(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される油圧ポンプから油圧制御部を有する油圧回路を介して供給される作動油により作動する油圧式の作業機械を備えた油圧式作業機において、
前記油圧回路は、前記油圧ポンプから前記油圧制御部に作動油を供給する吐出側配管と、前記油圧制御部からタンクに戻された作動油を前記油圧ポンプに吸引させる吸入側配管と、前記吐出側配管と吸入側配管とに設けられた前記油圧式の作業機械の出力を増加させるために使用する回路とを備え、
該出力増加用の回路は、前記吐出側配管の前記油圧ポンプと前記油圧制御部との間から分岐した供給配管接続回路と、前記吐出側配管の前記供給配管接続回路の分岐点と前記油圧制御部との間に設けられた供給流路切替弁と、前記吸入側配管の前記タンクと前記油圧ポンプとの間から分岐した戻り配管接続回路とを備え、
前記供給配管接続回路の先端に、該供給配管接続回路の作動油の流れを規制する手段を介して別の油圧式作業機の供給配管接続回路に油圧ホースを接続するためのホース接続部を設けるとともに、前記戻り配管接続回路の先端に、該戻り配管接続回路の作動油の流れを規制する手段を介して前記別の油圧式作業機の戻り配管接続回路に油圧ホースを接続するためのホース接続部を設けた
ことを特徴とする油圧式作業機。
【請求項２】
請求項１記載の油圧作業機を２台使用して一方の油圧作業機の出力を増加させる方法であって、一方の油圧作業機の供給配管接続回路と他方の油圧作業機の供給配管接続回路とを油圧ホースを介して接続し、各接続回路の作動油の流れを規制する手段による流れの規制を解除するとともに、他方の油圧作業機の供給流路切替弁を操作して油圧ポンプから吐出された作動油の流れ方向を油圧制御部方向から供給配管接続回路に切り替え、一方の油圧作業機の油圧ポンプから吐出された作動油と、他方の油圧作業機の油圧ポンプから吐出されて該他方の油圧作業機の供給配管接続回路から前記油圧ホースを介して一方の油圧作業機の供給配管接続回路に供給された作動油とを合流させ、合流した作動油を一方の油圧作業機の油圧制御部から該一方の油圧作業機の作業機械に供給して該作業機械の出力を増加させることを特徴とする油圧式作業機の出力増加方法。
【請求項３】
前記油圧作業機が地盤改良機であり、出力を増加させる作業機械が回転掘削装置を駆動する油圧モータであることを特徴とする請求項２記載の油圧式作業機の出力増加方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式作業機及び出力増加方法に関し、詳しくは、油圧ポンプから供給される作動油により作動する作業機械を備えた油圧式作業機及び該油圧式作業機の出力増加方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地盤改良作業は、事前調査した地盤の状況に対応した能力を有する地盤改良機や杭打機を使用するようにしている。地盤改良機は、掘削刃及び撹拌翼を有する掘削ヘッドを中空ロッドの先端に装着し、中空ロッドを回転駆動する回転駆動装置を降下させるとともに、中空ロッドを通して掘削ヘッドにセメントミルクなどの地盤改良剤を供給し、掘削刃で掘削した土砂と地盤改良剤とを撹拌翼で撹拌混合することによって地盤改良を行うようにしている。このような地盤改良機として、軟弱地盤と硬質地盤とで掘削ヘッドを使い分けることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７７９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された地盤改良機は、軟弱地盤及び硬質地盤のいずれでも土砂と地盤改良剤とを十分に撹拌混合して良好な地盤改良を行うことはできるが、事前の地盤調査とは大きく異なる固い地盤、例えば予期せぬ転石などが存在する地盤の場合は、回転駆動装置の出力不足によって掘削ヘッドを回転させることができなくなることがあり、所定の深さまで地盤改良を行うためには、使用していた地盤改良機を高出力の地盤改良機と入れ替える必要があった。
【０００５】
しかし、地盤改良機の入れ替えは、多大な手間と費用とを要するものであり、コスト割れを引き起こすことがある。また、最初から高出力の地盤改良機を使用することも、地盤改良機の輸送費や運転コストの上昇を招く。さらに、狭隘地や高さ制限のある場所では、高出力の大型地盤改良機を使用できないことがある。また、杭打機で鋼管を埋設する作業などを行う際にも、予期せぬ固い地盤が存在すると、前記同様に作業を継続することができなくなり、使用中の杭打機を大型で高出力の杭打機に入れ替えなければならなかった。
【０００６】
そこで本発明は、油圧式の作業機械を駆動する出力が一時的に不足した場合に、容易に出力を増加させることができる油圧式作業機及び出力増加方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の油圧式作業機は、エンジンにより駆動される油圧ポンプから油圧制御部を有する油圧回路を介して供給される作動油により作動する油圧式の作業機械を備えた油圧式作業機において、前記油圧回路は、前記油圧ポンプから前記油圧制御部に作動油を供給する吐出側配管と、前記油圧制御部からタンクに戻された作動油を前記油圧ポンプに吸引させる吸入側配管と、前記吐出側配管と吸入側配管とに設けられた前記油圧式の作業機械の出力を増加させるために使用する回路とを備え、該出力増加用の回路は、前記吐出側配管の前記油圧ポンプと前記油圧制御部との間から分岐した供給配管接続回路と、前記吐出側配管の前記供給配管接続回路の分岐点と前記油圧制御部との間に設けられた供給流路切替弁と、前記吸入側配管の前記タンクと前記油圧ポンプとの間から分岐した戻り配管接続回路とを備え、前記供給配管接続回路の先端に、該供給配管接続回路の作動油の流れを規制する手段を介して別の油圧式作業機の供給配管接続回路に油圧ホースを接続するためのホース接続部を設けるとともに、前記戻り配管接続回路の先端に、該戻り配管接続回路の作動油の流れを規制する手段を介して前記別の油圧式作業機の戻り配管接続回路に油圧ホースを接続するためのホース接続部を設けたことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の油圧式作業機における出力増加方法は、前記油圧作業機を２台使用して一方の油圧作業機の出力を増加させる方法であって、一方の油圧作業機の供給配管接続回路と他方の油圧作業機の供給配管接続回路とを油圧ホースを介して接続し、各接続回路の作動油の流れを規制する手段による流れの規制を解除するとともに、他方の油圧作業機の供給流路切替弁を操作して油圧ポンプから吐出された作動油の流れ方向を油圧制御部方向から供給配管接続回路に切り替え、一方の油圧作業機の油圧ポンプから吐出された作動油と、他方の油圧作業機の油圧ポンプから吐出されて該他方の油圧作業機の供給配管接続回路から前記油圧ホースを介して一方の油圧作業機の供給配管接続回路に供給された作動油とを合流させ、合流した作動油を一方の油圧作業機の油圧制御部から該一方の油圧作業機の作業機械に供給して該作業機械の出力を増加させることを特徴とし、特に、前記油圧作業機が地盤改良機であり、出力を増加させる作業機械が回転掘削装置を駆動する油圧モータであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、作業機械を駆動する出力が一時的に不足して作業が継続できなくなった場合に、作業中の油圧作業機の油圧回路に、他の油圧作業機の油圧回路から作動油を供給して合流させることにより、作業機械に供給する作動油を増量することができ、作業中の油圧作業機の出力を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の油圧式作業機の一形態例を示す油圧回路図である。
【図２】２台の油圧式作業機を油圧ホースを介して接続した状態を示す説明図である。
【図３】他方の油圧式作業機で一方の油圧式作業機の出力を増加させる際の回路構成の一例を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の対象となる油圧式作業機は、例えば図２に示すような杭打機（地盤改良機）１１である。なお、図２における符号に付した「Ａ」「Ｂ」は、後述の出力増加の説明のために付したものであって、共通の説明では「Ａ」「Ｂ」を省略する。
【００１２】
本形態例に示す杭打機１１は、クローラ１２を備えた下部走行体１３と、該下部走行体１３上に旋回可能に設けられた上部旋回体１４と、該上部旋回体１４の前部に設けられた油圧式の杭打作業機械１５とを備えている。上部旋回体１４の内部には、エンジン、油圧ポンプ、油圧回路、燃料タンクなどが収容されており、上部旋回体１４には運転台１６が設けられている。また、上部旋回体１４の後部には、セルフシールカップリング１７を介して油圧ホース１８を接続するためのホース接続部１９が設けられている。
【００１３】
前記杭打機１１の油圧回路２０は、図１に示すように、図示しないエンジンによって駆動される複数の油圧ポンプ２１と、クローラ１２や杭打作業機械１５などに設けられている油圧モータや油圧シリンダなどの各種油圧機器に供給する作動油をそれぞれ制御するためのコントロールバルブや電磁弁を備えた複数の油圧制御部２２と、各油圧制御部２２からの戻り油を貯留するタンク２３と、オイルクーラ２４及び循環ポンプ２５と、これらを接続する配管とを備えており、運転台１６に設けられた操作レバーなどを操作して各油圧制御部２２を操作することにより、杭打機１１の走行、上部旋回体１４の旋回、杭打作業機械１５による杭打ち作業などを行えるように形成されている。
【００１４】
前記油圧回路２０において、本形態例では、前記杭打作業機械１５の回転駆動装置３１に設けられている油圧モータ３２に作動油を供給する油圧ポンプ２１（Ｐ１）の吐出側配管２６と、タンク２３から各油圧ポンプ２１が作動油を吸引する吸入側配管２７とには、油圧モータ３２の出力を増加させるために使用する回路が設けられている。この出力増加用の回路は、前記吐出側配管２６から分岐した供給配管接続回路３３と、該供給配管接続回路３３の分岐点３３ａと前記油圧制御部２２との間の配管２６ａに設けられた供給流路切替弁３４と、前記吸入側配管２７から分岐した戻り配管接続回路３６とを備えており、供給配管接続回路３３及び戻り配管接続回路３６の先端には、各接続回路の作動油の流れを規制する手段である前記セルフシールカップリング１７を介して前記ホース接続部１９が設けられている。
【００１５】
前記供給流路切替弁３４は、図１に示す開弁状態が定常位置となっており、ホース接続部１９に油圧ホース１８を接続していない状態では、セルフシールカップリング１７が閉じ状態となっていることから、供給流路切替弁３４が定常位置のときには、油圧ポンプ２１（Ｐ１）から吐出側配管２６に吐出された作動油は、吐出側配管２６及び供給流路切替弁３４を通って油圧制御部２２に供給され、該油圧制御部２２から油圧モータ３２に供給され、地中に圧入する鋼管などを回転駆動する。油圧モータ３２からの戻り油は、油圧制御部２２から戻り配管２８を経てタンク２３に戻り、タンク２３から前記吸入側配管２７を介して各油圧ポンプ２１に吸入されて循環する。このとき、一部の作動油は、循環ポンプ２５によってオイルクーラ２４を循環して冷却される。
【００１６】
このように形成した杭打機１１は、同じような出力増加用の回路を備えた油圧式作業機、例えば同じ形式の杭打機を２台以上用意しておくことにより、作業中の杭打機の油圧機器、本形態例では油圧モータ３２に出力不足が生じた場合に、他の杭打機を応援用に使用して作業中の杭打機の出力を増加させることができる。以下、作業中に出力不足が発生した杭打機の油圧回路は各符号に「Ａ」を付し、応援用に使用する杭打機の油圧回路は各符号に「Ｂ」を付して説明する。
【００１７】
すなわち、図２及び図３に示すように、作業中の杭打機１１Ａに油圧モータ３２Ａの出力不足が発生した場合は、他の杭打機１１Ｂを応援用として使用し、両杭打機１１Ａ，１１Ｂの供給用及び戻り用の各ホース接続部１９Ａ，１９Ｂ同士を油圧ホース１８にてそれぞれ接続し、セルフシールカップリング１７を開放して両杭打機１１Ａ，１１Ｂの供給配管接続回路３３Ａ，３３Ｂ同士及び戻り配管接続回路３６Ａ，３６Ｂ同士を連通させた状態とし、応援用の杭打機１１Ｂの油圧回路２０Ｂにおける供給流路切替弁３４Ｂを閉弁状態に切り替える。
【００１８】
この状態で両杭打機１１Ａ，杭打機１１Ｂの油圧回路２０Ａ，２０Ｂをそれぞれ作動させると、油圧ポンプ２１Ｂ（ＰＴ１）から吐出された作動油は、供給流路切替弁３４Ｂが閉じてセルフシールカップリング１７が開いていることから、油圧制御部２２Ｂから杭打機１１Ｂの油圧モータ３２Ｂに供給されることなく、供給配管接続回路３３Ｂから油圧ホース１８を通って出力不足が発生した杭打機１１Ａの油圧回路２０Ａにおける供給配管接続回路３３Ａに供給される。これにより、杭打機１１Ａの油圧ポンプ２１Ａ（ＰＴ１）から吐出された作動油と、杭打機１１Ｂの油圧ポンプ２１Ｂ（ＰＴ１）から吐出された作動油とが合流して杭打機１１Ａの油圧モータ３２Ａに供給される状態となる。
【００１９】
これにより、油圧モータ３２Ａには、油圧ポンプ２１Ａ（ＰＴ１）及び油圧ポンプ２１Ｂ（ＰＴ１）からそれぞれ吐出された作動油が合流し、例えば２倍量の作動油が供給されることになるので、油圧モータ３２Ａの回転数を高速回転とすることができる。特に、本形態例に示すように、油圧ポンプ２１Ａ（ＰＴ１）及び油圧ポンプ２１Ｂ（ＰＴ１）が可変容量ポンプで、馬力制御があるポンプの場合、高圧時に吐出流量が低下することから、２台の油圧ポンプ２１Ａ（ＰＴ１）及び油圧ポンプ２１Ｂ（ＰＴ１）から吐出された作動油を合流させて供給することにより、高圧時の吐出流量の低下を抑えて油圧モータ３２Ａに高圧、高流量の作動油を供給できるので、油圧モータ３２Ａによって鋼管や掘削ヘッドを高トルク、高回転で回転駆動することができる。したがって、予期せぬ固い地盤が存在した場合でも、作業中の杭打機１１Ａをそのままの作業状態とし、他の杭打機１１Ｂを応援用として使用することにより、杭打機１１Ａによる作業を継続することができるので、大型で高出力の杭打機に入れ替える必要がなくなり、杭打機を入れ替える場合に比べて作業時間の大幅な短縮やコストの削減を図ることができる。
【００２０】
一方、油圧モータ３２Ａを駆動した後に戻り配管２８Ａを通って油圧回路２０Ａのタンク２３Ａに戻った戻り油は、その一部が油圧ポンプ２１Ｂ（ＰＴ１）の吸引力により、吸入側配管２７Ａから戻り配管接続回路３６Ａに分流し、油圧ホース１８を経て油圧回路２０Ｂの戻り配管接続回路３６Ｂから吸入側配管２７Ｂを経て油圧ポンプ２１Ｂ（ＰＴ１）に吸引される。このとき、油圧ポンプ２１Ｂ（ＰＴ１）が油圧回路２０Ｂのタンク２３Ｂから作動油を吸引してタンク２３Ｂの油量が減少することがあるので、図３に示すように、タンク２３Ａとタンク２３Ｂとの間に、返送ポンプ３７を備えた返送配管３８を設け、タンク２３Ａ内の作動油の一部をタンク２３Ｂに返送することが好ましい。さらに、タンク２３Ａ内やタンク２３Ｂ内の油量を検出するセンサを設けておき、該センサによって検出したタンク２３Ａ内の油量が設定量より多くなったとき、あるいは、タンク２３Ｂ内の油量が設定量より少なくなったときに、前記返送ポンプ３７を作動させるように形成することもできる。
【００２１】
さらに、応援用として使用する他の杭打機１１Ｂは、応援用として使用するとき以外は、ホース接続部１９Ｂに油圧ホース１８を接続しない状態で供給流路切替弁３４Ｂを開弁状態にしておくことにより、通常の杭打機として使用することができるので、２台の杭打機で杭打ち作業や地盤改良作業を並行して行うことができ、施工効率を向上させて工期の短縮を図ることができる。特に、同じ杭打機を２台以上使用して施工することにより、どの杭打機が出力不足になったときでも速やかに対応することができる。また、あらかじめ２台の小型杭打機を使用し、一方を作業機、他方を応援用として使用することにより、大型高出力の杭打機が入れない狭隘地や高さ制限のある場所での作業も可能となる。
【００２２】
なお、通常の油圧回路には、油圧モータを保護するためのリリーフ弁があらかじめ高圧側に設けられているので、高圧の作動油を油圧モータに供給しても、リリーフ弁によって油圧モータを保護することができるとともに、油圧制御部として流量制御可能なコントロールバルブを使用することにより、油圧モータが過回転状態になることを防止することができるので、油圧モータの性能を最大限引き出すことが可能となる。
【００２３】
また、前記形態例では、２台の油圧式作業機として同一形式の杭打機を例示したが、２台の油圧式作業機は同一のものである必要はなく、エンジン、油圧ポンプ、油圧回路及び燃料タンクを備えた本体部と走行装置とを備えているものであれば、前記杭打機のほか、クローラクレーンや油圧ショベルなどを適宜組み合わせることもできる。また、ポンプの台数や油圧制御部の数は任意であり、チェック弁やセルフシールカップリングを通常の開閉弁にすることもでき、各切替弁は手動弁でも電磁弁でもよい。さらに、他の油圧モータや油圧シリンダの出力を増加させることも可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１１…杭打機、１２…クローラ、１３…下部走行体、１４…上部旋回体、１５…杭打作業機械、１６…運転台、１７…セルフシールカップリング、１８…油圧ホース、１９…ホース接続部、２０…油圧回路、２１…油圧ポンプ、２２…油圧制御部、２３…タンク、２４…オイルクーラ、２５…循環ポンプ、２６…吐出側配管、２６ａ…配管、２７…吸入側配管、２８…戻り配管、３１…回転駆動装置、３２…油圧モータ、３３…供給配管接続回路、３３ａ…分岐点、３４…供給流路切替弁、３６…戻り配管接続回路、３７…返送ポンプ、３８…返送配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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