JPS62146397A - 鉱山機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般にロードヘッダマシン（ｒｏａｄｈｅａｄ
ｅｒ　ｍａｃｈｉｎｅ）と称する地下道、トンネルある
いは水平坑道を掘削するのに適した鉱山機械に関する。

［従来の技術及びその問題点］ 鉱山膿械は一般に移動可能なブームを装着し、クローラ
あるいは車輪式の自走式車体を備え、このブームの先端
には回転式のカッティングヘッドが設けられる。このカ
ッティングヘッドは、外側の静止ケーシング内にブーム
の長手方向に延設され、かつ、このケーシングに装着さ
れた軸受に回転可能に支承された終駆動軸を含むトラン
スミッションを介して車体に装着された動力装置により
駆動される。このブームはオペレータにより例えば液圧
等で駆動制御することができ、したがって、車道等の必
要な輪郭に合せることができる。ブームのカッティング
ヘッドから離隔した端部は、垂直面内及び水平軸線（地
面に設置したと仮定して）の回りに旋回あるいは回転可
能とするためにピンジヨイントを介して装着され、この
ビンジヨイントはターンテーブル上に装着されて水平面
内で旋回することができる。

カッティングヘッドから離隔して交換可能なカッターピ
ックが設けられ、これらのカッターピックには水を噴出
する多数のノズルが設けられている。このノズルはヘッ
ドあるいはビックの一方あるいは双方に設けることがで
きる。水の噴出は始動準備、粉塵の抑制、掘削面の７ラ
ツシング、火花放電の抑制等を目的としたもので、高圧
の水噴射により切削が容易となる。しかし、通常の場合
、カッティングヘッドの一部のみが掘削を行なっている
だけであり、したがって、常に３６０°に亙って水を噴
出することは例えば５０％程度のかなりの水は何等の効
果を奏せず、圧力（通常の水噴出により切削アシストを
行なう場合には２ｔＯＯｋｇ、・′Ｃｍ２のオーダ）を
形成する動力を浪費し、離れた場所まで不必要に濡らし
てしまう。同期噴射を達成するための弁装置が開発され
たが、しかし、このシステムは取付け、保守及び調整が
比較的面則である。

本願出願人の欧州特許出願用８５３０６９９９．’２号
は、弁装置を簡便に制御することにより、水の噴射を所
要の半径方向延長部に容易に同期することのできるロー
ドヘッダタイプの鉱山機械について記載しである。この
弁装置は基本的にはブームの少なくとも一部に、このブ
ーム長手方向軸線の回りを動力手段により選定位置に回
転可能なカラーを向え、このカラーは弁作動手段を装架
あるいは切換制御する。ヘッドが回転すると複数の弁に
より制御されて、選定された半径方向部内で周期的にノ
ズルに水が供給される。この同期作動はカラーの位置を
調整することにより柄部され、このため、適宜の弁作動
手段の位置調整装置が設けられる。

本発明は容易に調整あるいは制御可能な同期システムを
備える鉱山開城を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段、作用及び効果１本発明
による鉱山鍬械は、自走式車体と、長手方向軸線を有す
る長いブームとを備え、このブームが動力により位置を
調整可能に車体に装着され、このブームの先端にはブー
ムの長手方向軸線と同軸状の終駆動軸を含むトランスミ
ッションにより駆動可能な回転式カッティングヘッドが
設けられ、このカッティングヘッドが複数のノズルを有
してそれぞれ水供給通路を介して供給される水を噴出す
るロードヘッダタイプの鉱山ｔＪｉ４であって、前記ブ
ームは一端を車体に支持された非回転部と、この非回転
部の他端に装着された軸受手段を介してブーム長手方向
軸線の回りに回転可能に支えられた回転部との２部材で
形成され、更に、非回転部に装着され、ブーム長手方向
軸線を中心として回転部を回転する駆動手段を備え、前
記終駆動軸は少なくとも部分的に回転部内に配置され、
半径方向内端部が閉鎖しかつ外端部が開放した少なくと
も１のシリンダを備え、この１又は各シリンダはこのシ
リンダ内を往復動可能なピストンを少なくとも部分的に
収容し、このピストンの半径方向内端部とシリンダの閉
鎖内端部との間に可変容積の圧力形成チャンバが限定さ
れ、各ピストンの半径方向外端部が長手方向軸線に対し
て回転可能な回転部に偏心して装着された支承リングの
内面に直接あるいは間接的に接触し、前記駆動軸が回転
したときに内部輪郭の前記軸線からの半径方向距離が変
化し、各ピストンを往復動させてポンピング作用をさせ
、前記ノズルは前記ブームの長手方向軸線を中心とする
回転部が回転してリングを回転させることにより適当な
回転位置で制御されて同期されることを特徴とする。

したがって、本発明はカッティングヘッドの選定された
半径方向部（切削部）にのみ同期された水噴射を行なう
ロードヘッダタイプの鉱山機械を提供し、この水噴射の
同期は回転部の位置をその前の位置（先の選定された回
転部にとっては好適な位置）から適宜に新たな静止位置
に再位置決め（回転して）することにより簡単に行なう
ことができる。これにより新たに選定された部分におい
てのみ水が同期されて噴出され、水が最大の効率で使用
される。したがって、カッティングヘッドの回転により
、例えば先に形成された路面に対し直立した左側の垂直
壁から岩石を掘削し、ブームの回転部はカッティングヘ
ッドの切削部すなわち切削を行なっている部分に屋って
水を噴銅する泣随に配設され、右側の垂直壁を掘削する
場合にはこのブームの回転部を始めの位置から１８０°
に亙って回転し、新たに掘削を行なうカッティングヘッ
ドの掘削部から水噴射を行なう。

トランスミッションへの動力は、ブームの非回転部に装
架された電動あるいは液圧モータ等の原ｖＪ礪により行
なうのが好ましい。このｌｊ？ｔ！！１１はブームの非
回転部内に配設され、非回転部の長手方向軸線に同心状
の回転軸線を有する電動モータであるのが好ましい。

また、減速装置はブーム内に配設されるのが好ましい。

この減速装置は遊星歯車減速段を備えるのが好ましい。

更に減速する必要がある場合には、最初の遊星歯車減速
段の出力を第２遊星歯車減速段に導くことができる。い
ずれの場合も、減速装置はブームの回転部内に配設する
ことが好ましい。

更に、ブームの非回転部と回転部との間に、平軸受、特
に軸線方向に離隔した２個の平軸受からなる支承手段を
設けるのが好ましい。

ブームの回転部を回転するには、理論上任意の動力手段
を用いることができるが、ウオームとウオームホイール
とを用いるのが好ましい。また、２個の平行に離隔した
ウオームを約１８０°離隔した位置で共通のウオームホ
イールに噛合わせるのが好ましい。液圧モータの軸は外
方に突出し、ブーム位置を示す。

掘削部を変化し、ブームしたがってカッティングヘッド
の位置を合せるために、ブームの回転部を再設定する場
合には任意の手段により制御することができる。したが
って、最も簡単な手段としては、オペレータがカッティ
ングヘッドあるいはブームを監視して手動制御装置によ
り回転するマニュアル制御である。池の手段としては、
ブーム、カッティングヘッドあるいはカッティングビッ
クにトランスデユーサ（ブーム内の負荷あるいは歪みを
記憶するため）を取付け、あるいは更に、掘削を行なっ
ているカッティングヘッドの掘削部を検出するためにブ
ームの通常の液圧制御回路にトランスデユーサを取付け
（流れあるいは圧力変化を記憶するため）、このトラン
スデユーサを電気回路あるいは液圧制御回路に結合した
自動回転制御ｉｌ装置とすることもできる。このトラン
スデユーサは圧力を検知するものあるいは動きを検知す
るものとすることができる。更に、ブームに、カット部
に接触してこのカット部すなわち回転して掘削を行なっ
ているカッティングヘッドの掘削部を検知する従動アー
ムあるいはリンク機構を設け、このアームあるいはリン
ク殿構の動きにより適宜の制御回路を制御して所定の位
置に再設定することができる。更に、掘削パターンをプ
ログラムしたマイクロプロセッサを備えた鉱山）幾械の
場合には、このプログラムを変更して予め定められた位
置に掘削部が配置されるように位置制御を行なうことが
できる。

圧力源（例えば７乃至７０　ｋＧ／　ｃｍ２あるいはこ
れより高圧）から供給された水は駆動軸の長手方向に沿
って形成された供給管路を介してピストンあるいは一連
のノズルに供給される。すなわちこの供給管路は、カッ
ティングヘッド内の分岐ブロックまで延設され、複数の
半径方向分岐管路及び逆止弁を介してピストン及びノズ
ルに圧液を供給する。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

［実施例］ 図中、ロードヘッダタイプの土工機械あるいは鉱山数域
１　（ｍｉｎｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ）は坑内の床面２
上に示され、オペレータの操作によりクローラ３で走行
する。このオペレータのシートは符号４で示し、制御弁
は符号５で示す。

この鉱山殿械１は岩石あるいは土砂を集め積載するコン
ベヤ７を設けた車体６を備え、長手方向軸線１０を有す
るブーム９の一端８において、このブーム９は垂直方向
の軸線を中心として旋回するターンテーブル装置１１上
に装着され、枢着ビン１２により水平軸を中心として旋
回する。この動きは、オペレータが制御弁５を介して液
圧ラム１３を作動することにより通常の態様で制御され
る。ブーム９の先端１４にはブーム軸線１０を中心とし
て回転するカッティングヘッド１５が設けられており、
このカッティングヘッド１５にはビックボックス１６に
保持された着脱可能なカッタービックが多数開設けられ
、水噴射ノズル１７から水を噴出する（第３図）。車体
６には更に電動モータ（図示せず）である動カニニット
が装架され、この動カニニットにより液圧ポンプ（図示
せず）を駆動し、履帯３を含む鉱山凶械１のｌ々の液圧
装置を作動する。

第３図及び第４図に明瞭に示すように、ブーム９は、軸
線方向に離隔した２個の平軸受すなわちジャーナル軸受
１９を先端部に設けた非回転部１８と、このジャーナル
軸受１９によりブームの長手方向軸線１０を中心として
回転可能に支承された回転部２０との２つの部材で構成
され、この回転部２０は非回転部１８にブームの軸線１
０と同軸状に装着された電動モータである動力手段２１
により回転駆動される。この動力手段２１からカッティ
ングヘッド１５までトランスミッション２２が延設され
、このトランスミッション２２は第６図に詳細に示すよ
うに、ブーム９の長手方向軸線１０と同軸状に回転部２
０内に少なくとも一部が配設されかつこの回転部から突
出した路側動軸２３を潅え、スプライン２４を形成した
先端２４には、これに対応したスプラインが形成された
装着リング２５を装架しており、この装着リング２５に
はカッティングヘッド１５がボルト２６により固着され
ている。

このトランスミッション２２は更に、入力軸２８、太陽
ギヤ２９、ｉ星ギヤ３０、リングギヤ３１及びキャリヤ
３２とからなる遊星歯車減速段２７を備え、このキャリ
ヤ３２は次段の遊星歯車減速段３４の太陽ギヤ３３を有
し、この′ｆ１星歯車減速段３４は遊星ギヤ３５と、リ
ングギヤ３６と、カッティングヘッド１０から離隔した
路側動軸２３の端部３８に一体的に形成されたキャリヤ
３７とを備える。

終減速軸２３は更に低圧で供給された水をノズル１７か
ら噴出する高圧水とするポンプ手段３９を備えている。

このポンプ手段３９は多数のラジアルピストン４２を配
置した２列の縦穴（ｂａｎｋ）４０．４１を備え、各ピ
ストンは閉鎖内端部４４と開放外端部４５とを有する半
径方向に延在するシリンダ４３内に往復動可能に配設さ
れている。

この各ピストン４２の半径方向内端部４７とシリンダ４
３の閉鎖内端部４４との間に形成される圧力形成チャン
バ４６は容積が変化する。各ピストン４２の半径方向外
端部４８は、回転部２０に装着されかつブームの軸線１
０に対して偏心して配置された軸受リング５０内面４９
に直接あるいは間接的に常時接触している。したがって
、駆動軸２３が回転すると内面４９の軸線１０からの距
離が変化し、ポンピング効果を生じる。離隔した位置に
あるポンプ（図示せず）からポンピング手段３９まで、
入力軸２８、キャリヤ３２及び終駆動軸２３を介して分
岐ブロック５２に至るブーム軸線１０に同軸状の供給孔
５１に沿って低圧の水が供給される。この分岐ブロック
５２は連絡ボート５３に連通し、各連絡ボートは逆止弁
５４を介挿して終駆動軸２３に沿って軸線方向に延び、
そして半径方向に圧力形成チャンバまで延在する。加圧
ストロークにおいて、水は連絡ボート５３にそって戻る
が、しかし、逆止弁５４により放射状の供給管路５５及
び導管５６（第４図）を介してノズル１７あるいは一群
のノズル１７に導かれる。

カッティングヘッド１５の上述の部分すなわち掘削部分
においてのみ水を噴出するためのノズルへの同期供給は
、ブームの長手方向軸線１０を中心として、非回転部１
８に対して回転部２０を選定した静止位置間で適宜回転
して再位置決めすることにより制御される。すなわち、
回転部２０を回転して、軸受リング５０を回転する。こ
の回転は、液圧モータ５９により平行な軸線の回りを回
転可能な上下のウオームギヤ５８と、これらのウオーム
ギヤが１８０°離隔した位置で噛合う共通のホイールギ
ヤ６０とを備えたウオーム及びホイールギヤ装置５７の
形態の動力手段により行われる。

最も簡単な形態においては、回転部２０は制御弁５等の
手動制＠装置をオペレータが制御することにより行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例によるロードヘッダタイプの
鉱山機械の側部立面図、第２図は第１図の平面図、第３
図は第１図及び第２図の鉱山機械のブーム先端部の斜視
図、第４図は第３図のブームの軸線方向に切断した図式
的な説明図、第５図は第４図のｖ−ｖ線に沿う断面図、
第６図は第３図乃至第５図のブームの拡大断面図である
。 １・・・鉱山機械、６・・・車体、９・・・ブーム、１
０・・・ブーム長手方向軸線、１５・・・カッティング
ヘッド、１７・・・ノズル、１８・・・非回転部、１９
・・・軸受手段、２０・・・回転部、２３・・・駆動軸
、４２・・・ピストン、４３・・・シリンダ、４６・・
・圧力形成チャンバ、４９・・・内面、５０・・・軸受
リング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自走式車体（６）と、長手方向軸線（１０）を有する長
   いブーム（９）とを備え、このブーム（９）が動力によ
   り位置調整可能に車体（６）に装着され、このブーム（
   ９）の先端（１４）にはブームの長手方向軸線（１０）
   と同軸状の終駆動軸（２３）を含むトランスミッション
   （２２）により駆動可能な回転式カッティングヘッド（
   １５）が設けられ、このカッティングヘッド（１５）が
   複数のノズル（１７）を有してそれぞれ水供給通路（５
   １、５３、５５）を介して供給される水を噴出するロー
   ドヘッダタイプの鉱山機械であって、前記ブーム（９）
   は一端（８）を車体（６）に支持された非回転部（１８
   ）と、この非回転部の他端（１４）に装着された軸受手
   段（１９）を介してブーム長手方向軸線（１０）の回り
   に回転可能に支えられた回転部（２０）との２部材で形
   成され、更に、非回転部（１８）に装着され、ブーム長
   手方向軸線を中心として回転部（２０）を回転する駆動
   手段（５９）を備え、前記終駆動軸（２３）は少なくと
   も部分的に回転部（２０）内に配置され、半径方向内端
   部が閉鎖しかつ外端部が開放した少なくとも１のシリン
   ダ（４３）を備え、この１又は各シリンダ（４３）はこ
   のシリンダ（４３）内を往復動可能なピストン（４２）
   を少なくとも部分的に収容し、このピストン（４２）の
   半径方向内端部（４７）とシリンダ（４３）の閉鎖内端
   部（４４）との間に可変容積の圧力形成チャンバ（４６
   ）が限定され、各ピストン（４２）の半径方向外端部（
   ４８）が長手方向軸線に対して回転可能な回転部（２０
   ）に偏心して装着された支承リング（５０）の内面に直
   接あるいは間接的に接触し、前記駆動軸（２３）が回転
   したときに内部輪郭（４９）の前記軸線（１０）からの
   半径方向距離が変化し、各ピストン（４２）を往復動さ
   せてポンピング作用をさせ、前記ノズル（１７）は前記
   ブームの長手方向軸線（１０）を中心とする回転部（２
   ０）が回転してリング（５０）を回転させることにより
   好適な回転位置で制御されて同期されることを特徴とす
   る鉱山機械。