(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプから供給される作動油によって駆動される押しのけ容積可変式の油圧モータから出力される出力軸のトルクをトルク測定手段で計測した計測トルクと、前記油圧モータの押しのけ容積と前記作動油の供給圧力とに基づいて算出される算出トルクとを比較し、前記計測トルクに対する前記算出トルクの補正係数を算出する油圧モータの算出トルク補正方法において、前記油圧モータの押しのけ容積をパイロット圧に対応させて設定する斜板制御部と、該斜板制御部の前記パイロット圧を設定する電磁制御弁と、油圧ポンプから油圧モータに供給される作動油の供給圧力を検出する供給圧力検出手段と、前記電磁制御弁を作動させる制御電流を設定する電流設定手段を備えた制御手段とを備え、該制御手段は、あらかじめ設定された複数の校正用パイロット圧の内の一つの校正用パイロット圧に対応した制御電流を前記電流設定手段から前記電磁制御弁に出力し、該一つの校正用パイロット圧に対応した油圧モータの押しのけ容積と、前記供給圧力検出手段で検出した供給圧力とから油圧モータが出力すべきトルクを算出し、該算出したトルクと前記計測トルクとを比較してトルク補正係数を算出し、算出したトルク補正係数を前記一つの校正用パイロット圧に対応して記憶する操作を異なる校正用パイロット圧について順次行い、各校正用パイロット圧に対応する各補正係数をそれぞれ算出して記憶するとともに、算出した補正係数があらかじめ設定された補正係数適正範囲を外れたときに異常であると判定することを特徴とする油圧モータの算出トルク補正方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧モータの算出トルク補正方法に関し、詳しくは、押しのけ容積可変式の油圧モータで鋼管杭を回転させながら地中に圧入して埋設する鋼管埋設機における油圧モータの算出トルクを、計測した実際のトルク（実トルク）に対応させて補正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
押しのけ容積可変式の油圧モータで鋼管杭を回転させながら地中に圧入して埋設する鋼管埋設機では、鋼管杭の下端が支持地盤に達したか否かを確認したり、鋼管杭に作用しているトルクを確認するため、実際に鋼管杭に作用しているトルクを正確に把握する必要がある。押しのけ容積可変式の油圧モータから出力されるトルクは、押しのけ容積設定手段に設定した押しのけ容積設定値と、油圧モータに供給する作動油の圧力とによって算出できることから、一般的な鋼管杭の埋設操作では、油圧ポンプの吐出圧力を一定とし、押しのけ容積設定手段の押しのけ容積設定値を調節することにより、鋼管杭を回転させる油圧モータのトルクを適宜設定するようにしている。
【０００３】
しかし、鋼管埋設機は、過酷な状況で使用されるため、使用期間の経過に伴ってトルクを発生させる油圧モータや減速機の効率が低下することがあり、作動油の圧力と押しのけ容積とから算出した算出トルクと、実際に計測した計測トルクとに誤差を生じることがあった。このため、油圧モータの出力軸にトルク測定部材を装着してトルクを計測することにより、算出トルクと計測トルク（実トルク）との誤差を測定し、計測トルクに対応させて算出トルクを補正す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】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１３９１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、押しのけ容積可変式の油圧モータの押しのけ容積の調節は、一般的に、ダイヤル式のトルク設定ボリュームを使用しているが、トルク設定ボリュームと押しのけ容積との関係にはヒステリシスがあるため、トルク設定ボリュームで押しのけ容積を正確に設定することはできなかった。すなわち、トルク設定ボリュームでは油圧モータの出力トルクを正確に設定できないことから、算出トルクを補正する際の設定誤差の発生が避けられなかった。したがって、算出トルクと計測トルクとの関係を正確に求めることはできなかった。
【０００６】
そこで本発明は、算出トルクと計測トルクとの関係を正確に、かつ、自動的に求めることができるとともに、油圧モータや減速機の状態を自動的に判定することができる油圧モータの算出トルク補正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、本発明の油圧モータの算出トルク補正方法は、油圧ポンプから供給される作動油によって駆動される押しのけ容積可変式の油圧モータから出力される出力軸のトルクをトルク測定手段で計測した計測トルクと、前記油圧モータの押しのけ容積と前記作動油の供給圧力とに基づいて算出される算出トルクとを比較し、前記計測トルクに対する前記算出トルクの補正係数を算出する油圧モータの算出トルク補正方法において、前記油圧モータの押しのけ容積をパイロット圧に対応させて設定する斜板制御部と、該斜板制御部の前記パイロット圧を設定する電磁制御弁と、油圧ポンプから油圧モータに供給される作動油の供給圧力を検出する供給圧力検出手段と、前記電磁制御弁を作動させる制御電流を設定する電流設定手段を備えた制御手段とを備え、該制御手段は、あらかじめ設定された複数の校正用パイロット圧の内の一つの校正用パイロット圧に対応した制御電流を前記電流設定手段から前記電磁制御弁に出力し、該一つの校正用パイロット圧に対応した油圧モータの押しのけ容積と、前記供給圧力検出手段で検出した供給圧力とから油圧モータが出力すべきトルクを算出し、該算出したトルクと前記計測トルクとを比較してトルク補正係数を算出し、算出したトルク補正係数を前記一つの校正用パイロット圧に対応して記憶する操作を異なる校正用パイロット圧について順次行い、各校正用パイロット圧に対応する各補正係数をそれぞれ算出して記憶するとともに、算出した補正係数があらかじめ設定された補正係数適正範囲を外れたときに異常であると判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の油圧モータの算出トルク補正方法によれば、あらかじめ設定した複数の校正用パイロット圧にそれぞれ対応した制御電流を順次電磁制御弁に設定して補正係数を算出するようにしているので、算出したトルクと計測トルクとの関係を正確に求めることができ、作業中の鋼管杭に作用しているトルクを、算出したトルクと補正係数とによって正確に表示することができ、トルク管理を確実に行うことができる。さらに、算出した補正係数が補正係数適正範囲を外れた際に異常と判定することにより、油圧モータの故障などを早期に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の油圧モータの算出トルク補正方法を適用する油圧モータ駆動回路の一例を示す回路図である。
【図２】油圧モータの押しのけ容積を設定する制御電流と油圧モータの出力トルクとの関係を示す図である。
【図３】油圧モータの算出トルクを補正するためのトルク測定装置の一例を示す構成図である。
【図４】トルク校正テーブルの一例を示す図である。
【図５】油圧モータの算出トルクを補正する手順の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の油圧モータの算出トルク補正方法を適用可能な油圧モータ駆動回路の一例を示している。この油圧モータ駆動回路は、押しのけ容積が可変な油圧モータ１１を、定吐出型の油圧ポンプ１２から切換弁１３を介して供給される作動油によって駆動するもので、油圧モータ１１の斜板制御部１１ａに与えるパイロット圧を電磁制御弁１４によって調節することにより、油圧モータ１１から減速機１１ｂを介して出力されるトルクを調節できるように構成されている。
【００１１】
制御器１５には、電磁制御弁１４を作動させる制御電流１４ａを調節する設定ボリューム１５ａが設けられるとともに、斜板制御部１１ａのパイロット圧を検出するパイロット圧検出手段であるパイロット圧センサ１６からのパイロット圧信号１６ａと、油圧ポンプ１２から油圧モータ１１に供給される作動油の圧力を検出する供給圧力検出手段である供給圧センサ１７からの供給圧信号１７ａとが入力される。通常、電磁制御弁１４の制御電流（Ｉ）と、油圧モータ１１の押しのけ容積（モータ容量）、すなわち、油圧モータ１１から出力されるトルクＴとには、図２に示すように、逆比例の関係があり、制御電流を高くすると斜板の角度が小さくなって押しのけ容積（モータ容量）が減少し、トルクが低下する。
【００１２】
制御器１５は、このようにしてパイロット圧信号１６ａから得られる油圧モータの押しのけ容積Ｖの設定値と、供給圧信号１７ａから得られる作動油圧力Ｐとから、油圧モータ１１が出力すべきトルク（算出トルクＴａ：Ｔａ＝Ｖ×Ｐ／２π）を算出するための演算部と、演算した算出トルクＴａを表示装置１５ｂに表示するための表示部とを備えている。
【００１３】
通常の鋼管埋設作業時には、減速機１１ｂの出力軸１１ｃに鋼管杭１８が装着され、算出トルクの補正係数を求める補正操作の際には出力軸１１ｃにトルク測定手段（図示せず）が装着される。なお、トルク測定手段は、周知のトルクセンサなどを適宜使用することができる。また、図１において、符号１９は油圧ポンプ１２のチェックバルブ、符号２０は作動油タンクである。
【００１４】
図３は、前記制御器１５の機能に加えて算出トルク補正機能を備えたトルク測定装置２１の一例を示すもので、このトルク測定装置２１には、前記パイロット圧センサ１６からのパイロット圧信号１６ａ及び前記供給圧センサ１７からの供給圧信号１７ａと、前記出力軸１１ｃに装着されたトルク測定手段２２からの計測トルク信号２２ａとが入力され、前記電磁制御弁１４への制御電流１４ａ及び前記表示装置１５ｂへの表示用信号１５ｃと、演算結果などのデータを記録する記録装置２３及び記憶する記憶装置２４へのデータ信号２３ａ，２４ａとが出力される。また、補正処理を開始するための開始スイッチ２５が設けられている。
【００１５】
トルク測定装置２１の内部には、算出トルクを補正する際に使用するトルク校正テーブル２６があらかじめ設定されている。このトルク校正テーブル２６は、図４に示すように、インデックス、指令信号、設定圧力、算出トルク、計測トルク及び補正係数を有しており、インデックスは、０から順にｎまでの整数が付されている。指令信号には、電磁制御弁１４への制御電流（Ｉ（０）〜Ｉ（ｎ））の値が、あらかじめ設定された各校正用パイロット圧に応じて設定されている。設定圧力（Ｐａ（０）〜Ｐａ（ｎ））は、斜板制御部１１ａのパイロット圧であって、あらかじめ複数のパイロット圧が校正用パイロット圧として設定されている。算出トルク（Ｔａ（０）〜Ｔａ（ｎ））は、前述のようにして押しのけ容積Ｖと作動油圧力Ｐとによって演算部で算出した油圧モータが出力すべきトルクであり、計測トルク（Ｔｂ（０）〜Ｔｂ（ｎ））は、トルク測定手段で計測したトルクである。補正係数（Ｋ（０）〜Ｋ（ｎ））は、計測トルクを算出トルクで除した値である。
【００１６】
次に、図５を参照しながら補正係数を自動的に算出する手順を説明する。まず、スタート後にトルク校正テーブル２６のインデックスを初期値である「０」にセットする（ステップ５１）。油圧ポンプやトルク測定手段などの機器の状態を確認した後、開始スイッチ２３を操作する（ステップ５２）。
【００１７】
前記トルク校正テーブル２６からインデックス（０）に対応した制御電流値Ｉ（０）を読み込み（ステップ５３）、電磁制御弁１４に制御電流値を出力して斜板制御部１１ａにパイロット圧を作用させる（ステップ５４）。これにより、油圧モータの押しのけ容積の設定値が、あらかじめ設定された複数の校正用パイロット圧の内の一つで、インデックス（０）に対応した校正用パイロット圧に設定される。パイロット圧センサ１６からパイロット圧信号を入力するとともに供給圧センサ１７から供給圧信号を入力し（ステップ５５）、両圧力信号から油圧モータに設定されたトルク（算出トルクＴａ（０））を算出する（ステップ５６）。
【００１８】
さらに、トルク測定手段が計測した計測トルク信号を入力し（ステップ５７）、計測トルク（Ｔｂ（０））を求める（ステップ５８）。そして、ステップ５６で得た算出トルクＴａ（０）とステップ５８で得た計測トルクＴｂ（０）とから補正係数Ｋ（０）を計算する（ステップ５９）。このときのインデックス（０）に対応した制御電流値、設定圧力、算出トルク、計測トルク及び補正係数を記録装置及び記憶装置のトルク校正テーブル２６にそれぞれ記録する（ステップ６０）。
【００１９】
得られた補正係数Ｋ（０）を、あらかじめ設定されている補正係数適正範囲と比較して補正係数のチェックを行い（ステップ６１）、補正係数が正常範囲から外れている場合、例えば２０％以上の差が発生した場合は（ステップ６２）、異常出力と判定し（ステップ６３）、異常終了し（ステップ６４）、必要に応じて異常信号を光や音、メッセージにて出力する。
【００２０】
ステップ６２で補正係数が正常範囲であると判断した場合は、インデックスを次に進め（ステップ６５）、進めたインデックスがトルク校正テーブル２６に設定したインデックスを超えた場合は操作終了と判断し（ステップ６６）、正常に終了したことを出力して補正係数算出処理を終了する（ステップ６７）。ステップ６５で進めたインデックスがトルク校正テーブル２６に設定した値（ｎ以下）の場合は、前記ステップ５３に戻り、進めたインデックスに設定された制御電流値で前記操作を繰り返し行い、制御電流値、補正係数、算出トルク及び計測トルクをそれぞれ記録装置、記憶装置に記録する。
【００２１】
このように、複数のインデックス（０〜ｎ）にあらかじめ設定された各校正用パイロット圧に対応した各制御電流値を自動的に設定し、各校正用パイロット圧を斜板制御部１１ａに与えて油圧モータの押しのけ容積を設定し、設定した押しのけ容積に対応した算出トルクを算出するとともに、算出トルクと計測トルクと比較して補正係数をそれぞれ求めることにより、手動で制御電流値を調節する場合に比べてヒステリシスがないことから、正確な補正係数を得ることができ、鋼管杭埋設作業におけるトルク管理を確実に行うことができる。さらに、求めた補正係数をあらかじめ設定された補正係数適正範囲と比較して補正係数の状態を確認することにより、油圧モータや減速機などの状態を確認することができ、故障が発生していることを知ることができるとともに、補正係数適正範囲を適当な範囲に設定することにより、故障発生前の点検、整備を的確に行うことができる。
【００２２】
なお、制御電流値の設定数（インデックス数）は、油圧モータの仕様等に応じて適宜設定することができ、トルク測定手段は、油圧モータの出力軸のトルクを計測できれば任意の構造のトルク測定手段を使用することができる。また、本発明は、トルク管理が重要な鋼管埋設機に特に有効であるが、各種油圧モータのトルク管理にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１１…油圧モータ、１１ａ…斜板制御部、１１ｂ…減速機、１１ｃ…出力軸、１２…油圧ポンプ、１３…切換弁、１４…電磁制御弁、１４ａ…制御電流、１５…制御器、１５ａ…設定ボリューム、１５ｂ…表示装置、１５ｃ…表示用信号、１６…パイロット圧センサ、１６ａ…パイロット圧信号、１７…供給圧センサ、１７ａ…供給圧信号、１８…鋼管杭、１９…チェックバルブ、２０…作動油タンク、２１…トルク測定装置、２２…トルク測定手段、２２ａ…計測トルク信号、２３…記録装置、２３ａ…データ信号、２４…記憶装置、２４ａ…データ信号、２５…開始スイッチ、２６…トルク校正テーブル 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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