(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、アクチュエータ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ようになっており、前記アクチュエータと油圧源とを接続する作動管路の一部分が可撓性の油ホースで構成されているさく孔機において、
前記作動管路の前記油ホース部分よりも油圧源に近い位置の油量を検出する油量センサと、前記作動管路の前記アクチュエータと前記油量センサとを繋ぐ部分の油圧を検出する圧力センサと、該圧力センサの検出データに基づいて油量の誤差を補正するコントローラとを設けたことを特徴とするさく孔機のアクチュエータの油量検出装置。
【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、アクチュエータ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、可動部分のアクチュエータ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的に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アクチュエータの作動を制御する。
【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のアクチュエータＡと油圧源とを接続する作動管路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からアクチュエータＡに流れる作動油の油量を精密に計測し、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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、アクチュエータＡの作動管路１０の台車１からブーム４側への部分には、ブーム４の移動に容易に追従できるように可撓性の油ホースが用いられている。油ホースは、作動管路１０の油圧が変化すると膨張収縮するため、油ホース内の容積が変化する。例えば、９mm径の油ホースでは、図５に示すように、油圧が４０kgf/cm2 から１６０kgf/cm2 に上昇すると、容積が約２cm3/m 増加することになる。
【０００７】
このように、油ホースの容積が変化すると、油量センサ１１の計測の精度が高くても、油量センサ１１で検出した油量と実際にアクチュエータＡに流入する油量とが相違するので、油量センサ１１の検出データから求めた可動部分の作動量には誤差が生じることになり、さく孔機の正確な制御に支障をきたす。
【０００８】
このような誤差をさけるために、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、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アクチュエータ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、アクチュエータ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アクチュエータ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アクチュエータの油量検出装置は、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、アクチュエータ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ようになっており、前記アクチュエータと油圧源とを接続する作動管路の一部分が可撓性の油ホースで構成されているさく孔機において、前記作動管路の前記油ホース部分よりも油圧源に近い位置の油量を検出する油量センサと、前記作動管路の前記アクチュエータと前記油量センサとを繋ぐ部分の油圧を検出する圧力センサと、該圧力センサの検出データに基づいて油量の誤差を補正するコントローラとを設け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、アクチュエータ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、作動管路の油圧が変化すると、油ホースは膨張収縮するため油ホース内の容積が変化し、油量センサで検出した油量が実際にアクチュエータに流入する油量と相違するようになって誤差を生じるが、作動管路の油圧が圧力センサによって検出されており、作動管路の油圧が変化すると、コントローラが圧力センサの検出データに基づいて油量の誤差を補正する。
【００１３】
従って、可動部分の作動量は補正された油量に基づいて精度良く求められるので、正確にさく孔機を制御することができる。
【００１４】
【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アクチュエータの油量検出装置の構成図である。
【００１５】
アクチュエータＡ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。
【００１６】
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のアクチュエータＡの油量を遠隔で検出するため、油量検出装置３０は台車１上に設けられる。
【００１７】
アクチュエータＡと油圧源とを接続する作動管路１０は、台車１からブーム４側への部分が油ホース１０Ｈとなっている。
油量検出装置３０は、アクチュエータＡの作動管路１０の油量を検出する油量センサ３１と、作動管路１０の油圧を検出する圧力センサ３２と、この圧力センサ３２の検出データ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。
【００１８】
油量センサ３１は、作動管路１０からアクチュエータＡ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。圧力センサ３２は、作動管路１０の油圧を計測し、計測した油圧のデータをコントローラ３３に送る。
【００１９】
さく孔作業時には、アクチュエータＡ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。
【００２０】
このとき、作動管路１０の油圧が変化すると、油ホース１０Ｈは膨張収縮するため油ホース１０Ｈ内の容積が変化し、油量センサ３１で検出した油量が実際にアクチュエータＡに流入する油量と相違するようになって誤差を生じるが、作動管路１０の油圧は圧力センサ３２によって常時検出されているので、作動管路１０の油圧が変化すると、コントローラ３３が圧力センサ３２の検出データに基づいて油量の誤差を補正する。
【００２１】
コントローラ３３による油量の補正は、例えば次式のような補正式によって補正値ΔＶを求めることにより行われる。
ΔＶ＝Ｖ×α×ΔＰ
Ｖ：油ホース内の容積
α：油圧による油ホース内の容積の変化率
ΔＰ：油圧の変化
油ホース内の容積Ｖと油圧による油ホース内の容積の変化率αとは、各油ホース１０Ｈについて定数としてコントローラ３３に記憶されている。
【００２２】
さく孔機の可動部分の作動量は、この補正値ΔＶによって補正された油量に基づいて精度良く求められるので、正確にさく孔機を制御することができる。
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アクチュエータの油量検出装置は、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アクチュエータ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】従来のさく孔機のアクチュエータ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。
【図５】油圧変化による油ホースの容積変化量を示すグラフである。
【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
１０Ｈ  油ホース
３０    油量検出装置
３１    油量センサ
３２    圧力センサ
３３    コントローラ
Ａ      アクチュエータ
【図１】
0003865882.tif 000002
【図２】
0003865882.tif 000003
【図３】
0003865882.tif 000004
【図４】
0003865882.tif 000005
【図５】
0003865882.tif 000006