(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリルヘッドを昇降させる油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの上昇側ポートに圧油を送る上昇用送り管路と、下降側ポートに圧油を送る下降用送り管路と、前記上昇用送り管路に設けられたカウンタバランス弁とを備えた吊り掘り用油圧回路において、
前記上昇用送り管路に前記カウンタバランス弁をバイパスするバイパス管路を設け、このバイパス管路に前記カウンタバランス弁の二次側から得られるパイロット圧により作動するパイロットチェック弁を設けたことを特徴とする吊り掘り用油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吊り掘り用油圧回路に関し、さらに詳細には、掘削ツールスの下降時にその暴走を防止するためのカウンタバランス弁を備えた油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大深度掘削を行う場合、掘削深度の増大にともなってドリルヘッドに加わる掘削ツールスの荷重が増大するため、掘削ツールスの孔底への下降時には暴走の危険が生じる。このようなことから、ドリルヘッド昇降用のウィンチを作動させる油圧アクチュエータの作動回路として、カウンタバランス回路が用いられている。
【０００３】
他方、吊り掘り時においては、ドリルヘッドの荷重を含む掘削ツールス荷重をそのままビットに作用させるとビット荷重が過荷重になり、種々の掘削トラブルの原因になる。このため、吊り掘り時には、油圧アクチュエータの上昇側ポートに圧油を送ることにより掘削ツールス荷重に対抗させ、ビット荷重を軽減している。
【０００４】
吊り掘りを行うためには、油圧アクチュエータに与える上昇荷重よりも掘削ツールス荷重の方が大きくなければならないことから、圧油は上昇用送り管路を経て油タンクに戻ることになるが、上昇用送り管路に設けられたカウンタバランス弁が作動しないため、圧油は戻ることができない。すなわち、暴走防止用として設けたカウンタバランス弁のために吊り掘りが不可能となる。
【０００５】
このことを、この発明の実施の形態の作用図として示された図４を参照して、さらに説明する。油圧ポンプ９から方向切換弁６を経て上昇用送り管路１２に送られた圧油は、カウンタバランス弁１３のチェック弁１８を通って油圧アクチュエータ４に送られ、この油圧アクチュエータ４には上向きの圧力Ｐ3 が与えられる。その結果、掘削ツールス荷重をＦ、油圧アクチュエータとして示された油圧シリンダ４の断面積をＡとすると、ビット荷重はＦ−ＡＰ3 となるが、Ｆ＞ＡＰ3 であることから、圧油は上昇用送り管路１２を戻らなければならない。しかしながら、カウンタバランス弁１３の外部パイロット１４が接続された下降用送り管路５は油タンク１１側であるので、パイロット圧が作用せず、カウンタバランス弁１３が開放しない。すなわち、圧油は上昇用送り管路１２を戻ることができない。
【０００６】
このため、従来は図５（ａ）に示すように、外部パイロット２０を付加し、そのパイロット圧によりカウンタバランス弁１３を強制的に開放するか、同図（ｂ）に示すようにように、上昇用送り管路１２にカウンタバランス弁１３をバイパスするバイパス管路２１を設け、このバイパス管路２１に切換弁２２を設ける油圧回路を構成していた。
【０００７】
しかしながら、図５（ａ）に示す回路構成では、カウンタバランス弁１３の構造上、ある程度以上のパイロット圧を要し、そのための油圧源が必要になる。また、電磁弁等の電気により作動する油圧弁類を使用できない場合は、手動で外部パイロット２０を操作しなければならず、誤操作の原因となる。
【０００８】
図５（ｂ）に示す回路構成では、図５（ａ）の場合と同様に、電磁弁を使用しない場合は、操作が繁雑となり、誤操作によるウィンチの暴走すなわち掘削ツールスの暴走が発生する場合がある。また、付加する切換弁２２も容量が大きなものが必要となり、機器の配置、油圧配管など構造上の問題も発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
【００１０】
この発明の目的は、カウンタバランス弁があるにもかかわらず吊り掘りを可能とし、電磁弁を使用しなくとも吊り掘りの際の誤操作を回避して安全に掘削を行うことができる吊り掘り用油圧回路を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
【００１２】
すなわちこの発明は、ドリルヘッドを昇降させる油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの上昇側ポートに圧油を送る上昇用送り管路と、下降側ポートに圧油を送る下降用送り管路と、前記上昇用送り管路に設けられたカウンタバランス弁とを備えた吊り掘り用油圧回路において、
前記上昇用送り管路に前記カウンタバランス弁をバイパスするバイパス管路を設け、このバイパス管路に前記カウンタバランス弁の二次側から得られるパイロット圧により作動するパイロットチェック弁を設けたことを特徴とする吊り掘り用油圧回路にある。
【００１３】
この発明によれば、吊り掘り時には、上昇用送り管路を経て油圧アクチュエータの上昇側ポートに圧油を送る。この時、圧油はカウンタバランス弁に組込まれたチェック弁を開放して流れ、アクチュエータの上昇側には上昇圧力が作用し、ビット荷重が適性な値に保たれる。
【００１４】
他方、上昇圧力により掘削ツールスに作用する上昇力よりも掘削ツールスの荷重の方が大であることから、結局圧油は上昇用送り管路を油タンク側に戻るように流れる。その際、パイロットチェック弁がカウンタバランス弁の二次側から得られるパイロット圧により開放しているので、圧油はこのパイロットチェック弁を通って油タンクに戻る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明の実施の形態を示す油圧回路図である。ドリルヘッド１には先端にビット２を備えた多数のドリルロッド３が接続され、ドリルヘッド１は通常は油圧モータにより作動するウィンチにより懸吊支持されているが、図示のところでは理解の容易のために油圧アクチュエータとして油圧モータに代えて油圧シリンダ４が示されている。
【００１６】
油圧シリンダ４のピストンロッド側すなわち下降側ポートＡには下降用送り管路５が接続され、この下降用送り管路５は方向切換弁６を介してポンプ管路７またはタンク管路８に選択的に接続される。ポンプ管路７には油圧ポンプ９及びリリーフ弁１０が設けられている。
【００１７】
油圧シリンダ４のシリンダヘッド側すなわち上昇側ポートＢには上昇用送り管路１２が接続され、この上昇用送り管路１２は方向切換弁６を介してポンプ管路７またはタンク管路８に選択的に接続される。上昇用送り管路１２にはカウンタバランス弁１３が設けられ、このカウンタバランス弁１３の外部パイロット１４は下降用送り管路５に接続されている。
【００１８】
以上の回路構成は従来と同様であり、この発明によれば、上昇用送り管路１２にはカウンタバランス弁１３をバイパスするバイパス管路１５が設けられ、このバイパス管路１５にパイロットチェック弁１６が設けられている。パイロットチェック弁１６の外部パイロット１７はカウンタバランス弁１３の二次側に接続されている。
【００１９】
次に上記実施の形態のものの作用について、掘削ツールスの下降時、上昇時及び吊り掘り時に分けて説明する。
（１）下降時
掘削ツールスの下降時には、図２に示すように、方向切換弁６を中立位置から前進位置に切換え、油圧ポンプ９から下降用送り管路５を経て油圧シリンダ４の下降側ポートＡに圧油を送る。このとき、油圧シリンダ４のシリンダヘッド側にはドリルヘッド１を含む掘削ツールスの荷重Ｆによる圧力Ｐ1 が発生している。
下降用送り管路５の油圧が上昇すると、外部パイロット１４によりカウンタバランス弁１３が開放して、掘削ツールスが下降する。掘削ツールスの下降速度が早くなり、下降用送り管路５の油量が足りなくなると、その油圧が低下して外部パイロット１４の圧力が低下するので、カウンタバランス弁１３が閉鎖する。このようにして、カウンタバランス弁１３の作用により掘削ツールスの暴走が防止される。
（２）上昇時
掘削ツールスの上昇時には、図３に示すように、方向切換弁６を後進位置に切換え、油圧ポンプ９から上昇用送り管路１２を経て油圧シリンダ４の上昇側ポートＢに圧油を送る。このとき、圧油はカウンタバランス弁１３に組込まれたチェック弁１８を開放して流れ、油圧シリンダ４のシリンダヘッド側に作用する圧力Ｐ2 をＦ＜ＡＰ2 とすることにより、掘削ツールスが上昇する。
（３）吊り掘り時
吊り掘り時には、図４に示すように、方向切換弁６を上昇時の場合と同様に後進位置とし、油圧ポンプ９から上昇用送り管路１２を経て油圧シリンダ４の上昇側ポートＢに圧油を送る。このとき、圧油はカウンタバランス弁１３に組込まれたチェック弁１８を開放して流れ、油圧シリンダ４のシリンダヘッド側には圧力Ｐ3 が作用し、ビット荷重（Ｆ−ＡＰ3 ）が適性な値に保たれる。
【００２０】
他方、Ｆ＞ＡＰ3 であれば、結局圧油は上昇用送り管路１２を油タンク１１側に戻るように流れる。その際、パイロットチェック弁１６が外部パイロット１７を介してカウンタバランス弁１３の二次側から得られるパイロット圧により開放しているので、圧油はこのパイロットチェック弁１６を通って、さらにリリーフ弁１０を開放し、油タンク１１に戻る。このように、この発明によれば、吊り掘り時には、油圧アクチュエータの作動回路自体から得られるパイロット圧によりパイロットチェック弁が開放するので、誤操作がなく、安全に掘削作業を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、カウンタバランス弁があるにもかかわらず吊り掘りを可能とし、電磁弁を使用しなくとも吊り掘りの際の誤操作を回避して安全に掘削作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施の形態を示す油圧回路図である。
【図２】図２は、下降時の作用を説明するための油圧回路図である。
【図３】図３は、上昇時の作用を説明するための油圧回路図である。
【図４】図４は、吊り掘り時の作用を説明するための油圧回路図である。
【図５】従来例を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１…ドリルヘッド
３…ドリルロッド
４…油圧アクチュエータ
５…下降用送り管路
６…方向切換弁
９…油圧ポンプ
１０…リリーフ弁
１１…油タンク
１２…上昇用送り管路
１３…カウンタバランス弁
１４…外部パイロット
１５…バイパス管路
１６…パイロットチェック弁
１７…外部パイロット
【図１】
0003831081.tif 000002
【図２】
0003831081.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003831081.tif 000005
【図５】
0003831081.tif 000006