JP3129986B2 - 杭施工機のトルク管理装置 - Google Patents
杭施工機のトルク管理装置Info
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Description
ータにより回転させて地中に建て込む際に、油圧モータ
のトルクを管理するために用いられる杭施工機のトルク
管理装置に関する。
転させながら地中に押し込み、杭が支持地盤に達したと
きには所定トルクで杭を回転させて、杭の施工を行って
いる。この所定トルクは杭の直径によって異なり、杭施
工機の操作者がトルク計を監視しながら施工していた。
は、油圧モータの発生トルクを2〜5段程度で切り換え
できるようにされており、操作者が杭径に応じて段を切
り換えて施工していた。段階的な切り換えであるため、
杭径によっては所定トルクより大きめのトルク設定を選
んで施工し、トルク計を見ながら所定トルクが出たのを
確認した後、油圧モータの駆動を停止していた。そのた
め、油圧モータの停止タイミングが遅れると、過大なト
ルクが加わる可能性があり、杭の破損や回転伝達用ピン
の破損等のおそれがあった。
クの発生を管理できる杭施工機のトルク管理装置を提供
することにある。
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、杭を回転させる油圧モータを備えたオーガ駆動機構
を、立設されたリーダに沿って昇降させて前記杭を建て
込む杭施工機において、前記油圧モータは、導入される
パイロット圧に応じて押しのけ容積が可変で、かつ、前
記油圧モータへの供給圧が設定圧を超えたときには低圧
側に逃すリリーフ弁と、前記油圧モータへのパイロット
圧を検出するパイロット圧センサと、前記パイロット圧
を指令信号に応じて制御する電磁制御弁とを備え、ま
た、前記パイロット圧センサにより検出されたパイロッ
ト圧と、前記リリーフ弁の設定圧とに基づいて前記油圧
モータの設定トルクを算出して表示する管理制御手段を
設けたことを特徴とする杭施工機のトルク管理装置がそ
れである。
る供給圧センサを設けると共に、前記管理制御手段は、
更に、前記パイロット圧センサにより検出されたパイロ
ット圧と、前記供給圧センサにより検出された供給圧と
に基づいて前記油圧モータの出力トルクを算出して表示
するようにしてもよい。あるいは、前記管理制御手段
は、前記電磁制御弁への指令信号を設定する設定手段を
有するものでもよい。
基づいて詳細に説明する。図2に示すように、1は自走
式の施工機本体で、その前側にはリーダ2が立設されて
おり、リーダ2にはその長手方向に沿って1組のレール
4(一方のみ図示する)が敷設されている。そして、レ
ール4には、移動台6が摺動可能に係合されており、移
動台6には、リーダ2の上下両端に回転可能に支持され
た1組のスプロケット8(一方のみ図示する)に張設さ
れたチェーン10の両端が連結されている。チェーン1
0は図示しない回転駆動源により駆動されて、移動台6
をレール4に沿って昇降させることができるように構成
されている。
されており、オーガ駆動機構12は油圧モータ14を備
え、油圧モータ14には減速機16が接続されている。
減速機16には、その出力軸18に接続部材20が取り
付けられており、接続部材20は鋼管からなる杭22の
上端に被せられている。杭22にはその径方向に突出さ
れた回転伝達用ピン24が取り付けられており、回転伝
達用ピン24は、接続部材20に形成された溝26に挿
入されて、接続部材20の回転を杭22に伝達できるよ
うに構成されている。
換弁28を介して油圧ポンプ30に接続されており、油
圧ポンプ30は油圧タンク32内の作動油を加圧し、切
換弁28を介して油圧モータ14に供給する。油圧ポン
プ30の吐出側の主流路34と低圧側としての油圧タン
ク32とは、リリーフ弁35を介して接続されている。
リリーフ弁35は主流路34内の供給圧P3 が予め設定
された設定圧P1 を超えたときに開弁して、主流路34
と油圧タンク32とを連通し、油圧タンク32に作動油
を逃す周知のものである。
容積Vを可変できる構成のもので、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
ータが知られている。
示しない斜板の傾きを変えて押しのけ容積Vを変える
が、斜板の傾きは、作用室14aに導入されるパイロッ
ト圧P2 とばね14bとの釣合により決まる。即ち、斜
板の傾きはパイロット圧P2 に比例し、従って、押しの
け容積Vもパイロット圧P2 に比例する。
して主流路34に接続されており、パイロット流路36
には電磁制御弁38が介装されている。電磁制御弁38
は本実施形態では電磁比例式減圧弁が用いられており、
入力される指令信号に応じて主流路34から導入される
パイロット圧を減圧して作用室14aに導く。電磁制御
弁38は主流路34の圧力の変動にかかわらず二次圧が
一定となるように、二次圧と電磁力との釣合により弁開
度が決定される周知のものである。
ト圧P2 を検出するパイロット圧センサ40が、電磁制
御弁38の下流側のパイロット流路36に設けられてい
る。また、主流路34には、油圧ポンプ30から主流路
34に供給される供給圧P3を検出する供給圧センサ4
2が設けられている。
0、供給圧センサ42は、それぞれ管理制御手段として
の管理制御装置44に接続されている。管理制御装置4
4は電磁制御弁38への指令信号を設定する設定手段と
しての設定つまみ46を備え、設定つまみ46を操作す
ることにより、指令信号を可変できる。従って、油圧モ
ータ14の図示しない斜板がこの指令信号に応じた角度
に設定される。
る設定トルク表示部48と出力トルク表示部50とを備
えている。管理制御装置44は、パイロット圧センサ4
0により検出されたパイロット圧P2 と、リリーフ弁3
5の設定圧P1 とに基づいて、設定トルクTs を算出
し、設定トルク表示部48に表示する。また、管理制御
装置44は、パイロット圧P2 と、供給圧センサ42に
より検出される供給圧P3 とに基づいて出力トルクTo
を算出し、出力トルク表示部50に表示する。
力をP、排出側の背圧をほぼ0であるとすると、下記
(1)式の関係がある。ここで、Vは油圧モータ14の
前述した1回転当たりの押しのけ容積である。 T=V×P/2π…(1) 押しのけ容積Vは、油圧モータ14の斜板の角度によっ
て定まるので、押しのけ容積Vとパイロット圧P2 とは
比例し、下記(2)式の関係がある。ここで、αは実験
等によって求められる比例定数である。従って、油圧モ
ータ14のトルクTとパイロット圧P2 とは、下記
(3)式の関係がある。
を代入した下記(4)式により、油圧モータ14にリリ
ーフ弁35の設定圧P1 の作動油が供給されたときの設
定トルクTs を算出できる。尚、リリーフ弁35の設定
圧P1 は予め操作者が管理制御装置44に入力する。ま
た、上記(3)式の圧力Pに、供給圧P3 を代入した下
記(5)式により、油圧モータ14に供給圧P3 の作動
油が供給されたときの出力トルクTo を算出できる。
の作動について説明する。
定圧P1 を設定し、設定圧P1 の値を管理制御装置44
に入力する。設定圧P1 は、これ以上の圧力が、油圧モ
ータ14、切換弁28、主流路34等に加わった場合
に、これらを破損等から保護するために設定する圧力
で、一度設定すればよく、杭22の施工毎に設定する必
要はない。
油圧ポンプ30から加圧された作動油が主流路34に供
給される。切換弁28が主流路34を遮断しているの
で、主流路34の圧力がリリーフ弁35の設定圧P1 以
上となると、リリーフ弁35が開弁して、油圧タンク3
2に作動油を逃がす。
ット流路36にも供給され、電磁制御弁38は管理制御
装置44からの指令信号に応じて減圧し、作用室14a
に減圧したパイロット圧P2 を供給する。このパイロッ
ト圧P2 に応じた角度に油圧モータ14の斜板が設定さ
れる。
圧P2 を検出して、管理制御装置44に出力し、管理制
御装置44は、上記(4)式により、設定圧P1 とパイ
ロット圧P2 とから設定トルクTs を算出する。この算
出した設定トルクTs を設定トルク表示部48に表示す
る。
れた設定トルクTs を見ながら、設定つまみ46を操作
する。設定つまみ46を操作することにより、指令信号
が変化し、電磁制御弁38により減圧されたパイロット
圧P2 が変化する。よって、油圧モータ14の斜板の角
度も変化する。
パイロット圧P2 も変化するので、設定つまみ46の操
作により、設定トルク表示部48に表示される設定トル
クTs もそれに応じて変化する。操作者はこの表示を見
ながら、設定つまみ46を操作して、施工する杭22の
径等に応じた設定トルクTs に設定する。
油圧モータ14が回転駆動されると、減速機16、接続
部材20、回転伝達用ピン24を介して杭22が回転さ
れる。また、移動台6がリーダ2に沿って下降されて、
杭22が回転されながら地中に挿入される。
動油の圧力は、杭22の回転に必要なトルクに応じてお
り、杭22の回転抵抗が小さいときには圧力も小さくな
る。従って、主流路34の圧力も小さく、供給圧センサ
42はこの供給圧P3 を検出して管理制御装置44に出
力する。管理制御装置44は、この供給圧P3 とパイロ
ット圧P2 とに基づいて、上記(5)式により出力トル
クTo を算出し、出力トルク表示部50に表示する。
がら、杭22の回転を継続する。杭22が支持地盤に到
達したときには、杭22の回転抵抗が増加するので、油
圧モータ14に供給される作動油の供給圧P3 も増加す
る。供給圧センサ42はこの供給圧P3 を管理制御装置
44に出力し、管理制御装置44は、供給圧P3 とパイ
ロット圧P2 とに基づいて、出力トルクTo を表示す
る。
出力トルクTo がリアルタイムで表示される。出力トル
クTo が設定トルクTs に達したときには、油圧モータ
14は設定トルクTs で杭22を付勢した状態で、回転
数はほぼ0になる。従って、回転伝達用ピン24や杭2
2には、設定トルクTs 以上のトルクが加わることはな
く、誤ってこれらを破損したりすることがない。
ときには、操作者は切換弁28を捜査して、油圧モータ
14への作動油の供給を停止する。操作者は、出力トル
クTo が設定トルクTs に達したことを、出力トルク表
示部50と設定トルク表示部48との表示を比較するこ
とにより知ることができ、適切に杭22の建て込みが行
われたことを確認することができる。
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。
トルク管理装置は、パイロット圧を指令信号に応じて制
御する電磁制御弁によりパイロット圧を設定し、パイロ
ット圧とリリーフ弁の設定圧とに基づいて油圧モータの
設定トルクを算出して表示するので、操作者は容易に油
圧モータの設定トルクを知ることができ、杭径に応じた
トルクの設定が容易となる。また、電磁制御弁は指令信
号に応じてパイロット圧を設定できるので、杭径に応じ
た設定トルクを細かく設定できる。
ようにすると、出力トルクをリアルタイムで監視するこ
とができると共に、杭の建て込みに必要なトルクで施工
されたことを容易に確認することができる。電磁制御弁
への指令信号を設定する設定手段を設けることにより、
設定が容易となる。
管理装置の回路図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 杭を回転させる油圧モータを備えたオー
ガ駆動機構を、立設されたリーダに沿って昇降させて前
記杭を建て込む杭施工機において、 前記油圧モータは、導入されるパイロット圧に応じて押
しのけ容積が可変で、 かつ、前記油圧モータへの供給圧が設定圧を超えたとき
には低圧側に逃すリリーフ弁と、 前記油圧モータへのパイロット圧を検出するパイロット
圧センサと、 前記パイロット圧を指令信号に応じて制御する電磁制御
弁とを備え、 また、前記パイロット圧センサにより検出されたパイロ
ット圧と、前記リリーフ弁の設定圧とに基づいて前記油
圧モータの設定トルクを算出して表示する管理制御手段
を設けたことを特徴とする杭施工機のトルク管理装置。 - 【請求項2】 前記油圧モータへの供給圧を検出する供
給圧センサを設けると共に、前記管理制御手段は、更
に、前記パイロット圧センサにより検出されたパイロッ
ト圧と、前記供給圧センサにより検出された供給圧とに
基づいて前記油圧モータの出力トルクを算出して表示す
ることを特徴とする請求項1記載の杭施工機のトルク管
理装置。 - 【請求項3】 前記管理制御手段は、前記電磁制御弁へ
の指令信号を設定する設定手段を有することを特徴とす
る請求項1又は請求項2記載の杭施工機のトルク管理装
置。
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JP09090885A JP3129986B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 杭施工機のトルク管理装置 |
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ID=14010898
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-
1997
- 1997-04-09 JP JP09090885A patent/JP3129986B2/ja not_active Expired - Lifetime
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