(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドセルにスライドテーブルがガイドセルに沿って摺動自在に設けられ、このスライドテーブルには、ドリルヘッドが固着されると共に給進装置が連結されて進退可動され、
該ドリルヘッドは、シャンクロッドを打撃するハンマスプール内蔵のパーカッションシリンダが、マウントケースに回転自在に設けられ、その前方には前記ハンマスプールで打撃されるシャンクロッドが、ハンマスプールと軸線を一致して配置され、その後方にはモータがパーカッションシリンダと軸線を一致して連結され、前記モータの出力軸とパーカッションシリンダとが同一軸線上でスプライン機構で連結され、一方、前記パーカッションシリンダの下端部において、前記シャンクロッドの外周に沿って摺動するリバースピストンが設けられ、このリバースピストンにはリバースピストンを介し前記シャンクロッドを軸線方向後方に向けて付勢する皿ばねが設けられていることを特徴とする穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロータリパーカッション式の穿孔装置に関し、特に、回転駆動装置および打撃装置が、シャンクロッドと同一軸線上に配置されているドリルヘッドを備える穿孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドリルヘッドに回転力、打撃力及び給進力を与えて削孔するロータリパーカッション式の穿孔装置は、ドリルヘッドが回転駆動装置、打撃装置およびドリルロッドが接続されるシャンクロッドを備え、回転駆動装置、例えばモータでシャンクロッドを回転することで回転力が付与され、打撃装置、例えば、パーカッションシリンダのハンマスプールでシャンクロッドを打撃することで打撃力が付与される。また、ドリルヘッドは、リーダまたはガイドセルに沿って摺動自在のスライドテーブルに固着され、このスライドテーブルには給進装置、例えば油圧シリンダが連結され進退される。この給進装置でスライドテーブルが進退するドリルヘッドの進退で、ドリルヘッドに給進力および引抜力が付与される。
このようなロータリパーカッション式の穿孔装置のドリルヘッドの打撃装置、例えばパーカッションシリンダのハンマスプールは、シャンクロッドの後方に軸線が一致して配置されているが、回転駆動装置、例えばモータは、シャンクロッドの軸線とはずれた側方（横方向側）に突出したかたちで設けられ伝導機構、例えば歯車を介してシャンクロッドを回転するようになっている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
また、従来、回転式穿孔機の後方にパーカッション式穿孔機を同心的に配した穿孔装置（例えば、特許文献３参照）も提案されているが、これは回転式穿孔機が外管を把持しこれに回転力と圧入力（給進力）を与え、パーカッション式穿孔機が前記外管と同心的に配された内管を支持し、これに回転力と打撃力と圧入力（給進力）を与えるものである。これは回転式穿孔機とパーカッション式穿孔機とが同心的に配されている。
【特許文献１】特開平１０−３７６４５号公報
【特許文献２】特許第２６１３５３８号公報
【特許文献３】特公昭６３−１１５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記したような回転駆動装置が、シャンクロッドおよびパーカッションシリンダ、ハンマスプール等のドリルヘッド本体の軸心とずれて側方に突出したかたちで設けられていると、この突出部分が、トンネル等の天盤と地山の境等のギリギリの設置穿孔では、邪魔となり直進穿孔の妨げとなる課題がある。また、この突出部分が存在するために重量の不均衡でバランスが悪くなり、例えば、実公平７−２１６７９号および特開平７−３０１０７３号に示すような吊下げ型等の斜面・法面穿孔においては、バランスブレが生じ直進安定穿孔の妨げとなる課題がある。
【０００５】
また、前記したような回転駆動装置の後方にパーカッション式穿孔機を同心的に配した穿孔装置は、ドリルロッドが外管と内管の二重管の穿孔にしか使用できず、単管で回転力と打撃力と給進力を与えて穿孔することはできないし、二重管のドリルロッドを使用するし、回転式穿孔機とパーカッション式穿孔機を備え、しかも回転式穿孔機の主基台と、パーカッション式穿孔機の補基台とを有し、それぞれの穿孔機を進退させる機構を備えるため、穿孔装置として大型で重量が重くなる課題がある。更に、この回転式穿孔機のローテーションモータも、軸心よりずれた側方に位置するものであり、加えて回転式穿孔機とパーカッション式穿孔機が、離間して配されているために、また、回転式穿孔機とパーカッション式穿孔機が別々に進退移動するために、重量の不均衡でバランスが悪く、例えば吊下げ型の法面穿孔においては、バランスズレが生じ直進安定穿孔は難しく使用に適さない課題がある。また、このように重量の大きなものは、移動も大変なので法面穿孔には適さない課題もある。
【０００６】
この発明は、このような課題を解決せんと提案されたものであり、その目的は、穿孔装置のドリルヘッドを、回転駆動装置、打撃装置およびシャンクロッドが同一軸線上に配置されたものとし、回転駆動装置がドリルヘッド軸心より側方にずれて突出せず、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔が可能で、しかも、一直線の軸心穿孔で全体のバランスもよいので穿孔ブレが小さく安定した直進穿孔が可能で、吊下げ型の法面・斜面穿孔にも最適なロータリパーカッション式の穿孔装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、この発明の穿孔装置は、ガイドセルにスライドテーブルがガイドセルに沿って摺動自在に設けられ、このスライドテーブルには、ドリルヘッドが固着されると共に給進装置が連結されて進退可動され、
該ドリルヘッドは、シャンクロッドを打撃するハンマスプール内蔵のパーカッションシリンダが、マウントケースに回転自在に設けられ、その前方には前記ハンマスプールで打撃されるシャンクロッドが、ハンマスプールと軸線を一致して配置され、その後方にはモータがパーカッションシリンダと軸線を一致して連結され、前記モータの出力軸とパーカッションシリンダとが同一軸線上でスプライン機構で連結され、一方、前記パーカッションシリンダの下端部において、前記シャンクロッドの外周に沿って摺動するリバースピストンが設けられ、このリバースピストンにはリバースピストンを介し前記シャンクロッドを軸線方向後方に向けて付勢する皿ばねが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によりドリルヘッドは、給進装置でスライドテーブルをガイドセルに沿って進退させることで進退可動でき、マウントケースに回転自在に設けられたパーカッションシリンダには、その後方に設けられたモータの出力軸が軸線を一致してスプライン機構で連結されているので、パーカッションシリンダは、モータで回転駆動でき、それによりパーカッションシリンダの前方に設けられているシャンクロッドも回転でき、また、シャンクロッドは、パーカッションシリンダの前方にハンマスプールと軸線を同一にして設けられているので、ハンマスプールはシャンクロッドを打撃することができる。
従って、シャンクロッドにドリルロッドを連結することによって、これに回転力、打撃力および給進力・引抜力を付与することができる。
そして、穿孔装置のドリルヘッドは、モータ（回転駆動装置）、シャンクロッドを打撃するハンマスプール内蔵のパーカッションシリンダ（打撃装置）およびシャンクロッドが同一軸線上に位置して設けられており、モータ（回転駆動装置）がドリルヘッド軸心より側方にずれた突出した位置に存在しないので、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔が可能となるし、全体のバランスもよくなり穿孔ズレのない直進穿孔も可能で、吊下げ型の法面（斜面）穿孔でも穿孔ズレが小さく安定する。
なお、この発明でのガイドセルは、リーダも含む概念であり、また、モータの出力軸とは、モータの駆動軸だけでなく、減速機構等を介在させた場合は、それからの出力軸も含む意味である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の穿孔装置によれば、次のような効果を奏する。
（１）穿孔装置のドリルヘッドは、モータ（回転駆動装置）、シャンクロッドを打撃するハンマスプールを内蔵するパーカッションシリンダ（打撃装置）およびシャンクロッドが同一軸心上に位置して設けられ、モータ（回転駆動装置）がドリルヘッド軸心より側方にずれた突出した位置に存在しないので、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔でも、障害物（邪魔者）が無くなり、天盤・地山の境等のギリギリの軸心での接地穿孔が可能となる。
【００１０】
（２）モータ（回転駆動装置）がドリルヘッド軸心より側方にずれた突出した位置に存在せず、モータ（回転駆動装置）、ハンマスプールを内蔵するパーカッションシリンダ（打撃装置）およびシャンクロッドが同一軸心上に位置しているので、全体の重量バランスがよく穿孔ズレのない直進穿孔が可能となる。
（３）特に、吊下げ型の法面（斜面）穿孔でも全体のバランスがよく均衡した保持が可能となるので穿孔ズレが小さく安定した直進穿孔が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。この発明の穿孔装置のドリルヘッドは、ガイドセルに摺動自在に設けられたスライドテーブルに固着され、このスライドテーブルに連結された給進装置（例えば、シリンダおよびモータで回転するスプロケットに懸回されたチェーン等）でスライドテーブルが進退され、これにより進退可動し、スライドテーブルに連結されたドリルヘッドに給進力・引抜力を付与する構成となっているが、この構成は公知なので、ここでは説明は省略し、以下ではこの発明にかかるドリルヘッドの実施の形態のみを説明する。
【００１２】
図１は、この発明の実施の形態を示すドリルヘッドの半断面正面図である。
この発明の穿孔装置のドリルヘッド１は、シャンクロッド６を打撃するハンマスプール（ピストン）５を内蔵するパーカッションシリンダ（打撃装置）４が、マウントケース２に回転自在に設けられ、その前方には前記ハンマスプール５で打撃するシャンクロッド（ハンマサブ）６が、ハンマスプール５と軸線を一致して配置され、その後方にはモータ（回転駆動装置）７がパーカッションシリンダ４と軸線を一致して連結され、該モータ７の出力軸８とパーカッションシリンダ４とが同一軸線上でスプライン機構９で連結されている。
【００１３】
ハンマスプール５を内蔵するパーカッションシリンダ４は、空圧シリンダ又は油圧シリンダであって、空圧回路又は油圧回路においてハンマスプール（ピストン）５を往復動させてシャンクロッド（ハンマサブともいう）６を打撃する構成であって、従来公知のものを採用し、詳細な説明は省略する。
パーカッションシリンダ４は、マウントケース２に回転自在に設けられており、本例では、軸受１６において回転自在に支承されている場合を示している。マウントケース２には取付ブラケット３が固設されており、この取付ブラケット３を介しガイドセルに摺動自在のスライドテーブル（図示省略）に固着される。これによりドリルヘッド１は、前記したようにガイドセルに沿って進退可能となる。
【００１４】
パーカッションシリンダ４の後方にはモータ７が同一軸線上で連結され、パーカッションシリンダ４とモータ７の出力軸８とは同一軸線上でスプライン機構９で連結されている。従って、モータ７を駆動することによってパーカッションシリンダ４を回転駆動させることができるが、パーカッションシリンダ４とモータ７の軸線方向の相対移動は、スプラインの範囲で許容される。
出力軸８は、モータ７の駆動をパーカッションシリンダ４に伝達するための出力軸であるので、モータ７からの直接的な駆動軸であってもよいし、その間に伝導機構、例えば減速機構を介在させた間接的な出力軸でもよい。本例ではモータ７と出力軸８との間に遊星３段減速機１０を介在させた場合を示しており、従って、出力軸８は遊星３段減速機１０からの出力軸となっている。モータ７としては、油圧モータ、空圧モータおよび電動モータ、等を例示できる。
【００１５】
パーカッションシリンダ４の前方には、ハンマスプール５で打撃するシャンクロッド６が、パーカッションシリンダ４に連結して設けられている。このシャンクロッド６のパーカッションシリンダ４との連結は、パーカッションシリンダ４の前方側内周面（図中、下方内周面）において挿通されたシャンクロッド６との間でロッドピン１２において連結されている。従って、シャンクロッド６は、パーカッションシリンダ４の回転で回転力が伝達され、ハンマスプール５の打撃で打撃力が伝達される。このシャンクロッド６のパーカッションシリンダ４との連結は、スプライン結合であってもよい。
【００１６】
また、パーカッションシリンダ４の下端において、シャンクロッド６の外周にリバースピストン１３が設けられ、その外周に皿ばね１４が配置されている。この皿ばね１４によりリバースピストン１３を介しシャンクロッド６は軸線方向後方に向けて付勢され、正打撃の後に逆打撃する作用をする。なお、この皿ばね１４、リバースピストン１３の部分は、ケース部材１５で閉塞されている。また、図中、符号１１はシャンクライナを示す。
【００１７】
しかして、この実施の形態のドリルヘッド１によれば、次のように作用する。
ドリルヘッド１は、給進装置でガイドセルに沿って進退するスライドテーブルに固着されている（いずれも図示省略）ので、ドリルヘッド１は、給進装置でスライドテーブルをガイドセルに沿って進退させることで進退可動でき、マウントケース２に回転自在に設けられたパーカッションシリンダ４には、その後方に設けられたモータ７の出力軸８が軸線を一致してスプライン機構９で連結されているので、パーカッションシリンダ４は、モータ７の駆動で回転駆動でき、それによりパーカッションシリンダ４の前方に設けられているシャンクロッド６もパーカッションシリンダ４を介して回転でき、また、シャンクロッド６は、パーカッションシリンダの前方にハンマスプール５と軸線を同一にして設けられているので、ハンマスプール５は、往復動してシャンクロッド６を打撃することができる。
従って、シャンクロッド６にドリルロッドを連結することによって、これに回転力、打撃力および給進力・引抜力を付与することができる。
【００１８】
なお、シャンクロッド６には、スイベル（図示省略）を連結し、このスイベルにドリルロッドを連結するようにしてもよい。このようにスイベルを介在されることでドリルロッドを二重管として二重管掘削が可能となる。
【００１９】
また、ドリルヘッド１は、モータ（回転駆動装置）７、シャンクロッド６を打撃するハンマスプール５内蔵のパーカッションシリンダ（打撃装置）４およびシャンクロッド６が同一軸線上に位置して設けられており、モータ（回転駆動装置）７がドリルヘッド軸心より側方にずれた突出した位置に存在しない。従って、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔でも、天盤・地山に当たる障害物がなくなり、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔が可能となるし、全体のバランスもよくなり穿孔ズレのない直進穿孔も可能で、吊下げ型の法面・斜面穿孔でも穿孔ズレが小さく安定した穿孔ができる。
【００２０】
なお、前記実施の形態は、この発明を制限するものではなく、この発明は、要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が許容される。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
この発明は、ドリルロッドに回転力、打撃力および給進力・引抜力を与えて穿孔したり掘削する穿孔装置、掘削装置に適用可能であり、ドリルロッドは単管でも二重管でも使用可能である。また、ドリルロッドより水や空気を供給しつつ穿孔したり掘削する二重管掘削（穿孔）工法にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態を示すドリルヘッドの半断面正面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ドリルヘッド
２  マウントケース
３  取付ブラケット
４  パーカッションシリンダ
５  ハンマスプール（ピストン）
６  シャンクロッド（ハンマサブ）
７  モータ（回転駆動装置）
８  出力軸
９  スプライン機構
１１  シャンクライナ
【図１】
0004892761.tif 000002