JP3535104B2 - 施工具駆動用油圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管杭、特に先端
外刃付鋼管杭やケーシングチューブ、ケリーバ等の施工
具を回転させる施工具駆動用油圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鋼管杭やケーシングチューブ
を回転させながら地中に押し込むオーガ装置やチュービ
ング装置、あるいは、ケリーバを回転させながら地中に
押し込むケリードライブ装置では、鋼管杭やケーシング
チューブ、ケリーバ等の施工具をチャック機構により把
持あるいはロック機構により保持し、油圧モータに切換
弁が介装された給排流路を介して作動油を給排し、チャ
ック機構あるいはロック機構を介して油圧モータにより
施工具を回転させている。

【０００３】例えば、図６に示すように、油圧モータ１
００には一対の給排流路１０２，１０４が接続されてお
り、給排流路１０２，１０４は切換弁１０６に接続され
ている。切換弁１０６には、高圧流路１０８を介して油
圧ポンプ１１０が接続されると共に、戻り流路１１２を
介して油圧タンク１１４が接続されている。停止時に
は、切換弁１０６を停止位置に切り換えて、給排流路１
０２，１０４、高圧流路１０８、戻り流路１１２を相互
に連通させるようにしていた。

【０００４】また、図７に示すように、一対の給排流路
１０２，１０４にブレーキ弁１１６を介装したものも知
られている。ブレーキ弁１１６はパイロット圧の導入に
より切り換えられるパイロット式切換弁１１８を備え、
このパイロット式切換弁１１８は、油圧モータ１００か
ら一対の給排流路１０２，１０４を介して作動油が流出
するのを規制するチェック弁１２０，１２２が介装され
る停止位置を備えていた。

【０００５】このブレーキ弁１１６は、一対の給排流路
１０２，１０４を互いに接続する一対のリリーフ弁１２
４，１２６を備えている場合が多い。停止位置に切り換
えられたときに、油圧モータ１００が回転部分の慣性力
の作用で回転駆動されると、油圧モータ１００から吐出
された作動油は、一対のチェック弁１２０，１２２によ
り給排流路１０２，１０４への流出が規制され、リリー
フ弁１２４，１２６を介して油圧モータ１００に戻され
るように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、油圧モ
ータ１００により施工具を回転させながら地中に押し込
んでいるとき、特に、長尺物でその先端部分の地盤の抵
抗が大きいと、回転トルクにより施工具に相応角度の捩
りが生じていることがある。

【０００７】従来の図６に示す前者のものでは、この状
態で切換弁１０６が停止位置に切り換えられると、油圧
モータ１００は給排流路１０２，１０４、戻り流路１１
２を介して油圧タンク１１４に連通される。従って、油
圧モータ１００に施工具の捩りによる外力が加わり、油
圧モータ１００が勢いよく回転してしまい、油圧モータ
１００の許容回転数を超えて破損する等の悪影響を及ぼ
す場合があるという問題があった。

【０００８】また、従来の図７に示す後者のものでは、
切換弁１０６が停止位置に切り換えられると、油圧モー
タ１００から給排流路１０２，１０４への作動油の流出
は、ブレーキ弁１１６のチェック弁１２０，１２２によ
り規制されるので、施工具が捻られた状態で保持され
る。

【０００９】従来の図７に示す後者のもののうち、例え
ば、チュービング装置では、施工具としての鋼管杭やケ
ーシングチューブをチャックして油圧モータ１００によ
り鋼管杭やケーシングチューブを回転しながらスラスト
シリンダの１ストローク分押し込み、１ストローク分押
し込んだ後、チャックを一旦開放してからスラストシリ
ンダを伸ばし、再び鋼管杭やケーシングチューブをチャ
ックする。チャックを開放した際、鋼管杭やケーシング
チューブの捩りが急激に戻り、チャック機構を破損した
り、騒音が発生するという問題があった。

【００１０】また、従来の図７に示す後者のもののう
ち、例えば、ケリードライブ装置では、油圧モータによ
る施工具としてのケリーバの回転を停止した状態で、地
盤の抵抗を減らすため、ケリーバを少し引き上げると、
捩りが急激に戻りロック機構を破損したり、騒音を発生
するという問題があった。

【００１１】本発明の課題は、装置の破損や騒音の発生
を防止した施工具駆動用油圧装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、施工具を回転又は揺動させる油圧アクチュエータに
切換弁が介装された給排流路を介して作動油を給排し、
前記施工具を回転又は揺動させながら地中に挿入する施
工具駆動用油圧装置において、前記給排流路に停止時に
前記油圧アクチュエータからの流出を規制する規制弁を
介装すると共に、該規制弁と並列に絞りを設け、かつ、
前記規制弁と前記絞りとを前記切換弁に一体に組み込ん
だことを特徴とする施工具駆動用油圧装置がそれであ
る。

【００１３】あるいは、前記切換弁を前記油圧アクチュ
エータのポートに直接取り付けてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１はチュ
ービング装置で、図示しない水平ジャッキにより水平状
態に保持されるベースフレーム２に、昇降フレーム３を
昇降する昇降シリンダ４を複数組立設し、昇降フレーム
３に軸受け５を介してリング状の回転部材６を回転可能
に支持している。

【００１５】回転部材６の外周にはギヤ７が形成されて
おり、昇降フレーム３に設けた油圧アクチュエータとし
ての油圧モータ８の回転軸に固着した駆動ギヤ８ａとギ
ヤ７とをアイドルギヤ９を介して噛合させ、油圧モータ
８の回転により回転部材６を回転するように構成されて
いる。

【００１６】回転部材６の内周には、施工具としてのケ
ーシングチューブ１０を挿通可能なテーパ孔１１が形成
されており、テーパ孔１１は下方に向かって縮径するよ
うに形成されている。回転部材６の上方には、昇降フレ
ーム３に配置されたチャックシリンダ１２により昇降さ
れるブラケット１３ａが設けられており、ブラケット１
３ａと回転部材６との間に、ベアリング１３ｂを介して
回転フレーム１３ｃがブラケット１３ａと共に昇降する
ように支持されて配設されている。回転フレーム１３ｃ
から吊り下げられた楔状の楔部材１４が、テーパ孔１１
とケーシングチューブ１０との間に挿入されている。

【００１７】尚、施工具としては、チーシングチューブ
１０に限らず、鋼管杭でもよく、特に、肉厚の薄い鋼管
杭でもよい。また、チュービング装置１に代えて、ケリ
ードライブ装置を用いる場合には、ケリーバが施工具に
相当する。施工具としては、鋼管杭やケーシングチュー
ブ、ケリーバなどの回転あるいは揺動させながら地中に
挿入して杭を施工する際に用いられる長尺状のものをい
う。

【００１８】本実施形態では、回転部材６、チャックシ
リンダ１２、ブラケット１３ａ、ベアリング１３ｂ、回
転フレーム１３ｃ、楔部材１４によりチャック機構１６
が形成されている。また、図２に示すように、油圧モー
タ８には油圧装置２０が接続されている。尚、前述した
図６、図７に示す部材と同じ部材については同一番号を
付して詳細な説明を省略する。

【００１９】切換弁１０６は、従来と同様、高圧流路１
０８と一方の給排流路１０２ａとを連通すると共に、戻
り流路１１２と他方の給排流路１０４ａとを連通する正
転位置１０６ａ、高圧流路１０８、一対の給排流路１０
２ａ，１０４ａ、戻り流路１１２を相互に連通する停止
位置１０６ｂ、高圧流路１０８と他方の給排流路１０４
ａとを連通すると共に、戻り流路１１２と一方の給排流
路１０２ａとを連通する逆転位置１０６ｃを備えてい
る。この切換弁１０６は外部から導入されるパイロット
圧に応じて切り換えられるものである。

【００２０】給排流路１０２ａ，１０４ａには、パイロ
ット式切換弁２２が接続されており、パイロット式切換
弁２２と油圧モータ８とが一対の給排流路１０２ｂ，１
０４ｂにより接続されて、給排流路１０２ａ，１０２
ｂ，１０４ａ，１０４ｂにパイロット式切換弁２２が介
装されている。

【００２１】パイロット式切換弁２２は、正転位置２２
ａ、停止位置２２ｂ、逆転位置２２ｃを備えている。正
転位置２２ａは、一方の給排流路１０２ａ，１０２ｂを
油圧モータ８への流入を許容するチェック弁２３を介し
て連通すると共に、他方の給排流路１０４ａ，１０４ｂ
を連通する。

【００２２】停止位置２２ｂは、一方の給排流路１０２
ａ，１０２ｂを油圧モータ８からの流出を規制する規制
弁としてのチェック弁２４を介して連通すると共に、チ
ェック弁２４と並列に接続された絞り２６を備えてい
る。また、他方の給排流路１０４ａ，１０４ｂを油圧モ
ータ８からの流出を規制する規制弁としてのチェック弁
２８を介して連通すると共に、チェック弁２８と並列に
接続された絞り３０を備えている。

【００２３】逆転位置２２ｃは、他方の給排流路１０４
ａ，１０４ｂを油圧モータ８への流入を許容するチェッ
ク弁２９を介して連通すると共に、一方の給排流路１０
２ａ，１０２ｂを連通する。パイロット式切換弁２２
は、一方の給排流路１０２ａから導入されるパイロット
圧により正転位置２２ａに切り換えられ、他方の給排流
路１０４ａから導入されるパイロット圧により逆転位置
２２ｃに切り換えられる。また、両給排流路１０２ａ，
１０４ａが低圧でパイロット圧が導入されないときに
は、停止位置２２ｂに切り換えられる。

【００２４】尚、本実施形態のパイロット式切換弁２２
では、正転位置２２ａのチェック弁２３と停止位置２２
ｂのチェック弁２４、及び停止位置２２ｂのチェック弁
２８と逆転位置２２ｃのチェック弁２９は、図２中では
別符号で示したが、実際にはこれらはそれぞれ共用され
るように構成されている。

【００２５】また、本実施形態では、チェック弁２３，
２４，２８，２９と絞り２６，３０とを一体に組み込ん
だパイロット式切換弁２２として構成されている。更
に、リリーフ弁１２４，１２６も一体に組み込まれてお
り、このパイロット式切換弁２２が、図５に示すよう
に、油圧モータ８の図示しないポートに直接取り付けら
れている。これにより、簡便に油圧モータ８に付加でき
る。

【００２６】次に、前述した本実施形態の施工具駆動用
油圧装置の作動について説明する。まず、ケーシングチ
ューブ１０が回転部材６に挿入され、チャックシリンダ
１２が駆動されてブラケット１３ａを下降させる。これ
により、ベアリング１３ｂ、回転フレーム１３ｃを介し
て楔部材１４がテーパ孔１１とケーシングチューブ１０
との間に挿入され、楔部材１４がケーシングチューブ１
０の外周に押し付けられる。よって、ケーシングチュー
ブ１０はチャック機構１６により把持される。

【００２７】そして、切換弁１０６が正転位置１０６ａ
に切り換えられると、油圧ポンプ１１０から高圧流路１
０８、切換弁１０６を介して一方の給排流路１０２ａに
高圧作動油が供給される。この一方の給排流路１０２ａ
から導入されるパイロット圧によりパイロット式切換弁
２２が正転位置２２ａに切り換えられて、油圧モータ８
に一方の給排流路１０２ａ、パイロット式切換弁２２、
一方の給排流路１０２ｂを介して高圧作動油が供給され
る。

【００２８】また、油圧モータ８から他方の給排流路１
０４ｂ、パイロット式切換弁２２、他方の給排流路１０
４ａ、切換弁１０６、戻り流路１１２を介して油圧タン
ク１１４に作動油が戻され、油圧モータ８が正回転され
る。よって、駆動ギヤ８ａ、アイドルギヤ９、ギヤ７、
チャック機構１６を介してケーシングチューブ１０が回
転される。更に、昇降シリンダ４を駆動して昇降フレー
ム３を下降させると、回転部材６、楔部材１４等を介し
てケーシングチューブ１０が回転されながら地中に押し
込まれる。

【００２９】ケーシングチューブ１０を昇降シリンダ４
の１ストローク分押し込んだ後、切換弁１０６を停止位
置１０６ｂに切り換える。これにより、高圧流路１０
８、一対の給排流路１０２ａ，１０４ａ、戻り流路１１
２がそれぞれ連通され、一対の給排流路１０２ａ，１０
４ａの作動油圧が低圧になる。よって、パイロット式切
換弁２２が停止位置２２ｂに切り換えられる。

【００３０】そのとき、ケーシングチューブ１０の捩り
により、チャック機構１６、ギヤ７、アイドルギヤ９、
駆動ギヤ８ａを介して油圧モータ８を回転させようとす
る外力が加わる。この外力により、油圧モータ８がポン
プとして作用して、油圧モータ８から捻りによる外力に
相当する高圧作動油が吐出される。例えば、油圧モータ
８から一方の給排流路１０２ｂに高圧作動油が吐出され
ると、パイロット式切換弁２２のチェック弁２４により
流出が規制されるが、絞り２６を介して、一方の給排流
路１０２ａに作動油が徐々に流入する。また、他方の給
排流路１０４ａ，１０４ｂでは、チェック弁２８を介し
て油圧モータ８に作動油が吸入される。

【００３１】従って、油圧モータ８から吐出される作動
油量が絞り２６により絞られるので、油圧モータ８は絞
り２６の絞り量に応じて緩やかに回転される。よって、
停止時に、ケーシングチューブ１０がその捩りにより急
激に回転することがないので、油圧モータ８の損傷を防
止できる。また、ケーシングチューブ１０の捩りが解消
されるまで、油圧モータ８が緩やかに回転される。その
後に、チャック機構１６によるケーシングチューブ１０
の把持を開放しても、ケーシングチューブ１０が捩りに
より回転することがなく、チャック機構１６を破損した
り、騒音が発生したりすることがない。

【００３２】チャック機構１６のケーシングチューブ１
０の把持を開放した後、昇降シリンダ４を駆動して、昇
降フレーム３を１ストローク分上昇させた後、再びチャ
ック機構１６によりケーシングチューブ１０を把持し
て、前述した動作を繰り返し、ケーシングチューブ１０
を所定深さまで回転させながら押し込む。尚、切換弁１
０６の逆転位置１０６ｃから停止位置１０６ｂに切り換
えて、駆動を停止したときも同様に、絞り３０により油
圧モータ８を緩やかに回転させて、油圧モータ８やチャ
ック機構１６の破損、騒音の発生を防止する。

【００３３】 また、前述したチャック機構１６は、楔部
材１４を用いたものに限らず、図３に示すように、回転
部材６上に配置した円弧状のチャック部材６０と、チャ
ック部材６０の両端に揺動可能に支持した一対の円弧状
の揺動部材６２，６４とを備え、揺動部材６２，６４を
チャックシリンダ６６により揺動させて、ケーシングチ
ューブ１０の外周を把持する構成としたものでもよい。

【００３４】 更に、前述したチュービング装置１は、回
転部材６を油圧モータ８により１回転以上回転できる構
成としたが、これに限らず、図３、図４に示すように、
油圧アクチュエータとしての揺動シリンダ６８，７０に
より回転部材を揺動させる構成のものでもよい。その場
合でも、揺動シリンダ６８，７０に一対の給排流路１０
２，１０４を接続し、給排流路１０２，１０４に前述し
たパイロット式切換弁２２を介装すればよい。

【００３５】 以上本発明はこの様な実施形態に何等限定
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。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の施工具駆動
用油圧装置は、停止時に、施工具の捻りによる外力によ
り油圧アクチュエータを緩やかに駆動させて、施工具の
急激な回転による油圧アクチュエータやチャック機構の
破損を防止でき、また、騒音の発生を防止できるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての施工具駆動用油圧
装置を用いたチュービング装置の要部断面図である。

【図２】本実施形態の施工具駆動用油圧装置の油圧回路
図である。

【図３】 他の実施形態としてのチャック機構の平面図で
ある。

【図４】 他の実施形態としての油圧アクチュエータにシ
リンダを用いた施工具駆動用油圧装置の要部を示す油圧
回路図である。

【図５】 本実施形態の切換弁と油圧モータとの拡大図で
ある。

【図６】 従来の施工具駆動用油圧装置の油圧回路図であ
る。

【図７】 別の従来の施工具駆動用油圧装置の油圧回路図
である。

【符号の説明】

１…チュービング装置 ４…昇降シリンダ ８，１００…油圧モータ １０…ケーシングチューブ １１…テーパ孔 １４…楔部材 １６…チャック機構 ２０…油圧装置 ２２…パイロット式切換弁 ２３，２４，２８，２９…チェック弁 ２６，３０，５６，５８…絞り ６ ２，６４…揺動部材 ６６…チャックシリンダ ６８，７０…揺動シリンダ １０２，１０２ａ，１０２ｂ，１０４，１０４ａ，１０
４ｂ…給排流路 １０６…切換弁 １０８…高圧流路 １１０…油圧ポンプ １１２…流路 １１４…油圧タンク １１６…ブレーキ弁

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−281103（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−180301（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−42705（ＪＰ，Ｕ) 金子敏夫，油圧機器と応用回路−改訂 版−，日本，日刊工業新聞社，1977年12 月25日，248頁「10．１．３確実にロッ クさせる回路」 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 7/22 E21B 3/02 F15B 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 施工具を回転又は揺動させる油圧アクチ
   ュエータに切換弁が介装された給排流路を介して作動油
   を給排し、前記施工具を回転又は揺動させながら地中に
   挿入する施工具駆動用油圧装置において、 前記給排流路に停止時に前記油圧アクチュエータからの
   流出を規制する規制弁を介装すると共に、該規制弁と並
   列に絞りを設け、 かつ、前記規制弁と前記絞りとを前記切換弁に一体に組
   み込んだ ことを特徴とする施工具駆動用油圧装置。
2. 【請求項２】 前記切換弁を 前記油圧アクチュエータの
   ポートに直接取り付けたことを特徴とする請求項１記載
   の施工具駆動用油圧装置。