JP4069267B2 - ドリルロッド装着装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削工事において壁面の岩盤補強のために長尺のロックボルトを打設する場合等、長孔のさく孔を行うときにさく孔機のドリルロッドの継足しや回収を行うためのドリルロッド装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ドリルジャンボやファンカットドリル等のさく孔機では、図4及び図5に示すように、ガイドシェル2に搭載されたさく岩機3にシャンクロッド4を挿着し、このシャンクロッド4に所定長のドリルロッド5をスリーブ6を介して接続し、ドリルロッド5の先端にはビット7を取付け、ガイドシェル2の先端部に設けたセントラライザ8でドリルロッド5の先端部を支持している。さく孔時には、さく岩機3からドリルロッド5を介して打撃と回転がビット7に伝達され、さく岩機3には送りが与えられる。所要さく孔長がドリルロッド5の長さより長い場合には、さく孔作業の際に他のドリルロッド9の継足しや回収が行われる。
【0003】
このドリルロッド9の継足し、回収を行うためのドリルロッド装着装置10としては、図6に示すように、ガイドシェル2の側面に固設された支持フレーム13にベース14を固定し、このベース14に、ドリルロッド9を把持するロッドクランプ11を備えたアーム12を枢支して、ドリルロッド9を退避位置からさく孔軸線X上へ移動させるようにしたものが使用されている。
【0004】
このドリルロッド装着装置10でドリルロッド9の継足しを行うときには、次の手順で行う。
まず、さく岩機3を空打ちしてさく岩機3のシャンクロッド4とドリルロッド5の後端のスリーブ6との接続部のねじを緩め、セントラライザ8でスリーブ6をクランプし、さく岩機3を逆転させてシャンクロッド4とドリルロッド5のスリーブ6との接続部のねじを切り離し、さく岩機3をガイドシェル2上で後方へ移動させる。
【0005】
ドリルロッド装着装置10は、退避位置において、ロッドクランプ11をクランプシリンダ16で閉じてドリルロッド9を把持し、スイングシリンダ17でアーム12を回動させて、ドリルロッド9を図6の退避位置から図7のようにさく孔軸線X上へ移動させる。
【0006】
ドリルロッド9がさく孔軸線X上に位置決めされたら、さく岩機3を正転しながら前進させてシャンクロッド4とドリルロッド9後端のスリーブ19のねじを接続する。それから、クランプシリンダ16を若干縮めて、図8のようにロッドクランプ11を少し開き、ドリルロッド9が回転可能であるが脱落はしないように保持するハーフクランプ状態とする。この状態でさく岩機3を正転しながら前進させてドリルロッド9の前端のねじを既存のドリルロッド5後端のスリーブ6のねじと接続する。
【0007】
ドリルロッド9を接続した後、図9のようにロッドクランプ11を全開し、アーム12を回動させて退避位置に戻す。
再度さく孔を行って所定のさく孔長に達すると、ドリルロッド9の回収を行う。ドリルロッド9の回収は次の手順で行う。
【0008】
さく岩機3で空打ちを行って、ドリルロッド9の接続部のねじを緩めた後、さく岩機3をドリルロッド9の距離だけ後退させ、前方のドリルロッド5の後端部のスリーブ6をセントラライザ8でクランプする。それからアーム12を回動させて、ロッドクランプ11をさく孔軸線X上に移動させ、クランプシリンダ16を若干伸長して、ハーフクランプ状態でドリルロッド9を保持する。
【0009】
さく岩機3を逆転しながら後退させ、まずドリルロッド9の前端のねじを前方のドリルロッド5後端のスリーブ6から切り離す。
所定の回収位置でさく岩機3の後退を停止し、クランプシリンダ16を伸長してロッドクランプ11を閉じ、ドリルロッド9を把持する。それから、再度さく岩機3を逆転しながら後退させてシャンクロッド4をドリルロッド9後端のスリーブ19から切り離す。その後アーム12を回動してドリルロッド9をさく孔軸線X上から退避位置へ移動させ回収が終了する。
【0010】
このように、ドリルロッド装着装置10は、ドリルロッド9の継足しや回収の際に、ロッドクランプ11をハーフクランプ状態としてドリルロッド9を保持することが必要になる。
【0011】
従来、ドリルロッド装着装置10では、ロッドクランプ11をハーフクランプ状態としてドリルロッド9を保持するため、クランプシリンダ16の縮小を作業者の勘に頼って行うか、或いは別途ドリルロッド9を保持するために板ばねやコイルばねを設ける等の手段が用いられていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、クランプシリンダの縮小を作業者の勘によって行った場合、ロッドクランプが開きすぎてドリルロッドを脱落させてしまったり、前後のドリルロッド間の芯が狂って接続や切り離しか困難になることがある。
【0013】
また、別途板ばねやコイルばね等を設けてドリルロッドを保持する場合、ばねのへたり等でドリルロッドが脱落したり、さく孔時の孔曲がり等によりドリルロッドに過大な外力が加わったときにばねの力が不足してドリルロッドを保持できなくなるという問題があった。
【0014】
本発明は、さく孔機のドリルロッド装着装置におけるかかる問題を解決するものであって、必要に応じてロッドクランプを確実にハーフクランプ状態とし、ドリルロッドを適切に保持することのできるドリルロッド装着装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ドリルロッドを把持するロッドクランプを備え、ドリルロッドを退避位置からさく孔軸線上へ移動させるさく孔機のドリルロッド装着装置において、ロッドクランプを開閉するクランプシリンダを有しこのクランプシリンダを、所定ストロークでハーフクランプ可能とするように、互いに独立に伸縮させることができるハーフクランプ用ピストンと全開閉用ピストンとを備えた2段シリンダとすることにより上記課題を解決している。
【0016】
このドリルロッド装着装置は、ドリルロッドの継足しや回収を行う場合に、ロッドクランプをハーフクランプ状態とする必要があるときには、クランプシリンダを所定ストロークだけ作動させることにより、ロッドクランプをドリルロッドが回転可能であるが脱落はしない位置まで開き、ドリルロッドを適切に保持することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の一形態であるドリルロッド装着装置のクランプシリンダの構成図、図2及び図3は、ドリルロッド装着装置のクランプシリンダの作動の説明図である。
【0018】
このドリルロッド装着装置の基本的な構成は図6に示すものと同様であり、図4、図5に示すさく孔機のガイドシェル2の側面に設けられている。
さく孔機は、前述の通り、ガイドシェル2に搭載されたさく岩機3にシャンクロッド4を挿着し、このシャンクロッド4に所定長のドリルロッド5をスリーブ6を介して接続し、ドリルロッド5の先端にはビット7を取付け、ガイドシェル2の先端部に設けたセントラライザ8でドリルロッド5の先端部を支持している。さく孔時には、さく岩機3からドリルロッド5を介して打撃と回転がビット7に伝達され、さく岩機3には送りが与えられる。所要さく孔長がドリルロッド5の長さより長い場合には、さく孔作業の際に他のドリルロッド9の継足しや回収が行われる。
【0019】
ドリルロッド装着装置10は、ガイドシェル2の側面に固設された支持フレーム13にベース14を固定し、このベース14に、ドリルロッド9を把持するロッドクランプ11を備えたアーム12を枢支して、スイングシリンダ17でアーム12を回動させることにより、ドリルロッド9を退避位置からさく孔軸線X上へ移動させる。ロッドクランプ11は、クランプシリンダ16の伸縮によって閉開する。
【0020】
このクランプシリンダ16は、図1に示すように、全開閉用ピストン21とハーフクランプ用ピストン31とを備えた2段シリンダとなっている。
全開閉用ピストン21のロッド側油室とヘッド側油室とには、クランプ開閉制御弁20のシリンダポートから開側管路22と閉側管路23とが接続されている。クランプ開閉制御弁20は3位置の電磁切換弁であり、このクランプ開閉制御弁20を切換えることにより、全開閉用ピストン21の各油室が、クランプ開閉制御弁20を介して油圧源25とタンク26とに連通して全開閉用ピストン21が伸縮するようになっている。
【0021】
ハーフクランプ用ピストン31のロッド側油室とヘッド側油室とには、ハーフクランプ制御弁30のシリンダポートから開側管路32と閉側管路33とが接続されている。ハーフクランプ制御弁30は3位置の電磁切換弁であり、このハーフクランプ制御弁30を切換えることにより、ハーフクランプ用ピストン31の各油室が、ハーフクランプ制御弁30を介して油圧源25とタンク26とに連通してハーフクランプ用ピストン31が伸縮するようになっている。
【0022】
クランプ開閉制御弁20とハーフクランプ制御弁30とは、互いに独立に制御可能となっており、従って、全開閉用ピストン21とハーフクランプ用ピストン31とは互いに独立に伸縮させることができる。
【0023】
このクランプシリンダ16は、図1のように全開閉用ピストン21とハーフクランプ用ピストン31とが共に伸長した状態で、図6のようにロッドクランプ11を閉じ、ドリルロッド9を把持することができる。
【0024】
ハーフクランプ用ピストン31は、この状態から図2のようにハーフクランプ制御弁30を切換えてハーフクランプ用ピストン31のみを縮小させたとき、図8のようにロッドクランプ11が少し開き、ドリルロッド9が回転可能であるが脱落はしないよう適切に保持できるようにストロークが設定さている。従って、ロッドクランプ11を確実にハーフクランプ状態にすることができる。
【0025】
ハーフクランプ状態から、図3のようにクランプ開閉制御弁20を切換えて全開閉用ピストン21も縮小させると、図9のようにロッドクランプ11は全開となる。
【0026】
ドリルロッド装着装置10でドリルロッド9の継足しを行うときには、次の手順で行う。
まず、さく岩機3を空打ちしてさく岩機3のシャンクロッド4とドリルロッド5の後端のスリーブ6との接続部のねじを緩め、セントラライザ8でスリーブ6をクランプし、さく岩機3を逆転させてシャンクロッド4とドリルロッド5のスリーブ6との接続部のねじを切り離し、さく岩機3をガイドシェル2上で後方へ移動させる。
【0027】
ドリルロッド装着装置10は、退避位置において、ロッドクランプ11をクランプシリンダ16で閉じてドリルロッド9を把持する。このときには、クランプ開閉制御弁20とハーフクランプ制御弁30とを図1の位置に切換えることにより、全開閉用ピストン21のヘッド側油室に閉側管路23から作動油を流入させると共に、ハーフクランプ用ピストン31のヘッド側油室に閉側管路33から作動油を流入させて全開閉用ピストン21とハーフクランプ用ピストン31とを共に伸長させる。
【0028】
次に、スイングシリンダ17でアーム12を回動させて、ドリルロッド9を図6の退避位置から図7のようにさく孔軸線X上へ移動させる。
ドリルロッド9がさく孔軸線X上に位置決めされたら、さく岩機3を正転しながら前進させてシャンクロッド4とドリルロッド9後端のスリーブ19のねじを接続する。
【0029】
それから、ハーフクランプ制御弁30を図2の位置に切換え、ハーフクランプ用ピストン31のロッド側油室に開側管路32から作動油を流入させ、ハーフクランプ用ピストン31を縮小させてロッドクランプ11を少し開き、図8のようにハーフクランプ状態とする。ロッドクランプ11はドリルロッド9を回転可能であるが脱落はしないように確実に保持する。
【0030】
この状態でさく岩機3を正転しながら前進させてドリルロッド9の前端のねじを既存のドリルロッド5後端のスリーブ6のねじと接続する。
ドリルロッド9を接続した後、図2の状態からクランプ開閉制御弁20を図3の位置に切換える。すると全開閉用ピストン21のロッド側油室に開側管路22から作動油が流入し全開閉用ピストン21が縮小して、ロッドクランプ11は図9のように全開される。そこで、アーム12を回動させて退避位置に戻す。
【0031】
再度さく孔を行って所定のさく孔長に達すると、ドリルロッド9の回収を行う。ドリルロッド9の回収は次の手順で行う。
さく岩機3で空打ちを行って、ドリルロッド9の接続部のねじを緩めた後、さく岩機3をドリルロッド9の距離だけ後退させ、前方のドリルロッド5の後端部のスリーブ6をセントラライザ8でクランプする。それからアーム12を回動させて、ロッドクランプ11をさく孔軸線X上に移動させ、クランプ開閉制御弁20とハーフクランプ制御弁30とを図2の位置に切換えることにより、ロッドクランプ11をハーフクランプ状態としてドリルロッド9を保持する。
【0032】
この状態でさく岩機3を逆転しながら後退させ、まずドリルロッド9の前端のねじを前方のドリルロッド5後端のスリーブ6から切り離す。
所定の回収位置でさく岩機3の後退を停止し、クランプ開閉制御弁20とハーフクランプ制御弁30とを図1の位置に切換えることによりロッドクランプ11を閉じ、ドリルロッド9を把持する。
【0033】
それから、再度さく岩機3を逆転しながら後退させてシャンクロッド4をドリルロッド9後端のスリーブ19から切り離す。その後アーム12を回動してドリルロッド9をさく孔軸線X上から退避位置へ移動させ回収が終了する。
【0034】
このドリルロッド装着装置は、クランプシリンダ16が全開閉用ピストン21とハーフクランプ用ピストン31とを備えた2段シリンダとなっていて、全開閉用ピストン21とハーフクランプ用ピストン31とは互いに独立に伸縮させることができるので、ロッドクランプ11を確実にハーフクランプ状態としてドリルロッド9を適度な遊びがあって芯ずれは生じないように、また外力が加わっても脱落しないように適切に保持することが可能である。
【0035】
なお、ここではクランプ開閉制御弁20とハーフクランプ制御弁30とに電磁切換弁を用いているが、手動切換弁等他の形式の切換弁を用いることも可能である。
【0036】
また、本発明のドリルロッド装着装置は、図6に示すようなアームを回動させるドリルロッド装着装置以外の、ドリルロッドを把持するロッドクランプを、平行スライド等他の手段で、ドリルロッドを退避位置からさく孔軸線上へ移動させるものとすることもできる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のドリルロッド装着装置によれば、必要に応じてロッドクランプを確実にハーフクランプ状態としてドリルロッドを適切に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態であるドリルロッド装着装置のクランプシリンダの構成図である。
【図2】ドリルロッド装着装置のクランプシリンダの作動の説明図である。
【図3】ドリルロッド装着装置のクランプシリンダの作動の説明図である。
【図4】さく孔機の側面図である。
【図5】さく孔機の平面図である。
【図6】ドリルロッド装着装置の正面図である。
【図7】ドリルロッド装着装置の作動の説明図である。
【図8】ドリルロッド装着装置の作動の説明図である。
【図9】ドリルロッド装着装置の作動の説明図である。
【符号の説明】
2 ガイドシェル
3 さく岩機
4 シャンクロッド
5 ドリルロッド
6 スリーブ
9 ドリルロッド
10 ドリルロッド装着装置
11 ロッドクランプ
12 アーム
16 クランプシリンダ
17 スイングシリンダ
20 クランプ開閉制御弁
21 全開閉用ピストン
22 開側管路
23 閉側管路
25 油圧源
26 タンク
30 ハーフクランプ制御弁
31 ハーフクランプ用ピストン
32 開側管路
33 閉側管路

Claims (1)

  1. ドリルロッドを把持するロッドクランプを備え、前記ドリルロッドを退避位置からさく孔軸線上へ移動させるさく孔機のドリルロッド装着装置であって、
    前記ロッドクランプを開閉するクランプシリンダを有し当該クランプシリンダは、所定ストロークでハーフクランプ可能とするように、互いに独立に伸縮させることができるハーフクランプ用ピストンと全開閉用ピストンとを備えた2段シリンダであることを特徴とするドリルロッド装着装置。
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