(57)【要約】【課題】輸送時の分解、組立の安定性や効率性が高く、かつ、メンテナンス性も良好な杭打機及びアースドリルの施工管理装置を提供する。【解決手段】施工管理装置４１は、検出手段４２と制御装置４３との間にネットワークを用いた通信手段が設けられ、該通信手段は、ネットワークの母線をなす上位通信線４５と、該上位通信線に接続された複数の中継装置４６，４７，４８と、該中継装置と検出手段との間を接続するデバイス通信線５０とを備え、複数の中継装置の一つは、上位通信線との接続を解除した状態で、リーダ１５に対してオーガ２８と一体で着脱可能なオーガ側中継装置４７である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンの前部に起伏可能に設けられたリーダと、該リーダの前面に沿って昇降可能かつ着脱可能に設けられたオーガとを備えた杭打機に実装され、前記リーダ及び前記オーガにそれぞれ設けられた検出手段からの信号に基づいて施工するための施工管理プログラムを実行する制御装置と、前記施工管理プログラムの実行結果を表示するディスプレイとを備えた杭打機の施工管理装置において、該施工管理装置は、前記検出手段と前記制御装置との間にネットワークを用いた通信手段が設けられ、該通信手段は、前記ネットワークの母線をなす上位通信線と、該上位通信線に接続された複数の中継装置と、該中継装置と前記検出手段との間を接続するデバイス通信線とを備え、前記複数の中継装置の一つは、前記上位通信線との接続を解除した状態で、前記リーダに対して前記オーガと一体で着脱可能なオーガ側中継装置であることを特徴とする杭打機の施工管理装置。
【請求項２】
ベースマシンの前部に複数のリーダ部材を互いに着脱可能に連結して起伏可能に設けられたリーダと、該リーダの前面に沿って昇降可能に設けられたオーガとを備えた杭打機に実装され、前記リーダ及び前記オーガにそれぞれ設けられた検出手段からの信号に基づいて施工するための施工管理プログラムを実行する制御装置と、前記施工管理プログラムの実行結果を表示するディスプレイとを備えた杭打機の施工管理装置において、該施工管理装置は、前記検出手段と前記制御装置との間にネットワークを用いた通信手段が設けられ、該通信手段は、前記ネットワークの母線をなす上位通信線と、該上位通信線に接続された複数の中継装置と、該中継装置と前記検出手段との間を接続するデバイス通信線とを備え、前記複数の中継装置の一つは、前記上位通信線との接続を解除した状態で、前記複数のリーダ部材の隣り合う一方のリーダ部材に対して他方のリーダ部材と一体で着脱可能なリーダ側中継装置であることを特徴とする杭打機の施工管理装置。
【請求項３】
前記中継装置は、前記上位通信線との接続を行った状態で、前記検出手段の状態に基づいて警報すべき状態であるか否かを監視し、警報すべき状態であるときはその状態に対応した監視出力を出力するデバイス監視部を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の杭打機の施工管理装置。
【請求項４】
前記中継装置と前記検出手段との間をＩＯ−Ｌｉｎｋ（登録商標）で通信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の杭打機の施工管理装置。
【請求項５】
ベースマシンの前部に起伏可能に設けられたブームと、該ブームに回転可能かつ昇降可能に吊持されたケリーバと、前記ベースマシンの前部に設けられたフロントフレームに着脱可能に支持されて前記ケリーバを回転駆動するケリードライブとを備えたアースドリルに実装され、前記ブーム及び前記ケリードライブにそれぞれ設けられた検出手段からの信号に基づいて施工するための施工管理プログラムを実行する制御装置と、前記施工管理プログラムの実行結果を表示するディスプレイとを備えたアースドリルの施工管理装置において、該施工管理装置は、前記検出手段と前記制御装置との間にネットワークを用いた通信手段が設けられ、該通信手段は、前記ネットワークの母線をなす上位通信線と、該上位通信線に接続された複数の中継装置と、該中継装置と前記検出手段との間を接続するデバイス通信線とを備え、前記複数の中継装置の一つは、前記上位通信線との接続を解除した状態で、前記フロントフレームに対して前記ケリードライブと一体で着脱可能なケリードライブ側中継装置であることを特徴とするアースドリルの施工管理装置。
【請求項６】
ベースマシンの前部に複数のブーム部材を互いに着脱可能に連結して起伏可能に設けられたブームと、該ブームに回転可能かつ昇降可能に吊持されたケリーバと、前記ベースマシンの前部に設けられたフロントフレームに着脱可能に支持されて前記ケリーバを回転駆動するケリードライブとを備えたアースドリルに実装され、前記ブーム及び前記ケリードライブにそれぞれ設けられた検出手段からの信号に基づいて施工するための施工管理プログラムを実行する制御装置と、前記施工管理プログラムの実行結果を表示するディスプレイとを備えたアースドリルの施工管理装置において、該施工管理装置は、前記検出手段と前記制御装置との間にネットワークを用いた通信手段が設けられ、該通信手段は、前記ネットワークの母線をなす上位通信線と、該上位通信線に接続された複数の中継装置と、該中継装置と前記検出手段との間を接続するデバイス通信線とを備え、前記複数の中継装置の一つは、前記上位通信線との接続を解除した状態で、前記複数のブーム部材の隣り合う一方のブーム部材に対して他方のブーム部材と一体で着脱可能なブーム側中継装置であることを特徴とするアースドリルの施工管理装置。
【請求項７】
前記中継装置は、前記上位通信線との接続を行った状態で、前記検出手段の状態に基づいて警報すべき状態であるか否かを監視し、警報すべき状態であるときはその状態に対応した監視出力を出力するデバイス監視部を備えていることを特徴とする請求項５又は６記載のアースドリルの施工管理装置。
【請求項８】
前記中継装置と前記検出手段との間をＩＯ−Ｌｉｎｋ（登録商標）で通信することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項記載のアースドリルの施工管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭打機及びアースドリルの施工管理装置に関し、詳しくは、リーダに沿って昇降するオーガにより鋼管杭や中空ロッドなどの施工部材を回転させながら地中に圧入する杭打機及び掘削装置を装着したケリーバを回転させながら地中に押し込んで杭孔を形成するアースドリルの施工管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼管杭の埋設や地盤改良などが行われる施工現場では、大型の杭打機やアースドリルなどの建設機械が用いられており、これらを輸送する際には、上部旋回体からリーダやブームなどの重量物を取り外してベースマシンとは別々に輸送するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。また、輸送コストの低減や杭打ち作業を行う現場の多様化に円滑に対応できるように、リーダを輸送に適した長さの複数のリーダ部材に分解したり、リーダの長さを標準仕様と短尺仕様とに効率よく組み換える方法が開発されている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、オーガなどの作業装置をリーダに着脱する方法やそれらをサポートする治具も開発されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
一方、このような建設機械には、各種工法を制御するための施工管理プログラムを記憶した施工管理装置を搭載している。この施工管理装置は、鋼管杭や中空ロッドなどの施工部材を地中に圧入する場合に、運転室内に設けた制御装置（コントロールボックス）によって施工管理プログラムを実行させて、リーダやオーガなどの各種部品に設けた複数のセンサ、例えば、エンコーダを使用した深度センサ、オーガのトルクを圧力又は電流で検出するトルクセンサ、オーガの回転パルスを検出する回転センサなどから各データを得るとともに、各データから、深度、速度、トルク、回転数などを求めてディスプレイに表示させ、メモリに記録しながら施工を行っている。これにより、オペレータは、各測定部位の動作状態を把握したり、動作状態に基づいてタッチパネルの操作により施工に関する各種情報を入力したりすることができる（例えば、特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１９９３４５号公報
【特許文献２】特開２０１０−４７９９５号公報
【特許文献３】特開２０１７−１６６１９６号公報
【特許文献４】特開２００５−２１３９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、施工管理装置を機能させるには、現場でリーダやオーガなどの各種部品を組み立てた後に、複数のセンサと制御装置との間に対応する通信線をそれぞれ接続する必要があるので、長くて本数の多い通信線の接続に多大な手間を要していた。特に、ユーザー独自の工法により測定部位が増加すると、これに伴い通信線の本数も増加し、その上、通信線のノイズが増して検出値の誤差も生じやすくなるので、故障箇所や故障原因の特定にも時間を要し、メンテナンス性を低下させるといった課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、輸送時の分解、組立の安定性や効率性が高く、かつ、メンテナンス性も良好な杭打機及びアースドリルの施工管理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の杭打機の施工管理装置は、ベースマシンの前部に起伏可能に設けられたリーダと、該リーダの前面に沿って昇降可能かつ着脱可能に設けられたオーガとを備えた杭打機に実装され、前記リーダ及び前記オーガにそれぞれ設けられた検出手段からの信号に基づいて施工するための施工管理プログラムを実行する制御装置と、前記施工管理プログラムの実行結果を表示するディスプレイとを備えた杭打機の施工管理装置において、該施工管理装置は、前記検出手段と前記制御装置との間にネットワークを用いた通信手段が設けられ、該通信手段は、前記ネットワークの母線をなす上位通信線と、該上位通信線に接続された複数の中継装置と、該中継装置と前記検出手段との間を接続するデバイス通信線とを備え、前記複数の中継装置の一つは、前記上位通信線との接続を解除した状態で、前記リーダに対して前記オーガと一体で着脱可能なオーガ側中継装置であることを特徴としている。
【０００８】
また、ベースマシンの前部に複数のリーダ部材を互いに着脱可能に連結して起伏可能に設けられたリーダと、該リーダの前面に沿って昇降可能に設けられたオーガとを備えた杭打機に実装され、前記リーダ及び前記オーガにそれぞれ設けられた検出手段からの信号に基づいて施工するための施工管理プログラムを実行する制御装置と、前記施工管理プログラムの実行結果を表示するディスプレイとを備えた杭打機の施工管理装置において、該施工管理装置は、前記検出手段と前記制御装置との間にネットワークを用いた通信手段が設けられ、該通信手段は、前記ネットワークの母線をなす上位通信線と、該上位通信線に接続された複数の中継装置と、該中継装置と前記検出手段との間を接続するデバイス通信線とを備え、前記複数の中継装置の一つは、前記上位通信線との接続を解除した状態で、前記複数のリーダ部材の隣り合う一方のリーダ部材に対して他方のリーダ部材と一体で着脱可能なリーダ側中継装置であることを特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明のアースドリルの施工管理装置は、ベースマシンの前部に起伏可能に設けられたブームと、該ブームに回転可能かつ昇降可能に吊持されたケリーバと、前記ベースマシンの前部に設けられたフロントフレームに着脱可能に支持されて前記ケリーバを回転駆動するケリードライブとを備えたアースドリルに実装され、前記ブーム及び前記ケリードライブにそれぞれ設けられた検出手段からの信号に基づいて施工するための施工管理プログラムを実行する制御装置と、前記施工管理プログラムの実行結果を表示するディスプレイとを備えたアースドリルの施工管理装置において、該施工管理装置は、前記検出手段と前記制御装置との間にネットワークを用いた通信手段が設けられ、該通信手段は、前記ネットワークの母線をなす上位通信線と、該上位通信線に接続された複数の中継装置と、該中継装置と前記検出手段との間を接続するデバイス通信線とを備え、前記複数の中継装置の一つは、前記上位通信線との接続を解除した状態で、前記フロントフレームに対して前記ケリードライブと一体で着脱可能なケリードライブ側中継装置であることを特徴としている。
【００１０】
また、ベースマシンの前部に複数のブーム部材を互いに着脱可能に連結して起伏可能に設けられたブームと、該ブームに回転可能かつ昇降可能に吊持されたケリーバと、前記ベースマシンの前部に設けられたフロントフレームに着脱可能に支持されて前記ケリーバを回転駆動するケリードライブとを備えたアースドリルに実装され、前記ブーム及び前記ケリードライブにそれぞれ設けられた検出手段からの信号に基づいて施工するための施工管理プログラムを実行する制御装置と、前記施工管理プログラムの実行結果を表示するディスプレイとを備えたアースドリルの施工管理装置において、該施工管理装置は、前記検出手段と前記制御装置との間にネットワークを用いた通信手段が設けられ、該通信手段は、前記ネットワークの母線をなす上位通信線と、該上位通信線に接続された複数の中継装置と、該中継装置と前記検出手段との間を接続するデバイス通信線とを備え、前記複数の中継装置の一つは、前記上位通信線との接続を解除した状態で、前記複数のブーム部材の隣り合う一方のブーム部材に対して他方のブーム部材と一体で着脱可能なブーム側中継装置であることを特徴としている。
【００１１】
さらに、前記中継装置は、前記上位通信線との接続を行った状態で、前記検出手段の状態に基づいて警報すべき状態であるか否かを監視し、警報すべき状態であるときはその状態に対応した監視出力を出力するデバイス監視部を備えていることを特徴とし、前記中継装置と前記検出手段との間をＩＯ−Ｌｉｎｋで通信することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の検出手段による検出の結果が中継装置を介して間接的に制御装置に伝達されるので、検出手段と中継装置との間の短距離の配線は検出手段と同数のデバイス通信線が必要になるものの、中継装置と制御装置との間の長距離の配線には１本の上位通信線で済ませることが可能となり、検出手段と制御装置との間の通信線を簡素化して配線作業を容易に行うことができる。また、複数の中継装置を、杭打機であればリーダやオーガに、アースドリルであればブームやケリードライブに分散して配置するとともに、これらと一体で着脱可能に形成しているので、各種部品の分解、組立時にデバイス通信線の配線作業を要せず、上位通信線の配線作業のみで済ませることが可能となり、施工管理装置のネットワーク接続の解除と復元を効率よく安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１形態例を示す施工管理装置を備えた杭打機の側面図である。
【図２】施工管理装置の構成全体を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２形態例を示す施工管理装置を備えたアースドリルの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、図１は、本発明の第１形態例における施工管理装置を備えた杭打機の作業時の状態を示している。この杭打機１１は、クローラ１２ａを備えた下部走行体１２と、該下部走行体１２上に旋回可能に設けられた上部旋回体１３とで構成されたベースマシン１４と、上部旋回体１３の前部に起伏可能に設けられたリーダ１５と、該リーダ１５を後方から支持するリーダ用の起伏シリンダ１６とを備えている。また、上部旋回体１３の前部には、リーダ１５を起伏可能に支持するフロントブラケット１７が設けられ、上部旋回体１３の前部上方には、油圧配管を支持する配管支持部材１８が設けられている。さらに、上部旋回体１３の右側部には運転室１９が、左側部にはエンジンや油圧ユニットを収納した機器室２０がそれぞれ設けられている。
【００１５】
リーダ１５は、前記フロントブラケット１７に設けられたベースマシン幅方向の支軸２１に回動可能に取り付けられた下部リーダ２２と、該下部リーダ２２の上部に連結される中間リーダ２３と、該中間リーダ２３の上部に連結される上部リーダ２４とに分割形成され、さらに、中間リーダ２３は、中間第１部材２３ａと中間第２部材２３ｂとに分割形成され、上部リーダ２４は、上部第１部材２４ａと上部第２部材２４ｂとに分割形成されている。これらの各リーダ部材は、それぞれボルト・ナットを使用したフランジ部材によって着脱可能に連結されている。
【００１６】
起伏シリンダ１６のシリンダロッド１６ａの先端部と中間リーダ２３とは、中間第２部材２３ｂの後面に設けられたシリンダブラケット２３ｃに接続ピンを介して回動可能に連結されている。また、上部リーダ２４の上端部にはトップシーブブロック２５が、下部リーダ２２の下端部に設けられた駆動スプロケット用カバー２６には下部ガイド２７がそれぞれ装着されており、リーダ１５の前面にはオーガ２８が昇降可能に装着されるとともに、該オーガ２８を昇降させるためのチェーン式の昇降装置２９が設けられている。
【００１７】
オーガ２８は、リーダ１５の両側に設けられた一対のガイドパイプ３０をオーガ２８の後部側に設けた左右一対の上部ガイドギブ３１及び下部ガイドギブ３２で把持した状態でリーダ１５に沿って昇降するもので、オーガ２８の上下には、下部リーダ２２の下端部に設けられた駆動スプロケット３３と、前記上部リーダ２４の上端部に設けられた従動スプロケット３４との間に架け渡された昇降チェーン３５の両端がそれぞれ取り付けられている。チェーン式の昇降装置２９は、駆動スプロケット３３をオーガ昇降用油圧モータによって駆動し、該駆動スプロケット３３と従動スプロケット３４とに掛け回された昇降チェーン３５を上下方向に移動させることにより、リーダ１５に沿ってオーガ２８を昇降させるもので、上部リーダ２４の上端部には、従動スプロケット３４から昇降チェーン３５が外れることを防止するためのチェーンカバー３６が取り付けられている。
【００１８】
また、オーガ２８は、ドライブロッド３７を回転可能かつ軸方向に移動可能に挿通し、ドライブロッド３７の角軸部をオーガ２８の下側に設けられたチャック装置３８に係合させてドライブロッド３７の軸方向の移動を規制した状態で、出力機構３９をオーガ駆動用油圧モータで駆動させることによってドライブロッド３７を回転させる。
【００１９】
この杭打機１１を鋼管杭の埋設を目的として使用する場合には、施工部材に鋼管杭が使用される。鋼管杭は、ドライブロッド３７の下端に設けられたキャップロッド４０を介して連結され、ドライブロッド３７を回転させながらオーガ２８を降下させることによって地中に圧入される。また、杭打機１１を地盤改良を目的として使用する場合には、施工部材に中空ロッドが使用される。中空ロッドは、上端がオーガ２８の上方でスイベル（図示せず）と連結されるとともに下端が撹拌ロッド（図示せず）と連結される。この中空ロッドを回転させながら、中空ロッドを通じて撹拌ロッドの先端から噴射したセメントミルクなどの地盤改良剤が地盤内に注入される。
【００２０】
また、杭打機１１は、リーダ１５をベースマシン上方に倒伏させて、輸送姿勢とすることができるが、輸送トラックなどの荷台寸法や積載質量の制限により、リーダ１５を分解したり、オーガ２８を取り外したりする必要がある場合や、建屋内などの高さ制限のある場所で杭打ち作業を行うために、リーダ１５を標準の長尺仕様（図１）から短尺仕様に組み換えて使用する場合がある。このとき、リーダ１５及びオーガ２８の取り外しについては周知の方法が用いられる。
【００２１】
次に、杭打機１１に適用した本発明の施工管理装置を図１及び図２を参照しながら説明する。図２は施工管理装置の構成全体を示したブロック図である。この施工管理装置４１は、大きく分けて、ベースマシン１４、リーダ１５及びオーガ２８にそれぞれ設けられ杭打機１１の作業状態を監視する複数の検出手段４２と、運転室１９内に設けられ各検出手段４２からの検出信号やオペレータによって入力された情報に基づいて、既製杭工法、場所打ち杭工法又は地盤改良工法を施工するための施工管理プログラムを実行する制御装置４３と、オペレータが施工管理プログラムの処理結果を確認したり、データ入力などを行うタッチパネル式のディスプレイ４４とから構成されている。
【００２２】
また、各検出手段４２と制御装置４３との間には、ネットワークを用いた通信手段が設けられている。この通信手段は、上位ネットワークの母線をなし産業用イーサネット（登録商標、以下同じ）として周知の通信方式、例えば、ＰＲＯＦＩＮＥＴ（登録商標、以下同じ）による通信方式とする通信を行うための上位通信線４５と、該上位通信線４５に接続された複数の中継装置である第１中継装置４６（本発明のリーダ側中継装置）、第２中継装置４７（本発明のオーガ側中継装置）、第３中継装置４８及びスイッチングハブ４９と、各中継装置４６〜４８と検出手段４２との間を後述するＩＯ−Ｌｉｎｋによる通信で接続するためのデバイス通信線５０とから構成されている。
【００２３】
制御装置４３は、各種演算処理を行うＣＰＵと、各種施工データや施工管理プログラムを記憶するＲＡＭやＦＲＡＳＨ  ＲＯＭなどの記憶手段と、一端がスイッチングハブ４９の上位通信ポート４９ａに接続されたスイッチ上位通信線４５ａの他端が接続されるハブ側インターフェース４３ａとを備えている。ＣＰＵの演算処理によって施工管理プログラムを実行すると施工データが作成され、スイッチングハブ４９の上位通信ポート４９ｂに接続されたディスプレイ４４に表示される。また、制御装置４３は、印刷手段であるプリンタ５１や記憶手段であるＵＳＢメモリ５２などによって施工データを印字、記憶するための通信機が接続されるＵＳＢインターフェース４３ｂ，４３ｃも備えている。
【００２４】
各中継装置４６〜４８は、制御装置４３を含む上位ネットワークと検出手段４２との間でデータの中継が可能な複数の通信ポートを備えた箱形状のハブであり、第１中継装置４６はリーダ１５の中間部に、具体的には上部第１部材２４ａの下部側面に、第２中継装置４７はオーガ２８の側面に、第３中継装置４８は上部旋回体１３の機器室２０内に取付座（図示せず）を介してそれぞれ螺着されている。そして、スイッチングハブ４９及び第１中継装置４６の各上位通信ポート４９ｃ，４６ａに第１上位通信線４５ｂが、第１中継装置４６及び第２中継装置４７の各上位通信ポート４６ｂ，４７ａに第２上位通信線４５ｃが、スイッチングハブ４９及び第３中継装置４８の各上位通信ポート４９ｄ，４８ａに第３上位通信線４５ｄが、スイッチングハブ４９と制御装置４３との間にスイッチ上位通信線４５ａがそれぞれ接続されることによって上位ネットワークが構成され、各中継装置４６〜４８は制御装置４３のスレーブとして動作する。
【００２５】
また、各中継装置４６〜４８は、対応する各上位通信線４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄとの接続を行った状態で、検出手段４２の状態に基づいて警報すべき状態であるか否かを監視し、警報すべき状態であるときはその状態に対応した監視出力を出力するデバイス監視部４６ｃ，４７ｂ，４８ｂをそれぞれ備えている。警報すべき状態とは、検出手段４２の故障や、デバイス通信線５０の断線、短絡、通信ポートに対する離脱及び接続間違いなどによって施工管理プログラムを正常に実行することができず、検出手段４２の機能や通信の回復を必要とする状態である。例えば、デバイス通信線５０が断線した場合には、対応する中継装置４６〜４８のデバイス監視部４６ｃ，４７ｂ，４８ｂから断線状態である信号が制御装置４３を経由してディスプレイ４４に出力される。この出力結果に基づいて、オペレータはディスプレイ４４に表示されたメッセージによって故障個所や故障原因を特定する。
【００２６】
検出手段４２は、制御装置４３の制御対象となるデバイスである。検出手段４２としては、出力系のデバイス及び入力系のデバイスを適用できる。入力系のデバイスとしては、近接センサや操作スイッチなどが挙げられ、出力系のデバイスとしては、アクチュエータやモータなどが挙げられる。また、アクチュエータやモータなどの駆動電流を制御するための変換手段５３などもデバイスとすることができる。検出手段４２及び変換手段５３は、測定部位であるリーダ１５、オーガ２８及びベースマシン１４に取り付けられているため、これらの近傍に配置した各中継装置４６〜４８の対応するデバイス通信ポートにデバイス通信線５０を介してそれぞれ接続され、ＩＯ−Ｌｉｎｋによる通信が行われる。
【００２７】
ＩＯ−Ｌｉｎｋは、ＩＥＣ６１１３１−９において「Single-drop digital communication interface for small sensors and actuators」（ＳＤＣＩ）という名称で規格化された比較的に新しいセンサ・インターフェース（デバイス通信プロトコル）である。小型のセンサ（本発明の検出手段４２）などをケーブル（本発明のデバイス通信線５０）１本で接続でき、これらの情報をハブ機能をなすＩＯ−Ｌｉｎｋマスタ（本発明の各中継装置４６〜４８）を経由してプログラマブルコントローラ（本発明の制御装置４３）に集約できる。また、同一ケーブルで電源が供給できるので、省配線化を図ることもできる。
【００２８】
ＩＯ−Ｌｉｎｋを利用することにより、オン／オフ信号（１ビット）以外の情報、例えば、３２バイト（２５６ビット）の数値データを取得することができるので、デバイスのＩＤ、リビジョン、シリアルＮｏといった識別情報や、検出余裕度や内部温度などの診断情報を取得することができる。したがって、ＩＯ−Ｌｉｎｋマスタの制御部（本発明のデバイス監視部４６ｃ，４７ｂ，４８ｂ）でこれらの情報を取り扱うことができるようになり、不具合原因の究明に役立つほか、製品寿命の診断、経年劣化に応じたしきい値の変更などが可能になる。そこで、以下では、各中継装置４６〜４８にＩＯ−Ｌｉｎｋで接続される検出手段４２及び変換手段５３の構成とその機能について具体的に説明する。
【００２９】
第１中継装置４６は、複数のデバイス通信ポート４６ｄ，４６ｅを備えており、オーガ２８の昇降による深度を測定する深度センサ５４が深度センサ通信線５０ａを介してデバイス通信ポート４６ｄに接続されている。深度センサ５４は、従動スプロケット３４の回転角度をエンコーダで検出するものである。検出された信号は第１中継装置４６及びスイッチングハブ４９を経由して制御装置４３に伝達され、回転角度及びスプロケット径に基づいて深度及び昇降速度が算出される。
【００３０】
また、リーダ１５の前後左右の傾斜角度を測定する傾斜センサ５５が傾斜センサ通信線５０ｂを介してデバイス通信ポート４６ｅに接続されている。傾斜センサ５５は、周知の振り子式又はフロート式の傾斜センサをリーダ１５の側面に設けたものである。傾斜センサ５５によって検出された信号はリーダ傾斜角度として第１中継装置４６及びスイッチングハブ４９を経由して制御装置４３に伝達される。
【００３１】
第２中継装置４７は、複数のデバイス通信ポート４７ｃ，４７ｄ，４７ｅを備えており、施工部材の回転数を測定する回転センサ５６が回転センサ通信線５０ｃを介してデバイス通信ポート４７ｃに接続されている。回転センサ５６は、出力機構３９の歯車の歯を近接センサで検出し、そのパルス信号をカウントするものである。回転センサ５６によって検出された信号は第２中継装置４７、第１中継装置４６及びスイッチングハブ４９を経由して制御装置４３に伝達され、累計カウントに基づいて積算回転数及び回転速度が算出される。
【００３２】
また、施工部材のトルクを測定するトルクセンサ５７がトルクセンサ通信線５０ｄを介してデバイス通信ポート４７ｄに接続されている。トルクセンサ５７は、オーガ駆動用油圧モータの油圧回路の供給側と電磁比例弁５８の油圧回路の二次側とにそれぞれ圧力センサを設け、各圧力センサによってオーガ駆動用油圧モータの作動圧力及び制御圧力を検出するものである。トルクセンサ５７によって検出された信号は第２中継装置４７、第１中継装置４６及びスイッチングハブ４９を経由して制御装置４３に伝達され、圧力及びオーガ駆動用油圧モータの容量に基づいて施工トルクが算出される。さらに、電磁比例弁５８の駆動電流を制御する変換器５９が変換器通信線５０ｅを介してデバイス通信ポート４７ｅに接続されている。これにより、オーガ駆動用油圧モータの制御圧力が調節される。
【００３３】
第３中継装置４８は、複数のデバイス通信ポート４８ｃ，４８ｄ，４８ｅ，４８ｆを備えており、オーガ２８の昇降による施工部材の圧入、引抜きに要する力を測定する昇降力センサ６０が昇降力センサ通信線５０ｆを介してデバイス通信ポート４８ｃに接続されている。昇降力センサ６０は、オーガ昇降用油圧モータの油圧回路の上昇側と下降側とにそれぞれ圧力センサを設け、各圧力センサによってオーガ昇降用油圧モータの作動圧力を検出するものである。昇降力センサ６０によって検出された信号は第３中継装置４８及びスイッチングハブ４９を経由して制御装置４３に伝達され、圧力に基づいて昇降力（圧入・引抜）が算出される。
【００３４】
また、セメントミルクの注入量を測定する流量センサ６１が流量センサ通信線５０ｇを介してデバイス通信ポート４８ｄに接続されている。流量センサ６１は、バッチャープラント（図示せず）から供給されるセメントミルクの流量を測定するものである。流量センサ６１によって検出された信号は瞬間的な流量（瞬時流量）及び通過流量（積算流量）として第３中継装置４８及びスイッチングハブ４９を経由して制御装置４３に伝達される。さらに、電磁比例弁６２の駆動電流を制御する変換器６３が変換器通信線５０ｈを介してデバイス通信ポート４８ｅに接続されている。これにより、オーガ昇降用油圧モータへの作動油供給量が調節される。
【００３５】
また、運転室１９内には、アナログ信号をデジタル信号に変換するためのアナログハブ６４が設けられており、アナログハブ６４の出力ポート６４ａに一端が接続されたアナログハブ通信線５０ｉの他端が第３中継装置４８のデバイス通信ポート４８ｆに接続されている。アナログハブ６４は、複数の入力ポート６４ｂ，６４ｃを備えており、オーガ２８の昇降速度やトルクの大きさなどを切り替える切替スイッチ６５がスイッチ通信線５０ｊを介して入力ポート６４ｂに接続され、ダイヤルの回転状態によって調整を行う調整ダイヤル６６がダイヤル通信線５０ｋを介して入力ポート６４ｃに接続されている。そして、オペレータの操作によって第３中継装置４８に伝送された切替スイッチ６５及び調整ダイヤル６６の信号は、スイッチングハブ４９を経由して制御装置４３に伝達され、設定状態に基づいてオーガ昇降用油圧モータやオーガ駆動用油圧モータなどが駆動される。
【００３６】
このように形成された施工管理装置４１を備えた杭打機１１は、輸送に適した質量と長さ寸法にするためにオーガ２８をリーダ１５から取り外すとともに、リーダ１５を分割して、例えば、上部リーダ２４を中間リーダ２３から分離して、別々に輸送する場合がある。このとき、第２中継装置４７は、第２上位通信線４５ｃを各上位通信ポート４６ｂ，４７ａから取り外した状態で、つまり第１中継装置４６と第２中継装置４７とのネットワーク接続を解除した状態で、リーダ１５からオーガ２８と一体で取り外され、オーガ２８と共に輸送トラックの荷台に積載して輸送される。また、第１中継装置４６は、第１上位通信線４５ｂを各上位通信ポート４９ｃ，４６ａから取り外した状態で、つまりスイッチングハブ４９と第１中継装置４６とのネットワーク接続を解除した状態で、中間第２部材２３ｂと上部第１部材２４ａとの連結を解くことにより、中間リーダ２３から上部リーダ２４と一体で取り外され、上部リーダ２４と共に輸送トラックの荷台に積載して輸送される。
【００３７】
取り外された第１上位通信線４５ｂ及び第２上位通信線４５ｃは、収納ケースに入れて持ち運ぶことができるが、例えば、第１上位通信線４５ｂであれば、スイッチングハブ４９側を取り外さずに、輪状に束ねた状態で、結束バンドなどを用いて上部旋回体１３に固定して輸送することもできる。
【００３８】
現場でリーダ１５やオーガ２８などの各種部品を組み立てた後に、第１上位通信線４５ｂを各上位通信ポート４９ｃ，４６ａに接続するとともに、第２上位通信線４５ｃを各上位通信ポート４６ｂ，４７ａに接続することにより、輸送時に一旦接続を解除したネットワークが復元され、施工管理装置４１の電源を起動することができる状態になる。
【００３９】
このように、複数の検出手段４２による検出の結果が各中継装置４６〜４８を介して間接的に制御装置４３に伝達されるので、検出手段４２と各中継装置４６〜４８との間の短距離の配線は検出手段４２と同数のデバイス通信線５０が必要になるものの、各中継装置４６〜４８と制御装置４３との間の長距離の配線には１本の上位通信線４５で済ませることが可能となり、検出手段４２と制御装置４３との間の通信線を簡素化して配線作業を容易に行うことができる。特に、第２中継装置４７は、施工中にオーガ２８と共に昇降するため、これに接続される上位通信線４５は比較的に早く消耗する傾向にあるが、第１中継装置４６と第２中継装置４７との間を部品交換に適した長さの第２上位通信線４５ｃで接続することが可能となり、メンテナンス性を向上させることができる。
【００４０】
また、第１中継装置４６をリーダ１５に、第２中継装置４７をオーガ２８にそれぞれ分散して配置するとともに、リーダ１５及びオーガ２８と一体で着脱可能に形成しているので、リーダ１５やオーガ２８の分解、組立時にデバイス通信線５０の配線作業を要せず、上位通信線４５の配線作業のみで済ませることが可能となり、施工管理装置４１のネットワーク接続の解除と復元を効率よく安定して行うことができる。
【００４１】
施工管理装置４１の電源を起動させると、各中継装置４６〜４８はネットワーク接続や検出手段４２などの状態に基づいて警報すべき状態であるか否かを監視する。上述のように、リーダ１５やオーガ２８の分解、組立時にデバイス通信線５０の配線作業が省略されるので、デバイス通信線５０の配線作業に起因するトラブルの防止が図られている一方で、リーダ１５の分解、組立時の振動によって検出手段４２が、例えば、深度センサ５４が故障する場合もある。このような場合には、第１中継装置４６のデバイス監視部４６ｃから深度センサ５４が故障状態である信号が出力され、この出力結果に基づいて、制御装置４３は、ディスプレイ４４に深度センサ５４が故障状態であるメッセージを表示させる。
【００４２】
これにより、オペレータは故障個所や故障原因を容易に特定することが可能となり、施工管理装置４１のメンテナンス性を向上させることができる。また、ＩＯ−Ｌｉｎｋ通信によって検出手段４２の識別情報や診断情報に基づいて施工管理装置４１の状態監視が行われるので、杭打機１１の現場移動のたびにネットワーク接続の解除と復元が繰り返されても、安定した状態で既製杭工法、場所打ち杭工法又は地盤改良工法を施工することができる。
【００４３】
図３は、本発明の第２形態例における施工管理装置を備えたアースドリルの作業時の状態を示すものである。なお、以下の説明において、前記第１形態例に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４４】
アースドリル７１は、クローラ１２ａを備えた下部走行体１２と、該下部走行体１２上に旋回可能に設けられた上部旋回体１３とで構成されたベースマシン１４と、上部旋回体１３の前部に起伏可能に設けられるとともに、ブーム部材である上部ブーム７２ａ、中間ブーム７２ｂ及び下部ブーム７２ｃを互いに連結してなるブーム７２と、上部ブーム７２ａの先端部に装着されたポイントシーブ７２ｄから垂下した主巻ロープ７３にスイベル７４を介して回転可能に吊持されたケリーバ７５と、下部ブーム７２ｃに基端部が取り付けられたフロントフレーム７６や保持シリンダ７７などによって支持されたケリードライブ７８と、ケリーバ７５の下端部に装着された拡底バケット７９とを備えている。
【００４５】
上部旋回体１３の前部上方には、ケリードライブ７８や拡底バケット７９などを作動させるための複数の油圧配管８０がフロントフレーム７６に沿って設けられている。また、上部旋回体１３の後部にはガントリ８１が立設され、起伏ウインチ８２からの起伏ロープ８３が、ペンダントロープ８４を介して上部ブーム７２ａの先端部に設けられたブラケット７２ｅに連結されている。さらに、上部旋回体１３の右側部には運転室１９や機器室２０が、左側部にエンジンや油圧ポンプを収納したエンジン室（図示せず）が設けられている。
【００４６】
アースドリル７１による杭孔の形成は、起伏ウインチ８２で起伏ロープ８３を操作してブーム７２を所定角度に立ち上げるとともに、ケリードライブ７８を所定位置に配置した状態で、ケリードライブ７８でケリーバ７５を回転させることによって掘削バケットや拡底バケット７９を回転させながら地中に押し込んで掘削する工程と、掘削バケットや拡底バケット７９を引上げて掘削した土砂を排出する工程とを交互に繰り返すことによって行われる。
【００４７】
次に、アースドリル７１に適用した本発明の施工管理装置を図２及び図３を参照しながら説明する。この施工管理装置は、図２のブロック図に示すように、杭打機１１の施工管理装置４１と共通に構成され、制御装置４３では、アースドリル工法を施工するための施工管理プログラムが実行される。また、アースドリル７１の形態に対応させるため、各検出手段４２や各中継装置４６〜４８の取付位置が杭打機１１における取付位置に対して異なっているが、制御装置４３による動作原理は同じである。
【００４８】
各中継装置４６〜４８について、第１中継装置４６（本発明のブーム側中継装置）は下部ブーム７２ｃの側面に、具体的にはフロントフレーム７６の基端部に、第２中継装置４７（本発明のケリードライブ側中継装置）はケリードライブ７８の側面に、第３中継装置４８は上部旋回体１３の機器室２０内に取付座を介してそれぞれ螺着されている。
【００４９】
検出手段４２の一例として、第２中継装置４７には、ケリーバ７５の回転数を測定する回転センサ５６が回転センサ通信線５０ｃを介してデバイス通信ポート４７ｃに接続されている。回転センサ５６は、出力機構８５の歯車の歯を近接センサで検出し、そのパルス信号をカウントするものである。回転センサ５６によって検出された信号は第２中継装置４７、第１中継装置４６及びスイッチングハブ４９を経由して制御装置４３に伝達され、累計カウントに基づいて積算回転数及び回転速度が算出される。
【００５０】
このように形成された施工管理装置４１を備えたアースドリル７１は、輸送に適した質量と長さ寸法にするために、ケリードライブ７８、ケリーバ７５及び拡底バケット７９をベースマシン１４前部に組み立てられた状態から分解するとともに、ブーム７２を複数に分割して、別々に輸送する場合がある。このとき、第２中継装置４７は、第２上位通信線４５ｃを各上位通信ポート４６ｂ，４７ａから取り外した状態で、つまり第１中継装置４６と第２中継装置４７とのネットワーク接続を解除した状態で、フロントフレーム７６及び保持シリンダ７７からケリードライブ７８と一体で取り外され、ケリードライブ７８と共に輸送トラックの荷台に積載して輸送される。また、第１中継装置４６は、第１上位通信線４５ｂを各上位通信ポート４９ｃ，４６ａから取り外した状態で、つまりスイッチングハブ４９と第１中継装置４６とのネットワーク接続を解除した状態で、上部ブーム７２ａ、中間ブーム７２ｂ及び下部ブーム７２ｃの互いの連結を解くとともに、上部旋回体１３と下部ブーム７２ｃとの連結を解くことにより、上部旋回体１３から下部ブーム７２ｃと一体で取り外され、下部ブーム７２ｃと共に輸送トラックの荷台に積載して輸送される。
【００５１】
現場でブーム７２やケリードライブ７８などの各種部品を組み立てた後に、第１上位通信線４５ｂを各上位通信ポート４９ｃ，４６ａに接続するとともに、第２上位通信線４５ｃを各上位通信ポート４６ｂ，４７ａに接続することにより、輸送時に一旦接続を解除したネットワークが復元され、施工管理装置４１の電源を起動することができる状態になる。
【００５２】
このように、複数の検出手段４２による検出の結果が各中継装置４６〜４８を介して間接的に制御装置４３に伝達されるので、検出手段４２と各中継装置４６〜４８との間の短距離の配線は検出手段４２と同数のデバイス通信線５０が必要になるものの、各中継装置４６〜４８と制御装置４３との間の長距離の配線には１本の上位通信線４５で済ませることが可能となり、検出手段４２と制御装置４３との間の通信線を簡素化して配線作業を容易に行うことができる。
【００５３】
また、第１中継装置４６をブーム７２に、第２中継装置４７をケリードライブ７８にそれぞれ分散して配置するとともに、ブーム７２及びケリードライブ７８と一体で着脱可能に形成しているので、ブーム７２やケリードライブ７８の分解、組立時にデバイス通信線５０の配線作業を要せず、上位通信線４５の配線作業のみで済ませることが可能となり、施工管理装置４１のネットワーク接続の解除と復元を効率よく安定して行うことができる。
【００５４】
施工管理装置４１の電源を起動させると、各中継装置４６〜４８はネットワーク接続や検出手段４２などの状態に基づいて警報すべき状態であるか否かを監視する。上述のように、ブーム７２やケリードライブ７８の分解、組立時にデバイス通信線５０の配線作業が省略されるので、デバイス通信線５０の配線作業に起因するトラブルの防止が図られている一方で、ケリードライブ７８の分解、組立時の振動によって検出手段４２が、例えば、回転センサ５６が故障する場合もある。このような場合には、第２中継装置４７のデバイス監視部４７ｂから回転センサ５６が故障状態である信号が出力され、この出力結果に基づいて、制御装置４３は、ディスプレイ４４に回転センサ５６が故障状態であるメッセージを表示させる。
【００５５】
これにより、オペレータは故障個所や故障原因を容易に特定することが可能となり、施工管理装置４１のメンテナンス性を向上させることができる。また、ＩＯ−Ｌｉｎｋ通信によって検出手段４２の識別情報や診断情報に基づいて施工管理装置４１の状態監視が行われるので、アースドリル７１の現場移動のたびにネットワーク接続の解除と復元が繰り返されても、安定した状態でアースドリル工法を施工することができる。
【００５６】
なお、本発明は、既製杭工法、場所打ち杭工法又は地盤改良工法あるいはアースドリル工法に限らず、各種杭工法や各種地盤改良工法において、施工することができる。また、杭打機やアースドリルにおける各種構成部品の着脱を妨げず、ネットワーク接続を安全に行うことができれば中継装置の数や取付位置は任意である。さらに、施工管理の目的に応じてさまざまな検出手段を適用することができ、例えば、オーガ駆動用モータやケリードライブ駆動用モータの駆動源に電気モータを適用する場合には、電流センサが用いられ、この電流センサで検出した電流に基づいて施工トルクが算出される。また、ネットワークに産業用イーサネットとしてＰＲＯＦＩＮＥＴを採用したが、これに限るものではなく、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）などが採用できる。さらに、ＣＡＮ通信などと組み合わせてネットワークを構成することもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１１…杭打機、１２…下部走行体、１２ａ…クローラ、１３…上部旋回体、１４…ベースマシン、１５…リーダ、１６…起伏シリンダ、１６ａ…シリンダロッド、１７…フロントブラケット、１８…配管支持部材、１９…運転室、２０…機器室、２１…支軸、２２…下部リーダ、２３…中間リーダ、２３ａ…中間第１部材、２３ｂ…中間第２部材、２３ｃ…シリンダブラケット、２４…上部リーダ、２４ａ…上部第１部材、２４ｂ…上部第２部材、２５…トップシーブブロック、２６…駆動スプロケット用カバー、２７…下部ガイド、２８…オーガ、２９…昇降装置、３０…ガイドパイプ、３１…上部ガイドギブ、３２…下部ガイドギブ、３３…駆動スプロケット、３４…従動スプロケット、３５…昇降チェーン、３６…チェーンカバー、３７…ドライブロッド、３８…チャック装置、３９…出力機構、４０…キャップロッド、４１…施工管理装置、４２…検出手段、４３…制御装置、４３ａ…ハブ側インターフェース、４３ｂ，４３ｃ…ＵＳＢインターフェース、４４…ディスプレイ、４５…上位通信線、４５ａ…スイッチ上位通信線、４５ｂ…第１上位通信線、４５ｃ…第２上位通信線、４５ｄ…第３上位通信線、４５ｅ…第４上位通信線、４６…第１中継装置、４６ａ，４６ｂ…上位通信ポート、４６ｃ…デバイス監視部、４６ｄ，４６ｅ…デバイス通信ポート、４７…第２中継装置、４７ａ…上位通信ポート、４７ｂ…デバイス監視部、４７ｃ，４７ｄ，４７ｅ…デバイス通信ポート、４８…第３中継装置、４８ａ…上位通信ポート、４８ｂ…デバイス監視部、４８ｃ，４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ…デバイス通信ポート、４９…スイッチングハブ、４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ…上位通信ポート、５０…デバイス通信線、５０ａ…深度センサ通信線、５０ｂ…傾斜センサ通信線、５０ｃ…回転センサ通信線、５０ｄ…トルクセンサ通信線、５０ｅ…変換器通信線、５０ｆ…昇降力センサ通信線、５０ｇ…流量センサ通信線、５０ｈ…変換器通信線、５０ｉ…アナログハブ通信線、５０ｊ…スイッチ通信線、５０ｋ…ダイヤル通信線、５１…プリンタ、５２…ＵＳＢメモリ、５３…変換手段、５４…深度センサ、５５…傾斜センサ、５６…回転センサ、５７…トルクセンサ、５８…電磁比例弁、５９…変換器、６０…昇降力センサ、６１…流量センサ、６２…電磁比例弁、６３…変換器、６４…アナログハブ、６４ａ…出力ポート、６４ｂ，６４ｃ…入力ポート、６５…切替スイッチ、６６…調整ダイヤル、７１…アースドリル、７２…ブーム、７２ａ…上部ブーム、７２ｂ…中間ブーム、７２ｃ…下部ブーム、７２ｄ…ポイントシーブ、７２ｅ…ブラケット、７３…主巻ロープ、７４…スイベル、７５…ケリーバ、７６…フロントフレーム、７７…保持シリンダ、７８…ケリードライブ、７９…拡底バケット、８０…油圧配管、８１…ガントリ、８２…起伏ウインチ、８３…起伏ロープ、８４…ペンダントロープ、８５…出力機構
【図１】
2019199757.tif 000003
【図２】
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【図３】
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