(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0003884568.tif 000002
【図２】
0003884568.tif 000003
【図３】
0003884568.tif 000004