JP4880642B2

JP4880642B2 - さく孔機

Info

Publication number: JP4880642B2
Application number: JP2008124890A
Authority: JP
Inventors: 利夫須崎; 周司成田
Original assignee: Furukawa Rock Drill Co Ltd
Current assignee: Furukawa Rock Drill Co Ltd
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2008-05-12
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2028-05-12
Also published as: JP2009275357A

Description

本発明は、岩盤に孔をさく孔するときに用いられるさく孔機に関する。

大口径さく孔機として知られているダウンザホールドリルは、岩盤に大口径の孔を大深部までさく孔するために、長大なマストを備えている。このマストはダウンザホールドリルの走行台車上に設けられたブームの先端部にマストリフトシリンダの伸長動作によって
起伏可能に枢支されている。
このようなダウンザホールドリルには、起立したマストの重量を支える共にさく孔時に発生する振動に対してマストを安定に保持するために、マストスタビライザ装置が設けられている。このマストスタビライザ装置はマストの下部に設けられた円弧状のスタビライザと、スタビライザをクランプするスタビライザクランプとからなり、スタビライザクランプは、図８に示すように、走行台車に固定された固定側クランプ部材１１と、固定側クランプ部材１１に対して開閉自在に設けられた可動側クランプ部材１２と、可動側クランプ部材１２を開閉方向に進退駆動するスタビライザクランプシリンダ１３とで構成されている（例えば、特許文献１参照）。

従来のさく孔機の油圧回路の一例を図９示す。同図に示される油圧回路は油圧ポンプ１４，１６を有しており、これらの油圧ポンプ１４，１６のうち油圧ポンプ１４から吐出された圧油はダストを収集するダストコレクタ２の油圧モータ２ａに圧油供給管１５を介して供給され、油圧ポンプ１６から吐出された圧油はマストリフトシリンダ７の作動方向を制御するコントロールバルブとしての方向切換弁１８とスタビライザクランプシリンダ１３の作動方向を制御するコントロールバルブとしての方向切換弁１９とに圧油供給管１７を介して供給されるようになっている。

方向切換弁１８は三つの切換ポジションを有しており、この方向切換弁１８の切換ポジションを図中上側の切換ポジションに切り換えると、油圧ポンプ１６から方向切換弁１８に供給された圧油は圧油給排管２０、シーケンス弁２１、チェック弁付き絞り弁２２、パイロットチェック弁２３を介してマストリフトシリンダ７の伸長側油室７ａに供給されるとともに、圧油給排管２０から分岐した枝管２４、チェック弁２５、圧油給排管３９を介してスタビライザクランプシリンダ１３のアンクランプ側油室（開側油室）１３ｂに供給されるようになっている。

また、方向切換弁１８の切換ポジションを図中下側の切換ポジションに切り換えると、油圧ポンプ１６から方向切換弁１８に供給された圧油は圧油給排管２６、シーケンス弁２７、パイロットチェック弁２８を介してマストリフトシリンダ７の縮小側油室７ｂに供給されるとともに、圧油給排管２６から分岐した枝管２９、チェック弁３０、圧油給排管３９を介してスタビライザクランプシリンダ１３のアンクランプ側油室（開側油室）１３ｂに供給されるようになっている。

方向切換弁１９は三つの切換ポジションを有しており、この方向切換弁１９の切換ポジションを図中上側の切換ポジションに切り換えると、油圧ポンプ１６から方向切換弁１９に供給された圧油は圧油給排管３３、パイロットチェック弁３４、圧油給排管３５、アキュムレータ３６を介してスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室（閉側油室）１３ａに供給されるようになっている。
また、方向切換弁１９の切換ポジションを図中下側の切換ポジションに切り換えると、油圧ポンプ１６から方向切換弁１９に供給された圧油は圧油給排管３７、パイロットチェック弁３８、圧油給排管３９を介してスタビライザクランプシリンダ１３のアンクランプ側油室（開側油室）１３ｂに供給されるようになっている。

なお、マスト５の起立時にマストリフトシリンダ７の縮小側油室７ｂから排出された圧油はパイロットチェック弁２８、シーケンス弁２７、圧油給排管２６、方向切換弁１８、圧油排出管３１を介して作動油タンク３２に排出される。また、マスト５の倒伏時にマストリフトシリンダ７の伸長側油室７ａから排出された圧油はパイロットチェック弁２３、チェック弁付き絞り弁２２、シーケンス弁２１、圧油給排管２０、方向切換弁１８、圧油排出管３１を介して作動油タンク３２に排出される。
特開２００７−２３９１９５号公報（段落００１４、図４）

このようなさく孔機は、さく孔時に発生する振動によってスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａから圧油がリークしてスタビライザクランプのクランプ力が緩むおそれがあるため、チェック弁３４とアキュムレータ３６とからなるリーク防止回路を油圧回路に設けてスタビライザクランプのクランプ力が緩むのを防止するようにしている。しかしながら、さく孔対象である岩盤の状態によってはスタビライザクランプシリンダ１３からの圧油のリークを防ぐには不十分な場合があり、マストの保持が不安定になるおそれがあった。
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、スタビライザクランプシリンダからの圧油のリークによるクランプ不良を防止することのできるさく孔機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、走行台車と、前記走行台車上に起伏可能に設けられたマストと、前記マストを起立せしめるマストリフトシリンダと、前記マストの下部に設けられたスタビライザと、前記走行台車に設けられたスタビライザクランプと、前記スタビライザクランプを介して前記スタビライザをクランプするスタビライザクランプシリンダと、前記マストリフトシリンダの伸長側油室に連通する第１の圧油給排管と、前記マストリフトシリンダの縮小側油室に連通する第２の圧油給排管と、前記スタビライザクランプシリンダのクランプ側油室に連通する第３の圧油給排管と、前記スタビライザクランプシリンダのアンクランプ側油室に連通する第４の圧油給排管と、前記第１の圧油給排管と前記第２の圧油給排管に圧油を選択的に供給して前記マストリフトシリンダの作動方向を制御する第１のコントロールバルブと、前記第３の圧油給排管と前記第４の圧油給排管に圧油を選択的に供給して前記スタビライザクランプシリンダの作動方向を制御する第２のコントロールバルブと、前記第１のコントロールバルブと前記第２のコントロールバルブに圧油を供給する油圧ポンプと、前記マストリフトシリンダおよび前記スタビライザクランプシリンダの非作動時に前記油圧ポンプから吐出された圧油をダストコレクタの油圧モータに供給する圧油供給管とを備えたさく孔機において、前記圧油供給管から前記油圧モータに供給される圧油の一部を前記スタビライザクランプシリンダのクランプ側油室に供給する流体圧供給手段を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のさく孔機であって、前記圧油供給管に供給される圧油が前記第１のコントロールバルブおよび前記第２のコントロールバルブをキャリーオーバーした圧油である。

請求項１記載の発明によれば、スタビライザがスタビライザクランプによりクランプされているときには、スタビライザクランプシリンダのクランプ側油室に圧油等の流体圧が流体圧供給手段から供給される。したがって、さく孔時にスタビライザクランプシリンダのクランプ側油室から圧油がリークし難くなり、スタビライザクランプシリンダからの圧油のリークによるクランプ不良を防止することができる。

また、さく孔時に圧油供給管からダストコレクタの油圧モータに供給される圧油を利用してスタビライザクランプシリンダのクランプ側油室からの圧油のリークを抑制できるので、新たな圧油の供給源を設ける必要がない。
さらに、振動によって圧油がリークしてクランプ不良が発生するのはさく孔時であり、そのさく孔時にのみ圧油が流体圧供給手段から供給されるため、油圧回路の効率悪化を最小限に抑えることができる。

さらに、ダストコレクタはさく孔時に必ず作動する機器であり、打撃、回転、送りというような直接的なさく孔回路から分岐すると、さく孔が不安定になる可能性があるが、その影響は極めて少なくて済む。
また、ブーム（マスト）を作動させると、流体圧供給手段からの圧油供給が遮断されるため、クランプ中に誤ってマストを作動させてもスタビライザクランプシリンダが破損することを防止することができる。

本発明の第１の実施形態に係るさく孔機の側面図を図１に示す。同図に示されるさく孔機は走行台車１を備えており、この走行台車１上には、ダストを収集するダストコレクタ２が設けられているとともに、先端部にマスト装置４を有するブーム３が旋回かつ起伏可能に設けられている。
マスト装置４はブーム３の先端部に回動自在に枢支されたマスト５を有しており、このマスト５には、先端にダウンザホールドリル（図示略）を装着したロッド（図示略）と、ロッドの後端に設けられてロッドを回転駆動するロータリヘッド６が前後方向に移動可能に搭載されている。また、マスト装置４はマスト５を起立せしめるマストリフトシリンダ７を有しており、マスト５の下部には、マストリフトシリンダ７の伸長動作により起立したマスト５を安定に保持するために、円弧状のスタビライザ９が先端部を走行台車側に突出させて設けられている。

スタビライザ９は走行台車１に設けられたスタビライザクランプ１０と共にマストスタビライザ装置８を構成しており、スタビライザクランプ１０は、図８に示すように、走行台車１に固定された固定側クランプ部材１１と、固定側クランプ部材１１に対して開閉自在に設けられた可動側クランプ部材１２と、可動側クランプ部材１２を開閉方向に進退駆動するスタビライザクランプシリンダ１３とで構成されている。

図１に示したさく孔機の油圧回路を図２に示す。同図に示される油圧回路は油圧ポンプ１６を有しており、この油圧ポンプ１６から吐出された圧油はマストリフトシリンダ７の作動方向を制御するコントロールバルブとしての方向切換弁１８とスタビライザクランプシリンダ１３の作動方向を制御するコントロールバルブとしての方向切換弁１９とに圧油供給管１７を介して供給されるようになっている。

方向切換弁１８は三つの切換ポジションを有しており、この方向切換弁１８の切換ポジションを図中上側の切換ポジションに切り換えると、油圧ポンプ１６から方向切換弁１８に供給された圧油は、図３に示すように、圧油給排管２０、シーケンス弁２１、チェック弁付き絞り弁２２、パイロットチェック弁２３を介してマストリフトシリンダ７の伸長側油室７ａに供給されるが、マストリフトシリンダ７の伸長側油室７ａに供給される前にシーケンス弁２１の作用によって、圧油給排管２０から分岐した枝管２４、チェック弁２５、圧油給排管３９を介してスタビライザクランプシリンダ１３のアンクランプ側油室（開側油室）１３ｂに供給される。そして、スタビライザクランプシリンダ１３がストロークエンドに達して圧油給排管２０および枝管２４内の油圧が所定圧力に達すると、マストリフトシリンダ７の伸長側油室７ａに圧油が圧油給排管２０、シーケンス弁２１、チェック弁付き絞り弁２２、パイロットチェック弁２３を介して供給される。これは、マストリフトシリンダ７の伸長動作時（マスト５の起立時）にスタビライザ９がスタビライザクランプ１０によりクランプされているとマストスタビライザ装置８が破損してしまうため、これを防ぐために、マストリフトシリンダ７の伸長側油室７ａよりも先に圧油がスタビライザクランプシリンダ１３のアンクランプ側油室１３ｂに供給されるようになっている。

また、方向切換弁１８の切換ポジションを図中下側の切換ポジションに切り換えると、油圧ポンプ１６から方向切換弁１８に供給された圧油は圧油給排管２６、シーケンス弁２７、パイロットチェック弁２８を介してマストリフトシリンダ７の縮小側油室７ｂに供給されるが、マストリフトシリンダ７の縮小側油室７ｂに供給される前にシーケンス弁２７の作用によって、圧油給排管２６から分岐した枝管２９、チェック弁３０、圧油給排管３９を介してスタビライザクランプシリンダ１３のアンクランプ側油室（開側油室）１３ｂに供給される。そして、スタビライザクランプシリンダ１３がストロークエンドに達して圧油給排管２６および枝管２９内の油圧が所定圧力に達すると、マストリフトシリンダ７の縮小側油室７ｂに圧油が圧油給排管２６、シーケンス弁２７、パイロットチェック弁２８を介して供給される。これは、マストリフトシリンダ７の縮小動作時（マスト５の倒伏時）にスタビライザ９がスタビライザクランプ１０によりクランプされているとマストスタビライザ装置８が破損してしまうため、これを防ぐために、マストリフトシリンダ７の縮小側油室７ｂよりも先に圧油がスタビライザクランプシリンダ１３のアンクランプ側油室１３ｂに供給されるようになっている。

なお、マスト５の起立時にマストリフトシリンダ７の縮小側油室７ｂから排出された圧油はパイロットチェック弁２８、シーケンス弁２７、圧油給排管２６、方向切換弁１８、圧油排出管３１を介して作動油タンク３２に排出される。また、マスト５の倒伏時にマストリフトシリンダ７の伸長側油室７ａから排出された圧油はパイロットチェック弁２３、チェック弁付き絞り弁２２、シーケンス弁２１、圧油給排管２０、方向切換弁１８、圧油排出管３１を介して作動油タンク３２に排出される。

方向切換弁１９は三つの切換ポジションを有しており、この方向切換弁１９の切換ポジションを図中上側の切換ポジションに切り換えると、図５に示すように、油圧ポンプ１６から方向切換弁１９に供給された圧油は圧油給排管３３、パイロットチェック弁３４、圧油給排管３５を介してアキュムレータ３６とスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室（閉側油室）１３ａに供給されるようになっている。

また、方向切換弁１９の切換ポジションを図中下側の切換ポジションに切り換えると、油圧ポンプ１６から方向切換弁１９に供給された圧油は圧油給排管３７、パイロットチェック弁３８、圧油給排管３９を介してスタビライザクランプシリンダ１３のアンクランプ側油室（開側油室）１３ｂに供給されるようになっている。
図２に示す油圧回路はダストコレクタ２の油圧モータ２ａに圧油を供給する圧油供給管４０を有しており、マストリフトシリンダ７およびスタビライザクランプシリンダ１３が作動していないとき（方向切換弁１８，１９の切換ポジションが図中中央の切換ポジションにあるとき）には、油圧ポンプ１６から吐出された圧油は圧油供給管１７、方向切換弁１９、方向切換弁１８、圧油供給管４０を介してダストコレクタ２の油圧モータ２ａに供給されるようになっている。

また、図２に示す油圧回路は圧油供給管４０と連通する圧油供給管（流体圧供給手段）４１を有しており、この圧油供給管４１に流入した圧油はチェック弁４２、圧油給排管３５を介してスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室（閉側油室）１３ａに供給されるようになっている。
さらに、図２に示す油圧回路はリリーフ弁４３を有しており、ブームコントロールバルブ群１８，１９の二次側圧力がリリーフ弁４３の設定圧力に達すると、油圧ポンプ１６から吐出された圧油はリリーフ弁４３、圧油排出管３１を介して作動油タンク３２に排出されるようになっている。

ブームコントロールバルブ群１８，１９はキャリーオーバー回路を構成しており、スタビライザクランプシリンダ１３の作動方向を制御するブームコントロールバルブ１９はマストリフトシリンダ７の作動方向を制御するブームコントロールバルブ１８の上流側に配設されている。
図１及び図２に示したさく孔機では、スタビライザ９がスタビライザクランプ１０によりクランプされているとき（方向切換弁１８，１９の切換ポジションが図中中央の切換ポジションにあるとき）には、図６に示すように、油圧ポンプ１６から吐出された圧油が圧油供給管１７、方向切換弁１９、方向切換弁１８、圧油供給管４０を介してダストコレクタ２の油圧モータ２ａに供給されるとともに、圧油供給管４０と連通する圧油供給管４１、チェック弁４２、圧油給排管３５を介してスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａに供給される。したがって、さく孔時にスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａから圧油がリークし難くなり、スタビライザクランプシリンダ１３からの圧油のリークによるクランプ不良を防止することができる。

また、油圧ポンプ１６からダストコレクタ２の油圧モータ２ａに供給される圧油の一部を利用してスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａからの圧油のリークを抑制できるため、新たな圧油の発生源を設けることなくスタビライザクランプシリンダ１３からの圧油のリークによるクランプ不良を防止することができる。
また、振動が発生するのはさく孔時であり、スタビライザ９がクランプされているときのみ圧油が圧油供給管４１からスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａに供給されるため、油圧回路の効率悪化を最小限に抑えることができる。

さらに、ダストコレクタ２はさく孔時に必ず作動する機器であり、打撃、回転、送りというような直接的なさく孔回路から圧油を分岐すると、さく孔が不安定になる可能性があるが、本実施形態では、ダストコレクタ２に供給される圧油の一部が圧油供給管４１からスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａに供給されるため、その影響は極めて少なくて済む。

さらに、ブームコントロールバルブ群１８，１９の二次側圧力がリリーフ弁４３の設定圧力に達すると、油圧ポンプ１６から吐出された圧油はリリーフ弁４３、圧油排出管３１を介して作動油タンク３２に排出されるため、油圧回路の破損を防止することができる。
また、本実施形態では、スタビライザクランプシリンダ１３の作動方向を制御するコントロールバルブ（方向切換弁）１９がマストリフトシリンダ７の作動方向を制御するコントロールバルブ（方向切換弁）１８の上流側に配置され、コントロールバルブ１８と共にキャリーオーバー回路を構成している。このため、圧油供給管４１からスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａに圧油が供給されているときに誤ってコントロールバルブ１８を操作すると、圧油供給管４１からスタビライザクランプシリンダ１３への圧油の供給が遮断されるため、コントロールバルブ１８の誤操作によるマストスタビライザ装置８の破損を防止することができる。

図１〜図６に示した本発明の第１の実施形態では、スタビライザ９がスタビライザクランプ１０によりクランプされているときにスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａに流体圧を供給する手段として、圧油供給管４０と連通する圧油供給管４１を示したが、これに限定されるものではない。たとえば、図７に示す第２の実施形態のように、スタビライザ９がスタビライザクランプ１０によりクランプされているときにスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａに流体圧を供給する手段として、ガス圧、液圧等によって駆動されて流体圧を発生する流体圧発生源５１と、この流体圧発生源５１に流体圧供給管５２を介して接続された方向切換弁（電磁切換弁）５３と、この方向切換弁５３に供給された流体圧をスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａにチェック弁５５を介して供給する流体圧供給管５４とからなる流体圧供給回路５０を用い、方向切換弁５３をマストリフトシリンダ作動時にＯＦＦ、さく孔時にＯＮにしてスタビライザクランプシリンダ１３のクランプ側油室１３ａに流体圧を供給するようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態に係るさく孔機の側面図である。本発明の第１の実施形態に係るさく孔機の油圧回路を示す図である。マストリフトシリンダの作動方向を制御する方向切換弁に供給された圧油の流れを示す図である。マストリフトシリンダの作動方向を制御する方向切換弁に供給された圧油の別の流れを示す図である。スタビライザクランプシリンダの作動方向を制御する方向切換弁に供給された圧油の流れを示す図である。本発明の第１の実施形態に係るさく孔機の作用を説明するための図である。本発明の第２の実施形態に係るさく孔機の油圧回路を示す図である。スタビライザクランプの構成を示す平面図である。従来のさく孔機の油圧回路を示す図である。

符号の説明

１走行台車
２ダストコレクタ
３ブーム
４マスト装置
５マスト
６ロータリヘッド
７マストリフトシリンダ
７ａ伸長側油室
７ｂ縮小側油室
８マストスタビライザ装置
９スタビライザ
１０スタビライザクランプ
１１固定側クランプ部材
１２可動側クランプ部材
１３スタビライザクランプシリンダ
１３ａクランプ側油室
１３ｂアンクランプ側油室
１４油圧ポンプ
１５圧油供給管
１６油圧ポンプ
１７圧油供給管
１８，１９方向切換弁
２０圧油給排管
２１シーケンス弁
２２チェック弁付き絞り弁
２３パイロットチェック弁
２４枝管
２５チェック弁
２６圧油給排管
２７シーケンス弁
２８パイロットチェック弁
２９枝管
３０チェック弁
３１圧油排出管
３２作動油タンク
３３圧油給排管
３４パイロットチェック弁
３５圧油給排管
３６アキュムレータ
３７圧油給排管
３８パイロットチェック弁
３９圧油給排管
４０圧油供給管
４１圧油供給管
４２チェック弁
４３リリーフ弁
５０流体圧供給回路
５１流体圧発生源
５２流体圧供給管
５３方向切換弁
５４流体圧供給管
５５チェック弁

Claims

走行台車と、前記走行台車上に起伏可能に設けられたマストと、前記マストを起立せしめるマストリフトシリンダと、前記マストの下部に設けられたスタビライザと、前記走行台車に設けられたスタビライザクランプと、前記スタビライザクランプを介して前記スタビライザをクランプするスタビライザクランプシリンダと、前記マストリフトシリンダの伸長側油室に連通する第１の圧油給排管（20）と、前記マストリフトシリンダの縮小側油室に連通する第２の圧油給排管（26）と、前記スタビライザクランプシリンダのクランプ側油室に連通する第３の圧油給排管（33）と、前記スタビライザクランプシリンダのアンクランプ側油室に連通する第４の圧油給排管（37）と、前記第１の圧油給排管と前記第２の圧油給排管に圧油を選択的に供給して前記マストリフトシリンダの作動方向を制御する第１のコントロールバルブ（18）と、前記第３の圧油給排管と前記第４の圧油給排管に圧油を選択的に供給して前記スタビライザクランプシリンダの作動方向を制御する第２のコントロールバルブ（19）と、前記第１のコントロールバルブと前記第２のコントロールバルブに圧油を供給する油圧ポンプ（16）と、前記マストリフトシリンダおよび前記スタビライザクランプシリンダの非作動時に前記油圧ポンプから吐出された圧油をダストコレクタの油圧モータに供給する圧油供給管（40）とを備えたさく孔機において、前記圧油供給管から前記油圧モータに供給される圧油の一部を前記スタビライザクランプシリンダのクランプ側油室に供給する流体圧供給手段を設けたことを特徴とするさく孔機。
請求項１記載のさく孔機であって、前記圧油供給管に供給される圧油が前記第１のコントロールバルブおよび前記第２のコントロールバルブをキャリーオーバーした圧油であることを特徴とするさく孔機。