JP3441946B2 - Excavation control method of casing driver, excavation control device, and method of measuring self-sinking load - Google Patents
Excavation control method of casing driver, excavation control device, and method of measuring self-sinking loadInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシングパイプ
を把持する把持手段とこの把持手段を支持し上昇下降さ
せることができるスラストシリンダと把持手段を回転駆
動するモータとスラストシリンダのシリンダ側の圧力を
調整できるリリーフ弁とを備えたケーシングドライバに
ついての掘削制御方法、掘削制御装置及び自沈荷重測定
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holding means for holding a casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting and holding the holding means, a motor for rotationally driving the holding means, and a cylinder side pressure of the thrust cylinder. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an excavation control method, an excavation control device, and a self-sinking load measuring method for a casing driver having an adjustable relief valve.
【0002】[0002]
【従来の技術】土木、建築工事に使用する大口径鋼管杭
や鋼管類等のケーシングパイプの圧入や引き抜きを行う
装置として、ケーシングドライバが従来から一般的に知
られている。また、ケーシングパイプの中には、先端に
カッタビットを取り付けたものがある。こうしたケーシ
ングパイプをケーシングドライバで圧入する場合には、
ケーシングドライバにより、ケーシングパイプを把持
し、回転させながら押し込んで地盤を掘削する。本発明
は、こうしたケーシングパイプの圧入工程で地盤を掘削
する場合の掘削制御やその制御に有用な技術を改良し、
又は創出しようとするものである。そこで、従来から一
般的に用いられていたケーシングドライバの例を図8乃
至図10に示し、その技術内容をこれらの図に基づいて
概説する。図8は、従来から一般的に用いられていたケ
ーシングドライバの一例を示す平面図、図9は、図8の
右側面図、図10は、図8の正面図である。2. Description of the Related Art A casing driver has been generally known as a device for press-fitting and withdrawing casing pipes such as large-diameter steel pipe piles and steel pipes used for civil engineering and construction work. Also, some casing pipes have a cutter bit attached to the tip. When pressing such a casing pipe with a casing driver,
The casing driver grips the casing pipe and pushes it while rotating it to excavate the ground. The present invention improves technology useful for excavation control and its control when excavating the ground in such casing pipe press-fitting process,
Or, it is something to be created. Therefore, an example of a casing driver that has been generally used in the past is shown in FIGS. 8 to 10, and the technical contents thereof will be outlined based on these drawings. 8 is a plan view showing an example of a casing driver that has been generally used in the past, FIG. 9 is a right side view of FIG. 8, and FIG. 10 is a front view of FIG.
【0003】図8乃至図10において、1は雌型継手2
0とこれに嵌着して着脱可能に取り付けられる雄型継手
24とからなる継手着脱装置、2は前記したケーシング
ドライバ、3はこのケーシングドライバ2を地面に設置
する際にこれを支持してその姿勢を水平に調整するため
の水平調整用ジャッキ、4は中央にケーシングパイプ1
0の挿通空間を有しケーシングドライバ2の基部をなす
略正方形の枠状のベースフレーム、4a,4b,4c,
4dはこのベースフレーム4の四隅に立設された縦ガイ
ドフレーム、5は中央にケーシングパイプ10の挿通空
間を有して枠状をなし各縦ガイドフレーム4a,4b,
4c,4dで昇降自在にガイドされる昇降フレーム、6
はこの昇降フレーム5を上昇下降させるように駆動する
スラストシリンダである。8はケーシングパイプ10の
挿通空間を有するようにリング状をなし昇降フレーム6
に図示していないベアリングを介して回転自在に取り付
けられた回転体、9はケーシングパイプ10を把持する
把持手段としてのケーシング掴み用バンド、10は前述
したケーシングパイプ、11はケーシング掴み用バンド
9でケーシングパイプ10を把持したりその把持を解除
したりするための、ケーシング掴み用バンド9の構成要
素をなす油圧式のバンドシリンダ、12は昇降フレーム
5の下部に設置され回転体8を介してケーシング掴み用
バンド9を回転駆動する油圧モータである。In FIGS. 8 to 10, reference numeral 1 denotes a female joint 2.
0 and a male joint 24 that is fitted to and detachably attached to the joint fitting attaching / detaching device 2, the casing driver described above, and 3 supporting the casing driver 2 when the casing driver 2 is installed on the ground. A horizontal adjustment jack for adjusting the posture horizontally, 4 is a casing pipe 1 in the center
A substantially square frame-shaped base frame 4a, 4b, 4c having a zero insertion space and forming the base of the casing driver 2,
Reference numeral 4d designates vertical guide frames which are erected at the four corners of the base frame 4, and reference numeral 5 designates a frame shape having a space for inserting the casing pipe 10 in the center thereof to form respective vertical guide frames 4a, 4b,
An elevating frame which is guided up and down by 4c and 4d, 6
Is a thrust cylinder that drives the lifting frame 5 to move up and down. 8 is a ring-shaped lifting frame 6 having an insertion space for the casing pipe 10.
A rotary body rotatably mounted via a bearing (not shown), 9 is a casing gripping band as a gripping means for gripping the casing pipe 10, 10 is the aforementioned casing pipe, and 11 is a casing gripping band 9. A hydraulic band cylinder, which is a component of the casing gripping band 9 for gripping the casing pipe 10 and releasing the grip, 12 is installed at the lower part of the elevating frame 5 and the casing is provided via the rotating body 8 This is a hydraulic motor that rotationally drives the gripping band 9.
【0004】縦ガイドフレーム4a,4b,4c,4d
は、それぞれ、二つのガイド面a,bをもち、昇降フレ
ーム5をこれら二つのガイド面a,bでガイドする。こ
れらのガイド面a,bのうち、ガイド面aはケーシング
掴み用バンド9を回転駆動してケーシングパイプ10を
回転させた際に生じる回転反力を受ける面であり、回転
体8の回転円の接線方向に対して略直角に配置されてい
る。また、ガイド面bは、昇降フレーム5の水平方向の
ふらつきを押さえ安定的に支持する働きをする面であ
り、回転体8の回転円の接線方向に平行に配置されてい
る。昇降フレーム5には、これらのガイド面a,bにそ
れぞれ対向するように二つの摺動面が形成されている。
スラストシリンダ6は、縦ガイドフレーム4a,4b,
4c,4dと同様、ベースフレーム4の四隅に立設さ
れ、シリンダ部をベースフレーム4に取り付けるととも
にロッド部を昇降フレーム5に取り付けているが、逆に
して取り付けてもよい。縦ガイドフレーム4a,4b,
4c,4d及び4本のスラストシリンダ6は、何れも、
図8でみて上下に隣接するもの同士及び左右に隣接する
もの同士がそれぞれ回転体8の左右の径方向の線及び上
下の径方向の線に対して線対称をなすように配置されて
いる。Vertical guide frames 4a, 4b, 4c, 4d
Respectively have two guide surfaces a and b, and guide the elevating frame 5 with these two guide surfaces a and b. Of these guide surfaces a and b, the guide surface a is a surface that receives a rotational reaction force generated when the casing gripping band 9 is rotationally driven and the casing pipe 10 is rotated. It is arranged substantially at right angles to the tangential direction. The guide surface b is a surface that functions to suppress horizontal fluctuations of the elevating frame 5 and support it stably, and is arranged parallel to the tangential direction of the rotation circle of the rotating body 8. The lifting frame 5 is formed with two sliding surfaces so as to face the guide surfaces a and b, respectively.
The thrust cylinder 6 includes vertical guide frames 4a, 4b,
Similar to 4c and 4d, the cylinder is attached to the four corners of the base frame 4 and the cylinder is attached to the base frame 4 and the rod is attached to the elevating frame 5, but they may be attached in reverse. Vertical guide frames 4a, 4b,
4c, 4d and the four thrust cylinders 6 are all
In FIG. 8, the vertically adjacent components and the horizontally adjacent components are arranged so as to be line-symmetric with respect to the left and right radial lines and the upper and lower radial lines of the rotating body 8, respectively.
【0005】回転体8には、外周に外歯歯車を形成し
て、油圧モータ12で回転駆動される図示していないピ
ニオン(参考のため図1の符号13を参照)を噛み合わ
せており、これにより、油圧モータ12の回転が減速し
て伝達されるようにしている。油圧モータ12は、この
例では昇降フレーム5の左右に配置されている。ケーシ
ング掴み用バンド9は、回転体8の上部に取り付けら
れ、回転体8を介して油圧モータ12で回転駆動される
ようになっている。ケーシングドライバ2は以上のよう
な構造を備えているため、スラストシリンダ6を伸縮す
ると、昇降フレーム5は、縦ガイドフレーム4a,4
b,4c,4dのガイド面a,bでガイドされながら上
昇下降し、その結果、ケーシング掴み用バンド9を、油
圧モータ12や回転体8とともに上昇下降させることが
できる。また、油圧モータ12を駆動することにより、
ピニオンと回転体8とからなる歯車伝動機構を介してケ
ーシング掴み用バンド9を減速して回転駆動することが
できる。An external gear is formed on the outer periphery of the rotating body 8, and a pinion (not shown) (see reference numeral 13 in FIG. 1 for reference) which is rotationally driven by a hydraulic motor 12 is meshed with the rotating body 8. As a result, the rotation of the hydraulic motor 12 is decelerated and transmitted. The hydraulic motors 12 are arranged on the left and right of the elevating frame 5 in this example. The casing gripping band 9 is attached to the upper part of the rotating body 8 and is rotationally driven by the hydraulic motor 12 via the rotating body 8. Since the casing driver 2 has the above-described structure, when the thrust cylinder 6 is expanded or contracted, the elevating frame 5 will move the vertical guide frames 4a, 4a.
Ascending and descending while being guided by the guide surfaces a and b of b, 4c and 4d, as a result, the casing gripping band 9 can be ascended and descended together with the hydraulic motor 12 and the rotating body 8. Also, by driving the hydraulic motor 12,
The casing gripping band 9 can be decelerated and rotationally driven via the gear transmission mechanism including the pinion and the rotating body 8.
【0006】次に、このケーシング掴み用バンド9の構
造について説明する。ケーシング掴み用バンド9は、略
半円円弧状の固定バンド9aと、この固定バンド9aの
両端部に一端部を可動バンド枢着用の枢着軸14,15
で回動可能に枢着した略円弧状の一対の可動バンド9
b,9cと、この一対の可動バンド9b,9cの各他端
部にピン16,17で連結したバンドシリンダ11とで
構成されて、中央にケーシングパイプ挿通用空間ができ
るように略リング状に形成されている。固定バンド9a
は、内面がケーシングパイプ10の外面と同じ円弧状に
形成され、回転体8に取り付けられている。可動バンド
9b,9cは、バンドシリンダ11を作動させることに
より各枢着軸14,15を軸心にして回動させることが
できる。こうしたケーシング掴み用バンド9でケーシン
グパイプ10を把持しようとするときは、可動バンド9
b,9cをバンドシリンダ11でケーシングパイプ10
側に回動させることにより、ケーシングパイプ10を可
動バンド9b,9cで固定バンド9aの円弧状内面に押
し当てて位置決めしながら把持する。Next, the structure of the casing gripping band 9 will be described. The casing gripping band 9 includes a fixed band 9a having a substantially semicircular arc shape, and one end of each fixed band 9a at both ends thereof.
A pair of substantially arcuate movable bands that are pivotally attached by
b and 9c and a band cylinder 11 connected to the other ends of the pair of movable bands 9b and 9c with pins 16 and 17, respectively, and formed into a substantially ring shape so that a casing pipe insertion space can be formed in the center. Has been formed. Fixed band 9a
Has an inner surface formed in the same arc shape as the outer surface of the casing pipe 10, and is attached to the rotating body 8. The movable bands 9b and 9c can be rotated around the pivot shafts 14 and 15 by operating the band cylinder 11. When the casing pipe 10 is to be gripped with the casing gripping band 9, the movable band 9
b, 9c by band cylinder 11 casing pipe 10
When the casing pipe 10 is turned to the side, the casing pipe 10 is pressed by the movable bands 9b and 9c against the arc-shaped inner surface of the fixed band 9a to be positioned and gripped.
【0007】18,19は、それぞれバンドシリンダ1
1のシリンダ側(ボトム側)、ロッド側に連通する油圧
管であり、回転体8の外周に適宜の固定具で固定してそ
の全周に近くわたって取り付けている。これらの油圧管
18,19には、それぞれ略120度間隔で3個の雌型
継手20が配設されている。雄型継手24は、切換弁の
切り換えにより給油管と排油管とに選択的に接続可能な
二つの管路にそれぞれ設けており、必要に応じて3個の
雌型継手20の適宜のものに連結することにより、バン
ドシリンダ11のシリンダ側やロッド側に圧油を供給し
たり、供給した圧油を排出することができるようになっ
ている。こうした雌型継手20と雄型継手24からなる
継手着脱装置1は、本発明とは直接関係がないので、そ
の詳細な説明は省略する。Reference numerals 18 and 19 denote band cylinders 1, respectively.
1 is a hydraulic pipe communicating with the cylinder side (bottom side) and the rod side, and is fixed to the outer periphery of the rotating body 8 with an appropriate fixing tool and is attached near the entire periphery thereof. Each of these hydraulic pipes 18 and 19 is provided with three female joints 20 at intervals of approximately 120 degrees. The male joints 24 are respectively provided in the two conduits that can be selectively connected to the oil supply pipe and the oil drain pipe by switching the switching valve. By connecting them, pressure oil can be supplied to the cylinder side or rod side of the band cylinder 11, and the supplied pressure oil can be discharged. Since the joint attaching / detaching device 1 including the female joint 20 and the male joint 24 is not directly related to the present invention, detailed description thereof will be omitted.
【0008】以上のような構造を備えたケーシングドラ
イバ2でケーシングパイプ10を圧入しようとするとき
には、次に示す工程で行う。When the casing pipe 10 is to be press-fitted with the casing driver 2 having the above structure, the following steps are performed.
【0009】1.スラストシリンダ6を限界まで伸ばし
て昇降フレーム5を上昇させ、かつ、バンドシリンダ1
1を伸ばしてケーシングパイプ挿通用空間を広げた状態
にした後、圧入当初は、カッタビットを有するケーシン
グパイプ10を同挿通用空間に挿通する。
2.バンドシリンダ11を縮めてケーシング掴み用バン
ド9でケーシングパイプ10を把持する。
3.油圧モータ12により、ケーシング掴み用バンド9
を回転体8を介して回転駆動してケーシングパイプ10
を回転させる。
4.こうしてケーシングパイプ10をケーシング掴み用
バンド9で把持し回転させた状態において、スラストシ
リンダ6を縮めて昇降フレーム5を下降させることによ
り、ケーシングパイプ10を押し込んで地盤を掘削し、
ケーシングパイプ10を圧入する。
5.スラストシリンダ6が限界まで縮むと、油圧モータ
12によるケーシング掴み用バンド9の回転駆動やスラ
ストシリンダ6の駆動を停止させる。
6.バンドシリンダ11を伸ばして、ケーシング掴み用
バンド9でのケーシングパイプ10の把持を解除する。
7.ケーシングパイプ10の把持を解除した状態におい
て、再び、スラストシリンダ6を限界まで伸ばして昇降
フレーム5を上昇させる。
8.圧入した前記ケーシングパイプ10に、必要に応じ
てカッタビットをもたない新たなケーシングパイプ10
を継ぎ足す。
9.前記の2乃至8の工程を繰り返して所定の長さケー
シングパイプ10を圧入する。
なお、こうしたケーシングドライバ2でケーシングパイ
プ10の引き抜きも行えるが、説明は省略する。ところ
で、スラストシリンダ6には、昇降フレーム5を始め、
これに設置されている回転体8、ケーシング掴み用バン
ド9、油圧モータ12等ケーシングドライバ2の機器類
の種々の重量が作用する。また、ケーシング掴み用バン
ド9でケーシングパイプ10を把持しているときには、
ケーシングパイプ10の重量も作用する。そのため、ス
ラストシリンダ6には、ケーシングドライバ2の運転
中、ケーシングパイプ10に押し込み力を付与しないと
きでも、スラストシリンダ6を縮めようとする力が不可
避的に作用する。スラストシリンダ6に働くこうした力
を本明細書では自沈荷重という。ケーシングパイプ10
をケーシングドライバで回転させながら押し込んで地盤
を掘削する場合、自沈荷重を支持するような支持力をス
ラストシリンダ6で加えないと、ケーシングパイプ10
が逸走してしまい、この自沈荷重がケーシングパイプ1
0に対する押し込み力となって、ケーシングドライバで
地盤を掘削する場合の掘削制御が安定した状態で行えな
くなる。その結果、ケーシングドライバでの地盤の掘削
が効率的に行えなくなったり、ケーシングパイプ10の
カッタビットが損傷したりすることがある。1. The thrust cylinder 6 is extended to the limit to raise the lifting frame 5, and the band cylinder 1
After extending 1 to make the casing pipe insertion space wide, the casing pipe 10 having a cutter bit is inserted into the insertion space at the beginning of press fitting. 2. The band cylinder 11 is contracted, and the casing pipe 10 is grasped by the casing grasping band 9. 3. By the hydraulic motor 12, the casing gripping band 9
The casing pipe 10 by rotatably driving the
To rotate. 4. In this way, in a state where the casing pipe 10 is gripped by the casing gripping band 9 and rotated, the thrust cylinder 6 is contracted and the elevating frame 5 is lowered to push the casing pipe 10 to excavate the ground,
The casing pipe 10 is press-fitted. 5. When the thrust cylinder 6 contracts to the limit, the rotational drive of the casing gripping band 9 and the drive of the thrust cylinder 6 by the hydraulic motor 12 are stopped. 6. The band cylinder 11 is extended to release the casing pipe 10 from the casing gripping band 9. 7. With the casing pipe 10 released, the thrust cylinder 6 is extended to the limit again and the elevating frame 5 is raised. 8. A new casing pipe 10 that does not have a cutter bit as necessary in the casing pipe 10 that is press-fitted.
Add more. 9. By repeating the above steps 2 to 8, the casing pipe 10 having a predetermined length is press-fitted. The casing driver 10 can also pull out the casing pipe 10, but the description thereof will be omitted. By the way, in the thrust cylinder 6, starting the lifting frame 5,
Various weights of the devices such as the rotating body 8, the casing gripping band 9, the hydraulic motor 12 and the casing driver 2 installed therein act. Further, when the casing pipe 10 is being held by the casing holding band 9,
The weight of the casing pipe 10 also acts. Therefore, the thrust cylinder 6 is inevitably subjected to a force for compressing the thrust cylinder 6 even when the casing pipe 10 is not applied with a pushing force during the operation of the casing driver 2. Such a force acting on the thrust cylinder 6 is referred to as a self-sinking load in this specification. Casing pipe 10
When excavating the ground by pushing while rotating the casing pipe with a casing driver, the casing pipe 10 must be supported unless a supporting force for supporting the self-sinking load is applied by the thrust cylinder 6.
Has run away and this self-sinking load causes casing pipe 1
As a pushing force against 0, the excavation control when excavating the ground by the casing driver cannot be performed in a stable state. As a result, the casing driver may not be able to efficiently excavate the ground, or the cutter bit of the casing pipe 10 may be damaged.
【0010】こうしたケーシングドライバ2の掘削制御
時に自沈荷重に起因して生じる問題を解決するための技
術として、回転式チュービング装置の押込み力制御方法
と称する技術が特公平7ー15233号公報で従来提案
されている。そこで、この公報で提案されている技術を
従来の技術として説明するが、その場合、本発明との対
応関係が明確になるように、可能な限りこの明細書で用
いられている用語を用い、最初に用いる用語の後に、こ
の公報で用いられている用語を括弧内に付記することと
する。この公報で提案されている技術は、ケーシングド
ライバ(回転式チュービング装置)での掘削時に自沈荷
重が作用すると、土質によっては効率的な掘削が行えな
くなったりケーシングパイプ(ケーシングチューブ)の
カッタビット(掘削用ビット)を損傷させたりすること
があるとの認識のもとに、ケーシングドライバの掘削制
御方法を改良しようとするものである。As a technique for solving the problem caused by the self-sinking load during the excavation control of the casing driver 2, a technique called a pushing force control method for a rotary tubing device has been proposed in Japanese Patent Publication No. 7-15233. Has been done. Therefore, the technique proposed in this publication will be described as a conventional technique. In that case, the terms used in this specification are used as much as possible so that the correspondence with the present invention becomes clear. The terms used in this publication will be added in parentheses after the terms used first. The technique proposed in this publication makes it impossible to perform efficient excavation depending on the soil quality when a self-sinking load acts during excavation with a casing driver (rotary tubing device), and a cutter bit (excavation) for a casing pipe (casing tube). It is intended to improve the excavation control method of the casing driver, recognizing that it may damage the work bit).
【0011】このケーシングドライバの掘削制御方法
は、ケーシングパイプを把持する把持手段としての回転
装置と、この回転装置を昇降フレーム(昇降装置)を介
して支持し上昇下降させることができるスラストシリン
ダ(シリンダ)と回転装置を回転駆動する油圧モータと
スラストシリンダのシリンダ側(キャップ側シリンダ
室)の圧力を調整できる電磁比例式リリーフ弁とを設け
たケーシングドライバを用いて、先端にカッタビットを
有するケーシングパイプで地盤を掘削する際に、ケーシ
ングパイプの逸走を防止するように制御するようにした
ものである。最大押込み力Fmaxを発生させるように
スラストシリンダのロッド側(ヘッド側シリンダ室)の
圧力を固定的に設定するリリーフ弁を設けるとともに、
電磁比例式リリーフ弁の設定圧力R1は、最大設定圧力
に調整したとき、最大押込み力Fmaxを発生させるス
ラストシリンダのロッド側の圧力f1とケーシングパイ
プの重量Wcと回転装置及び昇降フレームの重量Wdと
の合計より大きくなるよう設定できるようにし、電磁比
例式リリーフ弁の設定圧力R1を調整することにより、
スラストシリンダを伸縮できるようにしている。This casing driver excavation control method includes a rotating device as a holding means for holding a casing pipe, and a thrust cylinder (cylinder) capable of supporting the rotating device via an elevating frame (elevating device) and ascending and descending. ) And a hydraulic motor that rotationally drives a rotating device and an electromagnetic proportional relief valve that can adjust the pressure on the cylinder side (cap side cylinder chamber) of the thrust cylinder, and a casing pipe having a cutter bit at the tip. When excavating the ground, the control is performed so as to prevent the casing pipe from running away. A relief valve for fixedly setting the pressure on the rod side (head side cylinder chamber) of the thrust cylinder to generate the maximum pushing force Fmax is provided.
The set pressure R1 of the electromagnetic proportional relief valve includes the pressure f1 on the rod side of the thrust cylinder that generates the maximum pushing force Fmax, the weight Wc of the casing pipe, the weight Wd of the rotating device and the lifting frame when adjusted to the maximum set pressure. By adjusting the set pressure R1 of the electromagnetic proportional relief valve,
The thrust cylinder can be expanded and contracted.
【0012】このように構成した従来のケーシングドラ
イバの掘削制御方法にあっては、電磁比例式リリーフ弁
の設定圧力R1を0にすると、ケーシングパイプのカッ
タビットに作用する押込み力がf1+Wc+Wdになっ
てカッタビットに最大の押込み力が作用し、また、電磁
比例式リリーフ弁の設定圧力R1をf1+Wc+Wdに
すると、カッタビットに作用する押込み力が0になると
されている。こうしたカッタビットに作用する押込み力
が0になる状態は、スラストシリンダ6のシリンダ側に
おいて、スラストシリンダのロッド側の圧力に対抗する
圧力とともに、自沈荷重を支持するような支持力だけを
加えている状態であるから、この従来の技術では、f1
+Wc+Wd(スラストシリンダのシリンダ側の圧力)
−f1(スラストシリンダのロッド側の圧力)すなわち
Wc+Wdを自沈荷重に相当する荷重であるとみている
といえる。In the conventional casing driver excavation control method thus configured, when the set pressure R1 of the electromagnetic proportional relief valve is set to 0, the pushing force acting on the cutter bit of the casing pipe becomes f1 + Wc + Wd. It is said that when the maximum pushing force acts on the cutter bit and the set pressure R1 of the electromagnetic proportional relief valve is f1 + Wc + Wd, the pushing force acting on the cutter bit becomes zero. In the state where the pushing force acting on the cutter bit is zero, only the supporting force for supporting the self-sinking load is applied on the cylinder side of the thrust cylinder 6 together with the pressure against the pressure on the rod side of the thrust cylinder. In this conventional technique, f1
+ Wc + Wd (pressure on the cylinder side of the thrust cylinder)
It can be said that −f1 (pressure on the rod side of the thrust cylinder), that is, Wc + Wd, is regarded as a load corresponding to the self-sinking load.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】このように従来の技術
では、Wc+Wdを自沈荷重に相当する荷重であるとみ
ていてるが、この荷重Wc+Wdは、実際にケーシング
パイプ10で地盤を掘削して圧入する際にスラストシリ
ンダ6に働く自沈荷重を正確に反映したものではない。
そこで、このことを図11を用いて説明する。図11
は、ケーシングドライバでの掘削時にスラストシリンダ
に作用する自沈荷重の説明図である。図11において図
8乃至図10と同一符号を付けた部分は図8乃至図10
と同等の部分を表す。この図11は、図8乃至図10で
すでに説明したケーシングドライバを模式的に図示した
ものであり、これらの図に図示されていないピニオン1
3を回転体8の外歯歯車と噛み合わせて回転体8を減速
回転させるようにした点も模式的に図示している。As described above, according to the conventional technique, Wc + Wd is considered to be a load corresponding to the self-sinking load, but this load Wc + Wd is actually excavated in the ground by the casing pipe 10 and press-fitted. At this time, the self-sinking load acting on the thrust cylinder 6 is not accurately reflected.
Therefore, this will be described with reference to FIG. Figure 11
FIG. 4 is an explanatory diagram of a self-sinking load that acts on a thrust cylinder when excavating with a casing driver. In FIG. 11, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIGS.
Represents the part equivalent to. FIG. 11 schematically shows the casing driver already described in FIGS. 8 to 10, and the pinion 1 not shown in these figures is shown.
It is also schematically shown that the rotor 3 is decelerated and rotated by meshing 3 with the external gear of the rotor 8.
【0014】いま、図11において、Wcをケーシング
パイプ10の重量、Wrを昇降フレーム5の重量、Wm
を回転体8やケーシング掴み用バンド9の重量、Wpを
ケーシングパイプ10での地盤の掘削時にスラストシリ
ンダ6に作用する自沈荷重であるとする。自沈荷重Wp
として作用する重量には、昇降フレーム5上に設置され
たステージ等これら以外の重量も作用するが、説明の便
のため、ここでは、自沈荷重Wpとして作用する重量が
図11に図示の重量だけであると仮定する。ケーシング
パイプ10のカッタビット26で地盤を掘削していると
きには、ケーシングパイプ10の周面と地盤との間に動
摩擦力が作用するが、このケーシングパイプ10周面の
動摩擦力をFmとする。このケーシングパイプ10周面
の動摩擦力Fmは、自沈荷重Wpとして作用する重量を
軽減するように作用する。そうすると、自沈荷重Wp
は、次の数式1で表すことができる。
数式1
Wp=(Wc+Wr+Wm)−Fm
なお、従来の技術にいう回転装置及び昇降フレームの重
量Wdは、この数式1中のWr+Wmに相当していると
考えられる。In FIG. 11, Wc is the weight of the casing pipe 10, Wr is the weight of the lifting frame 5, and Wm.
Is the weight of the rotating body 8 and the casing gripping band 9, and Wp is the self-sinking load acting on the thrust cylinder 6 when the ground is excavated by the casing pipe 10. Self- sinking load Wp
Other weights such as a stage installed on the elevating frame 5 also act on the weight acting as the above. However, for convenience of description, here, the weight acting as the self-sinking load Wp is only the weight shown in FIG. Suppose that While excavating the ground by the cutter bit 26 of the casing pipe 10, a dynamic frictional force acts between the peripheral surface of the casing pipe 10 and the ground, and the dynamic frictional force of the peripheral surface of the casing pipe 10 is Fm. The dynamic frictional force Fm on the peripheral surface of the casing pipe 10 acts to reduce the weight acting as the self-sinking load Wp. Then, the self-sinking load Wp
Can be expressed by the following formula 1. Formula 1 Wp = (Wc + Wr + Wm) -Fm It is considered that the weight Wd of the rotating device and the elevating frame referred to in the prior art corresponds to Wr + Wm in Formula 1.
【0015】従来の技術での電磁比例式リリーフ弁の設
定圧力R1の設定方式をこの数式1を参考にして分析す
れば明らかなように、従来の技術では、ケーシングパイ
プで地盤を掘削しているときに作用するケーシングパイ
プ周面の動摩擦力Fmを全く考慮しておらず、従来の技
術で自沈荷重に相当するとみていてる荷重Wc+Wd
は、実際にケーシングパイプで地盤を掘削して圧入する
際にスラストシリンダに働く自沈荷重を正確に反映した
ものではない。すなわち、ケーシングパイプで地盤を掘
削しているときには、ケーシングパイプの周面と地盤と
の間に動摩擦力が作用して荷重Wc+Wdを軽減するは
ずであるが、従来の技術では、自沈荷重に相当する荷重
を測定する際、こうした動摩擦力が織り込まれておら
ず、結果的に自沈荷重が大きく測定されることになる。
その結果、電磁比例式リリーフ弁でケーシングパイプの
逸走を防止するように制御しながら地盤を掘削する際
に、スラストシリンダのシリンダ側の圧力を調整するた
めの電磁比例式リリーフ弁の設定圧力は、徒に大きく設
定されることとなり、電磁比例式リリーフ弁でのエネル
ギー損失が増大することとなる。As will be apparent from an analysis of the setting method of the set pressure R1 of the electromagnetic proportional relief valve in the prior art with reference to this equation 1, in the prior art, the ground is excavated by the casing pipe. The dynamic frictional force Fm of the casing pipe peripheral surface, which sometimes acts, is not taken into consideration at all, and the load Wc + Wd which is considered to correspond to the self-sinking load in the conventional technique.
Does not accurately reflect the self-sinking load that acts on the thrust cylinder when the ground is actually excavated and press-fitted with the casing pipe. That is, when excavating the ground with the casing pipe, the dynamic frictional force should act between the peripheral surface of the casing pipe and the ground to reduce the load Wc + Wd, but in the conventional technique, it corresponds to a self-sinking load. When measuring the load, such dynamic friction force is not incorporated, and as a result, the self-sinking load is largely measured.
As a result, the set pressure of the electromagnetic proportional relief valve for adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder when excavating the ground while controlling the electromagnetic proportional relief valve to prevent the escape of the casing pipe is: Therefore, the energy loss in the electromagnetic proportional relief valve will increase.
【0016】ケーシングパイプ周面の動摩擦力は、ケー
シングパイプの圧入が進展するにつれ新たなケーシング
パイプが継ぎ足されて次第に増加するため、自沈荷重の
測定に動摩擦力が織り込まれないことにより増大する電
磁比例式リリーフ弁でのエネルギー損失は、無視できな
いものとなる。こうしたことから、ケーシングパイプで
の地盤の掘削時にスラストシリンダに作用する自沈荷重
を、数式1に従って正確に測定することが必要である。
しかしながら、ケーシングパイプでの掘削時にケーシン
グパイプの周面と地盤との間に生じる動摩擦力を実測す
る方法は、確立されていなかったため、これまでの技術
では、動摩擦力を織り込んで自沈荷重を正確に測定する
ことは技術的に困難であった。Since the dynamic frictional force on the peripheral surface of the casing pipe gradually increases as a new casing pipe is added as the press-fitting of the casing pipe progresses, the electromagnetic frictional force increases due to the fact that the dynamic frictional force is not incorporated in the measurement of the self-sinking load. The energy loss in a relief valve is not negligible. Therefore, it is necessary to accurately measure the self-sinking load acting on the thrust cylinder when excavating the ground with the casing pipe, according to the mathematical formula 1.
However, since the method of measuring the dynamic friction force generated between the peripheral surface of the casing pipe and the ground at the time of excavation with the casing pipe has not been established, the conventional technology incorporates the dynamic friction force to accurately measure the self-sinking load. It was technically difficult to measure.
【0017】この出願の各発明は、こうした従来の技術
状況に鑑み創作されたものであり、この出願の発明の第
1の技術課題は、スラストシリンダのシリンダ側の圧力
を調整できるリリーフ弁を備えたケーシングドライバに
用いられ、リリーフ弁でのエネルギー損失を低減させて
ケーシングパイプの逸走を防止することができるケーシ
ングドライバの掘削制御技術を提供することにある。ま
た、この出願の発明の第2の技術課題は、ケーシングパ
イプでの掘削時にスラストシリンダに作用する自沈荷重
を正確に実測することができるケーシングドライバの自
沈荷重測定方法を提供することにある。The respective inventions of this application were created in view of such conventional technical situations, and the first technical problem of the invention of this application is to provide a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. Another object of the present invention is to provide a casing driver excavation control technique that is used in a casing driver and can reduce the energy loss in the relief valve to prevent the casing pipe from running away. A second technical object of the invention of this application is to provide a method for measuring a self-sinking load of a casing driver, which can accurately measure a self-sinking load acting on a thrust cylinder during excavation with a casing pipe.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】(A)第1の技術課題を
解決するための手段
前記の第1の技術課題は、特許請求の範囲の請求項1に
係るこの出願の第1番目の発明、請求項2に係るこの出
願の第2番目の発明、請求項3に係るこの出願の第3番
目の発明、請求項4に係るこの出願の第4番目の発明、
請求項5に係るこの出願の第5番目の発明及び請求項8
に係るこの出願の第6番目の発明によりそれぞれ解決さ
れる。その技術課題を解決するためのための手段とし
て、この出願の第1番目の発明では次の1)の手段、こ
の出願の第2番目の発明では次の2)の手段、この出願
の第3番目の発明では次の3)の手段、この出願の第4
番目の発明では次の4)の手段、この出願の第5番目の
発明では次の5)の手段、この出願の第6番目の発明で
は次の6)の手段をそれぞれ採用した。(A) Means for Solving the First Technical Problem The first technical problem is the first invention of this application according to claim 1 of the claims. , A second invention of this application according to claim 2, a third invention of this application according to claim 3, a fourth invention of this application according to claim 4,
A fifth invention of this application according to claim 5 and claim 8
According to the sixth invention of this application, the problems are solved. As means for solving the technical problems, in the first invention of this application, the following 1) means, in the second invention of this application, the following 2) means, and the 3rd of this application In the second invention, the means of the following 3), the fourth of this application
The fourth invention adopts the following means 4), the fifth invention of this application adopts the means 5), and the sixth invention of this application adopts the means 6).
【0019】1)ケーシングパイプを把持する把持手段
とこの把持手段を支持し上昇下降させることができるス
ラストシリンダと把持手段を回転駆動するモータとスラ
ストシリンダのシリンダ側の圧力を調整できるリリーフ
弁とを備えたケーシングドライバを用いて、先端にカッ
タビットを有するケーシングパイプで地盤を掘削する際
に、ケーシングパイプの逸走を防止するように制御する
ケーシングドライバの掘削制御方法において、カッタビ
ットを地盤から引き離し得るストロークを残すようにス
ラストシリンダを伸ばしてケーシングパイプを把持手段
で把持する第1の工程と、この把持手段で把持したケー
シングパイプを、カッタビットを地盤から引き離すよう
にスラストシリンダを伸ばすことにより上昇させるとと
もにモータの駆動により回転させる第2の工程と、こう
してケーシングパイプを上昇させるとともに回転させた
状態でスラストシリンダのシリンダ側の圧力及びロッド
側の圧力のうちの少なくともシリンダ側の圧力を測定
し、その測定結果に基づいて得られる自沈荷重を、スラ
ストシリンダのシリンダ側の圧力で把持手段を支持する
支持力が下回らないように、リリーフ弁の設定圧を設定
する第3の工程とを経た後、ケーシングパイプをモータ
で回転させながらスラストシリンダで押し込んで地盤を
掘削するようにした。1) A gripping means for gripping the casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting and lifting the gripping means, a motor for rotationally driving the gripping means, and a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. When excavating the ground with a casing pipe having a cutter bit at the tip using a provided casing driver, in a casing driver excavation control method for controlling so as to prevent the casing pipe from running away, the cutter bit can be separated from the ground The first step of extending the thrust cylinder so as to leave a stroke and holding the casing pipe by the holding means, and raising the casing pipe held by the holding means by extending the thrust cylinder so as to separate the cutter bit from the ground. Drive the motor with The second step of further rotating, and at least the cylinder side pressure of the cylinder side pressure and the rod side pressure of the thrust cylinder is measured with the casing pipe being raised and rotated in this way, and based on the measurement result After passing through the third step of setting the set pressure of the relief valve so that the supporting force for supporting the gripping means does not fall below the self-settling load obtained by the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder, the casing pipe is driven by the motor. The ground was excavated by pushing in with a thrust cylinder while rotating.
【0020】2)1)と同様のケーシングパイプの逸走
を防止するように制御するケーシングドライバの掘削制
御方法において、把持手段で把持したケーシングパイプ
を、カッタビットを地盤から引き離すようにスラストシ
リンダを伸ばすことにより上昇させるとともにモータの
駆動により回転させる第1の工程と、こうしてケーシン
グパイプを上昇させるとともに回転させた状態でスラス
トシリンダのシリンダ側の圧力及びロッド側の圧力のう
ちの少なくともシリンダ側の圧力を測定し、その測定結
果に基づいて得られる自沈荷重を、スラストシリンダの
シリンダ側の圧力で把持手段を支持する支持力が下回ら
ないように、リリーフ弁の設定圧を設定する第2の工程
と、把持手段でのケーシングパイプの把持を解除した
後、ケーシングパイプの押し込みが行えるようにスラス
トシリンダを伸ばしてケーシングパイプを把持手段で把
持する第3の工程を経た後、ケーシングパイプをモータ
で回転させながらスラストシリンダで押し込んで地盤を
掘削するようにした。2) In the casing driver excavation control method for controlling the casing pipe so as to prevent the casing pipe from escaping, the thrust cylinder is extended so that the casing pipe gripped by the gripping means separates the cutter bit from the ground. In the first step of raising and rotating the motor by driving the motor, and in the state of raising and rotating the casing pipe in this way, at least the cylinder side pressure of the cylinder side pressure and rod side pressure of the thrust cylinder is set. A second step of measuring and setting the set pressure of the relief valve so that the self-sinking load obtained based on the measurement result does not fall below the supporting force for supporting the gripping means by the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder; After releasing the grip of the casing pipe with the gripping means, After a third step of gripping the casing pipe by the gripping means extending the thrust cylinder to allow the pushing and adapted to excavate the ground by pushing thrust cylinder while rotating the casing pipe at the motor.
【0021】3)ケーシングパイプを把持する把持手段
とこの把持手段を支持し上昇下降させることができるス
ラストシリンダと把持手段を回転駆動するモータとスラ
ストシリンダのシリンダ側の圧力を調整できるリリーフ
弁とを備えたケーシングドライバを用いて、先端にカッ
タビットを有するケーシングパイプで地盤を掘削する際
に、ケーシングパイプの逸走を防止するように制御する
ケーシングドライバの掘削制御装置において、スラスト
シリンダのシリンダ側の圧力及びロッド側の圧力のうち
の少なくともシリンダ側の圧力を測定するスラストシリ
ンダの圧力測定手段を設けるとともに、この圧力測定手
段でのスラストシリンダの圧力に関する測定結果が入力
されるケーシングドライバの制御機構を設け、このケー
シングドライバの制御機構は、カッタビットを地盤から
引き離すようにスラストシリンダを伸ばすとともにモー
タを回転させた状態で計測されるスラストシリンダの圧
力測定手段での測定結果に基づいて得られる自沈荷重
を、スラストシリンダのシリンダ側の圧力で把持手段を
支持する支持力が下回らないようにリリーフ弁の設定圧
を設定するように制御する制御機能とをもつように構成
した。3) A gripping means for gripping the casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting and lifting the gripping means, a motor for rotationally driving the gripping means, and a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. When excavating the ground with a casing pipe having a cutter bit at the tip using the provided casing driver, the casing driver's excavation control device controls to prevent the casing pipe from running away. And a pressure measuring means of the thrust cylinder for measuring at least the cylinder side pressure of the rod side pressure, and a casing driver control mechanism for inputting the measurement result relating to the thrust cylinder pressure by the pressure measuring means. Of this casing driver The control mechanism extends the thrust cylinder so as to separate the cutter bit from the ground and rotates the motor while measuring the pressure measured by the pressure measuring means of the thrust cylinder. It is configured to have a control function of controlling so as to set the set pressure of the relief valve so that the supporting force for supporting the gripping means does not fall below the side pressure.
【0022】4)把持手段を回転駆動するモータに特に
油圧モータを用いた1)と同様のケーシングパイプの逸
走を防止するように制御するケーシングドライバの掘削
制御方法において、カッタビットを地盤から引き離し得
るストロークを残すようにスラストシリンダを伸ばして
ケーシングパイプを把持手段で把持する第1の工程と、
この把持手段で把持したケーシングパイプを、カッタビ
ットを地盤から引き離すようにスラストシリンダを伸ば
すことにより上昇させるとともに油圧モータの駆動によ
り回転させる第2の工程と、こうしてケーシングパイプ
を上昇させるとともに回転させた状態でスラストシリン
ダのシリンダ側の圧力及びロッド側の圧力のうちの少な
くともシリンダ側の圧力を測定し、その測定結果に基づ
いて得られる自沈荷重を、スラストシリンダのシリンダ
側の圧力で把持手段を支持する支持力が下回らないよう
に、リリーフ弁の設定圧を設定するとともに、同じく、
ケーシングパイプを上昇させるとともに回転させた状態
で油圧モータの駆動圧を測定し、この測定結果に基づい
て油圧モータの回転トルクに関する値を求めて周面摩擦
トルクに関する値を測定する第3の工程と、ケーシング
パイプを油圧モータで回転させながらスラストシリンダ
で押し込んで地盤を掘削し、その際、予め設定した掘削
トルクに関する設定値と周面摩擦トルクに関する値の和
に対して、油圧モータの駆動圧に基づいて得られる油圧
モータの回転トルクに関する実際値を近付けるような関
係にするようにケーシングパイプをスラストシリンダで
押し込む第4の工程とにより、ケーシングドライバを用
いてケーシングパイプで行う地盤の掘削を制御するよう
にした。4) In the excavation control method of the casing driver for controlling the casing pipe to prevent the casing pipe from escaping, the cutter bit can be separated from the ground in the same manner as in 1) using the hydraulic motor as the motor for rotating the gripping means. A first step of extending the thrust cylinder so as to leave a stroke and holding the casing pipe with the holding means;
The casing pipe grasped by the grasping means is raised by extending the thrust cylinder so as to pull the cutter bit away from the ground and is rotated by driving the hydraulic motor, and thus the casing pipe is raised and rotated. In this state, at least the cylinder side pressure of the thrust cylinder cylinder side and rod side pressure is measured, and the self-sinking load obtained based on the measurement result is supported by the thrust cylinder cylinder side pressure. The relief valve set pressure is set so that the supporting force for
A third step of measuring the driving pressure of the hydraulic motor in a state where the casing pipe is raised and rotated, and determining the value related to the rotational torque of the hydraulic motor based on the measurement result to measure the value related to the circumferential surface friction torque; , The casing pipe is pushed by the thrust cylinder while being rotated by the hydraulic motor to excavate the ground, and at that time, the driving pressure of the hydraulic motor is set to the sum of the preset value related to the excavation torque and the value related to the circumferential friction torque. Based on the fourth step of pushing the casing pipe with the thrust cylinder so as to bring the actual value relating to the rotational torque of the hydraulic motor closer to each other, the excavation of the ground performed by the casing pipe is controlled using the casing driver. I did it.
【0023】5)4)と同様のケーシングパイプの逸走
を防止するように制御するケーシングドライバの掘削制
御方法において、把持手段で把持したケーシングパイプ
を、カッタビットを地盤から引き離すようにスラストシ
リンダを伸ばすことにより上昇させるとともにモータの
駆動により回転させる第1の工程と、こうしてケーシン
グパイプを上昇させるとともに回転させた状態でスラス
トシリンダのシリンダ側の圧力及びロッド側の圧力のう
ちの少なくともシリンダ側の圧力を測定し、その測定結
果に基づいて得られる自沈荷重を、スラストシリンダの
シリンダ側の圧力で把持手段を支持する支持力が下回ら
ないように、リリーフ弁の設定圧を設定するとともに、
同じく、ケーシングパイプを上昇させるとともに回転さ
せた状態で油圧モータの駆動圧を測定し、この測定結果
に基づいて油圧モータの回転トルクに関する値を求めて
周面摩擦トルクに関する値を測定する第2の工程と、把
持手段でのケーシングパイプの把持を解除した後、ケー
シングパイプの押し込みが行えるようにスラストシリン
ダを伸ばしてケーシングパイプを把持手段で把持する第
3の工程と、ケーシングパイプを油圧モータで回転させ
ながらスラストシリンダで押し込んで地盤を掘削し、そ
の際、予め設定した掘削トルクに関する設定値と周面摩
擦トルクに関する値の和に対して、油圧モータの駆動圧
に基づいて得られる油圧モータの回転トルクに関する実
際値を近付けるような関係にするようにケーシングパイ
プをスラストシリンダで押し込む第4の工程とにより、
ケーシングドライバを用いてケーシングパイプで行う地
盤の掘削を制御するようにした。5) In the same excavation control method for a casing driver as in 4) for controlling the escape of the casing pipe, the casing cylinder grasped by the grasping means extends the thrust cylinder so as to separate the cutter bit from the ground. In the first step of raising and rotating the motor by driving the motor, and in the state of raising and rotating the casing pipe in this way, at least the cylinder side pressure of the cylinder side pressure and rod side pressure of the thrust cylinder is set. The set pressure of the relief valve is set so that the self-sinking load obtained based on the measurement result does not fall below the supporting force for supporting the gripping means by the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder.
Similarly, the driving pressure of the hydraulic motor is measured while the casing pipe is being raised and rotated, and the value related to the rotational torque of the hydraulic motor is obtained based on the measurement result to measure the value related to the circumferential surface friction torque. After releasing the grip of the casing pipe by the gripping means, a third step of extending the thrust cylinder to grip the casing pipe by the gripping means so that the casing pipe can be pushed, and rotating the casing pipe with a hydraulic motor. While excavating the ground by pushing it with the thrust cylinder while rotating, the rotation of the hydraulic motor obtained based on the driving pressure of the hydraulic motor with respect to the sum of the preset value related to the excavation torque and the value related to the peripheral friction torque. Insert the casing pipe into thrust thrust so that the actual torque values are close to each other. By a fourth step of pushing in Da,
The casing driver was used to control the excavation of the ground performed by the casing pipe.
【0024】6)把持手段を回転駆動するモータに特に
油圧モータを用いた3)と同様のケーシングパイプの逸
走を防止するように制御するケーシングドライバの掘削
制御装置において、カッタビットが地盤から引き離され
ていることを検出できる検出手段と、スラストシリンダ
のシリンダ側の圧力及びロッド側の圧力のうちの少なく
ともシリンダ側の圧力を測定するスラストシリンダの圧
力測定手段と、油圧モータの駆動圧を測定する駆動圧測
定手段と、スラストシリンダの圧力測定手段での測定結
果が入力されその測定結果に基づいて得られる自沈荷重
を、スラストシリンダのシリンダ側の圧力で把持手段を
支持する支持力が下回らないようにリリーフ弁の設定圧
を設定するリリーフ弁設定手段と、駆動圧測定手段での
測定結果が入力されその測定結果に基づいて油圧モータ
の回転時における油圧モータの回転トルクに関する値を
演算する回転トルク演算手段と、カッタビットが地盤か
ら引き離されていることを検出手段で検出したときに回
転トルク演算手段で演算される油圧モータの回転トルク
に関する値と予め設定された掘削トルクに関する設定値
の和に対して、ケーシングパイプでの地盤の掘削時に回
転トルク演算手段で演算される油圧モータの回転トルク
に関する実際値を近付けるような関係にするようにスラ
ストシリンダの駆動を制御するスラストシリンダ制御手
段とを設けた。6) In a casing driver excavation control device for controlling so as to prevent the casing pipe from running away as in the case of 3), in which a hydraulic motor is used as a motor for rotating the gripping means, the cutter bit is separated from the ground. Detecting means, a thrust cylinder pressure measuring means for measuring at least the cylinder side pressure of the cylinder side pressure and the rod side pressure of the thrust cylinder, and a drive for measuring the driving pressure of the hydraulic motor. Make sure that the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder does not lower the supporting force for supporting the gripping means against the self-sinking load obtained by inputting the measurement results of the pressure measuring means and the pressure measuring means of the thrust cylinder. The relief valve setting means for setting the set pressure of the relief valve and the measurement result of the drive pressure measuring means are input. Rotation torque calculation means for calculating a value relating to rotation torque of the hydraulic motor during rotation of the hydraulic motor based on the measurement result, and rotation torque calculation means when the detection means detects that the cutter bit is separated from the ground. The actual value related to the rotational torque of the hydraulic motor calculated by the rotational torque calculation means when excavating the ground with the casing pipe, with respect to the sum of the value related to the rotational torque of the hydraulic motor calculated in A thrust cylinder control means for controlling the drive of the thrust cylinder is provided so as to bring the values closer to each other.
【0025】ケーシングドライバの掘削制御方法に関す
るこの出願の第1番目の発明、第2番目の発明、第4番
目の発明及び第5番目の発明の何れも、リリーフ弁の設
定圧を設定するための基礎になる自沈荷重は、カッタビ
ットを地盤から引き離すようにケーシングパイプを上昇
させるとともにこれを回転させた状態の下で求めるよう
にしているので、その結果得られる自沈荷重は、地盤に
よるケーシングパイプの支持力が作用しない状態の下で
ケーシングパイプの周面と地盤との摩擦が織り込まれた
ものとなる。そのため、実際にケーシングパイプで地盤
を掘削して圧入する際にスラストシリンダに働く自沈荷
重を正確に反映したものになる。それゆえ、ケーシング
パイプの逸走を防止するようにリリーフ弁の設定圧を設
定する場合に、その設定圧が徒に大きく設定されるよう
なことはなくなって、リリーフ弁でのエネルギー損失を
低減させることができる。特に、この出願の第1番目の
発明及び第4番目の発明では、スラストシリンダの伸長
及びケーシングパイプの把持により開始されるケーシン
グパイプの押し込み工程の開始段階に、リリーフ弁の設
定等を行うための第1の工程から第3の工程に至る一連
の工程を融合するように合体させていて、これらの工程
を押し込み工程を実施する道程に沿って実施できるの
で、ケーシングパイプの押し込み作業を効率的に行うこ
とができる。All of the first, second, fourth and fifth inventions of this application relating to the casing driver excavation control method are for setting the set pressure of the relief valve. Since the underlying self-sinking load is determined under the condition that the casing pipe is raised so that the cutter bit is separated from the ground and is rotated, the resulting self-sinking load is the resulting self-sinking load of the casing pipe by the ground. The friction between the peripheral surface of the casing pipe and the ground is woven under the condition that the supporting force is not applied. Therefore, the self-sinking load acting on the thrust cylinder when the ground is actually excavated and press-fitted by the casing pipe is accurately reflected. Therefore, when the set pressure of the relief valve is set so as to prevent the escape of the casing pipe, the set pressure is not set too large, and the energy loss in the relief valve is reduced. You can Particularly, in the first invention and the fourth invention of this application, for setting the relief valve and the like at the start stage of the pushing process of the casing pipe started by the extension of the thrust cylinder and the gripping of the casing pipe. Since the series of steps from the first step to the third step are combined so as to be integrated, and these steps can be carried out along the path of carrying out the pushing step, the pushing operation of the casing pipe can be carried out efficiently. It can be carried out.
【0026】ケーシングドライバの掘削制御装置に関す
るこの出願の第3番目の発明はケーシングドライバの掘
削制御方法に関するこの出願の第1番目の発明および第
2番目の発明を実施するための手段を備え、ケーシング
ドライバの掘削制御装置に関するこの出願の第6番目の
発明は、ケーシングドライバの掘削制御方法に関するこ
の出願の第4番目の発明及び第5番目の発明を実施する
ための手段を備えているので、ケーシングドライバの掘
削制御方法に関するこれらの各発明と同様、ケーシング
パイプの逸走を防止するようにリリーフ弁の設定圧を設
定する場合に、リリーフ弁でのエネルギー損失を低減さ
せることができる。また、この出願の第4番目の発明、
第5番目の発明及び第6番目の発明では、油圧モータの
回転トルクに関する設定値を、ケーシングパイプのカッ
タビットの損傷防止や効率的な掘削を行う上で最重要の
ファクタである掘削トルクを基礎にして、実際の掘削作
業に即した適切な値にするように設定することができ
る。A third invention of this application relating to a casing driver excavation control apparatus is provided with means for carrying out the first invention and the second invention of this application relating to the casing driver excavation control method. A sixth invention of this application relating to a driver excavation control device includes means for carrying out the fourth invention and the fifth invention of this application relating to a casing driver excavation control method. Similar to each of these inventions relating to the driver excavation control method, when the set pressure of the relief valve is set so as to prevent the escape of the casing pipe, the energy loss in the relief valve can be reduced. Also, the fourth invention of this application,
In the fifth invention and the sixth invention, the set value relating to the rotation torque of the hydraulic motor is set based on the excavation torque which is the most important factor in preventing damage to the cutter bit of the casing pipe and efficient excavation. Then, it can be set to an appropriate value according to the actual excavation work.
【0027】(B)第2の技術課題を解決するための手
段
前記の第2の技術課題は、特許請求の範囲の請求項11
に係るこの出願の第7番目の発明によりそれぞれ解決さ
れ、そのための手段として次の7)の手段を採用した。(B) Means for Solving the Second Technical Problem The second technical problem is set forth in claim 11 of the claims.
According to the seventh invention of this application, the following means 7) are adopted as means for solving the problems.
【0028】7)ケーシングパイプを把持する把持手段
とこの把持手段を支持し上昇下降させることができるス
ラストシリンダと把持手段を回転駆動するモータとを備
えたケーシングドライバを用いて、把持手段で把持した
ケーシングパイプを、カッタビットを地盤から引き離す
ようにスラストシリンダを伸ばすことにより上昇させる
とともにモータの駆動により回転させる第1の工程と、
こうしてケーシングパイプを回転させ上昇させた状態で
スラストシリンダのシリンダ側の圧力及びロッド側の圧
力のうちの少なくともシリンダ側の圧力を測定して、こ
れらの測定結果に基づいて自沈荷重に関する値を演算す
る第2の工程とによりスラストシリンダに作用する自沈
荷重を測定するようにした。7) The casing pipe is grasped by using a casing driver having a grasping means for grasping the casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting the grasping means and raising and lowering it, and a motor for rotationally driving the grasping means. A first step of raising the casing pipe by extending the thrust cylinder so as to separate the cutter bit from the ground and rotating the casing pipe by driving a motor;
In this way, at least the cylinder side pressure of the thrust cylinder cylinder side pressure and the rod side pressure is measured with the casing pipe rotated and raised, and the value relating to the self-sinking load is calculated based on these measurement results. The self-sinking load acting on the thrust cylinder was measured by the second step.
【0029】ケーシングドライバの自沈荷重測定方法に
関するこの出願の第7番目の発明は、ケーシングパイプ
を、カッタビットを地盤から引き離すように上昇させる
とともに回転させた状態の下で自沈荷重を測定するよう
にしたので、こうして測定される自沈荷重は、すでに述
べたと同様、地盤によるケーシングパイプの支持力が作
用しない状態の下でケーシングパイプの周面と地盤との
摩擦が織り込まれたものとなる。したがって、本発明に
よれば、ケーシングパイプでの掘削時にスラストシリン
ダに作用する自沈荷重を正確に測定することができる。A seventh invention of this application relating to a method for measuring a self-sinking load of a casing driver is to measure a self-sinking load under a condition in which a casing pipe is raised so as to separate a cutter bit from the ground and is rotated. Therefore, as described above, the self-sinking load measured in this way is the one in which the friction between the peripheral surface of the casing pipe and the ground is woven under the condition that the supporting force of the casing pipe by the ground does not act. Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately measure the self- sinking load acting on the thrust cylinder during excavation with the casing pipe.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】以下、これらのケーシングドライ
バの掘削制御方法、掘削制御装置、自沈荷重測定方法及
び周面摩擦トルク測定方法に関するこの出願の各発明が
実際上どのように具体化されるのかを図1〜図7に基づ
いて説明することにより、各発明の実施の形態を明らか
にする。図1は、この出願の各発明を説明するためのケ
ーシングドライバの油圧回路の一例を示す油圧回路図、
図2は、この出願の各発明を説明するためのケーシング
ドライバの掘削制御方法の一例を示すフロー図、図3
は、この出願の発明のケーシングドライバの掘削制御方
法及び掘削制御装置による図1の油圧回路図での制御に
有用な制御関数を示す図、図4は、図3の制御関数の意
義を説明するためのカッタビットの逃げ角と切削軌跡の
関係を示す概念図、図5は、この出願の各発明を説明す
るためのケーシングドライバの掘削制御装置の一例を示
すブロック図、図6は、この出願の各発明を説明するた
めのケーシングドライバの油圧回路の他の一例を示す油
圧回路図、図7は、この出願の発明のケーシングドライ
バの掘削制御方法及び掘削制御装置による図6の油圧回
路図での制御に有用な制御関数を示す図である。これら
の図において図8乃至図10と同一符号を付けた部分は
図8乃至図10と同等の部分を表す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the following, how each invention of this application relating to a method for controlling excavation of a casing driver, an excavation control device, a method for measuring a self-sinking load, and a method for measuring a frictional torque on a peripheral surface is practically embodied. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the respective inventions will be clarified by referring to FIGS. FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an example of a hydraulic circuit of a casing driver for explaining each invention of this application.
FIG. 2 is a flow chart showing an example of a casing driver excavation control method for explaining each invention of this application, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a control function useful for the control in the hydraulic circuit diagram of FIG. 1 by the casing driver excavation control method and the excavation control device of the invention of the present application, and FIG. 4 explains the significance of the control function of FIG. FIG. 5 is a conceptual diagram showing the relationship between the clearance angle of the cutter bit and the cutting trajectory for the purpose, FIG. 5 is a block diagram showing an example of a casing driver excavation control device for explaining each invention of this application, and FIG. 6 is this application. FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram showing another example of a hydraulic circuit of a casing driver for explaining each invention of FIG. 6, and FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram of FIG. 6 by a casing driver excavation control method and an excavation control device of the invention of this application. It is a figure which shows the control function useful for control of. In these figures, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 8 to 10 represent the same parts as those in FIGS. 8 to 10.
【0031】この出願の各発明を具体化する際に用いら
れるケーシングドライバは、ケーシングパイプ10を把
持する把持手段としてのケーシング掴み用バンド9とこ
のケーシング掴み用バンド9を支持し上昇下降させるこ
とができるスラストシリンダ6とケーシング掴み用バン
ド9を回転駆動する油圧モータ12とを備えていて、基
本的な構造は、図8乃至図10に示した従来から一般的
に用いられているケーシングドライバと変わらない。ま
た、従来の技術として示した特公平7ー15233号公
報に記載の方法で用いられているケーシングドライバと
同様、スラストシリンダのシリンダ側の圧力を調整でき
るリリーフ弁とを備えている。なお、図1及び図6に
は、図11と同様、ピニオン13を回転体8の外歯歯車
と噛み合わせて、回転体8を減速回転させるようにした
点を模式的に図示している。The casing driver used when the inventions of this application are embodied can support the casing gripping band 9 as a gripping means for gripping the casing pipe 10 and the casing gripping band 9 to raise and lower it. It has a thrust cylinder 6 and a hydraulic motor 12 that drives the casing gripping band 9 to rotate, and its basic structure is the same as that of a conventional casing driver shown in FIGS. 8 to 10. Absent. Further, as with the casing driver used in the method described in Japanese Patent Publication No. 7-15233, which is shown as a conventional technique, a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder is provided. Note that, similarly to FIG. 11, FIGS. 1 and 6 schematically show that the pinion 13 is meshed with the external gear of the rotating body 8 to rotate the rotating body 8 at a reduced speed.
【0032】まず、図1の油圧回路について説明する
と、30aは油圧モータ12の正転圧(油圧モータ12
の入口側の圧力)を測定するための圧力センサ、30b
は油圧モータ12の逆転圧(油圧モータ12の出口側の
圧力)を測定するための圧力センサ、31aはスラスト
シリンダ6のシリンダ側(ボトム側)の圧力を測定する
ための圧力センサ、31bはスラストシリンダ6のロッ
ド側の圧力を測定するための圧力センサである。圧力セ
ンサ30aと圧力センサ30bは、油圧モータ12の正
転圧と逆転圧の差圧を測定してその駆動圧を測定するた
めに設けられたもので、油圧モータ12の駆動圧測定手
段をなす。油圧モータ12の逆転圧は、主としてその出
口側の管路抵抗により生じるもので、出口側の管路が著
しく長くない限り0に近い無視できる程度の値になるた
め、駆動圧測定手段を正転力を測定する圧力センサ30
aだけで構成してその測定結果を油圧モータの駆動圧と
みてもよいが、この例では、正確を期すため、逆転側の
圧力を測定する圧力センサ30bも設けている。圧力セ
ンサ31aと圧力センサ31bは、スラストシリンダ6
の非駆動時に働くスラストシリンダ6を縮めるようとす
る外力すなわち自沈荷重を測定するために設けられたも
のである。スラストシリンダ6のロッド側の圧力もその
非駆動時には、油圧モータ12の逆転圧同様、0に近い
値になるため、圧力センサ31bを省略して圧力センサ
31aだけを設けてもよい。First, the hydraulic circuit of FIG. 1 will be described. Reference numeral 30a is a forward rotation pressure of the hydraulic motor 12 (hydraulic motor 12).
Pressure sensor for measuring the pressure on the inlet side of), 30b
Is a pressure sensor for measuring the reverse pressure of the hydraulic motor 12 (pressure on the outlet side of the hydraulic motor 12), 31a is a pressure sensor for measuring the cylinder side (bottom side) pressure of the thrust cylinder 6, and 31b is a thrust. It is a pressure sensor for measuring the pressure on the rod side of the cylinder 6. The pressure sensor 30a and the pressure sensor 30b are provided to measure the driving pressure of the hydraulic motor 12 by measuring the differential pressure between the forward rotation pressure and the reverse rotation pressure of the hydraulic motor 12, and form the driving pressure measurement means of the hydraulic motor 12. . The reverse rotation pressure of the hydraulic motor 12 is mainly generated by the resistance of the conduit on the outlet side, and becomes a negligible value close to 0 unless the conduit on the outlet side is extremely long. Pressure sensor 30 for measuring force
Although the measurement result may be regarded as the driving pressure of the hydraulic motor by using only a, the pressure sensor 30b for measuring the pressure on the reverse rotation side is also provided in this example for the sake of accuracy. The pressure sensor 31a and the pressure sensor 31b are the thrust cylinder 6
It is provided in order to measure the external force for shrinking the thrust cylinder 6 that works when the vehicle is not driven, that is, the self-sinking load. When the rod side of the thrust cylinder 6 is not driven, like the reverse pressure of the hydraulic motor 12, the pressure is close to 0. Therefore, the pressure sensor 31b may be omitted and only the pressure sensor 31a may be provided.
【0033】32はパイロット圧の大きさにより設定圧
力を調節することができるパイロット作動形リリーフ
弁、32aはこのパイロット作動形リリーフ弁32の二
次側からタンク44に通じる油路に設けられこの油路を
開閉するための作動油用の電磁式切換弁、32bは電磁
比例リリーフ弁34のバイパス管路に設けられスラスト
シリンダ6のシリンダ側への圧油の供給を許容しスラス
トシリンダ6のシリンダ側からの圧油の排出を阻止する
チェック弁、33はこのパイロット作動形リリーフ弁3
2の信号受け部にパイロット圧を導くためのパイロット
管路を切り換えるパイロット用の電磁式切換弁、34は
パイロット作動形リリーフ弁32の信号受け部に出力す
るパイロット圧の大きさを調整するための電磁比例リリ
ーフ弁、35はスラストシリンダ6を駆動するための油
圧を発生するスラストシリンダ用の油圧ポンプ、36は
この油圧ポンプ35を駆動するための動力源、37は中
立位置からA位置及びB位置に切り換えることによりス
ラストシリンダ6をそれぞれ縮小及び伸長するように圧
油の流れの方向を制御する4ポート3位置の電磁式方向
切換弁、38はスラストシリンダ6のロッド側の油路に
対して方向切換弁37と並列に接続されスラストシリン
ダ6のロッド側への圧油の供給流量を電気信号により調
整することができる電磁比例フロコン、39は油圧回路
保護用のリリーフ弁である。Reference numeral 32 is a pilot operated relief valve capable of adjusting the set pressure according to the magnitude of pilot pressure, and 32a is provided in an oil passage leading from the secondary side of the pilot operated relief valve 32 to the tank 44. An electromagnetic switching valve for hydraulic oil for opening and closing the passage, 32b is provided in a bypass pipe line of the electromagnetic proportional relief valve 34, allows the pressure oil to be supplied to the cylinder side of the thrust cylinder 6, and allows the cylinder side of the thrust cylinder 6 to be supplied. A check valve for preventing the discharge of pressure oil from the valve 33 is a pilot operated relief valve 3
2 is a solenoid-operated switching valve for pilots that switches pilot lines for guiding pilot pressure to the signal receiving portion, and 34 is for adjusting the magnitude of pilot pressure output to the signal receiving portion of the pilot operated relief valve 32. An electromagnetic proportional relief valve, 35 is a hydraulic pump for a thrust cylinder that generates hydraulic pressure for driving the thrust cylinder 6, 36 is a power source for driving the hydraulic pump 35, and 37 is a position A and a position B from the neutral position. 4 port 3 position electromagnetic directional control valve for controlling the direction of the flow of pressure oil so as to reduce and expand the thrust cylinder 6 respectively, and 38 is a direction to the oil passage on the rod side of the thrust cylinder 6. It is connected in parallel with the switching valve 37, and the flow rate of pressure oil supplied to the rod side of the thrust cylinder 6 can be adjusted by an electric signal. Electromagnetic proportional Flocon, 39 is a relief valve for the hydraulic circuit protection.
【0034】作動油用の電磁式切換弁32aは、通常は
図1に示すとおりB位置に切り換えられて閉じており、
判断処理部51から電気信号が出力されたときにだけA
位置に切り換えられて開くことによりパイロット作動形
リリーフ弁32の二次側の圧油をタンク44に逃がす。
パイロット用の電磁式切換弁33は、通常は図1に示す
とおりB位置に切り換えられており、後に詳述する判断
処理部51から電気信号が電磁式切換弁33の信号受け
部へ出力されたときにだけA位置に切り換えられる。電
磁比例リリーフ弁34は、判断処理部51から出力され
る電気信号の出力値に比例して設定圧力の大きさを調節
し一次側の油圧を増減することができる。パイロット作
動形リリーフ弁32は、そのパイロット圧がスラストシ
リンダ6のシリンダ側の油路から導入されて電磁比例リ
リーフ弁34で調節される。その結果、パイロット作動
形リリーフ弁32の設定圧力は、パイロット作動形リリ
ーフ弁32の設定圧力と同様の値に設定される。The electromagnetic switching valve 32a for hydraulic oil is normally switched to the B position and closed as shown in FIG.
A only when an electric signal is output from the judgment processing unit 51
The pressure oil on the secondary side of the pilot operated relief valve 32 is released to the tank 44 by switching to the position and opening.
The electromagnetic switching valve 33 for pilot is normally switched to the B position as shown in FIG. 1, and an electric signal is output from the determination processing unit 51 described in detail later to the signal receiving unit of the electromagnetic switching valve 33. Only sometimes can it be switched to the A position. The electromagnetic proportional relief valve 34 can adjust the magnitude of the set pressure in proportion to the output value of the electric signal output from the determination processing unit 51 to increase or decrease the hydraulic pressure on the primary side. The pilot operated relief valve 32 has its pilot pressure introduced from an oil passage on the cylinder side of the thrust cylinder 6 and adjusted by an electromagnetic proportional relief valve 34. As a result, the set pressure of the pilot operated relief valve 32 is set to the same value as the set pressure of the pilot operated relief valve 32.
【0035】方向切換弁37は、中立位置においてスラ
ストシリンダ6の圧油の給排を停止し、A位置へ切り換
えたとき、油圧ポンプ35の圧油をスラストシリンダ6
のロッド側へ供給するとともにスラストシリンダ6のシ
リンダ側の圧油をパイロット作動形リリーフ弁32を通
じて油タンク44に排出し得るように圧油の流れを制御
する。また、B位置へ切り換えたとき、油圧ポンプ35
の圧油をチェック弁32bを通じてスラストシリンダ6
のシリンダ側へ供給するとともにロッド側の圧油を油タ
ンク44に排出し得るように圧油の流れを制御する。し
たがって、A位置へ切り換えると、スラストシリンダ6
を縮小させて昇降フレーム5を下降させ、B位置へ切り
換えると、スラストシリンダ6を伸長させて昇降フレー
ム5を上昇させる。電磁比例フロコン38は、判断処理
部51からの電気信号の出力値に比例して開口量を調節
することができる電磁式可変絞り弁38aと、この絞り
弁38aのバイパス管路に設けられたチェック弁38b
とで構成される。そして、方向切換弁37が中立位置に
切り換えられたときにだけ、判断処理部51の指令によ
り電磁式可変絞り弁38aを開いて開口量を調節し、ス
ラストシリンダ6のロッド側へ供給する圧油の流量を調
節する。図1では、説明の便のため、複数のスラストシ
リンダ6のうちの一つだけをこうした油圧回路により制
御する例しか示されていないが、実際には、他のスラス
トシリンダ6もそれぞれ油圧管路で接続されていて、ス
ラストシリンダ用の油圧ポンプ35の圧油が分配される
ように複数のスラストシリンダ6が並列接続されてい
る。The direction switching valve 37 stops the supply and discharge of the pressure oil of the thrust cylinder 6 at the neutral position, and when it is switched to the A position, it switches the pressure oil of the hydraulic pump 35 to the thrust cylinder 6.
The flow of the pressure oil is controlled so that the pressure oil on the cylinder side of the thrust cylinder 6 can be discharged to the oil tank 44 through the pilot-operated relief valve 32 while being supplied to the rod side. Also, when switching to the B position, the hydraulic pump 35
The pressure oil of the thrust cylinder 6 through the check valve 32b.
The pressure oil on the rod side is controlled so that the pressure oil on the rod side can be discharged to the oil tank 44. Therefore, when switching to the A position, the thrust cylinder 6
Is reduced to lower the elevating frame 5 and switched to the B position, the thrust cylinder 6 is extended to elevate the elevating frame 5. The electromagnetic proportional flow controller 38 is an electromagnetic variable throttle valve 38a capable of adjusting the opening amount in proportion to the output value of the electric signal from the determination processing unit 51, and a check provided in a bypass pipe line of the throttle valve 38a. Valve 38b
Composed of and. Then, only when the direction switching valve 37 is switched to the neutral position, the electromagnetic variable throttle valve 38a is opened by a command from the determination processing unit 51 to adjust the opening amount, and the pressure oil supplied to the rod side of the thrust cylinder 6 is supplied. Adjust the flow rate of. In FIG. 1, for convenience of description, only an example in which only one of the plurality of thrust cylinders 6 is controlled by such a hydraulic circuit is shown, but actually, the other thrust cylinders 6 are also respectively provided with hydraulic lines. And a plurality of thrust cylinders 6 are connected in parallel so that the pressure oil of the hydraulic pump 35 for thrust cylinders is distributed.
【0036】40は油圧モータ12を駆動するための油
圧を発生する油圧モータ用の油圧ポンプ、41はこの油
圧ポンプ40を駆動するための動力源、42は油圧回路
保護用のリリーフ弁、43は中立位置からA位置及びB
位置に切り換えることにより油圧ポンプ40をそれぞれ
正転及び逆転するように圧油の流れの方向を制御する4
ポート3位置の電磁式方向切換弁、44は作動油を溜め
る油タンク、45はスラストシリンダ6のストロークを
検出するストロークセンサである。方向切換弁43は、
中立位置において油圧モータ12の圧油の給排を停止
し、A位置へ切り換えたとき、油圧ポンプ40の圧油を
油圧モータ12の正転側へ供給するとともにその逆転側
の圧油を油タンク44に排出するように圧油の流れを制
御する。また、B位置へ切り換えたとき、油圧ポンプ4
0の圧油を油圧モータ12の逆転側へ供給するとともに
その正転側の圧油を油タンク44に排出させるように圧
油の流れを制御する。したがって、中立位置からA位置
及びB位置にそれぞれ切り換えると、油圧モータ12を
それぞれ正転駆動及び逆転駆動し、中立位置で停止させ
る。なお、ストロークセンサ45を独立して設ける代わ
りに、ストロークセンサ内蔵型のスラストシリンダを用
いてもよい。Reference numeral 40 is a hydraulic pump for a hydraulic motor which generates hydraulic pressure for driving the hydraulic motor 12, 41 is a power source for driving the hydraulic pump 40, 42 is a relief valve for protecting the hydraulic circuit, and 43 is a relief valve. From neutral position to A position and B
By switching to the position, the direction of the flow of the pressure oil is controlled so that the hydraulic pump 40 is rotated in the forward and reverse directions, respectively.
An electromagnetic directional control valve at the port 3 position, 44 is an oil tank for storing hydraulic oil, and 45 is a stroke sensor for detecting the stroke of the thrust cylinder 6. The directional control valve 43 is
When the supply and discharge of the pressure oil of the hydraulic motor 12 is stopped at the neutral position and the pressure oil is switched to the A position, the pressure oil of the hydraulic pump 40 is supplied to the forward rotation side of the hydraulic motor 12 and the pressure oil on the reverse rotation side is supplied to the oil tank. The flow of the pressure oil is controlled so that it is discharged to 44. Also, when switching to the B position, the hydraulic pump 4
The pressure oil of 0 is supplied to the reverse rotation side of the hydraulic motor 12, and the flow of the pressure oil is controlled so that the pressure oil on the forward rotation side is discharged to the oil tank 44. Therefore, when the neutral position is switched to the A position and the B position, respectively, the hydraulic motor 12 is driven in the forward direction and the reverse direction, respectively, and stopped at the neutral position. Instead of providing the stroke sensor 45 independently, a thrust cylinder with a built-in stroke sensor may be used.
【0037】51は、ケーシングドライバの制御機構を
構成する判断処理部であり、図5に示すように、圧力セ
ンサ30a及び圧力センサ30bでの油圧モータ12の
正転側の圧力及び逆転側の圧力に関する測定結果や圧力
センサ31a及び圧力センサ31bでのスラストシリン
ダ6のシリンダ側の圧力及びロッド側の圧力に関する測
定結果、さらにはストロークセンサ45でのスラストシ
リンダ6のストロークに関する測定結果が入力され、こ
れらの測定結果に基づいて種々の演算やその演算結果に
基づく制御を行う。この判断処理部51は、図5に示す
設定部50や図1の油圧回路とともにケーシングドライ
バの制御機構を構成する。設定部50には、ケーシング
パイプ10のケーシングドライバでの圧入工程を自動運
転で実施するか手動運転で実施するかを設定するための
自動・手動の切換スイッチや予め設定される掘削トルク
である設定掘削トルク及び制御関数値をそれぞれ設定す
る操作部等が設けられ、図5に示すように、これらの操
作部での設定結果が入力される。判断処理部51は、こ
うした設定結果に基づいて作動する。Reference numeral 51 denotes a judgment processing section which constitutes a control mechanism of the casing driver, and as shown in FIG. 5, the pressure on the forward rotation side and the pressure on the reverse rotation side of the hydraulic motor 12 in the pressure sensor 30a and the pressure sensor 30b. The measurement result regarding the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder 6 and the pressure on the rod side by the pressure sensor 31a and the pressure sensor 31b, and the measurement result regarding the stroke of the thrust cylinder 6 by the stroke sensor 45 are input. Various calculations are performed on the basis of the measurement results and control is performed based on the calculation results. The determination processing unit 51 constitutes a control mechanism for the casing driver together with the setting unit 50 shown in FIG. 5 and the hydraulic circuit shown in FIG. In the setting unit 50, an automatic / manual changeover switch for setting whether to perform the press-fitting process of the casing pipe 10 by the casing driver in the automatic operation or the manual operation, and a preset excavation torque setting. An operation unit or the like for setting the excavation torque and the control function value is provided, and the setting results of these operation units are input as shown in FIG. The judgment processing unit 51 operates based on such a setting result.
【0038】この判断処理部51には、この出願の各発
明に関連する技術手段として、スラストシリンダ6をケ
ーシングパイプ10のカッタビット26の高さ分伸ばす
ように制御する制御手段と、カッタビット26が地盤か
ら引き離されていることをストロークセンサ45で検出
したときに圧力センサ31a及び圧力センサ31bでそ
れぞれ測定されたスラストシリンダ6のシリンダ側の圧
力及びロッド側の圧力に関する測定結果が入力されこれ
らの測定結果に基づいて自沈荷重に関する値を演算する
自沈荷重演算手段と、この演算結果に基づいて、スラス
トシリンダ6のシリンダ側の圧力でケーシング掴み用バ
ンド9を支持する支持力が自沈荷重を下回らないように
パイロット作動形リリーフ弁32の設定圧力を設定する
リリーフ弁の設定手段と、圧力センサ30a及び圧力セ
ンサ30bでそれぞれ測定された油圧モータ12の正転
側の圧力及び逆転側の圧力に関する測定結果が入力され
これらの測定結果に基づいて油圧モータ12の回転時に
おける油圧モータ12の回転トルクに関する値を演算す
る回転トルク演算手段と、カッタビット26が地盤から
引き離されていることをストロークセンサ45で検出し
たときに回転トルク演算手段で演算される油圧モータ1
2の回転トルク(後述の周面摩擦トルク)に関する値と
予め設定された掘削トルクに関する設定値の和に対し
て、ケーシングパイプ10での地盤の掘削時に回転トル
ク演算手段で演算される油圧モータ12の回転トルクに
関する実際値を近付けるような関係にするようにスラス
トシリンダ6の駆動を制御するスラストシリンダ制御手
段とを設けている。As the technical means related to the inventions of this application, the judgment processing section 51 controls the thrust cylinder 6 so as to extend it by the height of the cutter bit 26 of the casing pipe 10, and the cutter bit 26. When the stroke sensor 45 detects that the vehicle is separated from the ground, the measurement results regarding the pressure on the cylinder side and the pressure on the rod side of the thrust cylinder 6 measured by the pressure sensor 31a and the pressure sensor 31b are input, respectively. Self-sinking load calculation means for calculating a value relating to the self-sinking load based on the measurement result, and based on the calculation result, the supporting force for supporting the casing gripping band 9 by the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder 6 does not fall below the self-sinking load. The relief valve setting to set the set pressure of the pilot operated relief valve 32 Step, and the measurement results regarding the pressure on the forward rotation side and the pressure on the reverse rotation side of the hydraulic motor 12 measured by the pressure sensor 30a and the pressure sensor 30b are input, and the hydraulic pressure during rotation of the hydraulic motor 12 is input based on these measurement results. The rotation torque calculation means for calculating a value relating to the rotation torque of the motor 12, and the hydraulic motor 1 calculated by the rotation torque calculation means when the stroke sensor 45 detects that the cutter bit 26 is separated from the ground.
The hydraulic motor 12 calculated by the rotation torque calculation means when excavating the ground with the casing pipe 10 with respect to the sum of the value related to the rotational torque of 2 (circumferential friction torque described later) and the preset value related to the excavation torque. There is provided thrust cylinder control means for controlling the drive of the thrust cylinder 6 so as to bring the actual values regarding the rotational torque of the above into close relation.
【0039】そこで、この判断処理部51で実施される
ケーシングドライバの掘削制御方法を図2のフロー図に
沿って説明する。ケーシングドライバを用いてケーシン
グパイプ10で地盤を掘削しながらこれを圧入する場合
には、通常は、ケーシングパイプ10の回転数すなわち
油圧モータ12の回転数は変えないでケーシングパイプ
10の押し込み速度すなわちスラストシリンダ6の押し
込み速度だけを変えて掘削トルクが適切な値になるよう
にしているので、以下に説明するケーシングドライバの
掘削制御方法においては、少なくとも1回の圧入工程を
終了するまでの間は油圧モータ12の回転数は変えない
ものとする。ケーシングパイプ10をケーシングドライ
バで圧入する工程を手動操作で実施する場合には、ケー
シングドライバの制御機構の設定部50における自動・
手動の切換スイッチを手動に切り換える。そうすると、
判断処理部51では、図1の油圧回路中の切換弁33及
び電磁比例フロコン38に電気信号による指令を発して
これらを次のように作動させる。
a)切換弁33をB位置に切り換えた状態にする。
b)電磁比例フロコン38おける電磁式可変絞り弁38
aを全閉する。Therefore, the casing driver excavation control method executed by the determination processing section 51 will be described with reference to the flow chart of FIG. When the ground is excavated by the casing pipe 10 by using the casing driver while press-fitting the ground, normally, the pushing speed of the casing pipe 10, that is, the thrust without changing the rotating speed of the casing pipe 10, that is, the rotating speed of the hydraulic motor 12. Since only the pushing speed of the cylinder 6 is changed so that the excavation torque has an appropriate value, in the excavation control method for the casing driver described below, the hydraulic pressure is increased until at least one press-fitting process is completed. The rotation speed of the motor 12 is not changed. When the step of press-fitting the casing pipe 10 with the casing driver is performed manually, the automatic setting in the setting unit 50 of the control mechanism of the casing driver is performed.
Switch the manual selector switch to manual. Then,
The determination processing unit 51 issues a command by an electric signal to the switching valve 33 and the electromagnetic proportional flow controller 38 in the hydraulic circuit of FIG. 1 to operate them as follows. a) The switching valve 33 is switched to the B position. b) Electromagnetic variable throttle valve 38 in the electromagnetic proportional flow controller 38
Fully close a.
【0040】切換弁33がa)のようにB位置に切り換
えられると、パイロット作動形リリーフ弁32のパイロ
ットポートがタンク44に通じるため、このパイロット
作動形リリーフ弁32は、設定圧力が0Kg/cm2 と
なって通過抵抗がなくなる。また、電磁比例フロコン3
8がb)のように閉じると、この電磁比例フロコン38
の油路を通じて圧油がスラストシリンダ6のロッド側へ
流れようとするのは阻止され、その結果、油圧ポンプ3
5の圧油は、方向切換弁37を通じてしかスラストシリ
ンダ6のロッド側へ供給できなくなる。こうした状態に
おいて、オペレータが操作レバー等の操作手段(図示せ
ず。)を手動操作することにより方向切換弁37をA位
置に切り換えると、スラストシリンダ6を縮めることが
でき、B位置に切り換えると、スラストシリンダ6を伸
ばすことができる。こうして、ケーシングパイプ10の
圧入工程を通常の方法により手動操作で実施することが
できる。When the switching valve 33 is switched to the B position as shown in a), the pilot port of the pilot operated relief valve 32 communicates with the tank 44, so that the set pressure of the pilot operated relief valve 32 is 0 kg / cm. It becomes 2 and there is no passage resistance. In addition, electromagnetic proportional flow control 3
When 8 is closed as in b), this electromagnetic proportional flow controller 38
The pressure oil is prevented from flowing toward the rod side of the thrust cylinder 6 through the oil passage of the hydraulic pump 3, and as a result, the hydraulic pump 3
The pressure oil of No. 5 can be supplied to the rod side of the thrust cylinder 6 only through the direction switching valve 37. In such a state, when the operator manually operates the operation means such as an operation lever (not shown) to switch the direction switching valve 37 to the A position, the thrust cylinder 6 can be contracted, and to the B position, The thrust cylinder 6 can be extended. In this way, the process of press-fitting the casing pipe 10 can be carried out manually by a usual method.
【0041】次に、本発明のケーシングドライバの掘削
制御方法を実施して自動掘削制御を行う方法を説明す
る。自動掘削制御を行う場合、自動・手動の切換スイッ
チを自動に切り換えるとともに、設定掘削トルク及び制
御関数値を設定する操作部を操作して、設定掘削トルク
や制御関数値を、地盤の性状等を考慮しながら掘削条件
に適した値にするように設定する。なお、この例では、
自動掘削制御を行うに当たり、最初のイ)の工程では手
動操作するようにしている。Next, a method of performing the excavation control method of the casing driver of the present invention to perform automatic excavation control will be described. When performing automatic excavation control, the automatic / manual changeover switch is automatically switched, and the operating unit that sets the set excavation torque and control function value is operated to set the set excavation torque and control function value, and the properties of the ground, etc. Set it to a value that is suitable for the excavation conditions, taking into consideration. In this example,
When performing automatic excavation control, manual operation is performed in the first step a).
【0042】イ)スラストシリンダの伸長及びケーシン
グパイプ10の把持
まず、手動操作で方向切換弁37をB位置に切り換える
ことにより、スラストシリンダ6をカッタビット16の
高さ分伸ばし得るストロークを残す程度にスラストシリ
ンダ6を伸ばす。すなわち、スラストシリンダ6の最大
ストロークをLoとし、ケーシングパイプ10のカッタ
ビット26の高さをLstとしたとき、スラストシリン
ダ6をLo−Lstだけ伸ばしてから、方向切換弁37
を手動操作で中立位置に切り換える。その場合、スラス
トシリンダ6がLo−Lstだけ伸びたか否かは、オペ
レータがストロークセンサ45の計測結果を表示する計
器を監視することにより確認する。次いで、ケーシング
パイプ10をケーシング掴み用バンド9で把持し、しか
る後、油圧モータ12を駆動することによりケーシング
掴み用バンド9を回転駆動してケーシングパイプ10を
回転させる。(A) Extension of thrust cylinder and grasping of casing pipe 10 First, by manually switching the direction switching valve 37 to the B position, the stroke that allows the thrust cylinder 6 to be extended by the height of the cutter bit 16 is left. Extend the thrust cylinder 6. That is, when the maximum stroke of the thrust cylinder 6 is Lo and the height of the cutter bit 26 of the casing pipe 10 is Lst, the thrust cylinder 6 is extended by Lo-Lst and then the directional control valve 37.
Switch to the neutral position by manual operation. In that case, the operator confirms whether or not the thrust cylinder 6 is extended by Lo-Lst by monitoring an instrument that displays the measurement result of the stroke sensor 45. Next, the casing pipe 10 is gripped by the casing gripping band 9, and then the hydraulic motor 12 is driven to rotationally drive the casing gripping band 9 to rotate the casing pipe 10.
【0043】ロ)ケーシングパイプの把持後のスラスト
シリンダの再伸長
このイ)工程が終了後、設定部50の自動・手動の切換
スイッチを自動に切り換えると、方向切換弁37は、判
断処理部51からの指令によりB位置に自動的に切り換
えられる。その結果、油圧ポンプ35の圧油がチェック
弁32bを通じてスラストシリンダ6のシリンダ側へ供
給されるとともにロッド側の圧油が方向切換弁37の排
出ポートを通じて油タンク44に排出され、スラストシ
リンダ6は伸長する。こうしてスラストシリンダ6がカ
ッタビット26の高さLstだけ伸びると、判断処理部
51は、ストロークセンサ45から入力されるスラスト
シリンダ6のストローク値によりこのことを判断して、
方向切換弁37を中立位置に戻す。その結果、ケーシン
グパイプ10はLstだけ上昇して、カッタビット26
が地盤から引き離された状態に保持される。その場合、
ケーシングパイプ10は、油圧モータ12で回転駆動さ
れたケーシング掴み用バンド9で把持されて回転してい
る。この例では、このようにケーシングパイプ10を予
め回転させるようにしているが、ケーシングパイプ10
は、Lstだけ上昇させた後に回転させるようにしても
よい。(B) Re-extension of the thrust cylinder after gripping the casing pipe (a) After this step, when the automatic / manual changeover switch of the setting section 50 is automatically changed, the direction changeover valve 37 causes the judgment processing section 51 to move. It is automatically switched to the B position by a command from. As a result, the pressure oil of the hydraulic pump 35 is supplied to the cylinder side of the thrust cylinder 6 through the check valve 32b, and the pressure oil on the rod side is discharged to the oil tank 44 through the discharge port of the direction switching valve 37, so that the thrust cylinder 6 is Extend. In this way, when the thrust cylinder 6 extends by the height Lst of the cutter bit 26, the determination processing unit 51 determines this by the stroke value of the thrust cylinder 6 input from the stroke sensor 45,
The direction switching valve 37 is returned to the neutral position. As a result, the casing pipe 10 rises by Lst and the cutter bit 26
Is kept separated from the ground. In that case,
The casing pipe 10 is gripped and rotated by the casing gripping band 9 that is rotationally driven by the hydraulic motor 12. In this example, the casing pipe 10 is preliminarily rotated in this manner.
May be rotated after being raised by Lst.
【0044】ハ)自沈荷重の演算による測定
こうしてケーシングパイプ10を回転させ、地盤から引
き離すように上昇させた状態において、圧力センサ31
a及び圧力センサ31bでは、スラストシリンダ6のシ
リンダ側の圧力及びロッド側の圧力をそれぞれ測定して
いるため、判断処理部51には、これらの測定結果が送
られる。判断処理部51では、まず、これらの測定結果
に基づいて、次の数式2に従って自沈荷重を演算する。
数式2
Wp=(Po×So−Pt×St)×N
前式において、
Wpは自沈荷重
Poはスラストシリンダ6のシリンダ側の圧力
Soはスラストシリンダ6のシリンダ側の受圧面積
Ptはスラストシリンダ6のロッド側の圧力
Stはスラストシリンダ6のロッド側の受圧面積
Nは、駆動するスラストシリンダ6の本数
である。C) Measurement by calculation of self-sinking load In this state, when the casing pipe 10 is rotated and lifted so as to be separated from the ground, the pressure sensor 31
Since the pressure sensor 31b and the pressure sensor 31b respectively measure the pressure on the cylinder side and the pressure on the rod side of the thrust cylinder 6, these measurement results are sent to the determination processing unit 51. The determination processing unit 51 first calculates the self-sinking load according to the following Equation 2 based on these measurement results. Formula 2 Wp = (Po × So−Pt × St) × N In the above formula, Wp is the self-sinking load Po is the cylinder side pressure of the thrust cylinder 6, So is the cylinder side pressure receiving area Pt of the thrust cylinder 6, and Pt is the thrust cylinder 6 The rod side pressure St is the rod side pressure receiving area N of the thrust cylinder 6, and is the number of thrust cylinders 6 to be driven.
【0045】こうして演算により測定された自沈荷重W
pは、ケーシングパイプ10を地盤から引き離し回転さ
せた状態で測定されたものであるから、地盤によるケー
シングパイプ10の支持力が作用しない状態の下でケー
シングパイプ10の周面と地盤との摩擦を織り込んで測
定したものとなる。そのため、実際にケーシングパイプ
10で地盤を掘削して圧入する際にスラストシリンダ6
に働く自沈荷重を正確に反映したものであるといえる。
この自沈荷重Wpは、記憶装置に記憶させて、表示手段
で表示できるようにする等、必要に応じて出力できるよ
うにすることにより、自沈荷重測定装置を構成する。The self-sinking load W thus measured by calculation
p is measured in a state in which the casing pipe 10 is separated from the ground and rotated, and therefore the friction between the peripheral surface of the casing pipe 10 and the ground is measured under the condition that the supporting force of the casing pipe 10 by the ground does not act. It is measured by weaving. Therefore, when actually excavating the ground with the casing pipe 10 and press-fitting the ground, the thrust cylinder 6
It can be said that it accurately reflects the self-sinking load acting on the.
The self-sinking load Wp is stored in a storage device so that the self-sinking load Wp can be displayed by a display means, and can be output as needed, thereby forming a self-sinking load measuring device.
【0046】ニ)周面摩擦トルクの演算による測定
前記(ロ)の工程によりケーシングパイプ10を回転さ
せ、地盤から引き離すように上昇させた状態において、
この例では、自沈荷重Wpのほか周面摩擦トルクを測定
して油圧モータ12の回転トルクを後述するように適切
に制御できるようにしている。圧力センサ30a及び圧
力センサ30bでは、油圧モータ12の正転圧(油圧モ
ータ12の入口側の圧力)及び逆転側(同出口側の圧
力)をそれぞれ測定しているため、判断処理部51に
は、これらの測定結果も送られる。判断処理部51で
は、これらの測定結果に基づいて、次の数式3に従って
油圧モータ12の回転トルクであるカッタ回転トルクの
実際値T’を演算する。
数式3
T’=β×(Ps−Pg)×(Zg/Zp)×Nm
前式において、
T’は油圧モータ12の回転トルクの実際値であるカッ
タ回転トルク
βは油圧モータ出力軸トルク係数
Psは油圧モータ12の正転圧(油圧モータ12の入口
側の圧力)
Pgは油圧モータ12の逆転圧(油圧モータ12の出口
側の圧力)
Zgは回転体8の外周部に設けられた外歯歯車の歯数
Zpはピニオン13の歯数
Nmは油圧モータ12の台数
である。なお、油圧モータ出力軸トルク係数βは、油圧
モータ12の出力軸トルクに関する理論値に対する実効
値の比率に相当する係数である。D) Measurement by calculation of circumferential friction torque In the state where the casing pipe 10 is rotated by the step (b) and raised so as to be separated from the ground,
In this example, in addition to the self-sinking load Wp, the circumferential surface friction torque is measured so that the rotational torque of the hydraulic motor 12 can be appropriately controlled as described later. Since the pressure sensor 30a and the pressure sensor 30b measure the forward rotation pressure (pressure on the inlet side of the hydraulic motor 12) and the reverse rotation side (pressure on the outlet side) of the hydraulic motor 12, respectively, the determination processing unit 51 , These measurement results are also sent. The determination processing unit 51 calculates the actual value T ′ of the cutter rotation torque, which is the rotation torque of the hydraulic motor 12, according to the following Equation 3 based on these measurement results. Formula 3 T ′ = β × (Ps−Pg) × (Zg / Zp) × Nm In the above equation, T ′ is the actual value of the rotational torque of the hydraulic motor 12, and the cutter rotational torque β is the hydraulic motor output shaft torque coefficient Ps. Is a forward rotation pressure of the hydraulic motor 12 (pressure on the inlet side of the hydraulic motor 12) Pg is a reverse rotation pressure of the hydraulic motor 12 (pressure on the outlet side of the hydraulic motor 12) Zg is an external tooth provided on the outer peripheral portion of the rotating body 8. The number of teeth Zp of the gear is the number of teeth Nm of the pinion 13 and the number of hydraulic motors 12. The hydraulic motor output shaft torque coefficient β is a coefficient corresponding to the ratio of the effective value of the output shaft torque of the hydraulic motor 12 to the theoretical value.
【0047】カッタビット26で地盤を掘削しながらケ
ーシングパイプ10を圧入する際に要するカッタ回転ト
ルクT’には、地盤の掘削のために純粋に消費されるも
のとケーシングパイプ10の周面と地盤との摩擦で消費
されるものとがある。いま、カッタビット26による地
盤の掘削で消費される油圧モータ12の回転トルクを掘
削トルクTcとし、ケーシングパイプ10の周面と地盤
との摩擦で消費される油圧モータ12の回転トルクを周
面摩擦トルクTmとすると、カッタ回転トルクT’は、
次の数式4で表すことができる。
数式4
T’=Tc+Tm
この例では、自沈荷重Wpとともに周面摩擦トルクTm
を測定するが、その場合には、ケーシングパイプ10
を、自沈荷重Wpを測定するときと同様、回転かつ上昇
させた状態で、カッタ回転トルクT’を数式3により演
算することにより測定する。こうして測定されたカッタ
回転トルクT’は、ケーシングパイプ10を上昇させて
カッタビット26を地盤から引き離した状態すなわちカ
ッタビット26での地盤の掘削が不可能な状態で測定さ
れたものであるから、地盤の掘削のため消費される油圧
モータ12の回転トルクが生じない状態すなわち数式4
中の掘削トルクTc=0の状態で測定されたものであ
る。したがって、カッタ回転トルクT’=Tmとなるか
ら、こうして測定されたカッタ回転トルクT’は、実際
にケーシングパイプ10で地盤を掘削して圧入する際に
生じる周面摩擦トルクTmを正確に反映したものである
といえる。このカッタ回転トルクT’は、記憶装置に記
憶させて、表示手段で表示できるようにする等、必要に
応じて出力できるようにすることにより、周面摩擦トル
ク測定装置を構成する。The cutter rotation torque T'required when press-fitting the casing pipe 10 while excavating the ground with the cutter bit 26 is purely consumed for excavating the ground, the peripheral surface of the casing pipe 10 and the ground. Some are consumed by friction with. Now, the rotational torque of the hydraulic motor 12 consumed by excavation of the ground by the cutter bit 26 is set as the excavation torque Tc, and the rotational torque of the hydraulic motor 12 consumed by the friction between the peripheral surface of the casing pipe 10 and the ground is the peripheral surface friction. If the torque is Tm, the cutter rotation torque T ′ is
It can be expressed by the following Equation 4. Formula 4 T ′ = Tc + Tm In this example, the circumferential surface friction torque Tm together with the self-sinking load Wp
Is measured, in which case the casing pipe 10
Is measured by calculating the cutter rotation torque T ′ by the mathematical formula 3 in a state of rotating and raising, as in the case of measuring the self-sinking load Wp. The cutter rotation torque T ′ thus measured is measured in a state where the casing bit 10 is lifted to separate the cutter bit 26 from the ground, that is, a state in which the ground cannot be excavated by the cutter bit 26. A state in which the rotational torque of the hydraulic motor 12 consumed for excavation of the ground does not occur, that is, Equation 4
It is measured in a state where the excavation torque Tc = 0. Therefore, since the cutter rotation torque T ′ = Tm, the cutter rotation torque T ′ thus measured accurately reflects the circumferential surface friction torque Tm generated when the ground is actually excavated and press-fitted with the casing pipe 10. It can be said that it is a thing. The cutter rotation torque T ′ is stored in a storage device so that it can be displayed by a display means, and can be output as needed, thereby forming a circumferential surface friction torque measuring device.
【0048】ホ)パイロット作動形リリーフ弁の設定圧
力の設定
ハ)に示した方法により自沈荷重Wpを演算した後、判
断処理部51では、ケーシングパイプ10が逸走するの
を防止するためのパイロット作動形リリーフ弁32の設
定圧力、換言すると、昇降フレーム5が自沈荷重により
降下するのを防止するためのパイロット作動形リリーフ
弁32の設定圧力を自沈荷重Wpに基づいて演算し、リ
リーフ弁制御部52を通じて同弁32のリリーフ圧を設
定する。このパイロット作動形リリーフ弁32の設定圧
力は、電磁比例リリーフ弁34の設定圧力と等しいの
で、パイロット作動形リリーフ弁32の設定圧力を設定
するには、電磁比例リリーフ弁34の設定圧力を次の数
式5に従って演算する。
数式5
Pr=Wp/(So×N)+A
前式において、
Prは電磁比例リリーフ弁34の設定圧力
Aは余裕値
なお、Wp,So,Nの意味は、数式2と同様である。
電磁比例リリーフ弁の特性は、製品により若干のバラツ
キがあるため、製品ごとに設定圧力に若干の誤差が生じ
る。余裕値Aは、こうした電磁比例リリーフ弁の制御特
性固体差(指令値−電磁比例リリーフ弁の設定圧の制御
特性)を吸収するため加算するものであり、電磁比例リ
リーフ弁34の設定圧力にこうした誤差が生じても、ケ
ーシングパイプ10が逸走するのを防止できるような値
にする。(E) Setting the set pressure of the pilot operated relief valve c) After calculating the self-sinking load Wp by the method shown in c), the judgment processing unit 51 operates the pilot to prevent the casing pipe 10 from running away. The set pressure of the relief valve 32, in other words, the set pressure of the pilot operated relief valve 32 for preventing the elevating frame 5 from dropping due to the self-sink load is calculated based on the self-sink load Wp, and the relief valve control unit 52 is operated. The relief pressure of the valve 32 is set through. The set pressure of the pilot operated relief valve 32 is equal to the set pressure of the electromagnetic proportional relief valve 34. Therefore, in order to set the set pressure of the pilot operated relief valve 32, the set pressure of the electromagnetic proportional relief valve 34 is Calculation is performed according to Equation 5. Formula 5 Pr = Wp / (So × N) + A In the above formula, Pr is the set pressure A of the electromagnetic proportional relief valve 34 is a margin value. The meanings of Wp, So, N are the same as those of Formula 2.
Since the characteristics of the electromagnetic proportional relief valve vary slightly depending on the product, a slight error occurs in the set pressure for each product. The margin value A is added to absorb such a control characteristic solid difference (command value-control characteristic of set pressure of the electromagnetic proportional relief valve) of the electromagnetic proportional relief valve, and is added to the set pressure of the electromagnetic proportional relief valve 34. Even if an error occurs, the value is set so that the casing pipe 10 can be prevented from running away.
【0049】ケーシングパイプ10での地盤の掘削時に
おいてその逸走を防止するには、スラストシリンダ6の
シリンダ側の圧力でケーシング掴み用バンド9を支持す
る支持力すなわちスラストシリンダ6で昇降フレーム5
を支持する支持力が少なくとも自沈荷重Wpと等しくな
るようにパイロット作動形リリーフ弁32の設定圧力を
設定すればよい。したがって、判断処理部51では、図
8に図示の4本のスラストシリンダ6で協働してケーシ
ング掴み用バンド9を支持する支持力の総和が自沈荷重
Wpと少なくとも等しくなるようにするための電磁比例
リリーフ弁34の設定圧力の設定圧力を算出すればよ
い。この例では、こうした電磁比例リリーフ弁34の設
定圧力Prを定める場合、スラストシリンダ6でケーシ
ング掴み用バンド9を支持する支持力に若干の余裕をも
たせるように余裕値Aを加算してその支持力が自沈荷重
Wpよりも若干大きくなるようにているが、要は、スラ
ストシリンダ6でケーシング掴み用バンド9を支持する
支持力が自沈荷重Wpを下回らない範囲で、パイロット
作動形リリーフ弁32でのエネルギー損失を低減できる
ように設計上適切な値を選定すればよい。In order to prevent the escape of the ground when excavating the ground with the casing pipe 10, the supporting force for supporting the casing gripping band 9 by the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder 6, that is, the thrust cylinder 6 raises and lowers the frame 5.
The set pressure of the pilot operated relief valve 32 may be set so that the supporting force for supporting the at least equal to the self-sinking load Wp. Therefore, in the determination processing unit 51, the electromagnetic force for making the total sum of the supporting forces for supporting the casing gripping band 9 in cooperation with the four thrust cylinders 6 shown in FIG. 8 at least equal to the self-sinking load Wp. The set pressure of the set pressure of the proportional relief valve 34 may be calculated. In this example, when the set pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 34 is determined, a margin value A is added to the supporting force for supporting the casing gripping band 9 by the thrust cylinder 6 and the supporting force is added. Is set to be slightly larger than the self-sinking load Wp, but the point is that the pilot-operated relief valve 32 operates in a range in which the supporting force for supporting the casing gripping band 9 by the thrust cylinder 6 does not fall below the self-sinking load Wp. An appropriate value may be selected in design so as to reduce energy loss.
【0050】ヘ)掘削時予定カッタ回転トルクの演算
ニ)に示す方法で周面摩擦トルクTmを演算した後、判
断処理部51では、この周面摩擦トルクTmに基づい
て、カッタビット26の損傷を防止することができカッ
タビット26で効率的な掘削が行えるようにするための
油圧モータ12の回転トルクの設定値である掘削時予定
カッタ回転トルクTを次の数式6に従って演算する。(F) Calculation of the planned cutter rotation torque during excavation After the peripheral friction torque Tm is calculated by the method shown in 2), the judgment processing unit 51 damages the cutter bit 26 based on this peripheral friction torque Tm. The planned cutter rotation torque T during excavation, which is a set value of the rotation torque of the hydraulic motor 12 for enabling the cutter bit 26 to perform efficient excavation, is calculated according to the following Equation 6.
【0051】数式6 T=Ts+Tm 前式において、 Tsは掘削トルクTcの設定値である設定掘削トルク である。Equation 6 T = Ts + Tm In the previous equation, Ts is a set excavation torque which is a set value of the excavation torque Tc Is.
【0052】この例では、この設定掘削トルクTsは、
地盤の性状やカッタビット26の規格を考慮しながらカ
ッタビット26の損傷を防止することを最優先に設定
し、その際、効率的な掘削が行えるようにすることにも
配慮する。In this example, the set excavation torque Ts is
Taking into consideration the properties of the ground and the standard of the cutter bit 26, the prevention of damage to the cutter bit 26 is set as the highest priority, and at that time, consideration is given to enabling efficient excavation.
【0053】カッタビット26の損傷を防止するには、
本来は、油圧モータ12の回転トルクのうち、地盤の掘
削のために純粋に消費される回転トルクである掘削トル
クTcを適切な値に設定することが必要である。しかる
に、従来は、ケーシングドライバの掘削作業時における
周面摩擦トルクTmを実測する手法が確立されていなか
ったため、油圧モータ12の回転トルクのうちの掘削ト
ルクTcと周面摩擦トルクTmとの比率を把握すること
ができず、それゆえ、掘削トルクTcの実際値を正確に
把握することができなかった。そのため、カッタビット
26の損傷を防止するための掘削時予定カッタ回転トル
クTは、土質、排土状況、掘削深度等の施工条件を勘案
しながら経験的に予想して大凡の見当で定めていた。こ
れに対して、このヘ)の方式では、カッタビット26の
損傷防止や効率的な掘削を行う上で最重要のファクタで
ある掘削トルクTcを直接的に設定した上で、その設定
値である設定掘削トルクTsと周面摩擦トルクTmの実
測値とにより掘削時予定カッタ回転トルクTを設定する
ようにしている。そして、カッタビット26の損傷防止
や効率的な掘削を行うのに必要な掘削トルクTcの値
は、これまでの研究や実績からすでに究明されているの
で、本方式を用いれば、掘削時予定カッタ回転トルクT
を、実際の掘削作業に即した適切な値に設定することが
できる。To prevent damage to the cutter bit 26,
Originally, of the rotational torque of the hydraulic motor 12, it is necessary to set the excavation torque Tc, which is a rotational torque purely consumed for excavation of the ground, to an appropriate value. However, conventionally, a method of actually measuring the circumferential surface friction torque Tm during the excavation work of the casing driver has not been established. Therefore, the ratio of the excavation torque Tc to the circumferential surface friction torque Tm of the rotation torque of the hydraulic motor 12 is calculated. The actual value of the excavation torque Tc could not be accurately grasped. Therefore, the expected cutter rotation torque T during excavation for preventing damage to the cutter bit 26 is empirically predicted and set in a rough estimate while taking into consideration construction conditions such as soil quality, soil removal status, and excavation depth. . On the other hand, in this method (3), the excavation torque Tc, which is the most important factor for preventing damage to the cutter bit 26 and performing efficient excavation, is directly set and then set. The planned cutter rotation torque T during excavation is set based on the set excavation torque Ts and the actual measurement value of the circumferential surface friction torque Tm. Since the value of the excavation torque Tc required to prevent damage to the cutter bit 26 and to perform efficient excavation has already been clarified from the research and achievements so far, using this method, the planned cutter during excavation is used. Rotation torque T
Can be set to an appropriate value according to the actual excavation work.
【0054】ト)スラストシリンダの縮小によるケーシ
ングパイプの地盤への降下
ロ)の工程でスラストシリンダ6を再伸長させてカッタ
ビット26の高さLstだけ上昇させたケーシングパイ
プ10を、スラストシリンダ6のLst分の縮小により
地盤上に降下させる。こうした動作は、判断処理部51
の指令により開始する。この判断処理部51の指令によ
り、作動油用の電磁式切換弁32a及びパイロット用の
電磁式切換弁33は、何れもA位置に切り換えられ、そ
の結果、ホ)で設定された電磁比例リリーフ弁34の設
定圧力Prのパイロット圧がパイロット用の電磁式切換
弁33を通じてパイロット作動形リリーフ弁32の信号
受け部に作用し、これにより、パイロット作動形リリー
フ弁32の設定圧力は、電磁比例リリーフ弁34の設定
圧力と同様の値に設定される。また、本工程では、電磁
比例フロコン38も作動し、判断処理部51からの電気
信号の出力値に比例して開口量が調整されてスラストシ
リンダ6のケーシングパイプ10の押し込み速度を調整
する。その場合、このト)の段階では、その押し込み速
度が最低になるような指令が判断処理部51から発せら
れる。このとき、方向切換弁37は中立位置〔先のロ)
の工程で最終的に操作されたままの位置〕にある。G) When the casing pipe 10 is lowered by the contraction of the thrust cylinder to the ground, the thrust cylinder 6 is re-extended and raised by the height Lst of the cutter bit 26 in the step of (2). It is lowered on the ground by the reduction of Lst. Such an operation is performed by the determination processing unit 51.
It starts by the command of. According to the command from the determination processing unit 51, both the hydraulic oil switching valve 32a and the pilot switching valve 33 are switched to the A position, and as a result, the electromagnetic proportional relief valve set in (e) is set. The pilot pressure of the set pressure Pr of 34 acts on the signal receiving portion of the pilot operated relief valve 32 through the pilot solenoid operated directional control valve 33, whereby the set pressure of the pilot operated relief valve 32 is the electromagnetic proportional relief valve. It is set to the same value as the set pressure of 34. In addition, in this step, the electromagnetic proportional flow controller 38 also operates, and the opening amount is adjusted in proportion to the output value of the electric signal from the determination processing unit 51 to adjust the pushing speed of the casing pipe 10 of the thrust cylinder 6. In this case, in this step (g), the determination processing unit 51 issues a command to minimize the pushing speed. At this time, the directional control valve 37 is in the neutral position
The position where it was finally operated in the process of].
【0055】そうすると、スラストシリンダ用の油圧ポ
ンプ35の圧油は、電磁比例フロコン38で最小流量に
調整されてスラストシリンダ6のロッド側に供給される
とともに、そのシリンダ側の圧油は、パイロット作動形
リリーフ弁32により設定圧力Prに保持されながら作
動油用の電磁式切換弁32aを通じてタンク44に排出
される。その結果、スラストシリンダ6は、電磁比例フ
ロコン38の圧油の通過流量に応じた速度で縮小してケ
ーシングパイプ10を最低速度で地盤上に降下させる。
このようにケーシングパイプ10を低速で降下させる理
由は、ケーシングパイプ10が地盤に接する際にカッタ
ビット26に急激な負荷が加わって、カッタビット26
が万一損傷するのを防ぐためである。こうしてケーシン
グパイプ10がスラストシリンダ6のLst分の縮小に
より地盤上に降下すると、判断処理部51は、ストロー
クセンサ45から入力されるスラストシリンダ6のスト
ローク値によりこのことを検知する。Then, the pressure oil of the hydraulic pump 35 for the thrust cylinder is adjusted to the minimum flow rate by the electromagnetic proportional flow controller 38 and supplied to the rod side of the thrust cylinder 6, and the pressure oil on the cylinder side is pilot operated. While being kept at the set pressure Pr by the relief valve 32, it is discharged to the tank 44 through the electromagnetic switching valve 32a for hydraulic oil. As a result, the thrust cylinder 6 contracts at a speed according to the flow rate of the pressure oil passing through the electromagnetic proportional flow controller 38, and lowers the casing pipe 10 onto the ground at the lowest speed.
The reason why the casing pipe 10 is lowered at a low speed in this way is that a sharp load is applied to the cutter bit 26 when the casing pipe 10 contacts the ground, and
This is to prevent it from being damaged. In this way, when the casing pipe 10 descends on the ground due to the reduction of the thrust cylinder 6 by Lst, the determination processing unit 51 detects this by the stroke value of the thrust cylinder 6 input from the stroke sensor 45.
【0056】チ)掘削時のカッタ回転トルクの演算
ケーシングパイプ10が地盤上に降下した後、引き続
き、カッタビット26による地盤の掘削が進められると
ともに、判断処理部51では、掘削時のカッタ回転トル
クT’の演算を開始する。この掘削時のカッタ回転トル
クT’は、ニ)で周面摩擦トルクTmを演算した場合と
同様、数式3に従って行う。掘削時のカッタ回転トルク
T’は、カッタビット26で地盤を掘削しているときに
要する油圧モータ12の回転トルクの実際値であるか
ら、数式3により演算された掘削時のカッタ回転トルク
T’中には、こうした周面摩擦トルクTmのほか、地盤
の掘削で消費される油圧モータ12の回転トルクである
掘削トルクTcも当然含まれている。H) Calculation of cutter rotation torque during excavation After the casing pipe 10 descends on the ground, the excavation of the ground by the cutter bit 26 continues, and the judgment processing section 51 causes the cutter rotation torque during excavation. The calculation of T'is started. The cutter rotation torque T'during this excavation is calculated according to Equation 3 as in the case where the circumferential surface friction torque Tm is calculated in d). The cutter rotation torque T ′ during excavation is the actual value of the rotation torque of the hydraulic motor 12 required when excavating the ground with the cutter bit 26, and therefore the cutter rotation torque T ′ during excavation calculated by Equation 3 is used. In addition to the peripheral surface friction torque Tm, the excavation torque Tc, which is the rotation torque of the hydraulic motor 12 consumed in excavation of the ground, is naturally included in the inside.
【0057】リ)ケーシングパイプの押し込み速度の制
御
判断処理部51では、こうした掘削時のカッタ回転トル
クT’の演算をカッタビット26での地盤の掘削時に継
続的に行い、さらに、その演算結果を用いて、ヘ)で演
算された設定値としての掘削時予定カッタ回転トルクT
と実際値としての掘削時のカッタ回転トルクT’との偏
差ΔT(ΔT=T−T’)を演算する。そして、この偏
差ΔTに基づき、偏差ΔTと電磁比例フロコン指令値と
の関係を定めた図3の制御関数に従って電磁比例フロコ
ン38に指令値を出力してその開口量を制御することに
より、スラストシリンダ6のロッド側への供給流量を制
御してケーシングパイプ10の押し込み速度を制御す
る。この点について具体的に述べると、図3には、3本
の異なる勾配のグラフが図示されているが、これは、地
盤の硬さ等地盤の性状を考慮して定められた偏差ΔTと
電磁比例フロコン指令値との制御関数である。こうした
制御関数は、ケーシングドライバの設計者が過去のノウ
ハウをもとに設計上適宜定めればよい。この例では、使
用するカッタビットが特定されているため、地盤の性状
だけを考慮しているが、使用するカッタビットが特定さ
れていないときには、カッタビットの性能も考慮する。(I) The casing pipe pushing speed control determination processing unit 51 continuously calculates the cutter rotation torque T'during such excavation when the ground is excavated by the cutter bit 26, and further, the calculation result is obtained. The planned cutter rotation torque T during excavation as a set value calculated in
And the deviation ΔT (ΔT = T−T ′) between the cutter rotation torque T ′ at the time of excavation as an actual value is calculated. Then, based on the deviation ΔT, a command value is output to the electromagnetic proportional flow controller 38 in accordance with the control function of FIG. 3 that defines the relationship between the deviation ΔT and the electromagnetic proportional flow control command value, and the opening amount is controlled to control the thrust cylinder. The feed rate of 6 to the rod side is controlled to control the pushing speed of the casing pipe 10. To be more specific about this point, FIG. 3 shows a graph of three different gradients. This is because the deviation ΔT and the electromagnetic field determined in consideration of the properties of the ground such as the hardness of the ground. This is a control function with the proportional flow control command value. Such a control function may be appropriately determined in design by the designer of the casing driver based on past know-how. In this example, since the cutter bit to be used is specified, only the property of the ground is considered, but when the cutter bit to be used is not specified, the performance of the cutter bit is also considered.
【0058】この例により自動掘削制御を行う場合、図
3の制御関数のうちから地盤の性状に適った適切のもの
が選択され、設定部50を通じて予め設定されている。
そして、地山の掘削時に、偏差ΔTがマイナスになった
ときには、カッタビット26が過負荷であることから、
電磁比例フロコン38への指令値をゼロにしてスラスト
シリンダ6によるケーシングパイプ10の押し込みを停
止させる。逆に、偏差ΔTがプラスになったときには、
カッタビット26が未だ軽負荷であるので、電磁比例フ
ロコン38への指令値を、予め設定された制御関数に従
って決定することにより、ケーシングパイプ10の押し
込み速度を相対的に増加させる。その結果、ケーシング
パイプ10は、実際値としての掘削時のカッタ回転トル
クT’を設定値としての掘削時予定カッタ回転トルクT
に近付けるような関係にするようにスラストシリンダ6
で押し込まれて常に適切な掘削トルクTcで回転駆動さ
れることとなり、カッタビット26の損傷を防止するこ
とができる。判断処理部51で決定された指令値により
行う電磁比例フロコン38の操作は、フロコン制御部5
3(図5参照)を通じて行う。When the automatic excavation control is performed according to this example, an appropriate one suitable for the property of the ground is selected from the control functions shown in FIG. 3 and preset by the setting unit 50.
When the deviation ΔT becomes negative when excavating the natural ground, the cutter bit 26 is overloaded,
The command value to the electromagnetic proportional flow controller 38 is set to zero to stop pushing the casing pipe 10 by the thrust cylinder 6. On the contrary, when the deviation ΔT becomes positive,
Since the cutter bit 26 is still lightly loaded, the pushing speed of the casing pipe 10 is relatively increased by determining the command value to the electromagnetic proportional flow controller 38 according to a preset control function. As a result, in the casing pipe 10, the cutter rotation torque T ′ during excavation as an actual value is set as the preset cutter rotation torque T during excavation as a set value.
Thrust cylinder 6 to make the relationship close to
Therefore, the cutter bit 26 can be prevented from being damaged because it is pushed by and is always driven to rotate with an appropriate excavation torque Tc. The operation of the electromagnetic proportional flow controller 38 performed by the command value determined by the determination processing unit 51 is performed by the flow control unit 5
3 (see FIG. 5).
【0059】こうした自動掘削制御を行うことにより、
カッタビット26が損傷するような事態は大幅に改善さ
れるが、この例では、カッタビット26の背面が異状摩
耗するのを防止する工夫も施しているので、図3及び図
4を用いて、この点についても言及する。偏差ΔTがプ
ラスのときにケーシングパイプ10の押し込み速度を増
加させる場合、その押し込み速度を上げ過ぎると、図4
において、掘削地盤がカッタビット26のチップ26a
の先端部で急速に掘り下げられるため、その先端部以外
の部分すなわちカッタビット26の逃げ角部分26bの
背面が未掘削の掘削地盤に押し当てられて異状摩耗する
恐れがある。こうしたことから、この例では、偏差ΔT
がプラスの場合においてケーシングパイプ10の押し込
み速度を増加させるとき、電磁比例フロコン38への判
断処理部51の指令値である電磁比例フロコン指令値に
上限値を設けることにより、ケーシングパイプ10の押
し込み速度を制限するようにしている。By performing such automatic excavation control,
Although the situation in which the cutter bit 26 is damaged is greatly improved, in this example, a device for preventing abnormal wear on the back surface of the cutter bit 26 is provided. Therefore, referring to FIGS. 3 and 4, This point will also be mentioned. When the pushing speed of the casing pipe 10 is increased when the deviation ΔT is positive, if the pushing speed is increased too much, as shown in FIG.
At the excavated ground, the chip 26a of the cutter bit 26 is
Since the tip portion of the cutter bit 26 is rapidly dug down, the portion other than the tip portion, that is, the back surface of the clearance angle portion 26b of the cutter bit 26 may be pressed against the unexcavated ground to cause abnormal wear. Therefore, in this example, the deviation ΔT
When the pushing speed of the casing pipe 10 is increased when is positive, the pushing speed of the casing pipe 10 is set by providing an upper limit value to the electromagnetic proportional flow control command value which is a command value of the determination processing unit 51 to the electromagnetic proportional flow control 38. I am trying to limit.
【0060】いま、ケーシングパイプ10に直径100
0mmのものを用いてその先端の円周上にカッタビット
26を取り付け、ケーシングパイプ10を1r.p.m
の回転速度で回転させているものとし、このときのケー
シングパイプ10の押し込み速度がV(mm/min)
であるとする。そうすると、ケーシングパイプ10が1
回転する間に、チップ26aの先端部は、1000π
(mm)の長さの線を描いて旋回しながら地盤を切削す
るとともにV(mm)の距離だけ下方に押し進められる
こととなる。換言すると、カッタビット26で地盤を掘
削する場合におけるチップ26aの先端部の切削軌跡の
勾配はV/1000πといえる。こうしたチップ先端部
の切削軌跡の勾配を規定する角度を、ここではカッタビ
ット切削軌跡の角度と称してこれをθ1 とする。いま、
V=500(mm/min)であると仮定すると、この
場合のカッタビット切削軌跡の角度θ1 は、次式により
求めることができる。
θ1 =tan~1(500/1000π)=9.04〔d
eg(度)〕
カッタビットの逃げ角θは、一般的には15degであ
るから、この場合にはカッタビット26の逃げ角部分2
6bの背面が未掘削の掘削地盤に押し当てられて異状摩
耗するようなことはない。Now, the casing pipe 10 has a diameter of 100.
A cutter bit 26 was attached to the circumference of the tip of the casing pipe 10 using a 0 mm one, and the casing pipe 10 was set to 1 r. p. m
And the pushing speed of the casing pipe 10 at this time is V (mm / min).
Suppose Then, the casing pipe 10 is 1
While rotating, the tip of the tip 26a moves to 1000π
While drawing a line with a length of (mm) and turning, the ground is cut and the ground is pushed downward by a distance of V (mm). In other words, the gradient of the cutting locus at the tip of the tip 26a when excavating the ground with the cutter bit 26 can be said to be V / 1000π. The angle that defines the gradient of the cutting locus of the tip portion of the chip is referred to as the angle of the cutting bit cutting locus here, and is designated as θ 1 . Now
Assuming V = 500 (mm / min), the angle θ 1 of the cutter bit cutting locus in this case can be obtained by the following equation. θ 1 = tan to 1 (500 / 1000π) = 9.04 [d
Egg (degree)] Since the clearance angle θ of the cutter bit is generally 15 deg, in this case, the clearance angle portion 2 of the cutter bit 26.
The back surface of 6b is not pressed against the unexcavated excavated ground to cause abnormal wear.
【0061】しかしながら、カッタビット切削軌跡の角
度θ1 がカッタビットの逃げ角θより大きくなると、カ
ッタビット26の逃げ角部分26bが地盤に接してその
摩耗が進行する。こうしたことを考えて、カッタビット
の逃げ角θが15degである場合のケーシングパイプ
10の押し込み速度Vを求めると、次の数式7により求
めることができる。
数式7
V=tan(15)×1000π=872(mm/mi
n)
したがって、ケーシングパイプ10の押し込み速度Vが
872(mm/min)を超えないようにすれば、カッ
タビット26の逃げ角部分26bが背面摩耗することは
なく、それゆえ、電磁比例フロコン指令値の上限値は、
スラストシリンダ6の縮小速度が872(mm/mi
n)になる点に設定する。この電磁比例フロコン指令値
の上限値は、図3のプラス側の座標面に点線とこれに連
なる実線とで図示している。However, when the angle θ 1 of the cutting bit cutting locus becomes larger than the clearance angle θ of the cutter bit 26, the clearance angle portion 26b of the cutter bit 26 comes into contact with the ground and its wear progresses. In consideration of this, the pushing speed V of the casing pipe 10 when the clearance angle θ of the cutter bit is 15 deg is calculated, and can be calculated by the following formula 7. Formula 7 V = tan (15) × 1000π = 872 (mm / mi
n) Therefore, if the pushing speed V of the casing pipe 10 does not exceed 872 (mm / min), the clearance angle portion 26b of the cutter bit 26 will not be back-weared, and therefore the electromagnetic proportional flow control command value. The upper limit of
The reduction speed of the thrust cylinder 6 is 872 (mm / mi
n). The upper limit of the electromagnetic proportional flow control command value is shown by a dotted line and a solid line connected to the positive coordinate surface in FIG.
【0062】この例では、ケーシングパイプ10の回転
速度を固定値(1r.p.m)とした上で電磁比例フロ
コン指令値の上限値を演算するようにしているが、電磁
比例フロコン指令値の上限値を演算するための演算式を
判断処理部51に記憶させるとともにケーシングパイプ
10の回転速度を測定する手段を設けて、その回転速度
の実際値を判断処理部51に入力することにより、電磁
比例フロコン指令値の上限値をその演算式で逐一演算す
るようにしてもよい。掘削地盤が転石層である場合や障
害物が出現する恐れのある地盤である場合には、カッタ
ビット26で地盤を掘削しているときにカッタ回転トル
クT’が激しく変動して、カッタビット26に急激な負
荷が加わる恐れがある。こうした場合に備えて、この例
では、図3の制御関数のグラフの勾配を任意に変更でき
るようにしている。そして、カッタビット26に急激な
負荷が加わる恐れがある場合には、図3の制御関数のグ
ラフの勾配を小さくすることにより、カッタ回転トルク
T’に対してケーシングパイプ10の押し込み速度Vの
反応を鈍くさせて、カッタビット26に急激な負荷が加
わるのを防止できるようにしている。In this example, the upper limit of the electromagnetic proportional flow control command value is calculated after setting the rotation speed of the casing pipe 10 to a fixed value (1 r.p.m). By storing a calculation formula for calculating the upper limit value in the judgment processing unit 51 and providing a means for measuring the rotation speed of the casing pipe 10, and inputting the actual value of the rotation speed to the judgment processing unit 51, The upper limit value of the proportional flow control command value may be calculated one by one using the calculation formula. When the excavated ground is a boulder layer or a ground where obstacles may appear, the cutter rotation torque T ′ changes drastically when excavating the ground with the cutter bit 26, and the cutter bit 26 May be suddenly loaded. In such a case, in this example, the gradient of the control function graph of FIG. 3 can be arbitrarily changed. Then, when there is a risk that a sudden load is applied to the cutter bit 26, the reaction of the pushing speed V of the casing pipe 10 with respect to the cutter rotation torque T ′ is reduced by decreasing the gradient of the graph of the control function in FIG. Is made dull to prevent a sudden load from being applied to the cutter bit 26.
【0063】ヌ)スラストシリンダの縮小停止
スラストシリンダ6が限界まで縮むと、判断処理部51
は、ストロークセンサ45からのスラストシリンダ6の
ストローク値によりこのことを検知し、電磁比例フロコ
ン38の指令値をゼロにしてスラストシリンダの縮小を
停止するとともに、油圧モータ12の回転を停止させ
る。次いで、ケーシング掴み用バンド9でのケーシング
パイプ10の把持を解除した後、再び、手動操作でスラ
ストシリンダ6をLo−Lstだけ伸ばすイ)操作に移
行して、以後、以上述べたイ)乃至ヌ)の操作を繰り返
す。また、必要に応じて、圧入した前記ケーシングパイ
プ10に、カッタビット26をもたない新たなケーシン
グパイプ10を継ぎ足す。こうして1回の圧入工程を終
了する都度、ケーシングパイプ10の圧入の進展に応じ
て増加するケーシングパイプ10の周面の動摩擦力や周
面摩擦トルクTmが織り込まれ、自沈荷重Wpに基づく
電磁比例リリーフ弁34の設定圧力や掘削時予定カッタ
回転トルクTが見直されて再設定されるため、ケーシン
グパイプ10のの逸走を防止するためのパイロット作動
形リリーフ弁32の設定圧力や掘削作業を適正に行うた
めの油圧モータ12の回転トルクの設定値がケーシング
パイプ10の圧入の進展に応じて常に適切な値に設定さ
れる。その結果、パイロット作動形リリーフ弁32での
エネルギー損失を確実に低減させつつケーシングパイプ
の逸走を防止できるとともに、ケーシングドライバでの
掘削作業を常に適正に行うことができる。(N) Stopping the thrust cylinder contraction When the thrust cylinder 6 contracts to the limit, the judgment processing unit 51
Detects this by the stroke value of the thrust cylinder 6 from the stroke sensor 45, sets the command value of the electromagnetic proportional flow controller 38 to zero, and stops the reduction of the thrust cylinder and stops the rotation of the hydraulic motor 12. Next, after the casing pipe 10 is released from the casing gripping band 9, the thrust cylinder 6 is again manually extended by Lo-Lst. ) Is repeated. Further, if necessary, a new casing pipe 10 having no cutter bit 26 is added to the casing pipe 10 that has been press-fitted. Thus, every time one press-fitting process is completed, the dynamic frictional force and the peripheral frictional torque Tm of the peripheral surface of the casing pipe 10 which increase with the progress of press-fitting of the casing pipe 10 are woven, and the electromagnetic proportional relief based on the self-sinking load Wp. Since the set pressure of the valve 34 and the planned cutter rotation torque T at the time of excavation are reviewed and reset, the set pressure of the pilot operated relief valve 32 for preventing the escape of the casing pipe 10 and the excavation work are appropriately performed. The setting value of the rotation torque of the hydraulic motor 12 is always set to an appropriate value according to the progress of press fitting of the casing pipe 10. As a result, it is possible to reliably reduce energy loss in the pilot operated relief valve 32, prevent escape of the casing pipe, and always perform proper excavation work with the casing driver.
【0064】以上述べたケーシングドライバの掘削制御
方法のイ)乃至ヌ)の工程中、スラストシリンダ6の伸
長及びケーシングパイプ10の把持を行うイ)の工程
は、ケーシングパイプ10の押し込み作業を開始する段
階であり、そのスラストシリンダ6の伸長を行う際にカ
ッタビット26の高さ分伸ばし得るストロークを残した
点は、パイロット作動形リリーフ弁32の設定圧力の設
定や掘削時予定カッタ回転トルクTの演算を行えるよう
にするための操作である。したがって、この例では、ケ
ーシングパイプ10の押し込み工程の開始段階に、パイ
ロット作動形リリーフ弁32の設定圧力の設定や掘削時
予定カッタ回転トルクの演算を行うためのイ)乃至ヘ)
の工程を融合するように合体させていて、ケーシングパ
イプ10の押し込み工程を実施する道程に沿ってパイロ
ット作動形リリーフ弁32の設定圧力の設定や掘削時予
定カッタ回転トルクの演算も併せて行えるから、ケーシ
ングパイプの押し込み作業を効率的に行うことができ
る。In the steps a) to n) of the casing driver excavation control method described above, in the step a) of extending the thrust cylinder 6 and gripping the casing pipe 10, the pushing operation of the casing pipe 10 is started. This is a stage, and the point that a stroke that can be extended by the height of the cutter bit 26 when expanding the thrust cylinder 6 is left is the setting of the set pressure of the pilot operated relief valve 32 and the planned cutter rotation torque T during excavation. This is an operation for enabling calculation. Therefore, in this example, a) to f) for setting the set pressure of the pilot operated relief valve 32 and calculating the expected cutter rotation torque during excavation at the start stage of the pushing process of the casing pipe 10.
Since the above processes are combined so that the process for pushing the casing pipe 10 is performed, the setting pressure of the pilot operated relief valve 32 and the calculation of the cutter rotational torque during excavation can be calculated at the same time. Thus, the pushing operation of the casing pipe can be efficiently performed.
【0065】この例では、このようにケーシングパイプ
10の押し込み工程中にパイロット作動形リリーフ弁3
2の設定圧力の設定等を行う工程を合体させているが、
こうした工程をケーシングパイプ10の押し込み工程中
に合体させないようにすることもできる。その場合は、
まず最初に、ケーシング掴み用バンド9で把持したケー
シングパイプ10を、カッタビット26を地盤から引き
離すようにスラストシリンダ6を伸ばすことにより上昇
させるとともに油圧モータ12の駆動により回転させ
る。次いで、こうしてケーシングパイプ10を上昇、回
転させた状態でスラストシリンダ6のシリンダ側の圧力
Poとロッド側の圧力Ptを測定して、その測定結果に
基づいて自沈荷重Wpを演算し、この演算結果に基づい
てパイロット作動形リリーフ弁32の設定圧力を設定す
るとともに、同じく、ケーシングパイプ10を上昇、回
転させた状態で油圧モータ12の正転圧Ps及び逆転圧
Pgを測定し、この測定結果に基づいて得られる油圧モ
ータ12の回転トルクすなわち周面摩擦トルクTmに関
する値と掘削トルクに関する設定値すなわち設定掘削ト
ルクTsとに基づいて油圧モータ12の回転トルクに関
する設定値である掘削時予定カッタ回転トルクTを設定
する。しかる後、前記のト)の工程と同様の方法で、ス
ラストシリンダ6を縮めることによりケーシングパイプ
10を地盤上に降下させてケーシング掴み用バンド9で
のケーシングパイプ10の把持を解除する。なお、その
場合、最初の工程でカッタビット26を地盤から僅かし
か引き離していないときには、スラストシリンダ6を縮
める段階を省略して、ケーシングパイプ10の把持を解
除する段階に直ちに移行するようにしてもよい。こうし
てパイロット作動形リリーフ弁32の設定圧力の設定等
を行う工程を終了した後、ケーシングパイプ10の押し
込み工程を開始することとし、そのため、ケーシングパ
イプの押し込みが行えるようにスラストシリンダ6を伸
ばしてケーシングパイプを把持手段で把持し、しかる
後、前記のチ)乃至ヌ)の工程によりケーシングパイプ
10の押し込み作業を行う。In this example, the pilot operated relief valve 3 is thus pressed during the pushing process of the casing pipe 10.
Although the process of setting the set pressure of 2 is integrated,
It is also possible not to combine such steps during the pushing step of the casing pipe 10. In that case,
First, the casing pipe 10 grasped by the casing grasping band 9 is raised by extending the thrust cylinder 6 so as to separate the cutter bit 26 from the ground, and is rotated by driving the hydraulic motor 12. Then, the cylinder side pressure Po and the rod side pressure Pt of the thrust cylinder 6 are measured in the state where the casing pipe 10 is raised and rotated in this way, and the self-sinking load Wp is calculated based on the measurement result. The set pressure of the pilot operated relief valve 32 is set based on the above, and similarly, the forward rotation pressure Ps and the reverse rotation pressure Pg of the hydraulic motor 12 are measured in a state where the casing pipe 10 is raised and rotated. Based on the rotational torque of the hydraulic motor 12, that is, the value related to the circumferential surface friction torque Tm and the set value related to the excavation torque, that is, the set excavation torque Ts, the planned cutter rotational torque during excavation that is the set value related to the rotational torque of the hydraulic motor 12 is obtained. Set T. Thereafter, the casing cylinder 10 is lowered onto the ground by contracting the thrust cylinder 6 in the same manner as the above-mentioned step g), and the casing pipe 10 is released from the casing gripping band 9. In this case, when the cutter bit 26 is slightly separated from the ground in the first step, the step of contracting the thrust cylinder 6 may be omitted and the step of immediately releasing the grip of the casing pipe 10 may be performed. Good. After the process of setting the set pressure of the pilot operated relief valve 32 is completed in this way, the pushing process of the casing pipe 10 is started. Therefore, the thrust cylinder 6 is extended so that the casing pipe can be pushed. The pipe is gripped by the gripping means, and thereafter, the casing pipe 10 is pushed in by the above steps (i) to (d).
【0066】この出願の各発明を実施するためのケーシ
ングドライバの油圧回路の他の例を図6に基づいて説明
する。この図6の油圧回路は、図1の油圧回路と比べ
て、スラストシリンダ6のロッド側への圧油の供給流量
を調整する方式が異なるだけであり、その他の点では図
1のものと基本的に変わらない。すなわち、スラストシ
リンダ6のロッド側への圧油の供給流量を調整する場
合、図1の油圧回路では、スラストシリンダ6のロッド
側へ供給する圧油の流量を電磁比例フロコン38により
直接的に調整するようにしているが、この図6の油圧回
路では、スラストシリンダ6のロッド側へ供給する圧油
の一部をタンク44に逃がすようにし、その逃がす圧油
の流量を調節することにより間接的に調整するようにし
ている。Another example of the hydraulic circuit of the casing driver for carrying out each invention of this application will be described with reference to FIG. The hydraulic circuit of FIG. 6 is different from the hydraulic circuit of FIG. 1 only in the method of adjusting the flow rate of the pressure oil supplied to the rod side of the thrust cylinder 6, and is otherwise basically the same as that of FIG. Does not change. That is, when adjusting the flow rate of pressure oil supplied to the rod side of the thrust cylinder 6, in the hydraulic circuit of FIG. 1, the flow rate of pressure oil supplied to the rod side of the thrust cylinder 6 is directly adjusted by the electromagnetic proportional flow controller 38. However, in the hydraulic circuit of FIG. 6, a part of the pressure oil supplied to the rod side of the thrust cylinder 6 is made to escape to the tank 44, and the flow rate of the pressure oil to be made to escape is indirectly adjusted. I am trying to adjust it.
【0067】そこで、図1の油圧回路と異なる点の回路
の構造を具体的に述べる。図6の油圧回路は、図1の油
圧回路中、方向切換弁37と並列に設けられ電磁比例フ
ロコン38を設けた油路と作動油用の電磁式切換弁32
aを設けた油路とをなくす代わりに、油圧ポンプ35か
ら方向切換弁37へ送られる圧油の一部をタンク44に
逃がすための油路を設けて、この油路に電磁比例フロコ
ン38を設けるようにしている。この図6の油圧回路に
より、スラストシリンダ6を縮めてケーシングパイプ1
0の圧入工程を実施する場合には、自動運転で実施する
ときも手動運転で実施するときと同様、方向切換弁37
をA位置に切り換えて、スラストシリンダ6のロッド側
へ圧油を供給する。その場合、この電磁比例フロコン3
8は、判断処理部51の指令により、方向切換弁37へ
送られる圧油の一部をタンク44に逃がす流量を調節し
て、スラストシリンダ6のロッド側へ供給する圧油の流
量を調整する。この図6の例では、掘削時予定カッタ回
転トルクTと掘削時のカッタ回転トルクT’との偏差Δ
T(ΔT=T−T’)と電磁比例フロコン指令値との関
係を規定する制御関数は、図7に示すようになる。した
がって、図6の例では、偏差ΔTに基づき、図7の制御
関数に従って電磁比例フロコン38に指令値を出力して
その開口量を制御することにより、前記リ)で述べた制
御方法と同様、スラストシリンダ6のロッド側への供給
流量を制御して、掘削時のカッタ回転トルクT’を掘削
時予定カッタ回転トルクTに近付けるような関係にする
ようにケーシングパイプ10の押し込み速度を制御する
こととなる。Therefore, the structure of the circuit which is different from the hydraulic circuit of FIG. 1 will be specifically described. The hydraulic circuit of FIG. 6 is the same as the hydraulic circuit of FIG. 1, except that an oil passage provided in parallel with the direction switching valve 37 and provided with an electromagnetic proportional flow controller 38 and an electromagnetic switching valve 32 for hydraulic oil.
Instead of eliminating the oil passage provided with a, an oil passage is provided for allowing a part of the pressure oil sent from the hydraulic pump 35 to the direction switching valve 37 to escape to the tank 44, and the electromagnetic proportional flow controller 38 is provided in this oil passage. I am trying to provide it. By the hydraulic circuit of FIG. 6, the thrust cylinder 6 is contracted and the casing pipe 1
When performing the press-fitting step of 0, the directional control valve 37 is used when performing the automatic operation as in the case of performing the manual operation.
Is switched to the A position and pressure oil is supplied to the rod side of the thrust cylinder 6. In that case, this electromagnetic proportional flow control 3
Reference numeral 8 designates a flow rate of pressure oil supplied to the rod side of the thrust cylinder 6 by adjusting a flow rate of releasing a part of the pressure oil sent to the direction switching valve 37 to the tank 44 according to a command from the determination processing section 51. . In the example of FIG. 6, a deviation Δ between the planned cutter rotation torque T during excavation and the cutter rotation torque T ′ during excavation
The control function that defines the relationship between T (ΔT = T−T ′) and the electromagnetic proportional flow control command value is as shown in FIG. 7. Therefore, in the example of FIG. 6, based on the deviation ΔT, a command value is output to the electromagnetic proportional flow controller 38 according to the control function of FIG. 7 to control the opening amount thereof, similar to the control method described in the above re). Controlling the feed rate of the thrust cylinder 6 to the rod side to control the pushing speed of the casing pipe 10 so that the cutter rotation torque T ′ during excavation approaches the planned cutter rotation torque T during excavation. Becomes
【0068】このように設定値としての掘削時予定カッ
タ回転トルクTに対し、掘削時のカッタ回転トルクT’
を設定値を近付けるような関係にするようにケーシング
パイプをスラストシリンダで押し込む場合に、以上述べ
た例では、スラストシリンダ6のロッド側の流量を調整
してケーシングパイプ10の押し込み速度を制御するよ
うにしているが、スラストシリンダ6のロッド側の圧力
を調整してケーシングパイプ10の押し込み力を制御す
るようにしてもよい。その場合には、例えば、図6にお
いて電磁比例フロコン38をなくす代わりに、設定圧力
を多段階に変えることのできるリリーフ弁を方向切換弁
37の二次側に設ければよい。In this way, the planned cutter rotation torque T during excavation as the set value is different from the cutter rotation torque T ′ during excavation.
When pushing the casing pipe with the thrust cylinder so as to bring the set value closer to each other, in the example described above, the pushing speed of the casing pipe 10 is controlled by adjusting the flow rate on the rod side of the thrust cylinder 6. However, the pushing force of the casing pipe 10 may be controlled by adjusting the pressure on the rod side of the thrust cylinder 6. In that case, for example, instead of eliminating the electromagnetic proportional flow controller 38 in FIG. 6, a relief valve capable of changing the set pressure in multiple stages may be provided on the secondary side of the direction switching valve 37.
【0069】しかしながら、図1及び図6に示した例の
ようにスラストシリンダ6のロッド側の流量を調整して
ケーシングパイプ10の押し込み速度を制御するように
すれば、ケーシングパイプ10をスラストシリンダ6で
押し込む場合の制御がより正確に行える。この点につい
て述べると、ケーシングパイプ10の押し込み速度Vと
掘削トルクTcとの関係は、次の数式7で表すことがで
きる。However, if the pushing speed of the casing pipe 10 is controlled by adjusting the flow rate on the rod side of the thrust cylinder 6 as in the example shown in FIG. 1 and FIG. More accurate control when pushing with. To describe this point, the relationship between the pushing speed V of the casing pipe 10 and the excavation torque Tc can be expressed by the following Equation 7.
【0070】数式7
Tc=α×(σ×B×V/R)×D/2
前式において、αは切削抵抗係数、σは掘削地盤の一軸
圧縮強度、Bはカッタ幅、Rはケーシングパイプ10の
回転数、Dは掘削径であるから、ケーシングパイプ10
の回転数を一定にしてケーシングドライバの掘削制御を
行った場合には、これらのファクタは何れも定数となっ
て、ケーシングパイプ10の押し込み速度Vと掘削トル
クTcとは比例関係にある。こうしたことから、スラス
トシリンダ6のロッド側の流量を調整してケーシングパ
イプ10の押し込み速度を制御するようにすれば、ケー
シングパイプ10をスラストシリンダ6で押し込む場合
の制御がより正確に行えて、カッタビット26の損傷防
止や効率的な掘削を行うためのケーシングドライバの掘
削制御がより確実に達成できる。Equation 7 Tc = α × (σ × B × V / R) × D / 2 In the above equation, α is the cutting resistance coefficient, σ is the uniaxial compressive strength of the excavated ground, B is the cutter width, and R is the casing pipe. Since the number of rotations of 10 and D are the excavation diameter, the casing pipe 10
When the casing driver is controlled to excavate at a constant rotational speed, the factors become constants, and the pushing speed V of the casing pipe 10 and the excavation torque Tc are in a proportional relationship. For this reason, if the pushing speed of the casing pipe 10 is controlled by adjusting the flow rate on the rod side of the thrust cylinder 6, the casing cylinder 10 can be more accurately controlled when it is pushed by the thrust cylinder 6. Excavation control of the casing driver for preventing damage to the bit 26 and performing efficient excavation can be achieved more reliably.
【0071】ケーシングパイプ10が逸走するのを防止
するためのパイロット作動形リリーフ弁32の設定圧力
を設定する場合、図2のフロー図に示した例では、自沈
荷重Wpを数式2に従って演算する前記ハ)の工程と、
この自沈荷重Wpに基づいて電磁比例リリーフ弁34の
設定圧力Prを数式5に従って演算することによりパイ
ロット作動形リリーフ弁32の設定圧力を設定するホ)
の工程とに分けて設定するようにしているが、電磁比例
リリーフ弁34の設定圧力Prは、スラストシリンダ6
のシリンダ側の圧力Poとスラストシリンダ6のロッド
側の圧力Ptとが定まれば一義的に定まるので、前記
ハ)の工程を経ることなく直接的に設定することができ
る。したがって、パイロット作動形リリーフ弁32の設
定圧力を設定するプロセス自体は、本発明にとって本質
的なことではなく、要は、スラストシリンダ6のシリン
ダ側の圧力Poで把持手段を支持する支持力がスラスト
シリンダ6のシリンダ側の圧力Poやロッド側の圧力P
tに基づいて得られる自沈荷重Wpを下回らないような
結果がもたらされるように、パイロット作動形リリーフ
弁32の設定圧が適宜の方法で設定されればよい。スラ
ストシリンダ6の駆動を制御する場合、図2のフロー図
に示した例では、設定掘削トルクTsに周面摩擦トルク
Tmを加算して得られた掘削時予定カッタ回転トルクT
を設定値にして、実際値としてのカッタ回転トルクT’
をその設定値に近付けるように制御しているが、設定掘
削トルクTsを設定値にして、カッタ回転トルクT’か
ら周面摩擦トルクTmを控除した値をその設定値に近付
けるように制御してもよく、要は、設定掘削トルクTs
に関する値と周面摩擦トルクTmに関する値の和に対し
て油圧モータの回転トルクT’に関する実際値が近付く
ような関係になるように結果的に制御されていればよ
い。When setting the set pressure of the pilot operated relief valve 32 for preventing the casing pipe 10 from running away, in the example shown in the flow chart of FIG. 2, the self-sinking load Wp is calculated according to the equation (2). C) process,
(E) The preset pressure of the pilot operated relief valve 32 is set by calculating the preset pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 34 based on the self-sinking load Wp according to the equation (5).
The setting pressure Pr of the electromagnetic proportional relief valve 34 is set in the thrust cylinder 6 separately.
When the pressure Po on the cylinder side and the pressure Pt on the rod side of the thrust cylinder 6 are uniquely determined, the pressure can be directly set without the step c). Therefore, the process itself of setting the set pressure of the pilot operated relief valve 32 is not essential to the present invention. In short, the supporting force for supporting the gripping means by the pressure Po on the cylinder side of the thrust cylinder 6 is the thrust force. Pressure Po on the cylinder side of cylinder 6 and pressure P on the rod side
The set pressure of the pilot operated relief valve 32 may be set by an appropriate method so as to obtain a result that does not fall below the self-sinking load Wp obtained based on t. When controlling the drive of the thrust cylinder 6, in the example shown in the flowchart of FIG. 2, the planned excavating cutter rotation torque T obtained by adding the peripheral surface friction torque Tm to the set excavation torque Ts.
Cutter rotation torque T'as an actual value
Is controlled to approach the set value, but the set excavation torque Ts is set to the set value, and the value obtained by subtracting the peripheral friction torque Tm from the cutter rotation torque T ′ is controlled to approach the set value. Well, the point is that the set excavation torque Ts
It suffices that the result is controlled so that the actual value of the rotational torque T ′ of the hydraulic motor approaches the sum of the value of the above value and the value of the circumferential surface friction torque Tm.
【0072】以上述べた例では、スラストシリンダ6の
シリンダ側の圧力Poやロッド側の圧力Ptの双方を測
定しているが、これらシリンダ側の圧力Poやロッド側
の圧力Ptは、スラストシリンダ6の非駆動時において
スラストシリンダ6を縮めるようとする外力である自沈
荷重Wpを求めるために測定されるものであり、スラス
トシリンダ6のロッド側の圧力Ptは、その非駆動時に
は0に近い値になるため、スラストシリンダ6のシリン
ダ側の圧力Poだけを測定するとともに、スラストシリ
ンダ6のロッド側の圧力Ptを0又は0に近い定数とし
て取り扱って自沈荷重Wpを求めるようにしてもよい。
また、油圧モータの正転圧Psと逆転圧Pgとの差圧で
ある油圧モータの駆動圧を測定するため、油圧モータ1
2の正転圧Ps及び逆転圧Pgの双方を測定している
が、油圧モータ12の逆転圧Pgは、通常0に近い小さ
な値になるため、油圧モータ12の正転圧Psだけを測
定するとともに、油圧モータ12の逆転圧Pgを0又は
0に近い定数として取り扱って油圧モータの駆動圧を測
定するようにしてもよい。In the above-mentioned example, both the cylinder side pressure Po and the rod side pressure Pt of the thrust cylinder 6 are measured. However, these cylinder side pressure Po and rod side pressure Pt are the thrust cylinder 6 The pressure Pt on the rod side of the thrust cylinder 6 becomes a value close to 0 when it is not driven. Therefore, only the cylinder side pressure Po of the thrust cylinder 6 may be measured, and the self-precipitation load Wp may be obtained by treating the rod side pressure Pt of the thrust cylinder 6 as 0 or a constant close to 0.
Further, in order to measure the driving pressure of the hydraulic motor, which is the differential pressure between the forward rotation pressure Ps and the reverse rotation pressure Pg of the hydraulic motor, the hydraulic motor 1
Although both the normal rotation pressure Ps and the reverse rotation pressure Pg of 2 are measured, since the reverse rotation pressure Pg of the hydraulic motor 12 is usually a small value close to 0, only the normal rotation pressure Ps of the hydraulic motor 12 is measured. At the same time, the reverse rotation pressure Pg of the hydraulic motor 12 may be treated as 0 or a constant close to 0 to measure the driving pressure of the hydraulic motor.
【0073】以上述べた例では、ケーシングパイプ10
を把持する把持手段にケーシング掴み用バンド9を用い
た例を示したが、この把持手段には、リング状の回転体
とこれに挿通したケーシングとの間の間隙に楔状のチャ
ック部材を嵌入して、楔作用でケーシングを把持するよ
うにしたチャック装置もあり、このチャック装置は、ケ
ーシング掴み用バンド9と同等の機能を果たすものであ
るから、把持手段にこうしたチャック装置を用いてもよ
く、本発明に用いる把持手段の種類は問わない。また、
スラストシリンダ6の押し込み速度を変更する手段とし
て電磁比例フロコン38を用いてスラストシリンダ6の
ロッド側へ供給する圧油の流量を調整するようにした
が、こうした手段に変えてサーボ弁や可変容量油圧ポン
プを用いてその圧油の流量を調整するようにしてもよ
い。In the example described above, the casing pipe 10
An example in which the casing gripping band 9 is used as the gripping means for gripping is shown. In this gripping means, a wedge-shaped chuck member is fitted in the gap between the ring-shaped rotating body and the casing inserted therein. There is also a chuck device that grips the casing by a wedge action. Since this chuck device performs the same function as the casing gripping band 9, such a chuck device may be used as the gripping means, The type of gripping means used in the present invention does not matter. Also,
Although the electromagnetic proportional flow controller 38 is used as a means for changing the pushing speed of the thrust cylinder 6, the flow rate of the pressure oil supplied to the rod side of the thrust cylinder 6 is adjusted. A pump may be used to adjust the flow rate of the pressure oil.
【0074】[0074]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この出
願の第1番目の発明乃至この出願の第6番目の発明は、
それぞれ「課題を解決するための手段」の項に示した
1)乃至6)の手段をそれぞれ採用しているので、これ
らの各発明によれば、スラストシリンダのシリンダ側の
圧力を調整できるリリーフ弁を備えたケーシングドライ
バに用いられ、リリーフ弁でのエネルギー損失を低減さ
せてケーシングパイプの逸走を防止することができるケ
ーシングドライバの掘削制御技術が得られる。その場
合、特にこの出願の第1番目の発明及び第4番目の発明
では、スラストシリンダの伸長及びケーシングパイプの
把持により開始されるケーシングパイプの押し込み工程
の開始段階に、リリーフ弁の設定等を行うための第1の
工程から第3の工程に至る一連の工程を融合するように
合体させていて、これらの工程を押し込み工程を実施す
る道程に沿って実施できるので、ケーシングパイプの押
し込み作業を効率的に行うことができる。また、特にこ
の出願の第4番目の発明、第5番目の発明及び第6番目
の発明では、油圧モータの回転トルクに関する設定値
を、ケーシングパイプのカッタビットの損傷防止や効率
的な掘削を行う上で最重要のファクタである掘削トルク
を基礎にして、実際の掘削作業に即した適切な値に設定
することができるので、ケーシングドライバの掘削制御
を行うに際し、ケーシングパイプのカッタビットの損傷
防止や効率的な掘削を従来よりも確実に達成することが
できる。As is apparent from the above description, the first invention of this application to the sixth invention of this application are:
Since the means 1) to 6) described in the section “Means for solving the problems” are respectively adopted, according to each of these inventions, a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. The present invention provides a casing driver excavation control technique that can be used in a casing driver equipped with, and can reduce the energy loss in the relief valve and prevent the casing pipe from running away. In that case, particularly in the first invention and the fourth invention of this application, the relief valve is set at the start stage of the casing pipe pushing step started by the extension of the thrust cylinder and the gripping of the casing pipe. Since the series of steps from the first step to the third step are combined so as to be integrated, and these steps can be performed along the path of performing the pushing step, the pushing operation of the casing pipe can be performed efficiently. Can be done on a regular basis. Further, particularly in the fourth invention, the fifth invention and the sixth invention of this application, the set value relating to the rotational torque of the hydraulic motor is used to prevent damage to the cutter bit of the casing pipe and to perform efficient excavation. Based on the excavation torque, which is the most important factor above, it can be set to an appropriate value according to the actual excavation work. And more efficient excavation can be achieved more reliably than before.
【0075】この出願の第4番目の発明、第5番目の発
明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項6に
記載の手段を採用すれば、ケーシングパイプをスラスト
シリンダで押し込む場合の制御がより正確に行えて、カ
ッタビットの損傷防止や効率的な掘削を行うためのケー
シングドライバの掘削制御がより確実に達成できる。こ
の出願の第6番目の発明を具体化する場合、特に、特許
請求範囲の請求項9に記載の手段を採用した場合も同様
である。この出願の第7番目の発明は、課題を解決する
ための手段の項に示した7)の手段を採用しているの
で、この第7番目の発明によれば、ケーシングパイプで
の掘削時にスラストシリンダに作用する自沈荷重を正確
に実測することができるケーシングドライバの自沈荷重
測定方法が得られる。When the fourth invention and the fifth invention of the present application are embodied, particularly when the means described in claim 6 is adopted, the case where the casing pipe is pushed in by the thrust cylinder The control can be performed more accurately, and the excavation control of the casing driver for preventing the damage of the cutter bit and performing the efficient excavation can be achieved more reliably. The same applies when the sixth invention of the present application is embodied, particularly when the means described in claim 9 of the claims is adopted. The seventh invention of this application adopts the means of 7) shown in the section of means for solving the problems. Therefore, according to the seventh invention, the thrust is applied at the time of excavating the casing pipe. A method for measuring the self- sinking load of a casing driver, which can accurately measure the self- sinking load acting on a cylinder, is obtained.
【図1】この出願の各発明を説明するためのケーシング
ドライバの油圧回路の一例を示す油圧回路図である。FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an example of a hydraulic circuit of a casing driver for explaining each invention of this application.
【図2】この出願の各発明を説明するためのケーシング
ドライバの掘削制御方法の一例を示すフロー図である。FIG. 2 is a flowchart showing an example of a casing driver excavation control method for explaining each invention of the present application.
【図3】この出願の発明のケーシングドライバの掘削制
御方法及び掘削制御装置による図1の油圧回路図での制
御に有用な制御関数を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a control function useful for control in the hydraulic circuit diagram of FIG. 1 by the casing driver excavation control method and the excavation control device of the invention of this application.
【図4】図3の制御関数の意義を説明するためのカッタ
ビットの逃げ角と切削軌跡の関係を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a relationship between a clearance angle of a cutter bit and a cutting locus for explaining the significance of the control function of FIG.
【図5】この出願の各発明を説明するためのケーシング
ドライバの掘削制御装置の一例を示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing an example of an excavation control device for a casing driver for explaining each invention of the present application.
【図6】この出願の各発明を説明するためのケーシング
ドライバの油圧回路の他の一例を示す油圧回路図であ
る。FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing another example of a hydraulic circuit of a casing driver for explaining each invention of the present application.
【図7】この出願の発明のケーシングドライバの掘削制
御方法及び掘削制御装置による図6の油圧回路図での制
御に有用な制御関数を示す図である。7 is a diagram showing control functions useful for control in the hydraulic circuit diagram of FIG. 6 by the casing driver excavation control method and excavation control device of the invention of this application.
【図8】従来から一般的に用いられていたケーシングド
ライバの一例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an example of a casing driver that has been generally used conventionally.
【図9】図8の右側面図である。9 is a right side view of FIG.
【図10】図8の正面図である。FIG. 10 is a front view of FIG.
【図11】ケーシングドライバでの掘削時にスラストシ
リンダに作用する自沈荷重の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a self- sinking load that acts on a thrust cylinder during excavation with a casing driver.
4 ベースフレーム 5 昇降フレーム 6 スラストシリンダ 8 回転体 9 ケーシング掴み用バンド 10 ケーシング 11 バンドシリンダ 12 油圧モータ 13 ピニオン 26 カッタビット 26a カッタビット26のチップ 26b カッタビット26の逃げ角部分 30a,30b 油圧モータ用の圧力センサ 31a,31b スラストシリンダ用の圧力センサ 32 パイロット作動形リリーフ弁 32a 作動油用の電磁式切換弁 33 パイロット用の電磁式切換弁 34 電磁比例リリーフ弁 35 スラストシリンダ用の油圧ポンプ 36 動力源(スラストシリンダ用) 37 電磁式方向切換弁 38 電磁比例フロコン 38a 電磁式可変絞り弁38a 40 油圧モータ用の油圧ポンプ 41 動力源(油圧モータ用) 43 電磁式方向切換弁 44 油タンク 45 ストロークセンサ 50 設定部 51 判断処理部 52 リリーフ弁制御部 53 電磁比例フロコン制御部 4 base frame 5 Lifting frame 6 Thrust cylinder 8 rotating bodies 9 Casing grip band 10 casing 11 band cylinder 12 Hydraulic motor 13 Pinion 26 cutter bits 26a Cutter bit 26 tip 26b Relief angle of cutter bit 26 30a, 30b Pressure sensor for hydraulic motor 31a, 31b Pressure sensor for thrust cylinder 32 Pilot operated relief valve 32a Electromagnetic switching valve for hydraulic oil 33 Electromagnetic switching valve for pilot 34 Electromagnetic proportional relief valve 35 Hydraulic pump for thrust cylinder 36 Power Source (For Thrust Cylinder) 37 Electromagnetic Directional Switching Valve 38 Electromagnetic proportional flow control 38a Electromagnetic variable throttle valve 38a 40 Hydraulic pump for hydraulic motor 41 Power source (for hydraulic motor) 43 Electromagnetic directional control valve 44 oil tank 45 Stroke sensor 50 setting section 51 Judgment processing unit 52 Relief valve control unit 53 Electromagnetic proportional flow control unit
フロントページの続き (72)発明者 久住 宏 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 小澤 肇 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 石井 俊久 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 広瀬 佳明 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−310488(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21B 44/00 E02D 7/22 E21B 7/20 Front page continuation (72) Inventor Hiroshi Kusumi, 650 Kintatemachi, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture Hitachi Construction Machinery Co., Ltd., Tsuchiura Plant (72) Inventor Hajime Ozawa, 650, Jinmachicho, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture Hitachi Construction Machinery Co., Ltd., Tsuchiura Plant (72) Inventor Toshihisa Ishii, 650 Kazunachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki, Hitachi Construction Machinery Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiaki Hirose, 650, Jinmachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki, Hitachi Construction Machinery Engineering Co., Ltd. (56) References Special Kaihei 7-310488 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) E21B 44/00 E02D 7/22 E21B 7/20
Claims (11)
この把持手段を支持し上昇下降させることができるスラ
ストシリンダと把持手段を回転駆動するモータとスラス
トシリンダのシリンダ側の圧力を調整できるリリーフ弁
とを備えたケーシングドライバを用いて、先端にカッタ
ビットを有するケーシングパイプで地盤を掘削する際
に、ケーシングパイプの逸走を防止するように制御する
ケーシングドライバの掘削制御方法において、カッタビ
ットを地盤から引き離し得るストロークを残すようにス
ラストシリンダを伸ばしてケーシングパイプを把持手段
で把持する第1の工程と、この把持手段で把持したケー
シングパイプを、カッタビットを地盤から引き離すよう
にスラストシリンダを伸ばすことにより上昇させるとと
もにモータの駆動により回転させる第2の工程と、こう
してケーシングパイプを上昇させるとともに回転させた
状態でスラストシリンダのシリンダ側の圧力及びロッド
側の圧力のうちの少なくともシリンダ側の圧力を測定
し、その測定結果に基づいて得られる自沈荷重を、スラ
ストシリンダのシリンダ側の圧力で把持手段を支持する
支持力が下回らないように、リリーフ弁の設定圧を設定
する第3の工程とを経た後、ケーシングパイプをモータ
で回転させながらスラストシリンダで押し込んで地盤を
掘削するようにしたことを特徴とするケーシングドライ
バの掘削制御方法。1. A gripping means for gripping a casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting and lifting the gripping means, a motor for rotationally driving the gripping means, and a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. When excavating the ground with a casing pipe having a cutter bit at the tip using a provided casing driver, in a casing driver excavation control method for controlling so as to prevent the casing pipe from running away, the cutter bit can be separated from the ground The first step of extending the thrust cylinder so as to leave a stroke and holding the casing pipe by the holding means, and raising the casing pipe held by the holding means by extending the thrust cylinder so as to separate the cutter bit from the ground. Along with driving the motor And the second step of rotating the casing pipe and measuring the pressure on at least the cylinder side of the pressure on the cylinder side and the pressure on the rod side of the thrust cylinder in the state where the casing pipe is raised and rotated in this way, and based on the measurement result After passing through the third step of setting the set pressure of the relief valve so that the supporting force for supporting the gripping means does not fall below the self-settling load obtained by the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder, the casing pipe is driven by the motor. A method for controlling excavation of a casing driver, characterized in that the ground is excavated by pushing in with a thrust cylinder while rotating.
この把持手段を支持し上昇下降させることができるスラ
ストシリンダと把持手段を回転駆動するモータとスラス
トシリンダのシリンダ側の圧力を調整できるリリーフ弁
とを備えたケーシングドライバを用いて、先端にカッタ
ビットを有するケーシングパイプで地盤を掘削する際
に、ケーシングパイプの逸走を防止するように制御する
ケーシングドライバの掘削制御方法において、把持手段
で把持したケーシングパイプを、カッタビットを地盤か
ら引き離すようにスラストシリンダを伸ばすことにより
上昇させるとともにモータの駆動により回転させる第1
の工程と、こうしてケーシングパイプを上昇させるとと
もに回転させた状態でスラストシリンダのシリンダ側の
圧力及びロッド側の圧力のうちの少なくともシリンダ側
の圧力を測定し、その測定結果に基づいて得られる自沈
荷重を、スラストシリンダのシリンダ側の圧力で把持手
段を支持する支持力が下回らないように、リリーフ弁の
設定圧を設定する第2の工程と、把持手段でのケーシン
グパイプの把持を解除した後、ケーシングパイプの押し
込みが行えるようにスラストシリンダを伸ばしてケーシ
ングパイプを把持手段で把持する第3の工程を経た後、
ケーシングパイプをモータで回転させながらスラストシ
リンダで押し込んで地盤を掘削するようにしたことを特
徴とするケーシングドライバの掘削制御方法。2. A gripping means for gripping a casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting the gripping means and moving up and down, a motor for rotationally driving the gripping means, and a relief valve capable of adjusting pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. In the excavation control method for a casing driver, which controls to prevent escape of the casing pipe when excavating the ground with a casing pipe having a cutter bit at the tip using the provided casing driver, the casing pipe gripped by the gripping means. To raise the cutter bit by extending the thrust cylinder so as to separate the cutter bit from the ground, and to rotate it by driving the motor.
And the pressure of at least the cylinder side of the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder and the pressure on the rod side in the state where the casing pipe is raised and rotated in this way, and the self-sinking load obtained based on the measurement result. The second step of setting the set pressure of the relief valve so that the supporting force for supporting the gripping means by the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder does not fall, and after releasing the gripping of the casing pipe by the gripping means, After the third step of extending the thrust cylinder so that the casing pipe can be pushed and holding the casing pipe by the holding means,
An excavation control method for a casing driver, characterized in that a casing pipe is pushed by a thrust cylinder while being rotated by a motor to excavate the ground.
この把持手段を支持し上昇下降させることができるスラ
ストシリンダと把持手段を回転駆動するモータとスラス
トシリンダのシリンダ側の圧力を調整できるリリーフ弁
とを備えたケーシングドライバを用いて、先端にカッタ
ビットを有するケーシングパイプで地盤を掘削する際
に、ケーシングパイプの逸走を防止するように制御する
ケーシングドライバの掘削制御装置において、スラスト
シリンダのシリンダ側の圧力及びロッド側の圧力のうち
の少なくともシリンダ側の圧力を測定するスラストシリ
ンダの圧力測定手段を設けるとともに、この圧力測定手
段でのスラストシリンダの圧力に関する測定結果が入力
されるケーシングドライバの制御機構を設け、このケー
シングドライバの制御機構は、カッタビットを地盤から
引き離すようにスラストシリンダを伸ばすとともにモー
タを回転させた状態で計測されるスラストシリンダの圧
力測定手段での測定結果に基づいて得られる自沈荷重
を、スラストシリンダのシリンダ側の圧力で把持手段を
支持する支持力が下回らないようにリリーフ弁の設定圧
を設定するように制御する制御機能とをもつように構成
されていることを特徴とするケーシングドライバの掘削
制御装置。3. A gripping means for gripping the casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting and lifting the gripping means, a motor for rotationally driving the gripping means, and a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. When excavating the ground with a casing pipe having a cutter bit at the tip using the provided casing driver, the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder in the casing driver excavation control device that controls to prevent the casing pipe from running away. And a thrust cylinder pressure measuring means for measuring at least the cylinder side pressure of the rod side pressure, and a casing driver control mechanism for inputting the measurement result relating to the thrust cylinder pressure by the pressure measuring means. Control of this casing driver The mechanism extends the thrust cylinder so that the cutter bit is separated from the ground, and the self-sinking load obtained based on the measurement result by the pressure measuring means of the thrust cylinder, which is measured with the motor being rotated, is measured on the cylinder side of the thrust cylinder. And a control function of controlling so as to set the set pressure of the relief valve so that the supporting force for supporting the gripping means does not fall under the pressure of 1. The excavation control device for a casing driver.
この把持手段を支持し上昇下降させることができるスラ
ストシリンダと把持手段を回転駆動する油圧モータとス
ラストシリンダのシリンダ側の圧力を調整できるリリー
フ弁とを備えたケーシングドライバを用いて、先端にカ
ッタビットを有するケーシングパイプで地盤を掘削する
際に、ケーシングパイプの逸走を防止するように制御す
るケーシングドライバの掘削制御方法において、カッタ
ビットを地盤から引き離し得るストロークを残すように
スラストシリンダを伸ばしてケーシングパイプを把持手
段で把持する第1の工程と、この把持手段で把持したケ
ーシングパイプを、カッタビットを地盤から引き離すよ
うにスラストシリンダを伸ばすことにより上昇させると
ともに油圧モータの駆動により回転させる第2の工程
と、こうしてケーシングパイプを上昇させるとともに回
転させた状態でスラストシリンダのシリンダ側の圧力及
びロッド側の圧力のうちの少なくともシリンダ側の圧力
を測定し、その測定結果に基づいて得られる自沈荷重
を、スラストシリンダのシリンダ側の圧力で把持手段を
支持する支持力が下回らないように、リリーフ弁の設定
圧を設定するとともに、同じく、ケーシングパイプを上
昇させるとともに回転させた状態で油圧モータの駆動圧
を測定し、この測定結果に基づいて油圧モータの回転ト
ルクに関する値を求めて周面摩擦トルクに関する値を測
定する第3の工程と、ケーシングパイプを油圧モータで
回転させながらスラストシリンダで押し込んで地盤を掘
削し、その際、予め設定した掘削トルクに関する設定値
と周面摩擦トルクに関する値の和に対して、油圧モータ
の駆動圧に基づいて得られる油圧モータの回転トルクに
関する実際値を近付けるような関係にするようにケーシ
ングパイプをスラストシリンダで押し込む第4の工程と
により、ケーシングドライバを用いてケーシングパイプ
で行う地盤の掘削を制御するようにしたことを特徴とす
るケーシングドライバの掘削制御方法。4. A gripping means for gripping a casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting the gripping means and moving up and down, a hydraulic motor for rotationally driving the gripping means, and a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. In a casing driver excavation control method for controlling the casing pipe to prevent escape of the casing pipe when excavating the ground with a casing pipe having a cutter bit at the tip, the cutter bit is separated from the ground. The first step of extending the thrust cylinder so as to leave a stroke to obtain and holding the casing pipe by the holding means, and raising the casing pipe held by the holding means by extending the thrust cylinder so as to separate the cutter bit from the ground. Of the hydraulic motor The second step of rotating by driving, and at least the cylinder side pressure of the cylinder side pressure and the rod side pressure of the thrust cylinder in the state where the casing pipe is raised and rotated in this way, are measured. The set pressure of the relief valve was set so that the self-sinking load obtained based on this did not fall below the supporting force that supports the gripping means due to the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder, and the casing pipe was also raised and rotated. In the state, the driving pressure of the hydraulic motor is measured, the value related to the rotational torque of the hydraulic motor is obtained based on the measurement result, and the third step of measuring the value related to the circumferential friction torque, and the casing pipe is rotated by the hydraulic motor. While pushing it with the thrust cylinder to excavate the ground, at that time, set the excavation torque to the preset value. Push the casing pipe with the thrust cylinder so that the actual value related to the rotational torque of the hydraulic motor obtained based on the drive pressure of the hydraulic motor approaches the sum of the set value and the value related to the frictional torque on the surface. In the fourth step, the casing driver excavation control method is characterized in that the casing driver is used to control the excavation of the ground performed by the casing pipe.
この把持手段を支持し上昇下降させることができるスラ
ストシリンダと把持手段を回転駆動する油圧モータとス
ラストシリンダのシリンダ側の圧力を調整できるリリー
フ弁とを備えたケーシングドライバを用いて、先端にカ
ッタビットを有するケーシングパイプで地盤を掘削する
際に、ケーシングパイプの逸走を防止するように制御す
るケーシングドライバの掘削制御方法において、把持手
段で把持したケーシングパイプを、カッタビットを地盤
から引き離すようにスラストシリンダを伸ばすことによ
り上昇させるとともにモータの駆動により回転させる第
1の工程と、こうしてケーシングパイプを上昇させると
ともに回転させた状態でスラストシリンダのシリンダ側
の圧力及びロッド側の圧力のうちの少なくともシリンダ
側の圧力を測定し、その測定結果に基づいて得られる自
沈荷重を、スラストシリンダのシリンダ側の圧力で把持
手段を支持する支持力が下回らないように、リリーフ弁
の設定圧を設定するとともに、同じく、ケーシングパイ
プを上昇させるとともに回転させた状態で油圧モータの
駆動圧を測定し、この測定結果に基づいて油圧モータの
回転トルクに関する値を求めて周面摩擦トルクに関する
値を測定する第2の工程と、把持手段でのケーシングパ
イプの把持を解除した後、ケーシングパイプの押し込み
が行えるようにスラストシリンダを伸ばしてケーシング
パイプを把持手段で把持する第3の工程と、ケーシング
パイプを油圧モータで回転させながらスラストシリンダ
で押し込んで地盤を掘削し、その際、予め設定した掘削
トルクに関する設定値と周面摩擦トルクに関する値の和
に対して、油圧モータの駆動圧に基づいて得られる油圧
モータの回転トルクに関する実際値を近付けるような関
係にするようにケーシングパイプをスラストシリンダで
押し込む第4の工程とにより、ケーシングドライバを用
いてケーシングパイプで行う地盤の掘削を制御するよう
にしたことを特徴とするケーシングドライバの掘削制御
方法。5. A gripping means for gripping a casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting the gripping means and ascending / descending, a hydraulic motor for rotationally driving the gripping means, and a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. In the excavation control method of a casing driver, which controls to prevent escape of the casing pipe when excavating the ground with a casing pipe having a cutter bit at the tip, using the casing driver provided with The first step in which the pipe is raised by extending the thrust cylinder so as to separate the cutter bit from the ground and is rotated by driving the motor, and the casing pipe on the cylinder side of the thrust cylinder is raised while the casing pipe is raised and rotated. Pressure and rod side At least the pressure on the cylinder side of the pressure of the relief valve is measured so that the self-sinking load obtained based on the measurement result does not fall below the supporting force that supports the gripping means with the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. In addition to setting the set pressure, similarly, the driving pressure of the hydraulic motor is measured with the casing pipe being raised and rotated, and the value related to the rotational torque of the hydraulic motor is obtained based on the measurement result to determine the peripheral friction torque. A second step of measuring the value, and a third step of releasing the grip of the casing pipe by the gripping means, then extending the thrust cylinder so that the casing pipe can be pushed, and gripping the casing pipe by the gripping means. While excavating the ground by pushing the casing pipe with a thrust cylinder while rotating it with a hydraulic motor, Casing pipe so that the actual value related to the rotational torque of the hydraulic motor obtained based on the driving pressure of the hydraulic motor approaches the sum of the set value related to the excavation torque and the value related to the frictional surface friction torque. And a fourth step of pushing in the thrust cylinder with the thrust cylinder, the excavation control method for the casing driver is performed by using the casing driver to control the excavation of the ground performed by the casing pipe.
トシリンダで押し込む場合に、スラストシリンダのロッ
ド側の流量を調整してケーシングパイプの押し込み速度
を制御するようにしたことを特徴とする請求項4又は請
求項5記載のケーシングドライバの掘削制御方法。6. The pushing speed of the casing pipe is controlled by adjusting the flow rate on the rod side of the thrust cylinder when pushing the casing pipe with the thrust cylinder in the fourth step. Alternatively, the casing driver excavation control method according to claim 5.
トシリンダで押し込む場合に、スラストシリンダのロッ
ド側の圧力を調整してケーシングパイプの押し込み力を
制御するようにしたことを特徴とする請求項4又は請求
項5記載のケーシングドライバの掘削制御方法。7. The pushing force of the casing pipe is controlled by adjusting the pressure on the rod side of the thrust cylinder when pushing the casing pipe with the thrust cylinder in the fourth step. Alternatively, the casing driver excavation control method according to claim 5.
この把持手段を支持し上昇下降させることができるスラ
ストシリンダと把持手段を回転駆動する油圧モータとス
ラストシリンダのシリンダ側の圧力を調整できるリリー
フ弁とを備えたケーシングドライバを用いて、先端にカ
ッタビットを有するケーシングパイプで地盤を掘削する
際に、ケーシングパイプの逸走を防止するように制御す
るケーシングドライバの掘削制御装置において、カッタ
ビットが地盤から引き離されていることを検出できる検
出手段と、スラストシリンダのシリンダ側の圧力及びロ
ッド側の圧力のうちの少なくともシリンダ側の圧力を測
定するスラストシリンダの圧力測定手段と、油圧モータ
の駆動圧を測定する駆動圧測定手段と、スラストシリン
ダの圧力測定手段での測定結果が入力されその測定結果
に基づいて得られる自沈荷重を、スラストシリンダのシ
リンダ側の圧力で把持手段を支持する支持力が下回らな
いようにリリーフ弁の設定圧を設定するリリーフ弁設定
手段と、駆動圧測定手段での測定結果が入力されその測
定結果に基づいて油圧モータの回転時における油圧モー
タの回転トルクに関する値を演算する回転トルク演算手
段と、カッタビットが地盤から引き離されていることを
検出手段で検出したときに回転トルク演算手段で演算さ
れる油圧モータの回転トルクに関する値と予め設定され
た掘削トルクに関する設定値の和に対して、ケーシング
パイプでの地盤の掘削時に回転トルク演算手段で演算さ
れる油圧モータの回転トルクに関する実際値を近付ける
ような関係にするようにスラストシリンダの駆動を制御
するスラストシリンダ制御手段とを設けたことを特徴と
するケーシングドライバの掘削制御装置。8. A gripping means for gripping a casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting the gripping means and moving up and down, a hydraulic motor rotatably driving the gripping means, and a relief valve capable of adjusting the pressure on the cylinder side of the thrust cylinder. When excavating the ground with a casing pipe having a cutter bit at the tip using a casing driver equipped with, the excavation control device of the casing driver that controls the casing pipe to prevent escape of the casing pipe causes the cutter bit to separate from the ground. Detecting means that can detect that the pressure is on, the thrust cylinder pressure measuring means that measures at least the cylinder side pressure of the cylinder side pressure and the rod side pressure of the thrust cylinder, and the drive pressure of the hydraulic motor. With the drive pressure measuring means and the thrust cylinder pressure measuring means The relief valve setting means for setting the set pressure of the relief valve so that the supporting force for supporting the gripping means does not fall below the self-sinking load obtained based on the measurement result The measurement result of the driving pressure measuring means is input, and the rotation torque calculating means for calculating a value relating to the rotation torque of the hydraulic motor at the time of rotation of the hydraulic motor based on the measurement result and the cutter bit are separated from the ground. Is detected by the detecting means, the sum of the value relating to the rotating torque of the hydraulic motor calculated by the rotating torque calculating means and the preset value relating to the excavating torque is set to the rotating torque when excavating the ground with the casing pipe. The thrust series should be set so that the actual values for the rotational torque of the hydraulic motor calculated by the calculation means are close to each other. Excavation control system for a casing driver, characterized in that a thrust cylinder control means for controlling driving of da.
リンダの駆動を制御する場合に、スラストシリンダのロ
ッド側の流量を調整してケーシングパイプの押し込み速
度を制御するようにしたことを特徴とする請求項8記載
のケーシングドライバの掘削制御装置。9. The thrust cylinder control means, when controlling the drive of the thrust cylinder, adjusts the rod cylinder side flow rate of the thrust cylinder to control the pushing speed of the casing pipe. A casing driver excavation control device as described.
シリンダの駆動を制御する場合に、スラストシリンダの
ロッド側の圧力を調整してケーシングパイプの押し込み
力を制御するようにしたことを特徴とする請求項8記載
のケーシングドライバの掘削制御装置。10. The thrust cylinder control means, when the drive of the thrust cylinder is controlled, the pressure on the rod side of the thrust cylinder is adjusted to control the pushing force of the casing pipe. A casing driver excavation control device as described.
とこの把持手段を支持し上昇下降させることができるス
ラストシリンダと把持手段を回転駆動するモータとを備
えたケーシングドライバを用いて、先端にカッタビット
を有するケーシングパイプを把持手段で把持した際に、
スラストシリンダに作用する自沈荷重を測定するケーシ
ングドライバの自沈荷重測定方法であって、把持手段で
把持したケーシングパイプを、カッタビットを地盤から
引き離すようにスラストシリンダを伸ばすことにより上
昇させるとともにモータの駆動により回転させる第1の
工程と、こうしてケーシングパイプを回転させ上昇させ
た状態でスラストシリンダのシリンダ側の圧力及びロッ
ド側の圧力のうちの少なくともシリンダ側の圧力を測定
して、これらの測定結果に基づいて自沈荷重に関する値
を演算する第2の工程とによりスラストシリンダに作用
する自沈荷重を測定するようにしたことを特徴とするケ
ーシングドライバの自沈荷重測定方法。11. A cutter bit is provided at a tip of a casing driver using a gripping means for gripping a casing pipe, a thrust cylinder capable of supporting the gripping means and moving up and down, and a motor for rotationally driving the gripping means. When gripping the casing pipe that it has with the gripping means,
A method for measuring a self- sinking load of a casing driver, which measures a self- sinking load acting on a thrust cylinder, in which a casing pipe gripped by gripping means is lifted by extending the thrust cylinder so as to separate the cutter bit from the ground, and the motor is driven. And the first step of rotating the casing pipe in this manner, and at least the cylinder side pressure of the cylinder side pressure and the rod side pressure of the thrust cylinder are measured in the state where the casing pipe is rotated and raised, and these measurement results are shown. A method for measuring a self-sinking load of a casing driver, characterized in that the self-sinking load acting on the thrust cylinder is measured by a second step of calculating a value relating to the self-sinking load based on the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33895697A JP3441946B2 (en) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | Excavation control method of casing driver, excavation control device, and method of measuring self-sinking load |
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---|---|---|---|
JP33895697A JP3441946B2 (en) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | Excavation control method of casing driver, excavation control device, and method of measuring self-sinking load |
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JPH11173055A JPH11173055A (en) | 1999-06-29 |
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JP33895697A Expired - Fee Related JP3441946B2 (en) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | Excavation control method of casing driver, excavation control device, and method of measuring self-sinking load |
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-
1997
- 1997-12-09 JP JP33895697A patent/JP3441946B2/en not_active Expired - Fee Related
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