JPH09126700A - 爆薬遠隔装填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】切羽に形成された装薬孔に薬包状爆薬を装填す
るに際し、作業の省力化をはかり、安全性を向上させ
る。 【解決手段】薬包Ｄを収容するホッパー１の内部に突起
２ｂを有する掻出機２を配置すると共に、粘土からなる
込物Ｅを個別に分離する円筒フィーダー３と込物Ｅを予
め設定された形状に矯正する矯正機４を配置する。掻出
機２の下流側及び矯正機４の下流側にシュート５，装填
機６を配置し、装填機６に装填ホース７を接続する。装
填ホース７の先端にチューブ16を装着し、該チューブ16
を装薬ケージ８に搭乗した作業員が保持するチューブス
ライダー18によって装薬孔Ｃに案内する。装薬ケージ８
に掻出機２，円筒フィーダー３，矯正機４，装填機６，
チューブ入出装置17を制御する手元スィッチ９を設けて
遠隔操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切羽に形成した装
薬孔に薬包状爆薬を装填する作業を遠隔操作によって、
連続的に且つ安全に実施するための爆薬遠隔装填装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薬包状の爆薬を圧縮空気で圧送すること
は公知であり、プロトタイプの爆薬装薬機も製作され、
市場に供給されている。この爆薬装薬機は、単に離隔し
た２点間に薬包を空気で圧送する送薬手段であって、発
送元である薬包の供給口に作業員を配置しての装填が必
須である（例えば特開昭58−120100号公報，同59-95400
号公報）。

【０００３】即ち、上記爆薬装薬機を用いて装薬孔に爆
薬を装填する作業を実施する場合、フレキシブルなホー
スを装薬孔に挿入するために少なくともホースの先端を
前記装薬孔に差し込むことが出来る位置まで接近させる
作業を行うホース先端担当者と、ゼラチン状で薬包状の
爆薬を装薬孔に対し詰まりや過密填のない均質な状態で
装填するためにホース先端担当者の合図に応じて薬包状
の爆薬を爆薬装薬機に供給する供給担当者との少なくと
も２名の作業員によって行われる。また作業状況によっ
てはホースを整理する補助者も必要である。

【０００４】作業員が装薬孔に接近する作業は頭上開放
のベンチカット等所謂明かり発破を除きトンネル現場で
は頭上崩落の危険があり、またホース先端担当者や供給
担当者の複数の作業員が必要であることから人件費の高
騰を招き実用に供されていないのが実情である。

【０００５】上記問題を解決した技術として特開昭59-6
3500号公報に開示された爆薬装填装置がある。この技術
は装填ホースを油圧モーターに駆動されるローラによっ
て発破孔に対して進退動させると共に包装爆薬をエアに
よって装填ホース内を圧送させるように構成し、包装爆
薬の装填数を検出して装填ホースを進退動させるように
構成したものである。この技術では、ホース先端を発破
孔に差し込む作業員を排除することが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、単に爆薬
装薬機を用いたのでは人件費が高騰する虞があり、且つ
先端担当者が頭上崩落の危険に曝される虞があるという
問題がある。また特開昭59-63500号公報に開示された技
術では、装填ホースの先端を担当する作業員は不要であ
るが爆薬を供給する作業員は必要であり、人件費の高騰
という問題がある。

【０００７】本発明の目的は、装薬孔に対し薬包状爆薬
を装填する作業を実施するに際し、可及的に作業員を減
少させると共に作業の安全性を向上させることが出来る
爆薬遠隔装填装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決してトン
ネル内での爆薬装填作業を安全に実施するには、次の３
条件を満足することが必要である。

【０００９】第１の条件は装薬孔に薬包状爆薬を装填す
る場合、作業員は装薬孔から３ｍ以上離れなければなら
ないという点である。このため、可撓性を有する装填ホ
ースを３ｍ以上離れた位置から装薬孔に挿入する操作を
可能とし、天盤崩落等の危険が高い装薬孔に接近させる
必要のない方式を確立しなければならない。例えば、大
型ホイールジャンボや高所作業車に搭載した装薬ケージ
から装薬孔に装填する場合、作業者は装薬孔と正対して
いなくとも装填ホースを装薬孔に挿入し得ることが必要
である。この場合、装薬孔が３ｍ〜10ｍ程度の深さを有
するものであっても、装薬ケージ内で装填ホースを装薬
孔の最奥部まで容易に且つ速やかに挿入，離脱させる操
作をなし得ることが必要である。

【００１０】第２の条件は薬包状爆薬の供給を無人化す
る点である。このため、薬包状爆薬を収容したホッパー
から薬包状爆薬を無人化状態で取り出すこと、薬包状爆
薬の装薬孔への装填と同期して薬包状爆薬を装填機に発
射軸と同軸で順次供給することが必要である。特に、ホ
ッパー及び装填機を遠隔操作し得るように構成すること
が必要である。またホッパーと装填機の間にはブリッジ
やジャムが発生する虞のない薬包状爆薬の個別化及び薬
包状爆薬のストックが可能であり、且つ自動的にホッパ
ーから補充可能であることが好ましい。

【００１１】第３の条件は装薬孔に薬包状爆薬を装填す
るに際し、装填ホースに過大な張力や弛みを発生させる
ことのない点である。このため、装填作業の進行に伴う
装填ホースの張りや弛みが生じたとき、該ホースを巻取
り或いは巻き戻すことが可能なホースリールを設けてホ
ース先端作業者に無用の負担を掛けたり、装薬ケージに
引っ張り力を作用させることのないように構成すること
が必要である。またホースリールは装填ホース内を圧送
される薬包に対し障害になることのない曲率半径を有す
ることが必要である。

【００１２】上記各条件を満足して上記課題を解決する
ために本発明に係る代表的な爆薬遠隔装填装置は、薬包
状爆薬の軸を整列して収容するホッパーと、前記ホッパ
ーに主要部が内蔵され薬包状爆薬を該ホッパーの頂部へ
搬送するコンベアからなる掻出機と、前記掻出機の下流
側に配置され該掻出機から排出された薬包状爆薬を装填
機に案内するシュートと、前記シュートを介して送られ
た薬包状爆薬を圧送供給する装填機と、前記装填機に接
続され該装填機によって圧送される薬包状爆薬を装薬孔
に導く装填ホースと、前記各部の駆動を遠隔操作するた
めの手元スイッチとからなるものである。

【００１３】上記爆薬遠隔装填装置では、ホッパーに軸
を整列して収容された薬包状爆薬を該ホッパーに主要部
を内蔵されたベルトコンベアからなる掻出機によって掻
き上げて頂部へ搬送することで、外部へ排出することが
出来る。即ち、掻出機を構成するベルトコンベアに薬包
状爆薬を支持する突起或いは薬包状爆薬を収容する凹所
を設けることによって、該突起或いは凹所毎に薬包状爆
薬を支持し或いは収容して搬送することが出来る。また
排出された薬包状爆薬は掻出機の下流側に配置されたシ
ュートに案内されて装填機に導入され、該装填機に供給
された圧気によって装填ホース内に圧送される。この圧
送によって薬包状爆薬を切羽に形成された装薬孔に装填
することが出来る。

【００１４】上記掻出機，装填機は手元スイッチの操作
によって遠隔操作されるため、作業員の数を削減すると
共に安全性を向上させることが出来る。

【００１５】前記爆薬遠隔装填装置に於いて、シュート
を介して送られた薬包状爆薬を一時的に滞留させると共
に滞留させた薬包状爆薬の量を検出するセンサーを有す
るストッカーを備えると共に該ストッカーに滞留した薬
包状爆薬を個別に切り出して装填機に供給する個別切出
し装置を設けることによって、薬包状爆薬を直線状に一
時的に一定量滞留させ且つセンサーによって滞留量を検
出して払出量や補充量を制御することが出来る。

【００１６】またストッカーの下流側に接続された個別
切出し装置によって、該ストッカーに滞留した薬包状爆
薬を１本づつ、或いは複数の必要量を切り出すことが出
来る。この個別切出し装置は、圧縮空気によってストッ
カーに滞留した薬包状爆薬を切り出すことで機械的なト
ラブルの発生や電気エネルギーによる対爆薬安全性を低
下させることのない仕様とし、且つ系全体の装填速度を
上昇させるために装填機に対し十分な速度を持った仕込
みが可能なように圧縮空気による加速機構を有してい
る。

【００１７】また個別切出し装置は、圧縮空気の供給に
伴って発生する『狭隘部真空現象』や、薬包状爆薬背部
の『カルマン渦』による逆方向吸着を避けるため及び／
又は個別切出し装置内に生じる圧縮空気を容易に開放
し、円滑，確実な切出しが出来るように多数の孔を形成
した壁を有している。

【００１８】また爆薬遠隔装填装置に於いて、可塑性を
有する棒状の込物を軸を整列させて個別に切り出す切出
機を有し、前記切出機から切り出された込物を直接、或
いは掻出機の下流側に配置されたシュートを介して装填
機に供給し、該装填機から圧送供給するように構成する
ことが好ましい。

【００１９】上記の如く構成することによって、切羽に
形成された装薬孔に対し、遠隔操作の基に所定数の薬包
状爆薬と込物を順次圧送供給して装填することが出来
る。

【００２０】また爆薬遠隔装填装置に於いて、手元スイ
ッチは所定数の光ファイバーと夫々の光ファイバーに対
応する押しボタンスイッチを有し、前記光ファイバーは
手元スイッチから離隔した位置に発光部と受光部を互い
に接近させて配置すると共に該発光部と受光部を接続し
て手元スイッチまで延長され、前記押しボタンスイッチ
は光ファイバーを横断する方向に移動可能なシャッター
を有し、押しボタンスイッチの操作に伴ってシャッター
によって光を断続させて信号を伝達するように構成する
ことが好ましい。

【００２１】手元スイッチを上記の如く構成することに
よって、作業員による操作信号を光の遮断によって伝達
することが出来る。このため、空気制御の場合と比較し
て信号の伝達時間を極めて短縮することが出来る。

【００２２】上記掻出機，装填機等の機器は、これらの
機器から十分に離隔した切羽の近辺にいる作業員からの
遠隔操作によって非電気的に制御され、薬包状爆薬は装
填機，装填ホースを通して圧縮空気により圧送されて装
薬孔に装填される。このため、薬包状爆薬の供給を作業
員に頼ることなく無人化して可及的に削減することが出
来る。

【００２３】装填機以降に於いて、薬包状爆薬が装填ホ
ースを通して圧送される過程で該ホース内の何処かに薬
包状爆薬の詰まりが生じた場合、予期しない危険が発生
する虞がある。このような不測の状態の発生に対応する
ための安全対策として装填機の先端又は装填機と装填ホ
ースの間に圧気調整用の安全弁を設けることが好まし
い。

【００２４】また不測の状態で薬包状爆薬が装填ホース
の先端部から飛び出すのを防止するため、保安上の見地
から手元制御盤に前記飛び出しを防止する制御部を設け
ることが好ましい。この制御部は、切羽の近辺にいる作
業員が手元スイッチを操作して薬包状爆薬又は込物の指
定及び夫々の本数の指定を行った後、単に発射ボタンを
操作しただけでは装填ホースの先端から薬包状爆薬を飛
び出させることのないように制御することで、不測状態
での薬包状爆薬の飛び出しを防止し得るように構成され
ている。

【００２５】また上記爆薬遠隔装填装置の装填機の下流
から装薬孔までの装薬系統には、正逆転可能なモーター
によって駆動され装填ホースを巻き付ける巻胴の直径が
１ｍ以上に設定されたホースリールと、繰り出された装
填ホースの弛みを検出するセンサーを配置し、薬包状爆
薬を装薬孔に装填する際に前記センサーからの信号に応
じてモーターを駆動して装填ホースの弛みを調整するよ
うに構成することが好ましい。

【００２６】上記の如く構成することによって、装填ホ
ースの曲率半径は 500mm以上となり、該ホース内に供給
された薬包状爆薬を円滑に圧送することが出来、且つ常
にセンサーによって装填ホースの張りや弛みを監視する
ことで、該ホースの張り具合を適度な状態に維持するこ
とが出来る。

【００２７】また装填ホースの中間にカプラーを設ける
ことで、装填ホースの断続をワンタッチ操作で行ない且
つ所望の位置で容易に分断し得るように構成することが
好ましい。そして爆薬遠隔装填装置を自走式の車両に搭
載することで、該装置の発破前後のトンネル内への入退
場を機動的に速やかに行なうことが出来る。

【００２８】また装填ホースの先端に導電性と剛性を有
し且つ内部に薬包状爆薬を流通させるチューブを取り付
けることが好ましい。このように構成した場合には、ホ
ース先端作業者がチューブを操作して容易に装薬孔の内
部に挿入することが出来、薬包状爆薬を確実に装填する
ことが出来る。

【００２９】本発明を実施することによって発破による
トンネル掘進現場用の装置として次の事項をより安全，
確実に且つ省力化することが出来る。

【００３０】(1)孔元から数十メートル離れた後方でも
待機要員無しで薬包状爆薬供給が出来る。

【００３１】(2)発破すべき孔を穿孔後、十分量の薬包
状爆薬の供給を受けたホッパーやシュート等の機材が搬
入出来、装填後の残余の薬包状爆薬，機材等を車両に搭
載した状態でトンネル内を入退場出来る。

【００３２】(3)高所の装填位置と遙か後方の薬包状爆
薬供給場所間でも切羽の状況を見ながら装填ホースを比
較的容易に処理出来る。

【００３３】(4)安全性に加え、装填作業が楽になり省
力化の上、高速になる。

【００３４】(5)装填作業時の省人化がはかれ一人作業
が出来る。

【００３５】(6)装薬時の個人差のない均質，高速度の
装填が出来る。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、上記爆薬遠隔装填装置の実
施形態について図により説明する。図１は爆薬遠隔装填
装置の全体構成を説明する図、図２は薬包状爆薬及び込
物を供給する系の構成を説明する図、図３はホッパー及
び切出機の配置を説明する三面図、図４はホッパーの断
面図、図５はホッパーとシュートの関係を説明する図、
図６は矯正機の構成を説明する図、図７はストッカーと
個別切出し装置の接続構成を説明する長手方向の断面
図、図８はホースリールの構成を説明する斜視図、図９
は薬包状爆薬及び込物を装薬孔に装填する装填側を説明
する図、図10は装填ホースの先端部の構成を説明する
図、図11はチューブスライダーの構成を説明する図、図
12は手元スイッチの操作に伴う信号の伝達状態を説明す
る模式図、図13は圧気調整用の安全弁の構成を説明する
図、図14は装薬孔に薬包状爆薬を装填する作業手順を説
明する図、図15は複数のホッパーを備えこれらのホッパ
ーから複数の装填ホースに同時に薬包状爆薬を供給する
系の構成を説明する平面図である。

【００３７】図１は本発明の一実施形態に係る爆薬遠隔
装填装置を示しており、ホッパー１，掻出機２，円筒フ
ィーダー３，矯正機４，シュート５，装填機６，装填ホ
ース７等からなる爆薬の供給系を搭載した車両Ａと、装
薬ケージ８を搭載した大型ホイールジャンボＢとを有し
て構成されている。そしてホッパー１に収容した多数の
薬包状爆薬Ｄ（以下「薬包Ｄ」という）を掻出機２によ
って搬送してホッパー１からシュート５に排出して装填
機６に供給し、該装填機６に接続された装填ホース７を
介して高所に於いては装薬ケージ８に搭乗した作業員の
手元スイッチ９の操作に応じて装薬孔Ｃに装填し、所定
数の薬包Ｄを装填した後、粘土からなる丸棒状の込物Ｅ
を円筒フィーダー３によって整列させて矯正機４によっ
て矯正してシュート５を経て装填機６に供給し、該装填
機６に接続された装填ホース７を介して装薬孔Ｃに装填
し得るように構成されている。

【００３８】車両Ａとしては自走式車両が用いられ、該
車両Ａの荷台上には１系列の爆薬供給系が配置（図２参
照）され、或いは複数系列の爆薬供給系が配置（図15参
照）されている。先ず、爆薬の供給系の構成について、
即ち、ホッパー１〜装填機６の構成について図２〜図８
により説明する。

【００３９】ホッパー１は頂点を下側に配置した逆三角
形状に構成されており、上方は蓋１ａによって被蓋さ
れ、一方の側壁は該ホッパー１に薬包Ｄを容易に仕込む
ことが可能なように片開き扉或いはスライド式の開閉扉
１ｂとして構成されている。ホッパー１の一方の斜面１
ｃには掻出機２が配置され、この掻出機２によって薬包
Ｄがシュート５に排出される。このため、斜面１ｃの頂
部にはシュート５に対向して開口１ｄが形成されてい
る。尚、ホッパー１は数百本〜千本程度の薬包Ｄを収容
し得るように構成されている。

【００４０】掻出機２はエンドレス状のベルト２ａを有
するベルトコンベアとして構成され、ホッパー１の内部
に且つ該ホッパーの一方の斜面１ｃに沿って配置されて
いる。ベルト２ａには薬包Ｄを搬送する複数の突起２
ｂ、及び薬包Ｄを支持する支持部材２ｃが一定のピッチ
で設けられている。掻出機２は装薬孔Ｃに薬包Ｄを装填
する作業を実施する作業員によって遠隔操作されるエア
モーター或いは油圧モーター等の非電気的なモーター２
ｄによって駆動される。

【００４１】即ち、運転開始の操作に伴って、掻出機２
のベルト２ａがホッパー１の底部から頂部に向けて移動
し、ホッパー１に収容された薬包Ｄを突起２ｂによって
搬送して開口１ｄからシュート５に排出することが可能
である。ベルト２ａは予め設定された装薬孔Ｃに装填す
べき薬包Ｄの数を排出するまで連続運転され、所定数の
排出が終了した後停止する。

【００４２】開口１ｄとシュート５の間にはエアシリン
ダー10ａによって回動される反転受皿10ｂが設けられて
いる。この反転受皿10ｂは掻出機２と同期して駆動さ
れ、ホッパー１の頂部から自然落下する薬包Ｄをシュー
ト５に受け渡す機能を有するものである。そして反転受
皿10ｂを介して薬包Ｄをシュート５に供給することで、
薬包Ｄの軸をシュート５の軸と一致させてジャムの発生
を防止することが可能である。

【００４３】装薬孔Ｃには薬包Ｄと粘土によって成形さ
れた込物Ｅが装填される。従って、装薬孔Ｃに対する装
薬作業を実施する装置では、薬包Ｄ及び込物Ｅを連続的
に装填し得るように構成することが望ましい。このた
め、本実施形態では、薬包Ｄを収容するホッパー１と並
列させて込物Ｅを供給する装置を配置すると共に該装置
から排出された込物Ｅをホッパー１の開口１ｄと対向さ
せて配置したシュート５に供給し得るように構成してい
る。

【００４４】込物Ｅは可塑性を有する粘土を予め設定さ
れた寸法を持った丸棒状に成形されて形成されている。
この込物Ｅは多数本を重ねた状態で成形工程から装填工
程に供給されるため、通常は互いにくっつき合い且つ断
面形状も偏平状に変形している。従って、込物Ｅを遠隔
操作して装薬孔Ｃに装填するには、個別に分割するこ
と、断面形状を丸に成形すること、を実行する切出機が
必要である。

【００４５】本実施形態では上記機能を有する切出機
を、振動式の円筒フィーダー３と矯正機４とによって構
成している。円筒フィーダー３としては一般的にパーツ
フィーダーとして用いられているものを利用しており、
互いに団子状態にくっつき合った込物Ｅをほぐして個別
に分離すると共に、軸方向を揃えた状態で一列に整列さ
せて排出することが可能である。

【００４６】また円筒フィーダー３の上部にはコンベア
11が設けられており、該コンベア11に予め多数の込物Ｅ
が積み上げた状態で載置されている。またコンベア11は
遠隔操作によって間欠運転され、込物Ｅを円筒フィーダ
ー３に順次供給することが可能である。

【００４７】円筒フィーダー３から排出された込物Ｅ
は、偏平状に変形している可能性が大きく断面形状が円
形である保証はない。特に、断面が変形した状態では、
シュート５から装填機６に導入されずにジャムを発生す
る虞がある。このため、円筒フィーダー３の排出口３ａ
に連続させて矯正機４を配置し、この矯正機４によって
込物Ｅを丸棒状に矯正している。

【００４８】矯正機４は、互いに対向して配置され図示
しないモーターによって回転駆動される複数のローラー
４ａと、ローラー４ａの下流側に設けられモーター４ｃ
によって駆動されるコンベア４ｂと、ローラー４ａとコ
ンベア４ｂの間に設けたガイド４ｄと、によって構成さ
れている（図６参照）。

【００４９】本実施形態では、ローラー４ａとして表面
に円の一部を成形する円弧状の溝を形成した４個のロー
ラー４ａを用いており、これらのローラー４ａの回転軸
を同一平面上に配置すると共に対向して配置すること
で、前記溝を連続させて通過する込物Ｅを円形に成形し
得るように構成している。

【００５０】上記の如く構成された矯正機４では、円筒
フィーダー３から排出された込物Ｅは対向して配置され
たローラー４ａによって挟持され、該ローラー４ａを通
過する過程で断面が円形に矯正される。その後、込物Ｅ
はガイド４ｄ，コンベア４ｂを経てシュート５に供給さ
れる。

【００５１】シュート５は掻出機２の下流側の端部及び
矯正機４のコンベア４ｂの下流側の端部と対向して配置
され、ホッパー１から排出された薬包Ｄ，円筒フィーダ
ー３から排出され且つ矯正機４によって断面形状が矯正
された込物Ｅを装填機６に案内するものである。特に、
薬包Ｄ，込物Ｅを自重により落下させて装填機６に供給
し得るように構成されている。

【００５２】このため、シュート５は全体が樋状に形成
されており、ホッパー１の下側位置では60度〜70度程度
の傾斜角度を持って構成されている。また薬包Ｄ，込物
Ｅは夫々軸方向が整列した状態で供給される。このた
め、シュート５に供給された薬包Ｄは毎秒約３ｍ程度の
速度で落下して装填機６に導入される。

【００５３】装填機６は、シュート５から供給された薬
包Ｄ，込物Ｅを装填ホース７を介して装薬孔Ｃまで圧送
すると共に装薬孔Ｃに装填する機能を有している。この
装填機６としては、例えば、特開昭59-95400号公報に開
示されたものと同様に構成されたものを用いることが可
能である。

【００５４】即ち、装填機６には所定の圧力に設定され
た圧縮空気を供給するためにホース６ａが接続されてお
り、上流側にはシュート５が接続され、且つ下流側には
装填ホース７が接続されている。また装填機６の内部に
は薬包Ｄの重量の作用によって或いは手元スイッチ９の
操作に応じて作動する図示しない弁が配置されており、
該弁の開放に伴って装填機６に圧縮空気が供給され、こ
の圧縮空気によって薬包Ｄ，込物Ｅを装填ホース７に沿
って圧送することが可能である。

【００５５】装填機６の下流側であって装填ホース７と
の接続部に圧気調整用の安全弁６ｂを取り付けることが
好ましい。この安全弁６ｂは予め設定された圧力で作動
し、装填機６及び装填ホース７の圧力を調整するもので
あり、例えば装填ホース７内で薬包Ｄの詰まりが発生
し、該ホース７の内圧が設定圧以上に上昇したとき、こ
の圧気を大気に放出して内圧を略一定の状態に保持する
ことで、装填ホース７の先端から薬包Ｄが飛び出すこと
を防止することが可能である。

【００５６】装填機６の単位時間当たりの処理能力と掻
出機２の単位時間当たりの処理能力が等しいか、或いは
掻出機２の処理能力が大きい場合、両者を同時に駆動す
ることで、装薬孔Ｃに対し薬包Ｄを連続的に装填するこ
とが可能である。しかし、掻出機２の処理能力が劣るよ
うな場合には、シュート５と装填機６の間に図７に示す
ように構成されたストッカー13、及び個別切出装置14を
設けることが好ましい。

【００５７】ストッカー13はシュート５を介して供給さ
れた薬包Ｄを直線状に滞留させてストックするものであ
り、個別切出し装置14はストッカー13に滞留した薬包Ｄ
を切出して払い出すものである。

【００５８】ストッカー13は、断面が馬蹄形或いはＵ字
状に形成された直管からなる胴部13ａと、胴部13ａの開
放部を被蓋する蓋13ｂと、ストッカー13の最下流端に配
置されたエアシリンダー13ｃと、エアシリンダー13ｃの
ロッドに取り付けられ該シリンダー13ｃの作動に伴って
薬包Ｄを胴部13ａに当接させる押圧金具13ｄと、胴部13
ａの両端に夫々固着されたフランジ13ｅと、エアシリン
ダー13ｃと対向する位置に取り付けたセンサー13ｆ及び
胴部13ａの所定位置に取り付けたセンサー13ｇとによっ
て構成されている。

【００５９】上記ストッカー13は、作業員による手元ス
イッチ９の操作により遠隔操作される。即ち、手元スイ
ッチ９を操作してエアシリンダー13ｃを駆動し、押圧金
具13ｄによる薬包Ｄの胴部13ａに対する押圧を解除する
と、停止していた薬包Ｄが個別切出し装置14に移動し、
以下順に上方に整列した薬包Ｄが下降して個別切出し装
置14に供給され、その後、エアシリンダー13ｃが復帰し
て胴部13ａの最下流に位置する薬包Ｄを胴部13ａ側に押
圧して停止させる。

【００６０】ストッカー13の胴部13ａに滞留した薬包Ｄ
はセンサー13ｆ，13ｇと接触し、該センサー13ｆ，13ｇ
から信号が発生する。従って、センサー13ｆ，13ｇの信
号によってストッカー13に滞留する薬包Ｄの数（量）を
管理することが可能である。特に、センサー13ｇの信号
の有無に応じて掻出機２の起動，停止を制御すること
で、ストッカー13に対し薬包Ｄを自動的に補充すること
が可能となる。従って、装填機６の最大処理能力に基づ
いて薬包Ｄを装填することが可能である。

【００６１】個別切出し装置14は、ストッカー13に直線
状に滞留した薬包Ｄを１本づつ切り出すと共に下流側に
接続した装填機６に圧送供給するものである。この個別
切出し装置14は、断面が馬蹄形或いはＵ字状のＴ字管14
ａと、Ｔ字管14ａの開放部を被蓋する蓋14ｂを有してい
る。Ｔ字管14ａ及び蓋14ｂは、幅方向（馬蹄形の底辺に
沿った方向）がストッカー13の胴部13ａの２倍〜３倍の
寸法を持って形成され、且つ全面にわたって多数の孔が
形成されている。

【００６２】Ｔ字管14ａ，蓋14ｂは上部フランジ14ｃを
介してストッカー13と接続され、上部フランジ14ｃから
軸心をずらした位置に配置された下部フランジ14ｄを介
して装填機６と接続される。Ｔ字管14ａの上部フランジ
14ｃと対向する位置には、ストッカー13から供給された
薬包Ｄを停止させる底部14ｅが形成されている。

【００６３】Ｔ字管14ａの上部フランジ14ｃと底部14ｅ
の間であって所定位置には、ストッカー13から供給され
底部14ｅによって停止した薬包Ｄを横方向（下部フラン
ジ14ｅ側）に移送するための圧縮空気を噴射するノズル
14ｆが接続されている。またＴ字管14ａの上部であって
下部フランジ14ｄと対向する位置には、横方向に移送さ
れた薬包Ｄを圧送するための圧縮空気を噴射するノズル
14ｇが接続されている。

【００６４】ノズル14ｆ，14ｇからの圧縮空気の噴射は
作業員の手元スイッチ９の操作による遠隔操作によって
行なわれる。即ち、作業員が手元スイッチ９を操作して
ストッカー13を構成するエアシリンダー13ｃを駆動する
と、該エアシリンダー13ｃによって停止していた１本の
薬包Ｄが個別切出し装置14に対し上部フランジ14ｃ側か
ら供給され、底部14ｅと当接して停止する。

【００６５】次いでノズル14ｆから圧縮空気が噴射され
る。ノズル14ｆからの圧縮空気の噴射によって底部14ｅ
と当接した薬包Ｄは横方向に移動し、ノズル14ｇから噴
射される圧縮空気によって圧送され下部フランジ14ｄか
ら排出されて装填機６に供給される。ノズル14ｆ，14ｇ
から噴射する圧縮空気の圧力は、系全体の装填速度を向
上させるために、装填機６に対し十分な速度を持って仕
込みを行なうことが可能な値に設定されている。

【００６６】上記の如きストッカー13のエアシリンダー
13ｃの駆動制御及び個別切出し装置14のノズル14ｆ，14
ｇからの圧縮空気の噴射制御は各機器に対応して手元ス
イッチ９に設けた個別のスイッチを操作して行なうこと
が可能である。然し、１本の薬包Ｄをストッカー13から
個別切出し装置14を介して装填機６に供給する動作は一
連の順次動作であるため、エアシリンダー13ｃに対する
駆動信号の発生に伴って、或いは同期して各ノズル14
ｆ，14ｇを順次開放，閉鎖制御する自動制御回路を構成
することが好ましい。

【００６７】上記の如く構成されたストッカー13及び個
別切出し装置14では、薬包Ｄを移送するためのエネルギ
ーは圧縮空気の噴射、所謂エアブローによって付与され
る。このため、機械的なトラブルの発生をなくし、且つ
電気エネルギーによる対爆薬安全性を向上させることが
可能である。また個別切出し装置14の主要部分を構成す
る壁に多数の孔を形成することによって、エアブローに
伴って発生する『狭隘部真空現象』や薬包Ｄの『カルマ
ン渦』による逆方向吸着防止、及び個別切出し装置６内
の空気圧の速やかな開放を実現することが可能である。

【００６８】装填ホース７は車両Ａの設置位置から装薬
孔Ｃまで充分に到達し得る長さを有している。従って、
車両Ａを移動させる際には装填ホース７を荷台上に収容
することが必要となる。このため、車両Ａの荷台に図８
に示すように構成されたホースリール15を設け、装填ホ
ース７をホースリール15に巻き付けておくことが好まし
い。また装填ホース７を車両Ａ側とジャンボＢ側に分割
して構成し、両者をカプラー７ａによってワンタッチで
断続し得るように構成することが好ましい。

【００６９】ホースリール15は車両Ａの荷台に固定され
たフレームに回転可能に取り付けられており、巻胴15ａ
は正転及び逆転可能なモーター15ｂによって駆動され
る。ホースリール15の一方側の軸15ｃは中空状に構成さ
れ、自由端側は回転継手等の継ぎ手及びホース15ｄを介
して装填機６と接続され、巻胴15ａの内部にある他方側
の端部は装填ホース７と接続されている。

【００７０】上記ホッパー１，掻出機２，円筒フィーダ
ー３，矯正機４，シュート５，装填機６によって、薬包
Ｄの供給ユニットが構成される。この供給ユニットは必
要に応じて、即ち、薬包Ｄの供給量や仕様の異なる薬包
Ｄに対応して一又は複数設けることが可能である。

【００７１】薬包Ｄは長さ 180mmであり、該薬包Ｄが装
填ホース７或いはホースリール15と装填機６を接続する
ホース15ｄの内部を円滑に通過することが必要である。
このため、前記各ホース７，15ｄの屈曲部では最小曲率
半径が 500mm以上となるように設定されており、巻胴15
ａは直径が1000mmに設定されている。

【００７２】尚、巻胴15ａの内部に配置された装填ホー
ス７の部分にはホースリース15の回転に伴って遠心力が
作用し該ホース７が変形する虞がある。このため、軸15
ｃの端部と巻胴15ａは、予め最小曲率半径を 800mmに設
定して三次元的に屈曲させた剛性を有する管（ステンレ
ス管）15ｅによって接続されている。

【００７３】モーター15ｂを駆動して装填ホース７を巻
き戻し該ホース７の先端を装薬孔Ｃに到達させたとき、
モーター15ｂを自動的に停止させることが好ましく、ま
た装填ホース７の弛みを略一定に維持することが望まし
い。このため、装填ホース７の経路中の所定位置に複数
のセンサーを設け、このセンサーによって装填ホース７
を検出したとき、該ホース７の弛みが過大であるか或い
は張り過ぎであるかを認識し、装填ホース７が弛み過ぎ
ている場合にはモーター15ｂを駆動して該ホース７を巻
き取り、また装填ホース７が張り過ぎている場合には該
ホース７を巻き戻すように構成している。

【００７４】装填ホース７としては柔軟性に富む合成ゴ
ム製又は合成樹脂製のホースを用いている。この装填ホ
ース７には、予め薬包Ｄを円滑に輸送するための滑性助
剤及び帯電防止剤として清澄水が注入されている。

【００７５】装填ホース７の先端には、図10に示すよう
に、導電性と剛性を持ったチューブ16が装着されてい
る。このチューブ16は装薬孔Ｃの内部に挿入され、装填
ホース７を介して圧送された薬包Ｄを装薬孔Ｃ内に装填
する機能を有する。このため、チューブ16の内径は装填
ホース７の内径と等しく、且つ先端は装薬孔Ｃの最奥部
まで容易に到達し得るように刃状に形成されていること
が好ましい。しかし、必ずしも刃状に形成する必要はな
く、平端であっても特に問題はない。

【００７６】チューブ16は、導電性を発揮させるために
カーボンを含むＦＲＰによって構成されており、作業員
の操作性を向上させることが可能なように、軽量化をは
かると共に強度を発揮し得るように構成されている。

【００７７】大型ホイールジャンボＢのブームに装薬ケ
ージ８が設けられている（図９参照）。この装薬ケージ
８には、作業員が搭乗してチューブ16の操作による装薬
孔Ｃに対する薬包Ｄの装填作業を容易に実施し得るよう
に、チューブ入出装置17、チューブ入出装置17及び掻出
機２やホースリール15のモーター15ｂ或いは装填機６の
弁等を制御する手元スイッチ９が配置されている。そし
て装薬ケージ８に搭乗した作業員は、図11に示すように
構成されたチューブスライダー18を肩から下げて該スラ
イダー18に載置したチューブ16を装薬孔Ｃに向けて操作
しつつ手元スィッチ９を操作することで薬包Ｄを装薬孔
Ｃに装填する作業を実施する。

【００７８】チューブスライダー18は、チューブ16を載
置して長手方向の往復移動を案内する半円状のスライダ
ーであり、スライダー18の先端に固定され装薬孔Ｃの口
縁部と係合するフック状の係合部材18ａと、肩掛けベル
ト18ｂとを有して構成されている。スライダー18は３ｍ
以上の長さを有し、軽量で且つ適度な剛性を有する部材
（例えばＦＲＰ等）によって作業員に過大な負担を強い
ることのないように構成されている。またスライダー18
の肩掛けベルト18ｂの取付部の近傍には手元スィッチ９
が設けられている。

【００７９】上記の如く構成されたチューブスライダー
18では、装薬ケージ８に搭乗した作業員が肩掛けベルト
18ｂによって肩から吊り下げて保持すると共に、装薬孔
Ｃを照準しつつ手で操作して該孔Ｃの口縁に係合部材18
ａを係合させることが可能である。

【００８０】チューブ入出装置17は、装填ホース７の先
端に装着されたチューブ16或いは該ホース７の先端部分
と接触してチューブ16，装填ホース７を長手方向に往復
搬送するローラ17ａと、ローラ17ａを駆動するモーター
17ｂとを有して構成されている。前記モーター17ｂは作
業員の手元スィッチ９の操作に応じて駆動され、チュー
ブ16の装薬孔Ｃ内への挿入或いは離脱に対応してチュー
ブ16及び装填ホース７を往復搬送する。また装薬ケージ
８或いはチューブスライダー18の所定位置には装薬孔Ｃ
に装填された薬包Ｄを計数するカウンター19が設けられ
ている。

【００８１】手元スイッチ９は装薬ケージ８に搭乗した
作業員の近傍に配置され、爆薬遠隔装填装置全体を制御
する制御部は車両Ａの荷台上に設置した制御盤20に構成
されている。手元スイッチ９には作業員が操作すべき機
器の数、及び指示すべき情報数に対応した押しボタン９
ａが設けられており、制御盤20には個々の押しボタン９
ａと対応する受信部20ａが設けられている。

【００８２】手元スイッチ９と制御盤20は光ファイバー
21によって接続されており、該ファイバー21に光線を透
過させた状態で押しボタン９ａを操作することで光を遮
断し、この遮断に伴って発生する受信部20ａの電気信号
によって操作信号を伝達するように構成している。

【００８３】手元スイッチ９の押しボタン９ａにはシャ
ッター９ｂが取り付けられ、且つバネ９ｃによって一方
向に付勢されている。また一対の光ファイバー21の端部
は、シャッター９ｂと対応する位置であって押しボタン
９ａを押し操作したとき、シャッター９ｂによって遮断
される位置に対向して設けられている。従って、押しボ
タン９ａの押し操作に伴って光ファイバー21を遮断し、
この遮断によって受信部20ａに於いて信号を発生させる
ことが可能である。

【００８４】制御盤20には、光を感知して電気信号を発
生するフォトトランジスター等によって構成された受信
部20ａと、レーザー発振器等によって構成された光発生
部20ｂが設けられており、夫々光ファイバー21が接続さ
れている。また制御盤20には予め爆薬遠隔装填装置の動
作プログラムを記憶した記憶部22や操作情報や指令情報
を一時記憶した一時記憶部23、マイクロプロセッサー24
が設けられており、手元スイッチ９から発生する信号を
トリガとして所定の機器を制御し得るように構成されて
いる。

【００８５】即ち、手元スイッチ９には、薬包Ｄ，込物
Ｅを指定する切り替えボタン，装薬孔Ｃに装填する薬包
Ｄの数を指定する本数指定ボタン，装薬孔に対する薬包
Ｄの装填を開始させる発射ボタン，制御解除ボタンが設
けられており、夫々の押しボタンの操作が光の遮断信号
によって出力されて操作された押しボタン９ａの機能に
対応する制御がなされるように構成されている。

【００８６】次に、上記の如く構成された爆薬遠隔装填
装置によって薬包状の爆薬Ｄを装薬孔Ｃに装填する際の
手順について図14により説明する。

【００８７】先ず、同図（ａ）に示すように、チューブ
スライダー18を肩に掛けた作業員が装薬ケージ８に搭乗
し、装填ホース７（チューブ16）をローラカプリング17
ｃによって押さえた状態で大型ホイールジャンボＢを駆
動し該ケージ８を装薬孔Ｃに対向させる。このとき、モ
ーター15ｂを駆動してホースリール15を駆動し装填ホー
ス７を前方へ送り出す。

【００８８】同図（ｂ）に示すように、装薬ケージ８が
装薬孔Ｃと対向すると、作業員がスライダー18を操作し
て係合部材18ａを装薬孔Ｃの口縁に係合させる。次い
で、作業員が手元スィッチ９を操作してチューブ入出装
置17のモーター17ｂを駆動し、チューブ16を繰り出して
同図（ｃ）に示すように、該チューブ16を装薬孔Ｃの最
奥部まで挿入する。このとき、モーター15ｂを同期駆動
しても良いが、特にブレーキを掛けることなく自由回転
し得るようにしても良い。

【００８９】また作業員が手元スィッチ９の切り替えボ
タン及び本数指定ボタンを操作し、掻出機２を駆動して
ホッパー１から薬包Ｄを排出させる。掻出機２によって
ホッパー１から排出された薬包Ｄは、シュート５を介し
て装填機６に供給され、該装填機６の弁の開放に伴って
装填ホース７を通ってチューブ16まで輸送され装薬孔Ｃ
に装填される。

【００９０】同図（ｄ）に示すように、装薬孔Ｃに対す
る薬包Ｄの装填が実施され、装填数の増加に伴って作業
員が手元スィッチ９を操作してチューブ入出装置17のモ
ーター17ｂを駆動し、チューブ16を装薬孔Ｃの口縁方向
に引き戻す。この過程で装填ホース７に過大な弛みが生
じたとき、この弛みはセンサーによって検出され、モー
ター15ｂを駆動して装填ホース７をホースリール15に巻
き取る。

【００９１】装薬孔Ｃに対する所定数の薬包Ｄの装填を
終了した後、切り替えボタンを操作して円筒フィーダー
３と矯正機４を駆動し、所定数の込物Ｅをシュート５に
供給し、薬包Ｄと同様にして装薬孔Ｃに装填する。その
後、装薬孔Ｃからチューブ16を離脱させ、同図（ａ）の
状態に戻って次の装薬孔Ｃに対する薬包Ｄ，込物Ｅの装
填を実施する。

【００９２】上記爆薬遠隔装填装置に於いて、該装置が
爆薬を扱うため掻出機２，円筒フィーダー３，矯正機４
或いはホースリール15，チューブ入出装置17等の駆動源
としてスパークが発生する虞のある電動機を用いること
は好ましくない。このため、モーター類はエアモーター
或いは油圧モーターを用いており、他の制御用スイッチ
類も所定の圧力に調整された圧縮空気を用いている。

【００９３】トンネルを掘削する場合、切羽には多数の
装薬孔Ｃが形成され、夫々の装薬孔Ｃに複数の薬包Ｄ及
び込物Ｅが装填される。このため、複数の装薬孔Ｃに対
し同時に装填作業を実施することが好ましい。この場
合、図15に示すように車両Ａに複数系列の供給系を配置
し、夫々の系を独立して運転することで、同時に複数の
装薬孔Ｃに薬包Ｄ及び込物Ｅを装填することが可能であ
る。

【００９４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
爆薬遠隔装填装置では、装薬孔に薬包を装填する作業を
実施する際に作業員は該孔から十分に離隔した位置を確
保することが出来る。このため、作業の安全性を向上さ
せることが出来る。

【００９５】また各駆動部の制御を装薬孔に薬包を装填
する作業員が実施し得るため、一人での作業が可能とな
り、省力化をはかることが出来る。

【００９６】また装薬孔に薬包を装填する作業を個人差
を無くし、均一で高密度の装填が出来る。

【００９７】また装填作業時のサイクルが短縮され、掘
進速度を全体として向上させることが出来る等の特徴を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】爆薬遠隔装填装置の全体構成を説明する図であ
る。

【図２】薬包状爆薬及び込物を供給する系の構成を説明
する図である。

【図３】ホッパー及び切出機の配置を説明する三面図で
ある。

【図４】ホッパーの断面図である。

【図５】ホッパーとシュートの関係を説明する図であ
る。

【図６】矯正機の構成を説明する図である。

【図７】ストッカーと個別切出し装置の接続構成を説明
する長手方向の断面図である。

【図８】ホースリールの構成を説明する斜視図である。

【図９】薬包状爆薬及び込物を装薬孔に装填する装填側
を説明する図である。

【図10】装填ホースの先端部の構成を説明する図であ
る。

【図11】チューブスライダーの構成を説明する図であ
る。

【図12】手元スイッチの操作に伴う信号の伝達状態を説
明する模式図である。

【図13】圧気調整用の安全弁の構成を説明する図であ
る。

【図14】装薬孔に薬包状爆薬を装填する作業手順を説明
する図である。

【図15】複数のホッパーを備えこれらのホッパーから複
数の装填ホースに同時に薬包状爆薬を供給する系の構成
を説明する平面図である。

【符号の説明】

Ａ 車両 Ｂ
大型ホイールジャンボ Ｃ 装薬孔 Ｄ
薬包 Ｅ 込物 １
ホッパー ２ 掻出機 ２ａ
ベルト ２ｂ 突起 ３
円筒フィーダー ４ 矯正機 ４ａ
ローラー ５ シュート ６
装填機 ７ 装填ホース ７ａ
カプラー ８ 装薬ケージ ９
手元スイッチ 13 ストッカー 14
個別切出し装置 15 ホースリール 16
チューブ 17 チューブ入出装置 18
チューブスライダー 20 制御盤 21
光ファイバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 御手洗 良夫 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 岡田 喬 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薬包状爆薬の軸を整列して収容するホッ
   パーと、前記ホッパーに主要部が内蔵され薬包状爆薬を
   該ホッパーの頂部へ搬送するコンベアからなる掻出機
   と、前記掻出機の下流側に配置され該掻出機から排出さ
   れた薬包状爆薬を装填機に案内するシュートと、前記シ
   ュートを介して送られた薬包状爆薬を圧送供給する装填
   機と、前記装填機に接続され該装填機によって圧送され
   る薬包状爆薬を装薬孔に導く装填ホースと、前記各部の
   駆動を遠隔操作するための手元スイッチと、からなる爆
   薬遠隔装填装置。
2. 【請求項２】 前記シュートを介して送られた薬包状爆
   薬を一時的に滞留させると共に滞留させた薬包状爆薬の
   量を検出するセンサーを有するストッカーを備え且つ該
   ストッカーに滞留した薬包状爆薬を個別に切り出して装
   填機に供給する個別切出し装置を有することを特徴とす
   る請求項１記載の爆薬遠隔装填装置。
3. 【請求項３】 可塑性を有する棒状の込物を軸を整列さ
   せて個別に切り出す切出機を有し、前記切出機から切り
   出された込物を前記装填機に供給して該装填機から圧送
   供給するように構成したことを特徴とする請求項１又は
   ２記載の爆薬遠隔装填装置。
4. 【請求項４】 可塑性を有する棒状の込物を軸を整列さ
   せて個別に切り出す切出機を有し、切り出された込物を
   前記掻出機の下流側に配置されたシュートに排出して装
   填機に案内するように構成したことを特徴とする請求項
   １又は２記載の爆薬遠隔装填装置。
5. 【請求項５】 前記切出機が、可塑性を有する棒状の込
   物を軸を整列させて供給する振動式円筒フィーダーと、
   前記振動式円筒フィーダーに連続して配置され込物の外
   形を矯正する複数のローラーを有する矯正機と、を有し
   て構成されることを特徴とする請求項３又は４に記載の
   爆薬遠隔装填装置。
6. 【請求項６】 ホッパーが緩い勾配を持った１枚の棚を
   内蔵し、且つ一方の側壁が開閉可能に構成されたもので
   ある請求項１乃至５の何れかに記載の爆薬遠隔装填装
   置。
7. 【請求項７】 装填ホースが導電性と可撓性を有してお
   り、且つ該装填ホースを巻き取るホースリールを有する
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載した爆
   薬遠隔装填装置。
8. 【請求項８】 装填ホースの先端に導電性と剛性を有し
   且つ内部に薬包状爆薬を流通させるチューブを取り付け
   たことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載した
   爆薬遠隔装填装置。
9. 【請求項９】 手元スイッチは所定数の光ファイバーと
   夫々の光ファイバーに対応する押しボタンスイッチを有
   し、前記光ファイバーは手元スイッチから離隔した位置
   に発光部と受光部を互いに接近させて配置すると共に該
   発光部と受光部を接続して手元スイッチまで延長され、
   前記押しボタンスイッチは光ファイバーを横断する方向
   に移動可能なシャッターを有し、押しボタンスイッチの
   操作に伴ってシャッターによって光を断続させて信号を
   伝達するように構成したことを特徴とする請求項１乃至
   ８の何れかに記載した爆薬遠隔装填装置。