(57)【要約】【課題】  掴み変え時の操作ミスによる誤ったインターロック解除を防止し、しかも操作を簡単にする。【解決手段】  スイッチ２２〜２５の操作に基づいて第１及び第２両チャック装置７,８の締め／緩め動作を制御する制御部２１を備え、この制御部２１は、一方のチャック装置に対する緩め操作が行われたときに、タイマー２８,２９の作用により、他方のチャック装置の締め動作を一定時間行わせた後に、上記一方のチャック装置の緩め動作を行わせるシーケンス制御を行うように構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削用のロッドを掴み固定するチャック装置として、ロッドを回転駆動する昇降自在な駆動部に設けられた第１のチャック装置と、この第１のチャック装置よりも下方位置でロッドを保持する第２のチャック装置とを備え、この両チャック装置は、それぞれの操作部の締め操作及び緩め操作に基づいてロッドを掴み固定するための締め動作、及びロッドを解放するための緩め動作を行うように構成され、この両チャック装置の締め／緩め動作によってロッドの掴み変えを行う掘削機のロッド掴み変え装置において、上記操作部の操作に基づいて両チャック装置の作動を制御する制御手段を備え、この制御手段は、一方のチャック装置に対する緩め操作が行われたときに、他方のチャック装置の締め動作を一定時間行わせた後、上記一方のチャック装置の緩め動作を行わせるシーケンス制御を行うように構成されたことを特徴とする掘削機のロッド掴み変え装置。
【請求項２】
両チャック装置は、コントロールバルブによって制御される油圧シリンダによって締め動作及び緩め動作を行うように構成され、制御手段は、操作部としてのスイッチの操作に基づくタイマーの作動により上記コントロールバルブに対するシーケンス制御を行うように構成されたことを特徴とする請求項１記載の掘削機のロッド掴み変え装置。
【請求項３】
制御手段は、一方のチャック装置の締め動作時間内に同チャック装置に対する緩め操作が行われてもこの操作を無効とするように構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の掘削機のロッド掴み変え装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は上下二つのチャック装置の締め／緩め動作によって掘削用のロッドの掴み変えを行う掘削機のロッド掴み変え装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、掘削機として、図４に示すように、クローラ式のベースマシン１の前部にリーダ２を垂直に立て、四角パイプ状の掘削ロッド３(以下、単にロッドという)を回転させながらリーダ２に沿って下降させることにより地中に縦穴を掘削するものが公知である。図中、４はリーダ２を下部で支持するリーダサポートである。
【０００３】
なお、掘削された縦穴に地盤改良材を注入し、ロッド３の回転によって攪拌する場合もある。この場合、ロッド３は攪拌ロッドとして機能する。
【０００４】
ロッド３は、リーダ２に昇降自在に設けられた昇降体５を貫通し、この昇降体５に設けられた駆動部６によって回転駆動される。
【０００５】
また、駆動部６に第１チャック装置７、リーダサポート４に第２チャック装置８がそれぞれ設けられ、この両チャック装置７,８によりロッド３を尺取虫式に掴み変えて掘進する手法がとられる。
【０００６】
これを図５によって簡単に説明する。
【０００７】
図５(イ)はロッド３を施工地盤上にセットした施工準備状態を示し、この状態から(ロ)に示すようにロッド３を回転させながら下降させて縦穴Ｈを掘削し、一定深度に達すると、(ハ)に示すように駆動部６(第１チャック装置７)を上昇させてロッド３の上部を掴み直し、(ニ)に示すように再び掘進する。
【０００８】
この場合、チャック装置７,８は、掴み変えのタイミングに合わせて、図中に示すようにロッド３を掴み固定する『締め動作』と、ロッド３を解放する『緩め動作』を交互に行う必要がある。
【０００９】
いいかえれば、図５(ハ)の掴み変えの段階で両チャック装置７,８を同時に緩めると、ロッド３が支持を失って落下するおそれがある。
【００１０】
この『同時緩め』を回避するインターロック機能を備えた従来の掴み変え装置の構成を図６に示す。
【００１１】
第１及び第２両チャック装置７,８は、それぞれ電磁切換式のコントロールバルブ９,１０によって制御される油圧シリンダ１１,１２を備え、この油圧シリンダ１１,１２と図示しないバネとでチャックピースを作動させることによって『締め』と『緩め』の両動作を行う。
【００１２】
コントロールバルブ９,１０を制御する制御部１３は、第１チャック装置緩め、同締め、第２チャック装置緩め、同締めの各スイッチ(以下、第１緩めスイッチ、第１締めスイッチ、第２緩めスイッチ、第２締めスイッチという)１４〜１７と、この各スイッチ１４〜１７の操作に基づいて作動制御される第１及び第２両リレー１８,１９とを備えたシーケンス回路として構成され、第１チャック装置７の緩め操作時には第２チャック装置８の緩め操作を無効とし、逆に第２チャック装置８の緩め操作時には第１チャック装置７の緩め操作を無効とするインターロック作用を行う。
【００１３】
たとえば、図５(ハ)の掴み変え段階で、第１チャック装置７を緩め、第２チャック装置８を締めるところ、誤って両チャック装置７,８をともに緩め操作した場合でも、この両緩め操作がともに無効となる。これにより、両チャック装置７,８がともに緩む『両緩み』の発生が回避される。
【００１４】
また、このインターロック作用は、一方のチャック装置について他方のチャック装置の締め操作(締めスイッチ１５,１７の操作)が行われることによって解除される。
【００１５】
なお、このようなロッド掴み変え装置に関する先行特許文献は見当たらない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところが、従来技術によると締めスイッチ１５,１７が操作されるとリレー１８,１９が作動してすぐさまインターロックが解除される構成をとっているため、スイッチ操作時間とチャック装置７,８の動作時間の差によってインターロックが誤って解除され、『両緩み』が発生するおそれがあった。
【００１７】
たとえば、図５(ハ)の掴み変え時、すなわち、第２チャック装置８を締めて第１チャック装置７を緩めようとする場合、第２締めスイッチ１７を操作した後、第１緩めスイッチ１４を操作する。
【００１８】
この場合、第２締めスイッチ１７が操作されて第２チャック装置８が作動し、実際に締め動作が完了するまでには一定の時間がかかるにもかかわらず、締め動作完了前に同スイッチ１７の操作が解除されることがある。
【００１９】
こうなると、第２チャック装置８の締め動作が未完のまま、第１リレー１８がリセットされてインターロックが解除されるため、この時点で第１緩めスイッチ１４が操作されると、同チャック装置７が緩め動作を行ってしまう。
【００２０】
すなわち、『両緩み』の状態が発生し、ロッド３が落下するおそれがある。
【００２１】
また、両チャック装置７,８の一方を緩め、他方を締めるという二つの操作を作業員がタイミングに注意しながら行わなければならないため、操作が面倒であった。
【００２２】
そこで本発明は、このような操作ミスによる誤ったインターロック解除を防止でき、しかも操作が簡単な掘削機のロッド掴み変え装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１の発明は、掘削用のロッドを掴み固定するチャック装置として、ロッドを回転駆動する昇降自在な駆動部に設けられた第１のチャック装置と、この第１のチャック装置よりも下方位置でロッドを保持する第２のチャック装置とを備え、この両チャック装置は、それぞれの操作部の締め操作及び緩め操作に基づいてロッドを掴み固定するための締め動作、及びロッドを解放するための緩め動作を行うように構成され、この両チャック装置の締め／緩め動作によってロッドの掴み変えを行う掘削機のロッド掴み変え装置において、上記操作部の操作に基づいて両チャック装置の作動を制御する制御手段を備え、この制御手段は、一方のチャック装置に対する緩め操作が行われたときに、他方のチャック装置の締め動作を一定時間行わせた後、上記一方のチャック装置の緩め動作を行わせるシーケンス制御を行うように構成されたものである。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、両チャック装置は、コントロールバルブによって制御される油圧シリンダによって締め動作及び緩め動作を行うように構成され、制御手段は、操作部としてのスイッチの操作に基づくタイマーの作動により上記コントロールバルブに対するシーケンス制御を行うように構成されたものである。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、制御手段は、一方のチャック装置の締め動作時間内に同チャック装置に対する緩め操作が行われてもこの操作を無効とするように構成されたものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、一方のチャック装置に対する緩め操作が行われたときに、まず、他方のチャック装置の締め動作を一定時間(締め動作完了に要する時間)行わせた後に一方のチャック装置の緩め動作を行わせるため、操作ミスによる『両緩み』の発生を確実に防止することができる。
【００２７】
しかも、上記一連のチャック動作を一回の操作で自動的に行わせることができるため、操作が簡単となり、作業員の操作負担を軽減することができる。
【００２８】
この場合、請求項２の発明によると、上記シーケンス制御をタイマーを用いて行うため、設備コストが安くてすむ。
【００２９】
また、請求項３の発明によると、一方のチャック装置の締め動作時間内に同チャック装置に対する緩め操作(誤操作)が行われてもこの操作を無効とするため、誤った緩め操作に対しても適正なチャック動作を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施形態を図１〜図３によって説明する。
【００３１】
第１実施形態(図１,２参照)
実施形態において、図６に示す従来回路と同一部分(チャック装置７,８、コントロールバルブ９,１０、油圧シリンダ１１,１２)には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００３２】
コントロールバルブ９,１０を制御する制御部２１は、第１チャック装置締め、同緩め、第２チャック装置緩め、同締めの各スイッチ(以下、第１締めスイッチ、第１緩めスイッチ、第２緩めスイッチ、第２締めスイッチという)２２〜２５を備え、両締めスイッチ２２,２５の操作時には、操作されたチャック装置の締め動作がそのまま行われる。
【００３３】
２６はロッド差込み時等に両チャック装置７,８を同時に緩めるためのリリーススイッチである。
【００３４】
また、制御部２１は、両緩めスイッチ２３,２４の操作によって作動するトリガーリレー２７と、このトリガーリレー２７の作動を引き金として一定時間Ｔ１だけ作動する第１タイマー(ワンョットパルスタイマー)２８と、この第１タイマー２８から一定時間Ｔ２(＜Ｔ１)遅れて作動する第２タイマー２９と、締め動作中の緩め操作を無効とする無効リレー３０と、一方のチャック装置の緩め操作時に他方のチャック装置の緩め操作を無効とするインターロックリレー３１,３２とを備えている。
【００３５】
この構成において、両チャック装置７,８の一方に対する緩め操作が行われる(緩めスイッチ２３,２４の一方が操作される)と、他方のチャック装置の締め動作が一定時間(第１タイマー２８のセット時間)Ｔ１行われた後、上記一方のチャック装置の緩め動作が一定時間行われる。
【００３６】
この作用を図２に示すタイムチャートを併用して説明する。
【００３７】
たとえば第１緩めスイッチ２３が操作されると、トリガーリレー２７が作動してその接点２７ａが閉じ、第１タイマー２８が一定時間Ｔ１作動する。
【００３８】
これにより、タイマー接点２８ａが閉じるため、第２チャック装置８が締め動作を行う(図２の一点鎖線より左側参照)。
【００３９】
一方、第２タイマー２９が一定時間Ｔ２だけ遅れて作動し、そのタイマー接点２９ａが閉じることにより、第１チャック装置７の緩め動作が一定時間(Ｔ１−Ｔ２)行われる。
【００４０】
ここで、第２タイマー２９の作動遅れ時間Ｔ２は、第２チャック装置８の締め動作が完了するのに必要かつ十分な時間として設定されている。
【００４１】
従って、チャック動作としては、第２チャック装置８の締め動作が完了した後、第１チャック装置７が緩め動作を行うことになるため、両チャック装置７,８がともに緩む『両緩み』の発生、すなわち掴み変えミスによるロッド３の落下を確実に防止することができる。
【００４２】
しかも、第２チャック装置８の締め動作−第１チャック装置７の緩め動作という一連のチャック動作が第１緩めスイッチ２３の一回の操作のみによって自動的に行われるため、締めと緩めの二つの操作を要する従来装置と比較して操作が簡単となり、作業員の操作負担を軽減することができる。
【００４３】
なお、上記説明では第１チャック装置７を緩めて第２チャック装置８を締める場合を例にとったが、逆に第２チャック装置８を緩めて第１チャック装置７を締める場合は、図２中の一点鎖線よりも右側に示すように第２緩めスイッチ２４の操作に基づいて第１チャック装置７の締め動作が一定時間Ｔ１行われ、遅れ時間Ｔ２後に第２チャック装置８の緩め動作が行われる。
【００４４】
また、第１タイマー２８は、トリガーリレー２７からのトリガー信号(ワンショットパルス)に基づいて作動した後は、設定時間Ｔ１が経過するまでは後続の信号が入力されても作動状態を保つため、一方のチャック装置の締め動作時間Ｔ１中に誤って同チャック装置に対する緩め操作が行われた場合(図２中の緩め操作信号Ｓ１,Ｓ２が発せられた場合)でもこの操作が無効となる。このため、誤った緩め操作に対しても適正なチャック動作を確保することができる。
【００４５】
さらに、第１タイマー２８は、設定時間Ｔ１が経過すると自動的に作動解除されるため、誤操作の一種としてたとえば図２中のＳ３で示すように第１緩めスイッチ２２を操作した後これを戻し忘れた場合でも、設定時間Ｔ１が経過すると第２チャック装置８の締め動作が停止する。すなわち、締め動作が無駄に長く行われるおそれがない。
【００４６】
第２実施形態(図３参照)
第１実施形態では、制御部２１としてタイマー２８,２９とリレー２７,３０,３１,３２を組み合わせたシーケンス回路を用いるため、設備コストが安くてすむという利点を有する。
【００４７】
これに対し、第２実施形態ではコンピュータによるコントローラ３３を制御部として用いている。
【００４８】
コントローラ３３には、第１実施形態のシーケンス制御と同一内容の制御プログラムが書き込まれ、スイッチ２２〜２５の操作に基づき、このプログラムに従って両チャック装置７,８が制御される。
【００４９】
この第２実施形態によっても、基本的に第１実施形態と同じ作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるロッド掴み変え装置の全体構成図である。
【図２】同装置の作用を説明するためのタイムチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるロッド掴み変え装置の全体構成図である。
【図４】本発明が適用される掘削機の概略側面図である。
【図５】(イ)〜(ニ)は掘削機による掘削手順を示す図である。
【図６】従来の掴み変え装置の全体構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
３  掘削ロッド
６  駆動部
７  第１チャック装置
８  第２チャック装置
９,１０  チャック装置制御用のコントロールバルブ
１１,１２  チャック装置の油圧シリンダ
２１  制御部(制御手段)
２２〜２５  操作部としてのスイッチ
２８,２９  制御部を構成するタイマー
２７,３０〜３２  同リレー
３３  コントローラ(制御手段)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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