(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】P2024126530
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】爆薬装填システムと切羽穿孔機
(51)【国際特許分類】
E21D 9/00 20060101AFI20240912BHJP
【ＦＩ】
E21D9/00 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023034939
(22)【出願日】2023-03-07
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】宮本 真吾
(57)【要約】
【課題】作業安全性が高く、作業苦渋性が少なく、効率的な装填作業を実現できる爆薬装填システムと、この爆薬装填システムを搭載した切羽穿孔機を提供する。
【解決手段】切羽Ｋの装薬孔Ｈに対して爆薬を含む被装填物Ｐを装填する、爆薬装填システム５０であり、被装填物Ｐを供給する供給装置２０と、被装填物Ｐを装薬孔Ｈに送り出す送り出し装置３０とを有し、供給装置２０は、複数の被装填物Ｐを収容する収容容器２２と、収容容器２２から受け取った１つの被装填物Ｐを供給する供給機構２３とを有し、収容容器２２は、上方収容部２２Ａと、複数の被装填物Ｐを列状に整列させ、供給機構２３に対して被装填物Ｐを１つずつ供給する下方供給部２２Ｂとを備え、上方収容部２２Ａの底面２４のうち、少なくとも下方供給部側の領域２４ａが回動軸２４ｅを介して上下動する跳ね板により形成され、跳ね板２４が第１アクチュエータ２５にて上下動する。
【選択図】図７
【解決手段】切羽Ｋの装薬孔Ｈに対して爆薬を含む被装填物Ｐを装填する、爆薬装填システム５０であり、被装填物Ｐを供給する供給装置２０と、被装填物Ｐを装薬孔Ｈに送り出す送り出し装置３０とを有し、供給装置２０は、複数の被装填物Ｐを収容する収容容器２２と、収容容器２２から受け取った１つの被装填物Ｐを供給する供給機構２３とを有し、収容容器２２は、上方収容部２２Ａと、複数の被装填物Ｐを列状に整列させ、供給機構２３に対して被装填物Ｐを１つずつ供給する下方供給部２２Ｂとを備え、上方収容部２２Ａの底面２４のうち、少なくとも下方供給部側の領域２４ａが回動軸２４ｅを介して上下動する跳ね板により形成され、跳ね板２４が第１アクチュエータ２５にて上下動する。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
切羽に形成されている装薬孔に対して、少なくとも爆薬を含む被装填物を装填する、爆薬装填システムであって、
前記被装填物を供給する、供給装置と、
前記供給装置から供給された前記被装填物を前記装薬孔に送り出す、送り出し装置とを有し、
前記供給装置は、複数の前記被装填物を収容する収容容器と、該収容容器から受け取った１つの該被装填物を供給する供給機構とを有し、
前記収容容器は、上方収容部と、該上方収容部の下方から延びて複数の前記被装填物を列状に整列させ、前記供給機構に対して該被装填物を１つずつ供給する、下方供給部とを備え、
前記上方収容部の底面のうち、少なくとも下方供給部側の領域が、回動軸を介して上下動する跳ね板により形成され、該跳ね板が第１アクチュエータにて上下動するようになっていることを特徴とする、爆薬装填システム。
前記被装填物を供給する、供給装置と、
前記供給装置から供給された前記被装填物を前記装薬孔に送り出す、送り出し装置とを有し、
前記供給装置は、複数の前記被装填物を収容する収容容器と、該収容容器から受け取った１つの該被装填物を供給する供給機構とを有し、
前記収容容器は、上方収容部と、該上方収容部の下方から延びて複数の前記被装填物を列状に整列させ、前記供給機構に対して該被装填物を１つずつ供給する、下方供給部とを備え、
前記上方収容部の底面のうち、少なくとも下方供給部側の領域が、回動軸を介して上下動する跳ね板により形成され、該跳ね板が第１アクチュエータにて上下動するようになっていることを特徴とする、爆薬装填システム。
【請求項2】
前記跳ね板のうち、下方供給部側の領域の端部に、下方へくの字状に屈曲する屈曲部が設けられており、
前記跳ね板が上方に移動した際に、前記被装填物が該跳ね板の下方空間に入り込むことを前記屈曲部が防止することを特徴とする、請求項１に記載の爆薬装填システム。
前記跳ね板が上方に移動した際に、前記被装填物が該跳ね板の下方空間に入り込むことを前記屈曲部が防止することを特徴とする、請求項１に記載の爆薬装填システム。
【請求項3】
前記跳ね板のうち、下方供給部側の領域の上面には、前記回動軸に平行な凸部が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の爆薬装填システム。
【請求項4】
前記跳ね板のうち、下方供給部側の領域の端部には、該跳ね板から上方へ傾斜する反り部が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の爆薬装填システム。
【請求項5】
前記送り出し装置は、前記被装填物が送り出される送り出し系統と、該送り出し系統において該被装填物を移動させる送り出し手段とを備えており、
前記送り出し系統が、前記供給装置から前記被装填物を受け取る第１系統と、該第１系統から移動してきた前記被装填物を前記装薬孔まで送り出す第２系統と、を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の爆薬装填システム。
前記送り出し系統が、前記供給装置から前記被装填物を受け取る第１系統と、該第１系統から移動してきた前記被装填物を前記装薬孔まで送り出す第２系統と、を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の爆薬装填システム。
【請求項6】
前記供給機構は、第２アクチュエータと、該第２アクチュエータによって回転する過程で受け取り溝を介して前記被装填物を受け取る回転体とを備え、
前記受け取り溝が前記第１系統の方向に配向した際に、該受け取り溝から前記被装填物が該第１系統へ供給されることを特徴とする、請求項５に記載の爆薬装填システム。
前記受け取り溝が前記第１系統の方向に配向した際に、該受け取り溝から前記被装填物が該第１系統へ供給されることを特徴とする、請求項５に記載の爆薬装填システム。
【請求項7】
前記第１系統は、前記供給装置から供給された前記被装填物の重量を計測する重量計、もしくは前記被装填物が前記回転体に供給されたことを検知するレーザ距離センサを備えていることを特徴とする、請求項６に記載の爆薬装填システム。
【請求項8】
台車と、
前記台車に対して旋回自在かつ起伏自在に装着されているブームとを備え、
請求項５に記載の爆薬装填システムを構成する、前記供給装置が前記台車に搭載されており、
前記第２系統の一部もしくは全部が前記ブームに搭載されていることを特徴とする、切羽穿孔機。
前記台車に対して旋回自在かつ起伏自在に装着されているブームとを備え、
請求項５に記載の爆薬装填システムを構成する、前記供給装置が前記台車に搭載されており、
前記第２系統の一部もしくは全部が前記ブームに搭載されていることを特徴とする、切羽穿孔機。
【請求項9】
前記ブームに対して、穿孔システムと装薬孔清掃システムの少なくとも一方がさらに搭載されていることを特徴とする、請求項８に記載の切羽穿孔機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、爆薬装填システムと切羽穿孔機に関する。
【背景技術】
【0002】
発破による山岳トンネルの施工では、切羽に穿孔された装薬孔に爆薬や込め物（アンコ、粘土）を含む被装填物を装填する作業を作業員が切羽に近接して行うことから、肌落ちや落石等の切羽崩落に対する作業安全性が大きな課題となっている。また、装薬孔に被装填物を装填する作業は、装薬孔に被装填物を挿入し、込め棒で突いて装填する単純作業の繰り返しであることから、作業環境や作業姿勢などの厳しい苦渋作業である。切羽の正面視規模が大きくなり、装薬孔が多くなるに従い、作業安全性の低下と作業苦渋性の増加、装填作業時間が長時間に及ぶといった課題は一層顕著になる。
以上のことから、切羽に穿孔された装薬孔に爆薬等の被装填物を装填する作業において、作業安全性が高く、作業苦渋性が少なく、効率的な装填作業を実現できる爆薬装填システムが望まれている。
以上のことから、切羽に穿孔された装薬孔に爆薬等の被装填物を装填する作業において、作業安全性が高く、作業苦渋性が少なく、効率的な装填作業を実現できる爆薬装填システムが望まれている。
【0003】
ここで、特許文献１には、爆薬と込め物を装薬孔に装填する作業を遠隔操作で行う爆薬装填装置が開示されている。この爆薬装填装置は、爆薬供給装置と、込め物供給装置と、供給された爆薬もしくは込め物を装薬孔に圧送する圧送装置と、これらの各種装置を制御する制御装置とを備えている。込め物供給装置は、込め物置場から込め物落下部まで込め物を搬送するための一系統の搬送装置と、込め物落下部から落下する複数の込め物を貯留する単一もしくは複数の貯留装置と、単一もしくは複数の貯留装置の下端から落下する込め物を装填ホースまで導く複数の落下路を備えている。
この爆薬装填装置では、爆薬供給装置から供給された爆薬と込め物供給装置から供給された込め物が一つの装填機に個別に送られ、装填機に連通する充填ホースと充填パイプを介して、圧送装置によって装薬孔へ個別に圧送されるようになっている。
この爆薬装填装置では、爆薬供給装置から供給された爆薬と込め物供給装置から供給された込め物が一つの装填機に個別に送られ、装填機に連通する充填ホースと充填パイプを介して、圧送装置によって装薬孔へ個別に圧送されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１１３１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の爆薬装填装置によれば、遠隔操作によって爆薬と込め物を装薬孔に装填できることから、作業安全性が高くなり、作業苦渋性を少なくできる。しかしながら、装薬孔に対して爆薬と込め物を個別に圧送して装填すること、言い換えれば、爆薬と込め物を連続的もしくは同時に装填できないことから、装填作業の効率性に関しては改善の余地がある。
【0006】
本発明は、切羽に穿孔された装薬孔に爆薬等の被装填物を装填する作業において、作業安全性が高く、作業苦渋性が少なく、効率的な装填作業を実現できる爆薬装填システムと、この爆薬装填システムを搭載した切羽穿孔機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成すべく、本発明による爆薬装填システムの一態様は、
切羽に形成されている装薬孔に対して、少なくとも爆薬を含む被装填物を装填する、爆薬装填システムであって、
前記被装填物を供給する、供給装置と、
前記供給装置から供給された前記被装填物を前記装薬孔に送り出す、送り出し装置とを有し、
前記供給装置は、複数の前記被装填物を収容する収容容器と、該収容容器から受け取った１つの該被装填物を供給する供給機構とを有し、
前記収容容器は、上方収容部と、該上方収容部の下方から延びて複数の前記被装填物を列状に整列させ、前記供給機構に対して該被装填物を１つずつ供給する、下方供給部とを備え、
前記上方収容部の底面のうち、少なくとも下方供給部側の領域が、回動軸を介して上下動する跳ね板により形成され、該跳ね板が第１アクチュエータにて上下動するようになっていることを特徴とする。
切羽に形成されている装薬孔に対して、少なくとも爆薬を含む被装填物を装填する、爆薬装填システムであって、
前記被装填物を供給する、供給装置と、
前記供給装置から供給された前記被装填物を前記装薬孔に送り出す、送り出し装置とを有し、
前記供給装置は、複数の前記被装填物を収容する収容容器と、該収容容器から受け取った１つの該被装填物を供給する供給機構とを有し、
前記収容容器は、上方収容部と、該上方収容部の下方から延びて複数の前記被装填物を列状に整列させ、前記供給機構に対して該被装填物を１つずつ供給する、下方供給部とを備え、
前記上方収容部の底面のうち、少なくとも下方供給部側の領域が、回動軸を介して上下動する跳ね板により形成され、該跳ね板が第１アクチュエータにて上下動するようになっていることを特徴とする。
【0008】
本態様によれば、収容容器が、上方収容部と、上方収容部の下方から延びて複数の被装填物を列状に整列させ、供給機構に対して被装填物を１つずつ供給する下方供給部とを備え、上方収容部の底面のうち、下方供給部側の領域が、回動軸を介して上下動する跳ね板により形成されていることにより、供給機構に対して被装填物を１つずつ供給する下方供給部における被装填物の詰まりを抑制でき、被装填物が詰まることによる被装填物の供給不能を防止しながら、供給装置から供給された被装填物を装薬孔に送り出し、効率的な装填作業を実現することができる。
ここで、下方供給部は、１つの被装填物の直径もしくは最大断面寸法程度の高さを有して、斜め下方等に延設する線形を有することにより、被装填物を１つずつ供給機構に供給することができる。
例えば、被装填物が円柱状の外形を呈している、カートリッジ式含水爆薬である場合、下方供給部は、被装填物の直径程度の高さを備え、当該円柱状の長さ程度の幅を備えて斜め下方に延びる形態となる。複数の被装填物を一度に収容可能な寸法大の上方収容部と、上方収容部から被装填物を１つずつ下方へ供給する下方供給部の側面視形状は、全体として例えば漏斗状を呈している。
ここで、下方供給部は、１つの被装填物の直径もしくは最大断面寸法程度の高さを有して、斜め下方等に延設する線形を有することにより、被装填物を１つずつ供給機構に供給することができる。
例えば、被装填物が円柱状の外形を呈している、カートリッジ式含水爆薬である場合、下方供給部は、被装填物の直径程度の高さを備え、当該円柱状の長さ程度の幅を備えて斜め下方に延びる形態となる。複数の被装填物を一度に収容可能な寸法大の上方収容部と、上方収容部から被装填物を１つずつ下方へ供給する下方供給部の側面視形状は、全体として例えば漏斗状を呈している。
【0009】
跳ね板を上下動させる第１アクチュエータとしては、シリンダ機構等が挙げられ、シリンダ機構を構成するピストンロッドの往復動により、跳ね板を上下動させることができる。さらには、第１アクチュエータにモータが適用され、モータの回転シャフトにカムが取り付けられていて、モータの回転によってカムが跳ね板を間欠的に押し上げる形態であってもよい。
【0010】
また、「少なくとも爆薬を含む被装填物」とは、被装填物が爆薬のみからなる形態と、爆薬と込め物からなる形態を含んでいる。例えば、被装填物が爆薬と込め物により形成される場合は、本システムを適用することにより、爆薬と込め物を連続的に、もしくは同時に装薬孔に送り出すことが可能になる。
【0011】
また、本発明による爆薬装填システムの他の態様は、
前記跳ね板のうち、下方供給部側の領域の端部に、下方へくの字状に屈曲する屈曲部が設けられており、
前記跳ね板が上方に移動した際に、前記被装填物が該跳ね板の下方空間に入り込むことを前記屈曲部が防止することを特徴とする。
前記跳ね板のうち、下方供給部側の領域の端部に、下方へくの字状に屈曲する屈曲部が設けられており、
前記跳ね板が上方に移動した際に、前記被装填物が該跳ね板の下方空間に入り込むことを前記屈曲部が防止することを特徴とする。
【0012】
本態様によれば、跳ね板のうち、下方供給部側の領域の端部に下方へくの字状に屈曲する屈曲部が設けられていることにより、被装填物が跳ね板の下方空間に入り込むことを防止できる。
【0013】
また、本発明による爆薬装填システムの他の態様において、
前記跳ね板のうち、下方供給部側の領域の上面には、前記回動軸に平行な凸部が設けられていることを特徴とする。
前記跳ね板のうち、下方供給部側の領域の上面には、前記回動軸に平行な凸部が設けられていることを特徴とする。
【0014】
本態様によれば、跳ね板のうち、下方供給部側の領域の上面において回動軸に平行な凸部が設けられていることにより、凸部にて跳ね板の後方に積層している複数の被装填物を堰き止め、下方供給部の上に積層して落下を待機している被装填物に対して、跳ね板の後方に積層している複数の被装填物から押込力が作用し、落下を待機している被装填物の落下が作用する押込力によって阻害されることを解消できる。
仮に、落下を待機している複数の被装填物に対して、跳ね板の後方に積層している複数の被装填物が荷重（押込力）を付与するように接触してきた場合、作用する荷重に起因する摩擦力によって、落下を待機している被装填物の落下が阻害されることになる。
仮に、落下を待機している複数の被装填物に対して、跳ね板の後方に積層している複数の被装填物が荷重（押込力）を付与するように接触してきた場合、作用する荷重に起因する摩擦力によって、落下を待機している被装填物の落下が阻害されることになる。
【0015】
また、仮に、落下を待機している被装填物と、跳ね板の後方に積層している複数の被装填物との間に多少の摩擦力がある場合でも、凸部を備えた跳ね板が上下動することによって双方の間の接触（荷重を付与された状態での接触）を縁切りすることができ、この縁切りによって、落下を待機している被装填物の落下を保証することができる。
【0016】
また、本発明による爆薬装填システムの他の態様において、
前記跳ね板のうち、下方供給部側の領域の端部には、該跳ね板から上方へ傾斜する反り部が設けられていることを特徴とする。
前記跳ね板のうち、下方供給部側の領域の端部には、該跳ね板から上方へ傾斜する反り部が設けられていることを特徴とする。
【0017】
本態様によれば、跳ね板のうち、下方供給部側の領域の端部において跳ね板から上方へ傾斜する反り部が設けられていることにより、跳ね板の上下動による反り部の上下動によって、その上方にある複数の被装填物を蹴り上げ、この蹴り上げによって、落下を待機している被装填物と、跳ね板の後方に積層している複数の被装填物とを縁切りすることができる。すなわち、反り部の上下動の軌跡に沿って、相互に接触する被装填物を縁切りすることができる。また、反り部による蹴り上げによって、落下を待機している複数の被装填物の中から複数の被装填物が下方供給部に同時に落下することが抑制され、被装填物を１つずつ落下させることが可能になる。
【0018】
また、本発明による爆薬装填システムの他の態様において、
前記送り出し装置は、前記被装填物が送り出される送り出し系統と、該送り出し系統において該被装填物を移動させる送り出し手段とを備えており、
前記送り出し系統が、前記供給装置から前記被装填物を受け取る第１系統と、該第１系統から移動してきた前記被装填物を前記装薬孔まで送り出す第２系統と、を備えていることを特徴とする。
前記送り出し装置は、前記被装填物が送り出される送り出し系統と、該送り出し系統において該被装填物を移動させる送り出し手段とを備えており、
前記送り出し系統が、前記供給装置から前記被装填物を受け取る第１系統と、該第１系統から移動してきた前記被装填物を前記装薬孔まで送り出す第２系統と、を備えていることを特徴とする。
【0019】
本態様によれば、送り出し装置を構成する送り出し系統の第１系統に対して供給装置から被装填物が供給され、第２系統を介して送り出し手段にて被装填物を装薬孔に送り出して装填することから、効率的な装填作業を実現することができる。
また、被装填物が爆薬と込め物により形成される場合は、本システムが爆薬と込め物に固有の供給装置（爆薬供給装置、込め物供給装置）を備え、第１系統に沿って爆薬供給装置と込め物供給装置が直列状に配設される形態であってもよいし、一つの供給装置が爆薬供給部と込め物供給部を備え、一つの供給装置から爆薬と込め物が第１系統に供給される形態であってもよい。
爆薬としては、親ダイ（爆薬と雷管を含む）と増しダイを使用するケースと、増しダイのみを使用するケースがあるが、例えば親ダイと増しダイを使用するケースでは、爆薬供給装置がさらに親ダイ供給装置と増しダイ供給装置を第１系統に沿って直列状に備えていてもよい。また、装薬孔に複数の増しダイを装填するケースに対応するべく、複数の増しダイ供給装置を第１系統に沿って直列状に備えていてもよい。
また、被装填物が爆薬と込め物により形成される場合は、本システムが爆薬と込め物に固有の供給装置（爆薬供給装置、込め物供給装置）を備え、第１系統に沿って爆薬供給装置と込め物供給装置が直列状に配設される形態であってもよいし、一つの供給装置が爆薬供給部と込め物供給部を備え、一つの供給装置から爆薬と込め物が第１系統に供給される形態であってもよい。
爆薬としては、親ダイ（爆薬と雷管を含む）と増しダイを使用するケースと、増しダイのみを使用するケースがあるが、例えば親ダイと増しダイを使用するケースでは、爆薬供給装置がさらに親ダイ供給装置と増しダイ供給装置を第１系統に沿って直列状に備えていてもよい。また、装薬孔に複数の増しダイを装填するケースに対応するべく、複数の増しダイ供給装置を第１系統に沿って直列状に備えていてもよい。
【0020】
また、複数の被装填物が複数の装薬孔に対して、順次、連続的に供給されるに当たり、被装填物を第２系統に送り出す第１系統は、直線性を備えているのが望ましいことから、第１系統は比較的剛性のあるパイプにより形成されているのがよい。一方、第１系統から供給された被装填物を装薬孔に送り出す第２系統は、切羽に設けられている装薬孔までの距離に応じた長さを有し、作業員のハンドリング性が良好であり、第１系統と同様にある程度の剛性を有して直線性を担保できることが好ましいことから、ホースとパイプの組み合わせにより形成されるのがよい。
【0021】
また、本発明による爆薬装填システムの他の態様において、
前記供給機構は、第２アクチュエータと、該第２アクチュエータによって回転する過程で受け取り溝を介して前記被装填物を受け取る回転体とを備え、
前記受け取り溝が前記第１系統の方向に配向した際に、該受け取り溝から前記被装填物が該第１系統へ供給されることを特徴とする。
前記供給機構は、第２アクチュエータと、該第２アクチュエータによって回転する過程で受け取り溝を介して前記被装填物を受け取る回転体とを備え、
前記受け取り溝が前記第１系統の方向に配向した際に、該受け取り溝から前記被装填物が該第１系統へ供給されることを特徴とする。
【0022】
本態様によれば、収容容器から供給される被装填物を受け取り溝を備えた回転体で受け取り、回転体が回転して受け取り溝が第１系統に配向した際に被装填物が第１系統に供給される（例えば落下する）ことにより、被装填物を効率的かつ確実に第１系統に供給することが可能になる。
【0023】
また、本発明による爆薬装填システムの他の態様において、
前記第１系統は、前記供給装置から供給された前記被装填物の重量を計測する重量計、もしくは前記被装填物が前記回転体に供給されたことを検知するレーザ距離センサを備えていることを特徴とする。
前記第１系統は、前記供給装置から供給された前記被装填物の重量を計測する重量計、もしくは前記被装填物が前記回転体に供給されたことを検知するレーザ距離センサを備えていることを特徴とする。
【0024】
本態様によれば、供給装置から供給された被装填物の重量を計測する重量計、もしくは被装填物が回転体に供給されたことを検知するレーザ距離センサを第１系統が備えていることにより、収容容器から１つの被装填物が第１系統や回転体に供給されていることを保証することができる。
ここで、例えば、レーザ距離センサが設けられている場合は、下方供給部の下方で、かつ回転体の上方のうち、例えば円柱状の被装填物の長手方向の左右端領域に対応する２箇所に、２つのレーザ距離センサが設けられていることにより、１つの被装填物が斜め姿勢でなく、水平姿勢で正しく落下して回転体の受け取り溝に収容されたことを保証することができる。すなわち、例えば１つの被装填物が斜めに落下することや、複数の被装填物が同時に落下することを防止できる。
１つの被装填物が斜めに落下して受け取り溝に収容される場合は、その後の回転体の回転の際に、斜め姿勢故に正しく受け取り溝に収容されていない被装填物が回転体にて挟まれ、回転体の回転が阻害される危険性がある。また、例えばリミットスイッチ等の物理的な接触によって被装填物を検知するセンサの場合は、リミットスイッチに個体差があることから、リミットスイッチが被装填物を正しく検知せず、結果として複数個の被装填物が受け取り溝に収容される危険性もあるが、レーザ距離センサを適用することにより、これらの危険性は生じない。
ここで、例えば、レーザ距離センサが設けられている場合は、下方供給部の下方で、かつ回転体の上方のうち、例えば円柱状の被装填物の長手方向の左右端領域に対応する２箇所に、２つのレーザ距離センサが設けられていることにより、１つの被装填物が斜め姿勢でなく、水平姿勢で正しく落下して回転体の受け取り溝に収容されたことを保証することができる。すなわち、例えば１つの被装填物が斜めに落下することや、複数の被装填物が同時に落下することを防止できる。
１つの被装填物が斜めに落下して受け取り溝に収容される場合は、その後の回転体の回転の際に、斜め姿勢故に正しく受け取り溝に収容されていない被装填物が回転体にて挟まれ、回転体の回転が阻害される危険性がある。また、例えばリミットスイッチ等の物理的な接触によって被装填物を検知するセンサの場合は、リミットスイッチに個体差があることから、リミットスイッチが被装填物を正しく検知せず、結果として複数個の被装填物が受け取り溝に収容される危険性もあるが、レーザ距離センサを適用することにより、これらの危険性は生じない。
【0025】
また、本発明による切羽穿孔機の一態様は、
台車と、
前記台車に対して旋回自在かつ起伏自在に装着されているブームとを備え、
前記爆薬装填システムを構成する、前記供給装置が前記台車に搭載されており、
前記第２系統の一部もしくは全部が前記ブームに搭載されていることを特徴とする。
台車と、
前記台車に対して旋回自在かつ起伏自在に装着されているブームとを備え、
前記爆薬装填システムを構成する、前記供給装置が前記台車に搭載されており、
前記第２系統の一部もしくは全部が前記ブームに搭載されていることを特徴とする。
【0026】
本態様によれば、本発明の爆薬装填システムを搭載した切羽穿孔機を使用して、ブームを移動させたり伸長させながら第２系統の先端を装填対象の装薬孔に位置決めし、爆薬装填システムを作動して被装填物を装薬孔に装填することにより、切羽から作業員が離れた遠隔作業が実現され、作業員の切羽への近接作業が解消されることから、作業安全性が高められ、作業苦渋性が解消される。さらに、爆薬装填システムを備えた切羽穿孔機を使用することにより、効率的な装填作業を実現できる。
ここで、切羽穿孔機は一つもしくは複数のブームを備え、ブームの先端にはマンケージが設けられ、マンケージに乗り込んだ作業員が爆薬装填システムの第２系統の先端を装薬孔に位置決めする形態であってもよい。この場合でも、マンケージに乗り込んだ作業員が切羽から例えば２ｍ程度離れた位置にいる状態で、第２系統を構成する装填パイプ等の先端を装薬孔に位置決めすることにより、作業員の作業安全性を保証することができる。尚、本態様の他に、爆薬装填システムを構成する供給装置は、ブームを備えていない搬送用の車両に搭載されてもよい。
ここで、切羽穿孔機は一つもしくは複数のブームを備え、ブームの先端にはマンケージが設けられ、マンケージに乗り込んだ作業員が爆薬装填システムの第２系統の先端を装薬孔に位置決めする形態であってもよい。この場合でも、マンケージに乗り込んだ作業員が切羽から例えば２ｍ程度離れた位置にいる状態で、第２系統を構成する装填パイプ等の先端を装薬孔に位置決めすることにより、作業員の作業安全性を保証することができる。尚、本態様の他に、爆薬装填システムを構成する供給装置は、ブームを備えていない搬送用の車両に搭載されてもよい。
【0027】
また、本発明による切羽穿孔機の他の態様は、
前記ブームに対して、穿孔システムと装薬孔清掃システムの少なくとも一方がさらに搭載されていることを特徴とする。
前記ブームに対して、穿孔システムと装薬孔清掃システムの少なくとも一方がさらに搭載されていることを特徴とする。
【0028】
本態様によれば、ブームに対して穿孔システムと装薬孔清掃システムの少なくとも一方がさらに搭載されていることにより、切羽に対する装薬孔の穿孔と、装薬孔の清掃と、清掃された装薬孔に対する爆薬等の装填を、一つのブームにて連続的に行うことができ、装薬孔の造成から爆薬等の装填までの一連の作業を効率的に行うことが可能になる。
ここで、ブームの周囲に、穿孔システムを構成する穿孔ドリフターと、装薬孔清掃システムを構成する清掃ロッドと、爆薬装填システムを構成する第２系統（の装填ホース）が取り付けられており、切羽の装薬孔の位置にブームが位置決めされた後、ブーム（の回転ユニット）を回転することによって、穿孔ドリフターや清掃ロッド、第２系統の装填ホースのいずれかを所定位置に位置決めし、所望する作業を実行することができる。
ここで、ブームの周囲に、穿孔システムを構成する穿孔ドリフターと、装薬孔清掃システムを構成する清掃ロッドと、爆薬装填システムを構成する第２系統（の装填ホース）が取り付けられており、切羽の装薬孔の位置にブームが位置決めされた後、ブーム（の回転ユニット）を回転することによって、穿孔ドリフターや清掃ロッド、第２系統の装填ホースのいずれかを所定位置に位置決めし、所望する作業を実行することができる。
【0029】
例えば、穿孔ドリフターにて所定長の装薬孔を造成した後、ブームの回転ユニットを回転させて清掃ロッドを装薬孔に位置決めし、装薬孔の清掃を行い、その後にブームの回転ユニットを回転させて装填ホースを位置決めし、被装填物を連続的に装薬孔に装填することができる。
【発明の効果】
【0030】
本発明の爆薬装填システムと切羽穿孔機によれば、切羽に穿孔された装薬孔に爆薬等の被装填物を装填する作業において、作業安全性が高く、作業苦渋性が少なく、効率的な装填作業を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】実施形態に係る切羽穿孔機の一例の全体構成を示す図であって、実施形態に係る爆薬装填システムの一例の全体構成をともに示す図である。
【図2】切羽穿孔機のブームの先端の回転ユニット周りの構成を示す斜視図である。
【図3】併設されている３基の供給装置の一例の正面図である。
【図4】図３のIV方向の矢視図であって、併設されている３基の供給装置の一例の平面図であり、そのうちの１基の供給装置を構成する収容容器が外箱から張り出し、収容容器の側面にある収容扉が開いている状態を示す図である。
【図7】上下動する跳ね板の凸部と反り部による作用を説明する図である。
【図8】制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図9】制御装置の機能構成の一例を示す図である。
【図10】供給装置から第１系統に被装填物が供給された状態を示す図である。
【図11】第２系統の途中位置に被装填物が送り出された状態を示す図である。
【図12】第２系統から装薬孔に被装填物を送り出している状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、実施形態に係る爆薬装填システムと切羽穿孔機について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
【0033】
［実施形態に係る爆薬装填システムと切羽穿孔機］
図１乃至図１２を参照して、実施形態に係る爆薬装填システムと切羽穿孔機の一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る切羽穿孔機の一例の全体構成を示す図であって、実施形態に係る爆薬装填システムの一例の全体構成をともに示す図である。また、図２は、切羽穿孔機のブームの先端の回転ユニット周りの構成を示す斜視図である。
図１乃至図１２を参照して、実施形態に係る爆薬装填システムと切羽穿孔機の一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る切羽穿孔機の一例の全体構成を示す図であって、実施形態に係る爆薬装填システムの一例の全体構成をともに示す図である。また、図２は、切羽穿孔機のブームの先端の回転ユニット周りの構成を示す斜視図である。
【0034】
図１は、発破により岩盤Ｇを穿孔して山岳トンネルを施工する過程で造成される切羽Ｋにおいて、複数の装薬孔Ｈが形成されており、切羽Ｋの坑口側に切羽穿孔機１００が位置決めされ、一つの装薬孔Ｈに対して被装填物Ｐ（図５，６参照）を装填している状況を示している。
【0035】
切羽穿孔機１００は、台車１０と、台車１０に対して旋回及び起伏自在（Ｘ１方向、Ｘ３方向）に装着されている複数のブーム１４，１６とを備え、台車１０には爆薬装填システム５０が搭載されている。ここで、図示を省略するが、爆薬装填システム５０は、切羽穿孔機１００を構成する台車１０の他に、搬送用の車両に搭載されてもよい。
【0036】
台車１０にはオペレータキャビン１２があり、オペレータキャビン１２には、爆薬装填システム５０を構成する制御装置４０が収容されている。
【0037】
台車１０に装着されている一方のブーム１４は、先端にマンケージ１５を回動自在に備え、軸方向であるＸ４方向への伸縮も可能なケージブームであり、ケージブーム１４のＸ３方向への起伏に応じてマンケージ１５は常時水平姿勢を維持できるようになっており、マンケージ１５に搭乗した作業員が各種作業やオペレータへの指示を実行できるようになっている。
【0038】
一方、台車１０に装着されている他方のブーム１６は、爆薬装填作業等を実行する作業ブームであり、軸方向であるＸ２方向に伸縮可能であり、先端に回転ユニット１７を備えている。
【0039】
図２に示すように、回転ユニット１７の周囲には、爆薬装填システム５０を構成する装填パイプ３３ｃの他、不図示の穿孔システムを構成する穿孔ロッド３９Ａと、不図示の装薬孔清掃システムを構成する清掃ロッド３９Ｂが取り付けられている。
【0040】
回転ユニット１７がＸ１０方向に回転することにより、選択されたパイプやロッドを作動状態とできる。例えば、最初に穿孔ロッド３９Ａを選定し、穿孔システムを駆動して切羽Ｋに装薬孔Ｈを造成し、次いで、回転ユニット１７を回動して清掃ロッド３９Ｂを装薬孔Ｈに位置決めし、装薬孔Ｈに清掃ロッド３９Ｂを挿入して装薬孔清掃システムを駆動し、清掃ロッド３９Ｂから高圧エアや高圧水等を噴射して（もしくはスクリュー上の清掃器具を適用して）装薬孔Ｈの清掃を行う。その後、回転ユニット１７を回動して装填パイプ３３ｃを装薬孔Ｈに位置決めし、図１に示すように装薬孔Ｈに装填パイプ３３ｃを挿入し、装薬孔Ｈに爆薬を含む被装填物を装填する。
【0041】
このように、回転ユニット１７が複数種の作業用ロッドやパイプを併設することにより、一つのブーム１６にて複数種の作業を連続的に実行することが可能になる。ここで、図１では、一本の作業用ブーム１６を図示しているが、台車１０に複数の作業用ブームが設けられていてもよいし、複数の作業用ブームが各種作業（穿孔作業、清掃作業、装填作業）に固有のロッドやパイプを備えていてもよい。
【0042】
切羽穿孔機１００を構成する台車１０に搭載される爆薬装填システム５０は、被装填物を供給する供給装置２０と、供給装置２０から供給された被装填物を装薬孔Ｈに送り出す送り出し装置３０とを有する。さらに、図示例の爆薬装填システム５０は、供給装置２０と送り出し装置３０を制御する制御装置４０を有する。ここで、爆薬装填システムが制御装置を備えていない形態であってもよい。
【0043】
台車１０には、複数の被装填物が収容される３基の供給装置２０Ａ乃至２０Ｃが、送り出し装置３０を構成する第１系統３２に沿ってその上方に直列状に並列配設されている。被装填物は少なくとも爆薬を含み、爆薬のみを有する形態と、爆薬と込め物（装薬孔Ｈを閉塞する断面寸法を備える粘土（アンコ））の双方を有する形態がある。ここで、３基の供給装置２０Ａ乃至２０Ｃがそれぞれ、親ダイ、増しダイ、込め物を第１系統３２に供給するように構成されてもよい。被装填物は、例えば、薬包径φ２５ｍｍ乃至３０ｍｍ程度で長さ２００ｍｍ程度のカートリッジ式含水爆薬と、雷管とを備えている。
【0044】
直列状に配設された複数の供給装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃはそれぞれ、複数の装薬孔Ｈに装填される被装填物を第１系統３２に対してＹ１方向乃至Ｙ３方向に供給する。
【0045】
例えば、供給装置２０Ａから被装填物Ｐが供給され、供給装置２０Ａに収容されている被装填物Ｐが第１系統３２に落下した段階で、次に供給装置２０Ｂから被装填物Ｐが供給され、供給装置２０Ｂに収容されている被装填物Ｐ第１系統３２に落下した段階で、最後に供給装置２０Ｃから被装填物が供給される。
【0046】
供給装置２０に対して制御装置４０から駆動指令信号が送信され、供給装置２０の駆動により第１系統３２に対して被装填物Ｐが供給される。この供給装置２０の具体的な構成については以下で詳説する。
【0047】
図１に戻り、送り出し装置３０は、供給装置２０から供給された被装填物Ｐを送り出すルートを形成する送り出し系統３１と、送り出し系統３１の途中に介在するボールバルブ３４と、二種類の送り出し手段である第１送り出し手段３５と第２送り出し手段３６とを有する。
【0048】
送り出し系統３１は、供給装置２０から被装填物Ｐを受け取る第１系統３２と、第１系統３２から移動してきた被装填物Ｐを装薬孔Ｈまで送り出す第２系統３３とを有する。
【0049】
第１系統３２は、直列状に配設された各供給装置２０Ａ乃至２０Ｃから被装填物Ｐを受け取り、第２系統３３に送り出すルートであることから直線性を要し、従って、比較的剛性のあるスチールパイプや硬質樹脂等により形成される装填パイプによって形成されるのがよい。
【0050】
一方、第２系統３３は、第１系統３２との境界から切羽Ｋの装薬孔Ｈまでの比較的長い長さを有し、かつ、その途中位置では作業員の良好なハンドリング性を備えているのが好ましく、さらに、装薬孔Ｈへの挿入先端領域は直線性を備えているのが好ましい。そのため、第１系統３２と接続される側は直線性を担保できる装填パイプ３３ａを備え、途中位置はハンドリング性が良好な装填ホース３３ｂを備え、先端の装薬孔Ｈ側は装填パイプ３３ｃを備えるユニット構造であるのがよい。装填ホース３３ｂは、ある程度の剛性と変形性をともに備える素材である、例えば比較的硬質の樹脂や蛇腹管等により形成される。
【0051】
第１系統３２と第２系統３３の境界には、ボールバルブ３４が設けられている。第１系統３２の送り出し方向上流側（トンネルの坑口側）には第１送り出し手段３５が設けられており、第１系統３２に各被装填物Ｐが供給された後、第１送り出し手段３５に対して制御装置４０から駆動指令信号が送信され、第１送り出し手段３５の駆動によって被装填物ＰがＹ５方向に第２系統３３の途中位置（例えば、装填パイプ３３ａの途中位置）まで送り出される。
【0052】
ボールバルブ３４を通過して第２系統３３の途中位置まで送り出された被装填物Ｐは、この途中位置に停止され、ボールバルブ３４によって第１系統３２へ戻されること（逆走）が抑止される。
【0053】
ボールバルブ３４は、貫通孔３４ｂを備えた回転体３４ａを有する制御弁であり、被装填物Ｐが第２系統３３の途中位置まで送り出された後、制御装置４０から駆動指令信号が送信されると、回転体３４ａが回転して貫通孔３４ｂが第１系統３２及び第２系統３３との連通状態を解除され、閉制御されるようになっている。尚、制御弁は、図示例のボールバルブの他にも、開度の調整が自在な逆止弁や、ヒンジ構造の弁であって、被装填物Ｐが第１系統３２から第２系統３３に送り出された後に自動的に弁が閉まる形態等であってもよい。
【0054】
ボールバルブ３４を閉制御した後、装填パイプ３３ａに通じている第２送り出し手段３６に対して制御装置４０から駆動指令信号が送信され、第２送り出し手段３６の駆動によって被装填物ＰがＹ８方向とＹ９方向に連続的に装填ホース３３ｂと装填パイプ３３ｃに送り出された後、装薬孔Ｈに装填される。
【0055】
ここで、第１系統３２において被装填物Ｐを送り出す第１送り出し手段３５は、コンプレッサにより形成される第１圧送機であり、第１圧送機３５から第１系統３２に供給される圧力エアにより、被装填物Ｐが圧送されるようになっている。尚、第１送り出し手段３５は、図示例のコンプレッサの他に、シリンダ機構と、このシリンダ機構によって第１系統３２を往復動する押し込み棒とにより形成されるユニット（図示せず）により構成されてもよい。
【0056】
一方、第２系統３３において被装填物Ｐを送り出す第２送り出し手段３６も、コンプレッサにより形成される第２圧送機である。第２圧送機３６と第２系統３３を連通する流路には、水タンク３７に通じる流路が連通しており、水タンク３７からＹ６方向に供給された潤滑水が、第２圧送機３６からＹ７方向に圧送される圧力エアによって第２系統３３に供給され、被装填物Ｐと潤滑水が圧力エアにより装薬孔Ｈへ圧送される。
【0057】
次に、図３乃至図７を参照して、供給装置２０の構成について説明する。ここで、図３は、併設されている３基の供給装置の一例の正面図である。また、図４は、図３のIV方向の矢視図であって、併設されている３基の供給装置の一例の平面図であり、そのうちの１基の供給装置を構成する収容容器が外箱から張り出し、収容容器の側面にある収容扉が開いている状態を示す図であり、図５は、図３のV－V矢視図であって、供給装置の内部を側方から見た図であり、図６は、図５に対応する図であって、外箱から収容容器は張り出している状態を示す図である。さらに、図７は、上下動する跳ね板の凸部と反り部による作用を説明する図である。ここで、図５には、収容容器２２に収容される多数の被装填物Ｐの図示を省略している。
【0058】
図示例の供給装置２０は、前面２１ａに開口２１ｂを備えた外箱２１と、開口２１ｂから出入り自在に外箱２１の内部に収容されている収容容器２２と、収容容器２２から受け取った１つの被装填物Ｐを第１系統３２に供給する供給機構２３とを有する。
【0059】
図示例では、併設する３基の供給装置２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃがいずれも同じ構造を有しており、各供給装置２０の下方に第１系統３２が配設されている。
【0060】
図４に示すように、外箱２１から収容容器２２が前方へＺ１方向にスライドして張り出すようになっており、収容容器２２の側面に蝶番を介して開閉自在に設けられている収容扉２２ｄがＺ２方向に開くことにより、収容容器２２の内部が開放され、収容容器２２の側方から複数の被装填物Ｐを整列させ、積層させた状態で収容できるようになっている。
【0061】
図３に示すように、外箱２１の前面２１ａの下方には排出扉２２ｂが蝶番を介して開閉自在に設けられており、排出扉２２ｂのほぼ全域が透明板２２ｅにより形成され、透明板２２ｅを介して内部が視認できるようになっている。外箱２１に収容容器２２が収容された状態において、排出扉２２ｂの上に収容容器２２の前面２２ａが位置合わせされ、双方がロックキー２２ｈにてロックされるようになっている。外箱２１から収容容器２２をスライドさせる際は、ロックキー２２ｈを解除して前方に引き出すことになる。
【0062】
図６に示すように、収容容器２２の上端には複数の車輪を内蔵するスライドレール２２ｇが設けられ、外箱２１の上方にも複数の車輪を内蔵するスライドレール２１ｃが設けられており、双方のスライドレール２１ｃ、２２ｇが位置合わせされ、双方の備える車輪が回転することにより、外箱２１から収容容器２２が前方へＺ１方向に引き出されるとともに、反対方向に押し込まれた際に外箱２１へ収容されるようになっている。
【0063】
図５と図６に示すように、収容容器２２は、多数の被装填物Ｐを整列及び積層した状態で収容する上方収容部２２Ａと、上方収容部２２Ａの下方から延びて複数の被装填物Ｐを列状に整列させ、供給機構２３に対して被装填物Ｐを１つずつ供給する、下方供給部２２Ｂとを備える。
【0064】
図５と図６に示すように、多数の被装填物Ｐを一度に収容可能な寸法大の上方収容部２２Ａと、上方収容部２２Ａから被装填物Ｐを１つずつ下方へ供給する下方供給部２２Ｂの側面視形状は、全体として例えば漏斗状を呈している。下方供給部２２Ｂは、上方収容部２２Ａの一端（図示例は前方端）から斜め下方へ延び、屈曲して鉛直下方へ延びる線形を有している。
【0065】
また、下方供給部２２Ｂの上下の高さ寸法は、円柱状の被装填物Ｐの断面直径と同程度の高さを有しており、この高さ寸法と線形により、被装填物Ｐを１つずつ、緩やかにＺ７方向に送り出して、下方に位置する供給機構２３に供給することができるようになっている。このことにより、急激かつ激しい送り出しによる被装填物Ｐの破損を防止することができる。
【0066】
図５に示すように、上方収容部２２Ａの底面２４のうち、一方の端部は回動端２４ｄとなり、この回動端２４ｄに回動軸２４ｅが設けられている。また、底面２４の途中位置の下面には、シリンダ機構により形成される第１アクチュエータ２５のピストンロッドが取り付けられている。さらに、底面２４における下方供給部側の領域２４ａの端部は、くの字状に屈曲した屈曲部２４ｂを備えている。
【0067】
第１アクチュエータ２５を作動させて、ピストンロッドを斜め上下方向へＺ５方向に往復動させることにより、底面２４は回動軸２４ｅを中心に僅かに上下方向に回動し、この上下方向の回動によって底面２４は斜め上下方向へＺ６方向に往復動する。
【0068】
この底面２４の往復動により、図６に示すように上方収容部２２Ａの内部に多数の被装填物Ｐが密に収容されている場合でも、底面２４の往復動によって複数の被装填物Ｐの密着固定した状態を解除し、複数の被装填物Ｐが上方収容部２２Ａの内部で詰まって移動しない事態となることを防止しながら、下方供給部２２Ｂへの被装填物Ｐの移動を保証することができる。
【0069】
このように、底面２４は回動軸２４ｅを中心に上下方向に往復動し、この動作によって複数の被装填物Ｐを下方から突き上げて相互の密着固定状態を解除することから、跳ね板と称することもできる。
【0070】
また、跳ね板２４における下方供給部側の領域２４ａの端部に、くの字状に屈曲した屈曲部２４ｂが設けられていることにより、跳ね板２４が上方へ上がった際に一部の被装填物Ｐが跳ね板２４の下方空間２４ｃに入り込むことを抑止できる。このことにより、下方空間２４ｃに被装填物Ｐが入り込んで、跳ね板２４の往復動が阻害されることが防止される。
【0071】
図５と図６に示すように、跳ね板２４のうち、下方供給部側の領域２４ａの上面には、回動軸２４ｅに平行な凸部２４ｆが設けられている。さらに、跳ね板２４のうち、下方供給部側の領域２４ａの端部には、跳ね板２４から上方へ傾斜する反り部２４ｇが設けられている。尚、図示例は、凸部２４ｆと反り部２４ｇが一体の部材であり、この一体の部材が跳ね板２４の上面に溶接接合等により固定されている。ここで、凸部２４ｆと反り部２４ｇが別体の部材であって、双方が跳ね板２４の上面に固定されている形態であってもよい。
【0072】
図７に示すように、跳ね板２４のうち、下方供給部側の領域２４ａの上面において、回動軸２４ｅに平行な凸部２４ｆが設けられていることにより、凸部２４ｆにて跳ね板２４の後方に積層している複数の被装填物Ｐ２を堰き止め、下方供給部２２Ｂの上に積層して落下を待機している複数の被装填物Ｐ１に対して、複数の被装填物Ｐ２から一点鎖線で示す押込力Ｑが作用して、落下を待機している被装填物Ｐ１の落下が押込力Ｑによって阻害されることを解消できる。
【0073】
仮に、落下を待機している複数の被装填物Ｐ１に対して、複数の被装填物Ｐ２が荷重（押込力Ｑ）を付与するように接触してきた場合、作用する荷重Ｑに起因する摩擦力によって、落下を待機している被装填物Ｐ１の落下が阻害されることになる。
【0074】
また、跳ね板２４のうち、下方供給部側の領域２４ａの端部において跳ね板２４から上方へ傾斜する反り部２４ｇが設けられていることにより、跳ね板２４のＺ６方向の上方への回動による反り部２４ｇの上方への回動によって、その上方にある複数の被装填物Ｐ２を上方へＺ８方向に蹴り上げ、この蹴り上げによって、落下を待機している複数の被装填物Ｐ１と、跳ね板２４の後方に積層している複数の被装填物Ｐ２とを縁切りすることができる。
【0075】
すなわち、反り部２４ｇの先端の上下動の軌跡に沿う仮想面Ｌに沿って、相互に接触する被装填物Ｐ１，Ｐ２を縁切りすることができる。また、反り部２４ｇによる蹴り上げによって、落下を待機している複数の被装填物Ｐ１の中から複数の被装填物Ｐ１が下方供給部２２Ｂに同時に落下することが抑制され、被装填物Ｐ１を１つずつ落下させることが可能になる。
【0076】
図５に示すように、収容容器２２が外箱２１の内部に収容されている状態で、収容容器２２からその下方にある供給機構２３に対して被装填物Ｐが供給される。
【0077】
供給機構２３は、モータにより形成される第２アクチュエータ２６と、第２アクチュエータ２６によって回転される回転体２７とを有する。回転体２７には受け取り溝２７ａが設けられており、受け取り溝２７ａが下方供給部２２Ｂに位置合わせされた際に１つの被装填物Ｐが受け取り溝２７ａにて受け取られるようになっている。
【0078】
被装填物Ｐが受け取り溝２７ａにて受け取られている回転体２７が回転軸を中心にＺ８方向に回転し、受け取り溝２７ａが斜め下方位置に到達した際に被装填物Ｐが自重によって徐々に動き出す。
【0079】
回転体２７の側方には、下方にある第１系統３２に被装填物Ｐを緩やかに案内するべく、斜め方向に僅かに湾曲した態様で延びているガイド２９が設けられている。回転体２７の回転に応じて受け取り溝２７ａの外側へ移動した被装填物Ｐは、ガイド２９に沿って案内されながら第１系統３２に衝撃無く供給される。
【0080】
回転体２７の上方には、さらにレーザ距離センサ２８が設けられており、レーザ距離センサ２８の前方を被装填物Ｐが通過した際に、当該レーザ距離センサ２８にて被装填物Ｐが第１系統３２に１つの被装填物Ｐが供給されたことが検知される。
【0081】
図３と図４に示すように、各供給装置２０の下方の回転体２７の上方の左右の２箇所に、一対のレーザ距離センサ２８が設置されている。より具体的には、左右の一対のレーザ距離センサ２８の設置位置は、水平姿勢で落下する円柱状の被装填物Ｐの長手方向の左右端領域に対応する位置に設定されている。
【0082】
このように、左右の２箇所に一対のレーザ距離センサ２８が設置されていることにより、１つの被装填物Ｐが斜め姿勢でなく、水平姿勢で正しく落下して回転体２７の受け取り溝２７ａに収容されたことを保証できる。さらに、複数の被装填物Ｐが同時に落下することを防止できる。一対のレーザ距離センサ２８による検知データは、制御装置４０に送信されるようになっている。
【0083】
ここで、図示を省略するが、レーザ距離センサ２８に代わり、回転体２７の下方に重量計が設けられていて、重量計によって被装填物Ｐが第１系統３２に供給されたことが検知されるとともに、被装填物Ｐの重量が検知されてもよい。
【0084】
図５に示すように、下方供給部２２Ｂの下面には排出扉２２ｆがＺ４方向に回動自在に設けられており、外箱２１の前面には、別途の排出扉２２ｂがＺ３方向に回動自在に設けられている。そして、排出扉２２ｂには透明板２２ｅが設けられており、排出扉２２ｆには不図示の内部確認用のスリットが設けられている。
【0085】
収容容器２２から被装填物Ｐを取り出す際には、一方の排出扉２２ｂをＺ３方向に回動して開き、次いで他方の排出扉２２ｆをＺ４方向に回動して開くことにより、下方供給部２２Ｂから複数の被装填物Ｐが連続的かつ効率的に排出されることになる。
【0086】
また、排出扉２２ｂに透明板２２ｅが設けられ、排出扉２２ｆに不図示の内部確認用のスリットが設けられていることにより、外側から下方供給部２２Ｂの内部や回転体２７を視認することができ、下方供給部２２Ｂにおいて複数の被装填物Ｐが詰まり無く移動していることや、１つの被装填物Ｐが回転体２７の受け取り溝２７ａに正しい姿勢で受け取られていること等を確認することができる。
【0087】
また、図６に示すように、収容容器２２の側方において回動自在な収容扉２２ｄにも透明板２２ｅが設けられている。この透明板２２ｅにより、収容容器２２に収容されている多数の被装填物Ｐの収容姿勢を確認することができる。
【0088】
次に、図８乃至図１２を参照して、制御装置による爆薬装填システムの制御内容の一例について説明する。ここで、図８は、制御装置のハードウェア構成の一例を示す図であり、図９は、制御装置の機能構成の一例を示す図である。また、図１０は、供給装置から第１系統に被装填物が供給された状態を示す図であり、図１１は、第２系統の途中位置に被装填物が送り出された状態を示す図であり、図１２は、第２系統から装薬孔に被装填物を送り出している状態を示す図である。
【0089】
図８に示すように、制御装置４０は、接続バス４６により相互に接続されているＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、主記憶装置４２、補助記憶装置４３、通信ＩＦ（interface）４４、及び入出力ＩＦ４５を備えている。主記憶装置４２と補助記憶装置４３は、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。尚、上記の構成要素はそれぞれ個別に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。
【0090】
ＣＰＵ４１は、ＭＰＵ（Microprocessor）やプロセッサとも呼ばれ、ＣＰＵ４１は、単一のプロセッサであってもよいし、マルチプロセッサであってもよい。ＣＰＵ４１は、コンピュータからなる制御装置４０の全体の制御を行う中央演算処理装置である。ＣＰＵ４１は、例えば、補助記憶装置４３に記憶されたプログラムを主記憶装置４２の作業領域にて実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことにより、所定の目的に合致した機能を提供する。
【0091】
主記憶装置４２は、ＣＰＵ４１が実行するコンピュータプログラムや、ＣＰＵ４１が処理するデータ等を記憶する。主記憶装置４２は、例えば、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。補助記憶装置４３は、各種のプログラム及び各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納し、外部記憶装置とも呼ばれる。補助記憶装置４３には、例えば、ＯＳ（Operating System）、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。ＯＳは、例えば、通信ＩＦ４４を介して接続される外部装置等とのデータの受け渡しを行う通信インターフェースプログラムを含む。外部装置等には、例えば、第１圧送機３５や第２圧送機３６、ボールバルブ３４、レーザ距離センサ２８等が備える通信器（いずれも図示せず）が含まれる。尚、ネットワークには、インターネット等の公衆ネットワーク、携帯電話網等の無線ネットワーク、ＶＰＮ（Virtual Private Network）等の専用ネットワーク、ＬＡＮ（Local Area Network）等が含まれる。
【0092】
補助記憶装置４３は、例えば、主記憶装置４２を補助する記憶領域として使用され、ＣＰＵ４１が実行するコンピュータプログラムや、ＣＰＵ４１が処理するデータ等を記憶する。補助記憶装置４３は、不揮発性半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM））を含むシリコンディスク、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）装置、ソリッドステートドライブ装置等である。また、補助記憶装置４３として、ＣＤドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置、ＢＤドライブ装置といった着脱可能な記録媒体の駆動装置が例示され、着脱可能な記録媒体として、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＳＤ（Secure Digital）メモリカード等が例示される。
【0093】
通信ＩＦ４４は、制御装置４０が接続するネットワークとのインターフェイスである。通信ＩＦ４４は、ネットワークを介して、レーザ距離センサ２８から第１系統３２に被装填物Ｐが供給されたことを示す検知データを受信する。また、第１系統３２において被装填物Ｐを送り出す際には、第１圧送機３５に対して駆動指令信号を送信し、第２系統３３において被装填物Ｐを装薬孔Ｈに送り出す際には、ボールバルブ３４を閉制御した後、第２圧送機３６に対して駆動指令信号を送信する。
【0094】
入出力ＩＦ４５は、制御装置４０に接続する機器との間でデータの入出力を行うインターフェイスである。入出力ＩＦ４５には、例えば、キーボード、タッチパネルやマウス等のポインティングデバイス、マイクロフォン等の入力デバイス等が接続する。制御装置４０は、入出力ＩＦ４５を介し、入力デバイスを操作する操作者からの操作指示等を受け付ける。
【0095】
また、入出力ＩＦ４５には、例えば、液晶パネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や有機ＥＬパネル（ＥＬ：Electroluminescence）等の表示デバイス、プリンタ、スピーカ等の出力デバイスが接続される。例えば、制御装置４０内に格納されている、切羽Ｋにおける各装薬孔Ｈのうち、被装填物Ｐの装填対象となる装薬孔Ｈが表示デバイスに表示される。
【0096】
図９に示すように、制御装置４０は、ＣＰＵ４１によるプログラムの実行により、少なくとも、通信部４０２、供給装置駆動部４０４、送り出し装置駆動部４０６、ボールバルブ駆動部４０８、及び格納部４１０の各種機能を提供する。尚、上記処理機能の少なくとも一部が、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって提供されてもよく、同様に、上記処理機能の少なくとも一部が、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、数値演算プロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用ＬＳＩ（large scale integration）やその他のデジタル回路等であってもよい。
【0097】
通信部４０２は、ネットワークを介して、各供給装置２０、第１圧送機３５や第２圧送機３６、ボールバルブ３４、レーザ距離センサ２８の備える通信ＩＦに通信可能に接続される。
【0098】
図１０に示すように、制御装置４０の供給装置駆動部４０４から供給装置２０Ａの供給機構２３（を構成する第２アクチュエータ２６）に対して駆動指令信号Ｓ０が送信され、供給装置２０Ａから被装填物Ｐが第１系統３２に供給される。
【0099】
そして、供給装置２０Ａから第１系統３２に供給される過程で、レーザ距離センサ２８が被装填物Ｐの通過を検知し、検知データＳ１が制御装置４０の通信部４０２に対して送信され、通信部４０２にて受信された検知データが格納部４１０に記憶される。
【0100】
検知データが格納部４１０に記憶されたことを受けて、図１１に示すように、制御装置４０の送り出し装置駆動部４０６から第１圧送機３５へ駆動指令信号Ｓ２が送信される。
【0101】
ここで、このような自動的な駆動指令信号Ｓ２の送信の他にも、検知データが格納部４１０に記憶された段階で、被装填物Ｐの送り出し準備が完了した旨の報知を表示デバイスに表示し、この表示を受けて、作業員が装置駆動部４０６を介して第１圧送機３５へ駆動指令信号Ｓ２を送信する操作を行ってもよい。
【0102】
駆動指令信号Ｓ２を受信した第１圧送機３５は、圧力エアを第１系統３２に供給し、供給された圧力エアにより、被装填物Ｐで第１系統３２からボールバルブ３４を介し、第２系統３３の装填パイプ３３ａの途中位置までＹ５方向に送り出される。
【0103】
第２系統３３の所定位置に被装填物Ｐが停止されたら、図１２に示すように、制御装置４０のボールバルブ駆動部４０８から、ボールバルブ３４を閉制御する駆動指令信号Ｓ３が送信され、駆動指令信号Ｓ３を受信したボールバルブ３４は完全に閉じた状態となる。
【0104】
次に、制御装置４０の送り出し装置駆動部４０６から、第２圧送機３６と第２系統３３を繋ぐ流路の途中にある制御弁３６ａに対して開制御する駆動指令信号Ｓ４が送信され、さらに、送り出し装置駆動部４０６から第２圧送機３６に対して駆動指令信号Ｓ５が送信される。
【0105】
駆動指令信号Ｓ５を受信した第２圧送機３６は圧力エアを供給し、圧力エアは水タンク３７からＹ６方向に供給された潤滑水を第２系統３３に送り出しながら、所定位置に停止している被装填物Ｐを後方からＹ７方向に押し込み、被装填物Ｐを第２系統３３から切羽Ｋの装薬孔ＨへＹ８方向に送り出すことにより、被装填物Ｐの装填を行う。
【0106】
図示する爆薬装填システム５０を備えた切羽穿孔機１００を使用することにより、作業員は切羽Ｋに近接して作業苦渋性の高い爆薬装填作業を行う必要がなくなることから、切羽Ｋに穿孔された装薬孔Ｈに爆薬等の被装填物Ｐを装填する作業において、作業安全性が高く、作業苦渋性の解消された装填作業を実現できる。また、爆薬装填システム５０により、効率的な装填作業を実現できる。
【0107】
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。例えば、図示例は、切羽穿孔機１００に搭載された爆薬装填システム５０を用いて各構成要素を制御する形態であるが、リモコン（リモートコントロール）を用いて各構成要素を制御する形態であってもよい。
【符号の説明】
【0108】
１０：台車
１２：操作室（オペレータキャビン）
１４：ケージブーム（ブーム）
１５：マンケージ（作業台）
１６：作業ブーム（ブーム）
１７：回転ユニット
２０，２０Ａ～２０Ｄ：供給装置
２１：外箱
２１ａ：前面
２１ｂ：開口
２１ｃ：スライドレール
２２：収容容器
２２Ａ：上方収容部
２２Ｂ：下方供給部
２２ａ：前面
２２ｂ：排出扉
２２ｃ：側面
２２ｄ：収容扉
２２ｅ：透明板
２２ｆ：排出扉
２２ｇ：スライドレール
２２ｈ：ロックキー
２３：供給機構
２４：底面（跳ね板）
２４ａ：下方供給部側の領域
２４ｂ：屈曲部（くの字状の屈曲部）
２４ｃ：下方空間
２４ｄ：回動端
２４ｅ：回動軸
２４ｆ：凸部
２４ｇ：反り部
２５：第１アクチュエータ
２６：第２アクチュエータ
２７：回転体
２７ａ：受け取り溝
２８：レーザ距離センサ
２９：ガイド
３０：送り出し装置
３１：送り出し系統
３２：第１系統（装填パイプ）
３３：第２系統
３３ａ：装填パイプ
３３ｂ：装填ホース
３３ｃ：装填パイプ
３４：ボールバルブ
３４ａ：回転体
３４ｂ：貫通孔
３５：第１送り出し手段（送り出し手段、第１圧送機）
３６：第２送り出し手段（送り出し手段、第２圧送機）
３６ａ：制御弁
３７：水タンク
３８：重量計
３９Ａ：穿孔ロッド
３９Ｂ：清掃ロッド
４０：制御装置
５０：爆薬装填システム
１００：切羽穿孔機
Ｇ：岩盤
Ｋ：切羽
Ｈ：装薬孔
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２：被装填物（爆薬）
Ｑ：押込力（荷重）
Ｌ：仮想面
１２：操作室（オペレータキャビン）
１４：ケージブーム（ブーム）
１５：マンケージ（作業台）
１６：作業ブーム（ブーム）
１７：回転ユニット
２０，２０Ａ～２０Ｄ：供給装置
２１：外箱
２１ａ：前面
２１ｂ：開口
２１ｃ：スライドレール
２２：収容容器
２２Ａ：上方収容部
２２Ｂ：下方供給部
２２ａ：前面
２２ｂ：排出扉
２２ｃ：側面
２２ｄ：収容扉
２２ｅ：透明板
２２ｆ：排出扉
２２ｇ：スライドレール
２２ｈ：ロックキー
２３：供給機構
２４：底面（跳ね板）
２４ａ：下方供給部側の領域
２４ｂ：屈曲部（くの字状の屈曲部）
２４ｃ：下方空間
２４ｄ：回動端
２４ｅ：回動軸
２４ｆ：凸部
２４ｇ：反り部
２５：第１アクチュエータ
２６：第２アクチュエータ
２７：回転体
２７ａ：受け取り溝
２８：レーザ距離センサ
２９：ガイド
３０：送り出し装置
３１：送り出し系統
３２：第１系統（装填パイプ）
３３：第２系統
３３ａ：装填パイプ
３３ｂ：装填ホース
３３ｃ：装填パイプ
３４：ボールバルブ
３４ａ：回転体
３４ｂ：貫通孔
３５：第１送り出し手段（送り出し手段、第１圧送機）
３６：第２送り出し手段（送り出し手段、第２圧送機）
３６ａ：制御弁
３７：水タンク
３８：重量計
３９Ａ：穿孔ロッド
３９Ｂ：清掃ロッド
４０：制御装置
５０：爆薬装填システム
１００：切羽穿孔機
Ｇ：岩盤
Ｋ：切羽
Ｈ：装薬孔
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２：被装填物（爆薬）
Ｑ：押込力（荷重）
Ｌ：仮想面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】