JP2001323466A - 杭打機の掘削作業装置押し込み力制御方法及び押し込み力制御装置 - Google Patents

杭打機の掘削作業装置押し込み力制御方法及び押し込み力制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇降装置が付与する掘削作業装置への押し込
み力を自動的に制御して運転操作を容易にする。 【解決手段】 リーダ1に設けた上部架台5の下部に間
隔を変更可能に掘削作業装置8を連結し、上部架台5の
下降速度が掘削作業装置8の下降速度より速くなって、
両者の間隔縮小により、両者間に設けたシリンダ11に
発生する圧力が設定上限押し込み力f1に達したときに
上部架台5の下降を停止し、シリンダ11の圧力が設定
下限押し込み力f2以下になったときに上部架台5を下
降させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リーダに設けた昇
降装置の下部に掘削作業装置を連結し、昇降装置の下降
によって掘削作業装置に押し込み力を付与する杭打機の
押し込み力制御に関する。
【0002】
【従来の技術】杭打機では、ベースマシンのウインチか
ら巻き出されるワイヤロープをリーダ上部のトップシー
ブに掛け回して掘削作業装置を吊り下げる一般的な杭打
機と、リーダに設けたラック又はチェーンと、これらに
噛合するピニオンと、ピニオンを駆動する油圧モータを
搭載した上部架台とで昇降装置を構成し、上部架台の下
部に掘削作業装置を連結した杭打機と、リーダに設けた
エンドレスチェーンと、エンドレスチェーンを駆動する
油圧モータと、エンドレスチェーンに固設された上部架
台とで昇降装置を構成し、上部架台の下部に掘削作業装
置を連結する杭打機とがある。一般的な杭打機は、掘削
作業装置と掘削具の自重で掘削することができるが、ラ
ック方式やエンドレスチェーン方式の杭打機では、昇降
装置の下降によって掘削作業装置に押し込み力を付与し
て掘削する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような押し込み力
により掘削する杭打機では、掘削作業装置に対して強制
的に押し込み力をかけるので、もし、オペレータが昇降
装置の操作レバーを下降に入れっぱなしにした場合、堅
い地盤になると掘削作業装置の下降速度が遅くなるが、
昇降装置は下がろうとするので、その反力がリーダへ伝
わり杭打機本体を上へ持ち上げてしまう。このため、オ
ペレータは、油圧モータの圧力計を見ながらレバーの操
作で押し込み力を調整しなければならず、熟練を要する
とともにオペレータの負担が大きかった。また、油圧モ
ータのリリーフバルブを可変リリーフとし、運転席に取
り付けたダイヤルを回すことにより押し込み力の最大値
を調整できるようにしたものは、運転操作は容易になる
が、条件によってはリリーフバルブ作動圧近辺で掘削作
業装置を押し込むことが多くなり、リリーフ状態になり
やすくなるため、作動油温度を上げオーバーヒートや作
動油の劣化の原因となる。
【0004】そこで本発明は、昇降装置が付与する掘削
作業装置への押し込み力を自動的に制御して運転操作を
容易にした杭打機の掘削作業装置押し込み力制御方法及
び押し込み力制御装置を提供することを目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明は、リーダに設けた昇降装置の下部に掘削
作業装置を連結し、昇降装置の下降によって掘削作業装
置に押し込み力を付与する杭打機において、押し込み力
制御方法は、間隔を変更可能に連結した前記昇降装置と
掘削作業装置の間隔縮小により、両者間に設けた流体圧
発生装置に発生する圧力が設定上限押し込み力に達した
ときに前記昇降装置の下降を停止し、流体圧発生装置の
圧力が設定下限押し込み力以下になったときに前記昇降
装置を下降させることを特徴とし、押し込み力制御装置
は、前記昇降装置と掘削作業装置とを両者の間隔を変更
可能に連結し、該昇降装置と掘削作業装置との間に流体
圧発生装置を設け、昇降装置と掘削作業装置の間隔縮小
により発生する流体圧発生装置の圧力と設定押し込み力
とを比較して、流体圧発生装置の圧力が設定押し込み力
に達したときに前記昇降装置の下降を停止し、流体圧発
生装置の圧力が設定押し込み力より所定値以下になった
ときに前記昇降装置を下降させる制御機構を設けたこと
を特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態例に基づいて、さらに詳細に説明する。図1乃至図
8は本発明をラック方式の杭打機に適用した実施形態例
を示すもので、リーダ1に沿って上下方向に取り付けた
ラック2と、該ラック2の両側に噛合するピニオン3,
3と、該ピニオン3,3を駆動する油圧モータ4,4
と、該油圧モータ4,4を搭載した上部架台5とで構成
される昇降装置を備えた杭打機は、ラック2の両側に設
置したガイドパイプ6に上部架台5のガイドギブ7,7
を係合させ、該上部架台5の下部に掘削作業装置8を連
結し、該掘削作業装置8のガイドギブ9,9をガイドパ
イプ6に係合させて、油圧モータ4,4によるピニオン
3,3の駆動で上部架台5と掘削作業装置8とをリーダ
1に沿って昇降させる。
【0007】上部架台5と掘削作業装置8とは、上部架
台5下部のブラケット5aに形成したピン孔と、掘削作
業装置8上部のブラケット8aに形成した上下方向に長
いピン孔8bとに挿通されるピン10にて連結されてお
り、これにより、上部架台5と掘削作業装置8とは、両
者の間隔を変更可能に連結されている。
【0008】上部架台5と掘削作業装置8との間には、
上部架台5の下降による両者の間隔縮小により発生する
圧力にて掘削作業装置8に押し込み力を付与する流体圧
発生装置としてシリンダ11が設けられている。このシ
リンダ11は、単動型で、シリンダボディ11aを上部
架台5の底壁に、ピストンロッド11b先端のプレート
を掘削作業装置8の上壁にそれぞれ当接し、ピストン1
1c上部の伸び側液圧室11dのポートに、液圧室11
dの圧力を蓄積するアキュムレータ12と、液圧室11
dの圧力を検出する圧力センサ13とを連結し、液圧室
11dに作動油を充満させたものである。なお、復動型
シリンダを用いる場合には、ピストン11c下部の縮み
側室をタンクラインに接続するかエアブリーザを取り付
ける。
【0009】ピニオン3,3を駆動する油圧モータ4,
4の駆動回路14は、操作レバー15を備えたリモコン
バルブ16と、油圧ポンプ17と、操作レバー15の操
作で油圧ポンプ17から油圧モータ5,5へ供給される
圧油の方向を切り換えるコントロールバルブ18とを有
している。リモコンバルブ16の下降側からコントロー
ルバルブ18の下降側に接続される下降側回路19には
ソレノイドバルブ20が設けられている。
【0010】杭打機の運転席には、前記リモコンバルブ
16と、上部架台5から掘削作業装置8へ付与される押
し込み力を制御するコントローラ21とが設置されてい
る。該コントローラ21には、前記圧力センサ13が電
気回線22にて、前記ソレノイドバルブ20が電気回線
23にてそれぞれ接続されている。このコントローラ2
1と圧力センサ13及びソレノイドバルブ20は、油圧
モータ4,4の制御機構として機能する。コントローラ
21は、オペレータがダイヤル24を回転することによ
って、上部架台5から掘削作業装置8へ付与される押し
込み力の上限f1を設定することができる。また、コン
トローラ21は、設定された上限押し込み力f1からコ
ントローラ21に予め入力された所定の重量値、例えば
一定重量、又は設定上限押し込み力f1の10%等の数
値をマイナスすることによって下限押し込み力f2を決
定するようにプログラムされている。なお、これとは逆
に、オペレータが下限押し込み力f2を設定することに
より上限押し込み力f1を決定するようプログラムする
こともできる。
【0011】次に、このように構成された杭打機の掘削
運転操作を説明する。オペレータは、コントローラ21
のダイヤル24を回転して上限押し込み力f1を設定し
てから、掘削作業装置8を駆動して掘削具25を回転さ
せ、操作レバー15を下降側へ入れて掘削作業を開始す
る。これにより、上部架台5が下降し、これに伴う押し
込み力で掘削作業装置8も下降する。上部架台5の下降
速度と掘削具25の地中への食い込み速度が対応してい
ればそのまま掘削作業は進行するが、上部架台5の下降
速度よりも掘削具25の地中への食い込み速度が遅い
と、上部架台5の下降速度が掘削作業装置8の下降速度
がよりも速くなり、上部架台5と掘削作業装置8の間隔
が縮小し、シリンダ11の液圧室11dに圧力Fが発生
する。
【0012】この圧力Fは、圧力センサ13により検出
されてコントローラ21へ送られる。コントローラ21
は、設定押し込み力f1,f2と圧力Fとを比較し、圧
力Fが設定上限押し込み力f1に達したら、ソレノイド
バルブ20を励磁して上部架台5の下降を停止する。こ
の際に、シリンダ11の液圧室11dに発生した圧力F
がアキュムレータ12に蓄積され、ピストン11cを下
方へ押して掘削作業装置8に押し込み力を付与する。
【0013】この押し込み力付与により、掘削作業装置
8が下がって上部架台5との間隔が拡がると、シリンダ
11の液圧室11dの圧力Fが低下する。圧力Fが設定
下限押し込み力f2以下になると、コントローラ21は
ソレノイドバルブ20を消磁して上部架台5を下降させ
る。これの繰り返しにより掘削作業が進行する。
【0014】したがって、オペレータは、地盤に合わせ
た上限押し込み力f1又は下限押し込み力f2を設定
し、リモコンバルブ16の操作レバー15を下降側へ入
れるだけで自動的に設定上限押し込み力f1と設定下限
押し込み力f2の範囲内の押し込み力で掘削することが
できるから、運転操作が容易になる。また、設定上限押
し込み力f1に達したときに上部架台5は停止するもの
の、シリンダ11の液圧室11dにはアキュムレータ1
2の蓄圧効果により圧力が発生しているので、掘削作業
装置8に押し込み力が作用している状態となり、従来の
油圧モータのリリーフ状態と同様になるが、本発明で
は、上部架台5が停止しているので、油圧モータ作動油
温度のオーバーヒートや劣化の心配はなく省エネルギー
にもつながる。
【0015】なお、本発明は、図9に示されるリーダ1
にチェーン26を上下方向に固設し、該チェーン26に
噛合するスプロケット27を駆動する油圧モータを上部
架台5に搭載した杭打機や、図10に示されるリーダ1
の上部と下部に設けられたスプロケット28,28間に
エンドレスチェーン29を張設し、下部のスプロケット
28を回転する油圧モータ4の駆動により、エンドレス
チェーン29に固設された上部架台5を昇降する杭打機
にも適用可能であり、また、掘削作業装置8に押し込み
力を作用させずに掘削作業装置8と掘削具25の自重の
みで掘削したい場合は、押し込み力を0に設定すれば自
重掘削も可能である。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、リーダ
に設けた昇降装置の下部に間隔を変更可能に掘削作業装
置を連結し、昇降装置の下降速度が掘削作業装置の下降
速度より速くなって、両者の間隔縮小により、両者間に
設けた流体圧発生装置に発生する圧力が設定上限押し込
み力に達したときに昇降装置の下降を停止し、流体圧発
生装置の圧力が設定下限押し込み力以下になったときに
昇降装置を下降させるので、オペレータは、地盤に合わ
せた上限押し込み力又は下限押し込み力を設定し、昇降
装置の操作レバーを下降側へ入れるだけで自動的に設定
上限押し込み力と設定下限押し込み力の範囲内の押し込
み力で掘削することができるから、運転操作が容易にな
る。また、昇降装置の油圧モータのリリーフバルブを開
放することなく掘削作業が行えるから、油圧モータ作動
油温度のオーバーヒートや劣化の心配はなく省エネルギ
ーにもつながる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 昇降装置、掘削作業装置、流体圧発生装置及
び制御機構の概略図
【図2】 油圧モータの駆動回路図
【図3】 制御機構のフローチャート図
【図4】 ラック方式の杭打機の要部拡大側面図
【図5】 昇降装置と掘削作業装置の連結部分の拡大図
【図6】 昇降装置と掘削作業装置の正面図
【図7】 シリンダ部分の平面図
【図8】 図7のVIII−VIII断面図
【図9】 固定チェーン方式の杭打機の要部拡大側面図
【図10】 エンドレスチェーン方式の杭打機の要部拡
大側面図
【符号の説明】
1…リーダ、2…ラック、3…ピニオン、4…油圧モー
タ、5…上部架台、8…掘削作業装置、8b…ピン孔、
10…ピン、11…シリンダ、11b…ピストンロッ
ド、11d…液圧室、12…アキュムレータ、13…圧
力センサ、14…油圧モータ4の駆動回路、20…ソレ
ノイドバルブ、21…コントローラ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リーダに設けた昇降装置の下部に掘削作
    業装置を連結し、昇降装置の下降によって掘削作業装置
    に押し込み力を付与する杭打機において、間隔を変更可
    能に連結した前記昇降装置と掘削作業装置の間隔縮小に
    より、両者間に設けた流体圧発生装置に発生する圧力が
    設定上限押し込み力に達したときに前記昇降装置の下降
    を停止し、流体圧発生装置の圧力が設定下限押し込み力
    以下になったときに前記昇降装置を下降させることを特
    徴とする杭打機の掘削作業装置押し込み力制御方法。
  2. 【請求項2】 リーダに設けた昇降装置の下部に掘削作
    業装置を連結し、昇降装置の下降によって掘削作業装置
    に押し込み力を付与する杭打機において、前記昇降装置
    と掘削作業装置とを両者の間隔を変更可能に連結し、該
    昇降装置と掘削作業装置との間に流体圧発生装置を設
    け、昇降装置と掘削作業装置の間隔縮小により発生する
    流体圧発生装置の圧力と設定押し込み力とを比較して、
    流体圧発生装置の圧力が設定上限押し込み力に達したと
    きに前記昇降装置の下降を停止し、流体圧発生装置の圧
    力が設定下限押し込み力以下になったときに前記昇降装
    置を下降させる制御機構を設けたことを特徴とする杭打
    機の押し込み力制御装置。
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