JPS6135329B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はハンマの駆動を油圧シリンダの往復運
動によつて行う杭打機用ハンマの油圧制御回路に
係り、更に詳しく述べると、杭打機に備えている
走行、旋回、巻上ウインチ等の駆動用油圧ポンプ
〓〓〓〓
を使用して前記油圧シリンダを作動させるように
した杭打機用ハンマの油圧制御回路に関するもの
である。

周知の通り、杭打機においてはハンマの駆動を
油圧シリンダの往復運動によつて行うようにした
ものがある。また杭打機には、走行、上部旋回体
の旋回、巻上ウインチ等の駆動を行う為の油圧ポ
ンプを備えている。

しかして、前記油圧シリンダの制御を、それら
の油圧ポンプによつて行うことが考えられる。第
１図はそのような杭打機用ハンマの油圧制御回路
を示している。図中、１は油タンク、２は旋回用
油圧モータを制御する固定容量形油圧ポンプ、３
及び３′は左右の走行用駆動モータまたは巻上ウ
インチ駆動モータを制御する可変容量形油圧ポン
プである。

前記固定容量形油圧ポンプ２の吐出側には杭打
機本体操作用のコントロール弁４が設けられ、そ
のコントロール弁４を切換えることにより旋回用
油圧モータを制御できると共に、その吐出側に設
けたオイルクーラ５及び吐出側管路２１を介して
吐出油を可変容量形油圧ポンプ３，３′の吸込側
に供給するようになつている。

前記可変容量形油圧ポンプ３，３′の吸込側に
はフイルタ６と背圧用チエツク弁７とが設けられ
ている。また可変容量形油圧ポンプ３，３′の吐
出側にはコントロール弁４Ａ，４Ｂが設けられ、
そのコントロール弁４Ａ，４Ｂを切換えることに
より前記走行用駆動モータまたは巻上ウインチ駆
動モータを制御できると共に、後述するハンマ駆
動用油圧シリンダ１０を制御できるようになつて
いる。

前記コントロール弁４Ａ，４Ｂの下流側には切
換弁８，８′が夫々設けられ、その切換弁８，
８′を切換えることによりコントロール弁４Ａ，
４Ｂからの圧油をハンマ駆動用油圧シリンダ１０
（以下、油圧シリンダと略称する）または戻り管
路１１に送り込めるようになつている。切換弁
８，８′は夫々が同時にまたは別個に切換えるこ
とにより、可変容量形油圧ポンプ３，３′の合流
圧油または個々の圧油を油圧シリンダ１０に供給
するようになつている。

その切換弁８，８′と油圧シリンダ１０との間
には該油圧シリンダ１０を制御する為の方向切換
弁９が設けられている。そして、方向切換弁９と
油圧シリンダ１０のロード室１０ａとを結ぶ駆動
管路ａにはそのロツド室１０ａへの流入を阻止す
るチエツク弁１２が設けられ、また、油圧シリン
ダのヘツド室１０ｂと方向切換弁９とを結ぶ駆動
管路ｂは分岐管路ｃを介してロツド室１０ａ側に
接続されている。分岐管路ｃには、駆動管路ｂか
らロツド室１０ａへの流入を阻止するチエツク弁
１２′が設けられていると共に、そのチエツク弁
１２′は駆動管路ａに発生する油圧によつて開か
れるようになつている。

この回路において、固定容量形油圧ポンプ２か
らの吐出油は、コントロール弁４、オイルクーラ
５及び吐出側管路２１を経て戻り管路１１に送ら
れ、フイルタ６を通過して必要な流量が可変容量
形油圧ポンプ３，３′に供給されると共に、可変
容量形油圧ポンプ３，３′の必要以外の流量が背
圧用チエツク弁７によつて油タンクへ戻される。
可変容量形油圧ポンプ３，３′からの吐出量は、
切換弁８，８′が図示の如くイ，イ′の中立位置に
あるときには戻り管路１１に循環され、また切換
弁８，８′がロ，ロ′の位置に切換えられると、方
向切換弁９側に供給される。そして、該方向切換
弁９が図示の如くハの中立位置にあるとき、前記
吐出油は戻り管路１１に循環される。いま方向切
換弁９がニの位置に切換えられると、駆動管路ｂ
を通つて油圧シリンダ１０のヘツド室１０ｂに流
入し、そのロツドを伸長させる。即ちハンマを上
昇させる。

また方向切換弁９がホの位置に切換えられる
と、前記吐出油は駆動管路ａを通つて流れる。こ
のとき吐出油はチエツク弁１２に阻止され、かつ
その油圧によつて分岐管路ｃのチエツク弁１２′
が開き、油圧シリンダ１０のロツド室１０ａとヘ
ツド室１０ｂとは連通状態となる。即ち、油圧シ
リンダ１０はその両室が低圧側に連通した状態と
なり、ロツドはハンマの重量により縮小する。つ
まり、ハンマが自由降下することになる。

このロツドの縮小が行われたとき、ヘツド室１
０ｂの油は駆動管路ｂを経て戻り管路１１へ循環
されると共に、その戻り油の一部が分岐管路ｃを
通つてロツド室１０ａへ流入して、該ロツド室の
負圧が防がれる。そして、油圧シリンダ１０のロ
ツドの往復動作が繰り返されることにより上昇、
〓〓〓〓
降下が連続して行われる。つまりハンマによる杭
の打ち込みが可能となる。

ところで、前述に示す杭打機用ハンマの油圧制
御回路においては、ハンマを上昇させる時、即ち
油圧シリンダ１０のロツドの伸長時、ロツド室１
０ａからの排出油量は、ヘツド室１０ｂとロツド
室１０ａとの体積差によつて戻り管路１１に通常
の戻り油の流量より少ない流量の油が流出するこ
とになるので、戻り管路１１にはサージ圧が発生
しない。

しかし乍らハンマの自由降下時、即ち油圧シリ
ンダ１０のロツドの縮小時、そのヘツド室１０ｂ
内の油の一部をロツド室１０ａへ流入させて、ハ
ンマを自由降下（自由落下速度＋加速度）させる
ようにしているから、ヘツド室１０ｂの殆んどの
油量が瞬間的に戻り管路１１へ戻り、しかもその
油量は、戻り管路を循環している油量と合流する
ので、戻り管路１１内に通常圧力の数倍のサージ
圧が生じる。そのため、戻り管路１１やオイルク
ーラ５、フイルタ６が破損する問題があり、特
に、オイルクーラ５は耐圧性能に限界があるので
問題がある。また、サージ圧が発生すると、戻り
管路１１に連通されている可変容量形油圧ポンプ
３，３′の吸込み性能に悪影響を及ぼす問題があ
る。

また、方向切換弁９をニの位置からホの位置に
切換えた時、チエツク弁１２′が開かれるまでに
は、僅かであるが時間遅れが生じるので、方向切
換弁９の切換えからチエツク弁１２′の開きまで
の間は可変容量形油圧ポンプ３，３′の吐出油が
異常な圧力上昇することになる。そのため、一般
にコントロール弁４Ａ，４Ｂには可変容量形油圧
ポンプの吐出圧を設定する主リリーフ弁を内蔵し
ており、前記した異常圧となつた時主リリーフ弁
が開いて、可変容量形油圧ポンプ３，３′の吐出
油を戻り管路１１に循環させるようになつてい
る。しかし、前記主リリーフ弁が作動する時には
高圧側管路の油温が適正温度以上に上昇する問題
がある。そして油温が適正温度を超えると、粘度
低下による油膜切れ、洩れ量の増大に伴う機能低
下を誘発し、機械全体の完全な作動を損う結果に
なる。しかも温度上昇による油の劣化、シール材
の老化、スラツジの析出など長期的なトラブルの
原因にもなる。

本発明の第１の目的は、方向切換弁を油圧シリ
ンダのロツドが縮小する方向に切換えてからチエ
ツク弁が開くまでの間における高圧側の油温上昇
を防止することができ、またハンマの自由降下時
に、戻り管路におけるサージ圧を確実に低下させ
て、油圧機器に対しサージ圧による悪影響を極力
少なくすることができる杭打機用ハンマの油圧制
御回路を提供せんとするものである。

また本発明の第２の目的は、方向切換弁を油圧
シリンダのロツドが縮小する方向に切換えてから
チエツク弁が開くまでの間における高圧側の油温
上昇を防止することができ、またハンマの自由降
下時に、戻り管路におけるサージ圧を完全に吸収
して、油圧機器に対しサージ圧による悪影響を全
く与えることがない杭打機用ハンマの油圧制御回
路を提供せんとするものである。

前記第１の目的を達成せんが為、本発明の杭打
機用ハンマの油圧制御回路は、少なくとも１個の
可変容量形油圧ポンプとその可変容量形油圧ポン
プの吸込側に圧油を供給する固定容量形油圧ポン
プと、前記可変容量形油圧ポンプの吐出側に設け
たコントロール弁と、そのコントロール弁からの
圧油をハンマ駆動用油圧シリンダまたは戻り管路
に供給する切換弁と、前記油圧シリンダへの圧油
を切換制御する方向切換弁と、前記戻り管路から
分岐し、かつ油タンクに連通するバイパス管路
と、そのバイパス管路に設けた背圧用チエツク弁
と、前記油圧シリンダのロツド室及びヘツド室に
夫々連通する駆動管路間を接続する連通管路と、
その連通管路に設けられ、かつロツド室に連通す
る駆動管路からヘツド室に連通する駆動管路へ圧
油を逃がすように配置したリリーフ弁と、そのリ
リーフ弁への逆流を阻止するチエツク弁とを備
え、前記リリーフ弁は可変容量形油圧ポンプの吐
出側の圧力設定を行う主リリーフ弁の設定圧より
低い設定圧に設定されていることを特徴とする。

前記第２の目的を達成せんがため、本発明の杭
打機用ハンマの油圧制御回路は、少なくとも１個
の可変容量形油圧ポンプと、その可変容量形油圧
ポンプの吸込側に圧油を供給する固定容量形油圧
ポンプと、前記可変容量形油圧ポンプの吐出側に
設けたコントロール弁と、そのコントロール弁か
らの圧油をハンマ駆動用油圧シリンダまたは戻り
管路に供給する切換弁と、前記油圧シリンダへの
〓〓〓〓
圧油を切換制御する方向切換弁と、前記戻り管路
から分岐し、かつ油タンクに連通するバイパス管
路と、そのバイパス管路に設けた背圧用チエツク
弁と、前記油圧シリンダのロツド室及びヘツド室
に夫々連通する駆動管路間を接続する連通管路
と、その連通管路に設けられ、かつロツド室に連
通する駆動管路からヘツド室に連通する駆動管路
へ圧油を逃がすように配置したリリーフ弁と、そ
のリリーフ弁への逆流を阻止するチエツク弁と、
前記戻り管路に設けたアキユムレータとを備え、
前記リリーフ弁は可変容量形油圧ポンプの吐出側
の圧力設定を行う主リリーフ弁の設定圧より低い
設定圧に設定されていることを特徴とする。

以下、本発明を図面について説明する。第２図
は本発明による第１の実施例を示す杭打機用ハン
マの油圧制御回路図であつて、図において第１図
と同一符号のものは同じもの、もしくは相当する
ものを表わしている。

方向切換弁９と固定容量形油圧ポンプ２の吐出
側管路２１との間の戻り管路１１には、その途中
から分岐して油タンク１に連通するバイパス管路
１３が設けられ、そのバイパス管路１３の途中に
は背圧用チエツク弁１４が設けられている。

その背圧用チエツク弁１４は、通常では閉じて
いるが、油圧シリンダ１０の縮小時に、戻り管路
１１内に排出される大油量が作用したとき開かれ
て、戻り管路１１を流通する通常油量以上の余剰
油を前記バイパス管路１３へ流出するようにして
いる。

また、方向切換弁９及び油圧シリンダ１０のロ
ツド室１０ａを結ぶ駆動管路ａと、、方向切換弁
９及びヘツド室１０ｂを結ぶ駆動管路ｂとを接続
する連通管路ｄが設けられ、その連通管路ｄの途
中には、駆動管路ａを通る圧油を駆動管路ｂへ逃
がすように配置したリリーフ弁１５が設けられて
いる。そのリリーフ弁１５は、コントロール弁４
Ａ，４Ｂに内蔵している高圧用の主リリーフ弁の
設定圧より低い設定圧に設定されている。

前記連通管路ｄにおけるリリーフ弁１５の下流
側には、そのリリーフ弁１５に逆流するのを阻止
する為のチエツク弁１６が設けられている。また
リリーフ弁１５の上流側には、ストツプバルブ１
７が設けられている。このストツプバルブ１７
は、通常では開けられているが、例えばオーガ作
業を行う場合、図示しないオーガ駆動用油圧モー
タを制御するときに閉じておければ、前記リリー
フ弁１５の機能を阻止することができる。

本発明の油圧制御回路は、上記の如く構成した
ので、方向切換９をニの位置からホの位置に切換
えて、油圧シリンダ１０のロツドを縮小させよう
とする時、チエツク弁１２′が開くまでに時間遅
れが生じるので、可変容量形油圧ポンプ３，３′
からの吐出油の圧力が上昇する。そして、該吐出
油の圧力がリリーフ弁１５の設定圧を越えると、
該リリーフ弁が開いて駆動管路ａ内に流入した油
の一部を駆動管路ｂへ逃がす。

従つて、可変容量形油圧ポンプ３，３′の吐出
油は、循環することになるので、チエツク弁１
２′が開くまでに時間遅れが生じても、油温が上
昇しなくなる。なお、リリーフ弁１５から逃げた
油は、ヘツド室１０ｂからの戻り油と共に戻り管
路１１へ戻される。

また、チエツク弁１２′の開きによつて油圧シ
リンダ１０のロツドが縮小する時（ハンマの自由
降下時）、ロツド室１０ａ及びヘツド室１０ｂの
合流油が戻り管路１１に瞬間的に流入することに
より、その戻り管路１１にサージ圧が発生する
と、その油圧力によつて背圧用チエツク弁１４が
開き、戻り油の一部はバイパス管路１３を介して
油タンク１へ戻される。

従つて、戻り管路１１には通常の油量が流通す
ることになるので、前記サージ圧が低下される。
その結果、戻り管路１１に具えられたフイルタ６
は、サージ圧による悪影響を殆んど受けない。ま
た、戻り管路１１と接続する固定容量形油圧ポン
プ２の吐出側管路にも、殆んどサージ圧が作用し
ないので、該管路に具えられたオイルクーラ５も
サージ圧による悪影響を受けない。更には可変容
量形油圧ポンプ３，３′の吸込圧の変動も少なく
なる。

第３図及び第４図は本発明の第２の目的を達成
する為の一実施例を示し、第３図は油圧制御回路
図である。第３図において第２図と異なるのは、
戻り管路１１から分岐するバイパス管路１３１
と、戻り管路１１の途中に設けたアキユムレータ
１８との復合作用により、戻り管路１１における
サージ圧を完全に吸収できるようにした事であ
る。

〓〓〓〓
具体的に説明すると、前記アキユムレータ１８
は、バイパス管路１３１の分岐点Ｘと方向切換弁
９との間の戻り管路１１に設けられ、前記バイパ
ス管路１３１及び背圧用チエツク弁１４１によつ
て低下されたサージ圧をさらに吸収することによ
り、サージ圧の圧力変動を均一かつ減少できるよ
うになつている。

従つてこの実施例においては、方向切換弁９よ
り下流側の戻り管路１１に発生するサージ圧は、
前記アキユムレータ１８及びバイパス管路１３１
の複合作用によつて完全に吸収消滅される。その
結果、可変容量形油圧ポンプ３，３′、フイルタ
６、オイルクーラ５等はサージ圧の悪影響を全く
受けることがないので、破損したり、寿命が短縮
されることが全くない。また、リリーフ弁１５１
によつて油温の上昇が防がれる。

第４図は第３図の応用例を示し、第３図と異な
るのは、バイパス管路１３１の分岐点Ｘとアキユ
ムレータ１８との間の戻り管路１１に、流量制御
用絞りとしての絞り弁１９を設けた点にある。

この例は、例えば寒冷地等で使用されて油の粘
度が高い場合に有効に機能するものである。即
ち、油温が低いときには、油の粘度が高いのでサ
ージ圧吸収に限界がある。しかるに、この実施例
におては、前記絞り弁１９によつて油圧シリンダ
１０からの戻り油の絶対量（ロツド室１０ａ及び
ヘツド室１０ｂの合流油）を制限すれば、戻り管
路１１及びバイパス管路１３１には前記絞り弁１
９を通過した油が流通することになるので、油の
粘度が高くてもサージ圧を確実に吸収することが
できる。その場合、絞り弁１９と方向切換弁９と
の間の戻り管路１１には、かなり高いサージ圧が
作用することになるので、該管路をそのサージ圧
に耐えうる耐圧管で形成しておく。

なお、前述した実施例においては、アキユムレ
ータ１８を方向切換弁９と絞り弁１９との間の戻
り管路１１に設けた例を示したが、分岐点Ｘ近傍
の戻り管路１１に設けても良い。また、絞り弁１
９は分岐点Ｘより下流側の戻り管路１１に設けれ
ば、オイルクーラ５、フイルタ６への排出流量を
確実に制御することができる。さらに図示実施例
では、２つの可変容量形油圧ポンプ３，３′を用
いた例を示したが、本発明においては、必らずし
もそれに限定されるものではなく、少なくとも１
個の可変容量形油圧ポンプを用いても良い。

以上述べたように、本発明によれば、油圧シリ
ンダのロツド室及びヘツド室に夫々連通する駆動
管路間を接続する連通管路を設け、その連通管路
にリリーフ弁を設け、ロツド室に連通する駆動管
路からヘツド室に連通する駆動管路へ油の一部を
逃がすようにしたので、方向切換弁を油圧シリン
ダのロツドが縮小するように切換えた時、油温が
上昇するのを防止することができる。また、戻り
管路から分岐したバイパス管路を設けたので、ハ
ンマの自由降下時に、戻り管路におけるサージ圧
を低下させることができ、従つて、サージ圧によ
る悪影響を油圧機器に与えることがない杭打機用
ハンマの油圧制御回路を提供することができる。

また、前記したように油温が上昇するのを防止
することができると共に、戻り管路から分岐した
バイパス管路と、戻り管路に設けたアキユムレー
タとにより、ハンマの自由降下時に、戻り管路に
おけるサージ圧を完全に吸収することができ、従
つて、サージ圧による悪影響を油圧機器に全く与
えることがない杭打機用ハンマの油圧制御回路を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は杭打機用ハンマに適用すべく提案され
ている油圧制御回路図、第２図は本発明による第
１の実施例を示す杭打機用ハンマの油圧制御回路
図、第３図は本発明による第２の実施例を示す杭
打機用ハンマの油圧制御回路図、第４図は第３図
の応用例を示す杭打機用ハンマの油圧制御回路図
である。 １……油タンク、２……固定容量形油圧ポン
プ、３，３′……可変容量形油圧ポンプ、４Ａ，
４Ｂ……コントロール弁、８，８′……切換弁、
９……方向切換弁、１０……ハンマ駆動用油圧シ
リンダ、１１……戻り管路、１３，１３１……バ
イパス管路、１４，１４１……背圧用チエツク
弁、１５，１５１……リリーフ弁、１６，１６１
……チエツク弁、１８……アキユムレータ、１９
……流量制御用絞り弁、ａ，ｂ……駆動管路、ｄ
……連通管路。 〓〓〓〓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１個の可変容量形油圧ポンプと、
   その可変容量形油圧ポンプの吸込側に圧油を供給
   する固定容量形油圧ポンプと、前記可変容量形油
   圧ポンプの吐出側に設けたコントロール弁と、そ
   のコントロール弁からの圧油をハンマ駆動用油圧
   シリンダまたは戻り管路に供給する切換弁と、前
   記油圧シリンダへの圧油を切換制御する方向切換
   弁と、前記戻り管路から分岐し、かつ油タンクに
   連通するバイパス管路と、そのバイパス管路に設
   けた背圧用チエツク弁と、前記油圧シリンダのロ
   ツド室及びヘツド室に夫々連通する駆動管路間を
   接続する連通管路と、その連通管路に設けられ、
   かつロツド室に連通する駆動管路からヘツド室に
   連通する駆動管路へ圧油を逃がすように配置した
   リリーフ弁と、そのリリーフ弁への逆流を阻止す
   るチエツク弁とを備え、前記リリーフ弁は可変容
   量形油圧ポンプの吐出側の圧力設定を行う主リリ
   ーフ弁の設定圧より低い設定圧に設定されている
   ことを特徴とする杭打機用ハンマの油圧制御回
   路。 ２ 少なくとも１個の可変容量形油圧ポンプと、
   その可変容量形油圧ポンプの吸込側に圧油を供給
   する固定容量形油圧ポンプと、前記可変容量形油
   圧ポンプの吐出側に設けたコントロール弁と、そ
   のコントロール弁からの圧油をハンマ駆動用油圧
   シリンダまたは戻り管路に供給する切換弁と、前
   記油圧シリンダへの圧油を切換制御する方向切換
   弁と、前記戻り管路から分岐し、かつ油タンクに
   連通するバイパス管路と、そのバイパス管路に設
   けた背圧用チエツク弁と、前記油圧シリンダのロ
   ツド室及びヘツド室に夫々連通する駆動管路間を
   接続する連通管路と、その連通管路に設けられ、
   かつロツド室に連通する駆動管路からヘツド室に
   連通する駆動管路へ圧油を逃がすように配置した
   リリーフ弁と、そのリリーフ弁への逆流を阻止す
   るチエツク弁と、前記戻り管路に設けたアキユム
   レータとを備え、前記リリーフ弁は可変容量形油
   圧ポンプの吐出側の圧力設定を行う主リリーフ弁
   の設定圧より低い設定圧に設定されていることを
   特徴とする杭打機用ハンマの油圧制御回路。 ３ 前記戻り管路は、アキユムレータの下流側に
   流量制御用絞りを有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の杭打機用ハンマの油圧
   制御回路。