JP2020045729A

JP2020045729A - 掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置、および、掘削装置の運転状態記録および保護をする方法

Info

Publication number: JP2020045729A
Application number: JP2018177084A
Authority: JP
Inventors: 恭二今井; Kyoji Imai
Original assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-03-26

Abstract

【課題】従来は、アースオーガーの電動モーターに不具合が生じると、直ちに作業者の意図とは無関係にアースオーガーを自動停止させてしまうという課題がある。【解決手段】電動モーター１０による回転を掘削軸２に減速して伝達する減速機１１を有するアースオーガー３を、ベースマシン４のリーダー５に上下動自在に取付け、前記アースオーガー３には該アースオーガー３の運転状態を検出するデータ検出装置１５を設け、該データ検出装置１５は、アースオーガー３の運転状態を検出する検出部１６と、該検出部１６の検出値を前記ベースマシン４の操作部６側に送信するデータ無線送信装置１８とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。【選択図】図２

Description

本発明は、掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置、および、掘削装置の運転状態記録および保護をする方法に係るものである。

従来、アースオーガーの電動モーターの電流値とコイル温度により異常が検出されると、アースオーガーを停止させる構成は、公知である（特許文献１）
従来、振動センサ等の検出部材の検出信号を、無線通信装置によりベースマシン側に送信する構成は、公知である（特許文献２）。

特開平０８−３０３１６８号公報特開２０１８−０９１００３号公報

前記公知例のうち前者のものでは、アースオーガーの電動モーターに不具合が生じると、直ちに作業者の意図とは無関係にアースオーガーを自動停止させてしまうという点に課題がある。
すなわち、作業者の予期せぬ装置停止は、例えば、掘削孔の崩れや、あるいは、掘削ヘッド等が地盤中のセメントミルク等の固化剤中に埋ってしまって、掘削装置の回収不能の事態となることがあり、単に、施工が中断されるだけでなく、予想外な損害が生じることになるので、作業者の意図と無関係なアースオーガーの停止は回避した方がよいのである。
また、前者の公知例では、アースオーガーの電動モーターの電流値とコイル温度が、アースオーガーの故障原因と認識しており、電流値とコイル温度の異常によってアースオーガーを停止させる構成のため、電流値とコイル温度が正常であっても、不慮のアースオーガーの停止が起こることがあるという課題がある。
すなわち、アースオーガーは電動モーターの他に減速機等の種々の部材を内蔵しており、電動モーター以外のこれらの不具合により不慮のアースオーガーの停止が起こることがあるので、前者の公知例ではアースオーガーの保護・管理が十分でないという課題もある。
前記公知例のうち後者のは、振動センサ等の検出部材の検出信号を、無線通信装置によりベースマシン側に送信する構成であるが、単に、地面の属性データを送信して、地中の埋設物を探査するものであり、アースオーガーの運転状況は把握できず、アースオーガーの保護・管理はできないという課題がある。
本発明は、アースオーガーの運転状況をベースマシンの操作部にてリアルタイムで把握できるようにし、点検時期の判定を容易にしてアースオーガーの故障発生を未然に回避し、アースオーガーの保護・管理を十分できるようにしたものである。

請求項１の発明は、電動モーター１０による回転を掘削軸２に減速して伝達する減速機１１を有するアースオーガー３を、ベースマシン４のリーダー５に上下動自在に取付け、前記アースオーガー３には該アースオーガー３の運転状態を検出するデータ検出装置１５を設け、該データ検出装置１５は、アースオーガー３の運転状態を検出する検出部１６と、該検出部１６の検出値を前記ベースマシン４の操作部６側に送信するデータ無線送信装置１８とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項２の発明は、前記ベースマシン４の操作部６には、前記データ検出装置１５のデータ無線送信装置１８により送信されたデータを表示する表示モニタ３０を設けた掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項３の発明は、前記データ検出装置１５の検出部１６には、少なくとも、前記電動モーター１０のコイル温度を検出するモーター温度検出器２０と、前記減速機１１の潤滑油温度を検出する潤滑油温度検出器２２とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項４の発明は、前記データ検出装置１５の検出部１６にはアースオーガー３の稼働時間を検出する稼働時間検出部２９を設けた掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項５の発明は、前記データ検出装置１５またはベースマシン４の操作部６側には、前記電動モーター１０の電流値を検出する電流計３３を設け、該電流計３３の検出値を前記ベースマシン４の操作部６に設けた表示モニタ３０に表示する構成とした掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項６の発明は、前記データ検出装置１５は、前記電動モーター１０を駆動させる駆動源とは別途アースオーガー３内に設けた独立電源３６により作動する構成とした掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項７の発明は、電動モーター１０による回転を減速して掘削軸２に伝達する減速機１１を有するアースオーガー３を、ベースマシン４のリーダー５に上下動自在に取付け、アースオーガー３を駆動して掘削作業を開始すると、アースオーガー３内に設けたデータ検出装置１５は、モーター温度検出器２０により前記電動モーター１０のコイル温度を検出し、潤滑油温度検出器２２により前記減速機１１の潤滑油温度を検出し、これらの検出値をデータ検出装置１５に設けたデータ無線送信装置１８によりベースマシン４の操作部６へ送信し、データ無線送信装置１８により送信されたデータはベースマシン４の操作部６の表示モニタ３０に表示し、この表示されたデータ検出装置１５のデータに基づいて、検出部１６の検出値に異常がないときは掘削作業を続行し、予定した掘削作業終了前に、検出部１６のモーター温度検出器２０によりアースオーガー３の電気的不具合を検出し、または、潤滑油温度検出器２２によりアースオーガー３の機械的不具合の検出したときには、作業者は掘削作業の続行と停止とを判断しながら行う掘削装置の運転状態記録および保護をする方法としたものである。

請求項１の発明では、アースオーガー３の運転状態を検出する検出部１６と、該検出部１６の検出値を前記ベースマシン４の操作部６側に常時送信するデータ無線送信装置１８とを有するデータ検出装置１５をアースオーガー３に設けているので、ベースマシン４の作業者はリアルタイムでアースオーガー３の運転状態を把握でき、これにより、点検時期の判定を容易にでき、その結果、アースオーガーの故障発生を未然に回避できて、アースオーガーの保護・管理を適切にすることができる。
請求項２の発明では、ベースマシン４の操作部６の表示モニタ３０にデータが表示されるので、作業者のアースオーガー３の運転状態の把握の容易化が図ることができ、アースオーガーの保護・管理を適切にすることができる。
請求項３の発明では、データ検出装置１５には、少なくとも、電動モーター１０のコイル温度の検出により電気的不具合の有無を判定でき、減速機１１の潤滑油温度を検出により機械的不具合の有無を判定でき、これにより、アースオーガー３の電気的不具合と機械的不具合の両面からアースオーガー３の運転状況を正確に把握することができ、点検時期の判定を容易にできると共に、アースオーガーの故障発生を未然に回避できる。
請求項４の発明では、データ検出装置１５は稼働時間検出部２９によりアースオーガー３の稼働時間を検出でき、一層、点検時期の判定を容易にできると共に、アースオーガーの故障発生を未然に回避でき、アースオーガーの保護・管理を適切にすることができる。
請求項５の発明では、電流計３３により電動モーター１０の電流値を検出できるので、一層、点検時期の判定を容易にできると共に、アースオーガーの故障発生を未然に回避でき、アースオーガーの保護・管理を適切にすることができる。
請求項６の発明では、データ検出装置１５は、電動モーター１０とは別個に独立電源３６により作動するので、電動モーター１０停止後のデータをベースマシン４の操作部６に送信することができ、データ解析の精度を向上させることができる。
請求項７の発明では、ベースマシン４の作業者はベースマシン４の操作部６の表示モニタ３０の表示データによりアースオーガー３の運転状態を、電気的不具合と機械的不具合の両面から正確に把握できるので、アースオーガーの故障発生を未然に回避できるだけでなく、予期せぬアースオーガーの作動停止状態発生をも未然に回避でき、また、データ検出装置１５は稼働時間検出部２９によりアースオーガー３の稼働時間を検出しているので、点検時期の判定を容易にでき、アースオーガーの保護・管理を適切にして、連続した掘削作業を実行でき、掘削作業の効率化を図ることができる。

掘削装置およびベースマシンの側面図。アースオーガーの側面図。操作部の平面図。ブロック図。

本発明の一実施形態を図面により説明する。１は掘削軸２を有する掘削装置であり（図１）、掘削装置１の駆動部となるアースオーガー３を、地盤上に設置したベースマシン４のリーダー５に上下動自在に取付けている。６はベースマシン４の操作部である。
アースオーガー３はホルダ９を有し、ホルダ９をリーダー５に上下動自在に取付け、ホルダ９内には掘削装置１の駆動源となる電動モーター１０を設ける。電動モーター１０の下方には減速機１１を設け、減速機１１には前記電動モーター１０の出力軸（図示省略）を軸装し、電動モーター１０により出力した駆動回転を減速機１１を介してアースオーガー３の出力軸１２に伝達される。出力軸１２には前記掘削軸２の上部を接続し、掘削軸２を電動モーター１０により駆動回転させて掘削作業等を行う。

アースオーガー３には、アースオーガー３の故障発生を回避するために、アースオーガー３の作動状況を検出・記録・収集するデータ検出装置１５を設ける。データ検出装置１５は、アースオーガー３の運転状況を検出する検出部１６と、該検出部１６の検出値を収集する収集部１７と、該収集部１７が収集した前記検出部１６の検出値の収集結果を前記ベースマシン４の操作部６に送信するデータ無線送信装置１８とを設けて構成する。
前記ベースマシン４の操作部６には、前記データ検出装置１５のデータ無線送信装置１８により送信されたデータを受信するデータ受信部１８Ａを介してデータを表示する表示装置１９を設け、該表示装置１９により表示されるアースオーガー３の運転情報に基づいて作業者がアースオーガー３の運転状況を把握し、アースオーガー３の停止等や点検時期等を判断して、アースオーガー３の保護・管理を実行する。
なお、データ受信部１８Ａの構成は任意であり、ベースマシン４のいずれの各所に設ければよく、データ無線送信装置１８とデータ受信部１８Ａとは所謂ＷｉＦｉ（登録商標）やＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）等であれば良い。

検出部１６の構成は任意であるが、少なくとも、前記電動モーター１０のコイル温度を直接または間接に検出するモーター温度検出器２０と、前記減速機１１の潤滑油温度を検出する潤滑油温度検出器２２とを設けて構成する。
そのため、モーター温度検出器２０によりアースオーガー３の電気的不具合を検出・収集し、潤滑油温度検出器２２によりアースオーガー３の機械的不具合を検出・収集してアースオーガー３の停止判断根拠とすることができ、アースオーガー３の故障発生（突発停止）を未然に回避させられる。

モーター温度検出器２０はコイル温度を一つの指標として電動モーター１０の負荷状況を収集するものであり、モーター温度検出器２０は所謂測温抵抗体と称される温度の変化によって抵抗値が変化する電子部品等により構成する。モーター温度検出器２０の設置箇所は任意であり、電動モーター１０のコイル部（図示省略）の温度を直接検出するようにコイル部に接触させて設けてもよく、あるいは、コイル部近傍で電動モーター１０の回転負荷によって温度変化が生じる箇所に設けてもよい。また、モーター温度検出器２０の検出値（検出信号）はデータ検出装置１５の収集部１７に入力される構成とする。
この場合、収集部１７は、予め過去の電動モーター１０の温度情報および故障記録等のデータを記憶部２５に記憶させる構成とすると、記憶部２５に記憶させた過去のデータによりアースオーガー３の現在の運転状況等を解析でき、アースオーガー３の点検時期の判定を容易とする。

また、減速機１１の潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出器２２は、モーター温度検出器２０と同様に潤滑油の温度の変化によって抵抗値が変化する電子部品等により構成され、減速機１１内の潤滑油中に接触する箇所に設け、または、潤滑油の温度を検出できる箇所に設け、潤滑油温度検出器２２の潤滑油温度値は収集部１７に入力保存される。
前記データ検出装置１５にはアースオーガー３の稼働時間を検出する稼働時間検出部２９を設け、該稼働時間検出部２９により予め設定した稼働時間を越えると、データ検出装置１５は電動モーター１０の点検時期を促す構成とする。稼働時間検出部２９は予め設定した所定条件によりアースオーガー３の運転開始を検出し、所定条件によりアースオーガー３の運転停止を検出し、さらに、作業中の運転開始と運転停止が反復された場合には個別のアースオーガー３の稼働時間および積算されたアースオーガー３の稼働時間を検出記録するように構成する。なお、稼働時間検出部２９は独立して設けられるものでなく、収集部１７内に内蔵されるものであっても良く、その構成は任意である。

以上のように、データ検出装置１５は、検出部１６のうちのモーター温度検出器２０により電動モーター１０の電気的指標をデータ無線送信装置１８によりベースマシン４の操作部６に送信し、また、検出部１６の潤滑油温度検出器２２により機械的指標がデータ無線送信装置１８によりベースマシン４の操作部６に送信し、この送信データが操作部６の表示装置１９に表示され、作業者はアースオーガー３の運転状況をリアルタイムで認識・把握可能となり、点検時期の判定を容易にでき、その結果、アースオーガーの故障発生を未然に回避できる。
前記表示装置１９の構成は任意であるが、操作部６に設けた表示モニタ３０により構成し、表示モニタ３０は所謂タブレット方式として操作部６に対して着脱自在に構成してもよい。３１は表示モニタ３０に設けた音声出力部であり、異常状態等を音声にして作業者に報知する。

また、データ検出装置１５はアースオーガー３内に内蔵され、データ検出装置１５の検出部１６の各信号（検出値）をベースマシン４の操作部６に送信するが、本発明では、ベースマシン４の操作部６に電動モーター１０の電流値を計測する電流計３３を設け、電流計３３の検出する電流値を表示装置１９に表示し、作業者は電動モーター１０の作業状態を把握認識することができ、電流計３３の検出する電流値によりアースオーガー３の電気的不具合の指標とすることもできる。
データ検出装置１５は、任意の電源からの電力の供給を受けて作動する構成とし、例えば、ベースマシン４からアースオーガー３に供給される動力線（図示省略）から分岐させた電力線により電力の供給を受ければよいが、少なくとも、ベースマシン４からアースオーガー３に供給される電力供給用の動力線（図示省略）とは別個の独立電源３６をアースオーガー３内に設け、独立電源３６によりアースオーガー３停止後も所定時間データ検出装置１５の作動を続行させる構成とする。

そのため、データ検出装置１５は、データ無線送信装置１８により掘削作業中はもちろんのこと、アースオーガー３の運転停止後の検出部１６の検出値データをベースマシン４の操作部６に送信し、作業終了後の解析データとして活用可能に構成する。
すなわち、アースオーガー３はベースマシン４からの電力供給の停止により駆動停止しても、アースオーガー３のホルダ９内では電動モーター１０の余熱が残り、アースオーガー３の各部に思わぬ悪影響を与えることがあり、アースオーガー３の故障原因となることがあるが、独立電源３６によりデータ検出装置１５の作動状態を継続させ、このデータ検出装置１５の信号をベースマシン４の操作部６に送信して保管する。
なお、独立電源３６の構成は任意であり、アースオーガー３のホルダ９外周に設けた太陽光発電装置４０やアースオーガー３内に設けた蓄電池４１により構成してもよい。

（実施形態の作用）
本発明は上記構成であり、掘削装置のアースオーガー３の電動モーター１０を始動させ、掘削作業を開始する。
アースオーガー３にはアースオーガー３の作動状況を検出・記録・収集するデータ検出装置１５を設け、データ検出装置１５はアースオーガー３の運転状況を検出する検出部１６と、該検出部１６の検出値により前記電動モーター１０および減速機１１の運転状態を収集する収集部１７と、該収集部１７の収集結果および前記検出部１６の検出値を含むアースオーガー３の運転情報をベースマシン４の操作部６に送信するデータ無線送信装置１８を設けて構成し、ベースマシン４の操作部６にはデータ無線送信装置１８により送信されたデータを表示する表示装置１９を設けているので、表示装置１９により表示されるアースオーガー３の運転情報に基づいて作業者がアースオーガー３の運転状況を把握し、アースオーガー３の停止等や点検時期等を判断して、アースオーガー３の保護・管理を実行する。

したがって、作業者はベースマシン４の操作部６の表示装置１９の表示データによりアースオーガー３の運転状態を正確に把握できるので、アースオーガーの故障発生を未然に回避できるだけでなく、予期せぬアースオーガーの作動停止状態の発生をも未然に回避でき、地盤中に掘削装置が残置されて回収が困難になるのを防止できる。
すなわち、作業者の予期せぬ装置停止は、例えば、掘削孔の崩れや、あるいは、掘削ヘッド等が地盤中のセメントミルク等の固化剤中に埋ってしまって、掘削装置１の回収不能の事態となることがあり、単に、施工が中断されるだけでなく、予想外な損害が生じることになるが、本発明では、データ検出装置１５によりアースオーガー３の運転状況を把握認識することで、作業者の意図と無関係なアースオーガー３の停止を回避できる。

データ検出装置１５の検出部１６は、少なくとも、電動モーター１０のコイル温度を検出するモーター温度検出器２０と、減速機１１の潤滑油温度を検出する潤滑油温度検出器２２とを設けて構成しているので、モーター温度検出器２０と潤滑油温度検出器２２とにより、電気的不具合と機械的不具合の両面からアースオーガー３の状態を正確に把握でき、アースオーガー３の故障発生（突発停止）を未然に回避させられる。
また、アースオーガー３内に内蔵されたデータ検出装置１５の検出部１６の各信号（検出値）以外にも、ベースマシン４の操作部６に電動モーター１０の電流値を計測する電流計３３を設けているので、電流計３３の検出する電流値を表示装置１９に表示し、作業者は電流計３３の検出する電流値によりアースオーガー３の電気的不具合の指標として、電動モーター１０の作業状態を把握認識することができる。

データ検出装置１５にはアースオーガー３の稼働時間を検出する稼働時間検出部２９を設けているので、稼働時間検出部２９により、点検時期の判定を容易にでき、アースオーガーの保護・管理を適切にして、連続した掘削作業を実行でき、掘削作業の効率化を図ることができる。
データ検出装置１５は、任意の電源からの電力の供給を受けて作動する構成とし、例えば、ベースマシン４からアースオーガー３に供給される動力線（図示省略）から分岐させた電力線により電力の供給を受けてもよいが、少なくとも、ベースマシン４からアースオーガー３に供給される電力供給用の動力線（図示省略）とは別個の独立電源３６をアースオーガー３内に設けているので、独立電源３６によりアースオーガー３停止後も所定時間データ検出装置１５の作動を続行させることができ、データ検出装置１５は、データ無線送信装置１８により掘削作業中はもちろんのこと、アースオーガー３の運転停止後の検出部１６の検出値データを、作業終了後の解析データとして活用可能となる。

したがって、アースオーガー３はベースマシン４からの電力供給の停止により駆動停止しても、アースオーガー３のホルダ９内では電動モーター１０の余熱が残り、アースオーガー３の各部に思わぬ悪影響を与えることがあり、アースオーガー３の故障原因となることがあるが、独立電源３６によりデータ検出装置１５の作動状態を継続させ、このデータ検出装置１５の信号をベースマシン４の操作部６が受信するので、駆動停止後のアースオーガー３の状態を把握・解析することができ、次工程の掘削作業における

１…掘削装置、２…掘削軸、３…アースオーガー、４…ベースマシン、５…リーダー、６…操作部、９…ホルダ、１０…電動モーター、１１…減速機、１５…データ収集装置、１６…検出部、１７…収集部、１８…データ無線送信装置、１８Ａ…データ受信部、１９…表示装置、２０…モーター温度検出器、２１…電流計測器、２２…潤滑油温度検出器、２５…記憶部、２６…駆動電源、２７…回転計測器、２９…稼働時間検出部、３０…表示モニタ、３１…音声出力部、３３…電流計、３６…電力源、４０…太陽光発電装置、４１…蓄電池。

Claims

電動モーター１０による回転を掘削軸２に減速して伝達する減速機１１を有するアースオーガー３を、ベースマシン４のリーダー５に上下動自在に取付け、前記アースオーガー３には該アースオーガー３の運転状態を検出するデータ検出装置１５を設け、該データ検出装置１５は、アースオーガー３の運転状態を検出する検出部１６と、該検出部１６の検出値を前記ベースマシン４の操作部６側に送信するデータ無線送信装置１８とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。
請求項１において、前記ベースマシン４の操作部６には、前記データ検出装置１５のデータ無線送信装置１８により送信されたデータを表示する表示モニタ３０を設けた掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。
請求項１または請求項２において、前記データ検出装置１５の検出部１６には、少なくとも、前記電動モーター１０のコイル温度を検出するモーター温度検出器２０と、前記減速機１１の潤滑油温度を検出する潤滑油温度検出器２２とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。
請求項３において、前記データ検出装置１５の検出部１６にはアースオーガー３の稼働時間を検出する稼働時間検出部２９を設けた掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４において、前記データ検出装置１５またはベースマシン４の操作部６側には、前記電動モーター１０の電流値を検出する電流計３３を設け、該電流計３３の検出値を前記ベースマシン４の操作部６に設けた表示モニタ３０に表示する構成とした掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５において、前記データ検出装置１５は、前記電動モーター１０を駆動させる駆動源とは別途アースオーガー３内に設けた独立電源３６により作動する構成とした掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。
電動モーター１０による回転を減速して掘削軸２に伝達する減速機１１を有するアースオーガー３を、ベースマシン４のリーダー５に上下動自在に取付け、アースオーガー３を駆動して掘削作業を開始すると、アースオーガー３内に設けたデータ検出装置１５は、モーター温度検出器２０により前記電動モーター１０のコイル温度を検出し、潤滑油温度検出器２２により前記減速機１１の潤滑油温度を検出し、これらの検出値をデータ検出装置１５に設けたデータ無線送信装置１８によりベースマシン４の操作部６へ送信し、データ無線送信装置１８により送信されたデータはベースマシン４の操作部６の表示モニタ３０に表示し、この表示されたデータ検出装置１５のデータに基づいて、検出部１６の検出値に異常がないときは掘削作業を続行し、予定した掘削作業終了前に、検出部１６のモーター温度検出器２０によりアースオーガー３の電気的不具合を検出し、または、潤滑油温度検出器２２によりアースオーガー３の機械的不具合の検出したときには、作業者は掘削作業の続行と停止とを判断しながら行う掘削装置の運転状態記録および保護をする方法。