JPS622003A

JPS622003A - 液圧ラム

Info

Publication number: JPS622003A
Application number: JP60202561A
Authority: JP
Inventors: ロジヤー・マイケル・エリオツト; ジエイムズ・ラツセル・ヴアーゴ; ジヨン・ウイリアム・レツドウオード・ペテイ
Original assignee: BSP International Foundations Ltd
Current assignee: BSP International Foundations Ltd
Priority date: 1976-10-27
Filing date: 1985-09-14
Publication date: 1987-01-08
Also published as: IT1088608B; FR2369386A1; GB1594452A; NL7711699A; FR2369386B3; AU513866B2; AU3003877A; JPS5355603A; DE2748020A1

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、杭打ち作業に用いられるような一連の打撃を
発生するための往復動ハンマー機構に特に使用される液
圧式ラムの作動を制御する弁機構に関するものである。

（従来の技術〕ハンマー杭内に液圧式ラムが装着されており、そのピス
トン棒は、この杭内で案内され且つこのラムの作動によ
って往復運動されるハンマー錘に取付けられている形式
の液圧駆動式杭打ち機は知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる構成のものは、装着用の枠に設けられているラム
及びその制御装置には衝撃吸収用装着体が設けられてい
るにせよ、機構の作業寿命に不可避的に悪影響を及ぼす
相当に大きな衝撃荷重が加えられるという不利な点を有
する。

本発明は、液圧式ラム内の液体の流れを制御するための
改良された弁機構に関する。

便宜上、かかる弁機構は、本出願人による出願中の特願
昭５２−１２８２２９号明細書において記述され且つ請
求さているハンマーに関連づけて記述される。本願はこ
の特願昭５２−１２８２２９号明細書からの分割出願で
ある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明による
衝撃装置では、ラムはピストンの両側におけるその端部
空間相互間のバイパス連通路を有する液圧シリンダと該
バイパス連通路に設けられた弁手段から構成されている
。

従って、ハンマー錘の下降中、液体は収縮端部空間から
膨張端部空間への流れが可能と方り、弁手段はピストン
の上方のシリンダの上端部に配置せられ、又、ラム・ピ
ストン棒はシリンダの下端から突出する。

〔実施例〕

本発明は、添付の図面を参照しつつ実施例にょって更に
特徴的に記述される。

第１図に示すリグ（ｒｉｇ）は、無限軌道車の車体上の
クレーンのジブ（ｊｉｂ）２から伸長可能なステー３に
よって装着されたリーダー１を含んで成り、このステー
はリーダ角度を垂直方向に調節する。リーダの脚４は地
中へ駆動されている抗５　（またはその中に杭が元の場
所へ流し込まれ得る鋼製管状ケーシング）のすぐ後側の
地面に休止するよう配設されている。抗頭６　（又は他
のベアリング手段）は杭５の頂部に固定され、抗５をリ
ーダ１に対してほぼ平行に維持するためにり−ダ１に沿
って延びているスライド８に係合する案内素子７を有し
ている。抗頭６の上方且つリーダの同じスライド８には
、従来型のハンマー錘９が設けられている。このハンマ
ー９はロープ又はケーブル１０から滑車１）を介して吊
り下げられている。

ハンマー錘９を吊るケーブル１ｏは、リーダ１の下部へ
固着されたユニット枠２２に搭載された駆動ユニッ）２
１の液圧ラム２０（第２図乃至第４図により詳細に示さ
れている）に連結されている。しかしながら、液圧ラム
２０は他の適応可能な位置に配置され得る。ケーブルは
錘９から延びてリーダ１の頂部にある６車２３を超え、
更にラム２０のピストン棒３０の下端にあるクロスへラ
ド２８に装着された別の６車２４に°捲回され（第２図
及び第３図参照）、そこから杭頭６にΦる取りつけ点２
６まで上方に延びている。クロスヘッド２５はユニット
枠２２へ摺動可能に支持され、ラム２０のシリンダはそ
の上端において吊り環（２７）によりユニット枠２２に
ピン止めされている。ラム２０が延びると、６車２４は
下降されると共に錘９は第１図に示される位置からラム
の行程の２倍だけ持ち上げられる。複数の６車２４を用
いることによって、錘９はラムの行程の偶数倍だけ更に
持ち上げられることが理解されよう。

錘９の持ち上げはラム２０の圧力又は該ラムの作動行程
により発生する。その際、ラム内の液体の流れの接続は
、ラムのピストンの上昇を許容するように切換えられる
、即ち、ラムは収縮し、錘９は落下せしめられるのであ
るが、該接続はラムに維持されている残留圧力分だけ遅
延させられるだけである。杭へのハンマーの衝撃によっ
て、抗５は地面の抵抗に応じて大なり小なり下方へ移動
する。杭頭６に固定されたケーブル１０の端部は抗と共
に移動すると共に、取りつけ点２６は杭と共に移動する
ケーブルに対してはデータ点を形成し、又、ラムは、該
データ点に関して透９を移動せしめる。結果として、ラ
ム２０の移動行程は、先行する行程における杭の移動に
無関係に、しかも作業員側で、何等の動作も必要とせず
に、杭の位置に自動的に関連づけられ、又、人力は対応
的に調整される。このことは従来型のウィンチ駆動式ハ
ンマー錘の作業と対照される。即ち、作業員は打撃力を
制御するために各作動行程において錘の揚程を目視で判
断することを必要とした。

常に杭の位置を目による観察下におく必要はもはやなく
なったから、杭及び／又は錘は騒音を凍らすために覆い
がかけられ得る。この騒音のレベルはまた杭頭６がケー
ブル１０を介してハンマー錘９へ接続されていることか
らも減少される。このケーブル１０は衝撃部品の分離を
防止することになり、抗５の貫通に対する抵抗が大きい
時には杭頭６からのハンマー錘９の反動を減少せしめる
。

第２図及び第４図に示される如く、液圧ラム２０はピス
トン４２を存する内部シリンダ４４を含み、該ピストン
４２はシリンダ４４に摺動可能に支持され上部及び下部
シリンダ空間４８．５０を形成する。内部シリンダは外
部シリンダ・ジャケット６４内に実質的に共軸的に装着
され、これら各シリンダの上部及び下部端部は夫々端部
口金５１．５２により密閉されている。シリンダ４４と
６４の間の環状空間６２には、シリンダ４４の壁を抜け
る上部放射状ポート６０及び下部放射状ポート６６を介
して内部シリンダの上部及び下部空間の間の液体の流路
が形成される。ピストン４２は、シール４６を有する下
部端部口金５２を貫通して該ピストンから下方へ延びる
ピストン・ロッド３０を有する。

液圧流体は入口導管５３　（第２図）を介してシリンダ
４４の端部を囲む端部口金５１の環状空間５４内へ導入
される。液体はシリンダ４４の壁の放射状ポート５６を
通って上部シリンダ空間４８に達する。ピストン弁５５
はシリンダ４４の上部空間４日に摺動可能に支持され、
液体の流れを空間４８へ至らしめるポート５６に整合さ
れ得るその壁の放射状ポート５８を存する。

弁５５がその最下端位置（第４図に示される）にあると
、入口導管５３へ導入された液体はシリンダ４４と弁５
５の夫々において整合されたポート５６．５８を経て上
部空間４８へ流入する、そしてこの時、弁５５の壁はシ
リンダ４４の壁の放射状上部ポート６０を閉鎖せしめる
。弁５５は軸方向上方へ変位され得、これによりポート
５６及び５８の整合が解かれ、この結果空間４８への流
体の流れは遮断される。弁５５の上方への移動は上部空
間４８と環状空間６２との間及びシリンダ４４と外部シ
リンダ・ジャケット６４との間のポート６０を開き、ラ
ムの伸張行程において液体がポート６６、空間６２及び
ポート６０を介して下部室間５０から上部シリンダ空間
４８へと流れるのを可能にし、反対にラムの収縮行程に
おいてはピストン４２がシリンダ４４内を上昇するのを
可能にする。

弁５５の移動は、端部口金５１の頂部に固定されたシリ
ンダ・ブロック７４内に形′成されたサーボ弁によって
制御される。サーボ・ピストン７６はブロック７４のサ
ーボ・シリンダ７２により支持され、弁５５のピストン
に固定された下方へ延びるピストン棒７７を有する。サ
ーボ・シリンダ７２はピストン７６の上下において上部
及び下部液体ポート７８．８０を有する。サーボ・シリ
ンダ・ブロック７４の下方には軸方向ポート８２によっ
て上部シリンダ空間４８に接続される空間が形成され、
この空間は上部シリンダ空間４８と同じ圧力に維持され
る。

圧力がポート７８を介してサーボ・ピストン７６の頂部
へ加えられると、サーボ・ピストン７６は下方へ動かさ
れ弁５５のピストンを第４図に示される下方位置へと移
動せしめ、又、加圧流体は上部シリンダ空間４８へ流入
し、ラム・ピストン４２を下方へ駆動すると共にハンマ
ー錘を持ち上げる。シリンダ４４の壁の上部ポート６０
は弁５５のピストンの壁によって閉鎖され、下部シリン
ダ空間５０はこの段階では空間４８から隔離される。ピ
ストン４２がシリンダ４４内を下方へ移動する時、ピス
トン４２の下方の空間からの液体はポート６６を介して
低圧貯溜手段９０．が接続されている（第２図参照）排
出口８８へ排出される。

サーボ接続７８．８０が以下に記述する手段によって切
換えられると、ピストン弁５５は上昇せしめられて上部
シリンダ空間４８に対する圧力供給が遮断され、同時に
各ポート６０．環状空間６２及び各ポート６６を介して
上部及び下部シリンダ空間を接続する。その際に両方の
空間４８及び５０も排出口８日と連通しており、ハンマ
ー錘は落下可能となると共にピストン４２の上面と下面
との面積差によってもたらされる残留圧力に抗してラム
・ピストン４２が持ち上げられる。この残留圧力はケー
ブル１０に張力を維持させ、以ってケーブルの緩んだ輪
によるもつれ合いや引っかかりの発生する危険が避けら
れる。

錘が落下してラム・ピストン４２が上昇する時、ラムの
自由内部容積は減少して隣接する低圧貯溜手段９０へ出
口８８を介して液圧流体の正味の流出が生じる。この段
階中、ラム２０へ注入される加圧流体は入口導管５３に
直接連通ずる高圧貯溜手段９２に充填される。これは加
圧流体の貯溜槽にラムの次の膨張行程を助ける役割を果
たさせる。

こうして、膨張行程中の加圧流体の流れの閉鎖又は絞り
は最小にされ得、ラムへ供給される液圧式ポンプの速度
を増大させることなくより迅速なサイクルが達成される
。

本発明の弁機構の特徴は、作動又は膨張行程がピストン
４２の上方の空間４８へ加えられる圧力、即ち、ピスト
ン４２の大面積側に作用する圧力により作られるという
点である。このことは、同一シリンダ孔に対して一層大
きな駆動力を与えるのに大きな利点があり、また簡単な
密封構成を与えることにおいても大きな利点がある。

ラムに対する液圧回路は第５図に示される。ポンプ１０
２は液圧式流体を貯溜槽１０４から吸引し、ポンプから
の圧力ライン１０６は主ラム回路への加圧流体の流入を
制御する三位置手動マスクー弁１０日へ指向され、他方
、弁１０８の上流のライン１０６にある三方口（ｔａｐ
ｐｉｎｇ　）から別の圧力ライン１）０が加圧流体を、
サーボ・シリンダ７２への流入を制御するソレノイド弁
１）２へ　　　□指向させる。作業員はソレノイド弁１
）２の切換えを制御する手動操作手段（図示せず）を有
しており、或いは以下に説明するように、ソレノイド弁
をラムにあるリミット・スイッチの自動制御下におくこ
とも可能である。

手動弁１０８は３つの調節位置を有しており、最上位置
Ｍ１にすると、ポンプ出力側は戻すライン１）６を経て
直接に貯溜槽へ接続される。高圧貯溜手段９２もまたラ
イン１）８及び弁１０８を経て貯溜槽へ接続されるが、
圧力貯溜手段からの戻り流量は絞り１２０により制限さ
れる。ソレノイド弁１）２は図示の位置Ｓ１に偏倚され
るが、ライン１）０の圧力はピストン弁５５を作動させ
るのには不充分なものである。これがポンプ始動時にお
ける回路の状態であり、その際に始動パルプは主及びサ
ーボ液圧回路の加圧を防止している。

回路を作動状態にさせるためには手動弁は位置Ｍ３に切
り換えられるが、その際手動弁は位置Ｍ２を通過する。

何となれば、ライン１）６を介してポンプからの直接的
な戻り流は、その時瞬間的に妨げられ、圧力はライン１
２２を経てサーボ・シリンダ７２の下部接続ポート８０
に作用する。サーボ弁のピストン７６は上昇させられ、
ピストン弁５５はもしすでに上部位置になっていないな
らば、それによって、主シリンダの各空間４８．６２及
び５０が互いに連通されるように、その上部位置へ切り
換えられるが、その位置はハンマー錘がその降下した位
置にあるのに対応している。従って、手動弁が位置Ｍ３
に切り換えられたときのこの降下位置がハンマー錘の位
置であり、ポンプ吐出ライン１０６は供給ライン１）８
を介して高圧貯溜手段とラムとへ接続され、低圧貯溜手
段からの戻りライン８９は貯溜槽１０４へ接続される。

ラムはソレノイド弁の切換えによって作動され得るよう
になっており、加圧流体は、ライン１２４を介してサー
ボ・シリンダの上部接続ポート７８へ加えられて錘を持
ち上げ″させ、またライン１２２を介して下部ポート８
０へ加えられて錘を再び落下させるように交互に切り換
えられるわけである。弁１０Ｂの中間位置Ｍ２もまた１
、つの保持位置であって、加圧流体はラム回路に流入さ
れず、ポンプによる流゛れは逃げ弁１３０を介して戻さ
れるが、高圧貯溜手段内の如何なる圧力も維持されるの
である。

一方向弁１３２は圧力ラインにおける逆の流れを防止す
る。貯溜槽１０４の戻りラインにあるプリセット弁１３
４は、操作中は排出ライン８９に適度の背圧が常に確実
に存在するように、ラムからのラインにたとえ小さくて
も例えば約１．４ｋｇ／ｃｄ　（２０ｐ、ｓ、ｉ　）の
圧力が存在する場合には開いて、作業中は排出ライン８
９に中等度の背圧が常に存在することを確実にするよう
に構成されている。すでに説明したように、背圧はハン
マー錘ケーブルの張力を維持するのに役立つが、背圧力
は錘の落下の甚しい遅延をさけるように比較的に低く抑
えられる。

ラムが手動制御される場合の保護を主目的として、過度
行程緩衝ストッパ１４４，１４６が、ラム・ピストン・
クロスへラド２５とユニット枠２２との間に配設されて
いる。

手動液圧式制御弁は任意の適宜の固定位置に装着され得
る。ハンマー錘の作動を制御するために、゛手動の制御
用附属装置１２５が設けられているが、第６図において
はソレノイド弁回路との関連においてのみ図示されてい
る。この附属装置には手動制御でソレノイド弁を動作さ
せるための押釦スイッチ１２６があり、第６図には附属
装置に設けられた自動／手動切換スイッチ１３８が、ス
イッチ１２６を使用状態にするために、手動操作モード
（接点１３８ａが閉じられている）にセットされている
ものが示されている。この状態において、弁１）２のソ
レノイドは゛手動スイッチ１２６の使用によってのみ位
置Ｓ１及びｓ２の間で付勢されたり消去されたりする。

自動操作モードを用いる場合には（接点１３８ｂが閉じ
る）、操作員はセレクタ１４０を用いて、一連の隔置さ
れた４つの下部リミット・スイッチ１４２ａ乃至１４２
ｄの内の何れかの１個を回路形成させてハンマー錘の上
昇を変化させることもできる。何れの場合においても、
収縮したラム位置は同じ上部リミット・スイッチ１４４
により制御される。これらのリミット・スイッチは機械
的摩耗を防ぐために近接スイッチが好ましく、またラム
・プーリ・クロスヘッドにある近接検知器１３６がスイ
ッチを通過する移動によって作動させられるものである
。

自動操作モードを選択した場合には、ソレノイド弁は継
電器１４６．１４８を介して制御される。

起動の際、作業員はまず最初に押しボタン１２６を用い
てソレノイド弁１）２を付勢し、以って常開性の上部リ
ミット・スイッチ１４４が閉じるのに充分なほどラムが
延びるまでハンマー錘を持ち上げる必要がある。作業員
は次いでボタンの押圧を解除してよく、その際にはソレ
ノイド弁は、セレクタ・スイッチ接点１３８ｂ、’継電
器１４８、上部リミット、スイッチ１４４、選択された
常閉性最下部スイッチ１４２及びそのセレクタ・スイッ
チ１４０及び継電器コイル１４６ａを介して付勢された
ままである。

コイル１４６ａが付勢されると、これによって接点１４
５は閉じ、かくして継電器コイル１４８ａは両接点１５
０．１５２を閉じるべく付勢される。ラムの延びが続く
と共に、上部スイッチはまもなく再び開くが、ソレノイ
ドは閉接点１５０を介して付勢され続ける。継電器コイ
ル１４６ａもスイッチ接点１３８ａ、継電器接点１５２
、及び選択された最下部リミット・スイッチ及びそのセ
レクタ・スイッチ１４０を回路形成のままに保持する。

延びつつあるラムは遂に作動最下部スイッチを開き、以
って継電器コイル１４６ａは消勢されてその接点１４５
は開き継電器コイル１４８ａをも消勢する。接点１５０
．１５２は開かれ、ソレノイド弁１）２は消勢されて錘
は落下する。上昇中のクロス・ヘッドにある検知器１３
６が上部リミット・スイッチ１４４を通過すると、この
スイッチは再び閉じられて作動サイクルは再び開始され
る。

作動下部スイッチを選択することにより、ハンマーの上
昇高さを変化させることができ、そのようにして特定の
作業条件に適合するように夫々行程長が異なって〜短く
されたハンマー錘の往復運動を行なわせることができる
。行程長の制御された減少を得る別の方法としては、最
下部リミット・スイッチを省いてその代わりに頂部リミ
ット・スイッチの動作によってトリガーされる調節可能
なタイマーを用いてタイマー調節によって決定された遅
延（この遅延時間は従ってハンマー錘の行程を設定する
）のあとで、ソレノイド弁を切り換えさせてハンマー錘
を落下させるのである。行程調節を行なう別の方法とし
ては、位置可変最下部リミット・スイッチが採用でき、
例えばこのようなスイッチをユニット２１内で上方及び
下方へ変位させる遠隔制御機構を用いるものである。

（発明の効果〕本発明による液圧ラムは上述のように構成されているか
ら、これをユニット枠に装着することによって液圧式駆
動は、現在のリグに容易に付加されまた他の装置に用い
られ得るユニットとして、発生され得、その際、弁機構
によって制御される液圧ラムは駆動中に生じる衝撃荷重
を低減させるので装置の高寿命化が図られ得、更に、ユ
ニットの往復運動アクチュエータが必要な広範囲の設備
、例えばロック・ハンマー、鍛造ハンマー、パンチ及び
プレス等に適用されることができ、又広範囲の各種のサ
イズで製造され得る等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液圧式駆動衝撃装置を組み込んだ
杭打兼杭抜機の側面図、第２図及び第３図は第１図の装
置の液圧式ラム駆動ユニットの夫々背面図及び側面図、
第４図は第２図及び第３図の液圧式ラムの断面図、第５
図は第２図乃至第４図の液圧式回路図、第６図は第５図
に示す液圧式回路制御手段の電気回路図である。２０・１９．液圧式ラム、３ｏ・・・・ピストン棒、４
２・・・・ピストン、４４・・・・シリンダ、４８．５
０・・・・シリンダ空間、５４・・・・環状空間、５６
．５８．６０．６６・・・・ポート、６４・・・・外部
シリンダ°ジャケット、７２・・・・サーボ・シリンダ
、７４・・・・ブロック、７６・・・・サーボ・ピスト
ン、７７・・・・ピストン棒。第５図１６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加圧流体の影響下のシリンダ内を軸方向に往復運
動可能なピストンを含み、机又は除去可能なコンクリー
ト机用ケーシングのような長め部材を特に打ち込み及び
／又は引き抜くための衝撃装置に使用される液圧ラムで
あって、上記ピストン（４２）の対向側にある上記シリ
ンダ（４４）の各端部空間（４８、５０）の間にバイパ
ス接続（６２）を有しており、また該バイパス接続のた
めに弁手段（５５）が設けられており、それによってハ
ンマー錘の落下中には液体は収縮する端部空間から膨張
する端部空間へ自由に流れ得、この時上記弁手段（５５
）は上記ピストン（４２）の上方の上記シリンダ（４４
）の上部端部に配置されると共にラム・ピストン棒（３
）は上記シリンダの下部端部から突出するようにしたこ
とを特徴とする、液圧ラム。
（２）前記シリンダ（４４）は外部シリンダ・ジャケッ
ト（６４）内に装着され、上記シリンダ（４４）と上記
シリンダ・ジャケット（６４）との間の空間が上記シリ
ンダ（４４）の壁を通るポート（６０及び６６）を介し
てバイパス接続を形成し、更に、前記弁手段（５５）は
前記ピストン（４２）の上方の前記空間（４８）に摺動
可能に支持され且つ上記ピストン（４２）の上方の上記
シリンダ（４４）の各ポート（６０）を選択的に閉鎖す
るために軸方向に移動可能であると共に上記ピストン（
４２）の上方の空間（４８）への高加圧流体がラムを伸
長せしめ得るようにし或いは該空間（４８）への高加圧
流体の流入を阻止して流体を上記バイパス流体を通って
流れさせるピストン弁（５５）から成る、ことを特徴と
する特許請求の範囲（１）に記載の液圧ラム。
（３）前記弁手段（５５）は前記シリンダ（４４）及び
シリンダ・ジャケット（６４）の上端部の端部口金（５
１）に収容され、高加圧流体が流入され得る該端部口金
（５１）内部の上記シリンダ（４４）の壁の周囲には環
状空間（５３）が形成されており、更に、上記シリンダ
（４４）の壁を介した放射状ポート（５６）と上記ピス
トン弁（５５）には共働するポート（５８）とが設けら
れていてポート（５６及び５８）が整合された時流体は
該ポート（５６及び５８）を介して環状空間（５３）か
ら上記ピストン（４２）の上方の上記シリンダ（４４）
の空間（４８）へと流入し得る、ことを特徴とする特許
請求の範囲（２）に記載の液圧ラム。
（４）前記ピストン弁（５５）はそのピストンの上方へ
軸方向に装着されたサーボ・ピストンにより軸方向に移
動され、該サーボ・ピストンは、サーボ・シリンダ（７
２）内で軸方向に移動可能であり、下方に伸長し且つピ
ストン弁（５５）のピストンに連結されたピストン棒（
７７）を有し、また、サーボ・シリンダ（７２）は上記
サーボ・ピストン（７６）を軸方向に移動せしめるため
のその何れかの側への加圧流体の流入のために上記サー
ボ・ピストン（７６）の上方及び下方のポート（７８及
び８０）を有している、ことを特徴とする特許請求の範
囲（２）又は（３）の何れかに記載の液圧ラム。