JP2003232038A - 回転駆動制御手段 - Google Patents
回転駆動制御手段Info
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Abstract
自動的に変更可能な回転駆動制御手段を提供すること。 【解決手段】 杭打機1のリーダ5に沿って昇降可能に
装着された回転駆動装置15が、油圧モータ10の回転
を減速機を介して出力軸11に伝達し、その出力軸11
に連結された鋼管杭やスクリューロッド12などを回転
させるものであって、回転駆動装置15がリーダ5を昇
降する際にその高さを検出する位置検出器41と、該位
置検出器41からの信号を受けて回転駆動装置15の出
力をトルク、回転数又は馬力の少なくともいずれか一つ
について変化させる油圧モータ10の駆動回路とを有す
る回転駆動制御手段。
Description
降自在に装着し回転駆動装置の回転出力を昇降高さに応
じて自動的に変更可能な回転駆動制御手段に関する。
管杭を地盤に回転圧入させたり、スクリューロッドで地
盤を掘削作業する場合には、杭打機のリーダに昇降可能
に装着したオーガなどの回転駆動装置が使用される。そ
うしたオーガに取り付けられた鋼管杭やスクリューロッ
ドなどは、オーガによって回転が与えられ、それに伴い
オーガがリーダに沿って下降することにより地盤に押し
付けられ、回転圧入や地盤の掘削が行われる。
するオーガを使用した作業の場合には、地盤に回転圧入
される鋼管杭などから受ける回転反力がリーダに作用す
るが、最近ではリーダが長尺になってきていることか
ら、強度に対する問題に対応する必要が生じてきた。特
に、3点支持式であればリーダの左右方向にかかる負荷
に対する強度は得られるものの、図7に示すような(詳
細は後述する)1本のバックステー6で支えられたリー
ダ5はそうした左右横方向の負荷に対して弱いという欠
点があるためである。
ダ5を左右に振るため、モーメントによって付根付近に
最も大きな応力が作用することになる。リーダ5に作用
するモーメントは、鋼管杭などを回転させるオーガ15
の回転トルクが一定の場合でもオーガ15の高さ位置に
よって変化する。そして、リーダ5は、前述したように
長尺化の傾向にあり、杭打機全体のバランスから軽量化
される方向にある一方で、回転出力は増加の傾向にある
ためリーダ5への負担はますます大きくなってきてい
る。従って、回転反力に対する強度の問題がリーダ保
護、ひいては作業の安全からも重要になってきており、
その解決方法が望まれている。
く、回転駆動装置の回転出力を昇降高さに応じて自動的
に変更可能な回転駆動制御手段を提供することを目的と
する。
段は、杭打機のリーダに沿って昇降可能に装着された回
転駆動装置が、油圧モータの回転を減速機を介して出力
軸に伝達し、その出力軸に連結された鋼管杭やスクリュ
ーロッドなどを回転させるものであって、回転駆動装置
がリーダを昇降する際にその高さを検出する位置検出器
と、該位置検出器からの信号を受けて回転駆動装置の出
力をトルク、回転数又は馬力の少なくともいずれか一つ
について変化させる前記油圧モータの駆動回路とを有す
ることを特徴とする。
ば、回転駆動装置が高い位置にある場合には小さいトル
ク、回転数、又は馬力の回転を出力し、所定の位置まで
下がったところで、或いは連続してトルク、回転数、又
は馬力を大きくするように自動的に切り換えられる。そ
のため、回転反力によってリーダ5が受ける軸支部分の
モーメントを、特に高い位置での回転反力を小さくして
抑えることができた。また、例えば掘削ロッドで地盤を
掘削する際に刃が石に当たって衝撃を受けるような場
合、その衝撃によってリーダは下端の支持部分に大きな
モーメントを受けることになる。しかし、回転駆動装置
が高い位置では回転数を下げているので衝撃は小さくな
り、リーダへの負担を小さく抑えることができる。
ような実施態様であることが好ましい。油圧モータの駆
動回路が、駆動用の油圧ポンプから前記油圧モータへ送
られる作動油の供給圧力を調整すべく、高圧用のリリー
フ弁と低圧用リリーフ弁とを有し、前記位置検出器から
の信号を受けて低圧用のリリーフ弁側流路の連通・遮断
を行うものであること。前記油圧モータの駆動回路が、
駆動用の油圧ポンプから前記油圧モータへ送られる作動
油の供給圧力を調整すべく電磁式の可変リリーフ弁と、
その可変リリーフ弁のリリーフ圧を任意に調整可能なリ
リーフ圧設定装置とを有し、前記位置検出器からの信号
を受けたリリーフ圧設定装置によって可変リリーフ弁の
リリーフ圧を調整するものであること。
ータが可変容量型モータであって、当該可変容量型モー
タの押しのけ容積を変化させるための圧力油の供給・遮
断を調整する電磁切換弁を有し、前記位置検出器からの
信号を受けて前記電磁切換弁の切り換えを行うものであ
ること。前記油圧モータの駆動回路が、前記油圧ポンプ
が可変容量型であって、当該可変容量型ポンプの斜板の
傾き調整を行うための圧力油の供給・遮断を行う電磁切
換弁を有し、前記位置検出器からの信号を受けて前記電
磁切換弁の切り換えを行うものであること。
ンプを2機有し、前記油圧モータに対して各油圧ポンプ
がそれぞれの方向切換弁を介して接続されたものであっ
て、前記位置検出器からの信号を受けて一方の油圧ポン
プについてのみ、当該方向切換弁を切り換えるものであ
ること。前記油圧モータの駆動回路が、前記油圧モータ
が馬力制御装置と一体に構成された可変馬力モータであ
って、当該馬力制御装置を変化させるための圧力油の供
給・遮断を調整する電磁切換弁を有し、前記位置検出器
からの信号を受けて前記電磁切換弁の切り換えを行うも
のであること。
イロット圧を連続的に変化させるものであること。前記
位置検出器が、前記オーガの通過に伴って回転子が引っ
かけられてON/OFF状態が切り換えられるリミット
スイッチであること。前記位置検出手段が、リール式長
さ計又はエンコーダであって、オーガのリーダに対する
高さ位置を連続的に検出するものであること。
装置について図面を参照しながら説明する。以下の各実
施形態は、図7に示すように、杭打機1のリーダ5に対
して回転駆動装置であるオーガ15が昇降可能に装着さ
れ、そうしたオーガ15の油圧モータ10について昇降
位置に応じた回転駆動制御を行うものである。杭打機1
は、クローラによって走行可能な走行部2に操縦席など
を備えた上部旋回体3を旋回可能に設けたベースマシン
4を構成し、リーダ5が上部旋回体3の前後方向に回動
可能に軸支され、後方から連結されたバックステー6に
よって起伏可能に支持されている。杭打機1は、地面が
傾斜し場所でもリーダ5の垂直を出すためのチルト機構
を有しており、リーダ5は、軸支された支持フレーム7
が不図示のチルトブラケットに軸支されシリンダ8の作
動によって左右方向に傾きを変えられるようになってい
る。
たリーダ5を長尺にしたものであり、上部リーダ5aと
下部リーダ5bとがヒンジ9で連結され、作業時におい
て図のように1本のリーダ5としてボルト締めなどによ
って固定するようにしたものである。回転駆動装置であ
るオーガ15は昇降装置16と一体に構成され、こうし
た杭打機1のリーダ5に対して昇降可能に装着される。
例えば、この昇降装置16では、リーダ5の上下軸方向
に取り付けられたラックに対してピニオンを噛合させ、
そうしたピニオンを昇降用油圧モータ17によって回転
させて昇降させている。
などを連結する出力軸11が下方に突設され、減速機を
介して伝達された油圧モータ10の出力によって、その
出力軸11及び連結された鋼管杭やスクリューロッドな
どに回転を与える。そこで例えば、この杭打機1を使用
して地盤の掘削を行う場合、実線で示したようにリーダ
5を上昇したオーガ15に対してその出力軸11にスク
リューロッドが連結され、リーダ5に沿って垂直に吊さ
れたスクリューロッドは、油圧モータ10の駆動により
って回転を与えられるとともにオーガ15が下降するこ
とによって地盤を掘り進む。
たオーガの油圧モータ(以下、「オーガモータ」と記
す)の回転駆動を制御するものであり、以下これについ
て具体的に説明する。図1は、第1実施形態の回転駆動
制御手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの
駆動回路を示した図である。先ずオーガモータ駆動回路
には、オーガ15を構成するオーガモータ10に対し、
作動油を供給する駆動用の油圧ポンプ(以下、他の実施
形態も含めて「駆動ポンプ」と記す)21がその作動油
の入出力を反転させる方向切換弁22を介して接続され
ている。
供給流路31,32を介して接続されており、その供給
流路31からは、リリーフ弁23が配管された排出流路
33が分岐している。従って、方向切換弁22を介して
オーガモータ10へ送られる作動油は、このリリーフ弁
23によって所定のリリーフ圧が設定されている。ま
た、駆動ポンプ21と方向切換弁22との間には圧力切
換弁24が設けられており、低圧リリーフ弁26を設け
た低圧流路34と給流路31,32との連通・遮断が切
り換えられるようになっている。
もにパイロット用の油圧ポンプ(以下、他の実施形態も
含めて「パイロットポンプ」と記す)25によって作動
するように構成されている。すなわち方向切換弁22に
は、そのスプールを動作させる操作ポートに、回転切換
弁27,28を介しパイロットポンプ25が接続され、
また圧力切換弁24には、同じようにそのスプールを動
作させる操作ポートの一方に電磁切換弁26を介してパ
イロットポンプ25が接続されている。
縦席にあるレバーの操作によって切り換えられるもので
あり、レバーが中立位置のときには図示する状態であっ
て、正転側に倒されたときに回転切換弁27が切り換わ
り、逆転側に倒されたときに回転切換弁28が切り換わ
るようになっている。一方、電磁切換弁26は、リーダ
5に設置された位置検出器41に電気的に接続され、昇
降するオーガ15に反応した位置検出器41からの信号
によって切り換えられるようになっている。
ようなリミットスイッチであり、それが例えば図7に示
すリーダ5のA位置に取り付けられている。位置検出器
41は、回転可能なL字形の回転子42を有し、それが
昇降装置16に固定された作用片18の通過によって引
っかけられ、回転するような位置に取り付けられる。位
置検出器41のリーダ5に対する設置位置は任意に決め
ることができるが、それは両リリーフ弁23,26の作
用に起因したオーガモータ10から出力される回転トル
クやリーダ5にかかる回転反力、特にリーダ5下端の反
力モーメントに対する強度などを考慮して決定される。
ついて説明する。先ずオーガ15が図7の二点鎖線で示
すようにリーダ5の下端側にあって、その駆動が停止し
ている場合には、オーガモータ駆動回路は図1に示す状
態にある。そこで、昇降装置16を駆動させてオーガ1
5を、図7の実線で示す位置まで上昇させる。オーガ1
5が上昇する場合、昇降装置16の作用片18がA位置
を通過する際に位置検出器41の回転子42が引っ掛け
られて一点鎖線で示すように回転する。そして、こうし
た位置検出器41の動作によって電磁切換弁26が通電
して自動的に切り換えられる。従って、パイロットポン
プ25からの圧力油が電磁切換弁26を介して圧力切換
弁24側に送られ、そのパイロット圧によって切り換わ
った圧力切換弁24を介して供給流路31,32に低圧
流路34が接続された状態になる。
5の上昇位置にオーガ15が到達したところでその出力
軸11に掘削ロッド12が取り付けられ、オーガ15を
リーダ5に沿って下降させるとともにオーガモータ10
に回転が与えられる。すなわち、オペレータによって正
転側へレバーが操作され、回転切換弁27が切り換わっ
て、パイロットポンプ25からのパイロット圧によって
方向切換弁22が切り換えられる。すると、駆動ポンプ
21から吐出された作動油は、供給流路31,32から
方向切換弁22を通って正転側流路35を流れ、オーガ
モータ10へと供給される。一方、オーガモータ10か
ら排出された作動油は、逆転側流路36から方向切換弁
22を通り、排出流路33を流れてタンク30へと戻さ
れる。
動油は、高圧用のリリーフ弁23ではなく、低圧リリー
フ弁29によって設定された低いリリーフ圧でオーガモ
ータ10へと供給される。従って、オーガモータ10か
らは低トルクの回転が出力され、地中へ入る掘削ロッド
12からの回転反力も小さいものとなる。そして、掘削
ロッド12による作業が進み、オーガ15が再びリーダ
5のA位置を通過すると、位置検出器41の回転子42
が引っ掛けられて逆に回転し、図8の実線で示す状態に
戻される。そのため電磁切換弁26は、通電が遮断され
て図示する状態に自動的に戻され、パイロット圧から解
放された圧力切換弁24も図示する状態に戻る。
の配管された低圧流路34が遮断されるため、駆動ポン
プ21から供給される作動油はリリーフ弁23のリリー
フ圧に設定が自動的に切り換えられ、オーガモータ10
へは高圧で作動油が供給されることとなる。その結果、
オーガモータ10からは高トルクの回転が出力され、そ
れによって掘削ロッド12が地盤を掘削する。その後、
一旦挿入させた掘削ロッド12を引き抜くような場合
は、これを逆回転させながらオーガ15を上昇させる。
その場合には、オペレータのレバー操作によって回転切
換弁28が切り換わり、方向切換弁22にパイロット圧
がかかり供給流路31,32が逆転側流路36に接続さ
れる。そのため、掘削ロッド12を逆回転させてオーガ
15が上昇し、前述したように位置検出器41を通過す
るときに圧力切換弁24が切り換えられ、作動油のリリ
ーフ圧がが高圧から低圧になり、オーガ15の回転出力
も高トルクから低トルクへと切り換えられる。
よれば、オーガモータ10は、オーガ15が高い位置に
ある場合には低トルクの回転を出力し、所定の位置まで
下がったところで自動的に高トルクに切り換えられるの
で、回転反力によってリーダ5やバックステー6が受け
る下端の反力モーメントを小さく抑えることができた。
従って、本実施形態の杭打機1のようにリーダ5が長尺
で、1本のバックステー6で支えるような構造のものに
対し、各下端の軸支部分にかかる負荷を許容値に抑える
ことができた。
ついて説明する。図2は、第2実施形態の回転駆動制御
手段を示した図であり、オーガモータの駆動回路を示し
た図である。なお、第1実施形態のものと共通する構成
要素については同符号を付して説明する。本実施形態で
は、第1実施形態と同様に、オーガモータ10と駆動ポ
ンプ21とが方向切換弁22を介して接続され、オペレ
ータのレバー操作による回転切換弁27,28の切り換
えによってパイロットポンプ25からのパイロット圧を
受けて切り換えられるように構成されている。また、駆
動ポンプ21が接続された供給流路55にはタンク52
側に電磁式の可変リリーフ弁51が配管されており、オ
ーガモータ10へはこの可変リリーフ弁51によって設
定された所定圧の作動油が供給されるようになってい
る。
置46を介して位置検出器45へ接続され、任意にリリ
ーフ圧を変えられるようになっている。本実施形態の位
置検出器45には不図示のエンコーダが使用され、昇降
装置16(図7参照)の昇降用油圧モータ17の回転数
からリーダ5を昇降するオーガ15の高さ位置を検出す
るようにしたものである。そして、リリーフ圧設定装置
46は、その位置検出器45からの信号を受けて、高さ
に応じた所定の圧力にするための制御信号を可変リリー
フ弁51に送るようにしたものである。
ガ15に不図示の掘削ロッド12が取り付けられ、オー
ガ15をリーダ5に沿って下降させるとともにオーガモ
ータ10に回転が与えられる。すなわち、オペレータの
レバー操作によって回転切換弁27が切り換わり、駆動
ポンプ21から吐出された作動油は、可変リリーフ弁5
1のリリーフ圧に従って供給流路55を流れ、方向切換
弁22を通ってオーガモータ10へと供給される。従っ
て、オーガ15はオーガモータ10の駆動によって掘削
ロッド12を回転させながら徐々に下降する。位置検出
器45からは、オーガ15の下降を示す検出信号が逐次
リリーフ圧設定装置46へ送られ、そこから更に可変リ
リーフ弁51へ高さ位置に応じた制御信号が送られる。
リリーフ圧、すなわちオーガモータ10への作動油の供
給圧力が自動的に変えられて調節される。具体的には、
オーガ15の下降に従ってリリーフ圧が高くなるように
設定されており、オーガモータ10からは徐々にトルク
が高くなっていく回転が出力される。逆に、一旦回転圧
入させた掘削ロッド12を引き抜く場合は、オーガ15
の上昇に従いオーガモータ10からは徐々にトルクが低
くなって回転が出力される。
よれば、オーガ15が高い位置にある場合には低トルク
の回転を出力し、下降するに従って徐々に自動的に高ト
ルクへ切り換えられるようにしたので、オーガ15が高
い位置にある場合に、回転反力によってリーダ5やバッ
クステー6が受ける下端の反力モーメントを小さく抑え
ることができた。従って、本実施形態の杭打機1のよう
にリーダ5が長尺で、1本のバックステー6で支えるよ
うな構造のものに対し、各下端の軸支部分にかかる負荷
を許容値に抑えることができた。また、連続的にトルク
を変化させるので、トルク変化による衝撃もなくスムー
ズに作業が行われる。
ついて説明する。図3は、第3実施形態の回転駆動制御
手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの駆動
回路を示した図である。なお、第1実施形態のものと共
通する構成要素については同符号を付して説明する。本
実施形態では、オーガ15に可変容量型のオーガモータ
60が使用され、そのオーガモータ60と駆動ポンプ2
1とが方向切換弁22を介して接続されている。そし
て、この方向切換弁22には、オペレータのレバー操作
によって切換可能な回転切換弁27,28を介してパイ
ロットポンプ25が接続されている。
動油を送る供給流路65には、タンク61側にリリーフ
弁62が配管されており、オーガモータ60へはこのリ
リーフ圧の作動油が供給されるようになっている。とこ
ろで可変容量型のオーガモータ60は、1回転当りの押
しのけ容積Vを可変できる構造のもので、例えば、斜板
の傾きにより押しのけ容積Vを可変する斜板式、カムリ
ングの移動により押しのけ容積Vを可変するベーン式、
斜軸の傾きにより押しのけ容積Vを可変する斜軸式等の
油圧モータである。
の場合、押しのけ容積Vを変える斜板の傾きは、作用室
60aに導入される圧力油のパイロット圧とばね60b
との釣合によって決められ、更に斜板の傾きがパイロッ
ト圧に比例するので、押しのけ容積Vもパイロット圧に
比例する。こうしたオーガモータ60の作用室60aに
は、電磁切換弁63を介してパイロットポンプ25が接
続され、そのパイロット流路66には、リリーフ弁64
が配管され、作用室60aにかかるパイロット圧が設定
されている。電磁切換弁67は、第1実施形態と同様
に、リーダ5の所定高さ位置に取り付けられた位置検出
器41(図8参照)が接続されている。
ついて説明する。オーガ15が図7の二点鎖線で示すよ
うにリーダ5の下端側にあって、その駆動が停止してい
る場合には、オーガモータ駆動回路は図3に示す状態に
ある。そこで先ず、昇降装置16を駆動させてオーガ1
5を図7の実線で示す位置まで上昇させる。オーガ15
が上昇する場合、A位置を通過の際に位置検出器41の
回転子42が作用片18に引っ掛けられて回転する。そ
して、こうした位置検出器41の動作によって電磁切換
弁63が通電して自動的に切り換えられる。パイロット
ポンプ25と遮断された作用室60aはタンク61へと
接続が切り換えられ、ばね60bに付勢された斜板の傾
きが変わって、押しのけ容積が小さくなる。
1の実線で示す位置まで上昇し、掘削ロッド12が取り
付けられた後、オーガ15をリーダ5に沿って下降させ
るとともにオーガモータ60に回転が与えられる。すな
わち、駆動ポンプ21から吐出された作動油は、リリー
フ弁62によって設定された一定の圧力でオーガモータ
60へと供給される。しかし、作用室60aの押しのけ
容積が小さくなっているため、オーガモータ60のトル
クは小さく、そのオーガ15に連結された掘削ロッド1
2には低トルクの回転が出力される。
15がリーダ5のA位置を再び通過すると、位置検出器
41の回転子42が引っ掛けられて回転が戻される。そ
のため、通電が遮断された電磁切換弁63は図示する状
態に自動的に戻され、作用室60aにはパイロットポン
プ25からの圧力油が供給され、リリーフ弁64によっ
て設定されたパイロット圧に従って押しのけ容積が大き
くなる。これにより駆動ポンプ21から吐出された作動
油は、リリーフ弁66によって設定された一定の圧力で
オーガモータ60へと供給されているが、押しのけ容積
の拡大によってオーガモータ60の出力トルクは大きく
なる。
よれば、オーガモータ10は、オーガ15が高い位置に
ある場合には低トルクの回転を出力し、所定の位置まで
下がったところで自動的に高トルクに切り換えられるの
で、回転反力によってリーダ5やバックステー6が受け
る下端の反力モーメントを小さく抑えることができた。
従って、本実施形態の杭打機1のようにリーダ5が長尺
で、1本のバックステー6で支えるような構造のものに
対し、各下端の軸支部分にかかる負荷を許容値に抑える
ことができた。
ついて説明する。図4は、第4実施形態の回転駆動制御
手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの駆動
回路を示した図である。なお、第1実施形態のものと共
通する構成要素については同符号を付して説明する。本
実施形態は、可変容量型の駆動ポンプ71を使用し、方
向切換弁22を介して連結したオーガモータ10へ供給
する作動油の吐出流量を変化させるようしにしたもので
ある。方向切換弁22は、オペレータのレバー操作によ
る回転切換弁27,28の切り換えによってパイロット
ポンプ25からのパイロット圧を受けて切り換えられる
ように構成されている。
きによって流量制御を行う公知のものであり、その斜板
の傾きをシリンダ72に導入される圧力油のパイロット
圧とばねとの釣合によって調整するよう構成されてい
る。すなわち、図9に示すように、パイロット圧がゼロ
(P0)の場合の最大流量V0を、パイロット圧がP1
になった場合に最大流量V1にまで落とすようにしたも
のである。シリンダ72には、電磁切換弁73を介して
パイロットポンプ25が接続され、その電磁切換弁73
には、第1実施形態と同様にリーダ5の所定高さ位置に
設置された位置検出器41が接続されている。
ついて説明する。オーガ15が図7の二点鎖線で示すよ
うにリーダ5の下端側にあって、その駆動が停止してい
る場合には、このオーガモータ駆動回路は図4に示す状
態になっている。そこで先ず、昇降装置16を駆動させ
てオーガ15を図7の実線で示す位置まで上昇させる。
オーガ15が上昇する場合、A位置を通過の際に位置検
出器41の回転子42が作用片18に引っ掛けられて回
転する。そして、こうした位置検出器41の動作によっ
て電磁切換弁73が通電して自動的に切り換えられる。
そのため、シリンダ72にパイロット圧P1が作用し、
駆動ポンプ71は、斜板の傾きが変わって吐出流量が少
ない状態になる。
1に実線で示す位置まで上昇し、掘削ロッド12が取り
付けられた後、オーガ15をリーダ5に沿って下降させ
るとともにオーガモータ10に回転が与えられる。すな
わち、オペレータのレバー操作によって回転切換弁27
が切り換わり、それに従って方向切換弁22が切り換え
られて駆動ポンプ71から吐出された作動油がオーガモ
ータ10へと供給される。このとき駆動ポンプ71は、
斜板の傾きが変えられて最大の吐出流量がV0からV1
にまで少なくなっている。そのためオーガモータ10へ
の作動油の供給流量が少なくなっており、そのオーガ1
5に連結された掘削ロッド12には低回転数の回転が出
力される。
み、オーガ15がリーダ5のA位置を再び通過すると、
位置検出器41の回転子42が引っ掛けられて回転が戻
される。そのため、通電が遮断された電磁切換弁73は
図示する状態に自動的に戻され、シリンダ72は、パイ
ロットポンプ25からタンク74へと切り換えられるこ
とでパイロット圧がゼロ(P0)になる。従って、ばね
の付勢力によって斜板の傾きが戻されて駆動ポンプ71
の最大の吐出流量が図9に示すV0に戻る。これにより
駆動ポンプ71からの吐出流量の増加によってオーガモ
ータ10への供給流量が多くなり、オーガ15に連結さ
れた掘削ロッド12に高回転数で回転が出力される。
よれば、オーガ15が高い位置にある場合には低回転数
の回転を出力し、所定の位置まで下がったところで自動
的に高回転数に切り換えられる。例えば掘削ロッド12
で地盤を掘削する際に刃が石に当たって衝撃を受けるよ
うな場合、その衝撃によってリーダ5は下端の支持部分
に大きなモーメントを受けることになる。しかし、オー
ガ15が高い位置では回転数を下げているので衝撃は小
さくなり、リーダ5への負担を小さく抑えることができ
る。
ついて説明する。図5は、第5実施形態の回転駆動制御
手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの駆動
回路を示した図である。なお、第1実施形態のものと共
通する構成要素については同符号を付して説明する。本
実施形態では、オーガ15のオーガモータ10を第1及
び第2駆動ポンプ81,82を利用して駆動させるよう
にしたものである。第1及び第2駆動ポンプ81,82
には、オーガモータ10への作動油の入出力を反転させ
る方向切換弁83,84がそれぞれ駆動ポンプ81,8
2に対応して接続されている。方向切換弁83,84に
は、それぞれの各操作ポートに回転切換弁27,28を
介してパイロットポンプ25に接続され、オペレータの
レバー操作によってパイロット圧がかかるようになって
いる。
は、回転切換弁27,28が電磁切換弁85,86を介
して接続され、これによっても方向切換弁84にかかる
パイロットポンプ25からのパイロット圧の切り換えが
できるようになっている。そして、こうした電磁切換弁
85,86には、第1実施形態と同様にリーダ5の所定
高さ位置にに設置された位置検出器41が接続されてい
る。
ついて説明する。オーガ15が図7の二点鎖線で示すよ
うにリーダ5の下端側にあって、その駆動が停止してい
る場合には、オーガモータ駆動回路は図5に示す状態に
ある。そこで先ず、昇降装置16を駆動させてオーガ1
5を、図7の実線で示す位置まで上昇させる。オーガ1
5が上昇する場合、A位置を通過の際に位置検出器41
の回転子42が作用片18に引っ掛けられて回転する。
そのため電磁切換弁85,86が通電して自動的に切り
換えられ、方向切換弁84の操作ポートがタンク90へ
と接続されて図示する中立状態が維持される。
リーダ5の位置まで上昇し、掘削ロッド12が取り付け
られた後、オーガ15をリーダ5に沿って下降させると
ともにオーガモータ10に回転が与えられる。すなわ
ち、オペレータのレバー操作によって回転切換弁27が
切り換えられる。しかし、このときパイロットポンプ2
5からのパイロット圧は方向切換弁83にのみ作用し、
駆動ポンプ81から吐出された作動油だけがオーガモー
タ10へと供給される。そのため、作動油の供給流量は
半減しており、オーガ15に連結された掘削ロッド12
には低回転数の回転が出力される。
み、オーガ15がリーダ5のA位置を再び通過すると、
位置検出器41の回転子42が引っ掛けられて回転が戻
され、通電が遮断された電磁切換弁85,86が図示す
る状態に自動的に戻される。従って、パイロットポンプ
25からの圧力油が既に切り換えられている回転切換弁
27を介して方向切換弁84へと送られ、その方向切換
弁84の切り換えによって駆動ポンプ82から吐出され
た作動油がオーガモータ10へと供給される。そのた
め、オーガモータ10へは、2機の駆動ポンプ81,8
2から作動油の供給が行われ、そのオーガ15に連結さ
れた掘削ロッド12などには高回転数で回転が出力され
る。
よれば、オーガ15が高い位置にある場合には低回転数
の回転を出力し、所定の位置まで下がったところで自動
的に高回転数に切り換えられる。例えば掘削ロッド12
で地盤を掘削する際に刃が石に当たって衝撃を受けるよ
うな場合、その衝撃によってリーダ5は下端の支持部分
に大きなモーメントを受けることになる。しかし、オー
ガ15が高い位置では回転数を下げているので衝撃は小
さくなり、リーダ5への負担を小さく抑えることができ
る。
ついて説明する。図6は、第6実施形態の回転駆動制御
手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの駆動
回路を示した図である。なお、第1実施形態のものと共
通する構成要素については同符号を付して説明する。本
実施形態では、駆動ポンプ101からの作動油をオーガ
15のオーガモータ10へ方向切換弁22を介して供給
するようにしたものであり、方向切換弁22を介してオ
ーガモータ10に接続されている。方向切換弁22は、
オペレータのレバー操作による回転切換弁27,28の
切り換えによってパイロットポンプ25からのパイロッ
ト圧を受けて切り換えられるように構成されている。
御装置102と一体に構成されたものであり、その馬力
制御装置102に作用する圧力油のパイロット圧によっ
て作動油の吐出流量及び吐出圧力を変化させるものであ
る。即ち、図10に示すような吐出流量及び吐出圧力の
吐出特性を、駆動ポンプ101では、馬力制御装置10
2によって吐出流量及び吐出圧力をともに変化させて馬
力を調整させるようにしたものである。この馬力制御装
置102は、電磁切換弁103を介してパイロットポン
プ25が接続され、その電磁切換弁103には、第1実
施形態と同様にリーダ5の所定高さ位置に設置された位
置検出器41が接続されている。
ついて説明する。オーガ15が図7の二点鎖線で示すよ
うにリーダ5の下端側にあって、その駆動が停止してい
る場合には、オーガモータ駆動回路は図6に示す状態に
ある。そこで先ず、昇降装置16を駆動させてオーガ1
5を、図7の実線で示す位置まで上昇させる。オーガ1
5が上昇する場合、A位置を通過する際に位置検出器4
1の回転子42が作用片18に引っ掛けられて回転す
る。そのため電磁切換弁103が通電して自動的に切り
換えられ、馬力制御装置102にP2のパイロット圧が
作用する。
1に実線で示す位置まで上昇し、掘削ロッド12が取り
付けられた後、オーガ15をリーダ5に沿って下降させ
るとともにオーガモータ10に回転が与えられる。すな
わち、駆動ポンプ101から吐出された作動油がオーガ
モータ10へと供給される。これはオペレータのレバー
操作によって回転切換弁27が切り換えられ、それに従
って方向切換弁22が切り換えられて駆動ポンプ101
から吐出された作動油がオーガモータ10へと供給され
る。このとき駆動ポンプ101は、図10に示すように
パイロット圧P1が作用した吐出特性を示す状態にある
ので、駆動ポンプ101からの吐出流量及び吐出圧力は
低下している。そのため、駆動ポンプ101からそうし
た作動油が供給されたオーガモータ10の出力は馬力が
低下し、そのオーガ15に連結された掘削ロッド12に
は馬力を抑えた回転が出力される。
み、オーガ15がリーダ5のA位置を再び通過すると、
位置検出器41の回転子42が引っ掛けられて回転が戻
される。そのため、通電が遮断された電磁切換弁103
は図示する状態に自動的に戻され、馬力制御装置25に
パイロットポンプ25からのパイロット圧がゼロ(P
0)になり、馬力制御装置102によって駆動ポンプ1
01の吐出流量及び吐出圧力が増大する。これによりオ
ーガモータ10の出力馬力は大きくなり、そのオーガ1
5に連結された掘削ロッド12などには高い馬力で回転
が出力される。
よれば、オーガ15が高い位置にある場合には小さい馬
力の回転を出力し、所定の位置まで下がったところで自
動的に大きい馬力に切り換えられる。そのため、回転反
力によってリーダ5が受ける軸支部分のモーメントを、
特に高い位置での回転反力を小さくして抑えることがで
きた。また、例えば掘削ロッド12で地盤を掘削する際
に刃が石に当たって衝撃を受けるような場合、その衝撃
によってリーダ5は下端の支持部分に大きなモーメント
を受けることになる。しかし、オーガが高い位置では回
転数を下げているので衝撃は小さくなり、リーダ5への
負担を小さく抑えることができる。
御装置に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範
囲で様々な変更が可能である。前記第4及び第6実施形
態では、それぞれ電磁切換弁73,103を使用して1
段階で吐出流量や馬力を変化させるようにしたが、例え
ば、第2実施形態のように位置検出器45にエンコーダ
を使用したり、その他リール式の長さ計などを用いるこ
とによりオーガ15の高さ位置を検出し、電磁切換弁の
替わりに比例減圧弁を使用して連続的に吐出流量や馬力
を変化させるようにしてもよい。
する際にその高さを検出する位置検出器と、該位置検出
器からの信号を受けて回転駆動装置の出力をトルク、回
転数又は馬力の少なくともいずれか一つについて変化さ
せる前記油圧モータの駆動回路とを有する構成としたの
で、回転駆動装置の回転出力を昇降高さに応じて自動的
に変更可能な回転駆動制御手段を提供することが可能に
なった。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
た図である。
図である。
特性を示した図である。
性を示した図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 杭打機のリーダに沿って昇降可能に装着
された回転駆動装置が、油圧モータの回転を減速機を介
して出力軸に伝達し、その出力軸に連結された鋼管杭や
スクリューロッドなどを回転させるものであって、 回転駆動装置がリーダを昇降する際にその高さを検出す
る位置検出器と、 該位置検出器からの信号を受けて回転駆動装置の出力を
トルク、回転数又は馬力の少なくともいずれか一つにつ
いて変化させる前記油圧モータの駆動回路とを有するこ
とを特徴とする回転駆動制御手段。 - 【請求項2】 請求項1に記載する回転駆動制御手段に
おいて、 前記油圧モータの駆動回路は、駆動用の油圧ポンプから
前記油圧モータへ送られる作動油の供給圧力を調整すべ
く、高圧用のリリーフ弁と低圧用リリーフ弁とを有し、
前記位置検出器からの信号を受けて低圧用のリリーフ弁
側流路の連通・遮断を行うものであることを特徴とする
回転駆動制御手段。 - 【請求項3】 請求項1に記載する回転駆動制御手段に
おいて、 前記油圧モータの駆動回路は、駆動用の油圧ポンプから
前記油圧モータへ送られる作動油の供給圧力を調整すべ
く電磁式の可変リリーフ弁と、その可変リリーフ弁のリ
リーフ圧を任意に調整可能なリリーフ圧設定装置とを有
し、前記位置検出器からの信号を受けたリリーフ圧設定
装置によって可変リリーフ弁のリリーフ圧を調整するも
のであることを特徴とする回転駆動制御手段。 - 【請求項4】 請求項1に記載する回転駆動制御手段に
おいて、 前記油圧モータの駆動回路は、前記油圧モータが可変容
量型モータであって、当該可変容量型モータの押しのけ
容積を変化させるための圧力油の供給・遮断を調整する
電磁切換弁を有し、前記位置検出器からの信号を受けて
前記電磁切換弁の切り換えを行うものであることを特徴
とする回転駆動制御手段。 - 【請求項5】 請求項1に記載する回転駆動制御手段に
おいて、 前記油圧モータの駆動回路は、前記油圧ポンプが可変容
量型であって、当該可変容量型ポンプの斜板の傾き調整
を行うための圧力油の供給・遮断を行う電磁切換弁を有
し、前記位置検出器からの信号を受けて前記電磁切換弁
の切り換えを行うものであることを特徴とする回転駆動
制御手段。 - 【請求項6】 請求項1に記載する回転駆動制御手段に
おいて、 前記油圧モータの駆動回路は、前記油圧ポンプを2機有
し、前記油圧モータに対して各油圧ポンプがそれぞれの
方向切換弁を介して接続されたものであって、前記位置
検出器からの信号を受けて一方の油圧ポンプについての
み、当該方向切換弁を切り換えるものであることを特徴
とする回転駆動制御手段。 - 【請求項7】 請求項1に記載する回転駆動制御手段に
おいて、 前記油圧モータの駆動回路は、前記油圧モータが馬力制
御装置と一体に構成された可変馬力モータであって、当
該馬力制御装置を変化させるための圧力油の供給・遮断
を調整する電磁切換弁を有し、前記位置検出器からの信
号を受けて前記電磁切換弁の切り換えを行うものである
ことを特徴とする回転駆動制御手段。 - 【請求項8】 請求項5又は請求項7に記載する回転駆
動制御手段において、 前記電磁切換弁が比例減圧弁であって、パイロット圧を
連続的に変化させるものであることを特徴とする回転駆
動制御手段。 - 【請求項9】 請求項2又は請求項4乃至請求項7のい
ずれかに記載する回転駆動制御手段において、 前記位置検出器は、前記オーガの通過に伴って回転子が
引っかけられてON/OFF状態が切り換えられるリミ
ットスイッチであることを特徴とする回転駆動制御手
段。 - 【請求項10】 請求項3又は請求項8に記載する回転
駆動制御手段において、 前記位置検出手段は、リール式長さ計又はエンコーダで
あって、オーガのリーダに対する高さ位置を連続的に検
出するものであることを特徴とする回転駆動制御手段。
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JP2002030450A JP3748824B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 回転駆動制御手段 |
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JP2016125327A (ja) * | 2015-01-08 | 2016-07-11 | 株式会社ワイビーエム | 掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置 |
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