(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドシェルに搭載され送り機構によって前後移動可能なさく岩機と、さく岩機のさく孔作動を制御する制御装置とを備えたさく孔装置において、周縁に所定間隔で切欠が設けられた金属円板を送り機構のモータに取付け、金属円板の切欠と対向する位置に切欠の間隔と異なる間隔で一対の近接スイッチを配設したことを特徴とするさく孔長検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、さく孔装置のさく孔長やさく孔速度を検出するためのさく孔長検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉱山、採石、土木工事等の現場でさく孔作業に使用されるジャンボやクローラドリル等のさく孔装置では、ガイドシェルに搭載されたさく岩機からロッド先端に取付けたビットに打撃と回転を伝達し、送り機構によってさく岩機に送りを与えてさく孔する。長孔さく孔を行う場合には、ロッド１本分のさく孔が終わるとロッドを継ぎ足し、所定のさく孔長に達するまでさく孔とロッドの継ぎ足しを繰り返す。
【０００３】
さく孔作業においては、従来、さく孔長は、オペレータが視覚によって判断していた。
また、さく孔速度の変化は、さく孔対象の岩質の変化を示すものであるので、さく孔速度の変化を監視し、岩質に合わせてさく岩機の各作動機構の作動条件を調整しなければならない。このようなさく孔速度の変化もオペレータが視覚によって判断していた。
【０００４】
しかし、オペレータが視覚で判断すると、個人によってその判断が相違することがあり、作業経験の少ないオペレータと熟練したオペレータとでは、さく孔精度や能率に大きな差が生じることがあった。
【０００５】
そこで、さく岩機のさく孔作動を制御する制御装置を備えたさく孔装置において、さく孔長検出装置として送り機構にロータリエンコーダを設け、ロータリエンコーダの検出信号に基づいて制御装置でさく孔長やさく孔速度を求めるようにしたものが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、さく孔装置は、粉塵が多く、温度や湿度の変化も大きい過酷な現場で使用されるので、ロータリエンコーダ等の精密な機器は故障し易く作業に支障をきたすことが多いという問題がある。
【０００７】
この発明は、さく孔装置のさく孔長検出装置においてかかる問題を解決するものであって、構造がシンプルで過酷な条件下で使用しても故障を生じ難いさく孔長検出装置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】
本発明のさく孔長検出装置は、ガイドシェルに搭載され送り機構によって前後移動可能なさく岩機と、さく岩機のさく孔作動を制御する制御装置とを備えたさく孔装置において、周縁に所定間隔で切欠が設けられた金属円板を送り機構のモータに取付け、金属円板の切欠と対向する位置に切欠の間隔と異なる間隔で一対の近接スイッチを配設することにより上記課題を解決している。
【０００９】
さく孔作業時には、さく岩機は送り機構によりガイドシェルに沿って前後に移動する。このとき、送り機構のモータに取付けられている金属円板が回転するので、近接スイッチが金属円板の非切欠部と切欠とに交互に反応してｏｎ−ｏｆｆパルス信号を発生する。ｏｎ−ｏｆｆパルスの一周期は、送り機構のモータの所定回転角度に対応するので、制御装置でｏｎ−ｏｆｆパルス数を計数することによりさく岩機の移動距離を求めることができる。
【００１０】
一対の近接スイッチは、金属円板の切欠の間隔と異なる間隔で配設されているので、各近接スイッチの発生するｏｎ−ｏｆｆパルスは、互いに位相が異なっており、一方の近接スイッチがｏｎになった後、他方が遅れてｏｎとなり、一方がｏｆｆになった後、他方が遅れてｏｆｆとなる。この位相のずれは、さく岩機の前進時と後進時とでは逆になるので、これによりさく岩機が前進しているか後進しているか判断できる。
【００１１】
従って、さく孔長は、前進時の移動距離を加算し、後進時の移動距離を減算することにより得られる。さく孔速度は時間当たりの移動距離として容易に求められる。
【００１２】
本発明のさく孔長検出装置では、金属円板と一対の近接スイッチを用いているので構造がシンプルで過酷な条件下で使用してもロータリエンコーダ等の精密な機器のようにしばしば故障を生じるおそれはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態であるさく孔長検出装置を備えた油圧クローラドリルの斜視図、図２はさく岩機と送り機構の構成の説明図、図３は金属円板と近接スイッチの取付状態を示す側面図、図４は金属円板と近接スイッチの取付状態を示す平面図、図５は前進時の検出波形の説明図、図６は後進時の検出波形の説明図である。
【００１４】
ここで、油圧クローラドリル１は、トラックフレーム２を備えた走行台車５上に旋回起伏可能にブーム８が設けられており、このブーム８の先端部にはさく岩機１０を搭載したガイドシェル１１がチルト及びスイング可能に支持されている。
【００１５】
さく岩機１０にはシャンクロッド３が挿着されており、シャンクロッド３に所定長のロッド４がスリーブ７を介して接続され、このロッド４の先端にはビット６が取付けられている。そして、さく岩機１０は、シャンクロッド３に打撃と回転を与える打撃機構１３と回転機構９、及びフラッシング用の空気を供給するフラッシング機構１４とを備えている。
【００１６】
ガイドシェル１１には、送り機構１２が設けられている。送り機構１２は、駆動スプロケット１８を備えた油圧駆動のモータ１９をガイドシェル１１の後端部に設け、従動スプロケット２０をガイドシェル１１の前端部に設け、チエン２１を駆動スプロケット１８と従動スプロケット２０とに巻回し、このチエン２１の両端をさく岩機１０のキャリッジ２２に取り付けて、モータ１９の回転でさく岩機１０を前後に移動できるように構成さている。
【００１７】
さく岩機１０は、送り機構１２で送りが与えられ、打撃機構１３と回転機構９から、シャンクロッド３、ロッド４を介してビット６に打撃と回転とを伝達して岩石にさく孔する。またフラッシング機構１４はロッド６先端に圧縮空気を供給して、繰粉を排出させる。ガイドシェル１１の先端部には、さく孔口元を覆うダストポット３６が設けられており、このダストポット３６はダストコレクタ（図示略）に接続されていて、排出された繰粉を捕集する。
【００１８】
さく孔長がロッド４の長さより長い場合には、ロッド４の継ぎ足しと回収が必要となるので、ガイドシェル１１にはロッド４の継ぎ足しと回収を行うロッド交換装置１７が装備されている。
【００１９】
走行台車５上には、打撃機構１３、回転機構９、送り機構１２、及びロッド交換装置１７を駆動するための油圧駆動部１５と、フラッシング機構１４に圧縮空気を供給するための空気駆動部１６とが設置されている。また、さく岩機１０の打撃圧力、回転圧力、及びフラッシング圧力を検出するための検出手段として、油圧駆動部１５に打撃圧力検出器と回転圧力検出器（図示略）、空気駆動部１６にフラッシング圧力検出器（図示略）がそれぞれ設けられている。
【００２０】
さらに、さく孔長検出装置として、送り機構１２のモータ１９に、周縁に１２個の切欠２６が等間隔で設けられた金属円板２７が取付けられ、ガイドシェル１１には金属円板２７に近接してブラケット２８が設けられ、このブラケット２８には、一対の近接スイッチ３０Ａ、３０Ｂが、金属円板２７の切欠２６と対向する位置に、切欠２６の間隔よりもやや大きい間隔で取付けられている。切欠２６の数は必要に応じて適宜選択できる。
【００２１】
走行台車５上のオペレータキャビン２４にはさく岩機１０のさく孔作動を制御する制御装置２５が設けられている。この制御装置２５には記憶、演算、制御の機能を有するコンピュータが用いられており、ここには、さく孔手順、さく孔状況の判断、さく孔パターンの選択等さく孔制御において所要のさく孔データが予め記憶されている。
【００２２】
この油圧クローラドリル１でさく孔作業を行う場合には、オペレータが制御部２５にさく孔長を設定しさく孔開始を指令すると、さく岩機１０が制御部２５に記憶されているさく孔手順のプログラムデータに基づいてさく孔を開始する。
【００２３】
そこで、さく岩機１０は送り機構１２によりガイドシェル１１に沿って前後に移動する。このとき、送り機構１２のモータ１９に取付けられている金属円板２７は、駆動スプロケット１８と同時に回転するので、近接スイッチ３０Ａ、３０Ｂは金属円板２７の非切欠部と切欠２６とに交互に反応して図５及び図６に示すようなｏｎ−ｏｆｆパルス信号を制御装置２５に送る。
【００２４】
ｏｎ−ｏｆｆパルスの一周期は、切欠２６が１２個設けられている場合、送り機構１２のモータ１９の回転角度３０°に対応する。駆動スプロケット１８のピッチサークル径をＤ、ｏｎ−ｏｆｆパルスの一周期にさく岩機１０が移動する距離をＬとすれば、Ｌ＝πＤ／１２で一定である。
【００２５】
従って、制御装置２５はｏｎ−ｏｆｆパルス数を計数して、さく岩機１０の移動距離を求めることができる。
また、一対の近接スイッチ３０Ａ、３０Ｂは、金属円板２７の切欠２６の間隔と異なる間隔で配設されているので、近接スイッチ３０Ａと近接スイッチ３０Ｂの発生するｏｎ−ｏｆｆパルスは、互いに位相が異なっている。
【００２６】
前進時には、金属円板２７は、図３上反時計方向に回転するので、図５に示すように、前方の近接スイッチ３０Ｂがｏｎになった後、後方の近接スイッチ３０Ａが遅れてｏｎとなる。従って、前進時には、前方の近接スイッチ３０Ｂがｏｎとなっている状態で後方の近接スイッチ３０Ａがｏｆｆからｏｎへの立ち上がりを生じる。
【００２７】
これに対し、後進時には、金属円板２７は、図３上時計方向に回転するので、図６に示すように、後方の近接スイッチ３０Ａがｏｎになった後、前方の近接スイッチ３０Ｂが遅れてｏｎとなり、従って、前方の近接スイッチ３０Ｂがｏｎとなっている状態で、後方の近接スイッチ３０Ａがｏｎからｏｆｆへの立ち下がりを生じる。
【００２８】
このように位相のずれが、さく岩機１０の前進時と後進時とでは逆になるので、これにより制御装置２５でさく岩機１０が前進しているか後進しているか判断できる。
【００２９】
すなわち、前方の近接スイッチ３０Ｂがｏｎとなっている状態で後方の近接スイッチ３０Ａの立ち上がりパルスを計数することで、前進時の移動距離を求め、前方の近接スイッチ３０Ｂがｏｎとなっている状態で後方の近接スイッチ３０Ａの立ち下がりパルスを計数することで、後進時の移動距離を求めることになる。さく孔長は、前進時の移動距離を加算し、後進時の移動距離を減算することにより求める。さく孔速度は時間当たりの移動距離として容易に求められる。
【００３０】
このさく孔長のデータに基づいて、長孔さく孔を行う場合には、ロッド１本分のさく孔が終わるとロッド４を継ぎ足し再度さく孔を行う。以後さく孔とロッド４の継ぎ足しとを繰り返す。指定したさく孔長に達するとさく孔が終了する。
【００３１】
さく孔中は、さく岩機１０の打撃圧力、回転圧力、及びフラッシング圧力等のさく孔データが打撃圧力検出器、回転圧力検出器、フラッシング圧力検出器で、さく孔長、さく孔速度はさく孔長検出装置により検出され、制御装置２５に記憶される。制御装置２５では常時検出データに基づいて岩石の硬軟，亀裂の有無等の状況を判断し変化があればさく孔条件の設定を変更しさく孔する。
【００３２】
このさく孔長検出装置は、金属円板２７と一対の近接スイッチ３０Ａ、３０Ｂを用いたシンプルな構造であるので、過酷な条件下で使用しても故障を生じるおそれはない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のさく孔長検出装置は、構造がシンプルで過酷な条件下で使用しても故障を生じ難いので、メンテナンスの手間や経費を低減し、作業能率向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるさく孔長検出装置を備えた油圧クローラドリルの斜視図である。
【図２】さく岩機と送り機構の構成の説明図である。
【図３】金属円板と近接スイッチの取付状態を示す側面図である。
【図４】金属円板と近接スイッチの取付状態を示す平面図である。
【図５】前進時の検出波形の説明図である。
【図６】後進時の検出波形の説明図である。
【符号の説明】
１      油圧クローラドリル
２      トラックフレーム
３      シャンクロッド
４      ロッド
５      走行台車
６      ビット
８      ブーム
９      回転機構
１０    さく岩機
１１    ガイドシェル
１２    送り機構
１３    打撃機構
１４    フラッシング機構
１５    油圧駆動部
１６    空気駆動部
１７    ロッド交換装置
１８    駆動スプロケット
１９    モータ
２０    従動スプロケット
２１    チエン
２２    キャリッジ
２４    オペレータキャビン
２５    制御装置
２６    切欠
２７    金属円板
２８    ブラケット
３０Ａ  近接スイッチ
３０Ｂ  近接スイッチ
【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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