(57)【要約】【課題】ドレン配管の圧力が上昇したときに、油圧モータを回転可能な状態としたままドレン配管の圧力が過度に上昇することによる油圧モータの破損を防止できる油圧モータ駆動装置を提供する。【解決手段】エンジン３２で駆動する油圧ポンプ３３から方向切換弁３６を介して供給される圧油で油圧モータ２３を駆動する油圧モータ駆動装置において、油圧モータ２３のドレン配管２６内のドレンの圧力が規定値を超えたときに接点が切り換わる圧力スイッチ２７と、該圧力スイッチの接点の切り換わりによって駆動が切り換わるリレー４２と、該リレーの駆動の切り換わりによって方向切換弁の切換作動を行う電気制御回路（信号線３７）を切り換える接点とを備え、方向切換弁は、ドレン圧力が規定値を超えたときに、圧力スイッチ、リレー及び電気制御回路のそれぞれの切り換わりで油圧モータへの圧油の供給を停止する位置に切り換わる。【選択図】図１
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【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方向切換弁を介して供給される圧油によって油圧モータを駆動する油圧回路を備えた油圧モータ駆動装置において、前記油圧モータのドレン圧力があらかじめ設定された規定値を超えたときに接点が切り換わる圧力スイッチと、該圧力スイッチの接点の切り換わりによって駆動が切り換わるリレーと、該リレーの駆動の切り換わりによって前記方向切換弁の切換作動を行う電気制御回路を切り換える接点とを備え、前記方向切換弁は、前記ドレン圧力が前記規定値を超えたときに、前記圧力スイッチ、前記リレー及び前記電気制御回路のそれぞれの切り換わりによって前記油圧モータへの圧油の供給を停止する位置に切り換わることを特徴とする油圧モータ駆動装置。
【請求項２】
前記油圧モータが全回転チュービング装置に設けられた油圧モータであり、前記油圧ポンプがエンジンにより油圧ポンプを駆動する油圧ユニットに設けられた油圧ポンプであり、全回転チュービング装置の油圧配管と油圧ユニットの油圧配管とは、セルフシールカップリングを備えた油圧ホースにて着脱可能に接続されることを特徴とする請求項１記載の油圧モータ駆動装置。
【請求項３】
前記油圧スイッチの接点を切り換えるドレン圧力は、前記油圧モータのドレン配管から分岐したパイロット配管を介して流入するドレンの圧力であり、前記油圧モータと前記パイロット配管との間の前記ドレン配管の前記油圧モータの近くには、該油圧モータから排出され、前記ドレン配管を通過して前記油圧ユニットに戻る方向の流れのみを許容するチェック弁が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の油圧モータ駆動装置。
【請求項４】
前記圧力スイッチの接点は、前記油圧モータのドレン圧力があらかじめ設定された規定値を超えたときにＯＦＦに切り換わり、前記リレーの駆動は、前記圧力スイッチの接点がＯＦＦに切り換わったときに前記電気制御回路の接点をＯＦＦに切り換え、前記方向切換弁は、前記電気制御回路の接点がＯＦＦに切り換わったときに該方向切換弁の流路を全て連通させた中立位置に復帰することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の油圧モータ駆動装置。
【請求項５】
前記油圧モータのドレン圧力があらかじめ設定された規定値を超えて圧力スイッチの接点が切り換わったときの前記リレーによる駆動で接点がＯＮとなって作動する警報手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の油圧モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧モータ駆動装置に関し、詳しくは、油圧ポンプから方向切換弁を介して供給される圧油によって油圧モータを駆動する油圧モータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ポンプから吐出される圧油によって油圧モータを駆動する油圧モータ駆動装置として、ドレン配管の接続不良などによってドレン配管の圧力が上昇したときに、油圧モータ駆動用油圧回路に設けた油圧切換弁を切り換えて油圧モータ側の油圧経路を遮断することにより油圧モータを停止させる保護回路を設けた油圧モータ駆動装置が知られている（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２００２−５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された油圧モータ駆動装置は、クレーンの巻上ロープを巻回したウインチの巻上ドラムを駆動する油圧モータの保護を主たる目的としているため、ドレン配管の圧力が上昇した異常発生時に油圧モータの油圧経路を遮断し、油圧モータをロック状態としてウインチの巻上ドラムが回転しないようにすることで巻上ロープで吊り上げた物品が落下することを防止している。
【０００５】
一方、基礎工事を行う全回転チュービング装置のケーシングチューブを駆動するための油圧モータや、杭打機のオーガ駆動装置におけるオーガ駆動用の油圧モータでは、異常発生時に油圧モータを急激に停止させると、大きな力で回転駆動されているケーシングチューブやオーガからの反力や慣性力が、油圧モータや駆動部の機器に加わった状態で停止してしまうため、これらの機器に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００６】
また、全回転チュービング装置は、油圧モータを備えたチュービング装置本体と、エンジン及び油圧ポンプを備えた油圧ユニットとを備えており、チュービング装置本体の油圧モータ側油圧回路と油圧ユニットの油圧ポンプ側油圧回路とはセルフシールカップリング（クイック継手）を備えた油圧ホースで接続するようにしている。このため、クレーンや杭打機に比べて油圧ホースの着脱を頻繁に行う必要があり、また、チュービング装置本体に各種センサを設けたものでは、油圧ユニットに設けられているバッテリーに電源供給用の配線を接続する必要もあり、油圧ホースや配線の状態を確認する作業に手間がかかっていた。
【０００７】
そこで本発明は、ドレン配管の圧力が上昇したときに、油圧モータを回転可能な状態としたままドレン配管の圧力が過度に上昇することによる油圧モータの破損を防止できる油圧モータ駆動装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の油圧モータ駆動装置は、エンジンにより駆動される油圧ポンプから方向切換弁を介して供給される圧油によって油圧モータを駆動する油圧回路を備えた油圧モータ駆動装置において、前記油圧モータのドレン圧力があらかじめ設定された規定値を超えたときに接点が切り換わる圧力スイッチと、該圧力スイッチの接点の切り換わりによって駆動が切り換わるリレーと、該リレーの駆動の切り換わりによって前記方向切換弁の切換作動を行う電気制御回路を切り換える接点とを備え、前記方向切換弁は、前記ドレン圧力が前記規定値を超えたときに、前記圧力スイッチ、前記リレー及び前記電気制御回路のそれぞれの切り換わりによって前記油圧モータへの圧油の供給を停止する位置に切り換わることを特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明の油圧モータ駆動装置は、前記油圧モータが全回転チュービング装置に設けられた油圧モータであり、前記油圧ポンプがエンジンにより油圧ポンプを駆動する油圧ユニットに設けられた油圧ポンプであり、全回転チュービング装置の油圧配管と油圧ユニットの油圧配管とは、セルフシールカップリングを備えた油圧ホースにて着脱可能に接続されることを特徴としている。
【００１０】
また、前記油圧スイッチの接点を切り換えるドレン圧力は、前記油圧モータのドレン配管から分岐したパイロット配管を介して流入するドレンの圧力であり、前記油圧モータと前記パイロット配管との間の前記ドレン配管の前記油圧モータの近くには、該油圧モータから排出され、前記ドレン配管を通過して前記油圧ユニットに戻る方向の流れのみを許容するチェック弁が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
さらに、前記圧力スイッチの接点は、前記油圧モータのドレン圧力があらかじめ設定された規定値を超えたときにＯＦＦに切り換わり、前記リレーの駆動は、前記圧力スイッチの接点がＯＦＦに切り換わったときに前記電気制御回路の接点をＯＦＦに切り換え、前記方向切換弁は、前記電気制御回路の接点がＯＦＦに切り換わったときに該方向切換弁の流路を全て連通させた中立位置に復帰することを特徴としている。
【００１２】
また、前記油圧モータのドレン圧力があらかじめ設定された規定値を超えて圧力スイッチの接点が切り換わったときの前記リレーによる駆動で接点がＯＮとなって作動する警報手段を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の油圧モータ駆動装置によれば、ドレン圧力が上昇したときに圧力スイッチが切り換わり、該圧力スイッチの切り換わりによってリレーが方向切換弁の電気制御回路を切り換えて方向切換弁を油圧モータへの圧油の供給を停止する位置に切り換わることにより、油圧モータへの圧油の供給が停止して油圧モータのドレン圧力が過度に上昇することを防止できる。
【００１４】
また、ドレン配管にチェック弁を設けておくことにより、ドレン圧力が上昇して圧力スイッチが切り換わった状態を保持することができるので、ドレン圧力が上昇した原因を解消するまでは復帰することがなく、ドレン圧力が上下動しても圧力スイッチが切り換わることがなくなり、方向切換弁が切り換わって圧油が油圧モータに断続的に供給されることを防止できる。
【００１５】
さらに、圧油の供給を停止したときに方向切換弁の流路を全て連通させることにより、油圧モータを回転可能な状態で停止されることができ、油圧モータが急激に停止することはなく、反力や慣性力が低下したときに自動的に停止するので、油圧モータや、該油圧モータで駆動される機器に悪影響を及ぼすことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の油圧モータ駆動装置の一形態例を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の油圧モータ駆動装置を、全回転チュービング装置におけるケーシングチューブを回転駆動するための油圧モータに適用した形態例を示すものである。全回転チュービング装置１１は、地上に据え付けられるベースフレーム１２に立設した昇降シリンダ１３の伸縮によって上下に昇降する昇降フレーム１４と、該昇降フレーム１４に立設したチャックシリンダ１５によって上下に昇降するチャックフレーム１６と、昇降フレーム１４の内側にベアリング１７を介して回転可能に設けられたリング状の下部回転体１８と、チャックフレーム１６の内側にベアリング１９を介して回転可能に設けられたリング状の上部回転体２０と、上部回転体２０に吊下げられたチャック２１と、昇降フレーム１４に設けられて前記下部回転体１８を減速機２２を介して回転駆動する油圧モータ２３とを備えている。
【００１８】
全回転チュービング装置１１における油圧モータ２３の油圧回路は、油圧モータ２３の正転側ポートに接続した正転側配管２４と、油圧モータ２３の逆転側ポートに接続した逆転側配管２５と、油圧モータ２３のドレンポートに接続したドレン配管２６とを備えるとともに、圧力スイッチ２７と、前記ドレン配管２６から圧力スイッチ２７に向けて分岐したパイロット配管２８と、油圧モータ２３のドレンポートとパイロット配管２８との間でドレンポートの近くの前記ドレン配管２６に設けられて油圧モータ２３からドレン配管２６を通過し、油圧ユニット３１に戻る方向の流れのみを許容するチェックバルブ２９とを備えている。
【００１９】
圧力スイッチ２７は、パイロット配管２８からの圧力で接点がＯＮ又はＯＦＦに切り換わる常閉接点を備えるものであって、前記パイロット配管２８を介して流入するドレンの圧力があらかじめ設定された規定値以下のときにはＯＮ状態に保持され、ドレン配管２６内のドレンの圧力が前記規定値を超えたときにはパイロット配管２８を介して流入するドレンの圧力でＯＦＦ状態に切り換わるように形成されている。
【００２０】
前記油圧モータ２３は、全回転チュービング装置１１とは別に形成された油圧ユニット３１から供給される圧油によって駆動される。油圧ユニット３１は、エンジン３２と、該エンジン３２によって駆動される油圧ポンプ３３と、該油圧ポンプ３３で昇圧された圧油の流路を油圧モータ２３の正転側流路３４と逆転側流路３５とに切り換える方向切換弁３６と、該方向切換弁３６を操作するための信号線３７と、油圧モータ２３からのドレンをタンク３８に回収するドレン回収配管３９と、油圧ポンプ３３の吐出圧の過度の上昇を防止するためのリリーフバルブ３３ａとを備えるとともに、前記信号線３７のＯＮ・ＯＦＦ及び警報手段４０のＯＮ・ＯＦＦを切り換えるリレー回路４１を備えている。また、方向切換弁３６の中立位置Ｎでは、正転側流路３４、逆転側流路３５、ポンプ側流路Ｐ及びタンク側流路Ｔが全て連通した状態となっている。
【００２１】
前記リレー回路４１は、圧力スイッチ２７のＯＮ・ＯＦＦ状態の切り換えによって駆動が切り換わるリレー４２と、該リレー４２によって駆動される前記信号線３７の接点３７ａ，３７ｂと、前記警報手段４０の接点４０ａとを備えており、圧力スイッチ２７がＯＮのときには、リレー４２によって信号線３７の接点３７ａ，３７ｂは共にＯＮで方向切換弁３６のソレノイドに対して信号線３７が通電状態に、警報手段４０の接点４０ａはＯＦＦで警報手段４０は停止状態にそれぞれ駆動されるように形成されている。
【００２２】
全回転チュービング装置１１で施工を行う際には、回転駆動系において、全回転チュービング装置１１の油圧回路と油圧ユニット３１の油圧回路とは、正転側、逆転側及びドレンの３本の油圧ホース４３によりそれぞれ接続されるとともに、電源となるバッテリ４４からの配線４５が圧力スイッチ２７に接続される。各油圧ホース４３の両端と各油圧回路のホース接続口とにはセルフシールカップリング（クイック継手）４６がそれぞれ設けられており、全回転チュービング装置１１及び油圧ユニット３１を移動させる際の油圧ホース４３の着脱を容易に行えるようにしている。
【００２３】
全回転チュービング装置１１を使用したオールケーシング工法では、下部回転体１８、上部回転体２０及びチャック２１の内側にケーシングチューブ４７が挿入された状態で、チャックシリンダ１５でチャックフレーム１６を下降させて下部回転体１８とケーシングチューブ４７との間にチャック２１を嵌入させることにより、ケーシングチューブ４７を下部回転体１８、上部回転体２０及びチャック２１の内側に把持した状態とした後、この状態で、昇降シリンダ１３を作動させて昇降フレーム１４を下降させるとともに、操作レバーなどを操作して信号線３７から方向切換弁３６のソレノイドに作動信号を送り、方向切換弁３６を正転位置Ａに切り換えて油圧ユニット３１から油圧モータ２３の正転側配管２４に圧油を供給して油圧モータ２３を正転させ、下部回転体１８を介してケーシングチューブ４７を回転させながらケーシングチューブ４７を地中に圧入していく。施工終了後に方向切換弁３６を正転位置Ａから中立位置Ｎに戻すと、正転側流路３４、逆転側流路３５、ポンプ側流路Ｐ及びタンク側流路Ｔが全て連通した状態になるので、油圧モータ２３は自由回転可能な状態となり、ケーシングチューブ４７からの反力が無くなった位置で油圧モータ２３が停止状態となる。
【００２４】
ケーシングチューブ４７の施工中は、油圧ユニット３１から油圧モータ２３へは、正転側流路３４から正転側の油圧ホース４３ａを通って正転側配管２４に圧油が供給され、油圧モータ２３を正方向に回転駆動した後の戻り油は、逆転側配管２５から逆転側の油圧ホース４３ｂを通り、タンク側流路Ｔを経てタンク３８に回収される。また、油圧モータ２３からのドレンは、前記ドレン配管２６からドレン回収用の油圧ホース４３ｃを通ってドレン回収配管３９によりタンク３８に回収される。この通常の施工中の状態におけるドレン配管２６内の圧力は、タンク３８側の終端が大気圧に開放された状態になっているので、大気圧（約１００ｋＰａ）乃至大気圧より僅かに高い圧力となっている。
【００２５】
したがって、パイロット配管２８を介して圧力スイッチ２７に作用する圧力も、油圧モータ２３の耐圧などの条件に応じてあらかじめ設定された規定値、例えば１５０ｋＰａ以下の圧力になっているので、圧力スイッチ２７はＯＮ状態を保持しており、該圧力スイッチ２７を介して電源であるバッテリー４４とリレー回路４１のリレー４２とが通電状態となる。リレー４２が通電状態になることから、図１に示すように、リレー回路４１における信号線３７の接点３７ａ，３７ｂは共にＯＮとなり、信号線３７からの信号で方向切換弁３６のソレノイドが作動して方向切換弁３６の流路を切り換え開閉することにより、油圧モータ２３に圧油が供給されて油圧モータ２３が回転する。また、警報手段４０の接点４０ａがＯＦＦとなっていることから、警報手段４０は停止状態となっている。
【００２６】
一方、ドレン回収用の油圧ホース４３ｃの接続を忘れたり、接続が不十分だったりした場合には、油圧モータ２３からチェックバルブ２９を通過してドレン配管２６に流入したドレンをタンク３８に逃がすことができず、ドレン配管２６のドレンの圧力、即ちドレン圧力が上昇し、同時にパイロット配管２８の圧力も上昇する。このようにしてパイロット配管２８の圧力があらかじめ設定された前記規定値を超えた圧力に上昇すると、前記圧力スイッチ２７がＯＦＦ状態に切り換わり、リレー４２への通電が遮断される。リレー４２が非通電状態になると、リレー回路４１における信号線３７の接点３７ａ，３７ｂは共にＯＦＦとなり、信号線３７からソレノイドへの作動信号が遮断されて方向切換弁３６が付勢手段に付勢されて中立位置Ｎに戻り、前述のように、正転側流路３４、逆転側流路３５、ポンプ側流路Ｐ及びタンク側流路Ｔが全て連通した状態になって油圧モータ２３への圧油の供給が中断され、油圧モータ２３のドレン圧力が上昇することを防止する。さらに、リレー４２によって警報手段４０の接点４０ａがＯＮに切り換えられるので、バッテリ４４と警報手段４０とが接続された状態になり、警報手段４０が作動して警告灯や警告音により作業者に異常発生を通報する。
【００２７】
このとき、油圧モータ２３の正転側ポートと逆転側ポートとは、油圧ホース４３ａ、４３ｂから中立位置Ｎの方向切換弁３６を介して連通した状態になっているので、施工終了後に方向切換弁３６を正転位置Ａから中立位置Ｎに戻したときと同様に、油圧モータ２３は自由回転可能な状態となり、ケーシングチューブ４７からの反力が無くなった位置で油圧モータ２３が停止状態となる。したがって、大きな反力を受けた状態で油圧モータ２３が停止状態になることがなく、油圧モータ２３や減速機２２だけでなく、チャック２１などの機器を保護することができる。
【００２８】
また、油圧モータ２３の近くのドレン配管２６上に、油圧モータ２３側への流れを防止するチェックバルブ２９を設けることにより、油圧モータ２３が回転停止してドレン圧力が低下してもパイロット配管２８の圧力が低下することはなく、ＯＦＦ状態となった圧力スイッチ２７のＯＦＦ状態を保持することができるので、油圧モータ２３の作動・停止によるドレン圧力の変化でパイロット配管２８の圧力が上下し、圧力スイッチ２７がＯＮ・ＯＦＦを繰り返すことがなくなり、作動信号が断続的に方向切換弁３６を切り換えることによって起こる油圧モータ２３のビビリ振動が発生することを防止できる。
【００２９】
圧力スイッチ２７がＯＦＦとなって油圧モータ２３が停止したときには、操作レバーなどを停止位置に戻してソレノイドへの作動信号を中立状態にした後、ドレン回収用の油圧ホース４３ｃの接続状態を確認し、油圧ホース４３ｃを確実に接続することにより、ドレン配管２６内の圧力上昇したドレンを油圧ホース４３ｃからタンク３８に放出することができ、ドレン配管２６内の圧力が低下するのに伴ってパイロット配管２８の圧力も低下するので、圧力スイッチ２７が通常のＯＮ状態に復帰して通常の運転状態となる。
【００３０】
また、配線４５の接続を忘れた場合には、バッテリ４４から圧力スイッチ２７を介してのリレー４２への通電が行われないため、リレー回路４１における信号線３７の接点３７ａ，３７ｂは共にＯＦＦ、警報手段４０の接点４０ａはＯＮとなっているので、操作レバーなどを操作してもソレノイドに作動信号を送ることができないので方向切換弁３６は中立位置Ｎを保持し、油圧モータ２３へ圧油を供給することはできず、また、警報手段４０の接点４０ａがＯＮとなっているので警報手段４０が作動して異常事態であることを通報する。したがって、３本の油圧ホース４３と配線４５とを確実に接続することによって施工可能な状態となり、全回転チュービング装置１１に設けた各種センサや各種電装品へも確実に給電した状態で施工することができ、ドレン圧力が上昇したときにＯＮとなる圧力スイッチに比べて安全性などを向上させることができる。
【００３１】
なお、油圧モータを正回転させるときだけでなく、逆回転させる場合も同様であり、複数の油圧モータを駆動する場合も同様である。また、本発明の油圧モータ駆動装置は、全回転チュービング装置に限らず、杭打機のオーガ駆動装置など、ドレン圧力上昇時に油圧モータを停止させる際に、油圧モータを自由回転状態とすることが好ましい各種機器の油圧モータ駆動用として利用することができる。
【００３２】
さらに、前記圧力スイッチ２７及び前記リレー４２は、通常の施工状態では常時通電状態となっているため、電源としてエンジン３２に設けられて、エンジン３２が回転中に充電されるバッテリ４４から電源を供給することにより、施工中におけるリレー４２への電源供給を確実に行うことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１１…全回転チュービング装置、１２…ベースフレーム、１３…昇降シリンダ、１４…昇降フレーム、１５…チャックシリンダ、１６…チャックフレーム、１７…ベアリング、１８…下部回転体、１９…ベアリング、２０…上部回転体、２１…チャック、２２…減速機、２３…油圧モータ、２４…正転側配管、２５…逆転側配管、２６…ドレン配管、２７…圧力スイッチ、２８…パイロット配管、２９…チェックバルブ、３１…油圧ユニット、３２…エンジン、３３…油圧ポンプ、３３ａ…リリーフバルブ、３４…正転側流路、３５…逆転側流路、３６…方向切換弁、３７…信号線、３７ａ，３７ｂ…接点、３８…タンク、３９…ドレン回収配管、４０…警報手段、４０ａ…接点、４１…リレー回路、４２…リレー、４３…油圧ホース、４４…バッテリ、４５…配線、４６…セルフシールカップリング、４７…ケーシングチューブ
【図１】
2011174534.tif 000003