JP3791637B2 - さく孔長検出装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、さく孔装置のさく孔長やさく孔速度を検出するためのさく孔長検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉱山、採石、土木工事等の現場でさく孔作業に使用されるジャンボやクローラドリル等のさく孔装置では、ガイドシェルに搭載されたさく岩機からロッド先端に取付けたビットに打撃と回転を伝達し、送り機構によってさく岩機に送りを与えてさく孔する。長孔さく孔を行う場合には、ロッド1本分のさく孔が終わるとロッドを継ぎ足し、所定のさく孔長に達するまでさく孔とロッドの継ぎ足しを繰り返す。
【0003】
さく孔作業においては、従来、さく孔長は、オペレータが視覚によって判断していた。
また、さく孔速度の変化は、さく孔対象の岩質の変化を示すものであるので、さく孔速度の変化を監視し、岩質に合わせてさく岩機の各作動機構の作動条件を調整しなければならない。このようなさく孔速度の変化もオペレータが視覚によって判断していた。
【0004】
しかし、オペレータが視覚で判断すると、個人によってその判断が相違することがあり、作業経験の少ないオペレータと熟練したオペレータとでは、さく孔精度や能率に大きな差が生じることがあった。
【0005】
そこで、さく岩機のさく孔作動を制御する制御装置を備えたさく孔装置において、さく孔長検出装置として送り機構にロータリエンコーダを設け、ロータリエンコーダの検出信号に基づいて制御装置でさく孔長やさく孔速度を求めるようにしたものが提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、さく孔装置は、粉塵が多く、温度や湿度の変化も大きい過酷な現場で使用されるので、ロータリエンコーダ等の精密な機器は故障し易く作業に支障をきたすことが多いという問題がある。
【0007】
この発明は、さく孔装置のさく孔長検出装置においてかかる問題を解決するものであって、構造がシンプルで過酷な条件下で使用しても故障を生じ難いさく孔長検出装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のさく孔長検出装置は、ガイドシェルに搭載され送り機構によって前後移動可能なさく岩機と、さく岩機のさく孔作動を制御する制御装置とを備えたさく孔装置において、周縁に所定間隔で切欠が設けられた金属円板を送り機構のモータに取付け、金属円板の切欠と対向する位置に切欠の間隔と異なる間隔で一対の近接スイッチを配設することにより上記課題を解決している。
【0009】
さく孔作業時には、さく岩機は送り機構によりガイドシェルに沿って前後に移動する。このとき、送り機構のモータに取付けられている金属円板が回転するので、近接スイッチが金属円板の非切欠部と切欠とに交互に反応してon−offパルス信号を発生する。on−offパルスの一周期は、送り機構のモータの所定回転角度に対応するので、制御装置でon−offパルス数を計数することによりさく岩機の移動距離を求めることができる。
【0010】
一対の近接スイッチは、金属円板の切欠の間隔と異なる間隔で配設されているので、各近接スイッチの発生するon−offパルスは、互いに位相が異なっており、一方の近接スイッチがonになった後、他方が遅れてonとなり、一方がoffになった後、他方が遅れてoffとなる。この位相のずれは、さく岩機の前進時と後進時とでは逆になるので、これによりさく岩機が前進しているか後進しているか判断できる。
【0011】
従って、さく孔長は、前進時の移動距離を加算し、後進時の移動距離を減算することにより得られる。さく孔速度は時間当たりの移動距離として容易に求められる。
【0012】
本発明のさく孔長検出装置では、金属円板と一対の近接スイッチを用いているので構造がシンプルで過酷な条件下で使用してもロータリエンコーダ等の精密な機器のようにしばしば故障を生じるおそれはない。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の一形態であるさく孔長検出装置を備えた油圧クローラドリルの斜視図、図2はさく岩機と送り機構の構成の説明図、図3は金属円板と近接スイッチの取付状態を示す側面図、図4は金属円板と近接スイッチの取付状態を示す平面図、図5は前進時の検出波形の説明図、図6は後進時の検出波形の説明図である。
【0014】
ここで、油圧クローラドリル1は、トラックフレーム2を備えた走行台車5上に旋回起伏可能にブーム8が設けられており、このブーム8の先端部にはさく岩機10を搭載したガイドシェル11がチルト及びスイング可能に支持されている。
【0015】
さく岩機10にはシャンクロッド3が挿着されており、シャンクロッド3に所定長のロッド4がスリーブ7を介して接続され、このロッド4の先端にはビット6が取付けられている。そして、さく岩機10は、シャンクロッド3に打撃と回転を与える打撃機構13と回転機構9、及びフラッシング用の空気を供給するフラッシング機構14とを備えている。
【0016】
ガイドシェル11には、送り機構12が設けられている。送り機構12は、駆動スプロケット18を備えた油圧駆動のモータ19をガイドシェル11の後端部に設け、従動スプロケット20をガイドシェル11の前端部に設け、チエン21を駆動スプロケット18と従動スプロケット20とに巻回し、このチエン21の両端をさく岩機10のキャリッジ22に取り付けて、モータ19の回転でさく岩機10を前後に移動できるように構成さている。
【0017】
さく岩機10は、送り機構12で送りが与えられ、打撃機構13と回転機構9から、シャンクロッド3、ロッド4を介してビット6に打撃と回転とを伝達して岩石にさく孔する。またフラッシング機構14はロッド6先端に圧縮空気を供給して、繰粉を排出させる。ガイドシェル11の先端部には、さく孔口元を覆うダストポット36が設けられており、このダストポット36はダストコレクタ(図示略)に接続されていて、排出された繰粉を捕集する。
【0018】
さく孔長がロッド4の長さより長い場合には、ロッド4の継ぎ足しと回収が必要となるので、ガイドシェル11にはロッド4の継ぎ足しと回収を行うロッド交換装置17が装備されている。
【0019】
走行台車5上には、打撃機構13、回転機構9、送り機構12、及びロッド交換装置17を駆動するための油圧駆動部15と、フラッシング機構14に圧縮空気を供給するための空気駆動部16とが設置されている。また、さく岩機10の打撃圧力、回転圧力、及びフラッシング圧力を検出するための検出手段として、油圧駆動部15に打撃圧力検出器と回転圧力検出器(図示略)、空気駆動部16にフラッシング圧力検出器(図示略)がそれぞれ設けられている。
【0020】
さらに、さく孔長検出装置として、送り機構12のモータ19に、周縁に12個の切欠26が等間隔で設けられた金属円板27が取付けられ、ガイドシェル11には金属円板27に近接してブラケット28が設けられ、このブラケット28には、一対の近接スイッチ30A、30Bが、金属円板27の切欠26と対向する位置に、切欠26の間隔よりもやや大きい間隔で取付けられている。切欠26の数は必要に応じて適宜選択できる。
【0021】
走行台車5上のオペレータキャビン24にはさく岩機10のさく孔作動を制御する制御装置25が設けられている。この制御装置25には記憶、演算、制御の機能を有するコンピュータが用いられており、ここには、さく孔手順、さく孔状況の判断、さく孔パターンの選択等さく孔制御において所要のさく孔データが予め記憶されている。
【0022】
この油圧クローラドリル1でさく孔作業を行う場合には、オペレータが制御部25にさく孔長を設定しさく孔開始を指令すると、さく岩機10が制御部25に記憶されているさく孔手順のプログラムデータに基づいてさく孔を開始する。
【0023】
そこで、さく岩機10は送り機構12によりガイドシェル11に沿って前後に移動する。このとき、送り機構12のモータ19に取付けられている金属円板27は、駆動スプロケット18と同時に回転するので、近接スイッチ30A、30Bは金属円板27の非切欠部と切欠26とに交互に反応して図5及び図6に示すようなon−offパルス信号を制御装置25に送る。
【0024】
on−offパルスの一周期は、切欠26が12個設けられている場合、送り機構12のモータ19の回転角度30°に対応する。駆動スプロケット18のピッチサークル径をD、on−offパルスの一周期にさく岩機10が移動する距離をLとすれば、L=πD/12で一定である。
【0025】
従って、制御装置25はon−offパルス数を計数して、さく岩機10の移動距離を求めることができる。
また、一対の近接スイッチ30A、30Bは、金属円板27の切欠26の間隔と異なる間隔で配設されているので、近接スイッチ30Aと近接スイッチ30Bの発生するon−offパルスは、互いに位相が異なっている。
【0026】
前進時には、金属円板27は、図3上反時計方向に回転するので、図5に示すように、前方の近接スイッチ30Bがonになった後、後方の近接スイッチ30Aが遅れてonとなる。従って、前進時には、前方の近接スイッチ30Bがonとなっている状態で後方の近接スイッチ30Aがoffからonへの立ち上がりを生じる。
【0027】
これに対し、後進時には、金属円板27は、図3上時計方向に回転するので、図6に示すように、後方の近接スイッチ30Aがonになった後、前方の近接スイッチ30Bが遅れてonとなり、従って、前方の近接スイッチ30Bがonとなっている状態で、後方の近接スイッチ30Aがonからoffへの立ち下がりを生じる。
【0028】
このように位相のずれが、さく岩機10の前進時と後進時とでは逆になるので、これにより制御装置25でさく岩機10が前進しているか後進しているか判断できる。
【0029】
すなわち、前方の近接スイッチ30Bがonとなっている状態で後方の近接スイッチ30Aの立ち上がりパルスを計数することで、前進時の移動距離を求め、前方の近接スイッチ30Bがonとなっている状態で後方の近接スイッチ30Aの立ち下がりパルスを計数することで、後進時の移動距離を求めることになる。さく孔長は、前進時の移動距離を加算し、後進時の移動距離を減算することにより求める。さく孔速度は時間当たりの移動距離として容易に求められる。
【0030】
このさく孔長のデータに基づいて、長孔さく孔を行う場合には、ロッド1本分のさく孔が終わるとロッド4を継ぎ足し再度さく孔を行う。以後さく孔とロッド4の継ぎ足しとを繰り返す。指定したさく孔長に達するとさく孔が終了する。
【0031】
さく孔中は、さく岩機10の打撃圧力、回転圧力、及びフラッシング圧力等のさく孔データが打撃圧力検出器、回転圧力検出器、フラッシング圧力検出器で、さく孔長、さく孔速度はさく孔長検出装置により検出され、制御装置25に記憶される。制御装置25では常時検出データに基づいて岩石の硬軟,亀裂の有無等の状況を判断し変化があればさく孔条件の設定を変更しさく孔する。
【0032】
このさく孔長検出装置は、金属円板27と一対の近接スイッチ30A、30Bを用いたシンプルな構造であるので、過酷な条件下で使用しても故障を生じるおそれはない。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のさく孔長検出装置は、構造がシンプルで過酷な条件下で使用しても故障を生じ難いので、メンテナンスの手間や経費を低減し、作業能率向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態であるさく孔長検出装置を備えた油圧クローラドリルの斜視図である。
【図2】さく岩機と送り機構の構成の説明図である。
【図3】金属円板と近接スイッチの取付状態を示す側面図である。
【図4】金属円板と近接スイッチの取付状態を示す平面図である。
【図5】前進時の検出波形の説明図である。
【図6】後進時の検出波形の説明図である。
【符号の説明】
1 油圧クローラドリル
2 トラックフレーム
3 シャンクロッド
4 ロッド
5 走行台車
6 ビット
8 ブーム
9 回転機構
10 さく岩機
11 ガイドシェル
12 送り機構
13 打撃機構
14 フラッシング機構
15 油圧駆動部
16 空気駆動部
17 ロッド交換装置
18 駆動スプロケット
19 モータ
20 従動スプロケット
21 チエン
22 キャリッジ
24 オペレータキャビン
25 制御装置
26 切欠
27 金属円板
28 ブラケット
30A 近接スイッチ
30B 近接スイッチ

Claims (1)

  1. ガイドシェルに搭載され送り機構によって前後移動可能なさく岩機と、さく岩機のさく孔作動を制御する制御装置とを備えたさく孔装置において、周縁に所定間隔で切欠が設けられた金属円板を送り機構のモータに取付け、金属円板の切欠と対向する位置に切欠の間隔と異なる間隔で一対の近接スイッチを配設したことを特徴とするさく孔長検出装置。
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