KR20030095209A - 지반천공기 - Google Patents

Abstract

작업액의 소비량을 적게 하여 시공비를 삭감할 수 있는 지반천공기를 제공한다.

지반천공기에서는, 파일럿헤드(20)의 회전상태에 따라서 출력되는 출력신호에 의해, 작업액의 분사를 자동제어하는 컨트롤러가 설치되어 있고, 파일럿헤드 (20)를 전진 또는 후진시키는 경우에도, 파일럿헤드(20)의 회전시에는, 작업액 전환밸브(111)를 전환하여 작업액을 분사시키고, 굴삭성, 배토성, 냉각성을 향상시킬 수 있다. 또한, 파일럿헤드(20)를 정지시켜서 추진방향을 변경하는 경우 등에는, 굴삭토의 배토용이나 선도체의 냉각용 작업액이 불필요하고, 그 분사를 정지가능하다. 따라서, 파일럿헤드(20)의 회전상태에 따른 적절한 양의 분사를 실현할 수 있고, 작업액의 쓸데없는 소비를 억제하여 시공비를 삭감할 수 있다.

Description

지반천공기{BORING MACHINE}

본 발명은, 지반천공기에 관한 것으로, 예컨대, 가스관, 전력케이블, 신호케이블 칼집관, 섬유케이블, 상수도관, 하수도관 등을 비개삭(非開削)으로 지중에 매설하기 위한 매설용 구멍을 천공하거나, 지반에 발파용 화약을 삽압하기 위한 층입용 구멍을 천공하는 것에 이용되는 지반천공기에 관한 것이다.

최근, 각종 매설관이나 케이블 등을 비개삭으로 지중에 매설하기 위한 매설구멍을 천공하는 지반천공기의 개발이 행해지고 있다.

도 13 및 도 14에는, 그와 같은 지반천공기(1)가 나타내져 있다. 지반천공기 (1)는, 수평드릴장치(2)와, 수평드릴장치(2)에 작업액을 공급하는 작업액 공급차 (3)로 구성되어 있다. 수평드릴장치(2)로부터 덮붙이면서 풀려나오는 로드(10)의 선단에는, 선도체로서의 파일럿헤드(20)가 미리 회전가능하게 설치되어 있다. 즉, 로드(1)와 파일럿헤드(20)에 의해 드릴이 형성되고, 이 드릴을 수평드릴장치(2)로 구동하고 있다.

이 지반천공기(1)를 이용하여, 이하와 같이 수평드릴공법에 의한 매설작업을 행한다.

우선, 수평드릴장치(2)에 의해, 파일럿헤드(20)를 관입갱(A)으로부터 소정각도(10~20°)로 관입하고, 추진방향을 수평으로 수정한 후에 발진입갱(B)까지 회전시키면서 굴삭한다. 이후, 파일럿헤드(20)를 회전시키면서 발진입갱(B)으로부터 더욱 도달입갱(C)까지 굴삭하고, 선도체(D)를 천공한다. 이 발진입갱(B) 및 도달입갱 (C) 사이에서는, 파일럿헤드(20)의 위치, 깊이, 경사, 회전각도 등을, 파일럿헤드 (20)에 내장된 발신기(존데)로부터의 자계에 기초하여 지상의 자기탐지기로 검출측정하고, 측정결과에 따라서 후진방향을 적당 변경하면서 선도체(D)의 굴삭을 진행한다. 또한, 굴삭중에는, 작업액 공급차(3)로부터 청수, 오염수, 벤토나이트액 등의 작업액을 로드(10) 내를 통해서 공급하고, 파일럿헤드(20)로부터 분사시킨다.

선도체(D)의 굴삭후, 선단의 파일럿헤드(20)를 확경용 리머(30)로 교환함과 아울러, 이 리머(30)에 스위블 조인트를 통해서 매설관이나 케이블 등의 피매설물(E)을 접속한다. 또한, 리머(30)로부터 작업액을 토출시키면서, 리머(30)를 회전시켜서 되돌리고, 선도체(D)를 확경하면서 피매설물(E)을 당긴다.

그런데, 이상에 설명한 매설작업에 있어서는, 예컨대 선도체(D)의 굴삭중이나 확경중에 있어서의 굴삭성의 향상, 굴삭토의 각 입갱(B,C)으로의 배토성의 향상, 및 파일럿헤드(20) 및 리머(30)의 냉각 등을 위하여, 작업액 공급차(3)로부터 항상 작업액을 공급하고, 파일럿헤드(30) 및 리머(30)로부터 분사시키고 있다. 이 때문에, 작업중의 작업액의 소비량이 현저하여, 경비의 문제로 되고 있다.

또한, 각 입갱(B,C)에 배토된 굴삭토는, 작업액과 섞여서 진흙화되어 있기 때문에, 통상의 덤프 등으로 운반하여 내보낼 수 없고, 진공장치에 의해 전용 용기에 흡입하여 용기운반되는 것이 일반적이다. 따라서, 통상의 잔토운반과 비교하여 비용이 높게 되고, 특히 작업액의 소비량이 많은 경우에는, 진공량도 많아, 심각한 문제로 된다.

한편, 피매설물(E)은, 발진입갱(B)으로부터 도달입갱(C) 사이에 매설되는 것이지만, 매설구멍의 굴삭작업으로서는 필연적으로, 파일럿헤드(20)를 관입갱(A)으로부터 관입하여 발진입향(B)까지 굴삭하는 작업을 필요로 한다. 이 때문에, 굴삭작업을 효율좋게 행하기 위해서는, 관입갱(A)으로부터 발진입갱(B)까지의 굴삭길이 (L)를 가능한한 짧게 하고, 피매설물(E)이 매설되지 않는 부분의 굴삭을 단시간에 완료시키는 것이 요망된다.

또한, 굴삭시간을 짧게 하여, 작업효율을 향상시키고 싶은 요망은, 관입갱(A)으로부터 발진입갱(B)까지의 굴삭에 한정되지 않고, 발진입갱(B)으로부터 도달입갱(C)까지의 굴삭에 관해서 마찬가지이며, 이 해결이 요망된다.

본 발명의 제1목적은, 작업액의 소비량을 적게 하여 시공비를 삭감할 수 있는 지반천공기를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 제2목적은, 굴삭작업을 효율좋게 실시할 수 있는 지반천공기를 제공하는 것에 있다.

도 1은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 지반천공기의 수평드릴장치를 나타내는 정면도이다.

도 2는, 상기 수평드릴장치를 나타내는 측면도이다.

도 3은, 상기 수평드릴장치를 나타내는 평면도이다.

도 4는, 상기 수평드릴장치 및 작업액 공급차에서 이용되는 유압회로, 수압회로를 나타내는 회로도이다.

도 5는, 상기 수평드릴장치의 요부를 모식적으로 나타내는 블럭도이다.

도 6은, 선도체로서의 파일럿헤드를 나타내는 단면도이다.

도 7은, 상기 파일럿헤드의 조작예를 나타내는 도이다.

도 8은, 드릴의 회전상태 및 추진상태에 따른 작업액의 분사 및 정지를 나타내는 도이다.

도 9는, 본 발명의 제2실시형태에 관한 유압회로, 수압회로를 나타내는 회로도이다.

도 10은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 마이너스 커트의 전기회로를 나타내는 회로도이다.

도 11은, 작업기 레버의 경사각도와 출력신호의 관계를 나타내는 도이다.

도 12는, 본 발명의 변형예에 관한 플러스 커트의 전기회로를 나타내는 회로도이다.

도 13은, 본 발명의 배경기술을 설명하기 위한 제1도이다.

도 14는, 본 발명의 배경기술을 설명하기 위한 제2도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 … 지반천공기 8 … 로드추진기구

9 … 로드회전기구 10 … 로드

20 … 선도체인 파일럿헤드 22A … 분사구

43A … 회전상태 검출수단 및 추진상태 검출수단인 포텐셔미터

91A … 회전각도 검출수단인 엔코더 100 … 유량제어기구인 컨트롤러

140,150 … 유량제어기구인 전기회로

N … 회전중심축

본 발명의 청구항1에 관한 지반천공기는, 로드와, 로드를 회전시키는 로드회전기구와, 로드를 추진시키는 로드추진기구와, 로드의 선단에 설치됨과 아울러 회전 및 추진가능하게 된 선도체와, 이 선도체에 설치되어서 상기 로드를 통해서 공급되는 작업액을 분사시키는 분사구와, 상기 선도체의 회전상태를 검출하는 회전상태 검출수단와, 이 회전상태 검출수단으로부터의 검출신호에 기초하여 상기 분사구로부터 분사되는 작업액의 분사유량을 제어하는 유량제어기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 선도체의 회전상태는, 선도체가 회전하고 있는 상태나 정지하고 있는 상태 외, 회전하고 있는 상태에는, 저속, 고속이라는 회전속도에 따른 상태도 포함된다. 또한, 분사유량의 제어는, 분사유량을 증가, 감소시키는 외, 분사를 소정의 굴삭길이에 이르러서 정지시키거나, 소정의 굴삭길이 중에 단속적으로 정지시키는 경우도 포함된다. 또한, 작업액은, 선도체에 의한 굴삭중이나 확경중에 있어서의 굴삭성의 향상, 굴삭토의 배토성의 향상, 및 선도체의 냉각 등을 위하여 사용되는 액체의 총칭이다.

이와 같은 구성의 지반천공기에 의하면, 선도체의 회전상태에 따라서 출력되는 회전상태 검출수단으로부터의 검출신호에 의해, 유량제어기구가 작업액의 분사유량을 제어하는 것이므로, 예컨대, 통상에는, 굴삭중에 추진방향을 변경하는 경우에, 선도체의 회전을 정지시켜서 추진만을 행하고, 흙을 누르면서 선도체에 설치된 경사절단면을 따라서 선도체 전체의 방향을 바꾸지만, 이 때에는, 흙을 눌러지는 것이므로, 굴삭토의 양이 그다지 많지 않고, 회전하지 않는 것이므로 굴삭시에 생기는 열도 낮으므로, 굴삭토의 배토용이나 선도체의 냉각용에 분사하는 작업액의 양이 적어도 좋고, 이와 같은 경우를 선도체의 회전상태로부터 판단하여 작업액의 분사를 멈추거나, 분사유량을 적게 하는 것이 가능하다. 따라서, 필요에 따른 적절한 양의 작업액이 분사되게 되고, 작업액의 쓸데없는 소비가 억제되어서 시공비가 삭감된다.

이상과 같이, 본 발명의 제1목적이 달성된다.

청구항2에 관한 지반천공기는, 청구항1에 기재된 지반천공기에 있어서, 상기 선도체의 추진상태를 검출하는 추진상태 검출수단을 구비하고, 상기 유량제어기구는, 상기 추진상태 검출수단으로부터의 검출신호에 기초하여 상기 분사구로부터 분사되는 작업액의 분사유량을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성의 지반천공기에서는, 선도체가 추진중인지의 여부가 추진상태 검출수단으로부터의 검출신호에 따라서 보다 정확하게 검출되게 되고, 예컨대 선도체가 회전하지 않고, 추진도 하지 않는 상태, 즉 조금도 굴삭에 제공되지 않는상태 등이 확실하게 판단되도록 되고, 이와 같은 상태일 때에 작업액의 분사를 정지 등을 시키는 것이므로, 작업액의 쓸데없는 소비가 한층 방지된다.

청구항3에 관한 지반청공기는, 청구항1 또는 청구항2에 기재된 지반천공기에 있어서, 상기 선도체의 회전각도를 검출하는 회전각도 검출수단을 구비하고 있음과 아울러, 상기 분사구는, 상기 선도체의 회전중심축 상으로부터 떨어진 방향으로 작업액을 분사할 수 있게 개구되고, 상기 유량제어기구는, 상기 회전각도 검출수단으로부터의 검출신호에 기초하여 상기 분사구로부터 분사되는 작업액의 분사유량을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성의 지반천공기에서는, 회전각도 검출수단으로부터의 검출신호에 기초하여, 선도체가 소정각도로 있을 때에만 작업액을 분사시키게 되고, 굴삭구멍의 선단측에서는, 지산의 일부만이 작업액으로 느슨하게되고, 이 느슨한 부분을 향하여 선도체가 추진하고, 선도체의 방향이 변경된다. 이 때문에, 통상에는 선도체를 회전시키지 않고 추진방향의 변경이 행해지지만, 본 발명의 경우에는, 선도체를 회전시키면서 그 추진방향을 바꿀 수 있고, 추진방향의 변경 중의 굴삭효율이 현격하게 향상한다. 또한, 소정각도일 때에 작업액이 분출하는 정도이므로, 작업액의 분사량이 적게 끝나며, 본 발명의 제1목적을 저해한다라는 우려도 없다.

한편, 본 발명의 청구항4에 관한 지반천공기는, 로드와, 로드를 회전시키는 로드회전기구와, 로드를 추진시키는 로드추진기구와, 로드의 선단에 설치됨과 아울러 회전 및 추진가능하게 된 선도체와, 이 선도체에 설치되어서 상기 로드를 통해서 공급되는 작업액을 분사시키는 분사구와, 굴삭중의 상기 선도체가 회전정지의상태에서 추진되고 있는 경우에 상기 분사구로부터의 작업액의 분사를 정지시키는 유량제어기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

선도체를 회전정지상태로 추진시키게 되고, 상기 선도체의 경사절단면을 이용하여 추진방향을 바꾸는 경우에는 종래, 선도체로부터 작업액을 분사시키면서 추진시키고 있다. 이 때문에, 굴삭구멍의 선단측에는, 분사된 작업액에 의해서 지산이 느슨해지고, 추진시킨 선도체에 반력이 생기기까지 추진방향이 변경되지 어렵고, 그 만큼, 큰 곡률반경(R)(도 13, 도 14)으로 추진방향이 변경되게 되고, 관입갱(A)으로부터 발진입갱(B)까지의 굴삭길이(L)가 길게 된다.

이것에 대해서, 본원 발명의 지반천공기에 의하면, 선도체를 회전정지상태로 추진시켜서 추진방향을 바꾸는 경우에 유량제어기구에 의해서 작업액의 분출을 와전히 정지 또는 단속적으로 정지시키는 것이므로, 선도체로의 반력이 용이하게 생기도록 된다. 따라서, 보다 작은 곡률반경으로 추진방향이 변경되도록 되고, 관입갱으로부터 발진입갱까지의 굴삭길이가 짧게 되어서 굴삭작업의 작업효율이 향상한다. 또한, 발진입갱으로부터 도달입갱까지의 사이에서, 도중의 장해물을 피하기 위하여 추진방향을 변경하는 경우에도, 작은 곡률반경으로 추진방향을 바꾸는 것이 가능하기 때문에, 용이하게 원래의 굴삭궤도로 돌아올 수 있고, 추진방향의 변경에 관해서 자유도가 큰 굴삭작업이 행해진다

이상에 의해, 본 발명의 제2목적이 달성된다.

이하, 본 발명의 각 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 제1실시형태에서는, 배경기술에서 설명한 구성과 동일구성에는 동일부호를 붙여서 설명한다.또한, 후술하는 제2시시형태 이후에 있어서도, 이하의 제1실시형태에서 설명하는 구성부재와 동일 또는 동등한 구성부재에는 동일부호를 붙이고, 이들 설명을 생략 또는 간랸화한다.

[제1실시형태]

도 1, 도 2, 및 도 3은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 지반천공기(1)의 수평드릴장치(2)를 나타내는 정면도, 측면도, 및 평면도이다. 도 4는, 수평드릴장치 (2) 및 작업액 공급차(3)에서 이용되는 유압회로, 수압회를 나타내는 회로도이다. 도 5는, 수평드릴장치(2)의 요부를 모식적으로 나타내는 블럭도이다.

도 1 내지 도 5에 있어서, 수평드릴장치(2)는, 상부에 경사부를 갖는 차체부 (4)와, 차체부(4)의 하부측에 설치된 한쌍의 크롤러식 하부주행체(5)와, 차체부(4)의 내부에 배치된 구동원(6)(도 4)과, 차체부(4) 상에서 복수의 로드(10)(도 13, 도 14)를 수용가능하게 설치한 로드교환장치(7)와, 로드교환장치(7)로부터 공급된 로드(10)를 추진시키는 로드추진기구(8)와, 로드추진기구(8)에 공급된 로드(10)를 회전시키는 로드회전기구(9)와, 유압회로에 전류신호를 출력하여 파일럿헤드(20)(선도체)로부터 분출하는 작업액의 유량을 자동제어하는 컨트롤러(유량제어기구) (100)를 구비하고 있다.

이 수평드릴장치(2)에 의하면, 로드교환장치(7)에 수용된 로드(10)를 순차 연결하면서 로드추진기구(8)로 추진시키고, 또한, 로드회전기구(9)로 회전시키게 되고, 도 13, 도 14에서 설명한 바와 같이, 로드(10) 선단이 파일럿헤드(20)에 의해서 선도체(3D)를 굴삭하는 것이 가능하다. 또한, 파일럿헤드(20)를 리머(30)로교환하여 피매설물(E)을 당기고, 지중에 매설하는 것이 가능하다. 이하에는, 수평드릴장치()의 각 구성에 관해서, 개략 설명한다.

차체부(4)에는, 작동자가 착좌하여 수평드릴장치(2)를 운전하는 운전대(41)가 설치되어 있다. 운전대(41)는, 차체부(4)의 폭방향으로 슬라이딩시키는 것이므로, 착좌위치를 필요에 따라서 변경하는 것이 가능하다. 운전대(41)에는, 하부주행체(5) 조작용 주행용 레버(42) 외, 내부에 포텐셔미터(회전상태 검출수단, 추진상태 검출수단)(43A)을 내장한 조이스틱형 작업기 레버(43), 및 각종 표시기류가 배치된 조작선반(44)이 설치되어 있다.

여기서, 도 5에는, 작업기 레버(43)의 포텐셔미터(43A)가 등가회로에 나타내져 있다. 도 중 상측에 기재된 등가회로는, 포텐셔미터(43A)가 추진상태 검출수단으로서 기능한 경우이고, 작업기 레버(43)의 전후의 경사각도에 따른 검출신호를 피드모터(84)(도 4)의 정역의 회전속도 지령신호로서 컨트롤러(100)에 출력한다. 하측에 기재된 등가회로는, 포텐셔미터(43A)가 회전상태 검출수단으로서 기능한 경우이고, 작업기 레버(43)의 좌우의 경사각도에 따른 검출신호를 드릴모터(91)(도 4)의 정역의 회전속도 지령신호(도 11을 참조)로서 컨트롤러(100)에 출력한다.

각 하부주행체(5)는, 각각 도시하지 않는 유압모터를 구비하고 있고, 구동원 (6)으로부터 컨트롤밸브를 통해서 공급되는 유압으로 구동된다. 또한, 하부주행체 (5)로서는, 크롤러식에 한정되지 않고, 타이어식이나 타이어와 롤러을 조합시킨 타입이어도 좋다. 또한, 수평드릴장치(2)는, 하부주행체(5)가 설치되는 것에서 자주식으로 되어 있지만, 하부주행체(5)를 구동력이 공급되지 않는 타이어 등으로 구성함으로서, 수평드릴장치(2) 전체를 작업액 공급차(3) 등으로 견인가능한 반송가능식으로 하여도 좋다.

구동원(6)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 디젤엔진(61)와, 이 디젤엔진(61)으로 구동되는 주유압펌프(62) 및 파일럿압용 펌프(63)를 포함하여 구성되어 있다. 이 중 주유압펌프(62)는, 실린더(64)로 조작되는 경사판을 갖는 가변용량형이고, 실린더(64)가 컨트롤러(100)로부터의 지령에 의해 파일럿압으로 조작된다.

로드교환장치(7)는, 차체부(4) 상에 배치된 프레임(45)의 전후방향(길이방향)을 따라서 일체로 설치되고, 유압모터(71)로 회전구동되는 회전축을 구비하고 있다. 이 회전축에는, 그 전후방향으로 간격을 두어서 한쌍의 원반형상 로드수용 플레이트(73)가 설치되어 있다. 각 로드수용 플레이트(73)에는, 외주를 따라서 다수의 원고리형상의 오목부(73A)가 설치되고, 전후의 로드수용 플레이트(73)의 대응하는 오목부(73A) 간에 로드(10)가 가설되고, 수용된다. 단, 도 1 내지 도 3에서는, 로드(10)의 도시를 생략하고 있다.

수용된 로드(10)는, 로드수용 플레이트(73)의 회전에 의해서 소정위치로 돌아왔을 때, 요동하는 로드교환 암(74)으로 파지되어서 로드수용 플레이트(73)로부터 떨어지고, 로드 추진기구(8)측에 자동적으로 공급된다. 또한, 사용이 끝난 로드 (10)는, 로드 추진기구(8)측에서 떨어진 후, 다시 로드 및 교환 암(74)으로 파지되어서 로드교환장치(7)에 자동적으로 돌아온다.

또한, 프레임(45)은, 차체부(4)의 경사부를 따라서 전후방향으로 이동가능하게 얹어 놓여져 있고, 그 후부 부근의 부분이 이동용 실린더(40)를 통해서 차체부(4)의 전방부 부근에 연결되어 있다. 이 이동용 실린더(40)가 신장동작한 위치가, 도 2에 실선으로 나타내는 위치이고, 프레임(45) 전체가 지지된 주행위치이다. 한편, 이동용 실린더(40)가 축소이동하면, 도 2에 2점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 프레임(45)은 상기 경사부를 따라서 전방측으로 이동하여 선단의 앵커고정부(46)가 접지되고, 로드교환장치(7)가 로드추진기구(8)와 함께 작업위치로 된다. 또한 굴삭작업시에는, 필요에 따라서 차체부(4)의 후부에 설치된 아웃트리거(47)가 이용된다.

로드추진기구(8)는, 프레임(45) 상을 전후방향으로 슬라이딩하는 크래들(80)을 구비하고 있다. 프레임(45)의 후단측에는 구동스프로킷(81)이, 전단측에는 종동스프로킷(82)이 각각 설치되고, 이들 스프로킷(81,82)에 감겨진 체인(83)의 양단이 크래들(80)에 접합되어 있다. 따라서, 구동스프로킷(81)을 유압의 피드모터(84)로 정전구동시키면, 프레임(45) 상에 공급된 로드(10)가 크래들(80)의 움직임에 따라서 전방으로 추진하고, 역회전구동시키면, 로드(10)가 후방으로 되돌려진다.

이 때, 피드모터(84)는, 도 4에 나타내는 바와 같이 유압모터이고 6포트 3위치식 피드전환밸브(85)를 통해서 주유압펌프(62)로부터의 유압으로 정역방향으로 구동된다. 피드전환밸브(85)는, 파일럿라인으로부터 피드전진용 비례전자밸브(86), 및 피드 후진용 비례전자밸브(87)로부터 공급되는 파일럿압으로 전환된다. 비례전자밸브(86,87)는, 컨트롤러(100)로부터 출력되는 전류신호의 크기에 따른 파일럿압을 피드전환밸브(85)에 공급한다. 또한, 이 파일럿압에 따른 유압이 피드전환밸브 (85)로부터 피드모터(84)에 공급되고, 이로써, 피드모터(84)의 회전속도를 무단계로 조정할 수 있다. 또한, 피드모터(84)는, 실린더(88)에 의해서 경사판각이 전환되는 가변용량형이고, 컨트롤러(100)로부터의 지령에 의해서 단계적으로 2속 전환가능하다.

로드회전기구(9)는, 크래들(80)에 설치된 드릴모터(91)를 구비하고 있다. 드릴모터(91)의 회전은, 감속기를 통해서 회전축(92)에 출력된다. 회전축(92)의 선단에는 나사부(92A)가 형성되어 있고, 이 나사부(92A)가 로드(10)의 후단에 형성된 암나사부에 나사결합된다.

이 드릴모터(91)도, 상기 피드모터(84)와 마찬가지로 유압모터이고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 드릴회전 전환밸브(95)를 통해서 공급되는 유압으로 정역방향으로 구동된다. 드릴회전 전환밸브(95)도, 정회전용 비례전자밸브(96), 및 역회전용 비례전자밸브(97)로부터 공급되는 파일럿압으로 전환되고, 이 파일럿압에 따른 유압이 드릴회전 전환밸브(95)로부터 드릴모터(91)에 공급되고, 그 회전속도를 무단계로 조정하는 것이 가능하다. 또한, 드릴모터(91)는, 경사판각도를 바꾸는 실린더(98)를 구비하고 있으므로, 컨트롤러(100)로부터의 지령에 의해서 단계적으로 2속 전환가능하다.

컨트롤러(100)는, 컴퓨터를 이용하여 구성되어 있고, 각종 입력신호에 기초하여 소정의 크기의 전류신호를 비례전자밸브(86,87,96,97)에 출력하고, 피드모터 (84) 및 드릴모터(91)의 회전을 제어한다. 입력신호로서는, 드릴모터(91)에 설치된 엔코더(회전각도 검출수단)(91A)로부터의 드릴모터 회전용 엔코더신호, 상기 작업기레버(43)로부터의 드릴모터 회전속도 지령신호 및 피드모터 회전속도 지령신호,드릴모터(91)의 정회전측 유압공급라인의 압력센서(91B)로부터 출력되는 드릴모터압 신호(정회전), 역회전측 유압공급라인의 압력센서(91C)로부터 출력되는 드릴모터압 신호(역회전) 등이다.

이것에 대해서 출력신호로서는, 비례전자밸브(86,87,96,97)에 출력되는 드릴 정회전 전환용, 드릴 역회전 전환용, 피드 전진전환용, 피드 후진전환용 상기 전류신호, 또한, 도 5에서는 도시하지 않지만, 경사판각 변경용 실린더(64,88,98)(도 4)에 파일럿압을 공급하기 위한 도시하지 않은 조작밸브 전환용 전류신호 등이다. 또한, 도 5에 있어서, 컨트롤러(100)에는, 필요에 따라서 작업액 분사신호를 입력하고, 또한 작업액 전환용 신호가 출력되지만, 이것에 관해서는 후술한다.

또한, 수평드릴장치(2)에는, 프레임(45)의 선단측에 로드렌치(48) 및 로드클램퍼(49)가 설치되어 있다. 이들 구조 등의 상세한 설명을 생략하지만, 이들은 오로지, 로드(10)끼리의 착탈에 이용된다.

이하에서는, 로드(10)의 추진, 되돌림, 및 이들에 수반되는 착탈에 관해서 설명한다.

선행한 로드(10)의 후단측이 로드클램퍼(49)로 파지(클램퍼)되어 있을 때, 후속의 로드(10)가 로드교환장치(7)로부터 로드추진기구(8)측에 공급되면, 이 후속로드(10)가 로드추진기구(8)의 크래들(80)과 아울러 전진하고, 후속로드(10)의 후단에 눌려진다. 이 상태에서 로드회전기구(9)의 회전축(92)을 회전시키면, 회전축 (92)이 후속로드(10)의 후단측에 나사결합한 후, 후속로드(10)도 회전하기 시작하여 선단의 수나사부(11)(도 6)가 선행 로드(10) 후단의 암나사부에 나사결합한다.이 때에는, 회전축(92)이나 후속로드(10)가 나사삽입되는 것만으로, 크래들(80)도 들려나와서 전진한다. 이로써, 선행로드(10)에 후속로드(10)가 연결된다.

이후, 로드클램퍼(49)를 해제하고, 피드전환밸브(85)를 전환하여 피드모터 (84)를 정회전시킴으로써, 연결된 로드(10)끼리가 로드추진기구(8)에 의해서 전진하고, 굴삭작업에 공급된다. 또한, 후속로드(10)의 위치가 선행 로드(10)의 위치로 대신 들어갔을 때, 후속 로드(10)의 후단측을 로드클램퍼(49)로 파지함과 아울러, 드릴모터(91)를 역회전시켜서 회전축(92)을 떼어내고, 크래들(80)을 후방으로 이동시켜서 원래의 위치로 돌아오고, 다음 로드(10)의 공급을 기다린다.

한편, 굴삭작업이 종료하고, 후속로드(10)를 선행로드(10)로부터 떨어지는 경우에는 우선, 이들이 연결된 상태로, 또한 후속로드(10)의 후단의 회전축(92)이 나사결합되어 있을 때, 크래들(80)을 후방측으로 되돌리고, 선행로드(10)의 후단측을 로드클램퍼(49)로 파지하고, 후속로드(10)의 선단측을 로드렌치(48)로 파지한다. 이 상태에서, 로드렌치(48)의 파지부를 실린더를 이용한 링크기구 등에 의해서 회전시키고, 선행로드(10)의 후단으로부터 후속로드(10)의 선단을 떼어내고, 서로의 연결을 해제한다. 이 때에는 드릴회전 전환밸브(95)가 센터위치(크로즈드 센터)로 되고, 후속로드(10)의 회전에 끌려나와서 드릴모터(91)가 공전한다. 다음에, 이 후속로드(10)의 선단을 로드렌치(48)로 파지한 채로, 드릴회전 전환밸브(95)를 전환하여서 드릴모터(91)를 역회전시키고, 후속로드(10)로부터 회전축(92)을 떼어낸다. 최후에, 후속로드(10)를 로드교환장치(7)로 로드추진기구(8)로부터 되돌려서 수용한다.

이어서, 드릴을 구성하는 파일럿헤드(20)의 구체적인 구조와, 이 파일럿헤드 (20)로부터 분사되는 작업액의 분사(유량)제어에 관해서 이하에 설명한다.

도 6, 도 7에 있어서, 파일럿헤드(20)는, 중공의 헤드본체(21)와, 헤드본체 (21)의 선단에 경사지게 설치된 경사절단부(22)와, 헤드본체(21)의 후단에 나사결합된 연결부(23)를 구비하고 있다.

헤드본체(21) 내에는, 발신기(존데)(24)가 내장되어 있고, 이 발신기(24)가 발생하는 자계의 방향과 강도를 지상의 자기탐지기로 검출하는 것이므로, 파일럿헤드(20)의 위치 및 지상으로부터의 깊이를 측정가능하다. 또한, 파일럿헤드(20)의 수평방향에 대한 경사각도나, 경사절단부(22)의 방향(회전각도)도, 발신기(24)로부터 자기탐지기로의 자기통신에 의해서 검출가능하다. 이 헤드본체(21)의 선단은, 원추대형상으로 형성되어 있음과 아울러, 원추대형상 부분의 일부에는 선단을 향하여 축중심측으로 경사진 평탄한 경사면부(21A)가 설치되어 있다.

경사절단부(22)는, 헤드본체(21)의 상기 경사면부(22A)에 6개의 볼트로 고정된 직사각형상의 플레이트부재에 의해서 형성되어 있고, 헤드본체(21)의 선단으로부터 더욱 연장되어 설치되어 있다. 이 경사절단부(22)가 설치되어 있는 것이므로, 파일럿헤드(20)가 회전하여 형성되는 선도구멍(D)의 내경은, 예컨대 헤드본체(21)의 외경보다 약간 크고, 선도체(D)와 파일럿헤드(20) 사이에는, 굴삭토를 작업액과 함께 후방측으로 흘러나오는 간극이 형성되도록 되어 있다. 또한, 파일럿헤드(20)를 회전시키지 않고, 전진시키면, 경사절단부(22)의 경사에 반력이 행기기 때문에, 이 경사에 따라서 파일럿헤드(20)의 후방이 변한다. 예컨대 도 7에 나타내는 위치에 경사부(22)가 있는 경우에는, 파일럿헤드(20)가 그 전진에 의해서 서서히 상향으로 전진하게 된다.

연결부(23)의 후단에는, 테이퍼형상의 암나사부(25)가 형성되고, 로드(10)의 선단에 형성된 수나사부(11)가 나사결합되어 있다.

이와 같은 파일럿헤드(20)에는, 헤드본체(21), 경사절단부(22). 및 연결부 (23)를 관통하는 일련의 작업액 유통로(26)가 뚫어설치되어 있다. 작업액은, 로드 (10) 내의 중공부를 통해서 파일럿헤드(20)의 암나사부(25)로부터 유입한 후, 상기 작업액 유통로(26)를 통해서 경사절단부(22) 선단의 분사구(22A)로부터 분사된다. 작업액의 분사방향은, 경사절단부(22)의 경사방향을 대략 따른 방향이며, 파일럿헤드(20)의 회전중심축(N) 상으로부터 떨어진 방향이다. 또한, 작업액의 작업액 공급차(3)로부터 로드(10)로의 공급은, 드릴모터(91)로 구동되는 감속기의 회전축(92)을 통해서 행해진다. 이 때문에, 예컨대, 상기 감속기 부분에는, 도 4에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 스위블 조인트(110)를 통해서 수압회로가 접속되어 있다.

도 4에 있어서, 주유압 펌프(62)로부터의 유압은, 작업액 전환밸브(111)를 통해서 작업액 모터(112)에 공급된다. 이 작업액 모터(112)에 의해서 작업액 펌프 (113)가 구동되고, 작업액 탱크로부터 작업액이 퍼올려져서 드릴(로드(10), 파일럿헤드(20))에 공급된다. 수압회로의 릴리프밸브(114)는, 분사구(22A)에 굴삭토 중이 막힌 경우 등, 작업액이 정상적으로 보내지지 않은 경우에 작동한다. 또한, 작업액 전환밸브(111)는, 비례전자밸브(115)로부터의 파일럿압으로 전환된다. 이 비례전자밸브(115)는, 컨트롤러(100)(도 5)로부터 출력되는 작업액 전환용 전류신호의 크기에 따른 파일럿압을 작업액 전환밸브(111)에 공급한다.

또한, 본 실시형태에서는, 작업액 전환밸브(111)의 전환용에 비례전자밸브 (115)를 이용하였지만, 통상의 전환밸브이어도 좋다. 또한, 도 4의 유압회로 및 수압회로 중, 어느 하나의 부분을 수평드릴장치(2)측에 설치하고, 어느 하나의 부분을 작업액 공급차(3)측에 설치하였는가는, 그 실시에 맞추어서 임의로 결정되어도 좋다.

또한, 이 파일럿헤드(20)를 추진시켜서 선도구멍(D) 등의 굴삭을 행하지만, 파일럿헤드(20)를 직진시켜서 굴삭하는 경우에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 파일럿헤드(20)를 회전시키고, 또한 작업액을 분사시킨다. 또한, 파일럿헤드(20)의 추진방향을 변경하는 경우에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 파일럿헤드(20)를 추진시키는 것만으로 회전시키지 않고, 또는 작업액도 분사시키지 않는다. 이와 같이 본 실시형태에서는, 작업액이 파일럿헤드(20)의 회전상황이나 추진상황에 따라서 분사제어된다. 이하에는, 그 구체적인 제어내용을 도 8에 기초하여 설명한다.

(드릴 정회전 + 드릴전진 = 작업액 분사)

도 8에 있어서, 드릴을 로드회전기구(9)로 정회전시키면서, 로드추진기구(8)에 의해서 전진시키는 경우에는, 파일럿헤드(20)로부터 작업액을 분사시킨다.

이 상태는 주로, 파일럿헤드(30)로 선도구멍(3D)의 직선부분을 굴삭하는 경우이다. 또한, 이 상태는, 도 5에 나타내는 작업기 레버(43)를 우방향으로 경사지게 하는 것으로 출력되는 드릴모터 회전속도 지령신호(정회전), 및 작업기 레버 (43)를 전방으로 경사지게 하는 것으로 출력되는 피드모터 회전속도 지령신호(전진)에 의해, 컨트롤러(100)로 인식된다. 인식한 컨트롤러(100)는, 드릴 정회전 전환용 전류출력, 및 피드 전진전환용 전류출력을 비례전자밸브(86,96)에 각각 출력하고, 각 전환밸브(85,95)를 전환하여 피드모터(84)와 드릴모터(91)를 구동시키고, 또한, 작업액 전환용 전류신호를 비례전자밸브(115)에 출력하고, 작업액 전환밸브 (111)를 전환하여 작업액 펌프(113)를 구동하고, 작업액을 공급하여 분사시킨다.

또한, 이 때에는, 드릴모터(91)의 정회전 구동에 의해, 압력센서(91B)로부터 드릴모터압 신호(정회전)가 출력되기 때문에, 컨트롤러(100)는, 이 신호를 트리거로서 작업액 전환용 전류신호를 출력하여도 좋고, 이 신호만을 트리거로서 작업액 전환용 전류신호를 출력하여도 좋다.

(트리거 정회전 + 드릴후진 = 작업액 분사)

이것은, 예컨대 파일럿헤드(20)를 리머(30)로 교환하고, 선도구멍(3D)을 확경하는 경우이다. 즉, 리머(30)를 로드회전기구(9)로 정회전시키면서, 로드추진기구(8)에 의해서 후진시키는 경우이고, 리머(30)로부터 작업액을 분사시킨다.

이 상태는, 도 5에 나타내는 작업기 레버(43)를 우방향으로 경사지게 하는 것으로 출력되는 드릴모터 회전속도 지령신호(정회전), 및 작업기 레버(43)를 후방으로 경사지게 하는 것으로 출력되는 피드모터 회전속도 지령신호(후진)에 의해, 컨트롤러(100)로 인식된다. 인식한 컨트롤러(100)는, 드릴 정회전 전환용 전류출력, 및 피드 후진전환용 전류출력을 비례전자밸브(86,96)에 각각 출력하여 피드모터(84)와 드릴모터(91)를 구동시키고, 또한, 작업액 전환용 전류신호를 비례전자밸브(115)에 출력하고 작업액을 리머(30)로부터 분사시킨다.

이 때에도, 드릴모터(91)의 정회전 구동에 의해, 압력센서(91B)로부터 드릴모터압(정회전) 신호가 출력되기 때문에, 컨트롤러(100)는, 이 신호를 트리거로서 작업액 전환용 전류신호를 출력하여도 좋고, 이 신호만을 트리거로서 작업액 전환용 전류신호를 출력하여도 좋다.

(트리거 정회전 + 드릴추진정지 = 작업액 분사정지)

드릴을 정회전시키면서, 그 추진을 멈추고 있는 상태에서는, 작업액의 분사를 정지시킨다.

이 상태는, 예컨대 선도구멍(3D)의 굴삭시에 로드(10)끼리를 연결하는 경우나, 파일럿헤드(20)의 방향을 변환시키기 위해서, 파일럿헤드(20)를 그 지역에서 회전시켜서 경사절단부(22)의 위치를 조정하는 경우이다. 또한, 이 상태는, 작업기 레버(43)를 우방향으로 경사지게 함으로써, 드릴모터 회전속도 지령신호(정회전)만이 출력되어 있을 때에 컨트롤러(100)로 인식된다. 또한, 이 인식을 압력센서(91B)로부터의 드릴모터압(정회전)신호에 기초하여 행하여도 좋다. 인식한 컨트롤러 (100)는, 작업액 전환용 전류신호를 출력시키지 않고, 작업액을 분사시키지 않는다.

여기서, 경사절단부(22)의 위치조정은, 다음과 같이 하여 행해진다. 즉 우선, 파일럿헤드(20) 내의 발신기(24)로부터 자기탐지기로의 자기통신에 의해, 현시점의 경사절단부(22)의 위치를 검출한다. 다음에, 원하는 방향으로 추진방향을 변경하기 위해서는, 파일럿헤드(20)를 어느 정도 회전시키면 경사절단부(22)가 추진방향을 알맞는 위치로 돌아오는가를 확인하고, 그 회전각도만큼 파일럿헤드(20)를회전시킨다. 이 파일럿헤드(20)의 회전량은, 도 5에 나타내는 엔코더(91A)로부터의 드릴모터 회전용 엔코더신호에 의해서 제어된다.

(드릴 역회전 + 드릴추진정지 = 작업액 분사정지)

드릴을 역회전시키면서, 그 추진을 멈추고 있는 상태에서도, 작업액의 분사를 정지한다.

이 상태는, 예컨대 피매설물(E)의 당김시에 선행의 로드(10)로부터 후속의 로드(10)를 떨어진 경우이며, 작업기 레버(43)를 좌방향으로 경사지게 함으로써, 드릴모터 회전속도 지령신호(역회전)만이 출력되어 있을 때에 컨트롤러(100)로 인식된다. 또한, 이 인식을 압력센서(19C)로부터의 드릴모터압 신호(역회전)에 기초하여 행하여도 좋다.

또한, 선행 로드(10)에 대해서 후속의 로드(10)를 정회전시키면서 나사삽입하고, 따라서 로드(10)끼리의 연결을 행하는 본 실시형태에서는, 로드(10)끼리를 분리할 때 이외에 로드(10)의 역회전을 행하지 않도록 제어되고 있기 때문에, 드릴역회전 + 드릴전진, 드릴 역회전 + 드릴후진의 상태가 발생하는 일은 없고, 굴삭제어는 행해지지 않는다. 단, 로드(10)끼리를 나사삽입식으로 연결하는 것은 아니고, 키홈을 이용한 연결방식의 경우에는, 파일럿헤드(20)나 리머(30)를 역회전시키면서 전진 또는 후진시키는 것이므로, 선도구멍(D)이나 그 확경을 행하는 것도 고려되기 때문에, 이와 같은 경우에는, 작업액을 분사시키는 제어를 행하여도 좋다.

(드릴회전정지 + 드릴전진 = 작업액 분사정지)

드릴의 회전을 정지시키고, 또한 드릴을 전진시키는 경우에는, 작업액의 분사를 정지시킨다.

이 상태는, 파일럿헤드(20)의 추진방향을 변경하면서 추진시키는 경우이고, 작업기 레버(43)로부터 드릴모터 회전속도 지령신호의 출력이 없고, 피드모터 회전속도 지령신호(전진)만이 출력되는 것이므로, 컨트롤러(100)에 의해 인식된다. 인식한 컨트롤러(100)는, 작업액을 분사시키지 않는다.

(드릴회전정지 + 드릴후진 = 작업액 분사정지)

드릴의 회전을 정지시키고, 또한 드릴을 후진시키는 경우에는, 작업액의 분사를 정지시킨다.

이 상태는, 예컨대 파일럿헤드(20)를 후진시켜서 회수하는(리머(30)에 의한 확경을 행하지 않는다) 경우이고, 작업기 레버(43)로부터 드릴모터 회전속도 지령신호이 출력이 없고, 피드모터 회전속도 지령신호(후진)만이 출력되는 것이므로, 컨트롤러(100)에 의해 인식된다. 인식한 컨트롤러(100)는, 작업액을 분사시키지 않는다.

(드릴 회전정지 + 드릴추진정지 = 작업액 분사정지)

드릴의 회전 및 추진이 함께 정지되어 있는 경우에는, 작업액의 분사를 정지시킨다.

이 상태는, 예컨대 굴삭작업이 전혀 행해지고 있지 않은 경우이고, 작업기 레버(43)로부터 피듬터 회전속도 지령신호 및 피드모터 회전속도 지령신호가 일절 출력되지 않는 것이므로, 컨트롤러(100)에 의해 인식된다.

그런데, 도 8에 나타내는 드릴의 회전 및 추진상태에 있어서, 사선으로 둘러싸인 상태일 때에는 기본적으로, 작업액을 분사시키지 않지만, 예컨대 드릴의 회전 및 추진이 함께 정지해 있는 경우에도, 파일럿헤드(20)의 분사구(22A)에 막힌 굴삭토를 배제하거나, 작업액이 확실히 분사되는지의 여부의 확인, 그 외의 사정에 의해 작업액을 토출시키고 싶은 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 도 5에 나타내는 수동작업액 스위치(120)를 압압함으로써, 컨트롤러(100)에 의한 작업액 분사의 자동제어를 해제하고, 작업액을 수동으로 토출 또는 분사시키는 것이 가능하게 되어 있다.

이와 같은 본 실시형태에 의하면, 이와 같은 효과가 있다.

(1) 지반천공기(1)의 수평드릴장치(2)에는, 파일럿헤드(20)나 리머(30)의 회전조작을 행하는 작업기 레버(43)가 설치되어 있음과 아울러, 이들 회전상태에 따라서 출력되는 포텐셔미터(43A)로부터의 드릴모터 회전속도 지령신호에 의해, 작업액의 분사를 자동제어하는 컨트롤러(100)가 설치되어 있으므로, 예컨대 파일럿헤드 (20)를 전진 또는 후진시키는 경우에도, 파일럿헤드(30)나 리머(30)가 회전하고 있을 때는, 작업액 전환밸브(111)를 전환하여 작업액을 분사시키고, 굴삭성, 배토성, 냉각성을 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 파일럿헤드(20)를 정지시켜서 추진방향을 변경하거나, 회수하는 경우에는, 굴삭토의 배토용이나 선도체의 냉각용 작업액이 불필요하고, 그 분사를 정지시킬 수 있다. 따라서, 파일럿헤드(20)나 리머(30)의 회전상태에 따른 적절한 양의 작업액을 분사시킬 수 있고, 작업액의 쓸데없는 소비를 억제하여 시공비를 삭감할 수 있다.

(2) 또한, 컨트롤러(100)는, 파일럿헤드(20)나 리머(30)가 추진 중인지의 여부를, 포텐셔미터(43A)로부터의 피드모터 회전속도 지령신호에 의해서 보다 정확하게 검출할 수 있기 때문에, 예컨대, 파일럿헤드(20)나 리머(30)가 회전하지 않는 상태, 즉 로드(10)의 착탈시나 굴삭작업이 전혀 행해지지 않는 상태를 확실하게 인식할 수 있고, 이 상태에서의 작업액의 분사를 정지시키는 것이므로, 작업액의 쓸데없는 소비를 한층 방지할 수 있다.

(3) 또한, 컨트롤러(100)에 의하면, 파일럿헤드(20)를 회전정지상태로 추진시킴으로써, 추진방향을 변경시키면서 굴삭하는 경우에는, 작업액의 분출을 완전히 정지시키는 것이므로, 지산을 느슨해지기 어렵게 하여 파일럿헤드(20)로의 반력을 용이하게 생기게 할 수 있다. 따라서, 보다 작은 곡률반경으로 추진방향을 변경할 수 있고, 관입갱(A)으로부터 발진입갱(B)까지의 굴삭길이(L)를 짧게 하여 굴삭작업의 작업효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 발진입갱(B)으로부터 도달입갱(C)까지의 사이에서, 도중의 장해물을 피하기 위하여 추진방향을 변경하는 경우에도, 작은 곡률반경으로 추진방향을 바꿀 수 있기 때문에, 용이하게 처음의 직성형상의 굴삭궤도로 돌아올 수 있고, 추진방향의 변경에 관해서 자유도가 큰 굴삭작업을 실현할 수 있다.

(4) 또한, 수평드릴장치(2)에는, 컨트롤러(100)의 작업액 분사의 자동제어를 해제하여, 수동으로 작업액을 분사 등을 할 수 있는 수동작업액 스위치(120)가 설치되어 있기 때문에, 예컨대 자동제어시에는, 파일럿헤드(20) 등을 전혀 굴삭작업을 행하지 않은 경우에, 작업액을 분사시키지 않았지만, 이와 같은 상태일 때에도,수동작업액 스위치(120)를 이용하여 작업액을 토출시킴으로써, 파일럿헤드(20)의 분사구(22A)에 막힌 굴삭토 등을 배제하거나, 작업애깅 확실하게 분사하는지 등을 확인할 수 있고, 수평드릴장치(2)의 사용형태를 양호하게 할 수 있다.

(5) 컨트롤러(100)는, 드릴모터(91)로의 유압을 검출하는 압력센서(91B,91C)로부터 드릴모터압 신호가 출력되기 때문에, 드릴모터(91)의 회전상태를 포텐셔미터(43A)로부터의 드릴모터 회전속도 지령신호 외, 이 드릴모터 압력신호에 기초하여 판단할 수 있고, 회전상태를 보다 정확하게 판단할 수 있다. 또한, 드릴모터압 신호(정회전)와 드릴모터압 신호(역회전)는, 개별의 검출신호로서 출력되는 것이므로, 이들 신호로부터는 회전하는 드릴모터(91)가 정회전하고 있는가, 또는 역회전하고 있는가를 정확하게 판단할 수 있다.

[제2실시형태]

도 9에는, 본 발명의 제2실시형태가 나타내져 있다.

본 실시형태에서는, 작업액 펌프(113)와 로드(10)(드릴)의 사이의 작업액 유로 중에 전환밸브(130)를 설치한 점이, 상기 제1실시형태와는 다르다. 이 전환밸브 (130)는, 컨트롤러(100)(도 5)로부터의 전환신호에 의해 전환되지만, 보다 드릴측에 가까운 위치에 설치되는 것이므로, 작업액 모터(112) 및 작업액 펌프(113)를 구동시키면서 작업액의 공급정지, 또는 파일럿헤드(20)로부터의 작업액의 분사를 제어하는 것이 가능하다.

구체적인 제어로서는, 컨트롤러(100)에 있어서, 엔코더(91A)로부터의 드릴모터 회전용 엔코더신호를 검출신호로서 감시함과 아울러, 360도 회전하고 있즌 파일럿헤드(20)의 회전량(회전각도)으로부터, 상기 파일럿헤드(20)가 소정의 회전각도범위를 돌아왔을 때를 판단하고, 이 각도범위 내에 있을 때에만 전환밸브(130)에 전환신호에 출력하고, 파일럿헤드(20)로부터 작업액을 분출시킨다. 따라서, 파일러헤드(20)가 일회전하는 사이에, 작업액의 분사 및 정차를 교대로 반복하게 된다.

이와 같은 구성에서는, 이하의 효과가 있다.

(6) 본 실시형태에서는, 회전하는 파일럿헤드(20)가 소정각도범위 내에 돌아왔을 때만, 파일럿헤드(20)로부터 작업액을 분사시키기 때문에, 선도구멍(D)의 선단측에는, 지산의 일방향에 있는 부분만을 작업액으로 느슨하게 할 수 있고, 이 느슨한 부분을 향하여 파일럿헤드(20)의 추진방향을 용이하게 변경할 수 있다. 이 때문에, 추진방향의 변경 중에도, 파일럿헤드(20)를 회전시키면서 굴삭할 수 있고, 굴삭효율을 현격하게 향상시킬 수 있다. 또한, 소정의 회전각도범위일 때에 작업액이 분출하는 정도이기 때문에, 작업액의 분출량이 적게 끝나고, 상기 (1)의 효과를 저해하는 우려도 없다.

(7) 또한, 전환밸브(130)는, 작업액 펌프(113)보다도 하류측에 설치되고, 작업액 모터(112)나 작업액 펌프(113)를 구동시키면서 전환가능하기 때문에, 파일럿헤드(20)로부터의 작업액의 분사 및 정지를, 작업액 모터(112) 및 작업액 펌프 (113)의 관성에 좌우되지 않고 반응좋게 순식간에 행할 수 있고, 비례전자밸브 (115)의 전환을 교대로 행하여 분사 및 정지를 반복하는 경우보다도, 양호한 응답성 하에서 확실하게 실시할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 전환밸브(130)를 이용하였지만, 이것을 대신하여비례전자밸브를 이용하여도 좋다.

또한, 소정의 회전각도범위에서만 작업액을 분사시키는 상기 제어를 행하지 않는 경우에도, 전환밸브(130)를 설치하여도 좋다. 이와 같은 경우에는, 작업액의 분사제어를 수압회로측과 유압회로측의 쌍방으로 실시할 수 있고, 보다 다양한 제어에 대응할 수 있다.

[제3실시형태]

도 10에는, 본 발명의 제3실시형태에 관한 마이너스 커트의 전기회로(유량제어기구(140)가 나타내져 있다.

상기 제1, 제2실시형태에서는, 작업기 레버(43)의 포텐셔미터(43A)로부터 출력되는 드릴모터 회전속도 지령신호 등에 기초하여, 컨트롤러(100)가 작업액 전환용 전류신호를 비례전자밸브(115)에 출력되어 있지만, 본 실시형태에서는, 그와 같은 컨트롤러(100)를 이용하는 일없이, 작업기 레버(43)의 정회전측의 움직임에 연동한 드릴회전 스위치(141)가 「ON」으로 되었을 때에, 비례전자밸브(115) 또는 전환밸브(130)의 전환을 자동적으로 실시할 수 있는 것이다. 이 드릴회전 스위치 (141)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 작업기 레버(43)를 중립위치로부터 소정각도 이상, 우방향으로 경사지게 하였을 때에, 포텐셔미터(43A)로부터의 검출신호에 의해서 「ON」으로 된다.

그 동작을 전기회로에 기초하여 설명한다. 우선, 작업액 펌프 입력스위치 (142)를 「ON」시키면, 전류(i0,i1)가 흐르고, 여자코일(143)이 여자되어서 접점 (144,145)이 닫힌다. 이 때, 접점(144,145)은 GND에 접지되어 있으므로, 전류(i0,i1)에 더해서 전류(i2)가 흐른다. 이 때문에, 작업액 펌프 입력스위치(142)는, 압압한 손을 떼놓는 것이므로 닫힌 접점이 다시 떨어지는 모멘트리 스위치이지만, 전류(i0,i2)에 의해 여자코일(143)의 여자상태가 유지된다. 이 상태에 있어서, 작업기 레버(43)의 정회전측으로 경사시키면, 드릴회전 스위치(141)가 「ON」하고, 비례전자밸브(115) 또는 전환밸브(130)가 여자되어서 작업액 펌프(113)(도 4, 도 9)가 작동한다.

한편, 작업기 레버(43)를 중립위치로 되돌려서 드릴회전 스위치(141)를 「OFF」로 하지만, 작업액 펌프 전환스위치(146)를 「ON」시키고, 그 접점이 열리면, 비례전자밸브(115)나 전환밸브(130)의 여자상태가 해제되고, 작업액 펌프(113)가 정지하여 작업액의 분사가 멈춘다.

이와 같은 본 실시형태에서는, 이하의 (8)의 효과가 있다.

(8) 즉, 비례전자밸브(115)나 전환밸브(130)는, 컴퓨터를 이용한 컨트롤러 (100)로부터의 출력에 의해서 전환되는 것은 아니고, 작업기 레버(43)의 움직임에 연동한 드릴회전 스위치(141)의 「ON」, 「OFF」에 의해서 전환되는 것이므로, 드릴회전 스위치(141), 비례전자밸브(115), 전환밸브(130), 및 그 외의 전자부품을 전기적으로 접속한 전기회로(140)를 형성하면 좋고 컨트롤러(100)를 불필요하게 하여 비용을 삭감할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 구성 등을 포함하고, 이하에 나타내는 변형 등도 본 발명에 포함된다.

예컨대, 상기 제3실시형태에서는, 마이너스 커트의 전기회로에 의해, 비례전자밸브(115)나 전환밸브(130)를 전환하고 있었지만, 도 12에 나타내는 바와 같이, 전원의 접속방식을 바꾸는 것이므로 플러스 커트의 전기회로(유량제어기구)(150)를 이용하여도 좋다. 이와 같은 전기회로에서는, 전류(i0,i1,i2)의 흐르는 방향이 제3실시형태와는 다르지만, 제3실시형태와 마찬가지의 동작을 실현할 수 있고, 상기 (8)의 효과도 마찬가지로 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 파일럿헤드(20)로부터 작업액을 분사시키는지, 또는 정지시키는지 중 어느 하나에 의해서 그 분사유량을 제어하는 경우에 한정되지 않고, 분사유량을 조여넣는 등으로 하여 감소시키는 것이므로, 그 분사유량을 제어하는 경우도 포함된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 드릴모터(91)가 회전하고 있는지, 또는 정지하고 있는지의 상태에 따라서 작업액의 분사 및 정지를 제어하고 있었지만, 드릴모터(91)의 회전속도에 따라서 작업액의 유량제어를 행하여도 좋다. 예컨대 드릴모터 (91)가 소정의 회전속도 이상의 경우에는 작업액을 분사하고, 그 회전속도에 도달하지 않은 상태에서는 작업액을 정지한다라는 방법이다.

상기 제1,제2실시형태에서는, 포텐셔미터(43A)가 본 발명에 관한 회전상태 검출수단과 추진상태 검출수단의 양쪽을 겸용하고 있었지만, 예컨대, 회전상태 검출수단으로서, 도 5에 나타내는 압력센서(91B,91C)를 이용하여도 좋고, 또한, 드릴모터(91) 또는 회전축(92)의 회전을 검출가능한 회전센서 등이어도 좋다. 또한, 추진상태 검출수단으로서는, 피드모터(84)에 공급되는 유압을 검출가능한 유압센서나, 피드모터(84)의 회전을 검출가능한 회전센서 등이어도 좋다. 즉, 회전상태 검출수단 및 추진상태 검출수단으로서는, 파일럿헤드(20)나 리머(30)의 회전상태나 추진상태를 직접적으로, 또한 간접적으로 검출할 수 있는 임의로 센서류를 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 회전각도 검출수단으로서도, 엔코더(91A)에 한정되는 것이 아니고, 드릴모터(91)나 회전축(92)의 회전각도 등을 검출가능한 임의의 센서류를 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 작업액의 소비량을 적게 하여 시공비를 삭감할 수 있으며, 굴삭작업을 효율좋게 실시할 수 있다.

Claims (4)

1. 지반천공기(1)에 있어서,

   로드(10);

   로드(10)를 회전시키는 로드회전기구(9);

   로드(10)를 추진시키는 로드추진기구(8);

   로드(10)의 선단에 설치됨과 아울러 회전 및 추진가능하게 된 선도체(20);

   이 선도체(20)에 설치되어서 상기 로드(10)를 통해서 공급되는 작업액을 분사시키는 분사구(22A);

   상기 선도체(20)의 회전상태를 검출하는 회전상태 검출수단(43A); 및

   이 회전상태 검출수단(43A)으로부터의 검출신호에 기초하여 상기 분사구 (22A)로부터 분사되는 작업액의 분사유량을 제어하는 유량제어기구(100,140,150)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 지반천공기.
2. 제1항에 있어서, 상기 선도체(20)의 추진상태를 검출하는 추진상태 검출수단 (43A)을 구비하고,

   상기 유량제어기구(100)는, 상기 추진상태 검출수단(43A)으로부터의 검출신호에 기초하여 상기 분사구(22A)로부터 분사되는 작업액의 분사유량을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 지반천공기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선도체(20)의 회전각도를 검출하는 회전각도 검출수단(91A)을 구비하고 있음과 아울러,

   상기 분사구(22A)는, 상기 선도체(20)의 회전중심축(N) 상으로부터 떨어진 방향으로 작업액을 분사할 수 있게 개구되고,

   상기 유량제어기구(100)는, 상기 회전각도 검출수단(91A)으로부터의 검출신호에 기초하여 상기 분사구(22A)로부터 분사되는 작업액의 분사유량을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 지반천공기.
4. 지반천공기(1)에 있어서,

   로드(10);

   로드(10)를 회전시키는 로드회전기구(9);

   로드(10)를 추진시키는 로드추진기구(8);

   로드(10)의 선단에 설치됨과 아울러 회전 및 추진가능하게 된 선도체(20);

   이 선도체(20)에 설치되어서 상기 로드(10)를 통해서 공급되는 작업액을 분사시키는 분사구(22A); 및

   굴삭중의 상기 선도체(20)가 회전정지의 상태에서 추진되고 있는 경우에 상기 분사구(22A)로부터의 작업액의 분사를 정지시키는 유량제어기구(100)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 지반천공기.