(57)【要約】【課題】レーキチェーン式リクレーマなどの掘削機構における定量払出性を向上させることができるとともに、払出動作の効率を向上させることができる掘削機構の掘削制御方法および掘削制御装置を提供することを目的としている。【解決手段】石炭、砂利などのバラ物のパイルＣを往復動しながら段階的に掘削する掘削機構の掘削制御において、掘削機構の反転動作開始位置ＥをパイルＣ端の手前所定位置に設定し、掘削機構が前記反転動作開始位置Ｅに到達すると反転動作を開始させるものである。その場合、掘削機構が移動方向の前後に配設された前側掘削部および後側掘削部とを有するときには、前側掘削部が反転動作を開始させられてから所定時間経過後に、後側掘削部が反転動作を開始させられるのが好ましい。【選択図】　図６
2004018129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭、砂利などのバラ物のパイルを往復動しながら段階的に掘削する掘削機構の掘削制御方法であって、
掘削機構の反転動作開始位置をパイル端の手前所定位置に設定し、掘削機構が前記反転動作開始位置に到達すると反転動作を開始させることを特徴とする掘削機構の掘削制御方法。
【請求項２】
掘削機構が移動方向の前後に配設された前側掘削部および後側掘削部とを有し、前側掘削部が反転動作を開始させられてから所定時間経過後に、後側掘削部が反転動作を開始させられることを特徴とする請求項１記載の掘削機構の掘削制御方法。
【請求項３】
前側掘削部の反転動作開始位置が、前側掘削部が３段分降下させられた際に、同前側掘削部の前端がパイル傾斜面に位置するよう設定されていることを特徴とする請求項２記載の掘削機構の掘削制御方法。
【請求項４】
掘削機構の傾斜角が小さくなるにつれて、反転動作中の前記掘削機構の水平移動速度を増速させることを特徴とする請求項１記載の掘削機構の掘削制御方法。
【請求項５】
掘削機構がレーキチェーン式リクレーマとされてなることを特徴とする請求項１記載の掘削機構の掘削制御方法。
【請求項６】
石炭、砂利などのバラ物のパイルを往復動しながら段階的に掘削する掘削機構の掘削制御装置であって、
掘削機構の反転動作開始位置をパイル端の手前所定位置に設定し、掘削機構が前記反転動作開始位置に到達すると反転動作を開始させるよう構成されてなることを特徴とする掘削機構の掘削制御装置。
【請求項７】
掘削機構が移動方向の前後に配設された前側掘削部および後側掘削部とを有し、前側掘削部が反転動作を開始させられてから所定時間経過後に、後側掘削部が反転動作を開始させられるよう構成されてなることを特徴とする請求項６記載の掘削機構の掘削制御装置。
【請求項８】
前側掘削部の反転動作開始位置が、前側掘削部が３段分降下させられた際に、同前側掘削部の前端がパイル傾斜面に位置するよう設定されていることを特徴とする請求項７記載の掘削機構の掘削制御装置。
【請求項９】
掘削機構の傾斜角が小さくなるにつれて、反転動作中の前記掘削機構の水平移動速度を増速させるよう構成されてなることを特徴とする請求項６記載の掘削機構の掘削制御装置。
【請求項１０】
掘削機構がレーキチェーン式リクレーマとされてなることを特徴とする請求項６記載の掘削機構の掘削制御装置。
【請求項１１】
請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の掘削制御装置を備えてなることを特徴とする掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削機構の掘削制御方法および掘削制御装置に関する。さらに詳しくは、ブーム式リクレーマなどの掘削機構を有する掘削装置により石炭、砂利などのバラ物をパイルから払い出す際における掘削の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、石炭、砂利などのバラ物をヤードから払い出すためのリクレーマとしてブーム式リクレーマが用いられている。ブーム式リクレーマは、バケットホイールまたはレーキチェーンをブームにより支持し、これによってパイルからバラ物（以下、荷ともいう）を掻き取るようにして払い出すものとされる。そして、レーキチェーン式のものは荷を掻き取る各ブレードの動作が直線的であるため、バケットを円運動させるバケットホイール式のものと比較して定量払出性の確保が容易であるといった利点がある。
【０００３】
ところが、レーキチェーン式リクレーマにおいても、パイル端部やブームの反転時にパイル形状に起因して払出量を定量化することが困難であるといった問題がある。
【０００４】
すなわち、大量のバラ物が集積されるヤードにおいては一般にパイルは横長の山状とされ（図４参照）、リクレーマはブームをパイルの長手方向に水平に往復動しつつパイル上部から段階的に荷を掘削するようにして払い出すものとされる。このとき、パイル形状に起因して、荷の払い出しが進むにつれてパイルの両端部分における払出量がパイルの中間部分における払出量に比べて減少するといった問題がある。
【０００５】
また、前掲の荷の払出方法においてはブームの移動方向を反転させる際に、ブームがパイル端に到達した時点に掘削段を下げるようブームを鉛直下方に移動させる必要があり、この反転動作を行っている間は所定の払出量を確保することが困難であるといった問題もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、レーキチェーン式リクレーマなどの掘削機構における定量払出性（定量掘削性）を向上させることができるとともに払出動作（掘削動作）の効率を向上させることができる掘削機構の掘削制御方法および掘削制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の掘削機構の掘削制御方法は、石炭、砂利などのバラ物のパイルを往復動しながら段階的に掘削する掘削機構の掘削制御方法であって、掘削機構の反転動作開始位置をパイル端の手前所定位置に設定し、掘削機構が前記反転動作開始位置に到達すると反転動作を開始させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の掘削機構の掘削制御方法においては、掘削機構が移動方向の前後に配設された前側掘削部および後側掘削部とを有し、前側掘削部が反転動作を開始させられてから所定時間経過後に、後側掘削部が反転動作を開始させられるのが好ましい。
【０００９】
また、本発明の掘削機構の掘削制御方法においては、前側掘削部の反転動作開始位置が、前側掘削部が３段分降下させられた際に、同前側掘削部の前端がパイル傾斜面に位置するよう設定されているのが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の掘削機構の掘削制御方法においては、掘削機構の傾斜角が小さくなるにつれて、反転動作中の前記掘削機構の水平移動速度を増速させるのが好ましい。
【００１１】
一方、本発明の掘削機構の掘削制御装置は、石炭、砂利などのバラ物のパイルを往復動しながら段階的に掘削する掘削機構の掘削制御装置であって、掘削機構の反転動作開始位置をパイル端の手前所定位置に設定し、掘削機構が前記反転動作開始位置に到達すると反転動作を開始させるよう構成されてなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の掘削機構の掘削制御装置においては、掘削機構が移動方向の前後に配設された前側掘削部および後側掘削部とを有し、前側掘削部が反転動作を開始させられてから所定時間経過後に、後側掘削部が反転動作を開始させられるよう構成されてなるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の掘削機構の掘削制御装置においては、前側掘削部の反転動作開始位置が、前側掘削部が３段分降下させられた際に、同前側掘削部の前端がパイル傾斜面に位置するよう設定されているのが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の掘削機構の掘削制御装置においては、掘削機構の傾斜角が小さくなるにつれて、反転動作中の前記掘削機構の水平移動速度を増速させるよう構成されてなるのが好ましい。
【００１５】
しかして、本発明の掘削機構の掘削制御装置は掘削装置に備えられる。
【００１６】
ここで、前記掘削機構は、例えばレーキチェーン式リクレーマとされる。
【００１７】
【作用】
本発明は前記の如く構成されているので、掘削機構がパイル端に到達したときには、掘削機構が次の掘削レベルまで降下させられている。そのため、作業能率が向上する。また、反転動作開始位置からパイル端まで降下している間も掘削しているので、パイル端部における掘削量の減少が抑制される。
【００１８】
また、本発明の好ましい形態においては、掘削機構の傾斜角が小さくなるにつれて、反転動作中の前記掘削機構の水平移動速度を増速させているので、パイル端部における掘削量の減少がより一層抑制される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００２０】
実施形態１
図１に、本発明の実施形態１に係る掘削制御方法が適用される掘削制御装置Ａの概略構成を示す。また、図２および図３に、これら制御方法および制御装置が適用されるリクレーマＢを示す。以下、説明の便宜上、リクレーマＢを先に説明する。
【００２１】
リクレーマＢは、門型フレーム（以下単にフレームという）１と、フレーム１によって上下方向に揺動自在に支持されるブーム２（２Ａ、２Ｂ）と、ブーム２に設けられパイルから荷を掘削するレーキチェーン３と、フレーム１を支持し、レーキチェーン３がパイルＣから荷を掘削する掘削動作に対応して水平方向にブーム２を移動させるように走行するブーム水平駆動部（トランスファーマ）４と、ブーム２を上下方向に揺動させるように駆動するブーム俯仰駆動部５とを主要構成要素として備えてなるものとされる。
【００２２】
フレーム１は、概略くの字状とされ、一端がブーム水平駆動部４により支持され、他端が車輪機構１ａによって移動可能に支持されて、パイルＣを跨いだ状態で移動するものとされる。
【００２３】
ブーム２は、フレーム１の両側に配設される長腕状の第１ブーム２Ａと第２ブーム２Ｂとからなるツインブーム式とされる。各ブーム２Ａ、２Ｂはそれぞれレーキチェーン３を有し、各ブーム２Ａ、２Ｂが最下位にあるときにレーキチェーン３の後掲する掘削面Ｊとヤード表面Ｇとが面対するようにブーム水平駆動部４に配設される軸Ｉを支点として上下方向に揺動可能に一端で支持されている。
【００２４】
レーキチェーン３は、多数の板状のブレード３ａを等間隔で円環状のチェーン（不図示である）に取り付けるようにして構成され、ブレード３ａがブーム２の上下両面に全長に亘って並ぶようにチェーンをブーム２の長手方向に張り渡すようにして設けてなるものとされる。チェーンは図示しない駆動機構によってブーム２の長手方向に一定の速度で駆動され、これによってブーム２下面側の各ブレード３ａがブーム水平方向駆動部４側に向かって駆動されてパイルＣの荷を掻き降ろすものとされる。
【００２５】
このとき、ブーム２下面側の各ブレード３ａは、先端の軌跡がブーム２下面と平行な掘削面Ｊを描くものとされ、この掘削面ＪをパイルＣの一方斜面１１ｃの頂部から裾部に亘って全面的に食い込ませるようにして荷を掘削するものとされる。
【００２６】
次に、ブーム水平駆動部４を説明する。ブーム水平駆動部４はパイルＣの長軸方向（稜線１１ａの方向、図４参照）と平行に設けられるレール４ａにガイドされて、制御装置Ａの制御により荷の払出量（掘削量）に応じた速度で往復走行するものとされる。また、ブーム水平方向駆動部４には、レーキチェーン３によって掻き寄せられたバラ物を搬出するためのコンベア装置４ｂが付設されている。
【００２７】
ブーム俯仰駆動部５は、例えばウインチ５ａ、５ｂにより巻き出しおよび巻き取りがなされるワイア５ｃ、５ｄによって各ブーム２Ａ、２Ｂを中間部他端寄りの位置でフレーム１の頂部から吊るようにして保持するとともに、ウインチ５ａ、５ｂによるワイア５ｃ、５ｄの巻出動作、巻取動作によってブーム２の水平方向とのなす角（以下、ブーム角度と称する）θを調整するものとされる。
【００２８】
図４にパイルＣの形状を示す。パイルＣは石炭、砂利などのバラ物をスタッカ（不図示である）などの搬送装置によって所定の形状に山積みしたものとされる。すなわち、パイルＣは中間部１１が横倒しされた三角柱形状を有し、中間部１１の軸方向（三角柱の高さ方向）両側に半円錐形状の端部１２、１３が形成された横長の山状とされる。
【００２９】
より具体的には、中間部１１の稜線１１ａは高さが揃えられて１つの水平軸をなすものとされ、稜線１１ａ両側の各斜面１１ｂ、１１ｃは稜線１１ａを１辺とする長方形をなすものとされる。また、端部１２、１３の斜面（円錐の側面）は中間部１１の各斜面１１ｂ、１１ｃと連続的に形成されている。すなわち、端部１２、１３の斜面の傾斜角αは中間部１１の各斜面１１ｂ、１１ｃの傾斜角αに等しいものとされる。
【００３０】
次に、制御装置Ａを説明する。図１に示すように、制御装置Ａは、ブーム角度θを検出するブーム角度検出部３１と、ブーム水平駆動部４の走行速度、つまりブーム２のパイルＣ長軸方向（水平方向）における移動速度（以下、ブーム水平速度という）を検出するブーム水平速度検出部３２と、ブーム２のパイルＣ長軸方向の位置（以下、ブーム水平位置という）を検出するブーム水平位置検出部３３と、ブーム２がパイル端に到達したことを検出するパイル端検出部３４と、ブーム水平位置検出部３３およびパイル端検出部３４の出力信号に基づいてパイル端の位置を検知し、このパイル端の位置を示すパイル端位置情報を記憶するパイル端位置記憶部３５と、パイル端位置記憶部３５に記憶されたパイル端位置情報に基づいて、後掲の反転動作開始位置演算処理を実施する反転動作開始位置演算部３６と、ブーム角度検出部３１、ブーム水平速度検出部３２、ブーム水平位置検出部３３、パイル端検出部３４および反転動作開始位置演算部３６の各出力信号に基づいて、ブーム水平駆動部４およびブーム俯仰駆動部５を制御する駆動制御部４０とを有するものとされる。
【００３１】
ここで、パイル端検出部３４は、例えば棒状のチルトスイッチ（ｔｉｌｔ　ｓｗｉｔｃｈ；傾斜検知スイッチ、不図示である）を掘削面Ｊよりも下方でブーム２から鎖等により懸吊するようにして構成され、ブーム２がパイル端に到達しスイッチがパイルＣ上面による支持を失ったときに姿勢が変化してスイッチのオン・オフが切り替わり、これによってパイル端を検出するものとされる。また、パイル端検出部３４として、例えば静電容量式スイッチをチルトスイッチの場合と同様にしてブーム２に設けることも可能である。この場合は、ブーム２がパイル端に到達しスイッチがパイルＣ上面から離れたときの静電容量の変化によりパイル端が検出される。以上の説明より明らかなように、本明細書においてパイル端とは、レーキチェーン３によるパイルＣの被掘削面の長軸方向、つまりブーム水平移動方向の端点をいう。
【００３２】
パイル端位置記憶部３５は、パイル端検出部３４によりブーム２がパイル端に到達したことが検出されたときにブーム位置検出部３３により検出されたブーム２の位置をパイル端位置情報として記憶する。
【００３３】
反転動作開始位置演算部３６は、反転動作開始位置演算処理において、ブーム水平駆動部４によるブーム２の移動方向の反転に要する時間を短縮しかつ反転動作中の払出量の減少を抑制するように、レーキチェーン３による荷の掘削を継続しつつ反転動作を開始する反転動作開始位置Ｅ（図５参照）を、パイル端位置記憶部３５に記憶されたパイル端位置情報に基づいて演算するものとされる。
【００３４】
以下、図５を参照して、リクレーマＢがパイルＣからバラ物を払い出す動作を説明する。なお、図５は、稜線１１ａを含む鉛直面によるパイルＣの断面を模式的に示したものである。
【００３５】
リクレーマＢがパイルＣからバラ物を払い出す（掘削する）手順は以下の通りである。
【００３６】
（１）掘削開始位置であるパイルＣの一端Ｐ１で、水平移動方向において前側のブーム（例えば第１ブーム２Ａとする、以下前側ブームという）のレーキチェーン３を一方斜面１１ｃに所定の深さ（以下、掘削段高さという）ＣＤ食い込ませるようにブーム角度θを調整するとともに、後側のブーム（例えば第２ブーム２Ｂとする、以下後側ブームという）による空堀を避けるように第２ブーム２Ｂを第１ブーム２Ａよりもさらに掘削段高さＣＤの１段分（以下、１段分、２段分、…と略称する）下げるようにブーム角度θを調整する。
【００３７】
（２）各ブーム２Ａ、２ＢをパイルＣの他端Ｐ２に向かって移動させる。
【００３８】
（３）各ブーム２Ａ、２Ｂがそれぞれ反転動作開始位置Ｅ１、Ｅ２に到達した時点から、前側ブームである第１ブーム２Ａを３段分下げるとともに後側ブームである第２ブーム２Ｂを１段分下げる反転動作を開始する。以下、各ブーム２Ａ、２Ｂの反転動作を分説する。
【００３９】
（３−１）第１ブーム２Ａが反転動作開始位置Ｅ１に到達した時点（このときの各ブーム２Ａ、２Ｂの状態を符号２Ａ１、２Ｂ１で示す）から、図に矢印ｕ１で示す第１ブーム２Ａの下降動作を開始する。また、下降動作ｕ１が終了した時点の第１ブーム２Ａを符号２Ａ２で示す。
【００４０】
ここで、反転動作開始位置Ｅ１は、第１ブーム２Ａが３段分の下降動作を終了した時点でブーム２の他端Ｐ２側から一端Ｐ１側への移動が開始されれば効率が良いことから、以下のようにして算出される。
【００４１】
すなわち、図６の部分拡大図に示すように、下降動作終了時点における第１ブーム２Ａ（２Ａ２）の掘削面ＪとパイルＣ他端Ｐ２側の斜面Ｋとの交点、すなわち当該掘削段（２段目とする）におけるパイル端Ｐ３が他端Ｐ２よりも水平方向に距離（２ｎ×ＣＤ／ｔａｎα）（＝４×ＣＤ／ｔａｎα、ｎは掘削段である）だけ外側にあることを考慮すると、反転動作開始位置Ｅ１のパイルＣ他端Ｐ２からの水平距離ＬＡ１（他端Ｐ２から一端Ｐ１に向かう方向を正とする）は、下記式（１）で表される。
【００４２】
ＬＡ１＝３ＶＲＴＬ−２ｎ・ＣＤ／ｔａｎα　　　　　　　　　　　　　（１）
【００４３】
ここに、ＴＬ：ブーム２を１段分下降させるのに要する時間（以下、１段分下降時間という）、ＶＲ：反転動作中のブーム２の水平方向移動速度（以下、反転掘削ブーム速度という）、である。
【００４４】
すなわち、反転掘削ブーム速度ＶＲ、１段分下降時間ＴＬ、掘削段高さＣＤおよび傾斜角αを反転動作開始位置演算部３６に予め設定することによって、パイル端位置記憶部３５に記憶されるパイル端Ｐ２の位置情報に基づいて前側ブームの反転動作開始位置Ｅ１を算出することが可能となる。ここで、パイル端Ｐ２の位置情報は、例えば掘削段の２段目までは後で示す一般的な掘削方法を実施するようにしてパイル両端の位置を検出し、記憶すればよい。
【００４５】
（３−２）後側ブームである第２ブーム２Ｂが反転動作開始位置Ｅ２に到達した時点（このときの第２ブーム２Ｂを符号２Ｂ１´で示す）から、図に矢印ｕ２で示す第２ブーム２Ｂの下降動作を開始する。また、下降動作ｕ２が終了した時点の第２ブーム２Ｂを符号２Ｂ２で示す。
【００４６】
ここで、反転動作開始位置Ｅ２は、第１ブーム２Ａが他端Ｐ２側から一端Ｐ１側への移動を開始するまでに第２ブーム２Ｂが１段分の下降動作を終了していれば十分であることから、以下のようにして算出される。
【００４７】
すなわち、反転動作における第２ブーム２Ｂ（後側ブーム）の下降動作の開始を第１ブーム２Ａ（前側ブーム）の下降動作の開始よりも時間（２×ＴＬ）遅らせてもよいことを考慮すると、反転動作開始位置Ｅ２のパイルＣ他端Ｐ２からの水平距離ＬＢ１（他端Ｐ２から一端Ｐ１に向かう方向を正とする）は、下記式（２）で表される。
【００４８】
ＬＢ１＝ＬＡ１＋ＢＷ＋ＤＢ−２ＶＲＴＬ
＝３ＶＲＴＬ−２ｎ・ＣＤ／ｔａｎα＋ＢＷ＋ＤＢ−２ＶＲＴＬ
＝ＶＲＴＬ−２ｎ・ＣＤ／ｔａｎα＋ＢＷ＋ＤＢ　　　　　　　　（２）
【００４９】
ここに、ＢＷ：レーキチェーン３（掘削面Ｊ）の幅、ＤＢ：各ブーム２Ａ、２Ｂのレーキチェーン３（掘削面Ｊ）間の距離、である。
【００５０】
すなわち、反転掘削ブーム速度ＶＲ、１段分下降時間ＴＬ、掘削段高さＣＤおよび傾斜角αを反転動作開始位置演算部３６に予め設定することによって、パイル端位置記憶部３５に記憶されるパイルＣ他端Ｐ２の位置情報に基づいて後側ブームの反転動作開始位置Ｅ２が算出される。
【００５１】
（４）前掲の手順（３）の反転動作における各ブーム２Ａ、２Ｂの下降動作が終了すると、他端Ｐ２側から一端Ｐ１側へのブーム２の移動を開始する。
【００５２】
（５）各ブーム２Ａ、２Ｂがそれぞれ反転動作開始位置Ｅ３、Ｅ４に到達した時点から、第２ブーム（前側ブーム）２Ｂを３段分下げるとともに第１ブーム（後側ブーム）２Ａを１段分下げる反転動作を開始する。ここで、各ブーム２Ａ、２Ｂの反転動作を分説する。
【００５３】
（５−１）水平移動方向において前側のブームである第２ブーム２Ｂが反転動作開始位置Ｅ３に到達した時点（このときの各ブーム２Ａ、２Ｂを符号２Ａ３、２Ｂ３で示す）から、図に矢印ｕ３で示す第２ブーム２Ｂの３段分の下降動作を開始する。また、移動後の第２ブーム２Ｂを符号２Ｂ４で示す。
【００５４】
ここで、反転動作開始位置Ｅ３は、第２ブーム２Ｂが３段分の下降動作を終了した時点でブーム２の一端Ｐ１側から他端Ｐ２側への移動が開始されれば効率が良いことから、以下のようにして算出される。
【００５５】
すなわち、下降動作終了時点における第２ブーム２Ｂ（符号２Ｂ４で示す）の掘削面ＪとパイルＣ他端Ｐ２側の斜面Ｋとの交点、つまり当該掘削段（３段目とする）におけるパイル端Ｐ４が他端Ｐ２よりも水平方向に距離２ｎ×ＣＤ／ｔａｎα（＝６×ＣＤ／ｔａｎα）だけ外側にあることを考慮して、反転動作開始位置Ｅ３のパイルＣ一端端Ｐ１からの水平距離ＬＢ２（一端Ｐ１から他端Ｐ２に向かう方向を正とする）は、下記式（３）で算出される。
【００５６】
ＬＢ２＝３ＶＲＴＬ−２ｎ・ＣＤ／ｔａｎα　　　　　　　　　　　　（３）
【００５７】
すなわち、反転掘削ブーム速度ＶＲ、１段分下降時間ＴＬ、掘削段高さＣＤおよび傾斜角αを反転動作開始位置演算部３６に予め設定することによって、パイル端位置記憶部３５に記憶されるパイルＣ一端Ｐ１の位置情報に基づいて前側ブームの反転動作開始位置Ｅ３が算出される。
【００５８】
（５−２）水平移動方向において後側のブームである第１ブーム２Ａが反転動作開始位置Ｅ４に到達した時点（このときの第１ブーム２Ａを符号２Ａ３´で示す）から、図に矢印ｕ４で示す第１ブーム２Ａの１段分の下降動作を開始する。また、下降動作終了時点における第１ブーム２Ａを符号２Ａ４で示す。
【００５９】
ここで、反転動作開始位置Ｅ４は、第２ブーム２Ｂが一端Ｐ１側から他端Ｐ２側への移動を開始するまでに第１ブーム２Ａが１段分の下降動作を終了していれば十分であることから、以下のようにして算出される。
【００６０】
すなわち、反転動作における第１ブーム２Ａ（後側ブーム）の下降動作の開始を第２ブーム２Ｂ（前側ブーム）の下降動作の開始よりも時間（２×ＴＬ）だけ遅らせることができることを考慮すると、反転動作開始位置Ｅ４のパイルＣ一端Ｐ１からの水平距離ＬＡ２（一端Ｐ１から他端Ｐ２に向かう方向を正とする）は、下記式（４）で算出される。
【００６１】
ＬＡ２＝ＬＢ２＋ＢＷ＋ＤＢ−２ＶＲＴＬ
＝３ＶＲＴＬ−２ｎ・ＣＤ／ｔａｎα＋ＢＷ＋ＤＢ−２ＶＲＴＬ
＝ＶＲＴＬ−２ｎ・ＣＤ／ｔａｎα＋ＢＷ＋ＤＢ　　　　　　　　（４）
【００６２】
ここに、ＢＷ：レーキチェーン３（掘削面Ｊ）の幅、ＤＢ：各ブーム２Ａ、２Ｂのレーキチェーン３（掘削面Ｊ）間の距離、である。
【００６３】
すなわち、反転掘削ブーム速度ＶＲ、１段分下降時間ＴＬ、掘削段高さＣＤおよび傾斜角αを反転動作開始位置演算部３６に予め設定することによって、パイル端位置記憶部３５に記憶されるパイルＣ一端Ｐ１の位置情報に基づいて後側ブームの反転動作開始位置Ｅ４が算出される。
【００６４】
（６）前掲の手順（５）の反転動作における各ブーム２Ａ、２Ｂの下降動作が終了すると、一端Ｐ１側から他端Ｐ２側へのブーム２の移動を開始する。
【００６５】
（７）各ブーム２Ａ、２Ｂのいずれかがヤード表面Ｇに達するまで前掲の手順（３）〜（６）を繰り返す。
【００６６】
以上より、前側ブームの反転動作開始位置のパイル端からの距離ＬＲ１および後側ブームの反転動作開始位置のパイル端からの距離ＬＲ２は下記式（５）、（６）で表される。
【００６７】
ＬＲ１＝３ＶＲＴＬ−２ｎ・ＣＤ／ｔａｎα　　　　　　　　　　　　　（５）
【００６８】
ＬＲ２＝ＶＲＴＬ−２ｎ・ＣＤ／ｔａｎα＋ＢＷ＋ＤＢ　　　　　　　　（６）
【００６９】
なお、各距離ＬＲ１、ＬＲ２はパイル中心側の方向が正とされる。
【００７０】
図７に、実施形態１のリクレーマＢと同様構成のツインブーム式リクレーマによって前掲のパイルＣからバラ物を払い出す（掘削する）場合の一般的な動作を比較例として示す。なお、図７においても稜線１１ａを含む鉛直面によるパイルＣの断面が模式的に示されている。また、このリクレーマのリクレーマＢと対応する構成要素については、リクレーマＢにおけると同一の符号を流用して説明する。
【００７１】
（１１）掘削開始位置であるパイルＣの一端Ｐ１で、前側ブーム（例えば第１ブーム２Ａとする）のレーキチェーン３を一方斜面１１ｃに掘削段高さＣＤ食い込ませようにブーム角度θを調整するとともに、後側ブーム（例えば第２ブーム２Ｂとする）による空堀を避けるように第２ブーム２Ｂを第１ブーム２Ａよりもさらに掘削段高さＣＤの１段分下げるようにブーム角度θを調整する。
【００７２】
（１２）各ブーム２Ａ、２ＢをパイルＣの他端Ｐ２に向かって移動させる。
【００７３】
（１３）第２ブーム２Ｂが、他端Ｐ２側のパイル端に到達したことが検出されたときに、各ブーム２Ａ、２Ｂの水平方向の移動を停止し、この時点から、第２ブーム２Ｂを１段分下げるとともに、第１ブーム２Ａを３段分下げる下降動作を開始する。
【００７４】
（１４）下降動作が終了すると、各ブーム２Ａ、２Ｂの一端Ｐ１側への移動を開始する。
【００７５】
（１５）第１ブーム２Ａが一端Ｐ１側のパイル端に到達したことが検出されたときに、各ブーム２Ａ、２Ｂの水平方向の移動を停止し、この時点から、第１ブーム２Ａを１段分下げるとともに、第２ブーム２Ｂを３段分下げる下降動作を開始する。
【００７６】
（１６）下降動作が終了すると、各ブーム２Ａ、２Ｂの他端Ｐ２側への移動を開始する。
【００７７】
（１７）各ブーム２Ａ、２Ｂのいずれかがヤード表面Ｇに達するまで前掲の手順（１３）〜（１６）を繰り返す。
【００７８】
以下、リクレーマＢによる払出動作（掘削動作）の所要時間と前掲の一般的なリクレーマによる払出動作（掘削動作）の所要時間とを比較する。
【００７９】
リクレーマＢにおける前掲の手順（２）の所要時間、すなわち１段目の掘削を開始してから反転動作を開始するまでの時間（以下、通常掘削時間という）Ｔ１と、手順（３）の所要時間、すなわち反転動作を開始してから終了するまでの時間（以下、反転掘削時間という）Ｔ２との合計、すなわち１段目の掘削を開始してから２段目の掘削を開始するまでの時間（以下、１段分掘削時間という）Ｔは以下のようにして求められる。
【００８０】
前掲の手順（２）の通常掘削が行われる水平方向の距離（以下、通常掘削長さという）Ｘ１は下記式（７）で表される。
【００８１】
【数１】
2004018129.tif 000003
【００８２】
ここに、Ｌ１：稜線１１ａの長さである。
【００８３】
したがって、通常掘削時間Ｔ１は下記式（８）で求められる。
【００８４】
【数２】
2004018129.tif 000004
【００８５】
ここに、ＶＤ：通常掘削中のブーム２の移動速度（以下、通常掘削ブーム速度という）である。なお、通常掘削ブーム速度ＶＤは、定格掘削量をパイルＣの払出開始時点から払出終了時点に亘って維持するように、掘削段が進むにつれて小さくなるように制御される。
【００８６】
以上より、１段分掘削時間Ｔは下記式（９）で表される。
【００８７】
【数３】
2004018129.tif 000005
【００８８】
また、前掲の一般的なリクレーマにおける手順（１２）の所要時間（以下、通常掘削時間という）Ｔ１´と手順（１３）の所要時間（以下、反転掘削時間という）Ｔ２´との合計の時間（以下、１段分掘削時間という）Ｔ´は下記式（１０）により求められる。
【００８９】
【数４】
2004018129.tif 000006
【００９０】
以上より、リクレーマＢによる１段分掘削時間Ｔと一般的なリクレーマによる１段分掘削時間Ｔ´との差（Ｔ−Ｔ´）は下記式（１１）で表される。
【００９１】
【数５】
2004018129.tif 000007
【００９２】
したがって、下記式（１２）が成り立つ場合には式（１１）の右辺が正となり、リクレーマＢによる１段分掘削時間Ｔが一般的なリクレーマによる１段分掘削時間Ｔ´よりも短くなる。
【００９３】
【数６】
2004018129.tif 000008
【００９４】
次に、リクレーマＢによる払出量と前掲の一般的なリクレーマによる払出量とを比較する。
【００９５】
リクレーマＢが、パイルＣの一端Ｐ１で通常掘削を開始してから他端Ｐ２側で反転掘削を終了するまでの掘削量（以下、１段分掘削量という）Ｑは、前掲手順（２）の通常掘削における掘削量（以下、通常掘削量という）Ｑ１と前掲手順（３）の反転掘削における掘削量（以下、反転掘削量という）Ｑ２との和となる。
【００９６】
図６に、リクレーマＢの反転動作中における荷の掘削部分を斜線で併せて示す。
【００９７】
前掲手順（３）の反転動作において、第１ブーム（前側ブーム）２Ａが反転開始位置Ｅ１に到達し反転動作を開始してから反転動作を終了するまでの間に、第１ブーム２Ａおよび第２ブーム２Ｂが荷を掘削する掘削量（比較を容易とするために面積で示す）Ｑ２は下記式（１３）に示すように、各段の掘削量Ｑ２１、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ２４の和として表される。
【００９８】
Ｑ２＝Ｑ２１＋Ｑ２２＋Ｑ２３＋Ｑ２４　　　　　　　　　　　　　　　（１３）
【００９９】
このとき、各段の掘削量Ｑ２１、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ２４は下記式（１４．１）〜（１４．４）により表される。
【０１００】
【数７】
2004018129.tif 000009
【０１０１】
以上より、反転掘削量Ｑ２は下記式（１５）により表される。
【０１０２】
【数８】
2004018129.tif 000010
【０１０３】
また、通常掘削量Ｑ１は前記式（７）、（８）に基づき下記式（１６）により表される。
【０１０４】
【数９】
2004018129.tif 000011
【０１０５】
したがって、リクレーマＢの１段分掘削量Ｑは下記式（１７）により表される。
【０１０６】
【数１０】
2004018129.tif 000012
【０１０７】
また、前掲の一般的なリクレーマが、パイルＣの一端Ｐ１で通常掘削を開始してから他端Ｐ２側で反転掘削を終了するまでの掘削量（以下、１段分掘削量という）Ｑ´は、前掲手順（１２）の通常掘削における掘削量（以下、通常掘削量という）Ｑ１´と前掲手順（１３）の反転掘削における掘削量（以下、反転掘削量という）Ｑ２´との和となる。図８に、リクレーマの反転動作中における荷の掘削部分を斜線で示す。
【０１０８】
以下、図８を参照して、このリクレーマの反転動作中における掘削量を説明する。
【０１０９】
同図より、一般的なリクレーマにおける反転掘削量Ｑ２´は下記式（１８）で算出される。
【０１１０】
【数１１】
2004018129.tif 000013
【０１１１】
また、通常掘削量Ｑ１´は下記式（１９）で表される。
【０１１２】
【数１２】
2004018129.tif 000014
【０１１３】
以上より、このリクレーマの１段分掘削量Ｑ´は下記式（２０）で求められる。
【０１１４】
【数１３】
2004018129.tif 000015
【０１１５】
したがって、リクレーマＢによる１段分掘削量Ｑとこのリクレーマによる１段分掘削量Ｑ´との差（Ｑ−Ｑ´）は下記式（２１）で表される。
【０１１６】
【数１４】
2004018129.tif 000016
【０１１７】
ここで、式（２１）の右辺は常に正であることから、リクレーマＢによる１段分掘削量Ｑが、この一般的なリクレーマによる１段分掘削量Ｑ´よりも常に大きくなることが分かる。
【０１１８】
このように、実施形態１の掘削制御方法においては、各ブーム２Ａ、２Ｂが反転動作開始位置演算部３６により演算される反転動作開始位置Ｅに到達した時点から準備的に反転動作が開始されるので、パイル端に到達した時点から直ちに各ブーム２Ａ、２Ｂを反対方向に移動させることができ、荷を効率的に払い出す（掘削する）ことが可能となる。
【０１１９】
また、反転動作中も継続的にレーキチェーン３によって相当量の荷の掘削がなされるので、反転時における払出量（掘削量）の低下を抑制することができる。
【０１２０】
実施形態２
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施形態２に係る掘削制御方法を説明する。
【０１２１】
この実施形態２の掘削制御方法は、実施形態１の掘削制御方法におけるパイルＣ端部掘削中のブーム速度を可変制御するように改変したもので、その余の構成は実施形態１と同様とされる。したがって、以下の説明では実施形態１と異なる部分のみに新たな符号を付して必要な説明を加えるものとする。
【０１２２】
リクレーマＢにおいてはブーム角度θが小さくなるにつれて、通常掘削ブーム速度は小さくなるようにされている。これは、ブーム角度θが小さくなるにつれてブーム掘削長さＬ、つまり掘削面ＪとパイルＣとが接触する長さが長くなって掘削量が増加するからである。
【０１２３】
一方、パイル形状に起因してブーム角度θが小さくなるにつれて、端部１２，１３を掘削するときの掘削量の減少割合は大きくなるので、払出量を一定化するためには、減少分を補償するように端部１２，１３を掘削するときのブーム速度を増速する必要がある。以下、この場合の速度制御を説明する。
【０１２４】
図９に、パイルＣの中間部１１における１断面とｘｙ座標系とを重ね合わせて示す。同図においては、中間部１１の水平駆動部４側の底面端点の座標が（Ｘ，０）とされ、その反対側底面端点の座標が原点（０，０）とされ、パイルＣの高さ方向がｙ軸方向と一致するようにされている。
【０１２５】
ブーム角度が値θ（θ：０＜θ＜α）であるときのパイルＣの頂点、つまり掘削面ＪとパイルＣの他方斜面（斜線）１１ｂとの交点Ｈの座標（ｘＨ，ｙＨ）は、下記式（２０）により示す２直線の交点として求められる。
【０１２６】
ｙ＝（ｔａｎα）ｘ
ｙ＝−（ｔａｎθ）ｘ＋Ｘｔａｎθ　　　　　　　　　　　　　　　　　（２２）
すなわち、
【０１２７】
【数１５】
2004018129.tif 000017
である。
【０１２８】
図１０に、このときのパイルＣの上面図を示す。このとき、パイルＣの端部１２（１３）の被掘削面Ｍは、中央から反水平駆動部４側が概略扇形となるとともに、水平駆動部４側は頂点Ｈ側から掻き降ろされた荷により空隙Ｍ１が埋められて方形となる。
【０１２９】
このとき、被掘削面Ｍの扇形の半径ｒは下記式（２３）で表される。
【０１３０】
【数１６】
2004018129.tif 000018
【０１３１】
これに点Ｈの座標を代入すると下記式（２４）が得られる。
【０１３２】
【数１７】
2004018129.tif 000019
【０１３３】
したがって、駆動制御部４０は、パイルＣの中間部１１の底面の幅Ｘ、ブーム角度θおよびパイル傾斜角αに基づいて増速制御の開始点を算出することが可能である。すなわち、パイル端Ｐ１１から距離ｒ手前の位置から水平方向の駆動速度が増速され、これによって、端部１２，１３を通常掘削するときの掘削量の減少を補うことができる。
【０１３４】
次に、増速制御の具体的内容を説明する。
【０１３５】
パイル端Ｐ１１から距離ｓ（ｓ：０＜ｓ＜ｒ）の位置Ｆ１におけるブーム掘削長さＬを値（以下、パイル表面長さという）ｑ１とするとパイル表面長さｑ１は下記式（２５）により表される。
【０１３６】
【数１８】
2004018129.tif 000020
【０１３７】
したがって、位置Ｆ１における掘削量をパイルＣの中間部１１における掘削量と同一に保つためには、中間部１１におけるパイル表面長さを値ｑ２として、下記式（２６）により求められる走行調整係数γ＝ｑ２／ｑ１だけ水平方向速度を増速すればよい。
【０１３８】
【数１９】
2004018129.tif 000021
【０１３９】
このように、実施形態２の掘削制御方法においては、パイルＣの端部１２、１３を掘削するときに、掘削幅の減少に応じて設定される走行調整係数γを水平移動速度に乗ずるようにして払出量（掘削量）の減少が補償されるので、定量払出性（定量掘削性）が向上する。
【０１４０】
【実施例】
図１１および図１２に、リクレーマＢと同様構成の実機に即したシミュレーションの結果を実施例として示す。
【０１４１】
また、図１３および図１４に、前掲の一般的なツインブーム式リクレーマにおけるシミュレーション結果を比較例として示す。
【０１４２】
図１１に、実施例における各掘削段毎の、ブーム角度θ、ブーム掘削長Ｌ、掘削段高さＣＤ、ブーム下降速度ＶＬ、１段分下降時間ＴＬ、通常掘削ブーム速度ＶＤ、パイル端間距離ＬＰ、通常掘削長さＸ１、通常掘削時間Ｔ１、通常掘削量平均値ＱＡＶ１および通常掘削量Ｑ１を示す。
【０１４３】
また、図１２に、実施例における各掘削段毎の、反転掘削ブーム速度ＶＲ、反転掘削長さＸ２、反転掘削量Ｑ２、反転掘削時間Ｔ２、反転掘削量平均値ＱＡＶ２、１段分掘削量Ｑ、１段分掘削時間Ｔ、１段分掘削量平均値ＱＡＶ、積算掘削量ΣＱ、積算掘削時間ΣＴおよび積算平均掘削量ΣＱＡＶを示す。
【０１４４】
図１１に、比較例における各掘削段毎の、ブーム角度θ、ブーム掘削長Ｌ、掘削段高さＣＤ、ブーム下降速度ＶＬ´、１段分下降時間ＴＬ´、通常掘削ブーム速度ＶＤ´、パイル端間距離ＬＰ´、通常掘削長さＸ１´、通常掘削時間Ｔ１´、通常掘削量平均値ＱＡＶ１´および通常掘削量Ｑ１´を示す。
【０１４５】
また、図１２に、比較例における各掘削段毎の、反転掘削時間Ｔ２´、１段分掘削量Ｑ´、１段分掘削時間Ｔ´、１段分掘削量平均値ＱＡＶ´、積算掘削量ΣＱ´、積算掘削時間ΣＴ´および積算平均掘削量ΣＱＡＶ´を示す。
【０１４６】
図１１〜図１４から明らかなように、前掲の一般的なリクレーマによれば、パイルＣの荷を全て払い出す（掘削する）のに約３００分の時間を要したのに対して、リクレーマＢによれば、同一の作業が約２４８分で完了されており、効率が約２０％向上している。
【０１４７】
これは、リクレーマＢの反転動作中における払出量（掘削量）の低下を抑制し、定量払出性（定量掘削性）を向上させたことに起因するものであって、単に荷の払い出し（掘削）を高速化した結果ではないことに留意すべきである。
【０１４８】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく種々改変が可能である。例えば、実施形態では、ツインブームレーキチェーン式リクレーマを例にとり説明されているが、本発明の適用はレクレーマに限定されるものではなく各種の掘削機構に適用できる。
【０１４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、掘削機構がパイル端に到達したときには、掘削機構が次の掘削レベルまで降下させられているので、作業能率が向上するという優れた効果が得られる。また、反転動作開始位置からパイル端まで降下している間も掘削しているので、パイル端部における掘削量の減少が抑制されるという優れた効果も得られる。
【０１５０】
また、本発明の好ましい形態においては、掘削機構の傾斜角が小さくなるにつれて、反転動作中の前記掘削機構の水平移動速度を増速させているので、パイル端部における掘削量の減少がより一層抑制されるという優れた効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態１に係る掘削制御方法が適用される制御装置の概略構成を示
すブロック図である。
【図２】
同制御方法および制御装置が適用されるリクレーマを示す正面図である。
【図３】
同リクレーマの平面図である。
【図４】
パイル形状を示す３面図であって、同（ａ）は平面図を示し、同（ｂ）は正面
図を示し、同（ｃ）は側面図を示す。
【図５】
本リクレーマの掘削動作を示す模式図である。
【図６】
反転部を拡大して示す説明図である。
【図７】
一般的なリクレーマの掘削動作を示す模式図である。
【図８】
一般的なリクレーマの反転部における掘削量を示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る掘削制御方法を説明する説明図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係る掘削制御方法を説明する説明図である。
【図１１】本発明の実施形態１による実施例を示すテーブル図である。
【図１２】本発明の実施形態１による実施例を示すテーブル図である。
【図１３】比較例を示すテーブル図である。
【図１４】比較例を示すテーブル図である。
【符号の説明】
Ａ　　　掘削制御装置
Ｂ　　　リクレーマ
Ｃ　　　パイル
１　　　フレーム
２　　　ブーム
３　　　レーキチェーン
４　　　ブーム水平駆動部
５　　　ブーム俯仰駆動部
３１　　　ブーム角度検出部
３２　　　ブーム水平速度検出部
３３　　　ブーム水平位置検出部
３４　　　パイル端検出部
３５　　　パイル端位置記憶部
３６　　　反転動作開始位置演算部
４０　　　駆動制御部
【図１】
2004018129.tif 000022
【図２】
2004018129.tif 000023
【図３】
2004018129.tif 000024
【図４】
2004018129.tif 000025
【図５】
2004018129.tif 000026
【図６】
2004018129.tif 000027
【図７】
2004018129.tif 000028
【図８】
2004018129.tif 000029
【図９】
2004018129.tif 000030
【図１０】
2004018129.tif 000031
【図１１】
2004018129.tif 000032
【図１２】
2004018129.tif 000033
【図１３】
2004018129.tif 000034
【図１４】
2004018129.tif 000035