JP3831081B2

JP3831081B2 - Hydraulic circuit for hanging digging

Info

Publication number: JP3831081B2
Application number: JP22722797A
Authority: JP
Inventors: 宏治鈴木; 潤新庄
Original assignee: Koken Boring Machine Co Ltd
Current assignee: Koken Boring Machine Co Ltd
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2017-08-08
Also published as: JPH1162458A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吊り掘り用油圧回路に関し、さらに詳細には、掘削ツールスの下降時にその暴走を防止するためのカウンタバランス弁を備えた油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大深度掘削を行う場合、掘削深度の増大にともなってドリルヘッドに加わる掘削ツールスの荷重が増大するため、掘削ツールスの孔底への下降時には暴走の危険が生じる。このようなことから、ドリルヘッド昇降用のウィンチを作動させる油圧アクチュエータの作動回路として、カウンタバランス回路が用いられている。
【０００３】
他方、吊り掘り時においては、ドリルヘッドの荷重を含む掘削ツールス荷重をそのままビットに作用させるとビット荷重が過荷重になり、種々の掘削トラブルの原因になる。このため、吊り掘り時には、油圧アクチュエータの上昇側ポートに圧油を送ることにより掘削ツールス荷重に対抗させ、ビット荷重を軽減している。
【０００４】
吊り掘りを行うためには、油圧アクチュエータに与える上昇荷重よりも掘削ツールス荷重の方が大きくなければならないことから、圧油は上昇用送り管路を経て油タンクに戻ることになるが、上昇用送り管路に設けられたカウンタバランス弁が作動しないため、圧油は戻ることができない。すなわち、暴走防止用として設けたカウンタバランス弁のために吊り掘りが不可能となる。
【０００５】
このことを、この発明の実施の形態の作用図として示された図４を参照して、さらに説明する。油圧ポンプ９から方向切換弁６を経て上昇用送り管路１２に送られた圧油は、カウンタバランス弁１３のチェック弁１８を通って油圧アクチュエータ４に送られ、この油圧アクチュエータ４には上向きの圧力Ｐ₃が与えられる。その結果、掘削ツールス荷重をＦ、油圧アクチュエータとして示された油圧シリンダ４の断面積をＡとすると、ビット荷重はＦ−ＡＰ₃となるが、Ｆ＞ＡＰ₃であることから、圧油は上昇用送り管路１２を戻らなければならない。しかしながら、カウンタバランス弁１３の外部パイロット１４が接続された下降用送り管路５は油タンク１１側であるので、パイロット圧が作用せず、カウンタバランス弁１３が開放しない。すなわち、圧油は上昇用送り管路１２を戻ることができない。
【０００６】
このため、従来は図５（ａ）に示すように、外部パイロット２０を付加し、そのパイロット圧によりカウンタバランス弁１３を強制的に開放するか、同図（ｂ）に示すようにように、上昇用送り管路１２にカウンタバランス弁１３をバイパスするバイパス管路２１を設け、このバイパス管路２１に切換弁２２を設ける油圧回路を構成していた。
【０００７】
しかしながら、図５（ａ）に示す回路構成では、カウンタバランス弁１３の構造上、ある程度以上のパイロット圧を要し、そのための油圧源が必要になる。また、電磁弁等の電気により作動する油圧弁類を使用できない場合は、手動で外部パイロット２０を操作しなければならず、誤操作の原因となる。
【０００８】
図５（ｂ）に示す回路構成では、図５（ａ）の場合と同様に、電磁弁を使用しない場合は、操作が繁雑となり、誤操作によるウィンチの暴走すなわち掘削ツールスの暴走が発生する場合がある。また、付加する切換弁２２も容量が大きなものが必要となり、機器の配置、油圧配管など構造上の問題も発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
【００１０】
この発明の目的は、カウンタバランス弁があるにもかかわらず吊り掘りを可能とし、電磁弁を使用しなくとも吊り掘りの際の誤操作を回避して安全に掘削を行うことができる吊り掘り用油圧回路を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
【００１２】
すなわちこの発明は、ドリルヘッドを昇降させる油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの上昇側ポートに圧油を送る上昇用送り管路と、下降側ポートに圧油を送る下降用送り管路と、前記上昇用送り管路に設けられたカウンタバランス弁とを備えた吊り掘り用油圧回路において、
前記上昇用送り管路に前記カウンタバランス弁をバイパスするバイパス管路を設け、このバイパス管路に前記カウンタバランス弁の二次側から得られるパイロット圧により作動するパイロットチェック弁を設けたことを特徴とする吊り掘り用油圧回路にある。
【００１３】
この発明によれば、吊り掘り時には、上昇用送り管路を経て油圧アクチュエータの上昇側ポートに圧油を送る。この時、圧油はカウンタバランス弁に組込まれたチェック弁を開放して流れ、アクチュエータの上昇側には上昇圧力が作用し、ビット荷重が適性な値に保たれる。
【００１４】
他方、上昇圧力により掘削ツールスに作用する上昇力よりも掘削ツールスの荷重の方が大であることから、結局圧油は上昇用送り管路を油タンク側に戻るように流れる。その際、パイロットチェック弁がカウンタバランス弁の二次側から得られるパイロット圧により開放しているので、圧油はこのパイロットチェック弁を通って油タンクに戻る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明の実施の形態を示す油圧回路図である。ドリルヘッド１には先端にビット２を備えた多数のドリルロッド３が接続され、ドリルヘッド１は通常は油圧モータにより作動するウィンチにより懸吊支持されているが、図示のところでは理解の容易のために油圧アクチュエータとして油圧モータに代えて油圧シリンダ４が示されている。
【００１６】
油圧シリンダ４のピストンロッド側すなわち下降側ポートＡには下降用送り管路５が接続され、この下降用送り管路５は方向切換弁６を介してポンプ管路７またはタンク管路８に選択的に接続される。ポンプ管路７には油圧ポンプ９及びリリーフ弁１０が設けられている。
【００１７】
油圧シリンダ４のシリンダヘッド側すなわち上昇側ポートＢには上昇用送り管路１２が接続され、この上昇用送り管路１２は方向切換弁６を介してポンプ管路７またはタンク管路８に選択的に接続される。上昇用送り管路１２にはカウンタバランス弁１３が設けられ、このカウンタバランス弁１３の外部パイロット１４は下降用送り管路５に接続されている。
【００１８】
以上の回路構成は従来と同様であり、この発明によれば、上昇用送り管路１２にはカウンタバランス弁１３をバイパスするバイパス管路１５が設けられ、このバイパス管路１５にパイロットチェック弁１６が設けられている。パイロットチェック弁１６の外部パイロット１７はカウンタバランス弁１３の二次側に接続されている。
【００１９】
次に上記実施の形態のものの作用について、掘削ツールスの下降時、上昇時及び吊り掘り時に分けて説明する。
（１）下降時
掘削ツールスの下降時には、図２に示すように、方向切換弁６を中立位置から前進位置に切換え、油圧ポンプ９から下降用送り管路５を経て油圧シリンダ４の下降側ポートＡに圧油を送る。このとき、油圧シリンダ４のシリンダヘッド側にはドリルヘッド１を含む掘削ツールスの荷重Ｆによる圧力Ｐ₁が発生している。
下降用送り管路５の油圧が上昇すると、外部パイロット１４によりカウンタバランス弁１３が開放して、掘削ツールスが下降する。掘削ツールスの下降速度が早くなり、下降用送り管路５の油量が足りなくなると、その油圧が低下して外部パイロット１４の圧力が低下するので、カウンタバランス弁１３が閉鎖する。このようにして、カウンタバランス弁１３の作用により掘削ツールスの暴走が防止される。
（２）上昇時
掘削ツールスの上昇時には、図３に示すように、方向切換弁６を後進位置に切換え、油圧ポンプ９から上昇用送り管路１２を経て油圧シリンダ４の上昇側ポートＢに圧油を送る。このとき、圧油はカウンタバランス弁１３に組込まれたチェック弁１８を開放して流れ、油圧シリンダ４のシリンダヘッド側に作用する圧力Ｐ₂をＦ＜ＡＰ₂とすることにより、掘削ツールスが上昇する。
（３）吊り掘り時
吊り掘り時には、図４に示すように、方向切換弁６を上昇時の場合と同様に後進位置とし、油圧ポンプ９から上昇用送り管路１２を経て油圧シリンダ４の上昇側ポートＢに圧油を送る。このとき、圧油はカウンタバランス弁１３に組込まれたチェック弁１８を開放して流れ、油圧シリンダ４のシリンダヘッド側には圧力Ｐ₃が作用し、ビット荷重（Ｆ−ＡＰ₃）が適性な値に保たれる。
【００２０】
他方、Ｆ＞ＡＰ₃であれば、結局圧油は上昇用送り管路１２を油タンク１１側に戻るように流れる。その際、パイロットチェック弁１６が外部パイロット１７を介してカウンタバランス弁１３の二次側から得られるパイロット圧により開放しているので、圧油はこのパイロットチェック弁１６を通って、さらにリリーフ弁１０を開放し、油タンク１１に戻る。このように、この発明によれば、吊り掘り時には、油圧アクチュエータの作動回路自体から得られるパイロット圧によりパイロットチェック弁が開放するので、誤操作がなく、安全に掘削作業を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、カウンタバランス弁があるにもかかわらず吊り掘りを可能とし、電磁弁を使用しなくとも吊り掘りの際の誤操作を回避して安全に掘削作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施の形態を示す油圧回路図である。
【図２】図２は、下降時の作用を説明するための油圧回路図である。
【図３】図３は、上昇時の作用を説明するための油圧回路図である。
【図４】図４は、吊り掘り時の作用を説明するための油圧回路図である。
【図５】従来例を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１…ドリルヘッド
３…ドリルロッド
４…油圧アクチュエータ
５…下降用送り管路
６…方向切換弁
９…油圧ポンプ
１０…リリーフ弁
１１…油タンク
１２…上昇用送り管路
１３…カウンタバランス弁
１４…外部パイロット
１５…バイパス管路
１６…パイロットチェック弁
１７…外部パイロット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a suspension digging hydraulic circuit, and more particularly, to a hydraulic circuit including a counter balance valve for preventing runaway of a digging tool when the digging tool is lowered.
[0002]
[Prior art]
When deep excavation is performed, the load on the drilling tool applied to the drill head increases as the drilling depth increases, so that there is a risk of runaway when the drilling tool is lowered to the hole bottom. For this reason, a counter balance circuit is used as an operation circuit of a hydraulic actuator that operates a winch for raising and lowering a drill head.
[0003]
On the other hand, at the time of hanging excavation, if the excavation tool load including the load of the drill head is applied to the bit as it is, the bit load will be overloaded, causing various excavation troubles. For this reason, at the time of hanging digging, pressure oil is sent to the ascending side port of the hydraulic actuator to counter the excavation tool load and reduce the bit load.
[0004]
In order to carry out suspension digging, the excavation tools load must be greater than the lift load applied to the hydraulic actuator, so the pressure oil will return to the oil tank via the ascending feed line. Since the counter balance valve provided in the feed line does not operate, the pressure oil cannot return. That is, it is impossible to dig up because of the counter balance valve provided for preventing runaway.
[0005]
This will be further described with reference to FIG. 4 shown as an operation diagram of the embodiment of the present invention. The pressure oil sent from the hydraulic pump 9 through the direction switching valve 6 to the ascending feed line 12 is sent to the hydraulic actuator 4 through the check valve 18 of the counter balance valve 13. A pressure P ₃ is applied. As a result, if the excavation tool load is F and the cross-sectional area of the hydraulic cylinder 4 shown as a hydraulic actuator is A, the bit load is F-AP ₃ , but F> AP ₃ , so the pressure oil rises The feed line 12 must be returned. However, since the lowering feed line 5 to which the external pilot 14 of the counter balance valve 13 is connected is on the oil tank 11 side, the pilot pressure does not act and the counter balance valve 13 does not open. That is, the pressure oil cannot return through the ascending feed line 12.
[0006]
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 5 (a), an external pilot 20 is added, and the counter balance valve 13 is forcibly opened by the pilot pressure, or as shown in FIG. 5 (b), A bypass line 21 that bypasses the counter balance valve 13 is provided in the ascending feed line 12, and a hydraulic circuit is provided in which the switching valve 22 is provided in the bypass line 21.
[0007]
However, in the circuit configuration shown in FIG. 5A, the counter balance valve 13 requires a certain amount of pilot pressure due to the structure of the counter balance valve 13, and a hydraulic pressure source for that purpose is required. Further, when hydraulic valves that are operated by electricity such as electromagnetic valves cannot be used, the external pilot 20 must be manually operated, which may cause erroneous operation.
[0008]
In the circuit configuration shown in FIG. 5B, similarly to the case of FIG. 5A, when the solenoid valve is not used, the operation becomes complicated, and the winch runaway, that is, the excavation tools runaway may occur due to an erroneous operation. is there. Further, the switching valve 22 to be added needs to have a large capacity, which causes structural problems such as arrangement of equipment and hydraulic piping.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the technical background as described above, and achieves the following object.
[0010]
The object of the present invention is to enable suspension digging despite the presence of a counterbalance valve, and to avoid unintentional operation during suspension digging without using a solenoid valve and to perform digging safely. It is to provide a circuit.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to achieve the above object.
[0012]
That is, the present invention relates to a hydraulic actuator that raises and lowers a drill head, an ascending feed line that sends pressure oil to an ascending side port of the hydraulic actuator, a descending feed line that sends pressure oil to a descending side port, and the ascent In the hydraulic circuit for hanging digging provided with the counter balance valve provided in the feed pipeline for
A bypass conduit that bypasses the counter balance valve is provided in the ascending feed conduit, and a pilot check valve that is operated by a pilot pressure obtained from the secondary side of the counter balance valve is provided in the bypass conduit. It is in the hydraulic circuit for hanging digging.
[0013]
According to this invention, at the time of hanging digging, the pressure oil is sent to the ascending side port of the hydraulic actuator via the ascending feed line. At this time, the pressure oil flows by opening the check valve incorporated in the counter balance valve, the rising pressure acts on the ascending side of the actuator, and the bit load is maintained at an appropriate value.
[0014]
On the other hand, since the load of the drilling tool is larger than the lifting force acting on the drilling tool due to the rising pressure, the pressure oil eventually flows back to the oil tank side through the lifting feed line. At that time, since the pilot check valve is opened by the pilot pressure obtained from the secondary side of the counter balance valve, the pressure oil returns to the oil tank through the pilot check valve.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The drill head 1 is connected to a number of drill rods 3 having a bit 2 at the tip, and the drill head 1 is usually suspended and supported by a winch that is operated by a hydraulic motor. Therefore, a hydraulic cylinder 4 is shown as a hydraulic actuator in place of the hydraulic motor.
[0016]
The lowering feed line 5 is connected to the piston rod side of the hydraulic cylinder 4, that is, the lowering port A, and this lowering feeding line 5 is selected as the pump line 7 or the tank line 8 via the direction switching valve 6. Connected. The pump line 7 is provided with a hydraulic pump 9 and a relief valve 10.
[0017]
The ascending feed line 12 is connected to the cylinder head side of the hydraulic cylinder 4, that is, the ascending side port B. The ascending feed line 12 is selected as the pump line 7 or the tank line 8 via the direction switching valve 6. Connected. The ascending feed line 12 is provided with a counter balance valve 13, and an external pilot 14 of the counter balance valve 13 is connected to the descending feed line 5.
[0018]
The circuit configuration described above is the same as in the prior art. According to the present invention, the ascending feed line 12 is provided with a bypass line 15 that bypasses the counter balance valve 13, and the bypass check line 16 is provided in the bypass line 15. Is provided. The external pilot 17 of the pilot check valve 16 is connected to the secondary side of the counter balance valve 13.
[0019]
Next, the operation of the above embodiment will be described separately when the excavating tools are lowered, raised and suspended.
(1) When the excavating tools are lowered, as shown in FIG. 2, the direction switching valve 6 is switched from the neutral position to the forward position, and the lower side port of the hydraulic cylinder 4 passes from the hydraulic pump 9 through the lowering feed line 5. Send pressure oil to A. At this time, pressure P ₁ due to the load F of the excavating tools including the drill head ₁ is generated on the cylinder head side of the hydraulic cylinder 4.
When the hydraulic pressure of the lowering feed line 5 is increased, the counter balance valve 13 is opened by the external pilot 14 and the excavation tools are lowered. When the descending speed of the excavating tools becomes faster and the amount of oil in the lowering feed line 5 becomes insufficient, the hydraulic pressure is lowered and the pressure of the external pilot 14 is lowered, so that the counter balance valve 13 is closed. In this way, the excavation tools runaway is prevented by the action of the counter balance valve 13.
(2) When the excavating tools are raised, as shown in FIG. 3, the direction switching valve 6 is switched to the reverse position, and pressure is applied from the hydraulic pump 9 to the rising side port B of the hydraulic cylinder 4 through the rising feed line 12. Send oil. At this time, pressure oil flows opens the check valve 18 incorporated in the counterbalance valve 13, by the pressure P ₂ acting on the cylinder head side of the hydraulic cylinder 4 and F <AP _2, drilling Tsurusu rise To do.
(3) At the time of hanging digging As shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, the directional control valve 6 is moved to the reverse position in the same way as when raising, and the hydraulic cylinder 4 is raised from the hydraulic pump 9 through the raising feed line 12. Send pressure oil to side port B. At this time, the pressure oil opens the check valve 18 incorporated in the counter balance valve 13 and flows, the pressure P ₃ acts on the cylinder head side of the hydraulic cylinder 4, and the bit load (F-AP ₃ ) is appropriate. Kept at the value.
[0020]
On the other hand, if F> AP ₃ , the pressure oil eventually flows back through the ascending feed line 12 toward the oil tank 11. At this time, since the pilot check valve 16 is released by the pilot pressure obtained from the secondary side of the counter balance valve 13 via the external pilot 17, the pressure oil passes through the pilot check valve 16 and further passes through the relief valve 10. And return to the oil tank 11. As described above, according to the present invention, when digging, the pilot check valve is opened by the pilot pressure obtained from the hydraulic actuator operating circuit itself, so that the excavation work can be performed safely without any erroneous operation.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, suspension digging is possible despite the presence of a counterbalance valve, and it is possible to safely perform excavation work by avoiding erroneous operation during suspension digging without using a solenoid valve. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram for explaining an action when descending.
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram for explaining an action at the time of ascent.
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram for explaining an action at the time of hanging digging.
FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drill head 3 ... Drill rod 4 ... Hydraulic actuator 5 ... Lowering feed line 6 ... Direction switching valve 9 ... Hydraulic pump 10 ... Relief valve 11 ... Oil tank 12 ... Lifting feed line 13 ... Counter balance valve 14 ... External pilot 15 ... Bypass line 16 ... Pilot check valve 17 ... External pilot

Claims

A hydraulic actuator that raises and lowers the drill head, an ascending feed line that sends pressure oil to the ascending side port of the hydraulic actuator, a descending feed line that sends pressure oil to the descending side port, and the ascending feed line In the hydraulic circuit for hanging digging provided with the counter balance valve provided,
A bypass conduit that bypasses the counter balance valve is provided in the ascending feed conduit, and a pilot check valve that is operated by a pilot pressure obtained from the secondary side of the counter balance valve is provided in the bypass conduit. And hydraulic circuit for hanging digging.