JP5921209B2 - さく孔機用ロッド脱着装置 - Google Patents

Description

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など、長孔のさく孔を行うときに、ドリフタへのドリルロッドの継足しや回収を行うためのさく孔機用ロッド脱着装置に係り、特に、ドリルロッドを脱着する際に、マガジンのロッド収容口からのドリルロッドの脱落を防止するためのロッド脱落防止機構に関する。

ドリルジャンボやファンカットドリル等のさく孔機に用いられるロッド脱着装置は、ドリフタが搭載されるガイドシェルに装着されて前後に互いに離隔する一対のロッドキャリアと、複数のドリルロッドを収容するマガジンとを備えている。従来、この種のロッド脱着装置は、ドリルロッドの脱着時は、マガジン内のドリルロッドを支持するロッド収容口部分に、油圧アクチュエータで開閉する脱落防止用の蓋を設けたり、ロッド収容口に板バネを用いてドリルロッドを保持したりすることで、マガジンのロッド収容口からのドリルロッドの脱落を防止していた（例えば特許文献１）。

特開平８−３３３９７９号公報（図４の符号４７のロッド収容口）

しかしながら、従来のロッドの脱落防止構造は、油圧アクチュエータを使用する場合には、装置の重量が増加するという問題や、製造コストが大幅に上昇するという問題がある。また、板バネを用いた脱落防止構造では、板バネのへたりによって、ドリルロッドを落下させてしまう場合があった。
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、アクチュエータを使用しない簡単な構成としつつも、ドリルロッドの位置を規制してその脱落を防止し得るロッド脱着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るさく孔機用ロッド脱着装置は、さく孔機に用いられ、ドリフタが搭載されるガイドシェルに装着されて前後に互いに離隔する一対のロッドキャリアと、複数のドリルロッドを収容するロッド収容口を有するマガジンとを備えるロッド脱着装置であって、前記マガジン側から前記ドリフタ側まで前記ロッドキャリアのキャリアブームとともに回動する丸棒から形成された脱落防止バーと、該脱落防止バーを支えるための案内板とを備え、前記案内板は、前記脱落防止バーの先端部を、前記脱落防止バーの軸方向への移動を許容しつつ周方向への移動を拘束した状態で支持しており、前記脱落防止バーは、自身の回動中心と前記キャリアブームの回動の中心とを異ならせることで、自身先端の描く軌跡が、マガジン側に位置したときには、脱着するドリルロッドに対して自身先端部が前記ロッド収容口の開口側に移動するドリルロッドにロッド収容口開口側から当接する位置まで前記案内板から張り出して前記ロッド収容口からの脱落を防止するとともに、その張り出された自身先端部が自身の軸方向においてドリルロッド中心からドリルロッド外周面の遠い側までの間に位置し、ドリフタ側に位置したときには、脱着するドリルロッドに非当接な位置まで自身先端部が前記案内板寄りに引き込まれるように構成されていることを特徴とする。

さらに、本発明の一態様に係るさく孔機用ロッド脱着装置は、前記ガイドシェルには、前記キャリアブームの駆動機構を有するヨークが、前記ガイドシェルと前記マガジンとの間の位置に装着され、前記キャリアブームは、自身の基端部に、前記ヨーク側に向けて張り出す腕部を有し、該腕部の先端が、前記ヨーク中心に対してピンで枢支されており、前記案内板は、前記キャリアブームの上部側面に取り付けられるとともに、前記脱落防止バーの先端部が挿通される貫通孔を有し、該貫通孔に、前記脱落防止バーの先端部が挿通されることで、当該貫通孔によって前記脱落防止バーの軸方向への移動を許容しつつ周方向への移動を拘束した状態で支持しており、前記脱落防止バーは、前記ヨークのドリフタ側の位置に基端部がピンで枢支され、該ピンの軸まわりに前記キャリアブームとともに回動可能になっている。

本発明によれば、ロッド脱着装置がドリルロッドを脱着する際、脱落防止バーは、マガジン側に位置したときには、脱着するロッドに自身先端部がドリルロッドのロッド収容口開口側から当接する位置まで張り出してドリルロッドの脱落を防止するので、ドリルロッドの位置を規制しつつドリルロッドの脱落を防止することができる。また、ドリフタ側のロッド脱着位置に位置したときには、脱着するロッドに自身先端部が非当接な位置まで引き込まれるので、ロッドキャリアでドリルロッドをクランプすることが容易となる。

そして、このような構成であれば、ロッド脱落防止機構の構造が簡単であり、また、特段のアクチュエータが不要なので、軽量化、信頼性の向上、低コスト化することができる。したがって、本発明によれば、アクチュエータを使用しない簡単な構成としつつも、ドリルロッドの位置を規制してその脱落を防止することができる。

本発明に係るロッド脱着装置を備えるさく孔機の一実施形態を説明する図であり、同図（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）でのＡ矢視図である。 図１（ｂ）でのＢ−Ｂ断面図であり、同図は、キャリアブームがマガジン側に回動されておりクランプフックが開いた状態を示している。 ロッド脱着装置の動作を説明する図（図２に対応）であり、同図（ａ）は、キャリアブームがマガジン側に回動されておりクランプフックが閉じた状態を示し、（ｂ）はクランプフックが閉じた状態でキャリアブームがドリフタ側に回動される状態を示し、（ｃ）はキャリアブームがドリフタ側に回動されておりクランプフックが開かれる状態を示し、（ｄ）はクランプフックが開いた状態でキャリアブームがマガジン側に回動される状態を示している。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、このさく孔機１は、不図示のブームの先端部に支持されるガイドシェル２に、さく孔装置であるドリフタ３が搭載されている。ドリフタ３は、公知の送り機構（不図示）によってガイドシェル２に沿って前後方向（図１（ａ）での左右方向）に移動するようになっている。ドリフタ３には、シャンクロッド４が挿着される。シャンクロッド４には、その先端に所定長のドリルロッド５がスリーブ等を介して接続され、さらに、ドリルロッド５の先端にはビット（不図示）が取付けられる。

ガイドシェル２の先端部には、フートパット６およびセントラライザ７が設けられ、このセントラライザ７がドリルロッド５の先端部をさく孔軸線ＣＸ上に支持するようになっている。そして、ドリフタ３からドリルロッド５を介してビットに打撃と回転を伝達すると共に、送り機構でドリフタ３に送りを与えることにより岩盤へのさく孔が行われる。
ここで、このさく孔機１は、ロッド脱着装置（ロッドチェンジャ）１０が、ガイドシェル２の側部にガイドシェル２に並行して設けられており、これにより、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、さく孔作業の際にドリルロッド５の継足し及び回収を行えるようになっている。

詳しくは、ロッド脱着装置１０は、ガイドシェル２の前後に互いに離隔して設けられた一対のロッドキャリア２０と、複数のドリルロッド５を収容するマガジン３０とを備えている。
マガジン３０は、一対のロッドキャリア２０よりも外側に対をなして配置され、ガイドシェル２の側部から張り出す支持アーム３２の先端に、ドリルロッド５の両端部をそれぞれが支持するように装着されている。

一対のロッドキャリア２０は、いずれも同様の構造を有しており、図２に示すように、上下方向（ガイドシェル２とドリフタ３との並ぶ方向）に延びるキャリアブーム２２をそれぞれ有する。ガイドシェル２には、ヨーク２１が、ガイドシェル２とマガジン３０との間の位置に装着されている。そして、各キャリアブーム２２は、自身の基端部に、ガイドシェル２に装着されたヨーク２１側に向けて張り出す腕部２２ａを有し、この腕部２２ａの先端が、ヨーク２１の中心に対してピン２３でそれぞれ枢支されている。各キャリアブーム２２は、ヨーク２１の内蔵する駆動機構によってピン２３を中心に回動可能であり、これにより、継足しや回収するドリルロッド５を、マガジン側のクランプ位置（図２参照）およびドリフタ側の装着位置（図３（ｃ）参照）にそれぞれ移動するようになっている。

さらに、各ロッドキャリア２０は、図２に示すように、ドリルロッド５を把持するためのクランプフック２４と、そのクランプフック２４を開閉する油圧シリンダ２５とをそれぞれ有し、ドリフタ３の回転と送り機構を利用して、接続すべきドリルロッド５のねじ込み及びねじ切りを行い、接続すべきドリルロッド５を一対のロッドキャリア２０によって継ぎ足し可能である。また、目標とするさく孔長に達してさく孔が終わると、再び一対のロッドキャリア２０を用いて継ぎ足されたドリルロッド５を切り離し、そのロッドをマガジン側に回収可能になっている。
ここで、上記ロッド脱着装置１０は、ロッド脱落防止機構４０を有し、このロッド脱落防止機構４０は、脱落防止バー４１と、この脱落防止バー４１を支えるための案内板４３とから構成されている。

詳しくは、案内板４３は、キャリアブーム２２の上部側の側面に取り付けられている。案内板４３は、脱落防止バー４１の先端部４１ｓが挿通される貫通孔４３ａを有し、この貫通孔４３ａに、脱落防止バー４１の先端部４１ｓが挿通されることで、貫通孔４３ａによって脱落防止バー４１の軸方向への移動を許容しつつ周方向への移動を拘束した状態で支持している。

一方、脱落防止バー４１は、上記ヨーク２１の上部（ドリフタ側）に基端部４１ｋがピン４２で枢支されており、このピン４２の軸まわりにマガジン側からドリフタ側まで前記ロッドキャリア２０のキャリアブーム２２とともに回動可能になっている。脱落防止バー４１の先端は、脱着するドリルロッド５に自身先端部が、ドリルロッドのロッド収容口開口側から当接する位置となるように、軸の長さと位置が調整されている（この例では、図２の水平方向に二段の曲げ加工がされている。）。

そして、この脱落防止バー４１は、自身の回動中心とキャリアブーム２２の回動の中心とを異ならせることで、自身先端の描く軌跡が、マガジン側に位置したときには、脱着するドリルロッド５に自身先端部が当接する位置まで張り出してマガジン３０のロッド収容口３２からのドリルロッド５の脱落を防止するとともに、ドリフタ側に位置したときには、脱着するドリルロッド５に非当接な位置まで自身先端部が引き込まれるように構成されている。この例では、ヨーク２１の中心に位置するキャリアブーム２２の回動中心よりも脱落防止バー４１の回動中心が、脱着されるドリルロッド５寄りに位置して設けられることで回動の中心を異ならせている。

以下、ドリルロッド５をドリフタ３側に追加する場合を例に、上記ロッド脱落防止機構４０の動作および作用効果について説明する。
まず、さく孔機１のオペレータは、図３（ｄ）に示すように、クランプフック２４を開いた状態でキャリアブーム２２をマガジン側に移動する。次いで、図２に示すように、マガジン３０を同図の時計方向に回転させて追加するドリルロッド５をクランプ位置まで移動させる。
このとき、脱落防止バー４１は、脱着するドリルロッド５に自身先端部が、ドリルロッドのロッド収容口開口側から当接する位置まで案内板４３の貫通孔４３ａから張り出しているので、クランプフック２４を開いた状態であってもマガジン３０のロッド収容口３２からドリルロッド５が脱落することが防止されている。また、ドリルロッド５のロッド収容口３２内での位置も脱落防止バー４１の当接によって規制される。そのため、クランプフック２４によるドリルロッドの保持が容易になる。

次いで、オペレータは、図３（ａ）に示すように、クランプフック２４を閉じてドリルロッド５を保持し、次いで、図３（ｂ）に示すように、一対のロッドキャリア２０を時計方向に回動させてドリルロッド５をドリフタ３の中心（さく孔軸線ＣＸ）に位置させる。このとき、脱落防止バー４１は、自身の回動中心とキャリアブーム２２の回動の中心とを異ならせており、自身先端の描く軌跡が、ドリフタ側に位置するときには、脱着するドリルロッド５に非当接な位置まで自身先端部が引き込まれるように構成されているので、ドリフタ側に回動するにつれて案内板４３側に自身先端部が引き込まれていく。そして、オペレータは、ドリフタ側の装着位置では、ドリフタ３の回転と送り機構を利用して、接続すべきドリルロッド５のねじ込み及びねじ切りを行い、接続すべきドリルロッド５をドリフタ３に継ぎ足す。

次いで、ドリフタ３にドリルロッド５を装着したら、オペレータは、図３（ｃ）に示すように、クランプフック２４を開いてドリルロッド５を放す。次いで、オペレータは、図３（ｄ）に示すように、キャリアブーム２２をマガジン側に回動させる。このとき、脱落防止バー４１は、キャリアブーム２２とともにマガジン側に回動するが、ドリフタ側では案内板４３の貫通孔４３ａ側に脱落防止バー４１が引き込まれるので、ドリフタ３に装着したドリルロッド５に脱落防止バー４１が干渉することはない。脱落防止バー４１は、マガジン側に回動するにつれて徐々に張り出して接続すべきドリルロッド５に自身先端部が当接する最初の位置に復帰する。

このように、このロッド脱着装置１０によれば、ドリルロッド５を脱着する際、脱落防止バー４１は、マガジン側に位置したときには、脱着するドリルロッド５に自身先端部が当接する位置まで張り出してドリルロッド５の脱落を防止するので、ドリルロッド５の位置を規制しつつドリルロッド５の脱落を防止することができる。また、ドリフタ側の装着位置に位置したときには、装着するドリルロッド５に自身先端部が非当接な位置まで引き込まれるので、ロッドキャリア２０でドリルロッド５をクランプすることが容易となる。そして、このような構成であれば、ロッド脱落防止機構４０の構造が簡単であり、また、特段のアクチュエータが不要なので、軽量化、信頼性の向上、低コスト化することができる。したがって、このさく孔機１のロッド脱着装置１０によれば、アクチュエータを使用しない簡単な構成としつつも、ドリルロッド５の位置を規制してその脱落を防止することができる。
なお、本発明に係るさく孔機用ロッド脱着装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。

１ さく孔機
２ ガイドシェル
３ ドリフタ（さく孔装置）
４ シャンクロッド
５ ドリルロッド
６ フートパット
７ セントラライザ
１０ ロッド脱着装置
２０ ロッドキャリア
２１ ヨーク
２２ キャリアブーム
２３ ピン（キャリアブームの回動軸）
２４ クランプフック
２５ 油圧シリンダ
３０ マガジン
３２ ロッド収容口
４０ ロッド脱落防止機構
４１ 脱落防止バー
４２ ピン（脱落防止バーの回動軸）
４３ 案内板
ＣＸ さく孔軸線

Claims (1)

1. さく孔機に用いられ、ドリフタが搭載されるガイドシェルに装着されて前後に互いに離隔する一対のロッドキャリアと、複数のドリルロッドを収容するロッド収容口を有するマガジンとを備えるロッド脱着装置であって、
   前記マガジン側から前記ドリフタ側まで前記ロッドキャリアのキャリアブームとともに回動する丸棒から形成された脱落防止バーと、該脱落防止バーを支えるための案内板とを備え、
   前記案内板は、前記脱落防止バーの先端部を、前記脱落防止バーの軸方向への移動を許容しつつ周方向への移動を拘束した状態で支持しており、
   前記脱落防止バーは、自身の回動中心と前記キャリアブームの回動の中心とを異ならせることで、自身先端の描く軌跡が、マガジン側に位置したときには、脱着するドリルロッドに対して自身先端部が前記ロッド収容口の開口側に移動するドリルロッドにロッド収容口開口側から当接する位置まで前記案内板から張り出して前記ロッド収容口からの脱落を防止するとともに、その張り出された自身先端部が自身の軸方向においてドリルロッド中心からドリルロッド外周面の遠い側までの間に位置し、ドリフタ側に位置したときには、脱着するドリルロッドに非当接な位置まで自身先端部が前記案内板寄りに引き込まれるように構成されており、
   前記ガイドシェルには、前記キャリアブームの駆動機構を有するヨークが、前記ガイドシェルと前記マガジンとの間の位置に装着され、前記キャリアブームは、自身の基端部に、前記ヨーク側に向けて張り出す腕部を有し、該腕部の先端が、前記ヨーク中心に対してピンで枢支されており、
   前記案内板は、前記キャリアブームの上部側面に取り付けられるとともに、前記脱落防止バーの先端部が挿通される貫通孔を有し、該貫通孔に、前記脱落防止バーの先端部が挿通されることで、当該貫通孔によって前記脱落防止バーの軸方向への移動を許容しつつ周方向への移動を拘束した状態で支持しており、
   前記脱落防止バーは、前記ヨークのドリフタ側の位置に基端部がピンで枢支され、該ピンの軸まわりに前記キャリアブームとともに回動可能になっていることを特徴とするさく孔機用ロッド脱着装置。

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