JPH0756199B2

JPH0756199B2 - 回転穿孔装置の制御装置

Info

Publication number: JPH0756199B2
Application number: JP9158786A
Authority: JP
Inventors: 守治武田; 郁男伊藤; 衛傍士
Original assignee: Teisaku Corp
Current assignee: Teisaku Corp
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1986-04-21
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: JPS62248791A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、鉄筋コンクリート建造物等に穿孔するために
使用される回転穿孔装置の制御装置に関する。

（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建造物への穿孔がで
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打撃による鉄筋の伸び変形
により、実質的な鉄筋の切削・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、送り装置駆動用の油圧回路とその制御用電気
回路とをうまく組み合わせ穿孔状態に応じてさく孔ロッ
ドの前進速度を調整する制御装置を構成することによ
り、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、送り装置駆動用油圧回路と
制御用電気回路からなる次のような制御装置を採用し
た。

すなわち、本発明にかかる制御装置は、さく孔ロッドを
保持し、これを回転させる油圧式回転装置と、該回転装
置をガイドシェルに沿って前後移動させる油圧式送り装
置とをそなえた回転穿孔装置の送り速度制御装置であっ
て、前記送り装置に前移動用油圧を供給する電磁弁と、
該電磁弁のソレノイドをパルス信号によって駆動する電
子回路と、前記回転装置の回転負荷を検出する検出装置
を設け、該検出装置から出力される回転負荷情報によっ
て前記電子回路からパルス信号を前記ソレノイドに供給
し、パルス信号に対応して開閉駆動することで、前記送
り装置に流入する油量を制御し、回転負荷が回転負荷の
検出装置にて設定した所定値より大きいときは送り装置
の前送り速度を低下させるように構成したことを特徴と
している。

（作用）コンクリート部分を穿孔しているときは検出装置によっ
て検出される回転装置の負荷が所定値以下であるので、
このときは電子回路の作用によって第１のソレノイドが
通電され、電磁弁はさく孔ロッドを正常送り速度で前進
させるように作動油流路が開かれている。ロックビット
の刃先が鉄筋等に当たると回転装置の負荷が増大変動す
るが、この負荷が所定値以上になると、検出手段がこれ
を検出して電子回路をトリガさせ、第１のソレノイドへ
の通電を停止するとともに、第２のソレノイドをパルス
駆動させる。１パルス当りの作動油流量を予め設定して
おくことにより、単位時間当りの流量が決定され、所望
の低速送り速度を得ることができる。したがって、コン
クリート部分は正常送り速度で穿孔を行ない、鉄筋等の
切削等は低速送りの自動的に切り替わるため、ロックビ
ットに無理な押付け力が加わらず、良好な穿孔状態を維
持することができる。

検出装置は公知の圧力スイッチであってもよく、回転圧
をアナログ的に検出する機構であれば、A/D変換等を用
いてパルス駆動することもできる。

（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、油圧ユニット２をそなえたガイド
シェル３にさく孔ロッド４の回転装置５を前後動自在に
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６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５は、油圧モータ７、減速機８および駆動部９
からなり、駆動部９の基部9a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９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８
の出力軸8a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８の出力軸8a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30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。この油圧シリンダ35は両
ロッドシリンダであり、両ピストンロッド35a,35bの先
端部にガイドシェル３に対し転動自在に設けたローラ3
6,36′が取り付けられている。そして、両ローラ36,3
6′にそれぞれ併設されたスプロケット36a,36a′の間に
チエン33が張設されている。キャリッジ10は該チエン33
に取り付けられており、油圧シリンダ35のピストンロッ
ド35a,35bを突出・後退させることにより、チエン33が
回転移動し、それにともなってキャリッジ10が回転装置
５とともにガイドシェル３に沿って前後に送られるよう
になっている。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。

ガイドシェル３には取付け用のブラケット６が固着され
ている。ブラケット６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43,4
3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。

油圧制御装置２は、ガイドシェル３の後端部に設けた油
圧ボックス48に内蔵されている。以下、油圧ユニット２
の構成を第４図に示されている油圧回路図に基づいて説
明する。

回転装置５の油圧モータ７は、流量制御弁50と、４個の
チェック弁で構成されたループ回路51を介して後記油圧
ショベルの操作弁に接続された油圧ホースH₁,H₂に接続
されている。また、送り装置の油圧シリンダ35は、油圧
ホースH₃,H₄によって前記油圧ホースH₁,H₂に接続されて
いる。ループ回路51の働きにより、油圧ホースH₁,H₂の
何れが高圧である場合も油圧モータ７の回転方向は一定
である。言い換えれば、油圧シリンダ35が前進する場合
も後退する場合も油圧モータ７は同方向に回転する。

油圧シリンダ35は、油圧ホースH₁側が低圧で油圧ホース
H₂側が高圧であるときに後退し、逆の場合に前進する。
そして、前進時には、油圧流路を切り替える電磁弁53を
制御することにより、「正常送り」と「低速送り」のう
ちの何れか一方の前進速度を選択することができる。こ
の電磁弁53の制御は、油圧モータ７の回転負荷を検出す
る検出装置としての圧力スイッチ54と、該圧力スイッチ
54に接続された電子回路55によって自動的に行なわれ
る。

なお、電子回路55の後記リミットスイッチ58は油圧の操
作ペダルに連動しており、シリンダ35の後退時および停
止時には電子回路55には通電されず、シリンダ35の前進
時にのみ電子回路55に通電されるようになっている。

電磁弁53は、電子回路55のＨ端子に接続されている第１
のソレノイド59が通電されたとき「正常送り」用の油圧
ホースH₅を開放させる。このときの作動油の流量は、主
調整弁61によって大まかに調整され、さらに副調整弁62
によってさらに正確に調整される。また、電子回路55の
Ｌ端子に接続されている第２のソレノイド59′がパルス
駆動されたとき「低速送り」用油圧ホースH₆を開放させ
る。この場合は、１パルス当りの流量を予め適当に設定
しておくことにより、所望の流量が得られる。

コンクリート部分を穿孔するときのような通常の穿孔時
には、圧力スイッチ54が「OFF」であるため電子回路55
によりソレノイド59に定常通電されており、第１のソレ
ノイド59が駆動されて「正常送り」が選択される。「正
常送り」による穿孔が行なわれているときにロックビッ
トの刃先が鉄筋等に当ると油圧モータ７の回転負荷が増
大するが、それが所定値を超えると圧力スイッチ54が
「ON」になり電子回路55がトリガされる。すると、電子
回路55内のタイマが作動を開始し、第２のソレノイド5
9′がパルス駆動され「低速送り」に切り替わる。タイ
マの設定時間（５秒程度）を経過してもなお油圧モータ
７の回転負荷が所定値を超えている場合には、タイマが
再度作動して「低速送り」が持続される。タイマの設定
時間を経過した時点で油圧モータ７の回転負荷が所定値
以下であれば、「正常送り」に切り替わる。

「正常送り」と「低速送り」の切替えを手動で行なう場
合は、電子回路55のＳ端子に接続されている手動スイッ
チ64で操作する。そのときの前進速度は、Ｔ端子に接続
されている可変抵抗65によって調整できる。

なお、「低速送り」時に油圧モータ７の負荷が脈動する
と、圧力スイッチ54が短時間で電気的・機械的寿命に達
するため、このような場合には圧力スイッチの代りにひ
ずみ式の圧力センサを回転負荷の検出装置として採用す
ればよい。また、回転負荷の検出装置としては、他の適
当な検出装置を採用してもよい。

つぎに、第５図のブロック図と第６図の回路図にあらわ
されている電子回路55の作用について説明する。

前述の如く、電子回路55は操作ペダルを踏み込みシリン
ダ35が前進するときに通電される。圧力スイッチ54が
「OFF」のときには、タイマQ₄のタイム出力は「Ｌ」
（電圧はゼロ）であり、またQ₂も「OFF」であるため、
ダーリントン接続されているQ₇,Q₈のベースにR₂,R₃を介
して電圧が作用し、両者のコレクタに接続したソレノイ
ド59に電流が流れるとともに、それを表示する発光ダイ
オード青LEDが点灯する。

油圧モータ７の回転負荷が高くなって圧力スイッチ54が
「ON」に切り替えられると、Q₁の作用でタイマQ₄が作動
を開始する（電圧が生じる）。すると、Q₂が「ON」して
そのコレクタ電圧が「Ｌ」になり、Q₇のベース電圧も
「Ｌ」になるため、ソレノイド59への通電が遮断される
とともに、青LEDは消灯する。これと同時に、Q₃のベー
ス電圧が「Ｈ」になるため、Q₃のエミッタ電圧が「Ｈ」
になり、Q₅,Q₆に通電される。その結果、非安定マルチ
バイブレータQ₅がパルスを発振し、このパルスでシュミ
ットトリガQ₆がトリガされる。Q₆は正確な１パルスの幅
を決定する。したがって、Q₅のパルス数を変化しても、
Q₆が出力するパルス幅は変化しない。Q₆の出力はR₅を介
してダーリントン接続されているQ₉,QAに作用し、両者
のコレクタに接続されたソレノイド59′を断続的に駆動
させるとともに、これを表示する発光ダイオード赤LED
を点滅させる。

つぎに、油圧モータ７の回転負荷が低下して圧力スイッ
チ54が「OFF」に切り替わると、タイマの設定時間が経
過後Q₄のタイマが切れQ₃のベース電圧が「Ｌ」になるた
め、Q₅,Q₆への通電が停止される。また、Q₂のベース電
圧も「Ｌ」になるため、Q₇,Q₈が作用して再びソレノイ
ド59を駆動させるとともに青LEDを点灯させる。

また、Ｓ端子に接続した手動スイッチ64を投入した場合
は、D₂を介してQ₂,Q₃のベースに電圧が作用し、Q₄のタ
イマが作動したときと同じように、Q₇,Q₈によるソレノ
イド59の駆動が停止するとともに青LEDを消灯させ、な
らびにQ₉,QAによりソレノイド59′を駆動させるととも
に、赤LEDを点滅させる。なお、前記可変抵抗65は、Q₅
のパルス数を調整する働きをしている。

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70は、機体71の下部に走行装置72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73とブーム75が設けられている。機体
は、走行装置72に対し軸74を中心として左右に回転させ
ることができる。ブーム75の基部は、キャビン73の側部
にピンによって枢着され、先端部にはアーム77がピン79
によって枢着されるとともに、該アーム77の先端部に穿
孔装置１が取り付けられている。アーム77の先端部に
は、本来、第９図に示す如くバケット80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81,81を抜いて上記バケット80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６の取付
筒44,44′をそれぞれアーム77の先端部とバケット80用
の先端部のピン穴に重ね合わせ、ピン81,81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５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
作業中における穿孔個所や状況の観察が容易である。

なお、ブーム75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84,84が、その基部を機体71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75の上面部には、アー
ム77回動用の油圧シリンダ82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77のブーム
75に対する枢着点よりも後方へ突出する端部77aに枢着
されている。さらに、アーム77の上面部にはバケット80
（または穿孔装置１）回動用の油圧シリンダ85が設けら
れている。

穿孔装置１を装着して使用するときは、油圧ホースH₁,H
₂を油圧ショベル70の油圧操作弁に接続する。操作弁
は、キャビン73内に設けられている操作ペダル58と操作
ボックス90とで操作ならびに制御される。第10図
（ａ），（ｂ）は図示例油圧ショベル70の操作ボックス
をあらわし、この操作ボックス90は、自動制御と手動制
御とを切り替える操作レバー91と低速穿孔時に第２のソ
レノイド59′を駆動するパルスの発振数を調整する調整
ツマミ92とを両側部に配置し、「正常送り」を点灯表示
する表示ランプ（青LED）94と「低速送り」を点灯表示
する表示ランプ（赤LED）95とを中央部に併置してな
る。なお、第10図（ｂ）の二つの丸はケーブル貫通穴で
ある。このように、この操作ボックス90はコンパクトで
あるので、キャビン73内に設けることができる。電子回
路を採用していない従来の制御装置は、操作ボックスが
複雑でかつ大型であったため、操作ボックスがキャビン
外に設けられており、穿孔作業のたびに作業者はキャビ
ンから降りて操作しなければならなかった。これに対し
この制御装置は、電子回路を採用することにより操作ボ
ックス90が小型化し、操作ペダルおよび操作ボックス90
がキャビンン73内に収納されているので、作業者が運転
席に坐ったまま穿孔操作を行なうことができるようにな
っている。

（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
装置の制御装置は、さく孔ロッド操作用の油圧回路とこ
れを制御する電子回路とを効果的に組み合わせることに
より、例えは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。また、装置が小型・軽量であるので、自走式
車体の運転席への設置が容易になった。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図は制御装置の油圧回路図、第５図は電子
回路のブロック図、第６図はその回路図、第７図と第８
図は回転穿孔装置を油圧ショベルに装着した状態をあら
わす側面図および平面図、第９図はバケット装着状態の
説明図、第10図（ａ），（ｂ）は操作ボックスの正面図
と背面図である。１……回転穿孔装置、２……油圧制御装置、３……ガイ
ドシェル、４……さく孔ロッド、５……回転装置、７…
…油圧モータ、10……キャリッジ、35……油圧シリンダ
（送り装置）、54……圧力スイッチ（検出装置）、55…
…電子回路、59……第１のソレノイド、59′……第２の
ソレノイド、70……油圧ショベル、71……機体、75……
ブーム、77……アーム、80……バケット、90……操作ボ
ックス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】さく孔ロッドを保持し、これを回転させる
油圧式回転装置と、該回転装置をガイドシェルに沿って
前後移動させる油圧式送り装置とをそなえた回転穿孔装
置の送り速度制御装置であって、前記送り装置に前移動
用油圧を供給する電磁弁と、該電磁弁のソレノイドをパ
ルス信号によって駆動する電子回路と、前記回転装置の
回転負荷を検出する検出装置を設け、該検出装置から出
力される回転負荷情報によって前記電子回路からパルス
信号を前記ソレノイドに供給し、パルス信号に対応して
開閉駆動することで、前記送り装置に流入する油量を制
御し、回転負荷が回転負荷の検出装置にて設定した値よ
り大きいときは送り装置の前送り速度を低下させるよう
に構成したことを特徴とする回転穿孔装置の制御装置。
【請求項２】電磁弁は、回転負荷が設定値よりも小さい
ときの前送り速度を決定する第１のソレノイドと、回転
負荷が設定値よりも大きいときの前送り速度を決定する
第２のソレノイドを有し、検出装置は圧力により反転出
力する反転機能をそなえており、電子回路は、回転負荷
が設定値よりも小さい時には第１のソレノイドに通電
し、回転負荷が設定値よりも大きくなったときに反転し
た検出装置出力により、第２のソレノイドにパルス通電
されるように構成されている特許請求の範囲第１項記載
の回転穿孔装置の制御装置。