JP2017002478A

JP2017002478A - 杭打機

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Publication number: JP2017002478A
Application number: JP2015114324A
Authority: JP
Inventors: 和正表寺; Kazumasa Omotera
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: JP6360004B2

Abstract

【課題】テンションシリンダを操作することなくチェーンのテンションを適度に保った状態で下部リーダに対して上部リーダを起伏させる。
【解決手段】杭打機の油圧駆動装置６０は、油圧ポンプ６１と、油圧ポンプ６１の吐出ライン６１ａをテンションシリンダ３３に接続するポンプシリンダライン６５と、ポンプシリンダライン６５に設けたコントロールバルブ６２と、吐出ライン６１ａの最大圧力を設定の回路保護圧Ｐ０に規定するリリーフ弁６３と、上部リーダ１４ｂの倒伏動作に伴ってチェーン３０からテンションシリンダ３３に作用する収縮力よりもテンションシリンダ３３の伸長力が小さくなるように、テンションシリンダ３３のボトム側油室に供給される圧油の圧力を回路保護圧Ｐ０よりも低い設定圧力Ｐ１以下に設定する駆動圧力設定装置６４を設ける。
【選択図】図６

Description

本発明は杭打機に関する。

杭打機は、輸送車両に搭載して輸送（回送）する際等に、バックステーシリンダによりリーダを後方に倒して水平に寝かせる場合がある。その際、単にリーダを水平にするとリーダに装着した打設装置が上方に突き出るので、輸送高さを抑えるためにリーダを上下に分割して中折れ構造とし、打設装置を装着した下部リーダに対して上部リーダのみが後方に倒れるように構成したものがある（特許文献１等参照）。

特開２００２−２４２５７８号公報

リーダの内部には打設装置を昇降させるためのチェーンが張られているため、リーダを屈曲させる際にはテンションシリンダを作動させてチェーンのテンションを緩める必要がある。しかし、リーダを屈曲させるに際してテンションを緩め過ぎると、弛んだチェーンが周辺構造物に噛み込み得るため、チェーンのテンションを緩める作業と上部リーダを倒伏させる作業とを交互に繰り返し実施する必要がある。そのため、リーダを倒して杭打機を輸送姿勢に移行させる作業には、杭打機を操作するオペレータの他、リーダの状態を見ながらオペレータに指示をする作業者を要していた。これはリーダを起こす作業でも同様である。

本発明の目的は、テンションシリンダを操作することなくチェーンのテンションを適度に保った状態で下部リーダに対して上部リーダを起伏させることができる杭打機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る杭打機は、車体と、前記車体に連結された上部リーダ及び下部リーダを含む中折れ構造のリーダと、前記車体及び前記上部リーダに両端が連結されたバックステーシリンダと、前記リーダに設けた打設装置昇降用モータと、前記打設装置昇降用モータに連結した前記駆動スプロケットと、前記リーダに設けたテンションシリンダと、前記テンションシリンダに設けた従動スプロケットと、前記駆動スプロケット及び前記従動スプロケットに掛け回したチェーンと、前記チェーンに連結した打設装置と、油圧駆動装置とを備え、前記油圧駆動装置は、油圧ポンプと、前記油圧ポンプの吐出ラインを前記テンションシリンダに接続するポンプシリンダラインと、前記ポンプシリンダラインに設けたコントロールバルブと、前記吐出ラインに設けられ、前記吐出ラインの最大圧力を設定の回路保護圧に規定するリリーフ弁と、前記バックステーシリンダによる前記上部リーダの倒伏動作に伴って前記チェーンから前記テンションシリンダに作用する収縮力よりも前記テンションシリンダの伸長力が小さくなるように、前記テンションシリンダのボトム側油室に供給される圧油の圧力を前記回路保護圧よりも低い設定圧力以下に設定する駆動圧力設定装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、テンションシリンダを操作することなくチェーンのテンションを適度に保った状態で下部リーダに対して上部リーダを起伏させることができる。

本発明の第１実施形態に係る杭打機の外観構成を示す側面図である。本発明の第１実施形態に係る杭打機に備えられた杭打作業機の拡大側面図である。本発明の第１実施形態に係る杭打機におけるリーダのリーダ取り付けフレームとの連結部一帯の拡大図である。本発明の第１実施形態に係る杭打機に備えられたスライドステーの側面図である。本発明の第１実施形態に係る杭打機に備えられたスライドステーの分解側面図である。本発明の第１実施形態に係る杭打機に備えられた油圧駆動装置の要部を表す油圧回路図である。本発明の第１実施形態に係る杭打機に備えられたリーダの輸送姿勢への移行過程の状態を表した図である。本発明の第１実施形態に係る杭打機に備えられたリーダの輸送姿勢を表した図である。本発明の第２実施形態に係る杭打機に備えられた油圧駆動装置６０’の要部を表す油圧回路図で、第１実施形態の図６に対応する図である。本発明の第３実施形態に係る杭打機に備えられた油圧駆動装置６０”の要部を表す油圧回路図で、第１実施形態の図６に対応する図である。

以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

（第１実施形態）
１．杭打機
図１は本発明の第１実施形態に係る杭打機の外観構成を示す側面図である。本実施形態において、図１中における左側及び右側を杭打機の前後、紙面直交方向手前側及び奥側を杭打機の右左とする。

図１及び図２に示した杭打機は車体Ａ及び杭打作業機Ｂを備えている。車体Ａは油圧ショベルと共通するベースマシンであり、走行体１及び車体本体２０を備えている。

走行体１は、トラックフレーム２及び左右のクローラ２２を備えている。左右のクローラ２２は、トラックフレーム２の前後に取り付けた従動輪４及び駆動輪３と、これら従動輪４及び駆動輪３に掛け回した履帯５とをそれぞれ備えている。駆動輪３には油圧モータ等の走行モータ（不図示）が連結され、走行モータによりクローラ２２をそれぞれ駆動することで杭打機が走行する。但し、走行体１はクローラ式ではなくホイール式であっても良い。

車体本体２０は、走行体１に対して旋回する旋回体であり、旋回フレーム７、運転室８、動力室９及びカウンタウェイト１８を備えている。旋回フレーム７は、走行体１のトラックフレーム２上に旋回装置６を介して連結されており、前部にフロントフレーム１０が取り付けられている。このフロントフレーム１０には、前後方向に延在する軸（不図示）を支点として左右の油圧シリンダ１１により左右に傾動可能なリーダ取り付けフレーム１２が取り付けられている。運転室８、動力室９及びカウンタウェイト１８は、旋回フレーム７の上部に前側からその順に搭載されている。動力室９には、エンジンや油圧駆動装置等が収容されている。上記の旋回装置６には油圧モータ等の旋回モータ（不図示）が設けられており、旋回モータによって走行体１に対して車体本体２０が旋回駆動される。フロントフレーム１０は、旋回フレーム７に連結されて旋回フレーム７の前方に延在している。フロントフレーム１０の左右の前端部アウトリガー１３ａが、旋回フレーム７の左右の後端部にはアウトリガー１３ｂが、それぞれ設けられている。

２．杭打作業機
杭打作業機Ｂは、フロントフレーム１０に連結されたリーダ１４、リーダ１４に支持された打設装置１５、リーダ１４を前後に傾斜させるバックステーシリンダ１９を含んでいる。

リーダ１４は、打設装置１５を昇降可能に装着するものであり、下部リーダ１４ａ及び上部リーダ１４ｂを含む中折れ構造をしている。具体的には、下部リーダ１４ａの上部の背面側が上部リーダ１４ｂの下部に一体に設けたブラケット１６に対して左右に延びる枢着ピン３９を介して連結されていて、下部リーダ１４ａに対して上部リーダ１４ｂが後方に倒伏するように構成されている。また、下部リーダ１４ａ及び上部リーダ１４ｂは着脱可能な中折れ連結ピン４０により枢着ピン３９より前側の位置で連結されており、中折れ連結ピン４０を装着することによって下部リーダ１４ａに対して一直線な姿勢で上部リーダ１４ｂが拘束される。

バックステーシリンダ１９は、上部リーダ１４ｂを後方に倒した輸送姿勢と鉛直に起立させた起立姿勢との間で起伏させる油圧シリンダである。このバックステーシリンダ１９は、一端が上部リーダ１４ｂに左右に延びるピン２１により連結され、他端がリーダ取り付けフレーム１２に左右に延びるピン（不図示）により連結されている。

なお、上部リーダ１４ｂの背面にはウインチ２３が取り付けられている。このウィンチ２３は、杭等を吊り上げるために上部リーダ１４ｂの頂部フレーム１４ｃから垂下するワイヤロープ（不図示）の巻取り及び繰出しをするものである。

図２は杭打作業機Ｂの拡大側面図である。打設装置１５はスクリューオーガ（不図示）等を回転駆動させて地面を掘削する装置を例示している。但し、杭（鋼材等）の外周部を把持し、把持した杭を回転させて地面に圧入することで杭を打設する回転圧入式等の他のタイプの打設装置を採用する場合もある。この打設装置１５はガイドギブ２７を介してリーダ１４に沿って昇降可能に装着されている。ガイドギブ２７は、リーダ１４の前面の左右に設けたガイド部材２６に沿って上下に摺動可能に嵌合した部材である。

打設装置１５を昇降させる打設装置昇降用モータ２９は本実施形態では油圧モータであり、下部リーダ１４ａに取り付けられている。打設装置昇降用モータ２９の出力軸は、下部リーダ１４ａ内に配置した駆動スプロケット３１ａに連結されている。このとき、下部リーダ１４ａ内の下部には駆動スプロケット３１ａと共に従動スプロケット３１ｂが、下部リーダ１４ａ内の上部には従動スプロケット３１ｃ，３１ｄが、上部リーダ１４ｂ内の上部には従動スプロケット３１ｅが設けられており、これら駆動スプロケット３１ａ及び従動スプロケット３１ｂ−３１ｅにはチェーン３０が掛け回してある。このチェーン３０は打設装置１５に連結していて、打設装置昇降用モータ２９を駆動するとチェーンが循環駆動されて、打設装置１５がリーダ１４に沿って昇降する。

また、上部リーダ１４内にはテンションシリンダ３３が上下に延びる姿勢で配置されている。このテンションシリンダ３３は、チェーン３０の張力を調整する張力調整装置３７を構成する油圧シリンダであり、上部リーダ１４ｂ内に配置した上記の従動スプロケット３１ｅを上部リーダ１４ｂに沿って上下動させるものである。テンションシリンダ３３は、下端がピン３４により上部リーダ１４ｂに連結してある。テンションシリンダ３３の上端（本実施形態ではロッド先端）には軸受３５が設けてあり、この軸受３５を介して従動スプロケット３１ｅがテンションシリンダ３３に設けられている。

図３はリーダ１４のリーダ取り付けフレーム１２との連結部一帯の拡大図である。図３に示したように、リーダ１４は、左右に延びるリーダ取り付けピン１７により上部リーダ１４ｂのブラケット１６がリーダ取り付けフレーム１２に連結されると共に、下部リーダ１４ａの背面側（リーダ取り付けフレーム１２側）がスライドステー５３によりリーダ取り付けフレーム１２に連結されることによって、車体３０に連結されている。スライドステー５３はリーダ起伏用の伸縮可能なアームであり、リーダ取り付けフレーム１２の左右両側に１本ずつ取り付けられる。このスライドステー５３の一端はリーダ取り付けフレーム１２に左右に延びるピン５４を介して連結され、他端は下部リーダ１４ａに左右に延びるピン５５を介して連結されている。

図４はスライドステー５３の側面図、図５はその分解側面図である。図４及び図５に示すように、スライドステー５３は、筒状の外ステー５６及び筒状又はロッド状の内ステー５７からなり、外ステー５６に内ステー５７を挿し込んだ構成である。これらステー５６，５７の端部には、それぞれピン５４，５５（図３参照）を挿着するピン孔５６ａ，５７ａが設けられている。また、ステー５６，５７には、これらを組み合わせて最収縮状態にした際にロックピン（不図示）を挿し込むピン孔５６ｂ，５７ｂが設けられている。

３．油圧駆動装置
図６は本実施形態の杭打機に備えられた油圧駆動装置の要部を表す油圧回路図である。図６に示した油圧駆動装置６０はテンションシリンダ３３の駆動系を抜き出して表したものであり、油圧ポンプ６１、第１コントロールバルブ６２、第１リリーフ弁６３及び駆動圧力設定装置６４を備えている。

油圧ポンプ６１は、テンションシリンダ３３の駆動系の専用のポンプでも良いが、バックステーシリンダ１９等の他の油圧アクチュエータの駆動系と共用のポンプとしても良い。可変容量型でも良いが、本実施形態の油圧ポンプ６１は固定容量型とする。第１コントロールバルブ６２は、油圧ポンプ６１の吐出ライン６１ａをテンションシリンダ３３に接続するポンプシリンダライン６５に設けられ、油圧ポンプ６１からテンションシリンダ３３に供給される圧油の方向及び流量を制御する。ポンプシリンダライン６５は、テンションシリンダ３３のロッド側油室に接続するロッドライン６５ｒ、及びテンションシリンダ３３のボトム側油室に接続するボトムライン６５ｂを含む。本実施形態では第１コントロールバルブ６２として電磁作動式又は電磁比例式の３位置切換弁を例示しているが、パイロット作動式の切換弁であっても良い。この第１コントロールバルブ６２が図中右側の位置に切り換えられた場合には、吐出ライン６１ａがボトムライン６５ｂに接続してテンションシリンダ３３が伸長する。第１コントロールバルブ６２が図中左側の位置に切り換えられた場合には、吐出ライン６１ａがロッドライン６５ｒに接続してテンションシリンダ３３が収縮する。第１コントロールバルブ６２が中央の中立位置に切り換えられた場合には、ポンプシリンダライン６５が遮断され、テンションシリンダ３３が保持される。上記第１リリーフ弁６３は吐出ライン６１ａに設けられ、吐出ライン６１ａの最大圧力を設定の回路保護圧Ｐ０に規定する。吐出ライン６１ａの圧力が回路保護圧Ｐ０を超えると、第１リリーフ弁６３が開いて吐出ライン６１ａがタンクライン６６に接続する構成である。第１リリーフ弁６３は減圧弁等の他の圧力制御弁でも代替し得る。

駆動圧力設定装置６４は、バックステーシリンダ１９（図１参照）による上部リーダ１４ｂの倒伏動作に伴ってチェーン３０（図２参照）からテンションシリンダ３３に作用する収縮力よりもテンションシリンダ３３の伸長力が小さくなるように、テンションシリンダ３３のボトム側油室に供給される圧油の圧力を回路保護圧Ｐ０よりも低い第１設定圧力Ｐ１（Ｐ１＜Ｐ０）以下に設定する装置であり、本実施形態ではバイパスライン７１、第２コントロールバルブ７２、切換弁７３、第３リリーフ弁７４、第４リリーフ弁７５及びカウンターバランス弁７６を備えている。

バイパスライン７１は、ポンプシリンダライン６５と並列に吐出ライン６１ａをテンションシリンダ３３に接続する油路であり、バイパスライン７１によって第１コントロールバルブ６２をバイパスして吐出ライン６１ａとテンションシリンダ３３とが接続される。バイパスライン７１は、テンションシリンダ３３のロッド側油室に接続するロッドライン７１ｒ、及びテンションシリンダ３３のボトム側油室に接続するボトムライン７１ｂを含んでいる。

第２コントロールバルブ７２は第１コントロールバルブ６２と同様のものであり、バイパスライン７１に設けられ、油圧ポンプ６１からバイパスライン７１を介してテンションシリンダ３３に供給される圧油の方向及び流量を制御する。第２コントロールバルブ７２が右側の位置に切り換えられた場合には吐出ライン６１ａがボトムライン７１ｂに接続し、左側の位置に切り換えられた場合には吐出ライン６１ａがロッドライン７１ｒに接続し、中立位置に切り換えられた場合にはバイパスライン７１が遮断される。

切換弁７３は、ポンプシリンダライン６５及びバイパスライン７１を選択的にテンションシリンダ３３に接続する電磁切換弁である。切換弁７３が図中右側の位置にある場合には（図示した状態では）ポンプシリンダライン６５を介して吐出ライン６１ａがテンションシリンダ３３に接続し、切換弁７３が図中左側の位置に切り換わるとバイパスライン７１を介して吐出ライン６１ａがテンションシリンダ３３に接続する。

カウンターバランス弁７６は、バイパスライン７１のうちのボトムライン７１ｂに設けられ、テンションシリンダ３３のボトム側油室から押し退けられてボトムライン７１ｂを流れる圧油に第１設定圧力Ｐ１の背圧を与えるものである。具体的には、並列回路を構成するチェック弁７６ａ及び第２リリーフ弁７６ｂを備えており、切換弁７３が図中左側の位置に切り換わった場合、第２コントロールバルブ７２が図中右側の位置にあるときにボトムライン７１ｂを通ってテンションシリンダ３３に向かう圧油はチェック弁７６ａを自由に通過し、第２コントロールバルブ７２が図中左側の位置にあるときにボトムライン７１ｂを通ってタンクライン６６に向かう圧油に第２リリーフ弁７６ｂによって第１設定圧力Ｐ１に相当する背圧が与えられるようになっている。

第３リリーフ弁７４は、バイパスライン７１のうちのロッドライン７１ｒに設けられ、ロッドライン７１ｒの最大圧力を第１設定圧力Ｐ１よりも低い第２設定圧力Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ１＜Ｐ０）に規定する役割を果たす。この第３リリーフ弁７４は減圧弁等の他の圧力制御弁でも代替し得る。第１設定圧力Ｐ１が、上部リーダ１４ｂの倒伏動作に伴って緊張するチェーン３０がテンションシリンダ３３を収縮させようとする力よりもテンションシリンダ３３の伸長力が小さくなる程度の圧力であるのに対し、第２設定圧力Ｐ２は、チェーン３０に付勢されてテンションシリンダ３３が収縮した場合にボトム側油室から押し退けられた分の圧油がロッド側油室に補充され、ロッドライン７１ｒが負圧になることを防止する程度の圧力である。

第４リリーフ弁７５は、バイパスライン７１のボトムライン７１ｂに設けられ、テンションシリンダ３３のボトム側油室に供給される圧油の最大圧力を回路保護圧Ｐ０よりも低い第３設定圧力Ｐ３（Ｐ３＜Ｐ０）に規定するものである。この第４リリーフ弁７５も減圧弁等の他の圧力制御弁で代替し得る。第３設定圧力Ｐ３は、上部リーダ１４ｂの起立動作時にテンションシリンダ３３を伸長させる際、テンションシリンダ３３の伸長に伴ってチェーン３０に過度なテンションが掛からない程度の圧力であり、例えば第１設定圧力Ｐ１又は第２設定圧力Ｐ２と同程度でも良い。

４．動作
（１）チェーン３０の張力調整
チェーン３０の張力調整をする場合、リーダ１４が起立した状態（図１に示した状態）で、運転室８にある張力調整用の図示しない操作装置（例えばスイッチ）を操作してテンションシリンダ３３を伸縮させる。チェーン３０を張る場合、切換弁７３は圧縮ばねの付勢力によって図６中の右側の位置にあり、操作装置の操作に応じて制御装置（不図示）から出力される信号によって第１コントロールバルブ６２が中立位置から同図中右側の位置に切り換わると、油圧ポンプ６１からの圧油が第１コントロールバルブ６２及び切換弁７３を介してテンションシリンダ３３のボトム側油室に供給され、テンションシリンダ３３が伸長する。その際、ロッド側油室から押し退けられた作動油はタンクに戻される。チェーン３０を緩める場合、同様に切換弁７３は右側の位置にあり、操作装置の操作に応じて制御装置（不図示）から出力される信号によって第１コントロールバルブ６２が中立位置から同図中左側の位置に切り換わると、油圧ポンプ６１からの圧油が第１コントロールバルブ６２及び切換弁７３を介してテンションシリンダ３３のロッド側油室に供給され、テンションシリンダ３３が収縮する。ボトム側油室から押し退けられた作動油はタンクに戻される。

（２）上部リーダ１４ｂの倒伏動作
上部リーダ１４ｂを起立させた状態（図１参照）から輸送姿勢に移行させる場合、まず中折れ連結ピン４０を抜き、上部リーダ１４ｂに対して下部リーダ１４ａが枢着ピン３９を中心として回動可能な状態とする。その後、前述したようにテンションシリンダ３３を収縮させることにより、チェーン３０を緩ませる。すると、下部リーダ１４ａは打設装置１５を装着した状態で図７に矢印５９で示したように自重で下方に回動する。

スライドステー５３が最収縮状態となるまでテンションシリンダ３３を収縮させたら、例えば運転室８内のコンソールに設けた専用スイッチ（不図示）を操作してリーダ１４の倒伏作業モードに移行する。この専用スイッチからの操作信号に応じて制御装置（不図示）から出力される信号により、切換弁７３が図６中の左側の位置に切り換わり、第２コントロールバルブ７２が中立位置から同図中左側の位置に切り換わる。このとき、チェーン３０に一定のテンションが掛かった状態下ではバイパスライン７１のロッドライン７１ｒは第２設定圧力Ｐ２よりも高く、油圧ポンプ６１から吐出された圧油は第３リリーフ弁７４を介してタンクライン６６に戻る。

その後、例えば運転室８内のリーダ起伏用の図示しない操作装置（例えばレバー）を操作してバックステーシリンダ１９を収縮させると、リーダ１４の屈曲動作（上部リーダ１４ｂの倒伏動作）に伴って緊張するチェーン３０によりテンションシリンダ３３のロッドが押え付けられ、その力によってバイパスライン７１のボトムライン７１ｂの圧力が第１設定圧力Ｐ１を超えたときのみ、カウンターバランス弁７６の第２リリーフ弁７６ｂが開き、テンションシリンダ３３のボトム側油室から押し退けられた圧油がタンクライン６６に排出される。このとき、テンションシリンダ３３の収縮に伴ってバイパスライン７１のロッドライン７１ｒの圧力が第２設定圧力Ｐ２以下に下がると第３リリーフ弁７４が閉じ、押し退け容積相当の圧油がロッド側油室に補充されると第３リリーフ弁７４が再び閉じる。このように、チェーン３０の張力を概ね一定にするようにして上部リーダ１４ｂの倒伏動作に追従してテンションシリンダ３３が収縮し、最終的に図８に示したように上部リーダ１４ｂが水平に倒伏した輸送姿勢に移行する。

特に図示しないが、上部リーダ１４ｂが水平に倒伏したら、頂部フレーム１４ｃを左側又は右側に倒して上方へ突き出さない姿勢にする。また、スライドステー５３のピン孔５７ｂ，５６ｂにロックピン５８（図８参照）を挿着し、例えば輸送時の衝撃によってスライドステー５３が伸縮しないようにしておく。

（３）上部リーダ１４ｂの起立動作
上部リーダ１４ｂを倒伏させた状態（図８参照）から起立させる場合、まず頂部フレーム１４ｃを起こし、スライドステー５３からロックピン５８（図８参照）を抜く。これらの作業は順不同である。

その後、前述した専用スイッチを操作して上部リーダ１４ｂの起立作業モードに移行する。この専用スイッチからの操作信号に応じて制御装置（不図示）から出力される信号により、切換弁７３が図６中の左側の位置に切り換わり、第２コントロールバルブ７２が中立位置から同図中右側の位置に切り換わる。このとき、チェーン３０に一定のテンションが掛かった状態下ではバイパスライン７１のボトムライン７１ｂは第３設定圧力Ｐ３よりも高く、油圧ポンプ６１から吐出された圧油は第４リリーフ弁７５を介してタンクライン６６に戻る。

その後、前述したリーダ起伏用の図示しない操作装置（例えばレバー）を操作してバックステーシリンダ１９を伸長させると、上部リーダ１４ｂの起立動作に伴ってチェーン３０が弛緩し、これに伴ってボトムライン７１ｂの圧力が第３設定圧力Ｐ３以下に下がると第４リリーフ弁７５が閉じる。するとボトム側油室に圧油が供給されてテンションシリンダ３３が伸び、これによりチェーン３０に一定のテンションが掛かると第４リリーフ弁７５が再び閉じる。この間、ロッド側油室から押し退けられた作動油はロッドライン７１ｒを介してタンクライン６６に排出される。このように、チェーン３０の張力を概ね一定にするようにして上部リーダ１４ｂの起立動作に追従してテンションシリンダ３３が伸長し、最終的に図１に示したように上部リーダ１４ｂが鉛直な起立姿勢に移行する。

最後に、前述した専用スイッチを操作してリーダ起伏モードを解除し、前述したようにテンションシリンダ３３を伸長させることにより、打設装置１５を装着した下部リーダ１４ａを図７の矢印５９と反対向きに回動させ、中折れ連結ピン４０を挿し込む。

５．効果
本実施形態の場合、前述したように上部リーダ１４ｂの倒伏動作に伴ってチェーン３０が緊張すると、チェーン３０に付勢されてテンションシリンダ３３が収縮する。これにより、単にバックステーシリンダ１９を収縮させればリーダ１４の屈曲動作の進捗に追従して自動的にテンションシリンダ３３が過不足なく収縮し、その間チェーン３３が必要以上に緩まることもない。従って、チェーン３０の緩み具合を監視する人員を必要とせず、リーダ１４を屈曲させて杭打機を輸送姿勢に移行させる作業をオペレータ一人で容易かつ迅速に行うことができる。このように、テンションシリンダ３３を操作することなくチェーン３０のテンションを適度に保った状態で下部リーダ１４ａに対して上部リーダ１４ｂを起伏させることができる。加えて、本実施形態の場合は第４リリーフ弁７５を設けたことにより、上部リーダ１４ｂを起こす作業でも同様の効果が得られる。

本実施形態においては、上部リーダ１４ｂを倒伏させる過程でテンションシリンダ３３を伸縮させて下部リーダ１４ａを回動させる工程があるが、スライドステー５３を介して下部リーダ１４ａとリーダ取り付けフレーム１２とを連結する構成としている。上部リーダ１４ｂの起伏作業をするに当たってスライドステー５３は着脱する必要がなく、この点も上部リーダ１４ｂの起伏作業の容易化及び迅速化に寄与する。また、スライドステー５３の最収縮時にロックピン５８をスライドステー５３に挿し込むことにより、スライドステー５３の伸縮を拘束することができ、輸送時の衝撃によるスライドステー５３の収縮を抑制することができる。これらの効果については特願２０１４−１１６４１９に詳しい記載がある。

（第２実施形態）
図９は本発明の第２実施形態に係る杭打機に備えられた油圧駆動装置６０’の要部を表す油圧回路図で、第１実施形態の図６に対応する図である。図９において第１実施形態と同様の要素には図６と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態が第１実施形態と相違する点は、２段リリーフ弁を用いることによってテンションシリンダ３３の駆動系のリリーフ圧を上部リーダ１４ｂの起伏動作時に通常時よりも低下させられるようにした点である。

図９に示したように、本実施形態における駆動圧力設定装置６４’は、カウンターバランス弁８１、ベントライン８２、切換弁８３及び第３リリーフ弁８４を備えており、第１実施形態の駆動圧力設定装置６４に備えられていたバイパスライン７１、第２コントロールバルブ７２、切換弁７３及び第４リリーフ弁７５に相当する要素は省略されている。

カウンターバランス弁８１は第１実施形態のカウンターバランス弁７６に相当する要素であり、ポンプシリンダライン６５に設けられていて、チェック弁８１ａ及び第２リリーフ弁８１ｂを備えている。チェック弁８１ａ及び第２リリーフ弁８１ｂは、それぞれ第１実施形態におけるカウンターバランス弁７６のチェック弁７６ａ及び第２リリーフ弁７６ｂと同様の態様でポンプシリンダライン６５のボトムライン６５ｂに設けられている。つまり、チェック弁８１ａをボトムライン６５ｂのテンションシリンダ３３に向かう圧油を通す一方で、テンションシリンダ３３のボトム側油室から押し退けられてボトムライン６５ｂをタンクに向かって流れる圧油に第２リリーフ弁８１ｂによって第１設定圧力Ｐ１の背圧を与える。

本実施形態における第１リリーフ弁６３’はベントポート（不図示）を有する弁であり、そのリリーフ圧は回路保護圧Ｐ０である。減圧弁等の他の圧力制御弁でも代替し得る。上記ベントライン８２は、第１リリーフ弁６３’のベントポートとタンクライン６６とを接続している。このベントライン８２には、上記の切換弁８３及び第３リリーフ弁８４が設けられている。切換弁８３はベントライン８２を遮断及び連通する電磁弁である。第３リリーフ弁８４は、第１実施形態における第３リリーフ弁７４に相当する要素で、そのリリーフ圧は第２設定圧力Ｐ２であり、切換弁８３の下流側に設けられている。この第３リリーフ弁８４も減圧弁等の他の圧力制御弁でも代替し得る。従って、切換弁８３が閉じている場合は吐出ライン６１ａの最大圧力は第１リリーフ弁６３’による回路保護圧Ｐ０に規定される一方で、切換弁８３が開いた場合には、ベントライン８２が開いて吐出ライン６１ａの最大圧力は第３リリーフ弁８４による第２設定圧力Ｐ２（＜Ｐ１＜Ｐ０）に規定される。

その他の構成は第１実施形態と同様である。

本実施形態においてもチェーン３０の張力調整の手順及び動作については、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

上部リーダ１４ｂを起立させた状態（図１参照）から輸送姿勢に移行させる場合も、手順については第１実施形態と同様であり、中折れ連結ピン４０の抜き取り、テンションシリンダ３３の収縮、上部リーダ１４ｂの倒伏（バックステーシリンダ１９の収縮）、ロックピン５８の挿し込みの作業を順に実施する。上部リーダ１４ｂを起立させる場合の手順も第１実施形態と同様である。本実施形態における上部リーダ１４ｂの倒伏時及び起立時の回路の動作は次の通りである。

（１）倒伏時
テンションシリンダ３３を収縮させてスライドステー５３が最収縮状態となったら、専用スイッチ（不図示）を操作してリーダ１４の倒伏作業モードに移行する。すると制御装置（不図示）からの信号により切換弁８３が連通位置に切り換わってベントライン８２が開通する。このとき、チェーン３０に一定のテンションが掛かった状態下では吐出ライン６１ａは第２設定圧力Ｐ２よりも高く、油圧ポンプ６１から吐出された圧油は第３リリーフ弁８４を介してタンクライン６６に戻る。その後、リーダ起伏用の操作装置（不図示）を操作してバックステーシリンダ１９を収縮させると、上部リーダ１４ｂの倒伏動作に伴ってテンションシリンダ３３にチェーン３０のテンションが掛かり、ポンプシリンダスライン６５のボトムライン６５ｂの圧力が第１設定圧力Ｐ１を超えたときのみ、カウンターバランス弁８１の第２リリーフ弁８１ｂが開き、テンションシリンダ３３のボトム側油室から押し退けられた圧油がタンクライン６６に排出される。この間、テンションシリンダ３３の収縮に伴ってロッドライン６５ｒの圧力が第２設定圧力Ｐ２以下に下がると第３リリーフ弁８４が閉じ、押し退け容積相当の圧油がロッド側油室に補充されると第３リリーフ弁８４が再び閉じる。これにより、第１実施形態と同様にチェーン３０の張力を概ね一定にするようにしてリーダ１４の屈曲動作に追従してテンションシリンダ３３が収縮し、最終的に図８に示したように上部リーダ１４ｂが水平に倒伏した輸送姿勢に移行する。

（２）起立時
前述した専用スイッチを操作して上部リーダ１４ｂの起立作業モードに移行すると、制御装置（不図示）から出力の信号により、切換弁８３が連通位置に切り換わる。チェーン３０に一定のテンションが掛かった状態下では吐出ライン６１ａは第２設定圧力Ｐ２よりも高く、油圧ポンプ６１から吐出された圧油は第３リリーフ弁８４を介してタンクライン６６に戻る。

その後、前述したリーダ起伏用の操作装置（不図示）を操作してバックステーシリンダ１９を伸長させると、上部リーダ１４ｂの起立動作に伴ってチェーン３０が弛緩し、これに伴ってボトムライン６５ｂの圧力が第２設定圧力Ｐ２以下に下がると第３リリーフ弁８４が閉じる。するとボトム側油室に圧油が供給されてテンションシリンダ３３が伸び、これによりチェーン３０に一定のテンションが掛かると第３リリーフ弁８４が再び閉じる。この間、ロッド側油室から押し退けられた作動油はロッドライン６５ｒを介してタンクライン６６に排出される。このように、チェーン３０の張力を概ね一定にするようにして上部リーダ１４ｂの起立動作に追従してテンションシリンダ３３が伸長し、最終的に図１に示したように上部リーダ１４ｂが鉛直な起立姿勢に移行する。

本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第１実施形態に比べて駆動圧力設定装置６４’の部品点数が少なく、その分だけ回路が簡素にできる点もメリットである。

（第３実施形態）
図１０は本発明の第３実施形態に係る杭打機に備えられた油圧駆動装置６０”の要部を表す油圧回路図で、第１実施形態の図６に対応する図である。図１０において第１実施形態と同様の要素には図６と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態が第１実施形態と相違する点は、上部リーダ１４ｂの倒伏動作時にリリーフ圧の変更ではなくポンプ制御によってテンションシリンダ３３の駆動圧力を制御する点である。

図１０に示したように、本実施形態における油圧ポンプ６１’は可変容量型のポンプである。駆動圧力設定装置６４”は、サーボポンプ９１、レギュレータ９２及び切換弁９３を備えている。レギュレータ９２は、サーボポンプ９１と共に油圧ポンプ６１’の傾転角を調整する装置であって、サーボシリンダ９４及び入力トルク制御弁９５を備えている。入力トルク制御弁９５はサーボ弁９６及びカットオフシリンダ９７を含んでいる。第１実施形態の駆動圧力設定装置６４の構成要素は本例では共用されておらず、全て省略されている。

サーボポンプ９１はサーボシリンダ９４を駆動する圧油を吐出する固定容量型のポンプであり、その吐出ライン９１ａはサーボシリンダ９４のロッド側油室に接続していて、サーボシリンダ９４のロッド側油室にサーボポンプ９１からの圧油が導かれる。吐出ライン９１ａにはその最大圧力を規定するパイロット制御圧設定用のリリーフ弁が設けられている。サーボシリンダ９４のロッドは油圧ポンプ６１’の斜板に連結されていて、サーボシリンダ９４の伸縮に伴って油圧ポンプ６１’の傾転角が変化し、油圧ポンプ６１’の吐出流量が調整される。

サーボ弁９６はサーボポンプ９１からサーボシリンダ９４に入力される圧油を制御する３位置切換弁である。サーボ弁９６のスプール９６ａが図中下側の位置に移動するとサーボシリンダ９４のボトム側油室にサーボポンプ９１からの圧油が導かれ、図中上側の位置に移動するとサーボシリンダ９４のボトム側油室がタンクに連通し、図中中央の中立位置に移動するとサーボシリンダ９４のボトム側油室に対する圧油の出入りが遮断される。このスプール９６ａの一端にはパイロット受圧部が設けられていて、このパイロット受圧部には油圧ポンプ６１’の吐出圧力が駆動圧力として作用する。そして、スプール９６ａの他端には馬力設定ばね９６ｂのばね力が作用している。つまり、スプール９６ａは油圧ポンプ６１’の吐出圧力と馬力設定ばね９６ｂのばね力の大小関係によって移動するようになっている。馬力設定ばね９６ｂのばね力は、油圧ポンプ６１’の吐出圧力の制限値（設定値）に等しい。

カットオフシリンダ９７は、収縮してサーボ弁９６の馬力設定ばね９６ｂの支持基点（馬力設定ばね９６ｂの図中下側の端部位置）を移動させるものであり、ロッド先端とサーボ弁９６のスプール９６ａとの間に馬力設定ばね９６ｂを挟持するように構成されている。つまり、馬力設定ばね９６ｂはカットオフシリンダ９７のロッドとサーボ弁９６のスプール９６ａとの間に圧縮された状態で介在しているため、カットオフシリンダ９７が収縮するとカットオフシリンダ９７のロッドとサーボ弁９６のスプール９６ａとの間隔が広がり、馬力設定ばね９６ｂのばね力すなわち油圧ポンプ６１’の吐出圧力の制限値が低下する。本実施形態では、カットオフシリンダ９７が収縮した際の馬力設定ばね９６ｂのばね力（正確にはサーボ弁９６のパイロット受圧部の受圧面積でばね力を割った値）が第１設定圧力Ｐ１となるように、馬力設定ばね９６ｂのばね定数やカットオフシリンダ９７の伸縮量等が設定されている。

カットオフシリンダ９７のロッドは、図示したようにボトム室に設けたばねでサーボ弁９６側に付勢されている。この付勢力はスプール９６ａの位置によらず馬力設定ばね９６ｂのばね力よりも常に大きく、通常の状態ではカットオフシリンダ９７の最伸長状態が保たれる。カットオフシリンダ９７のロッド側油室には圧油（本実施形態ではサーボポンプ９１による圧油）が駆動圧力として導かれるようになっていて、圧油による収縮力がばねによる伸長力を上回るとカットオフシリンダ９７が収縮するようになっている。カットオフシリンダ９７のロッド側油室に導かれる圧油を制御するのが切換弁９３である。切換弁９３は電磁切換弁（電磁比例弁でも良い）である。

なお、本実施形態では、サーボ弁９６のスプール９６ａの外周部を覆うようにスリーブ９６ｃが設けてある。このスリーブ９６ｃには、図示したように、サーボポンプ９１からの圧油が導かれる油路、タンクに繋がる油路、及びサーボシリンダ９４のボトム側油室に繋がる油路に対応する位置にそれぞれ連通孔が設けられている。また、スリーブ９６ｃはフィードバックレバー９８を介してサーボシリンダ９４のロッドに連結されていて、サーボシリンダ９４が伸長すると図中上側に、サーボシリンダ９４が収縮すると図中下側に、スプール９６ａとは独立して移動するようになっている。スプール９６ａが中立位置から移動した状態であっても、例えばスリーブ９６ｃがスプール９６ａに追従して図示した状態から移動すると、スプール９６ａ及びスリーブ９６ｃの位置関係によってはスプール９６ａと油路との接続がスリーブ９６ｃにより遮断され、その間、サーボシリンダ９４が保持される構成である。

その他の構成は第１実施形態と同様である。

次に本実施形態の動作について説明する。最初にレギュレータ９２の動作を説明する。まず、スプール９６ａが図中上側の移動端にあるとき、油圧ポンプ６１’が最大傾転角であるものとする。この状態で油圧ポンプ６１’の吐出圧力によるスプール押し付け力が馬力設定ばね９６ｂによるスプール押し付け力より大きくなると、スプール９６ａが図中下側に移動することによってサーボシリンダ９４のボトム側油室がタンクに連通する。このとき、サーボシリンダ９４のロッド側油室にはサーボポンプ９１からの圧油が導かれているので、サーボシリンダ９４が収縮して油圧ポンプ６１’の傾転角が減少する。これにより油圧ポンプ６１’の吐出流量は減少し吐出圧力も減少する。また、サーボシリンダ９４が収縮するとスプール９６ａを追うようにしてスリーブ９６ｃが図中下側に移動し、停止したスプール９６ａにスリーブ９６ｃが追い付くと、スリーブ９６ｃによってスプール９６ａに対する油路の接続が断たれ、サーボシリンダ９４も停止してその時の油圧ポンプ６１’の吐出流量が保持される。

その後、油圧ポンプ６１’の吐出圧力によるスプール押し付け力が馬力設定ばね９６ｂによるスプール押し付け力より小さくなると、スプール９６ａが図中上側に移動してサーボシリンダ９４のボトム側油室にサーボポンプ９１からの圧油が導かれ、サーボシリンダ９４がボトム側油室とロッド側油室の受圧面積差によって伸長する。これにより油圧ポンプ６１’の傾転角が増大し吐出流量も増大する。また、サーボシリンダ９４の伸長に伴ってスリーブ９６ｃが図中上側に移動し、停止したスプール９６ａに追い付くとスリーブ９６ｃによってスプール９６ａに対する油路の接続が断たれ、サーボシリンダ９４も停止してその時の油圧ポンプ６１’の吐出流量が保持される。スプール９６ａが図中上側の移動端に復帰すると、油圧ポンプ６１’が最大傾転角に復帰する。

このようなレギュレータ９２の動作により、油圧ポンプ６１’の吐出圧力が馬力設定ばね９６ｂにより規定される制限値を超えないように傾転制御される。テンションシリンダ３３に供給される圧油の最大吐出圧力がレギュレータ９２で制御される点を除き、テンションシリンダ３３によるチェーン３０の張り調整の手順及び動作については第１実施形態と特に変わりはない。

本実施形態においては、前述した専用スイッチの入り切りによって制御装置（不図示）からの信号によって切換弁９３が駆動される。具体的には、専用スイッチで通常モードが選択されているときには切換弁９３のソレノイド駆動部は励磁されずカットオフシリンダ９７への駆動圧力は入力されないが、上部リーダ１４ｂの倒伏モード又は起立モードが選択されると切換弁９３のソレノイド駆動部が励磁され、カットオフシリンダ９７に駆動圧力が入力される。これによりカットオフシリンダ９７が収縮すると、馬力設定ばね９６ｂが第１設定圧力Ｐ１まで低下する。加えて、倒伏モード時には第１コントロールバルブ６２が図１０中左側の位置に、起立モード時には第１コントロールバルブ６２が右側の位置に切り換わる。後はバックステーシリンダ１９を伸縮させれば、第１実施形態と同様に上部リーダ１４ｂの起伏に伴ってチェーン３０のテンションを一定に保って自動的にテンションシリンダ３３が伸縮する。

従って、本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、油圧ポンプ６１’の吐出圧力が制限値を超えないように傾転制御されるので、油圧ポンプ６１’の吐出流量が減少する分だけエネルギー効率が向上する。

１４…リーダ、１４ａ…下部リーダ、１４ｂ…上部リーダ、１５…打設装置１５、１９…バックステーシリンダ、２９…打設装置昇降用モータ、３０…チェーン、３１ａ…駆動スプロケット、３１ｂ−３１ｅ…従動スプロケット、３３…テンションシリンダ、６０，６０’，６０”…油圧駆動装置、６１，６１’…油圧ポンプ、６１ａ…吐出ライン、６２…第１コントロールバルブ、６３，６３’…第１リリーフ弁（圧力制御弁）、６４，６４’，６４”…駆動圧力設定装置、６５…ポンプシリンダライン、６５ｒ…ロッドライン、６５ｂ…ボトムライン、７１…バイパスライン、７１ｒ…ロッドライン、７１ｂ…ボトムライン、７２…第２コントロールバルブ、７３…切換弁、７４…第３リリーフ弁（第３圧力制御弁）、７５…第４リリーフ弁（第４圧力制御弁）、７６ｂ…第２リリーフ弁（第２圧力制御弁）、８１ｂ…第２リリーフ弁（第２圧力制御弁）、８２…ベントライン、８３…切換弁、８４…第２リリーフ弁（第２圧力制御弁）、９１…サーボポンプ、９３…切換弁、９４…サーボシリンダ、９６…サーボ弁、９６ａ…スプール、９６ｂ…馬力設定ばね、９７…カットオフシリンダ、Ａ…車体、Ｐ０…回路保護圧、Ｐ１…第１設定圧力、Ｐ２…第２設定圧力、Ｐ３…第３設定圧力

Claims

車体と、
前記車体に連結された上部リーダ及び下部リーダを含む中折れ構造のリーダと、
前記車体及び前記上部リーダに両端が連結されたバックステーシリンダと、
前記リーダに設けた打設装置昇降用モータと、
前記打設装置昇降用モータに連結した前記駆動スプロケットと、
前記リーダに設けたテンションシリンダと、
前記テンションシリンダに設けた従動スプロケットと、
前記駆動スプロケット及び前記従動スプロケットに掛け回したチェーンと、
前記チェーンに連結した打設装置と、
油圧駆動装置とを備え、
前記油圧駆動装置は、
油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの吐出ラインを前記テンションシリンダに接続するポンプシリンダラインと、
前記ポンプシリンダラインに設けたコントロールバルブと、
前記吐出ラインに設けられ、前記吐出ラインの最大圧力を設定の回路保護圧に規定する圧力制御弁と、
前記バックステーシリンダによる前記上部リーダの倒伏動作に伴って前記チェーンから前記テンションシリンダに作用する収縮力よりも前記テンションシリンダの伸長力が小さくなるように、前記テンションシリンダのボトム側油室に供給される圧油の圧力を前記回路保護圧よりも低い設定圧力以下に設定する駆動圧力設定装置と
を備えたことを特徴とする杭打機。
請求項１の杭打機において、
前記駆動圧力設定装置は、
前記ポンプシリンダラインと並列に前記吐出ラインを前記テンションシリンダに接続するバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けた第２コントロールバルブと、
前記ポンプシリンダライン及び前記バイパスラインを選択的に前記テンションシリンダに接続する切換弁と、
前記バイパスラインのうち前記ボトム側油室に接続するボトムラインに設けられ、前記ボトム側油室から押し退けられて前記ボトムラインを流れる圧油に前記設定圧力の背圧を与える第２圧力制御弁と、
前記バイパスラインのうち前記テンションシリンダのロッド側油室に接続するロッドラインに設けられ、前記ロッドラインの最大圧力を前記設定圧力よりも低い第２設定圧力に規定する第３圧力制御弁と
を備えていることを特徴とする杭打機。
請求項２の杭打機において、
前記駆動圧力設定装置は、
前記ボトムラインに設けられ、前記ボトム側油室に供給される圧油の最大圧力を前記回路保護圧よりも低い第３設定圧力に規定する第４圧力制御弁を備えていることを特徴とする杭打機。
請求項１の杭打機において、
前記駆動圧力設定装置は、
前記ポンプシリンダラインのうち前記ボトム側油室に接続するボトムラインに設けられ、前記ボトム側油室から押し退けられて前記ボトムラインを流れる圧油に前記設定圧力の背圧を与える第２圧力制御弁と、
前記圧力制御弁のベントポートとタンクとを接続するベントラインと、
前記ベントラインを遮断する切換弁と、
前記ベントラインにおける前記切換弁の下流側に設けられ、前記吐出ラインの最大圧力を前記設定圧力よりも低い第２設定圧力に規定する第３圧力制御弁と
を備えていることを特徴とする杭打機。
請求項１の杭打機において、
前記油圧ポンプは可変容量型であり、
前記駆動圧力設定装置は、
前記油圧ポンプの吐出流量を調整するサーボシリンダと、
前記サーボシリンダを駆動する圧油を吐出するサーボポンプと、
前記油圧ポンプの吐出圧力を駆動圧力としてスプールの一端に、前記油圧ポンプの吐出圧力の設定の制限値に等しいばね力を前記スプールの他端に作用させ、前記サーボポンプから前記サーボシリンダに入力される圧油を制御するサーボ弁と、
前記スプールとの間に前記サーボ弁のばねを挟持し、収縮して前記ばねの支持基点を移動させることで前記制限値を前記設定圧力に下げるカットオフシリンダと、
前記カットオフシリンダの駆動圧力を制御する切換弁と
を備えていることを特徴とする杭打機。