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特開2023-127760掘削用液圧システム

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023127760

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】掘削用液圧システム

(51)【国際特許分類】

E21B 3/02 20060101AFI20230907BHJP

E21B 17/07 20060101ALI20230907BHJP

E02F 9/20 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

E21B3/02

E21B17/07

E02F9/20 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022031645

(22)【出願日】2022-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田伊吹

(72)【発明者】

【氏名】黒田裕一朗

【テーマコード（参考）】

2D003

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D003BA02

2D003BA06

2D003BA07

2D003DB03

2D129BA05

2D129BA08

2D129BA12

2D129BA13

2D129BA28

2D129CB15

2D129DA18

2D129EB13

(57)【要約】

【課題】掘削軸の捩れを検出することができる掘削用液圧システムを提供する。
【解決手段】一実施形態に係る掘削用液圧システム１Ａは、テレスコピック構造の掘削軸を有する掘削機に搭載されるものであり、掘削軸を回転させる液圧モータ４と、一対の給排ライン４２，４２により液圧モータ４と接続された方向切換弁３と、吐出ライン２２により方向切換弁３と接続された液圧ポンプ２を含む。さらに、液圧システム１Ａは、液圧ポンプ２の吐出圧力を計測する圧力センサ８１と、液圧モータ４の回転数を計測する回転数センサ７３と、圧力センサ８１および回転数センサ７３と電気的に接続された制御装置６を含む。制御装置６は、圧力センサ８１で計測される液圧ポンプ２の吐出圧力が第１閾値よりも大きく、かつ、回転数センサ７３で計測される液圧モータ４の回転数が第２閾値よりも小さいときに、掘削軸１７に捩れが発生したと判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

テレスコピック構造の掘削軸を有する掘削機に搭載される掘削用液圧システムであって、
前記掘削軸を回転させる液圧モータと、
一対の給排ラインにより前記液圧モータと接続された方向切換弁と、
吐出ラインにより前記方向切換弁と接続された液圧ポンプと、
前記吐出ラインから分岐するリリーフラインに設けられたリリーフ弁と、
前記液圧ポンプの吐出圧力を計測する圧力センサと、
前記液圧モータの回転数を計測する回転数センサと、
前記圧力センサおよび前記回転数センサと電気的に接続された制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記圧力センサで計測される前記液圧ポンプの吐出圧力が第１閾値よりも大きく、かつ、前記回転数センサで計測される前記液圧モータの回転数が第２閾値よりも小さいときに、前記掘削軸に捩れが発生したと判定する、掘削用液圧システム。

【請求項2】

【請求項3】

テレスコピック構造の掘削軸を有する掘削機に搭載される掘削用液圧システムであって、
前記掘削軸を回転させる液圧モータと、
一対の給排ラインにより前記液圧モータと接続された方向切換弁と、
吐出ラインにより前記方向切換弁と接続された液圧ポンプと、
前記吐出ラインから分岐するリリーフラインに設けられたリリーフ弁と、
前記液圧モータが掘削方向に回転するときの前記液圧モータの入口圧力を計測する圧力センサと、
前記液圧モータの回転数を計測する回転数センサと、
前記圧力センサおよび前記回転数センサと電気的に接続された制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記圧力センサで計測される前記液圧モータの入口圧力が第１閾値よりも大きく、かつ、前記回転数センサで計測される前記液圧モータの回転数が第２閾値よりも小さいときに、前記掘削軸に捩れが発生したと判定する、掘削用液圧システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記掘削軸に捩れが発生したと判定したとき、表示器に異常が発生したことを表示させることと、警報器に警報を発生させることのうちの少なくとも一方を行う、請求項１～３の何れか一項に記載の掘削用液圧システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記掘削軸に捩れが発生したと判定したとき、前記方向切換弁が中立位置に切り換えられた後に前記方向切換弁を中立位置に所定時間維持する、請求項１～４の何れか一項に記載の掘削用液圧システム。

【請求項6】

前記制御装置はメモリを含み、
前記制御装置は、前記掘削軸に捩れが発生したと判定したときに、前記掘削軸に捩れが発生したときの日時、前記液圧ポンプの吐出圧力または前記液圧モータの入口圧力、および前記液圧モータの回転数を前記メモリに保存する、請求項１～５の何れか一項に記載の掘削用液圧システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、掘削機に搭載される掘削用液圧システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、地盤に縦穴を掘削する掘削機が知られている。掘削機は、鉛直方向に延びる掘削軸と、掘削軸の下端に設けられた掘削用のバケットを含む。例えば、特許文献１には、液圧モータを用いて掘削軸を回転させる掘削機が開示されている。

【0003】

また、特許文献１に開示された掘削機は、掘削中に地盤の強度を示すＮ値を検出する管理装置を含む。この管理装置は、液圧モータの入口圧力と回転数からＮ値を算出する。そして、管理装置は、Ｎ値が異常値となると、地盤中に掘削不能な障害物が存在することを警告する。

【0004】

バケットが硬い岩盤などの掘削不能な障害物に当たると、バケットが曲がることで縦穴が傾いて形成されることがある。これに対し、上記のように地盤中に掘削不能な障害物が存在することが警告されれば、縦穴が傾いて形成されることを未然に防ぐことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－２５５７６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、地盤に深い縦穴を掘削する場合、掘削軸はテレスコピック構造となる。このような長い掘削軸では、バケットが硬い岩盤などの障害物に当たって掘削負荷が増大したときに、掘削軸が大きく捩られた状態で液圧モータが停止する。従って、作業者が液圧モータを逆回転させたときに、液圧モータが掘削軸の捩れによって高速で逆回転し、液圧モータの構成部品に過度な応力が掛かるおそれがある。

【0007】

そこで、本開示は、テレスコピック構造の掘削軸の捩れを検出することができる掘削用液圧システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示は、一つの側面から、テレスコピック構造の掘削軸を有する掘削機に搭載される掘削用液圧システムであって、前記掘削軸を回転させる液圧モータと、一対の給排ラインにより前記液圧モータと接続された方向切換弁と、吐出ラインにより前記方向切換弁と接続された液圧ポンプと、前記吐出ラインから分岐するリリーフラインに設けられたリリーフ弁と、前記液圧ポンプの吐出圧力を計測する圧力センサと、前記液圧モータの回転数を計測する回転数センサと、前記圧力センサおよび前記回転数センサと電気的に接続された制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記圧力センサで計測される前記液圧ポンプの吐出圧力が第１閾値よりも大きく、かつ、前記回転数センサで計測される前記液圧モータの回転数が第２閾値よりも小さいときに、前記掘削軸に捩れが発生したと判定する、掘削用液圧システムを提供する。

【0009】

また、本開示は、別の側面から、テレスコピック構造の掘削軸を有する掘削機に搭載される掘削用液圧システムであって、前記掘削軸を回転させる液圧モータと、一対の給排ラインにより前記液圧モータと接続された方向切換弁と、吐出ラインにより前記方向切換弁と接続された液圧ポンプと、前記吐出ラインから分岐するリリーフラインに設けられたリリーフ弁と、前記液圧モータが掘削方向に回転するときの前記液圧モータの入口圧力を計測する圧力センサと、前記液圧モータの回転数を計測する回転数センサと、前記圧力センサおよび前記回転数センサと電気的に接続された制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記圧力センサで計測される前記液圧モータの入口圧力が第１閾値よりも大きく、かつ、前記回転数センサで計測される前記液圧モータの回転数が第２閾値よりも小さいときに、前記掘削軸に捩れが発生したと判定する、掘削用液圧システムを提供する。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、掘削軸の捩れを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係る掘削用液圧システムの概略構成図である。

【図2】図２Ａは掘削機の側面図、図２Ｂは掘削ユニットの拡大図である。

【図3】第１実施形態における制御装置が行う制御のフローチャートである。

【図4】第２実施形態に係る掘削用液圧システムの概略構成図である。

【図5】第２実施形態における制御装置が行う制御のフローチャートである。

【図6】方向切換弁の変形例を示す図である。

【図7】方向切換弁の別の変形例を示す図である。

【図8】方向切換弁のさらに別の変形例を示す図である。

【図9】変形例の掘削用液圧システムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１実施形態）
図１に、第１実施形態に係る掘削用液圧システム１Ａを示す。この液圧システム１Ａは、図２Ａに示すような掘削機１０に搭載される。

【0013】

掘削機１０は、鉛直方向に延びるフレーム１１を含み、このフレーム１１に掘削ユニット１５が取り付けられている。掘削ユニット１５は、フレーム１１と結合されるベース１６と、ベース１６を貫通して鉛直方向に延びる掘削軸１７と、掘削軸１７の下端に設けられたバケット１８を含む。掘削軸１７は、ベース１６に回転可能かつ鉛直方向に摺動可能に支持されている。

【0014】

また、ベース１６には減速機１９が取り付けられ、この減速機１９に液圧モータ４が取り付けられている。液圧モータ４は、減速機１９を介して掘削軸１７を掘削方向または反掘削方向に回転させる。

【0015】

図２Ｂに示すように、掘削軸１７は、伸縮可能なテレスコピック構造である。掘削軸１７は、掘削機１０の巻上ユニット１２によりワイヤ１３を介して上下動されるとともに伸長または短縮される。より詳しくは、掘削軸１７は、直径の異なる複数の管状体を含み、外側から数えてｎ番目の管状体はｎ－１番目の管状体内に少なくとも部分的に嵌合する。管状体の数は図例では３つであるが、特に限定されるものではない。

【0016】

図１に戻って、液圧システム１Ａは、上述した液圧モータ４と、この液圧モータ４へ方向切換弁３を介して作動液を供給する液圧ポンプ２を含む。作動液は、典型的には作動油である。

【0017】

より詳しくは、液圧ポンプ２は、吸入ライン２１によりタンク２０と接続されるとともに、吐出ライン２２により方向切換弁３と接続されている。方向切換弁３は、タンクライン２５によりタンク２０と接続されている。

【0018】

吐出ライン２２からはリリーフライン２３が分岐しており、このリリーフライン２３はタンク２０へつながっている。リリーフライン２３には、リリーフ弁２４が設けられている。

【0019】

液圧モータ４は、掘削方向に回転するときに入口ポートとなる第１ポート４ａと、反掘削方向に回転するときに入口ポートとなる第２ポート４ｂを有する。つまり、液圧モータ４が掘削方向に回転するとき第２ポート４ｂが出口ポートとなり、液圧モータ４が反掘削方向に回転するときに第１ポート４ａが出口ポートとなる。

【0020】

液圧モータ４の第１ポート４ａおよび第２ポート４ｂは、一対の給排ライン４１，４２により方向切換弁３と接続されている。給排ライン４１が第１ポート４ａにつながり、給排ライン４２が第２ポート４ｂにつながっている。方向切換弁３は、図１の中間位置である中立位置と、図１の右側位置である掘削位置と、図１の左側位置である逆回転位置との間で切り換えられる。

【0021】

中立位置では、吐出ライン２２、タンクライン２５および給排ライン４１，４２がブロックされる。掘削位置では、吐出ライン２２が給排ライン４１と連通し、給排ライン４２がタンクライン２５と連通する。逆回転位置では、吐出ライン２２が給排ライン４２と連通し、給排ライン４１がタンクライン２５と連通する。

【0022】

本実施形態では、方向切換弁３がパイロット圧により駆動される。具体的に、方向切換弁３は、一対のパイロットポート３１，３２を含む。ただし、方向切換弁３は、電気信号により駆動されてもよい。

【0023】

さらに、液圧システム１Ａは、方向切換弁３を中立位置から掘削位置へ、または中立位置から逆回転位置へ切り換えるための操作装置５を含む。操作装置５は、掘削機１０の運転室内に配置される。操作装置５は、掘削方向または反掘削方向に傾倒される操作レバーを含む。

【0024】

本実施形態では、操作装置５が、操作レバーの傾倒角に応じたパイロット圧を出力するパイロット操作弁である。このため、方向切換弁３のパイロットポート３１，３２はパイロットライン５１，５２により操作装置５と接続されている。

【0025】

ただし、操作装置５は、操作レバーの傾倒角に応じた電気信号を出力する電気ジョイスティックであってもよい。この場合、方向切換弁３のパイロットポート３１，３２は一対の電磁比例弁とそれぞれ接続される。

【0026】

さらに、液圧システム１Ａは、制御装置６を備える。制御装置６は、各種のデータを記憶可能なメモリ６１を有する。また、制御装置６は、表示器９１および警報器９２と電気的に接続されている。

【0027】

制御装置６に関し、本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、および/または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウエアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウエアである。ハードウエアは、本明細書に開示されているハードウエアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウエアであってもよい。ハードウエアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウエアとソフトウエアの組み合わせであり、ソフトウエアはハードウエアおよび/またはプロセッサの構成に使用される。

【0028】

制御装置６は、圧力センサ８１、回転数センサ７１～７３とも電気的に接続されている。例えば、回転数センサ７１～７３のそれぞれは、磁気式速度センサである。

【0029】

圧力センサ８１は、吐出ライン２２に設けられており、液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄを計測する。回転数センサ７１は、図２Ａに示すように巻上ユニット１２に設けられており、巻上ユニット１２によるワイヤ１３の巻上速度Ｖを計測する。同じく図２Ａに示すように、回転数センサ７２は、フレーム１１の上端に取り付けられたシーブに設けられており、シーブの回転数から掘削深さＤｐを計測する。回転数センサ７３は、図２Ｂに示すように液圧モータ４に設けられており、液圧モータ４の回転数Ｎを計測する。

【0030】

ただし、回転数センサ７１，７２のどちらか一方は省略可能である。例えば、回転数センサ７２が省略され、巻上速度Ｖを積分することによって掘削深さＤｐが算出されてもよい。あるいは、回転数センサ７１，７２の双方が省略され、液圧システム１Ａの制御装置９が掘削機１０の制御装置からワイヤ１３の巻上速度Ｖおよび掘削深さＤｐを入手してもよい。

【0031】

次に、図３を参照して、制御装置６が行う制御について説明する。

【0032】

まず、制御装置６は、ステップＳ１において、圧力センサ８１で計測される液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄを第１閾値αと比較し、液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄが第１閾値αよりも大きいか否かを判定する。第１閾値αは、リリーフ弁２４の設定圧、すなわちリリーフ圧よりも僅かに小さい値である。例えば、リリーフ圧が３４ＭＰａの場合、第１閾値αは３２ＭＰａである。

【0033】

液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄが第１閾値αよりも小さい場合、制御装置６は液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄと第１閾値αとの比較を繰り返す。逆に、液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄが第１閾値αよりも大きい場合、制御装置６はステップＳ２に進む。本実施形態では、Ｐｄ＝αのときはステップＳ１を繰り返すが、Ｐｄ＝αのときはステップＳ２に進んでもよい。

【0034】

ステップＳ２において、制御装置６は、回転数センサ７３で計測される液圧モータ４の回転数Ｎを第２閾値βと比較し、液圧モータ４の回転数Ｎが第２閾値βよりも小さいか否かを判定する。第２閾値βは、液圧モータ４が停止しているとみなせるか否かの指標であり、例えば１００ｒｐｍである。

【0035】

液圧モータ４の回転数Ｎが第２閾値βよりも大きい場合、制御装置６はステップＳ１に戻る。逆に、液圧モータ４の回転数Ｎが第２閾値βよりも小さい場合、制御装置６はステップＳ３に進む。本実施形態では、Ｎ＝βのときはステップＳ１に戻るが、Ｎ＝βのときはステップＳ３に進んでもよい。

【0036】

ステップＳ３において、制御装置６は、回転数センサ７２により計測される掘削深さＤｐを第３閾値γと比較し、掘削深さＤｐが第３閾値γよりも大きいか否かを判定する。第３閾値γは、例えば１０ｍである。掘削深さＤｐが第３閾値γよりも小さい場合、制御装置６はステップＳ１に戻る。逆に、掘削深さＤｐが第３閾値γよりも大きい場合、制御装置６はステップＳ４に進む。本実施形態では、Ｄｐ＝γのときはステップＳ１に戻るが、Ｄｐ＝γのときはステップＳ４に進んでもよい。

【0037】

ステップＳ４において、制御装置６は、回転数センサ７１により計測されるワイヤ１３の巻上速度Ｖを第４閾値εと比較し、ワイヤ１３の巻上速度Ｖが第４閾値εよりも小さいか否かを判定する。第４閾値εは、例えば０．５ｍ／ｓである。ワイヤ１３の巻上速度Ｖが第４閾値εよりも大きい場合、制御装置６はステップＳ１に戻る。逆に、ワイヤ１３の巻上速度Ｖが第４閾値εよりも小さい場合、制御装置６はステップＳ５に進む。本実施形態では、Ｖ＝εのときはステップＳ１に戻るが、Ｖ＝εのときはステップＳ５に進んでもよい。なお、ステップＳ３でＹＥＳとなり、かつ、ステップＳ４でＹＥＳとなることが特定条件を満たすことである。

【0038】

ステップＳ５において、制御装置６は、掘削軸１７に捩れが発生したと判定する。一方、ステップＳ５に進まない間、例えば上記の特定条件を満たさない間は、制御装置６は、掘削軸１７に捩れが発生していないと判定する。さらに、制御装置６は、ステップＳ５において、具体的なアクションを行う。

【0039】

本実施形態では、制御装置６が行うアクションが、表示器９１に異常が発生したことを表示させるアクションと、警報器９２に警報を発生させるアクションを含む。ただし、制御装置６は、表示器９１に異常が発生したことを表示させるアクションと警報器９２に警報を発生させるアクションのどちらか一方を行ってもよい。

【0040】

なお、制御装置６は、表示器９１に異常が発生したことを表示させるとともに、表示器９１に警告を表示させてもよい。警告は、例えば、操作レバーを直ちに反掘削方向に傾倒してはならないという警告であってもよいし、操作レバーを中立状態とする時間をある程度確保すべきという警告であってもよい。

【0041】

また、制御装置６は、掘削軸１７に捩れが発生したと判定したときに、掘削軸１７に捩れが発生したときの日時、液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄ、液圧モータ４の回転数Ｎ、掘削深さＤｐおよびワイヤ１３の巻上速度Ｖをメモリ６１に保存する。このため、もし掘削機１０に異常が発生した場合に、その異常の原因を追究することができる。

【0042】

以上説明した液圧システム１Ａでは、次のような効果を得ることができる。バケット１８が硬い岩盤などの障害物に当たって掘削負荷が増大すると、掘削軸１７が捩られながら液圧モータ４が回転することで液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄがリリーフ弁２４の設定圧まで上昇し、これによりリリーフ弁２４が開いて液圧モータ４が停止する。従って、液圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄおよび液圧モータ４の回転数Ｎに基づいて掘削軸１７の捩れを検出することができる。

【0043】

しかも、本実施形態では、特定条件を満たさないときは掘削軸１７に捩れが発生していないと判定されるので、掘削軸１７に捩れが発生したと判定されるケースから、掘削深さＤｐが第３閾値γよりも小さい状況、例えばバケット１８を上昇させた状態で掘削軸１７を逆回転させる土砂落とし作業や、ワイヤ１３の巻上速度Ｖが第４閾値εよりも大きい状況である巻き上げ時を除外することができる。

【0044】

（第２実施形態）
図４に、第２実施形態に係る掘削用液圧システム１Ｂを示す。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

【0045】

本実施形態では、液圧モータ４が掘削方向に回転するときの液圧モータ４の入口圧力Ｐｉを計測する圧力センサ８２が採用されている。圧力センサ８２は、液圧モータ４の第１ポート４ａとつながる給排ライン４１に設けられており、制御装置６と電気的に接続されている。また、本実施形態では、回転数センサ７１，７２は不要である。

【0046】

次に、図５を参照して、制御装置６が行う制御について説明する。

【0047】

まず、制御装置６は、ステップＳ１１において、圧力センサ８２で計測される液圧モータ４の入口圧力Ｐｉを第１閾値ζと比較し、液圧モータ４の入口圧力Ｐｉが第１閾値ζよりも大きいか否かを判定する。第１閾値ζは、リリーフ弁２４の設定圧、すなわちリリーフ圧よりも僅かに小さい値である。例えば、リリーフ圧が３４ＭＰａの場合、第１閾値ζは３２ＭＰａである。

【0048】

液圧モータ４の入口圧力Ｐｉが第１閾値ζよりも小さい場合、制御装置６は液圧モータ４の入口圧力Ｐｉと第１閾値ζとの比較を繰り返す。逆に、液圧モータ４の入口圧力Ｐｉが第１閾値ζよりも大きい場合、制御装置６はステップＳ１２に進む。本実施形態では、Ｐｉ＝ζのときはステップＳ１１を繰り返すが、Ｐｉ＝ζのときはステップＳ２に進んでもよい。

【0049】

ステップＳ１２は、第１実施形態で説明したステップＳ２と同じである。つまり、制御装置６は、液圧モータ４の回転数Ｎが第２閾値βよりも大きい場合にステップＳ１１に戻り、液圧モータ４の回転数Ｎが第２閾値βよりも小さい場合にステップＳ１３に進む。本実施形態では、Ｎ＝βのときはステップＳ１１に戻るが、Ｎ＝βのときはステップＳ１３に進んでもよい。

【0050】

ステップＳ１３において、制御装置６は、掘削軸１７に捩れが発生したと判定する。一方、ステップＳ１３に進まない間は、制御装置６は、掘削軸１７に捩れが発生していないと判定する。さらに、制御装置６は、ステップＳ１３において、具体的なアクションを行う。このアクションは、第１実施形態で説明したアクションと同じである。

【0051】

また、制御装置６は、掘削軸１７に捩れが発生したと判定したときに、掘削軸１７に捩れが発生したときの日時、液圧モータ４の入口圧力Ｐｉおよび液圧モータ４の回転数Ｎをメモリ６１に保存する。このため、もし掘削機１０に異常が発生した場合に、その異常の原因を追究することができる。

【0052】

本実施形態の液圧システム１Ｂでは、次のような効果を得ることができる。バケット１８が硬い岩盤などの障害物に当たって掘削負荷が増大すると、掘削軸１７が捩られながら液圧モータ４が回転することで液圧モータ４の入口圧力Ｐｉがリリーフ弁２４の設定圧まで上昇し、これによりリリーフ弁２４が開いて液圧モータ４が停止する。従って、液圧モータ４の入口圧力Ｐｉおよび液圧モータ４の回転数Ｎに基づいて掘削軸１７の捩れを検出することができる。

【0053】

（その他の実施形態）
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0054】

例えば、方向切換弁３は、必ずしも中立位置で吐出ライン２２、タンクライン２５および給排ライン４１，４２がブロックする必要はない。例えば、図６に示すように、方向切換弁３は、中立位置で給排ライン４１，４２を絞りを介してタンクライン２５と連通させてもよい。このような構成であれば、掘削負荷が増大して液圧モータ４が停止した後に方向切換弁３が中立位置に戻されたときに、掘削軸１７の捩れが徐々に解消されるように液圧モータ４がゆっくりと逆回転することが可能となる。

【0055】

あるいは、パイロットライン５１，５２が図７に示すように構成され、方向切換弁３がゆっくりと中立位置に戻るようにしてもよい。具体的には、パイロットライン５１，５２のそれぞれに絞り５３が設けられ、この絞り５３をバイパスするバイパスライン５４がパイロットライン５１または５２に接続される。バイパスライン５４には、パイロットポート３１または３２へ向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止する逆止弁５５が設けられる。

【0056】

また、制御装置６は、掘削軸１７に捩れが発生したと判定したときに、表示器９１に異常が発生したことを表示させるアクションと警報器９２に警報を発生させるアクションの一方または双方を行う代わりに、方向切換弁３が中立位置に切り換えられた後に方向切換弁３を中立位置に所定時間維持するアクションを行ってもよい。この所定時間は、例えば、第１実施形態では液圧ポンプ２の吐出圧力が所定値以下となるまでであり、第２実施形態では液圧モータ４の入口圧力が所定値以下となるまでである。なお、方向切換弁３を中立位置に所定時間維持するアクションは、表示器９１に異常が発生したことを表示させるアクションと警報器９２に警報を発生させるアクションの一方または双方と共に行われてもよい。

【0057】

例えば、図８に示すように、方向切換弁３を中立位置から逆回転位置へ切り換えるためのパイロットポート３２につながるパイロットライン５２に電磁開閉弁５６を設け、制御装置６が、掘削軸１７に捩れが発生したと判定したときに、所定時間だけ電磁開閉弁５６を閉じてもよい。

【0058】

あるいは、図９に示す変形例の掘削用液圧システム１Ｃのように、方向切換弁３が電気信号により駆動される場合、制御装置６は、電気ジョイスティックである操作装置５の操作レバーが掘削方向から反掘削方向に傾倒されたとき、方向切換弁３を中立位置に所定時間維持した後に逆回転位置に切り換えてもよい。

【0059】

なお、表示器９１に異常が発生したことを表示させるアクションと警報器９２に警報を発生させるアクションのどちらかが行われれば、作業者に対し、掘削負荷が増大して液圧モータ４が停止した直後に液圧モータ４を逆回転させることを思い留まらせることができる。一方、方向切換弁３が中立位置に切り換えられたときに方向切換弁３を中立位置に所定時間維持するアクションが行われれば、方向切換弁３が所定時間中立位置に維持されている間に掘削軸１７の捩れを解消することができる。

【0060】

また、制御装置６は、掘削軸１７に捩れが発生したと判定された後に、操作装置５の操作レバーが反掘削方向に傾倒されて液圧モータ４が逆回転し、液圧モータ４の回転数Ｎが閾値を超えたときに、不具合が生じるおそれがあることを表示器９１に表示させるとともに、警報器９２に警報を発生させてもよい。

【0061】

さらには、液圧モータ４は、複数のピストンおよびシリンダブロックなどで構成される回転ユニットと、この回転ユニットを収容するケーシングを含むため、ケーシング内の圧力を圧力センサで計測し、ケーシング内の圧力が閾値を超えたときに破損が発生したことを表示器９１に表示させるとともに、警報器９２に警報を発生させてもよい。

【0062】

（まとめ）
本開示は、一つの側面から、テレスコピック構造の掘削軸を有する掘削機に搭載される掘削用液圧システムであって、前記掘削軸を回転させる液圧モータと、一対の給排ラインにより前記液圧モータと接続された方向切換弁と、吐出ラインにより前記方向切換弁と接続された液圧ポンプと、前記吐出ラインから分岐するリリーフラインに設けられたリリーフ弁と、前記液圧ポンプの吐出圧力を計測する圧力センサと、前記液圧モータの回転数を計測する回転数センサと、前記圧力センサおよび前記回転数センサと電気的に接続された制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記圧力センサで計測される前記液圧ポンプの吐出圧力が第１閾値よりも大きく、かつ、前記回転数センサで計測される前記液圧モータの回転数が第２閾値よりも小さいときに、前記掘削軸に捩れが発生したと判定する、掘削用液圧システムを提供する。

【0063】

バケットが硬い岩盤などの障害物に当たって掘削負荷が増大すると、掘削軸が捩られながら液圧モータが回転することで液圧ポンプの吐出圧力がリリーフ弁の設定圧まで上昇し、これによりリリーフ弁が開いて液圧モータが停止する。従って、液圧ポンプの吐出圧力および液圧モータの回転数に基づいて掘削軸の捩れを検出することができる。

【0064】

前記制御装置は、前記圧力センサで計測される前記液圧ポンプの吐出圧力が前記第１閾値よりも大きく、かつ、前記回転数センサで計測される前記液圧モータの回転数が前記第２閾値よりも小さいとき、特定条件を満たす場合に前記掘削軸に捩れが発生したと判定し、前記特定条件は、掘削深さが第３閾値よりも大きく、かつ、前記掘削軸をワイヤを介して上下動させる巻上ユニットによるワイヤの巻上速度が第４閾値よりも小さいことであってもよい。この構成によれば、掘削軸に捩れが発生したと判定されるケースから、掘削深さが第３閾値よりも小さい状況、例えばバケットを上昇させた状態で掘削軸を逆回転させる土砂落とし作業や、ワイヤの巻上速度が第４閾値よりも大きい状況である巻き上げ時を除外することができる。

【0065】

【0066】

バケットが硬い岩盤などの障害物に当たって掘削負荷が増大すると、掘削軸が捩られながら液圧モータが回転することで液圧モータの入口圧力がリリーフ弁の設定圧まで上昇し、これによりリリーフ弁が開いて液圧モータが停止する。従って、液圧モータの入口圧力および液圧モータの回転数に基づいて掘削軸の捩れを検出することができる。

【0067】

前記制御装置は、前記掘削軸に捩れが発生したと判定したとき、表示器に異常が発生したことを表示させることと、警報器に警報を発生させることのうちの少なくとも一方を行ってもよい。この構成によれば、作業者に対し、掘削負荷が増大して液圧モータが停止した直後に液圧モータを逆回転させることを思い留まらせることができる。

【0068】

前記制御装置は、前記掘削軸に捩れが発生したと判定したとき、前記方向切換弁が中立位置に切り換えられた後に前記方向切換弁を中立位置に所定時間維持してもよい。この構成によれば、方向切換弁が所定時間中立位置に維持されている間に掘削軸の捩れを解消することができる。

【0069】

前記制御装置はメモリを含み、前記制御装置は、前記掘削軸に捩れが発生したと判定したときに、前記掘削軸に捩れが発生したときの日時、前記液圧ポンプの吐出圧力または前記液圧モータの入口圧力、および前記液圧モータの回転数を前記メモリに保存してもよい。この構成によれば、もし掘削機に異常が発生した場合に、その異常の原因を追究することができる。

【符号の説明】

【0070】