JP3502345B2 - ケリーバを有する建設装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、先端にバケットや
ドリル等が取り付けられるケリーバを回転駆動して、杭
孔等を形成するケリーバを有する建設装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特開平９−３２８９８６号公
報にあるように、起伏可能に支持したブームの先端シー
ブに主巻ウインチから繰り出したワイヤを巻き掛け、ワ
イヤにバケットやドリル等が取り付けられたケリーバを
吊り下げている。そして、ケリーバを駆動機構に摺動可
能に挿通し、駆動機構によりケリーバを回転駆動して、
杭孔等を掘削する建設装置が知られている。

【０００３】このような建設装置では、杭孔掘削以外
に、鉄筋の吊り込み、トレミー管の吊り込み、敷鉄板の
吊り込み等、補助吊り作業も行っている。その際、図７
に示すように、主巻ウインチ１００にケリーバ１０２を
吊り下げた状態で、バケットやドリル等はケリーバ１０
２から取り外す。

【０００４】ケリーバ１０２は、補助吊り作業の障害と
ならないように、ブーム１１０側に引き込んだ状態と
し、主巻ウインチ１００は、ブレーキを掛けてドラムの
回転を止め、ケリーバ１０２が落下しないようにしてか
ら、補助ウインチ１０４から繰り出したワイヤ１０６に
吊り荷１０８を吊り下げる。補助吊り作業は、吊り荷１
０８の移動が目的であるので、作業半径を変えるため
に、ブーム１１０を起伏させながら、補助ウインチ１０
４を操作している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、ブーム１１０を起伏操作すると、図
８に示すように、主巻ウインチ１００のドラムとブーム
１１０の先端シーブ１１６との距離が変わる。この距離
は、下記式に示すように、三角形の公式から求められ
る。ここで、ａはブーム１１０の長さ、ｂは主巻ウイン
チ１００の中心とブーム１１０を起伏可能に支持するフ
ートピンの中心との距離、Ｌ1 ，Ｌ2 は主巻ウインチ１
００のドラムとブーム１１０の先端シーブ１１６との距
離、α1 ，α2 はブーム１１０の角度である。

【０００６】Ｌ1²＝ａ²＋ｂ²−２ａｂ×ｃｏｓα1 Ｌ2²＝ａ²＋ｂ²−２ａｂ×ｃｏｓα2 ブーム１１０を起こすと主巻ウインチ１００のドラムと
ブーム１１０の先端シーブ１１６との距離が減少し、ブ
ーム１１０を倒すと主巻ウインチ１００のドラムとブー
ム１１０の先端シーブ１１６との距離が増加する。

【０００７】主巻ウインチ１００にはブレーキが掛けら
れているので、距離が変わることにより、ブーム１１０
を起こすとケリーバ１０２が引き下げられ、ブーム１１
０を倒すとケリーバ１０２が持ち上げられる。従って、
ブーム１１０を起伏する毎に、ケリーバ１０２と回転駆
動機構１１４との間で摺動が生じ、ケリーバ１０２が部
分的に摩耗することになる。

【０００８】補助吊り作業は、頻繁に行われるので、補
助吊り作業によりケリーバ１０２の摩耗が進行してしま
うという問題があった。本発明の課題は、補助吊り作業
によるケリーバの摩耗を低減したケリーバを有する建設
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、装置本体に起伏可能に支持したブームの先端シーブ
に主巻ウインチから繰り出したワイヤを巻掛けると共
に、該ワイヤにケリーバを吊下げ、該ケリーバを回転駆
動する駆動機構に前記ケリーバを摺動可能に挿通したケ
リーバを有する建設装置において、前記ブームの起伏操
作を検出する起伏検出手段と、前記ワイヤの前記ブーム
に対する相対的な移動を検出する移動検出手段と、前記
起伏検出手段により起伏操作が検出されたときに、前記
移動検出手段により検出される移動が減少する側へ前記
主巻ウインチを制御して前記ワイヤを繰り出しあるいは
巻き上げるケリーバ制御手段とを備えたことを特徴とす
るケリーバを有する建設装置がそれである。

【００１０】前記移動検出手段は、前記先端シーブの回
転を検出するものでもよい。また、前記起伏検出手段
は、ブームレバーの操作を検出するものでもよい。ある
いは、前記起伏検出手段は、前記ブームの起伏を検出す
るものでもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。本実施形態のケリーバを有す
る建設装置は、前述した図４に示す建設装置に図１に示
す油圧回路を適用しており、前述した部材と同じ部材に
ついては同一番号を付して詳細な説明を省略する。

【００１２】油圧回路には、図１に示すように、主巻ウ
インチ１００の油圧モータ１、補助ウインチ１０４の油
圧モータ２が設けられており、更に、ブーム１１０を起
伏駆動するブーム起伏用ウインチの油圧モータ４も設け
られている。油圧モータ１には、パイロット操作切換弁
６が接続されており、パイロット操作切換弁６は、油圧
ポンプ８と油圧モータ１とを接続して油圧モータ１の駆
動によりワイヤ１１２を巻き上げる巻上げ位置６ａ、油
圧モータ１との接続を遮断する停止位置６ｂ、油圧ポン
プ８と油圧モータ１とを接続して油圧モータ１の駆動に
よりワイヤ１１２を繰り出す巻下げ位置６ｃを備えてい
る。

【００１３】また、パイロット操作切換弁６は、パイロ
ット圧の導入により切換操作されるもので、パイロット
操作切換弁６へのパイロット圧は、図示しない主巻ウイ
ンチ用操作レバーに応じて操作される操作弁１０，１２
を介して、油圧ポンプ１４から導入される。

【００１４】主巻ウインチ用操作レバーが巻上げ側に操
作されると、操作弁１０、パイロット流路１６を介して
パイロット操作切換弁６にパイロット圧が導入されて、
巻上げ位置６ａに切り換えられる。また、主巻ウインチ
用操作レバーが巻下げ側に操作されると、操作弁１２、
パイロット流路１８を介してパイロット操作切換弁６に
パイロット圧が導入されて、巻下げ位置６ｃに切り換え
られる。

【００１５】両パイロット流路１６，１８には、それぞ
れ電磁切換弁２０，２２が介装されており、電磁切換弁
２０，２２は、励磁信号が入力されたときに油圧ポンプ
１４からのパイロット圧を電磁比例減圧弁２４，２６を
介してパイロット流路１６，１８に導入する制御位置２
０ａ，２２ａと、非励磁のときにはパイロット流路１
６，１８を連通する非制御位置２０ｂ，２２ｂとを備え
ている。電磁比例減圧弁２４，２６は励磁信号の大小に
応じて油圧ポンプ１４からのパイロット圧を減圧する周
知のものである。尚、油圧ポンプ８の吐出側と油圧タン
ク２８とは、リリーフ弁３０を介して接続されている。

【００１６】一方、補助ウインチ１０４の油圧モータ２
にも、同様のパイロット操作切換弁３２が接続されてお
り、パイロット操作切換弁３２は、巻上げ位置３２ａ、
停止位置３２ｂ、巻下げ位置３２ｃを備えている。図示
しない補助ウインチ操作レバーの操作により切り換えら
れる操作弁３４，３６を介して、油圧ポンプ１４からパ
イロット圧が導入されて、パイロット操作切換弁３２が
切り換えられ、油圧ポンプ３８からの高圧作動油が油圧
モータ２に供給される。

【００１７】ブーム起伏用ウインチの油圧モータ４に
も、同様のパイロット操作切換弁４０が接続されてお
り、パイロット操作切換弁４０は、巻上げ位置４０ａ、
停止位置４０ｂ、巻下げ位置４０ｃを備えている。図示
しないブームレバーの操作により切り換えられる操作弁
４２，４４を介して、油圧ポンプ１４からパイロット圧
が導入されて、パイロット操作切換弁４０が切り換えら
れ、油圧ポンプ３８からの高圧作動油が油圧モータ４に
供給される。尚、各ポンプ８，１４，３８は建設装置に
搭載された図示しないエンジンにより駆動される。

【００１８】本実施形態では、ブーム１１０を起伏する
際に、使用者により操作されるブームレバーが操作され
たことをブームレバーの操作によるパイロット圧力の変
化から検出する起こし圧力検出器４６ａと倒し圧力検出
器４６ｂ、及びワイヤ１１２が巻掛けられたブーム１１
０の先端シーブ１１６の回転を検出するエンコーダ等を
用いたワイヤ移動検出器４８が設けられている。また、
補助吊り作業等の際に選択的に操作されるモード選択ス
イッチ６２と、エンコーダ等を用いたブーム１１０の起
伏角度を検出するブーム角度検出器６４が設けられてい
る。

【００１９】前述した電磁切換弁２０，２２、電磁比例
減圧弁２４，２６、ブームレバー操作検出器４６、ワイ
ヤ移動検出器４８、モード選択スイッチ６２、ブーム角
度検出器６４は制御回路５０に接続されており、制御回
路５０は、図２に示すように、周知のＣＰＵ５２、ＲＯ
Ｍ５４、ＲＡＭ５６を論理演算回路の中心として構成さ
れ、外部と入出力を行う入出力回路５８にコモンバス６
０を介して相互に接続されている。

【００２０】ＣＰＵ５２は、ブームレバー操作検出器４
６、ワイヤ移動検出器４８、モード選択スイッチ６２、
ブーム角度検出器６４からの信号を入出力回路５８を介
して入力する。一方、これらの信号及びＲＯＭ５４、Ｒ
ＡＭ５６内のデータや予め記憶された制御プログラムに
基づいてＣＰＵ５２は、制御量を演算し、その制御量に
基づいて入出力回路５８を介して電磁切換弁２０，２
２、電磁比例減圧弁２４，２６に駆動信号を出力し、主
巻ウインチ１００を制御している。

【００２１】次に、前述した制御回路５０において行わ
れるケリーバ制御処理について、図３のフローチャート
によって説明する。まず、モード選択スイッチ６２が補
助吊りモードに選択されているか否かを判断する（ステ
ップ２００）。補助吊りモードが選択されていないとき
には、本制御処理を一旦終了し、選択されているときに
は、ブームレバーが操作されたか否かを起こし圧力検出
器４６ａ及び倒し圧力検出器４６ｂの検出に基づいて判
断する（ステップ２１０，２２０）。

【００２２】ブームレバーが操作されていないときに
は、一旦本制御処理を終了し、本制御処理を繰り返し実
行して、起こし圧力検出器４６ａ及び倒し圧力検出器４
６ｂの検出結果に基づいて、ブーム１１０が倒し側に操
作されたか（ステップ２１０）、起こし側に操作された
か（ステップ２２０）、を判断する。

【００２３】倒し圧力検出器４６ｂによりブームレバー
が倒し側に操作されたことが検出されたときには、ワイ
ヤ１１２の移動量をワイヤ移動量検出器４８により検出
する（ステップ２２５）。ワイヤ１１２の移動量は、例
えば、ブームレバーが操作されたときを「０」とし、そ
のときから所定時間が経過するまでにワイヤ移動検出器
４８により検出されるワイヤ移動量を検出する。

【００２４】主巻ウインチ１００を駆動しないとする
と、ブーム１１０を起伏した際には、ワイヤ１１２とブ
ーム１１０との間には相対的な移動が生じる。この相対
的な移動により先端シーブ１１６が回転し、この回転を
ワイヤ移動検出器４８により検出することにより、ワイ
ヤ１１２のブーム１１０に対する相対的な移動量を検出
することができる。尚、ワイヤ移動検出器４８には、ケ
リーバ１０２を地中に挿入する際の深度を検出する検出
器を用いると、新たに検出器を設置する必要がない。

【００２５】ブーム１１０が倒し側に操作されたときに
は、次に、制御量としての巻下げ用電磁比例減圧弁２６
に出力する励磁電流レベルを演算する（ステップ２４
０）。制御量が大きいほど主巻ウインチ１００の速度は
速くなり、小さいほど遅くなるが、最大値はブーム１１
０の起伏速度の最大値に対して十分対応できる値となる
ようにしている。

【００２６】主巻ウインチ１００の巻下げ時には、ケリ
ーバ１０２の重量が巻下げ方向に作用するので、その制
御量は小さくてよく、例えば、制御量としては、図５に
示すように、移動量が±５ｃｍの間では、３２０±５０
ｍＡの範囲で変化させる。移動量が「−１ｃｍ」となっ
た時点で、制御量として３３０ｍＡの電流値が演算され
る。

【００２７】エンジンの回転数が高く、ブーム１１０を
倒す速度が速いときなどのように、ステップ２１５の処
理の実行により検出される移動量のマイナス値が大きく
なるときには、制御量を大きくして主巻ウインチ１００
の巻下げ速度を大きくする。また、エンジンの回転数が
低く、ブーム１１０を倒す速度が遅いときなどのよう
に、移動量のマイナス値が小さくなるときには制御量を
小さくして主巻ウインチ１００の巻下げ速度を小さくす
る。

【００２８】本制御処理を繰り返し実行して、移動量が
「プラス」側となったときには、更に制御量としての電
流値を３２０ｍＡより小さくする。これにより、移動量
が「０」となるように制御される。尚、ブームレバーが
戻された際には、急激な動作を防止するため、電流値
は、例えば１秒間で「０」となるように緩やかに変化さ
せる。

【００２９】続いて、巻下げ用電磁比例減圧弁２６に演
算した制御量としての励磁電流レベルに応じた励磁信号
を出力し（ステップ２５０）、巻下げ用電磁切換弁２２
に励磁信号を出力して制御位置２２ａに切り換える（ス
テップ２６０）。これにより、油圧ポンプ１４からのパ
イロット圧を、制御量に応じて巻下げ用電磁比例減圧弁
２６により減圧し、電磁切換弁２２を介してパイロット
操作切換弁６に導入する。パイロット操作切換弁６で
は、導入されるパイロット圧に応じて巻下げ位置６ｃに
切り換えられ、油圧モータ１が駆動されて、主巻ウイン
チ１００からワイヤ１１２が繰り出される。

【００３０】よって、ブーム１１０が倒された際には、
移動量に応じてワイヤ１１２を主巻ウインチ１００から
繰り出して、ブーム１１０の倒しとワイヤ１１２の繰り
出しとを同時に行って、ケリーバ１０２と回転駆動機構
１１４との間の摺動を抑制して、ケリーバ１０２の摩耗
を低減させる。

【００３１】即ち、補助吊り作業の際、ブーム１１０の
角度が何度になるまで倒されるか、ブームレバーの操作
だけではわからない。ブーム１１０が倒された後に、ワ
イヤ１１２を繰り出しても、ケリーバ１０２と回転駆動
機構１１４との摺動は抑制できない。ブーム１１０の倒
しとワイヤ１１２の繰り出しとを同時に行って、摺動を
抑制できる。

【００３２】一方、ステップ２２０の処理により、ブー
ムレバーが起こし側に操作されたと判断したときには、
前述したと同様に、ワイヤ１１２の移動量をワイヤ移動
量検出器４８により検出する（ステップ２６５）。次
に、ワイヤ移動検出器４８により検出されるワイヤ移動
量に基づいて、制御量としての巻上げ用電磁比例減圧弁
２４に出力する励磁電流レベルを演算する（ステップ２
７０）。巻上げ用電磁比例減圧弁２４に演算した励磁電
流レベルに応じた励磁信号を出力し（ステップ２８
０）、巻上げ用電磁切換弁２０に励磁信号を出力して制
御位置２０ａに切り換える（ステップ２９０）。

【００３３】主巻ウインチ１００の巻上げ時には、ケリ
ーバ１０２の重量が負荷として働くので、図６に示すよ
うに、制御量には大きな値を設定する。例えば、移動量
が±８ｃｍの間では、３８０±８０ｍＡの範囲で変化さ
せる。移動量が「＋１ｃｍ」となった時点で、制御量と
して３９０ｍＡの電流値が演算される。

【００３４】エンジンの回転数が高く、ブーム１１０を
起こす速度が速いときなどのように、ステップ２１５の
処理の実行により検出される移動量のプラス値が大きく
なるときには、制御量を大きくして主巻ウインチ１００
の巻上げ速度を大きくする。また、エンジンの回転数が
低く、ブーム１１０を起こす速度が遅いときなどのよう
に、移動量のプラス値が小さくなるときには制御量を小
さくして主巻ウインチ１００の巻上げ速度を小さくす
る。本制御処理を繰り返し実行して、移動量が「マイナ
ス」側となったときには、更に制御量としての電流値を
３８０ｍＡより小さくする。これにより、移動量が
「０」となるように制御される。尚、ブームレバーが戻
された際には、急激な動作を防止するため、電流値は、
例えば１秒間で「０」となるように緩やかに変化させ
る。

【００３５】これにより、油圧ポンプ１４からのパイロ
ット圧を、制御量に応じて巻上げ用電磁比例減圧弁２４
により減圧し、電磁切換弁２０を介してパイロット操作
切換弁６に導入する。パイロット操作切換弁６では、導
入されるパイロット圧に応じて巻上げ位置６ａに切り換
えられ、油圧モータ１が駆動されて、主巻ウインチ１０
０によりワイヤ１１２が巻上げられる。

【００３６】よって、ブーム１１０が起こされた際に
は、ワイヤ１１２を主巻ウインチ１００により巻き上げ
て、ブーム１１０の起こしとワイヤ１１２の巻上げとを
同時に行って、ケリーバ１０２と回転駆動機構１１４と
の間の摺動を抑制して、ケリーバ１０２の摩耗を低減さ
せる。

【００３７】尚、本実施形態では、起こし圧力検出器４
６ａ及び倒し圧力検出器４６ｂとステップ２１０，２２
０の処理の実行が起伏検出手段として働き、ワイヤ移動
検出器４８とステップ２２５，２６５の処理の実行が移
動検出手段として働き、ステップ２４０〜２６０，２７
０〜２９０の処理の実行がケリーバ制御手段として働
く。

【００３８】次に、前述したケリーバ制御処理と異なる
第２実施形態としてのケリーバ制御処理について、図４
のフローチャートによって説明する。尚、前述したケリ
ーバ制御処理と同じ処理については同一のステップ番号
を付して詳細な説明を省略する。

【００３９】本ケリーバ制御処理では、ブーム角度検出
器６４により検出したブーム１１０の角度を読み込み
（ステップ２０５）、ブーム１１０の角度に基づいて、
倒しか起こしかを判断する（ステップ２１５，２３
０）。そして、ステップ２２５，２６５の処理では、前
述したステップ２２５，２６５の処理と同様に、倒し又
は起こしと判断されたときからのワイヤ１１２の移動量
をワイヤ移動検出器４８により検出する。この場合でも
同様に、ケリーバ１０２と回転駆動機構１１４との間の
摺動を抑制して、ケリーバ１０２の摩耗を低減させるこ
とができる。尚、本第２実施形態では、前述した実施形
態での起こし圧力検出器４６ａ及び倒し圧力検出器４６
ｂとステップ２１０，２２０の処理に代えて、ブーム角
度検出器６４とステップ２０５，２１５，２３０の処理
の実行が起伏検出手段として働く。この場合には、起こ
し圧力検出器４６ａ及び倒し圧力検出器４６ｂを設けな
くてもよい。

【００４０】以上本発明はこの様な実施形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明のケリーバを
有する建設装置は、ブームの起伏に応じてワイヤを繰り
出しあるいは巻き上げることにより、ケリーバと回転駆
動機構との間の摺動を抑制して、ケリーバの摩耗を低減
させることができるという効果を奏する。また、ワイヤ
とブームとの相対的な移動に応じて制御することによ
り、ブームの起伏速度が変化しても、ケリーバと回転駆
動機構との間の摺動を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのケリーバを有する
建設装置の油圧回路図である。

【図２】本実施形態の電気系統のブロック図である。

【図３】本実施形態の制御回路で行われるケリーバ制御
処理の一例を示すフローチャートである。

【図４】第２実施形態の制御回路で行われるケリーバ制
御処理の一例を示すフローチャートである。

【図５】本実施形態での巻下げ時の移動量と制御量との
関係を示すグラフである。

【図６】本実施形態での巻上げ時の移動量と制御量との
関係を示すグラフである。

【図７】ケリーバを有する建設装置の正面図である。

【図８】ブームを倒した際の距離の変化を説明する説明
図である。

【符号の説明】

１，２，４…油圧モータ ６，３２，４０…パイロット操作切換弁 ８，１４，３８…油圧ポンプ １０，１２，３４，３６，４２，４４…操作弁 １６，１８…パイロット流路 ２０…巻上げ用電磁切
換弁 ２２…巻下げ用電磁切換弁 ２４…巻上げ用電磁比
例減圧弁 ２６…巻下げ用電磁比例減圧弁 ４６ａ…起こし圧力検
出器 ４６ｂ…倒し圧力検出器 ４８…ワイヤ移動検出
器 ５０…制御回路 ６２…モード選択スイ
ッチ ６４…ブーム角度検出器 １００…主巻ウインチ １０２…ケリーバ １０４…補助ウインチ １０６，１１２…ワイヤ １０８…吊り荷 １１６…先端シーブ １１０…ブーム １１４…回転駆動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21B 19/02 E21B 17/07 E21B 7/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体に起伏可能に支持したブームの
   先端シーブに主巻ウインチから繰り出したワイヤを巻掛
   けると共に、該ワイヤにケリーバを吊下げ、該ケリーバ
   を回転駆動する駆動機構に前記ケリーバを摺動可能に挿
   通したケリーバを有する建設装置において、 前記ブームの起伏操作を検出する起伏検出手段と、 前記ワイヤの前記ブームに対する相対的な移動を検出す
   る移動検出手段と、 前記起伏検出手段により起伏操作が検出されたときに、
   前記移動検出手段により検出される移動が減少する側へ
   前記主巻ウインチを制御して前記ワイヤを繰り出しある
   いは巻き上げるケリーバ制御手段とを備えたことを特徴
   とするケリーバを有する建設装置。
2. 【請求項２】 前記移動検出手段は、前記先端シーブの
   回転を検出することを特徴とする請求項１記載のケリー
   バを有する建設装置。
3. 【請求項３】 前記起伏検出手段は、ブームレバーの操
   作を検出することを特徴とする請求項１または請求項２
   記載のケリーバを有する建設装置。
4. 【請求項４】 前記起伏検出手段は、前記ブームの起伏
   角度を検出することを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載のケリーバを有する建設装置。