JPH06100052B2

JPH06100052B2 - 長孔さく孔ロボツト

Info

Publication number: JPH06100052B2
Application number: JP60018621A
Authority: JP
Inventors: 鉄一賀川; 賢一牛島; 勝司奥村
Original assignee: Nippon Mining and Metals Co Ltd
Current assignee: Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1985-02-04
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS61179997A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は採鉱現場並びにトンネル工事、地下発電所工
事、石油備蓄タンク工事、その他種々の工事現場等に於
る発破作業用の長孔を自動的にさく孔する長孔さく孔ロ
ボットに関するものである。特に本発明に係る長孔さく
孔ロボツトは鉱山等の採鉱現場に好適に使用し得るため
本発明書では採鉱用のロボツトに関連して説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。

従来技術例えば鉱山等の採鉱現場（切羽）では発破作業のために
長孔のさく孔作業が必須である。一般に切羽は狭く、高
温多湿であり、環境衛生上からも好ましいものとは言い
難い。更に、例えば鉱脈型金属鉱山においては、第１図
及び第２図に示すように鉱脈１に沿つて立坑２及び横坑
３が形成され、核立坑２及び横坑３によつて採掘区４及
びその隣りの採掘区５が区画される。採掘区４が下側よ
り順次に破壊され採掘区５側に向つて採掘は進行し、そ
して例えばスクレーパ７により運搬坑８へと集められ、
地上に運び出される。

このような採鉱現場では１つの採掘区４の鉱脈は走行方
向に30m以上、傾斜方向の高さ5m以上（例えば８〜12m程
度）とされる。従つて、発破作業のための孔10は5m以上
の長孔となり、且つ第２図で理解されるように該長孔10
はフアンカツト（扇形さく孔）形状で複数個の長孔1
0₁、10₂・・・・10n個さく孔される必要がある。

又、核採掘区４は必ずしも全てが所望の鉱石、即ち同一
の地層であるとは限らず、通常ガマと呼ばれる空所、よ
り軟質の例えば粘土層又はより硬質の地層等が混在して
いる。

上述のように種々の層から成る採掘区４に5m以上の長孔
10をさく孔するには、ビツト、即ちロツドの送り圧力、
送り速度、回転トルク及びブローの制御が必要であり、
従来これら長孔のさく孔作業は人手によつて行われてい
た。

発明が解決しようとする問題点人手による長孔のさく孔作業は、特にフアンカツト形状
でのさく孔作業は、ロツドの継ぎ足し、分離及び回収に
相当の時間を必要としていた。更に、操作ミスによりロ
ツドの折損或はジヤーミングといつた事故が生じること
があり、作業能率が悪いという欠点を有していた。

又、人手による長孔のさく孔作業は、上述したように、
狭く、高温多湿であるという環境上の理由からも改善策
を望む声が大であつた。

従来、例えば地下発電所工事、石油備蓄地下タンク工事
等での坑道掘進作業のための自動又は半自動のさく孔機
は提案されているが、極めて大型の機械であり且つ操作
性が悪くフアンカツト形状での長孔の自動さく孔は不可
能か又は著しく困難であつた。従つて、金属鉱山等にお
ける採鉱現場のような狭い採鉱現場又は工事現場での発
破作業用に使用することは不可能であつた。

本発明者は、長孔さく孔ロボツトを設計するに当り先
ず、未だ何ら検討されていなかつた自動長孔しく孔作業
自動自動化の制御変数値を何にするかを研究した結果、
以下の動作制御をなすことにより長孔さく孔ロボツトの
現実が可能であることを見出した。つまり、さく孔ロボ
ツトは少なくとも、（１）ロツド継ぎ足し動作制御（ねじ込制御）（２）座ぐり動作制御（３）さく孔動作制御（４）ガマ処理動作制御（５）軟弱帯（例えば粘土層）処理動作処理制御（６）ひつかかり動作制御（７）ジヤーミング処理動作制御（８）孔底掃除動作制御（９）ロツド回収動作制御（10）ドリフタのｘ、θ軸位置決め動作制御をなすこと
が重要である。

本発明は上記新規な研究及び知見に基ずきなされたもの
である。

発明の目的本発明の主たる目的は、採鉱現場及び種々の工事現場に
於る発破作業用長孔のさく孔ロボツトを提供することで
ある。

本発明の他の目的は、狭く且つ高温多湿の切羽にても極
めて効率よくフインカツトドリルを施すことのできる小
型の長孔さく孔ロボツトを提供することである。

本発明の更に他の目的は、地層の変化に精度よく対応し
てさく孔することができ、短時間で且つロツドの折損又
はジヤーミング（ビツトが孔の中でかみこみロツドの上
下動作が不能となること）を起すことなく極めて効率よ
く長孔をさく孔することのできる長孔さく孔ロボツトを
提供することである。

問題点を解決するための手段上記目的は本発明によつて完全に達成される。要約すれ
ば本発明は、基台と、該基台に対し概略水平方向に移動
することのできる横移動装置と、該横移動装置に取付け
られた回転移動装置と、該回転移動装置に取付けられ、
該回転移動装置の回転軸線に対し直交する態様で摺動し
得るドリフタと、該ドリフタにさく孔ロツドを供給し且
つ該ドリフタから使用済ロツドを回収するためのロツド
チエンジヤとを具備する長孔さく孔ロボツトであって、前記回転移動装置は回転軸を具備し、該回転軸の一端に
は、前記横移動装置の架台に取付けられた回転用油圧モ
ータが連結され、又前記回転軸の他端には、回転リング
が固着され、該回転リングは前記回転用油圧モータによ
つて任意の方向に回動され、前記回転リングには垂直ガイドレールが固着され、該ガ
イドレールに前記ドリフタが摺動自在に設けられ、該ド
リフタはガイドレールに取付けられたドリフタ送り用油
圧モータによつて駆動制御され、前記ロツドチエンジヤは前記回転リングに装着され、そ
して、該ロツドチエンジヤは、さく孔ロツドを着脱自在
に収容するロツドカートリツジと、さく孔ロツドの端部
にグリースを塗布するグリスアツプ装置と、さく孔ロツ
ドのスリーブ部把握用のスリーブクランプと、さく孔ロ
ツドのロツド部把握用のロツドクランプと、前記スリー
ブクランプ及びロツドクランプを前記ロツドカートリツ
ジへの収納位置から前記ドリフタと装着装置へと移動す
るためのアーム機構とを具備しており、前記ロツドカートリツジは、ロツドホルダを備えそして
油圧モータで駆動されるチエーンを有し、該ロッドホル
ダーは上下２点でさく孔ロツドを支持し、回転移動装置
のガイドレールに対し、常に平行になるように、該ロツ
ドを保持する、ことを特徴とする長孔さく孔ロボツトで
ある。

次に、本発明に係る長孔さく孔ロボツトを図面を参照し
て更に詳しく説明するが、その構造及び作用効果を説明
する前に、該ロボツトにて実施されるさく孔作業原理に
ついて説明する。

第３図に本発明に係る長孔さく孔ロボツトにて達成され
るさく孔作業手順が図示されている。本発明に係るロボ
ツトは、（１）ケーシング用ビツト付きロツドをドリフタに装着
し（ロツドねじ込み工程１）、（２）さく孔すべき地点を座ぐりし（座ぐり工程２）、（３−１）所望に応じ、ケーシングを入れるためのケー
シング用さく孔を行ない（ケーシング用さく孔工程３−
１）、（３−２）ケーシング用さく孔工程が終了した時点で該
孔にケーシングを装着し（ケーシング装着工程３−
２）、（３−３）本さく孔用ビツト付きロツドに取りかけて
（本さく孔用ビツト付きロツド取変え工程３−３）、（４）本さく孔を開始し（本さく孔工程４）、（５）本さく孔工程４でガマを検出した場合には本さく
孔工程４を中断し、ガマ層完通後座ぐり工程２に戻り、
再び本さく孔工程４を行ない、又（６）本さく孔工程４で軟弱帯が検出された場合には本
さく孔工程４を中断し軟弱体のさく孔を行ない（軟弱帯
さく孔工程６）、軟弱帯貫通後座ぐり工程２に戻り、再
び本さく孔工程４を行ない、（７）設定深さの長孔をさく孔した時点で本さく孔工程
を終了し、孔底を清掃し（孔底清掃工程６）、（８）最後にロツドを長孔より回収する（ロツド引き抜
き工程７）、ことから成る各工程を行なう。

次に、上記各工程についてその制御態様を更に詳しく説
明する。

（ロツドねじ込み工程１）さく孔地点が決定されると、ロツドチエンジヤよりドリ
フタにロツドに送給され、ロツドは一定の送り速度例え
ば30〜200mm/Sの範囲の或る速度でドリフタにねじ込ま
れる。ロツドの送り量及びドリフタ回転トルク圧力が予
め設定された所定値に達したときロツドのドリフタへの
諦め込みを終了せしめる。もし、一定時間経過しても、
ドリフタ回路トルク圧力が所定値に達しない時には異常
とみなしてロツドねじ込み工程を中止する。

（座ぐり工程２）ロツドがドリフタに取付けられると、さく孔動作が開始
される。座ぐり工程において、ロツドは地層に対し前
進、後退を繰返しながらさく孔動作を行なう。

第４図を参照すると理解されるように、ロツドの送り速
度ｖは概略一定、例えば5mm/secに保持され、ロツドの
戻り量は例えば50mmとされ、又ロツドの各戻り時間ステ
ツプは例えば２秒とされる。各座ぐりステツプのさく孔
作業はトルクを段階的に徐々に上昇せしめながら、例え
ばドリフタ回転トルク圧力ステツプ値が10kg/cm²である
ように送り速度を制御しながら行なわれる。

ロツドのドリフタ回転トルク圧力が予め設定されたトル
ク圧力レベル、例えば100kg/cm²に達した時点で座ぐり
工程は終了する。

地層が柔かく、第５図で示すように、トルクが上昇せず
本さく孔レベルまで達しない場合には所定の送り速度ｖ
つまり5mm/secが所定設定時間ｔ、例えば30秒続いた時
点において座ぐり工程を終了し、本さく孔工程に移る。

このとき、ロツドをドリフタに装着した後ビツトが地表
に達する時間が前記所定時間ｔを越えた場合にドリフタ
が本さく孔動作を開始しないように、所定時間ｔを計測
するタイマーのカウント時間はドリフタが最初の座ぐり
さく孔を行なつた時点とする。

座ぐり工程において時間ステツプ２秒の時間間隔のスタ
ートは、各座ぐりステツプのさく孔等のトルク圧が設定
された値に達したときに始まる。従つて、第５図に示さ
れる場合には３番目の座ぐりステツプのトルク圧には達
しないので、戻り動作は行なわれない。

（ケーシング装置工程３）座ぐり孔が形成されると、そのまま本さく孔工程５に移
行することもできるが、本さく孔工程時に地表の岩石そ
の他の異物が本さく孔内に進入するのを防止するため
に、座ぐり工程後ケーシングを入れるためのさく孔（基
本動作は本さく孔と同じ）を実施し、一度ロツドをケー
シング孔より抜き出し、該ケーシング孔に周知の形状構
造をしたケーシングを装着することができる。ケーシン
グ装着後、本さく孔ビツト付きロツドを再度ケーシング
孔に挿入し本さく孔作業を開始せしめる。

（本さく孔工程４）本さく孔ではロツドの送り速度は限界速度、例えば20mm
/secを越えない範囲に増大され、回転トルクは例えば10
0kg/cm²となるように送り速度が制御される。更にドリ
フタには所定の打撃圧、例えば100kg/cm²が付与され
る。

（地層検出）さく孔すべき地層は常に一定とは限らず種々の地層が複
雑に入り組んでいる。採掘の長孔さく孔に採し最も注意
すべき地層としてはガマ及び軟弱帯が挙げられる。ガム
及び軟弱帯はロツドの回転トルク及び送り速度を急激に
変ロツドの破損又はジヤーミングを来たす恐れがあり、
これら地層の変化を直ちに検出し、ドリフタの動作を対
応して制御する必要がある。

（Ａ）ガマ検出本さく孔工程中にガマの領域に入ると、第６図に図示さ
れるように、トルク圧力及び送り圧力が低下し、送り速
度が上昇する。

従つて、本ロボツトにおいては、トルク圧力が予め設定された時間t₁（例えば１秒）内
に、所定の設定値L₀（例えば30kg/cm²）まで低下し、所
定の時間t₂（例えば0.5秒）だけを継続すること。

送り圧力が予め設定された時間t₁内に、所定の設定値
l₀（例えば30kg/cm²）まで低下し、所定の時間t₂だけを
継続すること。

送り圧力が予め設定された時間t₁内に本さく孔動作の
限界送り速度vmax、例えば前記20mm/secに達し、該速度
を所定の時間t₁だけ持続すること。

から成る〜の組み合せのうち予め指定した組み合せ
が成立したときロツドはガマ領域に突入したものと判断
する。

ロツドがガマ領域に突入すると直ちにドリフタは前記座
ぐり工程２に従つた動作制御に戻され、次で再び本さく
孔工程が開始される。

（Ｂ）軟弱帯検出本さく孔工程中に軟弱帯に突入すると、トルク圧力及び
送り速度が増大し、送り圧力が低下する。

従つて、本ロボツトにおいては、送り圧力が予め設定された時間t₁内に、所定の設定値
l₀まで低下すること。

送り速度が時間t₁内に、予め設立された所定の割合
（例えば200％）な上昇すること。

から成る及びの組み合せのうち予め指定した組み合
せが成立したとき軟弱帯に突入したものと判断する。

ロツド軟弱帯に突入すると直ちにドリフタは、次に説明
する軟弱帯さく孔工程をなすべく制御され、軟弱帯さく
孔工程終了後再び本さく孔工程が開始される。

（軟弱帯さく孔工程５）軟弱帯さく孔は、原則的には、くり粉による「つまり」
を防止するために、トルク圧力を低目にとり且つ送り速
度速度も低くして行なわれる。

第７図に図示されるように、トルク圧力Ｌは例えば10kg
/cm²といつた所定の設定に保たれるように、送り速度ｖ
が制御される。しかしなが、該送り速度ｖは限界速度、
例えば3mm/secを超えないようにされる。

予め設定された時間t₄（例えば２秒）の間軟弱帯さく孔
を行なつた後ドリフタは所定量（例えば50mm）だけ上昇
させ、再び軟弱さく孔を開始せしめる。つまり軟弱帯さ
く孔は前記座ぐり工程と同様にステツプさく孔により行
なわれる。

又、軟弱帯さく孔に際してはドリフタに所定の、例えば
20kg/cm²の打撃圧力が付与される。

上記ステツプさく孔により軟弱帯が終了し、ロツドが岩
盤に突入すると、再度前記座ぐり工程が開始され、次で
本さく孔が行なわれる。軟弱帯から岩盤に突入したとの
見極めは、予め設定した時間t₅（例えば50秒）内に所定
の距離（例えば50mm）のさく孔距離が達成されない場合
に行なう。

（孔底清掃６）前述の態様にて予め設定された深さの長孔がさく孔さ
れ、本さく孔が終了すると、長孔が貫通孔である場合を
除いて、孔底に溜まつている土、砂、等を排出するため
に、ドリフタを上下させ孔底の清掃が行なわれる。

孔底清掃は、ドリフタを所定トルク圧力（例えば100kg/
cm²）にて回転させながら、上下に所定速度（例えば200
mm/sec）で所定長さ分だけ往復運動させながら行なわれ
る。

往復運動時の送り圧力が所定時間、例えば0.5秒内に所
定の割合、例えば50％増大した場合には、ロツドが孔内
にひつかかつたものと判断し、ドリフタを所定量、例え
ば100mm戻し、所定の打撃圧力（例えば元圧の30％程
度）を加えながら孔底清掃を続行する。

もし、最終ロツドの本さく孔工程中、限界送り速度vmax
での送りが所定時間t₅（例えば１秒）続いた場合には、
貫通したと判断し孔底清掃は不要とする。

（ロツド引き抜き工程７）上記孔底清掃６が終了した後各ロツドは引き上げられ、
ロツドチエンジヤへと回収される。

ロツド引き抜きはロツドにロツド接続ねじ部がゆるまぬ
方向に例えば100kg/cm²の圧力による回転力を付与しな
がら、例えば最大200mm/secの速度で引き上げられる。

ロツド引き抜き時に、送り圧力が所定時間、例えば0.5
秒内に所定の割合、例えば50％増大した場合にはロツド
が孔内にひつかかつたものと判断し、ドリフタを所定量
例えば100mm戻し、所定の打撃圧力（例えば元圧の30％
程度）を加え、次でロツドの引き抜きを続行する。

（ロツド切り離し工程）ドリフタによつて孔内より引き抜かれた各ロツドは、ド
リフタからロツドチエンジヤへと回収されるが、先ずド
リフタから切り離される。ロツドの切り離しは最初に打
撃を加え、ねじ込み部を緩めることから始める。

次に、ロツドの上部を諦め込み、その後ロツドの下部を
次のロツドから切り離す。

切り離しの検出は、切り離しの回転トルクが所定値、例
えば5kg/cm²以下となり且つねじ送り量が予め設定され
た量、例えば155mmとなつたとき切り離しが完了したも
のと判断する。もしねじ送り量が所定限度例えば155mm
＋20mmを越えても回転トルクが5kg/cm²とならない場合
には異常と判断し、切り離し工程を一時中断し、チエツ
クする。

ロツド下部の切り離し完了後同様にしてロツド上部をド
リフタから切り離す。

上記諸工程を具備した本発明に係る長孔さく孔ロボツト
は、精度を向上させる目的のために油圧制御を採用した
ことにも又特徴を有する。例えばさく孔制御の制御モー
ドは大別すると、（ａ）回転トルクが一定になるように送り速度を制御す
る制御モード（第８図）、（ｂ）回転トルクが一定になるように送り力を制御する
制御モード（第９図）、及び（ｃ）送り力が一定になるように送り速度を制御する制
御モード（第10図）、であり、各工程で最適のモードを採用し得る。又、各制
御モード（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において送りの最高速
度を、又制御モード（ｃ）においては回転な最高トルク
を限定する必要がある。

次に、本発明に係るさく孔ロボツトについて図面を参照
して説明する。

第11図及び第12図を参照すると、さく孔ロボツト20は基
台固定装置30と該基台21に対し第11図でＸ方向に移動す
ることのできる横移動装置40と、該横移動装置40に取付
けられた回転移動装置60とを具備する。

基台21は地表面を、第12図にて左右方向に摺動し得るよ
うに接地部にソリ状部材23を設けたフレーム24を具備す
る。フレーム24の１部25、26は上方向に突出し、その上
部に断面がコの字形状をした且つ互いに平行に延在した
軌条27及び28を担持する。該軌条27、28はソリ状部材23
に対し直交関係で配置される。

第12図〜第14図を参照して横移動装置40を説明する。横
移動装置40はフレーム構造にて形成された架台41を有す
る。該架台41にはローラ42、43が回転自在に取付けら
れ、該ローラ42、43は前記軌条27及び28に載置される。
従って、横移動装置40は該ロール42、43によつて軌条2
7、28上を該軌条に沿つて横方向、つまりＸ軸方向に往
復運動可能とされる。

第13図及び第14図に最もよく図示されるように、基台21
のフレーム24と、横移動装置40の架台41との間にははＸ
方向移動用油圧シリンダ44及び45が配置される。更に詳
しく説明すれば、第１油圧シリンダ44の一端は基台21の
フレーム24に接続され、第２油圧シリンダ45の一端は横
移動装置の架台41に接続され、第１及び第２油圧シリン
ダ44、45の他端は連結棒46にて連結される。従って、第
１及び第２油圧シリンダ44、45の伸縮作動により横移動
装置40はＸ方向に駆動される。このように２本の油圧シ
リンダ44、45を連結棒46で連結して使用することにより
横移動装置の移動量を増大すること、換言すれば装置の
コンパクト化を図ることができる。

更に、横移動装置40には該横移動装置40をＸ方向所定位
置に固定するためのＸ軸クランプ50が設けられる。該Ｘ
軸クランプ50は、横移動装置40に固定されたコの字状の
マウント51と、該マウント51に取付けられた油圧ジヤツ
キ52とを具備し、横移動装置40が所定位置に設定される
と前記油圧ジヤツキ52を作動し、軌条の、本実施例では
下側レール27aを油圧ジヤツキ52及びマウント51の下側
突起51aによつて挾持し、横移動装置40を固定する働き
をなす。

前記基台固定装置30は、基台21の両側に配置された支柱
31と、該支柱を伸縮するための油圧シリンダ32とを具備
し、基台２、即ち、さく孔ロボツト20を岩盤に固定する
働きをなす。

次に、回転移動装置60について説明する。第12図及び第
17図を参照すると、該回転移動装置60は前記横移動装置
40の架台41に支持体61によつて回転自在に取付けられた
回転軸62を有する。該回転軸62の後端には、該横移動装
置60の架台41に取付けられたθ回転用モータ63が継手64
を介して連結され、回転移動装置60のθ回転量を制御す
る。

又、回転軸62の前端には、回転リング65が固定板66及び
リブ67を介して固着され、θ回転用油圧モータ62によつ
て任意の方向に回動される。該回転リング65の周辺には
複数個、本実施例では４個のθ軸クランプ68が配置され
る。該θ軸クランプ68はそれぞれ油圧式固定金具69を備
え（第18図）、該金具69を油圧シリンダ70で回転リング
65の外周面に押し付けることによつて回転移動装置60を
所定位置に固定する。

第11図及び第12図にて理解されるように、前記回転リン
グ65の固定板66には垂直ガイドレール71が固着され、該
ガイドレール71にドリフタ72が摺動自在に設けられる。
ドリフタ72はガイドレール71に取付けられたドリフタ送
り用油圧モータ73によつて駆動制御される。

回転リング65には更にロツドチエンジヤ75（75A及び75
B）が装着される。ロッドチエンンジヤ75A及び75Bはガ
イドレール71に対し左右対称位置に配置され、その構造
は同一とされる。従つて一方のロツドチエンジヤ75Aに
ついてのみ説明する。

ロツドチエンジヤ75は、第19図に示されるように、さく
孔ロツドＲのスリーブ部把握用のスリーブクランプ76、
さく孔ロツドＲのロツド部把握用のロツドクランプ77、
位置移動自在に設定されたロツドカートリツジ80、グリ
スアツプ装置90、及び前記スリーブクランプ76とロツド
クランプ77をロツドカートリツジ収納位置からドリフタ
装着位置へと移動するためのアーム機構100を具備す
る。

ロツドカートリツジ80は、スプロケツト81A〜81Dに巻回
されそしてチエーンガイド82にて案内されるチエーン83
を有し、該チエーン83にはロツドホルダ84が取付けられ
ている。該ホルダー84は、上下２点でロツドＲを支え、
前記ガイドレール71に対し、常に平行になるように、ロ
ツドを保持する。更に、チエーン83は、スプロケツト81
A及び81Bを駆動する油圧モータ84A及び84B（第21図）に
より回転され、ロツドＲを位置自在に制御する働きをな
す。尚、油圧モータ84A、84Bは、ロツドカートリツジ80
が正転する時油圧モータ84が駆動、油圧モータ84Bがブ
レーキとして作動し、逆転する時油圧モータ84Bが駆
動、油圧モータ84Aがブレーキとして作動する。この動
作により、チエーンに適度な張力が加えれた状態で、ロ
ツドＲが位置指導される。第22図にこのための油圧回路
の一実施例を示す。該油圧回路を簡単に説明すると、油
圧供給管路L1に配設された制御弁87を第22図にて下方に
押下げると、油圧モータ84Aには油圧ポンプＰより管路L
1によつて減圧弁85、絞り弁86、制御弁87、フローレギ
ユレータ弁88a及びパイロツトチエツク弁89aを介して作
動油が供給される。油圧モータ84Aからの作動油は管路L
3に通つてタンクＴに排出される。これにより、油圧モ
ータ84Aは正転方向、つまり図示矢印方向に回転し、チ
エーン83を介してロツドＲを移動されると共に油圧モー
タ84Bを回転せしめる。該油圧モータ84Bは外力（チエー
ン83による駆動力）により回転されることによりポンプ
として作動する。油圧モータ84Bの作動油は管路L2を通
り、パイロツトチエツク弁89b、フローレギユレータ弁8
8b、制御弁87を介してタンクＴへと排出される。この
時、フローレギユレータ弁88bの絞り弁を調整すること
により作動油の排出量を制御し、油圧モータ84Bを油圧
モータ84Aのブレーキとして作用せしめ、移動するチエ
ーン83の、第22図で右側に、適度の張力を与えることが
できる。

チエーン83を逆転せしめる時は、制御弁87を第22図で上
方向へと押上げ、作動油を油圧モータ84Bに供給する。
油圧モータ84Bは逆転し、チエーン83を矢印とは反対方
向に移動せしめる。この場合の油圧回路構成部材の作動
態様は前述の場合と同様であり、又油圧モータ84Aがフ
ローレギユレータ弁88aの絞り弁を調整することにより
該油圧モータ84Bに対するブレーキ作用をなし、チエー
ン83の、第22図で右側に、適度の張力を与えることがで
きる。

スリーブクランプ76は、第20図及び第23図に図示される
ように、油圧シリンダ76a及び把握用つめ76bを具備し、
リンク機構76cを介して把握用つめ76bを枢軸78の回りに
揺動せしめロツドＲを把握解除するべく制御される。
又、ロツドクランプ77は、上述のように、スリーブクラ
ンプ76と同一の構造とされる。更に前記スリーブクラン
プ76は前記ロツドクランプ77と共にアーム機構100によ
つてロツドＲをロツドカートリツジ収納位置からドリフ
タ装着位置へと前記ガイドレール71に対し平行に移動さ
れる。

前記アーム機構100について第19図及び第25図〜第27図
を参照して説明すると、前記アーム機構100は、リンク1
01、102、103及び油圧シリンダー104を具備する。リン
ク101及びリンク102は枢動点O₁及びO₂を夫々有し、又リ
ンク101の一端は油圧シリンダ104のピストン105に枢着
され、リンク102の一端はリンク103の一端に枢着され
る。リンク103の他端はリンク101と同様にピストン105
に枢着され、前記リンク101及びリンク102の他端はスリ
ーブクランプ76及びロツドクランプ77を保持した支持体
79に枢着される。従つて、油圧シリンダ104の作動によ
り支持体79即ちスリーブクランプ76及びロツドクランプ
77は上述のように収納位置Ａ（第25図）、ロツド把持位
置Ｂ（第26図）、ねじ込み位置Ｃ（第27図）へと平行移
動される。

グリスアツプ装置90は、第19図、第24図及び第25図を参
照すると理解されるように、グリスアツプ用ハケ91、該
グリスアツプ用ハケ91を垂直方向に移動自在に保持する
ハケホルダ92、一端がグリスアツプ用ハケ91に連結され
且つ枢軸93に回りに揺動可能の揺動連結レバー94、該揺
動連結レバー94に作用し該レバー94を揺動する油圧シリ
ンダ91、及びグリスポンプ手段96を具備する。

グリスポンプ手段96は、グリス溜め96aと、グリスポン
プ96bとを有し、該グリスポンプ86bのピストン96cは枢
軸97の回りに枢動するアーム98に連結される。又、アー
ム98は前記揺動連結レバー94の先端に設けたコロ94aに
当接可能に構成されている。従つて、グリスアツプ用油
圧シリンダ95が伸びの動作をなした場合には、第24図に
図示するように、アーム98が矢印方向に揺動されグリス
ポンプ96bのピストン96cを作動せしめ、グリスを移送パ
イプ96dを介してホルダ92内のグリスアツプ用ハケ91部
分に供給する。

次に油圧シリンダ95の縮み動作により、前記ハケ91は揺
動連結レバー94の作用によつてホルダ92内を下方向へと
押下され、ロツド収納位置Ａ（第25図の状態）にセツト
されたロツドＲのスリーブ部に、該ハケ部に予じめ供給
されていたグリスを充填、即ち、グリスアツプする。
又、これと同時に、揺動連結レバー94を介してコロ94a
も上方へと持上げられ、従つてアーム98は開放されバネ
98aによつて元の位置へと戻される。このアーム98の運
動により、ピストン96cは、第24図にて右側方向へと移
動し、グリス溜め96からグリスをグリスポンプ96bへと
補充する。

上記さく孔ロボツト20は、各機構部がユニツト化され、
坑道内への搬入及び坑道内での分解、組立が容易とされ
る。

次に、上記の如く構成されるさく孔ロボツト20の作動
（操作手順）について説明する。

さく孔ロボツト20は、坑道内をソリ状部材25を利用して
Ｘ方向所定位置に配置する。次いで、Ｘ移動用油圧シリ
ンダ44及び45を駆動し横移動装置40を正確にさく孔位置
に設置し、クランプする。次にθ回転用油圧モータ63を
制御し、回転移動装置60が所定の角度位置に設定され
る。

上述のようにしてさく孔ロボツト20のさく孔位置が設定
されると、ドリフタ72にロツドＲ（連結用Ra、ビツト付
ロツドRb、ケーシングさく孔用ビツト付きロツドRc）が
装着される。ロツドＲの装着手順は次の如くである。

使用するロツドＲ（Ra、Rb、Rc）がいずれのロツドチ
エンジヤ75のロツドカートリツジに格納されているかを
判断する。本実施例では、左側のロツドチエンジヤ75A
のカートリツジに格納されているものとして説明する。

油圧モータ84A、84Bによつて所望のロツドＲが取出位
置に設定される。

油圧シリンダ95によつて、ハケ91が下方に押出され、
で位置設定されたロツドＲのスリーブネジ部120にグ
リスアツプされる（第25図）。ハケ91を定位置へ戻す過
程で、グリスポンプ96bよりハケ91にグリスが供給され
る。

アーム機構100により、スリーブクランプ76と、ロツ
ドクランプ77がロツド把持位置Ｂへと移動されロツドＲ
のスリーブ部とロツド部がクランプされる（第26図）。

更に、アーム機構100を押出すことにより、ロツドＲ
は、ロツドホルダ84から外れねじ込み位置Ｃへと移動さ
れる（第27図）。

ドリフタ72が、左回転しながら下降され、シヤンクロ
ツド110がロツドＲの上部にねじ込まれる（第28図）。

スリーブクランプ76とロツドクランプ77を解除し、該
装置76、77を収納位置Ａに収納する（第29図）。

ロツドＲがビツト付きロツドRb又はケーシングさく孔
用ビツトRcである場合には、ケーシング装着用孔さく孔
工程をなすべく、ドリフタ72は下降し、さく孔動作（打
撃、回転、送り）を行なう（第30図）。

ロツドＲが連結用ロツドRaである場合には（つまり連
結動作の場合には）ドリフタ72を左回転させながら下降
させ、ロツドＲの下端部がねじ込まれる（第31図）。

セントライザー130を解除し、ドリフタ72を下降さ
せ、本さく孔工程を続行する（第32図）。

上記諸手順によつて長孔さく孔が行なわれると、その後
各ロツドＲはロツドチエンジヤ75のロツドカートリツジ
80内に回収される。次にロツドの回収手順について説明
する。

さく孔動作が終了すると、ドリフタ72が所定の位置ま
で引き上げられる（第33図）。

ロツドＲは、下部スリーブをセントライザー130によ
り把持され、ドリフタ72によつて打撃が加えられる。こ
の打撃によりねじ部Ｄ、Ｅ、Ｆの嵌合が緩められる（第
34図）。

ドリフタ72によりロツドＲを引き上げロツドクランプ
77によりクランプし、ねじ部Ｄ、Ｅが増締めされる（第
35図）。

再び、ロツドＲの下部スリーブ部をセントライザー13
0により把握し、で嵌合が緩められたぬじ部Ｆがねじ
抜きされる（第36図）。

ロツドクランプ77及びスリーブクランプ76によりロツ
ドＲがクランプされ、ねじ部Ｄからシヤンクロツド75が
切り離される（第37図）。

アーム機構100により、ロツドＲが位置Ｂまで引込ま
れ、ロツドホルダ84に納められる（第38図）。

スリーブクランプ76とロツドクランプ77の把持力を解
放し、アーム機構100により、位置Ａへ格納される（第3
9図）。

油圧モータ84A、84Bによつてロツドカートリツジ80が
１コマ送られる（第40図）。

ドリフタ72を下降し、シヤンクロツド75と次のロツド
Ｒ′を締結する。

上記諸手順を繰り返すことによつて、さく孔ロボツトは
発破作業用の長孔をフアンカツト形状で効率よく自動的
にさく孔することができる。

発明の効果以上説明したように、本発明の長孔さく孔ロボツトは極
めて小型に構成することができ、且つ、ロツドの継ぎ足
し、分離及び回収を短時間でしかも自動で行なうことが
でき、従つて採鉱現場の如き狭く且つ高温多湿の切羽及
びその他の工事現場にて極めて効率よくフアンカツトド
リルをなすことができる。又、本発明のロボツトによる
と地層の変化に精度よく対応してさく孔することがで
き、短時間で且つロツド折損又はジヤーミングを起すこ
となく極めて効率よく長孔をさく孔することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、金属鉱山における採掘現場の部分正面図であ
る。第２図は、鉱脈の概略断面図である。第３図は、本発明に係る長孔さく孔ロボツトの作動態様
を模式的に示す説明図である。第４図は、座ぐり工程における時間に対するトルク及び
送り量の関係を示すグラフである。第５図は、軟弱帯における座ぐり工程における時間に対
するトルク及び送り量の関係を示すグラフである。第６図は、ガマ領域に達した場合の時間に対するトルク
圧力、送り圧力及び送り速度の関係を示すグラフであ
る。第７図は、軟弱帯さく孔工程におけるトルク及び送り速
度の関係を示すグラフである。第８図から第10図は、さく孔動作制御モードを示すブロ
ツク図である。第11図は、本発明に係るさく孔ロボツトの正面図であ
る。第12図は、本発明に係るさく孔ロボツトの側面図であ
る。第13図は、第12図の線XIII−XIIIにとつた部分平面図で
ある。第14図は、第13図のXIV−XIVにとつた部分正面図であ
る。第15図は、第14図と同様の図であるが、ローラ及びクラ
ンプの部分拡大図である。第16図は、第15図の線XV I−XV Iにとつた部分正面図で
ある。第17図は、回転移動装置の回転軸線を通る概略断面図で
ある。第18図は、第17図の線XV III−XV IIIにとつた部分正面
図である。第19図は、ロツドカートリツジ及びアーム機構の作動を
説明するためのさく孔ロボツトの部分正面図である。第20図は、ロツドカートリツジ及びロツドクランプ機構
の作動を説明するためのさく孔ロボツトの部分平面図で
ある。第21図は、ロツドカートリツジ及びロツドクランプ機構
の作動を説明するために、第20図の線X XI−X XIに沿つ
て取つた部分正面図である。第22図は、ロツドカーロリツジの油圧回路図である。第23図は、スリーブクランプの部分平面図である。第24図は、グリスアツプ装置の概略説明図である。第25図から第32図は、ロツドを連結する手順を示す一連
の説明図である。第33図から第40図は、ロツドを回収する手順を示す一連
の説明図である。 20:さく孔ロボツト 21:基台 40:横移動装置 60:回転移動装置 72:ドリフタ 75:ロツドチエンジヤ 76:スリーブクランプ 77:ロツドクランプ 90:アーム機構 100:グリスアツプ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥村勝司東京都調布市東つつじヶ丘３丁目39番28号 (56)参考文献実開昭55−36225（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−183993（ＪＰ，Ｕ) 特公昭56−33558（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭57−51517（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭50−22963（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭51−19601（ＪＰ，Ｙ２) 実公昭57−50399（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台と、該基台に対し概略水平方向に移動
することのできる横移動装置と、該横移動装置に取付け
られた回転移動装置と、該回転移動装置に取付けられ、
該回転移動装置の回転軸線に対し直交する態様で摺動し
得るドリフタと、該ドリフタにさく孔ロツドを供給し且
つ該ドリフタから使用済ロツドを回収するためのロツド
チエンジヤとを具備する長孔さく孔ロボツトであって、前記回転移動装置は回転軸を具備し、該回転軸の一端に
は、前記横移動装置の架台に取付けられた回転用油圧モ
ータが連結され、又前記回転軸の他端には、回転リング
が固着され、該回転リングは前記回転用油圧モータによ
つて任意の方向に回動され、前記回転リングには垂直ガイドレールが固着され、該ガ
イドレールに前記ドリフタが摺動自在に設けられ、該ド
リフタはガイドレールに取付けられたドリフタ送り用油
圧モータによつて駆動制御され、前記ロツドチエンジヤは前記回転リングに装着され、そ
して、該ロツドチエンジヤは、さく孔ロツドを着脱自在
に収容するロツドカートリツジと、さく孔ロツドの端部
にグリースを塗布するグリスアツプ装置と、さく孔ロツ
ドのスリーブ部把握用のスリーブクランプと、さく孔ロ
ツドのロツド部把握用のロツドクランプと、前記スリー
ブクランプ及びロツドクランプを前記ロツドカートリツ
ジへの収納位置から前記ドリフタへの装着装置へと移動
するためのアーム機構とを具備しており、前記ロツドカートリツジは、ロツドホルダを備えそして
油圧モータで駆動されるチエーンを有し、該ロッドホル
ダは上下２点でさく孔ロツドを支持し、回転移動装置の
ガイドレールに対し、常に平行になるように、該ロツド
を保持する、ことを特徴とする長孔さく孔ロボツト。
【請求項２】基台には概略水平方向に軌条が配置され、
該軌条には横移動装置の架台に取付けられたローラが転
動自在に載置され、前記架台は横移動用油圧シリンダに
よつて横方向に駆動されて成る特許請求の範囲第１項記
載のロボツト。