JP7019470B2

JP7019470B2 - アースドリル

Info

Publication number: JP7019470B2
Application number: JP2018047927A
Authority: JP
Inventors: 高好奥村
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2038-03-15
Also published as: JP2019156602A

Description

本発明は、アースドリルに関し、詳しくは、補巻ロープを尻手に補巻フックを連結した１本掛けの状態からシーブ付補巻きフックのシーブに巻き掛けた２本掛けの状態に掛け替え可能なアースドリルに関する。

アースドリルは、一般に、補巻ロープに連結した補巻フックで作業時に使用する各種資材などを吊り上げており、比較的重いものを吊り上げる場合には、補巻フックをシーブ付き補巻フックに代えて、このシーブ付き補巻フックを経由した補巻ロープの先端がブームに固定される。これにより、補巻ロープを１本掛けから２本掛けに掛け替えた状態で吊り上げ操作が行えるため、吊り上げ能力を高めることができる。この補巻ロープの掛け替え方法の一つとして、主巻ロープ及び補巻ロープを地上まで巻下げて、ループ状に互いに連結することにより、ブームを伏せることなく安全に掛け替え作業が行えるロープ掛け替え方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１５－１４５３０７号公報

しかし、上述の特許文献１に記載されたロープ掛け替え方法では、その構造上、主巻ロープと補巻ロープとの連結部に連結部材であるスイベルが設けられていることから、このスイベルの高さ方向の位置が吊り上げ動作やブームの起伏動作に伴って変化し、スイベルがシーブ付き補巻フックのシーブに巻き込まれるおそれがあった。

そこで本発明は、補巻ロープを１本掛けから２本掛けに掛け替えた状態で、吊り上げ作業を安全に行うことができる制御手段を備えたアースドリルを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のアースドリルは、ベースマシンに設けられたブームの先端部に配置されたシーブ軸に、先端に連結部材を連結した主巻ロープが巻掛けられる主巻シーブと、先端に補巻フックを連結した補巻ロープが巻掛けられる補巻シーブとを回転可能に取り付け、前記補巻ロープの尻手に補巻フックを連結した１本掛けの状態から、シーブ付き補巻フックのシーブに前記補巻ロープを巻掛けるとともに、該補巻ロープの尻手を前記連結部材に連結することにより２本掛けの状態に掛け替え可能なアースドリルにおいて、前記２本掛けの状態にした前記連結部材の高さ方向の位置を検出する連結位置検出手段と、前記連結部材の位置があらかじめ設定された連結位置検出高さよりも下方にあるときに前記補巻ロープの巻き上げを規制する制御手段とを備えたことを特徴としている。

また、前記制御手段は、前記連結部材の高さ方向の位置を検出する主過巻位置検出手段と、前記補巻フックまたは前記シーブ付き補巻フックの高さ方向の位置を検出する補過巻位置検出手段とを備え、前記２本掛けにした状態で、前記連結部材の位置が前記連結位置検出高さよりも上方であって、あらかじめ設定された主過巻検出高さにあるときに前記主巻ロープの巻き上げを規制し、前記シーブ付き補巻フックの位置が前記連結部材よりも下方であって、あらかじめ設定された補過巻検出高さにあるときに前記補巻ロープの巻き上げを規制するように構成されたことを特徴としている。

さらに、前記制御手段は、前記連結位置検出手段の有効／無効を切り替える切替手段を備え、前記２本掛けにするとともに前記切替手段により前記連結位置検出手段を有効にした状態では、前記連結部材の位置が前記連結位置検出高さよりも下方にあるときに前記補巻ロープの巻き上げを規制し、前記１本掛けにするとともに前記切替手段により前記連結位置検出手段を無効にした状態では、前記連結位置検出手段の状態に関係なく、前記補巻フックの位置が前記補過巻検出高さにあるときにのみ前記補巻ロープの巻き上げを規制するように構成されたことを特徴としている。

本発明のアースドリルによれば、連結部材の位置が連結位置検出高さよりも下方にあるときに補巻ロープの巻き上げを規制する制御手段を備えているので、補巻ロープの巻き上げ動作に起因して連結部がシーブ付き補巻フックのシーブに巻き込まれる状態となることを防ぎ、２本掛けによる吊り上げ作業を安全に行うことができる。また、主過巻位置検出手段及び補過巻位置検出手段のそれぞれの検出状態に応じて主巻ロープ及び補巻ロープの過剰な巻き上げを規制するので、連結部が主巻シーブ及びシーブ付き補巻フックのシーブのどちらにも巻き込まれることはなく、吊り上げ作業をより安全に行うことができる。さらに、切替手段の操作によって連結位置検出手段の有効／無効を切り替えるので、簡単な回路構成で掛本数の状態に適した安全制御を行うことができる。

本発明を適用したアースドリルの一形態例を示す側面図である（シーブ付補巻フックのシーブに巻掛けた２本掛けの状態）。同じく側面図である（シーブ付補巻フックを所定の高さに巻き上げた状態）。同じくアースドリルに設けた制御回路の一形態例を示す回路図である。

図１乃至図３は、本発明のアースドリルの一形態例を示すもので、本形態例に示すアースドリル１１は、下部走行体１２の上部に旋回可能に上部旋回体１３を設けた自走式のベースマシン１４と、上部旋回体１３の前部に平行リンク機構１５を介して起伏可能に設けられたブーム１６とを備えている。

上部旋回体１３の後部には、カウンタウエイト１７が搭載されている。また、上部旋回体１３の右側部には運転室１３ａや機器室（図示せず）が設けられ、左側部にはエンジンや油圧ポンプを収納したエンジン室１３ｂが設けられている。

平行リンク機構１５は、上部旋回体１３に対してアッパフレーム１５ａ及びロアフレーム１５ｂの一端がそれぞれ軸支され、他端にはブームサポート１５ｃが軸支されている。アッパフレーム１５ａ及びロアフレーム１５ｂは、両者が平行になるように両端が軸支されて平行リンクを構成し、アッパフレーム１５ａと上部旋回体１３との間に設けたリンクシリンダ１８の伸縮作動によってブームサポート１５ｃ上面が水平を維持したまま前後方向に揺動可能に形成されている。

ブーム１６は、箱形断面を有する複数のブーム部材を連結したもので、頂部にトップシーブブロック１９が設けられるとともに、下部がブームサポート１５ｃから前方に突き出たブラケットに軸支され、ブーム１６とブームサポート１５ｃとの間に設けた起伏シリンダ２０の伸縮作動によって起伏可能に形成されている。また、ブーム１６の前部には、ケリーバ回転駆動装置２１（ケリードライブ）が昇降可能に装着されている。

トップシーブブロック１９のシーブ軸２２，２３には、主巻シーブ２４及び補巻シーブ２５が回転可能に設けられている。主巻ウインチ２６からガイドシーブ２７を介して繰り出された主巻ロープ２８は、主巻シーブ２４に巻掛けられ、先端に連結部材であるスイベル２９が取り付けられている。

掘削作業をする際には、主巻ロープ２８はスイベル２９を介してケリーバ（図示せず）を回転可能に吊り下げ、主巻ウインチ２６でケリーバを昇降させるように構成されており、ケリーバ回転駆動装置２１から下方に突出したケリーバの下端部に、ケリーバと一体に回転し、かつ、昇降する拡底バケット（図示せず）や掘削バケット（図示せず）が装着される。

この掘削作業と併せてクレーン作業をする場合には、補巻ウインチ３０から繰り出された補巻ロープ３１をガイドシーブ２７を介して補巻シーブ２５に巻掛け、補巻ロープ３１の尻手に補巻フック（図示せず）を連結した１本掛けの状態で各種資材を吊り上げる。

一方、掘削作業をせずに、重量物を吊り上げるクレーン作業を行う場合には、スイベル２９に取り付けられたケリーバを取り外して、補巻フックを取り外した補巻ロープ３１をシーブ付き補巻フック３２のシーブ３３に巻掛けるとともに、補巻ロープ３１の尻手をスイベル２９に連結して２本掛けにすることで、重量物のクレーン作業が可能となる。

このように形成されたアースドリル１１において、補巻ロープ３１を２本掛けにした状態では、吊り上げ能力を高めることができるものの、その構造上、スイベル２９の高さ方向の位置が吊り上げ動作やブーム１６の起伏動作に伴って変化し、スイベル２９がシーブ付き補巻フック３２のシーブ３３に巻き込まれるおそれがある。特に、掛け替え直後（図１）では、スイベル２９がシーブ付き補巻フック３２の近傍に位置しているため、補巻ロープ３１を巻き上げると、スイベル２９がシーブ３３に巻き込まれて補巻ロープ３１やスイベル２９が損傷する。そこで、補巻ロープ３１の巻き上げを規制する必要がある。

このため、本形態例に示すアースドリル１１では、図３に示すように、トップシーブブロック１９に、スイベル２９の高さ方向の位置を検出する連結位置検出手段となる連結位置検出リミットスイッチ３４及び主過巻位置検出手段となる主過巻位置検出リミットスイッチ３５と、補巻フックまたはシーブ付き補巻フック３２の高さ方向の位置を検出する補過巻位置検出手段となる補過巻位置検出リミットスイッチ３６とを設けるとともに、運転室１３ａ内に、連結位置検出リミットスイッチ３４の有効／無効を切り替える切替手段となる掛本数切替スイッチ３７と、主巻ロープ２８の巻き上げを主巻ウインチ２６の油圧回路を遮断して停止させるための主巻上停止ソレノイド３８と、補巻ロープ３１の巻き上げを補巻ウインチ３０の油圧回路を遮断して停止させるための補巻上停止ソレノイド３９と、ブーム１６の倒伏を起伏シリンダ２０の油圧回路を遮断して停止させるための倒伏停止ソレノイド４０とを有する電気回路からなる制御手段４１を備えている。

連結位置検出リミットスイッチ３４の接点駆動部には、主巻ロープ２８を挿通するリング状の重錘３４ａが吊るされた吊りロープが接続されている。重錘３４ａは、主巻ロープ２８に対して上下動可能であり、トップシーブブロック１９からあらかじめ設定された距離Ｌ１だけ下方に位置した連結位置検出高さに吊るされている。この状態（図１）で、連結位置検出リミットスイッチ３４は、その接点を開いたＯＦＦになっている。一方、図２に示すように、主巻ロープ２８の巻き上げによってスイベル２９上端のリング部材４２が重錘３４ａに当接すると、これまで連結位置検出リミットスイッチ３４に作用していた吊りロープの張力が作用しなくなるため、連結位置検出リミットスイッチ３４は、その接点を閉じたＯＮになる。

主過巻位置検出リミットスイッチ３５の接点駆動部には、主巻ロープ２８を挿通するリング状の重錘３５ａが吊るされた吊りロープが接続されている。重錘３５ａは、主巻ロープ２８に対して上下動可能であり、連結位置検出高さよりも、つまり重錘３４ａよりも上方であって、トップシーブブロック１９からあらかじめ設定された距離Ｌ２だけ下方に位置した主過巻検出高さに吊るされている。この状態（図１及び図２）で、主過巻位置検出リミットスイッチ３５は、その接点を閉じたＯＮになっている。一方、主巻ロープ２８の巻き上げによって押し上げられた重錘３４ａが重錘３５ａに当接すると、これまで主過巻位置検出リミットスイッチ３５に作用していた吊りロープの張力が作用しなくなるため、主過巻位置検出リミットスイッチ３５は、その接点を開いたＯＦＦになる。

補過巻位置検出リミットスイッチ３６の接点駆動部には、補巻ロープ３１を挿通するリング状の重錘３６ａが吊るされた吊りロープが接続されている。重錘３６ａは、補巻ロープ３１に対して上下動可能であり、その下端にシーブ付き補巻フック３２の上部が当接した状態で、シーブ付き補巻フック３２のシーブ３３にスイベル２９が巻き込まれない位置であって、トップシーブブロック１９からあらかじめ設定された距離Ｌ３だけ下方に位置した補過巻検出高さに吊るされている。この状態（図１及び図２）で、補過巻位置検出リミットスイッチ３６は、その接点を閉じたＯＮになっている。一方、補巻ロープ３１の巻き上げによってシーブ付き補巻フック３２の上部が重錘３６ａに当接すると、これまで補過巻位置検出リミットスイッチ３６に作用していた吊りロープの張力が作用しなくなるため、補過巻位置検出リミットスイッチ３６は、その接点を開いたＯＦＦになる。

主巻上停止ソレノイド３８は、非通電状態になると、主巻ウインチ２６の油圧回路を遮断して主巻ロープ２８の巻き上げを停止させるように設定されている。補巻上停止ソレノイド３９は、非通電状態になると、補巻ウインチ３０の油圧回路を遮断して補巻ロープ３１の巻き上げを停止させるように設定されている。倒伏停止ソレノイド４０は、非通電状態になると、起伏シリンダ２０の油圧回路を遮断してブーム１６の倒伏を停止させるように設定されている。

主過巻位置検出リミットスイッチ３５と補過巻位置検出リミットスイッチ３６とが直列に接続されるライン４３には、主巻上停止ソレノイド３８、補巻上停止ソレノイド３９及び倒伏停止ソレノイド４０のそれぞれに接続されるライン３８ａ，３９ａ，４０ａが分岐して設けられている。また、ライン３９ａには、連結位置検出リミットスイッチ３４が設けられ、この連結位置検出リミットスイッチ３４に対して掛本数切替スイッチ３７が並列に接続されるライン３７ａがライン３９ａから分岐して設けられている。

掛本数切替スイッチ３７は、操作者が１本掛けまたは２本掛けのいずれかの状態を設定可能なＯＮ／ＯＦＦスイッチであり、接点を閉じたＯＮのときには１本掛けの状態に対応し、接点を開いたＯＦＦのときには２本掛けの状態に対応して設定されている。掛本数切替スイッチ３７をＯＮにすると、ライン３９ａは、連結位置検出リミットスイッチ３４のＯＮ／ＯＦＦに関係なくライン３７ａを介して電気的に接続された状態となり、連結位置検出リミットスイッチ３４の切替機能が無効になる。一方、掛本数切替スイッチ３７をＯＦＦにすると、ライン３７ａは、電気的に遮断された状態となり、連結位置検出リミットスイッチ３４の切替機能が有効になる。

このような制御手段４１を備えたアースドリル１１を、図１に示すように、地上付近で２本掛けに掛け替えた後に、掛本数切替スイッチ３７を２本掛けの状態に対応したＯＦＦに、つまり連結位置検出リミットスイッチ３４の切替機能を有効にすると、電気回路は、図３に示すように、主過巻位置検出リミットスイッチ３５及び補過巻位置検出リミットスイッチ３６がそれぞれＯＮの通電状態であるが、連結位置検出リミットスイッチ３４及び掛本数切替スイッチ３７がそれぞれＯＦＦの非通電状態であるから、補巻上停止ソレノイド３９は励磁されずに、補巻ウインチ３０の油圧回路が遮断された状態となり、補巻ロープ３１の巻き上げが規制される。

そこで、巻き上げ操作が可能な主巻ロープ２８を巻き上げてゆくと、図２に示すように、リング部材４２が重錘３４ａに当接するとともに、連結位置検出リミットスイッチ３４がＯＮになって通電状態になる。これにより、補巻上停止ソレノイド３９は励磁されて、補巻ウインチ３０の油圧回路が開いた状態となり、補巻ロープ３１の巻き上げが可能になる。

このように、制御手段４１は、スイベル２９の位置が連結位置検出高さよりも下方にあるときに補巻ロープ３１の巻き上げを規制するので、補巻ロープ３１の巻き上げ動作に起因してスイベル２９がシーブ付き補巻フック３２のシーブ３３に巻き込まれる状態となることを防ぎ、２本掛けによる吊り上げ作業を安全に行うことができる。

ところで、補巻ロープ３１の巻き上げが可能な状態になっても、主巻ロープ２８の巻き上げを継続できるが、押し上げられた重錘３４ａが重錘３５ａに当接すると、主過巻位置検出リミットスイッチ３５がＯＦＦになって非通電状態になる。これにより、主巻上停止ソレノイド３８の励磁が解けて、主巻ウインチ２６の油圧回路が遮断された状態となり、主巻ロープ２８の巻き上げが規制される。ここで、主過巻位置検出リミットスイッチ３５がＯＦＦで非通電状態になることから、同時に補巻ロープ３１の巻き上げやブーム１６の倒伏も規制される。よって、操作者は、各種操作が制限されることにより、主巻ロープ２８が巻き過ぎ状態にあることを確認できる。

また、補巻ロープ３１を巻き上げ可能な状態にして、つまり連結位置検出高さ（重錘３４ａの位置）と主過巻検出高さ（重錘３５ａの位置）との間にリング部材４２を位置させて、補巻ロープ３１を巻き上げてゆくと、シーブ付き補巻フック３２の上部が重錘３６ａに当接するとともに、補過巻位置検出リミットスイッチ３６がＯＦＦになって非通電状態になる。これにより、補巻上停止ソレノイド３９の励磁が解けて、補巻ウインチ３０の油圧回路が遮断された状態となり、補巻ロープ３１の巻き上げが規制される。ここで、補過巻位置検出リミットスイッチ３６がＯＦＦで非通電状態になることから、同時に主巻ロープ２８の巻き上げやブーム１６の倒伏も規制される。また、この状態では、スイベル２９とシーブ付き補巻フック３２のシーブ３３とが互いに接近するものの接触することはない。

このように、主過巻位置検出リミットスイッチ３５及び補過巻位置検出リミットスイッチ３６のそれぞれの検出状態に応じて主巻ロープ２８及び補巻ロープ３１の過剰な巻き上げを規制するので、スイベル２９が主巻シーブ２４及びシーブ付き補巻フック３２のシーブ３３のどちらにも巻き込まれることはなく、吊り上げ作業をより安全に行うことができる。また、これらの規制と同時にブーム１６の倒伏も規制されるので、更に安全が確保される。

２本掛けによるクレーン作業を終えて、再び一本掛けに掛け替える場合には、補巻ロープ３１とスイベル２９との連結を解除して、補巻ロープ３１の尻手に補巻フックを連結するとともに、掛本数切替スイッチ３７を１本掛けの状態に対応したＯＮに、つまり連結位置検出リミットスイッチ３４の切替機能を無効にする。これにより、主過巻位置検出リミットスイッチ３５及び補過巻位置検出リミットスイッチ３６がそれぞれＯＮの通電状態で、かつ、掛本数切替スイッチ３７がＯＮの通電状態であるから、補巻上停止ソレノイド３９は励磁され、補巻ウインチ３０の油圧回路が開いた状態となり、補巻ロープ３１の巻き上げが可能になる。

このように、掛本数切替スイッチ３７の操作によって連結位置検出リミットスイッチ３４の有効／無効を切り替えるので、簡単な回路構成で掛本数の状態に適した安全制御を行うことができる。また、２本掛けに掛け替えるときに、ブーム１６を起仰させた状態で主巻ロープ２８を地上まで巻下げていることから、クレーン作業中の巻き下げを規制するための特別な措置は不要である。

なお、本発明は、前記形態例に限定されるものではなく、各重錘は、主巻ロープや補巻ロープの巻き過ぎを防止できる高さ位置にそれぞれ設ければよく、スイベルやシーブ付き補巻フックの形状に応じて適宜に吊り位置を変更することができる。また、連結位置検出手段はリミットスイッチに限定されず、例えば、非接触式のセンサなどを用いて連結位置を検出してもよい。さらに、制御手段は、ブームの倒伏を規制するとともに平行リンク機構の前傾を規制するように構成してもよく、本発明の範囲内で適宜に変更することができる。

１１…アースドリル、１２…下部走行体、１３…上部旋回体、１３ａ…運転室、１３ｂ…エンジン室、１４…ベースマシン、１５…平行リンク機構、１５ａ…アッパフレーム、１５ｂ…ロアフレーム、１５ｃ…ブームサポート、１６…ブーム、１７…カウンタウエイト、１８…リンクシリンダ、１９…トップシーブブロック、２０…起伏シリンダ、２１…ケリーバ回転駆動装置、２２，２３…シーブ軸、２４…主巻シーブ、２５…補巻シーブ、２６…主巻ウインチ、２７…ガイドシーブ、２８…主巻ロープ、２９…スイベル、３０…補巻ウインチ、３１…補巻ロープ、３２…シーブ付き補巻フック、３３…シーブ、３４…連結位置検出リミットスイッチ、３４ａ…重錘、３５…主過巻位置検出リミットスイッチ、３５ａ…重錘、３６…補過巻位置検出リミットスイッチ、３６ａ…重錘、３７…掛本数切替スイッチ、３７ａ…ライン、３８…主巻上停止ソレノイド、３８ａ…ライン、３９…補巻上停止ソレノイド、３９ａ…ライン、４０…倒伏停止ソレノイド、４１…制御手段、４２…リング部材、４３…ライン

Claims

ベースマシンに設けられたブームの先端部に配置されたシーブ軸に、先端に連結部材を連結した主巻ロープが巻掛けられる主巻シーブと、先端に補巻フックを連結した補巻ロープが巻掛けられる補巻シーブとを回転可能に取り付け、前記補巻ロープの尻手に補巻フックを連結した１本掛けの状態から、シーブ付き補巻フックのシーブに前記補巻ロープを巻掛けるとともに、該補巻ロープの尻手を前記連結部材に連結することにより２本掛けの状態に掛け替え可能なアースドリルにおいて、前記２本掛けの状態にした前記連結部材の高さ方向の位置を検出する連結位置検出手段と、前記連結部材の位置があらかじめ設定された連結位置検出高さよりも下方にあるときに前記補巻ロープの巻き上げを規制する制御手段とを備えたことを特徴とするアースドリル。
前記制御手段は、前記連結部材の高さ方向の位置を検出する主過巻位置検出手段と、前記補巻フックまたは前記シーブ付き補巻フックの高さ方向の位置を検出する補過巻位置検出手段とを備え、前記２本掛けにした状態で、前記連結部材の位置が前記連結位置検出高さよりも上方であって、あらかじめ設定された主過巻検出高さにあるときに前記主巻ロープの巻き上げを規制し、前記シーブ付き補巻フックの位置が前記連結部材よりも下方であって、あらかじめ設定された補過巻検出高さにあるときに前記補巻ロープの巻き上げを規制するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のアースドリル。
前記制御手段は、前記連結位置検出手段の有効／無効を切り替える切替手段を備え、前記２本掛けにするとともに前記切替手段により前記連結位置検出手段を有効にした状態では、前記連結部材の位置が前記連結位置検出高さよりも下方にあるときに前記補巻ロープの巻き上げを規制し、前記１本掛けにするとともに前記切替手段により前記連結位置検出手段を無効にした状態では、前記連結位置検出手段の状態に関係なく、前記補巻フックの位置が前記補過巻検出高さにあるときにのみ前記補巻ロープの巻き上げを規制するように構成されたことを特徴とする請求項２記載のアースドリル。