JPH0444591A - 掘削機械の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ボーリングマシン等の掘削機械の油圧制御装
置に関するものである。

（従来の技術） 従来のボーリングマシンのウィンチは機械式で。

クラッチ及びブレーキも機械方式であり、オペレータが
第７図に例示する煩雑な操作を経験と勘に頬って行って
いる。

第８図は、ウィンチが油圧式の場合の油圧制御装置の従
来例であり、（１）がウィンチドラム、　（１１）が同
ウィンチドラム（１）の駆動軸を駆動する伝動装置、　
（１２）が同駆動系の油圧モータ、　（４６）が同ウィ
ンチドラム（１）のブレーキシリンダ、　（４７）が上
記駆動軸とウィンチドラム（１）との間を断接するクラ
ッチシリンダ、　（４３）が同ブレーキシリンダ（４６
）及び同クラッチシリンダ（４７）の第２油圧式手動操
作弁、　（４３ａ）　（４３ｂ）が同油圧式手動操作弁
（４３）と上記ブレーキシリンダ（４６）及び上記クラ
ッチシリンダ（４７）とを連絡する油路、　（２４）が
油圧ポンプ。

（２２）が同油圧ポンプ（２４）を駆動するエンジン（
２１）が上記油圧モータ（１２）と上記油圧ポンプ（２
４）とを連絡する油圧回路に介装した方向切換弁（３５
）が第１油圧式操作弁、　（３７）が同第１油圧式操作
弁（３５）及び上記第２油圧式手動操作弁（４３）の油
圧ポンプ、　（２５）が上記油圧ポンプ（２４）の流量
制御シリンダ、　（３５ａ）　（３５ｂ）が上記第１油
圧式操作弁（３５）から上記方向切換弁（２１）両側の
パイロットボートへ延びた油路、　（２７）がシャトル
弁で、ウィンチのブレーキ操作、クラッチ操作をオペレ
ータの手動操作で行っている。

（発明が解決しようとする課題） 掘削機械の制御装置が前記のように機械式であっても、
油圧式であっても、ウィンチのブレーキ操作、クラッチ
操作をオペレータの手動操作で行っており、操作が煩雑
で、掘削効率を低下させる上に、オペレータの負担を増
大させるという問題があった。

本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は、掘削効率を向上できる上に、オペレー
タの負担を軽減できる掘削機械の油圧制御装置を従供し
ようとする点にある。

（課題を解決するだめの手段） 上記の目的を達成するために１本発明は、ウィンチドラ
ムからブーム上の滑車を経て垂下したワイヤロープの下
端部に掘削装置を取付け、同掘削装置の落下及び持ち上
げにより土砂を掘削、排土する掘削機械において、油圧
ポンプと前記ウィンチドラムを駆動する油圧モータとを
連絡する油圧回路に介装した方向切換弁と、第１油圧式
手動操作弁と上記方向切換弁両端のパイロットボートと
を連絡する油圧回路に介装した第１電磁切換弁及び第２
電磁切換弁と３第２油圧式手動操作弁とウィンチドラム
用クラッチシリンダとを連絡する油圧回路に介装した第
３電磁切換弁と、同第２油圧式手動操作弁とウィンチド
ラム用ブレーキシリンダとを連絡する油圧回路に介装し
た第４電磁切換弁と、上記第１．第２油圧式手動操作弁
の上流側の油圧源回路と上記油圧ポンプの流量制御シリ
ンダとを連絡する油圧回路に介装した電磁比例減圧弁及
び第５電磁切換弁と、上記第１油圧式手動操作弁の上流
側油圧源回路に介装した第６電磁切換弁と、上記第２油
圧式手動操作弁の上流側油圧源回路に介装した第７電磁
切換弁とを具えている。

（作用） 本発明の掘削機械の油圧制御装置は前記のように構成さ
れており。

手動制御の場合には、制御装置からの制御信号により、
第１電磁切換弁〜第５電磁切換弁をＯＦＦにし、第６．
第７電磁切換弁をＯＮにして、方向切換弁とブレーキシ
リンダとクラッチシリンダとを第１．第２油圧式手動操
作弁の操作通りに操作する。

自動運転の場合には、制御装置からの制御信号により、
第１電磁切換弁〜第７電磁切換弁と電磁比例減圧弁とを
順次作動させて、自動運転を行う。

つまり第１電磁切換弁〜第４電磁切換弁をＯＮ。

ＯＦＦさせて、方向切換弁とブレーキシリンダとクラッ
チシリンダとを手動操作弁に無関係に作動、停止させる
。また第５電磁切換弁の作動により、油圧ポンプから吐
出される圧油の流量を電磁比例減圧弁の減圧調整により
変えて、油圧モータの速度を制御する。

（実施例） 次に本発明の掘削機械の油圧制御装置の一実施例を第１
図乃至第６図に示す一実施例により説明すると、第１図
の（１）が掘削機械本体、（２）が同掘削機械本体（１
）に設けたチューブ用把持装置、第１．３図の（３）が
上記掘削機械本体（１）上に設置した俯仰可能なブーム
、　（１５）が上記掘削機械本体（１）上に設置したウ
ィンチ、（５）がウィンチドラム。

第２図の（１２）が同ウィンチドラム（５）の油圧モー
タ、　（１１）が同油圧モータ（１２）の回転をウィン
チドラム（５）に伝える回転伝動装置、　（１０）が上
記ウィンチドラム（５）の回転検出器、第１図の（８）
が上記ブーム（３）の上端部に取付けた滑車、（４）が
上記ウィンチドラム（５）から上記滑車（８）を経て垂
下したワイヤロープ、（６）が同ワイヤロープ（４）の
下端部（先端部）に取付けた掘削装置（ハンマグラブ）
、（７）が上記ブーム（３）の上部に取付けた排土装置
、（９）が上記チューブ用把持装置（２）によりされた
チューブ、　（１３）が上記掘削装置（６）の上限位置
を検出する上限検出器である。

第４図は、掘削機械の油圧制御回路を示している。同４
図中、　（２２）がエンジン、　（２３）がエンジンコ
ントローラ、　（２４）が同エンジン（２２）により駆
動される油圧ポンプ、　（２５）が同油圧ポンプ（２４
）の流量制御シリンダ、　（２１）が同油圧ポンプ（２
４）と上記油圧モータ（１２）との間に介装した方向切
換弁。

（２１ａ）　（２１ｂ）が同方向切換弁（２１）のパイ
ロットポート、　（２９）が同方向切換弁（２１）と上
記油圧モータ（１２）との間の油圧回路に介装したシャ
トル弁（３０）が同シャトル弁（２９）に接続した圧力
変換器。

（４６）が上記ウィンチドラム（５）のブレーキシリン
ダ、　（４７）が上記回転伝動装置（１１）の駆動軸と
上記ウィンチドラム（５）との間を断接するクラッチシ
リンダである。また（３７）が油圧ポンプ、　（３５）
が油圧モータ（１２）の第１油圧式手動操作弁、　（３
５ａ）（３５ｂ）が油路、　（４３）が上記ブレーキシ
リンダ（４６）及び上記クラッチシリンダ（４７）の手
動操作弁。

（４３ａ）　（４３ｂ）が油路、　（３１）　（３２）
が上記方向切換弁（２１）の第１．第２電磁切換弁（Ｓ
ＯＬＩ　、　５ＱＬ２）　、　（３３）がシャトル弁、
　（３４）が圧力スイッチ、　（２６）が上記流量制御
シリンダ（２５）の第５電磁切換弁（ＳＯＬ５）　。

（２８）が電磁比例減圧弁、　（３８）が上記油圧ポン
プ（３７）と上記手動操作弁（３５）との間に介装した
第６電磁切換弁（ＳＯＬ６）　、　（３９）が上記クラ
ッチシリンダ（４７）の第３電磁切換弁（ＳＯＬ３）　
、　（４１）がシャトル弁。

（４２）が圧力スイッチ、　（４０）が上記ブレーキシ
リンダ（４６）の第４電磁切換弁（ＳＯＬ４）　、　（
４４）が上記油圧ポンプ（３７）と上記手動操作弁（４
３）との間に介装した第７電磁切換弁（ＳＱＬ７）であ
る。また第５図の（５０）が制御装置で、同制御装置（
５０）は、上記の圧力スイッチ（３４）と圧力スイッチ
（４２）と上限検出器（１３）と圧力変換器（３０）と
回転検出器（ｌＯ）とエンジンコントローラ（２３）と
接続するとともに、上記の電磁切換弁（３１）　（３２
）　（３９）　（４０）　（２６）　（３８）　（４４
）と電磁比例減圧弁（２８）とに接続している。そして
油圧ポンプ（２４）は、エンジン（２２）により駆動さ
れて、圧油を吐出する。また流量制御シリンダ（２５）
は、油圧ポンプ（２４）からの圧油の吐出量を制御し、
油圧が「０」のときに吐出流量が最小になる。またエン
ジンコントローラ（２３）は、エンジン（２２）の回転
を制御装置（５０）からの制御信号により制御するとと
もに、エンジン（２２）の回転数を検出して、得られた
検出信号を制御装置（５０）へ送る。上記油圧ポンプ（
２４）から吐出された圧油は、方向切換弁（２１）を経
て油圧モータ（１２）へ送られて、同油圧モータ（１２
）が回転する。また油圧モータ（１２）の第１油圧式手
動操作弁（３５）は、油圧ポンプ（３７）→第６電磁切
換弁（３８）からの圧油を油路（３５ａ）　（３５ｂ）
の何れか一方→第１．第２電磁切換弁（３１）　（３２
）の何れか一方→方向切換弁（２１）のパイロットポー
ト（２１ａ）（２１ｂ）の何れか一方へ送って、同方向
切換弁（２１）を切り換える。上記第６電磁切換弁（３
８）は１通常は油圧ポンプ（３７）からの圧油を手動操
作弁（３５）のポート（３５ｃ）へ導いているが、制御
装置（５０）からの制御信号がＯＦＦになれば、第１油
圧式手動操作弁（３５）のポート（３５ｃ）をタンクへ
連通ずる。上記油圧ポンプ（３７）もエンジンにより駆
動される。

また第５電磁切換弁（２６）は１通常は油路（３５ａ）
（３５ｂ）の圧油をシャトル弁（２７）で選択すること
により流量制御シリンダ（２５）へ導いているが、制御
装置（５０）からの制御信号により作動して、！磁比側
減圧弁（２８）により減圧した圧油を流量制御シリンダ
（２５）へ導く。また電磁比例減圧弁（２８）は、油圧
ポンプ（３７）からの圧油を制御装置（５０）からの制
御信号により減圧する。またシャトル弁（２９）は。

油圧モータ（１２）の駆動圧力を高圧選択して、それを
圧力変換器（３０）へ導く。この圧力変換器（３０）か
らの信号は、制御装置（５０）へ送られる。またシャト
ル弁（３３）は、第１油圧式手動操作弁（３５）の油路
（３５ａ）　（３５ｂ）の圧力を高圧選択して、それを
圧力スイッチ（３４）へ導く。この圧力スイッチ（３４
）からの信号は、制御装置（５０）へ送られる。ブレー
キシリンダ（４６）は、圧力が「０」のとき、ばね作用
によりウィンチドラム（５）を制動する。クラッチシリ
ンダ（４７）は、圧力が「０」のとき、油圧モータ（１
２）の回転をウィンチドラム（５）に伝えないが。

圧力が高くなると、油圧モータ（１２）の回転をウィン
チドラム（５）に伝える。またブレーキシリンダ（４６
）及びクラッチシリンダ（４７）は、第２油圧式操作弁
（４３）により操作され、同各シリンダ（４６）　（４
７）への圧油は、油路（４３ａ）　（４３ｂ）を経て送
られる。第３、第４電磁切換弁（３９）　（４０）は９
通常は第２油圧式操作弁（４３）の圧力を油路（４３ａ
）　（４３ｂ）を経てブレーキシリンダ（４６）及びク
ラッチシリンダ（４７）へ導くが、制御装置（５０）か
らの制御信号によりそれぞれが別個に作動して、油圧ポ
ンプ（３７）からの圧油をブレーキシリンダ（４６）及
びクラッチシリンダ（４７）へ直接導く。また第７電磁
切換弁（４４）は１通常は油圧ポンプ（３７）からの圧
油を第２油圧式手動操作弁（４３）のボート（４３ｃ）
へ導いているが、制御装置（５０）からの制御信号がＯ
ＦＦになれば、ボー）　（４３ｃ）とタンクとを連通ず
る。またシャトル弁（４１）は、第２油圧式手動操作弁
（４３）の油路（４３ａ）（４３ｂ）の圧油を選択して
、それを圧力スイッチ（４２）へ導く。この圧力スイッ
チ（３４）からの信号は。

制御装置（５０）へ送られる。第６図は上記制御装置（
５０）の制御フロー図である。

次に前記第１図乃至第６図に示す掘削機械の油圧制御装
置の作用を具体的に説明する。第１図のウィンチドラム
（５）を巻上方向に駆動して、ワイヤロープ（４）を巻
き上げ、掘削装置（６）を上限位置まで持ち上げて、掘
削した土砂を排土し９次いでウィンチドラム（５）を駆
動系から解放して、ワイヤロープ（４）を繰り出し、掘
削装置（６）をチューブ（９）内へ落下させて、同チュ
ーブ（９）内の土砂を掘削し１次いでウィンチドラム（
５）を巻上方向に駆動して、ワイヤロープ（４）を巻き
上げ、掘削装置（６）を上限位置まで持ち上げて、排土
する。

それからも上記の作用を繰り返し行って、チューブ（９
）内の土砂を次々に掘削してゆく。

次に油圧制御系の作用を第４．５図により説明する。

（ｉ）手動制御の場合には、第６図に示すように制御装
置（５０）からの制御信号により、第１電磁切換弁（Ｓ
ＯＬＩ）　（３１）と第２電磁切換弁（ＳＯＬ２）　（
３２）と第３電磁切換弁（ＳＯＬ３）　（３９）と第４
電磁切換弁（ＳＯＬ４）（４０）と第５電磁切換弁（Ｓ
ＯＬ５）　（２６）とをＯＦＦにし。

第６電磁切換弁（ＳＯＬ６）　（３８）と第７電磁切換
弁（ＳＱＬ７）　（４４）とをＯＮにして、方向切換弁
（２１）とブレーキシリンダ（４６）とクラッチシリン
ダ（４７）とを第１．第２油圧式手動操作弁（３５）　
（４３）の操作通りに（オペレータの操作通りに）操作
する。第１油圧式手動操作弁（３５）の非操作時、油圧
ポンプ（２４）から吐出される圧油の流量は、最小の状
態にあるが、第１油圧式手動操作弁（３５）の操作時に
は、油圧ポンプ（２４）から吐出される圧油の流量が増
加して、油圧モータ（１２）の回転が速くなる。また第
２油圧式手動操作弁（４３）の非操作時には、ブレーキ
シリンダ（４６）が制動方向に作動して、ウィンチドラ
ム（５）が制動、固定されているが、第２油圧式手動操
作弁（４３）の操作時には、クラッチシリンダ（４７）
が接続方向に作動して、油圧モータ（１２）の駆動軸と
ウィンチドラム（５）とが接続されるとともに、ブレー
キシリンダ（４６）が制動解除方向に作動し、ウィンチ
ドラム（５）の制動が解除されて、ウィンチドラム（５
）が駆動される。

（１１）自動運転の場合には、第６図に示すように制御
装置（５０）からの制御信号により、第１電磁切換弁（
ＳＯＬＩ）　（３１）〜第７電磁切換弁（ＳＱＬ７）　
（４４）と電磁比例減圧弁（２８）とを順次作動させて
、自動運転を行う。つまり第１電磁切換弁＜５ＯＬＩ）
　（３１）〜第４電磁切換弁（ＳＯＬ４）　（４０）を
ＯＮ、ＯＦＦさせることにより、方向切換弁（２１）と
ブレーキシリンダ（４６）とクラッチシリンダ（４７）
とを手動操作弁に無関係に作動、停止させる。また第５
電磁切換弁（ＳＯＬ５）（２６）の作動により、油圧ポ
ンプ（２４）から吐出される圧油の流量を電磁比例減圧
弁（２８）の減圧調整により変えて、油圧モータ（１２
）の速度を制御する。

また圧力変換器（３０）により、掘削装置（６）持ち上
げ時の圧力をモニタし、油圧モータ（１２）の駆動圧力
が上昇したときを起点として掘削装置（６）が上限検出
器（１３）に接触するまでのウインチドラム（５）の回
転数を回転検出器（１０）により検出し、ワイヤロープ
（４）の巻取り長さを求めて、第３図の掘削深さＤを測
定する。掘削装置（６）の落下時にも、ウィンチドラム
（５）の回転数を検出して、掘削装置（６）の高さを測
定する。以上の測定結果から掘削装置（６）の位置を求
め、その結果に基づいて第６図の自動運転を行う。

以上の自動運転時、オペレータが異常を感じたり、自動
運転を中断したいときには、非常停止釦スイッチ（図示
せず）を押すか、第１．第油圧式手動操作弁（３５）　
（４３）の何れか一方を操作して、圧力スイッチ（３４
）　（４２）の何れか一方を作動させ、そのとき得られ
る信号を制御装置ｌ　（５０）へ送って、自動運転を停
止させる。

また自動運転を停止させたり１手動運転で油圧力を必要
としなくなったりした場合には、制御装置（５０）の制
御信号をエンジンコントローラ（２３）へ送り、エンジ
ン（２２）の回転を低回転に切り換えて。

省エネルギーを図る。

（発明の効果） 本発明の掘削機械の油圧制御装置は前記のように手動操
作時、オペレータは、ブレーキもクラッチも操作する必
要がなくて１手動操作を簡略化できる。また自動運転時
、オペレータは、自動運転の監視及び安全確保に専念す
ればよくて、掘削機械の掘削効率を向上できる上に、オ
ペレータの負担を軽減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる掘削機械の油圧制御装置の一実
施例を示す側面図、第２図はウィンチドラムの駆動系を
示し側面図、第３図は掘削装置と掘削個所との位置関係
を示す説明図、第４図は戸を油圧制御装置の油圧回路図
、第５図は同油圧制御装置の制御ブロック線図、第６図
は同油圧制御装置の制御フロー図、第７図は従来の掘削
機械の掘削手順を示す説明図、第８図は従来の掘削機械
の油圧制御装置の油圧回路図である。 （５）・・・ウィンチドラム、（６）・・・掘削装置。 （１０）・・・回転検出器、　（１２）　　・・・油圧
モータ。 （１３）・・・上限検出器、　（１５）　　・・・ウィ
ンチ。 （２１）・・・方向切換弁、　（２３）　　・・・エン
ジンコントローラ、　（２５）　　・・・流量制御シリ
ンダ、　（２６）・・第５電磁切換弁、　（２８）　　
・・・電磁比例減圧弁。 （３１）・・・第１電磁切換弁、　（３２）　　・・・
第２電磁切換弁、　（３８）　　・・・第６電磁切換弁
、　（３９）　　・・・第３電磁切換弁、　（４０）　
　・・・第４電磁切換弁。 （４４）・・・第７電磁切換弁、　（３５）　　・・・
第１油圧式操作弁、　（４３）　　・・・第２油圧式操
作弁、　（５０）・・制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウインチドラムからブーム上の滑車を経て垂下したワイ
   ヤロープの下端部に掘削装置を取付け、同掘削装置の落
   下及び持ち上げにより土砂を掘削、排土する掘削機械に
   おいて、油圧ポンプと前記ウインチドラムを駆動する油
   圧モータとを連絡する油圧回路に介装した方向切換弁と
   、第１油圧式手動操作弁と上記方向切換弁両端のパイロ
   ットポートとを連絡する油圧回路に介装した第１電磁切
   換弁及び第２電磁切換弁と、第２油圧式手動操作弁とウ
   インチドラム用クラッチシリンダとを連絡する油圧回路
   に介装した第３電磁切換弁と、同第２油圧式手動操作弁
   とウインチドラム用ブレーキシリンダとを連絡する油圧
   回路に介装した第４電磁切換弁と、上記第１、第２油圧
   式手動操作弁の上流側の油圧源回路と上記油圧ポンプの
   流量制御シリンダとを連絡する油圧回路に介装した電磁
   比例減圧弁及び第５電磁切換弁と、上記第１油圧式手動
   操作弁の上流側油圧源回路に介装した第６電磁切換弁と
   、上記第２油圧式手動操作弁の上流側油圧源回路に介装
   した第７電磁切換弁とを具えていることを特徴とした掘
   削機械の油圧制御装置。