JP2003278470A - 油圧モータの駆動回路、油圧オーガ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オーガスクリューの回転速度範囲が大きくな
るように油圧モータの駆動回路を構成する。 【解決手段】 オーガスクリュー１２を駆動する一対の
油圧モータ２３,２４をマルチストローク型モータと
し、切換弁３１〜３４の切換によってモータ排出容積Ｍ
1,Ｍ2を大、小に変更可能とするとともに、切換弁３５,
３６の切換により油圧モータ２３,２４の出入口ポート
ａ〜ｄをタンクに連通し、油圧モータ２３,２４のいず
れ一方をフリーホイール可能とする。切換弁３１〜３６
は電磁弁５１〜５４により切り換えられ、速度指令に応
じて電磁弁５１〜５４を切り換え制御することで、オー
ガスクリュー１２の出力軸１１ａの回転数を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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４
ａ〜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１
１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２
１からの圧油によって駆動される一対の油圧モータ２
３,２４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２３,２
４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２３,２
４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２
３,２４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＝ｑ
１、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４
７,４８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；６
８ｂ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２３,２
４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６
７）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６１
ａ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〜sol
６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３
５,３６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２
４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２
３,２４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２
３,２４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３
５を介して油圧モータ２３のみに導かれ、油圧モータ２
３が回転する。油圧モータ２３の回転は、ギア２７,２
８、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,ｑ
２／２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３
６を介して油圧モータ２４のみに導かれ、油圧モータ２
４が回転する。油圧モータ２４の回転は、ギア２７,２
８、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４
７,４８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２
３,２４の総排出容積Ｍ1＋Ｍ２はｑ１／２、出力軸１１
ａ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４
５,４６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２
３,２４の総排出容積Ｍ1＋Ｍ２はｑ２／２、出力軸１１
ａ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２
３,２４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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 染野 誠一 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 吉岡 保弘 東京都文京区後楽二丁目５番１号 日立建 機株式会社内 Ｆターム(参考） 2D029 AA01 AA06 CA00 CA02 CB03 CC02 CD09 2D040 AB05 AC05 BA06 BA13 FA01 FA05 FA15 3H089 AA32 AA46 AA74 BB15 BB19 BB27 CC09 CC12 DA02 DA08 DA13 DB03 DB05 DB46 DB49 EE17 EE22 EE31 FF02 GG02 JJ01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。