JPS594793A - 穿孔機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、穿孔用ロッドを回転させながら岩盤等に孔を
穿ける穿孔機械に関する。

従来のこの種の穿孔機械として、穿孔用ロッドの継足し
時に継ぎ足すべき穿孔用ロッド（２０Ｋｐ以上の重さを
もつ）を油圧駆動式のロッド移動機構で穿孔中心まで移
動させるようにしたものが提案されている。しかしこの
従来の穿孔機械においては、上記継足し用ロッドの位置
決めにさいしオペレータによる上記移動機構の微妙なイ
ンチング操作を伴ない、そのため上記位置決め操作に手
間と熟練度を要していた。また、上記移動機構の作動状
態の監視を行なうために、オペレータが労働環境の良好
でない穿孔機械のキャビン外で上記移動機構の操作を行
なう必要があり、さらに上記キャビン外に上記移動機構
を作動させるための手動レバー等を設ける必要があった
。

本発明はかかる点に鑑み、上記継足用ロッドの穿孔中心
への位置決めをオペレータに負担をかけることなく迅速
かつ正確に行なうことができる穿孔機械を提供すること
を目的としている。

そのため本発明においては、移動自在に支承されその移
動方向に沿って複数本の継足し用ロッドを順次配列して
収納するマガジンおよび該マガジンを移動させるマガジ
ン駆動手段を設けるとともに、上記各ロッドについての
上記マガジンの移動距離を予め記憶させた回路を設け、
この記憶回路の記憶内容を上記マガジン駆動手段に対す
る制御信号として用いるようにしている。

以下、図示する実施例を参照しながら本発明の詳細な説
明する。

第１図は、本発明に係る穿孔機械の機構部の一実施例を
概念的に示したものである。

この穿孔機械は、ブーム１の先端に方イドセル２を枢支
させると走もに、油圧モータＭ１で駆動されるチェーン
４をこのガイドセル２の長手方向に沿って巻掛け、さら
に後述するドリフタ５を上記ガイドセル２に沿って上昇
、下降させるべく、該ドリフタ５の台部６を上記チェー
ン４に係着しである。

上記ドリフタ５は、油圧モータ（図示せず）を内蔵１該
モータによって回軸されるその主軸７には、継ぎ足し用
の穿孔用ロッド８．および先端に切刃９を螺着させた穿
孔用ロッド１０が順次螺着されている。したがって、上
記チェーン４を駆動させてこのドリフタ５を下降させか
つ該ドリフタの軸７を回転させることによシ、上記ロッ
ド８１゜１０がドリフタとともに進行し、それに伴って
孔１１が穿設される。

ところで、上記切刃９を備えたロッド１０には既にロッ
ド８１が継ぎ足されているが、ドリフタ５がガイドセル
２の下方に位置するまで穿孔深度が大きくなると、さら
に別の継足し用ロッドを上記ロッド８１とドリフタ５間
に連結する必要がおる。

マガジン１２は、上記継足し用のロッド８１，８！。

・・・を収納するものであり、以下のような構成をもつ
。すなわちこのマガジン１２＃′ｉ、第２図に示す上部
枠体１３と第３図に示す下部枠体１４とを備え、略円管
状の前記ガイドセル２の上部周縁および下部周縁に回動
可能に嵌合支持させた環状体１５および１６にそれらの
枠体１３および１４の内周部を連結させである。上記枠
体１３は、二点鎖線で示すその回動方向に沿った所定幅
の案内＃１７を設けるとともに、その面上に第４図に断
面形状を示すスリーブガイド１８を突設して該溝１７に
沿う複数個たとえば４個のスリーブ収納穴１９１〜１９
４　を形成しである。

上記スリーブ収納穴１９１〜１９４ｔｉ、第４図に示し
た態様で前記継足し用ロッド８（Ｌ、８ｔ、−）のスリ
ーブ８ａを嵌入するものであり、その嵌入時において該
ロッド８のスリーブ下方は上記ｔＩＩ＃１７に貫通され
る。したがって上記各スリーブ穴１９１〜１９４に各別
なロッド８のスリーブを嵌入させた場合、それらのロッ
ドは上記スリーブガイ）”１ｇ。

−」９１により上記溝１７に沿って所足間隔で配列され
る。

油圧モータＭ２は、上記上部枠体１３ヲ回動させるだめ
の動力源であり、その回転軸に付設された歯車２１を上
記環状体１５に設けた歯部ｎに噛合畜せである。またパ
ルスエンコーダ２３ハ、上記枠体１３の回動位置を検出
するものであり、上記歯部ｎに噛合された歯車２４およ
び歯車２５管介してその細部が回動される。信号ＬＳＩ
。は、上記砕体１３の原点を検出するリミッ）スイッチ
を示し、該枠体１３が同図に示す原点位置にあるときこ
の枠体に形成されたドグ（図示せず）によって閉成され
る。

なお、第１図に示したドリフタ５の台部６は、第２図に
示す如くガイドセル２の穿孔中心Ｐ側に形成した案内溝
２６（ガイドセル２の長手方向に沿って形成されている
）にその下面に突設された案内片６ａを嵌入してｓｂ、
かつこの台部６はスプロケッ）２７に巻掛けられたチェ
ーン（図示せず。

第１図参照）に固定されている。

第３図に示した前記下部枠体１４は、上記上部枠体１３
のスリーブ収納穴１９ｓ〜１９４に対応する態様で４個
の穴２８　ｔ　−２８４を貫設してあシ、これらの穴に
は上記継足し用ロッド８　（８ｔ、　８＊、・・・）の
下端部が挿入される。しかして上記環状体１６の周縁に
歯部２９を設け、かつ前記歯車２４（第２図参照）唇 に連動する歯車３０をこの歯部２９に噛させであること
から、この下部枠体１４は上部枠体１３と同時に同一方
向に回動される。なお、上記歯車２４と３４とは同一の
軸３１で連結されている。

上記ガイドセル２には、その長手方向に沿って第５図に
示す態様でリミットスイッチｔ、５ｌ−ＬＳ畠が付設さ
れており、これらのスイッチは前記ドリフタ５に付設さ
れ九ドグ３２によって閉成される。

また該ガイドセル２の先端部（下端部）にはスリーブク
ランパ３３が、さらにその中間部よシやや上方の位置に
はロッドクランパあが各々付設されている。

上記スリープクランパ３３は、第７図に示す如く開閉自
在な２つの爪３３ａ　、　３３ｂを備え、油圧シリンダ
３３ｃを伸長、縮退させることによってそれらの爪３３
ａ　、　３３ｂを開閉させるように構成されている。

一方、上記口・ラドクランパあけ、第８図に示すように
固定爪３４ａと可動爪３４ｂを備えたアーム３４Ｃの中
間部を回動自在に支承させ、油圧シリンダ３４ｄを伸長
させることにより上記アーム３４ｃ’ｃ２点鎖線で示す
方向に傾動させ、かつアーム３４ｃと爪３４ｂ間に介在
させた油圧シリンダ３４ｅを伸長させることにより上記
爪３４ｂを爪：ｎａａに押圧させるように構成されてい
る。

第９図は、上記マガジン、油圧モータ、油圧シリンダ等
を制御する電気回路を、また第１０図はこの電気回路の
出力信号に基づいて作動する油圧回路を各々示している
。

以下、同各図と第１１図および第１２図のフローチャー
トを８照しながら上記実施例に示した穿孔機械の作用を
説明する。

第１図に示した切刃９を有する穿孔用ロッド１０は、第
６図（ｅ）に示す如く作業開始時点において上記ドリフ
タ５の主軸７に直接そのスリーブ１０ａが螺着されてい
る。そこでまず、第７図に示したエンジン３５によって
作動される油圧ポンプＰ、、Ｐ。

の斜板を手動レバー（図示せず）によって適当にセット
し、かつドリフタ９の主軸７に打撃用の油圧を作用させ
る（第８図の操作１００以下カツコ内は同図における手
順を示す）。ついで第９図に示した主軸スイッチＳ１を
６正転′側にまたドリフタスイッチＳ２を６前進″側に
各々投入（操作１０１）すると、電磁弁４３のソレノイ
ド５ＯＬ５と電磁弁４４のソレノイド５ＯＬ７が各々付
勢されるので、第１０図に示した切換弁３６と切換弁３
７が共に左方に作動される。これによってドリフタ５に
内蔵されている油圧モータＭ３および第１図および第５
図に示したドリフタ移動用油圧モータＭ、が正転される
ので、ドリフタ５がその主軸７を正転させながら剪進し
、ロッド１０による穿孔が開始される（処理１０２）。

穿孔が進行して上記ロッド１０の担当部分が地中に没入
されると、第５図に示したリミットスイッチＬＳ２がド
リフタ５に設けられたドグ３２によって付勢される。し
かして、第９図に示すＣＰＵ　（中央処理装置）３８が
上記スイッチＬＳ、の閉成信号を入力してドリフタ５の
位置を検出しく判断１ｏ３）、かつモニタラングＬ１を
点灯させる（表示］０４）。

オヘＬ／−夕は、上記ランプＬ、の点灯を確認した時点
で上記手動スイッチｓ１．ｓ２を共にオフさせ（操作１
０５）、ドリフタ５の動作を停止させる（処理１０６）
。そして前記ドリフタ５に対する打撃用油圧を停止させ
るとともにポンプＰ１ｔＰ１の斜板をアイドル位置（必
要に応じて出力を減少させる）にセットする（操作１０
７）。かくして、上記ロッド１０による穿孔が終了する
。

つぎに、さらに深く穿孔する場合には、前記マガジン１
２に予め収納されている継足し用の穿孔ロッド８を上記
ロッドに継ぎ足したのち再び穿孔作業が行なわれる。

すなわち、第１２図の手順に示す如く、まず」−記ポン
プｐ、　、　ｐ、の斜板を手動によって予め決定された
角度にセットする（操作１０８）。つぎに第９図に示し
たスリーブクランプスイッチＳｓを１クランプ”側に投
入（操作１０９　）　して第１０図に示す電磁弁４９の
ソレノイド５ＱＬ２を付勢し、これによって第７図に示
した油圧シリンダ３３Ｃのロッドを上方に作動させる。

かくすれば上記スリープクランパ３３の爪３３ａ、３３
ｂが互いに近接する方向に移動されるので、第５図に示
す如（ａに該クランパ３３部分に位置されている前記ロ
ッド１０のスリーブ１０ａが上記クランパ３３の爪でク
ランプされる（処理１１０）。

そこで、前記主軸スイッチＳ１を°′逆転″側に、また
ドリフタスイッチＳ２を“後退”側に各々投入して（操
作１．１１．）、ソレノイド５ＯＬ６とソレノイド５Ｏ
Ｌ８を各々付勢させる。かくすれば第１０図に示す切換
弁３６゜３７が共に右方に付勢されるので、上記ス１ノ
ーブ１０ａがクランプされた状態で上記ドリフタ５の主
軸７主軸７が該スリーブ１０ａより外れる（処理１１２
）。

上記ドリフタ５が後退を続け、そのドグ３２力！第５図
に示したリミットスイッチＬＳ、を閉成させると、その
閉成状態をＬ８信号入力回路３９を通して確認（判断１
１３　）　した前記ＣＰＵ３８がランプドライバ出力回
路４０を介してモニタランプＬｍを点灯させる（表示１
１４）。そこでオペレータは、このランプＬ、の点灯時
点で前記主軸スイッチ８重およびドリフタスイッチ８ｚ
ｔオフさせてト°１ノフタ５の回転および移動を止め、
力１つポンプＰ、の斜板を全開にするとともにポンプＰ
ｚの斜板をアイドル位置にセットする（操作１１５）。

上記１ノミットスイッチＬＳ、は、ドリフタ５の主軸７
とロッド１０のスリーブ１０ａが十分に分離しうる位置
に設けてあり、したがって上記ドリフタ５の停止状態に
おいて両者は完全に分離している（第６図（ｆ）参照）
。

つぎにオペレータは、ドリフタスイッチＳｚを１後退′
°側に投入してドリフタ５をそのドグ３２がリミットス
イッチＬＳ、を閉成させる位置まで早送シで後退させる
（操作１１６）。そのさい、ＣＰＵ３８が上記リミット
スイッチＬ８．が閉成されたことを判断（４’ｔｌ断１
１７　）　ＬかつモニタランプＬ、を点灯（表示１１８
）させるので、オペレータは上記う／ブＬＩＩの表示か
らドリフタ５の位置確認を行なうことができ、その確認
時点でドリフタスイッチＳ２をオフさせる（操作１１９
）。

かかる状態において、オペレータは連動作動する第９図
に示した自動切替スイッチＳ４．Ｓ４’ｅ“自動”側に
投入（操作１２０　）　ｔ、たのち、前記ロッド１０に
継ぎ足すべきロッド８が前記マガジン１２に既に収納さ
れている継足し用ロッド８１〜８４のうちの何番目のロ
ッドかを判断する（判断１２１）。

この場合、第２図に示したスリーブ収納式１９１に位置
している第１番目のロッド８鵞が選択されるので、第６
図に示したこのロッド８Ｉについてのスタートスイッチ
ＰＢ、をオン作動させる（操作１２２）。しかして、こ
のスイッチＰＢ１の閉成信号をスイッチ信号入力回路４
１を介してＣＰＯ３８が入力し、これによって該ＣＰＵ
が上記リミットスイッチＬＳ、が閉成されているか否か
を判断しく判断１２３　）　、その判断結果がＮＯの場
合、つまシトリフタ５が上記リミットスイッチＬＳ、よ
りも方イドセル３の先端側（下端ｎ＞に位置していて前
記マガジン１２を回動させたさいに該マガジンがドリフ
タ５に接触する虞れがある場合には、モニタランプＬ３
を点灯させて（表示１２４）インタロック不良をオペレ
ータに知らせる。なお、上記ランプＬ、は、リセットス
イッチＰＢ６を作動させる（操作１２５）ことによシ消
灯させることができる（表示１２６）。

一方、」−記判断１２３の結果がＹＥＳの場合には、Ｃ
ＰＵ３８がモニタランプＬ４を点灯させるとともに（表
示１２７）、ソレノイド出力ドライノ（回路４２を介し
て電磁弁４５のソレノイド５ＯＬ３を付勢させる（出力
１２８）。これによって第２図に示した油圧モータＭ、
が正転作動され、その結果マガジン１２を構成する第２
図および第３図に示した前記上部枠体１３および下部枠
体１４が前記穿孔中心Ｐ＠に向って回動される。

ところで、第９図に示したＲＯＭ　（リードオンメモリ
）４６には、第２図に示す態様で位置しているロッド８
１１８！＃・・・が各々穿孔中心Ｐまで位動される距離
、つまり前記パルスエンコーダおの出力パルスの数”１
　＋　”２　ｒ・・・が各々記憶されている。

また、同第９図に示したカウンタ４７は、パルス信号入
力回路４８を介して上記パルスエンコーダおの出力パル
スを計数する作用をなす。なお、上記カウンタ４７は上
記枠体が原点位置にあるとき、原点センサたるリミット
スイッチＬＳ１．の出力信号によってリセットされてい
る。

しかして、上記モータＭ２によってマガジン１２が回動
を開始したのちにおいて、上記ＣＰＵ３８はカウンタ４
７の計数値Ｎを読み取り、この計数値Ｎが上記ＲＯＭ４
６に記憶されているロッド８１についての移動量ｎ１に
達したか否かを判断する（判断１２９）。そしてこの判
断がＹＥＳの場合には前記ソレノイドＳ　ＯＬ３を消勢
させて（出力１３０）上記モータＭ２を停止させ、つぎ
にモニタランプＬ４を消灯させる（表示１３１）。かく
して上記第１番目のロッド８Ｉが穿孔中心ＰＫ位置決め
される。なお第６図（ａ）は位置決めされたロッド８１
とドリフタ５の位置関係を示している。

上記ロッド８Ｉの位置決め後、以下に示す態様でこのロ
ッドの継足し操作が実施される。すなわち、まず第９図
・に示した自動切替スイッチＳ４゜８４′を”手動”側
に投入する（操作１３２）。そしてロッドクランプスイ
ッチＳ、を１クランプ″側に投入して（操作１３３　）
　、第１０図に示した電磁弁（資）のソレノイド５ＱＬ
ＩＱをリミットスイッチＬＳ、。

の常閉接点を介して付勢させ、第８図に示したロッドク
ランパ３４の一方のシリンダ３４ｄを伸長させる。かく
すれば、同図に示すアーム３４ｃが二点鎖線で示す如く
傾動し、その爪３４ａの凹部に前記位置決めされたロッ
ド８１が嵌入される。一方、上記シリンダ３４ｄ／ＩＭ
・伸長すると、上記リミットスイッチＬ　８　、、の常
開接点が閉成されるので今度は第１０図に示した電磁弁
５】のソレノイド５ＯＬＩ２が付勢される。したがって
、第８図に示す他方のシリンダ３４ｅが伸長して爪３４
ｂを押圧し、これによって上記ロッド８１が両爪３４ａ
　、　３４ｂで強くクランプされる。

そこで前記ポンプＰＩ、Ｐｌの斜板を適当な位置にセッ
トしたのち（操作１３４　）　、前記主軸スイッチＳ、
を６正転”側に、またドリフタスイッチＳ２を１前進”
側に各々投入して（操作１３５）、ドリフタ５をその主
軸を正転させながら前進させる。この結果、ドリフタ５
が上記クランプされ友ロッド８１のスリーブ８ａに接近
し、両者が接した時点よりドリフタ５の主軸７が上記ス
リーブ８ａに螺合していく。しかしてオペレータは上記
主軸７とスリーブ８ａの螺合状態を確認しく判断１３６
）、第６図υ）に示す如く両者の螺合が完了した時点で
主軸スイッチＳ１、ドリフタスイッチＳ２を共にオフさ
せてドリフタ５を停止しく操作１３７　）　、ついでロ
ッドクランプスイッチＳ、を”アンクランプ側に投入し
て上記クランパ３４によるロッド８１のフラング状態を
解除させる（！！Ｒ作１３８）。

そしてオペレータは、ロッド８！アンクランプ状態を確
認したのち（判断１３９　）　、上記クランプスイッチ
Ｓ、をオフさせるとともに、ドリフタスイッチＳ２を１
後退”（ａｌｌに投入して第６図（Ｃ）に示す如く前記
リミットスイッチＬＳ、が付勢される位置までドリフタ
５を後退させる（操作１４０）。

この操作によってリミットスイッチＬＳ、が閉成される
と、これを　ｃ　ｐ　ｔｒ３８が検出して（判断１４１
）モニタランプＬ、全点灯させるので（表示１４２）、
オペレータはドリフタスイッチＳ１をオフにさせ、（操
作１４３　）　、ついで第９図に示し九復帰スイッチＰ
Ｂ５を閉成させる（ＶＲ作１４４）。復帰スイッチＰＢ
、が押されると、ＣＰＵＦｉ前記電磁弁４５のソレノイ
ド５ＯＬ４を付勢して（出力１４５）前記モータＭ２を
逆転させ、この逆転動作を前記原点センサたるリミット
スイッチＬＳｌ・が閉成される捷で、つまりマガジン１
２０枠体１３　、１４が第２図、第３図に示した原点位
置まで復帰するまでＩＭ続きれる（判断１４６）。そし
てリミットスイッチＬＳ、。

が閉成されるとＣＰＵ３８は上記ソレノイド５ＯＬ４を
消勢させる信号を出力して上記モータＭ２を停止させる
（出力１４７）。

以上の操作でドリフタ５の主軸７に対するロッド８１の
継足しが完了するが、つぎに主軸スイッチＳ１およびド
リフタスイッチＳ雪を各々”正転２側および゛前進”側
に投入して（操作１４８）、上記主軸７を正回転させな
がら前進させる。しかしてドリフタ５が前進して上記ロ
ッド８１の先端が現在スリーブクランパ３３でクランプ
されている前記ロッド１０のスリーブ１０ａに螺着され
たことが確認されると←判断１４９　）　、上記両スイ
ッチ８１゜Ｓ２を共にオフさせたのち（操作１５０）ス
リーブクランプスイッチＳ３を１アンクランプ”側に投
入する（操作１５１）。このスイッチＳ３が投入される
と、ＣＰＵ３８か前記ソレノイド５ＯＬ１を付勢させて
前記スリーブクランパあのシリンダ３３ｃのロッドを第
７図における下方に縮退させるので、上記スリーブ１０
ａのクランクが解除される。ぞこでオペレータは、アン
クランプ完了を確認したのチ（’ＡＪ断１５２　）　、
スリーブクランプスイッチＳ３をオフ位置にセットさせ
る（！！Ｒ作１５３）。

以上によってロッド１０とロッド８１との０合が第６図
（ｄ）に示す如く完了するので、第１１図に示した手順
に従って再び両ロッドによる穿孔が開始される。そして
穿孔が進行してドリフタ６が相当距離前進すると、第１
２図に示した手順に基づき第２番目の継足し川口・ラド
８２がドリフタ５の主軸７と上記ロッド８□とに連結さ
れ、以下同様に必要な穿孔深度に応じて他の継足し用ロ
ッド８ｍ　、　８４が順次連結される。

なお、上記実施例では円弧に沿った形状の枠体１３　、
１４を有するマガジンを回動させて継足し用ロッドを穿
孔中心に位置決めするようにしているが、複数本のロッ
ドを直線状の枠体を有する枠体に収めを行なうようにし
てもよい。

上記するように本発明によれば、マガジンに収納された
継足し用ロッドを単なるスイッチ操作によって穿孔中心
に精度よく位置決めすることができ、これによって前記
し九従来の穿孔機械のもつ欠点を解消することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る穿孔機の機構部の一例を示した概
念図、第２図および第３図はマガジンのふ 上部枠体および下部枠体の構成を各々した平面図、第４
図は上部枠体に対する穿孔用ロッドの収納態は継足し用
ロッドとドリフタ主軸との螺合態様を示した図、第７図
はスリーブクランパの構成と作動態様を示した図、第８
図はロッドクランパの構成と作動態様を示した図、第９
図はマガジン、ドリフタ等を制御する電気回路のブロッ
ク図、第１Ｏ図は第７図の電気回路によって制御される
油圧回路を示した図、第１１図は本発明による穿孔機械
の穿孔時における手順の一例を示したフローチャート、
第１２図は本発明に係る穿孔機械のロッド継足し時にお
ける手順の一例を示したフローチャートである。 ２　ガイドセル、４・・・チェーン、５・・・ドリフタ
、７・・・主軸、８，８．〜８４，１０・・穿孔用ロッ
ド、８ａ、１０ａ・・・スリーブ、１２　　マガジン、
１３・・・上部枠体、１４・・・下部枠体、１７・溝、
１９１〜１９４・・スリーブ収納穴、２３・・パルスエ
ンコーダ、２８１〜２８４・・・穴、３３・・スリープ
クランパ、３４・・・ロッドクランパ、３５・・・エン
ジン、あ・・・中央処理装置、３６　、３７・−切換弁
、４３　、４４　、４５　、４９　、５０　、５１−電
磁弁、４６・・・リードオンメモリ、４７・・・カウン
タ、Ｐ　Ｉ　＋　Ｐ宜−油圧ポンプ、Ｍ、−Ｍ、・・・
油圧モータ、５ＯＬＩ〜５ＯＬ１２・・　ンレノイド、
Ｓｌ・・・主軸スイッチ、Ｓ２・・・ドリフタスイッチ
、Ｓ３・・スリーブクランプスイッチ、ｓ４．ｓ４’・
・・自動切換スイッチ。 第１図 第３図 一５３１− 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動自在に支承され、その移動方向に沿って複数本の穿
   孔用ロッドを順次配列して収納するマガジンと、該マガ
   ジンを移動させるマガジン駆動手段と、上記各ロッドに
   ついての上記マガジンの移動距離を予め記・憶させた回
   路とを備え、この記憶回路の記憶内容を上記マガジン駆
   動手段に対する制御信号として用いるようにしたことを
   特徴とする穿孔機械。