JP2003232038A - 回転駆動制御手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リーダに沿って昇
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。

【０００２】

【従来の技術】支持杭を建てる基礎工事では、例えば鋼
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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、リーダを昇降
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。

【０００４】オーガ１５を介して受ける回転反力はリー
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。

【０００５】そこで本発明は、かかる課題を解決すべ
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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の回転駆動制御手
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。

【０００７】よって、本発明の回転駆動制御手段によれ
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。

【０００８】また、本発明の回転駆動制御手段は、次の
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。

【０００９】前記油圧モータの駆動回路が、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。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。

【００１０】前記油圧モータの駆動回路が、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。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。

【００１１】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。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。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る回転駆動制御
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。

【００１３】更に、この杭打機１は、前記課題でも挙げ
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。

【００１４】オーガ１５は、鋼管杭やスクリューロッド
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。

【００１５】本実施形態の回転駆動制御手段は、こうし
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。

【００１６】その駆動ポンプ２１と方向切換弁２２とは
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。

【００１７】方向切換弁２２及び圧力切換弁２４は、と
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。

【００１８】回転切換弁２７，２８は、オペレータが操
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。

【００１９】この位置検出器４１は、例えば図８に示す
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。

【００２０】次に、こうした回転駆動制御手段の作用に
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。

【００２１】次いで、図１に実線で示すように、リーダ
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。

【００２２】このとき駆動ポンプ２１から吐出された作
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。

【００２３】従って、この場合には低圧リリーフ弁２９
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。

【００２４】よって、本実施形態の回転駆動制御手段に
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。

【００２５】次に、回転駆動制御手段の第２実施形態に
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。

【００２６】可変リリーフ弁５１は、リリーフ圧設定装
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。

【００２７】そこで、図１に実線で示す上昇位置のオー
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。

【００２８】そのため、オーガ１５が下降するに従って
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。

【００２９】よって、本実施形態の回転駆動制御手段に
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。

【００３０】次に、回転駆動制御手段の第３実施形態に
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。

【００３１】駆動ポンプ２１からオーガモータ６０へ作
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。

【００３２】そこで、オーガモータ６０が斜板式のもの
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。

【００３３】次に、こうした回転駆動制御手段の作用に
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。

【００３４】そこで、そのままの状態でオーガ１５が図
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。

【００３５】掘削ロッド１２による作業が進み、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。

【００３６】よって、本実施形態の回転駆動制御手段に
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。

【００３７】次に、回転駆動制御手段の第４実施形態に
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。

【００３８】可変容量型の駆動ポンプ７１は、斜板の傾
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。

【００３９】次に、こうした回転駆動制御手段の作用に
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。

【００４０】そこで、そのままの状態でオーガ１５は図
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。

【００４１】そして、掘削ロッド１２による作業が進
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。

【００４２】よって、本実施形態の回転駆動制御手段に
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。

【００４３】次に、回転駆動制御手段の第５実施形態に
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。

【００４４】そして、一方の方向切換弁８４に対して
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。

【００４５】次に、こうした回転駆動制御手段の作用に
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。

【００４６】次にオーガ１５は図１に実線で示すように
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。

【００４７】そして、掘削ロッド１２による作業が進
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。

【００４８】よって、本実施形態の回転駆動制御手段に
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。

【００４９】次に、回転駆動制御手段の第６実施形態に
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。

【００５０】本実施形態の駆動ポンプ１０１は、馬力制
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。

【００５１】次に、こうした回転駆動制御手段の作用に
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。

【００５２】そこで、そのままの状態でオーガ１５は図
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。

【００５３】そして、掘削ロッド１２による作業が進
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。

【００５４】よって、本実施形態の回転駆動制御手段に
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。

【００５５】なお、本発明は前記実施形態の回転駆動制
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。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の回転駆動制御手段を示した回路
図である。

【図２】第２実施形態の回転駆動制御手段を示した回路
図である。

【図３】第３実施形態の回転駆動制御手段を示した回路
図である。

【図４】第４実施形態の回転駆動制御手段を示した回路
図である。

【図５】第５実施形態の回転駆動制御手段を示した回路
図である。

【図６】第６実施形態の回転駆動制御手段を示した回路
図である。

【図７】リーダに回転駆動装置を装着した杭打機を示し
た図である。

【図８】リミットスイッチタイプの位置検出器を示した
図である。

【図９】吐出流量を調整する際の駆動ポンプによる吐出
特性を示した図である。

【図１０】馬力を調整する際の駆動ポンプによる吐出特
性を示した図である。

【符号の説明】

１ 杭打機 ５ リーダ １０ オーガモータ １１ 出力軸 １５ オーガ １８ 作用片 ２１ 駆動ポンプ ２２ 方向切換弁 ２３ リリーフ弁 ２５ パイロットポンプ ２６ 電磁切換弁 ２７，２８ 回転切換弁 ４１ 位置検出器 ４２ 回転子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D050 AA06 CB03 CB05 EE10 EE14 FF02 FF05 3H089 AA21 AA81 BB16 BB28 CC08 CC09 DA02 DA03 DA06 DB03 DB33 DB43 DB47 DB49 EE04 EE15 EE17 EE22 EE31 FF03 GG02 JJ01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。