JPH07246614A - 穿孔機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業者の労力低減を図り、かつコアビットの
損傷を防止した穿孔機の制御装置を提供すること。 【構成】 穿孔機は、第一電動機１１を含みコアビット
を回転させる回転駆動伝達部と、前記コアビットを前進
・後退させる送り機構と、第二電動機１６を含み前記送
り機構を駆動する送り駆動伝達部とを備えている。この
穿孔機の動作は、制御装置により制御される。制御装置
は、コアビットに冷却水を供給する冷却水供給手段の通
路に設けた制御弁２５及び冷却水量検出手段３１と、始
動時に前記制御弁２５を開き、コアビットが目標点に到
達して目標点到達信号が入力されたときに前記制御弁２
５を閉じるとともに装置を停止させ、冷却水量検出手段
３１からの冷却水量低下信号が入力されたときに制御弁
２５を閉じ第二の電動機１６を逆転して原位置に復帰さ
せる制御手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋コンクリート、コ
ンクリート、岩石、アスファルト等の被切削物を切削、
穿孔できる穿孔機に係り、特に穿孔機の動作を各種の条
件に応じて制御する制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の穿孔機は、鉄筋コンクリ
ート、コンクリート、岩石、アスファルト等の被切削物
を切削、穿孔する装置として知られている。

【０００３】かかる穿孔機は、コアビットを回転させる
回転駆動伝達部と、前記コアビットを前進・後退させる
送り機構と、前記送り機構を駆動する送り駆動伝達部
と、これらを支える支柱と、前記各部材を搭載して被切
削物に固定する際に用いられる架台とを備えて構成され
ている。また、前記穿孔機は、制御装置に接続ケーブル
をもって接続されており、この制御装置によって当該穿
孔機の切削・穿孔動作が自動的に制御されるようになっ
ている。この制御装置は、操作パネルを有するととも
に、内部に電子制御回路を有し、かつこの電子制御回路
を予め第１０図に示す動作手順が実現できるように構成
することにより、当該操作パネルの操作等に伴って電子
制御回路が動作して各種の制御動作を実現するようにな
っている。加えて、湿式の穿孔機では、コアビットを冷
却するため、冷却水を当該コアビットに導き、その冷却
水の供給・停止を冷却水供給弁で調整している。

【０００４】ここで、前記回転駆動伝達部は、電動機
と、減速機とからなる。送り機構は、ラック・ピニオン
の組み合わせ等で構成できる。送り駆動伝達部は、電動
機と、減速機とから構成されている。上述した穿孔機
は、上記制御装置によって次のように切削、穿孔動作が
制御される。

【０００５】図１４は従来の制御装置による穿孔機の動
作手順を示すフローチャートである。

【０００６】まず、制御装置に設けられた起動スイッチ
を投入すると（ステップ１００）、制御装置は、回転駆
動伝達部の電動機を回転させ（ステップ１０１）、同時
に送り駆動伝達部の電動機を回転させる（ステップ１０
２）。ついで、回転駆動伝達部の電動機に収入させる電
流値を制御装置の前面に設けられた設定器に設定する
（ステップ１０３）。これにより、コアビットは、回転
駆動伝達部の減速機を介して回転するとともに、送り駆
動伝達部の減速機を介して送り機構が駆動されることに
より被切削物への穿孔が行われる。

【０００７】この際に、制御装置は、回転駆動伝達部の
電動機に流れる電流を検出し、当該電動機に流入する電
流値と設定器に設定されている基準設定値（例えば、電
動機の定格電流値）とを比較し（ステップ１０４）、電
動機電流が基準設定値より小さいときには送り駆動伝達
部の電動機の回転が増加するように電流を流し（ステッ
プ１０５）、電動機電流が基準設定値より大きいときに
は送り駆動伝達部の電動機の回転が減少するように電流
を流す（ステップ１０６）。

【０００８】このようにして、コアビットの切削送り速
度を増減させると、切削抵抗が増減し、その結果、回転
駆動伝達部の電流値が増減するが、上記電流制御を行う
ことで、回転駆動伝達部の電動機の負荷電流を常に定格
電流値付近に維持しながら穿孔動作を行なわせることが
できる。また、回転駆動伝達部の電動機は、一般に、整
流子電動機を使用していることから、その負荷電流はト
ルクの増減と同じ傾向で増減する。したがって、コアビ
ットの切削送り速度を増減させて切削抵抗を増減させて
も、制御装置は、上記特性を利用して回転駆動伝達部の
電動機の電流を定格電流値付近のトルクとなるように制
御することができる。

【０００９】次に、制御装置は、回転駆動伝達部の電動
機に流入する電流が過負荷かを判定し（ステップ１０
７）、正常のときには、さらに回転駆動伝達部の電動機
の電流値が極めて低いかを判定し（ステップ１０８）、
極めて低くなければ切削動作中であるものとしてステッ
プ１０４に戻る。つまり、制御装置は、切削・穿孔動作
中は、ステップ１０４〜１０８の動作を繰り返し実行す
ることになる。

【００１０】また、制御装置は、ステップ１０８で回転
駆動伝達部の電動機の電流が極めて低い値となっている
と判定すると、切削動作が完了したものとして回転駆動
伝達部の電動機を停止し（ステップ１０９）、同時に送
り駆動伝達部の電動機を停止する（ステップ１１０）。

【００１１】一方、制御装置は、切削中にステップ１０
７で回転駆動伝達部の電動機の負荷電流が過負荷まで増
加したと判定すると、警報ブザーを鳴らすとともに、異
常表示灯を点灯する等の異常報知を行い（ステップ１１
１）、同時に回転駆動伝達部の電動機を停止し（ステッ
プ１０９）、また同時に送り駆動伝達部の電動機を停止
する（ステップ１１０）。

【００１２】また、湿式の穿孔機においては、切削開始
前に作業者が冷却水供給弁を開き冷却水を供給し、完了
後に作業者が冷却水供給弁を閉じ、冷却水の供給を停止
している。かかる従来の穿孔機では、冷却水の異常低下
の場合の監視、保護をしていない。なお、この種の装置
として関連するものには、「株式会社発研、発行のカタ
ログに記載されている『ダイヤモンドコアドリル全自動
装置』」等を挙げることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の湿式の穿孔
機の制御装置の場合、穿孔機に供給する冷却水は、作業
者が始動前に弁を開いて供給開始させ、切削完了後に弁
を閉じて供給を停止させるという作業が必要であった。
また、切削中に冷却水量が低下して場合に、これに作業
者が気がつかないと、コアビットの刃先が温度上昇して
損傷するとともに、切削継続ができなくなるという欠点
があった。

【００１４】本発明の目的は、上記従来装置の問題点を
解消し、作業者の労力低減を図り、かつコアビットの損
傷を防止した穿孔機の制御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、第一電動機
を含みコアビットを回転させる回転駆動伝達部と、前記
コアビットを前進・後退させる送り機構と、第二電動機
を含み前記送り機構を駆動する送り駆動伝達部とを備え
た穿孔機の動作を制御する制御装置において、コアビッ
トに冷却水を供給する冷却水供給手段と、前記冷却水供
給手段の通路に設けた制御弁と、前記冷却水供給手段の
通路に設けた冷却水量検出手段と、始動時に前記制御弁
を開き、コアビットが目標点に到達して目標点到達信号
が入力されたときに前記制御弁を閉じるとともに装置を
停止させ、あるいは前記冷却水量検出手段からの冷却水
量低下信号が入力されたときに前記制御弁を閉じるとと
もに第二の電動機を逆転して原位置に復帰させる制御手
段とを備えたことを特徴とする穿孔機の制御装置とする
ことにより達成される。

【００１６】上記目的は、第一電動機を含みコアビット
を回転させる回転駆動伝達部と、前記コアビットを前進
・後退させる送り機構と、第二電動機を含み前記送り機
構を駆動する送り駆動伝達部とを備えた穿孔機の動作を
制御する制御装置において、コアビットに冷却水を供給
する冷却水供給手段と、前記冷却水供給手段の通路に設
けた制御弁と、前記冷却水供給手段の通路に設けた冷却
水量検出手段と、始動時に前記制御弁を開き、コアビッ
トが目標点に到達して目標点到達信号が入力されたとき
に前記制御弁を閉じるとともに装置を停止させ、あるい
は前記冷却水量検出手段からの冷却水量低下信号が入力
されたときに前記制御弁を閉じるとともに第二の電動機
を逆転して原位置に復帰させる制御手段と、前記冷却水
量検出手段からの冷却水低下信号を基に警報を発する異
常状態報知手段とを備えたことを特徴とする穿孔機の制
御装置とすることにより達成される。

【００１７】また、前記目標点到達信号は、目標点到達
検出手段により得るようにしたことを特徴とするもので
ある。

【００１８】さらに、前記異常状態報知手段は、冷却水
量低下表示灯で構成したことを特徴とすものである。

【００１９】加えて、前記異常状態報知手段は、異常状
態音響報知器で構成したことを特徴とするものである。

【００２０】

【作用】上述したように構成したので、制御手段は、始
動時に前記制御弁を自動的に開き、しかも、コアビット
が目標点に到達して目標点到達信号が入力されたときに
は、前記制御弁を閉じるとともに装置を停止させてい
る。このようにしたことにより、冷却水がコアビットの
切削面に自動的に供給されるとともに、切削が完了した
ときには装置が停止し、しかも冷却水の供給が停止する
ことになり、無駄に水を使うことがなく、しかも全部自
動で処理されるから、作業員の労力が少なくて済む。

【００２１】また、上記構成としたので、前記冷却水量
検出手段からの冷却水量低下信号が前記制御手段に入力
されたときに、前記制御手段は、前記制御弁を閉じる制
御をするとともに、第二の電動機を逆転して原位置に復
帰させる。また、冷却水量低下信号が出力されたとき
に、警報を発して作業者に冷却水異常を知らせることが
できる。このようにしたことにより、冷却水の不足によ
るコアビットの刃先の損傷が防げ、かつコアビットの刃
先への冷却水の供給状態を常に監視する必要がなく、し
かも冷却水不足による異常時にコアビットを引き抜く作
業を作業者が行なう必要がなく、かつ警報により冷却水
異常を直ちに知ることができ、異常対策を素早く行なう
ことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図１３は本発明の一実施例を説明するため
のものである。ここで、図１は本発明の穿孔機の制御装
置の実施例を示す斜視図、図２は同実施例の操作パネル
を示す正面図、図３は同実施例を示すブロック図、図４
は同実施例の動作を説明するためのシーケンスの全体構
成図、図５は図４のブロックＢ１００部分の詳細を示す
構成図、図６は図４のブロックＢ２００部分の詳細を示
す構成図、図７は図４のブロックＢ３００部分の詳細を
示す構成図、図８は図４のブロックＢ４００部分の詳細
を示す構成図、図９は交流整流子電動機のトルク・負荷
電流の関係を示す特性図、図１０は交流整流子電動機の
負荷電流・回転数の関係を示す特性図、図１１はコアビ
ットの回転数・コアビット刃先の周速の関係を示す特性
図、図１２は駆動トルク固定時のコアビット周速・切削
送り速度との関係を示す特性図、図１３は切削動作時の
第一電動機の負荷電流，送り速度との関係を示すタイム
チャートである。

【００２３】図１に示す実施例は、穿孔機１と、制御装
置３とを備え、穿孔機１と、制御装置３とが接続ケーブ
ル５を介して接続されている。

【００２４】穿孔機１は、ビット回転用電動機１１およ
び減速機１２を備えコアビット１３を回転させる回転駆
動伝達部１４と、前記コアビット１３を前進・後退させ
る送り機構１５と、ビット送り用電動機１６および減速
機１７を備え送り機構１５を駆動する送り駆動伝達部１
８と、これらを支える支柱１９と、前記各部材を搭載し
て被切削物に固定する際に用いられる架台２０とを備え
て構成されている。なお、架台２０は、アンカーボルト
２１により被切削物に固定される。また、送り機構１５
には、手動用送りハンドル２２が設けられている。

【００２５】また、コアビット１３は、チューブ２３を
介して減速機１２の出力軸に接続されている。コアビッ
ト１３には、冷却水供給手段としての冷却水供給ホース
２４を介して冷却水が供給されるようにしてある。この
冷却水供給手段の通路中には、制御弁２５と冷却水量検
出器３１が設けられている。

【００２６】上記制御装置３は、図２に示す操作パネル
３０を有するとともに、内部に図３に示す電子制御手段
を有し、かつこの電子制御手段を予め図４乃至図８に示
す動作手順が実現できるように構成することにより、当
該操作パネル３０の操作等に伴って電子制御手段が動作
して各種の制御動作を実現するようになっている。この
制御装置３は、マイクロコンピュータ等を主体にその他
の電子回路で構成したものであり、冷却水量検出器３１
と、ビット送り用電動機１６の入力電圧検出器３２と、
ビット送り用電動機１６の回転速度検出器３３と、ビッ
ト送り速度検知器３４と、ビット寸法選択器３５と、ビ
ット回転用電動機１１の負荷電流検出器３６と、ビット
移動距離検出器３７と、切削距離設定器３８と、ビット
原点位置検出器３９と、始動スイッチ４０と、停止スイ
ッチ４１とからの検出信号を取り込み、図４〜図８に示
す制御シーケンスを実現する。なお、冷却水量検出器３
１と、回転速度検出器３３と、ビット送り速度検知器３
４と、ビット移動距離検出器３７と、ビット原点位置検
出器３９とはそれぞれ所定の場所に配設してあり、他の
検出器（３２，３６）は制御装置３内に設けられてお
り、かつ操作スイッチ等（３５，３８，４０，４１）は
操作パネル３０に設けられている。

【００２７】前記制御装置３の操作パネル３０は、図２
に示すように構成されている。操作パネル３０におい
て、４５は電源スイッチ、４６は切削距離表示器、４７
は切削制御選択、４８は電流・速度設定器、４９はビッ
ト送り用電動機１６の正転・逆転スイッチ、５０は距離
設定切替えスイッチ、５１は設定距離のリセットスイッ
チ、５２は異常表示リセットスイッチ、５３はビット回
転用電動機１１の異常表示器、５４は切削不可表示器、
５５は切削完了表示器、５６はビット回転用電動機１１
の負荷電流メータである。

【００２８】次に、上記制御装置３は、図３に示すよう
に、第一制御手段３Ａと、第二制御手段３Ｂと、第三制
御手段３Ｃと、第四制御手段３Ｄと、第五制御部３Ｅと
を実現できるようになっている。各第一制御手段３Ａ〜
第五制御部３Ｅまでの構成を、図４〜図８を参照しなが
ら説明する。

【００２９】なお、図４は、本実施例の制御装置の制御
シーケンスを実現するブロックＢ１００〜Ｂ４００の相
対位置関係を示すものであり、各ブロックＢ１００〜Ｂ
４００では次のような信号を取扱い他のブロックに与え
るようになっている。また、ブロックＢ４００部分は最
終的に制御される被制御部分の内容が示されている。そ
して、上記ブロックＢ１００では、第一電動機の切削目
標電流値３０２と切削送り速度異常低下信号３３０とを
形成し、切削目標電流値３０２をブロックＢ４００に、
切削送り速度異常低下信号３３０をブロックＢ３００に
供給している。また、ブロックＢ２００では、負荷電流
値信号３０３、回転速度低制限信号３１９，３２０、ソ
フト始動信号３１６、距離一致信号３２２及び切削貫通
信号３２１をそれぞれ形成し、負荷電流値信号３０３、
回転速度低制限信号３１９，３２０、及びソフト始動信
号３１６をブロックＢ４００に、距離一致信号３２２及
び切削貫通信号３２１をブロックＢ３００に供給してい
る。また、ブロックＢ３００では、始動信号３０６、停
止信号３０７、冷却水量低下信号３３３、正・逆転信号
３２３、原位置検出信号３２４及び正・逆転繰り返し回
数信号３２６を出力できるようになっており、これらを
ブロックＢ４００に与えるようになっている。そして、
各ブロックＢ１００〜Ｂ４００の詳細な構成について
は、図５にブロックＢ１００部分の、図６にブロックＢ
２００部分の、図７にブロックＢ３００部分の、図８に
ブロックＢ４００部分の構成が示されており、それらの
位置関係が図４に示されるものである。

【００３０】第一制御手段３Ａは、コアビットの寸法を
選択するビット寸法選択器３５からの選択信号３０１に
応じて第一電動機の切削目標電流値３０２を設定する電
流値設定手段２０１と、第一電動機であるビット回転用
電動機１１の負荷電流を検出する負荷電流検出器３６で
検出した負荷電流３０３と前記電流値設定手段２０１か
らの切削目標電流値３０２とを比較して偏差信号３０４
を形成する比較回路２０２と、比較回路２０２からの偏
差信号３０４が零になるようにビット送り用電動機１６
を制御する制御信号３０５を出力するビット送り電動機
制御回路２０３とから構成されている。

【００３１】第一制御手段３Ａの変形例は、送り機構１
５によってコアビット１３が送られる速度を検出する送
り速度検出手段２０４と、当該送り速度検出手段２０４
からの硬さ判断信号３１２に応じてビット回転用電動機
１１の切削目標電流値３０２を設定する電流値設定手段
２０１と、ビット回転用電動機１１の負荷電流を検出す
る負荷電流検出器３６で検出した負荷電流と前記電流値
設定手段２０１からの切削目標電流値３０２とを比較し
て偏差信号３０４を形成する比較回路２０２と、比較回
路２０２からの偏差信号３０４が零になるようにビット
送り用電動機１６の回転を制御する制御信号３０５を出
力するビット送り電動機制御回路２０３とから構成され
ている。

【００３２】ここで、上記第一制御手段３Ａの変形例で
は、送り速度検出手段２０４は、入力電圧検出器３２の
入力電圧値信号３０８、回転速度検出器３３からの回転
速度信号３０９、あるいはビット送り速度検知器３４か
らの送り速度信号３１０のいずれかを取り込んで切削送
り速度値信号３１１を形成する切削送り速度区分回路２
０４ａと、速度区分回路２０４ａからの切削送り速度値
信号３１１を取り込んで硬さ判断信号３１２を形成する
被切削物硬さ判断回路２０４ｂとから構成されている。

【００３３】第二制御手段３Ｂは、始動スイッチ４０を
押下して始動信号３０６を入力するとソフト始動信号３
１６を出力する動作状態判断回路２０６と、動作状態判
断回路２０６からのソフト始動信号３１６によりビット
回転用電動機１１およびビット送り用電動機１６の回転
速度を一定の低い値に制限するための回転速度低制限信
号３１９，３２０を形成してこれらをそれぞれ送り電動
機制御回路２０３，ビット回転用電動機制御回路２０７
に与えるとともに、所定の条件成立手段２５０からの解
除信号３５０により前記制限を解除して所期の回転状態
にする始動制御部としてのソフト始動制御回路２０９と
から構成したものである。

【００３４】ここで、第二制御手段３Ｂにおいて、上記
条件成立手段２５０は、ビット回転用電動機１１の負荷
電流を検出する負荷電流検出器３６からの検出信号が予
め設定した値を超えたことにより解除信号３１８を出力
するようにビット回転用電動機電流判断回路２０８で構
成してもよい。

【００３５】また、第二制御手段３Ｂにおいて、上記条
件成立手段２５０は、始動時のソフト始動信号３１６で
時刻を計測して設定した時限経過後に解除信号３１７を
出力するソフト始動解除タイマー２１１で構成してもよ
い。

【００３６】さらに、第二制御手段３Ｂにおいて、上記
条件成立手段２５０は、コアビット１３の移動距離を検
出するビット移動距離検出器３７と、切削移動距離を設
定する切削距離設定器３８と、始動後切削距離設定器３
８の距離設定信号３１３とビット移動距離検出器３７か
らの移動距離量信号３１４とに基づいてコアビット１３
が目標切削点に達したと判定してソフト始動解除信号３
１５を出力する切削判断回路２１０とから構成してもよ
い。

【００３７】第三制御手段３Ｃは、コアビット１３の始
動前の原位置を検出するビット原点位置検出器３９と、
コアビット１３が目標点に達したことを検出して目標点
到達信号３６０を出力する目標点到達検出手段２６０
と、前記目標点到達検出手段２６０からの目標点到達信
号３６０によりビット送り用電動機１６を逆転させる制
御信号３２８を出力し、かつコアビット１３が原位置に
復帰したことをビット原点位置検出器３９によって検出
した際にビット回転用電動機１１を停止させる起動・停
止動作信号３２７と、ビット送り用電動機１６を停止さ
せる制御信号３２８を出力する動作状態判断回路２０６
とから構成されている。 ここで、第三制御手段３Ｃに
おいて、上記目標点到達検出手段２６０は、コアビット
１３の移動距離を検出するビット移動距離検出器３７
と、切削移動距離を設定する切削距離設定器３８と、始
動後切削距離設定器３８の距離設定信号３１３とビット
移動距離検出器３７からの移動距離量信号３１４とに基
づいてコアビット１３が目標切削点に達したと判定して
目標点到達信号（距離一致信号）３２２を出力する切削
判断回路２１０とから構成されている。

【００３８】また、第三制御手段３Ｃにおいて、上記目
標点到達検出手段２６０は、ビット回転用電動機１１の
負荷電流を検出する負荷電流検出器３６からの検出信号
である負荷電流値信号３０３が予め設定した値を超えた
ことにより目標点到達信号（切削孔貫通信号）３２１を
出力するビット回転用電動機電流判断回路２０８から構
成してもよい。

【００３９】第四制御手段３Ｄは、切削速度が異常に低
下したことを検出する切削速度異常検出手段２７０と、
前記切削速度異常検出手段２７０からの切削送り速度異
常低下信号３３０によりビット送り用電動機１６を逆転
させ、一定時限後に第二電動機を正回転させる正逆回転
手段２８０と、当該正逆回転手段２８０の動作を一定回
数繰り返させる繰返手段としての繰返し回数カウント回
路２１４とから構成されている。

【００４０】ここで、第四制御手段３Ｄにおいて、上記
切削速度異常検出手段２７０は、ビット送り用電動機１
６の入力電圧が異常に低下したことにより切削送り速度
異常低下信号３３０を出力する切削送り速度区分回路２
０４ａで構成すればよい。また、第四制御手段３Ｄにお
いて、上記切削速度異常検出手段２７０は、ビット送り
用電動機１６の回転速度が異常に低下したことにより切
削送り速度異常低下信号３３０を出力する切削送り速度
区分回路２０４ａで構成してもよい。

【００４１】さらに、第四制御手段３Ｄにおいて、上記
切削速度異常検出手段２７０は、送り機構１５の送り速
度を検出するビット送り速度検出器３４により異常に低
下したことが検出されたときに切削送り速度異常低下信
号３３０を出力する切削送り速度区分回路２０４ａで構
成してもよい。

【００４２】第五制御部３Ｅは、コアビット１３に冷却
水を供給する冷却水供給手段２４を設けるとともに、当
該冷却水供給手段２４の通路に制御弁２５を設け、かつ
始動時に制御弁２５を開き、切削完了後に制御弁２５を
閉じる回路構成としたものである。この回路構成とする
には、ビット送り用電動機正・逆回転判断回路２１２
と、動作状態判断回路２０６と、ビット回転用電動機制
御回路２０７と、ビット送り用電動機制御回路２０３と
が利用される。

【００４３】ここで、第五制御部３Ｅにおいて、切削完
了を、前記目標点到達検出手段２６０からの目標点到達
信号３６０により行うようにしてもよい。また、第五制
御部３Ｅの他の実施例としては、コアビット１３に冷却
水を供給する冷却水供給手段２４を設けるとともに、当
該冷却水供給手段２４の通路に制御弁２５と冷却水量検
出器３１を設け、かつ始動時に前記制御弁２５を開き、
冷却水量検出器３１からの冷却水量低下信号３３３が入
力されたときに前記制御弁３１を閉じる制御をするとと
もに、装置を停止する回路構成としてもよい。この回路
構成とするには、ビット送り用電動機正・逆回転判断回
路２１２と、動作状態判断回路２０６と、ビット回転用
電動機制御回路２０７と、ビット送り用電動機制御回路
２０３とが利用される。

【００４４】さらに、冷却水量検出器３１の他の実施例
としては、コアビット１３に冷却水を供給する冷却水供
給手段２４を設けるとともに、当該冷却水供給手段２４
の通路に制御弁２５と冷却水量検出器３１を設け、かつ
始動時に前記制御弁２５を開き、冷却水量検出器３１か
らの冷却水量低下信号３３３が入力されたときに前記制
御弁３１を閉じる制御をするとともに、ビット送り用電
動機１６を逆転して原位置に復帰させる制御をする回路
構成してもよい。この回路構成とするには、ビット送り
用電動機正・逆回転判断回路２１２と、動作状態判断回
路２０６と、ビット回転用電動機制御回路２０７と、ビ
ット送り用電動機制御回路２０３と、ビット原点位置検
出器３９とが利用される。

【００４５】なお、動作状態判断回路２０６は、切削開
始表示灯４０１、切削停止表示灯４０２、切削完了表示
灯４０３、ビット回転用電動機１１の過電流表示灯４０
５、送り速度異常低表示灯４０６、冷却水量低下表示灯
４０８に接続されて所定の表示をするとともに、切削完
了音響報知器４０４、異常状態音響報知器４０７に接続
されて所定の音響報知を行うようになっている。

【００４６】このように構成された実施例の動作を説明
する。 〔第一制御手段３Ａの動作〕まず、減速機１２を含む回
転駆動伝達部１４に取りつけたコアビット１３の寸法を
ビット寸法選択器３５に設定する。そして、始動スイッ
チ４０を押下する。これにより、装置は、動作すること
になる。ここで、始動スイッチ４０を押下した後のソフ
ト始動動作については後述することにし、まず切削の動
作を説明する。すると、ビット寸法選択器３５からは、
選択信号３０１が出力されて電流値設定手段２０１に入
力される。電流値設定手段２０１では、当該選択信号３
０１を基にビット回転用電動機１１に流す電流値が決定
されて、切削目標電流値３０２として出力される。この
切削目標電流値３０２は、比較回路２０２に入力され
る。比較回路２０２では、負荷電流検出器３６からの負
荷電流値信号３０３と前記切削目標電流値３０２とを比
較して偏差信号３０４を形成してビット送り電動機制御
回路２０３に供給する。これにより、ビット送り用電動
機１６の回転が増減されるようにビット送り用電動機１
６の回転を制御する。したがって、このような制御をす
ることにより、操作者が始動スイッチ４０を押下する
と、使用されるコアビット１３の寸法に応じて設定され
た切削目標電流値３０２にビット回転用電動機１１の負
荷電流が一致するように、コアビット１３の送り速度が
調整される。

【００４７】上述のように制御することは、次のような
理由により、その有効性を確認することができる。図１
２はトルクを一定に保ったときのコアビットの刃先の周
速と切削送り速度との関係を実験で確認した図である。
図１２において、トルクは1.65〔ｋｇ- ｍ〕で固定し、
αはコンクリート部（１）での関係、βはコンクリート
部（２）での関係、γは鉄筋部（１）での関係、δは鉄
筋部（２）での関係をそれぞれ示したものである。そし
て、図からも分かるように、コアビット１３の刃先の周
速は、だいたい１８０〜１９０〔ｍ／分〕の範囲が最適
である。また、一般的には、図１１に示すように、コア
ビット１３の寸法に関係なく適正な範囲が存在する。し
かも、一般的にビット回転用電動機１１には、整流子電
動機を使用しており、ビット回転用電動機１１の負荷電
流（Ｉ）は、回転数（Ｎ）に低下に伴って増加する関係
にある。したがって、図１１に示すようにコアビット１
３の寸法に応じてコアビット１３の回転数が決定できる
ので、図１０の関係からビット回転用電動機１１の回転
数（Ｎ）に応じたビット回転用電動機１１の切削目標電
流値３０２が得られること、および図９に示すように電
流（Ｉ）とトルク（Ｔ）が比例することから、これにビ
ット回転用電動機１１に流れる電流が一致するように、
ビット送り用電動機１６の回転を制御している。したが
って、コアビット１３の寸法に応じたコアビット１３の
周速で回転することになる。そして、図１３に示すよう
に、コンクリート、鉄筋に応じて切削されることにな
る。

【００４８】〔第一制御手段３Ａの変形例の動作〕一
方、入力電圧検出器３２からの入力電圧値３０８、回転
速度検出器３３からの回転速度信号３０９、ビット送り
速度検知器３４からの送り速度信号３１０は、切削送り
速度区分回路２０４ａに供給される。切削送り速度区分
回路２０４ａでは、いくつかの速度範囲に区分されて形
成された切削送り速度値信号３１１が被切削物硬さ判断
回路２０４ｂに供給される。被切削物硬さ判断回路２０
４ｂでは、切削送り速度の区分範囲によって、例えば速
度の遅い区分になればなるほど硬いと判断し、それに応
じて切削力をあげるためにビット回転用電動機１１の回
転を上昇させるための硬さ判断信号３１２を出力する。
この硬さ判断信号３１２は、電流値設定手段２０１に入
力される。電流値設定手段２０１では、硬さ判断信号３
１２に応じた切削目標電流値３０２を設定して比較回路
２０２に送る。比較回路２０２では、負荷電流検出器３
６からの負荷電流値信号３０３と前記切削目標電流値３
０２とを比較して偏差信号３０４を形成してビット送り
電動機制御回路２０３に供給する。これにより、ビット
送り用電動機１６の回転が増減されるように、ビット送
り用電動機１６の回転が制御される。したがって、この
ような制御をすることにより、操作者が始動スイッチ４
０を押下すると、使用されるコアビット１３の寸法に応
じて設定された切削目標電流値３０２にビット回転用電
動機１１の負荷電流が一致するように、コアビット１３
の送り速度が調整される。なお、上述のように制御する
ことは、上述と同様な理由により、有効である。

【００４９】〔第二制御手段３Ｂの動作〕始動スイッチ
４０を押下して始動信号３０６を動作状態判断回路２０
６に入力するとソフト始動信号３１６が出力される。こ
のソフト始動信号３１６は、ソフト始動制御回路２０９
に与えられる。ソフト始動制御回路２０９では、ビット
回転用電動機１１およびビット送り用電動機１６の回転
速度を一定の低い値に制限するための回転速度低制限信
号３１９，３２０を形成し、これら信号３１９，３２０
をそれぞれ送り電動機制御回路２０３，ビット回転用電
動機制御回路２０７に与える。これにより、コアビット
１３の送り速度が遅くなり、かつコアビット１３の刃先
の周速が遅くなる。

【００５０】ついで、所定の条件が設立したことを検出
する条件成立手段２５０からの解除信号３５０は、ソフ
ト始動制御回路２０９に与えられる。それにより、ソフ
ト始動制御回路２０９は、前記制限を解除して回転速度
低制限信号３１９，３２０の出力を止めるので、ビット
回転用電動機１１およびビット送り用電動機１６は所期
の回転状態になる。

【００５１】ここで、第二制御手段３Ｂにおいて、上記
条件成立手段２５０は、次のようにして解除信号３５０
を形成する。負荷電流検出器３６からの負荷電流値信号
３０３はビット回転用電動機電流判断回路２０８に供給
される。ビット回転用電動機電流判断回路２０８では、
当該負荷電流値信号３０３が予め設定した値を超えたこ
とにより解除信号３１８を出力する。この解除信号３１
８は、解除信号３５０となってソフト始動制御回路２０
９に入力される。

【００５２】また、第二制御手段３Ｂにおいて、上記条
件成立手段２５０は、次のようにして解除信号３５０を
形成する。始動時のソフト始動信号３１６で時刻を係数
するソフト始動解除タイマー２１１が、設定した時限経
過後に出力する解除信号３１７を解除信号３５０として
ソフト始動制御回路２０９に与える。

【００５３】さらに、第二制御手段３Ｂにおいて、上記
条件成立手段２５０は、次のようにして解除信号３５０
を形成する。ビット移動距離検出器３７によりコアビッ
ト１３の移動距離を検出して移動距離量信号３１４を得
る。切削距離設定器３８には、予め切削移動距離を設定
されており、その設定値が距離設定信号３１３として切
削判断回路２１０に供給されている。切削判断回路２１
０では、始動後切削距離設定器３８の距離設定信号３１
３とビット移動距離検出器３７からの移動距離量信号３
１４とに基づいてコアビット１３が目標切削点に達した
と判定した際にソフト始動解除信号３１５を出力する。
このソフト始動解除信号３１５が解除信号３５０となっ
てソフト始動制御回路２０９に入力される。

【００５４】このように動作するので、操作者が始動ス
イッチ４０を投入すると、ビット送り切削速度およびコ
アビット１３の回転速度が低く制限され、また、被切削
物にコアビット１３の刃先が当たり切削開始される時点
で前記制限が解除されるので、穿孔開始時のコアビット
１３の刃先の振れがなくなり、かつ衝撃を受けることが
なくなる。

【００５５】〔第三制御手段３Ｃの動作〕ビット移動距
離検出器３７からの移動距離量信号３１４は、切削判断
回路２１０に与えられる。切削判断回路２１０は、切削
距離設定器３８で設定した距離設定信号３１３に移動距
離量信号３１４が一致すると、目標点到達信号（距離一
致信号）３２２を出力する。目標点到達信号（距離一致
信号）３２２は、ビット送り用電動機正・逆回転判断回
路２１２に送られる。ビット送り用電動機正・逆回転判
断回路２１２では、逆転信号３２３に変えて動作状態判
断回路２０６に供給する。動作状態判断回路２０６で
は、制御信号３２８に変換してビット送り電動機制御回
路２０３に与える。これにより、ビット送り電動機制御
回路２０３は、ビット送り用電動機１６を逆転させてコ
アビット１３を引き抜きを行う。

【００５６】このようなコアビット１３の引き抜きが行
われ、ビット原点位置検出器３９から、コアビット１３
が原点位置に戻った際に原点位置検出信号３２４が出力
されるので、これを動作状態判断回路２０６が取り込み
次のような動作をする。動作状態判断回路２０６では、
コアビット１３が抜けたと判定し、起動・停止動作信号
３２７をビット回転用電動機制御回路２０７に与えると
ともに、制御信号３２８をビット送り電動機制御回路２
０３に与える。これにより、ビット回転用電動機１１お
よびビット送り用電動機１６は、回転を停止する。ま
た、動作状態判断回路２０６は、原点位置検出信号３２
４が入力されると、切削完了の表示を切削完了表示器４
０３を点灯するとともに、切削完了音響報知器４０４を
鳴らして報知する。

【００５７】このように制御されるため、作業者が予め
切削距離を切削距離設定器３８に設定しておけば、後は
始動スイッチ４０を押下するだけで穿孔を開始し、その
後は元の位置に自動的に戻るので、作業者は何らの操作
を必要としない。この第三制御手段３Ｃにおいて、上記
目標点到達検出手段２６０からは、次のように目標点到
達信号（距離一致信号）３２２が得られる。

【００５８】切削距離設定器３８に移動距離を予め設定
しておく。すると、切削距離設定器３８からは、距離設
定信号３１３が切削判断回路２１０に与えられる。切削
動作が開始すると、切削判断回路２１０には、ビット移
動距離検出器３７から移動距離量信号３１４が入力され
る。切削判断回路２１０では、距離設定信号３１３と移
動距離量信号３１４とを比較し、両者が一致したらコア
ビット１３が目標切削点に達したと判定して目標点到達
信号（距離一致信号）３２２を出力する。これにより、
目標点到達信号（距離一致信号）３２２が得られる。

【００５９】また、第三制御手段３Ｃにおいて、上記目
標点到達検出手段２６０は、次のようにして目標点到達
信号（距離一致信号）３２２を得てもよい。

【００６０】すなわち、ビット回転用電動機電流判断回
路２０８は、ビット回転用電動機１１の負荷電流を検出
する負荷電流検出器３６で検出した負荷電流値信号３０
３を取り込み、これが予め設定した値を超えたことを判
定して目標点到達信号（切削孔貫通信号）３２１を出力
する。したがって、この目標点到達信号（切削孔貫通信
号）３２１を利用しもよい。

【００６１】〔第四制御手段３Ｄの動作〕切削速度異常
検出手段２７０により切削速度が異常に低下したことが
検出されると、切削送り速度区分回路２０４ａにおいて
切削送り速度異常低下信号３３０が出力される。前記切
削送り速度区分回路２０４ａからの切削送り速度異常低
下信号３３０は、正逆回転手段２８０に入力される。正
逆回転手段２８０では、当該切削送り速度異常低下信号
３３０が入力されると、ビット送り用電動機１６を逆転
させ、一定時限後にビット送り用電動機１６を正回転さ
せる。そして、当該正逆回転手段２８０の動作は、繰返
し回数カウント回路２１４により一定回数繰り返され
る。

【００６２】繰返し回数カウント回路２１４は、この繰
り返しをカウントし、例えば３回繰り返されると、信号
３２６を動作状態判断回路２０６に出力する。動作状態
判断回路２０６では、起動・停止動作信号３２７をビッ
ト回転用電動機制御回路２０７に、制御信号３２８をビ
ット送り電動機制御回路２０３にそれぞれ与える。これ
により、ビット回転用電動機１１、ビット送り用電動機
１６は、停止する。また、動作状態判断回路２０６は、
信号３３２を出力して異常状態音響報知器４０７を鳴ら
して報知するとともに、送り速度異常低下表示器４０６
を点灯させる。

【００６３】ここで、この第四制御手段３Ｄにおいて、
上記切削速度異常検出手段２７０で検出される切削送り
速度異常低下信号３３０は次のようにして検出される。
すなわち、切削送り速度区分回路２０４ａでは、ビット
送り用電動機１６の入力電圧が異常に低下したことによ
り切削送り速度異常低下信号３３０を出力するので、こ
れを使用する。

【００６４】また、この第四制御手段３Ｄにおいて、上
記切削速度異常検出手段２７０で検出される切削送り速
度異常低下信号３３０は次のようにして検出される。す
なわち、切削送り速度区分回路２０４ａは、ビット送り
用電動機１６の回転速度が異常に低下したことにより切
削送り速度異常低下信号３３０を出力するので、これを
利用してもよい。

【００６５】さらに、第四制御手段３Ｄにおいて、上記
切削速度異常検出手段２７０で検出される切削送り速度
異常低下信号３３０は次のようにして検出される。すな
わち、切削送り速度区分回路２０４ａは、送り機構１５
の送り速度を検出するビット送り速度検出器３４により
異常に低下したことが検出されたときに切削送り速度異
常低下信号３３０を出力するので、これを利用してもよ
い。

【００６６】このように制御することにより、切削中に
コアビット１３の刃先が被切削物に噛み込む直前に引き
戻しをして、再切削を継続させることができ、また、コ
アビット１３の刃先の損傷、磨耗等の原因で再切削が不
可能の場合はビット送り用電動機１６が過負荷になるこ
となく、また無理な切削をおこなうことなく緊急停止を
行わせることができる。

【００６７】〔第五制御部３Ｅの動作〕冷却水供給手段
２４は、コアビット１３に冷却水を供給できるようにな
っている。また、制御弁２５が冷却水供給手段２４の通
路に設けられている。第五制御部３Ｅでは、始動スイッ
チ４０が押下されて動作が開始すると、制御弁２５を開
き、切削完了後に制御弁２５を閉じる制御をする。

【００６８】ここでは、始動スイッチ４０を押下する
と、始動信号３０６が動作状態判断回路２０６に与えら
れる。動作状態判断回路２０６では、弁開閉信号３３１
を制御弁２５に与えるこれにより、制御弁２５は、開か
れる。そして、切削完了信号が入力されると、制御弁２
５を閉じる。

【００６９】ここで、第五制御部３Ｅにおいて、切削完
了信号は、前記目標点到達検出手段２６０からの目標点
到達信号３６０を用いてもよい。

【００７０】〔第五制御部３Ｅの変形例の動作〕また、
制御弁２５が冷却水供給手段２４の通路に設けられてい
る。第五制御部３Ｅの他の実施例では、始動スイッチ４
０が押下されて動作が開始すると、制御弁２５を開き、
冷却水量検出器３１からの冷却水量低下信号３３３が入
力されると制御弁２５を閉じる制御をするとともに、装
置を停止する。

【００７１】さらに、冷却水量検出器３１の他の実施例
としては、始動スイッチ４０を押下して始動されると、
前記制御弁２５を開き、冷却水量検出器３１からの冷却
水量低下信号３３３が入力されたときに前記制御弁３１
を閉じる制御をするとともに、ビット送り用電動機１６
を逆転して原位置に復帰させる制御をする。このとき
に、始動スイッチ４０が押下されると、始動信号３０６
が動作状態判断回路２０６に与えられるので、動作状態
判断回路２０６は、制御弁２５を開く。ビット送り用電
動機正・逆回転判断回路２１２からの信号３２３、停止
スイッチ４１からの停止信号３０７、冷却水量検出器３
１からの冷却水量低下信号３３３を動作状態判断回路２
０６に取り込むと、前記制御弁３１を閉じる制御をする
とともに、ビット送り用電動機１６を逆転して原位置に
復帰させる制御をする。

【００７２】このような制御を実行することにより、切
削開始に冷却水が供給され、また完了時および冷却水量
低下時の異常時に作業者の判断、操作、冷却水量の運転
中の監視をすることなく、自動で冷却水の供給、停止
と、異常時の処理を行うことができる。

【００７３】なお、動作状態判断回路２０６は、切削開
始表示灯４０１、切削停止表示灯４０２、切削完了表示
灯４０３、ビット回転用電動機１１の過電流表示灯４０
５、送り速度異常低下表示灯４０６、冷却水量低下表示
灯４０８を用いて所定の表示をするとともに、切削完了
音響報知器４０４、異常状態音響報知器４０７を用いて
所定の音響報知を行うようになっている。

【００７４】

【発明の効果】本発明は、始動時に制御弁を自動的に開
いた後、コアビットが目標点に達したときに前記制御弁
を閉じて装置を停止し、前記冷却水量検出手段からの冷
却水量低下信号が入力されたときに第二の電動機を逆転
して原位置に復帰させる制御をするので、作業者の労力
低減を図ることができ、しかも冷却水がないときにコア
ビットの刃先の温度が上昇するのを防止できて装置の信
頼性を高めることができる。

【００７５】本発明は、始動時に前記制御弁を自動的に
開いた後、コアビットが目標点に達したときに前記制御
弁を閉じて装置を停止し、前記冷却水量検出手段からの
冷却水量低下信号が入力されたときに第二の電動機を逆
転して原位置に復帰させる制御をするとともに警報が発
せられるので、作業者の労力低減を図ることができ、し
かも冷却水がないときにコアビットの刃先の温度が上昇
するのを防止でき、かつ冷却水異常のときに警報が発す
るので異常対策をとれて装置の信頼性を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の穿孔機の制御装置の実施例を示す斜視
図である。

【図２】同実施例の操作パネルを示す正面図である。

【図３】同実施例を示すブロック図である。

【図４】同実施例の動作を説明するためのシーケンスの
全体構成図である。

【図５】図４のブロックＢ１００部分のシーケンス構成
図である。

【図６】図４のブロックＢ２００部分のシーケンス構成
図である。

【図７】図４のブロックＢ３００部分のシーケンス構成
図である。

【図８】図４のブロックＢ４００部分のシーケンス構成
図である。

【図９】同交流整流子電動機のトルク・負荷電流の関係
を示す特性図である。

【図１０】同交流整流子電動機の負荷電流・回転数の関
係を示す特性図である。

【図１１】同コアビットの回転数・コアビット刃先の周
速の関係を示す特性図である。

【図１２】同駆動トルク固定時のコアビット周速・切削
送り速度との関係を示す特性図である。

【図１３】同切削動作時の第一電動機の負荷電流，送り
速度との関係を示すタイムチャートである。

【図１４】従来装置の動作を説明するための付フローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 穿孔機 ３ 制御装置 １１ ビット回転用電動機（第一電動機） １３ コアビット １４ 回転駆動伝達部 １５ 送り機構 １６ ビット送り用電動機 １８ 送り駆動伝達部 ３０ 操作パネル ３１ 冷却水量検出手段 ３２ 入力電圧検出器 ３３ 回転速度検出器 ３４ ビット送り速度検知器 ３５ ビット寸法選択器 ３６ 負荷電流検出器 ３７ ビット移動距離検出器 ３８ 切削距離設定器 ３９ ビット原点位置検出器 ４０ 始動スイッチ ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 喜一郎 広島県呉市宝町５番３号 バブ日立工業株 式会社内 (72)発明者 牛上 智正 広島県呉市宝町５番３号 バブ日立工業株 式会社内 (72)発明者 阿部 孝夫 広島県呉市宝町５番３号 バブ日立工業株 式会社内 (72)発明者 八重樫 公郎 静岡県沼津市足高396番地59 石原機械工 業株式会社内 (72)発明者 小谷 一典 広島県豊田郡安芸津町大字小松原字新開 576番地 株式会社呉英製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一電動機を含みコアビットを回転させ
   る回転駆動伝達部と、前記コアビットを前進・後退させ
   る送り機構と、第二電動機を含み前記送り機構を駆動す
   る送り駆動伝達部とを備えた穿孔機の動作を制御する制
   御装置において、 コアビットに冷却水を供給する冷却水供給手段と、 前記冷却水供給手段の通路に設けた制御弁と、 前記冷却水供給手段の通路に設けた冷却水量検出手段
   と、 始動時に前記制御弁を開き、コアビットが目標点に到達
   して目標点到達信号が入力されたときに前記制御弁を閉
   じるとともに装置を停止させ、あるいは前記冷却水量検
   出手段からの冷却水量低下信号が入力されたときに前記
   制御弁を閉じるとともに第二の電動機を逆転して原位置
   に復帰させる制御手段とを備えたことを特徴とする穿孔
   機の制御装置。
2. 【請求項２】 第一電動機を含みコアビットを回転させ
   る回転駆動伝達部と、前記コアビットを前進・後退させ
   る送り機構と、第二電動機を含み前記送り機構を駆動す
   る送り駆動伝達部とを備えた穿孔機の動作を制御する制
   御装置において、 コアビットに冷却水を供給する冷却水供給手段と、 前記冷却水供給手段の通路に設けた制御弁と、 前記冷却水供給手段の通路に設けた冷却水量検出手段
   と、 始動時に前記制御弁を開き、コアビットが目標点に到達
   して目標点到達信号が入力されたときに前記制御弁を閉
   じるとともに装置を停止させ、あるいは前記冷却水量検
   出手段からの冷却水量低下信号が入力されたときに前記
   制御弁を閉じるとともに第二の電動機を逆転して原位置
   に復帰させる制御手段と、 前記冷却水量検出手段からの冷却水低下信号を基に警報
   を発する異常状態報知手段とを備えたことを特徴とする
   穿孔機の制御装置。
3. 【請求項３】 前記目標点到達信号は、目標点到達検出
   手段により得るようにしたことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の穿孔機の制御装置。
4. 【請求項４】 前記異常状態報知手段は、冷却水量低下
   表示灯で構成したことを特徴とする請求項１または２記
   載の穿孔機の制御装置。
5. 【請求項５】 前記異常状態報知手段は、異常状態音響
   報知器で構成したことを特徴とする請求項１または２記
   載の穿孔機の制御装置。