JP7362531B2 - スロットドリルマシン - Google Patents

Description

本発明は、地面等に近い箇所に対し、地面等に対して角度がつかないようにして削孔することが可能であり、地山掘削の施工作業効率を向上できるスロットドリルマシンに関する。

岩盤などに削孔を形成するスロットドリルマシンに関連する技術として、特許文献１が知られている。特許文献１の「削孔装置及び削孔方法」は、アウターケーシングと、このアウターケーシングの内部に収容されているインナーロッドと、このインナーロッドの先端部に連結されて、地山を削孔する削孔部とを備え、前記アウターケーシングが、樹脂で形成されている。

特許文献１では、図６に示されているように、トンネル内を自在に走行できる走行体としての油圧ドリルジャンボが配置され、この油圧ドリルジャンボのブームに連結された可動支持体としてのガイドシェルには、油圧削岩機が、ガイドシェルに沿って前後動可能に装備されている。

特開２００１－２５４５８４号公報

特許文献１の油圧削岩機は、油圧ドリルジャンボに設置されたブーム先端のガイドシェルに設けられている。ブームの、油圧ドリルジャンボ側基端は、当該油圧ドリルジャンボ上に取り付けられているため、ブームの高さ位置は、油圧ドリルジャンボが走行する地面や床面からかなり高い。また、油圧削岩機は、ブーム先端で、ガイドシェル上に載せられている。

このような構造では、ブームの俯仰操作で油圧削岩機を下限高さまで下げたとしても、依然として油圧削岩機の高さ位置は、地面等から高い。従って、地面等から油圧削岩機の高さ位置まで、相当の掘り残しが生じてしまう。

油圧削岩機に代えて、ガイドシェル上に、連続削孔が可能なスロットドリル本体を搭載し、スロットドリル本体によって、地山の壁面などに、ブロックを切り出すための切り出し面を形成することが想定される。

地山壁面の地面等に近い箇所に切り出し面を形成するために、スロットドリル本体によって、横向きに連続削孔して横向きスリット状の溝を削成する場合、上記油圧削岩機と同様に、スロットドリル本体ができるだけ低い位置になるように、ブームの先端を下に向ける姿勢をとることになる。

このような姿勢で削孔した場合、スロットドリル本体の削孔方向は、地面等に対して、斜めの角度がついてしまい、地山壁面に形成される削孔は、斜め下向きに形成されてしまう。

斜め下向きの削孔で形成される切り出し面は、下向き斜めの傾斜面となってしまい、この切り出し面に沿って地山からブロックを引き出して搬出するには、水平な牽引力だけではなく、引き上げる力も必要となる。

このため、角度のない水平で平坦な切り出し面に沿って引き出す場合に比べて、引き上げを要する分、搬出作業が困難になってしまい、地山掘削の施工作業効率が低下するという課題があった。

また、切り出し面を形成する削孔に斜め下向きの角度がつくため、地山壁面に対する削孔開始高さは、地面等から上方に離した高い位置となってしまう。

このため、削孔開始高さ位置と、地面等との間に掘り残しができてしまう。掘り残しは、別途削り取りを行わなければならず、地山掘削の施工作業効率が低下するという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、地面等に近い箇所に対し、地面等に対して角度がつかないようにして削孔することが可能であり、地山掘削の施工作業効率を向上できるスロットドリルマシンを提供することを目的とする。

本発明にかかるスロットドリルマシンは、走行移動用のベースマシン上に設けられるブームヨーク体と、該ブームヨーク体に、上記ベースマシンから外方へ伸び出すようにして、少なくとも俯仰動作自在に支持され、先端部分が上下変位されるブーム組立体と、該ブーム組立体の上記先端部分に設けられるドリルベースと、該ドリルベースに設けられ、削孔を形成するスロットドリル本体と、上記ドリルベースと上記ブーム組立体の上記先端部分との間に設けられ、上記スロットドリル本体の姿勢が、該ドリルベースに載せられている姿勢から吊り下げられている姿勢へ変更されるように、該ブーム組立体の該先端部分に対し該ドリルベースを転回動作するための回動機構とを備え、上記ブームヨーク体は、上記ベースマシン上に、少なくとも上記ブーム組立体の伸び出し方向に沿ってスライド移動自在に設けられることを特徴とする。

前記ベースマシンには、前記ブーム組立体の伸び出し方向へ当該ベースマシンが転倒するのを規制する転倒防止手段が備えられていることを特徴とする。

前記ベースマシンには、前記スロットドリル本体から伝達される削孔反力を地盤に支持させる支持手段が備えられていることを特徴とする。

前記ブーム組立体は、複数のブームが順次、俯仰用及び旋回用の関節部位で一連に連結されて構成されることを特徴とする。

本発明にかかるスロットドリルマシンにあっては、地面等に近い箇所に対し、地面等に対して角度がつかないようにして削孔することができ、地山掘削の施工作業効率を向上することができる。

本発明に係るスロットドリルマシンの好適な一実施形態を示す全体側面図である。 図１に示したスロットドリルマシンに備えられる各部の動作態様を説明する説明図である。 図１に示したスロットドリルマシンの使用状態を示す全体側面図である。

以下に、本発明にかかるスロットドリルマシンの好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１に、本実施形態に係るスロットドリルマシンの全体側面図であり、図２は、図１に示したスロットドリルマシンに備えられる各部の動作態様を説明する説明図であって、図中（Ａ）は、側面から見た図、図中（Ｂ）は、ブーム組立体及び回動機構の部分を上方から見下ろした図、図中（Ｃ）は、ドリルベースの部分を上方から見下ろした図である。

本実施形態に係るスロットドリルマシン１は概略的には、クローラなどの走行移動用のベースマシン２と、種々の姿勢を取ることが可能なブーム組立体３と、ブーム組立体３の動きによって適宜位置に移動され、地山壁面などの施工箇所４（図３参照）に削孔を形成する作業を行うスロットドリル本体５とを備えて構成される。

スロットドリル本体５は周知のように、縦向きや横向きに連続削孔することが可能で、切り出し面となる縦向きや横向きのスリット状の溝を削成できるようになっている。

ベースマシン２は、全方位に走行移動可能であって、主に施工箇所４に向かって前進移動したり後進移動される。

ベースマシン２の上には、運転席６や電気箱７が設置されると共に、ブーム組立体３が連結されるブームヨーク体８が設けられる。ブーム組立体３は、ブームヨーク体８によってベースマシン２上に支持される。

ブーム組立体３は、ベースマシン２から外方へ向けて、伸び出すようにして設けられる。例えば、ブーム組立体３は、施工箇所４と向かい合うように配置されるベースマシン２から、当該ベースマシン２の前進方向前方に位置する地山壁面などの施工箇所４に向けて、伸び出すように設けられる。

ブーム組立体３は、基端部分がブームヨーク体８に、少なくとも俯仰動作自在に設けられ、これにより、ブーム組立体３の先端部分が上下変位されるようになっている。

ブーム組立体３を支持するブームヨーク体８は、ベースマシン２上にスライド移動自在に設けられ、スライド駆動されるようになっている。

ブームヨーク体８は、ベースマシン２上で、どのような方向にスライド移動自在であっても良いが、少なくともブーム組立体３の伸び出し方向に沿って、例えば施工箇所４に対してベースマシン２が前後進する方向に、スライド移動自在に設けられる。

ブーム組立体３は詳細には、ブームヨーク体８に基端９ａが取り付けられた第１ブーム９と、第１ブーム９の先端９ｂに中央部分が取り付けられた第２ブーム１０とから構成される。

ブームヨーク体８には、左右横方向に旋回可能とする第１旋回用関節部位１１が設けられ、この第１旋回用関節部位１１には、上下縦方向に俯仰可能とする第１俯仰用関節部位１２が設けられ、この第１俯仰用関節部位１２に第１ブーム９の基端９ａが固定して設けられる。

従って、第１ブーム９は、ベースマシン２に設けられたブームヨーク体８に対し、旋回駆動自在及び俯仰駆動自在に設けられる。また、第１ブーム９は、テレスコピック形式で、その長さ方向に伸縮自在に構成される。

この第１ブーム９の先端９ｂには、上下縦方向に俯仰可能とする第２俯仰用関節部位１３が設けられる。第２俯仰用関節部位１３には、第２ブーム１０の中央部分が固定して設けられる。従って、第２ブーム１０は、第１ブーム８に対し、俯仰駆動自在に設けられる。

このように、ブーム組立体３は、第１ブーム９及び第２ブーム１０が順次、俯仰用及び旋回用の関節部位１１，１２，１３で一連に連結されて構成される。

ブーム組立体３の先端部分となる第２ブーム１０の先端１０ａには、後述する回動機構１４を介して、ドリルベース１５が設けられる。ドリルベース１５の上には、連続削孔を形成するスロットドリル本体５が搭載される。スロットドリル本体５は、ドリルベース１５に対し、施工箇所４へ向かって前後進可能に、スライド駆動自在に設けられる。

スロットドリル本体５が設置されたドリルベース１５とブーム組立体３の先端部分となる第２ブーム１０の先端１０ａとの間には、スロットドリル本体５の姿勢が、ドリルベース１５に載せられている姿勢から吊り下げられている姿勢へ変更されるように、第２ブーム１０の先端１０ａに対しドリルベース１５を転回動作するための回動機構１４が設けられる。

転回動作とは、水平横向きの軸周りの上下縦方向に旋回する動作、すなわち上向きのものを下向きにひっくり返す動作を意味する。

回動機構１４は、第２ブーム１０の先端１０ａに、第２旋回用関節部位１６を介して、旋回駆動自在に連結されたアーム部１７と、アーム部１７の先端１７ａに設けられた転回用関節部位１８と、この転回用関節部位１８に固定して設けられ、左右横方向に旋回駆動自在とする第３旋回用関節部位１９とから構成される。

第３旋回用関節部位１９には、ドリルベース１５が固定して設けられる。従って、スロットドリル本体５が設けられたドリルベース１５は、転回用関節部位１８に対し、第３旋回用関節部位１９により旋回駆動自在に設けられる。

転回用関節部位１８を介して第２ブーム１０に連結された第３旋回用関節部位１９は、ブーム組立体３に対し、転回駆動自在に設けられる。

第３旋回用関節部位１９が、転回用関節部位１８によって転回動作されることにより、ドリルベース１５に設けられたスロットドリル本体５の姿勢は、ドリルベース１５の上に載せられている姿勢から、ドリルベース１５の下に吊り下げられている姿勢へ変更することができる。

すなわち、スロットドリル本体５がドリルベース１５上に載せられている姿勢のときを、転回動作角度を０°として、転回動作角度を１８０°にすることで、スロットドリル本体５はドリルベース１５下に吊り下げた姿勢となる。

転回動作は、０°～１８０°の間のどのような位置で止めても良く、これによって必要であれば、スロットドリル本体５に、斜めの姿勢をとらせるようにしてもよい。

ベースマシン２には、前進移動方向前端部２ａに位置させて、ブーム組立体３が伸び出されることにより重量バランスが前方に偏り、これによって、ベースマシン２が前傾して、ブーム組立体３の当該伸び出し方向へ転倒するのを規制するアウトリガーなどの転倒防止手段２０が備えられる。

本実施形態では、転倒防止手段２０として、俯仰駆動自在に駆動されて、地面Ｇや床面に設置されるブレード２１が設けられる。

以上の説明において「駆動自在」される各部位の作動は、本実施形態のスロットドリルマシン１に搭載されている各種モータ等の駆動手段が運転席６で制御されることによって行われる。

ベースマシン２には、後進移動方向後端部２ｂに位置させて、スロットドリル本体５から伝達される削孔反力を地盤Ｇ等に支持させるカウンターウエイト２２などの支持手段が備えられる。

次に、本実施形態に係るスロットドリルマシン１の作用について説明する。スロットドリルマシン１は、図３に示すように、ドリルベース１５に設けたスロットドリル本体５に、２つの姿勢（一方を上載削孔姿勢といい、他方を吊下削孔姿勢という）をとらせることができる。

上載削孔姿勢では、スロットドリル本体５は、ドリルベース１５に載せられている姿勢で、施工箇所４に削孔を形成する。

これにより、ブーム組立体３の俯仰下限位置から上方の範囲の施工箇所４に対し、削孔を形成することができる。

ブーム組立体３の俯仰下限位置よりも下方の範囲の施工箇所４に削孔を形成するときには、回動機構１４により、スロットドリル本体５は、ドリルベース１５に吊り下げられている姿勢に変更される。

詳細には、第３旋回用関節部位１９が、転回用関節部位１８を介して、第２ブーム１０に対し上下に１８０°転回駆動され、これにより、スロットドリル本体５は吊下削孔姿勢とされる。

このような吊下削孔姿勢とされたスロットドリル本体５は、ブーム組立体３よりも低い、地面Ｇや床面の近傍に位置されるので、施工箇所４の地面Ｇ等に近い箇所に、削孔を形成することができる。

また、吊下削孔姿勢のスロットドリル本体５は、俯仰駆動自在な第１ブーム９及び第２ブーム１０の俯仰操作により、当該スロットドリル本体５が地面Ｇ等に接しない程度の高さ位置で、地面Ｇ等に対して角度がつかないように水平姿勢をとることが可能で、削孔方向をほぼ水平とすることができる。

このように本実施形態に係るスロットドリルマシン１は、地面Ｇ等に対して角度がつかないように削孔することができて、角度のない水平で平坦な切り出し面を形成することができる。

従って、背景技術で説明したように、切り出し面が下向き斜めの傾斜面となって、地山からブロックを引き出して搬出するには、水平な牽引力だけではなく、引き上げる力も必要となるのとは異なり、水平で平坦な切り出し面に沿ってブロックを引き出すことができて、搬出作業を容易化でき、地山掘削の施工作業効率を向上することができる。

また、本実施形態に係るスロットドリルマシン１は、地面Ｇ等に対して角度がつかないように削孔することができ、切り出し面を形成する削孔に斜め下向きの角度がつくことがない。

このため、地山壁面に対する削孔開始高さを、地面Ｇ等に近い位置に確保することができて、削孔開始高さ位置と、地面Ｇ等との間に生じる掘り残しを殆どなくすことができて、地山掘削の施工作業効率を高めることができる。

ブームヨーク体８は、上載削孔姿勢では、スライド移動範囲の適宜位置に停止されている。これに対し、吊下削孔姿勢をとった際には、スロットドリル本体５の高さ位置がベースマシン２の高さよりも低くなるので、スロットドリル本体５がベースマシン２に干渉するおそれがあり、ブームヨーク体８は、このような干渉が生じない前進位置にスライド移動されて停止される。

これにより、吊下削孔姿勢をとっても、ベースマシン２が邪魔にならず、スロットドリル本体５で削孔することができる。

ブーム組立体３は、複数のブーム９，１０が順次、俯仰用及び旋回用の関節部位１１～１３で一連に連結されて構成されるので、上載削孔姿勢だけでなく、吊下削孔姿勢であっても、スロットドリル本体５の向きを多様に変化させて、施工箇所４に削孔を形成することができる。

ベースマシン２には、ブーム組立体３の伸び出し方向へ当該ベースマシン２が転倒するのを規制するブレード２１が備えられているので、上載削孔姿勢だけでなく、吊下削孔姿勢であっても、ベースマシン２が前傾して転倒してしまうことを防ぐことができる。

ベースマシン２には、スロットドリル本体５から伝達される削孔反力を地盤Ｇ等に支持させるカウンターウエイト２２が備えられているので、上載削孔姿勢だけでなく、吊下削孔姿勢であっても、ベースマシン２の姿勢を安定に保持して、削孔を形成することができる。

１ スロットドリルマシン
２ ベースマシン
３ ブーム組立体
５ スロットドリル本体
８ ブームヨーク体
９ 第１ブーム
１０ 第２ブーム
１０ａ 第２ブームの先端
１１ 第１旋回用関節部位
１２ 第１俯仰用関節部位
１３ 第２俯仰用関節部位
１４ 回動機構
１５ ドリルベース
２１ ブレード
２２ カウンターウエイト

Claims (3)

1. 走行移動用のベースマシン上に設けられるブームヨーク体と、
   該ブームヨーク体に、上記ベースマシンから外方へ伸び出すようにして、少なくとも俯仰動作自在に支持され、先端部分が上下変位されるブーム組立体と、
   該ブーム組立体の上記先端部分に設けられるドリルベースと、
   該ドリルベースに設けられ、削孔を形成するスロットドリル本体と、
   上記ドリルベースと上記ブーム組立体の上記先端部分との間に設けられ、上記スロットドリル本体の姿勢が、該ドリルベースに載せられている姿勢から吊り下げられている姿勢へ変更されるように、該ブーム組立体の該先端部分に対し該ドリルベースを転回動作するための回動機構とを備え、
   上記ブームヨーク体は、上記ベースマシン上に、少なくとも上記ブーム組立体の伸び出し方向に沿ってスライド移動自在に設けられ、
   上記ブーム組立体は、上記ブームヨーク体に旋回駆動自在及び俯仰駆動自在に設けられた第１ブームと、上記第１ブームに俯仰駆動自在に設けられた第２ブームとを備え、
   上記回動機構は、上記第２ブームに旋回駆動自在に設けられたアーム部と、上記アーム部に設けられた転回用関節部位と、上記転回用関節部位に旋回駆動自在に設けられた旋回用関節部位とを備え、
   上記ドリルベースは、上記旋回用関節部位に固定して設けられる
   ことを特徴とするスロットドリルマシン。
2. 前記ベースマシンには、前記ブーム組立体の伸び出し方向へ当該ベースマシンが転倒するのを規制する転倒防止手段が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のスロットドリルマシン。
3. 前記ベースマシンには、前記スロットドリル本体から伝達される削孔反力を地盤に支持させる支持手段が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載のスロットドリルマシン。

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