(57)【要約】【課題】ロックボルトの挿入孔掘削機構と部品を共用することができ、これにより設備費用が削減され、作業性が高められつつも、ロックボルトを打設する際においては熟練を要することなく、シャンクロッドの折損を効果的に防止できること。【解決手段】ロックボルト１に接続される接続部材２と、接続部材２の基端側に配設されるシャンクロッド３とを備え、接続部材２の少なくとも基端側の端部は、内部にシャンクロッド３が挿入される筒状部２８、２９とされ、筒状部２８、２９とシャンクロッド３とが螺合されることで、シャンクロッド３から接続部材２へと回転力が伝達されるように構成され、筒状部２８、２９におけるシャンクロッド３との螺合部位よりも基端側には、該シャンクロッド３に対して先端側から当接する当接部２６が形成されているとともに、該当接部２６を介して、シャンクロッド３から接続部材２へと打撃力及び推力が伝達されるように構成される。【選択図】図１
2014066004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に掘削された挿入孔に対して、該挿入孔より大径のパイプ状をなすロックボルトを挿入する、ロックボルト打設機構であって、
前記ロックボルトに、その軸方向の基端側から着脱可能に接続される接続部材と、
前記接続部材の前記基端側に配設されて、駆動装置からの前記軸方向の先端側へ向けた打撃力及び推力、並びに軸回りの回転力を、該接続部材に伝達するシャンクロッドと、を備え、
前記接続部材の少なくとも前記基端側の端部は、内部に前記シャンクロッドが挿入される筒状部とされ、
前記筒状部と前記シャンクロッドとが螺合されることで、前記シャンクロッドから前記接続部材へと前記回転力が伝達されるように構成され、
前記筒状部における前記シャンクロッドとの螺合部位よりも前記基端側には、該シャンクロッドに対して前記先端側から当接する当接部が形成されているとともに、該当接部を介して、前記シャンクロッドから前記接続部材へと前記打撃力及び前記推力が伝達されるように構成されることを特徴とするロックボルト打設機構。
【請求項２】
請求項１に記載のロックボルト打設機構であって、
前記接続部材は、
前記シャンクロッドの前記先端側の端部に形成された雄ねじ部に螺合される雌ねじ部を有するねじ部材と、
前記ねじ部材に対して前記基端側から当接し、かつ、前記当接部を有する当接部材と、を別体として備え、
前記筒状部は、前記ねじ部材及び前記当接部材にわたって形成されていることを特徴とするロックボルト打設機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロックボルト打設機構であって、
前記シャンクロッドは、
前記筒状部の雌ねじ部に螺合される雄ねじ部と、
前記雄ねじ部より前記基端側に配置されるとともに、該雄ねじ部より大径とされて前記筒状部に嵌合する支持部と、を備えることを特徴とするロックボルト打設機構。
【請求項４】
請求項３に記載のロックボルト打設機構であって、
前記支持部は、前記基端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面とされて、前記筒状部の前記当接部に嵌合することを特徴とするロックボルト打設機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のロックボルト打設機構であって、
前記筒状部の内部は、有底穴状の穴部とされ、
前記筒状部に前記シャンクロッドが螺合された状態で、前記穴部における前記基端側を向く底面と、前記シャンクロッドの先端面との間には、隙間が設けられていることを特徴とするロックボルト打設機構。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のロックボルト打設機構であって、
前記筒状部の内部は、有底穴状の穴部とされ、
前記筒状部に前記シャンクロッドが螺合された状態で、前記穴部における前記基端側を向く底面と、前記シャンクロッドの先端面とが、互いに当接していることを特徴とするロックボルト打設機構。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか一項に記載のロックボルト打設機構に用いられることを特徴とする当接部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に掘削された挿入孔に対して、該挿入孔より大径のパイプ状をなすロックボルトを挿入する、ロックボルト打設機構、及びこれに用いられる当接部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉱山やトンネルなどの掘削作業の一般的な工程として、削孔、発破、ズリ出し、地盤（地山）補強、がこの順に行われている。前記地盤補強としては、ロックボルト打設、吹付けコンクリートなどが挙げられる。前記ロックボルト打設に用いられるロックボルトとしては、その定着機構上から、全面接着方式（充填式、注入式）、先端定着方式、摩擦定着方式のものなどがある。
【０００３】
摩擦定着式のロックボルトとして、例えば下記特許文献１に示されるような、パイプ状をなし、その周壁に軸方向に延びるスリットが形成されていて、該軸方向に垂直な断面がＣ字状とされたロックボルトが知られている。このロックボルトを使用するには、まず、地盤に挿入孔（下孔）を掘削し、次いで該挿入孔より大径のパイプ状をなすロックボルトを弾性変形により縮径させつつ、この挿入孔内に挿入する。これにより、復元変形しようとするロックボルトの外周面と、挿入孔の内周面との間に大きな摩擦抵抗が生じて、該ロックボルトが挿入孔内に保持されるとともに、地盤が強化される。
【０００４】
ここで、図３に示されるものは、ロックボルトを挿入する挿入孔を掘削するための、ロックボルトの挿入孔掘削機構３０（以下、掘削機構３０と省略する）である。掘削機構３０は、地盤を掘削する掘削チップ３１が植設された円柱状の掘削用ビット３２と、掘削用ビット３２に、その軸Ｏ方向の基端側（図３における右側）から着脱可能に接続される接続部材３３と、接続部材３３の前記基端側に配設されて、削岩機等の駆動装置（不図示）からの軸Ｏ方向の先端側（図３における左側）へ向けた打撃力及び推力、並びに軸Ｏ回りの回転力を、該接続部材３３に伝達するシャンクロッド３と、を備えている。
【０００５】
また、シャンクロッド３の前記先端側の端部には雄ねじ部１９が形成され、接続部材３３の前記基端側の端部には、内部にシャンクロッド３が挿入される筒状部５０が形成されている。筒状部５０の内部は有底穴状の穴部４７とされており、該穴部４７の内周面には雌ねじ部４５が形成されていて、これら雄ねじ部１９と雌ねじ部４５とが螺合（螺着）されているとともに、この穴部４７の底面４８に、シャンクロッド３の先端面３ａが当接することで、該シャンクロッド３から接続部材３３へと前記打撃力、前記推力及び前記回転力が伝達されて、掘削機構３０は掘削用ビット３２により地盤に挿入孔を掘削する。
尚、図３に示される例では、接続部材３３は、中継ぎロッド３４と、該中継ぎロッド３４の基端部に装着されたカップリング３５とを有しており、この中継ぎロッド３４の基端側を向く端面が、カップリング３５の基端側に開口された穴部４７の前記底面４８とされている。
【０００６】
挿入孔を掘削した後、この挿入孔内にロックボルトを打設（挿入）するには、ロックボルトを打設するための専用機（不図示）を用いるか、或いは図４に示されるような、前述のシャンクロッド３や駆動装置を掘削機構３０と共用してなる、ロックボルト打設機構１００（以下、打設機構１００と省略する）を用いる。
この打設機構１００は、接続部材２としてその先端部に打設治具５が設けられており、該打設治具５がロックボルト１に基端側から装着された状態で、駆動装置からの打撃力、推力及び回転力が、シャンクロッド３及び接続部材２の中継ぎロッド６を介して打設治具５に伝達され、ロックボルト１が挿入孔内に打設される。
【０００７】
ロックボルト１の打設に前記打設機構１００を用いる場合は、前記専用機を用いる場合に比べて、掘削機構３０と部品を共用できることから設備費用を削減でき、また、挿入孔の掘削作業からロックボルト１の打設作業に移行するにあたって、掘削機構３０を現場から搬出したり他の装置（専用機）を現場に搬入したりする必要がないことから、作業性が高められ、好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−２０４１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述した従来の打設機構１００においては、下記の課題があった。
すなわち、掘削機構３０を用いて地盤に挿入孔を掘削する際は、駆動装置からの力（打撃力、推力及び回転力）が、工具先端の掘削用ビット３２を介して掘削対象（岩盤等の地盤）に伝達されるために、該掘削機構３０への反力は抑えられ工具への負荷も少ないが、打設機構１００を用いてロックボルト１を挿入孔に打設する際は、駆動装置からの力が地盤に逃がされ難くなり、挿入孔を掘削する際に比べて、シャンクロッド３に作用する反力が大きくなる。また、ロックボルト１の外径は挿入孔の内径よりも大きいため、該ロックボルト１を挿入孔に挿入するときに打設機構１００への負荷が過大となり、特に曲げの力が大きくかかることになる。このため、シャンクロッド３において比較的強度の低い雄ねじ部１９から、該シャンクロッド３が折損するおそれがあった。また、挿入孔に対してロックボルト１を真っ直ぐに挿入しないと、該ロックボルト１が押し曲げられながら挿入されてしまう。この場合、打設機構１００への過大な曲げの負荷がかかるため、これを防止すべく作業者の熟練を要していた。
【００１０】
一方、シャンクロッド３の折損を防止する目的で、雄ねじ部１９に大径ねじを採用する手法が考えられるが、この場合、シャンクロッド３を駆動装置に装着する際、該シャンクロッド３の軸受け部に対して雄ねじ部１９が大径となるために、駆動装置に取り付けられなくなるおそれがある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロックボルトの挿入孔掘削機構と部品を共用することができ、これにより設備費用が削減され、作業性が高められつつも、ロックボルトを打設する際においては熟練を要することなく、シャンクロッドの折損を効果的に防止できるロックボルト打設機構及びこれに用いられる当接部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、地盤に掘削された挿入孔に対して、該挿入孔より大径のパイプ状をなすロックボルトを挿入する、ロックボルト打設機構であって、前記ロックボルトに、その軸方向の基端側から着脱可能に接続される接続部材と、前記接続部材の前記基端側に配設されて、駆動装置からの前記軸方向の先端側へ向けた打撃力及び推力、並びに軸回りの回転力を、該接続部材に伝達するシャンクロッドと、を備え、前記接続部材の少なくとも前記基端側の端部は、内部に前記シャンクロッドが挿入される筒状部とされ、前記筒状部と前記シャンクロッドとが螺合されることで、前記シャンクロッドから前記接続部材へと前記回転力が伝達されるように構成され、前記筒状部における前記シャンクロッドとの螺合部位よりも前記基端側には、該シャンクロッドに対して前記先端側から当接する当接部が形成されているとともに、該当接部を介して、前記シャンクロッドから前記接続部材へと前記打撃力及び前記推力が伝達されるように構成されることを特徴とする。
【００１３】
このロックボルト打設機構では、駆動装置から軸方向先端側へ向けた打撃力及び推力が、シャンクロッドから接続部材の筒状部における当接部を介してロックボルトに伝達され、また、駆動装置から軸回りの回転力が、シャンクロッドから、該シャンクロッドと接続部材の筒状部との螺合部位を介してロックボルトに伝達されることで、該ロックボルトが、地盤の挿入孔に挿入される。
【００１４】
具体的に、接続部材の筒状部における当接部は、シャンクロッドに対して先端側から当接しており、従って前記打撃力及び前記推力は、この当接部を介して、シャンクロッドから接続部材へと伝達される。一方、前記回転力は、シャンクロッドと筒状部との螺合部位を介して、シャンクロッドから接続部材へと伝達される。つまり、シャンクロッドと筒状部とが螺合するとともに、これらが供回りされることで、前記回転力が伝達される。
【００１５】
本発明のロックボルト打設機構によれば、挿入孔に対してロックボルトを打設（挿入）する際にシャンクロッドにかかる負荷を、従来のように該シャンクロッドにおける接続部材との螺合部位付近で概ね受けるのではなく、駆動装置からの力のうち、打撃力及び推力については、筒状部の当接部を介してシャンクロッドから接続部材に伝達できる（つまり負荷を分散できる）ことから、シャンクロッドの折損を効果的に防止できる。また、このように筒状部の当接部を介して打撃力及び推力が伝達されることで、ロックボルトを挿入孔に対して真っ直ぐに挿入しやすくなることから、作業者に熟練を要することなく、該ロックボルトが押し曲げられながら挿入されるような事態を回避でき、ロックボルト打設機構に過大な負荷がかかることを防止できる。
【００１６】
しかも、前述のシャンクロッドや駆動装置は、このロックボルトを挿入する挿入孔を掘削するためのロックボルトの挿入孔掘削機構に用いられるものと共用できるから、設備費用が削減される。また、挿入孔の掘削作業からロックボルトの打設作業に移行するにあたっては、これらシャンクロッドや駆動装置を現場から搬出したり、別の装置（専用機）を現場に搬入したりする必要がないことから、作業性が大幅に高められる。
【００１７】
このように、本発明によれば、ロックボルトの挿入孔掘削機構と部品を共用することができ、これにより設備費用が削減され、作業性が高められつつも、ロックボルトを打設する際においては工具への負担を軽減することで、シャンクロッドの折損を効果的に防止することができるのである。
【００１８】
また、本発明に係るロックボルト打設機構において、前記接続部材は、前記シャンクロッドの前記先端側の端部に形成された雄ねじ部に螺合される雌ねじ部を有するねじ部材と、前記ねじ部材に対して前記基端側から当接し、かつ、前記当接部を有する当接部材と、を別体として備え、前記筒状部は、前記ねじ部材及び前記当接部材にわたって形成されていることとしてもよい。
【００１９】
この場合、当接部材は、ねじ部材に対して基端側から当接し、かつ、シャンクロッドに対して先端側から当接しており、つまり該当接部材はこれらねじ部材とシャンクロッドとの間に軸方向から挟まれていることから、前記打撃力及び前記推力は、この当接部材を介して、シャンクロッドから接続部材へと伝達される。また、前記回転力は、シャンクロッドとねじ部材との螺合部位を介して、シャンクロッドから接続部材へと伝達される。
尚、前記接続部材としては、前記当接部材以外に、例えば、ロックボルトに直接装着される打設治具と、該打設治具とシャンクロッドとを連結する中継ぎロッドと、が含まれるが、該中継ぎロッドの基端側の端部に筒状部が形成されている場合は、この中継ぎロッドが前記ねじ部材となる。或いは、中継ぎロッドとシャンクロッドとを連結するカップリングが含まれていてもよく、この場合は、該カップリングが前記ねじ部材となる。また、前記接続部材は、前記当接部材以外に打設治具のみであってもよく、この場合は、打設治具の基端側の端部に筒状部が形成されて、該打設治具が前記ねじ部材となる。
【００２０】
そして、上記構成によれば、前述のようにシャンクロッドや駆動装置を挿入孔掘削機構と共用できるのみならず、それ以外の中継ぎロッドやカップリングをも共用することができ、さらなる設備費用の削減や作業性向上の効果を奏する。
【００２１】
また、本発明に係るロックボルト打設機構において、前記シャンクロッドは、前記筒状部の雌ねじ部に螺合される雄ねじ部と、前記雄ねじ部より前記基端側に配置されるとともに、該雄ねじ部より大径とされて前記筒状部に嵌合する支持部と、を備えることとしてもよい。
【００２２】
この場合、シャンクロッドの支持部の径方向外側に筒状部が嵌合している。ここで、シャンクロッドの支持部は、該シャンクロッドの雄ねじ部よりも大径とされており、しかもこの支持部には筒状部が嵌合していることから、該シャンクロッドの支持部近傍の剛性が高められている。この構成においては、ロックボルトを打設する際に、シャンクロッドに作用する反力（特に曲げの力）を、従来のようにシャンクロッドの雄ねじ部で受けるのではなく、該雄ねじ部よりも剛性の高い支持部で受けることができる。従って、シャンクロッドの折損をより効果的に防止できる。
【００２３】
また、本発明に係るロックボルト打設機構において、前記支持部は、前記基端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面とされて、前記筒状部の前記当接部に嵌合することとしてもよい。
【００２４】
この場合、シャンクロッドの支持部に対して当接部が先端側から当接することで、前述の効果が奏されるとともに、該支持部の強度を容易に確保しやすい。具体的に、例えば前述の構成とは異なり、支持部が、小径部と、大径部と、これら小径部及び大径部を繋ぐとともに軸に垂直な端面を有する段部と、からなる場合には、挿入孔（下孔）削孔の際に前記段部を起点としてシャンクロッドが折損するおそれがある。また上記構成によれば、接続部材の筒状部とシャンクロッドとを螺合させねじ込んでいくことで、該筒状部の当接部とシャンクロッドの支持部とを確実に密着させやすい。
【００２５】
また、本発明に係るロックボルト打設機構において、前記筒状部の内部は、有底穴状の穴部とされ、前記筒状部に前記シャンクロッドが螺合された状態で、前記穴部における前記基端側を向く底面と、前記シャンクロッドの先端面との間には、隙間が設けられていることとしてもよい。
【００２６】
この場合、接続部材の筒状部に対してシャンクロッドを螺合する際、該筒状部の当接部がシャンクロッドに当接するまでねじ込むことができ、この当接部を介して前記打撃力及び前記推力が安定して伝達される。また、筒状部の当接部とシャンクロッドとが安定して密着するので、該シャンクロッドの折損をより顕著に防止することができる。
【００２７】
また、本発明に係るロックボルト打設機構において、前記筒状部の内部は、有底穴状の穴部とされ、前記筒状部に前記シャンクロッドが螺合された状態で、前記穴部における前記基端側を向く底面と、前記シャンクロッドの先端面とが、互いに当接していることとしてもよい。
【００２８】
この場合、シャンクロッドから接続部材への前記打撃力及び前記推力の伝達が、筒状部の当接部を介して行われる以外に、該シャンクロッドの先端面から該筒状部の穴部の底面へも伝達されて、前記当接部に作用する負荷を低減できる。従って、前述のようにシャンクロッドの折損を防止しつつも、接続部材の部品寿命を延長することが可能である。
【００２９】
また、本発明のロックボルト打設機構に用いられる当接部材は、前述したロックボルト打設機構に用いられることを特徴としている。
【００３０】
本発明のロックボルト打設機構に用いられる当接部材によれば、前述のように、シャンクロッドの折損を効果的に防止できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のロックボルト打設機構及びこれに用いられる当接部材によれば、ロックボルトの挿入孔掘削機構と部品を共用することができ、これにより設備費用が削減され、作業性が高められつつも、ロックボルトを打設する際においては熟練を要することなく、シャンクロッドの折損を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るロックボルト打設機構、及びこれに用いられる当接部材を示す側断面図である。
【図２】図１のロックボルト打設機構の変形例を示す側断面図である。
【図３】ロックボルトの挿入孔掘削機構を示す側断面図である。
【図４】従来のロックボルト打設機構を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施形態に係るロックボルト打設機構１０、及びこれに用いられる当接部材４について、図面を参照して説明する。
図１に示されるように、本実施形態のロックボルト打設機構１０（以下、打設機構１０と省略する）は、地盤に掘削された挿入孔に対して、該挿入孔より大径のパイプ状をなすロックボルト１を、弾性変形により縮径させつつ挿入するものである。
【００３４】
この打設機構１０は、ロックボルト１に、その軸Ｏ方向の基端側（図１における右側）から着脱可能に接続（装着）される接続部材２と、接続部材２の基端側に配設されて、削岩機等の駆動装置（不図示）からの軸Ｏ方向の先端側へ向けた打撃力及び推力、並びに軸Ｏ回りの回転力を、該接続部材２に伝達するシャンクロッド３と、を備えている。
ここで、ロックボルト１、接続部材２及びシャンクロッド３の各中心軸は、共通軸上に位置している。本明細書では、この共通軸を軸Ｏといい、軸Ｏに沿う方向のうち、地盤の挿入孔に挿入されるロックボルト１側を先端側といい、駆動装置に連結されるシャンクロッド３側を基端側という。また、軸Ｏに直交する方向を径方向といい、軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
【００３５】
ロックボルト１は、長尺の筒状をなしており、特に図示しないがその周壁には軸Ｏ方向に延びるスリットが形成されていて、軸Ｏ方向に垂直な断面がＣ字状とされた摩擦定着式のロックボルトである。このようなロックボルト１としては、例えば、ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＲＯＬＬＦＯＲＭＳ，ＩＮＣ．のスプリットセット（登録商標）スタビライザー等が挙げられる。尚、ロックボルト１は、該ロックボルト１が挿通される孔部を有するプレート（不図示）とともに用いられる。
【００３６】
図１において、接続部材２は、ロックボルト１に直接装着される打設治具５と、該打設治具５とシャンクロッド３とを連結する中継ぎロッド（ねじ部材）６と、中継ぎロッド６の基端側に配設される当接部材４と、を備えている。接続部材２の少なくとも基端側の端部は、内部にシャンクロッド３が挿入される筒状部２８、２９とされており、該筒状部２８、２９は、中継ぎロッド６及び当接部材４にわたって形成されている。
本実施形態では、中継ぎロッド６の筒状部２８と、当接部材４の筒状部２９とが軸Ｏ方向に隣接して配設されており、これら筒状部２８、２９は連続する１つの筒状部をなしていて、該筒状部が接続部材２の基端部に形成されている。具体的に、これら筒状部２８、２９のうち、中継ぎロッド６の基端部に形成された筒状部２８は、シャンクロッド３の先端部に螺合され、当接部材４の本体部分とされた筒状部２９は、中継ぎロッド６とシャンクロッド３とに軸Ｏ方向の両側から挟まれている。
【００３７】
打設治具５は、多段円柱状をなしており、その先端側部分５ａが、基端側部分５ｂよりも小径に形成されている。また、先端側部分５ａと基端側部分５ｂとの間には、これら先端側部分５ａ及び基端側部分５ｂを繋ぐとともに軸Ｏに垂直な端面５ｃを有する段部が形成されている。
【００３８】
先端側部分５ａは、柱状又は棒状をなし、先端側に向かうに従い漸次緩やかに縮径している。
基端側部分５ｂは、内部が有底穴状の穴部７とされた筒状部２７を有しており、該筒状部２７の穴部７は、基端側に向けて開口され、該穴部７の内周面には雌ねじ部８が形成されている。穴部７内において基端側を向く底面９には、貫通孔１１が開口している。貫通孔１１は、この底面９から先端側へ向けて延びているとともに、打設治具５を軸Ｏ方向に貫通していて、該打設治具５の先端面１２に開口している。
【００３９】
打設治具５は、ロックボルト１内に基端側から挿入される。図１に示されるように、ロックボルト１に打設治具５が装着された状態で、打設治具５の先端側部分５ａは該ロックボルト１の少なくとも基端部内に配置され、打設治具５の端面５ｃはロックボルト１の基端側を向く開口端に当接される。
【００４０】
中継ぎロッド６は、軸状をなしており、その基端部には、該基端部以外の部位より大径とされ、内部が有底穴状の穴部１４とされた筒状部２８が形成されている。
【００４１】
中継ぎロッド６の先端部には、雄ねじ部１３が形成されており、該雄ねじ部１３は打設治具５の雌ねじ部８に螺合している。また、中継ぎロッド６の先端面１８は、打設治具５の穴部７の底面９に当接している。
【００４２】
中継ぎロッド６の基端部における筒状部２８には、基端側に向けて開口する穴部１４が形成されており、該穴部１４の内周面には雌ねじ部１５が形成されている。具体的に、この穴部１４は、中継ぎロッド６の筒状部２８の内部と、当接部材４の筒状部２９の内部とにわたって形成されて有底穴状をなしており、該穴部１４において筒状部２８に対応する部位にのみ、前記雌ねじ部１５が形成されている。また、穴部１４の筒状部２８部分の内径は、該穴部１４の筒状部２９部分の内径より小さくなっている。穴部１４内において基端側を向く底面１６には、貫通孔１７が開口している。貫通孔１７は、この底面１６から先端側へ向けて延びているとともに、中継ぎロッド６を軸Ｏ方向に貫通していて、該中継ぎロッド６の先端面１８に開口している。
【００４３】
シャンクロッド３は、軸状をなしており、本実施形態においては、その駆動装置に連結される基端部が最も大径とされ、先端部が最も小径とされ、これらの間に位置する本体部２０が基端部と先端部の間の大きさの外径とされているが、これら基端部、先端部及び本体部２０の外径の大小は、本実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
シャンクロッド３の基端部は歯車状をなしており、該基端部はシャンクロッド３のスプライン部となっている。駆動装置からこのスプライン部を介して、シャンクロッド３に回転力が伝達される。また、シャンクロッド３の基端面３ｂは平坦に形成されており、駆動装置からこの基端面３ｂを介して、シャンクロッド３に打撃力及び推力が伝達される。
【００４５】
シャンクロッド３の先端部は、接続部材２の基端部に穿設された穴部１４内に挿入されている。また、シャンクロッド３の先端部には、雄ねじ部１９が形成されており、該雄ねじ部１９は、接続部材２の前記穴部１４に形成された雌ねじ部１５に螺合している。このように、シャンクロッド３と接続部材２の筒状部２８とが螺合されることで、シャンクロッド３から接続部材２へと、駆動装置からの前記回転力が伝達されるように構成されている。また、シャンクロッド３の先端部において雄ねじ部１９より基端側に位置する部分は、該雄ねじ部１９よりも若干小径に形成されたぬすみ部２１となっている。シャンクロッド３の先端部においては、このぬすみ部２１が最も小径とされている。
【００４６】
本実施形態においては、図１に示されるように、接続部材２の筒状部２８にシャンクロッド３の先端部が螺合された状態で、穴部１４における基端側を向く底面１６と、シャンクロッドの先端面３ａとの間に、隙間が設けられており、これら底面１６と先端面３ａとは互いに当接していない。
また、シャンクロッド３の本体部２０は、断面円形の軸状に形成されており、該本体部２０は、駆動装置のドリフター（不図示）が嵌合される軸受け部となっている。
【００４７】
シャンクロッド３の本体部２０における先端部には、雄ねじ部１９より大径に形成された支持部２３が形成されている。支持部２３は、雄ねじ部１９及びぬすみ部２１より基端側に配置されるとともに、該ぬすみ部２１から基端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面とされている。支持部２３は、接続部材２の筒状部２９を構成する当接部材４に嵌合しており、具体的には、該当接部材４の基端部に配置された後述する当接部２６に嵌合している。
【００４８】
また、シャンクロッド３には、先端面３ａに開口する貫通孔２２が形成されており、該貫通孔２２は、該先端面３ａから基端側へ向けて延びる一方、基端面３ｂには開口されていない。図１に示される例では、貫通孔２２の基端側の端部は、本体部２０内に位置している。
この打設機構１０が図１のように組み立てられた状態で、前述した貫通孔１１、１７、２２同士は互いに連通されるようになっており、これら貫通孔内には、水やエアー等の流体が流通可能である。
【００４９】
当接部材４内には、シャンクロッド３の先端部が挿入されている。当接部材４の内径は、シャンクロッド３の雄ねじ部１９の外径より僅かに大きく、本体部２０の外径よりは小さい。当接部材４は、中継ぎロッド６に対して基端側から当接しており、具体的には、当接部材４の先端面２４が、中継ぎロッド６の基端面２５に当接している。
【００５０】
また、当接部材４の内周面における基端側の端部には、基端側へ向かうに従い漸次拡径するテーパ状の当接部２６が形成されている。この当接部２６は、接続部材２の筒状部２８、２９におけるシャンクロッド３との螺合部位（つまり筒状部２８）よりも基端側に配置され、該シャンクロッド３の支持部２３に先端側から係合可能である。具体的に、当接部材４の当接部２６は、筒状部２９の基端部に形成されており、シャンクロッド３の支持部２３に対して、先端側から当接し、かつ、径方向外側に嵌合されている。これにより、シャンクロッド３に対する当接部材４の基端側へ向けたスライド移動、及び、シャンクロッド３と当接部材４の径方向へ向けた相対移動が規制されている。
このように、当接部材４が軸Ｏ方向の両側から中継ぎロッド６及びシャンクロッド３に当接されていることで、該当接部材４の当接部２６を介して、シャンクロッド３から接続部材２へと、駆動装置からの前記打撃力及び前記推力が伝達されるように構成されている。
【００５１】
次に、地盤に挿入孔を掘削するための、ロックボルトの挿入孔掘削機構３０（以下、掘削機構３０と省略する）について、図３を参照して説明する。
掘削機構３０は、掘削用ビット３２と、接続部材３３と、シャンクロッド３とを、工具先端から基端側に向けて、この順に備えている。
【００５２】
掘削用ビット３２は、円柱状をなしており、その先端面には、超硬合金等の硬質材料からなる掘削チップ３１が複数突設（植設）されている。掘削用ビット３２の基端部には、基端側に向けて開口する穴部３６が形成されており、該穴部３６の内周面には雌ねじ部３７が形成されている。穴部３６内において基端側を向く底面３８には、貫通孔３９が開口している。貫通孔３９は、この底面３８から先端側へ向けて延びているとともに途中で複数に分岐されていて、掘削用ビット３２の先端面及び外周面に開口されている。
【００５３】
接続部材３３は、掘削用ビット３２に直接装着される中継ぎロッド３４と、該中継ぎロッド３４とシャンクロッド３とを連結するカップリング３５と、を備えている。
【００５４】
中継ぎロッド３４は、軸状をなしており、その両端部には一対の雄ねじ部４０、４１が形成されている。中継ぎロッド３４の先端部に形成された雄ねじ部４０は、掘削用ビット３２の雌ねじ部３７に螺合している。また、中継ぎロッド３４の先端面４２は、掘削用ビット３２の穴部３６の底面３８に当接している。中継ぎロッド３４には、軸Ｏ方向に貫通する貫通孔４６が形成されている。
【００５５】
カップリング３５は、筒状をなしており、その内周面には、軸Ｏ方向の略中央部に位置する非ねじ部４３と、該非ねじ部４３を挟んで両側に配置される一対の雌ねじ部４４、４５と、が形成されている。カップリング３５の先端側部分に形成された雌ねじ部４４は、中継ぎロッド３４の基端部に形成された雄ねじ部４１に螺合している。
【００５６】
中継ぎロッド３４とカップリング３５とが連結された接続部材３３においては、該接続部材３３の基端部に、内部にシャンクロッド３が挿入されるとともに基端側に向けて開口する有底穴状の穴部４７を有する筒状部５０が形成されることとなり、該穴部４７の内周面には、前記雌ねじ部４５が形成されている。また、中継ぎロッド３４の基端面４８は、この穴部４７内において基端側を向く底面となっている。
【００５７】
カップリング３５の基端側部分（筒状部５０）に形成された雌ねじ部４５には、シャンクロッド３の雄ねじ部１９が螺合している。また、筒状部５０にシャンクロッド３が螺合された状態で、中継ぎロッド３４の基端面４８（穴部４７の底面）と、シャンクロッド３の先端面３ａとは、互いに当接している。
【００５８】
この掘削機構３０が図３のように組み立てられた状態で、前述した貫通孔３９、４６、２２同士は互いに連通されるようになっており、これら貫通孔内には、水やエアー等の流体が流通可能である。
【００５９】
尚、掘削機構３０のシャンクロッド３は、前述した打設機構１０のシャンクロッド３と共通品であることから、同一の符号を付して、その説明を省略する。また、この掘削機構３０において、シャンクロッド３に打撃力、推力及び回転力を伝える駆動装置も、前述した打設機構１０の駆動装置と共通品である。
【００６０】
このように構成された掘削機構３０では、駆動装置からシャンクロッド３及び接続部材３３を介して、掘削用ビット３２へと打撃力、推力及び回転力が伝達されて、地盤に挿入孔が掘削される。
【００６１】
以上説明した本実施形態の打設機構１０では、図１において、駆動装置から軸Ｏ方向先端側へ向けた打撃力及び推力が、シャンクロッド３から接続部材２の筒状部２８、２９における当接部２６を介してロックボルト１に伝達され、また、駆動装置から軸Ｏ回りの回転力が、シャンクロッド３から、該シャンクロッド３と接続部材２の筒状部２８、２９との螺合部位を介してロックボルト１に伝達されることで、該ロックボルト１が、地盤の挿入孔に挿入される。
【００６２】
具体的に、接続部材２の筒状部２８、２９における当接部２６は、本実施形態では筒状部２９に形成されているとともに、シャンクロッド３に対して先端側から当接しており、従って前記打撃力及び前記推力は、この当接部２６を介して、シャンクロッド３から接続部材２へと伝達される。一方、前記回転力は、接続部材２の筒状部２８、２９のうち筒状部２８と、シャンクロッド３との螺合部位を介して、シャンクロッド３から接続部材２へと伝達される。つまり、シャンクロッド３と筒状部２８とが螺合するとともに、これらが供回りされることで、前記回転力が伝達される。
【００６３】
本実施形態の打設機構１０によれば、挿入孔に対してロックボルト１を打設（挿入）する際にシャンクロッド３にかかる負荷を、従来のように該シャンクロッド３における接続部材２との螺合部位付近で概ね受けるのではなく、駆動装置からの力のうち、打撃力及び推力については、筒状部２８、２９における前記螺合部位より基端側の当接部２６を介してシャンクロッド３から接続部材２に伝達できる（つまり負荷を分散できる）ことから、シャンクロッド３の折損を効果的に防止できる。また、このように筒状部２８、２９の当接部２６を介して打撃力及び推力が伝達されることで、ロックボルト１を挿入孔に対して真っ直ぐに挿入しやすくなることから、作業者に熟練を要することなく、該ロックボルト１が押し曲げられながら挿入されるような事態を回避でき、打設機構１０に過大な負荷がかかることを防止できる。
【００６４】
具体的に、図４に示される従来の打設機構１００においては、下記の課題を有していた。
すなわち、図３の掘削機構３０を用いて地盤に挿入孔を掘削する際は、駆動装置からの力（打撃力、推力及び回転力）が、工具先端の掘削用ビット３２を介して掘削対象（岩盤等の地盤）に伝達されるために、該掘削機構３０への反力は抑えられ工具への負荷も少ないが、図４の打設機構１００を用いてロックボルト１を挿入孔に打設する際は、駆動装置からの力が地盤に逃がされ難くなり、挿入孔を掘削する際に比べて、シャンクロッド３に作用する反力が大きくなる。また、ロックボルト１の外径は挿入孔の内径よりも大きいため、該ロックボルト１を挿入孔に挿入するときに打設機構１００への負荷が過大となり、特に曲げの力が大きくかかることになる。このため、シャンクロッド３において比較的強度の低い雄ねじ部１９から、該シャンクロッド３が折損するおそれがあった。また、挿入孔に対してロックボルト１を真っ直ぐに挿入しないと、該ロックボルト１が押し曲げられながら挿入されてしまう。この場合、打設機構１００への過大な曲げの負荷がかかるため、これを防止すべく作業者の熟練を要していた。
【００６５】
一方、シャンクロッド３の折損を防止する目的で、雄ねじ部１９に大径ねじを採用する手法が考えられるが、この場合、シャンクロッド３を駆動装置に装着する際、該シャンクロッド３の軸受け部（本体部２０）に対して雄ねじ部１９が大径となるために、駆動装置に取り付けられなくなるおそれがある。
【００６６】
本実施形態の打設機構１０によれば、シャンクロッド３の雄ねじ部１９に大径ねじを採用することなく、かつ、従来の打設機構１００のように雄ねじ部１９に過大な負荷をかけるようなこともなく、負荷を当接部材４（接続部材２の筒状部２９）や該当接部材４に当接する中継ぎロッド６部分（接続部材２の筒状部２８）及びシャンクロッド３部分（本体部２０の支持部２３）等に分散できる。従って、シャンクロッド３の折損を顕著に防止できる。
【００６７】
しかも、前述のシャンクロッド３や駆動装置は、このロックボルト１を挿入する挿入孔を掘削するための掘削機構３０に用いられるものと共用できるから、設備費用が削減される。また、挿入孔の掘削作業からロックボルト１の打設作業に移行するにあたっては、これらシャンクロッド３や駆動装置を現場から搬出したり、別の装置（専用機）を現場に搬入したりする必要がないことから、作業性が大幅に高められる。
【００６８】
このように、本実施形態の打設機構１０によれば、掘削機構３０と部品を共用することができ、これにより設備費用が削減され、作業性が高められつつも、ロックボルト１を打設する際においては工具への負担を軽減することで、シャンクロッド３の折損を効果的に防止することができるのである。
【００６９】
また、本実施形態の打設機構１０において、接続部材２は、シャンクロッド３の先端側の端部に形成された雄ねじ部１９に螺合される雌ねじ部１５を有する中継ぎロッド（ねじ部材）６と、中継ぎロッド６に対して基端側から当接し、かつ、当接部２６を有する当接部材４と、を別体として備えており、該接続部材２の筒状部２８、２９は、中継ぎロッド６及び当接部材４にわたって形成されているので、下記の効果を奏する。
【００７０】
すなわちこの場合、当接部材４は、中継ぎロッド６に対して基端側から当接し、かつ、シャンクロッド３に対して先端側から当接しており、つまり該当接部材４はこれら中継ぎロッド６とシャンクロッド３との間に軸Ｏ方向から挟まれていることから、前記打撃力及び前記推力は、この当接部材４を介して、シャンクロッド３から接続部材２へと伝達される。また、前記回転力は、シャンクロッド３と中継ぎロッド６との螺合部位を介して、シャンクロッド３から接続部材２へと伝達される。
尚、接続部材２には、当接部材４以外に、ロックボルト１に直接装着される打設治具５と、該打設治具５とシャンクロッド３とを連結する中継ぎロッド６と、が含まれるが、本実施形態のように、中継ぎロッド６の基端側の端部に筒状部２８（接続部材２におけるシャンクロッド３との螺合部位）が形成されている場合は、この中継ぎロッド６がシャンクロッド３に螺合されるねじ部材となる。
或いは、この中継ぎロッド６を用いる代わりに、例えば、図３に示される掘削機構３０の中継ぎロッド３４及びカップリング３５を用いてもよい。この場合は、カップリング３５が前記ねじ部材となり、該カップリング３５の筒状部５０の雌ねじ部４５に、シャンクロッド３の雄ねじ部１９が螺合する。また、中継ぎロッド３４の雄ねじ部４０が打設治具５の雌ねじ部８に螺合し、中継ぎロッド３４の先端面４２が打設治具５の底面９に当接する。また、カップリング３５の基端面４９に対しては、当接部材４の先端面２４が基端側から当接することになる。
また、例えば駆動装置から地盤の挿入孔までの距離が比較的短い場合には、接続部材２は、打設治具５のみであってもよい。この場合は、打設治具５が前記ねじ部材となり、該打設治具５の基端側の端部に形成された筒状部２７の雌ねじ部８に、シャンクロッド３の雄ねじ部１９が螺合する。
【００７１】
そして、打設機構１０の上記構成によれば、前述のようにシャンクロッド３や駆動装置を掘削機構３０と共用できるのみならず、それ以外の中継ぎロッド６、３４やカップリング３５をも共用することができ、さらなる設備費用の削減や作業性向上の効果を奏する。
【００７２】
また、シャンクロッド３は、筒状部２８の雌ねじ部１５に螺合される雄ねじ部１９と、雄ねじ部１９より基端側に配置されるとともに、該雄ねじ部１９より大径とされて当接部材４（筒状部２９）に嵌合する支持部２３と、を備えているので、下記の効果を奏する。
すなわち、シャンクロッド３の支持部２３の径方向外側に当接部材４が嵌合している。ここで、シャンクロッド３の支持部２３は、該シャンクロッド３の雄ねじ部１９よりも大径とされており、しかもこの支持部２３には当接部材４が嵌合していることから、該シャンクロッド３の支持部２３近傍の剛性が高められている。本実施形態においては、ロックボルト１を打設する際に、シャンクロッド３に作用する反力（特に曲げの力）を、従来のようにシャンクロッド３の雄ねじ部１９で受けるのではなく、該雄ねじ部１９よりも剛性の高い支持部２３で受けることができる。従って、シャンクロッド３の折損をより効果的に防止できる。
【００７３】
また、シャンクロッド３の支持部２３は、基端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面とされて、当接部材４の当接部２６に嵌合しているので、この支持部２３に対して当接部材４の当接部２６が先端側から当接することで、前述の効果が奏されるとともに、該支持部２３の強度を容易に確保しやすい。具体的に、例えば前述の構成とは異なり、支持部が、小径部と、大径部と、これら小径部及び大径部を繋ぐとともに軸Ｏに垂直な端面を有する段部と、からなる場合には、挿入孔（下孔）削孔の際に前記段部を起点としてシャンクロッドが折損するおそれがある。また上記構成によれば、接続部材２の筒状部２８、２９とシャンクロッド３とを螺合させねじ込んでいくことで、該筒状部２８、２９の当接部２６とシャンクロッド３の支持部２３とを確実に密着させやすい。
【００７４】
また、接続部材２の筒状部２８、２９にシャンクロッド３が螺合された状態で、該筒状部２８、２９における穴部１４の底面１６と、シャンクロッド３の先端面３ａとの間に、隙間が設けられているので、接続部材２の筒状部２８、２９に対してシャンクロッド３を螺合する際、当接部材４の当接部２６がシャンクロッド３に当接するまでねじ込むことができ、この当接部２６を介して前記打撃力及び前記推力が安定して伝達される。また、当接部材４の当接部２６とシャンクロッド３の支持部２３とが安定して密着するので、該シャンクロッド３の折損をより顕著に防止することができる。
【００７５】
また、本実施形態で説明した打設機構１０に用いられる当接部材４によれば、前述のように、シャンクロッド３の折損を効果的に防止できる。
【００７６】
尚、本発明は前述の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い範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００７７】
例えば、前述の実施形態では、シャンクロッド３の先端面３ａと、接続部材２の穴部１４の底面１６との間には、隙間が設けられているとしたが、これに限定されるものではない。
【００７８】
ここで、図２に示されるものは、本実施形態で説明した打設機構１０の変形例である。この変形例では、接続部材２の筒状部２８、２９にシャンクロッド３が螺合された状態で、該筒状部２８、２９の穴部１４における底面１６と、シャンクロッド３の先端面３ａとが、互いに当接している。
この変形例によれば、シャンクロッド３から接続部材２への打撃力及び推力の伝達が、当接部材４の当接部２６を介して行われる以外に、該シャンクロッド３の先端面３ａから筒状部２８、２９の穴部１４の底面１６へも伝達されて、当接部２６に作用する負荷を低減できる。従って、前述のようにシャンクロッド３の折損を防止しつつも、当接部材４の部品寿命を延長することが可能である。
【００７９】
また、前述の実施形態では、シャンクロッド３の支持部２３がテーパ面とされていることとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、支持部２３は、小径部と、大径部と、これら小径部及び大径部を繋ぐとともに軸Ｏに交差する端面を有する段部と、からなることとしてもよい。ここで、前記小径部と前記端面との間に位置する凹状部分は、例えば凹曲面状に形成されるなど、これら小径部と端面とを滑らかに連結していることが好ましい。この構成の場合、支持部２３の前記小径部には、当接部材４の内周面が径方向外側から嵌合し、支持部２３の前記端面には、当接部材４の基端面が先端側から当接することになるとともに、該基端面が筒状部２８、２９の当接部となる。ただし、前述の実施形態で説明したように、支持部２３がテーパ面とされていることにより、該支持部２３の強度を容易に確保できるとともに、加工が容易であることから、好ましい。
【００８０】
また、前述の実施形態では、接続部材２は、シャンクロッド３に螺合される中継ぎロッド６と、シャンクロッド３にその先端側から当接する当接部２６を有する当接部材４と、を別体として備え、筒状部２８、２９が、中継ぎロッド６及び当接部材４にわたって形成されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、中継ぎロッド６と当接部材４とが一体とされているとともに、接続部材２の少なくとも基端部に、内部が有底穴状の穴部１４とされた筒状部が形成されていてもよい。
或いは、当接部材４が設けられる代わりに、中継ぎロッド６の基端面２５が、シャンクロッド３の支持部２３に対して先端側から当接する当接部とされた構成であってもよい。この場合、接続部材２の筒状部は、中継ぎロッド６の筒状部２８のみからなる。
また、接続部材２が打設治具５のみからなる場合は、該打設治具５の基端面が、シャンクロッド３の支持部２３に対して先端側から当接する当接部とされ、接続部材２の筒状部は、打設治具５の筒状部２７からなる。
【００８１】
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述した実施形態及び変形例（尚書き等）で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００８２】
１  ロックボルト
２  接続部材
３  シャンクロッド
３ａ  先端面
４  当接部材
５  打設治具（ねじ部材）
６  中継ぎロッド（ねじ部材）
１０  ロックボルト打設機構
１４  穴部
１５  雌ねじ部
１６  底面
１９  雄ねじ部
２３  支持部
２６  当接部
２７、２８、２９、５０  筒状部
３５  カップリング（ねじ部材）
Ｏ  軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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