JP7054120B2 - ロッドハンドリングアタッチメント - Google Patents

Description

本発明は、掘削用のロッドの脱着作業を人手に代わって行うためのロッドハンドリングアタッチメントに関する。

掘削に用いるロッドの掘削機への供給及び回収作業は、作業者が人力やクレーンを用いて行っているが、大重量で大型のロッドでは、作業性が悪く危険となっている。このため、掘削機に対するロッドの供給、回収を自動的に行うためのロッドハンドリング装置が従来より開発されている（特許文献１及び２参照）。

特許文献１のロッドハンドリング装置は、水平状態のロッドをロッド把持部材が把持した後、同部材が回転してロッドを立てた状態として掘削機のドリルヘッドに供給する構造となっており、ロッドハンドリング装置は掘削機に併設されてロッドの供給を行っている。

特許文献２のロッドハンドリング装置は、ロッドを立設させた状態で周回するロッドコンテナと、ロッドコンテナ上のロッドをロッド把持部材が把持して掘削機に供給する構造となっている。このロッドハンドリング装置も掘削機に併設されてロッドの供給を行うものである。

特許第６６４１１２９号公報 特許第６５０１８１１号公報

従来のロッドハンドリング装置は、いずれも掘削機に組み込まれてドリルヘッドへのロッドの供給、回収を行う構造である。このため、掘削機と離れた場所にあるロッドの供給、回収を行うことができない。掘削機と離れた場所のロッドはクレーン等によってフォークリフトやバックフォーなどの作業車に積み込んで掘削機まで運搬し、そこでロッドハンドリング装置にロッドをセットすることが必要であり、人手による面倒で危険性の大きな重労働の作業が伴う問題がある。

また、掘削機へのロッドのセットに際しては、縦、横、斜め等のロッドの姿勢を変更するハンドリング作業が伴うため、人手による作業がさらに面倒で長時間を要している。
さらに、従来のロッドハンドリング装置は、掘削機に併設されるため、掘削機の全体が大型化する。このため住宅地等の狭隘な作業現場には、設置することができない問題がある。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、掘削機に併設する必要がなく、それ自体でロッドのハンドリングを行うことができ、作業者によるロッドハンドリング作業を不要としたロッドハンドリングアタッチメントを提供することを目的とする。

本発明のロッドハンドリングアタッチメントは、ロッドを把持するロッド把持部材が先端に取り付けられ、軸方向への伸縮動作によって前記ロッド把持部材の前後方向の位置を変更する伸縮アームと、前記伸縮アームが前記軸方向と交差する横方向へ移動可能に取り付けられ、伸縮アームの横方向への移動によって前記ロッド把持部材の横方向の位置を変更するシフト機構と、前記シフト機構を前記軸方向回りに回転可能に支持し、前記ロッド把持部材の軸方向回りの回転位置を変更する旋回機構と、前記ロッド把持部材を前記伸縮アームの軸方向に対して屈曲させるダンプ機構と、前記旋回機構が取り付けられるベースプレートと、を備え、前記ベースプレートが自走可能な作業車に上下移動可能に取り付け可能となっていることを特徴とする。

本発明では、前記作業車は立設状態のマストを有し、前記ベースプレートが前記マストに沿って上下動可能に取り付けられていることを特徴とする。
また、前記ロッド把持部材は、ロッドを挟むように対向する開閉可能な一対の把持ピースと一対の把持ピースを開閉させる開閉用シリンダとが把持本体部に取り付けられて形成されており、前記一対の把持ピースが前記把持本体部に対して交換可能となっていることを特徴とする。
また、前記伸縮アームは、前記軸方向に伸縮するアーム部材と、前記ロッド把持部材と前記シフト機構との間に掛け渡されて前記アーム部材を伸縮させる伸縮用シリンダと、を備えていることを特徴とする。
また、前記シフト機構は、前記軸方向と交差する横方向に沿って前記ベースプレートに設けられたシフト用シリンダを備え、前記シフト用シリンダの伸縮によって前記伸縮アームを前記横方向に移動させることを特徴とする。
また、前記旋回機構は、前記ベースプレートに設けた旋回用モータと、前記旋回用モータの出力軸に取り付けられた内側ギアと、前記ベースプレートに取り付けられ前記内側ギアが噛合する外輪プレートとを備え、前記外輪プレートに前記シフト機構が係合していることを特徴とする。
また、前記ダンプ機構は、前記ロッド把持部材を前記伸縮アームに回転可能に取り付けられるヒンジ軸と、前記ロッド把持部材を前記ヒンジ軸回りに回転させて前記伸縮アームの軸方向に対して屈曲させるダンプ用シリンダとを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、ロッドに対するロッド把持部材の姿勢を変更してロッドを把持することができる共に、把持したロッドの姿勢を変更することができるため、掘削機に対するロッドの供給や回収のハンドリングを円滑に行うことができる。このため、作業者によるロッドハンドリング作業を不要とすることができ、作業の能率化や安全性を向上させることができる。
また、ロッドハンドリングアタッチメントは作業車に取り付けて用いるため、ロッドをハンドリングするロッドハンドリング装置を掘削機に併設する必要がなく、住宅地等の狭隘な作業現場であっても、掘削機へのロッドの供給、回収、ハンドリングを行うことができる。

本発明の一実施形態のロッドハンドリングアタッチメントを作業車に取り付けた状態を示す側面図である。 図１の平面図である。 一実施形態のロッドハンドリングアタッチメント全体の側面図である。 図３の平面図である。 ベースプレートの正面図である 伸縮アーム部分を示す平面図である 伸縮アームの動作を示す平面図である。 シフト機構部分を示す側面図である。 シフト機構の動作を示す側面図である 図９に続くシフト機構の動作を示す側面図である。 旋回機構の構造を示す正面図である 旋回機構の動作を示す平面図である。 旋回機構の動作を示す平面図である ダンプ機構の構造を示す平面図である。 ダンプ機構の動作を示す平面図である。 ロッド把持部材を示す平面図である。 ロッド把持部材を示す側面図である （Ａ）～（Ｅ）は把持ピースの交換態様を示す側面図である。 ロッドハンドリングアタッチメントをマストに取り付けるための構造を示す側面図である。 ロッドコンテナからロッドを取り出す状態を示す側面図である。 図２０に続く状態を示す側面図である。 ロッドを掘削機の運搬する状態を示す側面図である。

図１及び図２は、本発明の一実施形態のロッドハンドリングアタッチメント（以下、アタッチメント）１をフォークリフト等の作業車２に取り付けた状態を示す。作業車２は車体３下部に車輪４を備えることにより自走可能となっており、運転席５の前部にはマスト６が立設され、このマスト６にアタッチメント１が着脱可能に取り付けられる。アタッチメント１はマスト６に対して上下移動可能に取り付けられる。この上下方向への移動は作業車２が備える公知の動力機構（図示省略）によってなされ、これによりアタッチメント１は作業車２に対する高さの変更が可能となっている。

図３～図５は、アタッチメント１の全体を示す。以下、Ｘ方向を前後方向、Ｙ方向をＸ方向と交差した横方向として説明する。前後方向Ｘは作業車２の前後方向と一致する。
図３～図５に示すように、アタッチメント１は前後方向Ｘに伸縮する伸縮アーム１０と、横方向Ｙに沿って動作するシフト機構２０と、シフト機構２０を回転させる旋回機構３０と、屈曲動作を行うダンプ機構４０とを備えている。伸縮アーム１０の先端には、ロッド（ボーリングロッド）７を把持するロッド把持部材５０が取り付けられる。アタッチメント１における作業車２側の端部には、ベースプレート６０が設けられており、このベースプレート６０が作業車２のマスト６に係合した状態で取り付けられることによりアタッチメント１の全体がマスト６に上下移動可能に取り付けられる（後述する図１９参照）。ベースプレート６０の前側には、一対の取付ブラケット６１が設けられ、この取付ブラケット６１にシフト機構２０が取り付けられ、シフト機構２０の前側に伸縮アーム１０が取り付けられている。

図３、図４、図６、図７に示すように、伸縮アーム１０はシフト機構２０側の第１アーム１１及び第１アーム１１内に挿入された第２アーム１２を備えたアーム部材１３を有しており、第２アーム１２が第１アーム１１内を進退することにより全体が軸方向（前後方向Ｘ）に伸縮作動する。かかる伸縮作動は、シフト機構２０とロッド把持部材５０との間に掛け渡された伸縮用シリンダ１４によって行われる。伸縮アーム１０の軸方向の伸縮動作によってロッド把持部材５０は前後方向Ｘの位置が変更され、ロッド７に対して接近及び離反することができる。
図示例では、第１アーム１１、第２アーム１２の２段で伸縮する構造となっているが、３段以上で伸縮する構造としても良い。

図３、図４及び図８～図１０に示すように、シフト機構２０はシフト用シリンダ２１を有している。シフト用シリンダ２１はベースプレート６０における取付ブラケット６１に掛け渡されており、その作動によって伸縮アーム１０を軸方向（前後方向Ｘ）と直交状に交差する横方向Ｙに移動させる。この横方向Ｙへの移動によってロッド把持部材５０の横方向Ｙの位置を変更し、ロッド７に対してロッド把持部材５０を横方向から接近及び離反させることができる。

旋回機構３０は旋回用モータ３１を備えている（図５参照）。図５に示すように、旋回用モータ３１はベースプレート６０に取り付けられており、ベースプレート６０への装着状態で作動することにより取付ブラケット６１を回転させ、これにより取付ブラケット６１に取り付けられているシフト機構２０を回転させ、シフト機構２０を介して伸縮アーム１０及びロッド把持部材５０を回転させる。これにより図１２及び図１３に示すように、伸縮アーム１０の軸方向（前後方向Ｘ）回りにおけるロッド把持部材５０の回転位置が変更される。

図１１は旋回機構３０の詳細を示し、旋回用モータ３１の出力軸３２に小径の内側ギア３３が取り付けられ、この内側ギア３３に大径の外輪プレート３４が噛合している。この外輪プレート３４にシフト機構２０が係合して取り付けられている。これにより、旋回用モータ３１によってシフト機構２０、伸縮アーム１０及びロッド保持部材５０が一体となって正逆方向に回転し、ロッド把持部材５０の軸方向（前後方向Ｘ）回りの回転位置が変更される（図１２、図１３参照）。

図１４及び図１５に示すように、ダンプ機構４０は伸縮アーム１０の第２アーム１２の先端に取り付けられたヒンジ軸４１を有している。ヒンジ軸４１はヒンジブラケット４２に一体的に取り付けられ、このヒンジブラケット４２に後述するロッド把持部材５０の把持本体部５１が連結されている。ヒンジブラケット４２には、第２アーム１２内のダンプ用シリンダ４３が連結されている。このような構造では、ダンプ用シリンダ４３によって、ロッド把持部材５０は伸縮アーム１０の軸線上の位置と、伸縮アーム１０の軸線から外れた方向に屈曲した（首折れ）した位置との間に変位することができる。すなわち、ダンプ機構４０はロッド把持部材５０をヒンジ軸４１回りに回転させてロッド把持部材５０を伸縮アーム１０の軸方向（前後方向Ｘ）に対して屈曲させる。これによりロッド把持部材５０がロッドラック（図示省略）からロッドを把持したり、ロッドを継ぎ足しする動作を行うことができる。

図１６～図１８に示すように、ロッド把持部材５０は対向した一対の把持ピース５２と、把持ピース５２を開閉させる開閉用シリンダ５３と、これらが取り付けられる把持本体部５１とを有している。図示例では、これらが一組となっており、これらが二組となって連結シャフト５４の両端部に取り付けられた構造となっている。これによりロッド７を長さ方向の２箇所で把持することができる。これに加えて、ロッド７が二重管ロッドの場合にも、一方の一組がアウターロッドを把持し、他方の一組がインナーロッドを把持することができる。なお、把持ピース５２及び開閉用シリンダ５３の組は二組以外の一組、三組以上であっても良い。

ロッド把持部材５０では、開閉用シリンダ５３により一対の把持ピース５２が開閉作動してロッドの把持及び解放を行う。この形態において、把持ピース５２は把持本体部５１に対して交換可能となっており、これにより図１８（Ａ）～（Ｅ）で示すようにロッドの外径に合わせたものを選択して用いることができる。

図１９は、アタッチメント１を作業車２のマスト６に取り付けるための構造の一例を示す。マスト６の前面には、移動ピース６３が上下動可能に取り付けられており、移動ピース６３の前面に鉤型の受けフック６４が上下位置に設けられている。一方、アタッチメント１のベースプレート６０のマスト側には、受けフック６４と係合可能な鉤型に形成されたフック爪６５が上下位置に設けられている。この内、下側のフック爪６５は固定用ボルト６６によって上下位置の調整が可能となっている。この構造によるマスト６へのアタッチメント１の取り付けは、上下のフック爪６６を移動ピース６３の上下の受けフック６４に係止し、この状態で固定用ボルト６６を締め付けることにより行うことができる。この取り付け状態で、アタッチメント１はマスト６の上下方向に移動することができる（図１参照）。

以上の構造のアタッチメント１は、ロッド把持部材５０の前後方向の位置を変更する伸縮アーム１０と、ロッド把持部材５０の横方向の位置を変更するシフト機構２０と、ロッド把持部材５０の回転位置を変更する旋回機構３０と、ロッド把持部材５０を軸方向と交差する方向に屈曲させるダンプ機構４０とを備えているため、ロッド７がロッドコンテナに横置き、縦置きされていても、ロッド把持部材５０のロッド７に対する姿勢を変更してロッド７を把持することができる。
また、把持したロッド７の姿勢を変更することができるため、掘削機に対するロッド７の供給や回収のハンドリングを行うことができる。このため、作業者によるロッドハンドリング作業を不要とすることができ、作業の能率化や安全性を向上させることができる。
また、アタッチメント１は作業車に取り付けて用いるため、ロッド７をハンドリングするためのロッドハンドリング装置は掘削機に併設する必要がなく、住宅地等の狭隘な作業現場であっても、掘削機へのロッド７の供給、回収、ハンドリングを行うことができる。

図２０～図２２は、この実施形態のアタッチメント１によるロッドハンドリングの一例を示す。ロッド７がロッドコンテナ９に立設されている（図２０）。これに対し、アタッチメント１をマスト６に取り付けた作業車２がロッドコンテナ９に接近し、ロッド把持部材５０がロッド７を把持し（図２０）、ロッド把持部材５０が上昇してロッドコンテナ９からロッド７を取り出す（図２１）。その後、作業車２が走行してロッド７を掘削機８に運搬し、ロッド７は掘削機８に供給する（図２２）。これにより、面倒で重労働となって作業者によるロッドハンドリングが不要となる。

１ ロッドハンドリングアタッチメント（アタッチメント）
２ 作業車
６ マスト
７ ロッド
１０ 伸縮アーム
１３ アーム部材
１４ 伸縮用シリンダ
２０ シフト機構
２１ シフト用シリンダ
３０ 旋回機構
３１ 旋回用モータ
３２ 出力軸
３３ 内側ギア
３４ 外輪プレート
４０ ダンプ機構
４１ ヒンジ軸
４３ ダンプ用シリンダ
５０ ロッド把持部材
５１ 把持本体部
５２ 把持ピース
５３ 開閉用シリンダ
６０ ベースプレート

Claims (7)

1. ロッドを把持するロッド把持部材が先端に取り付けられ、軸方向への伸縮動作によって前記ロッド把持部材の前後方向の位置を変更する伸縮アームと、
   前記伸縮アームが前記軸方向と交差する横方向へ移動可能に取り付けられ、伸縮アームの横方向への移動によって前記ロッド把持部材の横方向の位置を変更するシフト機構と、
   前記シフト機構を前記軸方向回りに回転可能に支持し、前記ロッド把持部材の軸方向回りの回転位置を変更する旋回機構と、
   前記ロッド把持部材を前記伸縮アームの軸方向に対して屈曲させるダンプ機構と、
   前記旋回機構が取り付けられるベースプレートと、を備え、
   前記ベースプレートが自走可能な作業車に上下移動可能に取り付け可能となっていることを特徴とするロッドハンドリングアタッチメント。
2. 前記作業車は立設状態のマストを有し、前記ベースプレートが前記マストに沿って上下動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のロッドハンドリングアタッチメント。
3. 前記ロッド把持部材は、ロッドを挟むように対向する開閉可能な一対の把持ピースと一対の把持ピースを開閉させる開閉用シリンダとが把持本体部に取り付けられて形成されており、前記一対の把持ピースが前記把持本体部に対して交換可能となっていることを特徴とする請求項１記載のロッドハンドリングアタッチメント。
4. 前記伸縮アームは、前記軸方向に伸縮するアーム部材と、前記ロッド把持部材と前記シフト機構との間に掛け渡されて前記アーム部材を伸縮させる伸縮用シリンダと、を備えていることを特徴とする請求項１記載のロッドハンドリングアタッチメント。
5. 前記シフト機構は、前記軸方向と交差する横方向に沿って前記ベースプレートに設けられたシフト用シリンダを備え、前記シフト用シリンダの伸縮によって前記伸縮アームを前記横方向に移動させることを特徴とする請求項１記載のロッドハンドリングアタッチメント。
6. 前記旋回機構は、前記ベースプレートに設けた旋回用モータと、前記旋回用モータの出力軸に取り付けられた内側ギアと、前記ベースプレートに取り付けられ前記内側ギアが噛合する外輪プレートとを備え、前記外輪プレートに前記シフト機構が係合していることを特徴とする請求項１記載のロッドハンドリングアタッチメント。
7. 前記ダンプ機構は、前記ロッド把持部材を前記伸縮アームに回転可能に取り付けるヒンジ軸と、前記ロッド把持部材を前記ヒンジ軸回りに回転させて前記伸縮アームの軸方向に対して屈曲させるダンプ用シリンダとを備えていることを特徴とする請求項１記載のロッドハンドリングアタッチメント。

Images