(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023069612
(43)【公開日】2023-05-18
(54)【発明の名称】削岩装置
(51)【国際特許分類】
E21C 27/28 20060101AFI20230511BHJP
B25D 17/28 20060101ALI20230511BHJP
【ＦＩ】
E21C27/28
B25D17/28
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021181623
(22)【出願日】2021-11-08
(71)【出願人】
【識別番号】507250427
【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000925
【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】日高 政隆
(72)【発明者】
【氏名】石塚 一平
(72)【発明者】
【氏名】仲田 宗生
(72)【発明者】
【氏名】田中 基
(72)【発明者】
【氏名】石田 一成
【テーマコード（参考）】
2D058
2D065
【Ｆターム（参考）】
2D058AA17
2D058BB21
2D058DA45
2D065DA16
2D065DB17
2D065GA01
(57)【要約】
【課題】作業効率を向上させることができるとともに、チゼルの滑りを抑制することができる削岩装置を提供する。
【解決手段】削岩装置１００は、ブレーカー１と、平面荷重検出部８と、ブレーカー支持機構５と、姿勢変更機構６と、を備えている。平面荷重検出部８は、ブレーカー１における軸方向と直交する方向の荷重である平面荷重を計測する。ブレーカー支持機構５は、ブレーカー１を軸方向と直交する方向に移動可能に支持する。姿勢変更機構６は、平面荷重検出部８が計測したブレーカー１における全周の平面荷重の分布に基づいて、ブレーカー１における被破砕物Ｑ１に対する姿勢を変更する。
【選択図】図１
【解決手段】削岩装置１００は、ブレーカー１と、平面荷重検出部８と、ブレーカー支持機構５と、姿勢変更機構６と、を備えている。平面荷重検出部８は、ブレーカー１における軸方向と直交する方向の荷重である平面荷重を計測する。ブレーカー支持機構５は、ブレーカー１を軸方向と直交する方向に移動可能に支持する。姿勢変更機構６は、平面荷重検出部８が計測したブレーカー１における全周の平面荷重の分布に基づいて、ブレーカー１における被破砕物Ｑ１に対する姿勢を変更する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被破砕物に接触するチゼルを有するブレーカーと、
前記ブレーカーにおける軸方向と直交する方向の荷重である平面荷重を計測する平面荷重検出部と、
前記ブレーカーを前記軸方向と直交する方向に移動可能に支持するブレーカー支持機構と、
前記平面荷重検出部が計測した前記ブレーカーにおける全周の平面荷重の分布に基づいて、前記ブレーカーにおける前記被破砕物に対する姿勢を変更する姿勢変更機構と、
を備えた削岩装置。
前記ブレーカーにおける軸方向と直交する方向の荷重である平面荷重を計測する平面荷重検出部と、
前記ブレーカーを前記軸方向と直交する方向に移動可能に支持するブレーカー支持機構と、
前記平面荷重検出部が計測した前記ブレーカーにおける全周の平面荷重の分布に基づいて、前記ブレーカーにおける前記被破砕物に対する姿勢を変更する姿勢変更機構と、
を備えた削岩装置。
【請求項2】
前記ブレーカーにおける前記チゼルが設けられた先端部とは反対側の後端部に配置されるブレーカー基部と、
前記ブレーカー基部と前記ブレーカーとを接続するブレーカー支持板と、
を備えた請求項１に記載の削岩装置。
前記ブレーカー基部と前記ブレーカーとを接続するブレーカー支持板と、
を備えた請求項１に記載の削岩装置。
【請求項3】
前記ブレーカー及び前記ブレーカー基部を前記軸方向周りに回転させるブレーカー回転装置を備えた
請求項２に記載の削岩装置。
請求項２に記載の削岩装置。
【請求項4】
前記ブレーカー支持機構及び前記姿勢変更機構は、前記ブレーカー支持板に設けられ、前記ブレーカーを前記軸方向と直交する方向に回動可能に支持する回動軸である
請求項３に記載の削岩装置。
請求項３に記載の削岩装置。
【請求項5】
前記ブレーカー基部に接続されるブームをさらに備え、
前記ブレーカー支持機構は、前記ブレーカー支持板に設けられ、前記ブレーカーを前記軸方向と直交する方向に回動可能に支持する第１回動軸であり、
前記姿勢変更機構は、前記ブレーカー基部を前記ブームに対して、記軸方向と直交する方向に回動可能に支持する第２回動軸である
請求項３に記載の削岩装置。
前記ブレーカー支持機構は、前記ブレーカー支持板に設けられ、前記ブレーカーを前記軸方向と直交する方向に回動可能に支持する第１回動軸であり、
前記姿勢変更機構は、前記ブレーカー基部を前記ブームに対して、記軸方向と直交する方向に回動可能に支持する第２回動軸である
請求項３に記載の削岩装置。
【請求項6】
前記第１回動軸と前記第２回動軸の間に設けられ、前記ブレーカー支持板及び前記ブレーカー、前記平面荷重検出部を前記軸方向周りに回転させる第２ブレーカー回転装置をさらに備えた
請求項５に記載の削岩装置。
請求項５に記載の削岩装置。
【請求項7】
前記平面荷重検出部は、前記ブレーカーにおける軸方向と直交する方向の側面部と対向して配置される
請求項１に記載の削岩装置。
請求項１に記載の削岩装置。
【請求項8】
前記平面荷重検出部を前記ブレーカーに接近及び離反させる検出部退避機構をさらに備えた
請求項７に記載の削岩装置。
請求項７に記載の削岩装置。
【請求項9】
前記ブレーカーを支持するブームをさらに備え、
前記ブレーカー支持機構及び前記姿勢変更機構は、
前記ブレーカーにおける軸方向の後端部から突出し、前記ブームに挿入される延長軸と、
前記延長軸に設けられた球状の球面軸と、
前記ブームに設けられて、前記球面軸を回転可能に支持する球面軸受と、
前記延長軸を任意の傾斜角度で固定するストッパと、を有する
請求項１に記載の削岩装置。
前記ブレーカー支持機構及び前記姿勢変更機構は、
前記ブレーカーにおける軸方向の後端部から突出し、前記ブームに挿入される延長軸と、
前記延長軸に設けられた球状の球面軸と、
前記ブームに設けられて、前記球面軸を回転可能に支持する球面軸受と、
前記延長軸を任意の傾斜角度で固定するストッパと、を有する
請求項１に記載の削岩装置。
【請求項10】
前記延長軸には、円柱状に形成された被検出部が設けられ、
前記平面荷重検出部は、前記ブームの内部において、前記被検出部に接近及び離反可能に配置される
請求項９に記載の削岩装置。
前記平面荷重検出部は、前記ブームの内部において、前記被検出部に接近及び離反可能に配置される
請求項９に記載の削岩装置。
【請求項11】
前記平面荷重検出部は、複数の検出素子を有し、
複数の前記検出素子は、前記被検出部の周方向を囲むようにしてリング状に配置される
請求項１０に記載の削岩装置。
複数の前記検出素子は、前記被検出部の周方向を囲むようにしてリング状に配置される
請求項１０に記載の削岩装置。
【請求項12】
前記平面荷重検出部は、
前記ブレーカーの側面部に接触するピストンと、
前記ピストンが摺動するシリンダと、
前記シリンダに接続される液圧パイプと、
前記液圧パイプを介して前記シリンダの内部に圧送される作動液と、
前記液圧パイプに接続され、前記作動液を介して伝わる液圧を計測する液圧計測部と、
を有する請求項１に記載の削岩装置。
前記ブレーカーの側面部に接触するピストンと、
前記ピストンが摺動するシリンダと、
前記シリンダに接続される液圧パイプと、
前記液圧パイプを介して前記シリンダの内部に圧送される作動液と、
前記液圧パイプに接続され、前記作動液を介して伝わる液圧を計測する液圧計測部と、
を有する請求項１に記載の削岩装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、削岩装置に関する。
【背景技術】
【0002】
トンネル掘削、岩盤破砕や採鉱等の作業工法の一つとして、衝撃工具であるブレーカーに取り付けたたがね、いわゆるチゼルで岩などの被破砕物を削岩する方法がある。人力に依らない削岩作業には、自走あるいは基部が固定された削岩装置が用いられている。このような削岩作業時では、被破砕物の表面の微小な凹凸や局所的に脆い箇所によってチゼルが滑り、目的の寸法で破砕できなかったり、被破砕物の表面が削れてダストの発生量が増加したりする等の問題が発生する。チゼルの滑りを防止するために、チゼルを被破砕物に対して最適な角度で接触させることが要求される。
【0003】
チゼルを被破砕物に対して最適な角度で接触させる技術としては、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されているようなものがある。特許文献１には、予め被破砕物の位置を測量機器で計測し、削岩装置の穿孔位置を決める技術が記載されている。
【0004】
特許文献２には、チゼル本体の歪み計測する歪みゲージを設け、チゼルが被破砕物に接触した際のチゼルの歪みを歪みゲージにより計測し、計測した情報に基づいてブレーカーの姿勢を制御する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００５－２２０６２７号公報
【特許文献2】特開平８－１３５２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、削岩作業の前に予め被破砕物表面の形状を計測する必要があり、削岩作業の作業効率が悪化する、という問題を有していた。また、特許文献１に記載された技術では、非接触であるため被破砕物表面の微細な傾斜や局所的な脆さなどの、チゼルの滑りを誘発する要因を検出することが困難であった。その結果、チゼルに滑りが発生し、粉塵発生量が増加する、という問題も有していた。
【0007】
また、チゼルが削岩に用いるため比較的硬質に形成されており、被破砕物に接触しただけでは、その歪み量は微小なものとなっていた。そのため、特許文献２に記載された技術では、歪みゲージで計測される値が小さく、測定精度が低くなる、という問題を有していた。さらに、特許文献２に記載された技術では、振動するチゼルに歪みゲージを外嵌で接触させているため、チゼルの振動が歪みゲージに伝わることで、歪みゲージが破損したり、測定精度が悪化するおそれがあった。その結果、特許文献２に記載された技術では、チゼルの滑りを抑制することが困難であった。
【0008】
本目的は、上記の問題点を考慮し、作業効率を向上させることができるとともに、チゼルの滑りを抑制することができる削岩装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決し、目的を達成するため、削岩装置は、ブレーカーと、平面荷重検出部と、ブレーカー支持機構と、姿勢変更機構と、を備えている。ブレーカーは、被破砕物に接触するチゼルを有する。平面荷重検出部は、ブレーカーにおける軸方向と直交する方向の荷重である平面荷重を計測する。ブレーカー支持機構は、ブレーカーを軸方向と直交する方向に移動可能に支持する。姿勢変更機構は、平面荷重検出部が計測したブレーカーにおける全周の平面荷重の分布に基づいて、ブレーカーにおける被破砕物に対する姿勢を変更する。
【発明の効果】
【0010】
上記構成の削岩装置によれば、作業効率を向上させることができるとともに、チゼルの滑りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図2】第１の実施の形態例にかかる削岩装置の動作例を示す図である。
【図3】第１の実施の形態例にかかる削岩装置の動作例を示す図である。
【図4】第１の実施の形態例にかかる削岩装置における軸方向荷重の計測値の変化を示す概念図である。
【図5】第１の実施の形態例にかかる削岩装置における軸方向と直交する方向の荷重の計測値の変化を示す概念図である。
【図6】第１の実施の形態例にかかる削岩装置におけるブームの動作を示す模式図である。
【図7】削岩装置におけるブーム支持装置の一例を示す模式図である。
【図8】削岩装置におけるブーム支持装置の他の例を示す模式図である。
【図9】削岩装置におけるブーム支持装置の更に別の例を示す模式図である。
【図10】削岩装置におけるブームとブーム支持装置の動きを示す模式図である。
【図12】第２の実施の形態例にかかる削岩装置の動作例を示す図である。
【図13】第２の実施の形態例にかかる削岩装置における軸方向と直交する荷重の計測値の変化を示す概念図である。
【図15】第３の実施の形態例にかかる削岩装置における周方向荷重の計測値の変化を示す概念図である。
【図16】第４の実施の形態例にかかる削岩装置を示す正面図である。
【図18】第５の実施の形態例にかかる削岩装置の動作例を示す図である。
【図19】第５の実施の形態例にかかる削岩装置の動作例を示す図である。
【図20】第５の実施の形態例にかかる削岩装置の動作例を示す図である。
【図21】第５の実施の形態例にかかる削岩装置の動作例を示す図である。
【図22】第６の実施の形態例にかかる削岩装置を示す図である。
【図23】第６の実施の形態例にかかる削岩装置の平面荷重検出部を拡大して示す断面図である。
【図24】第７の実施の形態例にかかる削岩装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
【0013】
【0014】
図１Ａ及び図１Ｂに示す装置は、例えば、建物解体やトンネル掘削、岩石の切り出し、岩盤破砕等の土木工事、採鉱作業、原子炉の事故処理や解体作業に用いられる削岩装置である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、削岩装置１００は、ブレーカー１と、チゼル２と、第１ブーム３及び第２ブーム４と、を備えている。また、削岩装置１００は、第１回動軸５と、第２回動軸６と、軸方向荷重検出部を示す第１ロードセル７と、平面荷重検出部を示す第２ロードセル８と、ブレーカー基部１０と、ブレーカー支持板１１とを備えている。
【0015】
ブレーカー１の軸方向の先端部には、チゼル２が取り付けられている。ブレーカー１は、チゼル２を叩く不図示のハンマーを内部に有している。そして、ブレーカー１は、ガス圧、油圧、電動などで気室に圧送したガスによってハンマーを動かし、チゼル２の後端をハンマーで叩く。これにより、ブレーカー１は、チゼル２の先端に当てた被破砕物Ｑ１（図２Ａ及び図２Ｂ参照）を破砕する。以下、ブレーカー１及びチゼル２の軸方向を第３の方向Ｚとし、第３の方向Ｚと直交する方向を第１の方向Ｘとし、第３の方向Ｚ及び第１の方向Ｘと直交する方向を第２の方向Ｙとする。
【0016】
ブレーカー１の第３の方向Ｚの基端部には、ブレーカー基部１０が配置されている。そして、ブレーカー１とブレーカー基部１０は、一対のブレーカー支持板１１を介して連結されている。一対のブレーカー支持板１１は、ブレーカー１における第２の方向Ｙの両側の側面部と対向して配置される。そして、ブレーカー１は、第１回動軸５により一対のブレーカー支持板１１に回動可能に支持される。
【0017】
ブレーカー支持機構を示す第１回動軸５は、第２の方向Ｙと平行に配置される。そのため、ブレーカー１は、第１回動軸５により第１の方向Ｘに回動可能に支持される。また、第１回動軸５には、第１回動軸駆動部１５が設けられている。第１回動軸駆動部１５は、不図示のステップモータなどの回転機、あるいは重力による第１の方向Ｘの回動機能を備えている。第１回動軸駆動部１５は、回転機、あるいは重力とともに第１回動軸５を開放あるいは固定することで、ブレーカー１の回動動作を制御する。
【0018】
ブレーカー基部１０には、２つのロードセル支持板１７ａ、１７ｂが固定されている。ロードセル支持板１７ａ、１７ｂは、ブレーカー基部１０から第３の方向Ｚの先端部に向けて突出している。ロードセル支持板１７ａ、１７ｂの第３の方向Ｚの先端部には、第２ロードセル８（８ａ、８ｂ）が取り付けられている。第２ロードセル８は、ロードセル支持板１７ａ、１７ｂに支持されて、ブレーカー１における第１の方向Ｘの両側の側面部と対向する。すなわち、２つの第２ロードセル８ａ、８ｂは、ブレーカー１を間に挟んで１８０度正対する位置に配置される。また、第２ロードセル８ａ、８ｂは、ブレーカー１における第１回動軸５を挟んでチゼル２とは反対側の他端部と対向する。
【0019】
第２ロードセル８は、ブレーカー１にかかる荷重を検出する。より、具体的には、第２ロードセル８は、ブレーカー１における軸方向と直交する方向、すなわち第１の方向Ｘと第２の方向Ｙで形成される平面荷重を検出する。
【0020】
なお、本例では、平面荷重検出部である第２ロードセル８を２つ設けた例を説明したが、第２ロードセル８の数は、２つに限定されるものではなく、３つ以上設けてもよく、あるいは１つだけでもよい。また、本例の削岩装置１００のように第２ロードセル８を複数設けることで、一つが故障した場合、他のロードセルで代用することができる。
【0021】
さらに、第２ロードセル８を支持するロードセル支持板１７ａ、１７ｂをブレーカー基部１０に固定する例を説明したが、これに限定されるものではなく、ロードセル支持板１７ａ、１７ｂをブレーカー基部１０よりも第３の方向Ｚの上方に配置される第１ブーム３に取り付けてもよい。
【0022】
さらに、２つの第２ロードセル８ａ、８ｂがブレーカー１を間に挟んで対向して配置されているため、ブレーカー１における第１回動軸５での回動範囲は、２つの第２ロードセル８ａ、８ｂの間隔となる。
【0023】
また、ブレーカー基部１０及びブレーカー支持板１１は、第２回動軸６を介して第１ブーム３に回動可能に支持されている。姿勢変更機構を示す第２回動軸６は、第１回動軸５と平行をなす方向、すなわち第２の方向Ｙと平行に配置される。そのため、ブレーカー基部１０、ブレーカー支持板１１及びブレーカー１は、第２回動軸６により第１の方向Ｘに回動可能に支持される。また、第２回動軸６には、第２回動軸駆動部１６が設けられている。第２回動軸駆動部１６は、不図示のステップモータなどの回転機による第１の方向Ｘの回動機能を備えている。第２回動軸駆動部１６は、回転機とともに第２回動軸６を開放あるいは固定することで、ブレーカー１やブレーカー基部１０の回動動作を制御する。
【0024】
第１ブーム３と、第２ブーム４の連結箇所には、第１ロードセル７が配置されている。第１ロードセル７は、ブレーカー１や第１ブーム３の軸方向の荷重、すなわち第３の方向Ｚの荷重を検出する。なお、第２ブーム４における第１ブーム３とは反対側の端部には、複数のリンク３４ａ、３４ｂ（図７から図９参照）が連結される。また、第２ブーム４には、ブレーカー１、第１ブームや第２ブーム４を軸方向周り（第３の方向Ｚ周り）に回転させるブレーカー回転装置１２（図６参照）が取り付けられる。また、ブレーカー回転装置１２における第２ブーム４とは反対側には、第１ブーム３や第２ブーム４を支持するブーム支持装置３９（図６Ｂ参照）が設置される。
【0025】
なお、ブレーカー回転装置１２によりブレーカー１、ブレーカー基部１０、第１ブーム３や第２ブーム４が第３の方向Ｚ周りに回転することで、第１回動軸５及び第２回動軸６の軸線の向きが変化する。そのため、ブレーカー１や、ブレーカー基部１０及びブレーカー支持板１１が回動する向きも変化する。
【0026】
【0027】
まず、図２Ａに示すように、第１ブーム３及び第２ブーム４を移動させて、チゼル２を被破砕物Ｑ１に接触させる。このとき、第１回動軸駆動部１５及び第２回動軸駆動部１６により第１回動軸５及び第２回動軸６が固定されており、ブレーカー１の軸方向は、第１ブーム３や第２ブーム４の第３の方向Ｚと平行をなしている。
【0028】
図４は、第１ロードセル７が計測した計測値、すなわち軸方向荷重の計測値の変化を示す概念図である。図４における縦軸は深度Ｄ、すなわちブレーカー１の第３の方向Ｚの押し込み量を示し、横軸は第１ロードセル７が計測した計測値を示している。
チゼル２が被破砕物Ｑ１に当たると、ブレーカー１には、第３の方向Ｚに沿って反力Ｆ１が作用する。図４に示すように、ブレーカー１に作用する第３の方向Ｚの反力Ｆ１は、第１ロードセル７によって計測される。
チゼル２が被破砕物Ｑ１に当たると、ブレーカー１には、第３の方向Ｚに沿って反力Ｆ１が作用する。図４に示すように、ブレーカー１に作用する第３の方向Ｚの反力Ｆ１は、第１ロードセル７によって計測される。
【0029】
また、図２Ａに示すように、被破砕物Ｑ１の表面に傾斜や脆い部分が存在すると、その傾斜や脆さに応じて第３の方向Ｚと直交する向きの反力Ｆ２がチゼル２及びブレーカー１に作用する。第１ロードセル７が計測した反力Ｆ１が所定の荷重Ｌ１に達すると、第１回動軸駆動部１５を開放する。これにより、ブレーカー１及びチゼル２は、第１回動軸５を中心に回動可能となる。チゼル２に作用する第３の方向Ｚと直交する向きの反力Ｆ２により、ブレーカー１における第１回動軸５を挟んでチゼル２とは反対側の他端部には、チゼル２に作用する反力Ｆ２とは反対向きの荷重Ｆ２’が作用する。そのため、図２Ｂに示すように、ブレーカー１には、回転モーメントＭが作用する。ブレーカー１が回転モーメントＭにより第１回動軸５を中心に回動することで、ブレーカー１における第３の方向の他端部が傾き、第２ロードセル８によって荷重Ｆ２が計測される。
【0030】
次に、図３Ａに示すように、第１ブーム３及び第２ブーム４に取り付けられたブレーカー回転装置１２（図６参照）により、ブレーカー１をチゼル２の軸方向を中心に回転、すなわち第３の方向Ｚ周りに１８０度回転させる。
【0031】
図５は、第２ロードセル８が計測した計測値、すなわち軸方向と直交する方向の荷重（以下、「平面荷重」という。）の計測値の変化を示す概念図である。
第２ロードセル８は、ブレーカー１を間に挟んで１８０度正対する位置に配置されている。そのため、ブレーカー１を１８０度回転させることで、図５に示すように、２つの第２ロードセル８ａ、８ｂにより、ブレーカー１における軸方向と直交する方向の全周における平面荷重の分布を計測することができる。
第２ロードセル８は、ブレーカー１を間に挟んで１８０度正対する位置に配置されている。そのため、ブレーカー１を１８０度回転させることで、図５に示すように、２つの第２ロードセル８ａ、８ｂにより、ブレーカー１における軸方向と直交する方向の全周における平面荷重の分布を計測することができる。
【0032】
なお、本例では、ブレーカー１を１８０度回転させる例を説明したが、これに限定されるものではなく、ブレーカー１を３６０度回転させてもよい。これにより、２つの第２ロードセル８ａ、８ｂにより２回計測することで、検出の信頼性の確認をすることができ、計測精度を高めることができる。
【0033】
【0034】
次に、第１回動軸駆動部１５を駆動させて、ブレーカー１の軸方向が第３の方向Ｚと平行になるようにブレーカー１の傾きを戻す。そして、第１回動軸駆動部１５を駆動し、第１回動軸５を固定する。
【0035】
次に、図３Ｂに示すように、ブレーカー回転装置１２によりブレーカー１及びブレーカー基部１０、第１ブーム３及び第２ブーム４を、第２回動軸６の軸線が方位α２と直交するように、第３の方向Ｚ周りに回転させる。次に、第２回動軸駆動部１６を駆動して第２回動軸６を開放させる。ブレーカー１及びブレーカー基部１０を、ブレーカー１の傾斜角が算出した傾斜角θ２となるように、第２回動軸６を中心に回動させる。これにより、チゼル２の向きを被破砕物Ｑ１に対して滑りにくい向きにすることができる。
【0036】
なお、傾斜角θ２は、荷重Ｌ２に対する増加関数で算出され、例えば、荷重Ｌ２に比例させてもよく、荷重Ｌ２に合わせて段階的に増加させてもよい。
【0037】
図６Ａ及び図６Ｂは、第１ブーム３及び第２ブーム４の動作を示す模式図である。
図６Ａにおける点線Ａから実線Ｄに示すように、ブレーカー１及びブレーカー基部１０を回動に合わせて第１ブーム３及び第２ブーム４を、方位α２とは１８０度反対の方向に水平移動させると同時に降下させる。これにより、ブレーカー１を回動させて、所定の傾斜角θ２に傾斜させる際に、チゼル２が被破砕物Ｑ１から外れることを防止することができる。そして、ブレーカー１を動作させて、チゼル２によって被破砕物Ｑ１に打撃を加える。
図６Ａにおける点線Ａから実線Ｄに示すように、ブレーカー１及びブレーカー基部１０を回動に合わせて第１ブーム３及び第２ブーム４を、方位α２とは１８０度反対の方向に水平移動させると同時に降下させる。これにより、ブレーカー１を回動させて、所定の傾斜角θ２に傾斜させる際に、チゼル２が被破砕物Ｑ１から外れることを防止することができる。そして、ブレーカー１を動作させて、チゼル２によって被破砕物Ｑ１に打撃を加える。
【0038】
なお、本例の削岩装置１００によれば、チゼル２によって被破砕物Ｑ１に打撃を加える前にブレーカー１に作用する平面荷重Ｆ２を計測し、ブレーカー１を所定の傾斜角θ２に傾斜させている。これにより、チゼル２が被破砕物Ｑ１の表面の微小な凹凸や局所的に脆い箇所によって滑ることを防止することができる。また、被破砕物Ｑ１の状態を予め計測することなく、ブレーカー１の姿勢を最適な姿勢にすることができる。その結果、作業効率を向上させることができるとともに、チゼル２の滑りにより被破砕物Ｑ１表面での粉塵発生量を抑制することができ、ブレーカー１近傍での作業環境や近隣の大気環境の改善を図ることができる。
【0039】
また、被破砕物Ｑ１に打撃を加える際、被破砕物Ｑ１からの反動に対してブレーカー１を保持するためにブレーカー１に押圧力を加えることが望ましい。これに対して、本例では、図６Ｂに示すように、ブーム支持装置３９によって、第２ブーム４におけるブレーカー１とは反対側の端部を方位α２と同じ方向に移動させる。これにより、第１ブーム３及び第２ブーム４が弾性変形する。そして、第１ブーム３及び第２ブーム４に生じた弾性力により、チゼル２を被破砕物Ｑ１に押し付けることができる。
【0040】
１－３．ブーム支持装置
次に、図７から図９を参照してブーム支持装置の例について説明する。
図７は、ブーム支持装置の一例を示す模式図である。
図７に示すように、ブーム支持装置３９は、装置基部３３と、可動支持棒３２と、送り装置３１とを有している。そして、装置基部３３は、コンクリート基礎や土壌などの構造物基礎Ｇ１に固定されている。装置基部３３には、２つの送り部３１ａ、３１ｂからなる送り装置３１が設置されている。送り装置３１には、可動支持棒３２が水平方向に移動可能に支持されている。
次に、図７から図９を参照してブーム支持装置の例について説明する。
図７は、ブーム支持装置の一例を示す模式図である。
図７に示すように、ブーム支持装置３９は、装置基部３３と、可動支持棒３２と、送り装置３１とを有している。そして、装置基部３３は、コンクリート基礎や土壌などの構造物基礎Ｇ１に固定されている。装置基部３３には、２つの送り部３１ａ、３１ｂからなる送り装置３１が設置されている。送り装置３１には、可動支持棒３２が水平方向に移動可能に支持されている。
【0041】
可動支持棒３２の先端部には、複数のリンク軸３６ａ、３６ｂと、複数のリンク３４ａ、３４ｂが接続される。リンク軸３６ａ、３６ｂには、リンク３４ａ、３４ｂの角度を固定する固定部３５ａが設けられている。また、複数のリンク３４ａ、３４ｂの先端部には、上述した第２ブーム４が接続される。可動支持棒３２が水平移動することで、複数のリンク３４ａ、３４ｂが移動し、その先端部に設けられた第２ブーム４及び第１ブーム３が移動する。そして、図６Ｂに示すように、第２ブーム４及び第１ブーム３が弾性変形し、その弾性力によりチゼル２が被破砕物Ｑ１に押し付けられる。
【0042】
図８は、ブーム支持装置の他の例を示す模式図である。
図８に示すブーム支持装置３９Ａは、装置基部３３が移動機構２００に搭載されている。この移動機構２００により装置基部３３及び可動支持棒３２やブレーカー１を所定の位置まで移動させることができる。なお、その他の構成は、上述した図７に示すブーム支持装置３９と同様であるため、その説明は省略する。
図８に示すブーム支持装置３９Ａは、装置基部３３が移動機構２００に搭載されている。この移動機構２００により装置基部３３及び可動支持棒３２やブレーカー１を所定の位置まで移動させることができる。なお、その他の構成は、上述した図７に示すブーム支持装置３９と同様であるため、その説明は省略する。
【0043】
図９は、ブーム支持装置の更に別の例を示す模式図である。
図９に示すブーム支持装置３９Ｂは、図７に示すブーム支持装置３９と同様の構成を有している。図９に示す例では、比較的垂直な面を削岩する場合に用いられる。図９に示すように、複数のリンク３４ａ、３４ｂが障害物Ｐ１、Ｐ２に干渉しないように、複数のリンク３４ａ、３４ｂを、リンク軸３６ａ、３６ｂを中心に回動させる。そして、所定の回動角度で、リンク軸３６ａ、３６ｂに設けた固定部３５ａ、３５ｂによりリンク軸３６ａ、３６ｂ及びリンク３４ａ、３４ｂを固定する。これにより、障害物Ｐ１、Ｐ２が多数ある現場でも、ブレーカー１を所定の位置まで送り出すことができる。
図９に示すブーム支持装置３９Ｂは、図７に示すブーム支持装置３９と同様の構成を有している。図９に示す例では、比較的垂直な面を削岩する場合に用いられる。図９に示すように、複数のリンク３４ａ、３４ｂが障害物Ｐ１、Ｐ２に干渉しないように、複数のリンク３４ａ、３４ｂを、リンク軸３６ａ、３６ｂを中心に回動させる。そして、所定の回動角度で、リンク軸３６ａ、３６ｂに設けた固定部３５ａ、３５ｂによりリンク軸３６ａ、３６ｂ及びリンク３４ａ、３４ｂを固定する。これにより、障害物Ｐ１、Ｐ２が多数ある現場でも、ブレーカー１を所定の位置まで送り出すことができる。
【0044】
１－４．ブームとブーム支持装置の動き
次に、図１０Ａから図１０Ｃを参照して、ブーム３、４とブーム支持装置３９の動きについて説明する。
図１０Ａから図１０Ｃは、ブーム３、４とブーム支持装置３９の動きを示す模式図である。
次に、図１０Ａから図１０Ｃを参照して、ブーム３、４とブーム支持装置３９の動きについて説明する。
図１０Ａから図１０Ｃは、ブーム３、４とブーム支持装置３９の動きを示す模式図である。
【0045】
図１０Ａに示すように、ブレーカー１の軸方向が鉛直方向である第３の方向Ｚと平行な場合、上述した図６Ｂに示すように、ブーム支持装置３９は、可動支持棒３２を移動させて、第１ブーム３及び第２ブーム４を弾性変形させる。
【0046】
ここで、ブレーカー１の重量が、第１ブーム３及び第２ブーム４や、リンク３４のっ重量よりも大きい場合、図１０Ｂに示すように、ブレーカー１が鉛直方向に対して傾斜した際に、重心が変位する。そのため、第１ブーム３及び第２ブーム４が傾斜し、チゼル２が被破砕物Ｑ１に当たる位置がずれるおそれがある。これに対して、ブーム支持装置３９により可動支持棒３２を移動させて、重心の変位を打ち消すことで、チゼル２を被破砕物Ｑ１に対して所望の位置に当てることができる。
【0047】
また、図１０Ｃに示すように、ブレーカー１の後端にカウンターウエイト３８を取り付ける。これにより、削岩装置１００の重心位置をブレーカー１の姿勢が変化する第２回動軸６上にすることができる。その結果、重心の変位による第１ブーム３及び第２ブーム４の傾斜を防止できる。
【0048】
２．第２の実施の形態例
次に、図１１Ａから図１３を参照して第２の実施の形態例にかかる削岩装置について説明する。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、削岩装置を示す図、図１２Ａ及び図１２Ｂは削岩装置の動作例を示す図、図１３は、平面荷重の計測値の変化を示す概念図である。
次に、図１１Ａから図１３を参照して第２の実施の形態例にかかる削岩装置について説明する。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、削岩装置を示す図、図１２Ａ及び図１２Ｂは削岩装置の動作例を示す図、図１３は、平面荷重の計測値の変化を示す概念図である。
【0049】
この第２の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ａが第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と異なる点は、ブレーカー基部１０とブレーカー１との間に第２ブレーカー回転装置を設けた点である。そのため、ここでは、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0050】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、削岩装置１００Ａは、ブレーカー１と、チゼル２と、第１ブーム３及び第２ブーム４と、第１回動軸５と、第２回動軸６と、ブレーカー基部１０と、ブレーカー支持板１１とを備えている。また、削岩装置１００Ａは、第１ロードセル７と、第２ロードセル８と、回転基部１８と、第２ブレーカー回転装置１９と、を備えている。
【0051】
ブレーカー基部１０におけるブレーカー１側の先端部には、第２ブレーカー回転装置１９が設けられている。第２ブレーカー回転装置１９には、回転基部１８が回転可能に連結されている。すなわち、第２の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ａでは、第２ブレーカー回転装置１９が、ブレーカー１の姿勢を変化させる第２回動軸６よりも軸方向の先端側に配置されている。そのため、第２ブレーカー回転装置１９は、第１回動軸５と第２回動軸６の間に設置される。
【0052】
回転基部１８には、ブレーカー１を支持するブレーカー支持板１１と、第２ロードセル８ａ、８ｂを支持するロードセル支持板１７ａ、１７ｂが固定されている。そのため、第２ブレーカー回転装置１９が駆動すると、回転基部１８とともに、ブレーカー１及び第２ロードセル８ａ、８ｂがブレーカー１の軸方向周りに回転する。
【0053】
次に、図１２Ａから図１３を参照して第２の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ａの動作例について説明する。
まず、図１２Ａに示すように、第１ブーム３及び第２ブーム４を移動させて、チゼル２を被破砕物Ｑ１に接触させる。このとき、第１回動軸駆動部１５及び第２回動軸駆動部１６により第１回動軸５及び第２回動軸６が固定されている。被破砕物Ｑ１の表面に傾斜や脆い部分が存在すると、その傾斜や脆さに応じて第３の方向Ｚと直交する向きの反力Ｆ２がチゼル２及びブレーカー１に作用する。
まず、図１２Ａに示すように、第１ブーム３及び第２ブーム４を移動させて、チゼル２を被破砕物Ｑ１に接触させる。このとき、第１回動軸駆動部１５及び第２回動軸駆動部１６により第１回動軸５及び第２回動軸６が固定されている。被破砕物Ｑ１の表面に傾斜や脆い部分が存在すると、その傾斜や脆さに応じて第３の方向Ｚと直交する向きの反力Ｆ２がチゼル２及びブレーカー１に作用する。
【0054】
第１ロードセル７が計測した反力Ｆ１が所定の荷重Ｌ１に達すると、第１回動軸駆動部１５を開放する。そのため、ブレーカー１には、反力Ｆ２によって回転モーメントＭが作用する。そして、ブレーカー１が、第１回動軸５を中心に回動し、ブレーカー１の軸方向に対して傾斜し、そのときに生じる平面荷重が第２ロードセル８ａ、８ｂによって計測される。
【0055】
次に、第２ブレーカー回転装置１９を駆動し、ブレーカー１をその軸方向周りに回転させる。その結果、図１３の破線に示すように、第２ロードセル８ａ、８ｂによってブレーカー１における全周の平面荷重の分布を計測することができる。図１３の破線に示す第２ロードセル８が計測した平面荷重から最も荷重がかかる方位α２と、その荷重Ｌ２を同定する。そして、荷重Ｌ２の大きさに基づいて、傾斜角θ２を算出する。
【0056】
次に、図１２Ｂに示すように、ブレーカー回転装置１２によりブレーカー１及びブレーカー基部１０、第１ブーム３及び第２ブーム４を、第２回動軸６の軸線が方位α２と直交するように、ブレーカー基部１０の軸方向周りに回転させる。そして、第２回動軸駆動部１６を駆動して第２回動軸６を開放し、ブレーカー１の傾斜角が算出した傾斜角θ２となるように、第２回動軸６を中心にブレーカー１及びブレーカー基部１０を、回動させる。これにより、チゼル２の向きを被破砕物Ｑ１に対して滑りにくい向きにすることができる。
【0057】
また、ブレーカー１が傾斜角θ２に傾斜した後、再度第２ブレーカー回転装置１９を駆動し、ブレーカー１をその軸方向周りに回転させる。これにより、第２ロードセル８ａ、８ｂによってブレーカー１の平面荷重を計測することができ、図１３の実線に示すように、ブレーカー１における平面荷重の分布が更新される。再度、最も荷重がかかる方位α２と、その荷重Ｌ２を同定する。再び同定した方位α２とその荷重Ｌ２に基づいてブレーカー回転装置１２及び第２回動軸駆動部１６を駆動し、ブレーカー１における被破砕物Ｑ１に対する傾斜角θ２を調整する。
【0058】
このように、第２の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ａによれば、ブレーカー１の姿勢を、第２回動軸６を中心に変化させた後に、再び第２ブレーカー回転装置１９によってブレーカー１をその軸方向周りに回転させることができる。そして、ブレーカー１に加わる平面荷重を連続して計測することができ、平面荷重の測定精度を向上させることができる。
【0059】
さらに、その情報を第２回動軸駆動部１６やブレーカー回転装置１２にフィードバックすることで、荷重Ｌ２の値を極めて小さくすることが可能となる。その結果、チゼル２の滑りの防止効果が高まり、被破砕作業の効率をさらに向上させることができる。
【0060】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する削岩装置１００Ａによっても、上述した第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様の作用効果を得ることができる。
【0061】
３．第３の実施の形態例
次に、図１４Ａから図１５を参照して第３の実施の形態例にかかる削岩装置について説明する。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、削岩装置を示す図、図１５は、平面荷重の計測値の変化を示す概念図である。なお、図１５に示す黒点は、複数の検出素子が計測した平面荷重の計測値である。
次に、図１４Ａから図１５を参照して第３の実施の形態例にかかる削岩装置について説明する。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、削岩装置を示す図、図１５は、平面荷重の計測値の変化を示す概念図である。なお、図１５に示す黒点は、複数の検出素子が計測した平面荷重の計測値である。
【0062】
この第３の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｂが第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と異なる点は、ブレーカー１の姿勢変更機構及びブレーカー支持機構の構成である。そのため、ここでは、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0063】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、ブレーカー１と、チゼル２と、第１ブーム３と、第２ブーム４と、姿勢変更機構２７と、第１ロードセル７と、第２ロードセル２２とを有している。第１ロードセル７は、第１ブーム３と第２ブーム４との間に介在される。
【0064】
ブレーカー１におけるチゼル２とは反対側の他端部、すなわち軸方向の他端部には、延長軸２９が突出している。延長軸２９は、第１ブーム３の内部に挿入される。延長軸２９には、球面軸２０と、被検出部２３が設けられている。被検出部２３は、延長軸２９におけるブレーカー１とは反対側の他端部に設けられている。被検出部２３は、略円柱状に形成されており、延長軸２９の直径よりも大きく形成されている。この被検出部２３は、後述する第２ロードセル２２と対向する。
【0065】
球面軸２０は、延長軸２９における中間部に形成されている。球面軸２０は、略球状に形成されている。そして、球面軸２０は、後述する球面軸受２１に回転可能に支持されている。
【0066】
第１ブーム３の内部には、姿勢変更機構２７と、第２ロードセル２２と、検出部退避機構を示すロードセル移動機構４０が設けられている。姿勢変更機構２７は、球面軸受２１と、第１ストッパ２４と、第２ストッパ２５とを有している。この姿勢変更機構２７は、第２ロードセル２２でブレーカー１の平面荷重を計測する際に、ブレーカー１を軸方向と直交する方向に移動可能に支持するブレーカー支持機構としての役割も有している。
【0067】
ロードセル移動機構４０は、第１ブーム３におけるブレーカー１とは反対側の他端部、すなわち軸方向の他端部に設けられている。そして、ロードセル移動機構４０は、第２ロードセル２２を第１ブーム３の軸方向に沿って移動させる。第２ロードセル２２は、複数の検出素子をリング状に配置することで構成されている。第２ロードセル２２は、ロードセル移動機構４０により第１ブーム３の軸方向の先端部側に移動した際に、ブレーカー１の被検出部２３の周方向を囲むようにして配置される。
【0068】
第１ストッパ２４は、第１ブーム３の軸方向の他端部に配置される。第１ストッパ２４は、第１ブーム３の内部に向けて突出及び内部から引っ込むストッパーピン２４ａを有している。そして、第１ストッパ２４は、被検出部２３と対向して配置される。
【0069】
第２ストッパ２５は、第１ブーム３におけるブレーカー１側の先端部、すなわち軸方向の先端部に配置される。第２ストッパ２５は、第１ストッパ２４と同様に、ストッパーピン２５ａを有している。そして、第２ストッパ２５は、延長軸２９と対向して配置される。この第１ストッパ２４と第２ストッパ２５により延長軸２９及びブレーカー１が任意の傾斜角度で固定される。
【0070】
球面軸受２１は、第１ストッパ２４と第２ストッパ２５の間に配置されている。そして、球面軸受２１は、球面軸２０を回転可能に支持している。また、球面軸受２１は、球面軸２０を延長軸２９の軸方向周りにも回転可能に支持する。
【0071】
次に、第３の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｂの動作例について説明する。
図１４Ａに示すように、第１ブーム３及び第２ブーム４を移動させて、チゼル２を被破砕物Ｑ１に接触させる。このとき、第１ストッパ２４と第２ストッパ２５のストッパーピン２４ａ、２５ａが突出し、被検出部２３及び延長軸２９を保持している。第２ロードセル２２は、ロードセル移動機構４０により被検出部２３と対向する位置まで移動している。そのため、ブレーカー１の傾斜範囲は、被検出部２３と第２ロードセル２２との間隔となる。
図１４Ａに示すように、第１ブーム３及び第２ブーム４を移動させて、チゼル２を被破砕物Ｑ１に接触させる。このとき、第１ストッパ２４と第２ストッパ２５のストッパーピン２４ａ、２５ａが突出し、被検出部２３及び延長軸２９を保持している。第２ロードセル２２は、ロードセル移動機構４０により被検出部２３と対向する位置まで移動している。そのため、ブレーカー１の傾斜範囲は、被検出部２３と第２ロードセル２２との間隔となる。
【0072】
第１ロードセル７が計測した反力Ｆ１が所定の荷重Ｌ１に達すると、第１ストッパ２４及び第２ストッパ２５のストッパーピン２４ａ、２５ａが第１ブーム３の内部から半径方向の外側に引っ込む。そのため、ブレーカー１の傾斜動作が開放され、ブレーカー１には、反力Ｆ２によって回転モーメントＭが作用する。そして、ブレーカー１が、球面軸２０を中心に回動し、被検出部２３が第２ロードセル２２に接触する。
【0073】
被検出部２３が第２ロードセル２２の複数の検出素子に接触することで、図１５の黒点に示すように、ブレーカー１の全周にわたって平面荷重の分布を得ることができる。
【0074】
次に、複数の計測値のうち、最も荷重が大きい第１荷重Ｘ１とその第１方位β１及び第２荷重Ｘ２とその第１方位β２を検出する。そして、第１荷重Ｘ１と第２荷重Ｘ２の平均値を算出することで、ブレーカー１の後端部である被検出部２３に最も荷重がかかる方位α３とその荷重Ｌ３を同定することができる。
【0075】
次に、図１４Ｂに示すように、ロードセル移動機構４０を駆動し、第２ロードセル２２の第１ブーム３の後端側に移動させる。すなわち、第２ロードセル２２を被検出部２３から離反させる。これにより、被検出部２３及びブレーカー１を所定の傾斜角θ３で回動させた際に、被検出部２３が第２ロードセル２２と干渉することを防ぐことができる。
【0076】
さらに、同定した方位α３及び荷重Ｌ３に基づいて、第１ストッパ２４及び第２ストッパ２５のストッパーピン２４ａ、２５ａの突出量を調整し、被検出部２３及び延長軸２９に向けて突出させる。これにより、ブレーカー１が、球面軸２０を中心に回動する。その結果、チゼル２の向きを被破砕物Ｑ１に対して滑りにくい向きにすることができる。このとき、ブレーカー１の回動動作の軸線は、方位α３と直交する。また、ブレーカー１の傾斜角θ３は、同定した荷重Ｌ３に基づいて設定される。
【0077】
このように、第３の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｂによれば、ブレーカー１や第１ブーム３等を軸方向周りに回転動作させることなく、平面荷重を計測することができる。その結果、削岩作業の作業効率を向上させることができる。
【0078】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する削岩装置１００Ｂによっても、上述した第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様の作用効果を得ることができる。
【0079】
【0080】
この第４の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｃは、第３の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｂから第２ロードセル２２及びロードセル移動機構４０の構成を変更したものである。そのため、ここでは、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００及び第３の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｂと共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0081】
図１６に示すように、削岩装置１００の第１ブーム３には、第２ロードセル２２と、ロードセル回転装置３０と、検出部退避機構を示すロードセル移動機構３７が配置されている。第２ロードセル２２は、アーム４２を介してロードセル回転装置３０に支持されている。第２ロードセル２２は、被検出部２３の側面部と対向して配置される。そして、ロードセル回転装置３０は、駆動することで、アーム４２及び第２ロードセル２２を被検出部２３の側面部に沿って回転させる。その結果、一つの第２ロードセル２２でブレーカー１及び被検出部２３における全周の平面荷重を計測することができる。
【0082】
なお、第４の実施の形態例では、第２ロードセル２２を１つだけ設けた例を説明したが、第２ロードセル２２を２つ以上設けてもよい。これにより、検出の信頼性の確認や、他の第２ロードセル２２が故障した際の予備とすることができる。
【0083】
また、ロードセル回転装置３０は、ロードセル移動機構３７により第１ブーム３の軸方向に沿って移動可能に支持されている。これにより、平面荷重の計測が終わった後に、第２ロードセル２２及びアーム４２を被検出部２３と干渉する位置から退避させることができる。
【0084】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する削岩装置１００Ｃによっても、上述した第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００や、第２の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ａ、第３の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｂと同様の作用効果を得ることができる。
【0085】
また、第３の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｂ及び第４の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｃでは、第２ロードセル２２を球面軸２０よりも第１ブーム３の後端側に配置した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２ロードセル２２を球面軸２０よりも第１ブーム３の先端側に配置してもよく、あるいはブレーカー１の側面部と対向する位置に配置してもよい。なお、ブレーカー１の側面部と対向する位置に第２ロードセル２２を配置する場合、平面荷重の計測が終了し、ブレーカー１を所定の傾斜角θ３に傾斜させる際に、第２ロードセル２２をブレーカー１と干渉しない位置まで退避させることが好ましい。
【0086】
５．第５の実施の形態例
次に、図１７Ａから図２１を参照して第５の実施の形態例にかかる削岩装置について説明する。
図１７Ａ及び図１７Ｂは、削岩装置を示す図、図１９から図２１は、削岩装置の動作例を示す図である。
次に、図１７Ａから図２１を参照して第５の実施の形態例にかかる削岩装置について説明する。
図１７Ａ及び図１７Ｂは、削岩装置を示す図、図１９から図２１は、削岩装置の動作例を示す図である。
【0087】
この第５の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｄが第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と異なる点は、ブレーカー支持機構である第１回動軸５が姿勢変更機構を兼ねる点である。そのため、ここでは、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0088】
図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、削岩装置１００Ｄは、ブレーカー１と、チゼル２と、第１ブーム３及び第２ブーム４と、回動軸５と、ブレーカー基部１０と、ブレーカー支持板１１とを備えている。また、削岩装置１００Ｄは、第１ロードセル７と、第２ロードセル８と、検出部退避機構を示す支持板回転部２６と、を備えている。
【0089】
図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、ブレーカー１は、ブレーカー支持板１１を介してブレーカー基部１０に接続されている。また、ブレーカー１は、回動軸５を介してブレーカー支持板１１に回動可能に支持されている。回動軸５には、ブレーカー１の回動動作を制御する回動軸駆動部１５が設けられている。
【0090】
第２ロードセル８ａ、８ｂは、ロードセル支持板１７ａ、１７ｂの先端部に取り付けられている。そして、第２ロードセル８ａ、８ｂは、ブレーカー１の側面部と対向して配置される。また、ロードセル支持板１７ａ、１７ｂにおける第２ロードセル８ａ、８ｂが設けられた先端部とは反対側の後端部は、支持板回転部２６（２６ａ、２６ｂ）を介してブレーカー基部１０に取り付けられている。そして、ロードセル支持板１７ａ、１７ｂは、支持板回転部２６ａ、２６ｂにより回転可能に支持される。
【0091】
次に、図１８から図２１を参照して第５の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｄの動作例について説明する。
まず、まず、図１８に示すように、第１ブーム３及び第２ブーム４を移動させて、チゼル２を被破砕物Ｑ１に接触させる。このとき、回動軸駆動部１５により回動軸５が固定されている。被破砕物Ｑ１の表面に傾斜や脆い部分が存在すると、その傾斜や脆さに応じて第３の方向Ｚと直交する向きの反力Ｆ２がチゼル２及びブレーカー１に作用する。
まず、まず、図１８に示すように、第１ブーム３及び第２ブーム４を移動させて、チゼル２を被破砕物Ｑ１に接触させる。このとき、回動軸駆動部１５により回動軸５が固定されている。被破砕物Ｑ１の表面に傾斜や脆い部分が存在すると、その傾斜や脆さに応じて第３の方向Ｚと直交する向きの反力Ｆ２がチゼル２及びブレーカー１に作用する。
【0092】
第１ロードセル７が計測した反力Ｆ１が所定の荷重Ｌ１に達すると、回動軸駆動部１５を開放する。そのため、図１８Ｂに示すように、ブレーカー１には、反力Ｆ２によって回転モーメントＭが作用する。そして、ブレーカー１が、回動軸５を中心に回動し、ブレーカー１の軸方向に対して傾斜する。なお、図１８Ａに示すように、第２ロードセル８ａ、８ｂは、支持板回転部２６ａ、２６ｂによりブレーカー１の側面部と対向する位置に配置される。そのため、ブレーカー１が回転モーメントＭにより傾斜した際に生じる平面荷重が第２ロードセル８ａ、８ｂによって計測される。
【0093】
次に、ブレーカー回転装置１２（図６参照）によりブレーカー１をチゼル２の軸方向を中心に回転、すなわち第３の方向Ｚ周りに回転させる。その結果、第２ロードセル８ａ、８ｂによってブレーカー１における全周の平面荷重の分布を計測することができる。
【0094】
平面荷重の計測が終了すると、図１９に示すように、支持板回転部２６ａ、２６ｂを駆動し、ロードセル支持板１７ａ、１７ｂを回転させる。これにより、図２０に示すように、第２ロードセル８ａ、８ｂがブレーカー基部１０まで移動し、ブレーカー１の側面部と対向する位置から退避する。
【0095】
次に、第２ロードセル８が計測した平面荷重から最も荷重がかかる方位α２と、その荷重Ｌ２を同定する。そして、荷重Ｌ２の大きさに基づいて、傾斜角θ２を算出する。そして、図２１に示すように、ブレーカー回転装置１２によりブレーカー１及びブレーカー基部１０、第１ブーム３及び第２ブーム４を、回動軸５の軸線が方位α２と直交するように、ブレーカー１の軸方向周りに回転させる。次に、回動軸駆動部１５を駆動して回動軸５を開放し、ブレーカー１の傾斜角が算出した傾斜角θ２となるように、回動軸５を中心にブレーカー１を回動させる。これにより、チゼル２の向きを被破砕物Ｑ１に対して滑りにくい向きにすることができる。
【0096】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する削岩装置１００Ｄによっても、上述した第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様の作用効果を得ることができる。
【0097】
また、第５の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｄによれば、第１の実施の形態例かかる削岩装置１００から第２回動軸６を削除することができる。これにより、部品点数の削減を図ることができるとともに、第１ブーム３よりも先端側の重量の軽減を図ることができる。また、ブレーカー１の姿勢を変更する際に、ブレーカー基部１０を動かす必要がなくなるため、回動軸５に加わる重量を軽減することができる。
【0098】
さらに、削岩作業時には、第２ロードセル８ａ、８ｂがブレーカー１から離れた位置に配置されている。そのため、ブレーカー１の振動がブレーカー１の側面部から第２ロードセル８ａ、８ｂに伝達されることを防ぐことができ、第２ロードセル８ａ、８ｂの性能劣化や破損を防止することができる。
【0099】
【0100】
この第６の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｅが第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と異なる点は、平面荷重検出部の構成であるである。そのため、ここでは、平面荷重検出部について説明し、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0101】
図２２に示すように、削岩装置１００Ｅは、平面荷重検出部５０を備えている。平面荷重検出部５０は、２つのシリンダ部５１ａ、５１ｂと、シリンダ部５１ａ、５１ｂに連通される液圧パイプ５２ａ、５２ｂと、を有している。シリンダ部５１ａ、５１ｂは、ロードセル支持板１７ａ、１７ｂに支持されたブレーカー１の側面部と対向して配置される。
【0102】
図２３に示すように、平面荷重検出部５０は、シリンダ部５１内を摺動するピストン５３を有している。ピストン５３は、ブレーカー１の側面部に接触している。シリンダ部５１内部には、作動液５４が内包されている。そして、作動液５４は、シリンダ部５１の内部と連通する液圧パイプ５２を満たしている。
【0103】
液圧パイプ５２としては、可動性の高いフレキシブルパイプを用い、圧力の伝送に損失がないように内部の体積変化が少ないものを用いることが好ましい。そして、液圧パイプ５２におけるシリンダ部５１とは反対側の端部には、液圧計測部が接続される。液圧計測部は、ブレーカー１が作用する現場の環境の影響が比較的少ない場所に設置される。そして、液圧計測部としては、例えば、半導体歪ゲージや圧力伝送器等が挙げられる。
【0104】
上述した平面荷重検出部５０を備えた削岩装置１００Ｅでは、ブレーカー１の平面荷重を計測する際、ブレーカー１が第１回動軸５を中心に回動すると、ブレーカー１の側面部によりピストン５３が押圧される。このピストン５３の押圧する力が作動液５４を介して液圧パイプ５２内に伝わる。その結果、液圧パイプ５２に接続された液圧計測部に液圧を計測することで、平面荷重を計測することができる。
【0105】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する削岩装置１００Ｅによっても、上述した第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様の作用効果を得ることができる。
【0106】
ここで、削岩装置を原子炉の事故処理や解体作業に使用する際、平面荷重検出部を示す第２ロードセルとして半導体歪ゲージを用いた場合、強い放射線を受けると電子正孔対の発生や格子原子の弾き出しによる変位損傷によってゲージ素子が劣化する。
【0107】
これに対して、第６の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｅの平面荷重検出部５０は、強い放射線環境であるブレーカー１の近傍には、シリンダ部５１や液圧パイプ５２、ピストン５３のみが配置される。すなわち、強い放射線環境では、シリンダ部５１とピストン５３と、作動液５４によってブレーカー１との接触圧のみを検出している。そして、液圧パイプ５２によって放射線が弱い環境まで圧力で伝送している。これにより、液圧計測部が受ける放射線の影響を軽減することができ、半導体歪ゲージや圧力伝送器が放射線によって劣化することを抑制することができる。
【0108】
【0109】
この第７の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｆは、第５の実施形態例にかかる削岩装置１００Ｄに防護カバーを設けたものである。そのため、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００及び第５の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｄと共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0110】
図２４に示すように、削岩装置１００Ｆは、防護カバー４６を有している。防護カバー４６は、第１ブーム３に設けられている。防護カバー４６は、ロードセル支持板１７が支持板回転部２６を中心に回転し、第２ロードセル８が第１ブーム３に接近した際に、防護カバー４６は、第２ロードセル８を覆う。
【0111】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する削岩装置１００Ｆによっても、上述した第１の実施の形態例にかかる削岩装置１００や第５の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｄと同様の作用効果を得ることができる。
【0112】
また、第７の実施の形態例にかかる削岩装置１００Ｆによれば、第２ロードセル８が防護カバー４６によって覆われるため、第２ロードセル８は、粉塵や放射線によって損傷したり、劣化したりすることを防止することができる。
【0113】
なお、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。また、ある実施の形態例の構成の一部を他の実施の形態例の構成に置き換えることは可能であり、ある実施の形態例の構成に他の実施の形態例の構成を付け加えることも可能である。さらに、他実施の形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることは可能である。
【0114】
なお、本明細書において、「平行」及び「直交」等の単語を使用したが、これらは厳密な「平行」及び「直交」のみを意味するものではなく、「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある、「略平行」や「略直交」の状態であってもよい。
【符号の説明】
【0115】
１…ブレーカー、 ２…チゼル、 ３、４…ブーム、 ５…第１回動軸（ブレーカー支持機構）、 ６…第２回動軸（姿勢変更機構）、 ７…第１ロードセル（軸方向荷重検出部）、 ８、８ａ、８ｂ…第２ロードセル（平面荷重検出部）、 １０…ブレーカー基部、 １１…ブレーカー支持板、 １２…ブレーカー回転装置、 １５…回動軸駆動部（第１回動軸駆動部）、 １７、１７ａ、１７ｂ…ロードセル支持板、 １８…回転基部、 １９…第２ブレーカー回転装置、 ２０…球面軸、 ２１…球面軸受、 ２２…第２ロードセル（平面荷重検出部）、 ２３…被検出部、 ２４…第１ストッパ、 ２４ａ、２５ａ…ストッパーピン、 ２５…第２ストッパ、 ２６、２６ａ…支持板回転部（検出部退避機構）、 ２７…姿勢変更機構（ブレーカー支持機構）、 ２９…延長軸、 ３０…ロードセル回転装置、 ３１…送り装置、 ３２…可動支持棒、 ３３…装置基部、 ３４、３４ａ、３４ｂ…リンク、 ３６ａ…リンク軸、 ３７…ロードセル移動機構（検出部退避機構）、 ３８…カウンターウエイト、 ３９、３９Ａ、３９Ｂ…ブーム支持装置、 ４０…ロードセル移動機構（検出部退避機構）、 ４２…アーム、 ４６…防護カバー、 ５０…平面荷重検出部、 ５１、５１ａ、５１ｂ…シリンダ部、 ５２、５２ａ、５２ｂ…液圧パイプ、 ５３…ピストン、 ５４…作動液、 １００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ…削岩装置、 ２００…移動機構、 Ｑ１…被破砕物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】