JPS622111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワイヤロープあるいはシリンダ等を
介して懸架装置に懸架させた掘削具により地盤を
掘削するアースオーガー、アースドリル、リバー
スサーキユレーシヨンドリル、連続地中壁掘削機
等の土木施工機械の降下自動制御装置に関するも
のである。

アースホガー、アースドリル、リバースサーキ
ユレーシヨンドリル、連続地中壁掘削機等により
地盤を掘削する機械では、シリンダで掘削具を降
下させる方法や、ウインチに巻きつけたワイヤー
ロープで掘削具を吊り、掘削の進行にともなつて
ワイヤーロープを巻下げていく方法がとられてい
る。

その際、アースオーガースクリユーあるいはケ
リーバ等が傾斜し、掘削機の掘削方向が偏向しな
いようにする必要がある。これは、前記掘削機で
掘削する穴や溝は建築・土木分野の基礎杭や山留
壁等の構築をねらいとし、このような穴や溝には
通常数十ｍから数百ｍ程度の長尺な鉄筋かごを挿
入しなければならない。従つて、このような穴や
溝を掘削するについては、非常に高い垂直精度が
要求される。従来このような高い垂直精度を得る
掘削技術としては、いわゆる「下げ振りの効果」
をねらつたものが知られている。すなわち、掘削
具の自重をすべてビツトにあづけるのでなく、そ
のうちの1/3〜1/4程度を上部で支持し、自重の大
半が集中しているビツトをワイヤロープ等で吊り
下げることによつて自然に地球の中心に向つて掘
り進むことになる効果をねらつたものである。し
かしながら、掘削地盤は様々であり、傾斜した地
盤や礫層等の風化層を掘削する場合には、ビツト
に対し様々な方向からの力が作用し、垂直性を保
持しにくい状態が生じるため、ビツトにあずける
自重及び上部で支持すべき自重を土質柱状図等に
よつて定めると共に、掘削機の操従者が、例えば
ワイヤロープの張り具合や掘削機の振動を注視し
ながら、適正な自重をビツトに与えるように掘削
具の巻下げ操作をしなければならないなど、その
調整に際しては操縦者の経験を勘に頼るところが
多かつた。

また、特開昭50−75501で石油井戸掘削におけ
るドリルの透入速度（掘削速度）を自動的に最適
化するための方法と装置が開示されているが、こ
れは数千ｍの深度に及ぶ穿孔を行う装置のため、
掘削ビツトの透入速度と地表部のドリルストリン
グの送り速度とにずれが生じやすく、このため前
者より後者の速度が大きくなつた時に掘削状態が
不安定となり、透入速度はむしろ減少し、さらに
これと同じ傾向をたどつた時最終的にダウンホー
ルモータが停止するのを防ぐことをねらいとした
ものである。前述の速度のずれはドリルパイプの
弾性歪の影響から来るもので、数千ｍの長さにな
ると歪量は非常に大きくなる。従つてドリルパイ
プに作用する張力とドリルパイプの弾性係数から
そのずれの補正を行つて最適透入速度に自動的に
制御されるように、ドリルパイプの張力測定装置
や透入速度検出装置等の検出装置のほか、透入速
度を調整するための調整装置や入力値を解析する
解析装置等の装置が設けられている。これらの装
置や制御方法は非常に複雑である。しかし掘削深
度の大きい石油井戸掘削機の場合、このようなも
のでないと自動的に降下させることはむずかし
い。

また、特公昭50−25404で開示されたものも特
開昭50−75501と同じく石油井戸掘削における工
具の送り速度を最大にするための方法と装置を示
したものである。その技術背景や問題点は全く同
じで解決手段が後者が前者の改良特許ということ
から多少の違いはあるが基本的な考え方は全く同
じである。

本発明の対象掘削機であるアースオーガ、アー
スドリル、リバースサーキユレーシヨンドリル、
連続地中壁掘削機の場合、石油井戸掘削機に比べ
て掘削深度が浅いため、ビツトの透入速度とドリ
ルパイプの送り速度とのずれが問題になることは
なく、むしろ鉄筋かごの挿入を考慮した掘削孔の
垂直性が問題になる。この点、前記開示特許の場
合、下げ振りの効果をねらつたものではなく、垂
直性より掘削能率に重点をおいたものであるた
め、このような石油井戸掘削機で使用されている
ような降下自動制御装置を本考案の対象掘削機に
適用することはできない。掘削能率だけを考える
なら本発明の対象掘削機に前記開示特許の適用は
可能であるが、不要な検出装置や解析装置がある
だけでなく、装置や制御方法が複雑となり、掘削
機にしめる価格構成比が高くなつて適さない。

このためリバースサーキユレーシヨンドリル等
の土木施工機械の自動化を考えたものとして、特
開昭54−82803号公報及び特開昭54−118601号公
報が開示されている。前者は土質性状に関係な
く、掘削具を吊つている荷重を常にある範囲の値
に保つように制御するものであり、後者は掘削ト
ルクを常に一定に保つように制御するものであ
る。

しかし前者の場合は、あくまでも検出している
ものは掘削具を吊つている荷重、即ち、見方を変
えればビツトにかかる荷重だけである。従つて、
このビツト荷重を一定に保つということは、当然
軟らかい地盤では掘削具の下降速度は速く、硬い
地盤では遅くなる。軟らかい地盤の掘削には、通
常ブレード型ビツトを用いるため、回転数が大き
くなつたり、掘削具の下降速度が速くなつて、カ
ツタの喰い込み量が増えることから掘削トルクは
増大し、ビツト回転が停止してしまう。従つてビ
ツト荷重の大きさだけを検出して掘削具を下降さ
せたのでは、ビツト回転の停止及び作動を頻繁に
くり返すことになり、下げ振りの効果だけをねら
つて制御したのでは掘削作業効率が低下してしま
う欠点がある。

また後者の場合は、地盤が均質であれば掘削ト
ルクの変動はあまり大きくないが、礫層や軟、硬
土質が互層になつている場合やローラビツトによ
る硬土質掘削の場合には、掘削トルクの変動は非
常に大きく、条件によつてはその値の最小値に対
して最大値が２〜３倍に達することもあり、この
値を基に掘削速度を制御することは実用上不可能
である。従つて掘削トルクだけによつて掘削具を
下降させたのでは、ローラビツトによる硬地盤掘
削の制御に供し得ない欠点がある。

本発明は、前記の問題点を改善すべくなされた
もので、ワイヤロープあるいはシリンダ等を介し
て懸架装置に懸架させた掘削具により地盤を掘削
するリバースサーキユレーシヨンドリル等の土木
施工機械において、土質条件やビツト回転数が変
化しても、常に使用されるビツトにとつて適切な
ビツト荷重や掘削トルクが作用するように自動制
御を行うことができる掘削具の降下自動制御装置
を提供することを目的とするものである。

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図に
より説明する。第１図は竪孔掘削機を示し、下記
のように構成されている。本体１の後部にはウイ
ンチ２が設置され、中央部にはリーダ３が取付け
られている。ウインチ２とリーダ３の中間部に
は、ウインチ２や掘削具を駆動するための油圧ポ
ンプを含む制御装置４が設置され、リーダ３の前
部には、掘削具を駆動するロータリテーブル５が
係合可能に設置され、ロータルテーブル５の駆動
反力を本体１で取ることができるようになつてい
る。

ウインチ２から繰り出され、リーダ３の頂部の
シーブブロツクを経由させたワイヤロープ１１に
は、下記の構成からなる掘削具が吊るされてい
る。掘削具は、ロータリテーブル５に上下動可能
に係合して駆動トルクを受けるケリーバ６と、ケ
リーバ６の下端側に順次接続されるドリルパイプ
８と、ドリルパイプ８の下端に接続され、土砂を
掘削するビツト７と、ビツト７によつて掘削され
た土砂を水と共に吸い上げ、ビツト７、ドリルパ
イプ８及びケリーバ６の内部を通つて地上へ排出
するにあたり、ケリーバ６の上端と非回転体であ
るサクシヨンホース９との間に介設されたスイベ
ルジヨイント１０とによつて構成される。ワイヤ
ロープ１１の端部には、一端側をリーダ３の上
部、たとえばトツプシーブブロツクに取付けた荷
重計１２に連結されている。また本体１の下部に
は、地上に敷設されたレール１３上を転動する車
輪１４が設けられている。

第２図は、本発明による掘削具の降下自動制御
装置を示す。電磁切換弁１５の各ポートは、油タ
ンク１６の油を圧送する油圧ポンプ１７の吐出
側、油タンク１６、油圧モータ１８にそれぞれ接
続され、油圧モータ１８の出力軸は減速機１９を
介してドラム２′に連結されている。荷重計１２
には、その検出量により予め設定された電圧値と
比較し、継電器２０Ａ，２０Ｂを作動させる比較
器２１が接続されており、継電器２０Ａ，２０Ｂ
はそれぞれ電磁切換弁１５のポートＵ，Ｄを選択
する励磁部に接続されている。２２は降下自動制
御回路の駆動圧を制御するリリーフ弁である。な
お、実用上は、手動によつてもウインチ２による
巻上げ、巻下げを行うことができるように構成し
ておくことが便利である。ここで、比較器２１、
継電器２０Ａ，２０Ｂ等は掘削ビツト制御系を形
成し、比較器３０、継電器２９Ａ，２９Ｂ、タイ
マ２８Ａ，２８Ｂ等は掘削トルク制御系を形成す
る。

またビツト７は、ケリーバ６を介してロータリ
テーブル５と係合して、ロータリテーブル５の駆
動トルクによつて回転させられる。次に、この駆
動装置の構成について説明する。油タンク１６の
油を油圧ポンプ２３で圧送し、油圧モータ２４を
駆動する。油圧モータ２４の出力軸は減速機の歯
車群２５の駆動軸に接続されている。そして、最
終的にロータリテーブル５を回転させることにな
る。２６は油圧モータ２４の駆動圧を制限するリ
リーフ弁である。２７は油圧モータ２４の入口側
の圧力を検出し、圧力の大きさを電圧に変換する
圧力変換器である。そしてこれには、サージ圧に
よる一時的な高い電圧をカツトするフイルタ４２
を介して、その検出量により予め設定された電圧
値と比較し、タイマー２８Ａ，２８Ｂ及び継電器
２９Ａ，２９Ｂを作動させる比較器３０が接続さ
れており、継電器２９Ａは電磁切換弁１５のポー
トＵを選択する励磁部に接続されると共に、これ
を励磁した場合にポートＤを選択する励磁部に接
続された継電器２０Ｂの回路を遮断するための接
点が、継電器２０Ｂの回路の途中にＢ接点として
組み込まれている。タイマー２８Ａは比較器３０
によつて選択された電圧によつて継電器２９Ａの
作動が停止しても、設定時間励磁し続けるもので
ある。つまり、これは掘削トルクの変動巾が大き
い時には、ドラム２′を作動させる電圧を拾つて
も瞬時に消え、また瞬時に拾うことになつて、ド
ラム２′を作動させるに至らぬままこれを繰り返
すというバタツキ現象を防ぐためのものである。
同様にタイマー２８Ｂは継電器２９Ｂが作動した
際に励磁されるもので、一度励磁されると継電器
２９Ｂの作動が停止しても、設定時間励磁し続
け、タイマー２８Ｂの接点が継電器２０Ａ，２０
ＢのそれぞれにＢ接点として入つているので、双
方の回路を遮断することになり、電磁切換弁１５
は上記設定時間中図示の中立位置に保持される。

第３図は荷重計１２の出力電圧による比較器２
１の作動範囲を示し、電圧がＯ〜Ｅ_Aの範囲では
継電器２０Ａを作動させ、Ｅ_B〜Ｅ_Cの範囲では継
電器２０Ｂを作動させ、Ｅ_A〜Ｅ_Bの範囲ではどち
らの継電器も作動させないようになつている。

ここで範囲Ｃは過大な荷重範囲を示し、許容上
限範囲に相当する。範囲Ｂは、後述するように切
換弁１５を中立位置とすることによつてビツト停
止を行うものであり、許容基準範囲に相当する。
範囲Ａは、荷重が小さい場合であり許容下限範囲
に相当する。

第４図は、油圧モータ２４の駆動油圧を圧力変
換器２７で電圧としてとらえ、この出力電圧によ
る比較器３０の作動範囲を示し、電圧がＥ_E〜Ｅ_F
の範囲では継電器２９Ａを作動させ、Ｅ_D〜Ｅ_Eの
範囲では継電器２９Ｂを作動させ、Ｏ〜Ｅ_Dの範
囲ではどちらの継電器も作動させないようになつ
ている。

ここで、範囲Ｆは過大な掘削トルクの範囲であ
り、第１の許容上限範囲に相当する。範囲Ｅは範
囲Ｆよりは小さいが過大状態にある場合の範囲で
あり第２の許容上限範囲に相当する。範囲Ｄは、
軽負荷の状態であり、許容下限範囲に相当する。

第５図は、操作盤の一例を示したもので、これ
には電気抵抗を変え、掘削具を吊るロープの掛け
数を変えることができる電源スイツチ兼ロープ掛
け数切換器３１と、荷重指示計３２と、電圧値Ｅ
_A，Ｅ_B，Ｅ_D，Ｅ_Eをそれぞれ設定する電圧調整器
３３，３４，３５，３６と、電圧値Ｅ_A，Ｅ_B，Ｅ
_D，Ｅ_Eをそれぞれ指示する電圧指示計３７，３
８，３９，４０と、油圧モータ２４の入口側圧力
を表示する圧力指示計４１とが設けられている。

今、本発明の制御装置によらず、ケリーバ６、
ビツト７、ドリルパイプ８、スイベルジヨイント
１０からなる掘削具を巻上げると、荷重指示計３
２には全体の重量の和が表示される。次に、本発
明の制御装置を作動させれば、上記の状態におい
て荷重計１２により検出された電圧値は最大のＥ
_Cであるので、第３図のＣの範囲にあり、比較器
２１は継電器２０Ｂを作動させ、電磁切換弁１５
のスプールが第２図のＤの状態に切換えられ、油
圧ポンプ１７からの圧油が実線の矢印のように流
れ、ドラム２′は巻下げ方向に回転してビツト７
等を降下させる。ビツト７が孔底に到達し、ワイ
ヤロープ１１の張力が減少し、荷重計１２の出力
電圧が第３図のＥ_A〜Ｅ_Bの値になれば、電磁切換
弁１５が中立状態になり、ドラム２′は停止す
る。

ロータリテーブル５を駆動すれば、ビツト７が
回転して掘削を行う。掘削の進行に伴いワイヤロ
ープ１１の張力が増し、荷重計１２の出力電圧が
Ｅ_Bを超えると、再びドラム２′が回転し、ビツト
７等は降下する。また、油圧モータ１８に漏れ油
等の原因によりワイヤロープ１１がゆるみ、荷重
計１２の出力電圧がＥ_Aより下がつた場合には、
比較器２１の作動により継電器２０Ａが作動し、
電磁切換弁１５のスプールがＵの状態に切換えら
れる。これにより、圧油が破線の矢印のように流
れ、ドラム２′は逆回転させられ、ビツト７等が
巻上げられる。なお、このビツト荷重の要素によ
つて制御する場合、この巻上げ制御を省略して、
停止と巻下げとの二区分の制御でも、実作業に充
分供し得る。

一方、掘削トルクの変化は、油圧モータ２４の
圧力に変化を与えるので、この圧力を表示する圧
力指示計４１の値を読めば、掘削トルクの変化の
状態を知ることができる。またこの変化の頻度か
ら現在掘削している地盤の状態、すなわち礫層を
掘削しているのか均質な地盤を掘削しているのか
といつた程度のことをこの指示計４１から知るこ
とができる。そして非常に硬い地盤に入り、ビツ
ト７の回転が停止するような状態になつた時、圧
力変換器２７によつて検出された電圧値は最大の
Ｅ_Fであるので、第４図のＦの範囲にあり、比較
器３０は継電器２９Ａを作動させ、タイマー２８
Ａを励磁して、タイマー２８Ａの設定時間、電磁
切換弁１５のスプールがＵの状態に切換えられる
と共に、継電器２０Ｂの回路を遮断してしまうの
で、荷重計１２による制御としてスプールをＤの
状態に切換えるような信号が出ていたとしてもこ
の信号を断ち、全く独立した信号を電磁切換弁１
５に与えることになる。即ち、比較器２１から継
電器２０Ｂに至る系路は、巻上げ制御系とみるこ
とができ、この巻上げ制御系を懸架装置の制御か
ら切離してしまうのである。この切離しと同時
に、比較器２１から継電器２０Ｂに至る系路（い
わゆる巻下げ制御系）と同様な巻下げ制御系を比
較器３０、継電器２９Ａ、タイマ２８Ａを通じて
形成する。従つて、油圧ポンプ１１からの圧油が
破線の矢印のように流れ、ドラム２′は巻き上げ
方向に回転し、ビツト７等を上昇させる。ビツト
７が上昇すれば、孔底の土砂とビツト７との係合
が解かれるので、ビツト７が回転可能になり、そ
の時の掘削トルクも小さくなる。従つて、タイマ
ー２８Ａの設定時間経過後、継電器２９Ａ，２９
Ｂのどちらも作動していなければ、電磁切換弁１
５のスプールを動作させる信号は出なくなり、こ
の後は荷重計１２による継電器２０Ａ，２０Ｂの
作動状態によつて、電磁切換弁１５のスプールが
動作する。

次に、ビツト７の回転が停止するまでには至ら
ないが、かなり苛酷な掘削状態に入つた場合、圧
力変換器（圧力検出器）２７によつて検出された
電圧値がＥ_D〜Ｅ_Eの値になれば、比較器３０は継
電器２９Ｂを作動させ、タイマー２８Ｂを励磁し
て、タイマー２８Ｂの設定時間、電磁切換弁１５
の双方のスプールを励磁する回路を遮断して、ビ
ツト７等の昇降を停止する。

次に、ビツト７の掘削が軽負荷で行われている
時には、圧力変換器２７によつて検出された電圧
値がＯ〜Ｅ_Dの値となり、比較器３０は継電器２
９Ａ，２９Ｂの双方共作動させないため、電磁切
換弁１５のスプールを動作させる信号は出ない状
態となり、ドラム２′の回転は荷重計１２の出力
電圧の要素だけで動作する。

以上述べたように、掘削トルクの要素による制
御についてまとめると、ビツト７の回転が停止す
るような掘削トルクが一時的にしても発生した場
合には、ビツト７等を巻上げてビツト７を回転可
能にさせる。また、ビツト７の回転は停止しない
が、停止しそうな掘削トルクが発生した場合は、
ビツト７等の巻下げ（巻上げも含む）操作を停止
させて、ビツト７の負荷を軽減させる。また、軽
トルクの場合は、ビツト７等の巻上げ、巻下げ操
作に関与しないようになつている。すなわち、ド
ラム２′の巻上げ、巻下げは、ビツト荷重を主体
とした制御によるものであり、ビツト７の掘削状
態をビツト荷重では検出しきれない状態におい
て、掘削トルクで歯止めをかけるものである。従
つて、掘削トルクによるビツト７等の巻下び制御
は、この制御回路に組み込まれていない。

通常の掘削においては、ビツト７の回転が停止
する段階に至る以前に、継電器２９Ｂを作動させ
る段階を経るので、かなり掘削トルク変動の激し
い掘削条件、すなわち継電器２９Ａを作動させる
状態を招かない限り、ビツト７等の下降動作が停
止してしまつて、ビツト７等を上昇させざるを得
ない状態を招くことは少ない。ビツト７が回転を
停止し、ドラム２′によつてビツト７等を巻上げ
る動作が入ることは掘削能率を低下させることに
なるので、電圧値Ｅ_D〜Ｅ_Eの範囲で電圧を検出
し、ドラム２′の作動を制御することが掘削能率
を高める上で大きな効果をもたらすことになる。

軟かい地盤でブレード型ビツトを用いて掘削し
た場合、ビツト荷重は小さくて制御する値に達し
ていないが、カツタの喰い込み量が多くなつた
り、駆動トルクが不足してビツト７の回転が停止
してしまうことが起こり得る。このような場合に
は、従来のビツト荷重による制御装置では、ビツ
ト荷重が制御する値に達しない限り制御できなか
つたが、本発明の制御装置によれば、常に掘削ト
ルクを監視する回路が組み込まれているので、た
とえビツト荷重が小さくて電磁切換弁１５のスプ
ールをＤの状態に切換える信号が出ても、掘削ト
ルクが制御する値に達した時点で、継電器２９Ｂ
の作動によつてタイマー２８Ｂの接点が開き、ド
ラム２′への油圧回路が閉塞し、ドラム２′の回転
は停止するため、カツタの喰い込みがなくなり、
ビツト７の負荷が軽減してビツト７の回転が停止
するのを避けることができる。

次に、今とは逆に掘削トルクの大きさだけを検
出して掘削具を下降させる従来の制御装置におい
ては、掘削トルクの変動の激しい地層やローラビ
ツトを使用した場合、頻繁に掘削具の昇降が行わ
れ、安定した下降速度が得られなかつたが、本発
明の制御装置を採用することにより、掘削トルク
の変動巾より変動巾の少ないビツト荷重を主体に
制御することになるので、安定した掘削を行うこ
とができる。また従来の掘削トルク制御では、最
適ビツト荷重を与えることができなかつたため、
特にローラビツトの場合に問題が生じていたが、
本発明により直接ビツト荷重で制御することが可
能になつたので、最適ビツト荷重を任意に選定で
き、カツタの寿命の増大が計れる。さらに、最適
ビツト荷重もさることながら、ビツト７への負荷
トルクが大きくなれば自動的に掘削できなくなる
ので単にビツト荷重だけの制御でなく掘削トルク
の制御も加えられているので、ビツト径や土質条
件によつては掘削トルクによる制御も可能である
など、巾広い対応が得られるようになつた。

このようにして、掘削具は常に一定範囲のロー
プ張力によつて保持され、従つて掘削具先端にか
かる荷重や掘削トルクも一定範囲に保たれて掘削
を自動的に継続することができる。

また、ワイヤロープを用いたウインチの代わり
に、油圧シリンダを用いても同様な作動が得られ
る。また、荷重計の出力信号も油圧もしくは機械
式（カムを使用する）としてもよい。

上述の実施例のうち、操作盤の荷重指示計３２
について第６図を用いて詳述する。荷重指示計３
２は次の部品から構成されている。すなわち、中
央に位置する荷重指示用指針４３、指針４３の可
動溝４４、溝４４の右側に位置し、かつクレーン
吊り上げ荷重を示す目盛盤と荷重計１２に発生す
る電圧を示す目盛盤とを併記した銘盤４５、銘盤
４５の右側に位置した電圧指示用指針４６、指針
４６の可動溝４７、前記可動溝４４の左側に位置
し、かつ銘盤４５に対して荷重目盛が逆に示され
ている可動式銘盤４８、可動式銘盤４８を動かす
ためのダイヤル４９から成り立つている。

次に調整方法について説明する。まず本発明の
制御装置によらずケリーバ６、ビツト７、ドリル
パイプ８、スイベルジヨイント１０からなる掘削
具を巻上げ、ロープの掛け数を例えば６本掛けで
あつた場合、ロープ掛け数切換器３１を「６」に
セツトすると、自動的に荷重計１２で検出された
電圧値に対して６倍の可動量に演算されて該当荷
重値を指針が示す。この指針位置が、すなわち第
６図での２点鎖線で示した荷重１５ｔである。そ
してダイヤル４９を回して可動銘盤４８を動か
し、この位置に目盛盤の零位置を合わせる。次に
徐々にビツト７を孔底に預け、制御しようとする
ビツト荷重を指針４３が指すまで預ける荷重を増
やしていく。荷重計出力電圧Ｅ_Aに相当する制御
荷重を指した位置でビツト７等を孔底に預けるの
をやめ、その時の荷重計の電圧値Ｅ_Aである指針
４６によつて示された値を読み、電圧調整器３３
を回して、電圧指示計３７の値を指針４６によつ
て示された値に合わせる。次にさらにビツト７等
を孔底に預け、荷重計出力電圧Ｅ_Bに相当する制
御荷重を指した位置で、ビツト７等を孔底に預け
るのをやめ、その時の荷重計の電圧値Ｅ_Bである
指針４６によつて示された値を読み、電圧調整器
３４を回して、電圧指示計３８の値を、指針４６
によつて示された値に合わせる。この荷重指示計
３２は単にクレーンの吊り上げ荷重の指示だけで
なく、ビツト荷重も読みとることができ、さらに
制御電圧を決定する際の電圧値も読みとることが
できる。

以上で制御荷重のセツトが完了したわけで、後
は自動降下の指示を行えば、前述したような制御
による掘削を行うことができる。

以上述べたように本発明によれば、掘削具の懸
架荷重により懸架装置を降下制御する制御回路を
設けて検出荷重が常に設定範囲の値になるように
すると共に、掘削トルクが過大になつた時には掘
削トルクの検出量により懸架装置を停止もしくは
巻上げる制御回路を設けたので、下記の効果が得
られる。

(1) 単にビツト荷重だけによつて掘削具を下降さ
せるのではなく、常に掘削トルクに制限を加え
るような制御も付帯させたので、特に軟かい地
盤でブレード型ビツトを用いて掘削するような
場合、カツタの喰い込み量やビツト回転数に合
わせた掘削速度を得ることができるので、ビツ
ト回転の停止、作動の頻繁な繰り返しがなくな
り、掘削作業効果を高めることができる。

(2) 掘削トルクだけによつて掘削具を下降させる
のではなく、むしろビツト荷重による制御を主
体としているため、掘削トルク制御に比べて安
定した掘削を行うことができ、掘削条件によつ
ては掘削トルクによる規制も自動的に付加され
るので巾広い対応が得られる。

(3) ビツト等の掘削具の保持力を任意の一定範囲
に自動的に制御できるので、下げ振り効果を維
持でき、掘削孔の垂直精度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるリバースサーキユレー
シヨンドリルを示す側面図、第２図は本発明によ
る掘削具の降下自動制御装置の一実施例を示す系
統図、第３図は第２図における荷重計の出力電圧
により作動する比較器の作動範囲を示す図、第４
図は第２図における圧力計の出力電圧により作動
する比較器の作動範囲を示す図、第５図は第２図
の制御装置に対応する操作盤の説明図、第６図は
第５図の操作盤のうちの荷重指示計の拡大詳細図
である。 １……掘削機本体、２……ウインチ、２′……
ドラム、３……リーダ、５……ロータリテーブ
ル、６……ケリーバ、７……ビツト、８……ドリ
ルパイプ、１０……スイベルジヨイント、１１…
…ワイヤロープ、１２……荷重計、１５……電磁
切換弁、１７，２３……油圧ポンプ、１８，２４
……油圧モータ、２０Ａ，２０Ｂ，２９Ａ，２９
Ｂ……継電器、２１，３０……比較器、２７……
圧力変換器、２８Ａ，２８Ｂ……タイマー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤロープあるいはシリンダ等を介して懸
   架装置に懸架させた掘削具により地盤を掘削する
   リバースサーキユレーシヨンドリル等の土木施工
   機械に於いて、上記掘削具の懸架荷重を検出する
   荷重計と、掘削トルクを検出する検出器と、上記
   荷重計からの懸架荷重対応信号を取込み、該対応
   信号が懸架荷重の許容上限範囲にある時には上記
   懸架装置の巻下げを行うべく制御し、上記対応信
   号が懸架装置の許容基準範囲にある時には上記懸
   架装置の停止を行うべく制御するビツト荷重制御
   手段と、上記検出器からの掘削トルク対応信号を
   取込み、該対応信号が掘削トルクの第１の許容上
   限範囲にある時には上記ビツト荷重制御手段内の
   巻下げ制御系を懸架装置の制御から切離し、且つ
   代つて懸架装置の巻上げを行うべく制御し、上記
   対応信号が掘削トルクの上記第１の許容上限範囲
   より小さい第２の許容上限範囲にある時には上記
   ビツト荷重制御部を懸架装置の制御から切離し、
   且つ代つて懸架装置の停止を行うべく制御し、上
   記対応信号が掘削トルクの許容下限範囲にある時
   には上記懸架装置の制御を上記ビツト荷重制御部
   による制御のみに移行させてなる掘削トルク制御
   手段と、より成る竪孔掘削機における掘削具の降
   下自動制御装置。 ２ 上記掘削トルク制御手段による懸架装置の巻
   上げ制御を行う場合の巻上げ時間、懸架装置の停
   止制御を行う場合の停止時間、ビツト荷重制御部
   内の巻下げ制御系の懸架装置からの切離し時間
   は、それぞれ予じめ定めた所定時間巾とする特許
   請求の範囲第１項記載の降下自動制御装置。 ３ ワイヤロープあるいはシリンダ等を介して懸
   架装置に懸架させた掘削具により地盤を掘削する
   リバースサーキユレーシヨンドリル等の土木施工
   機械に於いて、上記掘削具の懸架荷重を検出する
   荷重計と、掘削トルクを検出する検出器と、上記
   荷重計からの懸架荷重対応信号を取込み、該対応
   信号が懸架荷重の許容上限範囲にある時には上記
   懸架装置の巻下げを行うべく制御し、上記対応信
   号が懸架装置の許容基準範囲にある時には上記懸
   架装置の停止を行うべく制御し、上記対応信号が
   許容下限範囲にある時には上記懸架装置の巻上げ
   を行うべく制御するビツト荷重制御手段と、上記
   検出器からの掘削トルク対応信号を取込み、該対
   応信号が掘削トルクの第１の許容上限範囲にある
   時には上記ビツト荷重制御手段内の巻下げ制御系
   を懸架装置の制御から切離し、且つ代つて懸架装
   置の巻上げを行うべく制御し、上記対応信号が掘
   削トルクの上記第１の許容上限範囲より小さい第
   ２の許容上限範囲にある時には上記ビツト荷重制
   御部を懸架装置の制御から切離し、且つ代つて懸
   架装置の停止を行うべく制御し、上記対応信号が
   掘削トルクの許容下限範囲にある時には上記懸架
   装置の制御を上記ビツト荷重制御部による制御の
   みに移行させてなる掘削トルク制御手段と、より
   成る竪孔掘削機における掘削具の降下自動制御装
   置。 ４ 上記掘削トルク制御手段による懸架装置の巻
   上げ制御を行う場合の巻上げ時間、懸架装置の停
   止制御を行う場合の停止時間、ビツト荷重制御部
   内の巻下げ制御系の懸架装置からの切離し時間
   は、それぞれ予じめ定めた所定時間巾とする特許
   請求の範囲第３項記載の降下自動制御装置。