JPH0581716B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、掘削装置をワイヤロープで吊持して
穿孔掘削を行うアースドリルに用いられ、掘削深
度や掘削装置の現在位置を表示して掘削作業を容
易にするアースドリル用掘削深度計に関するもの
である。

〔従来の技術〕

アースドリルは、ウインチから繰り出されてブ
ーム先端のシーブに巻掛けられたワイヤロープで
掘削装置、例えばケリーバの上部を吊持し、ケリ
ーバの下部先端に設けられたバケツトを回転させ
て掘削を行い、バケツトが土砂で一杯になつた時
にバケツトを地上まで引き上げ、クレーンを旋回
させてバケツト中に溜つた土砂を排土する、とい
う動作を何回か繰返して穿孔掘削を行う。

このアースドリルの掘削作業を容易にするため
に、例えば特開昭58−207484号公報に掘削深度を
検出する検出装置が示されている。該検出装置
は、クレーンのブーム先端のシーブ部分にシーブ
の回転数を検出する検出装置を設け、シーブの回
転数をもとにして掘削装置の現在位置（深度等）
をデジタル及びアナログの両メータで表示するも
ので、掘削深度等を設定する設定器を備えて、該
設定器に設定された数値と掘削中の掘削装置の深
度とを照合して適当な時期に警報等を発するよう
にしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上述の検出装置では、掘削装置の
現在位置の表示や掘削装置のフリーホール時のブ
レーキタイミングの警報は行なわれるが、掘削中
の孔の掘削済の深度の設定は１作動の掘削ごと
に、前記メータの表示を読取つて、その都度前記
設定器に入力しなければならなかつた。また１作
動ごとの掘削の終了深度（バケツトが掘削土砂で
一杯になる掘進長さ）は、前記設定器に入力され
た前回掘削済みの深度と現在掘削中の掘削装置の
現在位置（深度）を表示しているメータの数値と
の差を比較計算して行なつていた。そのために計
算間違いやメータの見間違い等の誤操作を生じる
ことがあり、堀り過ぎて掘削装置から溢れた土砂
で孔壁を崩壊して孔の品質を損つたり、また１回
の掘削量が不十分で掘削効率を低下させることが
あつた。

そこで本発明は、作業者に対して、掘削作業に
必要な表示や適切な指示を与えることのできる掘
削深度計を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため本発明は、掘削装置
を吊持したワイヤロープの移動量を検出して掘削
深度を表示するアースドリル用掘削深度計におい
て、掘削する目標深度を設定する目標深度設定器
と、前記ワイヤロープの移動量を検出演算して掘
削装置の現在位置を示す掘削装置位置表示器と、
掘削中の孔の掘削済み深度を表示する掘削深度表
示器と、掘削中の１作動単位の掘進長さを示す１
掘削深度表示器とを設けたことを特徴とする。

〔作用〕

従つて、設定された掘削深度に対して現在どの
程度まで掘削が進行しているか、また掘削済の深
度に対して掘削装置がどの位置にあるのか、さら
に現在掘削中の掘削装置の１作動での掘進量がど
の程度かを容易に確認できて、掘削作業や経験や
カンに頼ることなく行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

まず第１図は、掘削深度計１の表示パネル２で
あつて、掘削する孔の目標深度を設定する目標深
度設定器３と、１作動単位の掘進長さを設定する
１掘削深度設定器４と、掘削装置のケリーバやバ
ケツトの大きさ等を設定するバケツト種別設定器
５等が各種作業条件の設定用として設けられてい
る。

また表示用としては、掘削済の孔の深度を表示
する掘削深度表示器６と、掘削中の１作動掘進長
さを表示する１掘削深度表示器７とがデジタルメ
ータで設けられ、縦方向のバーグラフ状に掘削装
置のバケツトの現在位置（深度）表示８を行う掘
削装置位置表示器９が設けられている。この掘削
装置位置表示器９は、LCDやLEDを深度1m単位
で縦に多段に配置したもので、バケツトの現在位
置表示８を示すとともに、前記掘削深度表示器６
に示された掘削深度表示１０と前回の掘削時に排
土を行うために上昇させたバケツトの上昇高さ、
即ち排土高さ表示１１が合せて行われる。

さらに新たな孔を掘削する際等に掘削深度計１
の初期設定を行うためのリセツトスイツチ１２
と、掘削装置が目標深度に達した時等に警報を発
するブザーあるいはランプ等の信号発生装置１３
が設けられている。また表示パネルの四隅には、
取付け用の孔１４が設けられている。

第２図及び第３図は、前記掘削深度計１が設け
られたアースドリル１５であつて、作業機１６の
前部に設けられたブーム１７先端のシーブ１８
に、ウインチ１９によつて繰り出し、巻上げされ
るワイヤロープ２０を巻き掛け、該ワイヤロープ
２０の先端にケリーバ２１をスイベルジヨイント
２２で回転可能に吊持して、回転駆動装置２３に
より回転させ、ケリーバ２１先端に取付けられた
バケツト２４を回転させて穿孔掘削を行うもの
で、ワイヤロープ２０の繰り出し量を検出する移
動量検出器２５が前記ブーム１７の先端の近傍に
設けられている。

この移動量検出器２５は、前記シーブ１８に固
着され、該シーブ１８の回転に伴つて回転するス
プロケツト２６にチエン２７で検出用スプロケツ
ト２８を接続し、該検出用スプロケツト２８の回
転数をロータリーエンコーダ２９あるいは光電ま
たは電磁スイツチ等により検出して、作業機１６
の運転台１６ａに設けられた掘削深度計１にパル
ス信号３０を出力する。

第４図は掘削深度計１の全体構成を示すブロツ
ク図であつて、電源部４０を有するCPU４１の
入力部４２には、前記ワイヤロープ２０の繰り出
し量を検出する移動量検出器２５、及び前記表示
パネル２に設けられた目標深度設定器３、１掘削
深度設定器４、バケツト種別設定器５、リセツト
スイツチ１２が接続され、さらに表示パネル２以
外の部分に設けられているロープ掛数設定器４
３、シーブ摩耗補正器４４、ケリーバ咬合接近距
離設定器４５等の各種演算用の固定データあるい
は補正用データの入力装置が接続されている。

また出力部４６には、前記表示パネル２にデジ
タル表示をする掘削深度表示器６、１掘削深度表
示器７及び必要に応じて表示される目標深度表示
４７、１掘削深度設定値４８等と、前記掘削装置
位置表示器９にバーグラフ状に表示を行うバケツ
トの現在位置表示８、掘削装置表示１０、排土高
さ表示１１等と、さらに前記信号発生装置１３に
作動信号を送る各種信号表示や信号音の出力部４
９等がそれぞれ接続されている。前記信号音の出
力部４９からの出力信号としては、１掘削深度到
達信号、目標深度到達信号、掘削装置のフリーホ
ール時のブレーキタイミング到達信号等が出力さ
れる。

第５図乃至第９図は、掘削深度計の作用を説明
するフロー図である。

まず第５図は、前記移動量検出部２５のロータ
リーエンコーダ２９のパルス数読込み回路を示す
もので、スタートＳ１の電源投入によりシステム
の初期化が行われＳ２、変数ｎに０が代入される
Ｓ３。ウインチ１９によつてワイヤロープ２０が
繰り出しあるいは巻上げられると掘削装置の上昇
か下降かを検知してＳ４、上昇の場合は変数ｎか
ら１を減算しＳ５、下降の場合は変数ｎに１を加
算するＳ６。そしてリセツトスイツチ１２からの
リセツト信号を受けるＳ７まで変数ｎの加減算が
行われて掘削深度計１のCPU４１に変数ｎの値
が出力される。

次の孔を新規に掘削する等の場合に、リセツト
スイツチ１２が操作され、リセツト信号を受ける
Ｓ７と変数ｎの値を０に戻すＳ３。

次に第６図乃至第９図は、掘削深度計１の
CPU４１の作用を示すもので、スタートＳ１０
は制御電源投入Ｓ１１により行われ、システムが
初期化されＳ１２、次いで前記表示パネルの各設
定器３，４，５に設定された目標深度、１作動長
さ、バケツト種類、及びシーブ補正値等の各種デ
ータが読込まれＳ１３、さらに表示パネル２に表
示するための表示用データがクリヤされるＳ１
４。

次にセンサ異常（設定値の合理性等も含む）を
チエツクされＳ１５、センサ異常の場合は異常表
示を行いＳ１６、リセツトスイツチの操作Ｓ１７
により前記データの読込みＳ１３に戻る。

センサ異常が無い場合は、ワイヤロープ２０の
繰り出し、巻上げ動作による前記移動量検出器２
５からの変数ｎの値を掘削装置先端のバケツト２
４の現在位置に演算して変換しＳ１８、該現在位
置を前記目標深度設定器３に設定された目標深度
と比較してＳ１９目標深度に到達していればラン
プを点灯させてＳ２０作業者に目標深度到達を知
らせる。

この時にランプ点灯とともに別の回路を設けて
掘削の自動停止、即ちバケツト２４の降下停止、
及び回転駆動装置２３の回転停止を行うことも可
能である。

目標深度に到達していなければ、１作動長さが
前記１掘削深度設定器４に設定された設定値と比
較されＳ２１、設定値に到達するとブザー１３を
作動させるＳ２２。またこの時も、前記ランプ点
灯Ｓ２０と同様に掘削の自動停止を行うこともで
きる。

次いでバケツト２４の現在位置が前回の掘削深
度に達しているかを判断しＳ２３、達している場
合には掘削深度表示器６の表示をバケツト２４の
現在位置に更新するとともに、１掘削深度表示器
７に１作動長さの表示を行うＳ２４。この１作動
長さはバケツト２４の現在位置から前回の掘削深
度を減算した値と等しい。

またバケツト２４が前回の掘削深度に達してい
ない場合は、１掘削深度表示器７に０を表示する
Ｓ２５。

前記掘削深度表示器６の表示Ｓ２４とともに、
作業中のバケツト２４の現在位置はメートル単位
で表示パネル２にバーグラフ状に表示されるＳ２
６。

バケツト２４が下降中であつてＳ２７、しかも
バケツト２４の位置がリセツトされた原点より深
くない位置にある場合Ｓ２８、即ち掘削後の排土
のためにバケツト２４を最高高さに上昇させた位
置から下降を開始した時は、バーグラフ上の排土
高さ表示１１（最浅表示即ち最高位置）のみを残
しＳ２９、次回の排土の際の目安とする。

バケツト２４が下降し前回の掘削深度の1m手
前、即ちバーグラフ上のバケツト２４の現在位置
表示８と前回掘削済の掘削深度表示１０が接する
時に掘削深度表示１０を消すＳ３０。

またバケツト２４が下降中には、ケリーバ２１
の咬合する深度位置をバケツト種別設定器５によ
り設定された深度と比較してＳ３１〜Ｓ３３フリ
ーホール時のブレーキタイミングを知らせるため
にランプを点滅させるＳ３４。

データの変更Ｓ３５やリセツトＳ３６をしない
場合は、前記センサ異常のチエツクＳ１５に戻
り、再び変数ｎの値の読取りＳ１８を行い、掘削
作業の停止信号が出されるまでＳ２０またはＳ２
２、あるいはセンサ異常が検知されるまでＳ１５
これを繰返し、ワイヤロープ２０を繰り出してバ
ケツトを下降させ掘削作業を行う。また途中で入
力データの変更Ｓ３５があつた場合は、異常表示
をしてＳ３７、リセツトを促しＳ３８、また別の
孔を掘削するため等でリセツトＳ３６された場合
は、初期データの読込みＳ１３に戻る。

１回の掘削が終了してバケツト２４が上昇して
いるＳ２７場合には、バケツト２４の現在位置が
前回の掘削深度より深い位置にあるかを判断して
Ｓ３９深い位置にある時、即ち前回より深く掘り
進んだ場合は、今回の掘削時の１掘削深度をその
まま１掘削深度表示器７に表示しておきＳ４０、
掘削深度も今回の掘削深度をそのまま掘削深度表
示器６に表示しておくＳ４１。

またバケツト２４が前回の掘削深度より浅い位
置にあるＳ３９場合は、前回の掘削深度の表示を
そのまま残しておくＳ４１。

バーグラフ上の掘削深度表示１０は、そのまま
点灯状態としておきＳ４２、バケツト２４の現在
位置表示８のみ消灯させて移動させる。さらにバ
ケツト２４が上昇を続けて原点より高くなつた場
合Ｓ４３には排土高さ表示１１を行うためのバー
グラフ表示が行われるＳ４４。

バケツト２４の上昇中には、ケリーバ２１の咬
合位置の確認Ｓ３１〜Ｓ３３や入力データの変更
の有無Ｓ３５、リセツトの有無Ｓ３６を確認しな
がら前記下降中と同様にセンサ異常のチエツクＳ
１５から深度の演算Ｓ１８に戻る。

このように構成された掘削深度計は、例えば工
事ごとに設定された目標深度と、現在掘削中の孔
の深度の表示とを比較して掘削作業の進み具合や
掘削装置先端のバケツトが目標深度に達したこと
を容易に確認できて設定された深さの孔が均一に
得られるとともに、バケツトの現在位置（深度）
が表示されるので、孔の掘削済深度との比較が容
易となり、掘削装置のフリーホール時のブレーキ
タイミングを的確に掴むことができて掘削装置の
損傷等の事故を防止できる。

さらに１作動単位の掘進長さを表示するので、
１回当たりの掘削量を正確に把握でき、実際にバ
ケツトが掘り出す土砂の量と比較することにより
１作動単位の掘進長さを調整して掘削場所の土質
に合つた最も効率のよい掘削作業を行うことがで
きる。

上記実施例では、上下に移動する掘削装置の現
在位置と掘削済の孔の深度とを一つのバーグラフ
上で表示するので、掘削装置の位置と孔底との距
離関係を量的に知ることができ、フリーホール操
作からブレーキ操作に移るタイミングがとりやす
くなる。さらに前回の掘削時の土砂の排土高さを
合せて表示したことにより、バツケツトの必要上
昇高さが確認でき、排土時の無駄な上下動操作を
省略できて作業時間の短縮が図れる。

またケリーバの咬合位置や孔底への接近の警報
等を発することにより、前記バーグラフでの表示
と合せて、より安全で効率のよい掘削作業を行う
ことができ、さらにバケツトが目標深度に達した
時に警報等の信号発生と同時に掘削の自動停止を
行えば、より作業効率の向上が図れる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、アースドリル用掘削深
度計に、掘削する目標深度を設定する目標深度設
定器と、掘削中の孔の掘削済み深度を表示する掘
削深度表示器と、掘削装置の現在位置を示す掘削
装置位置表示器と、掘削中の１作動単位の掘進長
さを示す１掘削深度表示器とを設けたから、掘削
が目標深度に達したことを容易に確認でき、設定
された深さの孔が無駄なく均一に得られる。また
現在掘削中の孔の深度とバケツト等の掘削装置の
現在位置の深度の比較が容易となり、フリーホー
ル時のブレーキタイミングを的確に掴むことがで
きて掘削装置の損傷等の事故を防止できる。さら
に１作動単位の掘進長さを表示することにより１
回当たりの掘削量を正確に把握でき、掘削場所の
土質に合つた最も効率のよい掘削作業を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は掘削深度計の表示パネルの正面図、第
２図は掘削深度計を備えたアースドリルの正面
図、第３図は移動量検出器を示す断面図、第４図
は掘削深度計の構成を示すブロツク図、第５図は
移動量検出器の作動を示すフロー図、第６図乃至
第９図は掘削深度計の作動を示すフロー図であ
る。 １……掘削深度計、２……表示パネル、３……
目標深度設定器、４……１掘削深度設定器、５…
…バケツト種別設定器、６……掘削深度表示器、
７……１掘削深度表示器、８……バケツトの現在
位置表示、９……掘削装置位置表示器、１０……
掘削深度表示、１１……排土高さ表示、１２……
リセツトスイツチ、１３……信号発生装置、１５
……アースドリル、１６……作業機、１７……ブ
ーム、１８……シーブ、２０……ワイヤロープ、
２１……ケリーバ、２４……バケツト、２５……
移動量検出器、２９……ロータリーエンコーダ、
４１……CPU。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 掘削装置を吊持したワイヤロープの移動量を
   検出して掘削深度を表示するアースドリル用掘削
   深度計において、掘削する目標深度を設定する目
   標深度設定器と、前記ワイヤロープの移動量を検
   出演算して掘削装置の現在位置を示す掘削装置位
   置表示器と、掘削中の孔の掘削済み深度を表示す
   る掘削深度表示器と、掘削中の１作動単位の掘進
   長さを示す１掘削深度表示器とを設けたことを特
   徴とするアースドリル用掘削深度計。