(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧源と、
それぞれ複数のピストンを有し、出力軸が一回転する間各ピストンが複数回の排出工程を有する第１の油圧モータおよび第２の油圧モータと、
前記第１の油圧モータおよび第２の油圧モータの各出力軸に連結される回転体と、
前記複数のピストンへの圧油の流れを制御して前記第１の油圧モータおよび第２の油圧モータのモータ排出容積を少なくともそれぞれ２段階に変更するモータ容積変更手段と、
前記油圧源から前記第１の油圧モータまたは第２の油圧モータへの圧油の供給を遮断するとともに、この油圧モータの出入口ポートを連通してフリーホイールを許容するフリーホイール切換手段と、
速度指令に応じて前記モータ容積変更手段および前記フリーホイール切換手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする油圧モータの駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧モータの駆動回路において、
前記フリーホイール切換手段は、前記第１の油圧モータまたは第２の油圧モータの全てのピストンを縮退させるように、この油圧モータのケーシング内に圧油を導く給油手段を有することを特徴とする油圧モータの駆動回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の油圧モータの駆動回路において、
前記フリーホイール切換手段は、前記第１の油圧モータまたは第２の油圧モータの出入口ポートをタンクに連通する連通手段を有することを特徴とする油圧モータの駆動回路。
【請求項４】
作業機本体と、
請求項１〜３のいずれか１項記載の油圧モータにより駆動されるオーガとを備えることを特徴とする油圧オーガ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アースオーガやアースドリル等の基礎工事用作業機を駆動する油圧モータの駆動回路、および油圧オーガに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アースオーガ作業機を用いて地盤改良作業が行われている。この地盤改良作業は、軟弱地盤にモルタルなどを注入しオーガスクリューによって地中を攪拌して行うものであり、この場合には高速低トルク用（例えば２０〜１００r.p.m.）のオーガ駆動装置が用いられる。一方、アースオーガ作業機により通常の掘削作業を行う場合には低速大トルク用（例えば１０〜５０r.p.m.）のオーガ駆動装置が用いられる。したがって、地盤改良作業から掘削作業に作業変更する際には、オーガ駆動装置を交換する必要があった。
【０００３】
ところで、アースオーガ駆動用モータの油圧回路として、２個の油圧モータに並列または直列に圧油を供給するように切換可能に回路を構成し、この回路の切換によってモータ速度を変更するようにしたものが知られている（例えば特開２０００−２６５７６９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように作業変更の際にはオーガ駆動装置を交換する必要があるため、作業効率が悪化するばかりか、高速低トルク用、低速大トルク用の２種類のオーガ駆動装置を備える必要があり、コストが高くついた。このような問題を解決するためには、モータの速度範囲を大きくし、１台のオーガ駆動装置で地盤改良作業と掘削作業を行うようにすることが望ましい。しかしながら、上記公報記載の回路のように並列回路から直列回路にモータ回路を切り換えるだけでは、オーガスクリューの回転速度を十分に変更することができず、１台のオーガ駆動装置で地盤改良作業と掘削作業を行うことは難しかった。
【０００５】
本発明の目的は、油圧モータにより駆動される回転体の速度範囲を大きくとることができる油圧モータの駆動回路、および油圧オーガを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１の発明による油圧モータの駆動回路は、油圧源と、それぞれ複数のピストンを有し、出力軸が一回転する間各ピストンが複数回の排出工程を有する第１の油圧モータおよび第２の油圧モータと、第１の油圧モータおよび第２の油圧モータの各出力軸に連結される回転体と、複数のピストンへの圧油の流れを制御して第１の油圧モータおよび第２の油圧モータのモータ排出容積を少なくともそれぞれ２段階に変更するモータ容積変更手段と、油圧源から第１の油圧モータまたは第２の油圧モータへの圧油の供給を遮断するとともに、この油圧モータの出入口ポートを連通してフリーホイールを許容するフリーホイール切換手段と、速度指令に応じて前記モータ容積変更手段およびフリーホイール切換手段を制御する制御手段とを備えることにより上述した目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の油圧モータの駆動回路において、フリーホイール切換手段が、第１の油圧モータまたは第２の油圧モータの複数のピストンを全て縮退させるように、この油圧モータのケーシング内に圧油を導く給油手段を有するものである。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載の油圧モータの駆動回路において、フリーホイール切換手段が、第１の油圧モータまたは第２の油圧モータの出入口ポートをタンクに連通する連通手段を有するものである。
（４）請求項４の発明による油圧オーガは、作業機本体と、請求項１〜３のいずれか１項記載の油圧モータにより駆動されるオーガとを備えることにより上述した目的を達成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６を参照して本発明による油圧モータの駆動回路の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる油圧モータの駆動回路を有するアースオーガ作業機の側面図である。作業機は、走行体１と、走行体１上に旋回可能に設けられた旋回体２と、旋回体２に回動可能に設けられたフロント装置３とを有する。フロント装置３は、第１アーム３ａ、第２アーム３ｂ、第３アーム３ｃ、および第４アーム３ｄを有し、これらはそれぞれ油圧シリンダ４ａ〜４ｄにより回動される。第４アーム３ｄの先端にはオーガ装置１０が吊持される。オーガ装置１０はオーガ駆動装置１１とオーガスクリュー１２とで構成される。
【０００８】
アースオーガ作業機には第１アーム３ａの対地角と、第１アーム３ａと第２アーム３ｂとの相対角と、第２アーム３ｂと第３アーム３ｃとの相対角と、第３アーム３ｃと第４アーム３ｄとの相対角をそれぞれ検出する角度センサ（不図示）が設けられている。そして、角度センサからの検出値に基づいて第４アーム３ｄを所定方向、例えば鉛直方向に軌跡制御しながらオーガスクリュー１２を回転し、鉛直方向に掘削する。なお、図１では油圧ショベルをベースマシンとしているが、クレーンをベースマシンとしてもよい。また、ベースマシンにリーダを立設し、リーダに沿ってオーガ装置１０を昇降させてもよい。
【０００９】
図２は、本実施の形態に係わる油圧モータの駆動回路を示す油圧回路図、とくにオーガ駆動装置１１の油圧回路図である。油圧回路は、エンジン２０によって駆動される油圧ポンプ２１,２２と、油圧ポンプ２１からの圧油によって駆動される一対の油圧モータ２３,２４と、油圧ポンプ２１から油圧モータ２３,２４への圧油の流れを制御する方向切換弁２５と、各油圧モータ２３,２４の排出容積Ｍ１,Ｍ２（押除け容積）を制御する切換弁３１〜３６とを有する。油圧モータ２３,２４の各出力軸２３ａ,２４ａはピニオン２７,２８、ギヤ２９を介してオーガ駆動装置１１の出力軸１１ａにそれぞれ連結されている。これにより、油圧モータ２３,２４の駆動トルクがオーガ駆動装置１１に伝達され、オーガスクリュー１２が回転する。
【００１０】
方向切換弁２５は運転室でのレバー２５ａの操作によって切り換えられる。方向制御弁２５が位置イに切り換えられると油圧ポンプ２１からの圧油は管路４１に供給され、位置ロに切り換えられると管路４２に供給される。これによって油圧モータ２３,２４が正転または逆転する。なお、モータ正転時にはポートａ,ｂが入口ポート、ポートｃ,ｄが出口ポートになり、逆転時にはポートｃ,ｄが入口ポート、ポートａ,ｂが出口ポートになる。
【００１１】
油圧モータ２３,２４は、それぞれ複数のピストンを有し、出力軸が一回転する間各ピストンが複数回の排出工程を有するいわゆるマルチストローク型モータであり、切換弁３１〜３６の切換によってモータ２３,２４を低速仕様、高速仕様、フリーホイール（自由回転）仕様のいずれかに切り換える。すなわち、モータ正転時に図示のように切換弁３１〜３６を全て位置イに切り換えると、モータ２３,２４の入口ポートａ,ｂと管路４１および出口ポートｃ,ｄと管路４２がそれぞれ連通する。これにより、モータ２３の排出容積Ｍ１およびモータ２４の排出容積Ｍ２がそれぞれ最大（Ｍ１＝ｑ１、Ｍ２＝ｑ２）となり、モータ２３,２４は低速仕様とされる。なお、油圧モータ２３の最大排出容積ｑ１は油圧モータ２４の最大排出容積ｑ２よりも大きく設定されている（ｑ１＞ｑ２）。
【００１２】
切換弁３１〜３４を位置ロ、切換弁３５,３６を位置ロに切り換えると、モータ２３,２４の出口ポートｄはそれぞれ管路４３,４４を介して入口ポートｂに連通する。これにより、モータ排出容積Ｍ１,Ｍ２は出入口ポートｂ,ｄの分だけ減少し、モータ２３,２４は高速仕様とされる。
【００１３】
切換弁３１〜３４を位置イ、切換弁３５,３６を位置ロに切り換えると、モータ２３の出入口ポートａ〜ｄは管路４５,４６および管路４９を介してタンクに連通し、モータ２４の出入口ポートａ〜ｄは管路４７,４８および管路４９を介してタンクに連通する。これにより、モータ２３,２４には駆動圧が作用することなく、モータ２３,２４はフリーホイール仕様とされる。このときモータ排出容積Ｍ１,Ｍ２はそれぞれ０となる。
【００１４】
切換弁３１,３２のパイロットポートは電磁弁５１を介し、切換弁３３,３４のパイロットポートは電磁弁５２を介してそれぞれ油圧ポンプ（パイロットポンプ）２２に接続されている。切換弁３５のパイロットポートは電磁弁５３を介し、切換弁３６のパイロットポートは電磁弁５４を介してそれぞれ油圧ポンプ２２に接続されている。油圧モータ２３のケーシング内部空間（図３,４の６１ａ）に連通する給油ポートｅは、電磁弁５５を介し、油圧モータ２４の給油ポートｅは電磁弁５６を介してそれぞれ油圧ポンプ２２に接続されている。油圧ポンプ２２と電磁弁５５,５６の間には減圧弁５７が介装され、電磁弁５５,５６に対して並列にリリーフ弁５８,５９が設けられてている。これにより、給油ポートｅから流入する圧力、すなわちケーシング６１内の圧力が調整される。油圧モータ２３,２４のドレンポートｔはそれぞれ絞り３７,３８を介してタンクに連通している。電磁弁５１〜５６は後述するコントローラ５０からの制御信号によって切り換えられる。
【００１５】
ここで、油圧モータ２３,２４の構造について説明する。図３は油圧モータ２３,２４の縦断面図であり、図４は図３のIV-IV線断面図である。ケーシング６１内には回転可能にロータ６２が収容され、モータ２３,２４の出力軸２３ａ,２４ａはロータ６２に一体にスプライン結合されている。ロータ６２の外周部には放射状に複数（図では８個）のシリンダ室６３が形成され、この各シリンダ室６３にそれぞれピストン６４が往復動可能に嵌合されている。ピストン６４の先端には回転可能にローラ６５が設けられている。ケーシング６１の内周部にはカムリング面６６が設けられ、カムリング面６６にはそれぞれ複数（図では６個）の山部６６ａと谷部６６ｂが周方向交互に形成されている。
【００１６】
ケーシング６１の内側部には、カムリング面６６の山部６６ａおよび谷部６６ｂと同数（各６個）の油窓６７および油窓６８が周方向交互に開口されている。油窓６７,６８はそれぞれ山部６６ａと谷部６６ｂの間の位相に位置している。油窓６７の片側半分（例えば上側の３個；６７ａとする）はケーシング６１内に設けられた油路を介して給排口６９（図２のポートａ）に連通し、残りの半分（下側の３個；６７ｂとする）は給排口７０（図２のポートｂ）に連通している。また、油窓６８の片側半分（上側の３個；６８ａとする）はケーシング６１内に設けられた油路を介して給排口７１（図２のポートｃ）に連通し、残りの半分（下側の３個；６８ｂとする）は給排口７２（図２のポートｄ）に連通している。なお、図示は省略するが、給排口６９〜７２は互いに異なる位相に設けられ、ケーシング６１内での油窓６７ａ,６７ｂ,６８ａ,６８ｂ同士の連通は阻止されている。
【００１７】
ロータ６２には、シリンダ室６３に面してそれぞれ油路６２ａが開口され、この油路６２ａを介して油窓６７,６８とシリンダ室６３とが連通可能となっている。油路６２ａを介してシリンダ室６３に圧油が給排されるとピストン６４が往復動し、ローラ６５がカムリング面を転動する。これによりピストン６４の往復運動がロータ６２の回転運動に変換され、モータ２３,２４が回転する。この場合、図４に示すように、複数のピストン６４のうち、対向するもの同士が同時に往復動する。なお、シリンダ室６３に給油口６９,７０（油窓６７）を介して給油されるとロータ６２は図４のＡ方向に回転（モータ２３,２４が正回転）し、給油口７１,７２（油窓６８）を介して給油されるとロータ６２は図４のＢ方向に回転（モータ２３,２４が逆回転）する。
【００１８】
ケーシング６１にはドレンポートｔが設けられ、このドレンポートｔを介してケーシング内部６１ａの圧油がタンクにドレンされる。なお、図示は省略するが、ケーシング６１には油圧ポンプ２２からのパイロット圧油をケーシング内部６１ａに導くための給油ポートｅが設けられている。
【００１９】
図５は、モータ２３,２４の速度段を制御する制御装置のブロック図である。運転室にはオーガ駆動装置１１の速度段を指令する速度設定器４０が設けられ、速度設定器４０はコントローラ５０に接続されている。速度設定器４０は例えば１速〜８速の速度指令を出力する。この速度指令に応じてコントローラ５０は図６に示すように電磁弁５１〜５６のソレノイドsol１〜sol６にオン信号を出力し、ソレノイドsol１〜sol６を励磁する。
【００２０】
図６に示すように、コントローラ５０は、１速が指令されるとソレノイドsol１〜sol６を全てオフ（消磁）し、２速が指令されるとソレノイドsol２のみをオンし、３速が指令されるとソレノイドsol１のみをオンし、４速が指令されるとソレノイドsol４,sol６をそれぞれオンし、５速が指令されるとソレノイドsol１,sol２をそれぞれオンし、６速が指令されるとソレノイドsol３,sol５をそれぞれオンし、７速が指令されるとソレノイドsol１,sol４,sol６をそれぞれオンし、８速が指令されるとソレノイドsol２,sol３,sol５をそれぞれオンする。これにより、モータ２２,２３の排出容積Ｍ１,Ｍ２、モータ排出容積の和（総排出容積と呼ぶ）Ｍ１＋Ｍ２、出力軸１１ａの回転数Ｎが図示のように変化する。なお、図６において、Ｑはポンプ吐出量、ｉはピニオン２７,２８、ギア２９の減速比である。
【００２１】
次に、本実施の形態の動作について説明する。
（１）１速
低速大トルクが必要とされる掘削作業を行う場合には、速度設定器４０により例えば１速を指令する。これにより上述したように電磁弁５１〜５６のソレノイドsol１〜sol６が全て消磁され、図２に示すように電磁弁５１〜５６はそれぞれ位置イに切り換えられる。その結果、油圧ポンプ２２からのパイロット圧が遮断され、切換弁３１〜３６はそれぞれ位置イに切り換えられる。
【００２２】
この状態でレバー２５ａの操作により方向切換弁２５を位置イに切り換えると、油圧ポンプ２１からの圧油は方向切換弁２５、管路４１を介して切換弁３５,３６にそれぞれ流入する。切換弁３５からの圧油は、管路４５を介して油圧モータ２３のａ,ｂポート（給排口６９）からモータ２３内に流入し、ｃ,ｄポート（給排口７１）から流出する。また、切換弁３６からの圧油は、管路４７を介して油圧モータ２４のａ,ｂポート（給排口７０）からモータ２４内に流入し、ｃ,ｄポート（給排口７２）から流出する。これによって油圧モータ２３,２４が回転する。油圧モータ２３を通過した油は管路４６、４２を介し、油圧モータ２４を通過した油は管路４８、４２を介してそれぞれタンクに戻される。
【００２３】
このとき、油圧モータ２３,２４の排出容積Ｍ１,Ｍ２はそれぞれ最大ｑ１,ｑ２となり、総排出容積Ｍ1＋Ｍ２はｑ１＋ｑ２となる。これにより、出力軸１１ａの回転数ＮはＱ／（ｑ１＋ｑ２）ｉとなり、オーガスクリュー１２は低速高トルク（例えば１０〜５０r.p.m.）で回転する。オーガスクリュー１２を回転させながら軌跡制御により油圧シリンダ４ａ〜４ｄを駆動すれば、オーガ装置１０が所定方向に移動し、掘削作業を行うことができる。
【００２４】
オーガスクリュー１２を逆回転させる場合には、レバー操作によって方向切換弁２５を位置ロに切り換える。この切換により油圧ポンプ２１からの圧油が方向切換弁２５、管路４２を介して切換弁３５,３６にそれぞれ流入する。切換弁３５からの圧油は管路４６を介して油圧モータ２３のそれぞれｃ,ｄポートからモータ２３内に流入し、ａ,ｂポートから流出する。また、切換弁３６からの圧油は管路４８を介して油圧モータ２４のそれぞれｃ,ｄポートからモータ２４内に流入し、ａ,ｂポートから流出する。これにより油圧モータ２３,２４が逆回転し、オーガスクリュー１２を逆回転させることができる。
【００２５】
（２）２速
速度設定器４０により２速が指令されると電磁弁５２のソレノイドsol２が励磁され、電磁弁５２が位置ロに切り換えられる。この切換により油圧ポンプ２２からのパイロット圧が電磁弁５２を介して切換弁３３,３４のパイロットポートに作用し、切換弁３３,３４はそれぞれ位置ロに切り換えられる。これにより、油圧モータ２４のｂ,ｄポートが管路４４を介して連通し、モータ排出容積Ｍ２がｑ２／２になる。その結果、油圧モータ２３,２４の総排出容積Ｍ1＋Ｍ２はｑ１＋ｑ２／２、出力軸１１ａの回転数ＮはＱ／（ｑ１＋ｑ２／２）ｉとなり、オーガスクリュー１２を１速よりも高速で回転することができる。
【００２６】
（３）３速
速度設定器４０により３速が指令されると電磁弁５１のソレノイドsol１が励磁され、電磁弁５１が位置ロに切り換えられる。この切換により油圧ポンプ２２からのパイロット圧が電磁弁５１を介して切換弁３１,３２のパイロットポートに作用し、切換弁３１,３２はそれぞれ位置ロに切り換えられる。これにより、油圧モータ２３のｂ,ｄポートが管路４３を介して連通し、モータ排出容積Ｍ１がｑ１／２になる。その結果、油圧モータ２３,２４の総排出容積Ｍ1＋Ｍ２はｑ１／２＋ｑ２、出力軸１１ａの回転数ＮはＱ／（ｑ１／２＋ｑ２）ｉとなる。ｑ１＞ｑ２であるため、オーガスクリュー１２を２速よりも高速で回転することができる。
【００２７】
（４）４速
速度設定器４０により４速が指令されると電磁弁５４,５６のソレノイドsol４,sol６がそれぞれ励磁され、電磁弁５４,５６がそれぞれ位置ロに切り換えられる。この切換により油圧ポンプ２２からのパイロット圧が電磁弁５４を介して切換弁３６のパイロットポートに作用し、切換弁３６は位置ロに切り換えられる。これにより、油圧モータ２４のａ,ｂポートとｃ,ｄポートが管路４７,４８および管路４９を介してタンクに連通する。また、油圧ポンプ２２からの圧油が減圧弁５７、電磁弁５６を介して油圧モータ２４の給油ポートｅに作用する。その結果、ケーシング内部６１ａの圧力がシリンダ室６３の圧力より大きくなり、油圧モータ２４は排出容積Ｍ２＝０のフリーホイール仕様とされる。
【００２８】
この状態で方向切換弁２５を例えば位置イに切り換えると、油圧ポンプ２１からの圧油は切換弁３５を介して油圧モータ２３のみに導かれ、油圧モータ２３が回転する。油圧モータ２３の回転は、ギア２７,２８、ピニオン２９を介して油圧モータ２４に伝達され、油圧モータ２４はフリーホイールする。この場合、油圧モータ２３,２４の総排出容積Ｍ1＋Ｍ２はｑ１となり、出力軸１１ａの回転数ＮはＱ／ｑ１ｉとなる。その結果、オーガスクリュー１２を４速よりも高速で回転することができる。
【００２９】
このとき、ケーシング内部６１ａの圧力はシリンダ室６３の圧力より高いため、遠心力によるピストン６４の径方向への飛び出しが抑えられ、ローラ６５とカムリング面６６との接触による摩擦損失を低減することができる。また、油圧モータ２４の出入口ポートａ〜ｄはタンクに連通しているため、ケーシング６１の内圧をさほど大きくしなくともケーシング内部６１ａとシリンダ室６３との十分な差圧を確保することができる。その結果、軸２３ａ,２４ａの周囲のオイルシールなどを介してケーシング６１内から外部へ油漏れが発生することを防止することができる。
【００３０】
（５）５速
速度設定器４０により５速が指令されると電磁弁５１,５２のソレノイドsol１,sol２がそれぞれ励磁され、電磁弁５１,５２が位置ロに切り換えられる。この切換により油圧ポンプ２２からのパイロット圧が電磁弁５１を介して切換弁３１,３２のパイロットポートに作用するとともに、電磁弁５２を介して切換弁３３,３４のパイロットポートに作用し、切換弁３１〜３４はそれぞれ位置ロに切り換えられる。これにより、油圧モータ２３,２４のｂ,ｄポートがそれぞれ管路４３,４４を介して連通し、モータ排出容積Ｍ１,Ｍ２がそれぞれｑ１／２,ｑ２／２になる。その結果、油圧モータ２３,２４の総排出容積Ｍ1＋Ｍ２は（ｑ１＋ｑ２）／２、出力軸１１ａの回転数Ｎは２Ｑ／（ｑ１＋ｑ２）ｉとなり、オーガスクリュー１２を４速よりも高速、１速の２倍の速さで回転することができる。
【００３１】
（６）６速
速度設定器４０により６速が指令されると電磁弁５３,５５のソレノイドsol３,sol５がそれぞれ励磁され、電磁弁５３,５５がそれぞれ位置ロに切り換えられる。この切換により油圧ポンプ２２からのパイロット圧が電磁弁５３を介して切換弁３５のパイロットポートに作用し、切換弁３５は位置ロに切り換えられる。また、油圧ポンプ２２からの圧油が減圧弁５７、電磁弁５５を介して油圧モータ２３の給油ポートｅに作用する。これにより、油圧モータ２３のａ,ｂポートとｃ,ｄポートが管路４５,４６および管路４９を介してタンクに連通するとともに、ケーシング内部６１ａの圧力がシリンダ室６３の圧力より大きくなり、油圧モータ２３は排出容積Ｍ１＝０のフリーホイール仕様とされる。
【００３２】
この状態で方向切換弁２５を例えば位置イに切り換えると、油圧ポンプ２１からの圧油は切換弁３６を介して油圧モータ２４のみに導かれ、油圧モータ２４が回転する。油圧モータ２４の回転は、ギア２７,２８、ピニオン２９を介して油圧モータ２３に伝達され、油圧モータ２３はフリーホイールする。この場合、油圧モータ２３,２４の総排出容積Ｍ1＋Ｍ２はｑ２となり、出力軸１１ａの回転数ＮはＱ／ｑ２ｉとなる。その結果、オーガスクリュー１２を５速よりも高速で回転することができる。
【００３３】
（７）７速
速度設定器４０により７速が指令されると電磁弁５１,５４,５６のソレノイドsol１,sol4,sol6がそれぞれ励磁され、電磁弁５１,５４,５６がそれぞれ位置ロに切り換えられる。この切換により油圧ポンプ２２からのパイロット圧が切換弁３１,３２のパイロットポートに作用し、切換弁３１,３２はそれぞれ位置ロに切り換えられる。これにより、油圧モータ２３のｂ,ｄポートが管路４３を介して連通し、モータ排出容積Ｍ１はｑ１／２になる。また、油圧ポンプ２２からのパイロット圧が切換弁３６のパイロットポートに作用して切換弁３６は位置ロに切り換えられるとともに、油圧ポンプ２２からの圧油が電磁弁５６を介してケーシング６１内に導かれる。これにより、油圧モータ２４のａ〜ｄポートが管路４７,４８および管路４９を介してタンクに連通し、モータ排出容積Ｍ２は０になる。その結果、油圧モータ２３,２４の総排出容積Ｍ1＋Ｍ２はｑ１／２、出力軸１１ａの回転数Ｎは２Ｑ／ｑ１ｉとなり、オーガスクリュー１２を６速よりも高速、４速の２倍の速さで回転することができる。
【００３４】
（８）８速
速度設定器４０により８速が指令されると電磁弁５２,５３,５５のソレノイドsol２,sol３,sol５がそれぞれ励磁され、電磁弁５２,５３,５５がそれぞれ位置ロに切り換えられる。この切換により油圧ポンプ２２からのパイロット圧が切換弁３３,３４のパイロットポートに作用し、切換弁３３,３４はそれぞれ位置ロに切り換えられる。これにより、油圧モータ２４のｂ,ｄポートが管路４４を介して連通し、モータ排出容積Ｍ２はｑ２／２になる。また、油圧ポンプ２２からのパイロット圧が切換弁３６のパイロットポートに作用して切換弁３６は位置ロに切り換えられるとともに、油圧ポンプ２２からの圧油が電磁弁５５を介してケーシング６１内に導かれる。これにより、油圧モータ２３のａ〜ｄポートが管路４５,４６および管路４９を介してタンクに連通し、モータ排出容積Ｍ１は０になる。その結果、油圧モータ２３,２４の総排出容積Ｍ1＋Ｍ２はｑ２／２、出力軸１１ａの回転数Ｎは２Ｑ／ｑ２ｉとなる。この場合の回転数は、１速の４倍以上、６速の２倍であり、オーガスクリュー１２を高速低トルク（例えば２０〜１００r.p.m.）で回転することができる。これによりオーガスクリュー１２を地中で高速回転させながらモルタルを注入すれば、土とモルタルとが良好に攪拌され、地盤改良作業を行うことができる。
【００３５】
このように本実施の形態によると、油圧オーガの駆動用としてマルチストローク型油圧モータ２３,２４を用い、切換弁３１〜３４の切換により油圧モータ２３,２４の排出容積を大小２段階に切り換えるとともに、切換弁３５,３６の切換により油圧モータ２３,２４をフリーホイール仕様に切り換えるようにしたので、オーガ駆動装置１１の出力軸１１ａの回転数Ｎを大きく変更することができる。その結果、同一のオーガ装置１０を用いて低速高トルクの掘削作業から高速低トルクの地盤改良作業まで行うことができ、オーガ装置１０の交換の手間が省けて作業効率が向上するとともに、オーガ装置１０を複数備える必要がないので、コストを低減することができる。
【００３６】
また、油圧モータ２３,２４をフリーホイール仕様とする際に、電磁弁５５,５６を介してモータケーシング６１内に圧油を導くようにしたので、ケーシング内圧がシリンダ室６３の圧力よりも大きくなり、ピストン６４の飛び出しを抑えながらモータ２３,２４をフリーホイールすることができる。さらに、フリーホイールの際に、油圧モータ２３,２４の出入口ポートａ〜ｄをタンクに連通するので、ケーシング内圧をさほど大きくしなくともケーシング６１内とシリンダ室６３との十分な差圧を確保することができ、外部への圧油の漏れを防止することができる。切換弁３１〜３６の切り換えによりオーガ駆動装置１１を８段に変速可能としたので、作業に応じたきめ細かな速度調整が可能となる。
【００３７】
なお、本発明による油圧モータの駆動回路は、上述した実施の形態に限定されることなく種々の変更が可能である。上記実施の形態では、モータ速度を８段に変速するようにしたが、これ以上またはこれ以下の速度段としてもよい。油圧モータ２３,２４のピストン６４の数を８個、カムリング面６６の山部６６ａ、谷部６６ｂの数を６個としたが、これより多くまたは少なくてもよい。油圧モータ２３,２４の排出容積Ｍ１,Ｍ２を２段階に切り換えるようにしたが、３段階以上に切り換えるようにしてもよい。モータ２３,２４の最大排出容積をｑ１＞ｑ２としたが、ｑ１＝ｑ２としてもよい。フリーホイール時における給油ポートｅからの圧油の供給、出入口ポートａ〜ｄとタンクとの連通は必須ではない。
【００３８】
以上の実施の形態において、回転体として用いたオーガ駆動装置１１の出力軸１１ａは他の作業機（アースドリル）の出力軸であってもよい。モータ変更手段として切換弁３１〜３６、フリーホイール手段として切換弁３５,３６を用いたが、モータ回路内の流れを制御するものなら電磁切換弁等、他の切換弁であってもよい。制御手段をコントローラ５０、電磁弁５１〜５６以外のもので構成してもよい。給油手段を電磁弁５５,５６以外のもので構成してもよい。連通手段を油圧切換弁３５,３６以外のもので構成してもよい。作業機本体を油圧ショベル１〜３としたが、クレーンでもよい。走行体１をクローラ式としたがホイール式でもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、第１の油圧モータと第２の油圧モータのモータ容量をそれぞれ２段階に変更可能とするとともに、モータの出入口ポートを連通して第１の油圧モータまたは第２の油圧モータのフリーホイールを許容するようにした。これにより、回転体の速度範囲を大きくとることができ、油圧オーガなどを用いて低速高トルクの掘削作業から高速低トルクの地盤改良作業までを効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる油圧モータの駆動回路を有するアースオーガの側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる油圧モータの駆動回路図。
【図３】本発明の実施の形態に係わる油圧モータの縦断面図。
【図４】図３のIV-IV線断面図。
【図５】本発明の実施の形態に係わる油圧モータの駆動回路の切換を制御するブロック図。
【図６】本発明の実施の形態に係わる油圧モータの駆動回路の動作を説明する図。
【符号の説明】
１０  オーガ装置                  １１  オーガ駆動装置
１１ａ  出力軸                      １２  オーガスクリュー
２１,２２  油圧ポンプ            ２３,２４  油圧モータ
２５  方向切換弁               ３１〜３６  切換弁
５０  コントローラ             ５１〜５６  電磁弁
５７  減圧弁                      ６１  ケーシング
６２  ロータ                      ６３  シリンダ室
６４  ピストン                    ６６  カムシリンダ面
【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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【図６】
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