(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬包状爆薬の軸を整列して収容するホッパーと、前記ホッパーに主要部が内蔵され薬包状爆薬を該ホッパーの頂部へ搬送するコンベアからなる掻出機と、前記掻出機の下流側に配置され該掻出機から排出された薬包状爆薬を装填機に案内するシュートと、可塑性を有する棒状の込物を軸方向を整列させて個別に切り出す切出機と、前記シュートを介して送られた薬包状爆薬及び前記切出機によって切り出された可塑性を有する棒状の込物を圧送供給する装填機と、前記装填機に接続され該装填機によって圧送される薬包状爆薬及び可塑性を有する棒状の込物を装薬孔に導く装填ホースと、前記各部の駆動を遠隔操作するための手元スイッチと、からなる爆薬遠隔装填装置。
【請求項２】
前記シュートを介して送られた薬包状爆薬を一時的に滞留させると共に滞留させた薬包状爆薬の量を検出するセンサーを有するストッカーを備え且つ該ストッカーに滞留した薬包状爆薬を個別に切り出して装填機に供給する個別切出し装置を有することを特徴とする請求項１記載の爆薬遠隔装填装置。
【請求項３】
前記切出機によって切り出された可塑性を有する棒状の込物を前記掻出機の下流側に配置されたシュートに排出して装填機に案内するように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の爆薬遠隔装填装置。
【請求項４】
前記切出機が、可塑性を有する棒状の込物を軸を整列させて供給する振動式円筒フィーダーと、前記振動式円筒フィーダーに連続して配置され込物の外形を矯正する複数のローラーを有する矯正機と、を有して構成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の爆薬遠隔装填装置。
【請求項５】
ホッパーが緩い勾配を持った１枚の棚を内蔵し、且つ一方の側壁が開閉可能に構成されたものである請求項１乃至４の何れかに記載の爆薬遠隔装填装置。
【請求項６】
装填ホースが導電性と可撓性を有しており、且つ該装填ホースを巻き取るホースリールを有することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載した爆薬遠隔装填装置。
【請求項７】
装填ホースの先端に導電性と剛性を有し且つ内部に薬包状爆薬を流通させるチューブを取り付けたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載した爆薬遠隔装填装置。
【請求項８】
手元スイッチは所定数の光ファイバーと夫々の光ファイバーに対応する押しボタンスイッチを有し、前記光ファイバーは手元スイッチから離隔した位置に発光部と受光部を互いに接近させて配置すると共に該発光部と受光部を接続して手元スイッチまで延長され、前記押しボタンスイッチは光ファイバーを横断する方向に移動可能なシャッターを有し、押しボタンスイッチの操作に伴ってシャッターによって光を断続させて信号を伝達するように構成したことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載した爆薬遠隔装填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切羽に形成した装薬孔に薬包状爆薬を装填する作業を遠隔操作によって、連続的に且つ安全に実施するための爆薬遠隔装填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薬包状の爆薬を圧縮空気で圧送することは公知であり、プロトタイプの爆薬装薬機も製作され、市場に供給されている。この爆薬装薬機は、単に離隔した２点間に薬包を空気で圧送する送薬手段であって、発送元である薬包の供給口に作業員を配置しての装填が必須である（例えば特開昭58−120100号公報，同59-95400号公報）。
【０００３】
即ち、上記爆薬装薬機を用いて装薬孔に爆薬を装填する作業を実施する場合、フレキシブルなホースを装薬孔に挿入するために少なくともホースの先端を前記装薬孔に差し込むことが出来る位置まで接近させる作業を行うホース先端担当者と、ゼラチン状で薬包状の爆薬を装薬孔に対し詰まりや過密填のない均質な状態で装填するためにホース先端担当者の合図に応じて薬包状の爆薬を爆薬装薬機に供給する供給担当者との少なくとも２名の作業員によって行われる。また作業状況によってはホースを整理する補助者も必要である。
【０００４】
作業員が装薬孔に接近する作業は頭上開放のベンチカット等所謂明かり発破を除きトンネル現場では頭上崩落の危険があり、またホース先端担当者や供給担当者の複数の作業員が必要であることから人件費の高騰を招き実用に供されていないのが実情である。
【０００５】
上記問題を解決した技術として特開昭59-63500号公報に開示された爆薬装填装置がある。この技術は装填ホースを油圧モーターに駆動されるローラによって発破孔に対して進退動させると共に包装爆薬をエアによって装填ホース内を圧送させるように構成し、包装爆薬の装填数を検出して装填ホースを進退動させるように構成したものである。この技術では、ホース先端を発破孔に差し込む作業員を排除することが出来る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、単に爆薬装薬機を用いたのでは人件費が高騰する虞があり、且つ先端担当者が頭上崩落の危険に曝される虞があるという問題がある。また特開昭59-63500号公報に開示された技術では、装填ホースの先端を担当する作業員は不要であるが爆薬を供給する作業員は必要であり、人件費の高騰という問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、装薬孔に対し薬包状爆薬を装填する作業を実施するに際し、可及的に作業員を減少させると共に作業の安全性を向上させることが出来る爆薬遠隔装填装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決してトンネル内での爆薬装填作業を安全に実施するには、次の３条件を満足することが必要である。
【０００９】
第１の条件は装薬孔に薬包状爆薬を装填する場合、作業員は装薬孔から３ｍ以上離れなければならないという点である。このため、可撓性を有する装填ホースを３ｍ以上離れた位置から装薬孔に挿入する操作を可能とし、天盤崩落等の危険が高い装薬孔に接近させる必要のない方式を確立しなければならない。例えば、大型ホイールジャンボや高所作業車に搭載した装薬ケージから装薬孔に装填する場合、作業者は装薬孔と正対していなくとも装填ホースを装薬孔に挿入し得ることが必要である。この場合、装薬孔が３ｍ〜10ｍ程度の深さを有するものであっても、装薬ケージ内で装填ホースを装薬孔の最奥部まで容易に且つ速やかに挿入，離脱させる操作をなし得ることが必要である。
【００１０】
第２の条件は薬包状爆薬の供給を無人化する点である。このため、薬包状爆薬を収容したホッパーから薬包状爆薬を無人化状態で取り出すこと、薬包状爆薬の装薬孔への装填と同期して薬包状爆薬を装填機に発射軸と同軸で順次供給することが必要である。特に、ホッパー及び装填機を遠隔操作し得るように構成することが必要である。またホッパーと装填機の間にはブリッジやジャムが発生する虞のない薬包状爆薬の個別化及び薬包状爆薬のストックが可能であり、且つ自動的にホッパーから補充可能であることが好ましい。
【００１１】
第３の条件は装薬孔に薬包状爆薬を装填するに際し、装填ホースに過大な張力や弛みを発生させることのない点である。このため、装填作業の進行に伴う装填ホースの張りや弛みが生じたとき、該ホースを巻取り或いは巻き戻すことが可能なホースリールを設けてホース先端作業者に無用の負担を掛けたり、装薬ケージに引っ張り力を作用させることのないように構成することが必要である。またホースリールは装填ホース内を圧送される薬包に対し障害になることのない曲率半径を有することが必要である。
【００１２】
上記各条件を満足して上記課題を解決するために本発明に係る代表的な爆薬遠隔装填装置は、薬包状爆薬の軸を整列して収容するホッパーと、前記ホッパーに主要部が内蔵され薬包状爆薬を該ホッパーの頂部へ搬送するコンベアからなる掻出機と、前記掻出機の下流側に配置され該掻出機から排出された薬包状爆薬を装填機に案内するシュートと、可塑性を有する棒状の込物を軸方向を整列させて個別に切り出す切出機と、前記シュートを介して送られた薬包状爆薬及び前記切出機によって切り出された可塑性を有する棒状の込物を圧送供給する装填機と、前記装填機に接続され該装填機によって圧送される薬包状爆薬及び可塑性を有する棒状の込物を装薬孔に導く装填ホースと、前記各部の駆動を遠隔操作するための手元スイッチとからなるものである。
【００１３】
上記爆薬遠隔装填装置では、ホッパーに軸を整列して収容された薬包状爆薬を該ホッパーに主要部を内蔵されたベルトコンベアからなる掻出機によって掻き上げて頂部へ搬送することで、外部へ排出することが出来る。即ち、掻出機を構成するベルトコンベアに薬包状爆薬を支持する突起或いは薬包状爆薬を収容する凹所を設けることによって、該突起或いは凹所毎に薬包状爆薬を支持し或いは収容して搬送することが出来る。また排出された薬包状爆薬は掻出機の下流側に配置されたシュートに案内されて装填機に導入され、該装填機に供給された圧気によって装填ホース内に圧送される。この圧送によって薬包状爆薬を切羽に形成された装薬孔に装填することが出来る。
【００１４】
また切出機によって可塑性を有する棒状の込物を軸方向を整列させて個別に切り出し、切り出された込物を直接装填機に、或いは掻出機の下流側に配置されたシュートを介して装填機に供給し、該装填機から圧送供給することが出来、切羽に形成された装薬孔に対し、遠隔操作の基に所定数の薬包状爆薬と込物を順次圧送供給して装填することが出来る。
【００１５】
上記掻出機，装填機は手元スイッチの操作によって遠隔操作されるため、作業員の数を削減すると共に安全性を向上させることが出来る。
【００１６】
前記爆薬遠隔装填装置に於いて、シュートを介して送られた薬包状爆薬を一時的に滞留させると共に滞留させた薬包状爆薬の量を検出するセンサーを有するストッカーを備えると共に該ストッカーに滞留した薬包状爆薬を個別に切り出して装填機に供給する個別切出し装置を設けることによって、薬包状爆薬を直線状に一時的に一定量滞留させ且つセンサーによって滞留量を検出して払出量や補充量を制御することが出来る。
【００１７】
またストッカーの下流側に接続された個別切出し装置によって、該ストッカーに滞留した薬包状爆薬を１本づつ、或いは複数の必要量を切り出すことが出来る。この個別切出し装置は、圧縮空気によってストッカーに滞留した薬包状爆薬を切り出すことで機械的なトラブルの発生や電気エネルギーによる対爆薬安全性を低下させることのない仕様とし、且つ系全体の装填速度を上昇させるために装填機に対し十分な速度を持った仕込みが可能なように圧縮空気による加速機構を有している。
【００１８】
また個別切出し装置は、圧縮空気の供給に伴って発生する『狭隘部真空現象』や、薬包状爆薬背部の『カルマン渦』による逆方向吸着を避けるため及び／又は個別切出し装置内に生じる圧縮空気を容易に開放し、円滑，確実な切出しが出来るように多数の孔を形成した壁を有している。
【００１９】
また爆薬遠隔装填装置に於いて、前記切出機から切り出された可塑性を有する棒状の込物を、掻出機の下流側に配置されたシュートを介して装填機に供給して該装填機から圧送供給するように構成しても良い。
【００２０】
また爆薬遠隔装填装置に於いて、手元スイッチは所定数の光ファイバーと夫々の光ファイバーに対応する押しボタンスイッチを有し、前記光ファイバーは手元スイッチから離隔した位置に発光部と受光部を互いに接近させて配置すると共に該発光部と受光部を接続して手元スイッチまで延長され、前記押しボタンスイッチは光ファイバーを横断する方向に移動可能なシャッターを有し、押しボタンスイッチの操作に伴ってシャッターによって光を断続させて信号を伝達するように構成することが好ましい。
【００２１】
手元スイッチを上記の如く構成することによって、作業員による操作信号を光の遮断によって伝達することが出来る。このため、空気制御の場合と比較して信号の伝達時間を極めて短縮することが出来る。
【００２２】
上記掻出機，装填機等の機器は、これらの機器から十分に離隔した切羽の近辺にいる作業員からの遠隔操作によって非電気的に制御され、薬包状爆薬は装填機，装填ホースを通して圧縮空気により圧送されて装薬孔に装填される。このため、薬包状爆薬の供給を作業員に頼ることなく無人化して可及的に削減することが出来る。
【００２３】
装填機以降に於いて、薬包状爆薬が装填ホースを通して圧送される過程で該ホース内の何処かに薬包状爆薬の詰まりが生じた場合、予期しない危険が発生する虞がある。このような不測の状態の発生に対応するための安全対策として装填機の先端又は装填機と装填ホースの間に圧気調整用の安全弁を設けることが好ましい。
【００２４】
また不測の状態で薬包状爆薬が装填ホースの先端部から飛び出すのを防止するため、保安上の見地から手元制御盤に前記飛び出しを防止する制御部を設けることが好ましい。この制御部は、切羽の近辺にいる作業員が手元スイッチを操作して薬包状爆薬又は込物の指定及び夫々の本数の指定を行った後、単に発射ボタンを操作しただけでは装填ホースの先端から薬包状爆薬を飛び出させることのないように制御することで、不測状態での薬包状爆薬の飛び出しを防止し得るように構成されている。
【００２５】
また上記爆薬遠隔装填装置の装填機の下流から装薬孔までの装薬系統には、正逆転可能なモーターによって駆動され装填ホースを巻き付ける巻胴の直径が１ｍ以上に設定されたホースリールと、繰り出された装填ホースの弛みを検出するセンサーを配置し、薬包状爆薬を装薬孔に装填する際に前記センサーからの信号に応じてモーターを駆動して装填ホースの弛みを調整するように構成することが好ましい。
【００２６】
上記の如く構成することによって、装填ホースの曲率半径は 500mm以上となり、該ホース内に供給された薬包状爆薬を円滑に圧送することが出来、且つ常にセンサーによって装填ホースの張りや弛みを監視することで、該ホースの張り具合を適度な状態に維持することが出来る。
【００２７】
また装填ホースの中間にカプラーを設けることで、装填ホースの断続をワンタッチ操作で行ない且つ所望の位置で容易に分断し得るように構成することが好ましい。そして爆薬遠隔装填装置を自走式の車両に搭載することで、該装置の発破前後のトンネル内への入退場を機動的に速やかに行なうことが出来る。
【００２８】
また装填ホースの先端に導電性と剛性を有し且つ内部に薬包状爆薬を流通させるチューブを取り付けることが好ましい。このように構成した場合には、ホース先端作業者がチューブを操作して容易に装薬孔の内部に挿入することが出来、薬包状爆薬を確実に装填することが出来る。
【００２９】
本発明を実施することによって発破によるトンネル掘進現場用の装置として次の事項をより安全，確実に且つ省力化することが出来る。
【００３０】
(1)孔元から数十メートル離れた後方でも待機要員無しで薬包状爆薬供給が出来る。
【００３１】
(2)発破すべき孔を穿孔後、十分量の薬包状爆薬の供給を受けたホッパーやシュート等の機材が搬入出来、装填後の残余の薬包状爆薬，機材等を車両に搭載した状態でトンネル内を入退場出来る。
【００３２】
(3)高所の装填位置と遙か後方の薬包状爆薬供給場所間でも切羽の状況を見ながら装填ホースを比較的容易に処理出来る。
【００３３】
(4)安全性に加え、装填作業が楽になり省力化の上、高速になる。
【００３４】
(5)装填作業時の省人化がはかれ一人作業が出来る。
【００３５】
(6)装薬時の個人差のない均質，高速度の装填が出来る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、上記爆薬遠隔装填装置の実施形態について図により説明する。図１は爆薬遠隔装填装置の全体構成を説明する図、図２は薬包状爆薬及び込物を供給する系の構成を説明する図、図３はホッパー及び切出機の配置を説明する三面図、図４はホッパーの断面図、図５はホッパーとシュートの関係を説明する図、図６は矯正機の構成を説明する図、図７はストッカーと個別切出し装置の接続構成を説明する長手方向の断面図、図８はホースリールの構成を説明する斜視図、図９は薬包状爆薬及び込物を装薬孔に装填する装填側を説明する図、図10は装填ホースの先端部の構成を説明する図、図11はチューブスライダーの構成を説明する図、図12は手元スイッチの操作に伴う信号の伝達状態を説明する模式図、図13は圧気調整用の安全弁の構成を説明する図、図14は装薬孔に薬包状爆薬を装填する作業手順を説明する図、図15は複数のホッパーを備えこれらのホッパーから複数の装填ホースに同時に薬包状爆薬を供給する系の構成を説明する平面図である。
【００３７】
図１は本発明の一実施形態に係る爆薬遠隔装填装置を示しており、ホッパー１，掻出機２，円筒フィーダー３，矯正機４，シュート５，装填機６，装填ホース７等からなる爆薬の供給系を搭載した車両Ａと、装薬ケージ８を搭載した大型ホイールジャンボＢとを有して構成されている。そしてホッパー１に収容した多数の薬包状爆薬Ｄ（以下「薬包Ｄ」という）を掻出機２によって搬送してホッパー１からシュート５に排出して装填機６に供給し、該装填機６に接続された装填ホース７を介して高所に於いては装薬ケージ８に搭乗した作業員の手元スイッチ９の操作に応じて装薬孔Ｃに装填し、所定数の薬包Ｄを装填した後、粘土からなる丸棒状の込物Ｅを円筒フィーダー３によって整列させて矯正機４によって矯正してシュート５を経て装填機６に供給し、該装填機６に接続された装填ホース７を介して装薬孔Ｃに装填し得るように構成されている。
【００３８】
車両Ａとしては自走式車両が用いられ、該車両Ａの荷台上には１系列の爆薬供給系が配置（図２参照）され、或いは複数系列の爆薬供給系が配置（図15参照）されている。先ず、爆薬の供給系の構成について、即ち、ホッパー１〜装填機６の構成について図２〜図８により説明する。
【００３９】
ホッパー１は頂点を下側に配置した逆三角形状に構成されており、上方は蓋１ａによって被蓋され、一方の側壁は該ホッパー１に薬包Ｄを容易に仕込むことが可能なように片開き扉或いはスライド式の開閉扉１ｂとして構成されている。ホッパー１の一方の斜面１ｃには掻出機２が配置され、この掻出機２によって薬包Ｄがシュート５に排出される。このため、斜面１ｃの頂部にはシュート５に対向して開口１ｄが形成されている。尚、ホッパー１は数百本〜千本程度の薬包Ｄを収容し得るように構成されている。
【００４０】
掻出機２はエンドレス状のベルト２ａを有するベルトコンベアとして構成され、ホッパー１の内部に且つ該ホッパーの一方の斜面１ｃに沿って配置されている。ベルト２ａには薬包Ｄを搬送する複数の突起２ｂ、及び薬包Ｄを支持する支持部材２ｃが一定のピッチで設けられている。掻出機２は装薬孔Ｃに薬包Ｄを装填する作業を実施する作業員によって遠隔操作されるエアモーター或いは油圧モーター等の非電気的なモーター２ｄによって駆動される。
【００４１】
即ち、運転開始の操作に伴って、掻出機２のベルト２ａがホッパー１の底部から頂部に向けて移動し、ホッパー１に収容された薬包Ｄを突起２ｂによって搬送して開口１ｄからシュート５に排出することが可能である。ベルト２ａは予め設定された装薬孔Ｃに装填すべき薬包Ｄの数を排出するまで連続運転され、所定数の排出が終了した後停止する。
【００４２】
開口１ｄとシュート５の間にはエアシリンダー10ａによって回動される反転受皿10ｂが設けられている。この反転受皿10ｂは掻出機２と同期して駆動され、ホッパー１の頂部から自然落下する薬包Ｄをシュート５に受け渡す機能を有するものである。そして反転受皿10ｂを介して薬包Ｄをシュート５に供給することで、薬包Ｄの軸をシュート５の軸と一致させてジャムの発生を防止することが可能である。
【００４３】
装薬孔Ｃには薬包Ｄと粘土によって成形された込物Ｅが装填される。従って、装薬孔Ｃに対する装薬作業を実施する装置では、薬包Ｄ及び込物Ｅを連続的に装填し得るように構成することが望ましい。このため、本実施形態では、薬包Ｄを収容するホッパー１と並列させて込物Ｅを供給する装置を配置すると共に該装置から排出された込物Ｅをホッパー１の開口１ｄと対向させて配置したシュート５に供給し得るように構成している。
【００４４】
込物Ｅは可塑性を有する粘土を予め設定された寸法を持った丸棒状に成形されて形成されている。この込物Ｅは多数本を重ねた状態で成形工程から装填工程に供給されるため、通常は互いにくっつき合い且つ断面形状も偏平状に変形している。従って、込物Ｅを遠隔操作して装薬孔Ｃに装填するには、個別に分割すること、断面形状を丸に成形すること、を実行する切出機が必要である。
【００４５】
本実施形態では上記機能を有する切出機を、振動式の円筒フィーダー３と矯正機４とによって構成している。円筒フィーダー３としては一般的にパーツフィーダーとして用いられているものを利用しており、互いに団子状態にくっつき合った込物Ｅをほぐして個別に分離すると共に、軸方向を揃えた状態で一列に整列させて排出することが可能である。
【００４６】
また円筒フィーダー３の上部にはコンベア11が設けられており、該コンベア11に予め多数の込物Ｅが積み上げた状態で載置されている。またコンベア11は遠隔操作によって間欠運転され、込物Ｅを円筒フィーダー３に順次供給することが可能である。
【００４７】
円筒フィーダー３から排出された込物Ｅは、偏平状に変形している可能性が大きく断面形状が円形である保証はない。特に、断面が変形した状態では、シュート５から装填機６に導入されずにジャムを発生する虞がある。このため、円筒フィーダー３の排出口３ａに連続させて矯正機４を配置し、この矯正機４によって込物Ｅを丸棒状に矯正している。
【００４８】
矯正機４は、互いに対向して配置され図示しないモーターによって回転駆動される複数のローラー４ａと、ローラー４ａの下流側に設けられモーター４ｃによって駆動されるコンベア４ｂと、ローラー４ａとコンベア４ｂの間に設けたガイド４ｄと、によって構成されている（図６参照）。
【００４９】
本実施形態では、ローラー４ａとして表面に円の一部を成形する円弧状の溝を形成した４個のローラー４ａを用いており、これらのローラー４ａの回転軸を同一平面上に配置すると共に対向して配置することで、前記溝を連続させて通過する込物Ｅを円形に成形し得るように構成している。
【００５０】
上記の如く構成された矯正機４では、円筒フィーダー３から排出された込物Ｅは対向して配置されたローラー４ａによって挟持され、該ローラー４ａを通過する過程で断面が円形に矯正される。その後、込物Ｅはガイド４ｄ，コンベア４ｂを経てシュート５に供給される。
【００５１】
シュート５は掻出機２の下流側の端部及び矯正機４のコンベア４ｂの下流側の端部と対向して配置され、ホッパー１から排出された薬包Ｄ，円筒フィーダー３から排出され且つ矯正機４によって断面形状が矯正された込物Ｅを装填機６に案内するものである。特に、薬包Ｄ，込物Ｅを自重により落下させて装填機６に供給し得るように構成されている。
【００５２】
このため、シュート５は全体が樋状に形成されており、ホッパー１の下側位置では60度〜70度程度の傾斜角度を持って構成されている。また薬包Ｄ，込物Ｅは夫々軸方向が整列した状態で供給される。このため、シュート５に供給された薬包Ｄは毎秒約３ｍ程度の速度で落下して装填機６に導入される。
【００５３】
装填機６は、シュート５から供給された薬包Ｄ，込物Ｅを装填ホース７を介して装薬孔Ｃまで圧送すると共に装薬孔Ｃに装填する機能を有している。この装填機６としては、例えば、特開昭59-95400号公報に開示されたものと同様に構成されたものを用いることが可能である。
【００５４】
即ち、装填機６には所定の圧力に設定された圧縮空気を供給するためにホース６ａが接続されており、上流側にはシュート５が接続され、且つ下流側には装填ホース７が接続されている。また装填機６の内部には薬包Ｄの重量の作用によって或いは手元スイッチ９の操作に応じて作動する図示しない弁が配置されており、該弁の開放に伴って装填機６に圧縮空気が供給され、この圧縮空気によって薬包Ｄ，込物Ｅを装填ホース７に沿って圧送することが可能である。
【００５５】
装填機６の下流側であって装填ホース７との接続部に圧気調整用の安全弁６ｂを取り付けることが好ましい。この安全弁６ｂは予め設定された圧力で作動し、装填機６及び装填ホース７の圧力を調整するものであり、例えば装填ホース７内で薬包Ｄの詰まりが発生し、該ホース７の内圧が設定圧以上に上昇したとき、この圧気を大気に放出して内圧を略一定の状態に保持することで、装填ホース７の先端から薬包Ｄが飛び出すことを防止することが可能である。
【００５６】
装填機６の単位時間当たりの処理能力と掻出機２の単位時間当たりの処理能力が等しいか、或いは掻出機２の処理能力が大きい場合、両者を同時に駆動することで、装薬孔Ｃに対し薬包Ｄを連続的に装填することが可能である。しかし、掻出機２の処理能力が劣るような場合には、シュート５と装填機６の間に図７に示すように構成されたストッカー13、及び個別切出装置14を設けることが好ましい。
【００５７】
ストッカー13はシュート５を介して供給された薬包Ｄを直線状に滞留させてストックするものであり、個別切出し装置14はストッカー13に滞留した薬包Ｄを切出して払い出すものである。
【００５８】
ストッカー13は、断面が馬蹄形或いはＵ字状に形成された直管からなる胴部13ａと、胴部13ａの開放部を被蓋する蓋13ｂと、ストッカー13の最下流端に配置されたエアシリンダー13ｃと、エアシリンダー13ｃのロッドに取り付けられ該シリンダー13ｃの作動に伴って薬包Ｄを胴部13ａに当接させる押圧金具13ｄと、胴部13ａの両端に夫々固着されたフランジ13ｅと、エアシリンダー13ｃと対向する位置に取り付けたセンサー13ｆ及び胴部13ａの所定位置に取り付けたセンサー13ｇとによって構成されている。
【００５９】
上記ストッカー13は、作業員による手元スイッチ９の操作により遠隔操作される。即ち、手元スイッチ９を操作してエアシリンダー13ｃを駆動し、押圧金具13ｄによる薬包Ｄの胴部13ａに対する押圧を解除すると、停止していた薬包Ｄが個別切出し装置14に移動し、以下順に上方に整列した薬包Ｄが下降して個別切出し装置14に供給され、その後、エアシリンダー13ｃが復帰して胴部13ａの最下流に位置する薬包Ｄを胴部13ａ側に押圧して停止させる。
【００６０】
ストッカー13の胴部13ａに滞留した薬包Ｄはセンサー13ｆ，13ｇと接触し、該センサー13ｆ，13ｇから信号が発生する。従って、センサー13ｆ，13ｇの信号によってストッカー13に滞留する薬包Ｄの数（量）を管理することが可能である。特に、センサー13ｇの信号の有無に応じて掻出機２の起動，停止を制御することで、ストッカー13に対し薬包Ｄを自動的に補充することが可能となる。従って、装填機６の最大処理能力に基づいて薬包Ｄを装填することが可能である。
【００６１】
個別切出し装置14は、ストッカー13に直線状に滞留した薬包Ｄを１本づつ切り出すと共に下流側に接続した装填機６に圧送供給するものである。この個別切出し装置14は、断面が馬蹄形或いはＵ字状のＴ字管14ａと、Ｔ字管14ａの開放部を被蓋する蓋14ｂを有している。Ｔ字管14ａ及び蓋14ｂは、幅方向（馬蹄形の底辺に沿った方向）がストッカー13の胴部13ａの２倍〜３倍の寸法を持って形成され、且つ全面にわたって多数の孔が形成されている。
【００６２】
Ｔ字管14ａ，蓋14ｂは上部フランジ14ｃを介してストッカー13と接続され、上部フランジ14ｃから軸心をずらした位置に配置された下部フランジ14ｄを介して装填機６と接続される。Ｔ字管14ａの上部フランジ14ｃと対向する位置には、ストッカー13から供給された薬包Ｄを停止させる底部14ｅが形成されている。
【００６３】
Ｔ字管14ａの上部フランジ14ｃと底部14ｅの間であって所定位置には、ストッカー13から供給され底部14ｅによって停止した薬包Ｄを横方向（下部フランジ14ｅ側）に移送するための圧縮空気を噴射するノズル14ｆが接続されている。またＴ字管14ａの上部であって下部フランジ14ｄと対向する位置には、横方向に移送された薬包Ｄを圧送するための圧縮空気を噴射するノズル14ｇが接続されている。
【００６４】
ノズル14ｆ，14ｇからの圧縮空気の噴射は作業員の手元スイッチ９の操作による遠隔操作によって行なわれる。即ち、作業員が手元スイッチ９を操作してストッカー13を構成するエアシリンダー13ｃを駆動すると、該エアシリンダー13ｃによって停止していた１本の薬包Ｄが個別切出し装置14に対し上部フランジ14ｃ側から供給され、底部14ｅと当接して停止する。
【００６５】
次いでノズル14ｆから圧縮空気が噴射される。ノズル14ｆからの圧縮空気の噴射によって底部14ｅと当接した薬包Ｄは横方向に移動し、ノズル14ｇから噴射される圧縮空気によって圧送され下部フランジ14ｄから排出されて装填機６に供給される。ノズル14ｆ，14ｇから噴射する圧縮空気の圧力は、系全体の装填速度を向上させるために、装填機６に対し十分な速度を持って仕込みを行なうことが可能な値に設定されている。
【００６６】
上記の如きストッカー13のエアシリンダー13ｃの駆動制御及び個別切出し装置14のノズル14ｆ，14ｇからの圧縮空気の噴射制御は各機器に対応して手元スイッチ９に設けた個別のスイッチを操作して行なうことが可能である。然し、１本の薬包Ｄをストッカー13から個別切出し装置14を介して装填機６に供給する動作は一連の順次動作であるため、エアシリンダー13ｃに対する駆動信号の発生に伴って、或いは同期して各ノズル14ｆ，14ｇを順次開放，閉鎖制御する自動制御回路を構成することが好ましい。
【００６７】
上記の如く構成されたストッカー13及び個別切出し装置14では、薬包Ｄを移送するためのエネルギーは圧縮空気の噴射、所謂エアブローによって付与される。このため、機械的なトラブルの発生をなくし、且つ電気エネルギーによる対爆薬安全性を向上させることが可能である。また個別切出し装置14の主要部分を構成する壁に多数の孔を形成することによって、エアブローに伴って発生する『狭隘部真空現象』や薬包Ｄの『カルマン渦』による逆方向吸着防止、及び個別切出し装置６内の空気圧の速やかな開放を実現することが可能である。
【００６８】
装填ホース７は車両Ａの設置位置から装薬孔Ｃまで充分に到達し得る長さを有している。従って、車両Ａを移動させる際には装填ホース７を荷台上に収容することが必要となる。このため、車両Ａの荷台に図８に示すように構成されたホースリール15を設け、装填ホース７をホースリール15に巻き付けておくことが好ましい。また装填ホース７を車両Ａ側とジャンボＢ側に分割して構成し、両者をカプラー７ａによってワンタッチで断続し得るように構成することが好ましい。
【００６９】
ホースリール15は車両Ａの荷台に固定されたフレームに回転可能に取り付けられており、巻胴15ａは正転及び逆転可能なモーター15ｂによって駆動される。ホースリール15の一方側の軸15ｃは中空状に構成され、自由端側は回転継手等の継ぎ手及びホース15ｄを介して装填機６と接続され、巻胴15ａの内部にある他方側の端部は装填ホース７と接続されている。
【００７０】
上記ホッパー１，掻出機２，円筒フィーダー３，矯正機４，シュート５，装填機６によって、薬包Ｄの供給ユニットが構成される。この供給ユニットは必要に応じて、即ち、薬包Ｄの供給量や仕様の異なる薬包Ｄに対応して一又は複数設けることが可能である。
【００７１】
薬包Ｄは長さ 180mmであり、該薬包Ｄが装填ホース７或いはホースリール15と装填機６を接続するホース15ｄの内部を円滑に通過することが必要である。このため、前記各ホース７，15ｄの屈曲部では最小曲率半径が 500mm以上となるように設定されており、巻胴15ａは直径が1000mmに設定されている。
【００７２】
尚、巻胴15ａの内部に配置された装填ホース７の部分にはホースリース15の回転に伴って遠心力が作用し該ホース７が変形する虞がある。このため、軸15ｃの端部と巻胴15ａは、予め最小曲率半径を 800mmに設定して三次元的に屈曲させた剛性を有する管（ステンレス管）15ｅによって接続されている。
【００７３】
モーター15ｂを駆動して装填ホース７を巻き戻し該ホース７の先端を装薬孔Ｃに到達させたとき、モーター15ｂを自動的に停止させることが好ましく、また装填ホース７の弛みを略一定に維持することが望ましい。このため、装填ホース７の経路中の所定位置に複数のセンサーを設け、このセンサーによって装填ホース７を検出したとき、該ホース７の弛みが過大であるか或いは張り過ぎであるかを認識し、装填ホース７が弛み過ぎている場合にはモーター15ｂを駆動して該ホース７を巻き取り、また装填ホース７が張り過ぎている場合には該ホース７を巻き戻すように構成している。
【００７４】
装填ホース７としては柔軟性に富む合成ゴム製又は合成樹脂製のホースを用いている。この装填ホース７には、予め薬包Ｄを円滑に輸送するための滑性助剤及び帯電防止剤として清澄水が注入されている。
【００７５】
装填ホース７の先端には、図10に示すように、導電性と剛性を持ったチューブ16が装着されている。このチューブ16は装薬孔Ｃの内部に挿入され、装填ホース７を介して圧送された薬包Ｄを装薬孔Ｃ内に装填する機能を有する。このため、チューブ16の内径は装填ホース７の内径と等しく、且つ先端は装薬孔Ｃの最奥部まで容易に到達し得るように刃状に形成されていることが好ましい。しかし、必ずしも刃状に形成する必要はなく、平端であっても特に問題はない。
【００７６】
チューブ16は、導電性を発揮させるためにカーボンを含むＦＲＰによって構成されており、作業員の操作性を向上させることが可能なように、軽量化をはかると共に強度を発揮し得るように構成されている。
【００７７】
大型ホイールジャンボＢのブームに装薬ケージ８が設けられている（図９参照）。この装薬ケージ８には、作業員が搭乗してチューブ16の操作による装薬孔Ｃに対する薬包Ｄの装填作業を容易に実施し得るように、チューブ入出装置17、チューブ入出装置17及び掻出機２やホースリール15のモーター15ｂ或いは装填機６の弁等を制御する手元スイッチ９が配置されている。そして装薬ケージ８に搭乗した作業員は、図11に示すように構成されたチューブスライダー18を肩から下げて該スライダー18に載置したチューブ16を装薬孔Ｃに向けて操作しつつ手元スィッチ９を操作することで薬包Ｄを装薬孔Ｃに装填する作業を実施する。
【００７８】
チューブスライダー18は、チューブ16を載置して長手方向の往復移動を案内する半円状のスライダーであり、スライダー18の先端に固定され装薬孔Ｃの口縁部と係合するフック状の係合部材18ａと、肩掛けベルト18ｂとを有して構成されている。スライダー18は３ｍ以上の長さを有し、軽量で且つ適度な剛性を有する部材（例えばＦＲＰ等）によって作業員に過大な負担を強いることのないように構成されている。またスライダー18の肩掛けベルト18ｂの取付部の近傍には手元スィッチ９が設けられている。
【００７９】
上記の如く構成されたチューブスライダー18では、装薬ケージ８に搭乗した作業員が肩掛けベルト18ｂによって肩から吊り下げて保持すると共に、装薬孔Ｃを照準しつつ手で操作して該孔Ｃの口縁に係合部材18ａを係合させることが可能である。
【００８０】
チューブ入出装置17は、装填ホース７の先端に装着されたチューブ16或いは該ホース７の先端部分と接触してチューブ16，装填ホース７を長手方向に往復搬送するローラ17ａと、ローラ17ａを駆動するモーター17ｂとを有して構成されている。前記モーター17ｂは作業員の手元スィッチ９の操作に応じて駆動され、チューブ16の装薬孔Ｃ内への挿入或いは離脱に対応してチューブ16及び装填ホース７を往復搬送する。また装薬ケージ８或いはチューブスライダー18の所定位置には装薬孔Ｃに装填された薬包Ｄを計数するカウンター19が設けられている。
【００８１】
手元スイッチ９は装薬ケージ８に搭乗した作業員の近傍に配置され、爆薬遠隔装填装置全体を制御する制御部は車両Ａの荷台上に設置した制御盤20に構成されている。手元スイッチ９には作業員が操作すべき機器の数、及び指示すべき情報数に対応した押しボタン９ａが設けられており、制御盤20には個々の押しボタン９ａと対応する受信部20ａが設けられている。
【００８２】
手元スイッチ９と制御盤20は光ファイバー21によって接続されており、該ファイバー21に光線を透過させた状態で押しボタン９ａを操作することで光を遮断し、この遮断に伴って発生する受信部20ａの電気信号によって操作信号を伝達するように構成している。
【００８３】
手元スイッチ９の押しボタン９ａにはシャッター９ｂが取り付けられ、且つバネ９ｃによって一方向に付勢されている。また一対の光ファイバー21の端部は、シャッター９ｂと対応する位置であって押しボタン９ａを押し操作したとき、シャッター９ｂによって遮断される位置に対向して設けられている。従って、押しボタン９ａの押し操作に伴って光ファイバー21を遮断し、この遮断によって受信部20ａに於いて信号を発生させることが可能である。
【００８４】
制御盤20には、光を感知して電気信号を発生するフォトトランジスター等によって構成された受信部20ａと、レーザー発振器等によって構成された光発生部20ｂが設けられており、夫々光ファイバー21が接続されている。また制御盤20には予め爆薬遠隔装填装置の動作プログラムを記憶した記憶部22や操作情報や指令情報を一時記憶した一時記憶部23、マイクロプロセッサー24が設けられており、手元スイッチ９から発生する信号をトリガとして所定の機器を制御し得るように構成されている。
【００８５】
即ち、手元スイッチ９には、薬包Ｄ，込物Ｅを指定する切り替えボタン，装薬孔Ｃに装填する薬包Ｄの数を指定する本数指定ボタン，装薬孔に対する薬包Ｄの装填を開始させる発射ボタン，制御解除ボタンが設けられており、夫々の押しボタンの操作が光の遮断信号によって出力されて操作された押しボタン９ａの機能に対応する制御がなされるように構成されている。
【００８６】
次に、上記の如く構成された爆薬遠隔装填装置によって薬包状の爆薬Ｄを装薬孔Ｃに装填する際の手順について図14により説明する。
【００８７】
先ず、同図（ａ）に示すように、チューブスライダー18を肩に掛けた作業員が装薬ケージ８に搭乗し、装填ホース７（チューブ16）をローラカプリング17ｃによって押さえた状態で大型ホイールジャンボＢを駆動し該ケージ８を装薬孔Ｃに対向させる。このとき、モーター15ｂを駆動してホースリール15を駆動し装填ホース７を前方へ送り出す。
【００８８】
同図（ｂ）に示すように、装薬ケージ８が装薬孔Ｃと対向すると、作業員がスライダー18を操作して係合部材18ａを装薬孔Ｃの口縁に係合させる。次いで、作業員が手元スィッチ９を操作してチューブ入出装置17のモーター17ｂを駆動し、チューブ16を繰り出して同図（ｃ）に示すように、該チューブ16を装薬孔Ｃの最奥部まで挿入する。このとき、モーター15ｂを同期駆動しても良いが、特にブレーキを掛けることなく自由回転し得るようにしても良い。
【００８９】
また作業員が手元スィッチ９の切り替えボタン及び本数指定ボタンを操作し、掻出機２を駆動してホッパー１から薬包Ｄを排出させる。掻出機２によってホッパー１から排出された薬包Ｄは、シュート５を介して装填機６に供給され、該装填機６の弁の開放に伴って装填ホース７を通ってチューブ16まで輸送され装薬孔Ｃに装填される。
【００９０】
同図（ｄ）に示すように、装薬孔Ｃに対する薬包Ｄの装填が実施され、装填数の増加に伴って作業員が手元スィッチ９を操作してチューブ入出装置17のモーター17ｂを駆動し、チューブ16を装薬孔Ｃの口縁方向に引き戻す。この過程で装填ホース７に過大な弛みが生じたとき、この弛みはセンサーによって検出され、モーター15ｂを駆動して装填ホース７をホースリール15に巻き取る。
【００９１】
装薬孔Ｃに対する所定数の薬包Ｄの装填を終了した後、切り替えボタンを操作して円筒フィーダー３と矯正機４を駆動し、所定数の込物Ｅをシュート５に供給し、薬包Ｄと同様にして装薬孔Ｃに装填する。その後、装薬孔Ｃからチューブ16を離脱させ、同図（ａ）の状態に戻って次の装薬孔Ｃに対する薬包Ｄ，込物Ｅの装填を実施する。
【００９２】
上記爆薬遠隔装填装置に於いて、該装置が爆薬を扱うため掻出機２，円筒フィーダー３，矯正機４或いはホースリール15，チューブ入出装置17等の駆動源としてスパークが発生する虞のある電動機を用いることは好ましくない。このため、モーター類はエアモーター或いは油圧モーターを用いており、他の制御用スイッチ類も所定の圧力に調整された圧縮空気を用いている。
【００９３】
トンネルを掘削する場合、切羽には多数の装薬孔Ｃが形成され、夫々の装薬孔Ｃに複数の薬包Ｄ及び込物Ｅが装填される。このため、複数の装薬孔Ｃに対し同時に装填作業を実施することが好ましい。この場合、図15に示すように車両Ａに複数系列の供給系を配置し、夫々の系を独立して運転することで、同時に複数の装薬孔Ｃに薬包Ｄ及び込物Ｅを装填することが可能である。
【００９４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る爆薬遠隔装填装置では、装薬孔に薬包を装填する作業を実施する際に作業員は該孔から十分に離隔した位置を確保することが出来る。このため、作業の安全性を向上させることが出来る。
【００９５】
また各駆動部の制御を装薬孔に薬包を装填する作業員が実施し得るため、一人での作業が可能となり、省力化をはかることが出来る。
【００９６】
また装薬孔に薬包を装填する作業を個人差を無くし、均一で高密度の装填が出来る。
【００９７】
また装填作業時のサイクルが短縮され、掘進速度を全体として向上させることが出来る等の特徴を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  爆薬遠隔装填装置の全体構成を説明する図である。
【図２】  薬包状爆薬及び込物を供給する系の構成を説明する図である。
【図３】  ホッパー及び切出機の配置を説明する三面図である。
【図４】  ホッパーの断面図である。
【図５】  ホッパーとシュートの関係を説明する図である。
【図６】  矯正機の構成を説明する図である。
【図７】  ストッカーと個別切出し装置の接続構成を説明する長手方向の断面図である。
【図８】  ホースリールの構成を説明する斜視図である。
【図９】  薬包状爆薬及び込物を装薬孔に装填する装填側を説明する図である。
【図10】  装填ホースの先端部の構成を説明する図である。
【図11】  チューブスライダーの構成を説明する図である。
【図12】  手元スイッチの操作に伴う信号の伝達状態を説明する模式図である。
【図13】  圧気調整用の安全弁の構成を説明する図である。
【図14】  装薬孔に薬包状爆薬を装填する作業手順を説明する図である。
【図15】  複数のホッパーを備えこれらのホッパーから複数の装填ホースに同時に薬包状爆薬を供給する系の構成を説明する平面図である。
【符号の説明】
Ａ                車両
Ｂ                大型ホイールジャンボ
Ｃ                装薬孔
Ｄ                薬包
Ｅ                込物
１                ホッパー
２                掻出機
２ａ              ベルト
２ｂ              突起
３                円筒フィーダー
４                矯正機
４ａ              ローラー
５                シュート
６                装填機
７                装填ホース
７ａ              カプラー
８                装薬ケージ
９                手元スイッチ
13                ストッカー
14                個別切出し装置
15                ホースリール
16                チューブ
17                チューブ入出装置
18                チューブスライダー
20                制御盤
21                光ファイバー
【図１】
0003657687.tif 000002
【図２】
0003657687.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003657687.tif 000008
【図８】
0003657687.tif 000009
【図９】
0003657687.tif 000010
【図１０】
0003657687.tif 000011
【図１１】
0003657687.tif 000012
【図１２】
0003657687.tif 000013
【図１３】
0003657687.tif 000014
【図１４】
0003657687.tif 000015
【図１５】
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