(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引き綱によりケーブルを牽引するウィンチドラム式延線装置であって、
架台と、
引き綱またはケーブルの延線方向に対して、直交する方向に、前記架台上を移動する移動部と、
前記移動部を移動させるナット部と送りねじとからなる送り部と、
前記架台と前記移動部とにそれぞれ少なくとも１個が回動自在に軸支される複数の車輪用支軸と、
前記複数の車輪用支軸に軸支固定される複数の車輪と、
前記架台に回動自在に軸支されるウィンチドラム用支軸と、
前記ウィンチドラム用支軸に軸支固定され、ウィンチドラムの巻き付け部の最小直径と前記複数の車輪の直径を略同一とするウィンチドラムと、
前記車輪用支軸およびウィンチドラム用支軸を回転駆動するための駆動力を供給する駆動部と、
前記架台で軸支された前記車輪用支軸と前記ウィンチドラム用支軸とを同じ回転方向に回転させ、かつ、前記移動部で軸支された車輪用支軸を逆回転させるように前記駆動部が供給する回転駆動力を分配・伝達して前記複数の車輪とウィンチドラムとが同じ回転速さとなるようにそれぞれに駆動力を供給する駆動力伝達部と、
前記駆動部に駆動信号を出力するドライブ装置と、
供給される引き綱またはケーブルを最適張力で牽引する位置に誘導する誘導部と、
架線から吊り下げ、かつ、架線上を移動させるための滑車を備え、ウィンチドラム式延線装置自らの姿勢を決定するため外部で接触する箇所で滑車が回動して摩擦抵抗力を低減させる低減部と、
引き綱またはケーブルを牽引するときに発生する反力から前記低減部により低減された前記摩擦抵抗力を引いた力である張力と一致する抗力にて引っ張る固定ロープを結びつける孔部と、
前記ドライブ装置へ出力する制御信号が入力される入力部と、
前記引き綱またはケーブルのたるみの有無を検出するたるみ検出センサと、
前記複数の車輪に挟まれるケーブルの側圧を検出する側圧検出センサと、
前記孔部に結びつけられた固定ロープに伝達される張力を計測するための張力監視装置と、
入力部、たるみ検出センサ、側圧検出センサおよび張力監視装置に接続される制御演算部と、
を備え、
前記制御演算部は、前記入力部に入力された制御信号を読み出して前記ドライブ装置へ制御信号を出力して駆動開始し、前記側圧検出センサが出力する側圧値が予め定められた範囲内にあるか否かを監視して予め定められた側圧を越えた場合に動作を停止させるように制御し、前記たるみ検出センサが検出するたるみの有無に基づいて制御演算を行ってたるみがあると判断する場合にたるみを無くすように速度制御および／またはトルク制御を行い、前記張力監視装置により計測される張力値が予め定められた範囲内にあるか否かを監視して予め定められた張力を越えた場合に張力を低下させるように制御し、
前記誘導部は引き綱を牽引する場合にウィンチドラムの最小直径の巻き付け部へ引き綱を誘導し、
送り速度が略同一であるウィンチドラムと複数車輪は引き綱を牽引し、
送り速度が略同一である複数車輪はケーブルを牽引することを特徴とするウィンチドラム式延線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウィンチドラムを用いて引き綱およびケーブルを牽引しながら延線するウィンチドラム式延線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ケーブルの敷設を行う各種装置の開発が従来から活発に行われている。このような従来技術として、例えば、特許第２８７２６６６号の特許掲載公報に記載されたケーブル牽引装置などがある。
このケーブル牽引装置は少なくとも２対のローラーを備え、ケーブルもしくは索条（ロープやワイヤ）の引き込み始端側に位置する一対のローラーを駆動する駆動軸の一方にローラーに代えてウィンチドラムを装着し、索条を牽引する場合にはこのウィンチドラムに索条を巻き付けて牽引し、尻手にある一対のローラーで索条を送り出すという牽引装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のケーブル牽引装置は、後ろ側で索条を挟む一対のローラの半径よりも前側のウィンチドラムの巻き付け部の半径を小さくすることで、ウィンチドラムでの索条の送り速度よりも一対のローラーでの索条の送り速度を速くし、後ろ側のローラーが常に速い送り速度で連続的に引っ張ることで、ウィンチドラムへの索条の巻き付け力、ひいては、索条の張力を確実に発生させるという装置である。
【０００４】
しかしながら、このように張力が発生する状態とは、一対のローラーに挟まれて接する索条にはすべりが生じている状態である。換言すれば、一対のローラーに索条が挟まれて接する場合、索条が滑らない程に摩擦抵抗が大きい表面を有するローラーは採用できない。
仮に摩擦抵抗が大きい表面を有するローラーを採用すると、ウィンチドラムと一対のローラーとの間に発生する張力が大きくなりすぎ、ロープなどの索条は破断するおそれがあった。
また、ローラー側も反力を受けて表面が削れてしまうおそれもあった。したがって、従来のケーブル延線装置では、摩擦抵抗が大きい表面を有するローラーを採用できなかった。
【０００５】
ケーブルの延線作業時に、ケーブル牽引装置によりケーブルを直接牽引する場合と、このケーブルを引っ張るための索条を牽引する場合とがある。ケーブルを直接牽引する場合にはウィンチドラムを使用せず、少なくともー対のローラーにケーブルを挟んで牽引することとなり、また、索条を牽引する場合には、ウィンチドラムに索条を巻き付けて牽引し、一対のローラーは引き綱を後段へ送ることとなる。
【０００６】
しかし先に述べた理由によりローラーの摩擦抵抗力は少なく、従来のケーブル牽引装置の牽引力は小さかった。
また、従来のケーブル牽引装置でケーブルを牽引する場合、ウィンチドラムを取り外してローラーを取り付け、２対のローラーでケーブルを挟むことで摩擦抵抗力を大きくしていたが、例えば、ケーブル牽引装置を高所に載置する必要がある場合には取り付け・取り外し作業に手間を要し、高所における取り付け・取り外し作業のため部品落下などの危険が伴い、また、作業工程が増加するという問題点もあった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、前側のウインチドラムと後側の車輪との間で張力差を生じさせないように送り速度を同一とすることで摩擦抵抗力が高い車輪の採用を可能とし、ケーブルの牽引能力・作業性が高いウィンチドラム式延線装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載のウィンチドラム式延線装置は、
引き綱によりケーブルを牽引するウィンチドラム式延線装置であって、
架台と、
引き綱またはケーブルの延線方向に対して、直交する方向に、前記架台上を移動する移動部と、
前記移動部を移動させるナット部と送りねじとからなる送り部と、
前記架台と前記移動部とにそれぞれ少なくとも１個が回動自在に軸支される複数の車輪用支軸と、
前記複数の車輪用支軸に軸支固定される複数の車輪と、
前記架台に回動自在に軸支されるウィンチドラム用支軸と、
前記ウィンチドラム用支軸に軸支固定され、ウィンチドラムの巻き付け部の最小直径と前記複数の車輪の直径を略同一とするウィンチドラムと、
前記車輪用支軸およびウィンチドラム用支軸を回転駆動するための駆動力を供給する駆動部と、
前記架台で軸支された前記車輪用支軸と前記ウィンチドラム用支軸とを同じ回転方向に回転させ、かつ、前記移動部で軸支された車輪用支軸を逆回転させるように前記駆動部が供給する回転駆動力を分配・伝達して前記複数の車輪とウィンチドラムとが同じ回転速さとなるようにそれぞれに駆動力を供給する駆動力伝達部と、
前記駆動部に駆動信号を出力するドライブ装置と、
供給される引き綱またはケーブルを最適張力で牽引する位置に誘導する誘導部と、
架線から吊り下げ、かつ、架線上を移動させるための滑車を備え、ウィンチドラム式延線装置自らの姿勢を決定するため外部で接触する箇所で滑車が回動して摩擦抵抗力を低減させる低減部と、
引き綱またはケーブルを牽引するときに発生する反力から前記低減部により低減された前記摩擦抵抗力を引いた力である張力と一致する抗力にて引っ張る固定ロープを結びつける孔部と、
前記ドライブ装置へ出力する制御信号が入力される入力部と、
前記引き綱またはケーブルのたるみの有無を検出するたるみ検出センサと、
前記複数の車輪に挟まれるケーブルの側圧を検出する側圧検出センサと、
前記孔部に結びつけられた固定ロープに伝達される張力を計測するための張力監視装置と、
入力部、たるみ検出センサ、側圧検出センサおよび張力監視装置に接続される制御演算部と、
を備え、
前記制御演算部は、前記入力部に入力された制御信号を読み出して前記ドライブ装置へ制御信号を出力して駆動開始し、前記側圧検出センサが出力する側圧値が予め定められた範囲内にあるか否かを監視して予め定められた側圧を越えた場合に動作を停止させるように制御し、前記たるみ検出センサが検出するたるみの有無に基づいて制御演算を行ってたるみがあると判断する場合にたるみを無くすように速度制御および／またはトルク制御を行い、前記張力監視装置により計測される張力値が予め定められた範囲内にあるか否かを監視して予め定められた張力を越えた場合に張力を低下させるように制御し、
前記誘導部は引き綱を牽引する場合にウィンチドラムの最小直径の巻き付け部へ引き綱を誘導し、
送り速度が略同一であるウィンチドラムと複数車輪は引き綱を牽引し、
送り速度が略同一である複数車輪はケーブルを牽引することを特徴とする。
【０００９】
ウィンチドラムおよび車輪での引き綱の送り速度を略同一にしたため、ウィンチドラムと車輪との間で張力を発生させることがない。したがって、所望の摩擦抵抗力を有する車輪を選択できるため、車輪のみ用いるケーブルの牽引能力を高めることができる。
【００１０】
なお、このウィンチドラム式延線装置において、架台または移動部で共に１本の支軸を軸支して２個の車輪によりケーブルの送りを行うようにしてもよい。  また、架台または移動部の何れか一方で２本の支軸を軸支して、かつ、架台または移動部の残る他方で１本の支軸を軸支して、３個の車輪によりケーブルの送りを行うようにしてもよい。
また、架台または移動部で共に２本の支軸を軸支して、４個の車輪によりケーブルの送りを行うようにしてもよい。
このように、架台あるいは移動部に回動可能に軸支される車輪の数を変更させて車輪の表面の摩擦抵抗力を変更させても、張力差により引き綱が切れるような事態が発生することはない。ウィンチドラム式延線装置の設計時に車輪の種類・数を適宜選択することが可能である。
【００１１】
さらに、入力部は、遠隔地にいる作業員が操作する外部送信装置や他のウィンチドラム式延線装置から出力される制御信号を、有線または無線の伝送路を通じて、受信する受信装置としてもよい。また、ウィンチドラム式延線装置の近くにいる作業員から直接入力を可能とするため、必要なキーが配置されたキー入力装置としてもよい。
【００１２】
また、誘導部について、４本のローラを略＃状に組み合わせた形状を有し、中央開口にケーブルを通過させ、２個の車輪がケーブル挟む位置へ誘導する誘導部としても良い。また、水平方向に渡される２本のローラの離間距離はケーブル直径と略同一かそれ以上であり、かつ、垂直方向に渡される２本のローラの離間距離は前記ケーブル直径を越える大きい誘導部としても良い。
略＃状の４本のローラは上下の調節が可能で、ケーブルを牽引する場合にケーブルを２つの車輪のセンターに誘導し、ケーブル牽引時の張力を最大にすることができる。
このような誘導部があることで、引き綱を牽引する場合にも、ウィンチドラムの巻き付け部の最小直径部へ引き綱が誘導され、ウィンチドラムと車輪との間で張力が発生しないようにして引き綱を送ることができる。
【００１３】
また、低減部により低減させた摩擦抵抗力を反力から引いた力を張力とし、この張力を伝達部を介して外部の張力監視装置へ伝達することにより正確な張力を測定することができる。
また、ウィンチドラムと車輪とで張力差が発生しないため、引き綱を牽引しているときの正しい張力を計測することができる。
【００１４】
また、メッセンジャワイヤなどの架線にウィンチドラム式延線装置を係止する場合、メッセンジャワイヤと接触するメッセンジャワイヤ係止部に摩擦抵抗力が発生し、正確な張力の計測の妨げになる。そこで、メッセンジャワイヤ係止部に回動体を備え、この回動体がメッセンジャワイヤ上を移動可能に回動することで摩擦抵抗力を低減させる低減部とする。回動体により摩擦抵抗力を低減することができ、張力を正確に測定することができる。
【００１５】
また、正確な張力値に基づいて引き綱およびケーブルの牽引状態を把握でき、張力が大きくなりすぎたときに張力を低下させることができる。
また、側圧値の変化を検出して牽引作業の異常が検出できる。
また、たるみの有無を検出して引き綱およびケーブルの延線作業の異常を検出することができる。
【００１６】
また、少なくとも２個の車輪でケーブルを挟み込むが、ケーブルを挟む位置で車輪外周の線速度は共に同じ方向となるように回転（車輪の回転は一方が順転、他方が逆転となる。）している。そしてウィンチドラムと架台の車輪とは同じ回転方向に同じ回転速度で回転する。引き綱の牽引時には、速度差に起因する張力差の発生を防ぐことができ、また、ケーブルの牽引時には、挟み込んだケーブルを少なくとも２個の車輪が一定の張力で確実に移送するウィンチドラム式延線装置とすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、第１実施形態のウィンチドラム式延線装置の正面図、図２は、同じく平面図、図３は、同じく右側面図、図４は、同じく左側面図、図５は、同じく底面図、図６は、同じく２つの車輪を外した場合の底面図、図７は、同じくＡ−Ａ断面図、図８は、同じくＢ−Ｂ断面図、図９は、同じく制御系ブロック図、図１０は、同じくウィンチドラム・車輪とケーブルとの接触状態を説明する説明図、図１１は同じくメッセンジャワイヤに係止した場合を説明する説明図、図１２は、側圧検出センサを説明する説明図、図１３は、たるみ検出センサを説明する説明図、図１４，図１５は、同じく本実施形態を連結して用いる場合の説明図である。以下、図１〜図１５を用いて本実施形態のウィンチドラム式延線装置について説明する。なお、図３，図４，図１０，図１１では、ウィンチドラム式延線装置に引き綱が装着されている状態を、また、図１，図５，図８，図１４，図１５ではウィンチドラム式延線装置にケーブルが装着されている状態を、それぞれ図示するものとする。
【００２３】
まず、ウィンチドラム式延線装置の構成について説明する。図４，図８で示すように架台１には、車輪２が固定された車輪用支軸３が、軸受４を介して回動自在に軸支されている。車輪用支軸３の端部には、かさ歯車５が取り付けられている。本実施形態において、かさ歯車５は、すぐ歯かさ歯車、はす歯かさ歯車、または、まがり歯かさ歯車のうちいずれかのかさ歯車とすることができる。
【００２４】
図２に示すように、このかさ歯車５に噛合するかさ歯車６は、駆動部７の回転軸に固定されている。駆動部７は、ＡＣ（Alternative Current）サーボモータやインダクションモータ等である。また、モータと減速器が一体となった駆動部７としても良い。この駆動部７は、図１，図２，図４で示すように架台１に取り付けられた取付治具８に固定されている。作業開始時、作業員は、トルク、速度など作業に最適な駆動部７を選択してこの取付治具８に取付固定するため、この取付治具８と駆動部７とは着脱が容易となるように構成されている。これは比較的重量があるウィンチドラム式延線装置をメッセンジャワイヤに取り付けるときには軽量化した状態で取り付けて、取り付け終了後に取付治具８と駆動部７を取り付けるようにして重量物のウィンチドラム式延線装置の取り付け作業を容易にする目的も兼ねている。この駆動部７は、制御用ユニット９により駆動が制御される。制御用ユニット９による制御については後述する。
【００２５】
図２，図８で示すようにかさ歯車５に噛合する他のかさ歯車１０は、シャフト１１に軸支固定されている。シャフト１１は、軸受１２，１３により回動自在となるように支軸されている。このシャフト１１に沿ってかさ歯車１４が移動するよう遊挿されている。かさ歯車１４は、かさ歯車１５と噛合する。このかさ歯車１５は、図７に示すように車輪用支軸１６の一端に固定されている。この車輪用支軸１６は、軸受１７を介して移動部１８に回動自在に軸支されている。
【００２６】
移動部１８は、架台１に対し、図６の矢印ａに示す方向（水平方向）に移動自在となるように構成されている。具体的には、図７で示すように移動部１８は、架台１の溝部１９ａ，１９ｂに沿って摺動する。そして、図８に示すように架台１に固定されるナット部２０に螺挿される送りねじ２１により駆動される。このようなナット部２０と送りねじ２１とを送り部とする。この送り部を駆動するために、本実施形態では送りねじ２１の先端にハンドル２２を固定した構成とする。作業員がハンドル２２を回動させて、手動により送り部を駆動する。なお、図６に示すように移動部１８と送りねじ２１との間には、側圧検出センサ４１が設けられている。なお、側圧検出センサ４１については後述する。
【００２７】
シャフト１１とかさ歯車１４とにはそれぞれキー溝が設けられ、図１，図２，図７，図８で示すようにこのキー溝にはめ込まれたキー２３によりシャフト１１からかさ歯車１４へ回動力が伝達されている。送り部が水平方向に移動するとき、シャフト１１に沿ってかさ歯車１４を移動させ、かつ、かさ歯車１４とかさ歯車１５との噛合を維持するために、図１，図２，図８で示すようにかさ歯車移送部２４が設けられている。かさ歯車移送部２４は、移動部１８の移動に応じて移動し、かさ歯車１４をシャフト１１に沿って水平方向に摺動させる。
【００２８】
図７で示すように車輪用支軸１６には車輪２５が取り付けられている。車輪２，２５は、例えば、中心軸と略平行に貫通する円筒状の孔を有する孔あきの弾性ローラや、通常の穴なしの弾性ローラなどが考えられる。また、硬度の異なる複数種類の車輪を用意しておき、必要に応じて変更しても良い。車輪２，２５は、車輪用支軸３，１６に容易に着脱可能とするため、図示しない割ピンや取付金具により取り付けられている。
【００２９】
なお、図８でも明らかなように車輪２，２５には、外周端部は面取りが施されるか、もしくは、曲率（Ｒ）を持たせてある。もし面取りがなされないで弾性を有する２つの車輪がケーブルを挟んだとき、２つの車輪が変形して略鼓状になり、鼓状の２つの車輪の側面で最も突出する箇所が干渉することがある。本実施形態の車輪２，２５では端部を面取り処理して上述の干渉を回避し、円滑にケーブルを送るようにする。
【００３０】
続いて、ウィンチドラムについて説明する。図２，図３で示すようにかさ歯車５に噛合する他のかさ歯車２６は、シャフト２７に固定されている。シャフト２７は、軸受２８，２９により回動自在となるように支軸されている。このシャフト２７にかさ歯車３０が軸支固定されている。かさ歯車３０は、かさ歯車３１と噛合する。このかさ歯車３１は、図１，図４に示すようにウィンチドラム用支軸３２の一端に固定されている。
【００３１】
ウィンチドラム用支軸３２は、軸受３３を介して架台１に回動自在に軸支されている。ウィンチドラム用支軸３２にはウィンチドラム３４が軸支固定されている。このように、駆動部７から供給される駆動力が最終的に車輪２，２５およびウィンチドラム３４に伝達される。
本発明の駆動力伝達部は、本実施形態においては、かさ歯車５、かさ歯車１０、シャフト１１、軸受１２，１３、かさ歯車１４、かさ歯車１５、かさ歯車２６、シャフト２７、軸受２８，２９、かさ歯車３０、かさ歯車３１が該当する。
【００３２】
なお、これ以外の駆動力伝達部として、ウオームとウオームホイール等の歯車列を用いる回転伝達要素、チェーンやベルトを用いる回転伝達要素などを用いることも考えられる。このような駆動力伝達部であっても、本実施形態で説明したように回転駆動力を伝達して駆動する機能を有しているならば利用することが可能である。
【００３３】
なお、本実施形態では、特に、上記のような歯車列である駆動力伝達部と１個の駆動部７とを利用して２個の車輪２，２５およびウィンチドラム３４を駆動しているが、その理由としては、駆動部７による回転数・トルクの変化に駆動力伝達部が機械的に即応し、複雑な同期制御等を必要とすることなく２個の車輪２，２５やウィンチドラム３４の回転数やトルクを同じにするためである。
【００３４】
架台１には、引き綱３５やケーブル３６を誘導する誘導部３７が取り付けられている。誘導部３７は、図１、図３、図５に示すように、水平方向へ平行に配置される２本のローラ３７ａ，３７ｂと、垂直方向へ平行に配置される２本のローラ３７ｃ，３７ｄとを備えている。これらローラは、棒状のローラであって、図３，図５の矢印ｂで示す牽引方向へ移動する引き綱３５やケーブル３６が接触するとき、引き綱３５やケーブル３６に沿って回転するように構成されている。
【００３５】
図３，図４，図５で示すように本実施形態の誘導部３７は、牽引方向を基準とするとウィンチドラム３４の前に配置される前段の誘導部３７、ウィンチドラム３４と車輪２，２５との間に配置される中段の誘導部３７、および、車輪２，２５の後に配置される後段の誘導部３７があり、引き綱３５やケーブル３６が安定して移動するように誘導する。なお、誘導部３７は、図に示すような構成以外にも、例えば、中段を取り去って前段および後段のみの誘導部３７としても良い。このように、前段・中段・後段の誘導部３７を組み合わせて最適な誘導部３７を選択することができる。
【００３６】
本実施形態のウィンチドラム式延線装置は、図１１で示すように電柱間を渡されるメッセンジャワイヤ３８に係止できるようにするため、メッセンジャワイヤ係止部３９が設けられている。図３に示すように、メッセンジャワイヤ係止部３９には、回動体である滑車３９ａ，３９ｂ，３９ｃが取り付けられている。特に、滑車３９ｃは上下方向へ移動するように構成されており、メッセンジャワイヤ３８を容易に取り付けることができる。このようなメッセンジャワイヤ係止部３９によりメッセンジャワイヤ３８に沿った移動を容易にする。なお、メッセンジャワイヤ係止部３９の滑車３９ｃをロックすることでメッセンジャワイヤ３８から落下を防止することもできる。メッセンジャワイヤ係止部３９は２箇所に設けられるので、図１１で示すように、安定してメッセンジャワイヤ３８に係止される。本実施形態では、メッセンジャワイヤ係止部３９が反力による装置本体の移動の際に発生する摩擦抵抗力を低減しており、低減部としての機能を有する。
【００３７】
さらに、メッセンジャワイヤ係止部３９には、孔部３９ｄが設けられており、移動防止部の一例である固定ロープ４０を結ぶことができる。本実施形態では、この孔部３９ｄが前記引き綱３５およびケーブル３６の牽引力に応じて発生する反力を外部へ伝達するための伝達部としての機能を有する。
【００３８】
続いて、センサについて説明する。ウィンチドラム式延線装置には、側圧検出センサ４１、たるみ検出センサ４２、張力監視装置４４というセンサが設けられている。図６で示すように、移動部１８と送りねじ２１とは、側圧検出センサ４１を介して取り付けられている。側圧検出センサ４１は、図１２で示すように、送りねじ２１が螺挿されるナット部４１ａ、このナット部４１ａが溶接固定される断面コ字状金具４１ｂ、断面コ字状金具４１ｂの側部に設けられる長孔に挿通される２個のピン４１ｃ、２個のピン４１ｃが側部に固定され、かつ、移動部１８に固定される断面ハット状金具４１ｄ、送りねじ２１と当接して側圧を検出する圧縮センサ４１ｅを備えている。
【００３９】
仮に、車輪２，２５が挟むケーブル３６の径を変える場合、車輪２５が移動することで移動部１８が移動する。圧縮センサ４１ｅは、矢印に示すように送りねじ２１へ近づくように移動し、圧縮センサ４１ｅと送りねじ２１とが当接して側圧が検出される。側圧検出センサ４１はこのように構成される。
【００４０】
また、図３，図４で示すたるみ検出センサ４２は、実際にはウィンチドラム式延線装置の後段１．５〜２．０ｍ離れた位置に配置される。このときメッセンジャワイヤ３８を基準としてたるみの有無を検出するようにするため、図１１で示すようにメッセンジャワイヤ固定器具４３からたるみ検出センサ４２を吊している。メッセンジャワイヤ固定器具４３から所定距離の下側でたるみ検出センサ４２を配置する。
【００４１】
たるみ検出センサ４２は、図１３で示すような原理で検出する。つまり、図１３（ａ）で示すように回転軸４２ａに回動自在に長円形状の板状部材４２ｂが軸支されている。この板状部材４２ｂに回動自在に取り付けられたローラ４２ｃにケーブル３６を当接させておく。板状部材４２ｂは上昇するように図示しないばね力を付勢しておく。ローラ４２ｃの先端には発光素子４２ｄを取り付けておく。この発光素子４２ｄは、図示しない電池や外部電源により電力を供給されており、常時発光している。この発光素子４２ｄの光を検出する受光素子４２ｅが設けられており、ローラ４２ｃが下降した場合に光が検出できるように位置出しされた上で配置されている。
【００４２】
たるみが発生していないときは、図１３（ｂ）に示すように発光素子４２ｄの光は受光素子４２ｅへ届かないため、たるみは無いと判断する。ケーブル３６がたるむにつれ、ケーブル３６の重みで板状部材４２ｂおよびローラ４２ｃが下降していき、図１３（ｃ）で示すように最終的に発光素子４２ｄと受光素子４２ｅが対向して受光素子４２ｅが光を検出し、たるみが有ると検出する。たるみ検出センサ４２はこのような構成を有している。
【００４３】
張力監視装置４４は、図１１で示すように、孔部３９ｄに結ばれる固定ロープ４０に設置され、張力を監視する。固定ロープ４０は、移動防止部の一具体例である。なお、張力監視装置４４は、固定ロープ４０の張り具合から張力を検出するというもので一般に市販されており、実際の延線作業に応じて所望の張力監視装置を選択できる。
【００４４】
ウィンチドラム式延線装置の駆動部７は、制御用ユニット９に接続されているが、詳しくは、図９に示すようにドライブ装置４５に接続されている。さらに、ドライブ装置４５には、制御演算部４６が接続され、この制御演算部４６には、センサである側圧検出センサ４１、たるみ検出センサ４２、張力監視装置４４が接続され、また、送受信装置４７が接続されている。この送受信装置４７は、無線、有線を用いてコントローラ４８と送受信するために設けられている。
【００４５】
このような送受信のうち送信の例について説明する。側圧検出センサ４１が検出する側圧値、たるみ検出センサ４２が検出するたるみの有無、または、張力監視装置４４が検出する張力値から、制御演算部４６は、引き綱３５またはケーブル３６の状態を判断して状態信号を送受信装置４７へ出力する。送受信装置４７は、外部のコントローラ４８や他のウィンチドラム式延線装置等の外部へこの状態信号を出力する。
【００４６】
コントローラ４８へ送信された状態信号をコントローラ４８内の図示しない制御演算部が解析し、コントローラ４８に備えられた図示しない表示部に状態を表示するので、作業員は、牽引状態を確認できる。このウィンチドラム式延線装置は、異常時にはその異常内容を確認できるので、ウィンチドラム式延線装置の障害除去、ケーブルに異物が引っかかった場合における異物の除去などのケーブル上の障害除去、故障修理、取り換え等を作業員が容易に判断することができる。さらに、状態信号を発したウィンチドラム式延線装置を除く他のウィンチドラム式延線装置は受信した状態信号を解析して、牽引を続けるか否かを決定する。このウィンチドラム式延線装置は、装置自ら動作を決定するので、迅速に障害を回避することができる。
【００４７】
また、送受信のうち受信の例として、作業員の操作に基づいて、コントローラ４８から出力された制御信号を、送受信装置４７は受信して、制御演算部４６へ出力する。制御演算部４６は、この制御信号をドライブ装置４５へ出力し、ドライブ装置４５は、この制御信号に基づいて駆動部７を駆動する。なお、ウィンチドラム式延線装置が複数有る場合は、１台のコントローラ４８により全てのウィンチドラム式延線装置を一括して運転させることもでき、また、１台のコントローラ４８によりウィンチドラム式延線装置各々を独立して運転させることもできる。なお、コントローラ４８によりケーブルの張力を設定し、この張力を維持しながらケーブル送りをするように制御することができる。
【００４８】
なお、本発明のウィンチドラム式延線装置は２台連結しても良い。例えば、図１４，図１５で示すように略Ｈ字形の連結金具４９を用いて２つの架台１で結合する。なお、駆動源については選択が可能である。第１の駆動源としては、１台のウィンチドラム式延線装置が他のウィンチドラム式延線装置に駆動力を供給する場合がある。図１，図２などで示すようにシャフト１１を延伸し、このシャフト１１の先端にプーリー５０が軸支固定されているウィンチドラム式延線装置として、図１４で示すように、シャフト１１にプーリー５０が固定されている２台のウィンチドラム式延線装置Ａ，Ｂを連結金具４９を用いて連結後、プーリー間にベルト５１を掛け渡し、２台のウィンチドラム式延線装置が連動して動くようにする。なお、プーリー５０とベルト５１に代えてスプロケットとチェーンを用いることも可能である。
【００４９】
また、図１５で示すように第２の駆動源としては、ウィンチドラム式延線装置Ａ，Ｂがそれぞれ独立して駆動源を有する場合がある。２台ともトルク制御を行う場合や、また、２台とも速度制御を行う場合に加え、一方でトルク制御を行い、かつ、他方で速度制御を行うようにしても良い。制御形態については適宜選択される。ウィンチドラム式延線装置はこのように構成される。
【００５０】
続いて本実施形態を用いる牽引動作について説明する。なお、引き綱３５を牽引する場合は、主にウィンチドラム３４を用いて牽引し、車輪２，２５は引き綱３５を後段へ送り出す機能を有している。
また、ケーブル３６を牽引する場合はウィンチドラム３４を用いずに、車輪２，２５のみで牽引する。
【００５１】
引き綱３５の牽引動作を行うとき、引き綱３５は、図３，図４に示すように、まず前段の誘導部３７へ導入され、引き綱３５は、ウィンチドラム３４の最小直径部分の近傍である巻き付け部へ誘導される。ウィンチドラム３４は、略鼓形状のため、上側の引き綱３５が下側へ、また、下側の引き綱３５が上側へ移動しようとする。これにより中央の引き綱３５は上下から挟まれて力が加わるため最小直径の巻き付け部分へ誘導され、また、ウィンチドラム３４の外周で引き綱３５が滑るという事態も回避される。
【００５２】
ウィンチドラム３４は、図５の矢印ｃの方向へ、また、車輪２，２５は矢印ｃ，ｄの方向に回転して、引き綱３５を矢印ｂの方向へ牽引する。図１０でも示すように、ウィンチドラム３４における引き綱３５の巻き付け部分の回転半径Ｒと、車輪２，２５の回転半径Ｒとが略同一になるようにし、かつ、上記の駆動力伝達部により同一トルク・同一速度で回転するように機械的に構成してあるため、ウィンチドラム３４と車輪２，２５とで送り速度が略同一となる。このため、ウィンチドラム３４と車輪２，２５との間で張力が発生したりたるみが発生することもなく、円滑に牽引がなされていく。
先に説明したように、側圧検出センサ４１、たるみ検出センサ４２、張力監視装置４４というセンサにより異常が検出されたならば制御ユニット９で所望の制御動作がなされる。引き綱３５の牽引はこのように行われる。
【００５３】
図５でも示すようにケーブル３６の牽引は、車輪２，２５のみに挟み込むようにして延線する。この場合中段の誘導部と後段の誘導部とでケーブル３６を最適な位置へ誘導し、ケーブル３６は車輪２，２５で最適な位置で挟み込まれ、速度制御およびトルク制御がなされて牽引される。ケーブル３６の牽引はこのように行われる。
【００５４】
続いて本実施形態のウィンチドラム式延線装置をメッセンジャワイヤに係止して単独で用いる使用形態について説明する。図１６は、ウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。なお、ウィンチドラム式延線装置で説明済みの構成要素は同一の符号を付す。
【００５５】
図１６に示すように、ウィンチドラム式延線装置１００をメッセンジャワイヤ３８に係止してケーブル敷設する。図１６に示すように、メッセンジャワイヤ３８は、複数の支柱１１０により張架されている。ケーブルハンガー１２０はメッセンジャワイヤ３８に固定されている。ケーブル３６は、撚り戻し１３０を介して引き綱３５に接続されている。ウィンチドラム式延線装置１００は、引き綱３５を牽引し、このケーブル３６をケーブルハンガー１２０を通過させながら牽引方向へ牽引する。
【００５６】
この際、引き綱３５やケーブル３６の牽引力の反力が働き、ウィンチドラム式延線装置１００を移動させようとする反力が作用する。しかしながら、移動防止部の一例である固定ロープ４０がウィンチドラム式延線装置１００の移動を防止する。このウィンチドラム式延線装置１００と固定ロープ４０との間には、張力監視装置４４が設置されており、張力を監視する。
【００５７】
なお、移動防止部としては、支柱に固定する固定ロープ４０以外にメッセンジャワイヤ３８に張力監視装置４４を介して固定する機構としても良い。移動防止部としては種々の構成が考えられるが、移動を防止する機能を有していればよい。  また、張力監視装置４４と孔部３９ｄを結ぶロープを省略し、ウィンチドラム式延線装置と一体とした張力監視装置４４としてもよい。さらに、何らかの事情によりケーブル送りを逆方向に行う必要がある場合、図示しないが、もう一方の孔部３９ｄに図示しない他の張力監視装置を介して図示しない他の固定ロープの一端を結び、メッセンジャワイヤ３８にこの固定ロープの他端を結び、張力監視装置を用いて張力を監視すればよく、ケーブル送り速度の方向に関わらず張力の測定が可能である。
【００５８】
この張力監視装置４４が監視する張力に関する情報は、制御演算部４６へ送られる。制御演算部４６は、張力が予め定められた範囲内にあるか否かを監視し、予め定められた範囲を越える場合は、予防処理を行う。予防処理とは、ケーブル送り時に予め定められた張力を越えることを予防回避する処理である。例えば、聴覚または視覚を通じて作業員に警告する警告信号をコントローラ４８へ出力するように制御することなどがある。作業員がコントローラ４８を操作してケーブル送りを停止させるなどの処置を行うことができる。もちろん、駆動部７を制御して牽引を停止しても良い。
【００５９】
なお、ウィンチドラムによる牽引時では、車輪は牽引に少ししか寄与していないため、側圧を重視する必要がなく、したがって、側圧検出センサ４１を使用する必要はない。
【００６０】
さて、前述の使用例では延線距離が短いような場合には問題はないが、延線距離が長くなるような場合、１台のウィンチドラム式延線装置の牽引力では、ケーブルを牽引するには不十分な場合がある。このような場合、複数台のウィンチドラム式延線装を用いて牽引することとなる。続いて、本実施形態のウィンチドラム式延線装置をメッセンジャワイヤに係止して複数台用いる使用形態について説明する。
【００６１】
図１７は、ウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。複数台のウィンチドラム式延線装置（図１７ではウィンチドラム式延線装置Ａ  １００ａ、ウィンチドラム式延線装置Ｂ  １００ｂを用いている。）を用いることでウィンチドラム３４が引き綱３５を牽引する力が増す。したがって、延線距離が長くなっても牽引することができる。
引き綱３５を牽引して、ウィンチドラム式延線装置Ａ  １００ａおよびウィンチドラム式延線装置Ｂ  １００ｂまでケーブル３６が牽引されたとき、全体の牽引動作を停止し、ウィンチドラム３４から引き綱３５を外し、ケーブル３６を車輪２，２５に挟んで再び牽引動作を開始することとなる。
【００６２】
さらに長距離の延線を実現するためにキャプターインドラムを用いる場合もある。図１８は、ウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。ウィンチドラム式延線装置Ａ  １００ａおよびウィンチドラム式延線装置Ｂ  １００ｂはケーブル３６を延線するようにし、引き綱３５はキャプターインドラム１４０を用いて牽引する。このようにすればケーブル３６のさらなる長距離延線が可能となる。
【００６３】
ケーブル牽引時、側圧検出センサ４１を用いて側圧を検出し、ケーブルに十分な側圧が付与されていないとき、２台のウィンチドラム式延線装置Ａ  １００ａとウィンチドラム式延線装置Ｂ  １００ｂとを連結し、さらに十分な牽引力が与えられるようにすることもできる。図１９は、ウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。複数台のウィンチドラム式延線装置によりケーブル３６に十分な牽引力が与えられる。この２連結のウィンチドラム式延線装置を複数個所で設置して長距離牽引することができる。
【００６４】
ウィンチドラム式延線装置は、メッセンジャワイヤに係止されて架空でケーブルを牽引するだけでなく、地中のケーブルを牽引することもできる。図２０は、ウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。地中管路１５０は接続箱１６０を介して地上に通じている。端末地点にある接続箱１６０上にはキャプタインドラム１４０を配置し、中間地点にある接続箱１６０上にはウィンチドラム式延線装置１００を配置する。
【００６５】
中間地点でウィンチドラム式延線装置１００を接続箱１６０上に配置する理由としてはトラックでウィンチドラム式延線装置１００を運べるようにし、作業終了後には、キャプタインドラム１４０とウィンチドラム式延線装置１００とをすぐに別地点へ移動できるようにして作業効率を高めるためである。
この場合、中間地点では、ガイドローラ１７０やローラ１８０によりケーブル３６が所定値を超える曲率半径となるようにし、ケーブル３６が緩やかな曲線を維持するように配慮してケーブル３６を延線する。これは、例えば、曲がりに弱い光ファイバケーブルを延線する場合などに有効である。端末地点と中間地点との間では、ケーブル３６はほぼ無張力で延線されるため、ケーブル３６が破断されるような虞は回避される。
【００６６】
特に中間地点から次の地中管路１５０へケーブル３６を挿入する前に余長を持たし、張力が発生してもローラ１８０を矢印方向へ移動させて発生した張力を吸収するように構成しているため、無張力を維持する。また、ラッパ管１９０により管の中央付近にケーブル３６を挿入するため地中管路１５０に接触する虞が低減される。これら作用により、特に、地中管路１５０の挿入時にケーブル３６に座屈を発生させることがない。このような状態で引き綱３５を牽引し、地中管路１５０内にケーブル３６を通過させる。ウィンチドラム式延線装置をこのように用いても良い。
【００６７】
なお、本発明のウィンチドラム式延線装置では、設計の共通化のため他の装置の架台に用いても良い。ウィンチドラム式延線装置の架台は一対の車輪と１個のウィンチドラムとを配置するため略Ｌ字状の架台となっている。この場合ウィンチドラム３４を取り外し、車輪２，２５の代わりにケーブル表面の水滴や異物を除去する吸水体を取り付け、ケーブル拭き取り装置に変換して用いても良い。
設計の共通化により、経済性が見いだされ、１台の装置であっても部品を取り替えて、ある時はケーブル拭き取り装置、あるときはウィンチドラム式延線装置として用いることができる。例えば、ケーブルの洗浄・拭き取り作業の必要がない晴れの時はケーブル拭き取り装置の代わりにウィンチドラム式延線装置として使用でき、雨のときはケーブル拭き取り装置として使用できる。
【００６８】
また、本発明のウィンチドラム式延線装置では、車輪２または車輪２５の回転数を換算して距離を積算し、記録できるようにすることもできる。例えば、駆動部７のモータにエンコーダを取り付け、あるいは、エンコーダ付きモータを用いることで、このエンコーダからのパルス信号をカウンターで測定し、車輪と円周との積で距離を算出し記録する。さらに、例えば、車輪用支軸に発光部、架台に受光部を配置し、受光した数をカウンターで測定し、車輪の円周との積で距離を算出して記録してもよい。
いずれの場合も測定を開始したいところで０リセットできる。
【００６９】
【発明の効果】
以上本発明によれば、前側のウインチドラムと後側の車輪との間で張力差を生じさせないように送り速度を同一とすることで摩擦抵抗力が高い車輪の採用を可能とし、ケーブルの牽引能力・作業性が高いウィンチドラム式延線装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の正面図である。
【図２】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の平面図である。
【図３】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の右側面図である。
【図４】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の左側面図である。
【図５】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の底面図である。
【図６】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置であって、２つの車輪を外した場合の底面図である。
【図７】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置のＡ−Ａ断面図である。
【図８】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の制御系ブロック図である。
【図１０】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置のウィンチドラム・車輪とケーブルとの接触状態を説明する説明図である。
【図１１】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置のメッセンジャワイヤに係止した場合を説明する説明図である。
【図１２】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の側圧検出センサを説明する説明図である。
【図１３】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置線装置のたるみ検出センサを説明する説明図である。
【図１４】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置を連結して用いる場合の説明図である。
【図１５】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置を連結して用いる場合の説明図である。
【図１６】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。
【図１７】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。
【図１９】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。
【図２０】本発明の実施形態のウィンチドラム式延線装置の使用例を示す説明図である。
【符号の説明】
１                                  架台
２、２５                            車輪
３、１６                            支軸
４、１７、３３                      軸受
１２、１３、２８、２９              軸受
５、６、１０、１４、１５            かさ歯車
２６、３０、３１                    かさ歯車
７                                  駆動部
８                                  取付治具
９                                  制御用ユニット
１１、２７                          シャフト
１８                                移動部
１９ａ、１９ｂ                      溝部
２０                                ナット部
２１                                送りねじ
２２                                ハンドル
２３                                キー
２４                                かさ歯車移送部
３２                                ウィンチドラム用支軸
３４                                ウィンチドラム
３５                                引き綱
３６                                ケーブル
３７                                誘導部
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ      ローラ
３８                                メッセンジャワイヤ
３９                                メッセンジャワイヤ係止部
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ              滑車
３９ｄ                              孔部
４０                                固定ロープ
４１                                側圧検出センサ
４１ａ                              ナット部
４１ｂ                              断面コ字状金具
４１ｃ                              ピン
４１ｄ                              断面ハット型金具
４１ｅ                              圧縮センサ
４２                                たるみ検出センサ
４２ａ                              回転軸
４２ｂ                              板状部材
４２ｃ                              ローラ
４２ｄ                              発光素子
４２ｅ                              受光素子
４３                                メッセンジャワイヤ固定器具
４４                                張力監視装置
４５                                ドライブ装置
４６                                制御演算部
４７                                送受信装置
４８                                コントローラ
４９                                連結金具
５０                                プーリー
５１                                ベルト
１００                              ウィンチドラム式延線装置
１１０                              支柱
１２０                              ケーブルハンガー
１３０                              撚り戻し
１４０                              キャプタインドラム
１５０                              地中管路
１６０                              接続箱
１７０                              ガイドローラ
１８０                              ローラ
１９０                              ラッパ管
【図１】
0004281933.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
0004281933.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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