JP4410621B2 - 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。

しかし、連続孔形成時において、その削孔方向（ガイドセルの向き）や削孔位置によってオペレータから先行孔が見え難く、先行孔へのガイドロッドの挿入作業性が低下することが考えられる。これはガイドロッドがブラケットと一体で削孔ロッドに対する位置が変更できないためであり、従って、先行孔へのガイドロッドの挿入作業性が低下しないような対策が必要となる。

本発明の課題は、ガイドロッドを装着したまま単独孔も削孔できるようにするとともに、連続孔形成時に先行孔を見易くすることである。

以上の課題を解決するため、本発明は、例えば図４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、ロッド長を可変とする伸縮可能ガイドロッド７と、この伸縮可能ガイドロッド７を装置本体に対し着脱可能とするガイドロッド着脱操作部８とを備え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。
そして、装置本体に伸縮可能ガイドロッドを着脱可能とするガイドロッド着脱操作部を備えるので、連続孔形成時において、削孔方向や削孔位置によってオペレータから先行孔が見え難い場合には、伸縮可能ガイドロッドを一端取り外し操作して容易に先行孔を見易くできる。
従って、オペレータが先行孔を見ながら位置を合わせた後、伸縮可能ガイドロッドを再び装着操作して先行孔に挿入できる。

また、本発明は、岩盤削孔装置であって、例えば図４から図９に示すように、装置本体に固定され、前記削孔ロッド４を挿通して回転自在に支持するとともに、前記ガイドロッド７を挿通して固定状態に支持するブラケット５を備え、前記伸縮可能ガイドロッド７は、小径ロッド７ｂと大径ロッド７ａとをスライド自在に組み付けてなり、前記ガイドロッド着脱操作部８は、前記大径ロッド７ａに設けられ、前記ブラケット５に対する大径ロッド７ａの固定状態を保持するとともに、その固定状態を解除する操作レバー８ａを有することを特徴とする。

このように、装置本体に備えたブラケットに固定のガイドロッドを先行孔に挿入した状態で連続孔を削孔でき、また、岩盤にガイドロッドを当接させて縮ませることにより単独孔を削孔できる。
しかも、ガイドロッドは小径ロッドと大径ロッドがスライドして伸縮動作し、小径ロッドを前方に向ければ、先行孔がガイドロッド長より短い場合でも容易に連続孔が形成できる。
そして、その大径ロッドに設けられた操作レバーの操作により、ブラケットに対する大径ロッドの固定状態の保持とその解除が容易に行える。

また、本発明は、岩盤削孔装置であって、例えば図４から図９に示すように、装置本体に設けられ、前記伸縮可能ガイドロッド７を挿通して装着し、その装着位置を変更可能とする複数のガイドロッド装着部１７ａ・１７ｂを備えることを特徴とする。

このように、装置本体に、伸縮可能ガイドロッドを挿通して装着する位置を変更可能とする複数のガイドロッド装着部を備えるので、連続孔形成時にオペレータから先行孔が見え難い場合に、伸縮可能ガイドロッドを取り外してから別の位置に装着して容易に先行孔を見易くできる。

また、本発明は、岩盤削孔装置であって、例えば図５から図９に示すように、装置本体に固定され、前記削孔ロッド４を挿通して回転自在に支持するとともに、前記ガイドロッド７を挿通して固定状態に支持するブラケット５を備え、前記ガイドロッド装着部１７ａ・１７ｂは、前記ブラケット５の異なる位置に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、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。
そして、連続孔形成時において、削孔方向や削孔位置によってオペレータから先行孔が見え難い場合には、伸縮可能ガイドロッドを一端取り外し操作して容易に先行孔を見易くでき、これにより、オペレータが先行孔を見ながら位置を合わせた後、伸縮可能ガイドロッドを再び装着操作して先行孔に挿入できる。

また、本発明によれば、装置本体に備えたブラケットに固定のガイドロッドを先行孔に挿入した状態で連続孔を削孔でき、また、岩盤にガイドロッドを当接させて縮ませることにより単独孔を削孔できる。
そして、伸縮可能ガイドロッドの大径ロッドに設けられた操作レバーの操作により、ブラケットに対する大径ロッドの固定状態の保持とその解除が容易に行えるといった利点が得られる。

また、本発明によれば、連続孔形成時にオペレータから先行孔が見え難い場合に、伸縮可能ガイドロッドを取り外してから別の位置に装着して容易に先行孔を見易く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。

以上の基本形態において、ガイドロッド７は、図３に拡大して示すように、大径ロッド（外管）７ａがブラケット５に固定されていて、大径ロッド７ａと小径ロッド（内管）７ｂは伸縮シリンダー７ｃを介し連結されている。この伸縮シリンダー７ｃは、エアーが封入されたエアーシリンダーであり、ガイドロッド７に一定以上の圧縮力が作用すると全長が短縮し、逆に圧縮力が緩和すれば元の全長に復帰する。
このような伸縮シリンダー７ｃが組み込まれたガイドロッド７は、メンテナンスのために大径ロッド（外管）７ａのボトムエンド７ｄが分解可能となっており、すなわち、矢印で示したように、外管である大径ロッド７ａからボトムエンド７ｄと一体に伸縮シリンダー７ｃ及び小径ロッド（内管）７ｄを引き抜くことが可能となっている。しかし、この分解作業はボトムエンド７ｄの周囲から多数のボルトを外して行う面倒で時間がかかる作業であり、再組立てについても同様である。

図４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５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６及び図７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５、図６及び図８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、図８及び図９に示すように、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。

以上のとおり、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。
このため、連続孔形成時で削孔方向や削孔位置によってガイドロッド７の大径ロッド７ａが邪魔になってオペレータから先行孔ｈ１が見え難い場合において、伸縮可能なガイドロッド７を、例えば削孔ロッド４の側方のガイドロッド装着部１７ｂから取り外して図示例では削孔ロッド４の下方のガイドロッド装着部１７ａに装着して容易に先行孔を見易くできるものとなる。
従って、オペレータが先行孔ｈ１を見ながら伸縮可能なガイドロッド７を挿入できる。

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。
また、このように着脱操作が容易なことから、例えばガイドロッドホルダー１７からガイドロッド７を外して一旦後方に待機させた状態にして、オペレータが先行孔ｈ１を見ながら位置を合わせた後、ガイドロッド７を再び前進させて装着操作することにより先行孔ｈ１に挿入することも可能である。

なお、伸縮可能ガイドロッドやそのガイドロッド着脱操作部の構成、ガイドロッド装着部の位置、数及び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。 図１の伸縮可能ガイドロッド及びそのガイドロッドホルダー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４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５のブラケットの後方側を示した概略斜視図である。 図５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５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の伸縮可能ガイドロッド及びそのガイドロッドホルダーを示した概略断面図である。

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
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
１４ 削孔ロッドサポート管
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 (3)

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、
   ロッド長を可変とする伸縮可能ガイドロッドと、
   この伸縮可能ガイドロッドを装置本体に対し着脱可能とするガイドロッド着脱操作部と、
   装置本体に固定され、前記削孔ロッドを挿通して回転自在に支持するとともに、前記ガイドロッドを挿通して固定状態に支持するブラケットとを備え、
   前記伸縮可能ガイドロッドは、小径ロッドと大径ロッドとをスライド自在に組み付けてなり、
   前記ガイドロッド着脱操作部は、前記大径ロッドに設けられ、前記ブラケットに対する大径ロッドの固定状態を保持するとともに、その固定状態を解除する操作レバーを有することを特徴とする岩盤削孔装置。
2. 装置本体に設けられ、前記伸縮可能ガイドロッドを挿通して装着し、その装着位置を変更可能とする複数のガイドロッド装着部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. 装置本体に固定され、前記削孔ロッドを挿通して回転自在に支持するとともに、前記ガイドロッドを挿通して固定状態に支持するブラケットを備え、
   前記ガイドロッド装着部は、前記ブラケットの異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の岩盤削孔装置。

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