(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
法面にロックボルトを打設するロックボルト打設機のボルタヘッドであって、ボルト孔を穿孔する穿孔機構と、穿孔機構に接続された穿孔用のロッド及びビットを介して、ボルト孔内にセメントミルクを注入する充填機構と、穿孔用のロッドと打設用のロックボルトを交換収納可能なロッドチェンジャとを設け、
前記ロッドチェンジャは、前記ボルト孔の穿孔及び前記セメントミルクの注入が完了した後に、前記穿孔機構から前記穿孔用のロッド及びビットを切り離すと共に前記穿孔機構に前記打設用のロックボルトを接続するようになっており、
前記穿孔機構は、前記充填機構による前記セメントミルクの充填の進行と共に後退して前記穿孔用のロッド及びビットを前記ボルト孔内から引き出し、前記打設用のロックボルトが接続されると、前進して、前記セメントミルクが充填された前記ボルト孔内に前記ロックボルトを挿入し定着するようになっていることを特徴とするボルタヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路側壁等の法面にロックボルトを打設するために用いられるロックボルト打設機のボルタヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路側壁等の法面を形成したとき、この法面の崩壊を防止するため、ロックボルトを打設して補強することが行われている。
【０００３】
法面にロックボルトを打設するには、法面に沿って作業足場を設けて、穿孔、セメントミルクの注入、ロックボルトの挿入等の作業を行わねばならない。
しかし、作業足場の構築は面倒で手間とコストがかかり、また、作業者は作業足場上での高所作業を行うことになる。
【０００４】
よって、ロックボルト打設作業を効率化し安全性の向上を図るため、自動ロックボルト打設機が開発されている。
このロックボルト打設機には、図８及び図９に示すようなボルタヘッド１００が設けられている。このボルタヘッド１００は、法面にボルト孔を穿孔する穿孔装置１０１と、穿孔したボルト孔内にセメントミルクを注入する注入装置１０２と、ボルト孔内にロックボルトを挿入する挿入装置１０３と、ロックボルト１１０を収納するボルトマガジン１０４とを備えたロックボルト打設用の装置であって、穿孔装置１０１と、注入装置１０２と、挿入装置１０３とは、回転軸１０６に放射状に取付けられており、回動用シリンダ１０７を伸縮して回転軸１０６を中心として回動させることにより、穿孔装置１０１と、注入装置１０２と、挿入装置１０３とを同一位置に交互に位置決めできるようになっている。
【０００５】
従って、このボルタヘッド１００を用いて、穿孔装置１０１と、注入装置１０２と、挿入装置１０３とをロックボルトの打設位置に順次位置決めすることにより、穿孔作業、注入作業、ボルト挿入作業を逐次行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなボルタヘッド１００では、穿孔装置１０１と、注入装置１０２と、挿入装置１０３とを回転軸１０６を中心として回動させて同一位置に交互に位置決めするようになっているので、ロックボルト打設作業の進捗に伴って穿孔装置１０１と、注入装置１０２と、挿入装置１０３とを逐次切換え、その都度位置決めしてやる必要があり操作が面倒で能率が悪い。また、ボルタヘッド１００に穿孔装置１０１と、注入装置１０２と、挿入装置１０３とを設けているので、ボルタヘッド１００が大型化、重量化し、これを搭載支持するロックボルト打設機も大型化するのを免れず、ロックボルト打設機のコストが高くなるという問題がある。
【０００７】
この発明は、ロックボルト打設機におけるかかる問題を解決するものであって、ボルト打設作業の進捗に伴って穿孔装置と、注入装置と、挿入装置の位置を逐次切換えてその都度位置決めしてやるような必要がなく、操作が容易で能率よく打設作業をおこなうことができ、また、軽量化でき低コストで製作可能なロックボルト打設機のボルタヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明では、法面にロックボルトを打設するロックボルト打設機のボルタヘッドであって、ボルト孔を穿孔する穿孔機構と、穿孔機構に接続された穿孔用のロッド及びビットを介して、ボルト孔内にセメントミルクを注入する充填機構と、穿孔用のロッドと打設用のロックボルトを交換収納可能なロッドチェンジャとを設け、前記ロッドチェンジャは、前記ボルト孔の穿孔及び前記セメントミルクの注入が完了した後に、前記穿孔機構から前記穿孔用のロッド及びビットを切り離すと共に前記穿孔機構に前記打設用のロックボルトを接続するようになっており、前記穿孔機構は、前記充填機構による前記セメントミルクの充填の進行と共に後退して前記穿孔用のロッド及びビットを前記ボルト孔内から引き出し、前記打設用のロックボルトが接続されると、前進して、前記セメントミルクが充填された前記ボルト孔内に前記ロックボルトを挿入し定着するようになっていることにより上記課題を解決している。
【０００９】
ロックボルト打設作業の際には、まず、ボルタヘッドの穿孔機構で、法面にボルト孔を穿孔する。次に、充填機構から穿孔機構のロッド及びビットを介して、穿孔したボルト孔内にセメントミルクを注入する。ボルト孔内へのセメントミルクの充填の進行と共に穿孔機構を後退させて、ロッド及びビットをボルト孔内から引き出す。
【００１０】
セメントミルクの充填がすむと、ロッドチェンジャでロッドを穿孔機構から切り離し、ロッドに代えてロックボルトを穿孔機構に接続した後、穿孔機構を前進させてロックボルトをボルト孔内へ挿入し定着させる。
【００１１】
一箇所への打設が終わると、ボルタヘッドを次の打設位置まで移動させ、順次ロックボルトの打設を行う。
このボルタヘッドでは、セメントミルクの充填に穿孔機構のロッド及びビットを利用し、ロックボルトの挿入にも穿孔機構を利用するので、穿孔開始前に一度穿孔機構を位置決めしてやれば、その後、ロックボルト打設作業の進捗に伴って充填機構と、ボルト挿入機構の位置を逐次切換えてその都度位置決めしてやるような作業は必要なく、操作が容易で能率よく打設作業をおこなうことができる。また、充填機構のセメントミルク注入用ホースの押込装置や、ボルト挿入機構が不要であるので、ボルタヘッドが軽量化される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態であるボルタヘッドを搭載したロックボルト打設機の正面図、図２は充填機構の構成の説明図、図３は穿孔機構とロッドチェンジャの平面図、図４は穿孔機構とロッドチェンジャの前面図、図５は図３のＡ−Ａ線断面図、図６はロッドチェンジャの動作の説明図である。
【００１３】
ロックボルト打設機１は、走行自在な台車２と、台車２上に設けられた傾動自在なマスト３と、マスト３に昇降自在に搭載されたボルタヘッド４とを備えている。
【００１４】
ボルタヘッド４には、法面５にボルト孔を穿孔する穿孔機構６と、ボルト孔内にセメントミルクを注入する充填機構７と、穿孔用のロッド９と打設用のロックボルト１０を交換収納可能なロッドチェンジャ８とが設けられている。
【００１５】
穿孔機構６は、さく岩機１１と、さく岩機１１の法面５方向への移動を案内するガイドシェル１２とで構成され、このボルタヘッド４では、通常上側となるさく岩機１１がガイドシェル１２の下側となるように（図３に示す平面が下向きとなるように）支持されている。
【００１６】
さく岩機１１に挿着されたシャンクロッド１３と、シャンクロッド１３に接続される穿孔用のロッド９と、ロッド９の先端に取付けられるビット１９には、穿孔時にスイベルジョイント１４を介して圧縮空気や水等のフラッシング流体Ｆを供給する流路１５が形成されており、スイベルジョイント１４には図示しない流体源からフラッシング用配管１６が接続されている。ガイドシェル１２の前端部にはセントラライザ１７、さく岩機１１とセントラライザ１７との中間部には、サブセントラライザ１８が設けられている。このサブセントラライザ１８はさく岩機１１の移動距離の１／２の距離を移動するようになっている。
【００１７】
充填機構７は、バルブ７１を設けた注入用配管７２をフラッシング用配管１６に接続したものであり、充填時にバルブ７１を開くことにより、図示しない注入ポンプから供給されるセメントミルクＣを、フラッシング用配管１６、スイベルジョイント１４、流路１５を介してボルト孔内に注入するようになっている。
【００１８】
ロッドチェンジャ８は、ガイドシェル１２の側方に支持されたマガジン２１と、キャリア２２とを備えている。
マガジン２１は、周縁部にロッド９とロックボルト１０とを収納する複数のスプリング２３付きの収納口２０を備えた円盤状のフロントマガジン２４とリヤマガジン２５とを、所定間隔で円筒状のマガジン軸２６に固設したものであり、このマガジン軸２６が、ガイドシェル１２の側部に固定されたマガジンフレーム２７に支持されているスイングアーム軸２８上に回転可能に装着されており、マガジン軸２６の後端部に設けたられた回転機構２９によって回転が与えられる。
【００１９】
キャリア２２は、スイングアーム３０とキャリアアーム３１とクランプフック３２とを備えている。スイングアーム軸２８にはスイングアーム３０の基端部が固定されており、このスイングアーム３０は、マガジンフレーム２７との間に取付けたスイングシリンダ３３で回動されるようになっている。
【００２０】
スイングアーム３０の先端部にはキャリアアーム軸３４が支持されており、このキャリアアーム軸３４には、リンク３５が固定されている。このリンク３５とマガジンフレーム２７との間にはキャリアアームシリンダ３６が取付けられており、このキャリアアームシリンダ３６でキャリアアーム軸３４が回動されるようになっている。
【００２１】
このキャリアアーム軸３４には、キャリアアーム３１の基端部がパワーロック３７で固定されている。
キャリアアーム３１の先端部には、クランプフック３２が枢着されており、このクランプフック３２は、キャリアアーム３１との間に取付けたクランプシリンダ３８で回動され、ロッド９またはロックボルト１０を把持するようになっている。
【００２２】
このロックボルト打設機１で法面５にロックボルト１０を打設する場合には、台車２を法面５付近まで走行させ、マスト３を法面５と平行になるように傾動する。
【００２３】
まず、法面５に穿孔を行うため、さく岩機１１に穿孔用のロッド９を次の手順で接続する。ロッドチェンジャ８のキャリア２２のクランプフック３２は、図６(a) に示すようにマガジン２１の収納口２０付近の位置にある。マガジン２１の収納口２０には通常穿孔用のロッド９と複数本の打設用のロックボルト１０が収納されているので、回転機構２９でマガジン２１をロッド９の取り出し可能な位置まで回転させる。
【００２４】
そこでクランプシリンダ３８を伸長してクランプフック３２でロッド９を把持し、キャリアアームシリンダ３６を短縮してキャリアアーム３１を図６(b) の位置まで回動させ、ロッド９をマガジン２１から取り出す。スイングシリンダ３３を短縮して、スイングアーム３０をガイドシェル１２側へ図６(c) の位置まで旋回させる。
【００２５】
キャリアアームシリンダ３６を伸長してキャリアアーム３１を図６(d) の位置まで回動させて、ロッド９の中心がさく岩機１１の中心線と一致するよう位置決めを行った後、サブセントラライザ１８を閉じてロッド９を保持し、クランプシリンダ３８は若干短縮してクランプフック３２を緩める。さく岩機１１を正転しながら前進させてシャンクロッド１３とロッド９後端のねじとを接続し、ロッド９の先端部をセントラライザ１７で支持する。
【００２６】
クランプシリンダ３８を短縮してクランプフック３２を開き、キャリアアームシリンダ３６を短縮してキャリアアーム３１を図６(e) の位置まで回動させ、さらにスイングシリンダ３３を伸長して、スイングアーム３０をガイドシェル１２から離隔させ図６(f) の位置まで旋回させ、キャリアアームシリンダ３６を伸長してキャリアアーム３１を図６(g) の位置まで回動させる。
【００２７】
ボルタヘッド４をマスト３に沿って移動させて、法面５の所定位置に穿孔機構６のさく岩機１１のロッド９、ビット１９を位置決めし、さく岩機１１をガイドシェル１２に沿って前進させて法面５に所定長のボルト孔を穿孔する。
【００２８】
ボルト孔の穿孔が終わると、次に、バルブ７１を開くことにより、注入ポンプから供給されるセメントミルクＣを、フラッシング用配管７２、スイベルジョイント１４、流路１５を介してボルト孔内に注入する。ボルト孔内へのセメントミルクＣの充填の進行と共にさく岩機１１を後退させて、ロッド９及びビット１９をボルト孔内から引き出す。
【００２９】
セメントミルクＣの充填がすむと、ロッドチェンジャ８でロッド９を穿孔機構６のさく岩機１１のシャンクロッド１３から切り離しロッド９に代えてロックボルト１０をさく岩機１１のシャンクロッド１３に接続する。このときには、ロッド９を接続するときと逆の手順でマガジン２１の収納口２０に収納し、回転機構２９でマガジン２１をロックボルト１０の取り出し可能な位置まで回転させ、ロッド９を接続するときと同様の手順でロックボルト１０をさく岩機１１のシャンクロッド１３に接続する。それから、さく岩機１１を前進させてロックボルト１０をボルト孔内へ挿入し、さく岩機１１から切り離して定着させる。
【００３０】
一箇所への打設が終わると、ボルタヘッド４をマスト３に沿って次の打設位置まで移動させ、順次ロックボルト１０の打設を行う。所定本数のロックボルト１０がマスト３に沿って打設されると、ロッドチェンジャ８のマガジン２１にはロックボルト１０を補充し、台車２を所定距離移動させ、前記作業を繰り返す。
【００３１】
このロックボルト打設機１では、穿孔開始前に一度穿孔機構を位置決めしてやれば、その後、ロックボルト１０の打設作業の進捗に伴って充填機構と、ボルト挿入機構の位置を逐次切換えてその都度位置決めしてやるような必要がなく、操作が容易で能率よく打設作業をおこなうことができる。また、セメントミルクＣの充填に穿孔機構６のロッド９及びビット１９を利用し、ロックボルト１０の挿入にも穿孔機構６を利用するので、充填機構７のセメントミルク注入用ホースの押込装置や、ボルト挿入機構が不要であり、ボルタヘッド４が軽量化される。
【００３２】
図７は、本発明の他の実施の形態を示すボルタヘッドを搭載したロックボルト打設機の正面図である。
このロックボルト打設機１は、走行自在な台車２上に起伏するブーム５０とアーム５１とを備えたパワーショベルのバケットに代えてボルタヘッド４を取付けたものであり、ブームシリンダ５２、アームシリンダ５３、バケットシリンダ５４を伸縮することにより、法面５の所定位置にボルタヘッド４を移動させ位置決めすることができる。位置決め後のロックボルト１０の打設作業は図１のものと同様である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボルタヘッドは、ボルト打設作業の進捗に伴って穿孔機構と、充填機構と、ボルト挿入機構の位置を逐次切換えてその都度位置決めしてやるような必要がなく、操作が容易で能率よく打設作業をおこなうことができる。また、ボルタヘッドは軽量化でき製作コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるボルタヘッドを搭載したロックボルト打設機の正面図である。
【図２】充填機構の構成の説明図である。
【図３】穿孔機構とロッドチェンジャの平面図である。
【図４】穿孔機構とロッドチェンジャの前面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】ロッドチェンジャの動作の説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態を示すボルタヘッドを搭載したロックボルト打設機の正面図である。
【図８】従来のボルタヘッドの平面図である。
【図９】従来のボルタヘッドの前面図である。
【符号の説明】
１      ロックボルト打設機
２      台車
３      マスト
４      ボルタヘッド
５      法面
６      穿孔機構
８      ロッドチェンジャ
９      ロッド
１０    ロックボルト
１１    さく岩機
１２    ガイドシェル
１３    シャンクロッド
１４    スイベルジョイント
１５    流路
１６    フラッシング用配管
１７    セントラライザ
１８    サブセントラライザ
１９    ビット
２０    収納口
２１    マガジン
２２    キャリヤ
３０    スイングアーム
３１    キャリヤアーム
３２    クランプフック
７１    バルブ
７２    注入用配管
【図１】
0003791644.tif 000002
【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】
0003791644.tif 000007
【図７】
0003791644.tif 000008
【図８】
0003791644.tif 000009
【図９】
0003791644.tif 000010