(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭打機のリーダに沿って昇降可能に装着された回転駆動装置が、油圧モータの回転を減速機を介して出力軸に伝達し、その出力軸に連結された鋼管杭やスクリューロッドなどを回転させるものであって、
前記リーダを昇降する回転駆動装置の該リーダに対する所定位置の通過を検出する位置検出器と、
該位置検出器からの信号を受けて回転駆動装置の出力をトルク、回転数又は馬力の少なくともいずれか一つについて変化させる前記油圧モータの駆動回路とを有することを特徴とする回転駆動制御手段。
【請求項２】
請求項１に記載する回転駆動制御手段において、
前記油圧モータの駆動回路は、駆動用の油圧ポンプから前記油圧モータへ送られる作動油の供給圧力を調整すべく、高圧用のリリーフ弁と低圧用リリーフ弁とを有し、前記位置検出器からの信号を受けて低圧用のリリーフ弁側流路の連通・遮断を行うものであることを特徴とする回転駆動制御手段。
【請求項３】
請求項１に記載する回転駆動制御手段において、
前記油圧モータの駆動回路は、駆動用の油圧ポンプから前記油圧モータへ送られる作動油の供給圧力を調整すべく電磁式の可変リリーフ弁と、その可変リリーフ弁のリリーフ圧を任意に調整可能なリリーフ圧設定装置とを有し、前記位置検出器からの信号を受けたリリーフ圧設定装置によって可変リリーフ弁のリリーフ圧を調整するものであることを特徴とする回転駆動制御手段。
【請求項４】
請求項１に記載する回転駆動制御手段において、
前記油圧モータの駆動回路は、前記油圧モータが可変容量型モータであって、当該可変容量型モータの押しのけ容積を変化させるための圧力油の供給・遮断を調整する電磁切換弁を有し、前記位置検出器からの信号を受けて前記電磁切換弁の切り換えを行うものであることを特徴とする回転駆動制御手段。
【請求項５】
請求項１に記載する回転駆動制御手段において、
前記油圧モータの駆動回路は、前記油圧ポンプが可変容量型であって、当該可変容量型ポンプの斜板の傾き調整を行うための圧力油の供給・遮断を行う電磁切換弁を有し、前記位置検出器からの信号を受けて前記電磁切換弁の切り換えを行うものであることを特徴とする回転駆動制御手段。
【請求項６】
請求項１に記載する回転駆動制御手段において、
前記油圧モータの駆動回路は、前記油圧ポンプを２機有し、前記油圧モータに対して各油圧ポンプがそれぞれの方向切換弁を介して接続されたものであって、前記位置検出器からの信号を受けて一方の油圧ポンプについてのみ、当該方向切換弁を切り換えるものであることを特徴とする回転駆動制御手段。
【請求項７】
請求項１に記載する回転駆動制御手段において、
前記油圧モータの駆動回路は、前記油圧モータが馬力制御装置と一体に構成された可変馬力モータであって、当該馬力制御装置を変化させるための圧力油の供給・遮断を調整する電磁切換弁を有し、前記位置検出器からの信号を受けて前記電磁切換弁の切り換えを行うものであることを特徴とする回転駆動制御手段。
【請求項８】
請求項５又は請求項７に記載する回転駆動制御手段において、
前記電磁切換弁が比例減圧弁であって、パイロット圧を連続的に変化させるものであることを特徴とする回転駆動制御手段。
【請求項９】
請求項２又は請求項４乃至請求項７のいずれかに記載する回転駆動制御手段において、
前記位置検出器は、前記回転駆動装置の通過に伴って回転子が引っかけられてＯＮ／ＯＦＦ状態が切り換えられるリミットスイッチであることを特徴とする回転駆動制御手段。
【請求項１０】
請求項３又は請求項８に記載する回転駆動制御手段において、
前記位置検出手段は、リール式長さ計又はエンコーダであって、前記回転駆動装置のリーダに対する昇降位置を連続的に検出するものであることを特徴とする回転駆動制御手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リーダに沿って昇降自在に装着し回転駆動装置の回転出力を昇降高さに応じて自動的に変更可能な回転駆動制御手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
支持杭を建てる基礎工事では、例えば鋼管杭を地盤に回転圧入させたり、スクリューロッドで地盤を掘削作業する場合には、杭打機のリーダに昇降可能に装着したオーガなどの回転駆動装置が使用される。そうしたオーガに取り付けられた鋼管杭やスクリューロッドなどは、オーガによって回転が与えられ、それに伴いオーガがリーダに沿って下降することにより地盤に押し付けられ、回転圧入や地盤の掘削が行われる。
【０００３】
しかし、リーダを昇降するオーガを使用した作業の場合には、地盤に回転圧入される鋼管杭などから受ける回転反力がリーダに作用するが、最近ではリーダが長尺になってきていることから、強度問題に対応する必要が生じてきた。特に、３点支持式であればリーダの左右方向にかかる負荷に対する強度は得られるものの、図７に示すような（詳細は後述する）１本のバックステー６で支えられたリーダ５はそうした左右横方向の負荷に対して弱いという欠点があるためである。
【０００４】
オーガ１５を介して受ける回転反力はリーダ５を左右に振るため、モーメントによって付根付近に最も大きな応力が作用することになる。リーダ５に作用するモーメントは、鋼管杭などを回転させるオーガ１５の回転トルクが一定の場合でもオーガ１５の高さ位置によって変化する。そして、リーダ５は、前述したように長尺化の傾向にあり、杭打機全体のバランスから軽量化される方向にある一方で、回転出力は増加の傾向にあるためリーダ５への負担はますます大きくなってきている。従って、回転反力に対する強度の問題がリーダ保護、ひいては作業の安全からも重要になってきており、その解決方法が望まれている。
【０００５】
そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、回転駆動装置の回転出力を昇降高さに応じて自動的に変更可能な回転駆動制御手段を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の回転駆動制御手段は、杭打機のリーダに沿って昇降可能に装着された回転駆動装置が、油圧モータの回転を減速機を介して出力軸に伝達し、その出力軸に連結された鋼管杭やスクリューロッドなどを回転させるものであって、前記リーダを昇降する回転駆動装置の該リーダに対する所定位置の通過を検出する位置検出器と、該位置検出器からの信号を受けて回転駆動装置の出力をトルク、回転数又は馬力の少なくともいずれか一つについて変化させる前記油圧モータの駆動回路とを有することを特徴とする。
【０００７】
よって、本発明の回転駆動制御手段によれば、回転駆動装置が高い位置にある場合には小さいトルク、回転数、又は馬力の回転を出力し、所定の位置まで下がったところで、或いは連続してトルク、回転数、又は馬力を大きくするように自動的に切り換えられる。
そのため、回転反力によってリーダが受ける軸支部分のモーメントを、特に高い位置での回転反力を小さくして抑えることができた。また、例えば掘削ロッドで地盤を掘削する際に刃が石に当たって衝撃を受けるような場合、その衝撃によってリーダは下端の支持部分に大きなモーメントを受けることになる。しかし、回転駆動装置が高い位置では回転数を下げているので衝撃は小さくなり、リーダへの負担を小さく抑えることができる。
【０００８】
また、本発明の回転駆動制御手段は、次のような実施態様であることが好ましい。
油圧モータの駆動回路が、駆動用の油圧ポンプから前記油圧モータへ送られる作動油の供給圧力を調整すべく、高圧用のリリーフ弁と低圧用リリーフ弁とを有し、前記位置検出器からの信号を受けて低圧用のリリーフ弁側流路の連通・遮断を行うものであること。
前記油圧モータの駆動回路が、駆動用の油圧ポンプから前記油圧モータへ送られる作動油の供給圧力を調整すべく電磁式の可変リリーフ弁と、その可変リリーフ弁のリリーフ圧を任意に調整可能なリリーフ圧設定装置とを有し、前記位置検出器からの信号を受けたリリーフ圧設定装置によって可変リリーフ弁のリリーフ圧を調整するものであること。
【０００９】
前記油圧モータの駆動回路が、前記油圧モータが可変容量型モータであって、当該可変容量型モータの押しのけ容積を変化させるための圧力油の供給・遮断を調整する電磁切換弁を有し、前記位置検出器からの信号を受けて前記電磁切換弁の切り換えを行うものであること。
前記油圧モータの駆動回路が、前記油圧ポンプが可変容量型であって、当該可変容量型ポンプの斜板の傾き調整を行うための圧力油の供給・遮断を行う電磁切換弁を有し、前記位置検出器からの信号を受けて前記電磁切換弁の切り換えを行うものであること。
【００１０】
前記油圧モータの駆動回路が、前記油圧ポンプを２機有し、前記油圧モータに対して各油圧ポンプがそれぞれの方向切換弁を介して接続されたものであって、前記位置検出器からの信号を受けて一方の油圧ポンプについてのみ、当該方向切換弁を切り換えるものであること。
前記油圧モータの駆動回路が、前記油圧モータが馬力制御装置と一体に構成された可変馬力モータであって、当該馬力制御装置を変化させるための圧力油の供給・遮断を調整する電磁切換弁を有し、前記位置検出器からの信号を受けて前記電磁切換弁の切り換えを行うものであること。
【００１１】
前記電磁切換弁が比例減圧弁であって、パイロット圧を連続的に変化させるものであること。
前記位置検出器が、前記回転駆動装置の通過に伴って回転子が引っかけられてＯＮ／ＯＦＦ状態が切り換えられるリミットスイッチであること。
前記位置検出手段が、リール式長さ計又はエンコーダであって、前記回転駆動装置のリーダに対する昇降位置を連続的に検出するものであること。
【００１２】
次に、本発明に係る回転駆動制御装置について図面を参照しながら説明する。以下の各実施形態は、図７に示すように、杭打機１のリーダ５に対して回転駆動装置であるオーガ１５が昇降可能に装着され、そうしたオーガ１５の油圧モータ１０について昇降位置に応じた回転駆動制御を行うものである。
杭打機１は、クローラによって走行可能な走行部２に操縦席などを備えた上部旋回体３を旋回可能に設けたベースマシン４を構成し、リーダ５が上部旋回体３の前後方向に回動可能に軸支され、後方から連結されたバックステー６によって起伏可能に支持されている。杭打機１は、地面が傾斜した場所でもリーダ５の垂直を出すためのチルト機構を有しており、リーダ５は、軸支された支持フレーム７が不図示のチルトブラケットに軸支され、シリンダ８の作動によって左右方向に傾きを変えられるようになっている。
【００１３】
更に、この杭打機１は、前記課題でも挙げたリーダ５を長尺にしたものであり、上部リーダ５ａと下部リーダ５ｂとがヒンジ９で連結され、作業時において図のように１本のリーダ５としてボルト締めなどによって固定するようにしたものである。
回転駆動装置であるオーガ１５は昇降装置１６と一体に構成され、こうした杭打機１のリーダ５に対して昇降可能に装着される。例えば、この昇降装置１６では、リーダ５の上下軸方向に取り付けられたラックに対してピニオンを噛合させ、そうしたピニオンを昇降用油圧モータ１７によって回転させて昇降させている。
【００１４】
オーガ１５は、鋼管杭やスクリューロッドなどを連結する出力軸１１が下方に突設され、減速機を介して伝達された油圧モータ１０の出力によって、その出力軸１１及び連結された鋼管杭やスクリューロッドなどに回転を与える。
そこで例えば、この杭打機１を使用して地盤の掘削を行う場合、実線で示したようにリーダ５を上昇したオーガ１５に対してその出力軸１１にスクリューロッドが連結され、リーダ５に沿って垂直に吊されたスクリューロッドは、油圧モータ１０の駆動によりって回転を与えられるとともにオーガ１５が下降することによって地盤を掘り進む。
【００１５】
本実施形態の回転駆動制御手段は、こうしたオーガの油圧モータ（以下、「オーガモータ」と記す）の回転駆動を制御するものであり、以下これについて具体的に説明する。図１は、第１実施形態の回転駆動制御手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの駆動回路を示した図である。先ずオーガモータ駆動回路には、オーガ１５を構成するオーガモータ１０に対し、作動油を供給する駆動用の油圧ポンプ（以下、他の実施形態も含めて「駆動ポンプ」と記す）２１がその作動油の入出力を反転させる方向切換弁２２を介して接続されている。
【００１６】
その駆動ポンプ２１と方向切換弁２２とは供給流路３１，３２を介して接続されており、その供給流路３１からは、リリーフ弁２３が配管された排出流路３３が分岐している。従って、方向切換弁２２を介してオーガモータ１０へ送られる作動油は、このリリーフ弁２３によって所定のリリーフ圧が設定されている。また、駆動ポンプ２１と方向切換弁２２との間には圧力切換弁２４が設けられており、低圧リリーフ弁２６を設けた低圧流路３４と給流路３１，３２との連通・遮断が切り換えられるようになっている。
【００１７】
方向切換弁２２及び圧力切換弁２４は、ともにパイロット用の油圧ポンプ（以下、他の実施形態も含めて「パイロットポンプ」と記す）２５によって作動するように構成されている。すなわち方向切換弁２２には、そのスプールを動作させる操作ポートに、回転切換弁２７，２８を介しパイロットポンプ２５が接続され、また圧力切換弁２４には、同じようにそのスプールを動作させる操作ポートの一方に電磁切換弁２６を介してパイロットポンプ２５が接続されている。
【００１８】
回転切換弁２７，２８は、オペレータが操縦席にあるレバーの操作によって切り換えられるものであり、レバーが中立位置のときには図示する状態であって、正転側に倒されたときに回転切換弁２７が切り換わり、逆転側に倒されたときに回転切換弁２８が切り換わるようになっている。一方、電磁切換弁２６は、リーダ５に設置された位置検出器４１に電気的に接続され、昇降するオーガ１５に反応した位置検出器４１からの信号によって切り換えられるようになっている。
【００１９】
この位置検出器４１は、例えば図８に示すようなリミットスイッチであり、それが例えば図７に示すリーダ５のＡ位置に取り付けられている。位置検出器４１は、回転可能なＬ字形の回転子４２を有し、それが昇降装置１６に固定された作用片１８の通過によって引っかけられ、回転するような位置に取り付けられる。位置検出器４１のリーダ５に対する設置位置は任意に決めることができるが、それは両リリーフ弁２３，２６の作用に起因したオーガモータ１０から出力される回転トルクやリーダ５にかかる回転反力、特にリーダ５下端の反力モーメントに対する強度などを考慮して決定される。
【００２０】
次に、こうした回転駆動制御手段の作用について説明する。
先ずオーガ１５が図７の二点鎖線で示すようにリーダ５の下端側にあって、その駆動が停止している場合には、オーガモータ駆動回路は図１に示す状態にある。そこで、昇降装置１６を駆動させてオーガ１５を、図７の実線で示す位置まで上昇させる。オーガ１５が上昇する場合、昇降装置１６の作用片１８がＡ位置を通過する際に位置検出器４１の回転子４２が引っ掛けられて一点鎖線で示すように回転する。そして、こうした位置検出器４１の動作によって電磁切換弁２６が通電して自動的に切り換えられる。従って、パイロットポンプ２５からの圧力油が電磁切換弁２６を介して圧力切換弁２４側に送られ、そのパイロット圧によって切り換わった圧力切換弁２４を介して供給流路３１，３２に低圧流路３４が接続された状態になる。
【００２１】
次いで、図７に実線で示すように、リーダ５の上昇位置にオーガ１５が到達したところでその出力軸１１に掘削ロッド１２が取り付けられ、オーガ１５をリーダ５に沿って下降させるとともにオーガモータ１０に回転が与えられる。すなわち、オペレータによって正転側へレバーが操作され、回転切換弁２７が切り換わって、パイロットポンプ２５からのパイロット圧によって方向切換弁２２が切り換えられる。すると、駆動ポンプ２１から吐出された作動油は、供給流路３１，３２から方向切換弁２２を通って正転側流路３５を流れ、オーガモータ１０へと供給される。一方、オーガモータ１０から排出された作動油は、逆転側流路３６から方向切換弁２２を通り、排出流路３３を流れてタンク３０へと戻される。
【００２２】
このとき駆動ポンプ２１から吐出された作動油は、高圧用のリリーフ弁２３ではなく、低圧リリーフ弁２９によって設定された低いリリーフ圧でオーガモータ１０へと供給される。従って、オーガモータ１０からは低トルクの回転が出力され、地中へ入る掘削ロッド１２からの回転反力も小さいものとなる。そして、掘削ロッド１２による作業が進み、オーガ１５が再びリーダ５のＡ位置を通過すると、位置検出器４１の回転子４２が引っ掛けられて逆に回転し、図８の実線で示す状態に戻される。そのため電磁切換弁２６は、通電が遮断されて図示する状態に自動的に戻され、パイロット圧から解放された圧力切換弁２４も図示する状態に戻る。
【００２３】
従って、この場合には低圧リリーフ弁２９の配管された低圧流路３４が遮断されるため、駆動ポンプ２１から供給される作動油はリリーフ弁２３のリリーフ圧に設定が自動的に切り換えられ、オーガモータ１０へは高圧で作動油が供給されることとなる。その結果、オーガモータ１０からは高トルクの回転が出力され、それによって掘削ロッド１２が地盤を掘削する。
その後、一旦挿入させた掘削ロッド１２を引き抜くような場合は、これを逆回転させながらオーガ１５を上昇させる。その場合には、オペレータのレバー操作によって回転切換弁２８が切り換わり、方向切換弁２２にパイロット圧がかかり供給流路３１，３２が逆転側流路３６に接続される。そのため、掘削ロッド１２を逆回転させてオーガ１５が上昇し、前述したように位置検出器４１を通過するときに圧力切換弁２４が切り換えられ、作動油のリリーフ圧が高圧から低圧になり、オーガ１５の回転出力も高トルクから低トルクへと切り換えられる。
【００２４】
よって、本実施形態の回転駆動制御手段によれば、オーガモータ１０は、オーガ１５が高い位置にある場合には低トルクの回転を出力し、所定の位置まで下がったところで自動的に高トルクに切り換えられるので、回転反力によってリーダ５やバックステー６が受ける下端の反力モーメントを小さく抑えることができた。従って、本実施形態の杭打機１のようにリーダ５が長尺で、１本のバックステー６で支えるような構造のものに対し、各下端の軸支部分にかかる負荷を許容値に抑えることができた。
【００２５】
次に、回転駆動制御手段の第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態の回転駆動制御手段を示した図であり、オーガモータの駆動回路を示した図である。なお、第１実施形態のものと共通する構成要素については同符号を付して説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、オーガモータ１０と駆動ポンプ２１とが方向切換弁２２を介して接続され、オペレータのレバー操作による回転切換弁２７，２８の切り換えによってパイロットポンプ２５からのパイロット圧を受けて切り換えられるように構成されている。また、駆動ポンプ２１が接続された供給流路５５にはタンク５２側に電磁式の可変リリーフ弁５１が配管されており、オーガモータ１０へはこの可変リリーフ弁５１によって設定された所定圧の作動油が供給されるようになっている。
【００２６】
可変リリーフ弁５１は、リリーフ圧設定装置４６を介して位置検出器４５へ接続され、任意にリリーフ圧を変えられるようになっている。本実施形態の位置検出器４５には不図示のエンコーダが使用され、昇降装置１６（図７参照）の昇降用油圧モータ１７の回転数からリーダ５を昇降するオーガ１５の高さ位置を検出するようにしたものである。そして、リリーフ圧設定装置４６は、その位置検出器４５からの信号を受けて、高さに応じた所定の圧力にするための制御信号を可変リリーフ弁５１に送るようにしたものである。
【００２７】
そこで、図１に実線で示す上昇位置のオーガ１５に不図示の掘削ロッド１２が取り付けられ、オーガ１５をリーダ５に沿って下降させるとともにオーガモータ１０に回転が与えられる。すなわち、オペレータのレバー操作によって回転切換弁２７が切り換わり、駆動ポンプ２１から吐出された作動油は、可変リリーフ弁５１のリリーフ圧に従って供給流路５５を流れ、方向切換弁２２を通ってオーガモータ１０へと供給される。従って、オーガ１５はオーガモータ１０の駆動によって掘削ロッド１２を回転させながら徐々に下降する。位置検出器４５からは、オーガ１５の下降を示す検出信号が逐次リリーフ圧設定装置４６へ送られ、そこから更に可変リリーフ弁５１へ高さ位置に応じた制御信号が送られる。
【００２８】
そのため、オーガ１５が下降するに従ってリリーフ圧、すなわちオーガモータ１０への作動油の供給圧力が自動的に変えられて調節される。具体的には、オーガ１５の下降に従ってリリーフ圧が高くなるように設定されており、オーガモータ１０からは徐々にトルクが高くなっていく回転が出力される。逆に、一旦回転圧入させた掘削ロッド１２を引き抜く場合は、オーガ１５の上昇に従いオーガモータ１０からは徐々にトルクが低くなって回転が出力される。
【００２９】
よって、本実施形態の回転駆動制御手段によれば、オーガ１５が高い位置にある場合には低トルクの回転を出力し、下降するに従って徐々に自動的に高トルクへ切り換えられるようにしたので、オーガ１５が高い位置にある場合に、回転反力によってリーダ５やバックステー６が受ける下端の反力モーメントを小さく抑えることができた。従って、本実施形態の杭打機１のようにリーダ５が長尺で、１本のバックステー６で支えるような構造のものに対し、各下端の軸支部分にかかる負荷を許容値に抑えることができた。また、連続的にトルクを変化させるので、トルク変化による衝撃もなくスムーズに作業が行われる。
【００３０】
次に、回転駆動制御手段の第３実施形態について説明する。図３は、第３実施形態の回転駆動制御手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの駆動回路を示した図である。なお、第１実施形態のものと共通する構成要素については同符号を付して説明する。本実施形態では、オーガ１５に可変容量型のオーガモータ６０が使用され、そのオーガモータ６０と駆動ポンプ２１とが方向切換弁２２を介して接続されている。そして、この方向切換弁２２には、オペレータのレバー操作によって切換可能な回転切換弁２７，２８を介してパイロットポンプ２５が接続されている。
【００３１】
駆動ポンプ２１からオーガモータ６０へ作動油を送る供給流路６５には、タンク６１側にリリーフ弁６２が配管されており、オーガモータ６０へはこのリリーフ圧の作動油が供給されるようになっている。
ところで可変容量型のオーガモータ６０は、１回転当りの押しのけ容積Ｖを可変できる構造のもので、例えば、斜板の傾きにより押しのけ容積Ｖを可変する斜板式、カムリングの移動により押しのけ容積Ｖを可変するベーン式、斜軸の傾きにより押しのけ容積Ｖを可変する斜軸式等の油圧モータである。
【００３２】
そこで、オーガモータ６０が斜板式のものの場合、押しのけ容積Ｖを変える斜板の傾きは、作用室６０ａに導入される圧力油のパイロット圧とばね６０ｂとの釣合によって決められ、更に斜板の傾きがパイロット圧に比例するので、押しのけ容積Ｖもパイロット圧に比例する。こうしたオーガモータ６０の作用室６０ａには、電磁切換弁６３を介してパイロットポンプ２５が接続され、そのパイロット流路６６には、リリーフ弁６４が配管され、作用室６０ａにかかるパイロット圧が設定されている。電磁切換弁６７は、第１実施形態と同様に、リーダ５の所定高さ位置に取り付けられた位置検出器４１（図８参照）が接続されている。
【００３３】
次に、こうした回転駆動制御手段の作用について説明する。オーガ１５が図７の二点鎖線で示すようにリーダ５の下端側にあって、その駆動が停止している場合には、オーガモータ駆動回路は図３に示す状態にある。そこで先ず、昇降装置１６を駆動させてオーガ１５を図７の実線で示す位置まで上昇させる。オーガ１５が上昇する場合、Ａ位置を通過の際に位置検出器４１の回転子４２が作用片１８に引っ掛けられて回転する。そして、こうした位置検出器４１の動作によって電磁切換弁６３が通電して自動的に切り換えられる。パイロットポンプ２５と遮断された作用室６０ａはタンク６１へと接続が切り換えられ、ばね６０ｂに付勢された斜板の傾きが変わって、押しのけ容積が小さくなる。
【００３４】
そこで、そのままの状態でオーガ１５が図１の実線で示す位置まで上昇し、掘削ロッド１２が取り付けられた後、オーガ１５をリーダ５に沿って下降させるとともにオーガモータ６０に回転が与えられる。すなわち、駆動ポンプ２１から吐出された作動油は、リリーフ弁６２によって設定された一定の圧力でオーガモータ６０へと供給される。しかし、作用室６０ａの押しのけ容積が小さくなっているため、オーガモータ６０のトルクは小さく、そのオーガ１５に連結された掘削ロッド１２には低トルクの回転が出力される。
【００３５】
掘削ロッド１２による作業が進み、オーガ１５がリーダ５のＡ位置を再び通過すると、位置検出器４１の回転子４２が引っ掛けられて回転が戻される。そのため、通電が遮断された電磁切換弁６３は図示する状態に自動的に戻され、作用室６０ａにはパイロットポンプ２５からの圧力油が供給され、リリーフ弁６４によって設定されたパイロット圧に従って押しのけ容積が大きくなる。これにより駆動ポンプ２１から吐出された作動油は、リリーフ弁６６によって設定された一定の圧力でオーガモータ６０へと供給されているが、押しのけ容積の拡大によってオーガモータ６０の出力トルクは大きくなる。
【００３６】
よって、本実施形態の回転駆動制御手段によれば、オーガモータ１０は、オーガ１５が高い位置にある場合には低トルクの回転を出力し、所定の位置まで下がったところで自動的に高トルクに切り換えられるので、回転反力によってリーダ５やバックステー６が受ける下端の反力モーメントを小さく抑えることができた。従って、本実施形態の杭打機１のようにリーダ５が長尺で、１本のバックステー６で支えるような構造のものに対し、各下端の軸支部分にかかる負荷を許容値に抑えることができた。
【００３７】
次に、回転駆動制御手段の第４実施形態について説明する。図４は、第４実施形態の回転駆動制御手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの駆動回路を示した図である。なお、第１実施形態のものと共通する構成要素については同符号を付して説明する。本実施形態は、可変容量型の駆動ポンプ７１を使用し、方向切換弁２２を介して連結したオーガモータ１０へ供給する作動油の吐出流量を変化させるようにしたものである。方向切換弁２２は、オペレータのレバー操作による回転切換弁２７，２８の切り換えによってパイロットポンプ２５からのパイロット圧を受けて切り換えられるように構成されている。
【００３８】
可変容量型の駆動ポンプ７１は、斜板の傾きによって流量制御を行う公知のものであり、その斜板の傾きをシリンダ７２に導入される圧力油のパイロット圧とばねとの釣合によって調整するよう構成されている。すなわち、図９に示すように、パイロット圧がゼロ（Ｐ０）の場合の最大流量Ｖ０を、パイロット圧がＰ１になった場合に最大流量Ｖ１にまで落とすようにしたものである。シリンダ７２には、電磁切換弁７３を介してパイロットポンプ２５が接続され、その電磁切換弁７３には、第１実施形態と同様にリーダ５の所定高さ位置に設置された位置検出器４１が接続されている。
【００３９】
次に、こうした回転駆動制御手段の作用について説明する。オーガ１５が図７の二点鎖線で示すようにリーダ５の下端側にあって、その駆動が停止している場合には、このオーガモータ駆動回路は図４に示す状態になっている。そこで先ず、昇降装置１６を駆動させてオーガ１５を図７の実線で示す位置まで上昇させる。オーガ１５が上昇する場合、Ａ位置を通過の際に位置検出器４１の回転子４２が作用片１８に引っ掛けられて回転する。そして、こうした位置検出器４１の動作によって電磁切換弁７３が通電して自動的に切り換えられる。そのため、シリンダ７２にパイロット圧Ｐ１が作用し、駆動ポンプ７１は、斜板の傾きが変わって吐出流量が少ない状態になる。
【００４０】
そこで、そのままの状態でオーガ１５は図１に実線で示す位置まで上昇し、掘削ロッド１２が取り付けられた後、オーガ１５をリーダ５に沿って下降させるとともにオーガモータ１０に回転が与えられる。すなわち、オペレータのレバー操作によって回転切換弁２７が切り換わり、それに従って方向切換弁２２が切り換えられて駆動ポンプ７１から吐出された作動油がオーガモータ１０へと供給される。このとき駆動ポンプ７１は、斜板の傾きが変えられて最大の吐出流量がＶ０からＶ１にまで少なくなっている。そのためオーガモータ１０への作動油の供給流量が少なくなっており、そのオーガ１５に連結された掘削ロッド１２には低回転数の回転が出力される。
【００４１】
そして、掘削ロッド１２による作業が進み、オーガ１５がリーダ５のＡ位置を再び通過すると、位置検出器４１の回転子４２が引っ掛けられて回転が戻される。そのため、通電が遮断された電磁切換弁７３は図示する状態に自動的に戻され、シリンダ７２は、パイロットポンプ２５からタンク７４へと切り換えられることでパイロット圧がゼロ（Ｐ０）になる。従って、ばねの付勢力によって斜板の傾きが戻されて駆動ポンプ７１の最大の吐出流量が図９に示すＶ０に戻る。これにより駆動ポンプ７１からの吐出流量の増加によってオーガモータ１０への供給流量が多くなり、オーガ１５に連結された掘削ロッド１２に高回転数で回転が出力される。
【００４２】
よって、本実施形態の回転駆動制御手段によれば、オーガ１５が高い位置にある場合には低回転数の回転を出力し、所定の位置まで下がったところで自動的に高回転数に切り換えられる。例えば掘削ロッド１２で地盤を掘削する際に刃が石に当たって衝撃を受けるような場合、その衝撃によってリーダ５は下端の支持部分に大きなモーメントを受けることになる。しかし、オーガ１５が高い位置では回転数を下げているので衝撃は小さくなり、リーダ５への負担を小さく抑えることができる。
【００４３】
次に、回転駆動制御手段の第５実施形態について説明する。図５は、第５実施形態の回転駆動制御手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの駆動回路を示した図である。なお、第１実施形態のものと共通する構成要素については同符号を付して説明する。本実施形態では、オーガ１５のオーガモータ１０を第１及び第２駆動ポンプ８１，８２を利用して駆動させるようにしたものである。第１及び第２駆動ポンプ８１，８２には、オーガモータ１０への作動油の入出力を反転させる方向切換弁８３，８４がそれぞれ駆動ポンプ８１，８２に対応して接続されている。方向切換弁８３，８４には、それぞれの各操作ポートに回転切換弁２７，２８を介してパイロットポンプ２５に接続され、オペレータのレバー操作によってパイロット圧がかかるようになっている。
【００４４】
そして、一方の方向切換弁８４に対しては、回転切換弁２７，２８が電磁切換弁８５，８６を介して接続され、これによっても方向切換弁８４にかかるパイロットポンプ２５からのパイロット圧の切り換えができるようになっている。そして、こうした電磁切換弁８５，８６には、第１実施形態と同様にリーダ５の所定高さ位置に設置された位置検出器４１が接続されている。
【００４５】
次に、こうした回転駆動制御手段の作用について説明する。オーガ１５が図７の二点鎖線で示すようにリーダ５の下端側にあって、その駆動が停止している場合には、オーガモータ駆動回路は図５に示す状態にある。そこで先ず、昇降装置１６を駆動させてオーガ１５を、図７の実線で示す位置まで上昇させる。オーガ１５が上昇する場合、Ａ位置を通過の際に位置検出器４１の回転子４２が作用片１８に引っ掛けられて回転する。そのため電磁切換弁８５，８６が通電して自動的に切り換えられ、方向切換弁８４の操作ポートがタンク９０へと接続されて図示する中立状態が維持される。
【００４６】
次にオーガ１５は図１に実線で示すようにリーダ５の位置まで上昇し、掘削ロッド１２が取り付けられた後、オーガ１５をリーダ５に沿って下降させるとともにオーガモータ１０に回転が与えられる。すなわち、オペレータのレバー操作によって回転切換弁２７が切り換えられる。しかし、このときパイロットポンプ２５からのパイロット圧は方向切換弁８３にのみ作用し、駆動ポンプ８１から吐出された作動油だけがオーガモータ１０へと供給される。そのため、作動油の供給流量は半減しており、オーガ１５に連結された掘削ロッド１２には低回転数の回転が出力される。
【００４７】
そして、掘削ロッド１２による作業が進み、オーガ１５がリーダ５のＡ位置を再び通過すると、位置検出器４１の回転子４２が引っ掛けられて回転が戻され、通電が遮断された電磁切換弁８５，８６が図示する状態に自動的に戻される。従って、パイロットポンプ２５からの圧力油が既に切り換えられている回転切換弁２７を介して方向切換弁８４へと送られ、その方向切換弁８４の切り換えによって駆動ポンプ８２から吐出された作動油がオーガモータ１０へと供給される。そのため、オーガモータ１０へは、２機の駆動ポンプ８１，８２から作動油の供給が行われ、そのオーガ１５に連結された掘削ロッド１２などには高回転数で回転が出力される。
【００４８】
よって、本実施形態の回転駆動制御手段によれば、オーガ１５が高い位置にある場合には低回転数の回転を出力し、所定の位置まで下がったところで自動的に高回転数に切り換えられる。例えば掘削ロッド１２で地盤を掘削する際に刃が石に当たって衝撃を受けるような場合、その衝撃によってリーダ５は下端の支持部分に大きなモーメントを受けることになる。しかし、オーガ１５が高い位置では回転数を下げているので衝撃は小さくなり、リーダ５への負担を小さく抑えることができる。
【００４９】
次に、回転駆動制御手段の第６実施形態について説明する。図６は、第６実施形態の回転駆動制御手段を示した図であり、具体的にはオーガモータの駆動回路を示した図である。なお、第１実施形態のものと共通する構成要素については同符号を付して説明する。本実施形態では、駆動ポンプ１０１からの作動油をオーガ１５のオーガモータ１０へ方向切換弁２２を介して供給するようにしたものであり、方向切換弁２２を介してオーガモータ１０に接続されている。方向切換弁２２は、オペレータのレバー操作による回転切換弁２７，２８の切り換えによってパイロットポンプ２５からのパイロット圧を受けて切り換えられるように構成されている。
【００５０】
本実施形態の駆動ポンプ１０１は、馬力制御装置１０２と一体に構成されたものであり、その馬力制御装置１０２に作用する圧力油のパイロット圧によって作動油の吐出流量及び吐出圧力を変化させるものである。即ち、図１０に示すような吐出流量及び吐出圧力の吐出特性を、駆動ポンプ１０１では、馬力制御装置１０２によって吐出流量及び吐出圧力をともに変化させて馬力を調整させるようにしたものである。この馬力制御装置１０２は、電磁切換弁１０３を介してパイロットポンプ２５が接続され、その電磁切換弁１０３には、第１実施形態と同様にリーダ５の所定高さ位置に設置された位置検出器４１が接続されている。
【００５１】
次に、こうした回転駆動制御手段の作用について説明する。オーガ１５が図７の二点鎖線で示すようにリーダ５の下端側にあって、その駆動が停止している場合には、オーガモータ駆動回路は図６に示す状態にある。そこで先ず、昇降装置１６を駆動させてオーガ１５を、図７の実線で示す位置まで上昇させる。オーガ１５が上昇する場合、Ａ位置を通過する際に位置検出器４１の回転子４２が作用片１８に引っ掛けられて回転する。そのため電磁切換弁１０３が通電して自動的に切り換えられ、馬力制御装置１０２にＰ２のパイロット圧が作用する。
【００５２】
そこで、そのままの状態でオーガ１５は図１に実線で示す位置まで上昇し、掘削ロッド１２が取り付けられた後、オーガ１５をリーダ５に沿って下降させるとともにオーガモータ１０に回転が与えられる。すなわち、駆動ポンプ１０１から吐出された作動油がオーガモータ１０へと供給される。これはオペレータのレバー操作によって回転切換弁２７が切り換えられ、それに従って方向切換弁２２が切り換えられて駆動ポンプ１０１から吐出された作動油がオーガモータ１０へと供給される。このとき駆動ポンプ１０１は、図１０に示すようにパイロット圧Ｐ１が作用した吐出特性を示す状態にあるので、駆動ポンプ１０１からの吐出流量及び吐出圧力は低下している。そのため、駆動ポンプ１０１からそうした作動油が供給されたオーガモータ１０の出力は馬力が低下し、そのオーガ１５に連結された掘削ロッド１２には馬力を抑えた回転が出力される。
【００５３】
そして、掘削ロッド１２による作業が進み、オーガ１５がリーダ５のＡ位置を再び通過すると、位置検出器４１の回転子４２が引っ掛けられて回転が戻される。そのため、通電が遮断された電磁切換弁１０３は図示する状態に自動的に戻され、馬力制御装置２５にパイロットポンプ２５からのパイロット圧がゼロ（Ｐ０）になり、馬力制御装置１０２によって駆動ポンプ１０１の吐出流量及び吐出圧力が増大する。これによりオーガモータ１０の出力馬力は大きくなり、そのオーガ１５に連結された掘削ロッド１２などには高い馬力で回転が出力される。
【００５４】
よって、本実施形態の回転駆動制御手段によれば、オーガ１５が高い位置にある場合には小さい馬力の回転を出力し、所定の位置まで下がったところで自動的に大きい馬力に切り換えられる。そのため、回転反力によってリーダ５が受ける軸支部分のモーメントを、特に高い位置での回転反力を小さくして抑えることができた。また、例えば掘削ロッド１２で地盤を掘削する際に刃が石に当たって衝撃を受けるような場合、その衝撃によってリーダ５は下端の支持部分に大きなモーメントを受けることになる。しかし、オーガが高い位置では回転数を下げているので衝撃は小さくなり、リーダ５への負担を小さく抑えることができる。
【００５５】
なお、本発明は前記実施形態の回転駆動制御装置に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記第４及び第６実施形態では、それぞれ電磁切換弁７３，１０３を使用して１段階で吐出流量や馬力を変化させるようにしたが、例えば、第２実施形態のように位置検出器４５にエンコーダを使用したり、その他リール式の長さ計などを用いることによりオーガ１５の高さ位置を検出し、電磁切換弁の替わりに比例減圧弁を使用して連続的に吐出流量や馬力を変化させるようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、前記リーダを昇降する回転駆動装置の該リーダに対する所定位置の通過を検出する位置検出器と、該位置検出器からの信号を受けて回転駆動装置の出力をトルク、回転数又は馬力の少なくともいずれか一つについて変化させる前記油圧モータの駆動回路とを有する構成としたので、回転駆動装置の回転出力を昇降高さに応じて自動的に変更可能な回転駆動制御手段を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の回転駆動制御手段を示した回路図である。
【図２】第２実施形態の回転駆動制御手段を示した回路図である。
【図３】第３実施形態の回転駆動制御手段を示した回路図である。
【図４】第４実施形態の回転駆動制御手段を示した回路図である。
【図５】第５実施形態の回転駆動制御手段を示した回路図である。
【図６】第６実施形態の回転駆動制御手段を示した回路図である。
【図７】リーダに回転駆動装置を装着した杭打機を示した図である。
【図８】リミットスイッチタイプの位置検出器を示した図である。
【図９】吐出流量を調整する際の駆動ポンプによる吐出特性を示した図である。
【図１０】馬力を調整する際の駆動ポンプによる吐出特性を示した図である。
【符号の説明】
１    杭打機
５    リーダ
１０  オーガモータ
１１  出力軸
１５  オーガ
１８  作用片
２１  駆動ポンプ
２２  方向切換弁
２３  リリーフ弁
２５  パイロットポンプ
２６  電磁切換弁
２７，２８  回転切換弁
４１  位置検出器
４２  回転子
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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