JPH03166496A

JPH03166496A - 掘削機の制御方法

Info

Publication number: JPH03166496A
Application number: JP30474189A
Authority: JP
Inventors: Kiyoaki Suganoya; 清明菅野谷; Kohei Takamoto; 高本　耕平; Sakae Nakai; 栄中井; Tatsuo Ito; 達男伊藤
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1989-11-27
Filing date: 1989-11-27
Publication date: 1991-07-18
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH0781512B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は掘削機、特に小径管推進用掘削機の制御方法に
関するものである。

〔従来技術〕

一般に道路、河川の如き地下に比較的小口径管（例えば
２０００ｍｍ以下、多くは１０００ｎ＋ｍ程度）の管渠
を埋設する場合、地上より溝を掘削する開削工法を採る
ことができないため推進工法が採用されている。この推
進工法は、所定点に立坑を掘り、この立坑の底から水平
方向に埋立穴を掘削するとともに、この埋設穴に推進管
を逐次押圧挿入する工法であって、この埋設穴の掘削に
は推進管の先端に管体を継ぎ足し、この管体内に作業者
が入って掘削を行なっている。

しかしながら、１０００ｍｍ〜８００ｍｍ程度の小径管
内に作業員が入って掘削機を操作する作業は、体の自由
がきかないために困難であり、特に砂礫、転石、岩盤層
へ遭遇した場合は、その掘削は極めて困難なものとなっ
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記掘削機の先端には直径が約１００ｍｍ程度のビット
（ドリル）が設けられており、このビットの中心位置を
少しづつずらしながら小口径の掘削穴を開口して行くわ
けであるが、このような掘削機においては、■掘進機の
ピントの多数回の位置決めに時間がかかって非能率的で
ある。

また、■空打ち時の振動騒音が激しく、作業環境を悪く
している。

従来の小口径の掘削穴の掘削作業においては１つの穴を
ビットで掘削したならば、その穴の隣に別の穴を掘削し
、更にその穴に別の穴を掘削する、恰も一つ一つ石を集
めて石垣を積むように小口径の穴を掘削し、この穴を集
合させて１個の穴を掘削している。

そのため、ビットを多数回前後方向に移動させて所定深
さの穴を掘削し、次にビットの位置を変更して位置合せ
して次の穴を掘削するという煩雑な作業を必要とする。

そしてこの所定深さの穴は、推進管の口径が８００ｍｍ
程度であると掘進管の前面地山に１５０個程度の多数の
ものを必要とし、その各大の位置合せの時間を必要とす
る上に、空打ちが生じ、騒音が発生することとなってい
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記したような従来の問題点を解決するために
なされたものであって、推進管の先端に装着される外筒
内に油圧モーターにより駆動される回転筒を嵌合し、該
回転筒内に掘削機を、さし角用油圧シリンダーにより半
径方向に揺動可能に支持した掘削機において、前記回転筒の回転角検出器と、掘削機のさし角検出器と
を設け、各検出器の信号を演算装置に導き、該演算装置
において記憶装置からの信号と比較して弁制御信号を作
或し、該弁制御信号をさし角油圧シリンダー及び油圧モ
ーター回路に設けられた電磁弁の開度を制御するように
構成してなる掘削機の制御方法を提供するものである。

そして、弁制御信号は電磁弁に連続して導かれ、さし角
用油圧シリンダー及び油圧モーターを連続的に作動させ
、掘削機のビットが少なくとも円周方向でかつ半径方向
に拡大するよう連続して移動するように制御されるので
ある。

換言すれば、渦巻状に直径を次第に拡大するようにビッ
トの軌跡を制御するものである。

この渦巻状にビットの軌跡を制御することが最も適して
いるが、従来法のように往復間歇掘削ではなく、連続的
に掘削することが重要であり、その際のビットの軌跡は
他のものでも採用可能である。

〔作　用〕

小径管推進用掘削機のさし角検出器と回転角検出器より
得られた信号により弁制御信号を作成し、この弁制御信
号によりビットの位置を制御するものであり、ビットを
間歇的に往復させて掘削する方法に比較して連続的に移
動させることができるので、連続掘削が可能である。

また、ビットの位置決めが容易で、空打ちがなくなり、
振動や騒音の発生を防止できる。

〔実　施　例〕

以下第ｌ図ないし第７図に基づき本発明による掘削機、
特に小径管推進用掘削機の制御方法の実施例を説明する
。

第１図は小径管推進用掘削機の側断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ矢視図、第３図はＢ−Ｂ矢視図である。

１は、推進管、即ち埋設する管であるヒューム管２の先
端に装着される外筒であって、この外筒１内に一種のレ
ール状の支持筒３が取付けられ、この支持筒３の内面に
回転筒５が回動可能に嵌挿されている。そしてこの回転
筒５の内面には掘削機９の取付材６がボルト等で取付け
られるとともに回転筒５の端部には円周方向にラック４
が設けられている。

そしてこの取付材６に一端が取付けられたアーム７の先
端にはピン８により掘削機９が取付けられている。この
掘削機９はさし角（掘進機９が揺動する角）用油圧シリ
ンダー１０によりピン８を中心と、して図において上方
に傾動可能なように構成されている。

１１は掘削機９のビント１２を前後方向に移動させるた
めの移送用空圧シリンダーである。また、第３図に示さ
れるｌ３は回転角検出器であって、外筒１に対して回転
筒５が回転する回転角を検出するものである。

即ち、回転筒５は油圧モーターｌ４に取付けられたピニ
オン１５と、この回転筒５の内周面に設けたうック４と
の噛合により回転されるように構成されており、この回
転により回転筒５の内面に支持された掘削機９の先端に
設けられたビット１２を円周方向に移動させることがで
きる。

一方、さし角用油圧シリンダー１０にはストローク長さ
を検出し、これにより掘削機９のさし角を検出する検出
器が設けられている。

これら回転角検出器１３及び図示しないさし角検出器で
得られた信号Ｖ．，　Ｖ２は第４図に示されるようにＣ
ＰＵの演算部１６に導入される。

記憶装置１７にはあらかじめ掘削される地下の状態等に
より所定値が入力されており、この記憶装置１７の入力
が演算部１６に導入され、ここで信号Ｖ．，　Ｖ，が処
理され弁制御信号Ｖ３，　Ｖ．が作成され、この弁制御
信号Ｖ，が回転角制御用の油圧モーター１４の油圧回路
に設けられた比例電磁方向切換弁ｌ８の開度を調整する
。

一方、弁制御信号ｖ４は、さし角用油圧シリンダーｌＯ
の油圧回路に設けられた比例電磁方向切換弁１９の開度
を調整し、掘削機９のさし角を制御する。即ち掘削機９
のビッｌ−１２の位置を半径方向に移動させるようにな
っている。

第５図に示す油圧回路において、回転角用油圧モータ１
４は、回転角用油圧ポンプ２０からの圧油を比例電磁方
向切換弁１８、フローコントロール弁２１、ロードホー
ルデング弁２２を通って供給される油圧によって動作す
る。

また、比例電磁方向切換弁１８は、弁制御信号■！の指
示に従って弁開度を調整できるため、実際のビット１２
の動く速度（回転）を変化させることができる。更にフ
ローコントロール弁２ｌは油圧回路に絞り抵抗を与え、
油圧回路の急激な圧力変化を抑えて安定させるものであ
る。なお、ロードホールディング弁２２は、油圧モータ
１４が停止している場合に、負荷により油圧モータ１４
が回転させられることを防止する。

さし角用油圧シリンダー１０は、さし角用油圧ポンプ２
４からの圧油を比例電磁方向切換弁１９、フローコント
ロール弁２１ａ１ロードホールデング弁２２ａを通って
供給される油圧によって動作する。

比例電磁方向切換弁１９は、弁制御信号Ｖ，の指示に従
って、弁開度を調整できるため、実際のビット１２の動
く速度（さし角）を変化させることができる。また、フ
ローコントロール弁２１ａは油圧回路に絞り抵抗を与え
、油圧回路の急激な圧力変化を抑えて安定させる。更に
、ロードホールデング弁２２ａは、さし角用油圧シリン
ダー１０が停止している場合に、負荷によりこのさし角
用油圧シリンダー１０が伸び縮みさせられることを防ぐ
ものである。

掘削機用油圧ポンプ２５から送出された圧油は掘削機用
方向切換弁２６を通り、各々、掘削機のビット１２を打
撃（打撃用油圧シリンダー作動して）すると共に、（ビ
ット回転用油圧モータ作動して）回転させる。

掘削作業は、第６図及び第７図に示すように掘削機９を
作動させて先ず埋設穴３０の中心位置Ｃ（あるいは掘削
開始位置）にビットｌ２をセットする。

そして砂礫、転石、岩盤層のデータによって最適のビッ
ト１２の移動軌跡を制御するように決められた信号Ｖ１
Ｖａを連続して比例電磁方向切換弁１８．　１９に導き
、掘削機９のビット１２の位置を制御する。

発明者の多数の実験例によれば、ビッ｝１２を移動させ
る経路は、ビット１２の埋設穴３ｏの掘削開始位置は、
掘削する穴の中心位置Ｃからスタートさせ、円周方向で
かつ半径方向に前記中心位ＷＣからの位置が増加するよ
うに、所謂うず巻状の軌跡を取るように制御するのが好
ましいことが判明している。なお、埋設穴３ｏの内、３
ｏａは掘削終了部を、３０ｂは未掘削部をそれぞれ示し
ている。

従来の掘削方法においては、掘削面に１個の穴を明ける
と、その隣に別の穴を明け、更にその隣に別の穴を明け
るというように、あたかも一つ一つの石で石垣を積むよ
うに次第に穴の数を間歇的に増加して所定の断面積を有
する埋設穴３０を開口している。

しかし、本発明においては、ビット１２を掘削開始点よ
り連続的に平面的、ないしは平面的に近い状態で移動さ
せて埋設穴を面積を次第に増加するものであり、極めて
掘削効率に優れている。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明による掘削機の
制御方法によれば、さし角検出器及び回転角検出器によ
り得られた信号により弁制御信号を作成し、この弁制御
信号により掘削機の位置を制御するように構成しており
、次の効果を奏することができる。

ビット（ドリル）の位置決めが容易であり、しかもビッ
トを連続的に平面的に、好ましくは、円周方向でかつ半
径方向に拡大するよう渦巻状に連続して移動させること
により連続掘削が可能となる。

その結果、位置決め及び空打ち時間がなくなり迅速な作
業が可能であるばかりでなく、空打時の振動、騒音がな
くなり、作業環境を大幅に向上させることができる等の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による小径管推進用掘削機の制御方法の実施
例を示すもので、第１図は掘削機の側断面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ矢視図、第３図は第１図のＢ　．−　Ｂ
矢視図である。第４図は制御系統図、第５図は油圧回路図であり、そし
て第６図は掘削作業を示す側面図、第７図ハ掘削面の正
面図である。である。１・・・外筒　　　　　　２３・・・支持材　　　　　４５・・・内筒　　　　　　６７・・・アーム　　　　　８９・・・掘削機・・・ヒューム管・・・ラック・・・取付材・・・ピンｌＯ・・・さし角用油圧シリンダー１１・・・移動用空圧シリンダー１２・・・ビット　　　　　１３・・・回転角検出器１
４・・・油圧モーター　　１５・・・ピニオン１６・・
・演算部　　　　　１７・・・記憶装置１８．　１９・
・・比例電磁方向切換弁２０・・・回転角用油圧ポンプ２１・・・フローコントロール弁２２・・・ロードホールディング弁電磁弁。

Claims

【特許請求の範囲】推進管の先端に装着される外筒内に油圧モーターにより
駆動される回転筒を嵌合し、該回転筒内に掘削機を、さ
し角用油圧シリンダーにより半径方向に揺動可能に支持
した掘削機において、前記回転筒の回転角検出器と、掘削機のさし角検出器と
を設け、各検出器の信号を演算装置に導き、該演算装置
において記憶装置からの信号と比較して弁制御信号を作
成し、該弁制御信号をさし角油圧シリンダー及び油圧モ
ーター回路に設けられた電磁弁の開度を制御するように
構成してなる掘削機の制御方法。