JP4587797B2

JP4587797B2 - 穿孔機

Info

Publication number: JP4587797B2
Application number: JP2004353999A
Authority: JP
Inventors: 健治萩森; 成樹古賀; 達廣古長
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: JP2006161392A

Description

本発明は、岩盤でのトンネル掘削、コンクリート構造物の解体、高炉等の改修に際して高炉底からの残銑撤去等の際の孔明け作業に使用される穿孔機、特に、ガイドセルと、該ガイドセル上を前後に移動自在に配設され且つ前端に穿孔ビットを具備する穿孔ロッドと、該穿孔ロッドを回転する回転手段とを具備した穿孔機に関する。

例えば、高炉等の改修に際して高炉底から残銑を掘削する装置として、残銑穿孔機が既に実用化されている。この種の穿孔機を使用して残銑に穿孔を行う場合は、ガイドセルを穿孔対象物である残銑に固定する一方で、穿孔ビットを残銑の穿孔予定の個所に押しあて、回転手段により穿孔ロッドを介して穿孔ビットを回転させながら穿孔する。穿孔ロッド及び穿孔ビットは高トルクで回転するために、ガイドセルがそのトルクの反動を受けて不安定になるのを抑制する必要がある。そのため、ガイドセルを搭載したベースマシンにカウンタウエイト（重り）を付加することによりガイドセル及びベースマシンを含む穿孔機全体が回転しないように、ベースマシンの接地面に固定させている。

この場合、相当量のカウンタウエイトを付加するため、ベースマシンが大型となり、その移動性に支障をきたすと共に、使用可能な空間が制約される上、ガイドセル自体がねじれ、ガイドセルを確実に固定することは困難となる場合もあった。

また、岩盤にトンネル等を掘削する場合に使用する穿孔機においても、精度の良い連続孔（スロット）を穿孔するためには、ガイドセルを穿孔対象物に確実に固定することが必要である。そのため、この種の穿孔機では、ガイドセルに装着されたフートパッドを、穿孔対象物である地山に押し当てることにより固定させていた。この方法の場合、掘削中、ドリルが打撃されることによりフートパッドの押しつけ力が弱まり、ガイドセルが不安定にある場合もあった。コンクリート構造物に穿孔する場合も上記した残銑や岩盤用の固定方法が採用されているが、特に、トルクが高くなる鉄筋埋設部の穿孔においては、その回転反力にガイドセルが抗しきれない場合が多々あり、当該部分の穿孔が非常に困難なものとなっていた。

本発明の穿孔機に関連する先行技術として、特許文献１がある。これによると、ロッドの先端部に固定したビットの打撃力ないし回転力により削孔する削岩機であって、前記ビットに並べて、かつ、前記ロッドと平行させて岩盤に食い込み可能なドリル刃を設けるとともに、該ドリル刃を回転させるモータを備えてなる。この削岩機の固定装置によると、削孔位置に近接した岩盤を、ビットと並設した衝撃の少ないドリルで削孔し、このドリルをアンカーとすることにより、削岩機の先端部を固定するものであるから、削岩機の横滑りを防止して、削岩機を岩盤へ強固に固定することができる。

しかしながら、この削岩機の固定装置では、ロッドの先端部に固定したビットの駆動とは別に、アンカー用のドリルを回転させる機構を必要とし、構造が複雑であると共に、ドリルにより掘削するための時間が必要であるので、削岩機の固定に時間と労力を必要とすることとなる。

実用新案登録第２５６３４５２号公報

上述した従来の穿孔機においては、ガイドセルを確実に固定することは困難で、ガイドセルが不安定になるという問題があった。また、特許文献１に記載の削岩機の固定装置では、構造が複雑で、削岩機の固定に時間と労力を必要とするという問題があった。

そこで、本発明では、ガイドセルを確実に固定することができ、且つガイドセルが不安定になることを防止し、且つガイドセルを固定するのに、時間と労力を節減することのできる穿孔機を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するために、本発明によれば、ガイドセルと、該ガイドセル上を前後に移動自在に配設され且つ前端に穿孔ビットを具備する穿孔ロッドと、該穿孔ロッドの回転手段とを具備した穿孔機において、一端に前記ガイドセルに固着される固定部を有し、他端に穿孔対象物に設けた凹所内に挿入される挿入部を有する回転反力支持手段を具備し、前記挿入部は前記凹所の周壁を押圧可能に構成されていることを特徴とする穿孔機が提供される。

この場合において、回転反力が所定値を越えたとき、前記凹所に挿入されている前記挿入部の一部が該凹所の周壁側へ移動して該周壁を押圧するように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、また、ガイドセルと、該ガイドセル上を前後に移動自在に配設され且つ前端に穿孔ビットを具備する穿孔ロッドと、該穿孔ロッドの回転手段とを具備した穿孔機において、一端に前記ガイドセルに固着される固定部を有し、他端に前記ガイドセルと平行に穿孔対象物に貫入可能な少なくとも２つの貫入部材からなる回転反力支持部材を具備することを特徴とする穿孔機が提供される。

この場合においても、回転反力が所定値を越えたとき、前記貫入部材を穿孔対象物に貫入されることを特徴とする。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２は本発明の第１実施形態に係る穿孔機を示し、図１は側面図、図２は図１のＡ−Ａ断面（ａ）及びＢ−Ｂの詳細断面図（ｂ）である。

図１において、１０は岩盤、残銑、地山等の穿孔対象物であり、第１実施形態では表面１０ａが傾斜面である場合を示しているが、本発明の穿孔機は表面１０ａがこのような傾斜面であっても、水平面或いは垂直面であっても適用可能であることに留意すべきである。

長手方向の延びたガイドセル１２は穿孔対象物１０の表面１０ａに対して直角な方向に固定保持されるようになっている。即ち、ガイドセル１２は、このガイドセル１２と平行に配置されたジャッキ付保持枠１４の上側に配置され、ジャッキ付保持枠１４の前後の案内部１４ａ、１４ｂに沿ってジャッキ付保持枠１４と平行に摺動可能（矢印Ｅ）となるように保持されている。そして、ジャッキ部１４ｃが駆動されて伸縮することにより、ガイドセル１２はジャッキ付保持枠１４に対して平行に移動する。一方、図示しない手段により、略水平に保持された固定枠１６の先端部に回転可能に垂直方向に立設されたアーム１８の上端に水平軸２０と、アーム１８の下端部から延びたジャッキ２１の自由端とによって、ジャッキ付保持枠１４の後端部及び前端部が枢着されている。従って、アーム１８の回転（矢印Ｃ）とジャッキ２１の動作（矢印Ｄ）によりガイドセル１２を所望の角度の位置に設定することができる。

即ち、ジャッキ２１が駆動されて伸縮することにより、ガイドセル１２を保持しているジャッキ付保持枠１４を水平軸２０を中心に回転し、ジャッキ付保持枠１４及びガイドセル１２を任意の傾斜角に設定できるようになっている。

ガイドセル１２の前端部の下側には壁面押圧装置２２が取り付けてある。壁面押圧装置２２の先端部は、壁面に押圧力を及ぼすことのできる油圧くさび２２ａが取り付けてあり、この油圧くさび２２ａは穿孔対象物１０の表面１０ａに直角に予め穿ってある凹所１０ｂに挿入される。

ガイドセル１２の上側には、このガイドセル１２と平行に穿孔ロッド２４が配置されている。この穿孔ロッド２４は、その前端部がガイドセル１２の前端上部に固定されている案内部１２ａによって案内され、後端部がガイドセル１２の前端上部に前後方向に移動可能に設置されている移動台２８上に設置されたドリフタ３０に装着されている。

穿孔ロッド２４の前端部には穿孔ビット２６が取付けられている。ドリフタ３０が駆動されることにより穿孔ロッド２４及び穿孔ビット２６が回転し（矢印Ｆ）、穿孔対象物１０に対して穿孔を行うのである。また、移動台２８によりドリフタ３０が前方に移動することにより穿孔ロッド２４及び穿孔ビット２６が前進して（矢印Ｇ）所望の穿孔が進むのである。

穿孔ビット２６が回転して穿孔対象物１０に対する穿孔が進行する間における穿孔ビット２６の回転反力により、図２に示すように、ガイドセル１２が穿孔ロッド２４に対して左右に振れる（矢印Ｈ）。これを防止するため、本発明の第１実施形態では、前述のように、ガイドセル１２の前端部の下側に壁面押圧装置２２を取り付けた。そして、図１（ｂ）に示すように、壁面押圧装置２２の油圧くさび２２ａを駆動して、油圧くさび２２ａを凹所１０ｂ内に押し込み、凹所１０ｂの壁面に矢印Ｊに示す両側の方向（矢印Ｊ）へ外方に押圧力を加える。この移動方向は、図２に示すように、穿孔ビット２６の中心軸２６ａと壁面押圧装置の中心軸２２ｃとを結んだ線に対して直角な方向（Ｊ方向）である。

なお、同様な目的に使用する壁面押圧装置２２としては、油圧くさび２２ａの他に、例えば側方ジャッキ（図示せず）等を使用することも可能である。このような側方ジャッキにおいても、凹所１０ｂの壁面に対し、穿孔ビット２６の中心軸２６ａと壁面押圧装置の中心軸２２ｃとを結んだ線に対して直角な方向に両側へジャッキの作動部を移動させて押圧力を加える。

なお、凹所１０ｂの壁面に対し直角な方向に両側へ加える押圧力は、穿孔ビット２６の回転速度、穿孔対象物１０の硬度等により、ガイドセル１２にかけられる穿孔ビット２６の回転により反力に応じて調整可能であることは言うまでもない。

なお、壁面押圧装置２２に歪みセンサ（図示せず）等を設け、穿孔ビット２６の回転による反力を計測し、反力が所定値以下である場合は、壁面押圧装置２２を穿孔対象物１０の凹所１０ｂに挿入しただけにしておき、反力が所定値を越した場合に、壁面押圧装置２２を両側の方向へ外方に移動させて、凹所１０ｂの壁面に押圧力を加えるように構成しても良いことは勿論である。

図３及び図４は本発明の第２実施形態に係る穿孔機を示し、図３は部分側面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。

この第２実施形態では、穿孔対象物１０の表面１０ａが垂直面である場合を示しているが、第１実施形態の場合と同様、表面１０ａは傾斜面であっても、また水平面であっても適用可能である。

この第２実施形態に係る穿孔機において、第１実施例と異なる部分のみ説明すると、穿孔ビット２６の回転反力を支持する手段として、第１実施形態では、穿孔対象物１０の凹所１０ｂの壁面を押圧する手段を設けたが、この第２実施形態では、ガイドセル１２の前端部の下側に回転反力支持装置として、穿孔対象物１０に貫入可能な２つの貫入部材からなる回転反力支持装置を設けた。

即ち、ガイドセル１２の前端部の下側に移動台４０を穿孔ロッド２４と平行に前後方向に移動可能に取り付け、移動台４０の後方においてガイドセル１２の下側に取付けたジャッキ４２を駆動して伸縮させることにより、移動台４０をガイドセルに対して前後方向に摺動可能としている。移動台４０には回転モータ４４が搭載され、この回転モータ４４の軸から二股に分かれて穿孔ロッド２４と平行に前方に延びた２つの平行な貫入部材４６が穿孔対象物１０の表面１０ａに対して直角な方向に開けられた２つの孔１０ｃに挿入可能となっている。

この２つの孔１０ｃの中心と穿孔ロッド２４の中心軸との関係は、図４に示すように、穿孔ロッド２４の中心軸を頂点とする２等辺３角形の頂点の関係となっている。

この第２実施形態において、穿孔ビット２６が回転して穿孔対象物１０に対する穿孔が進行する間における穿孔ビット２６の回転反力により、図４に示すように、ガイドセル１２が穿孔ロッド２４に対して左右に振れる（矢印Ｈ）。これを防止するため、ガイドセル１２の下側に取付けてあるジャッキ４２を駆動させた伸縮させ、移動台４０及び回転モータ４４を前方に移動させる。これに伴い、２つの貫入部材４６も前方に移動する。

穿孔対象物１０の表面１０ａには、予め２つの孔１０ｃが穿っておき、回転モータ４４を回転させて、２つの貫入部材４６の位置を２つの孔１０ｃに整合させ且つ２つの貫入部材４６を前進させてこれらの孔１０ｃに挿入する。これにより、穿孔ビット２６の回転により図４の矢印の方向に作用する回転反力をくい止めることができる。

必要に応じて、回転モータ４４を回転駆動させて、２つの貫入部材４６を穿孔ビット２６の回転による矢印方向の回転力に対向する方向のトルクを加え、更に、穿孔ビット２６の回転による回転反力を抑制することができる。

なお、第２実施形態においても、貫入部材４６に例えば歪みセンサ（図示せず）等を設け、穿孔ビット２６の回転による反力を計測し、反力が第１の所定値以下である場合は、貫入部材４６を穿孔対象物１０の２つの孔１０ｃに挿入せず、反力が第１の所定値を越した場合に、貫入部材４６を穿孔対象物１０の２つの孔１０ｃに挿入し、更に、第２の所定値を越えた場合に、回転モータ４４を駆動して、２つの貫入部材４６を穿孔ビット２６の回転による矢印方向の回転力に対向する方向のトルクを加えるように構成しても良い。

以上、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。

以上説明したように、本発明によれば、穿孔機を穿孔対象物に固定する場合において、穿孔ビットの回転による反力を効率良く抑制する手段を設けたので、穿孔機が穿孔対象物に対して安定的に保持され、穿孔対象物が硬い岩盤等であっても、穿孔ビットによる回転反力な影響を受けずに安定して穿孔作業を行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る穿孔機の側面図である。図１の穿孔機のＡ−Ａ断面図（ａ）及び凹所のＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。本発明の第２実施形態に係る穿孔機の側面図である。穿孔ロッドと貫入部材４６の位置関係を示す断面図である。

符号の説明

１０穿孔対象物
１０ａ穿孔対象物の表面
１０ｂ凹所
１２ガイドセル
２２壁面押圧ユニット
２２ａ油圧くさび
２４穿孔ロッド
２６穿孔ビット
３０ドリフタ
４０移動台
４６貫入部材

Claims

ガイドセルと、該ガイドセル上を前後に移動自在に配設され且つ前端に穿孔ビットを具備する穿孔ロッドと、該穿孔ロッドの回転手段とを具備した穿孔機において、
一端に前記ガイドセルに固着可能な固定部を有し、他端に穿孔対象物に設けた凹所内に挿入される挿入部を有する回転反力支持手段を具備し、前記挿入部は前記凹所の周壁を押圧可能に構成され、回転反力が所定値を越えたとき、前記凹所に挿入されている前記挿入部の一部が該凹所の周壁側へ移動して該周壁を押圧するように構成されていることを特徴とする穿孔機。
前記挿入部は、前記ガイドセルと平行に穿孔対象物に貫入可能な少なくとも２つの貫入部材からなる回転反力支持部材を構成することを特徴とする請求項１に記載の穿孔機。
回転反力が所定値を越えたとき、前記貫入部材が穿孔対象物に貫入されることを特徴とする請求項２に記載の穿孔機。