JP3791644B2 - ボルタヘッド - Google Patents

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裕之 阿部
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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路側壁等の法面にロックボルトを打設するために用いられるロックボルト打設機のボルタヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
道路側壁等の法面を形成したとき、この法面の崩壊を防止するため、ロックボルトを打設して補強することが行われている。
【0003】
法面にロックボルトを打設するには、法面に沿って作業足場を設けて、穿孔、セメントミルクの注入、ロックボルトの挿入等の作業を行わねばならない。
しかし、作業足場の構築は面倒で手間とコストがかかり、また、作業者は作業足場上での高所作業を行うことになる。
【0004】
よって、ロックボルト打設作業を効率化し安全性の向上を図るため、自動ロックボルト打設機が開発されている。
このロックボルト打設機には、図8及び図9に示すようなボルタヘッド100が設けられている。このボルタヘッド100は、法面にボルト孔を穿孔する穿孔装置101と、穿孔したボルト孔内にセメントミルクを注入する注入装置102と、ボルト孔内にロックボルトを挿入する挿入装置103と、ロックボルト110を収納するボルトマガジン104とを備えたロックボルト打設用の装置であって、穿孔装置101と、注入装置102と、挿入装置103とは、回転軸106に放射状に取付けられており、回動用シリンダ107を伸縮して回転軸106を中心として回動させることにより、穿孔装置101と、注入装置102と、挿入装置103とを同一位置に交互に位置決めできるようになっている。
【0005】
従って、このボルタヘッド100を用いて、穿孔装置101と、注入装置102と、挿入装置103とをロックボルトの打設位置に順次位置決めすることにより、穿孔作業、注入作業、ボルト挿入作業を逐次行うことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなボルタヘッド100では、穿孔装置101と、注入装置102と、挿入装置103とを回転軸106を中心として回動させて同一位置に交互に位置決めするようになっているので、ロックボルト打設作業の進捗に伴って穿孔装置101と、注入装置102と、挿入装置103とを逐次切換え、その都度位置決めしてやる必要があり操作が面倒で能率が悪い。また、ボルタヘッド100に穿孔装置101と、注入装置102と、挿入装置103とを設けているので、ボルタヘッド100が大型化、重量化し、これを搭載支持するロックボルト打設機も大型化するのを免れず、ロックボルト打設機のコストが高くなるという問題がある。
【0007】
この発明は、ロックボルト打設機におけるかかる問題を解決するものであって、ボルト打設作業の進捗に伴って穿孔装置と、注入装置と、挿入装置の位置を逐次切換えてその都度位置決めしてやるような必要がなく、操作が容易で能率よく打設作業をおこなうことができ、また、軽量化でき低コストで製作可能なロックボルト打設機のボルタヘッド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】
この発明では、法面にロックボルトを打設するロックボルト打設機のボルタヘッドであって、ボルト孔を穿孔する穿孔機構と、穿孔機構に接続された穿孔用のロッド及びビットを介して、ボルト孔内にセメントミルクを注入する充填機構と、穿孔用のロッドと打設用のロックボルトを交換収納可能なロッドチェンジャとを設け、前記ロッドチェンジャは、前記ボルト孔の穿孔及び前記セメントミルクの注入が完了した後に、前記穿孔機構から前記穿孔用のロッド及びビットを切り離すと共に前記穿孔機構に前記打設用のロックボルトを接続するようになっており、前記穿孔機構は、前記充填機構による前記セメントミルクの充填の進行と共に後退して前記穿孔用のロッド及びビットを前記ボルト孔内から引き出し、前記打設用のロックボルトが接続されると、前進して、前記セメントミルクが充填された前記ボルト孔内に前記ロックボルトを挿入し定着するようになっていることにより上記課題を解決している。
【0009】
ロックボルト打設作業の際には、まず、ボルタヘッドの穿孔機構で、法面にボルト孔を穿孔する。次に、充填機構から穿孔機構のロッド及びビットを介して、穿孔したボルト孔内にセメントミルクを注入する。ボルト孔内へのセメントミルクの充填の進行と共に穿孔機構を後退させて、ロッド及びビットをボルト孔内から引き出す。
【0010】
セメントミルクの充填がすむと、ロッドチェンジャでロッドを穿孔機構から切り離し、ロッドに代えてロックボルトを穿孔機構に接続した後、穿孔機構を前進させてロックボルトをボルト孔内へ挿入し定着させる。
【0011】
一箇所への打設が終わると、ボルタヘッドを次の打設位置まで移動させ、順次ロックボルトの打設を行う。
このボルタヘッドでは、セメントミルクの充填に穿孔機構のロッド及びビットを利用し、ロックボルトの挿入にも穿孔機構を利用するので、穿孔開始前に一度穿孔機構を位置決めしてやれば、その後、ロックボルト打設作業の進捗に伴って充填機構と、ボルト挿入機構の位置を逐次切換えてその都度位置決めしてやるような作業は必要なく、操作が容易で能率よく打設作業をおこなうことができる。また、充填機構のセメントミルク注入用ホースの押込装置や、ボルト挿入機構が不要であるので、ボルタヘッドが軽量化される。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の一形態であるボルタヘッドを搭載したロックボルト打設機の正面図、図2は充填機構の構成の説明図、図3は穿孔機構とロッドチェンジャの平面図、図4は穿孔機構とロッドチェンジャの前面図、図5は図3のA−A線断面図、図6はロッドチェンジャの動作の説明図である。
【0013】
ロックボルト打設機1は、走行自在な台車2と、台車2上に設けられた傾動自在なマスト3と、マスト3に昇降自在に搭載されたボルタヘッド4とを備えている。
【0014】
ボルタヘッド4には、法面5にボルト孔を穿孔する穿孔機構6と、ボルト孔内にセメントミルクを注入する充填機構7と、穿孔用のロッド9と打設用のロックボルト10を交換収納可能なロッドチェンジャ8とが設けられている。
【0015】
穿孔機構6は、さく岩機11と、さく岩機11の法面5方向への移動を案内するガイドシェル12とで構成され、このボルタヘッド4では、通常上側となるさく岩機11がガイドシェル12の下側となるように(図3に示す平面が下向きとなるように)支持されている。
【0016】
さく岩機11に挿着されたシャンクロッド13と、シャンクロッド13に接続される穿孔用のロッド9と、ロッド9の先端に取付けられるビット19には、穿孔時にスイベルジョイント14を介して圧縮空気や水等のフラッシング流体Fを供給する流路15が形成されており、スイベルジョイント14には図示しない流体源からフラッシング用配管16が接続されている。ガイドシェル12の前端部にはセントラライザ17、さく岩機11とセントラライザ17との中間部には、サブセントラライザ18が設けられている。このサブセントラライザ18はさく岩機11の移動距離の1/2の距離を移動するようになっている。
【0017】
充填機構7は、バルブ71を設けた注入用配管72をフラッシング用配管16に接続したものであり、充填時にバルブ71を開くことにより、図示しない注入ポンプから供給されるセメントミルクCを、フラッシング用配管16、スイベルジョイント14、流路15を介してボルト孔内に注入するようになっている。
【0018】
ロッドチェンジャ8は、ガイドシェル12の側方に支持されたマガジン21と、キャリア22とを備えている。
マガジン21は、周縁部にロッド9とロックボルト10とを収納する複数のスプリング23付きの収納口20を備えた円盤状のフロントマガジン24とリヤマガジン25とを、所定間隔で円筒状のマガジン軸26に固設したものであり、このマガジン軸26が、ガイドシェル12の側部に固定されたマガジンフレーム27に支持されているスイングアーム軸28上に回転可能に装着されており、マガジン軸26の後端部に設けたられた回転機構29によって回転が与えられる。
【0019】
キャリア22は、スイングアーム30とキャリアアーム31とクランプフック32とを備えている。スイングアーム軸28にはスイングアーム30の基端部が固定されており、このスイングアーム30は、マガジンフレーム27との間に取付けたスイングシリンダ33で回動されるようになっている。
【0020】
スイングアーム30の先端部にはキャリアアーム軸34が支持されており、このキャリアアーム軸34には、リンク35が固定されている。このリンク35とマガジンフレーム27との間にはキャリアアームシリンダ36が取付けられており、このキャリアアームシリンダ36でキャリアアーム軸34が回動されるようになっている。
【0021】
このキャリアアーム軸34には、キャリアアーム31の基端部がパワーロック37で固定されている。
キャリアアーム31の先端部には、クランプフック32が枢着されており、このクランプフック32は、キャリアアーム31との間に取付けたクランプシリンダ38で回動され、ロッド9またはロックボルト10を把持するようになっている。
【0022】
このロックボルト打設機1で法面5にロックボルト10を打設する場合には、台車2を法面5付近まで走行させ、マスト3を法面5と平行になるように傾動する。
【0023】
まず、法面5に穿孔を行うため、さく岩機11に穿孔用のロッド9を次の手順で接続する。ロッドチェンジャ8のキャリア22のクランプフック32は、図6(a) に示すようにマガジン21の収納口20付近の位置にある。マガジン21の収納口20には通常穿孔用のロッド9と複数本の打設用のロックボルト10が収納されているので、回転機構29でマガジン21をロッド9の取り出し可能な位置まで回転させる。
【0024】
そこでクランプシリンダ38を伸長してクランプフック32でロッド9を把持し、キャリアアームシリンダ36を短縮してキャリアアーム31を図6(b) の位置まで回動させ、ロッド9をマガジン21から取り出す。スイングシリンダ33を短縮して、スイングアーム30をガイドシェル12側へ図6(c) の位置まで旋回させる。
【0025】
キャリアアームシリンダ36を伸長してキャリアアーム31を図6(d) の位置まで回動させて、ロッド9の中心がさく岩機11の中心線と一致するよう位置決めを行った後、サブセントラライザ18を閉じてロッド9を保持し、クランプシリンダ38は若干短縮してクランプフック32を緩める。さく岩機11を正転しながら前進させてシャンクロッド13とロッド9後端のねじとを接続し、ロッド9の先端部をセントラライザ17で支持する。
【0026】
クランプシリンダ38を短縮してクランプフック32を開き、キャリアアームシリンダ36を短縮してキャリアアーム31を図6(e) の位置まで回動させ、さらにスイングシリンダ33を伸長して、スイングアーム30をガイドシェル12から離隔させ図6(f) の位置まで旋回させ、キャリアアームシリンダ36を伸長してキャリアアーム31を図6(g) の位置まで回動させる。
【0027】
ボルタヘッド4をマスト3に沿って移動させて、法面5の所定位置に穿孔機構6のさく岩機11のロッド9、ビット19を位置決めし、さく岩機11をガイドシェル12に沿って前進させて法面5に所定長のボルト孔を穿孔する。
【0028】
ボルト孔の穿孔が終わると、次に、バルブ71を開くことにより、注入ポンプから供給されるセメントミルクCを、フラッシング用配管72、スイベルジョイント14、流路15を介してボルト孔内に注入する。ボルト孔内へのセメントミルクCの充填の進行と共にさく岩機11を後退させて、ロッド9及びビット19をボルト孔内から引き出す。
【0029】
セメントミルクCの充填がすむと、ロッドチェンジャ8でロッド9を穿孔機構6のさく岩機11のシャンクロッド13から切り離しロッド9に代えてロックボルト10をさく岩機11のシャンクロッド13に接続する。このときには、ロッド9を接続するときと逆の手順でマガジン21の収納口20に収納し、回転機構29でマガジン21をロックボルト10の取り出し可能な位置まで回転させ、ロッド9を接続するときと同様の手順でロックボルト10をさく岩機11のシャンクロッド13に接続する。それから、さく岩機11を前進させてロックボルト10をボルト孔内へ挿入し、さく岩機11から切り離して定着させる。
【0030】
一箇所への打設が終わると、ボルタヘッド4をマスト3に沿って次の打設位置まで移動させ、順次ロックボルト10の打設を行う。所定本数のロックボルト10がマスト3に沿って打設されると、ロッドチェンジャ8のマガジン21にはロックボルト10を補充し、台車2を所定距離移動させ、前記作業を繰り返す。
【0031】
このロックボルト打設機1では、穿孔開始前に一度穿孔機構を位置決めしてやれば、その後、ロックボルト10の打設作業の進捗に伴って充填機構と、ボルト挿入機構の位置を逐次切換えてその都度位置決めしてやるような必要がなく、操作が容易で能率よく打設作業をおこなうことができる。また、セメントミルクCの充填に穿孔機構6のロッド9及びビット19を利用し、ロックボルト10の挿入にも穿孔機構6を利用するので、充填機構7のセメントミルク注入用ホースの押込装置や、ボルト挿入機構が不要であり、ボルタヘッド4が軽量化される。
【0032】
図7は、本発明の他の実施の形態を示すボルタヘッドを搭載したロックボルト打設機の正面図である。
このロックボルト打設機1は、走行自在な台車2上に起伏するブーム50とアーム51とを備えたパワーショベルのバケットに代えてボルタヘッド4を取付けたものであり、ブームシリンダ52、アームシリンダ53、バケットシリンダ54を伸縮することにより、法面5の所定位置にボルタヘッド4を移動させ位置決めすることができる。位置決め後のロックボルト10の打設作業は図1のものと同様である。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボルタヘッドは、ボルト打設作業の進捗に伴って穿孔機構と、充填機構と、ボルト挿入機構の位置を逐次切換えてその都度位置決めしてやるような必要がなく、操作が容易で能率よく打設作業をおこなうことができる。また、ボルタヘッドは軽量化でき製作コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態であるボルタヘッドを搭載したロックボルト打設機の正面図である。
【図2】充填機構の構成の説明図である。
【図3】穿孔機構とロッドチェンジャの平面図である。
【図4】穿孔機構とロッドチェンジャの前面図である。
【図5】図3のA−A線断面図である。
【図6】ロッドチェンジャの動作の説明図である。
【図7】本発明の他の実施の形態を示すボルタヘッドを搭載したロックボルト打設機の正面図である。
【図8】従来のボルタヘッドの平面図である。
【図9】従来のボルタヘッドの前面図である。
【符号の説明】
1 ロックボルト打設機
2 台車
3 マスト
4 ボルタヘッド
5 法面
6 穿孔機構
8 ロッドチェンジャ
9 ロッド
10 ロックボルト
11 さく岩機
12 ガイドシェル
13 シャンクロッド
14 スイベルジョイント
15 流路
16 フラッシング用配管
17 セントラライザ
18 サブセントラライザ
19 ビット
20 収納口
21 マガジン
22 キャリヤ
30 スイングアーム
31 キャリヤアーム
32 クランプフック
71 バルブ
72 注入用配管

Claims (1)

  1. 法面にロックボルトを打設するロックボルト打設機のボルタヘッドであって、ボルト孔を穿孔する穿孔機構と、穿孔機構に接続された穿孔用のロッド及びビットを介して、ボルト孔内にセメントミルクを注入する充填機構と、穿孔用のロッドと打設用のロックボルトを交換収納可能なロッドチェンジャとを設け
    前記ロッドチェンジャは、前記ボルト孔の穿孔及び前記セメントミルクの注入が完了した後に、前記穿孔機構から前記穿孔用のロッド及びビットを切り離すと共に前記穿孔機構に前記打設用のロックボルトを接続するようになっており、
    前記穿孔機構は、前記充填機構による前記セメントミルクの充填の進行と共に後退して前記穿孔用のロッド及びビットを前記ボルト孔内から引き出し、前記打設用のロックボルトが接続されると、前進して、前記セメントミルクが充填された前記ボルト孔内に前記ロックボルトを挿入し定着するようになっていることを特徴とするボルタヘッド。
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