JP2016125327A - 掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】折り畳み又は着脱可能なリーダを有する地盤改良機等の掘削機において、その回転駆動ヘッドの位置を常時確認、補正できる位置確認装置を提供する。
【解決手段】メインリーダ１０に折り畳み又は着脱可能なサブリーダ９，１１を設けた掘削機に、リーダ４（９，１０，１１）上で移動する回転駆動ヘッド８の移動位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を確認するためのセンサーを設ける。このセンサーは複数の磁気センサーで磁石のＳ極とＮ極の組み合わせで位置を特定でき、複数位置に設置する構成とした。リーダ４が運搬時に折り畳まれ、あるいは分離されていも、その特定位置は維持できるようになっている。センサーの検出確認は管理装置により管理され、異常が生じた場合には警報音等で作業者に知らせることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、掘削機の回転駆動ヘッドの位置を確認する位置確認装置に関する。更に詳しくは、折り畳み又は着脱可能なリーダを有する地盤改良機等の掘削機において、その回転駆動ヘッドの位置を常時確認、補正できる掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置に関する。

リーダを有する地盤改良機等の掘削機は、施工時はリーダを鉛直状態に立てて掘削作業を行なうが、この施工時は起立状態にあるリーダを、移動時は水平状態に倒伏させて運搬する。この運搬時には、前後の重量バランスが悪いため、かつリーダが長いと一般道等で通行に支障があるため、リーダの端部を折り畳み収納又は着脱してリーダの長さを短くし、コンパクトなリーダ構成にしている。

一方、施工時には、回転駆動ヘッドは鉛直に立てたリーダの全長に亘って昇降し、掘削ロッドを把持して回転させて掘削し杭等を打ち込む、又は地盤改良等を行う。住宅地等の地盤に対して、特に軟弱な地盤に対しては、掘削機によって地盤を掘削しセメント、混和剤、水等を攪拌させる等により土壌中に杭を形成して、地盤の強化が図られている。軟弱な地層が深くなると、掘削機のリーダも長くなる傾向にある。この掘削は、リーダの長手方向に沿って昇降移動する回転駆動ヘッドがロッドを回転駆動し、そのロッド下端の攪拌翼で地盤を攪拌することによっている。しかしながら、地盤の硬さは一様ではなく、回転駆動ヘッドにかかる負荷は地盤の深さにより変化する。

このような従来の構成による掘削機は、リーダが長くなることによって生じる問題点に対応した構成のものが開発されている。前述のように長いリーダを折り畳み又は着脱タイプのリーダに変えるものの構成については知られている（例えば特許文献１、２参照）。又、リーダの途中に機械的なリミットスイッチを設け、リーダ上を移動する過程でこのスイッチの検出を受け、回転駆動ヘッドの掘削条件を昇降途中で変えるようにした構成のものも知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００３−４１５８４号公報 特開２００６−２９１６４３号公報 特開２００３−２３２０３８号公報

前述のように、掘削機のリーダが長いものは、運搬時にリーダの一部を折り畳むか、或いは着脱自在にして離間させるようにしなければならない。このためリーダは施工時と運搬時において構成が変わってしまう。このような折り畳む構造にしたがための安全面については、必ずしもそれに応じた対処はなされていない。特に、掘削機は運搬時に一般道を走行することになるので、掘削機の一部でも落下することや周囲の施設と干渉することは避けなければならない。

また、掘削機自体はリーダが長尺であっても、必要な掘削抵抗に合わせた回転駆動能力を有する形態のヘッドでなければならない。そのために、掘削装置もリーダの長さに応じて地盤への深度も深くなることを考慮し、その掘削条件等も掘削中の段階で変更することも行なわねばならない。このためにリーダの折り畳み構造をも考慮した、移動時のみならず掘削時の安全面や掘削機能を高めた対策を講じた装置が求められている。

本発明の目的は、回転駆動ヘッドの位置を複数のセンサーで特定し、確実にその位置を確認できるようにした、掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、地盤に応じた掘削条件を正確に設定し管理ができる、掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、長いリーダを有する掘削機の施工及び運搬時に安全に操作ができる、掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明１の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置は、
メインリーダ（１０）に折り畳み又は着脱可能なサブリーダ（９，１１）とからなるリーダ（４）を有する掘削機（１）において、
前記メインリーダ（１０）及び前記サブリーダ（９，１１）に跨って移動する回転駆動ヘッド（８）の移動を確認する装置であって、
前記リーダ（４）及び回転駆動ヘッド（８）に固定的に各々設けられ、前記回転駆動ヘッド（８）の移動位置（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を特定して確認する複数のセンサー（２２，２３）と、
前記各複数のセンサー（２２，２３）の位置信号を受けて前記回転駆動ヘッド（８）の前記移動位置（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を特定し確認する管理装置（１２）とからなることを特徴とする。

本発明２の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置は、本発明１に記載された掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、前記複数のセンサー（２２，２３）は、前記回転駆動ヘッド（８）の施工時の移動限界である前記リーダ（４）の両端部に少なくとも配置されたものであり、かつ非接触で検知する非接触式のセンサーである、ことを特徴とする。

本発明３の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置は、本発明１又は２に記載された掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、前記複数のセンサー（２２，２３）の一方の検知要素（２３）は、前記メインリーダ（１０）と前記サブリーダ（９，１１）に各々設けられ、前記一方の検知要素（２３）は、前記メインリーダ（１０）と前記サブリーダ（９，１１）が分離しても特定位置（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）が保持される構成である、ことを特徴とする。

本発明４の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置は、本発明１又は２に記載された掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、前記複数のセンサー（２２，２３）の一方の検知要素（２３）は、磁石のＳ極、Ｎ極の組み合わせを１セットとするセット磁石として位置確認し特定されるものである、ことを特徴とする。

本発明５の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置は、本発明３又は４の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、前記リーダ（４）は、前記メインリーダ（１０）の上端部に上部リーダ（９）及び下端部に下部リーダ（１１）が設けられたものであり、前記一方の検知要素（２３）は、前記メインリーダ（１０）の上下の２部位（Ｓ２，Ｓ３）、並びに前記上部リーダ（９）及び前記下部リーダ（１１）の１部位にそれぞれ配置されていることを特徴とする。

本発明６の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置は、本発明１ないし５の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、前記メインリーダ（１０）及び前記サブリーダ（９，１１）に対する前記回転駆動ヘッド（８）の位置は、前記回転駆動ヘッド（８）に設けられたエンコーダ（１７）の出力信号により前記管理装置（１２）で管理されていることを特徴とする。

本発明の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置は、長尺のリーダを有する掘削機でそのリーダの一部を折り畳み、或いは分離するものにおいて、回転駆動ヘッドが移動するリーダの一部が分離しても、その位置を正確に特定し確認可能なようにセンサーを設置したので、掘削機による施工時、及び移動を安全にできる。

リーダにセンサーを配置するのみで、複雑な回路構成を要せずに回転駆動ヘッドの位置を管理装置で、正確に管理できるようになった。このことにより掘削機の回転駆動ヘッドの昇降動作でのトラブルを未然に防止でき、またその位置計測機能を有効に利用し作業者にその状態を即座に知らせることもできる。

図１は、本発明を適用した施工時の掘削機の全体側面図である。 図２は、本発明を適用した運搬時の掘削機の全体側面図である。 図３は、施工時のリーダ構成におけるセンサーの設置部位を示す説明図である。 図４は、運搬時のリーダ構成におけるセンサーの設置部位を示す説明図である。 図５は、磁気センサーの基本的検出機能を示す説明図である。 図６は、２個のセット磁石構成おける磁気センサーの検出機能を示す説明図である。 図７は、２個のセット磁石構成おける検出形態を外観図で模式的に示す説明図である。 図８は、図１のＸ矢視図で、回転駆動ヘッドを示す部分正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する掘削機１の側面図であり、リーダを立てて施工している時の状態を示している。図２は、同構成でリーダを倒伏させたときの側面図であり、運搬時の状態を示している。掘削機１は、本例では主に住宅地等の地盤改良に使用されるものを対象にしている。掘削機１は、ベースマシンのクローラ２により、地盤上を自走で走行可能である。このクローラ２上には、旋回可能な機体３が設けられている。この機体３には、リーダ４が支点３ａを軸に揺動自在に搭載されている。機体３には、リーダ４を支点３ａ中心に起立させる、又は倒伏させる伸縮自在な起伏用の油圧シリンダ５が配置されている。更に、機体３には、この掘削機１の操作を管理、制御する管理装置１２等が搭載されている。

リーダ４には、地盤掘削のための掘削駆動装置６が昇降自在に設けられている。この掘削駆動装置６は掘削ロッド７を把持し、回転駆動する回転駆動ヘッド８を備えている。この回転駆動ヘッド８は施工開始時にはリーダ４の上部にあり、掘削ロッド７の下端部に設けられた掘削刃、又は攪拌翼等を回転駆動し、地盤方向に下降して、地盤を掘削、又は攪拌する。後述するように（図８参照）、リーダ４上にはラックギア１５が固定配置されている。回転駆動ヘッド８は、これに搭載されたモータ（図示せず）に連結されたピニオンギア１６の正逆回転により、リーダ４に沿って、鉛直方向である上下方向に案内され昇降される。

攪拌翼は、例えば地盤改良剤を掘削土と混合させる場合に使用される。リーダ４は、ベースマシンの機体３に設けられた支点３ａを軸に、油圧シリンダ５により揺動するとともに、ベースマシンの基本機能である機体３の旋回（鉛直軸の回り）により、掘削位置を自由に位置を変えることも可能である。本実施の形態におけるリーダ４は、上部リーダ９がメインリーダ１０に蝶番機構で結合されており、上部を折り畳むことが可能である。図示した本例では、この上部リーダ９を蝶番機構で折り畳むことが可能であるが、着脱自在に分離、又は固定する構造であってもよい。

又、このメインリーダ１０の下部には、搬送時に下部リーダ１１を着脱自在で結合可能としている。施工時には、上部リーダ９がメインリーダ１０の延長線上である直線状に拡げられ、図１に示すように鉛直に立てられた状態となる。図２に示すように、運搬時には上部リーダ９は折り畳まれ、メインリーダ１０の下端に下部リーダ１１が連結される。下部リーダ１１には回転駆動ヘッド８が搭載される。これら上部リーダ９及び下部リーダ１１の結合（連結）作業は、ベースマシンのウインチ等で、上部リーダ９又は下部リーダ１１を吊りながら行なう。次に、その作業についての詳細を説明する。先ず、図１に示すリーダ４を起立状態から、運搬時の状態にするためには、リーダ４を水平状態にし、回転駆動ヘッド８をメインリーダ１０の下部側に寄せる。

この状態で、上部リーダ９の先端を吊り下げながら、メインリーダ１０との固定状態を解除してから、メインリーダ１０を再び起立させメインリーダ１０の支点１０ａを中心に上部リーダ９を徐々に折り畳む。この折り畳みで、上部リーダ９を１８０度反転させて、メインリーダ１０の背部に位置させ上部リーダ９をメインリーダ１０に固定手段で固定する（図２に示す状態）。この固定は、メインリーダ１０が起立状態にあるときに、ボルトや油圧を介して行なう（図示せず。）。次に、この起立状態のリーダ構成をメインリーダ１０の長さのまま倒伏させ水平にさせる（図２に示す状態）。この状態で、ラックギア１５を有する下部リーダ１１を、ウインチのワイヤで吊り下げて、メインリーダ１０の下端部にラックギア１５の位置を合わせて連結する。即ち、メインリーダ１０と下部リーダ１１は、直線状で水平状態である。

この水平状態で、下部リーダ１１を取り付けた後に、回転駆動ヘッド８をこの下部リーダ１１上に移動載置させ固定する。この回転駆動ヘッド８の移動は、回転駆動ヘッド８内のモータを手動でオン、オフするマニュアル操作で行なう。なお、回転駆動ヘッド８は、後述するスイッチＳ３を検知すると、安全のためにこれ以上はマニアル操作以外では下降しない。この移動操作の前に、メインリーダ１０の下端部にあるストッパー１３を、下部リーダ１１の下端に移し、その下端に固定し下部リーダ１１のストッパーとする。次に、この状態の下部リーダ１１をメインリーダ１０の下端部に設けられた支軸１０ｂを介して、揺動により下方向に倒して略直角にし、機体３に設けられた固定手段１４で固定する。この構成が図２に示す運搬時の倒伏状態であり、メインリーダ１０、上部リーダ９をを水平にし、下部リーダ１１を直角に曲げて、この下部リーダ１１に回転駆動ヘッド８を搭載した状態が、掘削機１の運搬時の最も重量のバランスが取れた状態である。

施工時には、上部リーダ９が起立されていてメインリーダ１０と結合しているが、下部リーダ１１は取り外されていて分離されている。運搬時には、上部リーダ９は折り畳まれ、水平状態で下部リーダ１１が結合される形態となる。運搬時から施工時への作業は、以上説明した逆の工程となる。このような下部リーダ１１の結合、分離作業は危険が伴う。特に回転駆動ヘッド８は、重量体でありリーダの高い位置にある場合が多い。このためその移動作業は慎重で、安全を考慮して行なうことになる。運搬時には、下部リーダ１１上に回転駆動ヘッド８が移動するので、リーダ４の重心が機体３の重心近傍になるので、掘削機１の安全な移動が可能となる。

このように構成される掘削機１の本体構成自体は、公知でありかつ本発明の要旨でもないので、その掘削機１に関わる詳細な説明は省略する。本発明は、このような構成の掘削機１のメインリーダ１０に、複数のセンサーをそれぞれ配置（Ｓ１〜Ｓ４）し、このセンサーの位置信号を受けて、回転駆動ヘッド８等の動作位置を管理し確認することにある。これらのセンサーは、リーダ４上を移動する回転駆動ヘッド８の移動に対応して配置（Ｓ１〜Ｓ４）されており、回転駆動ヘッド８のリーダ４上の位置を確認するためのものである。次に、このセンサーの構成及び機能について説明する。

図３、図４は、掘削機１に複数のセンサーを取り付けた位置構成を模式的に示す説明図である。図３はリーダを起立させている構成の場合、図４はリーダを倒伏させた場合のセンサーの位置（Ｓ１〜Ｓ４）を示している。これのセンサーは、リーダ４に対する回転駆動ヘッド８の相対位置を確認するためのものであるので、リーダ４と回転駆動ヘッド８に跨り相互に対向する位置に設けられている。なお、部位（Ｓ５）のセンサーは、上部リーダ９がメインリーダ１０に折り畳まれているか否かを確認するためのものであり、他の部位（Ｓ１〜Ｓ４）のセンサーとは機能が異なる。

センサーそのものは位置を確認するためのもので、種々の形態のものが知られているが、本実施の形態で使用するセンサーは、磁気センサーである。即ち、磁気センサーは、磁場を形成する磁石と、これに近接して配置された回転駆動ヘッド８に配置された検出素子（コイル等）とから構成されている。このセンサーの磁石の取り付け位置はリーダ上であり、図示するように、それぞれＳ１からＳ４の部位として示している。又、これらのセンサーに対応して検知できる位置に、移動側の回転駆動ヘッド８には検出素子が搭載されている。各部位（Ｓ１からＳ４）の位置確認情報は、回転駆動ヘッド８がこれらの磁石であるセンサーが配置された部位（Ｓ１〜Ｓ４）を通過するとき、回転駆動ヘッド８側の検出素子で検知され、この信号が管理装置１２に送られる。従って、各部位Ｓ１からＳ４の磁石から管理装置１２へは、直接検知信号を送る必要はない。このように、各磁石（各部位Ｓ１〜Ｓ４）からの信号を拾う必要がないので、各磁石（各部位Ｓ１〜Ｓ４）から信号を取り出すための配線は必要がない。

この磁気センサーは、磁束密度の変化に応じて出力電圧が変化する原理を利用するもので、無接点の検出を可能としている。本例においては、磁場と電流の相互作用によって起電力が発生することを利用している。即ち、磁場を発生する磁石（各部位Ｓ１〜Ｓ４に配置）をメインリーダ１０側に固定して設置し、電流側である検出素子を回転駆動ヘッド８に設置し、発生する起電力で各部位（Ｓ１〜Ｓ４に配置）の位置を検出している。従って、管理装置１２は、回転駆動ヘッド８に設置されている検出素子の検出信号を管理装置１２に取り込むだけで、メインリーダ１０上のどの位置に回転駆動ヘッド８があるかを認識できることになる。

図５は、その検出の原理を示している。磁石２０により形成された磁場２１に検出素子（コイル等）２２が近づくと、Ｓ極とＮ極で構成される磁石２０の磁場２１により起電力が発生し、検出素子２２がその位置にあることを検出確認する。本例は前述のように、磁石２０をリーダ４側の所定位置に配置し、検出素子２２を回転駆動ヘッド８側に設けている。本例の回転駆動ヘッド８は、移動体であるので、検出素子２２は図の矢印の方向に移動し、所定位置を検出できる。

磁石２０は、検出素子２２側にＳ極又はＮ極を対向させる。本例はこのような検出原理に基づいており、図６で示すようにリーダ４側に設ける磁石２０の２個を１セットとしセット磁石２３とする。検出素子２２側には各々の磁石２０のＳ極又はＮ極を組み合せて対向させる構成とした。この各々のＳ極又はＮ極に対応して、検出素子２２が個別に検出できるように、その対応の検出素子を各々２２ａ、２２ｂとしている。リーダ４には、このような複数のセット磁石２３を所定位置に設けるようにし、その絶対位置を特定できるようにした。図７においては、このセット磁石２３に対し、検出素子２２が近接する方向と各々が対向した位置構成を外観図で摸式的に示したものである。

土木現場のように土砂、塵芥等の多い環境下では、工作機械等の他の産業機器と比較したとき、回転駆動ヘッド８の位置制御は容易ではなく、リミットスイッチ等の機構部品は故障も多い。この磁気センサーは、検出の感応領域がやや広くなっている上、機構部品がなく、しかも他の検出装置に比べコストが低い構成となっているのが特徴である。図８は、図１のＸ矢視図で回転駆動ヘッド８の正面を模式的に示す部分図である。回転駆動ヘッド８には図示しないモータに連結したピニオンギア１６が取り付けられ、リーダ４のラックギア１５に噛合している。このラックギア１５は、リーダ４の長手に沿って昇降方向の両側に設けられ、各々にピニオンギア１６が噛合している。

昇降モータ（図示せず）の回転でピニオンギア１６は駆動され、ラックギア１５を介して回転駆動ヘッド８は昇降する。２つの検出素子２２ａ，２２ｂが、リーダ４側の２つの磁石２０に対応している。本例の磁石構成は検出素子２２ａに対しＳ極が、検出素子２２ｂに対しＮ極が対応している。２つの検出素子に挟持された位置に後述するロータリエンコーダ１７が設けられている。

表１は、セット磁石２３を４つの部位に設置する場合の磁石２０の極の組み合わせを示したものである。即ち、例えば、Ｓ１部位のセンサーについては、検出素子２２ａ側に一方の磁石２０のＳ極として対向させ、検出素子２２ｂ側に他方の磁石２０のＮ極として対向させ設置している。同様に、Ｓ２部位のセンサーについては、検出素子２２ａ側に一方の磁石２０のＮ極として対向させ、検出素子２２ｂ側に他方の磁石２０のＳ極として対向させ設置している。Ｓ３部位のセンサーについては、検出素子２２ａ側に一方の磁石２０のＳ極として対向させ、検出素子２２ｂ側に他方の磁石２０のＳ極として対向させ設置している。更に、Ｓ４部位のセンサーについては、検出素子２２ａ側に一方の磁石２０のＮ極として対向させ、検出素子２２ｂ側に他方の磁石２０のＮ極として対向させ設置している。

各部位のセンサーの主な機能を簡単に説明する。Ｓ１部位のセンサーは、上部リーダ９上の回転駆動ヘッド８の上限移動位置を検出するものである。Ｓ２部位のセンサーは、主にメインリーダ１０のみで施工する場合の回転駆動ヘッド８が移動できる上限移動位置を検出するものである。Ｓ３部位のセンサーは、回転駆動ヘッド８が移動できるメインリーダ１０の下限移動位置を検出するものである。Ｓ５部位のセンサーは、メインリーダ１０に上部リーダ９が折り畳み状態、又は連結を検出するものである。Ｓ４部位のセンサーは、下部リーダ１１上の回転駆動ヘッド８の定位置を検出するものである。

このようにしてセンサーを特定し、リーダ４に各々適用したセンサーの取り付け部位を示したのが、図３及び図４の配置構成である。結果的に、図３は施工時にリーダ４が起立したときのセット磁石２３の取り付け位置を示し、図４はリーダ４が倒伏したときのセット磁石２３の取り付け位置を模式的に示している。図において、各部位（Ｓ１〜Ｓ４）はリーダ４の位置に特定される。又、各部位（Ｓ１〜Ｓ４）での回転駆動ヘッド８の位置信号は検出素子２２を介して管理装置１２に取り込まれる。

上述したように、Ｓ１部位は、回転駆動ヘッド８が上部リーダ９の端部に位置した状態を示す。上部リーダ９は起立状態でメインリーダ１０に直列に結合しラックギア１５が相互に一致している。従って、回転駆動ヘッド８は、メインリーダ１０を通過して上部リーダ９の上端まで移動可能であり、掘削深さによって異なるが、通常はこの位置が回転駆動ヘッド８の上限位置となる。回転駆動ヘッド８がＳ１を検知することにより、掘削機１は管理装置１２により、回転駆動ヘッド８がこの位置にあることを認識できる。

Ｓ２部位のセンサーは、回転駆動ヘッド８がメインリーダ１０に移動した場合の位置で、回転駆動ヘッド８の移動位置の確認、管理装置１２内のデータの位置補正等を行うことができる。この掘削位置の確認は、正確に決めるのが好ましい。なお、このＳ２部位は、本例ではメインリーダ１０のみで施工する場合、この回転駆動ヘッド８のメインリーダ１０の上端近傍に設置して、上限を検知するものである。その必要がない場合、メインリーダ１０の中間位置であっても良く、位置の確認、補正に利用する。

Ｓ３部位は、メインリーダ１０の下端部の位置を示し、回転駆動ヘッド８がこの位置に達したときには、その移動を停止させる。メインリーダ１０の最下端部にはストッパー１３が設けられているが、その直前にこのＳ３部位の検知で回転駆動ヘッド８の移動を停止させる。もし何らかの異常で回転駆動ヘッド８が位置ずれを起こし、Ｓ３部位を離脱状態になった場合には、回転駆動ヘッド８はストッパー１３で保持されることになる。センサーＳ３は、運転中の回転駆動ヘッド８のメインリーダ１０の最下限位置でもある。

しかし、その状態を異常状態としてセンサーで検出確認することになるので、回転駆動ヘッド８への対処を未然に行ない短時間でトラブル処理ができる。上部リーダ９を用いた施工の場合は、４つの部位のセンサー構成となる。施工中各部位のセンサーが回転駆動ヘッド８の移動位置を管理装置１２で管理することになる。以上のように、各センサー（Ｓ１〜Ｓ４）をメインリーダ１０の所定位置に配置したので、回転駆動ヘッド８のメインリーダ１０上の絶対位置を確認、補正ができるので、管理装置１２は回転駆動ヘッド８の正確な位置を認識し補正もできる。即ち、管理装置１２は、ロータリエンコーダ１７で計測し認識し、メモリに記憶している回転駆動ヘッド８の位置を正確に常時補正することができる。

次に、図４に示すように、運搬状態にある場合には、前述したように下部リーダ１１が結合される。Ｓ４部位のセット磁石２３はこの下部リーダ１１に設けられる。この下部リーダ１１は着脱可能で、施工時には取り外されているものである。しかし、セット磁石２３は、下部リーダ１１に固定的に設けられているので、下部リーダ１１がメインリーダ１０から離脱しても、セット磁石２３は下部リーダ１１に保持されたままである。

このＳ４部位は、下部リーダ１１の位置であることをセット磁石２３の極の組み合わせで認識できる。このＳ４部位のセンサーは、回転駆動ヘッド８がこの下部リーダ１１に保持されていることを確認するためのものである。もし不慮の事故等で、回転駆動ヘッド８がこの下部リーダ１１から外れるようなことがあれば、この離脱信号をＳ４部位のセンサーから受け、管理装置１２に警告を出し、例えば警報音を出し作業者に知らせるようなことを行う。

回転駆動ヘッド８を下部リーダ１１に移動させるのは、手動で行う。又、この作業中にこの回転駆動ヘッド８がこの下部リーダ１１に正常に移載されていない場合には、ランプ等でその確認もできる。運搬時のＳ１部位〜Ｓ５部位の配置は、以上説明したように図４の位置になる。メインリーダ１０の位置のＳ２部位、Ｓ３及びＳ５部位は、リーダ４の起立、倒伏に関わらず変わらないが、Ｓ１部位は運搬時には、上部リーダ９は折り畳まれるので、その位置はメインリーダ１０の背面側になる。又、Ｓ４部位は、運搬時に下部リーダ１１がメインリーダ１０に結合されたときに、Ｓ３部位の延長上に配置される構成となる。

又本例においては、上部リーダ９と結合するメインリーダ１０の結合部位のＳ５部位に、即ち、メインリーダ１０上端部にセンサーを設置している。このＳ５部位のセンサーも磁気センサーである。これは上部リーダ９が折り畳まれているか否かを無接点で確認するためのものである。このＳ５部位のセンサーは、メインリーダ１０と上部リーダ９間の相対動作で検出確認する磁気センサーである。磁石及び検出素子はメインリーダ１０、上部リーダ９のどちらに設けてもよく、又、磁石の極はＳ極又はＮ極のどちらでもよく、いわゆる磁気スイッチであるＡＭＲセンサーとしてもよい。

回転駆動ヘッド８の機能については、前述のように掘削ロッド７を把持し回転駆動しながら、送り駆動装置によりラックギア１５を介して昇降動作を行なうことにある。施工中における回転駆動ヘッド８の昇降動作の検出、即ちメインリーダ１０上での昇降位置の確認は、図８で示したように、回転駆動ヘッド８に設けられたロータリエンコーダ１７によっている。掘削時のメインの位置制御は、このロータリエンコーダ１７を用いた制御方式にもよるが、前述のＳ２部位のセンサー機能は、このロータリエンコーダ１７の位置検出機能によっても可能である。

ロータリエンコーダ１７そのものの機能、及びその信号による位置制御技術は、公知の技術であるので詳細な説明は省略する。このロータリエンコーダ１７を設置したことで、回転駆動ヘッド８の位置、速度制御ができるので、掘削条件によって制御可能なモータが回転駆動ヘッドに備えられていれば、掘削中に掘削条件の大きさを切り換えることは可能である。このロータリエンコーダ１７の基準設定は、回転駆動ヘッド８をＳ３部位に設置したときに、その位置設定を常に０設定（例えば、予め設定した機械原点位置）とするようにしている。これは管理装置１２により自動的に補正の形で行なわれる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることはなく、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。例えば、本実施の形態では、複数のセンサーを、２つの磁石を１セットとし、その各々の極をＳ極、Ｎ極の組み合わせで特定した構成としたが、必ずしも２つの磁石に限定されることはなく３つ以上の磁石の組み合わせでもよい。また、複数の凹凸のドッグを組み合わせて、これを誘導形、静電容量形、超音波形、光電形、磁気形等の複数の近接スイッチで検知するものであっても良い。即ち、回転駆動ヘッド８のリーダ４上の位置の検知は、磁気センサーに限定されるものではない。

１…掘削機
２…クローラ
３…機体
４…リーダ
５…油圧シリンダ
６…掘削駆動装置
７…掘削ロッド
８…回転駆動ヘッド
９…上部リーダ
１０…メインリーダ
１１…下部リーダ
１２…管理装置
１３…ストッパ
１４…固定手段
１５…ラックギア
１６…ピニオンギア
１７…ロータリエンコーダ
２０…磁石
２１…磁場
２２…検出素子
２３…セット磁石

Claims (6)

1. メインリーダ（１０）に折り畳み又は着脱可能なサブリーダ（９，１１）とからなるリーダ（４）を有する掘削機（１）において、
   前記メインリーダ（１０）及び前記サブリーダ（９，１１）に跨って移動する回転駆動ヘッド（８）の移動を確認する装置であって、
   前記リーダ（４）及び回転駆動ヘッド（８）に固定的に各々設けられ、前記回転駆動ヘッド（８）の移動位置（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を特定して確認する複数のセンサー（２２，２３）と、
   前記各複数のセンサー（２２，２３）の位置信号を受けて前記回転駆動ヘッド（８）の前記移動位置（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を特定し確認する管理装置（１２）と
   からなることを特徴とする掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置。
2. 請求項１に記載された掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、
   前記複数のセンサー（２２，２３）は、前記回転駆動ヘッド（８）の施工時の移動限界である前記リーダ（４）の両端部に少なくとも配置されたものであり、かつ非接触で検知する非接触式のセンサーである、ことを特徴とする掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置。
3. 請求項１又は２に記載された掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、
   前記複数のセンサー（２２，２３）の一方の検知要素（２３）は、前記メインリーダ（１０）と前記サブリーダ（９，１１）に各々設けられ、前記一方の検知要素（２３）は、前記メインリーダ（１０）と前記サブリーダ（９，１１）が分離しても特定位置（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）が保持される構成である、ことを特徴とする掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置。
4. 請求項１又は２に記載された掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、
   前記複数のセンサー（２２，２３）の一方の検知要素（２３）は、磁石のＳ極、Ｎ極の組み合わせを１セットとするセット磁石として位置確認し特定されるものである、ことを特徴とする掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置。
5. 請求項３又は４に記載の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、
   前記リーダ（４）は、前記メインリーダ（１０）の上端部に上部リーダ（９）及び下端部に下部リーダ（１１）が設けられたものであり、前記一方の検知要素（２３）は、前記メインリーダ（１０）の上下の２部位（Ｓ２，Ｓ３）、並びに前記上部リーダ（９）及び前記下部リーダ（１１）の１部位にそれぞれ配置されていることを特徴とする掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置。
6. 請求項１ないし５から選択される１項に記載の掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置において、
   前記メインリーダ（１０）及び前記サブリーダ（９，１１）に対する前記回転駆動ヘッド（８）の位置は、前記回転駆動ヘッド（８）に設けられたエンコーダ（１７）の出力信号により前記管理装置（１２）で管理されていることを特徴とする掘削機の回転駆動ヘッドの位置確認装置。

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