特許ウォッチ

公開番号2025067217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023177001
出願日2023-10-12
発明の名称ロックボルト挿入装置、ロックボルト挿入装置を備えるロックボルト打設車両、ロックボルト打設方法
出願人鹿島建設株式会社,古河ロックドリル株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類E21D 20/00 20060101AFI20250417BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】ロックボルトマガジンの回転トルクを適切な値に制御することが可能な、ロックボルト挿入装置と、ロックボルト挿入装置を備えるロックボルト打設車両と、ロックボルト打設方法を提供する。
【解決手段】ロックボルトマガジンの回転軸の、鉛直線に対する角度を検出する角度検出部71と、ロックボルトマガジンを回転させるマガジン駆動モータ75と、マガジン駆動モータ75が発生させる回転トルクを制御するモータトルク制御部74を備え、モータトルク制御部74は、角度検出部71が検出した角度に応じて、マガジン駆動モータ75が発生させる回転トルクを制御する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ロックボルト挿入孔にロックボルトを挿入可能なロックボルト挿入装置であって、
複数本の前記ロックボルトを収容することが可能であり、且つ前記収容された前記複数本のロックボルトが周囲に配置される回転軸の軸回りに回転することが可能なロックボルトマガジンと、
前記ロックボルトマガジンに対する相対位置を、前記ロックボルトマガジンに収容されている一本の前記ロックボルトをロックボルトマガジンから受け取る位置である受領位置と、前記受領位置で受け取った前記一本のロックボルトを前記ロックボルト挿入孔に挿入する位置である挿入位置との間で変化させることが可能であり、且つ前記一本のロックボルトを保持することが可能なボルトクランプと、
前記挿入位置に移動させた前記ボルトクランプが保持している前記一本のロックボルトを前記ロックボルト挿入孔に挿入する打設ドリフタと、
前記回転軸の鉛直線に対する角度を検出する角度検出部と、
前記ロックボルトマガジンを回転させるマガジン駆動モータと、
前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御するモータトルク制御部と、を備え、
前記受領位置に移動した前記ボルトクランプには、前記マガジン駆動モータによって前記ロックボルトマガジンを回転させることにより前記一本のロックボルトが押し込まれることで、前記一本のロックボルトが保持され、
前記モータトルク制御部は、前記角度検出部が検出した角度に応じて、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御するロックボルト挿入装置。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
前記モータトルク制御部は、前記角度検出部が検出した角度が大きいほど、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを増加又は減少させる請求項１に記載したロックボルト挿入装置。
【請求項３】
前記ロックボルトマガジンと前記ボルトクランプとの相対位置を検出する相対位置検出部をさらに備え、
前記モータトルク制御部は、前記相対位置検出部が検出した相対位置に応じて、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御する請求項１に記載したロックボルト挿入装置。
【請求項４】
ロックボルト挿入孔にロックボルトを挿入可能なロックボルト挿入装置であって、
複数本の前記ロックボルトを収容することが可能であり、且つ前記収容された前記複数本のロックボルトが周囲に配置される回転軸の軸回りに回転することが可能なロックボルトマガジンと、
前記ロックボルトマガジンに対する相対位置を、前記ロックボルトマガジンに収容されている一本の前記ロックボルトをロックボルトマガジンから受け取る位置である受領位置と、前記受領位置で受け取った前記一本のロックボルトを前記ロックボルト挿入孔に挿入する位置である挿入位置との間で変化させることが可能であり、且つ前記一本のロックボルトを保持することが可能なボルトクランプと、
前記挿入位置に移動させた前記ボルトクランプが保持している前記一本のロックボルトを前記ロックボルト挿入孔に挿入する打設ドリフタと、
前記ロックボルトマガジンが保持している前記ロックボルトの本数を検出する本数検出部と、
前記本数検出部が検出した本数に応じて、前記ロックボルトマガジンの回転軸に対する、前記ロックボルトマガジンと前記ロックボルトとの集合体の重心を演算する重心演算部と、
前記ロックボルトマガジンを回転させるマガジン駆動モータと、
前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御するモータトルク制御部と、を備え、
前記受領位置に移動した前記ボルトクランプには、前記マガジン駆動モータによって前記ロックボルトマガジンを回転させることにより前記一本のロックボルトが押し込まれることで、前記一本のロックボルトが保持され、
前記モータトルク制御部は、前記重心演算部が演算した重心の位置に応じて、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御するロックボルト挿入装置。
【請求項５】
前記ロックボルトマガジンと前記ボルトクランプとの相対位置を検出する相対位置検出部をさらに備え、
前記モータトルク制御部は、前記相対位置検出部が検出した相対位置に応じて、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御する請求項４に記載したロックボルト挿入装置。
【請求項６】
前記モータトルク制御部は、
前記重心演算部が演算した重心の位置が、前記受領位置に移動した前記ボルトクランプに前記一本のロックボルトが押し込まれる際に、前記重心を上昇させる位置であるときには、前記重心が移動しない位置であるときよりも、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを増加させ、
前記重心演算部が演算した重心の位置が、前記受領位置に移動した前記ボルトクランプに前記一本のロックボルトが押し込まれる際に、前記重心を下降させる位置であるときには、前記重心が移動しない位置であるときよりも、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを減少させる請求項４に記載したロックボルト挿入装置。
【請求項７】
ロックボルト挿入孔にロックボルトを挿入可能なロックボルト挿入装置であって、
複数本の前記ロックボルトを収容することが可能であり、且つ前記収容された前記複数本のロックボルトが周囲に配置される回転軸の軸回りに回転することが可能なロックボルトマガジンと、
前記ロックボルトマガジンに対する相対位置を、前記ロックボルトマガジンに収容されている一本の前記ロックボルトをロックボルトマガジンから受け取る位置である受領位置と、前記受領位置で受け取った前記一本のロックボルトを前記ロックボルト挿入孔に挿入する位置である挿入位置との間で変化させることが可能であり、且つ前記一本のロックボルトを保持することが可能なボルトクランプと、
前記挿入位置に移動させた前記ボルトクランプが保持している前記一本のロックボルトを前記ロックボルト挿入孔に挿入する打設ドリフタと、
前記回転軸の鉛直線に対する角度を検出する角度検出部と、
前記ロックボルトマガジンが保持している前記ロックボルトの本数を検出する本数検出部と、
前記本数検出部が検出した本数に応じて、前記ロックボルトマガジンの回転軸に対する、前記ロックボルトマガジンと前記ロックボルトとの集合体の重心を演算する重心演算部と、
前記ロックボルトマガジンを回転させるマガジン駆動モータと、
前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御するモータトルク制御部と、を備え、
前記受領位置に移動した前記ボルトクランプには、前記マガジン駆動モータによって前記ロックボルトマガジンを回転させることにより前記一本のロックボルトが押し込まれることで、前記一本のロックボルトが保持され、
前記モータトルク制御部は、前記角度検出部が検出した角度と、前記重心演算部が演算した重心の位置と、に応じて、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御するロックボルト挿入装置。
【請求項８】
前記モータトルク制御部は、前記角度検出部が検出した角度が大きいほど、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを増加又は減少させる請求項７に記載したロックボルト挿入装置。
【請求項９】
前記ロックボルトマガジンと前記ボルトクランプとの相対位置を検出する相対位置検出部をさらに備え、
前記モータトルク制御部は、前記相対位置検出部が検出した相対位置に応じて、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御する請求項７に記載したロックボルト挿入装置。
【請求項１０】
前記モータトルク制御部は、
前記重心演算部が演算した重心の位置が、前記受領位置に移動した前記ボルトクランプに前記一本のロックボルトが押し込まれる際に、前記重心を上昇させる位置であるときには、前記重心が移動しない位置であるときよりも、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを増加させ、
前記重心演算部が演算した重心の位置が、前記受領位置に移動した前記ボルトクランプに前記一本のロックボルトが押し込まれる際に、前記重心を下降させる位置であるときには、前記重心が移動しない位置であるときよりも、前記マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを減少させる請求項７に記載したロックボルト挿入装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックボルトを打設する技術に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ロックボルトは、例えば、特許文献１に開示されているように、トンネルの施工、鉱山における坑道の掘削、坑道を補強する土作業等の工事において、トンネル、坑道の周壁面、切土等を補強するために打設される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－１４４３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている構成を含め、従来の構成では、ロックボルトマガジンに格納しているロックボルトを、ロックボルトマガジンから引き出して使用する。また、従来の構成では、ロックボルトマガジンの回転トルクにより、ロックボルトをロックボルトマガジンからロックボルト打設装置等の受け渡し先へ押し込む。
したがって、ロックボルトマガジンの回転トルクが適切な値よりも低い場合、ロックボルトを受け渡し先に押し込むことが困難である。一方、ロックボルトマガジンの回転トルクが適切な値よりも高い場合、ロックボルトマガジンが過度に回転する等の不具合が生じる可能性がある。このため、ロックボルトを、ロックボルトマガジンから受け渡し先へ押し込む際には、ロックボルトマガジンの回転トルクを、適切な値に制御する必要がある。
【０００５】
しかしながら、ロックボルトマガジンが鉛直方向に対して大きく傾斜している場合等には、重力が作用する方向に対するロックボルトマガジンの角度に応じて、ロックボルトマガジンの回転トルクが、制御した値から変化するという問題がある。
本発明は、上述した問題点を鑑み、ロックボルトマガジンの回転トルクを適切な値に制御することが可能な、ロックボルト挿入装置と、ロックボルト挿入装置を備えるロックボルト打設車両と、ロックボルト打設方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るロックボルト挿入装置は、ロックボルト挿入孔にロックボルトを挿入可能な装置であって、ロックボルトマガジンと、複数のボルトクランプと、打設ドリフタを備える。これに加え、ロックボルト挿入装置は、角度検出部と、マガジン駆動モータと、モータトルク制御部を備える。ロックボルトマガジンは、複数本のロックボルトを収容することが可能であり、且つ収容された複数本のロックボルトが周囲に配置される回転軸の軸回りに回転することが可能である。ボルトクランプは、ロックボルトマガジンに対する相対位置を、ロックボルトマガジンに収容されている一本のロックボルトをロックボルトマガジンから受け取る位置である受領位置と、受領位置で受け取った一本のロックボルトをロックボルト挿入孔に挿入する位置である挿入位置との間で変化させることが可能であり、且つ一本のロックボルトを保持することが可能である。打設ドリフタは、挿入位置に移動させたボルトクランプが保持している一本のロックボルトをロックボルト挿入孔に挿入することが可能である。角度検出部は、回転軸の鉛直線に対する角度を検出する。マガジン駆動モータは、ロックボルトマガジンを回転させるモータである。モータトルク制御部は、マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御する。そして、受領位置に移動したボルトクランプには、マガジン駆動モータによってロックボルトマガジンを回転させることにより一本のロックボルトが押し込まれることで、一本のロックボルトが保持される。また、モータトルク制御部は、角度検出部が検出した角度に応じて、マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御する。
【０００７】
また、本発明の一態様に係るロックボルト挿入装置は、ロックボルト挿入孔にロックボルトを挿入可能なロックボルト挿入装置であって、ロックボルトマガジンと、ボルトクランプと、打設ドリフタを備える。これに加え、ロックボルト挿入装置は、本数検出部と、重心演算部と、マガジン駆動モータと、モータトルク制御部を備える。本数検出部は、ロックボルトマガジンが保持しているロックボルトの本数を検出する。重心演算部は、本数検出部が検出した本数に応じて、ロックボルトマガジンの回転軸に対する、ロックボルトマガジンとロックボルトとの集合体の重心を演算する。また、モータトルク制御部は、重心演算部が演算した重心の位置に応じて、マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御する。
【０００８】
また、本発明の一態様に係るロックボルト挿入装置は、ロックボルト挿入孔にロックボルトを挿入可能なロックボルト挿入装置であって、ロックボルトマガジンと、ボルトクランプと、打設ドリフタを備える。これに加え、ロックボルト挿入装置は、角度検出部と、本数検出部と、重心演算部と、マガジン駆動モータと、モータトルク制御部を備える。また、モータトルク制御部は、角度検出部が検出した角度と、重心演算部が演算した重心の位置に応じて、マガジン駆動モータが発生させる回転トルクを制御する。
【０００９】
また、本発明の一態様に係るロックボルト打設車両は、ロックボルト挿入装置と、ロックボルト挿入装置を搭載する台車を備える。
【００１０】
また、本発明の一態様に係るロックボルト打設方法は、周壁面に複数のロックボルトを打設するロックボルト打設方法であって、ロックボルト挿入装置を用いて複数のロックボルトを打設する。
（【００１１】以降は省略されています）

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