岩盤破砕装置

【課題】トンネル内のような狭い空間内でも効率良く所望の方向に割岩することのできる岩盤破砕装置を提供すること。
【解決手段】自走式作業車両に油圧シリンダによって上下に回動するブームを設け、該ブームの先端部に上下・左右に回動可能なブラケットを取り付け、該ブラケットに伸縮可能なスライドアームを支持して、該スライドアームの先端部に平歯車とピニオンを並列に設けた回転装置を介して割岩機をその軸回りに回転自在に取り付け、さらに前記ブームを回動させる油圧シリンダに、その作動位置を検出するセンサを設けるとともに、該センサによって検出される作動位置が予め設定した所定の範囲を越えないように油圧シリンダの作動を制御する制御装置を設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内のような狭い空間内でも効率良く所望の方向に割岩することのできる岩盤破砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自走式作業車両に割岩機を搭載し、所望の場所に移動して岩盤の破砕を行えるようにした岩盤破砕装置がある。上記自走式車両としては、油圧ショベルの車両やクローラ式走行車両が利用される。このような岩盤破砕装置としては、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されているようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−７３６６２号公報
【特許文献２】特開平７−１１９３７９号公報
【０００４】
上記特許文献１及び特許文献２に記載されたものの他にも、例えば図３、図４に示すような岩盤破砕装置が開発されている。これらの図において、２０は作業車両に支持された上下に回動可能なブーム、３０は該ブームの先端部に取り付けられ、前後及び左右に回動可能かつ前後に伸縮可能なスライドアーム、３１は該スライドアームの先端部と割岩機４の間に設けられ、スライドアーム３０に対して割岩機４を前後方向の軸心回りに回転可能に支持する回転装置である。これらの割岩機支持機構を適宜駆動させて、割岩機４の上下位置、左右位置、前後位置、上下角度及び左右角度を調整するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の岩盤破砕装置をトンネルの掘削に使用する場合、次のような種々の問題が生じる。まず、トンネル内でブーム２０を不用意に回動させると、割岩機４や割岩機支持機構の一部がトンネルの天井壁や側壁に接触する危険がある。次に、割岩機支持機構を前方に伸ばして切羽の岩盤を破砕するとき、重心の位置が前寄りになりすぎて重量バランスを失うおそれがある。さらに、左右幅の狭いトンネル内では作業車両２の車両本体を大きく旋回することができないので、トンネルの側壁を破砕処理するときに割岩機４を適正な左右角度に保持できないという問題もある。本発明は、従来の岩盤破砕装置におけるこれらの問題点を解決し、トンネルの掘削に使用するに好適な岩盤破砕装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、請求項１に記載の岩盤破砕装置は、油圧シリンダによって上下に回動するブームの先端部に、上下に回動自在な上下回動部と左右に回動自在な左右回動部とを結合してなるブラケットを取り付け、油圧シリンダで伸縮するスライドアームの前後中間部を前記ブラケットで支持するとともに、該スライドアームの伸縮する先端部に回転装置を介して割岩機の基部を前後方向の軸回りに回転自在に取り付けたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に記載の岩盤破砕装置は、上記請求項１に記載の構成に加えて、前記回転装置を、割岩機の基部に取り付けた平歯車に噛み合うピニオンを油圧モータで回転させることにより割岩機を軸回りに正逆回転させる装置として構成した。さらに、請求項３に記載の発明は、上記請求項１又は２に記載の岩盤破砕装置において、ブームの作動位置を検出するセンサと、該センサによって検出される作動位置が予め設定した所定の範囲を越えないようにブーム回動用の油圧シリンダの作動を制御する制御装置を設けた。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の岩盤破砕装置は、上下回転部と左右回転部とを結合してなるブラケットをブームの先端部に設け、該ブラケットでスライドアームを支持したので、割岩機を支持するスライドアームを上下左右に回動させる機構を無理なく設けることができるようになり、割岩機の左右角度の変更範囲が広がり、トンネルの側壁等の破砕処理が容易になる。また、割岩機の高さを実用に便利な高さとすることができ、しかもスライドアームの中間部をブラケットで支持するので、スライドアームの前方への突出量を短くすることができ、トンネルの切羽を破砕するとき等に重量バランスを失うことがなく、自在に回転させることができ、割岩方向を任意に設定することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、割岩機をその前後方向の軸回りに回転させる回転装置として、割岩機の基部に設けた平歯車と該平歯車に噛合するピニオンを設け、該ピニオンを油圧モータで回転させる機構を採用したので、当該回転装置の前後長さを短くすることができ、この点でも前後重量バランスを良好なものとすることが可能となった。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、ブームの作動範囲を制御する制御装置を設けることにより、ブームが予め設定した上限及び下限を超えて回動しないようにすることができるので、トンネル内でブームを不用意に回動させることにより割岩機や可動部の一部がトンネルの天井壁や側壁に接触するという事故が未然に防止されるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
トンネルの掘削に使用するのに好適な岩盤破砕装置の実施形態を具体的に説明すると、以下のとおりである。
【００１２】
図１は本発明の実施例の側面図、図２はその平面図である。この岩盤破砕装置１は、自走式作業車両２と、該作業車両に設けられた割岩機支持機構３と、該支持機構によって支持される割岩機４とからなる。
【００１３】
作業車両２は、クローラ走行装置１０を備え、その上にエンジン、油圧ユニット、カウンタウェイト、運転用キャビン１１等からなる車両本体１２が旋回可能に設けられている。クローラ走行装置１０以外の走行手段で走行させるようにしてもよい。
【００１４】
割岩機支持機構３は、前記車両本体１２に上下に回動自在に装着されたブーム２０とブラケット２５を備えている。このブーム２０は油圧シリンダ２１で回動させられる。油圧シリンダ２１には所定の作動位置を検出するためのセンサとして一対の光電式リミットスイッチ２２，２３が設けられるとともに、該リミットスイッチからの信号に基づいて油圧シリンダ２１の作動を制御する制御装置（図示を省略）が設けられ、ことにより、ブーム２０が一定範囲を超えて回動しないように規制している。この回動範囲の上限及び下限は、キャビン１１内に設けた制御装置の設定ダイヤル等の操作により任意に設定できる。
【００１５】
ブーム２０の先端部にブラケット２５が取り付けられている。ブラケット２５は、ブーム２０の先端部にピンで上下に回動自在に取りつけられた上下回動部２６と、該上下回動部２６にピンで左右に回動自在に連結された左右回動部２７とで構成される。上下回動部２６は油圧シリンダ２８で回動させられ、左右回動部２７は油圧シリンダ２９で回動させられる。そして、左右回動部２７の上に、伸縮可能なスライドアーム３０がその中間部で支持されている。
【００１６】
スライドアーム３０の先端部には、回転装置３１を介して割岩機４が連結されている。回転装置３１は、割岩機４の基部にその中心軸と直角に取り付けられた平歯車３３と、該平歯車の外周部に並列に設けられ該平歯車に噛合するピニオン３４とを備え、該ピニオンを油圧モータ３２で回転駆動することにより、該ピニオン３４と平歯車３３の噛合を介して割岩機４を軸回りに回転させるようになっている。平歯車３３とピニオン３４とを上下又は左右に並設することにより、従来のものに比べて回転装置３１の前後長さを短くすることができる。なお、油圧モータ３２の回転方向と回転量は、レバー等の操作手段で任意に制御することができる。
【００１７】
割岩機４は、筒状の本体４０の先端部に一対の楔棒４１，４１が取り付けられており、その間隔部に押圧楔４２を油圧で前進させて、上記一対の楔棒４１，４１を押し広げるようになっている公知のものである。岩盤の裂け目や人為的に岩盤に穿設した穴に楔棒４１，４１を挿入した状態で当該楔棒を押圧楔４２で押し広げることにより、岩盤に亀裂を生じさせて破砕する。
【００１８】
この岩盤破砕装置１は以上のように構成されていて、ブーム２０を上下に回動させるとともに、ブーム２０に対し第一ブラケット２５を回動させて、割岩機４の上下位置を変更し（Ａ１，Ａ２）、ブラケット２５の上下回動部２６に対し左右回動部２７を回動させて、割岩機４の左右位置を変更し（Ｂ１，Ｂ２）、スライドアーム３０を伸縮させて割岩機４の前後位置を変更し（Ｃ）、回転装置３１を駆動して、割岩機４の楔棒による押圧力の作用方向を調節することができる。割岩機４が、ブラケット２５上に支持したスライドアーム３０に取り付けられているので、当該割岩機４の支持高さをブーム先端部よりも高くすることができ、天井近傍の割岩を問題なく行うことができる。なお、踏前の割岩作業では、ブーム２０を下方へ回動させて作業するが、このとき、スライドアーム３０の後端部とブーム２０とが干渉しないような寸法となっている。
【００１９】
上記動作において、ブーム２０の回動範囲がリミットスイッチ２２，２３によって定められているので、ブーム２０が上記回動範囲を超えて回動することがなく、割岩機４や割岩機支持機構３の一部がトンネルの天井部や地面に接触することが防止される。回動範囲の上限及び下限は容易に変更可能であるから、トンネルの大きさ等に応じて適正な回動範囲を設定できる。
【００２０】
また、ブラケット２５の左右回動部２７の上にスライドアーム３０を支持させるとともに、回転装置３１の前後長の短縮化を図ったことにより、割岩機支持機構３を前方に伸ばして切羽の岩盤を破砕する場合等における作業車両２から割岩機４までの距離を短くすることが可能となり、前後の重量バランスが良好になって、安全で安定した作業を行うことができるようになっている。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の岩盤破砕装置は、土木部門におけるトンネルの掘削に好適に使用することができるが、この岩盤破砕装置を、コンクリート構造物の破壊等、他の用途に使用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による岩盤破砕装置の側面図である。
【図２】本発明による岩盤破砕装置の平面図である。
【図３】従来の岩盤破砕装置の側面図である。
【図４】従来の岩盤破砕装置の平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１岩盤破砕装置
２作業車両
３割岩機支持機構
４割岩機
２０ブーム
２１ブームを回動させる油圧シリンダ
２２，２３リミットスイッチ（センサ）
２５ブラケット
２６上下回動部
２７左右回動部
３０スライドアーム
３１回転駆動装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧シリンダによって上下に回動するブームの先端部に、上下に回動自在な上下回動部と左右に回動自在な左右回動部とを結合してなるブラケットを取り付け、油圧シリンダで伸縮するスライドアームの前後中間部を前記ブラケットで支持するとともに、該スライドアームの伸縮する先端部に回転装置を介して割岩機の基部を前後方向の軸回りに回転自在に取り付けたことを特徴とする岩盤破砕装置。
【請求項２】
回転装置は、割岩機の基部に取り付けた平歯車に噛み合うピニオンを油圧モータで回転させることにより割岩機を軸回りに正逆回転させるように構成されている請求項１に記載の岩盤破砕装置。
【請求項３】
ブームの作動位置を検出するセンサと、該センサによって検出される作動位置が予め設定した所定の範囲を越えないようにブーム回動用の油圧シリンダの作動を制御する制御装置を設けた請求項１又は２に記載の岩盤破砕装置。

【図１】