特許 7441133 ロックボルト打設装置およびこれを備えるロックボルト打設作業車並びにロックボルトの打設方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-20

(45)【発行日】2024-02-29

(54)【発明の名称】ロックボルト打設装置およびこれを備えるロックボルト打設作業車並びにロックボルトの打設方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 20/00 20060101AFI20240221BHJP

   E21B 7/02 20060101ALI20240221BHJP

【ＦＩ】

E21D20/00 X

E21B7/02

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020122155

(22)【出願日】2020-07-16

(65)【公開番号】P2022018796

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2023-06-06

(73)【特許権者】

【識別番号】594149398

【氏名又は名称】古河ロックドリル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】能代 泰範

【審査官】佐久間 友梨

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０９６１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１０１０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９４３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表昭５５－５００３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０１／０１１１９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５１１６１６４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ ２０／００

Ｅ２１Ｂ １／００－４９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のロックボルトを収容するロックボルトマガジンと、ロックボルトの把持およびその開放が可能に構成されたセントラライザ装置と、該セントラライザ装置とは別個に自身を回動可能な第一の回動機構を有するガイドシェルと、該ガイドシェルに搭載された打設装置本体と、を備え、
前記打設装置本体は、前記第一の回動機構により前記ガイドシェルを回動させることで、前記ロックボルトマガジンに収容されたロックボルトを受け取る受取位置と、該受取位置で受け取ったロックボルトの軸線を前記セントラライザ装置の基準軸線上に位置させる打設位置と、に位置するように設けられたロックボルト受渡機構と、前記打設位置において一のロックボルト孔の軸線に沿ってロックボルトを押し込むことで打設するロックボルト打設機構と、該ロックボルト打設機構で打設された状態の一のロックボルトの後端に他のロックボルトを接続するロックボルト接続機構と、を有することを特徴とするロックボルト打設装置。

【請求項2】

前記セントラライザ装置は、前記打設位置と、前記ロックボルトマガジンとは反対の側の退避位置と、に回動可能な第二の回動機構を有し、
前記退避位置にあっては、前記打設位置に位置した状態の前記打設装置本体との干渉が防止されるように構成されている請求項１に記載のロックボルト打設装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のロックボルト打設装置を備えることを特徴とするロックボルト打設作業車。

【請求項4】

請求項１または２に記載のロックボルト打設装置を用いて、一のロックボルト孔に対して複数のロックボルトを打設することを特徴とするロックボルトの打設方法。

【請求項5】

前記一のロックボルト孔に第一のロックボルトを打設する第一の打設工程と、
前記第一のロックボルトを打設後に、該第一のロックボルトの後端に第二のロックボルトを接ぎ足すロックボルト接続工程と、
前記ロックボルト接続工程で接続された状態の前記第一のロックボルトおよび前記第二のロックボルトを、前記一のロックボルト孔のより深い位置まで前記第一のロックボルトの先端が位置するように打設する第二の打設工程と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載のロックボルトの打設方法。

【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。

【背景技術】

【0002】

ロックボルトは、トンネル施工、鉱山坑道掘削および補強土作業等の工事において、トンネル、坑道壁面および切土などの補強を目的として打設される（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１４４３４９号公報

【文献】特表平１１－５０３８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、厚い軟弱地盤に対しては、一層の安定を図るために、一のロックボルト孔に対してより深い位置にまでロックボルトによる補強を施すことが望まれる。
そこで、本発明は、一のロックボルト孔に対してより深い位置にまでロックボルトによる補強を施すことが可能な、ロックボルト打設装置およびこれを備えるロックボルト打設作業車並びにロックボルトの打設方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るロックボルト打設装置は、複数のロックボルトを収容するロックボルトマガジンと、ロックボルトの把持およびその開放が可能に構成されたセントラライザ装置と、該セントラライザ装置とは別個に自身を回動可能な第一の回動機構を有するガイドシェルと、該ガイドシェルに搭載された打設装置本体と、を備え、前記打設装置本体は、前記第一の回動機構により前記ガイドシェルを回動させることで、前記ロックボルトマガジンに収容されたロックボルトを受け取る受取位置と、該受取位置で受け取ったロックボルトの軸線を前記セントラライザ装置の基準軸線上に位置させる打設位置と、に位置するように設けられたロックボルト受渡機構と、前記打設位置において前記一のロックボルト孔の軸線に沿ってロックボルトを押し込むことで打設するロックボルト打設機構と、該ロックボルト打設機構で打設された状態の一のロックボルトの後端に他のロックボルトを接続するロックボルト接続機構と、を有することを特徴とする。

【0006】

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るロックボルト打設作業車は、本発明の一態様に係るロックボルト打設装置を備えることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るロックボルトの打設方法は、本発明の一態様に係るロックボルト打設装置を用いて、一のロックボルト孔に対して複数のロックボルトを打設することを特徴とする。
本発明によれば、一のロックボルト孔に対して、複数本のロックボルトを相互に接続してより深い位置にまで打設できる。そのため、より深い位置までロックボルトによる補強を施すことが可能になる。

【0007】

ここで、通常の工法として、一本物の長尺ロックボルトで施工する場合もあるものの、長尺な故に大きなスペースを必要とし、その取り回しが大変になるという問題がある。また、通常、複数本のロックボルトを相互に接続する場合、一本目のロックボルトの打設が終了した時点で、補助作業者が、次のロックボルトを手で持って打設位置付近に行き、手作業で、一本目のロックボルト後端に二本目のロックボルト先端を接続する方法が考えられる。しかし、ロックボルトの打設位置付近は落石のおそれがあるため、極力、人を近づかせない措置をとることが望ましい。

【0008】

これに対し、本発明によれば、第一のロックボルトの後端に、第二のロックボルトを機械（つまり、本発明の一態様に係るロックボルト打設装置）によって接ぎ足すので、ロックボルトの打設位置付近に人が近づくことなく、ロックボルト接続工程を含むロックボルトの打設作業を安全に、効率良く且つ確実に施工できる。

【発明の効果】

【0009】

上述のように、本発明によれば、より深い位置にまでロックボルトによる補強を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一態様に係るロックボルト打設作業車の一実施形態の説明図であって、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。

【図2】本発明の一態様に係るロックボルト打設装置の一実施形態の説明図であって、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。

【図3】ロックボルトマガジンに収容されたロックボルトを受け渡す打設装置本体の受渡機構の動作説明図（ａ）～（ｈ）である。

【図4】図１に示すロックボルト打設作業車によるロックボルト打設作業の説明図（ａ）～（ｇ）である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。

【0012】

本実施形態のロックボルト打設作業車は、例えばトンネル工事等でロックボルトを打設するために、さく孔作業および打設作業に使用される作業車両である。
図１に示すように、本実施形態のロックボルト打設作業車１０は、前後に走行用の車輪７、８およびアウトリガ９を有する走行可能な台車１を備える。
台車１には、車体前側の上部にオペレータキャビン６が設けられ、車体後側の上部に駆動部２が設けられている。オペレータキャビン６は、ロックボルト孔のさく孔およびそのロックボルト孔へのロックボルト打設に必要な作業を行うための操作部（不図示）を有する。

【0013】

台車１は、車体の左右前側部から前方に張り出す二基のブーム３Ａ、３Ｂを有する。各ブーム３Ａ、３Ｂは、いずれも旋回、起伏および伸縮が可能に構成されている。本実施形態では、一方（同図での台車１右側）のブーム３Ｂがさく孔用とされ、他方（（同図での台車１左側）のブーム３Ａが打設用とされている。
さく孔用のブーム３Ｂの先端にはガイドシェル５Ｂが傾動可能に支持されている。ブーム３Ｂには、ガイドシェル５Ｂを所定方向に移動可能にするために、同調回路を有する油圧駆動機構が設けられている。また、ブーム３Ｂには、ガイドシェル５Ｂを自在に旋回させるための旋回用アクチュエータが設けられ、ブーム３Ｂの移動とともに、ガイドシェル５Ｂをトンネル内の所定の空間位置に移動可能になっている。

【0014】

本実施形態のロックボルト打設作業車１０は、台車１の右前側部から前方に張り出すブーム３Ｂには、ドリフタ４Ｂを含むさく孔装置５０が装備されている。さく孔装置５０は、ロックボルト孔をさく孔により穿孔するための装置である。
さく孔装置５０は、ガイドシェル５Ｂの先端側に、フートパット２５Ｂおよびセントラライザ１７Ｂがそれぞれ装着されている。ガイドシェル５Ｂには、公知の油圧式のドリフタが、さく孔用のドリフタ４Ｂとして搭載され、穿孔時、ガイドシェル５Ｂ上をフィードされる。

【0015】

なお、さく孔装置５０は、穿孔用ロッド１８先端のビットでロックボルト孔を穿孔可能に構成され、通常のドリルジャンボ等の作業車両に搭載されるさく孔装置と同様のものである。そのため、詳細な説明は省略する。
一方、本実施形態では、車体の左前側部から前方に張り出すブーム３Ａには、ロックボルト打設装置３０が装備されている。本実施形態のロックボルト打設装置３０は、台車１左側のブーム３Ａ先端にマウントブラケット３７が装備され、このマウントブラケット３７に、ガイドシェル５Ａ、セントラライザ装置１７Ａ、ドリフタ４Ａ等により構成される打設装置本体、および、ロックボルトマガジン４０が搭載されている。

【0016】

詳しくは、図２に示すように、本実施形態のロックボルト打設装置３０は、打設用のブーム３Ａの先端に固定されるマウントブラケット３７を有する。ブーム３Ａには、マウントブラケット３７を所定方向に移動可能にするために、同調回路を有する油圧駆動機構が設けられている。
また、ブーム３Ａには、マウントブラケット３７を自在に旋回させるための旋回用アクチュエータが設けられ、ブーム３Ａの移動とともに、マウントブラケット３７をトンネル内の所定の空間位置に移動可能になっている。

【0017】

マウントブラケット３７をベースとして、スイングブラケット３８がピン３１を支軸として、このピン３１まわりに、不図示のアクチュエータの駆動によって回動可能に連結されている。
スイングブラケット３８には、ガイドシェル５Ａが固定され、スイングブラケット３８と一体で回動される第一の回動機構が構成されている。ガイドシェル５Ａ上には、ボルトクランプ３５が装備された打設用のドリフタ４Ａが搭載され、打設時に、ドリフタ４Ａがガイドシェル５Ａ上をフィードされる。

【0018】

マウントブラケット３７には、ガイドシェル５Ａの先端側の位置に、フートパット２５Ａ、および、ロックボルト接続工程でロックボルトを保持する開閉式のセントラライザ装置１７Ａが搭載されている。セントラライザ装置１７Ａは、スイングブラケット３８とは別個に回動可能な第二の回動機構を介して、セントラライザブラケット３２の先端側に装着されている。
本実施形態では、セントラライザブラケット３２の基端部は、マウントブラケット３７に対してピン３１と同軸の支軸まわりで打設位置と退避位置とに回動可能に構成されている。これにより、スイングブラケット３８によるガイドシェル５Ａの第一の回動機構とは別個の回動機構として、マウントブラケット３７に対してセントラライザ装置１７Ａを支軸まわりで打設位置Ｄと退避位置Ｎとに回動可能に支持する第二の回動機構が構成されている。

【0019】

マウントブラケット３７には、更に、ロックボルトマガジン４０が自身中心まわりに回転可能に搭載されている。ロックボルトマガジン４０には、所定長のロックボルトＢ１、Ｂ２が格納される。ロックボルトＢ１、Ｂ２は、接続スリーブＳを介して相互の継ぎ足しを行えるようになっている（図４参照）。
打設用のドリフタ４Ａは、ロックボルトＢ１、Ｂ２を打設するロックボルト打設機構として機能するとともに、ロックボルトＢ１、Ｂ２相互を接続するロックボルト接続機構としても機能する。この点において通常のさく岩機と同様の構成である。

【0020】

つまり、ドリフタ４Ａの回転機構と送り機構とを利用して、ロックボルトＢ１、Ｂ２のねじ込みが可能なロックボルト接続機構が構成され、二本目のロックボルトＢ２を、打設途中の一本目のロックボルトＢ１の後端に継ぎ足し可能になっている。
また、ドリフタ４Ａの回転機構、送り機構および打撃機構を利用して、ロックボルトＢ１、Ｂ２の打設が可能なロックボルト打設機構が構成される。また、ガイドシェル５Ａ上のドリフタ４Ａに装備された可撓型の上記ボルトクランプ３５により、第一の回動機構との協働によりロックボルト受渡機構が構成されている。

【0021】

これにより、本実施形態の打設装置本体は、ロックボルト打設機構により、ドリフタ４Ａから打設用ロッド２１を介して、接続されているロックボルトＢ１、Ｂ２に打撃力と回転力を伝達すると共に、送り機構でドリフタ４Ａに送り力を付与してロックボルト孔にロックボルトＢ１、Ｂ２を打設可能になっている。
さらに、本実施形態の打設装置本体は、ロックボルト接続機構により、ドリフタ４Ａの回転および送りを利用して、ロックボルトＢ１、Ｂ２のねじ込みが可能であり、特に、二本目のロックボルトＢ２を、打設途中状態の一本目のロックボルトＢ１の後端に継ぎ足し可能になっている。

【0022】

本実施形態のロックボルト打設装置３０では、打設装置本体を構成するドリフタ４Ａに、ガイドシェル５Ａの長手方向に沿って延びる打設用ロッド２１が、その基端側を回転可能に挿着される。打設用ロッド２１の先端には、後述するロックボルトマガジン４０から供給される、所定長のロックボルトＢ１、Ｂ２がスリーブＳを介して順に接続される。
特に、本実施形態のロックボルト打設装置３０では、台車１左側のガイドシェル５Ａ先端側に配置されたセントラライザ装置１７Ａが、ロックボルトＢ１、Ｂ２の先端部を、ロックボルト孔Ｈの軸線ＣＸと同軸上に位置する基準軸線ＣＢにて、ロックボルトＢ１、Ｂ２の把持およびその開放が可能になっている（図４参照）。

【0023】

ここで、本実施形態のロックボルト打設装置３０では、上記ロックボルトマガジン４０が、ガイドシェル５Ａの左側部に並行して設けられる。ロックボルトマガジン４０は、ジョイント式ロックボルトＢＪ（図４（ｆ）参照）を構成する各ロックボルトＢ１，Ｂ２を、打設装置本体を構成するドリフタ４Ａに供給するための装置であり、複数のロックボルトＢ１，Ｂ２を収容するマガジン本体４１を備える。

【0024】

マガジン本体４１は、ロックボルトＢ１、Ｂ２の両端部を支持するように設けられ、不図示のマガジン駆動モータの駆動によって、自身中心軸まわりに所定角度の回転をするようになっている。そして、打設装置本体は、ドリフタ４Ａを搭載したガイドシェル５Ａ自体が第一の回動機構により回動されることによって、ロックボルトマガジン４０に収容されたロックボルトＢ１、Ｂ２を順に、ロックボルト受渡機構を構成する可撓型のボルトクランプ３５によって受け渡し可能になっている。

【0025】

これにより、本実施形態のロックボルト打設装置３０は、厚い軟弱地盤に対して、ロックボルト孔Ｈの所要打設長が一本目のロックボルトＢ１の長さよりも長く必要な場合に、打設作業の際に、複数のロックボルトＢ１、Ｂ２相互の継足しを行えるようになっている。そのため、一のロックボルト孔Ｈに対して、より深い位置にまで複数のロックボルトＢ１，Ｂ２による補強を施すことを可能としている。
これにより、本実施形態のロックボルト打設作業車１０は、岩盤に対して、台車１右側のさく孔装置５０によって形成されたロックボルト孔Ｈ内に、台車１左側のロックボルト打設装置３０によって、複数のロックボルトＢ１、Ｂ２を順に継ぎ足しつつ押し込むことで、複数のロックボルトＢ１、Ｂ２を繋いだジョイント式ロックボルトＢＪ（図４（ｆ）参照）として打設可能になっている。

【0026】

以下、本実施形態のロックボルト打設作業車１０を用いたロックボルトの打設作業について、図３および図４を参照しつつ説明する。
複数のロックボルトＢ１，Ｂ２の一連の打設作業を行なって、トンネルＴの内周壁ＷにロックボルトＢを打設する際は、まず、打設位置の近傍にロックボルト打設作業車１０を移動させ、前後のアウトリガ９を張り出して台車１の安定を確保する。
次いで、台車１右側のさく孔装置５０によってロックボルト孔Ｈを基準軸線ＣＢ上で穿孔する。ロックボルト孔Ｈを穿孔する際は、台車１の右前側部から前方に張り出す穿孔用のブーム３Ｂを移動させ、同ブーム３Ｂのガイドシェル５ＢをトンネルＴの内周壁Ｗに対向させ、ロックボルト孔Ｈの必要な位置に位置決めする。

【0027】

次いで、トンネルＴの内周壁Ｗに、ブーム３Ｂ先端のガイドシェル５Ｂ先端側のフートパット２５Ｂの外側面を当接させて着岩状態とし、穿孔用のドリフタ４Ｂを駆動して穿孔用ロッド１８を回転させつつ、ガイドシェル５Ｂ上でドリフタ４Ｂをフィードして、所定長のロックボルト孔Ｈを穿孔する。穿孔作業は、オペレータがオペレータキャビン６内で制御する。
これにより、穿孔用ロッド１８先端のビットでロックボルト孔Ｈの穿孔を行なうことができる。ロックボルト孔Ｈの穿孔が終わると、穿孔用のブーム３Ｂを短縮してブーム３Ｂのガイドシェル５Ｂを下げるとともに、これに替えて、台車１の左前側部から前方に張り出す打設用のブーム３Ａを所望位置に伸長し、同ブーム３Ａのマウントブラケット３７を持ち上げて、ロックボルト打設装置３０をロックボルト孔Ｈの近傍に移動させる。

【0028】

ここで、ロックボルトマガジン４０のマガジン本体４１には、少なくとも、一本目のロックボルトＢ１と、二本目のロックボルトＢ２と、が予め装填されている。打設時は、打設用のドリフタ４Ａ自体の回動による受渡し駆動をし、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、一本目のロックボルトＢ１をロックボルトマガジン本体４１から取り出し、打設用のドリフタ４Ａの打設用ロッド２１に接続する。
詳しくは、ロックボルト打設作業車１０のオペレータは、図３（ａ）に示すように、まず、第一の回動機構により、ドリフタ４Ａを搭載したガイドシェル５Ａを支持しているスイングブラケット３８を、ピン３１を中心として同図右まわりに回動させて受取位置Ｕにガイドシェル５Ａを位置させる。

【0029】

次いで、ロックボルト打設作業車１０のオペレータは、ロックボルトマガジン４０のマガジン本体４１を自身中心軸まわりで同図左まわりに回転させて、マガジン本体４１内に格納されている第一のロックボルトＢ１をマガジン本体４１の受渡位置Ｗに位置させるとともに、受取位置Ｕに位置しているガイドシェル５Ａ上のドリフタ４Ａに装備されたロックボルト受渡機構を構成するボルトクランプ３５に受け渡す。これにより、第一のロックボルトＢ１がボルトクランプ３５にセットされる。

【0030】

次いで、ロックボルト打設作業車１０のオペレータは、図３（ｂ）に示すように、第一の回動機構により、スイングブラケット３８を、ピン３１を支軸としてピン３１を中心として同図左まわりに回動させて、第一のロックボルトＢ１をロックボルトマガジン４０のマガジン本体４１から取り出す。
さらに、ロックボルト打設作業車１０のオペレータは、図３（ｃ）に示すように、第一の回動機構により、スイングブラケット３８を、ピン３１を支軸としてピン３１を中心として同図左まわりに更に回動させ、ドリフタ４Ａを搭載したガイドシェル５Ａを基準軸線ＣＢ上の打設位置Ｄに位置させる。

【0031】

これと同時に、ロックボルト打設作業車１０のオペレータは、第二の回動機構により、セントラライザブラケット３２を、ピン３１を支軸として同図右まわりに回動させてセントラライザ装置１７Ａを基準軸線ＣＢ上の打設位置Ｄに位置させる。これにより、第一のロックボルトＢ１の軸心が、ロックボルト孔の軸線ＣＸの軸心と一致した打設位置Ｄに保持される。
そして、ロックボルト打設作業車１０のオペレータは、図４（ｂ）に示すように、打設用のドリフタ４Ａを基準軸線ＣＢ上で前進させて、ドリフタ１の打撃と送りとを利用して、一本目のロックボルトＢ１をロックボルト孔Ｈに打設する（第一の打設工程）。この状態で、第一のロックボルトＢ１の後端が、孔口よりも数センチ程度突出した状態になるまで挿入する。

【0032】

以下、ロックボルトマガジン４０のマガジン本体４１から二本目のロックボルトＢ２をドリフタ４Ａ側に受け渡し、一本目のロックボルトＢ１の後端に追加して打設する動作およびその作用効果について説明する。
まず、ロックボルト打設作業車１０のオペレータは、図４（ｃ）に示すように、一本目のロックボルトＢ１の後端を、基準軸線ＣＢ上に位置しているセントラライザ装置１７Ａでクランプし、打設用のドリフタ４Ａを基準軸線ＣＢ上で後退させてドリフタ４Ａから一本目のロックボルトＢ１の後端を切り離す。

【0033】

この際、オペレータは、図３（ｄ）に示すように、セントラライザ装置１７Ａによって第一のロックボルトＢ１の後端を保持した状態を維持しつつ、第一の回動機構により、スイングブラケット３８をピン３１を支軸として、セントラライザ装置１７Ａとは別個に回動可能に設けられたガイドシェル５Ａを、ピン３１を中心として同図右まわりに回動させ、ドリフタ４Ａを搭載したガイドシェル５Ａをロックボルトマガジン４０の受取位置Ｕに向かわせる。

【0034】

これと同時に、オペレータは、反力を打ち消してセントラライザブラケット３４を打設位置に安定した状態で位置させるべく、第二の回動機構により、セントラライザブラケット３４を、ピン３１を支軸として同図左まわりに僅かに回動させる。
さらに、図３（ｅ）に示すように、ドリフタ４Ａを搭載したガイドシェル５Ａを支持しているスイングブラケット３８を、第一の回動機構により、ピン３１を中心として同図右まわりに回動させて受取位置Ｕにガイドシェル５Ａを位置させる。

【0035】

次いで、オペレータは、マガジン駆動モータを駆動して、ロックボルトマガジン４０のマガジン本体４１を自身中心軸まわりで同図左まわりに回転させて、マガジン本体４１内に格納されている、追加する第二のロックボルトＢ２をマガジン本体４１の受渡位置Ｗに位置させ、第一のロックボルトＢ１と同様に、ガイドシェル５Ａ上のボルトクランプ３５に対向するクランプ位置まで移動させる。
これにより、受取位置Ｕに位置しているガイドシェル５Ａ上のボルトクランプ３５に第二のロックボルトＢ２が受け渡されて、第二のロックボルトＢ２がボルトクランプ３５にセットされる。

【0036】

次いで、オペレータは、ガイドシェル５Ａ上のボルトクランプ３５で二本目のロックボルトＢ２を保持したら、図３（ｆ）に示すように、スイングブラケット３８を、第一の回動機構により、ピン３１を支軸として同図左まわりに回動させて、第二のロックボルトＢ２をロックボルトマガジン本体４１から取り出す。
さらに、オペレータは、図３（ｇ）に示すように、スイングブラケット３８を、第一の回動機構により、ピン３１を支軸として同図左まわりに更に回動させ、ドリフタ４Ａを搭載したガイドシェル５Ａを、基準軸線ＣＢがロックボルト孔の軸線ＣＸと同軸上の打設位置Ｄに位置させる。

【0037】

オペレータは、これと同時に、反力を打ち消してセントラライザブラケット３４を打設位置Ｄに位置させるべく、第二の回動機構により、セントラライザブラケット３４を、ピン３１を支軸として同図右まわりに僅かに回動させてセントラライザ１７を打設位置Ｄに保持する。
これにより、第二のロックボルトＢ２の軸心が第一のロックボルトＢ１の軸心と一致した、基準軸線ＣＢがロックボルト孔の軸線ＣＸと同軸上の位置に保持される。この状態で、セントラライザ装置１７Ａによって第一のロックボルトＢ１の後端を保持したままで、ロックボルト接続機構によりロックボルトを継ぎ足す。

【0038】

すなわち、オペレータは、図４（ｅ）に示すように、ロックボルト接続機構により、打設作業用のドリフタ４Ａの回転および送りを利用してねじ込み及びねじ切りを行い、接続すべきロックボルトＢ２の先端を、打設途中の一本目のロックボルトＢ１の後端にスリーブＳを介して継ぎ足す。
一本目のロックボルトＢ１の後端に二本目のロックボルトＢ２の先端を接続することにより、一体となったジョイント式ロックボルトＢＪが構成される（ロックボルト接続工程）。

【0039】

次いで、第一のロックボルトＢ１の後端に第二のロックボルトＢ２の先端を接続したら、オペレータは、セントラライザ装置１７Ａによる把持を開放し、ロックボルト打設機構により、ドリフタ４Ａの打撃と送りとを利用して、第一のロックボルトＢ１とともに第二のロックボルトＢ２を挿入する。
つまり、図４（ｅ）から（ｆ）に示すように、打設用のドリフタ４Ａを前進させて、ジョイント式ロックボルトＢＪをロックボルト孔Ｈに押し込むことで、ロックボルト孔Ｈのより深い位置まで、第一のロックボルトＢ１の先端が位置するように打設する（第二の打設工程）。

【0040】

ここで、第二のロックボルトＢ２の後端には、図３（ｈ）に示すように、ロックプレート６３およびロックナット６４が予め装着されている。ロックプレート６３は矩形状の板部材であり、通常、一辺が十数センチ程度の大きさがある。ロックプレート６３は、孔口に密着するまで内周壁に押し込まれる。そのため、このサイズのロックプレート６３がセントラライザ装置１７Ａに干渉しないようにしつつ、セントラライザ装置１７Ａの位置を通過して前方に押し込む必要がある。

【0041】

これに対し、本実施形態では、図３（ｈ）および図４（ｅ）に示すように、セントラライザ装置１７Ａは、第二の回動機構の駆動により、ロックボルトマガジン４０とは反対側の退避位置Ｎに回動可能なので、ロックボルト接続工程でのロックプレート６３やドリフタ４Ａの各部とのセントラライザ装置１７Ａとの干渉も防止できる。
これにより、図４（ｅ）～（ｇ）に示すように、ドリフタ４Ａを前進させても、ロックプレート６３は、退避位置Ｎのセントラライザ装置１７Ａに干渉することなく、第一のロックボルトＢ１とともに第二のロックボルトＢ２を挿入し、ロックプレート６３が孔口に着岩するまで内周壁に押し込むことができる。

【0042】

ロックプレート６３およびロックナット６４でジョイント式ロックボルトＢＪを固定し、モルタル等の定着剤による仕上げ施工を施して長尺なジョイント式ロックボルトＢＪが打設され、ロックボルト打設作業が完了する。
ロックボルト孔Ｈへのジョイント式ロックボルトＢＪの挿入が終わると、次のロックボルト孔Ｈの位置までロックボルト打設装置３０を移動させる。以下、同様の打設作業を繰り返して、所定数のジョイント式ロックボルトＢＪの打設を行う。

【0043】

このようにして、本実施形態のロックボルト打設装置３０を備えるロックボルト打設作業車１０は、厚い軟弱地盤層に対して、複数のロックボルトＢ１，Ｂ２を接続して深く打設する場合における、複数のロックボルトＢ１，Ｂ２の接ぎ工程を確実に行える。
本実施形態のロックボルト打設装置３０を備えるロックボルト打設作業車１０によれば、ロックボルト供給装置であるロックボルトマガジン４０を有するので、ロックボルトの打設位置付近に人が近づくことなく、複数のロックボルトＢ１、Ｂ２の接ぎ工程を含むジョイント式ロックボルトＢＪの打設作業を安全に効率良く、且つ確実に施工できる。また、ロックボルト打設装置３０自体もコンパクトに構成できるので、省スペース化に寄与する。

【0044】

特に、本実施形態のロックボルト打設装置３０にあっては、上述したように、一のロックボルト孔の軸線ＣＸ上に位置する基準軸線ＣＢ上でのロックボルトＢ１、Ｂ２の把持およびその開放が可能に構成されたセントラライザ装置１７Ａと、このセントラライザ装置１７Ａとは別個に回動可能な第一の回動機構を有するガイドシェル５Ａと、ガイドシェル５Ａに搭載された打設装置本体４Ａと、を備える構成である。
つまり、本実施形態のロックボルト打設装置３０によれば、ドリフタ４Ａを搭載したガイドシェル５Ａを単独で回動する第一の回動機構を備えており、第一の回動機構は、ドリフタ４Ａを含む打設装置本体を、支軸まわりで打設位置Ｄとロックボルトマガジン４０との受取位置Ｕとに回動可能なので、複数のロックボルトＢ１、Ｂ２を受け渡し可能とし、複数のロックボルトＢ１、Ｂ２を相互に接続しつつより深い位置にまで打設できる。

【0045】

ここで、例えば特許文献２に開示されるように、ロックボルト孔軸線ＣＸに対し、ドリフタを搭載したガイドシェル自体を回動させる装置も知られている。しかし、同文献記載の装置の場合、ロックボルトの把持・解放を行うセントラライザ装置もガイドシェル上に一体で搭載されている。
そのため、仮に同文献記載の装置の採用をロックボルト打設装置として、一のロックボルト孔に対してより深い位置にまで複数のロックボルトによる補強を施そうとしても、ガイドシェル自体を回動させると、ドリフタと共にセントラライザ装置も回動してしまう。そのため、同文献記載の装置では、打設された一本目のロックボルトの保持状態を維持できない。よって、一本目のロックボルト後端に二本目のロックボルト先端を接続することは不可能である。

【0046】

これに対し、本実施形態のロックボルト打設装置３０によれば、ドリフタ４Ａを含む打撃装置本体とセントラライザ装置１７Ａとは、それぞれを個別に回動可能に支持する第一の回動機構と第二の回動機構とによって支持されているので、ドリフタ４Ａをマガジン本体４１の受取位置Ｕに回動させても、セントラライザ装置１７Ａを打設位置Ｄに位置させたままの状態で一本目のロックボルトＢ１の保持状態を維持できる。そのため、ロックボルト接続工程で一本目のロックボルトＢ１を保持した状態を維持したままドリフタ４Ａを回動させることができるのである。
さらに、本実施形態のロックボルト打設装置３０によれば、セントラライザ装置１７Ａは、第二の回動機構により退避位置Ｎに回動可能なので、ロックボルト接続工程からその後の打設工程でのドリフタ４Ａやジョイント式ロックボルトＢＪ（特に、ロックプレート６３およびロックナット６４）との干渉も防止できる。

【0047】

以上説明したように、本実施形態のロックボルト打設装置３０およびこれを備えるロックボルト打設作業車１０によれば、ロックボルトの打設位置付近に人が近づくことなく、複数のロックボルトＢ１，Ｂ２の接ぎ工程を含むジョイント式ロックボルトＢＪの打設作業を安全に効率良く、且つ確実に施工できる。
なお、本発明に係るロックボルト打設装置並びにこれを備えるロックボルト打設作業車は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

【0048】

例えば、上記実施形態では、図１では、ロックボルト孔Ｈを穿孔するためのドリフタ４Ｂと、ロックボルト打設装置を構成するドリフタ４Ａと、を別個のブーム３Ｂ、３Ａにそれぞれ装備している例を示したが、これに限らず、さく孔装置５０用と、ロックボルト打設装置３０用と、を一体型として装備してもよい。
また、本発明に係るロックボルト打設作業車の構成についても、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。例えば、作業車は、トンネル工事におけるロックボルトの打設作業を行うための車両であれば、ドリルジャンボ等の種々の作業車に適用できる。

【符号の説明】

【0049】

１ 台車
２ 駆動部
３Ａ、３Ｂ ブーム
４Ａ、４Ｂ ドリフタ
５Ａ、５Ｂ ガイドシェル
６ オペレータキャビン
７，８ 車輪
９ アウトリガ
１０ 作業車（ロックボルト打設作業車）
１７Ａ、１７Ｂ セントラライザ
１８ 穿孔用ロッド
２１ 打設用ロッド
２５ フートパット
３０ ロックボルト打設装置
４０ ロックボルトマガジン
４１ マガジン本体
５０ さく孔装置
ＢＪ ジョイント式ロックボルト
Ｂ１、Ｂ２ ロックボルト
ＣＢ 基準軸線
ＣＸ ロックボルト孔軸線
Ｈ ロックボルト孔
Ｓ スリーブ
Ｔ トンネル
Ｗ 内周壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】