JP3598064B2 - 削岩装置用ブーム装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、削岩装置用ブーム装置に関し、このブーム装置はブームを含み、ブームは、少なくとも２つの互いに間接で連結されたブーム部品を含み、ブームの一端にはアクチュエータがあり、ブームは、このアクチュエータを所望の位置まで回転させるために垂直方向および水平方向に動く関節を有する。さらに、ブーム装置は、実質的に水平な第１ブーム部品を含み、当該第１ブーム部品の一端は、垂直軸に対して回転できるように削岩装置に連結している。
【０００２】
削岩装置は、さまざまに移動可能な乗員用リフタを使用する。リフタは、人を乗せるために、ブームと、ブームの自由端にある乗員室とを含む。これらの装置の使用は、特にトンネルを掘るときに一般的である。乗員室からは、ロックボルト打ち、測定および測量、ならびに作業時に物に近づくことが必要なこともあるその他の作業が行われる。さらに、削岩装置の使用時に、整備や修理作業を乗員室から便利に行うことができる。削岩装置の前部には一般的に少なくとも１つの独立した作業ブームがあり、このブームの自由な端部に、削岩機とその補助装置、もしくはその他の必要な装置がある。乗員室のブームの公知の方式として、レール、もしくはこれと同等の案内面が、削岩装置の両垂直面に、すなわち動作の方向にあるものがある。このバーもしくは案内面に沿ってブームが移動する。複数のブームとその乗員室の両方とも独立して削岩装置の長手方向に、削岩装置の後部から前部へ、および逆方向に駆動することができる。しかしながら、このタイプの構造には、ブームが制御デッキのごく近くを通るように駆動されるという欠点がある。これは、装置の使用者の安全に対して深刻な危険性がある。さらに、このようなブーム構造のため、装置を制御したり操縦したりする制御デッキへのアクセスが制限される。この方法の他の不利益としては、案内装置を堅固なものにしなければならないため、案内装置が同時に重くなり、この結果、案内装置が削岩装置全体の重さを大きくするという不利益があることである。また、別のブームを乗員室に用いることが知られている。この方法では、複数のブームが、削岩装置の後部の両側に独立して配置される。このブームは削岩装置の後部から前部へ、およびその逆の方向に、リンク機構を用いて移動させることができる。ブームの関節は、さまざまなブーム部品が垂直方向に回転できるように、すなわちブーム部品がその支点の周りに上昇および下降することができるように、配置される。乗員室を側方に移動させるために、ブーム構体全体を回転ベースの上に配置することができ、もしくは全体を、ブームの基底部にある垂直な関節に対して回転させる。しかしながら、この方法も、制御デッキで働く削岩機の安全性を低くするため好ましくない。なぜならば、この場合もブームは制御デッキのすぐ近くを通るからである。公知の方法では、このように作業者はブームと削岩装置のフレームとの間で押されてしまう危険があり、また、このような構造は削岩装置の使用を他の点でも、より複雑にする。
【０００３】
本発明の目的は、削岩装置用の新しいタイプのブームを提供することであり、このブームは従来技術の欠点を防ぎ、構造を従来よりも、より単純に、その結果より軽くする。
【０００４】
本発明のブーム装置は以下のことを特徴とする。すなわち、削岩装置において、垂直な軸は削岩機の制御デッキ、すなわち削岩ワークトップの背後に配置し、他のブーム部品は、これに対応して、垂直な軸に対して回転可能なように第１ブーム部品の自由な端部に配置し、ブーム装置の輸送位置から作業位置への移動および逆方向の移動を、第１ブーム部品を垂直な軸に対して回転させることにより行い、第１ブーム部品に連結した他のブーム部品は、削岩装置の側方を制御デッキから離れたところで移動し、アクチュエータは輸送位置において制御デッキの近くで駆動することができる。
【０００５】
本発明の本質的な着想は、削岩装置は、少なくとも１つの移動可能なブームを含み、このブーム自体は、互いに回転可能なように関節で連結された少なくとも２つのブーム部品を含み、アクチュエータ、好ましくは乗員室が、最も外側のブーム部品の自由な端部にあることである。本発明によれば、ブームは実質的に水平に配置された第１ブーム部品を含み、このブーム部品は、削岩装置に一番近いところに配置され、第１関節によって削岩装置の垂直な軸に対して回転可能なように削岩装置に取り付けられる。さらに、第２関節が第１ブーム部品と第２ブーム部品との間に設けられ、この関節により第２ブーム部品は第１ブーム部品に対して少なくとも水平に回転可能である。このようにしてブームを、削岩装置とブームの間にある関節の垂直な軸に対して水平に輸送位置から作業位置へと移動させることができる。ブームを削岩装置に連結する関節は、削岩機の制御デッキ、すなわち、いわゆる削岩ワークトップの背後に配置され、ブームの移動可能な部品は、削岩装置の側方を、横方向に制御デッキから少し離れたところを移動し、その時にブームは輸送位置と作業位置との間を移送される。本発明の実施例では、第２関節により、第２ブーム部品は実質的に水平方向にのみ回転することができる。この方式は、さらに、少なくとも第３ブーム部品を含み、この部品は、今度は第２ブーム部品に対して、少なくとも垂直に回転可能なように関節で連結される。さらに、本発明の他の実施例の本質的な着想は、第２ブーム部品は、第２関節によって第１ブーム部品に対して関節で連結され、この関節によって、第２ブーム部品は、第１ブーム部品に対して水平方向および垂直方向の両方について回転ができることである。また、本発明の第３の実施例の本質的な着想は、この実施例は１つのブームを含み、このブームの第１部品は第１関節に対して実質的に水平方向に回転し、ブームが削岩装置の第１の側面から他の側面へ回転することができるようにすることである。これによって、独立した複数のブームとそれらのアクチュエータを装置の長手方向の側面に配置する必要がなくなる。
【０００６】
本発明によれば、ブームはもはや制御デッキの近くを通らないため、削岩装置の使用者の安全性が実質的に改善されるという利点がある。ブームの移動機構はもはや使用者のすぐ近くにはない。ブームを削岩装置に連結する関節は削岩機の制御デッキ、すなわちいわゆる削岩ワークトップの背後にあり、ブームの移動部品は制御デッキから側方に離れた所にある。別の利点として、本発明のブーム構造によれば、輸送位置が従来よりも低く、かつ横方向に狭くなるように削岩装置を構成することができ、鉱山の狭い地下道で削岩装置を操作することが、より容易になることもある。したがって、輸送や移動のためにブーム構体を分解せずに、削岩装置をそのまま作業場所まで移送することができる。さらに本発明の方法は安定性をより高める。なぜならば、公知の方法と比較して、ブーム構体の支点が、削岩装置の中央に、より近く位置するからである。また、削岩装置の前の車軸と後ろの車軸との間の重量の分布が、さらに均等になる。これらの要因を考慮すると、装置の運転および使用が容易である。制御デッキから乗員室へ直接移動できるように乗員室を回転させることが簡単にかつ安全に行えるという事実から、さらに、使用が容易になる。本発明のブームは、その補助装置を含めて全体として公知の方式より軽いということも利点の１つである。本発明の実施例には、削岩装置の両側へ回転させることができる１つのブームを削岩装置へ取り付けることにより、２つの独立したブームとそのアクチュエータは、もはや必要とされないという利点もある。このような解決策は、削岩装置の重さや、削岩装置が必要とする空間の点から好ましい。また、構造が既述のように、より単純であるため、点検すべき部品が、より少なく、潜在的な欠点も、より少ない。さらに、ブームが削岩装置から側方および後方に十分遠くまで届くようにできる。
【０００７】
本明細書においては垂直な関節とは、垂直な軸を有し、この軸が、このような関節によって連結される部品間での水平移動を可能にする部品を意味する。同様に、水平な関節の回転軸は水平である、これによって、この関節は、部品がお互いに垂直に回転することを可能にする。
【０００８】
本発明は添付の図面に、より詳細に示される。
【０００９】
図１ａおよび１ｂは、削岩装置の非常に単純化された平面図を示す。この装置に本発明のブーム１が取り付けられる。この場合は乗員室であるアクチュエータ２がブームの自由端にある。アクチュエータは、例えば削岩機、ボルト打ち装置、その他の削岩作業に使われる装置でもよい。アクチュエータはブームの先端にあることが好ましい。明確化のために図には、削岩装置の前部に通常配置する作業用ブームは示さない。この作業用ブームに、作業それ自体のために必要な実際の削岩機その他の装置が通常は配置される。図１ａではブームが、２つの異なる作業位置で例示されている。図１ｂの装置ではブームは輸送位置に置かれている。これらの図においては、明確化のためにブームは１個のみが示されているが、別の類似のブームおよび乗員室を削岩装置の他方の長手方向の側面に配置して、同一の関節の周りにもしくは２つの異なる関節の周りに回転させることは、完全に可能である。図に示すように、ブーム１は、３個のブーム部品１ａ〜１ｃを含む。削岩装置に一番近いところにある第１ブーム部品１ａは、実質的に水平方向に配置され、第１関節３ａに対して実質的に水平に回転するように連結される。削岩装置の削岩先端部から見て、ブームの第１関節３ａは、ブームの荷重が前輪と後輪との間でできるだけ均等に分布するように、後輪の位置に、かつ実質的に装置の中心線に配置することが好ましい。また、第１関節が実質的に中心線にあるため、車両の荷重も横方向に均等に分布する。さらに、第１関節が後輪もしくは後輪のすぐ近くに位置するため、ブームの荷重を考慮して通常よりもフレームを丈夫にかつ重く構成する必要はない。第１回転装置４ａが第１関節３ａに関して配置され、この回転装置は１つの圧力媒体シリンダもしくはいくつかのシリンダであることが好ましい。しかし、必要ならば、当該装置は、例えば作動液もしくは電気で駆動される回転モータ、もしくは他の適切な装置とすることもできる。この装置は、回転装置が生成する運動を伝達して、適切な回転要素、例えばレバー、旋回サークル、その他の要素を用いて第１ブーム部品を動かす。第２関節３ｂにより第２ブーム部品１ｂは第１ブーム部品１ａの延長として連結される。関節３ａと同様に、第２関節３ｂも垂直であるため、第２関節により、第２ブーム部品１ｂを第１ブーム部品１ａに対して実質的に水平に回転させることができる。第２回転装置４ｂは第２ブーム部品１ｂを回転させる。第１回転装置と同様に、第２回転装置は圧力媒体シリンダ、もしくはモータ、もしくは他の適切なアクチュエータとすることができる。これらのシリンダ等は、適切な回転要素により第２ブーム部品１ｂを移動させる。また、ブーム１は第３ブーム部品１ｃを含み、当該部品の自由端にアクチュエータ２がある。第３回転装置４ｃにより第３ブーム部品は、第２ブーム部品の一番外側の先端にある水平な第３関節３ｃに対して、上昇および下降をすることができる。これによって、アクチュエータ２を上昇および下降させることができる。第３ブーム部品とアクチュエータとの間に、第３ブーム部品の一番外側の先端に対してアクチュエータを移動させるための手段があってもよい。これにより、たとえば、ブームそれ自体は全く動かす必要なしにアクチュエータを曲げること、もしくは回転させることができる。図１ａは、また限界の回転位置にある第２ブーム部品のいくつかの例も、破線５ａおよび５ｂにより示す。位置５ａは、図１ｂに示す輸送位置に相当し、当該部品に対する位置５ｂは、反対方向における限界の回転位置に相当する。図中の参照符号Ａは第２関節３ｂ周りの回転角の例を示す。さらに、参照符号Ｂは第１関節３ａに対する回転角を示す。関節の回転角およびさまざまなブーム部品の長さおよび重さはさまざまに変えられることは当然理解されるべきである。ブームの大きさは少なくとも、削岩装置の大きさと重さおよび必要な到達距離の影響を受ける。第２および第３ブーム部品を削岩装置と平行に、輸送位置から作業位置まで回転させる手段をブームは含んでもよい。このような手段は、回転装置に対して配置することができ、機械的に、もしくは液圧により動作することができる。平行に回転移動するため、ブームが他のブームと、もしくは削岩装置の構体、例えば制御室と衝突する危険を低くすることができる。
【００１０】
また、第２ブーム部品１ｂが、その支点と第１ブーム部品１ａに対して水平方向および垂直方向の両方向に回転できるように、第２関節３ｂを配置することができる。したがってブームを、次のような２つの部品のみを含むように構成することができる。すなわち、第１部品は、第１支点の垂直軸に対して実質的に水平に回転し、この場合第２ブーム部品の自由端に乗員室があり、すでに述べたように、第２ブーム部品は第２支点に対して水平方向および垂直方向の両方向に回転する。
【００１１】
また、１つのブームが削岩装置の片側でのみ使われている場合、第１関節を中心線に関して非対称に配置して、削岩装置のブームの無い側に近く配置することができる。関節をこのように配置することにより、ブームを使用しているにもかかわらず、削岩装置を横方向に安定化させることができる。
【００１２】
いくつかのブームおよび乗員室を使用するときは、ブーム同士の衝突およびブームと他の構体との衝突を防止することができるように、センサーをブームと接触させてセンサーがブームの位置を認識することができる。第１関節を後方に曲げることにより衝突の危険性を低減することができ、この結果、ブームを輸送位置に置いたとき、ブームは、より低い位置にくる。そして、これに対応して、ブームを、後方に曲げられた関節に関して前方に回転させたときはブームの自由端は自動的に、この回転運動の結果として上昇する。明確化のために、図１ｂおよび２は回転装置もしくはブームの回転要素を示さない。
【００１３】
図２は、他の可能な方式の平面図を非常に簡単化して示す。そこでは１つのブームのみが使われ、ブームは削岩装置の両側へ回転可能である。この場合、１つのブームが２つのブームのように少なくとも等しく遠くまで到達する。しかし、このブームはあまり多くの空間を占めることは無く、またあまり重くない。この方法では、水平に回転する第１ブーム部品１ａは削岩装置の後部の回りを、削岩装置の一方の側方から他方の側方へと回転することができる。このことから当然、第１支点３ａの背後にある削岩装置の部品は、ブームがこれらの部品の上を回転するために十分な空間があるように、水平に回転するブームの下に配置されることになる。したがって、第１支点は削岩装置の後部より高い。これは通常かなり容易に達成される。なぜならば、低く構成することが容易な動力ユニット６をそのモータや補助装置とともに削岩装置の後部に配置することは一般的だからである。必要ならば、少なくともブームを削岩装置の一方の側方から他方の側方へ移動させるときに第１関節を上昇させる手段を設けることができる。これは、たとえば、第１関節を、上下に移動できる土台に液圧装置を使って配置することにより、もしくは第１関節を直接、液圧シリンダに接触させることにより達成できる。ブームを削岩装置の一方の側方から他方の側方へ移動させるということは、必然的に、第２ブーム部品や他のブーム部品が削岩装置の上を移動できることをも必要とする。他のブーム部品１ｂおよび１ｃは移動時に上昇させることができる。このような構造の結果、さらに、ここでは説明しない回転装置や回転要素が、このようなブームの使用を考慮して配置されることが必要になる。ある場合には、第１関節に接触する水平関節を設けて、ブームを削岩装置の一方の側方から他方の側方へと回転させるときには少なくとも、第１ブーム部品を斜め上に曲げることができるようにすることも可能である。さらに、ブームが削岩装置から後方へ向かうように、ブームを配置することができる。したがって、前部において他の作業が作業用ブームを用いて行われているときに、削岩装置の背後でブームを操作することは危険ではない。
【００１４】
ブームに関する図面や説明は、本発明の着想を説明することだけを意図している。本発明の詳細については、本発明は特許請求の範囲内で変わりうるものである。したがって、ブームは、図面や説明で述べたよりも多くのブーム部品を含むことができる。水平に回転する部品の延長に、いくつかの垂直におよび／または水平に回転可能なブーム部品を設けることができ、これによってブームを、さらに多くの方法で回転させることができる。したがって、容易にアクセスすることができる乗員室をブームの先端に有する削岩装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａおよび１ｂ】図１ａおよび１ｂは、異なる配置における本発明による削岩装置用ブーム方式の概略平面図を示す。
【図２】図２は、本発明による別の削岩装置用ブーム方式の概略平面図である。

Claims (8)

1. 互いに関節で連結された少なくとも２つのブーム部品を含むブームを含み、該ブームの一端にはアクチュエータがあり、該ブームには該アクチュエータを所望の位置まで回転させるための垂直および水平な関節を設け、実質的に水平な第１ブーム部品を含み、該部品の一端は、垂直な軸に対して回転可能なように削岩装置に連結されている削岩装置用ブーム装置において、該削岩装置では、前記垂直な軸は、削岩機の制御デッキ、すなわち削岩ワークトップの背後に配置され、他のブーム部品は同様に、第１ブーム部品の自由端に、前記垂直軸に対して回転可能なように配置され、該ブーム装置を輸送位置から作業位置へ、および逆方向に移送することは、前記第１ブーム部品を前記垂直な軸に対して回転させることにより行い、前記第１ブーム部品に連結された他のブーム部品は、実質的に前記削岩装置の長手方向に該削岩装置の側方を制御デッキから離れて移動し、前記輸送位置において前記アクチュエータを制御デッキの近くに送ることができることを特徴とする削岩装置用ブーム装置。
2. 請求項１に記載の削岩装置用ブーム装置において、前記ブームの自由端にあるアクチュエータは乗員室であり、該ブーム装置は乗員リフターとして使用されることが意図されていることを特徴とする削岩装置用ブーム装置。
3. 請求項１または２に記載の削岩装置用ブーム装置において、実質的に水平な前記第２ブーム部品は第２関節によって前記第１ブーム部品に該第１ブーム部品の一番外側にある先端において連結され、前記第２関節により、前記第２ブーム部品を該関節の垂直軸の周りに実質的に水平に回転させることができることを特徴とする削岩装置用ブーム装置。
4. 請求項１または２に記載の削岩装置用ブーム装置において、前記第２ブーム部品は前記第２関節により前記第１ブーム部品に連結し、該第２関節により前記第２ブーム部品は垂直および水平に回転することができることを特徴とする削岩装置用ブーム装置。
5. 請求項１から４までのいずれかに記載の削岩装置用ブーム装置において、前記ブームは前記第１関節に対して前記削岩装置の一方の側から他方の側へ回転させることができることを特徴とする削岩装置用ブーム装置。
6. 請求項１から５までのいずれかに記載の削岩装置用ブーム装置において、該ブーム装置は少なくとも２つのブームを含み、該ブームの端部には乗員室があることを特徴とする削岩装置用ブーム装置。
7. 請求項６に記載の削岩装置用ブーム装置において、前記複数のブームは、同一の前記第１関節に対して回転することを特徴とする削岩装置用ブーム装置。
8. 請求項６に記載の削岩装置用ブーム装置において、前記複数のブームは、異なる前記第１関節に対して回転することを特徴とする削岩装置用ブーム装置。

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