特許 6618253 施工具駆動用油圧装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6618253

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】施工具駆動用油圧装置

(51)【国際特許分類】

   E21B 3/02 20060101AFI20191202BHJP

   E02D 7/22 20060101ALI20191202BHJP

   F15B 11/00 20060101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   E21B3/02 Z

   E02D7/22

   F15B11/00 T

【請求項の数】1

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2014-255348(P2014-255348)

(22)【出願日】2014年12月17日

(65)【公開番号】特開2016-113849(P2016-113849A)

(43)【公開日】2016年6月23日

【審査請求日】2017年11月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086210

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 一彦

(74)【代理人】

【識別番号】100128358

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 良彦

(72)【発明者】

【氏名】栗本 真司

(72)【発明者】

【氏名】谷田 優也

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２２７２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０５４５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０８９６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０２２１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０２３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１４９０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１６３９２１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ ３／００−３／０６

Ｅ０２Ｄ ７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

施工具を駆動する油圧アクチュエータへの作動油の供給方向を正方向と逆方向と停止とに切り換えるソレノイド方向切換弁と、該ソレノイド方向切換弁を作動させる各ソレノイドへの通電を正方向と逆方向と停止とに切り換える切換スイッチと、ソレノイド方向切換弁が停止位置になったときに前記油圧アクチュエータからの作動油の流出を規制する絞りとを備えた施工具駆動用油圧装置において、前記切換スイッチと前記ソレノイド方向切換弁との間の電気回路に、前記切換スイッチを正方向又は逆方向に設定したときに、異なる方向の通電回路を遮断する接点をそれぞれ設けるとともに、前記切換スイッチの正方向又は逆方向の設定を解除したときに、前記接点をあらかじめ設定された時間だけ遮断状態に保持するオフディレータイマを設け、前記接点は通常時は通電状態を保持する常閉式であり、前記オフディレータイマの作動により接点が離れて前記通電回路を遮断し、前記ソレノイド方向切換弁を中立の停止位置に保持し、前記絞りは作動油の流出を規制することを特徴とする施工具駆動用油圧装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、施工具駆動用油圧装置に関し、詳しくは、鋼管杭やケーシングチューブ、ケリーバなどの施工具を回転させる施工具駆動用油圧装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼管杭やケーシングチューブを回転させながら地中に押し込むオーガ装置やチュービング装置、ケリーバを回転させながら地中に押し込むケリードライブ装置では、鋼管杭やケーシングチューブ、ケリーバといった施工具をチャック機構により把持あるいはロック機構により保持し、切換弁が介装された給排流路（油圧回路）を介して油圧モータに作動油を給排し、チャック機構あるいはロック機構を介して油圧モータにより施工具を回転させる施工具駆動用油圧装置が用いられている。

【0003】

このような施工具駆動用油圧装置において、油圧モータを停止させたときに、施工具に生じた捩りが戻ることによって油圧モータが逆方向に高速で回転することを防止するため、油圧モータからの作動油の急激な流出を規制する規制弁を介装すると共に、該規制弁と並列に絞りを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３５３５１０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載された施工具駆動用油圧装置は、油圧モータを停止させたときには有効であるが、油圧モータを急激に逆方向に回転させた場合は、油圧モータの給排流路が開いた状態になるため、油圧モータが逆方向に高速で回転してしまい、油圧モータの許容回転数を超えて油圧モータが破損するおそれがあり、さらに、チャック機構やロック機構などの装置各部が破損したり、騒音が発生したりすることもあった。

【0006】

そこで本発明は、油圧モータなどの油圧アクチュエータを停止させたときの油圧アクチュエータの保護だけでなく、油圧アクチュエータを急激に逆方向に作動させようとした場合でも、油圧アクチュエータや装置各部を保護することができる施工具駆動用油圧装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の施工具駆動用油圧装置は、施工具を駆動する油圧アクチュエータへの作動油の供給方向を正方向と逆方向と停止とに切り換えるソレノイド方向切換弁と、該ソレノイド方向切換弁を作動させる各ソレノイドへの通電を正方向と逆方向と停止とに切り換える切換スイッチと、ソレノイド方向切換弁が停止位置になったときに前記油圧アクチュエータからの作動油の流出を規制する絞りとを備えた施工具駆動用油圧装置において、前記切換スイッチと前記ソレノイド方向切換弁との間の電気回路に、前記切換スイッチを正方向又は逆方向に設定したときに、異なる方向の通電回路を遮断する接点をそれぞれ設けるとともに、前記切換スイッチの正方向又は逆方向の設定を解除したときに、前記接点をあらかじめ設定された時間だけ遮断状態に保持するオフディレータイマを設け、前記接点は通常時は通電状態を保持する常閉式であり、前記オフディレータイマの作動により接点が離れて前記通電回路を遮断し、前記ソレノイド方向切換弁を中立の停止位置に保持し、前記絞りは作動油の流出を規制することを特徴としている。

【発明の効果】

【0008】

本発明の施工具駆動用油圧装置によれば、油圧アクチュエータを停止させたときには、絞りによって急激な逆方向への作動が抑えられ、油圧アクチュエータを急激に逆方向に作動させようとした場合は、オフディレータイマによって接点があらかじめ設定された時間だけ遮断状態に保持され、絞りによって急激な逆方向への作動を防止した後にソレノイド方向切換弁が切り換えられるようになるので、ソレノイド方向切換弁が切り換わったときに、油圧アクチュエータが急激に逆方向に作動することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の施工具駆動用油圧装置の一形態例を示す油圧回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１に示す施工具駆動用油圧装置は、油圧モータ１１によってケーシングチューブ１２を回転駆動するためのものであって、油圧モータ１１の回転方向を切り換えるための油圧回路１３と電気回路１４とを備えている。油圧回路１３には、作動油を所定圧力、所定流量で供給する油圧ポンプ１５と、電気回路１４からの電気信号によって作動油の流れ方向を油圧モータ１１の正回転（以下、右回転）、逆回転（以下、左回転）及び停止とに切り換えるソレノイド方向切換弁１６と、ソレノイド方向切換弁１６の切り換え状態に応じて作動するブレーキバルブ１７と、所定位置に配置された複数のリリーフバルブ１８，１８と、タンク１９とが設けられている。ソレノイド方向切換弁１６は、通常、右回転側及び左回転側が連通した中央の停止位置に保持されており、右回転側ソレノイド１６Ｒが通電状態になると右回転側流路に切り換わり、左回転側ソレノイド１６Ｌが通電状態になると左回転側流路に切り換わる。同様に、ブレーキバルブ１７は、通常、中央のブレーキ位置に保持されており、右回転側パイロット１７Ｒに作動油の圧力が加わると右回転側流路に切り換わり、左回転側パイロット１７Ｌに作動油の圧力が加わると左回転側流路に切り換わる。このブレーキバルブ１７の停止位置には、油圧モータ１１からの作動油の流出を防止する逆止弁１７ａ，１７ａと、油圧モータ１１からの作動油の流出量を規制する絞り１７ｂ，１７ｂとが設けられている。

【0011】

また、電気回路１４には、油圧モータ１１の右回転、左回転及び停止を設定する切換スイッチ２１と、右回転側ソレノイド１６Ｒ及び左回転側ソレノイド１６Ｌの通電回路２２Ｒ，２２Ｌを遮断する接点２３Ｒ，２３Ｌと、切換スイッチ２１の切換方向とは異なる方向の接点２３Ｒ，２３Ｌを作動させるためのオフディレータイマ２４Ｒ，２４Ｌとが設けられている。

【0012】

接点２３Ｒ，２３Ｌは、通常時は通電状態を保持する常閉式であって、オフディレータイマ２４Ｒ，２４Ｌの作動により接点が離れて通電回路２２Ｒ，２２Ｌをそれぞれ遮断する。オフディレータイマ２４Ｒ，２４Ｌは、切換スイッチ２１の操作で通電状態になったときに、即座に接点２３Ｒ，２３Ｌを遮断するように作動するとともに、通電が終了した後も、あらかじめ設定された時間だけ作動状態を継続し、接点２３Ｒ，２３Ｌによる通電回路２２Ｒ，２２Ｌの遮断状態を保持するように形成されている。

【0013】

このように形成した施工具駆動用油圧装置は、例えば、切換スイッチ２１を右回転側２１Ｒに操作すると、通電状態に保持されている右回転側の接点２３Ｒを通してソレノイド方向切換弁１６の右回転側ソレノイド１６Ｒが通電状態となり、ソレノイド方向切換弁１６の流路が右回転側に切り換わる。これにより、油圧ポンプ１５から吐出された作動油は、ソレノイド方向切換弁１６の右回転側流路を通り、ブレーキバルブ１７に向かって流れる。同時に、左回転側のオフディレータイマ２４Ｌに通電されて作動状態になるので、接点２３Ｌが開いて左回転側ソレノイド１６Ｒへの通電回路２２Ｌが遮断される。

【0014】

ブレーキバルブ１７が中央のブレーキ位置にある場合、ソレノイド方向切換弁１６を通過して供給される右回転側の作動油は、ブレーキバルブ１７の右回転側パイロット１７Ｒに流れ、この作動油の流れ込みによる圧力でブレーキバルブ１７が右回転側流路に切り換わる。これにより、ソレノイド方向切換弁１６を通過した所定圧力、所定流量の作動油がブレーキバルブ１７の右回転側流路を通り、油圧モータ１１の右回転側１１Ｒに流入し、油圧モータ１１が右方向に回転し、減速歯車１１ａ及びチャック機構１２ａを介してケーシングチューブ１２を右方向に回転させる。また、油圧モータ１１の左回転側１１Ｌからは圧力が低下した作動油が流出し、ブレーキバルブ１７の右回転側流路及びソレノイド方向切換弁１６の右回転側流路における戻り流路をそれぞれ通過してタンク１９に戻る。

【0015】

切換スイッチ２１が右回転側２１Ｒにあり、ケーシングチューブ１２が右方向に回転している状態で、切換スイッチ２１を右回転側２１Ｒから左回転側２１Ｌに急激に切り換えた場合、ソレノイド方向切換弁１６の右回転側ソレノイド１６Ｒへの通電が断たれるとともに、オフディレータイマ２４Ｌの遅延動作によって左回転側の接点２３Ｌが遮断状態に保持されているため、両方向のソレノイド１６Ｒ，１６Ｌへの通電が断たれた状態になり、切換スイッチ２１が左回転側２１Ｌに切り換えられていても、ソレノイド方向切換弁１６は中立の停止位置を保持する。

【0016】

ソレノイド方向切換弁１６が停止位置に戻ると、油圧ポンプ１５側の供給流路とタンク１９側の戻り流路とがソレノイド方向切換弁１６内で連通した状態になることから、ブレーキバルブ１７の両方向のパイロット１７Ｒ，１７Ｌが同じ圧力になり、ブレーキバルブ１７は、中立のブレーキ位置に戻る。このとき、ケーシングチューブ１２に生じた捻りが戻ることによって油圧モータ１１に左回転方向の力が作用していた場合でも、油圧モータ１１の右回転側１１Ｒから流出する高圧の作動油は、ブレーキバルブ１７のブレーキ位置に設けられた絞り１７ｂを通って少量ずつ流出するので、油圧モータ１１が急激に回転することを防止できる。

【0017】

所定時間経過後にオフディレータイマ２４Ｌが作動を終了し、接点２３Ｌが復帰して通電回路２２Ｌから左回転側ソレノイド１６Ｌに通電されると、ソレノイド方向切換弁１６が停止位置から左回転側流路に切り換わり、左回転側パイロット１７Ｌに作動油の圧力が作用してブレーキバルブ１７の流路も左回転側に切り換わることにより、油圧モータ１１が左回転を開始する。

【0018】

ここで、接点２３Ｒ，２３Ｌ及びオフディレータイマ２４Ｒ，２４Ｌが設けられていない場合は、切換スイッチ２１を右回転側２１Ｒから左回転側２１Ｌに急激に切り換えると、右回転側ソレノイド１６Ｒへの通電が断たれた直後に左回転側ソレノイド１６Ｌが通電状態になるため、ソレノイド方向切換弁１６が右回転側流路から左回転側流路に切り換わり、同時に、左回転側パイロット１７Ｌに作動油の圧力が作用してブレーキバルブ１７の流路も左回転側に切り換わる。このとき、ケーシングチューブ１２から油圧モータ１１に左回転方向の力が作用していた場合、油圧モータ１１の右回転側１１Ｒから流出する作動油が、ソレノイド方向切換弁１６及びブレーキバルブ１７の左回転側の戻り流路を戻ることになり、油圧モータが逆方向に高速で回転してしまうため、油圧モータ１１やチャック機構１２ａなどの装置各部が破損したり、騒音が発生したりするおそれがある。

【0019】

したがって、前述のような接点２３Ｒ，２３Ｌ及びオフディレータイマ２４Ｒ，２４Ｌを設けておくことにより、切換スイッチ２１を右回転側２１Ｒから左回転側２１Ｌに、あるいは、左回転側２１Ｌから右回転側２１Ｒに急激に切り換えても、油圧モータ１１から流出する作動油は、ブレーキバルブ１７の絞り１７ｂを通って少量ずつ流出するので、油圧モータが高速で回転することを防止でき、油圧モータ１１やチャック機構１２ａなどの装置各部を保護することができ、騒音が発生することもなくなる。

【0020】

なお、切換スイッチ２１を中立位置に戻したときには、前記特許文献１と同様にして油圧モータ１１の高速回転を防止できる。

【0021】

また、本発明における施工具は、前記ケーシングチューブに限るものではなく、鋼管杭やケリーバであってもよい。さらに、油圧アクチュエータも、前記油圧モータに限らず、例えば、正方向、逆方向に作動する揺動シリンダであってもよい。

【符号の説明】

【0022】

１１…油圧モータ、１１ａ…減速歯車、１１Ｒ…右回転側、１１Ｌ…左回転側、１２…ケーシングチューブ、１２ａ…チャック機構、１３…油圧回路、１４…電気回路、１５…油圧ポンプ、１６…ソレノイド方向切換弁、１６Ｒ…右回転側ソレノイド、１６Ｌ…左回転側ソレノイド、１７…ブレーキバルブ、１７ａ…逆止弁、１７ｂ…絞り、１７Ｒ…右回転側パイロット、１７Ｌ…左回転側パイロット、１８…リリーフバルブ、１９…タンク、２１…切換スイッチ、２１Ｒ…右回転側、２１Ｌ…左回転側、２２Ｒ，２２Ｌ…通電回路、２３Ｒ，２３Ｌ…接点、２４Ｒ，２４Ｌ…オフディレータイマ

【図1】