JP-2026076707-A - ケーブル方向転回器、及び巻取装置

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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】所定の平面空間に挿通されるケーブルと、前記平面空間を囲うガイドと、を備え、前記ケーブルが、前記ガイドを介して方向転回自在である、ことを特徴とするケーブル方向転回器。【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 (7)

所定の平面空間に挿通されるケーブルと、前記平面空間を囲うガイドと、を備え、前記ケーブルが、前記ガイドを介して方向転回自在である、ことを特徴とするケーブル方向転回器。
請求項１に記載のケーブル方向転回器であって、前記ガイドは、所定方向に並ぶ一対の第１ローラーと、前記所定方向と交差する交差方向に並び、前記一対の第１ローラーにおける前記交差方向の一端同士の間、及び、他端同士の間にそれぞれ配置された一対の第２ローラーと、を備え、前記ケーブルは、前記一対の第１ローラーと前記一対の第２ローラーで囲まれた前記平面空間に挿通される、ことを特徴とするケーブル方向転回器。
請求項１に記載のケーブル方向転回器と、前記ケーブルの巻取ドラムと、を備えたことを特徴とする巻取装置。
請求項３に記載の巻取装置であって、前記ケーブル方向転回器として、第１ケーブル方向転回器と、第２ケーブル方向転回器と、を備え、前記第１ケーブル方向転回器の前記平面空間の面と、前記第２ケーブル方向転回器の前記平面空間の面とは、各々の法線方向が傾いている、又は平行にずれている、ことを特徴とする巻取装置。
請求項３又は４に記載の巻取装置であって、前記巻取ドラムの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５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５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、ケーブル方向転回器、及び巻取装置に関する。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。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。装置本体１０Ａ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。変形例の巻取装置１０´の平面図である。変形例の巻取装置１０´の側面図である。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）所定の平面空間に挿通されるケーブルと、前記平面空間を囲うガイドと、を備え、前記ケーブルが、前記ガイドを介して方向転回自在である、ことを特徴とするケーブル方向転回器。態様１のケーブル方向転回器によれば、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に記載のケーブル方向転回器であって、前記ガイドは、所定方向に並ぶ一対の第１ローラーと、前記所定方向と交差する交差方向に並び、前記一対の第１ローラーにおける前記交差方向の一端同士の間、及び、他端同士の間にそれぞれ配置された一対の第２ローラーと、を備え、前記ケーブルは、前記一対の第１ローラーと前記一対の第２ローラーで囲まれた前記平面空間に挿通される、ことを特徴とするケーブル方向転回器。態様２のケーブル方向転回器によれば、ケーブルをより確実に方向転回させることができる。（態様３）態様１又は２に記載のケーブル方向転回器と、前記ケーブルの巻取ドラムと、を備えた巻取装置。態様３の巻取装置によれば、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４）態様３に記載の巻取装置であって、前記ケーブル方向転回器として、第１ケーブル方向転回器と、第２ケーブル方向転回器と、を備え、前記第１ケーブル方向転回器の前記平面空間の面と、前記第２ケーブル方向転回器の前記平面空間の面とは、各々の法線方向が傾いている、又は平行にずれていることが望ましい。態様３の巻取装置によれば、ケーブルの方向転回の対応範囲を広げることができる。（態様５）態様３又は４に記載の巻取装置であって、前記巻取ドラムの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５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６）態様５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６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７）態様５又は６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７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３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）を定めている。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。なお、これら３方向のうちの一つ（ここではＸ方向）は、「所定方向」に相当し、他の２方向のうちの一つ（ここではＺ方向）は、「交差方向」に相当する。本実施形態の巻取装置１０は装置本体１０Ａと、ケーブル方向転回器２０とを備えている。＜装置本体１０Ａ＞装置本体１０Ａは、図２に示すように、基台１１、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３参照）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。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、基台１１の上において、Ｘ方向に間隔をあけて一対設けられている。なお、ケーブル５は、基台１１、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。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）の法線方向に沿った軸であり、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、前述したようにケーブル５は、巻取軸１６ｂを通って巻取ドラム１６に巻回されている。このため、巻取軸１６ｂ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。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３参照：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３参照）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。＜ケーブル方向転回器２０＞ケーブル方向転回器２０は、装置本体１０Ａ（巻取ドラム１６）と建機１との間のケーブル５を、建機１の移動に応じて方向転回自在にするための装置である。ケーブル方向転回器２０は、装置本体１０Ａと建機１との間における所定の平面空間に挿通されるケーブル５と、上記平面空間を囲う４つのローラー（一対の縦ローラー２１、及び、一対の横ローラー２３）を備えている。本実施形態において、上記４つのローラーは、ガイドに相当する。なお、図２においてケーブル方向転回器２０は、空中に浮いている（固定されていない）ように見えるが、ケーブル方向転回器２０の位置は固定されており、移動不能である。ただし、ケーブル方向転回器２０の、各ローラーは、それぞれ、回転可能である（例えば、図示しない支持部などにより回転可能に軸支されている）。図２において、一対の縦ローラー２１（第１ローラーに相当）は、Ｘ方向（所定方向）に離間して並んでおり、それぞれ、軸方向がＺ方向（交差方向）に沿っている。また、一対の横ローラー２３（第２ローラーに相当）は、Ｚ方向（交差方向）に並んでおり、それぞれ軸方向がＸ方向（所定方向）に沿っている。また、一対の横ローラー２３は、一対の縦ローラー２１のＺ方向の一方側の端（一端）同士の間、及び、他方側の端（他端）同士に間のそれぞれに配置されている。そして、一対の縦ローラー２１と一対の横ローラー２３によって囲まれた平面空間（ここではＸＺ平面の空間）を、ケーブル５がＹ方向に貫通している。換言すると、上記平面空間にケーブル５が挿通されている。これにより、ケーブル５は、ケーブル方向転回器２０の各ローラー（一対の縦ローラー２１、及び、一対の横ローラー２３）を介して、方向転回自在となっている。＜装置本体１０Ａの動作＞図４は、装置本体１０Ａ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３も参照し