(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックボルトを水平に受け取った後、そのロックボルトを前方に移動して鉛直に回動するロックボルトの供給装置であって、坑道内を前後方向に移動する基台と、該基台に設けられその移動方向に直交し且つ地面に水平な主回動軸廻りに回動する回動部と、該回動部に設けられロックボルトを上方から受け入れるべく上方が開放された受入状態とそのロックボルトを弾性的に把持しつつ９０度横転させる把持状態とに切換可能な把持機構と、該把持機構を上記受入状態から上記把持状態に切り換えるアクチュエータとを備えたことを特徴とするロックボルトの供給装置。
【請求項２】
上記把持機構は、上記回動部に基台の移動方向に沿って配置された第１回動軸廻りに９０度の範囲で回動自在に設けられた第１爪部材と、該第１爪部材に上記第１回動軸と平行な第２回動軸廻りに回動自在に設けられた第２爪部材と、該第２爪部材と上記第１爪部材との間にロックボルトを把持すべく両者を回動付勢するバネと、上記第１爪部材が水平のとき第２爪部材の回動を規制し第１爪部材が垂直となったときその規制を解除するストッパとを有し、上記アクチュエータは、上記第１爪部材を上記第１回動軸廻りに回動させるシリンダである請求項１記載のロックボルトの供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロックボルトの供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭坑等の坑道では、掘削後の天井面および側壁面（坑道内壁）にロックボルトを打設し、トンネルの崩落を防ぐ工法が採用されている。かかる打設は、従来、複数のロックボルトが収容された収容部から作業員が１本ずつロックボルトを取り出し、そのロックボルトを打設機にセットすることで行っていた。
【０００３】
この場合、打設毎に１本ずつ手作業でロックボルトを収容部から取り出して打設機にセットしなければならないため、効率が悪く、施工速度を上げることが困難であった。また、炭坑の場合、粉炭雰囲気という環境が悪い場所に常に作業者が付いてロックボルトの取出・セット・打設作業をしなければならず、好ましいとはいえない。
【０００４】
そこで、本発明者は、ロックボルトを自動的に１本ずつ水平に排出する収容装置と、排出されたロックボルトを水平に受け取った後に前方に移動して鉛直に回動する供給装置と、鉛直状態のロックボルトを受け取って坑道天井面に打設する打設機とからなるシステムを先に開発し、ロックボルトの取出・セット・打設作業の自動化を図った（特願平１１−２６８８４９号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ロックボルトの供給装置は、収容装置（上方）から落下してきたロックボルトを水平に受け取って油圧により左右から把持し、そのロックボルトを所定距離前方に移送した後に前方に回動して鉛直状態とし、油圧を抜いてロックボルトを打設機に受け渡すものであった。
【０００６】
しかし、かかる供給装置にあっては、打設機への受け渡しの際にはロックボルトを供給装置の前方から取り出す必要があるため、システムの全長が長くならざるを得ない。また、ロックボルトを油圧シリンダの押力によって保持しているため、ロックボルトを打設機に受け渡す際には同時に油圧シリンダの油圧を抜く等の煩雑な制御が必要である。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、システムの全長を短くでき、複雑な制御が不要なロックボルトの供給装置を提供することにある。
【０００８】
なお、上記「特願平１１−２６８８４９号」は、所謂公知技術ではなく、本発明者が本発明を創作するに当たって先に開発した関連技術である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明は、ロックボルトを水平に受け取った後、そのロックボルトを前方に移動して鉛直に回動するロックボルトの供給装置であって、坑道内を前後方向に移動する基台と、該基台に設けられその移動方向に直交し且つ地面に水平な主回動軸廻りに回動する回動部と、該回動部に設けられロックボルトを上方から受け入れるべく上方が開放された受入状態とそのロックボルトを弾性的に把持しつつ９０度横転させる把持状態とに切換可能な把持機構と、該把持機構を上記受入状態から上記把持状態に切り換えるアクチュエータとを備えたものである。
【００１０】
本発明によれば、先ず、基台の回動部に設けられた把持機構を受入状態とし、その把持機構に上方からロックボルトを受け入れさせる。次に、アクチュエータによって把持機構を受入状態から把持状態に切り換える。すると、ロックボルトが弾性的に把持されつつ９０度横転される。そして、基台を前方に移動した後、回動部を主回動軸廻りに回動させてロックボルトを鉛直状態とし、ロックボルトを打設機に受け渡す。かかる受け渡しの際、ロックボルトが横方向に取り出されるため、前後方向の動作が不要となってシステムの全長を短くできる。また、ロックボルトは弾性的に把持されているので、ロックボルトを取り出す際に油圧を抜く等の同期制御が不要となる。
【００１１】
上記把持機構は、上記回動部に基台の移動方向に沿って配置された第１回動軸廻りに９０度の範囲で回動自在に設けられた第１爪部材と、該第１爪部材に上記第１回動軸と平行な第２回動軸廻りに回動自在に設けられた第２爪部材と、該第２爪部材と上記第１爪部材との間にロックボルトを把持すべく両者を回動付勢するバネと、上記第１爪部材が水平のとき第２爪部材の回動を規制し第１爪部材が垂直となったときその規制を解除するストッパとを有し、上記アクチュエータは、上記第１爪部材を上記第１回動軸廻りに回動させるシリンダであることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１３】
図７に示すように、炭坑等の坑道１内には、左右一対のクローラ２によって前進後退する台車３が配置されている。なお、台車３は、自走するものに限らず、より前方に配置された牽引台車に接続されて牽引されるものであってもよい。
【００１４】
台車３には、ロックボルト４を自動的に１本ずつ水平に下方へ排出する収容装置５が脚部６を介して設けられていると共に、そこから排出されたロックボルト４を水平に受け取った後に前方に移動して鉛直に回動する供給装置７（本実施形態）が設けられている。供給装置７により鉛直状態とされたロックボルト４は、台車３の前方に配置された図示しない打設機に受け渡され、坑道１の天井面に打設される。
【００１５】
以下、本実施形態に係る「ロックボルトの供給装置７」について説明する。図６および図７に示すように、この「ロックボルトの供給装置７」は、台車３上を坑道１の前後方向に沿って移動する基台８を有する。基台８は、長方形状の板体からなる本体部９と、台車３上に敷設されたレール１０に係合する係合部１１とからなり、レール１０に沿って台車３上を前後方向に移動する。
【００１６】
基台８には、その移動方向に直交し且つ地面に水平な主回動軸（主ピン１２）廻りに回動する回動部１３が設けられている。詳しくは、回動部１３には主ピン１２が固設されており、そのピン１２が基台８に設けられたブラケット１４に貫通されて軸支されている。ピン１２の端部には、作動アーム１５が固設されている。作動アーム１５の端部と基台８上に設けられたブラケット１６との間には、シリンダ１７が介設されている。
【００１７】
この構成によれば、基台８をレール１０に沿って前進させると図７に実線で示す状態となり、その後、シリンダ１７を伸長させると図７に仮想線で示すように作動アーム１５および回動部１３がピン１２廻りに一体的に回動し、回動部１３が水平状態から垂直状態となる。図６に示すように、回動部１３の前後端部には、断面Ｌ字状のブラケット１８、１８が夫々設けられており、各Ｌ字状ブラケット１８、１８には、ロックボルト４を把持する把持機構１９、１９が夫々取り付けられている。
【００１８】
両把持機構１９、１９は、同一の構造であるため、一方のみを説明し、他方の説明は省略する。把持機構１９は、図１乃至図４に示すように、ロックボルト４を上方から受け入れるべく上方が開放された受入状態（図１）と、そのロックボルト４を弾性的に把持しつつ９０度横転させる把持状態（図４）とに切換可能なものである。かかる把持機構１９は、アクチュエータとしてのシリンダ２０によって、受入状態から把持状態に切り換えられる。
【００１９】
把持機構１９は、図１および図５に示すように、Ｌ字状ブラケット１８に設けられた金具２１に、第１回動軸（第１ピン２２）を介して回動自在に取り付けられた第１爪部材２３を有する。第１ピン２２は、基台８の移動方向に沿って配置されている。第１爪部材２３は、第１ピン２２廻りに９０度の範囲で回動自在となっており、ロックボルト４の下部を支持する支持部２４と、ロックボルト４の側部を挟持する挟持部２５と、バネ２６の支持部２７とを有する。
【００２０】
第１爪部材２３には、第２回動軸（第２ピン２８）を介して第２爪部材２９が回動自在に取り付けられている。第２ピン２８は、第１ピン２２と平行に配置されている。第２爪部材２９は、図５に示すように上記第１爪部材２３の左右に夫々配置されており、上記第１爪部材２３の挟持部２５と共同してロックボルト４の側部を挟持する挟持部３０と、バネ２６の支持部３１とを有し、側面視略Ｓ字状に形成されている。
【００２１】
バネ２６は、図１に示すように、第１爪部材２３の支持部２７と第２爪部材２９の支持部３１との間に、介設されている。バネ２６は、第１爪部材２３に対して第２爪部材２９を、第２ピン２８廻りに時計方向に回動するように付勢する。すなわち、バネ２６は、第１爪部材２３に対して第２爪部材２９を、両挟持部２５、３０間のロックボルト４を挟持する方向に、付勢する。なお、バネ２６は、コイルバネに限らず、エアバネやオイル等の流体を封入したシリンダでもよい。また、図２および図３ではロックボルト４の向きが異なっているが、発明の説明上特別な意味はない。
【００２２】
さて、Ｌ字状ブラケット１８には、図１に示すように第１爪部材２３の支持部２４が水平のとき第２爪部材２９の回動を規制し、図４に示すように第１爪部材２３の支持部２４が垂直となったときその規制を解除するストッパ３２が設けられている。ストッパ３２は、Ｌ字状ブラケット１８にネジ込まれたボルト３３と、そのネジ込み高さを固定するナット３４とからなり、ボルト３３の頂部３５が第２爪部材２９の底面３６に当接することによってストッパ機能を発揮する。
【００２３】
すなわち、ボルト頂部３５は、図１においてはバネ２６の付勢力によって図中時計方向に回動しようとする第２爪部材２９の底面３６に当接してその回動を規制し、図２および図３に示すように第１爪部材２３が回動されるに伴って第２爪部材２９の底面３６から離間し、図４においては第２爪部材２９の底面３６から完全に離れて上記規制を解除する。かかるボルト頂部３５は、第２爪部材２９の底面３６との当たりを滑らかにすべく、球面状に形成されている。
【００２４】
また、Ｌ字状ブラケット１８には、図１において第１爪部材２３（支持部２４）の水平を確保するためのストッパ３７が設けられていると共に、図４において第１爪部材２３（支持部２４）の垂直を確保するためのストッパ３８が設けられている。また、第１爪部材２３とＬ字状ブラケット１８との間には、第１爪部材２３を第１ピン２２廻りに回動するためのシリンダ２０が介設されている。シリンダ２０は、一端がピン３９を介して回動部のブラケット４０に軸支されており、他端がピン４１を介して第１爪部材２３に軸支されている。
【００２５】
以上の構成からなる本実施形態に係る「ロックボルトの供給装置７」の作用を述べる。
【００２６】
先ず、図７において、基台８をレール１０に沿って移動させ「ロックボルトの収容装置５」の下方に位置させる。そして、図１に示すように、シリンダ２０を収縮させて把持機構１９を受入状態とし、「ロックボルトの収容装置５」から水平状態で排出されたロックボルト４を第１爪部材２３と第２爪部材２９との間に受け入れる。このとき、第１爪部材２３の挟持部２５と第２爪部材２９の挟持部３０との間隔は、ロックボルト４の直径より大きくなっている。よって、ロックボルト４は、第１爪部材２３の支持部２４上に載置される。
【００２７】
次に、図２および図３に示すように、シリンダ２０を伸長させる。すると、第１爪部材２３が第１ピン２２廻りに時計方向に回動し、同時に第２爪部材２９が第２ピン２８廻りに時計方向に回動する。そして、ロックボルト４が、第１爪部材２３の挟持部２５と第２爪部材２９の挟持部３０との間に、バネ２６の付勢力によって弾性的に挟持される。図４に示すようにシリンダ２０が略フルストロークまで伸長すると、ロックボルト４は、バネ２６の付勢力で弾性的に挟持されつつ９０度横転され、把持機構１９が図１の受入状態から把持状態に切り換わる。
【００２８】
次に、基台８をレールに沿って前進させ、図７に実線で示す位置に移動させる。そして、図６にも示すシリンダ１７を伸長させて基台８に対して回動部１３を９０度主ピン１２廻りに回動させ、図７に仮想線で示すようにロックボルト４を鉛直状態とする。かかる作業の後、鉛直状態のロックボルト４をその前方に配置された図示しない打設機に受け渡す。
【００２９】
ここで、鉛直状態となったロックボルト４は、把持機構１９によって９０度横転されており、図４に示すように、その取出方向が横方向（坑道１の径方向）となっている。よって、ロックボルト４を把持機構１９から取り出す際に前後方向（坑道１の軸方向）の動作が不要となり、システムの全長を短くできる。また、ロックボルト４はバネ２６によって弾性的に挟持されているので、ロックボルト４を取り出す際に油圧を抜く等の煩雑な同期制御が不要となる。
【００３０】
こうしてロックボルト４を打設機に受け渡した後、シリンダ２０を収縮させて把持機構１９を図４（把持状態）から図１（受入状態）に戻す。そして、再び基台８をレール１０に沿って後退させて「ロックボルトの収容装置５」の下方に位置させ、収容装置５からロックボルト４を受け取って上記作業を繰り返す。なお、図１〜図４または図４〜図１の動作は、基台８の停止中のみならず基台８の前進中または後退中に行ってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる「ロックボルトの供給装置」によれば、システムの全長を短くできると共に複雑な制御を不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すロックボルトの供給装置の要部の説明図である。
【図２】上記ロックボルトの供給装置の作動を示す説明図である。
【図３】上記ロックボルトの供給装置の作動を示す説明図である。
【図４】上記ロックボルトの供給装置の作動を示す説明図である。
【図５】上記ロックボルトの供給装置の要部の平面図である。
【図６】図６(a) は上記ロックボルトの供給装置の側面図、図６(b) は上記ロックボルトの供給装置の平面図、図６(c) は上記ロックボルトの供給装置の後面図である。
【図７】上記ロックボルトの供給装置を備えた台車の側面図である。
【符号の説明】
１  坑道
４  ロックボルト
７  ロックボルトの供給装置
８  基台
１２  主回動軸（主ピン）
１３  回動部
１９  把持機構
２０  アクチュエータ（シリンダ）
２２  第１回動軸（第１ピン）
２３  第１爪部材
２６  バネ
２８  第２回動軸（第２ピン）
２９  第２爪部材
３２  ストッパ
【図１】
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【図２】
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【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】
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