JPH021925B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧による杭等の打撃装置に関するも
のである。

重錘をくり返し落下させて杭等を打撃して地中
に打ち込む装置は各種開発されている。

特に電気的あるいは油圧を利用して自動的に重
錘の落下，巻き上げをくり返し行う装置も開発さ
れている。

ところがそれらはクラツチを用いており、その
クラツチの接続，解除を自動的に行わせようとす
るものである。

しかし重錘やワイヤの落下時の大きな慣性を拘
束するためには大型のクラツチが必要であり、そ
の結果従来の装置は手動式でも自動式でも本体は
きわめて大きく高価なものであつた。

また杭打ち作業の場合に、杭は地盤条件によつ
て地中への進入状態が大きく異なる。従つて重錘
は杭の頭部を打撃したら直ちに下降を停止する場
合もあるし、杭の進入と共に大きく下降する場合
もある。

このような杭の進入に正しく重錘やワイヤの下
降が追随できないと空打ち状態やワイヤのたるみ
を生じ、ワイヤの損傷や切断の原因となる。

本発明はこのような従来の装置の欠点を改善す
るためになされたもので、クラツチを使用しない
ために小型で安価であり、かつ杭の地中への進入
に正確に重錘を追随させることができると共にワ
イヤのたるみをも直ちに解消させることのできる
打撃装置を提供することを目的とする。

次に実施例について説明する。

＜イ＞ 機械作動部 ウインチ１の一方向の回転（正転）によつて
重錘Ｗを巻き上げ、他方向への回転（逆転）に
よつて重錘Ｗを落下させる構成は従来と同様で
ある。

ウインチ１の回転軸１１は油圧モータＭに直
接，間接に接続している。

＜ロ＞ 基本油圧回路 油圧モータＭには油圧ポンプＰからの圧力油
が、往パイプP₁から供給され、復パイプP₂に
よりタンクＴへ戻るよう連結している。

そして第１図及び第２図の実施例にあつては
油圧モータＭと油圧ポンプＰの間に２位置の主
切換弁２が位置しており、この主切換弁２によ
り供給パイプP₃と排出パイプP₄を通して往，
復パイプP₁，P₂への圧力油の供給，遮断を行
うよう構成する。

なお第３図の実施例の如くこの主切換弁２を
３位置の２方弁とすれば手動による重錘Ｗの巻
き降し操作も可能となる。ただしこの場合には
巻き降し操作時に重錘Ｗが自重で逸走するのを
防止すると共に、この巻き降し操作の終了時に
重錘Ｗが急激に停止して衝撃を発生するのを防
止するために主切換弁２と油圧モータＭとの間
の往，復パイプP₁，P₂にわたつてカウンタバ
ランス兼ブレーキ回路３を設ける。

このカウンタバランス兼ブレーキ回路３は、
往パイプP₁の途中に位置して油圧ポンプＰか
ら油圧モータＭに向つて往パイプP₁内を流動
する圧力油の流れを許容する逆止弁３１と、復
パイプP₂側の油圧をパイロツト圧力として往
パイプP₁を開閉する制御弁３２を並列に設け
ると共に往パイプP₁と復パイプP₂とをリリー
フ弁（ブレーキ弁）３３で連結して構成する。

＜ハ＞ 落下用回路 第一図の実施例の場合は供給パイプP₃と排
出パイプP₄との間に介装したリリーフ弁（主
リリーフ弁）１０を利用しているが、第２図の
実施例にあつてはこのリリーフ弁１０のほかに
往，復パイプP₁，P₂間にわたつて油圧モータ
Ｍと並行にバイパスパイプP₅を設け、このバ
イパスパイプP₅の途中にリリーフ弁４を設け
る。

これらリリーフ弁１０，４は供給パイプP₃
或いは往パイプP₁内の油圧が一定の高圧（例
えば230Kg／cm²）以上に達すると作動して、供
給パイプP₃内の圧力油を排出パイプP₄へと向
つて、或いは往パイプP₁内の圧力油を復パイ
プP₂へと向つて流出させる働きを行う。

そしてこれらリリーフ弁１０，４のベント接
続口をタンクＴへと常時閉の電磁弁５及び上記
リリーフ弁１０，４よりも低く設定した低圧リ
リーフ弁７（例えば15Kg／cm²に設定）を通して
接続し、この電磁弁５を開くことにより供給パ
イプP₃或いは往パイプP₁内の油圧がリリーフ
弁１０，４の本来の設定圧力である例えば230
Kg／cm²よりもはるかに低いリリーフ弁７の設定
圧力例えば15Kg／cm²を越えたときにリリーフ弁
１０，４が作動し、供給パイプP₃と排出パイ
プP₄或いは往パイプP₁と復パイプP₂とを短絡
し得るように構成する。

＜ニ＞ 重錘の巻き上げ時点の検知機構 (i) 油圧による検知 油圧モータＭの復パイプP₂側にプレツシ
ヤスイツチ６を取り付ける。

プレツシヤスイツチ６は例えば油圧とばね
圧とをバランスさせておき油圧が上昇すると
受圧板がばねを圧縮して移動するものであり
この受圧板の移動によりスイツチをON，
OFFする構造のものを採用する。

このプレツシヤスイツチ６によつて復パイ
プP₂側の油圧が一定の設定圧となつた時に
ON信号を発生する。

そのために排出パイプP₄の途中に背圧弁
８を介装し、この背圧弁８で排出パイプP₄
内に一定の背圧（例えば５Kg／cm²）を発生さ
せる。

(ii) 機械的検知 重錘Ｗの巻き上げ時点を検知するために、
これまでのプレツシヤスイツチ６の代りにウ
インチ１の回転を検出する公知の検知器９を
採用することができる。

例えば角速度計，回転計，周速計などであ
りそれらのうちには磁気，光電，高周波など
による検出機構を採用しているものもある。

これらの検知器９によつてウインチ１の回
転が停止した瞬間（重錘Ｗによるくい頭の沈
下が停止した瞬間）を検知する。

また、重錘Ｗを巻き上げるワイヤの張力を
テンシヨンメータで検出する方法を採用する
こともできる。

＜ホ＞ 重錘巻き上げ距離の検知機構 タイマによるウインチ１の回転時間の設定，
回転角検出器によるウインチ１の回転角の設定
などを用いたコントローラＣによつて重錘Ｗの
巻き上げ距離を一定に設定する。

このコントローラＣとしては例えば第６図に
みられるような電気制御回路を用いればよい。
即ちこの回路はプレツシヤスイツチ６の第１回
目のON状態でリレーR₁が励磁し、その接点
r₁，r₁′が閉じてタイマT₁が作動を開始すると
共にカウンタC₁が１ステツプ動作する。

続いてタイマT₁による設定時間が経過した
ときその接点t₁が閉じ、リレーR₂が励磁されて
自己保持接点r₂を閉じると同時に接点r₂′をも閉
じるため、電磁弁５のソレノイド５′が励磁さ
れて電磁弁５が開放状態に切換わる。又この状
態からプレツシヤスイツチ６がOFFになつた
としても、リレーR₂が自己保持されているた
め電磁弁５は開放状態を保つている。

続くプレツシヤスイツチ６の第２回目のON
状態でリレーR₁が励磁されたとき前と同様に
してタイマT₁が動作を開始すると共に、同時
に今度は接点r₁′の閉成に伴うカウンタC₁の第
２回目の１ステツプ動作によりその接点C₁が
開閉され、この接点C₁の開閉によるパルス信
号によりリレーR₃が一瞬動作してその接点r₃を
介しリレーR₂の自己保持が解かれ、リレーR₂
の消磁による接点r₂′の開放に伴い電磁弁５の
ソレノイド５′が消磁されて電磁弁５はOFF状
態に復帰し、コントローラＣは初めの状態に戻
る。

次に作動について説明するが、この作動の説明
は例えば第２図の実施例について説明を行えばそ
の他の第１図及び第３図の実施例については容易
に理解できることであるので、ここでは第２図の
実施例についてのみその作動を説明する。

＜イ＞ 重錘巻き上げ時（第４図） 主切換弁２を左側ポジシヨンに切換えると油
圧ポンプＰにより加圧された圧力油は供給パイ
プP₃、往パイプP₁、油圧モータＭ、復パイプ
P₂、排出パイプP₄を通つて循環する。

そのため油圧モータＭが正転し、ウインチ１
を回わし重錘Ｗは巻き上げられる。

この巻き上げ量は前記したように例えばコン
トローラＣ内のタイマT₁で設定しておく。

また同時にこのとき背圧弁８により排出パイ
プP₄と復パイプP₂に例えば５Kg／cm²の背圧が
発生し、それまでOFF状態であつたプレツシ
ヤスイツチ６が切換わつてON信号を発し、コ
ントローラＣ内のタイマT₁をスタートさせる
と共にカウンタC₁を１ステツプ動作させる。

＜ロ＞ 重錘落下（第５図） 設定時間が経過するとタイマＴの信号が電磁
弁５に入力し、これを右側ポジシヨンに切換え
てリリーフ弁４のベント接続口を低圧リリーフ
弁７に接続する。これにより低圧リリーフ弁７
が往パイプP₁内の油圧によつて開き、リリー
フ弁４を開放してしまう。その結果、往パイプ
P₁よりの圧力油はモータＭよりも抵抗の少な
いリリーフ弁４を通つて復パイプP₂に短絡す
る。

従つてモータＭは重錘Ｗの力で逆転をはじ
め、モータＭとリリーフ弁４間の回路には巻き
上げ時と反対方向の流れが発生する。

そしてこの間油圧モータＭが重錘Ｗにより回
わされてポンプ作用を行うことから、この油圧
モータＭに近い復パイプP₂内の圧力は背圧弁
８で発生する圧力よりも低下し、プレツシヤス
イツチ６がOFF状態となる。

なおそれまでの油圧モータＭの両側の圧力変
化を図示すると例えば第７図のようになる。

即ち油圧モータＭの生転時に復パイプP₂側
の圧力は背圧弁８の圧力以上には上昇せずモー
タＭの正転時には実施例では５Kg／cm²を保つて
プレツシヤスイツチ６をON状態におく。そし
てコントローラＣでの設定時間経過後に重錘Ｗ
の落下が始まると油圧モータＭは逆転を始める
ため復パイプP₂側の圧力は５Kg／cm²以下に急
激に低下する。

５Kg／cm²以下に低下すると直ちにプレツシヤ
スイツチ６はOFF状態となるがこの信号は次
にON状態を得るためのものであつてバルブ等
を作動させるものではない。

＜ハ＞ 打撃巻き上げ (i) 油圧回路による検知 重錘Ｗの杭頭への打撃があると油圧モータ
Ｍへの重錘Ｗによる回転力が作用しなくな
る。

するとモータＭはあたかも回路を遮断する
バルブのように働き油圧モータＭとリリーフ
弁４間の回路上の油の流れは停止すると共に
油圧ポンプＰからの圧力油が供給パイプP₃，
往パイプP₁，リリーフ弁４，復パイプP₂，
排出パイプP₄を通つてタンクＴに循環する。

そのため往パイプP₁内の圧力が低圧リリ
ーフ弁７の設定圧力である例えば15Kg／cm²に
保たれると共に復パイプP₂側の圧力は背圧
弁８の設定圧力である例えば５Kg／cm²以上に
は上昇しないので、この両者の圧力差により
油圧モータＭが正転側に回転トルクを受け、
重錘Ｗの杭頭への打撃によつて生じたワイヤ
のたるみを直ちに吸収する。

(ii) 機械的機構による検知 前記の検知器９によりウインチ１の回転の
停止を検知する。

その信号をコントローラＣに入力し油圧モ
ータＭを正転させる。

本発明は上記したように油圧ポンプと油圧モー
タとよりなる回路の内部に、油圧モータと並行に
リリーフバルブを設け、このリリーフバルブの設
定圧力をコントローラで高低圧に切換え制御する
ことによつて油圧モータに連結したウインチの正
転と逆転を行うものである。

＜イ＞ 従つて従来のようにクラツチによる切換
を一切必要としない。

従来は重錘やワイヤの落下の慣性を拘束する
ために大型で高価なクラツチが必要であつた
が、本発明ではクラツチが不用であることから
きわめて小型で安価な装置となる。

＜ロ＞ 重錘の下降終点を油圧モータ側が決定す
るのではなく、下降が終つてウインチの回転が
停止し、あるいは油圧が復帰した事によつて巻
き上げを開始するものである。

従つて重錘の下降がまだ続いているうちに巻
き上げが開始してしまうというような事が発生
しないからワイヤに無理な力が加わることがな
い。

また反対に重錘の下降が終つているのにワイ
ヤを巻き出すような事もないからワイヤがたる
んで巻き上げ時に乱巻きが生じるといつた危検
性もない。

＜ハ＞ 打撃終了時にワイヤにたるみが生じたと
してもこのたるみを自動的にかつ迅速に巻き取
つて吸収することができる。

従つてワイヤの疲労や乱巻きによる破損，切
断が発生しない。

＜ニ＞ 重錘の落下が停止するまでモータは自由
回転を続けるからワイヤに無理な力が作用する
ことがない。

＜ホ＞ 油圧モータ内には正逆回転時常に油が存
在している。

従つて直ちに油圧モータの反転を行うことが
でき、作動がきわめて迅速である。

＜ヘ＞ 以上は杭打ち工法について述べたが、重
錘による構造物破壊工法，チゼル等による海底
掘削工法，軟弱地盤に重錘を落下して圧密する
工法，等に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の回路の実施例の説明図、第
２，３図：他の実施例の説明図、第４，５図：第
２図の実施例による作動状態の説明図、第６図：
コントローラの電気制御回路例を示す図、第７
図：油圧モータの両側の油圧の変化の説明図 １：ウインチ、２：主切換弁、４：リリーフ
弁、５：電磁弁、６：プレツシヤスイツチ、７：
低圧リリーフ弁、８：背圧弁、９：検出器、１
０：リリーフ弁、３３：リリーフ弁、Ｃ：コント
ローラ、Ｍ：油圧モータ、Ｐ：油圧ポンプ、
P₁：往パイプ、P₂：復パイプ、P₃：供給パイプ、
P₄：排出パイプ、Ｔ：タンク、Ｗ：重錘。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油圧ポンプ，油圧モータ及び主切換弁により
   油圧回路を構成し、この油圧回路における油圧モ
   ータに連結したウインチで、重錘のワイヤを巻き
   取り、油圧モータの正転，逆転によつて重錘の巻
   き上げ、落下を行う装置において、 油圧モータと並行にリリーフ弁を設け、 このリリーフ弁の設定圧力をコントローラを含
   む制御回路で高低圧に切換え制御することによつ
   て、 油圧モータに連結したウインチの正転と逆転と
   を行うよう構成した、 杭等の打撃装置。