JPH061035B2 - 回転穿孔装置の油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鉄筋コンクリートブロック等に穿孔するため
に使用される回転穿孔装置の油圧回路に関する。

（従来の技術） 自走式の車体に設けたガイドシェルに回転・打撃式のさ
く岩機を搭載した大型の穿孔装置が石灰石鉱山や採石場
等で広く使用されている。しかしながら、この種の装置
は、稼動中に大きな騒音と震動を発生するので公害規制
の厳しい市街地周辺での使用に適していなかった。ま
た、上記従来の穿孔装置では、老朽化したビルの解体工
事に必要な鉄筋入りのコンクリートブロックへの穿孔が
できなかった。

最近、鉄筋を切削することのできるような切刃をそなえ
たロックビットを用いて、鉄筋コンクリートに穿孔する
試みがなされているが、ロックビットの刃先が鉄筋に遭
遇したときには穿孔負荷が著しく増大するため、余程注
意深く推力を調節しても、ロックビットの回転が停止す
るいわゆる吹き止まり現象や穴曲がり等が生じて、実質
的な穿孔が不可能となることが多かった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記従来の穿孔装置における鉄筋コンクリー
トへの穿孔が困難であるという問題点を解決しようとす
るものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明は、穿孔装置とし
て、打撃を用いず回転と推力だけで穿孔を行なう回転穿
孔式の装置を採用するとともに、次のような操作用油圧
回路を採用した。

すなわち、本発明にかかる油圧回路は、さく孔ロッドを
保持し、これを回転させる油圧式の回転装置と、該回転
装置をガイドシェルに沿って移動させる油圧式の送り装
置とをそなえた回転穿孔装置の油圧回路であって、回転
装置の負荷の増大による油圧の一定値以上の昇圧を検出
する検出手段と、該検出手段の検出結果に基いて送り装
置の送り速度を所定の低速状態に低減するかまたは送り
を停止する送り速度切換弁と、該切換弁の低速状態での
保持時間を設定する時間設定手段とを設けたことを特徴
としている。

（作用） 予め設定されている回転数と推力で穿孔が行なわれる
が、ロックビットの刃先が鉄筋等に当たると、回転負荷
が増大するので回転装置の油圧が上昇する。この圧力上
昇が一定値以上になると、検出手段がこれを検出し、時
間設定手段によって設定された時間だけ送り速度切換弁
が低速側に切り換えられて、送り装置の送り速度が所定
時間だけ自動的に減少させられる。このため、ロックビ
ットに無理な押付け力が加わらず、鉄筋等を切削するの
で、良好な穿孔状態を維持することができる。

（実施例） 以下、図面にあらわされた実施例について説明する。こ
の回転穿孔装置１は、さく孔ロッドに回転を与える回転
装置２をガイドシェル３に前後動自在に取り付けてな
り、ガイドシェル３に固着した取付け用のブラケット４
によって油圧ショベルに取り付けられるようになってい
る。

回転装置２は、油圧モータ６、減速機７および駆動部８
からなり、駆動部８の基部8aがガイドシェル３に対し摺
動自在に取り付けられているキャリッジ10にボルトで固
着されている。駆動部８のハウジング11およびその前端
部にボルト止めされたキャップ12の内部には、減速機７
の出力軸7aが嵌合する筒部13を後端部にそなえ、ジョイ
ントピース14が嵌合する筒部16を前端部にそなえたドラ
イブアダプタ15がスラストベアリング17、ローラベアリ
ング19およびボールベアリング20によって支承されてい
る。筒部13に嵌合した減速機７の出力軸7aは、キー22
（スプライン嵌合でもよい）によって固定される。ま
た、ジョイントピース14は、後端部と前端部にねじ部14
a，14bを有し、中間部に拡径部14cを有する棒状に形成
されており、その後端部のねじ部14aを筒部16に螺着す
ることによりドライブアダプタ15に取り付けられる。

前記キャップ12の内周部には環状の溝24が設けられてお
り、筒部16の孔底部には、この溝24の位置まで伸びる導
入孔25が穿設されるとともに、この導入孔25と溝24とを
接続する直径方向の接続孔26が穿設されている。また、
溝24とキャップ12の外周部とを接続する通孔27が穿設さ
れ、この部分に口管29を介してブロー用ホースが接続さ
れている。キャップ12の口部とドライブアダプタ15外周
面との間にはシール材31が介装されている。

ガイドシェル３は、断面コ字形の溝型鋼を２本、互いに
間隔をおいて背中合せに接合してなり、前記キャリッジ
10は、その両側のフランジ部3a，3aを表裏両面から摺動
自在に挾持する状態で取り付けられている。ガイドシェ
ル３の溝型鋼の間隔部には、油圧式送り装置として油圧
シリンダ35が設けられている。油圧シリンダ35のチュー
ブ後端部は、ガイドシェル３の後端部に枢着され、ピス
トンロッド先端部は前記キャリッジ10の裏面部に設けた
取付片36に連結されている。油圧シリンダ35を伸縮作動
させることにより、キャリッジ10が回転装置２とともに
ガイドシェル３に沿って前後動する。油圧式送り装置と
しては、ガイドシェル３の前後端部にスプロケットホイ
ールを取り付け、これに張設したチェーンを油圧モータ
で駆動するように構成し、このチェーンに前記キャリッ
ジ10を取り付けてもよい。また、場合によっては、送り
装置として油圧シリンダや油圧モータのかわりにエアシ
リンダやエアモータを代用してもよい。なお、ガイドシ
ェル３の前端部には、フートパット37とセントラライザ
38が固着されている。また、回転装置２の油圧モータ６
には後述の油圧回路の操作弁V1に接続された油圧ホース
H1，H2が接続され、送り装置の油圧シリンダ35には操作
弁V2に接続された油圧ホースH3，H4が接続されている。

ガイドシェル３には取付け用のブラケット４が固着され
ている。ブラケット４は、ガイドシェル３のフランジ部
にボルトで固着される基板41と、一端部が該基板に溶接
された筒部42と、該筒部の他端部に間隔をおいて一体的
に立設された概略三角形状を呈する１対の取付け板43，
43とからなり、該取付け板43の自由端側のコーナー部に
は前後１対の取付け筒44，44′がそれぞれ固着されてい
る。

この穿孔装置１は、走行装置をそなえた油圧ショベルの
ショベル取付け部に取り付けて使用される。図示例の油
圧ショベル50は、機体51の下部に走行装置52としての無
限軌道（車輪でもよい）をそなえ、前部には操縦席を内
蔵するキャビン53とブーム55が設けられている。機体
は、走行装置52に対し軸54を中心として左右に回転させ
ることができる。ブーム55の基部は、キャビン53の側部
にピンによって枢着され、先端部にはアーム57がピン59
によって枢着されるとともに、該アーム57の先端部に穿
孔装置１が取り付けられている。アーム57の先端部に
は、本来、第６図に示す如くバケット70が取り付けられ
るようになっているが、この穿孔装置１を使用するとき
は、ピン71，71を抜いて上記バケット70を取り外し、そ
の後に取り付ける。この場合、前記ブラケットの取付筒
44，44′をそれぞれアーム57の先端部とリンク60の先端
部のピン穴に重ね合わせ、ピン71，71を挿入して取り付
ける。図示例では、ガイドシェル３がアームの操縦席側
に取り付けられ、しかも回転装置２が操縦席から見て手
前側に位置するように支持されているので、穿孔作業中
におけるこれらの観察が容易である。

なお、ブーム55の両側部には、該ブーム回動用の左右１
対の油圧シリンダ61，61が、その基部を機体515に枢着
し、ピストンロッド先端部を該ブームの中間部に枢着し
て設けられている。また、ブーム55の上面部には、アー
ム57回動用の油圧シリンダ62の基部が枢着され、該油圧
シリンダのピストンロッド先端部は、アーム57のブーム
55に対する枢着点よりも後方へ突出する端部57aに枢着
されている。さらに、アーム57の上面部にはバケット70
（または穿孔装置１）回動用の油圧シリンダ65が設けら
れている。

つぎに、上記回転装置２と送り装置（油圧シリンダ）35
を駆動するための油圧回路について説明すると、この油
圧回路は第７図に示すように、油圧ショベル50に装備さ
れている油圧回路（詳細は省略）の高圧側（ポンプ側）
配管Ｈと、低圧側（タンク側）配管Ｌに接続され、該油
圧ショベルの油圧源を利用するようになっている。

この油圧回路には、前記操作弁V1，V2の他に、油圧ショ
ベルの高圧側からの油量を調節する総合油量設定装置9
0、最大作動圧設定用リリーフ弁91および送り力設定用
の減圧弁91′、回転装置２の油圧モータ６の回転数制御
用バルブ92、送り速度設定用バルブ93、低速設定用バル
ブ94、戻り速度設定用バルブ95、送り速度切換弁（電磁
弁）96等が設けられている。

そして、油圧モータ６用の配管の油圧を検出する圧力検
出手段97と送り速度低減時間を設定するための時間設定
手段98が上記回路に接続されている。

上記送り速度設定用バルブ93は、回転負荷が増加しない
通常の穿孔状態、すなわち、鉄筋コンクリート穿孔時を
例にとると、ロックビットが鉄筋に当っておらず、コン
クリートのみを穿孔している状態における送り速度を設
定するためのバルブであり、低速設定用バルブ94は、ロ
ックビットが鉄筋に当って回転負荷が増加した状態にお
ける送り速度設定用のバルブである。この低速設定用バ
ルブ94は、送り速度を完全に停止させるように設定する
こともできるようになっている。

送り速度切換弁96は、前記時間設定手段98によって設定
された時間だけ送り速度を低速側に切り換えるようにな
っている。なお、図示例では送り速度をメータアウト回
路で調節するようになっているが、メータイン或いはメ
ータアウトのいずれで調節してもよい。回転速度につい
ても同様である。

つぎに、送り速度を低速側に切り換える時間を設定する
ための時間設定手段98について説明すれば、この手段と
して種々のものが考えられる。即ち、第８図に示すもの
は、油圧源100と送り速度切換用電磁弁96の間にシーケ
ンス弁101、圧力スイッチ102、および絞り弁103介装し
たもので、シーケンス弁101は油圧モータ６の配管の圧
力によって開くようになっている。なお、油圧源１００
としては、独立の油圧ポンンプを設けてもよく、油圧モ
ータの高圧ラインの油圧を使用するなど、他の油圧回路
からの油圧を利用してもよい。回転負荷によって油圧モ
ータ６部の油圧が所定値以上に昇圧すると、シーケンス
弁101が開いて圧力スイッチ102を作動させ、送り速度切
換弁である電磁弁96を低速側へ切り換える。なお、圧力
スイッチ102に作用する作動油は、油圧モータ６の配管
圧が低下しても逆止弁で逆流を阻止されているため、精
密絞り弁103を通って徐々に流出するので、所定時間後
に圧力スイッチ102が復帰し、送り速度が再度高速側に
切り換えられる。この場合、シーケンス弁101でも逆流
を阻止できる効果があるが、より確実に逆流を防止する
ために逆止弁104を介装しておくのが好ましい。以下の
例でも同様である。

第９図に示すものは、前例と同様にシーケンス弁101と
絞り弁103とが介装されているが、前例のような圧力ス
イッチ102と電磁弁96を使用せず、油圧操作式の送り速
度切換弁105を使用する例をあらわす。同図(a)におい
て、点Ａ，Ｂ，Ｃの圧力は同図(b)に示すようになる。
すなわち、点Ａの圧力が所定値以上に増加(P)すると、
シーケンス弁101が開くため、点Ｂでは同図(b)のＢで示
すグラフのような波形となる。また、精密絞り弁103を
通って所定量づつ作動油が流出するので、点Ｃでは同図
Ｃに示すグラフのようになる。油圧式速度切換弁105は
所定の圧力範囲でのみ低速側に切り換わるが、その時間
はＣ点の圧力が所定の圧力に低下するまでの間であり、
その様子は同図Ｄに示すようになる。いずれも、シーケ
ンス弁101と絞り弁103の流量を調節することによって低
速保持時間を調節することができる。

第10図に示すものは、圧力センサ106とタイマ107を用い
る例をあらわし、圧力センサ106が回転負荷の増加を検
出してからタイマ107で設定された時間だけ送り速度切
換用電磁弁96を低速側に切り換えるようになっている。
この場合のセンサ106の出力は同図(b)における波形Ｅで
表わされ、タイマ107の出力は波形Ｆで表わされる。

この回転式穿孔装置１の使用に際しては、ジョイントピ
ース14の前端部に設けられているねじ部14bにさく孔ロ
ッド80の後端部のねじ穴80aを螺合し、さく孔ロッド80
の先端部にロックビット81を螺着して穿孔作業を行な
う。穿孔作業中は、機体51に設置した水タンク75とウォ
ーターポンプ76によってブローホース30に水が供給さ
れ、ロックビット81の水孔から吐出される。

穿孔作業中に、ロックビット81が例えば鉄筋に当った場
合は、コンクリートだけの部分を穿孔する場合に較べて
回転負荷が著しく増大するので、圧力検出手段がその負
荷の増加を油圧の圧力上昇として検出し、低速保持時間
を設定することのできる時間設定手段を介して、送り速
度切換弁96を低速側に切り換える。これによって所定の
時間だけ送り速度が低速に保たれ、ロックビットによる
鉄筋の切削が良好に行なわれるのである。所定の設定時
間が経過すると、送り速度が高速側に復帰するが、設定
時間経過後もなお回転負荷が大きい場合は、低速送りが
継続される。

（発明の効果） 以上の説明から明らなように、本発明にかかる回転穿孔
装置の油圧回路は、穿孔中に回転負荷が所定値以上に増
加した場合は送り速度を予め設定した低速状態に所定時
間だけ切り換えるように構成されているので、例えば鉄
筋コンクリートのような異種の材質からなる被さく孔物
に対する穿孔をうまく行なうことが可能となった。以上
の説明では専ら鉄筋コンクリートを例にとって説明した
が、著しく岩質の異なる層を含む岩盤等の穿孔に用いる
場合も同様に効果的である。

また、以上の説明では油圧ショベルに取り付けて使用す
る穿孔装置を例にとって説明したが、他の穿孔専用機に
適用することができることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明にかかる回転穿孔装置の１
例をあらわす側面図および正面図、第３図はその要部の
断面図、第４図、第５図は油圧ショベルに装着した状態
をあらわす平面図および側面図、第６図はショベル装着
状態の説明図、第７図は油圧回路図、第８図、第９図
(a)、第10図(a)は制御部の回路図、第９図(b)、第10図
(b)は油圧変化または電気出力変化をあらわすグラフで
ある。 １…回転穿孔装置 ２…回転装置 ３…ガイドシェ
ル ４…ブラケット ６…油圧モータ 10…キャ
リッジ 35…油圧シリンダ（送り装置） 50…油圧
ショベル 51…機体 55…ブーム 57…アーム
70…ショベル V1，V2…操作弁 96…送り速度切
換弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】さく孔ロッドを保持し、これを回転させる
   油圧式の回転装置と、該回転装置をガイドシェルに沿っ
   て移動させる油圧式の送り装置とをそなえた回転穿孔装
   置の油圧回路であって、回転装置の負荷の増大による油
   圧の一定値以上の昇圧を検出する検出手段と、該検出手
   段の検出結果に基いて送り装置の送り速度を所定の低速
   状態に低減するかまたは送りを停止する送り速度切換弁
   と、該切換弁の低速状態での保持時間を設定する時間設
   定手段とを設けたことを特徴とする回転穿孔装置の油圧
   回路。