(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状体を回転させるローテータ装置であって、ローテータフレームに支持されたヘッド軸にヘッドプーリを設け、開閉可能な左右のローテータアームに支持されたテール軸にそれぞれテールプーリを設け、ヘッドプーリとテールプーリとの間に棒状体を挟持して回転を与えるベルトを張設したことを特徴とするローテータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、岩盤にさく孔を行うときにさく孔機のロッドの継足し及び回収を行うロッドチェンジャ等において、棒状体を回転させるため使用されるローテータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドリルジャンボやファンカットドリル等のさく孔機では、ガイドシェルに搭載されたさく岩機にシャンクロッドを挿着し、このシャンクロッドに所定長のロッドをスリーブを介して接続し、ロッド先端にはビットを取付け、さく岩機から打撃と回転をビットに伝達し、さく岩機に送りを与えて岩盤にさく孔する。さく孔長がロッドの長さより長い場合には、さく孔作業の際にロッドの継足し及び回収を行う。
【０００３】
このロッドの継足し、回収の作業は、かって人力で行われていたが、近年機械化され、ロッドチェンジャによって行われるようになっている。このロッドチェンジャには、ロッドを回転させてねじの接続、切り離しを行うためのローテータ装置が装備されている。
ローテータ装置としては、従来、図１０に示すような３ローラ式のものが用いられていた。このローテータ装置は、シリンダ９１とスプリング９２とで開閉される左右のローテータアーム９３Ｌ、９３Ｒに設けた左右のローラ９４Ｌ、９４Ｒと、中央のローラ９４Ｃとでロッド９５を挟持し回転を与えるようになっている。
【０００４】
ここで、中央のローラ９４Ｃの軸９６Ｃが駆動軸であり、左右のローラ９４Ｌ、９４Ｒの軸９６Ｌ、９６Ｒが従動軸となっている。
図１１に示すように、ロッド９５に反時計方向の回転を与える場合、中央のローラ９４Ｃと左右のローラ９４Ｌ、９４Ｒとは、いずれも時計方向に回転しなければならない。従って、駆動軸である中央のローラ９４Ｃの軸９６Ｃと、従動軸である左右のローラ９４Ｌ、９４Ｒの軸９６Ｌ、９６Ｒとの間には、反時計方向に回転して回転を伝達する中間ギヤ９７Ｌ、９７Ｒが設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このローテータ装置は、中央のローラ９４Ｃと左右のローラ９４Ｌ、９４Ｒとでロッド９５を挟持するものであるため、ローテータ装置をロッド９５の中心に確実に合わせなければならず、調整不足によるトラブルが発生しがちであり、ロッド９５と中央のローラ９４Ｃと左右のローラ９４Ｌ、９４Ｒとの接点が３点のみであるので、回転力の伝達効率がわるい。また、回転伝達用のギヤ等の使用部品点数が多くなり、構造が複雑で高価となる。
【０００６】
本発明は、ローテータ装置におけるかかる問題を解決するものであって、多少の芯ずれがあっても確実にロッドを挟持することができ、ロッドとの接触面積が大で回転力の伝達効率が高く、且つ、構造がシンプルで部品点数が少なく廉価なローテータ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、棒状体を回転させるローテータ装置において、ローテータフレームに支持されたヘッド軸にヘッドプーリを設け、開閉可能な左右のローテータアームに支持されたテール軸にそれぞれテールプーリを設け、ヘッドプーリとテールプーリとの間に棒状体を挟持して回転を与えるベルトを張設することにより、ローテータ装置の上記課題を解決している。
【０００８】
【作用】
棒状体を回転させるときには、左右のローテータアームを開いて左右の伝動ベルトの間に棒状体を入れた後、ローテータアームを閉じ棒状体を左右のベルトで挟持する。それからプーリを回転させてベルトを走行させると、棒状体にはこのベルトにより回転が与えられる。
【０００９】
このローテータ装置では、可撓性のあるベルトを利用して棒状体を挟持するので、多少の芯ずれがあっても支障はなく、従って当初の位置決めがきわめて容易となる。
また、棒状体とベルトの接触は面接触となるので、回転力の伝達効率が高く、確実に回転が伝達される。
【００１０】
【実施例】
図１は本発明の一実施例であるローテータ装置を装備したロッドチェンジャを搭載しているさく孔機の側面図、図２はロッドチェンジャの正面図、図３はロッドチェンジャの平面図、図４は図３のＡ−Ａ線端面図、図５はローテータアームの開閉機構の説明図、図６乃至図９はベルトの作動の説明図である。
【００１１】
ここで、さく孔機１は、坑道の周壁にさく孔するファンカットドリルであって、台車１１の先端部にチルトブーム１２が枢支されチルト用シリンダ１３で上下傾動可能になっており、このチルトブーム１２の先端部に側面視Ｌ字状となるようにスイングブーム１４の基端部が軸着されスイング用シリンダ１５で左右にスイング可能になっている。スイングブーム１４の先端部には３６０°旋回する旋回機構１６が設けられており、この旋回機構１６にはガイドマウンチング１７を介してガイドシェル１８が、チルトブーム１２に対しほぼ垂直な面上で３６０°旋回するよう支持されている。ガイドシェル１８にはさく岩機１９が搭載され、公知の送り機構（図示略）によりガイドシェル１８に沿って移動する。
【００１２】
このガイドシェル１８の側面には、マガジン４とロッドキャリア５とローテータ装置７とを備えたロッドチェンジャ２が設けられている。
マガジン４は、周縁部にロッド３を収納する複数の収納口４７を備えた円盤状のフロントマガジン４１とリヤマガジン４２とを、所定間隔で円筒状のマガジン軸４３に固設したものであり、このマガジン軸４３が、ガイドシェル１８の側面に固定されているマガジンフレーム４４に支持されたキャリアブーム軸５１上に、回転可能に装着されている。マガジン軸４３の上端部にはスプロケット４５が設けられており、マガジン用モータ（図示略）からチエン（図示略）を介して回転が与えられる。
【００１３】
ロッドキャリア５は、キャリアブーム５２とキャリアアーム５３とクランプフック５４とを備えている。キャリアブーム軸５１の両端部にはキャリアブーム５２の基端部が固定されており、このキャリアブーム５２は、マガジンフレーム４４との間に取付けたキャリアブームシリンダ５５で回動されるようになっている。
【００１４】
キャリアブーム５２の先端部にはキャリアアーム軸５６が支持されており、このキャリアアーム軸５６には、リンク５７が固定されている。このリンク５７とマガジンフレーム４４との間にはキャリアアームシリンダ５８が取付けられており、このキャリアアームシリンダ５８でキャリアアーム軸５６が回動されるようになっている。このキャリアアーム軸５６には、キャリアアーム５３の基端部がパワーロック５９で固定されている。
【００１５】
キャリアアーム５３の先端部には、クランプフック５４が枢着されており、このクランプフック５４は、キャリアアーム５３との間に取付けたクランプシリンダ６０で回動され、ロッド３を把持するようになっている。
キャリアアーム軸５６の中央部には、ローテータ７がパワーロック７９で固定されている。このローテータ７では、ローテータフレーム７０にヘッド軸７１が回転可能に支持されており、このヘッド軸７１には左右のローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒの基端部が回動可能に取付けられていて、このローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒの先端部にテール軸７３Ｌ、７３Ｒが回転可能に支持されている。
【００１６】
ヘッド軸７１にはヘッドプーリ７４が設けられており、テール軸７３Ｌ、７３Ｒにはテールプーリ７５Ｌ、７５Ｒが設けられていて、ヘッドプーリ７４とテールプーリ７５Ｌ、７５Ｒとの間にはベルト７６Ｌ、７６Ｒが張設されている。
ヘッド軸７１の一端には、スプロケット７７が固定されており、ローテータ用モータ７８からチェン８０、スプロケット７７を介してヘッド軸７１に回転が与えられ、この回転によってヘッドプーリ７４がベルト７６Ｌ、７６Ｒを走行させる。
【００１７】
右側のローテータアーム７２Ｒは基端部がヘッド軸７１より左方に延出している。この延出端部と左側のローテータアーム７２Ｒの中間部との間には、スプリング８２を挿着したローテータアームシリンダ８１が取付けられていて、スプリング８２によって常時ローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒの先端部が閉じる方向へ付勢されており、ローテータアームシリンダ８１を短縮させることによりローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒの先端部が開くようになっている。また、ローテータフレーム７０には、ローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒの揺動と開閉の範囲を規制するストッパ８４が設けられている。
【００１８】
さく孔作業を行う場合には、さく孔機１の台車１１をさく孔位置付近に設置し、チルト用シリンダ１３を伸長してチルトブーム１２を走行時の格納位置から下方へ傾動させ、水平な状態とする。次に左右のスイング用シリンダ１５を伸縮させてスイングブーム１４を左右にスイングし旋回機構１６を移動させた後、旋回機構１６でガイドマウンチング１７を旋回させ、ガイドシェル１８をさく孔位置に位置決めする。それから、さく岩機１９を駆動してさく孔する。ロッド１本分のさく孔が終わると、ロッドの継足しを行う。
【００１９】
ロッドの継足しは次の手順で行う。
さく岩機１９を空打ちしてさく岩機１９のシャンクロッドとロッド３の後端のスリーブとの接続部のねじを緩め、セントラライザ（図示略）でスリーブをクランプし、さく岩機１９を逆転させてさく岩機１９のシャンクロッドとロッド３のスリーブとの接続部のねじを切り離し、さく岩機１９をガイドシェル１８の後端（図１上、上端）まで後退させる。
【００２０】
マガジン４の収納口４７にはロッド３が収納されており、ロッドキャリア５のクランプフック５４は、ロッド３をクランプしている。そこで、キャリアアームシリンダ５８を短縮してキャリアアーム５３を若干回動させ、ロッド３をマガジン４から取り出す。
キャリアブームシリンダ５５を短縮して、キャリアブーム５２をガイドシェル１８側へ旋回させる。このとき、キャリアアームシリンダ５８を伸縮させないでおくと、リンク５７の作用により、ロッド３はガイドシェル１８側へ直線的に移動する。
【００２１】
そこでキャリアアームシリンダ５８を伸長してキャリアアーム５３を若干回動させ、ロッド３の中心がさく孔軸線Ｘと一致するよう位置決めを行った後、クランプシリンダ６０を若干短縮してクランプフック５４を緩め、ロッド３が回転可能な程度に保持する。
このとき、ローテータ装置７もキャリアアーム軸５６に固定されているので、ロッドキャリア５の動きに伴ってロッド３側へ移動する。そこで、ローテータアームシリンダ８１を短縮させ、ローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒの先端部を図６に示すように開いておき、ロッド３が左右のベルト７６Ｌ、７６Ｒの間で自由に回転できるようにする。
【００２２】
さく岩機１９を正転しながら前進させてシャンクロッドとロッド３後端のスリーブのねじを接続し、さらにロッド３の前端のねじを前方のロッド３後端のスリーブのねじと接続する。
マガジン用モータでマガジン４を回転させ、次の継足し用のロッド３を取り出し位置まで移動させる。
【００２３】
クランプシリンダ６０を短縮してクランプフック５４を開き、キャリアアームシリンダ５８を短縮しキャリアアーム５３を若干回動させて、クランプフック５４をロッド３から離脱させた後、キャリアブームシリンダ５５を伸長して、キャリアブーム５２をマガジン４側へ旋回させる。このとき、キャリアアームシリンダ５８を伸縮させないでおくと、リンク５７の作用により、クランプフック５４はマガジン４側へ直線的に移動する。
【００２４】
キャリアアームシリンダ５８を伸長しキャリアアーム５３を回動させ、クランプシリンダ６０を伸長してクランプフック５４でロッド３をクランプすることにより継足しが終了する。
このとき、ローテータ装置７もロッドキャリア５の動きに伴ってマガジン４側へ戻り、ロッド３が左右のベルト７６Ｌ、７６Ｒの間に入る。
【００２５】
このようにロッドキャリア５が元の位置に戻ると、さく孔を再開し、所定のさく孔長に達するまでこのサイクルを繰り返す。但し、最終のサイクルでは、クランプフック５４で次のロッド３をクランプする必要はなく、クランプフック５４を開いた状態にしておく。所定のさく孔長に達すると、ロッド３の回収を行う。
ロッドの回収は次の手順で行う。
【００２６】
さく岩機１９で空打ちを十分行って、全てのロッド３の接続部のねじを緩めた後、さく岩機１９をロッド３の１本分の距離だけ後退させ、そのロッド３の前端部のスリーブをセントラライザでクランプする。
キャリアアームシリンダ５８を短縮してキャリアアーム５３を回動させ、キャリアブームシリンダ５５を短縮して、キャリアブーム５２をガイドシェル１８側へ旋回させる。
【００２７】
キャリアアームシリンダ５８を伸長してキャリアアーム５３を回動させ、クランプシリンダ６０を若干伸長して、クランプフック５４でロッド３を回転可能な程度に保持する。
このとき、ローテータ装置７はキャリアアーム軸５６に固定されているので、さく孔軸線Ｘまで移動している。そこで、ローテータアームシリンダ８１を伸長させ、ローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒの先端部を図７に示すように閉じて、ロッド３を左右のベルト７６Ｌ、７６Ｒで挟持し回転が与えられるようにする。
【００２８】
ローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒの先端部を閉じてロッド３を挟むとき、ベルト７６Ｌ、７６Ｒは可撓性があり、ローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒはストッパ８４で規制された範囲で揺動可能であるので、図８や図９に示すように、ロッド３とベルト７６Ｌ、７６Ｒとの位置関係に多少の芯ずれがあっても確実にロッド３を挟持することができる。
【００２９】
さく岩機１９を逆転しながら後退させると共に、ローテータ用モータ７８でヘッド軸７１を回転させ、ベルト７６Ｌ、７６Ｒを走行させて挟持しているロッド３に回転を与えることにより、まずロッド３の前端のねじを前方のロッド３後端のスリーブから切り離す。このときベルト７６Ｌ、７６Ｒとロッドとの接触面積が大であるので、回転力の伝達効率が高く確実に切り離しが行われる。
【００３０】
所定の回収位置でさく岩機１９の後退を停止し、クランプシリンダ６０を伸長してクランプフック５４でロッド３をクランプする。それから、再度さく岩機１９を逆転しながら後退させてシャンクロッドをロッド３後端のスリーブから切り離す。この間に、マガジン４を回転させて、空の収納口４７がロッド３を収納できるよう、位置合わせを行う。
【００３１】
キャリアアームシリンダ５８を短縮しキャリアアーム５３を回動させて、ロッド３をさく孔軸線Ｘから離脱させた後、キャリアブームシリンダ５５を伸長して、キャリアブーム５２をマガジン４側へまで旋回させる。このとき、キャリアアームシリンダ５８を伸縮させないでおくと、リンク５７の作用により、ロッド３はマガジン４側へ直線的に移動する。
【００３２】
キャリアアームシリンダ５８を伸長しキャリアアーム５３を回動させ、ロッド３を収納口４７内に収納する。クランプシリンダ６０を短縮してクランプフック５４を開き、同時にローテータアームシリンダ８１を短縮させてローテータアーム７２Ｌ、７２Ｒの先端部を開き後端のロッド３回収が終了する。
そこで、さく岩機１９を前進し正転してシャンクロッドを前方のロッド３のスリーブに接続し、セントラライザのクランプを開き、再度上記のサイクルを繰り返す。
【００３３】
以上本発明のローテータ装置をさく孔機のロッドチェンジャに使用した実施例について述べたが、さく孔機のロッド以外の棒状体を回転させる場合にも有効に使用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のローテータ装置によれば、可撓性のあるベルトを利用して棒状体を挟持するので、多少の芯ずれがあっても支障はなく、従って当初の位置決めがきわめて容易となる。
また、棒状体とベルトの接触は面接触となるので、回転力の伝達効率が高く、確実に回転が伝達される。
【００３５】
そして、ローテータ装置は、構造がシンプルで部品点数が少なく小型化でき、廉価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるローテータ装置を装備したロッドチェンジャを搭載しているさく孔機の側面図である。
【図２】ロッドチェンジャの正面図である。
【図３】ロッドチェンジャの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線端面図である。
【図５】ローテータアームの開閉機構の説明図である。
【図６】ベルトの作動の説明図である。
【図７】ベルトの作動の説明図である。
【図８】ベルトの作動の説明図である。
【図９】ベルトの作動の説明図である。
【図１０】従来のローテータ装置の説明図である。
【図１１】従来のローテータ装置の回転伝達の説明図である。
【符号の説明】
１      さく孔機
２      ロッドチェンジャ
３      ロッド
４      マガジン
５      ロッドキャリア
７      ローテータ装置
１１    台車
１２    チルトブーム
１４    スイングブーム
１６    旋回機構
１８    ガイドシェル
１９    さく岩機
４４    マガジンフレーム
４７    収納口
５１    キャリアブーム軸
５２    キャリアブーム
５３    キャリアアーム
５４    クランプフック
５５    キャリアブームシリンダ
５６    キャリアアーム軸
５７    リンク
５８    キャリアアームシリンダ
６０    クランプシリンダ
７０    ローテータフレーム
７１    ヘッド軸
７２Ｌ、７２Ｒ    ローテータアーム
７３Ｌ、７３Ｒ    テール軸
７４    ヘッドプーリ
７５Ｌ、７５Ｒ    テールプーリ
７６Ｌ、７６Ｒ    ベルト
７７    スプロケット
７８    ローテータ用モータ
８０    チエン
８１    ローテータアームシリンダ
８２    スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003614507.tif 000005
【図５】
0003614507.tif 000006
【図６】
0003614507.tif 000007
【図７】
0003614507.tif 000008
【図８】
0003614507.tif 000009
【図９】
0003614507.tif 000010
【図１０】
0003614507.tif 000011
【図１１】
0003614507.tif 000012