JP4188541B2

JP4188541B2 - 杭打機の掘削作業装置押し込み力制御装置

Info

Publication number: JP4188541B2
Application number: JP2000143452A
Authority: JP
Inventors: 庸公冨田
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2020-05-16
Also published as: JP2001323466A

Description

【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、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、昇降装置と掘削作業装置の間隔縮小により発生する圧力にて前記掘削作業装置に押し込み力を付与する流体圧発生装置を設け、前記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するともに前記流体圧発生装置にて前記掘削作業装置を押し込み、前記昇降装置と掘削作業装置の間隔が拡がって前記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し、さらに、前記昇降装置と掘削作業装置との間隔を変更可能に連結する手段は、前記昇降装置下部のブラケットに形成したピン孔と、前記掘削作業装置上部のブラケットに形成した上下方向に長いピン孔と、両ピン孔に挿通されるピンにて構成されることを特徴とている。
【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１１ｃ上部の伸び側液圧室１１ｄのポートに、液圧室１１ｄの圧力を蓄積するアキュムレータ１２と、液圧室１１ｄ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２１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１２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

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、昇降装置と掘削作業装置の間隔縮小により発生する圧力にて前記掘削作業装置に押し込み力を付与する流体圧発生装置を設け、前記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するともに前記流体圧発生装置にて前記掘削作業装置を押し込み、前記昇降装置と掘削作業装置の間隔が拡がって前記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。
前記昇降装置と掘削作業装置との間隔を変更可能に連結する手段は、前記昇降装置下部のブラケットに形成したピン孔と、前記掘削作業装置上部のブラケットに形成した上下方向に長いピン孔と、両ピン孔に挿通されるピンにて構成されることを特徴とする請求項１記載の杭打機の押し込み力制御装置。