(57)【要約】【課題】  各種センサへの電源ケーブルの接続を省略することができる建設機械を提供する。【解決手段】  建設機械に設けられている一つの回転体（後部主巻シーブ１８ａ）の回転力によって駆動されるダイナモ３３と、該ダイナモで発生した電力を蓄える二次電池３４と、該二次電池を電源としてそれぞれ作動するセンサ（ロードセル３２）及び該センサの測定データを送信する無線送信手段３５と、建設機械の制御装置に設けられた無線受信手段と、前記無線送信手段から送信され、該無線受信手段で受信した前記センサの測定データを建設機械の運転室に表示する表示手段とを備えている。ダイナモを駆動する回転体は、センサの近傍に設けられている回転体を利用する。【選択図】  図２
2017036583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械に設けられている一つの回転体の回転力によって駆動されるダイナモと、該ダイナモで発生した電力を蓄える二次電池と、該二次電池を電源としてそれぞれ作動するセンサ及び該センサの測定データを送信する無線送信手段と、建設機械の制御装置に設けられた無線受信手段と、前記無線送信手段から送信され、該無線受信手段で受信した前記センサの測定データを建設機械の運転室に表示する表示手段とを備えていることを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記建設機械が杭打機であり、前記一つの回転体が、杭打機のリーダ上端部に設けられているトップシーブブロック内の一つのシーブであり、前記センサが前記トップシーブブロックに掛け回された主巻ワイヤの荷重を測定するロードセルであることを特徴とする請求項１記載の建設機械。
【請求項３】
前記建設機械が杭打機であり、前記一つの回転体が、杭打機のリーダに沿ってオーガを昇降させる昇降用の油圧モータの出力軸であり、前記センサが前記オーガの昇降状態を測定するロータリエンコーダであることを特徴とする請求項１又は２記載の建設機械。
【請求項４】
前記建設機械が杭打機であり、前記一つの回転体が、杭打機のリーダに沿ってオーガを昇降させる昇降用の油圧モータの出力軸であり、前記センサが前記リーダの傾斜角度を測定する角度検出センサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の建設機械。
【請求項５】
前記建設機械が杭打機であり、前記一つの回転体が、杭打機のリーダに沿って昇降するオーガに設けられた作業部材回転駆動用の油圧モータの出力軸であり、前記センサが作業部材を回転させるトルクを測定する圧力センサであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の建設機械。
【請求項６】
前記建設機械が杭打機であり、前記一つの回転体が、杭打機のリーダに沿って昇降するオーガに設けられた作業部材回転駆動用の油圧モータの出力軸であり、前記センサが作業部材の回転数を測定する近接スイッチであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の建設機械。
【請求項７】
前記建設機械がクレーンであり、前記一つの回転体が、クレーンのブーム上端部に設けられているトップシーブブロック内の一つのシーブであり、前記センサが前記トップシーブブロックに巻回される主巻ワイヤの荷重を測定するロードセルであることを特徴とする請求項１記載の建設機械。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に関し、詳しくは、建設機械における各部の動作状況を検出するための各種センサを備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械、例えば、杭打機やクレーンでは、所定の位置に各部の動作状況を検出するための各種センサを配置し、各センサからの信号によって各種表示を行い、オペレータが各部の状態を把握したり、各種操作を自動化したり、異常時に警報を発生させたりしている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−５７７４６号公報
【特許文献２】特開２０００−４４１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、各種センサを配置するためには、制御装置（コントロールボックス）とセンサとの間に電源ケーブルをそれぞれ接続する必要があり、輸送時に分解する必要がある大型の建設機械では、分解、組立の際の電源ケーブルの着脱に多大な手間を要していた。特に、杭打機におけるオーガは、リーダに沿って昇降するため、昇降距離を見越して長い電源ケーブルを余らせて設置する必要がある。また、工事現場での作業中に外部からの衝撃によって損傷してしまうおそれもあり、長期間の使用によるケーブルの劣化や浸水による短絡などのトラブルが発生することもあった。
【０００５】
そこで本発明は、各種センサへの電源ケーブルの接続を省略することができる建設機械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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の建設機械は、建設機械に設けられている一つの回転体の回転力によって駆動されるダイナモと、該ダイナモで発生した電力を蓄える二次電池と、該二次電池を電源としてそれぞれ作動するセンサ及び該センサの測定データを送信する無線送信手段と、建設機械の制御装置に設けられた無線受信手段と、前記無線送信手段から送信され、該無線受信手段で受信した前記センサの測定データを建設機械の運転室に表示する表示手段とを備えていることを特徴とするしている。
【０００７】
さらに、本発明の建設機械は、前記建設機械が杭打機である場合、前記一つの回転体が杭打機のリーダ上端部に設けられているトップシーブブロック内の一つのシーブであり、前記センサが前記トップシーブブロックに掛け回された主巻ワイヤの荷重を測定するロードセルであること、前記一つの回転体が杭打機のリーダに沿ってオーガを昇降させる昇降用の油圧モータの出力軸であり、前記センサが前記オーガの昇降状態を測定するロータリエンコーダであること、前記一つの回転体が杭打機のリーダに沿ってオーガを昇降させる昇降用の油圧モータの出力軸であり、前記センサが前記リーダの傾斜角度を測定する角度検出センサであること、前記一つの回転体が、杭打機のリーダに沿って昇降するオーガに設けられた作業部材回転駆動用の油圧モータの出力軸であり、前記センサが作業部材を回転させるトルクを測定する圧力センサであること、前記一つの回転体が杭打機のリーダに沿って昇降するオーガに設けられた作業部材回転駆動用の油圧モータの出力軸であり、前記センサが作業部材の回転数を測定する近接スイッチであることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の建設機械は、前記建設機械がクレーンであり、前記一つの回転体が、クレーンのブーム上端部に設けられているトップシーブブロック内の一つのシーブであり、前記センサが前記トップシーブブロックに巻回される主巻ワイヤの荷重を測定するロードセルであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の建設機械によれば、回転体を駆動源とするダイナモからの電力を、二次電池を介してセンサ及び無線送信手段の電源として使用し、建設機械の制御装置に無線にて送受信するようにしているので、センサを配置すべき場所の近傍に存在する適宜な回転体、あるいは、センサの測定対象となる回転体をダイナモの駆動源とすることにより、制御装置とセンサとを接続する電源ケーブルに比べて電源ケーブルの長さを大幅に短くすることができる。これにより、制御装置とセンサとを接続する電源ケーブルが不要になるだけでなく、電源ケーブルの断線や短絡などのトラブルを回避できるとともに、建設機械の分解、組立を容易に行うことができる。さらに、無線送信手段の出力を適当に設定することにより、建設機械の作業現場の周辺に設置された現場事務所でもセンサの測定データが受信可能になり、建設機械の運転室以外でも建設機械の状態を容易かつ確実に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の建設機械の一形態例を示す杭打機の側面図である。
【図２】本発明をトップシーブブロック部分に適用した一形態例を示す説明図である。
【図３】本発明をリーダの基部に適用した一形態例を示す説明図である。
【図４】本発明をオーガに適用した一形態例を示す説明図である。
【図５】杭打機に設けられている制御装置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図４は、本発明を建設機械の一種である杭打機の各部に適用した一形態例を示している。本形態例に示す杭打機１１は、クローラを備えた下部走行体１２と、該下部走行体１２の上部に旋回ベアリングを介して旋回可能に設けられた上部旋回体１３と、該上部旋回体１３の前部にリーダブラケットを介して設けられたリーダ１４と、該リーダ１４を後方から起伏可能に支持する起伏シリンダ１５と、リーダ１４に沿って昇降可能に設けられたオーガ１６と、オーガ１６の下方に設けられた下部振止１７と、リーダ１４の上端部に設けられたトップシーブブロック１８と、オーガ１６をリーダ１４に沿って昇降させるための昇降装置とを備えている。
【００１２】
本形態例に示す杭打機１１は、昇降装置としてチェーン式を採用しており、リーダ１４の下端部には、油圧モータ１９の出力軸１９ａに固着された駆動側スプロケット２０が設けられ、リーダ１４の上端部には従動側スプロケット（図示せず）が設けられるとともに、両端がオーガ１６の上下にそれぞれ連結されたチェーン２１がリーダ１４の前面部及び内部を通って前記両スプロケットに掛け渡されている。
【００１３】
また、上部旋回体１３の右側部には制御装置を備えた運転室２２が設けられ、左側部にはエンジンや油圧ユニットを収納した機器室２３が設けられている。さらに、上部旋回体１３の前後左右には、ジャッキ装置２４がそれぞれ設けられ、上部旋回体１３の後端部には、カウンタウエイト２５が設けられている。
【００１４】
このような杭打機１１では、作業中の各部の動作状況や状態を把握するため、所定箇所に各種センサを設けるとともに、運転室２２内に各部の動作状況や状態を表示するようにしている。例えば、図５に示すように、制御装置のコントロールボックス２６には、所定箇所に設けられた各種センサＳが電源ケーブルＣを介して接続されるとともに、データ表示用のディスプレイＭが接続されている。
【００１５】
このような各種センサにおいて、図２は、前記トップシーブブロック１８内の主巻シーブ１８ａ，１８ｂに掛け回された主巻ワイヤ３１の荷重を測定するロードセル３２に本発明を適用した一形態例を示すもので、図２（Ａ）は概略平面図、図２（Ｂ）は概略側面図である。
【００１６】
主巻ワイヤ３１は、上部旋回体１３に設けられたウインチ（図示せず）から適宜なガイドシーブを介してトップシーブブロック１８の後部に位置する後部主巻シーブ１８ａを通り、前部主巻シーブ１８ｂから下方に垂下して下部主巻シーブ（動滑車）１８ｃで上方に折り返し、先端がトップシーブブロック１８の先端部下面に設置されたロードセル３２に連結されている。また、前記後部主巻シーブ１８ａの側面部には、後部主巻シーブ１８ａの回転に伴って回転するダイナモ３３が設けられるとともに、該ダイナモ３３で発生した電力を蓄える二次電池３４と、無線送信手段３５とが一体的に設けられている。
【００１７】
これにより、主巻ワイヤ３１によって物体３６を吊り上げる際に回転する後部主巻シーブ１８ａと共にダイナモ３３が回転して発電を行い、二次電池３４が充電されるとともに、ロードセル３２に電力が供給されてロードセル３２が物体３６を吊り上げたときに発生する主巻ワイヤ３１の荷重を測定する。
【００１８】
ロードセル３２は、二次電池３４及び無線送信手段３５との間を電源ケーブル３７で接続すればよいことから、上部旋回体１３のコントロールボックス２６とロードセル３２とを接続する場合に比べてケーブル長さを大幅に短くでき、さらに、損失の低減によって細い電源ケーブルを使用することができるので、電源ケーブルに掛かる製造コストの大幅な削減を図れる。また、電源ケーブル３７をトップシーブブロック１８に固定することが可能となるので、杭打機１１の分解組立を行う際にも着脱する必要がなくなり、分解組立作業性の大幅な向上が図れる。さらに、二次電池３４を設けることにより、後部主巻シーブ１８ａの回転数が少ない場合でも、二次電池３４からの電力供給によってロードセル３２及び無線送信手段３５を確実に作動させることができる。
【００１９】
図３は、リーダ１４の下端部に本発明を適用した一形態例を示している。本形態例は、チェーン式昇降装置における前記油圧モータ１９の出力軸１９ａにダイナモ４１の回転軸を連結し、ダイナモ４１の回転軸にオーガ１６の昇降状態を測定するロータリエンコーダ４２を連結するとともに、ダイナモ４１の側部に二次電池４３及び無線送信手段４４を配置し、電源ケーブル４５でロータリエンコーダ４２と接続している。
【００２０】
これにより、オーガ１６を昇降させる際に油圧モータ１９が作動して駆動側スプロケット２０が回転すると、ダイナモ４１も回転して発電を行い、二次電池４３が充電されるとともに、ロータリエンコーダ４２及び無線送信手段４４に電力が供給され、ロータリエンコーダ４２がオーガ１６の昇降状態を測定し、無線送信手段４４がロータリエンコーダ４２の測定データを送信する。同時に、二次電池４３からは、リーダ１４の傾斜角度を測定する角度検出センサ４６にも電源ケーブル４７を介して電力が供給され、角度検出センサ４６が作動してリーダ１４の傾斜角度を測定し、無線送信手段４４から測定データを送信する。
【００２１】
この場合も、前記第１形態例と同様に、ロータリエンコーダ４２や角度検出センサ４６、二次電池４３、無線送信手段４４の間を接続する電源ケーブル４５，４７の長さを短くできるとともに、ケーブル径も細くすることができる。
【００２２】
図４は、オーガ１６の部分に本発明を適用した一形態例を示している。本形態例は、オーガ１６に設けられた作業部材回転駆動用の油圧モータ５１の出力軸５１ａにダイナモ５２の回転軸を連結するとともに、該ダイナモ５２の側部に二次電池５３及び無線送信手段５４を配置し、前記油圧モータ５１に設けられたトルク測定用の圧力センサ５５と、作業部材回転数測定用の近接スイッチ５６とに電源ケーブル５７，５８をそれぞれ接続するようにしている。
【００２３】
これにより、オーガ１６に装着した作業部材を回転させるために油圧モータ５１を作動させると、ダイナモ５２が回転して発電を行い、二次電池５３が充電されるとともに、圧力センサ５５及び近接スイッチ５６に電力が供給され、圧力センサ５５が測定したトルクと、近接スイッチ５６が測定した回転数とが無線送信手段５４から送信される。
【００２４】
この場合も、前記第１、第２形態例と同様に、圧力センサ５５や近接スイッチ５６、二次電池５３、無線送信手段５４の間を接続する電源ケーブル５７，５８の長さを短くできるとともに、ケーブル径も細くすることができる。さらに、オーガ１６は、作業中にリーダ１４に沿って何回も昇降することから、従来の電源ケーブルＣの場合は、昇降距離に対して余裕を持った長さの長い電源ケーブルＣを使用する必要があり、また、オーガ１６の昇降に伴って電源ケーブルＣが繰り返し変形するため、ダメージを受けやすいという難点があったが、本形態例では、オーガ１６の適宜な位置に電源ケーブル５７，５８を固定しておくことができるので、電源ケーブル５７，５８の長さを大幅に短くできるとともに、変形によるダメージを受けることもなくなる。
【００２５】
各形態例に示したように、各センサを、該センサの近傍に存在する回転体を駆動源として発電するダイナモからの電力で二次電池を介して作動させるとともに、各センサの測定データを前記二次電池からの電力で作動する無線送信手段から送信し、制御装置に設けた無線受信手段で受信するように形成することにより、無線受信手段で受信した各測定データを従来と同様にディスプレイＭに表示することができる。これにより、コントロールボックス２６と各センサとを接続する電源ケーブルＣを省略することができる。さらに、無線送信手段の出力を適当に設定することにより、建設機械の作業現場の周辺に設置された現場事務所でも各センサの測定データが受信可能になり、建設機械の運転室以外でも建設機械の状態を容易かつ確実に把握することができる。
【００２６】
なお、センサの種類及び位置やダイナモの位置は、特に限定されるものではなく、各種測定対象に対するセンサの近傍に存在する回転体をダイナモの駆動源として用いることができ、例えば、補巻ワイヤの荷重を測定するセンサの場合は、補巻ワイヤが掛け渡される補巻シーブを駆動源とすればよい。また、前記形態例では、建設機械として杭打機を例示したが、クレーンにおける主巻ワイヤの荷重を測定するロードセルにも同様にして適用することができる。さらに、ダイナモで発電した電力の電圧を安定化させる回路を組み込むこともできる。
【符号の説明】
【００２７】
１１…杭打機、１２…下部走行体、１３…上部旋回体、１４…リーダ、１５…起伏シリンダ、１６…オーガ、１７…下部振止、１８…トップシーブブロック、１８ａ…後部主巻シーブ、１８ｂ…前部主巻シーブ、１８ｃ…下部主巻シーブ、１９…油圧モータ、１９ａ…出力軸、２０…駆動側スプロケット、２１…チェーン、２２…運転室、２３…機器室、２４…ジャッキ装置、２５…カウンタウエイト、２６…コントロールボックス、３１…主巻ワイヤ、３２…ロードセル、３３…ダイナモ、３４…二次電池、３５…無線送信手段、３６…物体、３７…電源ケーブル、４１…ダイナモ、４２…ロータリエンコーダ、４３…二次電池、４４…無線送信手段、４５…電源ケーブル、４６…角度検出センサ、４７…電源ケーブル、５１…油圧モータ、５１ａ…出力軸、５２…ダイナモ、５３…二次電池、５４…無線送信手段、５５…圧力センサ、５６…近接スイッチ、５７，５８…電源ケーブル、Ｃ…電源ケーブル、Ｍ…ディスプレイ、Ｓ…センサ 
【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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