JPH0631520B2 - 掘削機の貫入力制御装置 - Google Patents

掘削機の貫入力制御装置

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JPH0631520B2
JPH0631520B2 JP62217716A JP21771687A JPH0631520B2 JP H0631520 B2 JPH0631520 B2 JP H0631520B2 JP 62217716 A JP62217716 A JP 62217716A JP 21771687 A JP21771687 A JP 21771687A JP H0631520 B2 JPH0631520 B2 JP H0631520B2
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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、トラッククレーン等の上
部旋回体前部に俯仰動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
を巻取るウインチを有し、かつ、ブーム角度を検出する
角度検出器および俯仰ロープ張力を検出する荷重検出器
を有する掘削機の貫通入力制御装置に関するものであ
る。
(従来技術) ブーム角度を検出する角度検出器および俯仰ロープ張力
を検出する荷重検出器を有するクレーンは公知である。
また上部旋回体前部に俯仰動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
ープを巻取るウインチ機構を有するものとしては連続壁
掘削機、アースドリル等があり、これらは何れもバケッ
ト乃至ケリーバの自重を利用して掘削するものである。
(解決しようとする問題点) しかしブーム角度を検出する角度検出器および俯仰ロー
プ張力を検出する荷重検出器を有するクレーンにおいて
はブーム長さとブーム角度から作業半径を算出し、その
作業半径における機械の吊上げ能力と荷重検出器から求
めた荷重とを比較し、機械の能力以上の荷重を吊った場
合に警報を発し又は停止させるものであり、作業を続行
するためにはオペレータが人為的に安全側に操作してや
る必要があった。
また、バケット乃至ケリーバの自重を利用して掘削する
連続壁掘削機およびアースドリル等においては、バケッ
ト等の掘削装置を接地するまで巻下げる場合巻下げ速度
のコントロールを足踏みブレーキ等により人為的に行う
ので一定の速度にコントロールすることが困難であるこ
と、更にはブレーキ操作手段であるペダルの操作を誤る
とエンジンがオーバーランする恐れもあり、接地後掘削
する場合においては掘削力および掴み量がバケット開閉
力やバケット回転力だけでなく、バケット乃至ケリーバ
の自重によっても影響を受けるため土質の変化、すなわ
ち、負荷変動により掘削速度が変化し、掘削力乃至掴み
量の変化を来たし掘削不能となる場合も生じた。
これを解決するため掘削装置を吊っているロープをウイ
ンチで適宜巻取り、掘削可能な状態に維持する操作を人
為的に行う必要があった。
本発明は上記事実に鑑みなされたものでありその目的は
動力伝達系(ウインチ系)に制動力を与え、得られる掘
削装置支持力と掘削装置重量から貫入力を演算し該貫入
力が設定値と一致するように制御を行うものである。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明ではエンジンの回転をウ
インチに伝える動力伝達系の途中に装着された多板ブレ
ーキの固定ディスクと可動ライニングの圧接力を調整す
るブレーキシリンダと該ブレーキシリンダに供給される
流体の圧力を制御する電油変換弁と該電油変換弁に信号
を送るコントロールユニット等からなるコントロール装
置と動力伝達系(ウインチ系)の制動力を設定するコン
トローラ乃至貫入力設定器と角度検出器および荷重検出
器により検出されたブーム角度および俯仰ロープ張力に
より掘削装置吊上げ時の掘削装置重量および動力伝達系
に制動力を与えた時の掘削装置支持力を演算すると共に
掘削装置重量を記憶し、該掘削装置重量および掘削装置
支持力から貫入力を演算する制御用コンピュータを有し
該貫入力がコントロール装置により予め設定された貫入
力と等しくなるように制御調整可能にしたものである。
(実施例) 以下本発明の実施例を図を用いて説明する。
図中1は上部旋回体で下部走行体2上に旋回可能に装架
されている。上部旋回体1の前部にはブーム3が俯仰動
可能に枢着されており、上部旋回体1の略中央部には巻
上ウインチ9、ブーム俯仰ウインチ10が配設され、後
端寄りにはマスト8が装着されている。
ブーム俯仰ウインチ10から繰り出されたブーム俯仰ロ
ープ5はマスト8に枢着されたベイル6およびブーム3
の先端に一端が取付けられたペンダントロープ4の他端
に取付けられたブライドル7に掛け回され一端がマスト
8に取付けられている荷重検出装置38の他端に連結さ
れている。
巻上ウインチ9から繰り出された巻上ロープ11はブー
ム3の先端部に取付けられたシーブ12,13を介して
掘削装置15の上部に取付けられているシーブ14に掛
け回され、ブーム3の先端部に連結されている。
エンジン16の回転はトルクコンバータ17を介してス
プロケット19に伝達され更にチェーン20、スプロケ
ット21、減速装置22を介して巻上げクラッチ9bあ
るいは巻下げクラッチ9cに伝達される。巻上ウインチ
9のウインチドラム9aは巻上げクラッチ9bあるいは
巻下げクラッチ9cのON,OFFにより正逆回転およ
びフリーを可能にし、巻上げクラッチ9b、巻下げクラ
ッチ9cは操作レバー23によってON,OFF操作さ
れる。またウインチドラム9aにはフートペダル24に
よっ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。
更に本発明ではエンジン16とトルクコンバータ17の
間にギヤ26を設け、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。該油圧ポンプ2
8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とスプロケット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
きさによって多板ブレーキ18の固定ディスクの可動ラ
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によってブレーキシリンダ32に供給される油
圧が制御される。
電油変換弁30は電気信号により圧力制御を行うバルブ
で電気信号を送るコントロールユニット33と連通さ
れ、該コントロールユニット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
ピュータ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がついている。
ブーム3の基端部には、ブーム角度を検出する角度検出
器37が取付けられ、マスト8には俯仰ロープ張力を検
出する荷重検出器38が装着されている。
該角度検出器37の端子と荷重検出器38の端子は制御
用コンピュータ36に接続され、該制御用コンピュータ
36には貫入力設定器39、表示パネル40、設定スイ
ッチ41も接続されている。
貫入力設定器39において設定した貫入力は表示パネル
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。
表示パネル40には貫入力設定値、実際の貫入力、ブー
ム角度等が表示され、設定スイッチ41はロープ掛数、
ブーム長さ等を設定、表示する。
(作用) 次に本発明の作用を説明する。
先ず、設定スイッチ41によりブーム長さ、ロープ掛数
を設定し、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。その場合コント
ローラ35のダイヤル35aを一杯に回して最大制動力
が得られ、最小に絞って制動力は零になるように設定さ
れている。
次に掘削装置15に吊った状態のブーム俯仰ロープ5の
張力Tを荷重検出器38により検出し、予め入力されて
いる掘削装置15を吊っていない時、すなわちブーム自
重によって発生するブーム俯仰ロープ5の張力Tとか
ら次式により掘削装置15の重量Wを制御用コンピュー
タで演算し記憶させる。
ここでW;掘削装置重量 T;掘削装置吊上げ時のブーム俯仰ロープ5の張力 T;掘削装置を吊っていない時のブーム俯仰ロープ5
の張力 H;ブームフートとブーム俯仰ロープ(乃至ペンダン
トロープ)間の最短距離 r;ブームフートと巻上げロープ間の最短距離 R;作業半径(旋回中心から掘削装置中心までの水平距
離) r;旋回中心からブームフートまでの距離 N;ブーム俯仰ロープ掛数 n;巻上げロープ掛数 また作業半径Rは次式にて与えられる。
R=Lcosθ+sinθ+r ここでL;ブーム長さ ;ヘッドシーブ取付位置偏心量 θ;ブーム角度 次にフートペダル24を操作してバンドブレーキ25を
解放し、操作レバー23を巻下げ側に入れると掘削装置
15の自重によりエンジンブレーキが負荷に耐えられず
エンジンがオーバーランしそうになるが、コントローラ
35によりコントロールユニット33に指令を与える
と、該コントロールユニット33から電油変換弁30へ
送られる電気信号により電油変換弁30から多板ブレー
キ18内に設けられたブレーキシリンダ32への圧油の
圧力を制御し、動力伝達系に制動力を与えるため掘削装
置15の上向きに該掘削装置15を支持しようとする力
(掘削装置支持力)Fが作用し、動力巻下げ時、掘削
装置等の重量物によるエンジンのオーバーランを防止す
ることができる。この着底するまでの掘削装置支持力F
は掘削装置重量と釣り合いF=Wとなる。
掘削装置15が着底したら、貫入力設定器39により貫
入力を設定し手動・自動モード切替器34を自動側に切
替えると電油変換弁30には貫通入力設定器39からの
信号がコントロールユニット33を介して伝わり動力伝
達系(ウインチ系)に制動力を与える。この制動力によ
り掘削装置15の上向きには前記同様掘削装置支持力F
が作用し、この場合の掘削装置支持力Fは次式によ
り演算される。
ここでT;多板ブレーキ18で制動した時のブーム俯
仰ロープ5の張力 従って実際の貫入力Fは次式により演算される。
F=W−F 貫入力設定器39により設定された貫入力に許容範囲を
定め実際の貫入力Fがその定められた許容範囲を超えた
場合、あるいはその定められた許容範囲を或る一定時間
以上継続した場合に自動的に停止しその定められた許容
範囲内にある場合は設定貫入力に一致するよう制御しな
がら作業を行なう。
(効果) その結果掘削装置15が着底するまではコントローラ3
5によりコントロールユニット33に指令を与えると該
コントロールユニット33から電油変換弁30への電気
信号により電油変換弁30から多板ブレーキ18への圧
油の圧力が制御され動力伝達系に制動力を与えるため、
エンジンがオーバーランすることなく、一定速度で巻下
げができること、一定のブレーキ力で掘削装置重量によ
り降下するため掘削装置15の着底時においても巻上げ
ロープ11が緩むことなくウインチドラム9aで乱巻を
起こし難く、従ってロープ寿命も延びること、更には土
質の変化すなわち負荷変動があってもブレーキラインプ
ルが一定のため速度が自動的に減速され、最適な掘削状
態を維持する等操作性、作業性において顕著な効果を奏
する。
尚、本実施例では制動力を与えるブレーキとして多板ブ
レーキを用いたが単板ブレーキ、その他種々のブレーキ
に置き換えても可能であること、また本実施例では荷重
検出器としてロープエンド式について説明したが三点ロ
ーラ式でも可能なことは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を採用したクローラクレーンの全体側面
図、第2図は本発明に係る貫入力制御装置を示す図であ
る。 3……ブーム、9……巻上ウインチ、9a……ウインチ
ドラム、9b……巻上げクラッチ、9c……巻下げクラ
ッチ、15……掘削装置、18……多板ブレーキ、28
……油圧ポンプ、30……電油変換弁、32……ブレー
キシリンダ、33……コントロールユニット、34……
手動・自動モード切替器、35……コントローラ、36
……制御用コンピュータ、37……角度検出器、38…
…荷重検出器、39……貫入力設定器、40……表示パ
ネル、41……設定スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石坂 峯 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 関河 正次 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−126822(JP,A) 実開 昭58−129984(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クローラクレーン等の上部旋回体前部に俯
    仰動可能なブームを枢着し、該ブームに角度検出器を取
    付けブームを俯仰動させる俯仰ロープ元付に荷重検出器
    を取付けると共に上部旋回体略中央部にウインチを配設
    し、かつブーム先端より掘削装置を垂下した掘削機にお
    いてウインチを駆動し、かつ、制動するコントロール装
    置と該ウインチの制動力を設定するコントローラおよび
    貫入力設定器を設け更に前記角度検出器および荷重検出
    器により検出されたブーム角度および俯仰ロープ張力に
    より掘削装置吊上げ時の掘削装置重量および動力伝達系
    に制動力を与えた時の掘削装置支持力を演算すると共に
    掘削装置重量を記憶し、該掘削装置重量および掘削装置
    支持力から貫入力を演算する制御用コンピュータを有
    し、該貫入力が予め設定された貫入力と等しくなるよう
    前記コントロール装置により制御調整可能にしたことを
    特徴とする掘削機の貫入力制御装置。
JP62217716A 1987-08-31 1987-08-31 掘削機の貫入力制御装置 Expired - Fee Related JPH0631520B2 (ja)

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