JP6289918B2 - アースドリル機 - Google Patents
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Description
この問題を解決するために、本出願人は、特願2013−038481号出願、特願2013−038483号出願等により、ベースマシンの前部に伸縮ブームの基端を配置し、ベースマシンの後部にガントリを配置し、起伏ウインチから巻き出された起伏ロープを、ガントリを介して伸縮ブームに連結するアースドリル機を提案している。このアースドリル機によれば、ベースマシンの前部に伸縮ブームの基端を配置できるため、大型の昇降ウインチを設置するスペースを確保できる効果を奏する。
すなわち、アースドリル機は送電線などの高さ制限がある場所ではガントリを倒した状態で自走させることになる。しかし、ガントリが倒れた状態でアースドリル機を自走させると起伏ロープにかかる張力が過大となる恐れがある。
ガントリを立てた状態の時には、起伏ロープに掛かる張力は、例えば、約300kN程度であるが、ガントリを倒した状態の時には、起伏ロープに掛かる張力は、例えば、約600kN程度となる。もし、伸縮ブームが少しでも伸びた状態にあった場合では、さらに大きな張力を必要とする。
さらに、自走させる場合には衝撃等があるため起伏ロープにかかる張力がさらに大きくなるため問題となる。
(1)ベースマシンと、前記ベースマシンの前部に基端が起伏可能に装着され、伸縮シリンダにより長さが伸縮される伸縮ブームと、前記伸縮ブームの先端から垂下した昇降ロープに吊るして保持されるケリーバと、を有するアースドリル機において、前記ベースマシンの後部にガントリを設けると共に、前記ベースマシンに起伏ロープを巻回した起伏ウインチを設け、前記起伏ウインチから巻き出した前記起伏ロープを、前記ガントリ先端のガントリシーブ集合体を介して前記伸縮ブームに連結するペンダントロープに固定されたミドルシーブ集合体に連結したこと、前記起伏ロープの張力、又は、前記ペンダントロープの張力を計測するための張力計測手段を有すること、前記張力計測手段が計測した張力が所定張力以上になったときに、前記起伏ウインチの駆動を停止する起伏ウインチ停止手段を有すること、を特徴とする。
〈アースドリル機の全体構造〉
図1に、アースドリル機11の全体図を示す。図2に、伸縮ブーム16の上面図を示す。図3に、伸縮ブーム16の起伏機構図を示す。
図1に示すように、本形態例に示すアースドリル機11におけるベースマシン12は、クローラ13aを備える走行体13の上部に、旋回ベアリング14を介して上部旋回体15が回転可能に保持されている。上部旋回体15の前部には、伸縮ブーム16が固設軸160を軸に起伏可能に設けられている。上部旋回体15の後部には、折りたたみ可能なガントリ17が設けられている。
伸縮ブーム16とガントリ17との間の上部旋回体15の幅方向中央部には、前方から、吊り上げ用の昇降ロープである主巻ロープ18を巻回した主巻ウインチ19及び補巻ロープ20を巻回した補巻ウインチ21と、ブーム起伏用の起伏ロープ22を巻回した起伏ウインチ23が配置されている。
図1に示すように、ロアブーム16aには、ケリードライブ28を支持するためのフロントフレーム29、複数のフレームシリンダ30、保持シリンダ31が取り付けられている。
また、ガントリシーブ集合体41は、第1ガントリシーブ411乃至第8ガントリシーブ418の合計8個の滑車が取り付けられているものである。
起伏ウインチ23に巻き回された起伏ロープ22は、ハイガントリシーブ49を介し第1ミドルシーブ421と巻回される。起伏ロープ22は、第1ミドルシーブ421を介し、第1ガントリシーブ411、第2ミドルシーブ422、第2ガントリシーブ412、第3ミドルシーブ423、第3ガントリシーブ413・・・第8ガントリシーブ418、第9ミドルシーブ429と巻回される。第9ミドルシーブ429を介した起伏ロープ22は、ロープ留め具430に固定される。
張力計測手段69は、ガントリ17に巻回されている起伏ロープ22の張力KRを計測するものである。
また、張力計測手段69は、搬送物の荷重を計測するロードセルと兼用として使用される。ロードセル(張力計測手段69)は、直接補巻ロープ20の張力を測定するものではない。補巻ロープ20で吊り下げる荷重が増加すると伸縮ブーム16にかかるモーメントが増加する。それにより、起伏ロープ22の張力が増加する。したがって、起伏ロープ22の張力の増加をロードセルで計測することにより、別途計測する伸縮ブーム16の角度を用いて吊り下げ荷重を算出することができる。また、従来から設けられているロードセルを張力計測手段69として兼用することができるため、コストアップの要因がない。
図8に伸縮ブーム16の起伏油圧回路図(通常時)を示し、図9に伸縮ブーム16の起伏油圧回路図(停止時)を示す。
図8に示すように、起伏ウインチ23の油圧モータの配管によりコントロールバルブ85と接続している。また、コントロールバルブ85は、ブーム起伏レバー80と配管により接続している。ブーム起伏レバー80は、ブーム起レバー81とブーム伏レバー82を有する。また、コントロールバルブ85とブーム起伏レバー80の間には、起伏ウインチ停止手段65が接続している。
制御部90の動作について説明する。制御部90は、ペンダントロープ221の張力PRと起伏ロープ22の張力KRを求める。
ペンダントロープ221の張力PRと起伏ロープ22の張力KRの算出対象は以下のものである。図4は、ペンダントロープ221の張力PRと起伏ロープ22の張力KRを計測する際の算出対象を示す。
張力PRと張力KRは、重量単位のkN(キロニュートン)で表す。
支点Xは、図4に示すように、固設軸160の中心である。
重心Yは、伸縮ブーム16の重心である。
重心Zは、フロント部の重心である。フロント部の重心は、ケリードライブ28を支持するためのフロントフレーム29、複数のフレームシリンダ30、保持シリンダ31等の総重量の中心である。フロント部の総重量には、フロントフレーム29にケリードライブ28等が取り付けられた場合には、フロントフレーム29に取り付けられたものの重量を含む。
重量Bは、伸縮ブーム16の重量である。
重量Cは、フロント部の重量である。フロント部の重量は、ケリードライブ28を支持するためのフロントフレーム29、複数のフレームシリンダ30、保持シリンダ31等の総重量である。フロント部の総重量には、フロントフレーム29にケリードライブ28等が取り付けられた場合には、フロントフレーム29に取り付けられたものの重量を含む。
距離Dは、支点Xから重心Yまでの距離である。
距離Eは、支点Xから重心Zまでの距離である。
距離Fは、起伏ロープ22と支点Xまでの距離である。
[式1]
ペンダントロープの張力PR = (B×D+C×E)÷F
すなわち、Bに対してDを乗算する。Cに対してEを乗算する。それぞれ乗算したものを足してFで割り算をすることにより、ペンダントロープの張力PRが算出される。
[式2]
起伏ロープの張力KR = PR÷掛本数
すなわち、式1で求めたペンダントロープの張力PRをミドルシーブ42とガントリシーブ集合体41との間に掛けられた本数で割り算をすることにより起伏ロープの張力KRが算出される。例えば、本実施形態においては、第1ミドルシーブ421乃至第9ミドルシーブ429の合計9個の滑車と第1ガントリシーブ411乃至第8ガントリシーブ418の合計8個の滑車との間に18本掛されているため、18本で割り算をすることにより
アースドリル機11は電線などの高さ制限がある場所では、図4に示すように、ガントリ17を倒した状態で自走させることがある。しかし、ガントリ17が倒れた状態でアースドリル機11を自走させると起伏ロープ22にかかる張力が過大になる恐れがある。
さらに、自走させる場合には衝撃等があるため起伏ロープ22にかかる張力がさらに大きくなるため問題となる。
ペンダントロープ221の張力PRが所定張力以下である場合には、図8に示すように、起伏ウインチ停止手段65はON状態にある。そのため、ブーム起伏レバー80の指示は、起伏ウインチ停止手段65を介してコントロールバルブ85、起伏ウインチ23へとつながり起伏ウインチ23は作動する状態にある。
具体的には、図9に示すように、ペンダントロープ221の張力PRの数値が所定張力例えば100kN以上になると起伏ウインチ停止手段65はOFF状態となる。そのため、ブーム起伏レバー80の指示は、起伏ウインチ停止手段65によりコントロールバルブ85へとつながらない。そのため、コントロールバルブ85が移動し起伏ウインチ23は非接続状態となり動作をしなくなる。
[第1ケース]
図4を用いて第1ケースを説明する。図4に示す状態においては、伸縮ブーム16は伸長していない状態にある。例えばブーム16は11kNであるためBは11kNである。また、例えばフロント部の重量は4kNであるためCは4kNである。さらに、例えばAからBまでの距離は4000mmであるためDは4000mmである。さらに、例えばAからCまでの距離は5500mmであるためEは5500mmである。さらに、図4においては、ガントリ17は伏せた状態にあるため、起伏ロープ22と固定軸160までの長さは短く例えば1000mmとなる。
11kN(B)に対して4000mm(D)を乗算すると、44000が算出される。
4kN(C)に対して5500mm(E)を乗算すると、22000が算出される。
44000と22000を足すと66000が算出される。
66000を1000mm(F)で割り算することにより66kNが求められる。
本実施形態においては掛本数は18本である。
66kN(張力PR)を18(掛本数)で割り算すると、3.7kNが算出される。
第2ケースを図5を用いて説明する。図5に示す状態においては、伸縮ブーム16は伸長していない状態にある。例えばブーム16は11kNであるためBは11kNである。また、例えばフロント部の重量は4kNであるためCは4kNである。さらに、例えばAからBまでの距離は4000mmであるためDは4000mmである。さらに、例えばAからCまでの距離は5500mmであるためEは5500mmである。さらに、図5においては、ガントリ17は起きた状態にあるため、起伏ロープ22と固定軸160までの長さは長く例えば2500mmとなる。
11kN(B)に対して4000mm(D)を乗算すると、44000が算出される。
4kN(C)に対して5500mm(E)を乗算すると、22000が算出される。
44000と22000を足すと66000が算出される。
66000を2500mm(F)で割り算することにより26.4kNが求められる。
本実施形態においては掛本数は18本である。
26.4kN(張力PR)を18(掛本数)で割り算すると、1.47kNが算出される。
第3ケースを図6を用いて説明する。図6に示す状態においては、伸縮ブーム16は伸長している状態にある。例えばブーム16は11kNであるためBは11kNである。また、例えばフロント部の重量は4kNであるためCは4kNである。さらに、例えばAからBまでの距離は9000mmであるためDは9000mmである。Bの位置は、伸縮ブーム16が伸長することにより長くなる。さらに、例えばAからCまでの距離は5500mmであるためEは5500mmである。さらに、図5においては、ガントリ17は伏した状態にあるため、起伏ロープ22と固定軸160までの長さは短く例えば1000mmとなる。
11kN(B)に対して9000mm(D)を乗算すると、99000が算出される。
4kN(C)に対して5500mm(E)を乗算すると、22000が算出される。
44000と22000を足すと66000が算出される。
121000を1000mm(F)で割り算することにより121kNが求められる。
本実施形態においては掛本数は18本である。
121kN(張力PR)を18(掛本数)で割り算すると、6.72kNが算出される。
第4ケースを図7を用いて説明する。図7に示す状態においては、伸縮ブーム16にはケリードライブ28が固定された状態にある。例えばブーム16は11kNであるためBは11kNである。また、例えばフロント部の重量は11kNであるためCは11kNである。フロント部には、ケリードライブ28が固定されているため重量が大きくなる。さらに、例えばAからBまでの距離は4000mmであるためDは4000mmである。さらに、例えばAからCまでの距離は5500mmであるためEは5500mmである。さらに、図7においては、ガントリ17は伏した状態にあるため、起伏ロープ22と固定軸160までの長さは短く例えば1000mmとなる。
11kN(B)に対して4000mm(D)を乗算すると、44000が算出される。
11kN(C)に対して5500mm(E)を乗算すると、60500が算出される。
44000と60500を足すと104500が算出される。
104500を1000mm(F)で割り算することにより104.5kNが求められる。
本実施形態においては掛本数は18本である。
104.5kN(張力PR)を18(掛本数)で割り算すると、5.81kNが算出される。
起伏ロープ22の張力KRを計測するための張力計測手段69を有すること、起伏ウインチ23を駆動して、伸縮ブーム16を立ち上げているときに、張力計測手段69が計測した張力が所定張力以上になったときに、起伏ウインチ23の駆動を停止する起伏ウインチ停止手段65を有すること、を特徴とするので、ガントリ17を倒した状態で起伏ウインチ23を駆動した場合でも、ペンダントロープ221が破断することはない。
例えば、起伏ロープ22の張力KRを張力計測手段69により計測し、所定張力以上となる前にガントリ17を起き上がらせる。所定張力に近づいたとき、警告ランプ68により、ペンダントロープ221の張力が危険であることを知らせることができる。作業者は、警告ランプ68により警告されることで、ガントリ17を起き上がらせる。ガントリ17が起き上がることで、張力が小さくなりペンダントロープ221の張力PRが所定張力以下となるためペンダントロープ221の破断を防止することができる。
また、警告ランプ68を有することにより、起伏ウインチ23を停止することなくスムーズに起伏作業を行うことができる。
また、本実施形態においてはペンダントロープ221の張力が所定張力以上となった場合に起伏ウインチ停止手段65により停止したが、起伏ロープ22の張力が所定張力以上となった場合に起伏インチ停止手段65が停止することもできる。
12 ベースマシン
16 伸縮ブーム
17 ガントリ
22 起伏ロープ
221 ペンダントロープ
23 起伏ウインチ
40 ミドルシーブ集合体
41 ガントリシーブ集合体
44 ケリーバ
65 起伏ウインチ停止手段
69 張力計測手段
71 第1伸縮シリンダ
Claims (3)
- ベースマシンと、前記ベースマシンの前部に基端が起伏可能に装着され、伸縮シリンダにより長さが伸縮される伸縮ブームと、前記伸縮ブームの先端から垂下した昇降ロープに吊るして保持されるケリーバと、を有するアースドリル機において、
前記ベースマシンの後部にガントリを設けると共に、前記ベースマシンに起伏ロープを巻回した起伏ウインチを設け、前記起伏ウインチから巻き出した前記起伏ロープを、前記ガントリ先端のガントリシーブ集合体を介して前記伸縮ブームに連結するペンダントロープに固定されたミドルシーブ集合体に連結したこと、
前記起伏ロープの張力、又は、前記ペンダントロープの張力を計測するための張力計測手段を有すること、
前記ガントリを倒した状態で、前記起伏ロープにより前記伸縮ブームを立ち上げようとしたときに、前記張力計測手段が計測した張力が所定張力以上になったときに、前記起伏ウインチの駆動を停止し、前記伸縮ブームの立ち上げを中止する起伏ウインチ停止手段を有すること、
を特徴とするアースドリル機。 - ベースマシンと、前記ベースマシンの前部に基端が起伏可能に装着され、伸縮シリンダにより長さが伸縮される伸縮ブームと、前記伸縮ブームの先端から垂下した昇降ロープに吊るして保持されるケリーバと、を有するアースドリル機において、
前記ベースマシンの後部にガントリを設けると共に、前記ベースマシンに起伏ロープを巻回した起伏ウインチを設け、前記起伏ウインチから巻き出した前記起伏ロープを、前記ガントリ先端のガントリシーブ集合体を介して前記伸縮ブームに連結するペンダントロープに固定されたミドルシーブ集合体に連結したこと、
前記起伏ロープの張力、又は、前記ペンダントロープの張力を計測するための張力計測手段を有すること、
前記張力計測手段が計測した張力が所定張力以上になったときに、前記起伏ウインチの駆動を停止する起伏ウインチ停止手段を有すること、
前記起伏ウインチ停止手段は、前記起伏ウインチが停止された後、前記ガントリが立ち上げられて、再駆動したときに、前記張力計測手段が計測した張力が所定張力未満となり、前記起伏ウインチを駆動させること、
を特徴とするアースドリル機。 - 請求項1または請求項2に記載するアースドリル機において、
クレーンとして使用するための補巻ウインチにより巻き上げられる補巻ロープに取り付けられ、クレーンに吊り下げられた搬送物の荷重を測定するロードセルを有すること、前記ロードセルが計測した荷重が所定荷重以上あるときに前記補巻ウインチによる前記補巻ロープの補巻上げを停止する補巻ウインチ停止手段を有すること、
前記張力計測手段は、前記ロードセルを兼用すること、
を特徴とするアースドリル機。
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