JPH1018750A - さく孔装置の打撃圧力制御方法 - Google Patents

さく孔装置の打撃圧力制御方法

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JPH1018750A
JPH1018750A JP17034796A JP17034796A JPH1018750A JP H1018750 A JPH1018750 A JP H1018750A JP 17034796 A JP17034796 A JP 17034796A JP 17034796 A JP17034796 A JP 17034796A JP H1018750 A JPH1018750 A JP H1018750A
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勉 金子
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 さく孔時にビットが岩盤に十分密着していな
いとき打撃圧力を低下させ、余分な衝撃波の発生を防止
して、消耗部品の寿命を大幅に伸ばす。 【解決手段】 油圧で駆動される打撃機構1、回転機構
2、及び送り機構3を備えたさく孔装置において、回転
圧力を検出する圧力検出器と、打撃圧力を制御する圧力
制御弁とを設け、圧力制御弁の圧力制御ポートを比例電
磁リリーフ弁に接続し、圧力検出器の検出データに基づ
いて、比例電磁リリーフ弁を制御することにより、回転
圧力が適正さく孔圧力より低いときには回転圧力の上昇
に伴って打撃圧力が上昇し、回転圧力が適正さく孔圧力
の範囲内にあるときには打撃圧力を最高打撃圧力に保
ち、回転圧力が適正さく孔圧力を越えたときには、回転
圧力の上昇に伴って打撃圧力が低下するよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、さく孔の際に回転
抵抗の変化に対応して打撃圧力を制御するさく孔装置の
打撃圧力制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、油圧さく孔装置は、図4に示す
ように、油圧で駆動される打撃機構1、回転機構2、及
び送り機構3を備えており、打撃機構1がさく孔用のロ
ッドに打撃を与え、回転機構2がさく孔用のロッドに回
転を与えると共に、送り機構3がさく孔用のロッドに推
力を与えて岩盤にさく孔する。
【0003】この油圧さく孔装置の打撃機構1、回転機
構2、及び送り機構3は、それぞれ独立した油圧回路で
駆動されるように構成されており、さく孔作業は、打撃
機構1の打撃管路PH、回転機構2の正転管路RF、送
り機構の前進管路FFへ圧油を供給することにより行わ
れる。
【0004】従来の油圧さく孔装置には、回転機構2の
正転管路RFに接点式の圧力スイッチ24を1個又は2
個設け、打撃機構1の打撃管路PHと送り機構3の前進
管路FFには、それぞれリリーフ弁25、26、と電磁
弁27、28とを設けて、回転圧力がこの圧力スイッチ
24の設定圧力となったとき、電気制御盤29が電磁弁
27、28を切換えて打撃圧力や送り圧力をリリーフ弁
25、26の設定圧力まで低下させるように制御するも
のがあった。
【0005】この制御は、段階的な制御方法であるが、
さく孔時の岩質の変化に対応するには、回転圧力の変化
に随時応答できるものの方が望ましい。そして、さく孔
時の制御においては、送り機構の推力制御が重要だと考
えられていたので、油圧さく岩機の回転機構の正転管路
と送り機構の後退管路とを流量調整弁とパイロット切換
弁とを介して接続し、打撃機構作動時にパイロット切換
弁を切換えて正転管路と後退管路とを連通させることに
より、岩盤の状態の変化で回転抵抗が増加した場合に、
回転抵抗の増加に伴って自動的に推力を抑制するよう制
御することのできる油圧さく岩機の送り制御装置が提案
されている(特願平6−306670号参照)。
【0006】これに対し、打撃圧力の制御は、座繰りの
作業改善を主目的とする低圧リリーフ制御に止まってい
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、さく孔作業に
おける消耗部品の観点からみると、打撃時の衝撃波の影
響を少なくするような打撃圧力の制御も重要な要素であ
る。
【0008】油圧さく孔装置における主な消耗部品は、
ねじ接続構造となっているシャンクロッド、ロッド、ス
リーブであり、ねじ部には磨耗及び破損が生じやすい。
打撃機構の強力な打撃により発生する衝撃波は、シャン
クロッドからスリーブ、ロッドを経て先端のビットに達
し、ビットが岩盤を破砕するエネルギーとして使用され
る。ところが、ビットが岩盤に十分密着していないとき
には、衝撃波はその特性としてビットからロッド、スリ
ーブ、シャンクロッドへと逆行することになり、これら
の部品内でエネルギーが消費されるので、消耗部品の寿
命を極端に低下させてしまう。
【0009】このように、シャンクロッド、ロッド、ス
リーブ等の消耗部品の損耗の原因は、強力な打撃力で発
生する衝撃波の影響によるものであり、余分な衝撃波の
発生を防止することが消耗部品の寿命を高めるために必
要である。
【0010】本発明は、さく孔装置における上記問題を
解決するものであって、さく孔時にビットが岩盤に十分
密着していないときには打撃圧力を低下させ、余分な衝
撃波の発生を防止して、さく孔作業におけるエネルギー
効率を向上させ、消耗部品の寿命を大幅に伸ばすことの
できるさく孔装置の打撃圧力制御方法を提供することを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のさく孔制御方法
では、油圧で駆動される打撃機構、回転機構、及び送り
機構を備えたさく孔装置において、回転圧力を検出する
圧力検出器と、打撃圧力を制御する圧力制御弁とを設
け、圧力制御弁の圧力制御ポートを比例電磁リリーフ弁
に接続し、圧力検出器の検出データに基づいて、比例電
磁リリーフ弁を作動させることにより、回転圧力が適正
さく孔圧力より低いときには回転圧力の上昇に伴って打
撃圧力が上昇し、回転圧力が適正さく孔圧力の範囲内に
あるときには打撃圧力を最高打撃圧力に保ち、回転圧力
が適正さく孔圧力を越えたときには、回転圧力の上昇に
伴って打撃圧力が低下するよう制御する。
【0012】さく孔作業を行う場合には、打撃機構、回
転機構、及び送り機構に圧油を送りさく孔を開始する。
ロッドには打撃と正転と送り前進が与えられる。通常の
さく孔状態では、送り機構により推力が与えられてビッ
トが岩盤に密着し、回転圧力は適正さく孔圧力の範囲内
にあるので、打撃圧力は最高打撃圧力に保たれる。この
とき、発生する強い衝撃波は、ビットが岩盤を破砕する
エネルギーとして有効に使用されるので、高いさく孔能
力が得られる。
【0013】ビットが岩盤に十分密着しない状態になる
と、回転抵抗が少なくなるので、回転圧力が低下する。
回転圧力は圧力検出器で検出され、回転圧力が適正さく
孔圧力より低いときには、さく孔装置は回転圧力の上昇
に伴って打撃圧力が上昇するよう制御される。そこで、
ビットの岩盤への密着度が悪く回転抵抗が少ないほど、
打撃圧力も低くなる。すなわち、打撃エネルギーが岩盤
の破砕のためのエネルギーとして使用されず、消耗部品
内部で消費されるような場合には、打撃力が低下するの
で余分な衝撃波の発生が防止される。
【0014】さく孔中に岩盤の状態が悪化したり、孔曲
がり等のさく孔異常が発生した場合には、ロッドの回転
抵抗が増加して、回転圧力が上昇する。回転圧力は圧力
検出器で検出され、回転圧力が適正さく孔圧力を越えた
ときには、回転圧力の上昇に伴って打撃圧力が低下する
よう制御される。このように、さく孔異常が発生した場
合には打撃力が低下するので、さく孔状態が悪化するの
を防止して速やかに正常なさく孔状態に戻ることができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態を示
すさく孔装置の構成図、図2は油圧ブロック内部の油圧
回路図である。
【0016】このさく孔装置では、油圧で駆動される打
撃機構1、回転機構2、及び送り機構3を備えており、
打撃機構1がさく孔用のロッドに打撃を与え、回転機構
2がさく孔用のロッドに回転を与えると共に、送り機構
3がさく孔用のロッドに推力を与えて岩盤にさく孔す
る。
【0017】このさく孔装置の打撃機構1には打撃管路
PH、低圧管路PL、回転機構2には正転管路RF、逆
転管路RR、送り機構3には前進管路FF、後退管路F
Rがそれぞれ接続されており、さく孔作業は、打撃機構
1の打撃管路PH、回転機構2の正転管路RF、送り機
構の前進管路FFへ圧油を供給することにより行われ
る。
【0018】打撃機構1の打撃管路PHの途中から分岐
して、制御管路Cが油圧ブロック4のポートCPHに接
続されている。油圧ブロック4内には、打撃圧力を制御
するための圧力制御弁として、最高圧力設定用リリーフ
弁6を内蔵した打撃用ベンドポート付リリーフ弁5が設
けられており、制御管路Cはこの打撃用ベンドポート付
リリーフ弁5を介してポートTからタンク7に接続され
ている。打撃用ベンドポート付リリーフ弁5のベントポ
ートには、比例電磁リリーフ弁8が接続されている。
【0019】回転機構2の正転管路RFの途中から分岐
して、検出管路Dが油圧ブロック4のポートRFDに接
続されている。油圧ブロック4内には、回転圧力を検出
するための圧力検出器9が設けられており、この圧力検
出器9は制御装置10に接続れて検出データをに送るよ
うになっている。
【0020】また、油圧ブロック4内には、送り機構3
を制御するためのベントポート付減圧弁11が設けられ
ており、送り機構の前進管路FFは一旦油圧ブロック4
のポートFFIに接続され、減圧弁11を介して、ポー
トFFOから送り機構に接続されている。ベントポート
付減圧弁11のベントポートには、比例電磁リリーフ弁
12が接続されている。なお、ベントポート付減圧弁1
1と並列に、後退時にベントポート付減圧弁11をバイ
パスさせるための逆止弁13が設けられている。
【0021】さく孔作業を行う場合には、打撃機構1、
回転機構2、及び送り機構2に打撃管路PH、正転管路
RF、前進管路FFから圧油を送りさく孔を開始する。
ロッドには打撃と正転と送り前進が与えられる。
【0022】さく孔装置の作動中、圧力検出器9は回転
圧力を検出し、検出データを制御装置10に送る。制御
装置10は、圧力検出器9の検出データに基づいて、必
要な打撃圧力値及び送り圧力値を算出し、比例電磁リリ
ーフ弁8、12に制御信号を送る。比例電磁リリーフ弁
8、12はこの制御信号により作動し、打撃用ベンドポ
ート付リリーフ弁5、及びベントポート付減圧弁11の
圧力を設定する。
【0023】図3に示すように、通常のさく孔状態で
は、送り機構3により推力が与えられてビットが岩盤に
密着し、回転圧力は適正さく孔圧力P1 〜P2 の範囲内
にあり、打撃圧力は最高圧力設定用リリーフ弁6によっ
て最高打撃圧力Pm に保たれる。このとき、発生する強
い衝撃波は、ビットが岩盤を破砕するエネルギーとして
有効に使用されるので、高いさく孔能力が得られる。こ
のとき、送り圧力も最高となっている。
【0024】座繰りさく孔時や、軟岩部のさく孔時や、
その他の原因によりビットが岩盤に十分密着しない状態
になると、回転抵抗が少なくなるので、回転圧力が低下
する。回転圧力のは圧力検出器9で検出され、回転圧力
が適正さく孔圧力P1 より低いときには、制御装置10
が比例電磁リリーフ弁8を作動させ、回転圧力の上昇に
伴って打撃圧力が上昇するよう制御する。そこで、ビッ
トの岩盤への密着度が悪く回転抵抗が少ないほど、打撃
圧力も低くなる。すなわち、打撃エネルギーが岩盤の破
砕のためのエネルギーとして使用されず、消耗部品内部
で消費されるような場合には、打撃力が低下するので余
分な衝撃波の発生が防止される。従って、必要以上の打
撃や空打ちをシャンクロッド、ロッド、スリーブ等に与
えるのが防止され、消耗部品の寿命を伸ばすことができ
る。この状態では、送り圧力は最高に保たれている。
【0025】さく孔中に岩盤の状態が悪化したり、孔曲
がり等のさく孔異常が発生した場合には、ロッドの回転
抵抗が増加して、回転圧力が上昇する。回転圧力は圧力
検出器9で検出され、回転圧力が適正さく孔圧力P2
越えたときには、制御装置10が比例電磁リリーフ弁8
を作動させ、回転圧力の上昇に伴って打撃圧力が低下す
るよう制御する。このときには、比例電磁リリーフ弁1
2も作動させて送り機構の推力も低下させる。このよう
に、さく孔異常が発生した場合には打撃力が低下するの
で、さく孔状態が悪化するのを防止して速やかに正常な
さく孔状態に戻ることができる。
【0026】なお、制御装置10にはスイッチを備えて
いて、このスイッチをOFFにすることにより、従来の
ように、打撃機構1を常時最高圧力で作動させるように
することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のさく孔装
置の打撃圧力制御方法によば、さく孔時にビットが岩盤
に十分密着していないときには打撃圧力を低下させ、余
分な衝撃波の発生を防止して、さく孔作業におけるエネ
ルギー効率を向上させ、消耗部品の寿命を大幅に伸ばす
ことのがきる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示すさく孔装置の構成
図である。
【図2】油圧ブロック内部の油圧回路図である。
【図3】打撃圧力の制御の状態を示す線図である。
【図4】従来のさく孔装置の構成図である。
【符号の説明】
1 打撃機構 2 回転機構 3 送り機構 4 油圧ブロック 5 打撃用ベントポート付リリーフ弁 6 最高圧力調整用リリーフ弁 7 タンク 8 比例電磁リリーフ弁 9 圧力検出器 10 制御装置 11 ベントポート付減圧弁 12 比例電磁リリーフ弁 13 逆止弁 C 制御管路 D 検出管路 PH 打撃管路 PL 低圧管路 FF 前進管路 FR 後退管路 RF 正転管路 RR 逆転管路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧で駆動される打撃機構、回転機構、
    及び送り機構を備えたさく孔装置において、回転圧力を
    検出する圧力検出器と、打撃圧力を制御する圧力制御弁
    とを設け、圧力制御弁の圧力制御ポートを比例電磁リリ
    ーフ弁に接続し、前記圧力検出器の検出データに基づい
    て、比例電磁リリーフ弁を作動させることにより、回転
    圧力が適正さく孔圧力より低いときには回転圧力の上昇
    に伴って打撃圧力を上昇させ、回転圧力が適正さく孔圧
    力の範囲内にあるときには打撃圧力を最高打撃圧力に保
    ち、回転圧力が適正さく孔圧力を越えたときには、回転
    圧力の上昇に伴って打撃圧力を低下させるよう制御する
    ことを特徴とするさく孔装置の打撃圧力制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012530862A (ja) * 2009-06-26 2012-12-06 サンドビク マイニング アンド コンストラクション オサケ ユキチュア 削岩制御方法および装置
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CN110345134A (zh) * 2019-08-09 2019-10-18 桂林航天工业学院 一种用于液压冲击机械性能测试的装置

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