JP2998391B2 - ケーブル自動送り出し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

【０００２】本発明はケーブル自動送り出し装置に係
り、特にケーブル先端の牽引力をケーブルの撓みを介し
てラインセンサ検出部で検出し、ケーブル送り出し速度
を多段変速制御できるようにしたケーブル自動送り出し
装置に関する。

【従来の技術】

【０００３】従来、共同溝や洞道内に太径電線（φ３０
以上）等のケーブルを布設する場合にはケーブル導入口
位置でケーブルドラムをドラム回転構台に載置し、作業
員が人力でケーブルドラムを回転させたり、簡易な駆動
モータ等によりケーブルドラムを回転させて所定量のケ
ーブル送り出し作業を行っていた。また駆動モータによ
りケーブルの送り出しを行う場合にはモータの運転開始
及び停止や異常時の緊急停止等はすべて作業員の判断に
委ねられていた。このため作業員の操作ミスによりケー
ブルを損傷させたりするという問題があった。

【０００４】そこで、ケーブルドラムを送り出す装置と
ケーブルの先端を牽引する引っ張る装置とを備え、送り
側で発生するケーブルの撓み量を検出してケーブル送り
装置の制御を行うというケーブル延線装置が提案されて
いる（特開昭５１−５９３９２号公報参照）。このケー
ブル延線装置では管路内等でケーブルに過剰な撓みが生
じないようにもっとも撓みの大きい状態にあるケーブル
位置に光電センサを配設したフレームを有する位置検出
装置が備えられていた。このフレームには上述のように
光電センサが多数装着されているので、このフレームを
ケーブルの最大撓み位置に設置し、この部分の撓み状態
を検知し、ケーブルの送り出し装置と引っ張り装置の運
転制御を行うようになっている。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】しかしながら、上述の延線装置ではフレー
ムに装着された検出素子の検出可能範囲が狭いためにケ
ーブルが最大撓みを生じると予想される位置にフレーム
を正確に据え付けなければならない。また上述の延線装
置ではケーブルが検出素子の光を遮断したときに対応す
るリレー接点の開閉を行うようになっている。すなわち
制御指令としては、送り出し装置あるいは引っ張り装置
に単にオンーオフ信号が送られるのみである。このため
ケーブルの撓みが所定の範囲を越えるたびに装置が停止
してしまい、作業が中断して布設作業の効率が低下して
しまうという問題がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、ケーブルの送り出し作業の
際に作業員の手を介さずに適正なケーブル送り出しを行
えるケーブル自動送り出し装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、 ケーブルドラムを回転するドラム回転駆動部と、
前記ケーブルドラムからケーブルを所定牽引力で引き出
し、牽引動作信号を出力する延線機と、前記ドラム回転
駆動部と前記延線機との間に張架された前記ケーブルの
懸垂高さを検出し懸垂高信号を出力する検出フレームを
有し、前記懸垂高信号に応じて前記ケーブルの位置が所
定の検出範囲内にあるように前記検出フレームの位置を
変更させるケーブル位置検出部と、前記ケーブル位置検
出部からの前記懸垂高信号及び前記延線機からの前記牽
引動作信号から前記ドラム回転駆動部のドラム回転速度
を設定する運転制御部とを備えたことを特徴とするケー
ブル自動送り出し装置を構成した。

【０００８】

【０００９】

【作用】本発明によれば、ケーブルが巻回されたケーブ
ルドラムをドラム回転駆動部に据え付けるとともに、ケ
ーブルドラムからケーブルを引き出して、その先端を延
線機に導き、上記ドラム回転駆動部と延線機との間に張
架させるとともに、このケーブル懸垂部分の高さを検出
するケーブル位置検出部によりケーブルの懸垂高さを検
出して懸垂高信号を出力し、ケーブルの懸垂高さの変化
に応じてケーブル位置が検出範囲内にあるようにセンサ
の列設された検出フレームをスライドさせる。そしてケ
ーブル位置検出部からの懸垂高信号と延線機から出力さ
れた牽引動作信号とを運転制御部に入力して比較し、上
記ドラム回転駆動部のドラム回転速度をインバータ制御
するようにした。そしてドラム回転駆動部のケーブル送
り出し量のズレによりケーブル撓み量が大きすぎたり、
小さすぎたりしても駆動装置を停止することなく、イン
バータ出力により電源周波数を変換してモータ回転数を
多段階変速運転させる。

【００１０】

【実施例】本発明によるケーブル自動送り出し装置の一
実施例を添付図面を参照して説明する。図１はケーブル
自動送り出し装置１の全体構成図を示したものである。
このケーブル自動送り出し装置１は、太径電線（φ３０
以上）等のケーブル２が巻回されたケーブルドラム３を
回転ローラ１１、１２により回転させるドラム回転駆動
部１０と、上記ケーブルドラム３から送り出されたケー
ブル２を把持し、所定牽引力で引き出す延線機４０と、
上記ドラム回転駆動部１０と延線機４０との間に配置さ
れ、この部分に張架されたケーブル２の懸垂高さを検出
するとともにケーブル２の懸垂高さの変化に応じて上記
ケーブル位置を検出範囲内に保持するように光電センサ
の列設された検出フレーム２１をスライドさせることの
できるケーブル位置検出部２０と、これらの運転を制御
する運転制御部５０とから構成されている。

【００１１】同図において、符号３はケーブルドラムを
示しており、このケーブルドラム３は太径電線（φ３０
以上）等のケーブル２を巻回した直径が１．２ｍ〜２．
０ｍのドラムで、ドラム回転駆動部１０内に装備された
円筒形状の回転駆動ローラ１１と補助ローラ１２との上
に載置され、図示しない保持機構により回転自在に支持
されている。このドラム回転駆動部１０は内部に駆動モ
ータ１３を収容しており、この駆動モータ１３により回
転駆動ローラ１１を所定回転数で回転してケーブルドラ
ム３からケーブル２を送り出すようになっている。ケー
ブル２は先端が延線機４０に導かれ、この延線機４０に
よりケーブル２の先端には一定の牽引力が加えられ、ケ
ーブル２が所定の懸垂状態に保持される。

【００１２】またドラム回転駆動部１０と延線機４０と
のほぼ中間位置にはケーブル位置検出部２０が配置され
ている。このケーブル位置検出部２０はケーブル懸垂状
態からケーブル２の懸垂高さを検出するためのものであ
る。同図に示したようにケーブル２はドラム回転駆動部
１０と延線機４０との間に張架されるが、ドラム回転駆
動部１０のケーブル送り出し速度と延線機４０のケーブ
ル引張り速度との間にズレが生じるとケーブル撓み量が
変化する。ケーブル位置検出部２０には上下方向にスラ
イド昇降可能な検出フレーム２１が装備されていて、こ
の検出フレーム２１はケーブル撓み量の変化に応じて昇
降でき、その検出範囲を変化させることができる。

【００１３】検出フレーム２１には検出素子として多数
の光電センサ２２が列設されており、この光電センサ２
２をケーブル２が横切り、光を遮断することによりケー
ブル２の高さを検出する。さらに、ケーブル位置検出部
２０からのケーブル高さの検出信号Ｓ１と延線機４０か
らの牽引動作信号Ｓ２とを受け、ドラム回転駆動部１０
の駆動モータ１３をインバータ制御する運転制御部５０
が併せて設けられている。

【００１４】以下において、上述の各構成部分について
詳細に説明する。図２（ａ）はケーブル位置検出部２０
を示しており、このケーブル位置検出部２０は固定部Ｆ
に立設された支持フレーム２３と、この支持フレーム２
３の内側にスライドレール２４を介在させて組み込まれ
た検出フレーム２１とから構成されている。支持フレー
ム２３は上方に開口部が位置するコ字形をなすフレーム
形状からなり、等辺山形鋼で組み立てられている。一
方、検出フレーム２１はロ字形をなす軽量形鋼からな
り、縦方向フレームの一方には投光部２２Ａが配置さ
れ、対向する縦方向フレームには受光部２２Ｂが配置さ
れている。本実施例では投光部２２Ａには３２個のＬＥ
Ｄが縦方向に列設される一方、この投光部に対向する位
置には受光部２２Ｂとしてホトトランジスタが配置さ
れ、この両者によりラインセンサ２５が構成されてい
る。このラインセンサ２５により縦方向の一定幅でＬＥ
Ｄから平行な複数の検出光線Ｒを出射させ、ＬＥＤに対
向するホトトランジスタにこの検出光線Ｒを入射させ
る。

【００１５】また、検出フレーム２１の側面にはスライ
ドレール２４の可動レール２４Ａが固着されるとともに
イコライジングワイヤ２６の端部を固定するワイヤ取付
板２７が取り付けられている。このイコライジングワイ
ヤ２６は検出フレーム２１を上下方向に昇降させるため
に支持フレーム２３と検出フレーム２１とに配置された
複数のプーリに掛け渡されている。さらに検出フレーム
２１の上下端部にはガイドローラ２９、３０が架設され
ている。このガイドローラ２９、３０はケーブル２が上
下に大きく振れてケーブル２が接触しても被覆部に傷が
つかないようにするために設けられている。このほかに
もケーブル位置検出部２０の作動状態を表示する各種の
ＬＥＤが組み込まれている。

【００１６】図２（ａ）には３芯の電線ケーブル２の断
面が模式的に示されている。ケーブル２ａは正常なケー
ブル懸垂状態を示しており、このケーブル２ａの位置は
図示しない制御部に出力される。ケーブル２ｂは検出光
線列Ｒからはずれた位置にあり、この場合には制御部５
０からドラム回転駆動部１０の駆動モータ１３の速度調
整のためのインバータ出力がなされる。またこの場合に
は以後のケーブル位置の検出を行う為に検出フレーム２
１を指定高さまで降下させるようにイコライジングワイ
ヤ２６を巻回するようになっている。ケーブル２ｃは下
部ガイドローラ３０に当接した状態を示しており、この
場合にも検出フレーム２１が降下して検出光線列Ｒの範
囲を下方に移動するようになっている。同図（ｂ）はケ
ーブル位置検出部２０を上方からみた図を示しており、
ＬＥＤから出射された検出光線Ｒはケーブル２により遮
断され、光線はホトトランジスタには入射しない。

【００１７】図３は支持フレーム２３と検出フレーム２
１に組み込まれたプーリ２８、２８…に掛け渡されたイ
コライジングワイヤ２６のワイヤリング状態を示してお
り、ワイヤ巻回用モータ３３を回転させることで所定方
向に検出フレーム２１を昇降させることができる。この
ワイヤ巻回用モータ３３には後述するように制御部５０
からの運転指令により回転方向及び回転量が入力され
る。

【００１８】ここで図４により上部ガイドローラの取り
付け状態を簡単に説明する。図中符号２３は支持フレー
ムを示しており、この支持フレーム２３の内側には軽量
形鋼からなる検出フレーム２１が昇降可能に取り付けら
れ、その内部には投光部２２Ａと受光部２２Ｂとが対向
するように収容されている。さらに検出フレーム２１の
上端部には角パイプ３１に回転自在に取り付けられた上
部ガイドローラ２９がＬ字形の固定ピン３２により着脱
自在に取着されている。これにより検出フレーム２１枠
内にケーブル２を容易にセットすることができる。

【００１９】次にドラム回転駆動部１０の構成について
図５を参照して説明する。ドラム回転駆動部１０は内部
に回転駆動ローラ１１と補助ローラ１２、１２…とを備
え、これらのローラ上にφ１２００〜２０００のケーブ
ルドラム３を載置してドラムを所定の回転数で回転でき
る。また補助ローラ１２、１２…は複数設けられている
ので、ケーブルドラム３の直径に応じてドラムを安定し
た状態に支持できる。回転駆動ローラ１１は減速機１４
を介して連結された回転駆動モータ１３により駆動でき
るようになっている。この駆動モータ１３は運転制御部
５０からのインバータ出力により回転数を多段階に変速
できる交流モータである。

【００２０】図６は延線機４０の概略構成を示した平面
図である。同図において、符号４１はベースを示してお
り、このベース４１上には２対のタイミングベルト４
２、４３が対向して配置されている。このうちタイミン
グベルト４２は駆動モータ４４により所定方向に回転さ
せることができ、他方のタイミングベルト４３はアイド
ルプーリ４５、４６に掛け渡されている。また、この２
本のタイミングベルト４２、４３にはベルトを内方から
矢印Ａ方向に押圧するテンションプーリ４７、４７が作
用している。このテンションプーリ４７、４７によりケ
ーブル２を確実に挟持して矢印Ｂ方向に向けて送り出す
ことができる。この駆動モータ４４の回転数はケーブル
２を牽引しているという牽引動作のパラメータとして運
転制御部５０に出力される。

【００２１】次に上述した各構成によりケーブル２を適
正な張力と速度とで送り出す制御フローの一例を図７乃
至図９を参照して説明する。図７は本実施例における制
御部の概略構成を示した説明図である。まずセンサ投光
部２２Ａからの検出光線Ｒをケーブル２が遮断するとセ
ンサ受光部２２Ｂにおいてそのケーブル高さが検知され
る。このときセンサ受光部２２Ｂには３２個のホトトラ
ンジスタが配置されており、ケーブル高さを正確に把握
することができる。さらにこの受光部２２Ｂは「Ｈ」、
「Ｍ」、「Ｌ」の３個の領域に区分されており、ケーブ
ルが「Ｈ」、「Ｌ」の領域にある場合には検出フレーム
２１が所定方向に昇降してケーブル２の通過位置を適正
な範囲に設定し直すことができる。このときドラム回転
駆動部１０の駆動モータ１３の運転制御に利用されるケ
ーブル懸垂高さは固定部Ｆからの絶対座標で検出される
が、検出フレーム２１の位置補正用の座標は検出範囲内
での相対座標で求めれば良い。

【００２２】センサ受光部２２Ｂから出力された検出信
号Ｓ１は運転制御部５０に入力され、この運転制御部５
０でケーブル懸垂高さと設定高さとが比較され、ケーブ
ル高さが所定の範囲に収まるようにドラム回転駆動部１
０の回転駆動モータ１３への電源周波数がインバータ制
御される。これにより主電源（ＡＣ２００Ｖ３相）５１
の周波数が所定の運転周波数に変換され回転駆動モータ
１３の多段階変速運転を行うことができる。

【００２３】次に本発明によるケーブル自動送り出し装
置の動作フローを図８を参照して説明する。まず所定の
ケーブルドラム３をドラム回転駆動部に据え付け、ケー
ブル先端を延線機４０にセットする（ステップＭ１０
０）。このときのケーブル懸垂高さを初期値として検出
し（ステップＭ１１０）、初期設定値によりドラム回転
駆動モータ１３と延線機４０とを運転開始する（ステッ
プＭ１２０）。ケーブル送り出し作業の間、所定間隔で
ケーブル位置（懸垂高さ）の検出を行う（ステップＭ１
３０（ＳＵＢ１））。制御部でこのケーブル位置検出に
より得られたパラメータに基づきインバータ制御し（ス
テップＭ１４０）、ドラム回転駆動部の回転駆動モータ
１３の運転周波数を設定し、モータの速度調整を行う
（ステップＭ１５０）。さらにケーブル２の送り出し量
が所定量に達したかを判断し（ステップＭ１６０）、所
定量に達している場合には運転を停止し（ステップＭ１
７０）、まだの場合にはひきつづきドラム回転駆動部１
０及び延線機４０の運転を行い、ケーブル送り出し作業
を行う。なお、本実施例ではケーブル位置検出結果をも
とにインバータ入力のためのパラメータ（Ｐ）を設定し
たが、この設定値と実際の検出高さとを比較してインバ
ータ入力を設定しても良い。

【００２４】次に図８に示したステップＭ１３０におい
て、サブルーチンの一例としてのＳＵＢ１について図９
を参照して説明する。このＳＵＢ１では受光部２２Ｂで
「Ｈ」、「Ｍ」、「Ｌ」の３個の領域を設定し、この領
域をもとにインバータ入力パラメータを設定する場合
と、検出フレーム２１を適正検出範囲にスライドさせる
場合の動作フローを説明する。インバータ入力パラメー
タＰの初期値としてＰ＝０とする（ステップＳ１０
０）。ケーブル送り出し作業におけるケーブル懸垂高さ
を検出する（ステップＳ１１０）。さらにこのケーブル
高さと前回のケーブル高さとを比較し（ステップＳ１２
０）、前回と高さが一致した場合にはＰ＝０のままメイ
ンフロー（図８）にリターンする（ステップＳ１５
０）。一方、ケーブル高さが異なる場合には「Ｈ」、
「Ｍ」、「Ｌ」の３個の領域のいずれに位置するかを判
定する（ステップＳ１３０）。その判定により「Ｍ」の
場合にはＰ＝０のままメインフロー（図８）にリターン
する（ステップＳ１５０）。「Ｈ」の場合には、Ｐ＝１
を設定して、「Ｌ」の場合には、Ｐ＝２を設定して（ス
テップＳ１４０）、その後高低差Δを算出して（ステッ
プＳ１６０）Ｐ＝１の場合には検出フレーム２１をΔ／
２だけ上昇させ、Ｐ＝２の場合には検出フレーム２１を
Δ／２だけ下降させ（ステップＳ１７０）、その後メイ
ンフロー（図８）にリターンする。

【００２５】なお、図９に示した検出フレーム２１の昇
降動作フローに代えてマニュアルで検出フレーム２１を
昇降させ、検出光線の範囲を適宜設定することも可能で
ある。さらに、ケーブルの送り出し速度が遅い場合等の
ようにフレームの昇降をケーブルの高さ変化に追従させ
なくても良い場合は検出光線位置の補正を行わなくても
良い。

【００２６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によればケ
ーブルドラムからのケーブル送り出し量をケーブルの撓
み量に応じて自動的に適正に調整することができる。し
たがって、ケーブルドラムからのケーブル送り出し作業
が適正速度かつ連続的に行うことができ、ケーブルの布
設作業全体の省力化及び効率化という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるケーブル自動送り出し装置の一実
施例を示した正面図。

【図２】図１に示したケーブル位置検出部の一例を示し
た正面図及び平面図。

【図３】ケーブル位置検出部のワイヤリングの一例を示
した正面図。

【図４】ケーブル位置検出部の上部ガイドローラの取付
状態を示した斜視図。

【図５】図１に示したドラム回転駆動部の一例を示した
正面図。

【図６】図１に示した延線機の一例を示した正面図。

【図７】本発明による制御部の概略構成図。

【図８】本発明によるケーブル自動送り出し装置の動作
フローの一例を示したフローチャート。

【図９】本発明におけるケーブル位置検出フローの一例
を示したフローチャート。

【符号の説明】

２ ケーブル ３ ケーブルドラム １０ ドラム回転駆動部 １３ 回転駆動モータ ２０ ケーブル位置検出部 ２１ 検出フレーム ２２Ａ 投光部 ２２Ｂ 受光部 ２３ 支持フレーム ２４ スライドレール ２６ イコライジングワイヤ ２９，３０ ガイドローラ ４０ 沿線機 ４２，４３ タイミングベルト ４４ 駆動モータ ５０ 運転制御部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーブルドラムを回転するドラム回転駆動
   部と、前記ケーブルドラムからケーブルを所定牽引力で
   引き出し、牽引動作信号を出力する延線機と、前記ドラ
   ム回転駆動部と前記延線機との間に張架された前記ケー
   ブルの懸垂高さを検出し懸垂高信号を出力する検出フレ
   ームを有し、前記懸垂高信号に応じて前記ケーブルの位
   置が所定の検出範囲内にあるように前記検出フレームの
   位置を変更させるケーブル位置検出部と、前記ケーブル
   位置検出部からの前記懸垂高信号及び前記延線機からの
   前記牽引動作信号から前記ドラム回転駆動部のドラム回
   転速度を設定する運転制御部とを備えたことを特徴とす
   るケーブル自動送り出し装置。