JPS60116907A - 油圧ハンマの重錘駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、重錘上昇用油圧シリンダに圧油を供給するこ
とにより重錘を押上げ、該油圧シリンダの圧油を抜くこ
とにより重錘を落下させて杭打ちを行なう油圧ハンマに
おける重錘駆動方法に関する。

油圧ハンマにおける従来の重錘駆動方法を代表例により
説明する。まず第１図により油圧ハンマｌの概略を代表
例について説明すると、重錘２は、杭打機のリーグ（図
示せず）に沿って上下動自在に装着されるケース３内に
上下動自在に収容され、ケース外部または図示のように
ケース内部に設けられた油圧シリンダ４のピストン下室
に対し、油圧源５からコントロール弁６および管路７を
介して圧油を供給すれば重錘２が押上げられ、ピストン
下室をコントロール弁６等を介して油タンク８やピスト
ン上室へ連通させると、重錘２は自由落下し、クッショ
ン９を有するキャップ１０を介して杭１１を打ち込むよ
うに構成される。

前記コントロール弁６は、次のように制御される。操作
用電気回路１２の起動スイッチ１３を押すと、第２図に
示すように落高を設定するストロークタイマ１４の出力
ａがオンとなると共に、リレー１５の出力Ｃがオンにな
り、これによってパイロット弁としてのソレノイド弁１
６がオンとなり、パイロット油圧源５′からのパイロッ
ト圧油により、遅れ時間τ、をもってコントロール弁６
が油圧シリンダ４に圧油を供給する側に切換えられ（す
なわち、管路７の圧力ｄが高くなり）、ｆｆ１ｓ！２が
ｅに示すように上昇し、ストロークタイマ１４の設定時
間Ｔｌが経過すると、その出力ａがオフ、イノターパル
タイマ１７の出力すがオン、リレー１５がオフ、ソレノ
イド弁１６がオフとなり、遅れ時間τ２をもってコント
ロール弁６が管路７を油タンク８に連通させる位置に切
換えられ、重錘２は落下する。そして、インターバルタ
イマ１７の設定時間Ｔ２が経過すると、インターバルタ
イマ１７がオフ、ストロークタイマ１４がオンとなって
再び重錘２の上昇に移行する。

このような油圧ハンマ１の重錘２の駆動方法において、
杭１１の打設作業を能率良く行なうため、従来は重錘２
の落下を自由落下にいかにして近づけるかあるいは急速
に落下させるかについて専゛ら努力を払ってきた。そし
てその対策として、重錘２の落下時に重錘上昇用油圧シ
リンダ４内の圧油を抜く管路７やコントロール弁６の流
路断面積を大としたり、圧油を抜くために供給管路とは
別の流出専用の管路を付加したり、杭１１の落下時に気
圧、液圧、ばね圧等を重錘２あるいは油圧シリンダ４の
ピストン上室に作用させたり、重錘１１の下室を真空吸
引する等の提案がなされている。しかしながら重錘作動
のインターバルについての配慮が不足している。

すなわち、従来の重錘の駆動方法は、重錘２の上昇高さ
くストロークＳ）を、重錘上昇用油圧シリンダ４への圧
油供給時間ＴＩを設定するストロークタイマ１４により
設定すると共に、重錘２が落下を開始してから次の上昇
開始までの時間Ｔ２をインターバルタイマ１７により設
定して重錘２の上昇、自由落下を行なわせる方法であり
、前記２つのタイマ１４．１７の設定時間ＴＩ、Ｔ２は
、オペレータが手動により設定している。

しかしながら、この従来方法によれば、ストロークタイ
マ１４の設定時間ＴＩに対するインターバルタイマ１７
の設定時間Ｔ２をオペレータが手動によって設定する際
、作業の安全性の観点から、インターバルタイマ１７の
設定時間Ｔ２は必要以上に長く設定されるのが通例であ
る。このため、第２図ｅにＴ３で示すように、無駄時間
（仮想線１８に示すように、重錘２が落下した後だだち
に上昇に移行した場合に対する時間の遅れ）が長くなり
、その分だけ単位時間当りの杭の打撃回数が少なくなり
、作業能率が悪くなっている。また、仮にストロークタ
イマ１４の設定時間ＴＩを短く、インターバルタイマ１
７も短くして低ストロークで杭の打撃を行なった後、土
質、杭長、杭種等の変化によってストロークタイマ１４
の設定時間Ｔ１を長くして高ストロークで作業を行なう
場合に、インターバルタイマ１７の設定時間Ｔ２を長く
することを忘れて作動させると、重錘２の落下中にコン
トロール弁６が圧油供給側に切換わり、これによって重
錘落下による大きな圧力が油圧シリンダ４や管路７等に
作用し、各部を損傷するおそれがある。また、ストロー
クタイマ１４の設定時間ＴＩを変えてストロークを変え
た場合、無駄時間が短かくなるように重錘２を動作させ
るにはインターバルタイマエフの設定時間Ｔ２の調整も
行なわなければならず、調整操作がわずられしい。

本発明は、杭の重錘による打撃が無駄時間なく高能率で
行なえ、作業の安全性を高めることが可能となる重錘駆
動方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明は、ストロークに対応
して決定される重錘の落下時間と、予め設定されている
重錘による杭打撃時間とから、演算により、重錘落下動
作開始後の重錘上昇動作開始時点をめ、該重錘上昇動作
開始時点から重錘上昇動作を開始することを特徴とする 以下本発明の一実施例を第３図および第４図により説明
する。第３図において、第１図と同じ符号は同じ構成部
品を示す。本実施例においては、まず起動スイッチ１３
を操作してその出力ｔをオンとすることのよって設定時
間可変のストロークタイマ１４’を作動させ、該ストロ
ークタイマ１４“の出力ａをオンとし、これによってリ
レー１５の出力Ｃをオン、ソレノイド弁１６をオンとす
る。これによって前記遅れ時間τ１をもってコントロー
ル弁６が切換わり、油圧源５からの圧油が管路７を介し
て油圧シリンダ４のピストン下室に供給されて重錘２を
第４図のｅに示すように押上げ、前記設定時間で決めら
れる時間後にストロークタイマ１４°の出力ａがオフに
なると、前記遅れ時間τ２をもってコントロール弁６は
油圧シリンダ４のピストン下室を油タンク８やピストン
上室に連通させる位置に戻るので、重錘２が落下し、キ
ャップ１０を介して杭１１を打撃する。

本実施例においては、重錘２が落下しはじめたことを、
前記管路７に設けた圧力スイッチ１９（この圧力スイッ
チ１９はコントロール弁６の切換わりによって管路７の
油圧が上昇すると出力ｆがオフになり、管路７が油タン
ク８に連通してその油圧低下により出力ｆがオン゛とな
るものである）により検出し、該スイッチ１９′の出力
ｆでインターバルタイマ１７′を起動させる。該インタ
ーバルタイマ１７’の設定時間Ｔ６は、演算部２０によ
って、ストロークタイマ１４°により設定されたストロ
ーク（落高）Ｓにより決定される落下時間Ｔ４（第４図
参照）と、予め決定されている油圧回路および電気回路
の動作遅れ時間（この遅れ時間は、電気回路における遅
れ時間がほとんど無視できることから、実質的に油圧回
路における前記遅れ時間で１である）と、ボリューム等
でなる時間設定器２２により設定される打撃時間Ｔ５（
この打撃時間Ｔ５は、第４図に示すように、重錘２が杭
１０を打撃した瞬間から重錘２が慣性によって第３図の
状態より下がり、バウンドして重錘２とケース３との相
対位置が第３図の状態に上がるまでの時間である）とか
ら、（１）式により決定される。

Ｔ６＝Ｔ４＋Ｔ５−τ１　・・・（１）インターバルタ
イマ１７′の出力りがオンとなることにより、ストロー
クタイマ１４°が起動され、リレー１５の出力Ｃもオン
となって油圧回路は前記と同様に重錘押上げ動作をなす
。インターバルタイマ１７°は、次の動作に備えて、例
えば図示のようにリレー１５の出力Ｃの立下がりでパル
ス発生回路２１によりリセットパルスｊを発生させてリ
セットする。

このように１重錘２が落下を始めてから落下時間Ｔ４、
打撃時間Ｔ５、遅れ時間τ１によりめられるインターバ
ルタイマ１７”の設定時間Ｔ６後に重錘上昇動作を開始
するようにすることにより、無駄時間が無くなり、高能
率で杭の打設作業を行なうことが可能となる。

一例をあげると、従来あるストロークで２０回／分打撃
できたものに本発明を適用した場合、同じストロークで
２５回／分前後の打弦が可能となり、約２５％程度打撃
回数を増加させることが可能となり、能率を大幅に上げ
ることができた。

実際の作業においては、土質等によって変化する打撃時
間Ｔ５に一致するように時間設定器２２に設定される時
間を調整することにより、ＷＳＳ図に示すように、重錘
２が杭１１を打撃してバウンドし、このバウンドによる
重＠２の上昇時間範囲Ｔ７内に圧油供給動作が開始させ
るようにすることができ、能率的でかつ無理が生じない
。

また、重錘２が杭１１を打撃してから上昇動作を開始す
るので、従来のようにインターバルタイマの時間設定の
誤りによって重錘２の下降中に油圧回路が重錘押上げ方
向に切換わって著るしく高い圧力が油圧シリンダ４等に
発生してこれらを損傷させるおそれがなくなり、作業上
の安全性が向上する。

なお、前記動作遅れ時間で１を無視して演算を行っｔ−
場合、第４図ｅの仮想線３ｏに示すように、本実施例に
比べて重錘の上昇かで１の時間だけ遅れるが、従来より
も打撃回数を増やすことができ、能率を向上させること
ができる。

本実施例では、ストロークタイマ１４°によってストロ
ークを設定するようにしたが、スイッチ等によって高さ
を設定するようにしてもよい。第６図はその一例であり
、重ｖ！２にょる杭１１の打撃位置よりも高い位置に互
いに高さが異なるように、例えば磁性材でなる重錘によ
り作動する（あるいは静電形や光感応形等の）複数個の
近接スイッチ２３ａ〜２３ｄを設け、どの近接スイ−７
チの出力を参照するかはオペレータが各近接スイッチに
対応したスイッチでなる選択スイッチ群２４を操作する
ことによって選択できるようにする。また、近接スイッ
チ２３ａ〜２３ｄのどれが選択されたかによって落高が
決まり、落高が決まると落下時間が決まるので、近接ス
イッチ２３ａ〜２３ｄの選択情報を落下時間Ｔ４の情報
として演算部２０′に入力すると共に、時間設定器２２
により打撃時間Ｔ５を入力し、これらの時間からインタ
ーバルタイマ２５の設定時間Ｔ６を設定する。

本例のインターバルタイマ２５は、電源を投入してから
設定時間後に出力がオンとなるものを用いており、第７
図に示すように、起動スイッチ１３の出力ｔがオンとな
った場合や、ｎｉｉ記スイッチ群２４により選択された
近接スイッチ２３ａ〜２３ｄの出力ｆ′がオンとなって
から設定時間Ｔ６後に出力ｂ′をオンとし、これにより
、自己保持回路を有するリレー１５°を作動させてその
出力Ｃをオンとし、インターバルタイマ２５自身は該リ
レー１５’の出力Ｃを遅延回路２６によって遅れ時間Ｔ
９だけ遅らせた遅延出力Ｃ′によってリセットする。ま
た、リレニ１５”は前記近接スイッチ２３ａ〜２３ｄの
出力ｆ′によりオフとする。

本実施例の場合には、リレー１５′の出力Ｃがオンとな
ってから油圧シリンダ４に圧油が供給され始めるまでの
時間遅れτ１と、リレー１５’の出力Ｃがオフとなって
から油圧シリンダ４の油が流出され始めるまでの時間遅
れτ２とがほとんど同じ時間（τ１＝τ２）となること
から、インターバルタイマ２５の設定時間Ｔ６は、該遅
れ時間τ１　、τ２に無関係の時間として（２）式で与
えられる。

Ｔ６＝Ｔ４＋Ｔ５＋τ１−τ２ キＴ４＋Ｔ５　・・・（２） なお、近接スイッチ２３ａ〜２３ｄは重錘２の杭１１打
撃位置で作動、重錘２の上昇位置で不作動となるように
取付けて回路を構成してもよい。

また、インターバルタイマ２５は、近接スイッチ２３ａ
〜２３ｄの立下がり、で電源が投入されるようにしても
よい。

この実施例によれば、・第８図に示すように、オペレー
タが近接スイッチ２３ａ〜２３ｄのうちのどれを選択す
るかによってストロークをＳＬ　、Ｓ２、Ｓ３．Ｓ４の
ように変えることができる。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明の要旨を
逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であること
は言うまでもない０例えば１重錘２が落下を開始したこ
とを検出する手段としては、圧力スイッチや近接スイッ
チのみならず、重錘の高さによって出力の変わるポテン
ショメータでなるストローク計等、落下開始時に信号を
検出できるものであれば用いることができる。また、前
記ストロークの設定に前記ストローク計を用いることも
可能である。また、前記タイマ等の制御部分をマイクロ
コンピュータによって実現することも可能である。また
、本発明が適用される油圧ハンマは、油圧シリンダに圧
油を供給することによって重錘が上昇し、圧油を抜くこ
とによって落下する構成であればどのようなものでもよ
く、重錘が油圧シリンダのピストンを兼ねた構成でもよ
い。

以上述べたように、本発明によれば、ストロークに対応
して決定される重錘の落下時間と、予め設定されている
重錘による杭打撃時間とから、演算により、虫！！ｌｔ
Ｎ下動作開始後の重錘上昇動作開始時点をめ、該重錘上
昇動作開始時点から重錘上昇動作を開始するようにした
ので、重錘による杭打撃抜重錘上昇開始までの無駄時間
を無くすることができ、従来よりも著るしく高能率に杭
の打設作業を行なうことが可能となる。また、ｆ（ｒ、
　３４上昇動作の開始時点はスト・ローフおよびこれに
連動して変化する落下時間によって自動的に変化し、重
錘の上昇開始は必ず杭打撃後に行なわれるため、従来の
ようにインターバルタイマの設定ミスによって油圧シリ
ンダ等に高圧が発生して構成機器を損傷させるおそれが
無くなり、作業上の安全性が向上する。また、本発明に
よれば、杭打撃後のインターバル時間を考慮する必要が
なくなるため、インターバル時間設定の手間が不要にな
り、このことも能率向上に役立つ。また、重錘により杭
を打撃したことを検出して重錘上昇のための動作を開始
することとすれば、高速ピッチで杭打撃を行なう場合に
油圧回路の遅れ時間の影響を受けて単位時間当りの打撃
回数が制限されるが、本発明の方法においては、動作遅
れ時間を加味した演算を行ない、動作遅れ時間分早めに
信号を出すことにより、打撃回数の制限が緩和され、効
率のよい打撃を行なう；とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来の重錘駆動方法を説
明する油圧ハンマの構成図およびタイムチャート、第３
図および第４図はそれぞれ本発明の重錘駆動方法の一実
施例を説明する油圧ハンマの構成図およびタイムチャー
ト、第５図は該実施例における好適な制御例を説明する
重錘のバウンド時の位置変化図、第６図および第７図は
それぞれ本発明の重錘駆動方法の他の実施例を説明する
油圧ハンマの構成図およびタイムチャート、第８図は該
実施例の作用を説明する波形図である。 １・・・油圧ハンマ、２・・・重錘、４・・・油圧シリ
ンダ、５・・・コントロール弁、１１・・・杭、１３・
・・起動スイッチ、１４°・・・ストロークタイマ、１
５．１５′・・・リレー、１６・・・ソレノイド弁、１
７’、２５・・・インターバルタイマ、１９・・・圧力
スイッチ、２０．２０’・・・演算部、２１・・・パル
ス発生回路、２２・・・時間設定器−１２３ａ〜２３ｄ
・・・近接スイッチ、２４・・・選択スイッチ群、２６
・・・遅延回路特許出願人　日立建機株式会社 代理人　弁理士　秋木正実 代理人　弁理士　若田勝− 第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 手続補正書（自発） 昭和５８年６月４日 特許庁長官　若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２２３３８５号 ２、発明の名称 油圧ハンマの重錘駆動方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目６番２号名　称　
（５５２）日立建機株式会社 代表名西元文平 ４、代理人　〒１０５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重錘上昇用油圧シリンダに圧油を供給することによ
   り重錘を押上げ、該油圧シリンダの圧油を抜くことによ
   り重錘を落下させて杭打ちを行なう油圧ハンマにおいて
   、ストロークに対応して決定される重錘の落下時間と、
   予め設定されている重錘による杭打撃時間とから、演算
   により、重錘落下動作開始後の重錘上昇動作開始時点を
   め、該重錘上昇動作開始時点から重錘上昇動作を開始す
   ることを特徴とする油圧ハンマの重錘駆動方法。 ２、前記演算を、さらに予め設定されている装置の動作
   遅れ時間を加味して行なうことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の油圧ハンマの重錘駆動方法。