JP2015101827A - Method for controlling gear shifting for ground construction machine and ground construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オーガスクリューや撹拌工具などの工具を回転駆動して地盤に対して掘削や地盤改良の施工を行う地盤施工機およびその地盤施工機における変速制御方法に関し、さらに詳しくは、押しのけ容積を連続的に変更可能な油圧モータを備えた地盤施工機において、工具の駆動トルクの上限値と下限値を設定でき、その上限値と下限値の間で最適な駆動トルクとなるように制御を行う地盤施工機およびその地盤施工機における変速制御方法に関する。 The present invention relates to a ground construction machine that performs excavation and ground improvement work on the ground by rotationally driving a tool such as an auger screw or a stirring tool, and more specifically, a shift control method in the ground construction machine. In a ground construction machine equipped with a hydraulic motor that can be changed continuously, the upper and lower limits of the tool drive torque can be set, and control is performed so that the optimum drive torque is between the upper and lower limits. The present invention relates to a ground construction machine and a speed change control method in the ground construction machine.
オーガスクリューを回転駆動して地盤の掘削を行ったり、撹拌工具を回転駆動して地盤改良を行ったりする地盤施工機は従来から使用されていた。例えば、地盤の掘削を行う場合、掘削を行う地盤の状態(柔らかい、固いなど)に応じて工具(オーガスクリュー)の駆動トルクおよび回転速度を適切な値に設定する必要がある。 Conventionally, a ground construction machine that rotates an auger screw to excavate the ground or rotates an agitating tool to improve the ground has been used. For example, when excavating the ground, it is necessary to set the drive torque and rotation speed of the tool (auger screw) to appropriate values according to the state of the ground to be excavated (soft, hard, etc.).
地盤施工機において、工具の駆動トルクと回転速度の関係がそれぞれ異なる複数の変速段を設定しておき、地盤の状態に応じて作業者がそれらの変速段から最も適切なものを選択して設定するようなものは以前から知られていた。また、このような変速段の移行を自動的に行うような地盤施工機も公知である。 In the ground construction machine, multiple gears with different relationships between the drive torque of the tool and the rotational speed are set, and the operator selects and sets the most appropriate gear from the gears according to the ground conditions. Things to do have been known for a long time. In addition, a ground construction machine that automatically performs the shift of such a shift stage is also known.
下記の特許文献1には、作業者の入力情報により複数の変速段から適切なものを選択して掘削を行うようにした杭施工機が記載されている。また、特許文献2には、変速段の選択を自動的に行うようにして、掘削過程で地盤状態が変化してもそれに対応して変速段を自動的に変更することも記載されている。この自動変速技術では、押しのけ容積を段階的に変更可能な複数個の油圧モータが必要である。
The following
特許文献2には、押しのけ容積を大小2段階に変更することができる可変容量型の油圧モータを複数組み合わせて5段階の変速段を構成し、それらの変速段の間で自動的に変速段を移行する自動変速技術が記載されている。この自動変速技術でも、押しのけ容積を段階的に変更可能な複数個の油圧モータが必要である。 In Patent Document 2, a plurality of variable displacement hydraulic motors capable of changing the displacement volume to two stages of large and small are combined to form a five-stage shift stage, and the shift stage is automatically set between these shift stages. The shifting automatic transmission technology is described. This automatic transmission technology also requires a plurality of hydraulic motors that can change the displacement volume in stages.
地盤施工機において、地盤の状態に応じて作業者が複数の変速段から最適な変速段を選択するようなものでは、作業者が的確に地盤の状態を認識し、どの変速段が適切であるかを的確に判断しなければならなかった。このため、作業者に高度の熟練が求められ、誰でも簡単に地盤施工機を扱える訳ではなかった。また、特許文献1のように変速段の選択を自動的に行うという技術思想もあるが、実用的な地盤施工機を実現するのはなかなか困難であった。
In the ground construction machine, when the operator selects the optimum gear from a plurality of gears according to the ground condition, the worker accurately recognizes the ground condition, and which gear is appropriate. I had to judge exactly. For this reason, a high level of skill is required of the worker, and not everyone can easily handle the ground construction machine. In addition, although there is a technical idea of automatically selecting a gear position as in
特に、特許文献1のように現在の工具の駆動トルクだけから最適な変速段を選択するようにすると、変速した瞬間に駆動トルクが急激に変動し、そのトルク変動によってさらなる変速が発生してしまうことが多い。そのような場合、変速段が短時間で多数の変更を繰り返し、変速制御が安定しないことがある。また、それにより工具自体にも振動が発生して工具や地盤施工機が損傷してしまうおそれがある。
In particular, as in
特許文献2のような地盤施工機では、油圧モータを駆動する流体の圧力の基準値だけでなく、その圧力が変速段の移行を示している時間も考慮することによって、実用的で安定した変速制御が可能となっている。ただし、特許文献2のような変速制御を行うためには押しのけ容積を段階的に変更可能な油圧モータを複数個配置する必要があり、地盤施工機の製造コストが上昇してしまうという問題点があった。また、変速制御をさらに円滑に行うために変速段数を増加させようとすると、油圧モータの容量可変段数を増加させたり、油圧モータの個数を増加させる必要が出てきて、地盤施工機の製造コストがさらに上昇してしまうことになる。 In a ground construction machine such as Patent Document 2, not only the reference value of the pressure of the fluid that drives the hydraulic motor but also the time during which the pressure indicates the shift of the gear stage is taken into consideration, so that a practical and stable speed change can be achieved. Control is possible. However, in order to perform the shift control as in Patent Document 2, it is necessary to arrange a plurality of hydraulic motors that can change the displacement volume step by step, which increases the manufacturing cost of the ground construction machine. there were. In addition, if it is attempted to increase the number of shift stages in order to perform shift control more smoothly, it becomes necessary to increase the number of variable stages of the hydraulic motor or increase the number of hydraulic motors. Will rise further.
また、地盤施工機では、工具に対する地盤負荷が大きく駆動トルクが不足する場合、工具の回転が拘束され回転停止状態となってしまうことがある。このような回転停止状態では、油圧モータの押しのけ容積を増大させて工具の駆動トルクを増大させようとしても、押しのけ容積が変化しない場合がある。すなわち、このような回転停止状態においては、自動変速制御も正常に機能しない場合があるという問題点があった。 Moreover, in a ground construction machine, when the ground load with respect to a tool is large and drive torque is insufficient, rotation of a tool may be restrained and it may be in a rotation stop state. In such a rotation stop state, even if an attempt is made to increase the drive torque of the tool by increasing the displacement volume of the hydraulic motor, the displacement volume may not change. That is, in such a rotation stop state, there is a problem in that automatic shift control may not function normally.
そこで、本発明は、押しのけ容積を連続的に変更可能な油圧モータを備えた地盤施工機において、工具の駆動トルクの上限値と下限値を設定可能であり、その上限値と下限値の間で最適な駆動トルクとなるように安定的かつ円滑に変速制御を行うことができ、しかも低コストの地盤施工機およびその地盤施工機における変速制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can set an upper limit value and a lower limit value of the drive torque of the tool in the ground construction machine having a hydraulic motor capable of continuously changing the displacement volume, and between the upper limit value and the lower limit value. It is an object of the present invention to provide a low-cost ground construction machine and a speed change control method for the ground construction machine that can stably and smoothly carry out transmission control so as to obtain an optimum driving torque.
また、本発明は、工具の回転が拘束され回転停止状態となっていることを判定し、このような回転停止状態から自動的に復帰して変速制御を行うことが可能な地盤施工機およびその地盤施工機における変速制御方法を提供することを目的とする。 Further, the present invention determines that the rotation of the tool is constrained and is in a rotation stop state, and a ground construction machine capable of automatically returning from such a rotation stop state and performing gear shift control, and its An object of the present invention is to provide a speed change control method in a ground construction machine.
上記目的を達成するために、本発明の地盤施工機における変速制御方法は、回転駆動により地盤に対して施工するための工具と、押しのけ容積を連続的に変更可能であり、前記工具を回転駆動する油圧モータと、前記油圧モータに供給される流体の圧力を検出するための圧力検出器とを備えた地盤施工機における変速制御方法であって、前記油圧モータが発生可能な駆動トルクの範囲内で、前記工具の回転駆動に実際に使用する駆動トルクの上限値と下限値を設定する手順と、前記下限値以上かつ前記上限値以下の範囲において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクを設定する手順と、設定した複数の前記駆動トルクにそれぞれ対応する前記油圧モータの複数の押しのけ容積を求める手順と、前記下限値に対応する下限容積以外の押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、前記上限値に対応する上限容積以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して設定する手順と、前記油圧モータが前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、前記油圧モータが前記上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを有するものである。 In order to achieve the above object, the shift control method in the ground construction machine of the present invention can continuously change the displacement tool and the tool for construction on the ground by rotational drive, and the tool is rotationally driven. And a pressure control method for detecting the pressure of fluid supplied to the hydraulic motor. In the procedure for setting the upper limit value and the lower limit value of the driving torque actually used for the rotational drive of the tool, a plurality of the lower limit value and the upper limit value are included in the range from the lower limit value to the upper limit value. A procedure for setting a driving torque, a procedure for obtaining a plurality of displacements of the hydraulic motor respectively corresponding to the plurality of driving torques set, and a lower limit volume corresponding to the lower limit value The procedure for setting the reference value of the pressure for shifting from the outer displacement volume to the displacement volume smaller by one step as the lower reference value for each displacement volume, and the displacement volume other than the upper limit volume corresponding to the upper limit value The reference value of the pressure for shifting from the displacement volume to the adjacent displacement volume is set as the upper reference value, and the reference time for shifting from the displacement volume to the adjacent displacement volume, respectively. 1 step when the procedure of setting for the transition of the pressure and the state where the pressure is below the lower reference value and the pressure continues below the reference time in a state where the hydraulic motor is at a predetermined displacement other than the lower limit value In a state of shifting to a small displacement volume, and in a state where the hydraulic motor is in a predetermined displacement volume other than the upper limit value, If the force is the state at least the upper reference value or more contiguous reference time, and has a procedure for transition to one stage higher displacement.
また、上記の地盤施工機における変速制御方法において、前記地盤施工機は、前記油圧モータの回転速度を検出するための回転速度検出器を備えたものであり、前記1段階大きい押しのけ容積に移行する手順において、前記油圧モータの押しのけ容積を1段階大きくする際に、前記油圧モータの出力軸の回転速度が所定の拘束基準速度以下であるとともに前記圧力が所定の拘束圧力基準値以上である状態が所定の拘束基準時間以上継続した場合には、前記工具の回転が拘束された状態であると判断して、前記油圧モータに対する流体の供給を停止してから前記押しのけ容積を増大させ、その後、前記油圧モータに対する流体の供給を開始する手順を実行するものであることが好ましい。 Moreover, in the shift control method for the ground construction machine, the ground construction machine includes a rotational speed detector for detecting the rotational speed of the hydraulic motor, and shifts to the one-step larger displacement volume. In the procedure, when the displacement of the hydraulic motor is increased by one step, the rotational speed of the output shaft of the hydraulic motor is not more than a predetermined constraint reference speed and the pressure is not less than a predetermined constraint pressure reference value. When continuing for a predetermined restraint reference time or more, it is determined that the rotation of the tool is restrained, the supply of fluid to the hydraulic motor is stopped, and then the displacement volume is increased. It is preferable to execute a procedure for starting the supply of fluid to the hydraulic motor.
また、上記の地盤施工機における変速制御方法において、前記複数の駆動トルクを設定する手順は、前記下限値および前記上限値を含む11段階の駆動トルクを設定するものとすることができる。 In the shift control method for the ground construction machine, the procedure for setting the plurality of drive torques may set eleven stages of drive torque including the lower limit value and the upper limit value.
また、上記の地盤施工機における変速制御方法において、前記地盤施工機は、前記油圧モータの回転出力を前記工具に伝達するための回転駆動部と、案内用のリーダーに沿って移動可能に設けられ、前記油圧モータおよび前記回転駆動部が配置された駆動ヘッドを備えたものであり、前記駆動ヘッドが前記リーダーの上部所定位置以上に位置する場合、前記駆動トルクの変更範囲を前記上限値より小さい第2上限値以下に制限するものであることが好ましい。 Further, in the above-described shift control method in the ground construction machine, the ground construction machine is provided to be movable along a rotation drive unit for transmitting the rotation output of the hydraulic motor to the tool and a guide leader. And a drive head in which the hydraulic motor and the rotation drive unit are arranged, and when the drive head is located at a predetermined position above the leader, the change range of the drive torque is smaller than the upper limit value. It is preferable to limit the second upper limit value or less.
また、上記の地盤施工機における変速制御方法において、前記駆動ヘッドが前記リーダーの上部所定位置以上に位置する場合、前記上限値より小さい前記第2上限値を設定する手順と、前記下限値以上かつ前記第2上限値以下の範囲において、前記下限値および前記第2上限値を含む複数の駆動トルク値を設定する手順と、設定した複数の前記駆動トルク値にそれぞれ対応する前記油圧モータの複数の押しのけ容積を求める手順と、前記下限値に対応する下限容積以外の押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、前記第2上限値に対応する上限容積以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して設定する手順と、前記油圧モータが前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、前記油圧モータが前記第2上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを有することが好ましい。 Further, in the shift control method in the ground construction machine, when the drive head is positioned at a predetermined position above the leader, a procedure for setting the second upper limit value that is smaller than the upper limit value; A procedure for setting a plurality of drive torque values including the lower limit value and the second upper limit value within a range equal to or less than the second upper limit value, and a plurality of hydraulic motors respectively corresponding to the set plurality of drive torque values Procedure for obtaining displacement volume, and procedure for setting the reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the lower limit volume corresponding to the lower limit value to the displacement volume smaller by one step as the lower reference value for each displacement volume And the pressure for shifting from the displacement volume other than the upper limit volume corresponding to the second upper limit value to the displacement volume larger by one step. A procedure for setting a quasi value as an upper reference value for each displacement volume, a procedure for setting a reference time for transition from the displacement volume to an adjacent displacement volume for each transition, and the hydraulic motor In a state where the displacement is in a predetermined displacement other than the lower limit value, and the state where the pressure is equal to or lower than a lower reference value continues for a reference time or longer, a procedure for shifting to a displacement smaller by one step; It is preferable to have a procedure of shifting to a larger displacement volume by one step when a state where the pressure is equal to or higher than the upper reference value continues for a reference time or longer in a state where the displacement is a predetermined displacement other than the second upper limit value. .
また、本発明の地盤施工機は、回転駆動により地盤に対して施工するための工具と、押しのけ容積を連続的に変更可能であり、前記工具を回転駆動する油圧モータと、前記油圧モータの回転出力を前記工具に伝達するための回転駆動部と、案内用のリーダーに沿って移動可能設けられ、前記油圧モータおよび前記回転駆動部が配置された駆動ヘッドと、前記油圧モータに供給される流体の圧力を検出するための圧力検出器と、前記油圧モータの押しのけ容積を制御して前記油圧モータが適切な駆動トルクを発生するように駆動制御する駆動制御部とを有する。前記駆動制御部は、情報を記憶する記憶手段を備えたものであり、前記記憶手段は、前記油圧モータが発生可能な駆動トルクの範囲内で、前記工具の回転駆動に実際に使用する駆動トルクの上限値と下限値を記憶するとともに、前記下限値以上かつ前記上限値以下の範囲において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクを記憶し、設定した複数の前記駆動トルクにそれぞれ対応する前記油圧モータの複数の押しのけ容積を記憶し、前記下限値以外の前記押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して記憶するとともに、前記上限値以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して記憶し、前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して記憶するものである。さらに、前記駆動制御部は、前記油圧モータが前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、前記油圧モータが前記上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを実行するものである。 Further, the ground construction machine of the present invention is a tool for constructing the ground by rotational driving, a displacement volume can be continuously changed, a hydraulic motor for rotationally driving the tool, and rotation of the hydraulic motor A rotary drive unit for transmitting an output to the tool, a drive head provided to be movable along a guide reader, the hydraulic motor and the rotary drive unit disposed therein, and a fluid supplied to the hydraulic motor And a drive control unit that controls the displacement of the hydraulic motor so that the hydraulic motor generates an appropriate driving torque. The drive control unit includes storage means for storing information, and the storage means is a drive torque that is actually used for rotationally driving the tool within a range of drive torque that can be generated by the hydraulic motor. And storing a plurality of drive torques including the lower limit value and the upper limit value in a range not less than the lower limit value and not more than the upper limit value, and for each of the set plurality of drive torques. A plurality of displacements of the corresponding hydraulic motor are stored, and a reference value of the pressure for shifting from the displacement other than the lower limit value to a displacement smaller by one step is set as a lower reference value for each displacement volume. The reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the upper limit value to the displacement volume one step larger is used as the upper reference value. Storing for each displacement, a reference time for moving to displacement adjacent from the displacement volume is configured to store for each transition. In addition, the drive control unit may displace one step smaller when the hydraulic motor is in a predetermined displacement volume other than the lower limit value and the pressure is below the lower reference value for a reference time or longer. If the state where the pressure is higher than the upper reference value and the state where the pressure is higher than the upper reference value continues for a reference time or more in the state where the hydraulic motor is in the predetermined displacement volume other than the upper limit value, the displacement volume larger by one step And the procedure to move to.
また、上記の地盤施工機において、前記油圧モータの回転速度を検出するための回転速度検出器を有し、前記駆動制御部は、前記油圧モータの押しのけ容積を1段階大きくする際に、前記油圧モータの出力軸の回転速度が所定の拘束基準速度以下であるとともに前記圧力が所定の拘束圧力基準値以上である状態が所定の拘束基準時間以上継続した場合には、前記工具の回転が拘束された状態であると判断して、前記油圧モータに対する流体の供給を停止してから前記押しのけ容積を増大させ、その後、前記油圧モータに対する流体の供給を開始する手順を実行するものであることが好ましい。 The ground construction machine further includes a rotation speed detector for detecting a rotation speed of the hydraulic motor, and the drive control unit increases the displacement volume of the hydraulic motor by one step. When the rotation speed of the output shaft of the motor is equal to or lower than a predetermined constraint reference speed and the pressure is equal to or higher than a predetermined constraint pressure reference value for a predetermined constraint reference time, the rotation of the tool is restricted. It is preferable to execute the procedure of determining that the fluid is in a state of being stopped, increasing the displacement after stopping the supply of fluid to the hydraulic motor, and then starting the supply of fluid to the hydraulic motor. .
また、上記の地盤施工機において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクは11段階の駆動トルクとすることができる。 In the above ground construction machine, the plurality of drive torques including the lower limit value and the upper limit value can be set to 11 stages of drive torque.
また、上記の地盤施工機において、前記駆動制御部は、前記駆動ヘッドが前記リーダーの上部所定位置以上に位置する場合、前記駆動トルク値の変更範囲を前記上限値より小さい第2上限値以下に制限するものであることが好ましい。 Further, in the above ground construction machine, the drive control unit may set the change range of the drive torque value to be equal to or less than a second upper limit value smaller than the upper limit value when the drive head is positioned at a predetermined position above the leader. It is preferable to restrict.
本発明は、以上のように構成されているので、以下のような効果を奏する。 Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects.
油圧モータに供給される圧力油の圧力と圧力基準値との上下関係だけでなく、そのような上下関係が継続する時間も考慮することにより安定的で円滑な自動変速制御が可能となる。それに加えて、一つの油圧モータのみを使用しながら、必要に応じて変速段数を任意に増加させることができ、安定的で円滑な自動変速制御が可能となる。 By considering not only the vertical relationship between the pressure of the pressure oil supplied to the hydraulic motor and the pressure reference value, but also the time during which such vertical relationship continues, stable and smooth automatic shift control can be performed. In addition, while using only one hydraulic motor, the number of shift stages can be arbitrarily increased as necessary, and stable and smooth automatic shift control is possible.
本発明の自動変速制御では、工具の駆動トルクの上限値と下限値を任意に設定することが可能であり、地盤の状態や施工内容に応じて、安全かつ適切に工事を実施することができる。また、本発明の自動変速制御を行うことにより、油圧モータに供給される圧力油の圧力と流量をほぼ一定に保つことができ、圧力油供給源の原動機を最大効率で運転できるため、工具駆動の効率を向上させることができる。 In the automatic transmission control according to the present invention, it is possible to arbitrarily set the upper limit value and the lower limit value of the driving torque of the tool, and it is possible to safely and appropriately carry out the construction according to the ground state and construction contents. . In addition, by performing the automatic shift control of the present invention, the pressure and flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic motor can be kept almost constant, and the prime mover of the pressure oil supply source can be operated with maximum efficiency, so that the tool drive Efficiency can be improved.
そして、工具の回転が拘束され回転拘束状態となってしまった場合でも、回転拘束状態から自動的に回転状態に復帰させることが可能である。さらに、一つの油圧モータのみで安定的で円滑な自動変速制御が可能となるため、地盤施工機の製造コストを大幅に低減させることができる。 Even when the rotation of the tool is constrained and becomes a rotationally constrained state, it is possible to automatically return from the rotationally constrained state to the rotational state. Furthermore, since stable and smooth automatic shift control can be performed with only one hydraulic motor, the manufacturing cost of the ground construction machine can be greatly reduced.
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の地盤施工機1の全体構成を示す概略図である。地盤施工機1は、無端状の軌道帯輪3を有し、自走可能な構成になっている。リーダー4は工具11を支持し案内するための支柱である。リーダー4は、地盤に対して垂直な状態から水平な状態まで起伏動作が可能であるとともに、運転台5と一緒に旋回できる構成になっている。地盤施工機1を移動・運搬するときは、リーダー4を水平状態に倒し、本体の上部に水平状態で保持して移動する。リーダー4は支点9を中心に揺動可能に支持されており、運転台5での操作により油圧シリンダ6を動作させてリーダー4の起伏動作が行われる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a
このリーダー4を起立させた状態で、リーダー4上を上下方向に移動可能に駆動ヘッド7が設けられており、駆動ヘッド7には油圧モータ81(図2参照)および回転駆動部8が固定配置されている。油圧モータ81および回転駆動部8は先端側に工具11を固定したチューブ体10を回転駆動するためのものである。チューブ体10は中空の管状の部材であり、内部の中空部を通して地盤改良剤などを地盤中に注入することができる。チューブ体10の先端側(下方側)には掘削具や撹拌工具等の工具11が固定されている。
A
駆動ヘッド7は、図示しない駆動機構によりリーダー4上を上下方向に移動することができる。駆動ヘッド7が移動されれば、回転駆動部8とともにチューブ体10および工具11も同じ量だけ移動される。例えば、工具11として下端側の掘削工具と撹拌工具を備えたものを使用し、チューブ体10を回転駆動しながら下降させて、掘削作業と撹拌による地盤改良作業とを同時に行う。このとき攪拌工具からは地盤改良剤を噴出させて地盤構成物に注入し、この地盤構成物を撹拌して地盤改良を行う。地盤改良剤は、セメントミルク等であり、チューブ体10の中空部を通して供給される。
The
また、地盤施工機1には、オーガースクリュー等の掘削専用工具を取り付けて、掘削作業のみを行う場合もある。このように、地盤施工機1によって地盤改良作業や、掘削作業を行う場合、工具11の駆動トルクおよび回転速度を地盤の状態(柔らかい、固いなど)に応じて適切な値に設定する必要がある。例えば、固い地盤では工具11の駆動トルクを大きく(回転速度を小さく)しなければならず、一方、柔らかい地盤では回転速度を大きく(駆動トルクを小さく)して高能率の掘削作業を行うことができる。
The
図2は、油圧モータ81および回転駆動部8の構成を示す模式図である。ここで、回転駆動部8(図1参照)は、減速機構82、スピンドル83、チャック84からなり、油圧モータ81の回転出力をチューブ体10および工具11(図1参照)に伝達するためのものである。減速機構82は油圧モータ81の回転出力を減速してスピンドル83に伝達する。スピンドル83は、駆動ヘッド7に対して回転可能に支持されている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
スピンドル83には、チャック84が固定されており、チャック84によってチューブ体10を把持したり、チューブ体10を解放したりできる。チャック84によってチューブ体10を把持すれば、チューブ体10はスピンドル83に固定され、スピンドル83の回転によってチューブ体10および工具11を回転駆動することができる。
A
油圧モータ81は押しのけ容積を連続的に変更可能なものである。この油圧モータ81は低回転速度および高トルクの回転出力特性を有するものが好ましい。油圧モータ81としては、例えば、偏心形ラジアルピストンモータが利用できる。この偏心形ラジアルピストンモータは、出力軸に対して放射状に配置されたピストンにより中央の偏心円筒カムおよび出力軸を回転駆動するものである。偏心円筒カムの偏心量が連続的に調整可能であれば、その偏心量を変更することにより油圧モータの押しのけ容積を連続的に変更することができる。
The
駆動制御部85は、油圧源からの圧力油を油圧モータ81に供給して、油圧モータ81の回転駆動制御を行う。油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pは圧力検出器86によって検出され、その検出値が駆動制御部85に送られる。駆動制御部85は、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pに応じて自動変速制御すなわち工具11の駆動トルク制御を行う。
The
また、駆動制御部85は、エンコーダ87からの信号を受信して、油圧モータ81の出力軸の回転速度を求めることができる。エンコーダ87は油圧モータ81の出力軸の回転角度に応じたパルス信号を出力する。すなわち、エンコーダ87は油圧モータ81の回転速度検出器として利用できる。
Further, the
駆動制御部85は、その内部にCPU851と記憶手段852を有しており、CPU851によって各種の情報処理を行う。また、記憶手段852には、駆動制御や情報処理に必要な各種のデータやプログラムが記憶されている。また、情報処理の結果のデータ等も記憶手段852に記憶される。
The
駆動制御部85は、油圧モータ81に電気的な制御信号を送り、油圧モータ81の押しのけ容積を所定範囲の任意の値に変更制御することができる。駆動制御部85は、油圧モータ81の押しのけ容積を変更して出力軸の駆動トルクおよび回転速度の変更制御を行う。これにより、地盤施工機1の自動変速制御すなわち工具11の駆動トルクを適切な値に変更制御する自動制御を行う。
The
次に、駆動制御部85が行う自動変速制御について説明する。本発明の地盤施工機1の変速制御方法においては、油圧モータ81は押しのけ容積を連続的に変更可能なものである。このため、変速制御方法についても、チューブ体10に負荷される負荷トルクなどに応じて油圧モータ81の押しのけ容積を連続的に変化させるようなフィードバック制御も考えられる。しかしながら、このような単純なフィードバック制御では地盤状態の変化等による急激なトルク変動により、油圧モータの押しのけ容積も大きく変更制御され、変速制御が振動して安定しないことがある。また、それにより工具自体にも振動が発生して工具や地盤施工機が損傷してしまうおそれがある。
Next, automatic shift control performed by the
そこで、本発明の地盤施工機1の変速制御方法においては、油圧モータ81の駆動トルクの上限値と下限値を設定し、その上限値と下限値を含む範囲内で複数の駆動トルク値を設定して、それらの複数の段階的な駆動トルク値を使用して自動変速制御を行うようにしたものである。すなわち、本発明の変速制御方法においては、駆動トルクの連続的な変更制御を行うのではなく、駆動トルクの連続的な数値範囲に対してあえて複数の段階的な駆動トルク値を設定し、その段階的な駆動トルク値を使用して自動変速制御を行うようにしたものである。
Therefore, in the shift control method of the
まず、駆動制御部85の内部の記憶手段852には油圧モータ81の駆動トルクの最大値Tmaxと最小値Tminが記憶されている。これは、油圧モータ81の出力特性から求められる駆動トルクの範囲である。実用的に使用可能な油圧モータ81の駆動トルクの範囲がこの最大値と最小値の間の区間となる。すなわち、通常使用可能な駆動トルクの値はこの最小値Tmin以上でありかつ最大値Tmax以下となる。この駆動トルクの最小値Tminと最大値Tmaxは、地盤施工機1の製造メーカーが予め設定しておくことができる。また、ユーザーがそれらの最小値Tminと最大値Tmaxを設定あるいは変更できるようにしてもよい。
First, the maximum value T max and the minimum value T min of the drive torque of the
また、油圧モータ81の駆動トルクには、駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合の制限値が設定される。ここでリーダー4の上部とは、リーダー4上方の予め定められた所定位置以上の位置をいう。駆動ヘッド7がリーダー4上方の予め定められた所定位置以上の位置にある場合、油圧モータ81の駆動トルクが制限値以下に制限される。
The driving torque of the
この制限値も駆動制御部85の内部の記憶手段852に記憶される。駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合、油圧モータ81の駆動トルクが大きくなるとリーダー4に大きな負担がかかり、リーダー4が傾斜してしまったり、最悪の場合、地盤施工機1が転倒してしまうおそれもある。このため、駆動ヘッド7がリーダー4上部の所定位置以上の位置にある場合、油圧モータ81の駆動トルクを所定の制限値以下に制限することが望ましい。
This limit value is also stored in the
この制限値は、駆動ヘッド7がリーダー4上部にある場合でも、安全に施工作業を行うことができる値とする。制限値は製造メーカーによる既定値が設定されているが、ユーザーがこの制限値を変更することができる。なお、この制限値は特許請求の範囲における第2上限値に対応する。すなわち、制限値と第2上限値とは同じものである。
This limit value is a value at which construction work can be performed safely even when the
駆動制御部85は駆動ヘッド7の位置を常に監視しており、駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合、油圧モータ81の駆動トルクはこの制限値(第2上限値)以下に制限される。手動操作や自動変速制御によって油圧モータ81の駆動トルクを変更しても、駆動トルクはこの制限値までしか増大しない。駆動ヘッド7がリーダー4の上部位置にない場合は、油圧モータ81の駆動トルクをこの制限値を超える値にまで変更することが可能である。
The
また、自動変速制御や手動で駆動トルクの設定を行う場合の、駆動トルクの上限値と下限値が、駆動制御部85の内部の記憶手段852に記憶される。自動変速制御や手動で設定される駆動トルク値はこの下限値と上限値の間の範囲(両端のトルク値も含む)となる。この駆動トルクの下限値および上限値は、ユーザーが施行位置の地盤の状態や経験から設定するものである。当然、この下限値および上限値は、駆動トルクの最小値Tmin以上かつ最大値Tmax以下に設定する。
Further, the upper limit value and the lower limit value of the drive torque when the automatic transmission control or the drive torque is manually set are stored in the
駆動トルクの下限値および上限値を設定すると、駆動制御部85は、この下限値以上かつ上限値以下の範囲を10等分して11段階の駆動トルク値を自動的に求める。実際には、駆動トルクの下限値を0%表示とし上限値を100%表示として、0%,10%,20%,30%,40%,…,100%の11段階の百分率表示が用いられる。この百分率表示をトルク指標と呼ぶことにする。このとき、トルク指標がx%表示のトルク値をT(x)とすると、トルク値T(x)は、下限値をTL、上限値をTUとして、次の式1によって求められる。
When the lower limit value and upper limit value of the drive torque are set, the
T(x)=TL+(TU−TL)・x/100 … 式1
自動変速制御においては、この0%〜100%の11段階の駆動トルク値のいずれかの適切な値が地盤の状態に応じて自動的に割り当てられる。油圧モータ81の駆動トルク値は、地盤の状態に応じて11段階の駆動トルク値のいずれかに自動的に遷移するように制御される。具体的な自動変速制御の手順については後に詳しく説明する。
T (x) = T L + (T U -T L) · x / 100 ...
In the automatic shift control, an appropriate value of any one of the eleven stages of drive torque values from 0% to 100% is automatically assigned according to the ground condition. The drive torque value of the
なお、上記の上限値TUとしては、通常時の上限値である第1上限値TU1と、駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合の油圧モータ81の駆動トルクの制限値である第2上限値TU2が記憶されている。第2上限値TU2は、通常は第1上限値TU1より小さい値に設定される。
Note that the upper limit value T U is a first upper limit value T U1 that is a normal upper limit value, and a limit value of the drive torque of the
駆動ヘッド7が通常位置すなわちリーダー4上部の所定位置より下方の位置にある場合、上限値TUとして第1上限値TU1の値が設定され、前述の11段階の駆動トルク値が求められる。駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合、上限値TUとして第2上限値TU2の値が設定され、前述の11段階の駆動トルク値が求められる。
When the driving
図3は、油圧モータ81の出力軸における駆動トルクとトルク指標との関係を示すグラフである。グラフの横軸がトルク指標を示し、縦軸が駆動トルクを示している。グラフに表されているように、駆動トルクの最小値Tminと最大値Tmaxの間に、駆動トルクの下限値TLおよび上限値TUが設定されている。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the drive torque on the output shaft of the
そして、下限値TLに対応するトルク指標を0%とし、上限値TUに対応するトルク指標を100%とする。そして、下限値以上かつ上限値以下の範囲を10等分して、0%,10%,20%,30%,40%,…,100%の11段階のトルク指標が設定される。地盤施工機1の操作者はこのトルク指標に基づいて、手動での駆動トルク調整および自動トルク制御(自動変速制御)を行うのである。なお、駆動トルクの最小値Tminおよび最大値Tmax、下限値TLおよび上限値TU、トルク指標などは、駆動制御部85内部の記憶手段852に記憶される。
Then, the torque index corresponding to the lower limit value T L is set to 0%, and the torque index corresponding to the upper limit value T U is set to 100%. Then, 11 ranges of torque indices of 0%, 10%, 20%, 30%, 40%,..., 100% are set by dividing the range above the lower limit and below the upper limit into 10 equal parts. The operator of the
図4は、油圧モータ81の押しのけ容積と出力軸における駆動トルクとの関係を示すグラフである。油圧モータ81は押しのけ容積を連続的に変更可能なものであり、駆動制御部85からの制御信号により押しのけ容積が変更される。油圧モータ81に供給される圧力油の圧力と流量がほぼ一定である場合、油圧モータ81の押しのけ容積と駆動トルクは、図示のようにほぼ直線的な関係にある。油圧モータ81の漏れや損失がなければ、押しのけ容積と駆動トルクは比例する。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the displacement of the
油圧モータ81の駆動特性における駆動トルクの最小値Tminおよび最大値Tmaxは、押しのけ容積の最小値Qminおよび最大値Qmaxによって定まるものである。押しのけ容積の最小値Qminには駆動トルクの最小値Tminが対応し、押しのけ容積の最大値Qmaxには駆動トルクの最大値Tmaxが対応する。押しのけ容積を最小値Qminから最大値Qmaxまで連続的に変更することにより、駆動トルクも最小値Tminから最大値Tmaxまで連続的に変化する。
The minimum value T min and the maximum value T max of the drive torque in the drive characteristics of the
油圧モータ81の駆動トルクを所望の値に変更するには、図4の関係から駆動トルクに対応する押しのけ容積を求め、油圧モータ81の押しのけ容積を求めた値に変更すればよい。図4のような駆動トルクと押しのけ容積の関係は、計算式や数表の形式で駆動制御部85内の記憶手段852に記憶されている。
In order to change the drive torque of the
油圧モータ81に供給される圧力油の圧力と流量をほぼ一定に維持する場合、油圧モータ81の出力軸の駆動トルクは押しのけ容積に比例する。また、出力軸の回転速度は駆動トルクに反比例する。すなわち、圧力油の圧力と流量をほぼ一定に維持した状態でも、油圧モータの押しのけ容積を変更することによって駆動トルクを適切な値に変更制御することができる。
When the pressure and flow rate of the pressure oil supplied to the
油圧モータ81に供給される圧力油の供給源としては、内燃機関等の原動機によって駆動されるポンプが利用される。一般的に原動機は最も効率の良い定格出力の近傍で使用することが望ましく、このときに圧力油の供給効率も最大となる。本発明の自動トルク制御(自動変速制御)を行うことにより、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力と流量をほぼ一定に保つことができ、圧力油供給源の原動機を最大効率で運転できるため、工具駆動の効率を向上させることができる。
As a supply source of the pressure oil supplied to the
次に、本発明における工具回転の自動復帰制御について説明する。地盤施工機1において、地盤による負荷が大きすぎて工具11の回転が拘束され停止してしまうことがある。この場合には油圧モータ81の出力軸の回転も拘束されて停止してしまう。このときに油圧モータ81の駆動トルクを増大させて工具11の駆動を再開しようとしても、油圧モータ81の押しのけ容積が変化しないことがある。本発明の地盤施工機1は、このような場合に油圧モータ81の拘束状態を円滑に解除して回転駆動状態に復帰させる機能を有している。
Next, automatic return control of tool rotation in the present invention will be described. In the
すなわち、油圧モータ81の出力軸の回転が拘束された場合は、それを検出して自動的に油圧モータ81に対する圧力油の供給を一定時間停止する。そして、油圧モータ81の押しのけ容積を変更して駆動トルクを1段階増大させる制御を行う。その後、油圧モータ81に対する圧力油の供給を再開して、油圧モータ81を回転状態に復帰させる。このように圧力油の供給を停止している間に押しのけ容積を変更することにより、確実に押しのけ容積を変更することができる。
That is, when the rotation of the output shaft of the
これは、圧力油の供給を停止することにより、拘束時に油圧モータ81の各部に作用する過大な力が除去され、押しのけ容積の変更機構が円滑に動作するようになるためであると考えられる。このように油圧モータ81の回転拘束状態から回転状態への自動復帰制御を行うことにより、地盤施工機1の操作者が複雑な操作を行うことなく、自動的に回転拘束状態から正常な回転駆動状態へと復帰させることができる。
This is considered to be because by stopping the supply of the pressure oil, an excessive force acting on each part of the
次に、本発明における上記のような自動変速制御と自動復帰制御についてより具体的に説明する。駆動制御部85は、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pに応じて自動変速制御を行う。駆動制御部85は、圧力Pと比較して自動変速制御を行うための複数の圧力基準値を記憶している。すなわち、トルク値を増大させるか否かの判断に使用する圧力基準値(上方基準値)と、トルク値を減少させるか否かの判断に使用する圧力基準値(下方基準値)とをそれぞれのトルク状態に対応させて記憶している。さらに、トルク値の移行条件が継続する時間の基準となる基準時間をそれぞれのトルク状態に対応させて記憶している。
Next, the automatic shift control and the automatic return control as described above in the present invention will be described more specifically. The
駆動制御部85は、圧力Pと圧力基準値(上方基準値)とを比較して、圧力Pが上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、駆動トルクを1段階増大させる。また、駆動制御部85は、圧力Pと圧力基準値(下方基準値)とを比較して、圧力Pが下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、駆動トルクを1段階減少させる。圧力Pが下方基準値より大きく上方基準値より小さい場合は、駆動トルクは現在の状態のまま維持される。
The
図5は、自動変速制御のための圧力基準値Psと基準時間tsの設定値の一例を示す図である。この圧力基準値Psと基準時間tsの設定値は駆動制御部85内部の記憶手段852に記憶される。自動変速制御は、油圧モータ81の駆動トルクを、11段階のトルク指標に対応するトルク値の中から自動的に選択して、適切なトルク値となるように設定するものである。また、施工中に地盤の状態が変化しても、地盤の状態に応じた適切な駆動トルクに自動的に変更される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of set values of the pressure reference value P s and the reference time t s for automatic shift control. Set value of the pressure reference value P s and the reference time t s is stored in the
ここで、駆動トルクの11段階のトルク指標0%〜100%のそれぞれに対して、指標数nを定義する。すなわち、トルク指標0%に対しては指標数:0を対応させ、トルク指標10%に対しては指標数:1を対応させ、トルク指標20%に対しては指標数:2を対応させる。同様に、トルク指標30%〜100%に対しても指標数:3〜10をそれぞれ対応させる。トルク指標100%は指標数:10に対応する。
Here, an index number n is defined for each of 11 stages of
ここで、駆動トルクを1段階増加させる操作は、指標数nに対応する駆動トルクから指標数n+1に対応する駆動トルクに移行することと同じである。また、駆動トルクを1段階減少させる操作は、指標数nに対応する駆動トルクから指標数n−1に対応する駆動トルクに移行することと同じである。
Here, the operation of increasing the driving torque by one step is the same as shifting from the driving torque corresponding to the index number n to the driving torque corresponding to the index
圧力基準値Psと基準時間tsは、駆動トルクの移行操作のそれぞれに対して設定されている。現在の駆動トルクの状態が指標数nに対応するトルク値である場合、トルク値を増大させるか否かの判断に使用する圧力基準値(上方基準値)をPs(n,n+1)と表す。また、その圧力基準値に対する基準時間をts(n,n+1)と表す。そして、トルク値を減少させるか否かの判断に使用する圧力基準値(下方基準値)をPs(n,n−1)と表す。また、その圧力基準値に対する基準時間をts(n,n−1)と表す。 The pressure reference value P s and the reference time t s are set for each drive torque transition operation. When the current drive torque state is a torque value corresponding to the index number n, the pressure reference value (upper reference value) used to determine whether to increase the torque value is represented as P s (n, n + 1). . The reference time for the pressure reference value is expressed as t s (n, n + 1). The pressure reference value (lower reference value) used for determining whether to decrease the torque value is represented as P s (n, n−1). Further, the reference time for the pressure reference value is expressed as ts (n, n-1).
ここで、圧力基準値Ps(n,n+1)と基準時間ts(n,n+1)はn=0〜9に対して設定され、圧力基準値Ps(n,n−1)と基準時間ts(n,n−1)はn=1〜10に対して設定されている。 Here, the pressure reference value P s (n, n + 1) and the reference time t s (n, n + 1) are set for n = 0 to 9, and the pressure reference value P s (n, n−1) and the reference time are set. t s (n, n−1) is set for n = 1 to 10.
なお、これらの圧力基準値Psおよび基準時間tsは、通常時の上限値である第1上限値TU1に対する11段階の駆動トルク値のそれぞれに対して設定されており、それと同時に、駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合の上限値である第2上限値TU2に対する11段階の駆動トルクのそれぞれに対しても設定されている。すなわち、図5のようなテーブルが2種類記憶されており、駆動ヘッド7の位置に応じて使い分けられる。なお、図5のような圧力基準値および基準時間のテーブルは駆動制御部85内の記憶手段852に記憶されている。
The pressure reference value P s and the reference time t s are set for each of 11 steps of driving torque values with respect to the first upper limit value T U1, which is the upper limit value in the normal state. It is also set for each of 11 steps of driving torque with respect to the second upper limit value T U2, which is the upper limit value when the
なお、ここでは駆動ヘッド7がリーダー4の上部に位置する場合の制御を、駆動トルクの上限値を第2上限値として11段階の駆動トルクを設定して行っているが、本発明はこのような制御には限定されない。駆動ヘッドがリーダー上部に位置する場合に、単純に駆動トルクを制限値を超える値には設定できないようにするだけでもよい。
Here, the control in the case where the
次に、図6から図9のフローチャートに基づいて、自動変速制御および自動復帰制御について具体的な制御手順を説明する。図6から図9のフローチャートは駆動制御部85によって実行されるプログラムの内容を示すものである。図6は、自動変速制御の処理手順を示すフローチャートである。地盤施工機1の変速制御モードが自動変速モードに設定された状態で、工具11の回転駆動を開始する操作がなされると、図6のフローチャートの手順が開始される。
Next, a specific control procedure for automatic shift control and automatic return control will be described based on the flowcharts of FIGS. 6 to 9 show the contents of the program executed by the
手順101では油圧モータ81の回転駆動が開始される。これにより地盤の施工が開始されると、手順102から手順106の処理を繰り返すことにより、自動変速制御を実行する。すなわち、地盤の状態や工具11に対する負荷に応じて、油圧モータ81の駆動トルクを適切な値に変更制御する。
In
さらに手順101では自動変速制御の初期トルクが設定される。初期トルクは自動変速制御の開始時における駆動トルクの初期値である。操作者はトルク指標0%〜100%から任意の初期値を設定しておくことができる。操作者が初期値を設定していなければ、既定値としてトルク指標50%に相当するトルク値が設定される。そして現在の駆動トルクの指標数を表す変数nに初期値に対応する指標数の値が代入される。例えば、初期値がトルク指標50%の場合、現在の駆動トルクの指標数を表す変数nに5が代入される。
In
手順102では駆動ヘッド7のリーダー4上の位置が検出される。次に、手順103では駆動トルクおよびトルク指標の設定と、圧力基準値および基準時間の設定が行われる。これらの設定は、駆動ヘッド7のリーダー4上の位置に応じて第1上限値TU1と第2上限値TU2のいずれかが上限値TUとして設定され、それによって各トルク指標に対応する11段階の駆動トルク値が求められる。また、駆動ヘッド7の位置に対応した圧力基準値および基準時間が使用されるように設定される。
In
また、手順103では、駆動ヘッド7の位置が通常位置から上部位置に変化した場合、または上部位置から通常位置に変化した場合に、指標数の修正が行われる。駆動ヘッド7の位置が通常位置の場合と上部位置の場合では指標数に対応する駆動トルクの値が異なるためである。駆動ヘッド7の位置が通常位置と上部位置の間で変更されると、まず、位置変更前の指標数に対応する駆動トルクが求められ、その駆動トルクに最も近い駆動トルクを位置変更後の11段階の駆動トルクの中から選択する。そして、選択した駆動トルクに対応する指標数を変数nに代入する。変数nは現在の駆動トルクの指標数を表すものである。
In
次の手順104はトルク増大サブルーチンを呼び出す処理を行う。トルク増大サブルーチンは、図7に示す処理手順を実行するものであり、自動変速制御において各条件により駆動トルクを増大する処理を行うものである。このトルク増大サブルーチンについては、後に詳しく説明する。
In the
トルク増大サブルーチンから呼び出しもとに戻ると次は手順105に進む。手順105はトルク減少サブルーチンを呼び出す処理を行う。トルク減少サブルーチンは、図8に示す処理手順を実行するものであり、自動変速制御において各条件により駆動トルクを減少させる処理を行うものである。このトルク減少サブルーチンについては、後に詳しく説明する。トルク減少サブルーチンから呼び出しもとに戻ると次は手順106に進む。
When returning to the calling source from the torque increase subroutine, the process proceeds to step 105. In
手順106では、自動変速制御を継続するかどうかを判断する。地盤施工機1の変速制御モードが手動変速モードに変更されたり、地盤の施工が終了して工具11の回転駆動が停止されると、手順106から「No」側に進み自動変速制御を終了する。このような自動変速制御の終了操作がない場合は、手順106から「Yes」側に進み、手順102に戻って手順102〜106の処理を繰り返す。
In
図7は、トルク増大サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。トルク増大サブルーチンは、自動変速制御において各条件により油圧モータ81の駆動トルクを増大する処理を行うものである。トルク増大サブルーチンが呼び出されると、まず手順201において、現在設定されている駆動トルクの指標数nの値が10であるか否かが判断される。指標数nの値が10である場合は、指標数n=10は駆動トルクの上限値に対応し、それ以上駆動トルクを増大できないので、トルク増大サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure of the torque increase subroutine. The torque increase subroutine is a process for increasing the drive torque of the
指標数nの値が10でない場合(0〜9の場合)は、手順201から手順202に進む。手順202では、駆動制御部85に内蔵されたタイマーをリセットして時間測定を開始する。このタイマーにより油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが圧力基準値Ps(n,n+1)以上である状態が継続する時間を測定する。
If the value of the index number n is not 10 (0 to 9), the process proceeds from the
次に、手順203において、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pの検出値を圧力基準値Ps(n,n+1)と比較する。この圧力基準値Ps(n,n+1)は、図5に示すようなテーブルの中から現在の駆動トルクの指標数nに対応するものが選択される。圧力Pが圧力基準値Ps(n,n+1)以上である場合には次の手順204に進み、そうでない場合はトルク増大サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。
Next, in
次の手順204では、タイマーで測定中の時間tを基準時間ts(n,n+1)と比較する。この基準時間ts(n,n+1)は、図5に示すようなテーブルの中から現在の駆動トルクの指標数nに対応するものが選択される。時間tが基準時間ts(n,n+1)以上となれば手順205に進み、そうでなければ手順203に戻り、手順203から手順204を繰り返す。
In the
結局、この手順203および手順204で、圧力Pが圧力基準値Ps(n,n+1)以上である状態が基準時間ts(n,n+1)以上継続したか否かが判断される。基準時間ts(n,n+1)以上継続すれば手順205に進み、継続しなければトルク増大サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。すなわち、圧力Pが圧力基準値Ps(n,n+1)以上である状態が基準時間ts(n,n+1)以上継続しなければ、駆動トルクを増大することはない。
Eventually, in
手順205では、指標数を表す変数mに値(n+1)を代入する。この変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクが設定されるので、この代入は駆動トルクを1段階増大することを表している。次の手順206はトルク設定サブルーチンを呼び出す処理を行う。トルク設定サブルーチンは、図9に示す処理手順を実行するものであり、変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクを設定する処理を行うものである。このトルク設定サブルーチンについては、後に詳しく説明する。トルク設定サブルーチンから呼び出しもとに戻ってくると、このトルク増大サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。
In
図8は、トルク減少サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。トルク減少サブルーチンは、自動変速制御において各条件により油圧モータ81の駆動トルクを減少させる処理を行うものである。トルク減少サブルーチンが呼び出されると、まず手順301において、現在設定されている駆動トルクの指標数nの値が0であるか否かが判断される。指標数nの値が0である場合、指標数n=0は駆動トルクの下限値に対応し、それ以上駆動トルクを減少できないので、トルク減少サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。
FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure of the torque reduction subroutine. The torque reduction subroutine performs processing for reducing the drive torque of the
指標数nの値が0でない場合(1〜10の場合)は、手順301から手順302に進む。手順302では、駆動制御部85に内蔵されたタイマーをリセットして時間測定を開始する。このタイマーにより油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが圧力基準値Ps(n,n−1)以下である状態が継続する時間を測定する。
When the value of the index number n is not 0 (in the case of 1 to 10), the process proceeds from the
次に、手順303において、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pの検出値を圧力基準値Ps(n,n−1)と比較する。この圧力基準値Ps(n,n−1)は、図5に示すようなテーブルの中から現在の駆動トルクの指標数nに対応するものが選択される。圧力Pが圧力基準値Ps(n,n−1)以下である場合には次の手順304に進み、そうでない場合はトルク減少サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。
Next, in
次の手順304では、タイマーで測定中の時間tを基準時間ts(n,n−1)と比較する。この基準時間ts(n,n−1)は、図5に示すようなテーブルの中から現在の駆動トルクの指標数nに対応するものが選択される。時間tが基準時間ts(n,n−1)以上となれば手順305に進み、そうでなければ手順303に戻り、手順303から手順304を繰り返す。
In the
結局、この手順303および手順304で、圧力Pが圧力基準値Ps(n,n−1)以下である状態が基準時間ts(n,n−1)以上継続したか否かが判断される。基準時間ts(n,n−1)以上継続すれば手順305に進み、継続しなければトルク減少サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。すなわち、圧力Pが圧力基準値Ps(n,n−1)以下である状態が基準時間ts(n,n−1)以上継続しなければ、駆動トルクを減少させることはない。
Eventually, in
手順305では、指標数を表す変数mに値(n−1)を代入する。この変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクが設定されるので、この代入は駆動トルクを1段階減少させることを表している。次の手順306はトルク設定サブルーチンを呼び出す処理を行う。トルク設定サブルーチンは、図9に示す処理手順を実行するものであり、変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクを設定する処理を行うものである。トルク設定サブルーチンから呼び出しもとに戻ってくると、このトルク減少サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。
In
図9は、トルク設定サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。このトルク設定サブルーチンは、指標数を表す変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクを設定する処理を行うものである。また、このトルク設定サブルーチンには、回転拘束状態から回転状態への自動復帰制御の手順も組み込まれている。なお、このトルク設定サブルーチンは、自動変速モードの自動変速制御に利用されるだけでなく、手動変速モードでの駆動トルク値の手動設定でも利用される。
FIG. 9 is a flowchart showing the processing procedure of the torque setting subroutine. This torque setting subroutine performs processing for setting the drive torque of the
トルク設定サブルーチンが呼び出されると、まず手順401において、回転拘束状態から回転状態への自動復帰制御がオンとされているか否かが判断される。自動復帰制御がオンであれば手順402に進み、自動復帰制御がオフであれば手順410に進む。すなわち、操作パネルにおいて自動復帰制御がオフとされている場合、自動復帰制御は行われず、単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定するだけである。
When the torque setting subroutine is called, it is first determined in
手順410では、指標数を表す変数mの値に対応する駆動トルクに設定するために、まず、その駆動トルクに対応する押しのけ容積を図4の関係から求める。そして油圧モータ81の押しのけ容積を求めた容積に設定する。また、油圧モータ81の押しのけ容積を設定すると同時に、現在の駆動トルクの指標数を表す変数nに変数mの値が代入される。これにより変更後の駆動トルクの指標数が変数nにセットされる。手順410の後は、トルク設定サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。
In
手順401において、自動復帰制御がオンであれば手順402に進み、変数mの値が変数nの値よりも大きいか否かが判断される。変数mの値の方が大きければ駆動トルクを増大するということであり、手順403に進み、自動復帰制御を伴う駆動トルクの設定が行われる。そうでない場合は駆動トルクが増大されないので、手順410に進み、自動復帰制御は行わず単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定する。すなわち、駆動トルクを増大するという指示がなされている場合のみ自動復帰制御を行う。
In
手順403では、駆動制御部85に内蔵されたタイマーをリセットして時間測定を開始する。このタイマーによって、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rが所定の拘束基準速度Rr以下であり、かつ、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが拘束圧力基準値Pr以上である状態が継続する時間を測定する。
In
ここで、拘束基準速度Rrとは、工具11が回転拘束状態であることを判断するための油圧モータ81の出力軸の回転速度の基準値である。また、拘束圧力基準値Prとは、工具11が回転拘束状態であることを判断するための、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力の基準値である。すなわち、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rが拘束基準速度Rr以下であり、かつ、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが拘束圧力基準値Pr以上である状態が所定の拘束基準時間tr以上連続した場合、工具11が回転拘束状態であるものと判断する。
Here, the restriction reference speed R r is a reference value of the rotation speed of the output shaft of the
まず、手順404では、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rが拘束基準速度Rr以下であるか否かが判断される。拘束基準速度Rr以下であれば手順405に進み、そうでなければ手順410に進み自動復帰制御は行わず単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定する。なお、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rの情報は、エンコーダ87からの検出信号によって求められる。拘束基準速度Rrの実際の値は1[回転/分]程度である。この拘束基準速度Rrの値もユーザーが設定可能である。
First, in
次に、手順405では、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが拘束圧力基準値Pr以上であるか否かが判断される。拘束圧力基準値Pr以上であれば手順406に進み、そうでなければ手順410に進み自動復帰制御は行わず単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定する。拘束圧力基準値Prの値は油圧モータ81に供給される圧力油の最大値に近い値が設定される。回転が拘束されている場合、圧力油の供給圧力のほぼ最大値が検出される。
Next, in
次に、手順406では、タイマーで測定中の時間tを拘束基準時間trと比較する。この拘束基準時間trの実際の値は1秒程度である。この拘束基準時間trの値もユーザーが設定可能である。時間tが拘束基準時間tr以上となれば手順407に進み、そうでなければ手順404に戻り、手順404から手順406を繰り返す。
Next, in
結局、この手順404から手順406で、油圧モータ81の出力軸の回転速度Rが拘束基準速度Rr以下であり、かつ、油圧モータ81に供給される圧力油の圧力Pが拘束圧力基準値Pr以上である状態が拘束基準時間tr以上継続したか否かが判断される。拘束基準時間tr以上継続すれば手順407に進み、継続しなければ手順410に進み自動復帰制御は行わず単純に油圧モータ81の駆動トルクを変数mの値に従って設定する。すなわち、上記の回転拘束状態が所定の拘束基準時間tr以上継続しなければ、自動復帰制御は行わない。
Eventually, in
手順407では、油圧モータ81への圧力油の供給を停止して、油圧モータ81の回転駆動をオフとする。この回転駆動の停止時間は予め設定された所定の時間であり、具体的には0.1秒程度である。この停止時間の値もユーザーが設定可能である。手順407で油圧モータ81の回転駆動をオフとした後、即座に手順408に進んで駆動トルクの設定を行い、所定の停止時間が経過したら手順409で再び油圧モータ81の回転駆動をオンとする。
In
手順408では、指標数を表す変数mの値に対応する駆動トルクに設定するために、その駆動トルクに対応する押しのけ容積を求め、油圧モータ81の押しのけ容積を求めた値に設定する。また、油圧モータ81の押しのけ容積を設定すると同時に、現在の駆動トルクの指標数を表す変数nに変数mの値が代入される。これにより変更後の駆動トルクの指標数が変数nにセットされる。
In
次の手順409では、所定の停止時間が経過した後に、再び油圧モータ81の回転駆動をオンとする。手順409の後は、トルク設定サブルーチンの処理を終了して呼び出しもとに戻る。以上のトルク設定サブルーチンでは、指標数を表す変数mの値により油圧モータ81の駆動トルクを設定するとともに、自動復帰制御がオンであれば回転拘束状態から回転状態への自動復帰制御が行われる。自動復帰制御により、操作者が特に複雑な操作を行わなくとも、回転拘束状態から回転状態に自動的に復帰させることができる。
In the
以上の図6から図9に示すような処理手順によって自動変速制御を行うことにより、自動変速制御の安定性を大幅に向上させることができる。すなわち、油圧モータに供給される圧力油の圧力と圧力基準値との上下関係だけでなく、そのような上下関係が継続する時間も考慮することにより安定的で円滑な自動変速制御が可能となっている。それに加えて、一つの油圧モータのみを使用しながら、必要に応じて変速段数を任意に増加させることができ、これによっても安定的で円滑な自動変速制御が可能となっている。 By performing the automatic shift control according to the processing procedures as shown in FIGS. 6 to 9, the stability of the automatic shift control can be greatly improved. In other words, stable and smooth automatic shift control can be performed by considering not only the vertical relationship between the pressure of the pressure oil supplied to the hydraulic motor and the pressure reference value, but also the time during which such vertical relationship continues. ing. In addition, while using only one hydraulic motor, the number of shift stages can be arbitrarily increased as necessary, and this also enables stable and smooth automatic shift control.
また、工具の駆動トルクの上限値と下限値を任意に設定することが可能であり、地盤の状態や施工内容に応じて、安全かつ適切に工事を実施することができる。また、上述のような自動変速制御を行うことにより、油圧モータに供給される圧力油の圧力と流量をほぼ一定に保つことができ、圧力油供給源の原動機を最大効率で運転できるため、工具駆動の効率を向上させることができる。 Moreover, it is possible to arbitrarily set the upper limit value and the lower limit value of the driving torque of the tool, and it is possible to perform the work safely and appropriately according to the condition of the ground and the construction content. In addition, by performing the automatic shift control as described above, the pressure and flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic motor can be kept almost constant, and the prime mover of the pressure oil supply source can be operated with maximum efficiency. Driving efficiency can be improved.
そして、工具の回転が拘束され回転拘束状態となってしまった場合でも、回転拘束状態から自動的に回転状態に復帰させることが可能となった。さらに、一つの油圧モータのみで安定的で円滑な自動変速制御が可能となるため、地盤施工機の製造コストを大幅に低減させることができる。 Even when the rotation of the tool is constrained and becomes a rotationally constrained state, it is possible to automatically return to the rotational state from the rotationally constrained state. Furthermore, since stable and smooth automatic shift control can be performed with only one hydraulic motor, the manufacturing cost of the ground construction machine can be greatly reduced.
以上のように、本発明によれば、安定的で円滑な自動変速制御が可能であり、また、工具の駆動トルクの上限値と下限値を任意に設定することにより、地盤の状態や施工内容に応じて、安全かつ適切に工事を実施することができる。また、工具の回転が拘束され回転拘束状態となってしまった場合でも、回転拘束状態から自動的に回転状態に復帰させることが可能である。 As described above, according to the present invention, stable and smooth automatic shift control is possible, and by arbitrarily setting the upper limit value and the lower limit value of the driving torque of the tool, the state of the ground and the construction contents Depending on the situation, construction can be carried out safely and appropriately. Further, even when the rotation of the tool is constrained and becomes a rotationally constrained state, it is possible to automatically return from the rotationally constrained state to the rotational state.
なお、以上の実施の形態の説明では、自動変速制御における駆動トルクの下限値と上限値との間の範囲を10等分して11段階の駆動トルク値を設定するようにしているが、11段階に限らず任意の段階数の駆動トルク値を設定するようにしてもよい。例えば、21段階や41段階等の駆動トルクを設定することもできる。また、11段階よりも少ない駆動トルクの段階数とすることもできる。 In the description of the above embodiment, the range between the lower limit value and the upper limit value of the drive torque in the automatic shift control is equally divided into 10 to set the 11 stages of drive torque values. The drive torque value may be set not only in the steps but also in any number of steps. For example, drive torques such as 21 steps and 41 steps can be set. Also, the number of stages of driving torque can be made smaller than 11 stages.
本発明によれば、地盤施工機において安定的で円滑な自動変速制御を提供することができ、また、安定的で円滑な自動変速制御を実行する地盤施工機を提供することができる。さらに、工具の回転拘束状態から自動的に回転状態に復帰させることが可能であり、しかも低コストの地盤施工機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a stable and smooth automatic transmission control in a ground construction machine, and it is possible to provide a ground construction machine that executes a stable and smooth automatic transmission control. Furthermore, it is possible to automatically return to the rotation state from the rotation restrained state of the tool, and to provide a low-cost ground construction machine.
1 地盤施工機
3 軌道帯輪
4 リーダー
5 運転台
6 油圧シリンダ
7 駆動ヘッド
8 回転駆動部
9 支点
10 チューブ体
11 工具
81 油圧モータ
82 減速機構
83 スピンドル
84 チャック
85 駆動制御部
86 圧力検出器
87 エンコーダ
851 CPU
852 記憶手段
DESCRIPTION OF
852 storage means
Claims (9)
押しのけ容積を連続的に変更可能であり、前記工具(11)を回転駆動する油圧モータ(81)と、
前記油圧モータ(81)に供給される流体の圧力を検出するための圧力検出器(86)とを備えた地盤施工機における変速制御方法であって、
前記油圧モータ(81)が発生可能な駆動トルクの範囲内で、前記工具(11)の回転駆動に実際に使用する駆動トルクの上限値と下限値を設定する手順と、
前記下限値以上かつ前記上限値以下の範囲において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクを設定する手順と、
設定した複数の前記駆動トルクにそれぞれ対応する前記油圧モータ(81)の複数の押しのけ容積を求める手順と、
前記下限値に対応する下限容積以外の押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、
前記上限値に対応する上限容積以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、
前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して設定する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを有する地盤施工機における変速制御方法。 A tool (11) for construction on the ground by rotational drive;
A hydraulic motor (81) capable of continuously changing the displacement volume and rotationally driving the tool (11);
A shift control method in a ground construction machine comprising a pressure detector (86) for detecting the pressure of a fluid supplied to the hydraulic motor (81),
A procedure for setting an upper limit value and a lower limit value of the drive torque actually used for rotational driving of the tool (11) within a range of drive torque that can be generated by the hydraulic motor (81);
A procedure for setting a plurality of driving torques including the lower limit value and the upper limit value in a range not less than the lower limit value and not more than the upper limit value;
A procedure for obtaining a plurality of displacement volumes of the hydraulic motor (81) respectively corresponding to the plurality of set driving torques;
A procedure for setting a reference value of the pressure for shifting from a displacement volume other than the lower limit volume corresponding to the lower limit value to a displacement volume one step smaller as a lower reference value for each displacement volume;
A procedure for setting the reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the upper limit volume corresponding to the upper limit value to the displacement volume one step larger as the upper reference value for each displacement volume;
A procedure for setting, for each transition, a reference time for transitioning from the displacement volume to the adjacent displacement volume;
A procedure for shifting to a one-step smaller displacement when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement other than the lower limit and the pressure is below a lower reference value for a reference time or longer. When,
A procedure for shifting to a one-step larger displacement volume when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement volume other than the upper limit and the pressure is equal to or higher than the upper reference value for a reference time or longer. A shift control method in a ground construction machine having
前記地盤施工機は、前記油圧モータ(81)の回転速度を検出するための回転速度検出器(87)を備えたものであり、
前記1段階大きい押しのけ容積に移行する手順において、前記油圧モータ(81)の押しのけ容積を1段階大きくする際に、前記油圧モータ(81)の出力軸の回転速度が所定の拘束基準速度以下であるとともに前記圧力が所定の拘束圧力基準値以上である状態が所定の拘束基準時間以上継続した場合には、前記工具(11)の回転が拘束された状態であると判断して、前記油圧モータ(81)に対する流体の供給を停止してから前記押しのけ容積を増大させ、その後、前記油圧モータ(81)に対する流体の供給を開始する手順を実行するものである地盤施工機における変速制御方法。 A shift control method in the ground construction machine according to claim 1,
The ground construction machine includes a rotational speed detector (87) for detecting the rotational speed of the hydraulic motor (81),
When the displacement volume of the hydraulic motor (81) is increased by one step in the procedure for shifting to the one-step larger displacement volume, the rotational speed of the output shaft of the hydraulic motor (81) is equal to or lower than a predetermined constraint reference speed. When the state where the pressure is equal to or greater than the predetermined constraint pressure reference value continues for a predetermined constraint reference time or more, it is determined that the rotation of the tool (11) is constrained, and the hydraulic motor ( 81) A shift control method in a ground construction machine that executes a procedure of increasing the displacement volume after stopping the supply of fluid to 81) and then starting the supply of fluid to the hydraulic motor (81).
前記複数の駆動トルクを設定する手順は、前記下限値および前記上限値を含む11段階の駆動トルクを設定するものである地盤施工機における変速制御方法。 A shift control method in the ground construction machine according to any one of claims 1 and 2,
The procedure for setting the plurality of drive torques is a shift control method for a ground construction machine, wherein 11 stages of drive torque including the lower limit value and the upper limit value are set.
前記地盤施工機は、前記油圧モータ(81)の回転出力を前記工具(11)に伝達するための回転駆動部(82〜84)と、案内用のリーダー(4)に沿って移動可能に設けられ、前記油圧モータ(81)および前記回転駆動部(82〜84)が配置された駆動ヘッド(7)を備えたものであり、
前記駆動ヘッド(7)が前記リーダー(4)の上部所定位置以上に位置する場合、前記駆動トルクの変更範囲を前記上限値より小さい第2上限値以下に制限するものである地盤施工機における変速制御方法。 A shift control method in the ground construction machine according to any one of claims 1 to 3,
The ground construction machine is movably provided along a rotation drive unit (82 to 84) for transmitting the rotation output of the hydraulic motor (81) to the tool (11) and a guide leader (4). And a drive head (7) in which the hydraulic motor (81) and the rotary drive units (82 to 84) are arranged,
When the drive head (7) is positioned above the predetermined position above the leader (4), the shift in the ground construction machine is to limit the change range of the drive torque to a second upper limit value which is smaller than the upper limit value. Control method.
前記駆動ヘッド(7)が前記リーダー(4)の上部所定位置以上に位置する場合、
前記上限値より小さい前記第2上限値を設定する手順と、
前記下限値以上かつ前記第2上限値以下の範囲において、前記下限値および前記第2上限値を含む複数の駆動トルク値を設定する手順と、
設定した複数の前記駆動トルク値にそれぞれ対応する前記油圧モータ(81)の複数の押しのけ容積を求める手順と、
前記下限値に対応する下限容積以外の押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、
前記第2上限値に対応する上限容積以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して設定する手順と、
前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して設定する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記第2上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを有する地盤施工機における変速制御方法。 A shift control method for a ground construction machine according to claim 4,
When the driving head (7) is positioned above a predetermined position above the reader (4),
A procedure for setting the second upper limit value smaller than the upper limit value;
A procedure for setting a plurality of driving torque values including the lower limit value and the second upper limit value in a range not less than the lower limit value and not more than the second upper limit value;
A procedure for obtaining a plurality of displacement volumes of the hydraulic motor (81) respectively corresponding to the plurality of set driving torque values;
A procedure for setting a reference value of the pressure for shifting from a displacement volume other than the lower limit volume corresponding to the lower limit value to a displacement volume one step smaller as a lower reference value for each displacement volume;
A procedure for setting the reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the upper limit volume corresponding to the second upper limit value to the displacement volume one step larger as the upper reference value for each displacement volume;
A procedure for setting, for each transition, a reference time for transitioning from the displacement volume to the adjacent displacement volume;
A procedure for shifting to a one-step smaller displacement when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement other than the lower limit and the pressure is below a lower reference value for a reference time or longer. When,
When the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement volume other than the second upper limit value and the pressure is continuously above the upper reference value for a reference time or longer, the displacement shifts to one step larger. A shift control method in a ground construction machine having a procedure to perform.
押しのけ容積を連続的に変更可能であり、前記工具(11)を回転駆動する油圧モータ(81)と、
前記油圧モータ(81)の回転出力を前記工具(11)に伝達するための回転駆動部(82〜84)と、
案内用のリーダー(4)に沿って移動可能設けられ、前記油圧モータ(81)および前記回転駆動部(82〜84)が配置された駆動ヘッド(7)と、
前記油圧モータ(81)に供給される流体の圧力を検出するための圧力検出器(86)と、
前記油圧モータ(81)の押しのけ容積を制御して前記油圧モータ(81)が適切な駆動トルクを発生するように駆動制御する駆動制御部(85)とを有し、
前記駆動制御部(85)は、情報を記憶する記憶手段(852)を備えたものであり、
前記記憶手段(852)は、
前記油圧モータ(81)が発生可能な駆動トルクの範囲内で、前記工具(11)の回転駆動に実際に使用する駆動トルクの上限値と下限値を記憶するとともに、前記下限値以上かつ前記上限値以下の範囲において、前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクを記憶し、
設定した複数の前記駆動トルクにそれぞれ対応する前記油圧モータ(81)の複数の押しのけ容積を記憶し、
前記下限値以外の前記押しのけ容積から1段階小さい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を下方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して記憶するとともに、前記上限値以外の前記押しのけ容積から1段階大きい押しのけ容積に移行するための前記圧力の基準値を上方基準値としてそれぞれの押しのけ容積に対して記憶し、
前記押しのけ容積から隣接する押しのけ容積に移行するための基準時間をそれぞれの移行に対して記憶するものであり、
さらに、前記駆動制御部(85)は、
前記油圧モータ(81)が前記下限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が下方基準値以下である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階小さい押しのけ容積に移行する手順と、
前記油圧モータ(81)が前記上限値以外の所定の前記押しのけ容積にある状態で、前記圧力が上方基準値以上である状態が基準時間以上連続した場合に、1段階大きい押しのけ容積に移行する手順とを実行するものである地盤施工機。 A tool (11) for construction on the ground by rotational drive;
A hydraulic motor (81) capable of continuously changing the displacement volume and rotationally driving the tool (11);
A rotation drive unit (82 to 84) for transmitting the rotation output of the hydraulic motor (81) to the tool (11);
A drive head (7) provided so as to be movable along the guide leader (4), wherein the hydraulic motor (81) and the rotation drive units (82 to 84) are disposed;
A pressure detector (86) for detecting the pressure of the fluid supplied to the hydraulic motor (81);
A drive control unit (85) for controlling the displacement of the hydraulic motor (81) to control the hydraulic motor (81) to generate an appropriate driving torque;
The drive control unit (85) includes storage means (852) for storing information,
The storage means (852)
Within the range of drive torque that can be generated by the hydraulic motor (81), the upper limit value and lower limit value of the drive torque actually used for rotational driving of the tool (11) are stored, and the upper limit value and the upper limit value are stored. Storing a plurality of driving torques including the lower limit value and the upper limit value within a range below the value;
Storing a plurality of displacement volumes of the hydraulic motor (81) respectively corresponding to the plurality of set driving torques;
The reference value of the pressure for shifting from the displacement volume other than the lower limit value to the displacement volume smaller by one step is stored as a lower reference value for each displacement volume, and 1 from the displacement volume other than the upper limit value. Storing the reference value of the pressure for transitioning to a larger displacement volume as an upper reference value for each displacement volume;
A reference time for transitioning from the displacement volume to the adjacent displacement volume is stored for each transition;
Furthermore, the drive control unit (85)
A procedure for shifting to a one-step smaller displacement when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement other than the lower limit and the pressure is below a lower reference value for a reference time or longer. When,
A procedure for shifting to a one-step larger displacement volume when the hydraulic motor (81) is in a predetermined displacement volume other than the upper limit and the pressure is equal to or higher than the upper reference value for a reference time or longer. The ground construction machine that is to execute.
前記油圧モータ(81)の回転速度を検出するための回転速度検出器(87)を有し、
前記駆動制御部(85)は、前記油圧モータ(81)の押しのけ容積を1段階大きくする際に、前記油圧モータ(81)の出力軸の回転速度が所定の拘束基準速度以下であるとともに前記圧力が所定の拘束圧力基準値以上である状態が所定の拘束基準時間以上継続した場合には、前記工具(11)の回転が拘束された状態であると判断して、前記油圧モータ(81)に対する流体の供給を停止してから前記押しのけ容積を増大させ、その後、前記油圧モータ(81)に対する流体の供給を開始する手順を実行するものである地盤施工機。 The ground construction machine according to claim 6,
A rotational speed detector (87) for detecting the rotational speed of the hydraulic motor (81);
When the drive control unit (85) increases the displacement volume of the hydraulic motor (81) by one step, the rotational speed of the output shaft of the hydraulic motor (81) is less than or equal to a predetermined constraint reference speed and the pressure Is more than a predetermined restraint pressure reference value for a predetermined restraint reference time or longer, it is determined that the rotation of the tool (11) is restrained and the hydraulic motor (81) A ground construction machine for executing a procedure of increasing the displacement volume after stopping the supply of fluid and then starting the supply of fluid to the hydraulic motor (81).
前記下限値および前記上限値を含む複数の駆動トルクは11段階の駆動トルクである地盤施工機。 The ground construction machine according to any one of claims 6 and 7,
The ground construction machine in which the plurality of drive torques including the lower limit value and the upper limit value are eleven stages of drive torque.
前記駆動制御部(85)は、前記駆動ヘッド(7)が前記リーダー(4)の上部所定位置以上に位置する場合、前記駆動トルク値の変更範囲を前記上限値より小さい第2上限値以下に制限するものである地盤施工機。 The ground construction machine according to any one of claims 6 to 8,
When the drive head (7) is positioned above a predetermined position above the leader (4), the drive control unit (85) sets the change range of the drive torque value to a second upper limit value that is less than the upper limit value. The ground construction machine that is to be restricted.
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