JP3884568B2

JP3884568B2 - Auger drive

Info

Publication number: JP3884568B2
Application number: JP14440598A
Authority: JP
Inventors: 庸公冨田
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JPH11336456A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リーダのガイドレールに沿って昇降され、オーガスクリューを回転駆動して杭孔を掘削するオーガ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図３に示すように、自走式の杭施工機１が知られており、杭施工機１には、リーダ２がステー４及びキャッチングホーク６によって起倒自在に支持されている。リーダ２の前面にはその長手方向に沿って長尺状の一対のガイドレール８が敷設されている。
【０００３】
ガイドレール８には、複数のガイドギブ１０を介してオーガ駆動装置１２が摺動可能に取り付けられている。オーガ駆動装置１２には、オーガスクリュー１４が取り付けられ、搭載する図示しないモータによりオーガスクリュー１４を回転駆動するように構成されている。モータには電動モータあるいは油圧モータが用いられている。
【０００４】
杭施工機１には、ウインチ１６が搭載されており、ウインチ１６から引き出されたワイヤ１８は、リーダ２に沿って引き出され、リーダ２の中間に回転可能に支持されたシーブ２０を介して、リーダ２の上端に回転可能に支承されたシーブ２２に掛け渡されている。
【０００５】
更に、ワイヤ１８は、リーダ２の上端に設けられたシーブ２４との間に掛け渡された後、ワイヤ１８にはオーガ駆動装置１２が吊下げられており、ウインチ１６の駆動によりオーガ駆動装置１２をリーダ２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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、モータに電動モータを用いた場合、大きい掘削能力を得ることができるが、油圧モータに比べて寸動性能が劣り、電動モータの重量が大きくなり、杭施工機の安定が悪くなるという問題があった。
【０００７】
また、油圧モータを用いた場合には、杭施工機のエンジンにより油圧ポンプを駆動して、この油圧ポンプから作動油の供給を受けることができるが、電動モータの場合には、別途発電機を用意しなければならない。一方、発電機を用いた場合には、杭施工機のエンジンは、ウインチを駆動するのみとなり、エンジン能力の余剰が大きいという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、小型であっても、掘削能力が大きいオーガ駆動装置を提供することにある。
【０００９】
【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、
立設されたリーダのガイドレールに沿って昇降され、オーガスクリューを回転駆動するオーガ駆動装置において、
前記オーガスクリューを同時に駆動する電動モータと油圧モータとを備えると共に、前記油圧モータに供給される作動油圧を制御する圧力制御弁を備えたことを特徴とするオーガ駆動装置がそれである。
【００１０】
また、前記圧力制御弁は、電磁比例圧力制御弁で、該電磁比例圧力制御弁を前記電動モータの負荷に応じて制御する制御回路を備えた構成としてもよい。あるいは、前記油圧モータには、杭施工機のエンジンにより駆動される油圧ポンプから作動油を供給するようにしてもよい。また、前記電動モータは、発電機に接続してもよい。
【００１１】
更に、前記電磁比例圧力制御弁は、電磁比例リリーフ弁であってもよく、あるいは、前記電磁比例圧力制御弁は、パイロット操作リリーフ弁と電磁比例減圧弁とからなり、前記電磁比例減圧弁により減圧されたパイロット圧を前記パイロット操作リリーフ弁に導入する構成としてもよい。
【００１２】
【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、オーガスクリュー１４は大歯車２６に接続されており、大歯車２６には一対のピニオン歯車２８，３０が歯合されている。一方のピニオン歯車２８は、電動モータ３２に接続された減速機３４に取り付けられており、他方のピニオン歯車３０は、油圧モータ３６に接続された減速機３８に取り付けられている。
【００１３】
油圧モータ３６には一対の給排流路４０，４２が接続されており、給排流路４０，４２は切換弁４４に接続されている。切換弁４４は主流路４６を介して油圧ポンプ４８に接続されると共に、戻り流路５０を介してタンク５２に接続されている。油圧ポンプ４８は杭施工機１のエンジン５４により駆動されるように接続されている。
【００１４】
切換弁４４は、主流路４６と一方の給排流路４０とを連通すると共に戻り流路５０と他方の給排流路４２とを連通する正転位置４４ａ、両給排流路４０，４２と戻り流路５０とを連通する停止位置４４ｂ、主流路４６と他方の給排流路４２とを連通すると共に戻り流路５０と一方の給排流路４０とを連通する逆転位置４４ｃを備えている。
【００１５】
主流路４６は圧力制御弁５６を介してタンク５２に接続されている。本実施形態では、圧力制御弁５６に電磁比例リリーフ弁が用いられており、電磁比例リリーフ弁に入力される励磁信号に応じてリリーフ圧が設定される。よって、主流路４６はリリーフ圧以下に制御される。
【００１６】
一方、電動モータ３２は発電機５８に接続されており、また、電動モータ３２に入力される電流値を検出する負荷検出センサ６０が設けられている。負荷検出センサ６０により検出された電流値は制御回路６２に入力され、制御回路６２はこの電流値に応じて圧力制御弁５６に励磁信号を出力する。電動モータ３２の電流値は、負荷に比例しており、負荷が大きいときにはリリーフ圧が大きくなるように圧力制御弁５６を制御する。
【００１７】
油圧モータ３６の出力であるピニオン歯車３０の回転数は必ず電動モータ３２の出力であるピニオン歯車２８の回転数よりも速くなるように減速比を設定する。これにより、同時に運転したときに油圧モータ３６は必ずリリーフ状態で回転することになる。オーガスクリュー１４の負荷が少ないときは圧力制御弁５６の設定リリーフ圧を落としてエンジン５４のエネルギ損失、熱量発生を抑える。電動モータ３２の電流値に比例して圧力制御弁５６の設定リリーフ圧を上昇させてやることにより効率よくオーガスクリュー１４の掘削力を発生させることができる。
【００１８】
次に、前述した本実施形態のオーガ駆動装置の作動について説明する。
まず、オーガスクリュー１４を回転駆動する際には、エンジン５４により油圧ポンプ４８を駆動して、主流路４６に作動油を供給する。オーガスクリュー１４を正転させる場合には、切換弁４４を正転位置４４ａに切り換え、給排流路４０を介して油圧モータ３６に作動油を供給し、給排流路４２、戻り流路５０を介してタンク５２に作動油を戻す。
【００１９】
よって、油圧モータ３６には減速機３８、ピニオン歯車３０、大歯車２６を介してオーガスクリュー１４を回転駆動するトルクが発生する。トルクは供給される作動油圧に比例し、主流路４６の作動油圧が圧力制御弁５６により設定されたリリーフ圧を超えると、圧力制御弁５６が開弁して作動油をタンク５２に逃す。
【００２０】
主流路４６の作動油圧がリリーフ圧にまで上昇したときには、リリーフ圧に応じたトルクがオーガスクリュー１４に加わる。同時に電動モータ３２を駆動すると、油圧モータ３６によるトルク以外に、更に、減速機３４、ピニオン歯車２８、大歯車２６を介してオーガスクリュー１４に電動モータ３２によるトルクが加わる。これにより、オーガスクリュー１４は掘削抵抗に抗する十分なトルクが付与され、オーガスクリュー１４により掘削が行われる。
【００２１】
掘削抵抗が大きく、電動モータ３２に加わる負荷が大きくなると、電動モータ３２の電流値が大きくなり、負荷検出センサ６０はこの電流値を検出し、制御回路６２はこの電流値に応じて圧力制御弁５６のリリーフ圧が増加するように励磁信号を出力する。リリーフ圧が増加すると、油圧モータ３６によるトルクが増加し、掘削抵抗の増加を油圧モータ３６が補助する。
【００２２】
このように、オーガスクリュー１４を油圧モータ３６と電動モータ３２とにより同時に駆動することにより、大きな掘削能力を得ることができると共に、油圧モータ３６は電動モータ３２に較べると非常に小型であり、また、油圧モータ３６で補助する分だけ電動モータ３２は小さな容量のものでもよいので、オーガ駆動装置を小型化できる。
【００２３】
次に、前述した実施形態と異なる第２実施形態のオーガ駆動装置について図２によって説明する。尚、前述した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。
本第２実施形態では、主流路４６とタンク５２とをパイロット操作リリーフ弁７０を介して接続し、パイロット操作リリーフ弁７０には電磁比例減圧弁７２からのパイロット圧を導入できるように接続する。電磁比例減圧弁７２は油圧ポンプ７４から供給される作動油圧を入力される励磁信号に応じて減圧してパイロット操作リリーフ弁７０に供給する。電磁比例減圧弁７２には前述したと同様に制御回路６２から負荷に応じた励磁信号を入力できるように接続する。
【００２４】
この第２実施形態のオーガ駆動装置によっても、前述した実施形態と同様に、電動モータ３２の負荷に応じて主流路４６のリリーフ圧を変更し、油圧モータ３６の出力トルクを変更できる。尚、油圧ポンプ７４の吐出側にはリリーフ弁７６が接続されている。
【００２５】
以上本発明はこの様な実施例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。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明のオーガ駆動装置は、オーガスクリューを油圧モータと電動モータとにより同時に回転駆動するので、その分電動モータの容量を小さくすることができ全体で小型化できるという効果を奏する。また、電動モータに接続される発電機を小さくすることができ、エネルギーを無駄なく利用することができる。更に、電動モータの負荷に応じて圧力制御弁を制御すると、負荷の変動に対して自動的に油圧モータのトルクを増加させることができ、効率よく杭施工機のエンジンの出力を掘削に使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのオーガ駆動装置の概略構成図である。
【図２】第２実施形態としての圧力制御弁の油圧回路図である。
【図３】従来の杭施工機の側面図である。
【符号の説明】
１…杭施工機２…リーダ
１２…オーガ駆動装置１４…オーガスクリュー
３２…電動モータ３６…油圧モータ
４４…切換弁４６…主流路
４８…油圧ポンプ５６…圧力制御弁
６０…負荷検出センサ６２…制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an auger drive device that is lifted and lowered along a guide rail of a leader and excavates a pile hole by rotationally driving an auger screw.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 3, a self-propelled pile construction machine 1 is known, and a leader 2 is supported on the pile construction machine 1 by a stay 4 and a catching hawk 6 so as to be tilted up and down. A pair of long guide rails 8 are laid along the longitudinal direction of the front surface of the reader 2.
[0003]
An auger drive device 12 is slidably attached to the guide rail 8 via a plurality of guide gibs 10. The auger screw 14 is attached to the auger drive device 12, and the auger screw 14 is rotationally driven by a motor (not shown) to be mounted. An electric motor or a hydraulic motor is used as the motor.
[0004]
The pile construction machine 1 is equipped with a winch 16, and the wire 18 drawn out from the winch 16 is drawn out along the leader 2, and through a sheave 20 that is rotatably supported in the middle of the leader 2. It is hung on a sheave 22 rotatably supported on the upper end of the reader 2.
[0005]
Furthermore, after the wire 18 is stretched between the sheave 24 provided at the upper end of the reader 2, the auger drive device 12 is suspended from the wire 18, and the auger drive device 12 is driven by driving the winch 16. Can be moved up and down along the reader 2.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional one, when an electric motor is used as the motor, a large excavation ability can be obtained, but the inching performance is inferior to that of the hydraulic motor, the weight of the electric motor is increased, and the pile construction machine There was a problem of poor stability.
[0007]
In addition, when a hydraulic motor is used, a hydraulic pump can be driven by the engine of the pile construction machine, and hydraulic oil can be supplied from this hydraulic pump. Must be prepared. On the other hand, when the generator is used, the engine of the pile construction machine only drives the winch, and there is a problem that the surplus of the engine capacity is large.
[0008]
An object of the present invention is to provide an auger drive device having a large excavation capability even if it is small.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures in order to solve the problem. That is,
In the auger drive device that is moved up and down along the guide rail of the standing reader and rotationally drives the auger screw,
The auger drive device includes an electric motor and a hydraulic motor that simultaneously drive the auger screw, and a pressure control valve that controls the hydraulic pressure supplied to the hydraulic motor.
[0010]
The pressure control valve may be an electromagnetic proportional pressure control valve, and may include a control circuit that controls the electromagnetic proportional pressure control valve according to a load of the electric motor. Or you may make it supply a hydraulic oil to the said hydraulic motor from the hydraulic pump driven by the engine of a pile construction machine. The electric motor may be connected to a generator.
[0011]
Further, the electromagnetic proportional pressure control valve may be an electromagnetic proportional relief valve, or the electromagnetic proportional pressure control valve includes a pilot operation relief valve and an electromagnetic proportional pressure reducing valve, and the pressure is reduced by the electromagnetic proportional pressure reducing valve. The pilot pressure may be introduced into the pilot operation relief valve.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the auger screw 14 is connected to a large gear 26, and a pair of pinion gears 28 and 30 are engaged with the large gear 26. One pinion gear 28 is attached to a speed reducer 34 connected to the electric motor 32, and the other pinion gear 30 is attached to a speed reducer 38 connected to the hydraulic motor 36.
[0013]
A pair of supply / discharge passages 40, 42 is connected to the hydraulic motor 36, and the supply / discharge passages 40, 42 are connected to a switching valve 44. The switching valve 44 is connected to the hydraulic pump 48 via the main flow path 46 and is connected to the tank 52 via the return flow path 50. The hydraulic pump 48 is connected to be driven by the engine 54 of the pile construction machine 1.
[0014]
The switching valve 44 communicates the main flow path 46 with the one supply / discharge flow path 40 and forwardly connects the return flow path 50 with the other supply / discharge flow path 42, and both supply / discharge flow paths 40, 42. And a reverse position 44c that communicates the main flow path 46 with the other supply / discharge flow path 42 and communicates the return flow path 50 with one supply / discharge flow path 40. ing.
[0015]
The main flow path 46 is connected to the tank 52 via a pressure control valve 56. In this embodiment, an electromagnetic proportional relief valve is used for the pressure control valve 56, and the relief pressure is set according to an excitation signal input to the electromagnetic proportional relief valve. Therefore, the main flow path 46 is controlled to be below the relief pressure.
[0016]
On the other hand, the electric motor 32 is connected to the generator 58, and a load detection sensor 60 that detects a current value input to the electric motor 32 is provided. The current value detected by the load detection sensor 60 is input to the control circuit 62, and the control circuit 62 outputs an excitation signal to the pressure control valve 56 in accordance with this current value. The current value of the electric motor 32 is proportional to the load, and the pressure control valve 56 is controlled so that the relief pressure increases when the load is large.
[0017]
The reduction ratio is set so that the rotational speed of the pinion gear 30 that is the output of the hydraulic motor 36 is always higher than the rotational speed of the pinion gear 28 that is the output of the electric motor 32. As a result, the hydraulic motor 36 always rotates in a relief state when operated simultaneously. When the load of the auger screw 14 is small, the set relief pressure of the pressure control valve 56 is lowered to suppress the energy loss and heat generation of the engine 54. The excavating force of the auger screw 14 can be efficiently generated by increasing the set relief pressure of the pressure control valve 56 in proportion to the current value of the electric motor 32.
[0018]
Next, the operation of the above-described auger drive device of this embodiment will be described.
First, when the auger screw 14 is driven to rotate, the hydraulic pump 48 is driven by the engine 54 to supply hydraulic oil to the main flow path 46. When the auger screw 14 is rotated forward, the switching valve 44 is switched to the forward rotation position 44a, the hydraulic oil is supplied to the hydraulic motor 36 via the supply / discharge flow path 40, the supply / discharge flow path 42, and the return flow path 50. The hydraulic oil is returned to the tank 52 via
[0019]
Therefore, torque that rotationally drives the auger screw 14 is generated in the hydraulic motor 36 via the speed reducer 38, the pinion gear 30, and the large gear 26. The torque is proportional to the supplied hydraulic pressure, and when the hydraulic pressure of the main flow path 46 exceeds the relief pressure set by the pressure control valve 56, the pressure control valve 56 opens and releases the hydraulic oil to the tank 52.
[0020]
When the working oil pressure of the main channel 46 rises to the relief pressure, a torque corresponding to the relief pressure is applied to the auger screw 14. When the electric motor 32 is simultaneously driven, torque by the electric motor 32 is further applied to the auger screw 14 via the speed reducer 34, the pinion gear 28, and the large gear 26 in addition to the torque by the hydraulic motor 36. Thereby, the auger screw 14 is provided with a sufficient torque against the excavation resistance, and excavation is performed by the auger screw 14.
[0021]
When the excavation resistance is large and the load applied to the electric motor 32 increases, the current value of the electric motor 32 increases, the load detection sensor 60 detects this current value, and the control circuit 62 determines the pressure control valve according to this current value. An excitation signal is output so that the relief pressure of 56 increases. When the relief pressure increases, the torque by the hydraulic motor 36 increases, and the hydraulic motor 36 assists in increasing the excavation resistance.
[0022]
Thus, by simultaneously driving the auger screw 14 by the hydraulic motor 36 and the electric motor 32, a large excavation capability can be obtained, and the hydraulic motor 36 is very small compared to the electric motor 32, and Since the electric motor 32 may have a small capacity as much as it is supported by the hydraulic motor 36, the auger drive device can be reduced in size.
[0023]
Next, an auger drive device of a second embodiment different from the above-described embodiment will be described with reference to FIG. The same members as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In the second embodiment, the main flow path 46 and the tank 52 are connected via the pilot operation relief valve 70, and the pilot operation relief valve 70 is connected so that the pilot pressure from the electromagnetic proportional pressure reducing valve 72 can be introduced. The electromagnetic proportional pressure reducing valve 72 reduces the operating hydraulic pressure supplied from the hydraulic pump 74 in accordance with the input excitation signal and supplies it to the pilot operation relief valve 70. As described above, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 72 is connected so that an excitation signal corresponding to the load can be input from the control circuit 62.
[0024]
Also in the auger drive device of the second embodiment, the relief pressure of the main flow path 46 can be changed according to the load of the electric motor 32 and the output torque of the hydraulic motor 36 can be changed, as in the above-described embodiment. A relief valve 76 is connected to the discharge side of the hydraulic pump 74.
[0025]
The present invention is not limited to such embodiments as described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
[0026]
【The invention's effect】
As described in detail above, since the auger drive device of the present invention rotationally drives the auger screw by the hydraulic motor and the electric motor at the same time, the capacity of the electric motor can be reduced correspondingly and the overall size can be reduced. Play. Moreover, the generator connected to the electric motor can be reduced, and energy can be used without waste. Furthermore, if the pressure control valve is controlled according to the load of the electric motor, the torque of the hydraulic motor can be automatically increased in response to load fluctuations, and the engine output of the pile construction machine can be used efficiently for excavation. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an auger drive device as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a pressure control valve as a second embodiment.
FIG. 3 is a side view of a conventional pile construction machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pile construction machine 2 ... Leader 12 ... Auger drive device 14 ... Auger screw 32 ... Electric motor 36 ... Hydraulic motor 44 ... Switching valve 46 ... Main flow path 48 ... Hydraulic pump 56 ... Pressure control valve 60 ... Load detection sensor 62 ... Control circuit

Claims

立設されたリーダのガイドレールに沿って昇降され、オーガスクリューを回転駆動するオーガ駆動装置において、
前記オーガスクリューを同時に駆動する電動モータと油圧モータとを備えると共に、前記油圧モータに供給される作動油圧を制御する圧力制御弁を備えたことを特徴とするオーガ駆動装置。In the auger drive device that is moved up and down along the guide rail of the standing reader and rotationally drives the auger screw,
An auger drive device comprising an electric motor and a hydraulic motor for simultaneously driving the auger screw, and a pressure control valve for controlling a hydraulic pressure supplied to the hydraulic motor.

前記圧力制御弁は、電磁比例圧力制御弁で、該電磁比例圧力制御弁を前記電動モータの負荷に応じて制御する制御回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のオーガ駆動装置。2. The auger drive device according to claim 1, wherein the pressure control valve is an electromagnetic proportional pressure control valve, and includes a control circuit that controls the electromagnetic proportional pressure control valve in accordance with a load of the electric motor.

前記油圧モータには、杭施工機のエンジンにより駆動される油圧ポンプから作動油を供給することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のオーガ駆動装置。The auger drive device according to claim 1, wherein hydraulic oil is supplied to the hydraulic motor from a hydraulic pump driven by an engine of a pile construction machine.

前記電動モータは、発電機に接続されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３記載のオーガ駆動装置。4. The auger drive device according to claim 1, wherein the electric motor is connected to a generator.

前記電磁比例圧力制御弁は、電磁比例リリーフ弁であることを特徴とする請求項２ないし請求項４記載のオーガ駆動装置。5. The auger drive device according to claim 2, wherein the electromagnetic proportional pressure control valve is an electromagnetic proportional relief valve.

前記電磁比例圧力制御弁は、パイロット操作リリーフ弁と電磁比例減圧弁とからなり、前記電磁比例減圧弁により減圧されたパイロット圧を前記パイロット操作リリーフ弁に導入することを特徴とする請求項２ないし請求項４記載のオーガ駆動装置。3. The electromagnetic proportional pressure control valve includes a pilot operation relief valve and an electromagnetic proportional pressure reduction valve, and introduces the pilot pressure reduced by the electromagnetic proportional pressure reduction valve into the pilot operation relief valve. The auger drive device according to claim 4.