JPH0380217B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、クローラクレーン、トラツククレ
ーン等の移動式クレーンに垂下された掘削装置の
制御装置において、土質の変化に対応して掘削速
度が自動的に調整されるようにした掘削力制御装
置に関するものである。

［従来の技術］ 移動式クレーンの上部旋回体前部に俯仰可能な
ブームを備え、該ブーム先端より掘削装置を垂下
し、該掘削装置を支持するロープを巻き取るウイ
ンチ機構をを有するものとしては、連続壁掘削
機、アースドリル等が公知であり、これらは何れ
もバケツト乃至ケリーバの自重を利用して掘削す
るものである。

［発明が解決しようとする課題］ これらの掘削機において、掘削装置の貫入力を
制御しようとする場合、一般に、掘削装置を支持
する力（実荷重）と掘削装置の総重量との差を貫
入力として制御しているが、作業現場の土質によ
つて掘削装置と壁面との間の摩擦力にバラツキが
あり、また掘削装置の内部に停留する土の比重も
変化するため、再現性および精度に問題が残り、
一方、掘削速度を制御しようとする場合、土質の
変化に対応することが困難で、効率が劣ることが
ある。

例えば、速度一定制御のとき、軟質地盤に遭遇
しても相変わらず速度一定であると、掘削能力に
余裕が生じても掘削装置の降下速度は変わらない
ので効率は低下するという問題点がある。

一方、速度一定制御のとき、硬質地盤に遭遇し
ても相変わらず速度一定であると、掘削能力が不
足し掘削不能に陥るという問題点がある。

この発明は、上記問題点を解消することを課題
とするものであつて、常時は掘削装置の巻下速度
を一定とし、硬質地盤に遭遇したときは巻下速度
を早め、硬質地盤に遭遇したときは巻下速度を遅
くすることができるようにすることを目的とする
ものである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記課題解決の手段を提供するも
のであつて、クローラクレーン等の巻上ロープに
よつて懸吊された掘削装置の掘削負荷を検出する
負荷電流検出器を備え、該検出器によつて検出さ
れる掘削負荷を、制御用コンピユータにフイード
バツクして予め設定した設定値と比較し、検出さ
れた掘削負荷が設定値より小なるときは設定値に
達するまで掘削装置の巻下速度を早め、設定値の
範囲内となつたときは掘削装置の巻下速度を一定
に保ち、設定値より大となつたときは掘削装置の
巻下速度を緩めるよう制御することができるよう
にしたものである。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図を用いて説明する。

図中３は移動式クレーーンの上部旋回体の前部
に俯仰動可能に枢着されたブーム、８は同じく上
部旋回体の後端寄り装着されたマストである。

９は巻上ウインチであつて、その巻上ドラム９
ａから繰り出された巻上ロープはブーム３の先端
を経て掘削装置１５を懸吊している。

掘削装置１５には、掘削負荷を検出する負荷電
流検出器４２（例えば、ドラムカツタの駆動モー
タの負荷電流を検出する検出器、または適所に設
けられたロードセル等）が備えられ、該負荷検出
器４２は制御用コンピユータ３６に接続されてい
る。

エンジン１６の回転はトルクコンバータ１７を
介してスプロケツト１９に伝達され、更に、チエ
ーン２０、スプロケツト２１、減速装置２２を介
して巻上クラツチ９ｂあるいは巻下クラツチ９ｃ
に伝達される。

巻上ウインチ９のウインチドラム９ａは、巻上
クラツチ９ｂあるいは巻下クラツチ９ｃのON、
OFFにより正逆回転およびフリーを可能にし、
巻上クラツチ９ｂ、巻下クラツチ９ｃは、操作レ
バー２３によつてON、OFF操作される。またウ
インチドラム９ａにはフードペダル２４によつて
人為的に制動されるバンドブレーキ２５が装着さ
れている。

更に、エンジン１６とトルクコンバータ１７の
間にはギヤ２６が設けられ、該ギヤ２６に噛み合
うギヤ２７により油圧ポンプ２８を駆動させてい
る。この油圧ポンプ２８は、管路２９により電油
変換弁３０の入力ポートに連通され、該電油変換
弁３０の出力ポートは、トルクコンバータ１７と
スプロケツト１９の間に設けられた多板ブレーキ
１８のブレーキシリンダ３２に管路３１により連
通されている。

ブレーキシリンダ３２は、作用する油圧の大き
さによつて多板ブレーキ１８の固定デイスクと可
動ライニングの圧接力を変えることが可能であ
り、油圧ポンプ２８とブレーキシリンダ３２の間
に設けられた電油変換弁３０によつてブレーキシ
リンダ３２に供給される油圧が制御され、この油
圧力を一定に保つことにより一定の制動力が得ら
れ掘削装置１５の降下速度を一定に制御すること
ができる。

電油変換弁３０は、電気信号により圧力制御を
行うバルブであつて、電気信号を送るコントロー
ルユニツト３３と連通され、該コントロールユニ
ツト３３は、手動・自動モード切替器３４を介し
て、コントローラ３５および制御用コンピユータ
３６に接続されている。コントローラ３５には、
電圧を任意に調整できるダイヤル３５ａが付いて
いる。

前記制御用コンピユータ３６には掘削負荷設定
器３９、表示パネル４０、設定スイツチ４１が接
続されている。

掘削負荷設定器３９において設定した掘削負荷
は、表示パネル４０に表示されると共に、電油変
換弁３０に送られる電気信号としてコントローラ
３５からの信号と手動・自動モード切替器３４に
より択一的に選択される。

［作用］ 上記実施例を参照しつつ本発明の作用について
説明する。

先ず、掘削負荷設定器３９により最適掘削負荷
の巾を設定し、設定スイツチ４１によりセツトす
る。また、コントローラ３５のダイヤル３５ａを
回して動力伝達系に与える制動力を設定する。そ
の場合、ダイヤル３５ａを一杯に回して最大制動
力が得られ、最小に絞つて制動力はゼロになるよ
うに設定されている。

巻上ドラム９ａからロープを繰り出して掘削装
置１５を巻き下ろし、掘削装置１５が着底して掘
削作業が開始されたら、手動・自動モード切替器
３４を自動側に切り替える。すると、電油変換弁
３０には制御用コンピユータ３６からの信号がコ
ントロールユニツト３３を介して伝わり動力伝達
系（ウインチ系）にブレーキ力の制御指令を与え
ることができる。

このブレーキ力制御指令は、次のようにして与
えられる。

掘削装置１５に備えられた掘削負荷検出器４２
で検出された負荷電流（例えば、ドラムカツタの
負荷電流）は制御用コンピユータ３６にフイード
バツクされ、ここで、掘削負荷設定器３９によつ
て設定された設定値と比較され、掘削負荷が設定
値の下限よりも小さいときは、ブレーキ力を緩め
るような指令値がコントロールユニツト３３から
電油変換弁３０に出力され、ブレーキ力を緩め所
定値に達するまで掘削装置１５の降下速度を早く
する。

掘削負荷が設定値の範囲内に達したときは、ブ
レーキ力を一定に保つような指令値がコントロー
ルユニツト３３から電油変換弁３０に出力され、
ブレーキ力を一定値に保ち掘削装置１５の降下速
度を一定に保つ。

さらに検出負荷が設定値の上限を超えて大きく
なつたときは、ブレーキ力を増すように指令値が
出力され、所定値に達するまで掘削装置１５の降
下速度を遅くする。

実施例においてはブレーキ力の制御により掘削
装置の降下速度を制御しているが、巻上下ドラム
駆動用モータの回転速度を制御するようにしても
よい。

このように、掘削負荷検出器４２からフイード
バツクされる検出負荷を目標とする設定値と比較
し、掘削負荷が設定値に達するまでは掘削装置１
５の降下速度を早め、目標とする設定値の範囲内
に達したときは、掘削装置１５の降下速度を一定
に保ち、一方、検出負荷が設定値を超えて大きく
なつたときは、所定値に達するまで掘削装置１５
の降下速度を遅くするのである。

前記設定値はオペレータが任意に設定すること
ができ、この設定値の下限に達するまでは掘削装
置１５の降下速度を早め、設定値に達した後は地
盤の変化に拘らず掘削装置１５の降下速度を一定
に保つ一定速度制御を行い、掘削負荷が設定値の
上限を超えて大きくなつたときは掘削装置１５の
降下速度を小さくして歯先荷重を所定の値以下と
する歯先荷重制限機能を有するものである。

これにより、土質の変化に拘らず一定の掘削力
が精度よく得られ、例えば、設定値を一定にして
おけば、軟質地盤で掘削抵抗が小さいときは早い
掘削、所定の範囲内では一定速度による掘削、硬
質地盤に遭遇し掘削抵抗が大きくなつたときは緩
やかな掘削速度で掘削作業が行われ、掘削効率と
精度を共に向上させることができる。

［効果］ 本発明によれば、掘削装置の掘削負荷を検出す
る負荷検出器を備え、該負荷検出器によつて検出
される掘削負荷を、制御用コンピユータにフイー
ドバツクして予め設定した設定値と比較し、検出
された掘削負荷が設定値より小なるときは設定値
に達するまで掘削装置の巻下速度を早め、設定値
の範囲内となつたときは掘削装置の巻下速度を一
定に保ち、設定値より大となつたときは掘削装置
の巻下速度を緩めるよう制御するようにしたこと
により、常時すなわち土質の変化が一定の範囲内
であるときは掘削装置の降下速度を一定に保ち、
軟弱地盤では降下速度を早め、一方、地盤が硬く
なり掘削負荷が所定の範囲を超える場合には降下
速度を小さくして歯先荷重を所定の値以下とする
ことができ、また、作業現場の土質によつて掘削
装置と壁面との間に摩擦力にバラツキがあつても
精度よく掘削力を制御することができ、土質の変
化に対応して一定の掘削力を得ることができるの
で、掘削効率と精度を共に向上させることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る掘削力制御装置の説明図で
ある。 ３：ブーム、９：巻上ウインチ、９ａ：ウイン
チドラム、９ｂ：巻上クラツチ、９ｃ：巻下クラ
ツチ、１５：掘削装置、１８：多板ブレーキ、２
８：油圧ポンプ、３０：電油変換弁、３２：ブレ
ーキシリンダ、３３：コントロールユニツト、３
４：手動・自動モード切替器、３５：コントロー
ラ、３６：制御用コンピユータ、３９：掘削負荷
設定器、４０：表示パネル、４１：設定スイツ
チ、４２：掘削負荷検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クローラクレーン等の巻上ロープによつて懸
   吊された掘削装置の掘削負荷を検出する負荷検出
   器を備え、該負荷検出器によつて検出される掘削
   負荷を、制御用コンピユータにフイードバツクし
   て予め設定した設定値と比較し、検出された掘削
   負荷が設定値より小なるときは、設定値に達する
   まで掘削装置の巻下速度を早めるよう制御するこ
   とを特徴とする掘削機の掘削力制御装置。 ２ クローラクレーン等の巻上ロープによつて懸
   吊された掘削装置の掘削負荷を検出する負荷検出
   器を備え、該負荷検出器によつて検出される掘削
   負荷を、制御用コンピユータにフイードバツクし
   て予め設定した設定値と比較し、常時は一定巻下
   速度で掘削装置を降下させ、前記負荷検出器によ
   つて検出される掘削負荷が予め設定した設定値よ
   り小となつたときは、設定値に達するまで掘削装
   置の巻下速度を早めるよう制御することを特徴と
   する掘削機の掘削力制御装置。 ３ クローラクレーン等の巻上ロープによつて懸
   吊された掘削装置の掘削負荷を検出する負荷検出
   器を備え、該負荷検出器によつて検出される掘削
   負荷を、制御用コンピユータにフイードバツクし
   て予め設定した設定値と比較し、検出された掘削
   負荷が設定値より大となつたときは、掘削装置の
   巻下速度を緩めるよう制御することを特徴とする
   掘削機の掘削力制御装置。 ４ クローラクレーン等の巻上ロープによつて懸
   吊された掘削装置の掘削負荷を検出する負荷検出
   器を備え、該負荷検出器によつて検出される掘削
   負荷を、制御用コンピユータにフイードバツクし
   て予め設定した設定値と比較し、常時は一定巻下
   速度で掘削装置を降下させ、前記負荷検出器によ
   つて検出される掘削負荷が予め設定した設定値よ
   り大となつたときは、設定値に達するまで掘削装
   置の巻下速度を緩めるよう制御することを特徴と
   する掘削機の掘削力制御装置。 ５ クローラクレーン等の巻上ロープによつて懸
   吊された掘削装置の掘削負荷を検出する負荷検出
   器を備え、該負荷検出器によつて検出される掘削
   負荷を、制御用コンピユータにフイードバツクし
   て予め設定した設定値と比較し、検出された掘削
   負荷が設定値の範囲内であるときは、掘削装置の
   巻下速度を一定に保つよう制御することを特徴と
   する掘削機の掘削力制御装置。 ６ クローラクレーン等の巻上ロープによつて懸
   吊された掘削装置の掘削負荷を検出する負荷検出
   器を備え、該負荷検出器によつて検出される掘削
   負荷を、制御用コンピユータにフイードバツクし
   て予め設定した設定値と比較し、検出された掘削
   負荷が設定値より小なるときは設定値に達するま
   で掘削装置の巻下速度を早め、設定値の範囲内と
   なつたときは掘削装置の巻下速度を一定に保ち、
   設定値より大となつたときは掘削装置の巻下速度
   を緩めるよう制御することを特徴とする掘削機の
   掘削力制御装置。