(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
さく岩機を搭載したガイドシェルやブームの各関節部やスライド部等の可動部分の作動量を、可動部分を作動させる油圧シリンダの油量によって求め、その作動量のデータに基づいて自動位置決めや位置表示を行うさく孔機において、
前記油圧シリンダの作動管路の油量を検出する油量センサと、油圧シリンダのストロークエンド到達を検出するストロークエンド検出手段と、ストロークエンド検出手段の検出信号をリセット信号としてストローク長のカウンタ値を修正することにより油量の誤差を補正するコントローラとを設け、
前記ストロークエンド検出手段は、前記油圧シリンダがストロークエンドに到達したときにプッシャに押されて作動して検出管路に圧力信号を送出するプッシュバルブと、前記検出管路に接続され前記圧力信号を電気信号に変換して前記検出信号として前記コントローラに送る圧力スイッチとを備えて構成されていることを特徴とするさく孔機の油圧シリンダの油量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、さく岩機を搭載したガイドシェルやブームの各関節部やスライド部等の可動部分の作動量を、可動部分を作動させる油圧シリンダの油量によって求め、その作動量のデータに基づいて自動位置決めや位置表示を行うトンネルジャンボ等のさく孔機において、可動部分を作動させる油圧シリンダの油量を検出する油量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘削等のさく孔作業において、省力化、省人化のために、さく岩機を搭載したガイドシェルとこれを支持するブームをコンピュータで制御して自動位置決めや位置表示を行うさく孔機が用いられている。このようなさく孔機では、ガイドシェルやブームの各関節部やスライド部等の可動部分の作動量を求め、その作動量のデータに基づいて目標位置までの所要移動量を演算して各可動部分の油圧シリンダの作動を制御する。
【０００３】
例えば、図２に示すトンネルジャンボＪは、台車１の前部にブーム４を枢支している。このブーム４は、ブームリフトシリンダ５、ブームスイングシリンダ６でリフト、スイング可能になっており、ブーム伸縮シリンダ（図示略）で伸縮可能になっている。このブーム４の先端部には、さく岩機２を搭載したガイドシェル３が枢支されている。ガイドシェル３はガイドスイングシリンダ７、ガイドチルトシリンダ（図示略）でスイング、チルト可能になっている。さく岩機２はフィードシリンダ（図示略）によってガイドシェル３上で送りが与えられる。
【０００４】
台車１上には、ガイドシェル３やブーム４の各関節部やスライド部等の可動部分の作動量を求めるための検出手段２０が設けられる。このように、台車１上でガイドシェル３やブーム４の各関節部やスライド部等の可動部分の作動量を遠隔で検出するための検出手段２０には、図３に示すように、ブームリフトシリンダ５、ブームスイングシリンダ６、ブーム伸縮シリンダ、ガイドスイングシリンダ７、ガイドチルトシリンダ、フィードシリンダ等の各可動部分を作動させる油圧シリンダＣの作動管路１０に油量センサ１１を設け、油量センサ１１で検出した油量から可動部分の作動量を演算して求めるものが使用されている。
【０００５】
ここで用いられる油量センサ１１は、図４に示すように、ケーシング１２内に２枚のギヤ１３を備えていて、作動管路１０から油圧シリンダＣに流れる作動油の油量を計測し、計測した油量のデータを電気パルス信号として出力するようになっている。この油量のデータと油圧シリンダＣの断面積から油圧シリンダＣの伸縮量が得られ、これにより関節部の回動角度やスライド部の移動距離等の可動部分の作動量を求めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、油量センサ１１はケーシング１２とギヤ１３との間の隙間から若干の油漏れがあるので、油量センサ１１が検出する作動管路１０の油量には誤差が避けられず、この油量のデータから油圧シリンダＣの伸縮量を求めると、油圧シリンダＣの実際の伸縮量と相違することになる。
【０００７】
例えば、油圧シリンダＣがフィードシリンダのようにストロークの長いものであると、ピストン１４がストロークエンドまで１往復する間に３〜４ｃｍの測定誤差が生じる。この誤差は、ピストン１４の往復動作が増えると累積されて増大するので、ストロークの短い油圧シリンダであっても、ピストン１４の往復動作が多いと誤差の累積によりさく孔機の正確な制御に支障をきたすことになる。
【０００８】
このような誤差を避けるために、可動部分に作動量を直接検出するエンコーダ等の計測機器を取付けることも可能であるが、さく孔機は過酷な作業環境で使用されるものであるので、耐環境性の低い計測機器をブーム４やガイドシェル３に直接設置すると、計測機器の破損や電気配線の断線等のおそれがある。
【０００９】
この発明は、さく孔機の可動部分の作動量を求めるための油圧シリンダの油量の検出におけるかかる問題を解決するものであって、油圧シリンダに供給される油量を台車側から遠隔で精度良く検出することができ、計測機器の破損や電気配線の断線等のおそれのないさく孔機の油圧シリンダの油量検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のさく孔機の油圧シリンダの油量検出装置では、さく岩機を搭載したガイドシェルやブームの各関節部やスライド部等の可動部分の作動量を、可動部分を作動させる油圧シリンダの油量によって求め、その作動量のデータに基づいて自動位置決めや位置表示を行うさく孔機において、前記油圧シリンダの作動管路の油量を検出する油量センサと、油圧シリンダのストロークエンド到達を検出するストロークエンド検出手段と、ストロークエンド検出手段の検出信号をリセット信号としてストローク長のカウンタ値を修正することにより油量の誤差を補正するコントローラとを設け、前記ストロークエンド検出手段を、前記油圧シリンダがストロークエンドに到達したときにプッシャに押されて作動して検出管路に圧力信号を送出するプッシュバルブと、前記検出管路に接続され前記圧力信号を電気信号に変換して前記検出信号として前記コントローラに送る圧力スイッチとを備えて構成することにより上記課題を解決している。
【００１１】
さく孔作業時には、可動部分を作動させる油圧シリンダの作動管路の油量が油量センサによって検出され、この油量によって可動部分の作動量が求められ、この可動部分の作動量のデータに基づいてさく孔機の自動位置決め等の制御が行われる。
【００１２】
このとき、油量センサが検出する作動管路の油量には誤差が生じるが、油圧シリンダがストロークエンドに達すると、ストロークエンド検出手段がコントローラに検出信号を送り、コントローラがこの検出信号に基づいて油量の誤差を補正する。このように、油圧シリンダの１ストローク毎に誤差を補正するので、ピストンの往復動作で誤差が累積されて増大することがなく、さく孔機を正確に制御することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態であるさく孔機の油圧シリンダの油量検出装置の構成図である。
【００１４】
油圧シリンダＣの油量検出装置３０が用いられるさく孔機の構成は、基本的に図２に示すトンネルジャンＪと同様であり、台車１にブーム４が設けられている。このブーム４は、ブームリフトシリンダ５、ブームスイングシリンダ６でリフト、スイング可能になっており、ブーム伸縮シリンダ（図示略）で伸縮可能になっている。このブーム４の先端部には、さく岩機２を搭載したガイドシェル３が枢支されている。ガイドシェル３はガイドスイングシリンダ７、ガイドチルトシリンダ（図示略）でスイング、チルト可能になっている。さく岩機２はフィードシリンダ（図示略）によってガイドシェル３上で送りが与えられる。
【００１５】
ブームリフトシリンダ５、ブームスイングシリンダ６、ブーム伸縮シリンダ、ガイドスイングシリンダ７、ガイドチルトシリンダ、フィードシリンダ等の各可動部分を作動させる油圧シリンダＣの油量を遠隔で検出するため、油量検出装置３０の本体は台車１上に設けられる。
【００１６】
油圧シリンダＣの作動管路１０は、台車１からブーム４側への部分が油ホースとなっている。
油量検出装置３０は、油圧シリンダＣの作動管路１０の油量を検出する油量センサ３１と、油圧シリンダＣのストロークエンド到達を検出するストロークエンド検出手段と、ストロークエンド検出手段の検出信号に基づいて油量の誤差を補正するコントローラ３３とを備えている。
【００１７】
油量センサ３１は、作動管路１０から油圧シリンダＣに流れる作動油の油量を計測し、計測した油量のデータをコントローラ３３に送る。
ストロークエンド検出手段は、油圧シリンダＣのピストンロッド１５に設けられたプッシャ３４と、油圧シリンダＣのピストン１４が縮小側のストロークエンドに到達したとき、プッシャ３４に押されて作動し検出管路３６に圧力信号を送出するプッシュバルブ３５と、検出管路３６に接続されており、プッシュバルブ３５の作動による圧力信号を電気信号に変換してコントローラ３３に送る圧力スイッチ３７とで構成されている。なお、ストロークエンドの検出は、伸長側で行ってもよく、また縮小側と伸長側の双方で行うようにすることもできる。
【００１８】
ストロークエンド検出手段の検出管路３６も、台車１からブーム４側への部分が油ホースとなっている。
さく孔作業時には、油圧シリンダＣの作動管路１０の油量が油量センサ３１によって検出され、この油量によって可動部分の作動量が求められ、この可動部分の作動量のデータに基づいてさく孔機の自動位置決め等の制御が行われる。
【００１９】
このとき、油量センサ３１が検出する作動管路１０の油量には誤差が生じるが、油圧シリンダＣのピストン１４がストロークエンドに到達すると、プッシャ３４によりプッシュバルブ３５が押されて作動し、検出管路３６に圧力信号が送出され、圧力信号は圧力スイッチ３７で電気信号に変換されてコントローラ３３に送られ、コントローラ３３がこの検出信号に基づいて油量の誤差を補正する。
【００２０】
コントローラ３３による油量の補正は、例えば縮小側のストロークエンド到達の検出信号をリセット信号としてストローク長のカンウタ値が０となるよう修正することにより行う。
【００２１】
このように、油圧シリンダＣの１ストローク毎に誤差を自動的に補正するので、ピストン１４の往復動作で誤差が累積されて増大することがなく、さく孔機を正確に制御することができる。
【００２２】
ブーム４側に設けるのは、耐環境性の高いプッシャ３４とプッシュバルブ３５のみであり、検出管路３６は、台車１からブーム４側への部分が油ホースとなっていて、耐環境性の低い計測機器をブーム側に設置する必要はないので、計測機器の破損や電気配線の断線等のおそれはない。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のさく孔機の油圧シリンダの油量検出装置は、さく孔機の可動部分の作動量を求めるためのアクチュエータの油量を台車側から遠隔で精度良く検出することができる。従って、正確にさく孔機を制御することができ、また、計測機器をブーム側に設置しないので計測機器の破損や電気配線の断線等のおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるさく孔機の油圧シリンダの油量検出装置の構成図である。
【図２】さく孔機の一例を示すトンネルジャンボの側面図である。
【図３】従来のさく孔機の油圧シリンダの油量検出装置の構成図である。
【図４】従来の油量センサの説明図である。
【符号の説明】
１      台車
２      さく岩機
３      ガイドシェル
４      ブーム
５      ブームリフトシリンダ
６      ブームスイングシリンダ
７      ガイドスイングシリンダ
１０    作動管路
１４    ピストン
１５    ピストンロッド
３０    油量検出装置
３１    油量センサ
３３    コントローラ
３４    プッシャ
３５    プッシュバルブ
３６    検出管路
３７    圧力スイッチ
Ｃ      油圧シリンダ
【図１】
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【図２】
0003865885.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003865885.tif 000005