(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビットを先端に有するとともにガイドシェルに併設された穿孔ロッドを備えた穿孔機械に用いられるサクションキャップ装置であって、
前記穿孔ロッドを囲繞するように自身先端側に設けられたフードおよび自身基端側に設けられたダストシールを有する本体部と、該本体部とガイドシェルとを繋ぐ平行リンク機構と、該平行リンク機構を動かす油圧シリンダとを備え、
前記平行リンク機構は、前記穿孔ロッドの軸方向と直交する方向の変位を相殺するように構成された二組の平行リンクを有するとともに、これら二組の平行リンクが前記油圧シリンダの伸縮に連動して、前記ダストシールを前記穿孔ロッドに沿って移動させるように前記本体部を前記穿孔ロッドの前後方向に移動させることを特徴とする穿孔機械のサクションキャップ装置。
【請求項２】
前記平行リンク機構は、前記本体部のガイドシェル側の側面に自身基端部が枢支された一組の第一平行リンクと、該第一平行リンクの各先端部を繋ぐように両端が枢支された連結リンクと、該連結リンクの両端に自身先端部が穿孔ロッド先端寄りの位置で枢支されるとともに、自身基端部がガイドシェルの穿孔ロッド先端寄り側に枢支された一組の第二平行リンクとを有し、
前記油圧シリンダは、前記第一平行リンクの途中部分にロッド先端が枢支されるとともに、チューブ基端部がガイドシェルの基端側に枢支されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔機械のサクションキャップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クローラドリル等の穿孔機械において、繰り粉を捕集するために用いられるサクションキャップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
採石場や石灰石鉱山等では、岩盤に発破孔を穿孔するためにクローラドリル等の穿孔機械が使用されている。この種の穿孔機械は、台車上にブーム装置を設け、ブーム装置の先端部にガイドシェルを支持し、ガイドシェル上には前後進可能にさく岩機を搭載している。
穿孔機械によって岩盤に発破孔を穿孔する場合には、さく岩機が穿孔ロッドの先端に取り付けられているビットで岩盤を打撃して破砕する。このとき発生する繰り粉は、ビットの先端から噴出されるエアブローによって孔外に排出される。しかし、排出された繰り粉は、粉塵となって周囲に飛散し切羽付近の作業環境を悪化させる。そこで、穿孔機械には、一般に集塵装置が装備されるとともに、ガイドシェルの先端部には、フートパッドが設けられており、また、穴口を覆うフードを有するサクションキャップ装置が穿孔ロッドと同軸に設けられる。
【０００３】
このサクションキャップ装置は、穿孔する岩盤表面の凹凸や穿孔角度に応じて前後に移動して岩盤にフードを密着させ、穿孔穴から排出される繰り粉を集じん機に吸引するように導く役目をもつ。また、サクションキャップ装置は、口切り時の状況や穿孔中の繰り粉の排出状況等を確認するために、キャビン内から穴口が目視できる位置までフードを後退させる機能が必要である。
【０００４】
そのため、従来は、図６〜８に一例を示すように、ガイドシェル１１に沿ってスライド移動するスライド機構１２０を備えている。このスライド機構１２０は、ガイドシェル１１に沿って配置されたガイドレール１２１と、このガイドレール１２１上をスライド移動する連結部１２４と、この連結部１２４移動させる油圧シリンダ１１５とを有し、連結部１２４の先端にサクションキャップ装置１０５が繋がれている。サクションキャップ装置１０５は、ビット１３が先端に装着される穿孔ロッド１２を囲繞するように自身先端側に設けられたフード６を有する本体部１６を備え、この本体部１６がスライド機構１２０の連結部１２４に連結されている。なお、同図の符号１４はフートパッド、符号４２はセントラライザである。
【０００５】
このスライド機構１２０によれば、油圧シリンダ１１５を伸縮させることにより、サクションキャップ装置１０５をガイドレール１２１に沿って前後方向にスライド移動させることができる。これにより、サクションキャップ装置１０５の移動の平行性と直線性がガイドレール１２１によって保たれる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３２６４６３号公報（図１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のサクションキャップ装置は、スライド機構が、ガイドレール上を前後方向にスライド移動させる構成だったので、穿孔中の繰り粉がガイドレールの摺動面に付着してしまう。そのため、ガイドレールの摺動面が摩耗し易いという問題があった。
また、発破孔を穿孔する岩盤は水平な面に限らず、傾斜していたり段差があったりするため、フード６で覆うべき穴口がガイドシェル１１の着岩位置よりも前方向に位置する場合もある。このような場合に備えてサクションキャップ装置には、前方向側に更なるストロークが必要となる。従来のサクションキャップ装置においては、ガイドレール１２１の全長とサクションキャップの本体部１６のストロークとが等価の関係であることから、サクションキャップの本体部１６のストロークを延長しようとすると結果としてフートパット１４が長大になってしてしまうという問題もあった。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、穿孔中の繰り粉が付着する場合でも、その影響を受けにくい穿孔機械のサクションキャップ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、ビットを先端に有するとともにガイドシェルに併設された穿孔ロッドを備えた穿孔機械に用いられるサクションキャップ装置であって、前記穿孔ロッドを囲繞するように自身先端側に設けられたフードおよび自身基端側に設けられたダストシールを有する本体部と、該本体部とガイドシェルとを繋ぐ平行リンク機構と、該平行リンク機構を動かす油圧シリンダとを備え、前記平行リンク機構は、前記穿孔ロッドの軸方向と直交する方向の変位を相殺するように構成された二組の平行リンクを有するとともに、これら二組の平行リンクが前記油圧シリンダの伸縮に連動して、前記ダストシールを前記穿孔ロッドに沿って移動させるように前記本体部を前記穿孔ロッドの前後方向に移動させることを特徴とする。
【０００９】
ここで、本発明に係る穿孔機械のサクションキャップ装置において、前記平行リンク機構は、前記本体部のガイドシェル側の側面に自身基端部が枢支された一組の第一平行リンクと、該第一平行リンクの各先端部を繋ぐように両端が枢支された連結リンクと、該連結リンクの両端に自身先端部が穿孔ロッド先端寄りの位置で枢支されるとともに、自身基端部がガイドシェルの穿孔ロッド先端寄り側に枢支された一組の第二平行リンクとを有し、前記油圧シリンダは、前記第一平行リンクの途中部分にロッド先端が枢支されるとともに、チューブ基端部がガイドシェルの基端側に枢支されていれば、ダストシールを穿孔ロッドに沿って移動させる構成とする上で好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来のガイドレールに替えて、平行リンク機構によってサクションキャップ装置の本体部のスライド移動を行なわせることができる。そして、平行リンク機構は、従来のガイドレールのような摺動面を有しない。そのため、穿孔中の繰り粉が平行リンク機構に付着する場合でも、摺動面の摩耗が発生するというような影響を受けにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るサクションキャップ装置を有する穿孔機械の一実施形態であるクローラドリルの側面図である。
【図２】本発明のサクションキャップ装置の側面図（油圧シリンダが全短縮状態）であって、同図では、一部を穿孔ロッドの軸線に沿った断面で示している。
【図３】図２でのＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明のサクションキャップ装置の側面図（油圧シリンダの伸長途中状態）であって、同図では、一部を穿孔ロッドの軸線に沿った断面で示している。
【図５】本発明のサクションキャップ装置の側面図（油圧シリンダの全伸長状態）であって、同図では、一部を穿孔ロッドの軸線に沿った断面で示している。
【図６】従来のサクションキャップ装置の側面図（油圧シリンダの全短縮状態）であって、同図では、一部を穿孔ロッドの軸線に沿った断面で示している。
【図７】図６でのＢ−Ｂ断面図である。
【図８】従来のサクションキャップ装置の側面図（油圧シリンダの全伸長状態）であって、同図では、一部を穿孔ロッドの軸線に沿った断面で示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、このクローラドリル１は、左右一対のトラック２を備えた台車３上に旋回起伏可能にブーム４が設けられている。台車３の左側前部にはオペレータキャビン７が配置されている。オペレータキャビン７内には、穿孔操作ボックスを装備した運転席（図示略）が設けられており、オペレータは運転席から穴口を監視し穿孔制御を行う。
【００１３】
ブーム４の先端部にはさく岩機１０を搭載したガイドシェル１１がチルト及びスイング可能に支持されている。さく岩機１０は、打撃機構と回転機構とを備えており、ガイドシェル１１に設けられた送り機構で前後に移動可能になっていて、穿孔ロッド１２を介してビット１３に打撃と回転とを伝達し岩盤Ｒに発破孔Ｈを穿孔することができる。
岩盤Ｒに発破孔Ｈを穿孔するとき発生する繰り粉は、ビット１３の先端から噴出されるエアブローによって孔外に排出される。排出された繰り粉は、粉塵となって周囲に飛散し切羽付近の作業環境を悪化させるので、台車３の後部には集塵装置８が装備され、ガイドシェル１１の先端部には、穴口Ｍを覆うフード６を備えたサクションキャップ装置５が設けられている。そして、このサクションキャップ装置５は、集塵用ホース（図示略）で集塵装置８と接続されており、排出される繰り粉を捕集して集塵装置８に導くようになっている。
【００１４】
以下、このサクションキャップ装置５についてより詳しく説明する。
図２に要部を拡大図示するように、このサクションキャップ装置５は、本体部１６を備え、この本体部１６は、穿孔ロッド１２を囲繞するように自身先端側に設けられたフード６と、自身基端側に設けられたゴム等の弾性部材からなる円環状のダストシール４０とを有する。さらに、このサクションキャップ装置５は、その本体部１６とガイドシェル１１とを繋ぐ二重の平行リンクからなる平行リンク機構２０と、この平行リンク機構２０を動かす油圧シリンダ１５とを備えている。
【００１５】
より詳しくは、図２および図３に示すように、本体部１６の下端にはスカート状のフード６が取り付けられている。このフード６は、ゴム製で柔軟性があり、サクションキャップ装置５を閉側（岩盤に接近する方向）へスライドさせることにより岩盤Ｒに密着させることができる。そして、平行リンク機構２０は、本体部１６のガイドシェル１１側の側面に自身基端部が連結ブラケット２４に枢支された一組の第一平行リンク２１と、この第一平行リンク２１の各先端部を繋ぐように両端が枢支された連結リンク２３と、この連結リンク２３の両端に自身先端部が穿孔ロッド１２先端寄りの位置で枢支されるとともに、自身基端部がガイドシェル１１の穿孔ロッド１２先端寄り側に枢支された一組の第二平行リンク２２とを有している。そして、油圧シリンダ１５は、第一平行リンク２１の途中部分にロッド先端１５ａが枢支されるとともに、チューブ基端部１５ｂがガイドシェル１１の基端側に枢支されている。なお、図２および図３において、符号３１、３２、３３は、各リンク相互を回動自在に連結する連結ピンである。
【００１６】
これにより、この二重の平行リンクからなる平行リンク機構２０は、油圧シリンダ１５の伸縮に連動して、ダストシール４０を穿孔ロッド１２に沿って移動させるよう、本体部１６を穿孔ロッド１２の穿孔ロッド１２の軸線Ｙに沿って前後方向に移動させるようになっている。
換言すれば、この平行リンク機構２０は、二重の平行リンクにより、相互の平行リンクにおける穿孔ロッド１２の軸方向と直交する方向の変位を相殺するように構成され、これにより、本体部１６を穿孔ロッド１２に沿って移動可能になっている。なお、二重の平行リンクによって穿孔ロッド１２の軸方向と直交する方向の変位を相殺する構成ではあるものの、その連結ピン３１の描くリンクモーションは完全な直線運動にはならないところ、本実施形態では、穿孔ロッド１２と同軸に設けられた円環状のダストシール４０が穿孔ロッド１２に沿って摺動することで案内部材として機能する。また、この円環状のダストシール４０は、摺動案内の際には、弾性変形することによって円滑なスライド移動を可能としている。
【００１７】
次に、このクローラドリル１のサクションキャップ装置５の動作について説明する。
このクローラドリル１を用いて発破孔を穿孔する場合には、まず、図４に示すように、ガイドシェル１１を着岩させて位置決めした後、油圧シリンダ１５を伸長させて平行リンク機構２０によりサクションキャップ装置５を前進させる。つまり、油圧シリンダ１５が伸長されると、この平行リンク機構２０のうち一組の第一平行リンク２１が連結ピン３１まわりに時計方向に回動されて連結リンク２３が油圧シリンダ１５の伸長方向に平行移動し、これに伴い、一組の第二平行リンク２２も連結ピン３３まわりに時計方向に回動される。このとき、この平行リンク機構２０は、油圧シリンダ１５の伸縮に連動して、ダストシール４０を穿孔ロッド１２に沿って移動させるように本体部１６を前記穿孔ロッド１２の前方向に移動させるので、本体部１６を閉側へスライド移動させることができ、これによりフード６で穴口Ｍを覆い穿孔を開始する。なお、図５での符号Ｄは、フートパッド１４の全長である。
【００１８】
発破孔Ｈの穿孔中に発生した繰り粉は、ビット１３の先端から噴出されるエアブローによって孔外に排出される。このとき、穴口Ｍはフード６で覆われているので、排出された繰り粉は、サクションキャップ装置５で捕集されて集塵装置８に導かれる。
穿孔作業の状況を確認するときには、オペレータは、油圧シリンダ１５を縮小させる。すると、平行リンク機構２０によりサクションキャップ装置５は後退する。つまり、油圧シリンダ１５が短縮されると、平行リンク機構２０のうち一組の第一平行リンク２１が連結ピン３１まわりに反時計方向に回動されて連結リンク２３が油圧シリンダ１５の短縮方向に平行移動し、これに伴い、一組の第二平行リンク２２も連結ピン３３まわりに反時計方向に回動される。このとき、この平行リンク機構２０は、油圧シリンダ１５の伸縮に連動して、ダストシール４０を穿孔ロッド１２に沿って移動させるように本体部１６を前記穿孔ロッド１２の後方向に移動させ、開側へスライドするので穴口Ｍが開き、やがて油圧シリンダ１５の全短縮状態では図２に示すようにサクションキャップ装置５が最後退する。オペレータは、穿孔作業の状況を把握したら、油圧シリンダ１５を再び伸長させて、平行リンク機構２０によりサクションキャップ装置５を閉側へスライドさせ、フード６を図４の状態に戻す。
【００１９】
次に、このクローラドリル１のサクションキャップ装置５の作用・効果について説明する。
このクローラドリル１のサクションキャップ装置５によれば、従来のガイドレールに替えて、第一および第二の平行リンク２１，２２からなる二重の平行リンク機構２０によってサクションキャップ装置５の本体部１６の移動を行なわせる。ここで、この平行リンク機構２０は、油圧シリンダ１５の伸縮に連動して、ダストシール４０を穿孔ロッド１２に沿って移動させるように本体部１６を穿孔ロッド１２の前後方向に移動させる構成なので、サクションキャップ装置５の本体部１６のスライド移動を行なわせることができる。
【００２０】
そして、上述した二重の平行リンク機構２０は、従来のガイドレールのような摺動面を有しないため、穿孔中の繰り粉が平行リンク機構２０に付着する場合でも、摺動面の摩耗が発生するというような影響を受けにくい。
また、従来のサクションキャップ装置の本体部１６の移動距離は、油圧シリンダ１５のストロークと等しい。つまり、従来のサクションキャップ装置においては、「スライド機構のストローク＝サクションキャップの本体部１６のストローク」であることから、サクションキャップのストロークはフートパッドの全長に由来してしまう。これに対し、このサクションキャップ装置５によれば、リンク機構を採用しているので、サクションキャップ装置５の本体部１６の移動距離を油圧シリンダ１５のストロークよりも長く設定することができる。
【００２１】
すなわち、前述したように、発破孔Ｈを穿孔する岩盤は水平な面に限らず、傾斜していたり段差があったりするため、フード６で覆うべき穴口Ｍがガイドシェル１１の着岩位置よりも前方向に位置する場合もある。このような場合には図４に示す例よりも前方向側に更なるストロークを要するが、このサクションキャップ装置５によれば、リンク機構を採用しているので、図５に示すように、油圧シリンダ１５を最も伸長した状態において、ガイドシェル１１の着岩位置よりも前方向に本体部１６を移動させることができる。そのため、サクションキャップ装置５の着岩性や穴口の視認性が一層向上し、作業性の改善が図れる。
【００２２】
上述した通り、このサクションキャップ装置５によれば、リンク機構を採用しているので、平行リンクのリンクモーションの設定によりフートパッド１４の全長を抑えながらもサクションキャップ装置５の本体部１６のストロークを延長することが可能である。したがって、本体部１６の移動距離に対して、従来の構造よりもフートパッド１４の全長（穿孔ロッド１２の軸方向での長さ）Ｄ（図５参照）を短く設定することができる。ここで、「フートパッド１４の全長Ｄを短くできる」とは、サクションキャップのストロークがおなじであれば従来のスライドガイド式よりも本発明の平行リンク式の方がフートパッドの全長を短くできるということであり、図５および図８を対比させたときに、フートパッド全長（Ｄ、Ｄ'）に対するサクションキャップの本体部１６のストローク（Ｓ、Ｓ'）の関係が、「Ｓ／Ｄ＞Ｓ'／Ｄ'」であることをいう。本実施形態の例では、本体部のストロークとフートパッド全長の関係を本発明（図５）と従来技術（図８）とで比較すると、Ｓ／Ｄ（図５から略０．６２）＞Ｓ'／Ｄ'（図８から略０．５）になる。
【００２３】
これにより、フートパッド１４の全長が短くなることはガイドシェル１１全体の軽量化が図られるだけでなく、セントラライザ４２と着岩点との対向距離も短くできるため、口切り時の穿孔ロッド１２の曲がりや振れを抑制できるという格別顕著な効果がある。
なお、本発明に係るサクションキャップ装置は、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であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２４】
１    クローラドリル
２    トラック
３    台車
４    ブーム
５    サクションキャップ装置
６    フード
７    オペレータキャビン
８    集塵装置
１０  さく岩機
１１  ガイドシェル
１２  穿孔ロッド
１３  ビット
１４  フートパット
１５  油圧シリンダ
１６  本体部
２０  平行リンク機構
２１  第一の平行リンク
２２  第二の平行リンク
２３  連結リンク
２４  連結ブラケット
３１  連結ピン
３２  連結ピン
３３  連結ピン
４０  ダストシール
４２  セントラライザ
Ｄ  フートパッド全長
Ｓ  サクションキャップ本体部のストローク
【図１】
0005547020.tif 000002
【図２】
0005547020.tif 000003
【図３】
0005547020.tif 000004
【図４】
0005547020.tif 000005
【図５】
0005547020.tif 000006
【図６】
0005547020.tif 000007
【図７】
0005547020.tif 000008
【図８】
0005547020.tif 000009