JP-2026076706-A - 巻取装置

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Abstract

【課題】ケーブルの長さ調整の作業の簡易化及び効率化を図る。【解決手段】ケーブルの巻取装置であって、所定鉛直面の法線軸を巻取軸とする巻取ドラムを有し、前記巻取ドラムは、鉛直軸を回転軸として回転可能であり、前記ケーブルの引張方向に応じて、前記巻取ドラムが前記回転軸回りに回転する、ことを特徴とする巻取装置。【選択図】図２

Inventors

桐山茂雄
土井暁
雑賀俊雄

Assignees

株式会社大林組

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (4)

ケーブルの巻取装置であって、所定鉛直面の法線軸を巻取軸とする巻取ドラムを有し、前記巻取ドラムは、鉛直軸を回転軸として回転可能であり、前記ケーブルの引張方向に応じて、前記巻取ドラムが前記回転軸回りに回転する、ことを特徴とする巻取装置。
請求項１に記載の巻取装置であって、前記巻取軸のトルクを検出する検出部と、前記巻取ドラムを前記巻取軸回りに回転させる駆動部と、前記検出部の検出結果に応じて、前記駆動部を制御する制御部と、を有することを特徴とする巻取装置。
請求項２に記載の巻取装置であって、前記制御部は、前記検出部の検出結果が上限閾値を超えた場合、前記駆動部によって、前記巻取ドラムを前記ケーブルの送り出し方向に回転させる、ことを特徴とする巻取装置。
請求項２又は３に記載の巻取装置であって、前記制御部は、前記検出部の検出結果が下限閾値未満である場合、前記駆動部によって、前記巻取ドラムを前記ケーブルの巻き取り方向に回転させる、ことを特徴とする巻取装置。

Description

本発明は、巻取装置に関する。従来、建設機械（以下、建機）に繋がれたケーブル（例えば、給電ケーブルや通信ケーブルなど）の長さを調整する際には、作業員を相番として付けて対応している。また、ケーブルの長さの調整にケーブルドラム（巻取ドラム）を用いることも行われている。例えば、特許文献１参照には、ケーブルドラムの運搬や方向転換を安全に作業できるようにした工具が開示されている。特開平０７－１５７２０１号公報図１Ａ及び図１Ｂは、一般的なケーブルの長さ調整の作業についての説明図である。本実施形態の巻取装置１０の構成を示す図である。図３Ａは、基台１１の構成を説明するための平面図であり、図３Ｂは斜視図である。巻取ドラム１６の巻取軸１６ｂ回りの回転制御を行う構成の説明図である。巻取装置１０によるケーブル５の張力制御の処理を示すフロー図である。図６Ａ及び図６Ｂは、建機１がケーブル５を引っ張る方向に移動する場合の巻取装置１０の動作の説明図である。建機１がケーブル５を弛ませる方向に移動する場合の巻取装置１０の動作の説明図である。後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。（態様１）ケーブルの巻取装置であって、所定鉛直面の法線軸を巻取軸とする巻取ドラムを有し、前記巻取ドラムは、鉛直軸を回転軸として回転可能であり、前記ケーブルの引張方向に応じて、前記巻取ドラムが前記回転軸回りに回転する、ことを特徴とする巻取装置。態様１の巻取装置によれば、ケーブル引張方向が直線的でない場合（左右などに移動する場合）であっても対応でき、ケーブルの長さ調整の作業の簡易化及び効率化を図ることができる。（態様２）態様１に記載の巻取装置であって、前記巻取軸のトルクを検出する検出部と、前記巻取ドラムを前記巻取軸回りに回転させる駆動部と、前記検出部の検出結果に応じて、前記駆動部を制御する制御部と、を有することが望ましい。態様２の巻取装置によれば、ケーブルの張力を自動で制御することができる。（態様３）態様２に記載の巻取装置であって、前記制御部は、前記検出部の検出結果が上限閾値を超えた場合、前記駆動部によって、前記巻取ドラムを前記ケーブルの送り出し方向に回転させることが望ましい。態様３の巻取装置によれば、ケーブルに過大な力がかからないようにできる。（態様４）態様２又は３に記載の巻取装置であって、前記制御部は、前記検出部の検出結果が下限閾値未満である場合、前記駆動部によって、前記巻取ドラムを前記ケーブルの巻き取り方向に回転させることが望ましい。態様４の巻取装置によれば、ケーブルが弛まないようにできる。以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。なお、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。＝＝＝実施形態＝＝＝＜一般的なケーブルの調整作業について＞図１Ａ及び図１Ｂは、一般的なケーブルの長さ調整の作業についての説明図である。なお、図１Ａは、建機１がケーブル５を引っ張る方向に移動する場合を示し、図１Ｂは、建機１がケーブル５を余らせる（弛ませる）方向に移動する場合を示している。図に示す建設機械１（以下、建機１ともいう）は、土木工事や建設工事の作業等に使われる機械である。ここでは、建機１として油圧ショベルが示されているが、これには限らない。例えば、ブルドーザーやクレーン車などでもよい。なお、近年、地球温暖化等の環境保護運動が活発に行われており、特に大気汚染への関心は高く、内燃機関の稼働時に排出される排気ガス（ＣＯ２等）の削減が注目されている。建機１は、このようなＣＯ２削減のため、ガソリンによる原動機を持たず、電力が供給されることによって駆動する電動式である。なお、建機１は、搭乗した人が操作して動くものでもよいし、例えば、無線等によって外部から操作し、無人で動くものでもよい。電源３は、建機１に電力を供給するための電源である。ケーブル５は、給電ケーブルであり、一端は電源３に接続され、他端は建機１に接続されている。これにより、電源３の電力がケーブル５を介して建機１に供給される。図１Ａのように建機１がケーブル５を引っ張る方向に移動する場合、作業員は、図に示すように、移動する分のケーブルを事前に出しておき、ケーブル５を徐々に送り出す。一方、図１Ｂのように、建機１がケーブル５を余らせる（弛ませる）方向に移動する場合、作業員は弛んだ分のケーブル５を引っ張り、余った分のケーブル５をまとめる。このように、ケーブル５の長さを調整する際には、長さを調整する作業員を相番として付ける必要があった。また、このケーブル５の長さを調整する作業は、ケーブル５の重さによる負荷が大きく、さらに、建機１が移動するため危険を伴った。また、ケーブル５の巻取ドラムを備えた巻取装置も知られているが、建機１の直線的な動きにしか対応しておらず、それ以外の方向への移動に対応できなかった。例えば、建機１が左右に移動する場合には、建機１の移動に合わせて巻取ドラムを方向転換させる必要があり、作業員の労力が大きかった。そこで、本実施形態では、ケーブル５の長さ調整の作業の簡易化及び効率化を図っている。＜本実施形態の巻取装置＞図２は、本実施形態の巻取装置１０の構成を示す図である。また、図３Ａは、基台１１の構成を説明するための平面図であり、図３Ｂは斜視図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂは、基台１１から回転台１３を外した状態をそれぞれ示した図（平面図及び斜視図）である。また、図４は、巻取ドラム１６の巻取軸１６ｂ回りの回転制御を行う構成の説明図である。図２、及び、図３Ａ、図３Ｂにおいて、互いに交差する３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）を定める。Ｚ方向は、鉛直方向に沿った方向であり、鉛直方向の上方側を「上」とし、逆側（鉛直方向の下方側）を「下」とする。また、Ｘ方向及びＹ方向は、水平面において直交する２方向（水平方向）である。巻取装置１０は、図２に示すように、基台１１、回転軸１２、回転台１３、支持部１４、巻取ドラム１６、電動モータ１９を有している。また、図２では図示していないが、トルクセンサー１７及び制御部１８（図４参照）も有している。基台１１は、巻取ドラム１６を地面などに設置するための台である。本実施形態の基台１１には、回転台１３を収容するための開口部が形成されており、当該開口部分の平面中央には、回転軸１２が設けられている。また、基台１１（回転台１３と対向する部位）には円柱状のベアリング１１ａとベアリング１１ｂがそれぞれ複数配置されている。なお、ベアリングとは、機械の中で回転する軸（ここでは回転軸１２）を支える部品であり、軸受けとも呼ばれる。ベアリング１１ａは、開口部の下側（回転台１３の底面と対向する部位）に配置されている。また、複数のベアリング１１ａは、それぞれの軸方向が、回転軸１２を中心とした放射状になるように、円形に並んでいる。そして、複数のベアリング１１ａは、それぞれ、回転台１３の底面と接触する。つまり、複数のベアリング１１ａの上に回転台１３が載置される。ベアリング１１ｂは、軸方向がＺ方向（上下方向）に沿っており、基台１１の開口部の周縁部（回転台１３の外周の側面と対向する部位）に複数配置されている。そして、複数のベアリング１１ｂは、それぞれ、回転台１３の外周の側面と接触する。回転軸１２（鉛直軸に相当）は、Ｚ方向に沿った軸であり、回転台１３の回転の中心となる軸である。なお、電源３に接続されたケーブル５は、回転軸１２（及び、支持部１４、巻取軸１６ｂなど）を通って、巻取ドラム１６へと送られている。また、本実施形態では、回転軸１２にはスリップリングが採用されている。スリップリングとは、回転体に対して回転軸方向もしくは同心円状に配置された環状の電路とブラシを介して電力や信号を伝達するための機構である。回転台１３は、円盤形状の部材であり、中心に回転軸１２が貫通している。そして、回転台１３は、ケーブル５の引張り方向に応じて、回転軸１２を中心として図のＲ２で示す方向（回転軸１２回り）に回転する。この際、基台１１にベアリング１１ａ及びベアリング１１ｂを設けていることにより、スムーズに回転することができる。また、本実施形態では、前述したように、回転軸１２にスリップリングが採用されているため、回転台１３は、配線（ここではケーブル５）が、絡まったり、断線したりすることなく、回転軸１２と中心として、図のＲ２の方向に３６０度回転可能である。なお、回転軸１２回りの回転機構の構成は上記のものには限らず、他の構成であってよい。例えば、ベアリングとして球状（ボール状）のものを用いた構成としてもよいし、摩擦係数の小さい滑り材を基台１１と回転台１３の間に設けた構成としてもよい。支持部１４は、巻取ドラム１６の巻取軸１６ｂ（後述）を図のＲ１方向に回転可能に支持するための部材であり、回転台１３の上において、回転軸１２を挟むように（図ではＸ方向に間隔をあけて）一対設けられている。つまり、一対の支持部１４（及び巻取ドラム１６等）は、回転台１３と一体となって回転軸１２回り（Ｒ２方向）に回転する。また、ケーブル５は、回転軸１２を介して、回転台１３、支持部１４、及び、巻取軸１６ｂ内に通されている。巻取ドラム１６は、ケーブル５を巻き取る（又は送り出す）装置であり、ケーブルリールとも呼ばれる。巻取ドラム１６は、フランジ部１６ａと巻取軸１６ｂを有している。フランジ部１６ａは、円形板状の部材である。フランジ部１６ａの面は、巻取軸１６ｂの軸方向（ここではＸ方向）と交差しておりＺ方向（鉛直方向）に沿っている。つまり、フランジ部１６ａの面は鉛直面に相当する。また、フランジ部１６ａは、巻取軸１６ｂの軸方向（Ｘ方向）に間隔を空けて一対設けられている。この一対のフランジ部１６ａの間において、巻取軸１６ｂの周りにケーブル５が巻回される。巻取軸１６ｂは、フランジ部１６ａの面（鉛直面）の法線軸に相当し、巻取ドラム１６の回転（図のＲ１方向の回転）の軸である。巻取軸１６ｂがＲ１方向に回転することにより、巻取ドラム１６も同じ方向（Ｒ１方向）に回転する。なお、回転軸１２と同様に、巻取軸１６ｂにもスリップリングが採用されている。これにより、巻取ドラム１６は、配線（ここではケーブル５）が絡まったり断線したりすることなく、巻取軸１６ｂを中心として図のＲ１方向に３６０度回転可能である。そして、その回転の方向に応じて、ケーブル５を巻き取ったり、送り出したりすることができる。トルクセンサー１７（図４参照：検出部に相当）は、巻取ドラム１６の巻取軸１６ｂの回転トルク（負荷トルク）を検出するセンサーである。なお、トルクとは、回転軸（ここでは巻取軸１６ｂ）を中心にはたらく、回転軸まわりの力のモーメントである。ここでは、トルクセンサー１７は、スリップリング式のセンサーであり、巻取軸１６ｂに設けられている。ただし、スリップリング式には限らず、他の方式のセンサーであってもよい。制御部１８（図４参照）は、トルクセンサー１７の検出結果（トルク値）に応じて、電動モータ１９の駆動を制御する（この処理については後述）。電動モータ１９（駆動部に相当）は、巻取軸１６ｂ（換言すると巻取ドラム１６）を駆動（回転）させるためのモータである。電動モータ１９は、制御部１８の指示に応じて、巻取軸１６ｂ（巻取ドラム１６）をＲ１方向の何れかに回転させる。＜巻取装置１０の動作について＞図５は、巻取装置１０によるケーブル５の張力制御の処理を示すフロー図である。図４も参照しつつ、ケーブル５の張力制御の処理について説明する。なお、ケーブル５の張力を所定範囲に制御すためのトルク値Ｔとして、予め、上限側の上限閾値Ｔｔｈ１と、下限側の下限閾値Ｔｔｈ２（＜Ｔｔｈ１）が設定されており、各閾