JP4410622B2 - 岩盤削孔装置 - Google Patents

Description

本発明は、岩盤に連続孔を削孔する際に用いられるガイドロッドを備える岩盤削孔装置に関する。

岩盤掘削において、発破に代わる割岩工法が採用される。割岩工法は、割岩ツールを装着した自走式機械を用いて岩盤を破砕して掘削する。その場合、岩盤に連続孔を削孔しておく必要がある。
連続孔の削孔は、岩盤に削孔した先行孔にガイド部材を挿入し、このガイド部材を基準にしてビットにより連続孔を順次削孔していく。
次に連続孔削孔に関する従来技術を説明する。

まず、特許文献１により、先行孔に挿入するガイドチューブを先端に備えるガイドロッドと、ビットを先端に備える削孔ロッド（ドリルロッド）とをロッドブラケットで連結した岩盤削孔装置（プレスリットジャンボー）が公知となっている。削孔ロッドはロッドブラケットに対し回転ながら前進するが、ロッドブラケットが固定されるガイドロッドは削孔時にガイドセルに対し固定状態に保持される。
特許文献１に開示の技術によれば、ロッドブラケットを使用することにより孔曲がりを抑制でき、連続孔を確実に形成できる。

また、特許文献２により、ビットの横に並んだ状態にガイドロッドを取り付けた削孔ロッドが公知となっている。削孔ロッドはガイドロッドと一体のブラケットに対し回転し、ガイドロッドは削孔ロッドと一緒に前進する。
特許文献２に開示の技術によっても、ロッドブラケットを使用することにより孔曲がりを抑制でき、連続孔を確実に形成できる。

さらに、特許文献３により、ガイドセル（架台）に備えたブラケットにガイドロッドを固定した岩盤削孔装置が公知となっている。
特許文献３に開示の技術によれば、ガイドロッドが削孔ビットとの接触により回転することで、ガイドロッド及びビットの損傷を防ぎつつ、一定間隔の連続孔を削孔できる。また、ガイドセルのブラケットに対し容易にガイドロッドを着脱できる。
特公平６−３１０４号公報（第２図） 特開昭６２−２４８７９５号公報（第６図） 特開平８−２９１６８８号公報（図１）

しかし、以上の従来技術では次のような問題がある。
まず、特許文献１から特許文献３に開示の技術のいずれによっても、ガイドロッドを先行孔の孔底まで挿入する必要があり、先行孔の孔壁が荒れた場合、ガイドロッドがうまく挿入できない確率が高くなる。

また、特許文献１及び特許文献２に開示の技術のいずれによっても、ガイドロッドに固定または一体のブラケットに対し削孔ロッドを回転自在に組み込んだ構造により、これが削孔ロッドの回転に負荷となり、削孔効率が低下する。
特許文献２に開示の技術では、削孔ロッドと一緒にガイドロッドが前進するので、先行孔の方向にガイドセルを正確に合わせる必要がある。また、ガイドロッドが削孔ロッドより常に前方へ突出状態にあるので、連続孔の孔底が揃えられなかった。
特許文献３に開示の技術では、先行孔の孔壁が荒れてガイドロッドが回転できなくなると、ビットとの接触でガイドロッドが損傷する。
特に、従来の技術では、ガイドロッドを装着したままでは単独孔の削孔が不可能となっていた。

そこで、ガイドロッドのロッド長を伸縮可能に構成することが考えられる。そうすれば、単独孔の場合、岩盤に当接してガイドロッドが縮むことから、ガイドロッドを装着したまま削孔ロッドにより単独孔も削孔でき、連続孔及び単独孔の削孔作業の効率化が図れるようになる。

ところで、連続孔形成時における削孔ロッドの直進性を向上させるためには、ガイドロッドを固定状態に支持するブラケットに対する削孔ロッドの回転支持構造が極めて重要となる。その場合、削孔ロッドを回転自在に支持する削孔ロッドサポート管をブラケットに備えておくことが考えられる。
しかし、削孔ロッドサポート管と削孔ロッドの接触により互いの摩耗の心配がある。このため、削孔ロッドサポート管内に軸受ブッシュを設けておき、その軸受ブッシュに削孔ロッドを挿入して組み付けることが考えられる。

ところが、削孔ロッドの組付性及びメンテナンス性の面からは、削孔ロッドサポート管内に設けられる軸受ブッシュに対し前方から削孔ロッドを挿入する必要があることから、作業効率が悪いものとなってしまう。すなわち、軸受ブッシュ内径と削孔ロッド外径の差が小さく余裕が少ないので、軸受ブッシュに削孔ロッドを挿入する際、ブッシュ芯とロッド芯を一致させないと入らないことから、手間がかかるものとなる。
従って、削孔ロッドサポート管に対する削孔ロッドの組付作業性を良好にする対策が必要となる。

本発明の課題は、ガイドロッドのブラケットに備えられる削孔ロッドサポート管に挿通する削孔ロッドの連続孔形成時における直進性を向上するとともに、摩耗を低減したり削孔ロッドサポート管に対する削孔ロッドの組付作業性を良好にすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図３から図９に示すように、岩盤を削孔するビット３が先端に設けられた削孔ロッド４と、岩盤に削孔した先行孔ｈ１に挿入するガイドロッド７とをほぼ平行に備える岩盤削孔装置であって、装置本体に固定され、前記ガイドロッド７を支持するブラケット５と、このブラケット５に固定され、前記削孔ロッド４を回転自在に支持する削孔ロッドサポート管１４と、この削孔ロッドサポート管１４内に、該削孔ロッドサポート管の軸方向に間隔を開けて配置され、前記削孔ロッド４が挿入される複数の軸受ブッシュ１５とを備えることを特徴とする。

このように、ガイドロッドのブラケットに固定した削孔ロッドサポート管内に削孔ロッドを回転自在に支持することで、連続孔形成時における削孔ロッドの直進性を向上できる。
そして、その削孔ロッドサポート管内に、削孔ロッドが挿入される軸受ブッシュを配置したので、削孔ロッドサポート管と削孔ロッドの接触を避けて互いの摩耗を解消できる。
しかも、削孔ロッドサポート管内に、該削孔ロッドサポート管の軸方向に間隔を開けて複数の軸受ブッシュを配置したので、そのうち摩耗が多いものだけを部品交換したりローテーションしたりして、摩耗量を低減できる。
また、削孔ロッドサポート管内に軸受ブッシュ間の空間が形成されるので、その空間に潤滑液や冷却水を供給することにより、削孔ロッド及び軸受ブッシュの摩耗を低減できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の岩盤削孔装置であって、例えば図３から図９に示すように、前記ブラケット５に固定され、前記削孔ロッド４を回転自在に支持し、かつ軸線方向に沿った分割面１４ａを有する分割可能削孔ロッドサポート管１４を備えることを特徴とする。

このように、ガイドロッドのブラケットに、削孔ロッドを回転自在に支持し、かつ軸線方向に沿った分割面を有する分割可能削孔ロッドサポート管が備えられているので、削孔ロッドサポート管を軸線方向に沿った分割面で分割することにより、削孔ロッド及び軸受ブッシュの組付けや交換が容易に行える。従って、削孔ロッド及び軸受ブッシュの組付作業性が良好である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の岩盤削孔装置であって、例えば図３から図９に示すように、前記ブラケットは、前記分割可能削孔ロッドサポート管１４の分割面１４ａに沿った分割面４ａを有する分割可能ブラケット５であることを特徴とする。

このように、分割可能削孔ロッドサポート管の分割面に沿った分割面を有する分割可能ブラケットなので、削孔ロッドサポート管と一緒にブラケットも分割できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の岩盤削孔装置であって、例えば図３から図９に示すように、前記ガイドロッドは、ロッド長を可変とする伸縮可能ガイドロッド７であることを特徴とする。

このように、ロッド長を可変とする伸縮可能ガイドロッドなので、単独孔の場合、岩盤に当接してガイドロッドが縮むことから、ガイドロッドを装着したまま削孔ロッドにより単独孔も削孔できる。従って、連続孔及び単独孔の削孔において、作業の効率化が図れる。

請求項１に記載の発明によれば、ガイドロッドのブラケットに固定した削孔ロッドサポート管により、連続孔形成時における削孔ロッドの直進性を向上でき、さらに、軸受ブッシュにより削孔ロッドサポート管と削孔ロッドの接触を避けて互いの摩耗を解消できる。
しかも、削孔ロッドサポート管内に、該削孔ロッドサポート管の軸方向に間隔を開けて配置した複数の軸受ブッシュなので、そのうち摩耗が多いものだけを部品交換したりローテーションしたりして、摩耗量を低減できる。
また、削孔ロッドサポート管内には軸受ブッシュ間の空間に潤滑液や冷却水を供給することにより、削孔ロッド及び軸受ブッシュの摩耗を低減できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明により得られる効果に加え、削孔ロッドサポート管を軸線方向に沿った分割面で分割して削孔ロッド及び軸受ブッシュの組付けや交換が容易に行え、削孔ロッド及び軸受ブッシュの組付作業性が良好であるといった利点が得られる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明により得られる効果に加え、削孔ロッドサポート管と一緒にブラケットも分割できるといった利点が得られる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明により得られる効果に加え、岩盤に当接してガイドロッドが縮むことによって、ガイドロッドを装着したまま単独孔も削孔でき、すなわち、連続孔及び単独孔の削孔において、作業の効率化を達成できるといった利点が得られる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本発明の前提となる基本形態において、岩盤削孔装置は、図１に示すように、ガイドセル１上に削岩機２を前進後退動作可能に備えている。ガイドセル１は図示しない自走式機械に装備されており、削岩機２は図示しない駆動装置によりガイドセル１上を前進後退動作する。

削岩機２は、先端にビット３が固定して設けられた削孔ロッド４を装着したもので、この削孔ロッド４を回転駆動する。削孔ロッド４は、ガイドセル１の先端に設けたブラケット５に回転自在に支持されている。なお、ガイドセル１の先端面にはパッド６が設けられている。また、ブラケット５には、削孔ロッド４と平行で前方に突出するガイドロッド７が固定して備えられている。

そして、ガイドロッド７は、大径ロッド７ａに小径ロッド７ｂをスライド自在に組み付けて伸縮可能に構成されたものである。図示例では、大径ロッド７ａがブラケット５に前端で固定されており、大径ロッド７ａから前方に小径ロッド７ｂが突出している。

次に、岩盤への削孔作業を説明する。
図示しない自走式機械の駆動によりガイドセル１を移動して、ガイドセル１の先端部のブラケット５に備えたガイドロッド７を、図１に示すように、岩盤に予め削孔された先行孔ｈ１に挿入しておく。すなわち、ブラケット５に前端で固定した大径ロッド７ａから前方に伸びる小径ロッド７ｂを先行孔ｈ１に挿入しておく。

次いで、削岩機２を駆動して削孔ロッド４を回転させると同時に、削岩機２を前進させていく。従って、削孔ロッド４先端のビット３により岩盤に連続孔ｈ２が削孔されていく。
このとき、削孔ロッド４はブラケット５を介しガイドロッド７と平行に維持されるため、間隔を一定に保ったまま連続孔ｈ２が削孔される。

また、単独孔削孔時は、図２に示すように、岩盤にガイドロッド７を突き当てた状態で単独孔ｈ３が削孔される。すなわち、削岩機２を前進させると、ガイドロッド７は、図示したように、岩盤に突き当てた小径ロッド７ｂがブラケット５に固定の大径ロッド７ａの中に入り込んで全長が縮んでいく。
このように、ガイドロッド７を装着したまま単独孔ｈ３を削孔できる。
従って、連続孔及び単独孔の削孔作業の効率化を達成できる。

図３は本発明を適用した実施形態の構成を示すもので、前述した基本形態と同様、１はガイドセル、２は削岩機、３はビット、４は削孔ロッド、５はブラケット、６はパッド、７はガイドロッド、７ａは大径ロッド、７ｂは小径ロッドである。
この実施形態では、図４にも示したように、前後一対のプレートによるブラケット５を設け、この前後一対のブラケット５に１本の削孔ロッドサポート管１４と２本の管材によるガイドロッドホルダー１７を固定して備えている。ここで、削孔ロッドサポート管１４は、削孔ロッド４を回転自在に支持して直進性を確保するためのものであり、ガイドロッドホルダー１７は、ガイドロッド７を挿通して着脱自在に支持するためのものである。

ガイドロッドホルダー１７は、図５及び図６にも示したように、削孔ロッドサポート管１４の側方と下方の２箇所に設けられており、すなわち、その各々がガイドロッド７を装着できるガイドロッド装着部１７ａ・１７ｂとなっている。図示例では、下方のガイドロッド装着部１７ａにおいて、ガイドロッド７をガイドロッドホルダー１７に挿入して固定した状態を示している。

そして、ガイドロッド７をガイドロッドホルダー１７に対し着脱可能とするガイドロッド着脱操作部８が備えられている。
このガイドロッド着脱操作部８は、図４、図５及び図７に示すように、ガイドロッド７の大径ロッド７ａの前部に設けられた操作レバー８ａと、この操作レバー８ａに連結された掛け金具８ｂと、ガイドロッドホルダー１７の後端に設けられた固定金具８ｃとから構成されている。操作レバー８ａの回動操作により掛け金具８ｂを固定金具８ｃに掛けたり外したりすることで、ガイドロッドホルダー１７に対するガイドロッド７の固定操作とその解除操作が容易に行える。

このようなガイドロッド着脱操作部８が大径ロッド７ａにガイドロッド７及びガイドロッドホルダー１７の直径方向に対向して一対備えられている。
ここで、ガイドロッドホルダー１７は、ガイドロッド７の大径ロッド（外管）７ａの一部を兼ねたもので、すなわち、小径ロッド（内管）７ｂが外管をなすガイドロッドホルダー１７及び大径ロッド７ａの内周を摺動してスライド動作する。

ところで、ブラケット５及び削孔ロッドサポート管１４は分割された構成となっている。
図８及び図９はブラケット５及び削孔ロッドサポート管１４の分割構成を示したもので、図示のように、前後一対のブラケット５及び削孔ロッドサポート管１４には、その軸線方向に沿って上方及び側方から交差する分割面５ａ・１４ａが形成されている。この分割面５ａ・１４ａによって、ブラケット５及び削孔ロッドサポート管１４の本体に対し上方かつ側方のほぼ１／４相当部分が一体のブラケット開閉部５ｂ及び削孔ロッドサポート管開閉部１４ｂとなっている。
すなわち、この一体のブラケット開閉部５ｂ及び削孔ロッドサポート管開閉部１４ｂは、ブラケット５及び削孔ロッドサポート管１４の本体に対し上方の支軸５ｃを中心に回動することで開閉自在に組み付けられている。なお、削孔ロッドサポート管４本体上に削孔ロッドサポート管開閉部１４ｂを重ねた状態にして、ブラケット５本体とブラケット開閉部５ｂとのオーバーラップ部分に形成された孔部５ｄにくさび金具９を軽圧入することでロック状態が保持される。

そして、削孔ロッドサポート管１４の内部には、前後両端を除き、前後に間隔を開けて径が若干大きくなる切削加工部１４ｃが形成されており、この２箇所の切削加工部１４ｃに軸受ブッシュ１５がそれぞれ組み込まれている。なお、軸受ブッシュ１５は、削孔ロッド４を挿通するもので、耐摩耗性に優れた金属製である。
また、削孔ロッドサポート管開閉部１４ｂには、図示しないポンプから潤滑液や冷却水が供給される注水管１６が接続されている。これにより、２個の軸受ブッシュ１５の間に潤滑液や冷却水が供給されて、削孔ロッドサポート管１４内が冷却・潤滑され、かつ異物の侵入が排除されるようになっている。

以上のとおり、実施形態では、削孔ロッド４を、前後一対のブラケット５に固定した削孔ロッドサポート管１４内に回転自在に支持したため、連続孔形成時における削孔ロッド４の直進性を向上できるものとなっている。
そして、前後一対のブラケット７及び削孔ロッドサポート管１４に、その軸線方向に沿って上方及び側方から交差する分割面５ａ・１４ａを形成して、ブラケット５及び削孔ロッドサポート管１４の本体に対し上方かつ側方のほぼ１／４相当部分が支軸５ｃを中心に回動可能な一体のブラケット開閉部５ｂ及び削孔ロッドサポート管開閉部１４ｂとなっている。
このため、くさび金具９を抜いて、図９に示したように、ブラケット開閉部５ｂ及び削孔ロッドサポート管開閉部１４ｂを上方に回動操作して、ブラケット５及び削孔ロッドサポート管１４の本体を開放状態とすることにより、削孔ロッド４の組付けや交換が容易に行えるものとなる。従って、削孔ロッド４の組付作業性が極めて良好になる。

また、削孔ロッドサポート管１４内に軸受ブッシュ１５を配置したため、削孔ロッドサポート管１４と削孔ロッド４の接触を避けて互いの摩耗を解消できるものとなっている。
しかも、削孔ロッドサポート管１４内に間隔を開けて切削加工部１４ｃに２個の軸受ブッシュ１５を配置したため、軸受ブッシュ１５を定位置に固定できる上、そのうち摩耗が多いものだけを部品交換したりローテーションしたりして、摩耗量を低減できるものである。
そして、ブラケット５及び削孔ロッドサポート管１４の開閉式構造により、軸受ブッシュ１５の組付けや交換も容易に行えるため、軸受ブッシュ１５の組付作業性も極めて良好である。
さらに、削孔ロッドサポート管１４内において、２個の軸受ブッシュ１５間に形成された空間には、注水管１６から潤滑液や冷却水が充分な量をもって供給されるため、削孔ロッド４、削孔ロッドサポート管１４及び軸受ブッシュ１５の摩耗を低減できるものとなっている。

さらに、実施形態では、ブラケット５に、伸縮可能なガイドロッド７を挿通して装着する位置を変更可能とする２箇所のガイドロッド装着部１７ａ・１７ｂを備えている。
従って、オペレータが先行孔ｈ１を見ながら２箇所のガイドロッド装着部１７ａ・１７ｂのいずれかを選択して伸縮可能なガイドロッド７を挿通して装着することができる。

しかも、そのガイドロッド７の着脱操作はガイドロッド着脱操作部８により容易に行えるものとなっている。
すなわち、２箇所のガイドロッド装着部１７ａ・１７ｂにおいて、操作レバー８ａの回動操作により掛け金具８ｂを固定金具８ｃに掛けたり外したりして、ガイドロッドホルダー１７に対しガイドロッド７の大径ロッド１７ａを固定したりその固定を解除することで、着脱操作が容易に行えるものである。

なお、分割可能削孔ロッドサポート管及び分割可能ブラケットの構成や伸縮可能ガイドロッドの構成等は実施形態に限られず、同様の機能を具備するものであれば他の任意の構成も採用し得る。
また、その他の部材や具体的構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の前提となる構成を示すもので、連続孔削孔時を示した概略断面図である。 単独孔削孔時を示した概略断面図である。 本発明を適用した実施形態の構成を示すもので、連続孔削孔時を示した概略断面図である。 図３の岩盤削孔装置を斜め前方から見た概略斜視図である。 図４のブラケットの後方側を示した概略斜視図である。 図４のブラケットを前方から見たもので、削孔ロッド及びガイドロッドを外した状態を示した概略斜視図である。 図４の伸縮可能ガイドロッドをブラケットから外した状態を示した概略斜視図である。 図４の岩盤削孔装置を斜め後方から見た概略斜視図である。 図８の分割可能ブラケット及び分割可能削孔ロッドサポート管を開いた状態を示した図である。

符号の説明

１ ガイドセル
２ 削岩機
３ ビット
４ 削孔ロッド
５ ブラケット
５ａ 分割面
５ｂ 開閉部
５ｃ 支軸
５ｄ 孔部
６ パッド
７ ガイドロッド
７ａ 大径ロッド
７ｂ 小径ロッド
７ｃ 伸縮シリンダー
８ ガイドロッド着脱操作部
８ａ 操作レバー
８ｂ 掛け金具
８ｃ 固定金具
９ くさび金具
１４ 削孔ロッドサポート管
１４ａ 分割面
１４ｂ 開閉部
１４ｃ 切削加工部
１５ 軸受ブッシュ
１６ 注水管
１７ ガイドロッドホルダー
１７ａ・１７ｂ ガイドロッド装着部
ｈ１ 先行孔
ｈ２ 連続孔
ｈ３ 単独孔

Claims (4)

1. 岩盤を削孔するビットが先端に設けられた削孔ロッドと、岩盤に削孔した先行孔に挿入するガイドロッドとをほぼ平行に備える岩盤削孔装置であって、
   装置本体に固定され、前記ガイドロッドを支持するブラケットと、
   このブラケットに固定され、前記削孔ロッドを回転自在に支持する削孔ロッドサポート管と、
   この削孔ロッドサポート管内に、該削孔ロッドサポート管の軸方向に間隔を開けて配置され、前記削孔ロッドが挿入される複数の軸受ブッシュとを備えることを特徴とする岩盤削孔装置。
2. 前記ブラケットに固定され、前記削孔ロッドを回転自在に支持し、かつ軸線方向に沿った分割面を有する分割可能削孔ロッドサポート管を備えることを特徴とする請求項１に記載の岩盤削孔装置。
3. 前記ブラケットは、前記分割可能削孔ロッドサポート管の分割面に沿った分割面を有する分割可能ブラケットであることを特徴とする請求項２に記載の岩盤削孔装置。
4. 前記ガイドロッドは、ロッド長を可変とする伸縮可能ガイドロッドであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の岩盤削孔装置。

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