下げ状態の側面図である。

【図６】１本の脚が接地した状態の側面図である。

【図７】すべての脚が接地した状態の側面図である。

【図８】ガイドセルを前進させた状態の側面図である。

【図９】機体の下側に穿孔する場合の説明図である。

【図１０】脚の一部断面図である。

【図１１】穿孔可能範囲を示す平面図である。

【図１２】吊上げ時の説明図である。

【図１３】機体傾斜状態の説明図である。

【符号の説明】

１ 竪坑穿孔装置 ２ 基枠 ３ アーム ５ 脚 １５ 回転テーブル ２２，２３ スライド枠 ３０ ガイドセル ４０ 油圧装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺奥 昇 広島県比婆郡東城町大字東城36 ヤマモ トロックマシン株式会社内 (72)発明者 川本 活敬 広島県比婆郡東城町大字東城36 ヤマモ トロックマシン株式会社内 (72)発明者 勝井 優 山口県岩国市大字通津2396 勝井建設株 式会社内 (72)発明者 森川 善人 山口県岩国市大字通津2396 勝井建設株 式会社内 (56)参考文献 特開 平８−86186（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−42278（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−66313（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−14520（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭62−4616（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 1/06 E21B 15/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側端部に互いに独立に伸縮する下向き
   の脚を有する複数のアームを放射状に張出させて設け、
   これら複数のアームの中央部には、縦軸回りに回転可能
   な回転テーブルを設け、該回転テーブルに、さく岩機を
   長手方向に沿って前後移動自在に支持する昇降可能、傾
   動可能及び転倒可能なガイドセルと、前記さく岩機と回
   転テーブルとアームの脚とを駆動する油圧装置とを設
   け、該油圧装置を二つの油圧ユニットに分割して、転倒
   時におけるガイドセルが当該二つの油圧ユニットの間隔
   部に嵌り込むように構成したことを特徴とする竪坑穿孔
   装置。