JPH07238771A - 管体掴み部のグリッパ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】管体を保持した状態のままで、管体を中心軸回
りに正逆方向に回転できるようにする。 【構成】開閉自在の押えアーム２６によりケーシングチ
ューブ４Ａを把持自在としたグリッパ部分に、ケーシン
グチューブ４Ａの周方向に適宜の間隔を空けてローラ２
７、２９ａ〜２０ｃを配設し、ケーシングチューブ４Ａ
を前記ローラ群２７、２９ａ〜２０ｃによって当接状態
で支持するとともに、前記ローラ２７が油圧モータ３０
により正逆方向に回転しケーシングチューブ４Ａを回転
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管体を保持した状態の
ままで、管体を中心軸回りに正逆方向に回転できる管体
掴み部のグリッパ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アンカー工事等における削孔に際
しては、予め短尺のドリルロッドを多数用意しておき、
順次貫入済みのドリルロッドの後端に新規のドリルロッ
ドを接続しながら、地盤深くまでドリルロッドを貫入さ
せている。

【０００３】従来より、かかるドリルロッドの穿孔機へ
の供給作業、ドリルロッド同士の接続、取外し回収作業
は、主に人力により行われていたが、近年、ドリルロッ
ドの供給作業を自動化するための着脱装置がいくつか提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
着脱装置を用いてドリルロッドを穿孔機へ供給する場合
であっても、ドリルロッド同士の接続に当たっては、ド
リルヘッドの回転機構を利用してドリルロッドの接続を
行っているため、着脱装置側の操作と、ドリルヘッド側
の回転・前後進の操作を別々に、かつ相互に連携を取り
ながら行う必要があり、その操作も煩雑なものとなって
いた。また、その接続・取外し作業も効率的でないなど
の問題点を有する。

【０００５】そこで、本発明の主たる課題は、管体を保
持した状態のままで、管体を中心軸回りに正逆方向に回
転できるグリッパ構造とし、管体の着脱装置側でドリル
ロッドの接続・取外しを行い得るようにすることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題は、開閉自在の
アームにより管体を把持自在とした管体掴み部のグリッ
パ構造において、前記グリッパ部分に、管体の周方向に
適宜の間隔を空けて少なくとも３以上のローラを配設
し、管体をこれらローラ群の当接により支持するととも
に、前記ローラ群の内の少なくとも１つが駆動手段によ
り正逆方向に回転自在となっていることで解決できる。

【０００７】具体的には、基部アーム先端に管体を把持
するための開閉自在の押えアームを設け、この押えアー
ムの先端部にローラを配設し、かつ前記基部アーム先端
部に２以上のローラを配設し、管体をこれらローラ群の
当接により支持するとともに、前記押えアームの先端部
に配設されたローラが駆動手段により正逆方向に回転自
在となっているグリッパ構造や、２本の把持アームが鋏
状に中間部で軸支され、前記各把持アームの後端部同士
を連結するシリンダーによって先方側が開閉自在とされ
る管体掴み部のグリッパ構造において、前記把持アーム
のそれぞれに１以上のローラを配設し、かつ前記把持ア
ームを軸支する軸にローラを固設し、管体をこれらロー
ラ群の当接により支持するとともに、前記把持アームを
軸支する軸が駆動手段により正逆方向に回転自在となっ
ているグリッパ構造等が採用される。さらに、管体掴み
部を管体を保持したままで管軸方向に移動自在とする。

【０００８】

【作用】本発明においては、グリッパ部分に、管体の周
方向に適宜の間隔を空けて少なくとも３以上のローラを
配設し、把持する管体を前記ローラ群によって当接状態
で支持するようにし、前記ローラ群の内の少なくとも１
つが駆動手段により正逆方向に回転自在となっている。
また、管体掴み部が管軸方向に移動自在となっている。
したがって、把持された管体は、前記ドライブローラに
よって回転されるため、たとえば穿孔機のドリルヘッド
を停止した状態で、管体を穿孔機に供給するとともに、
管体を保持したままで管体を回転させて、前記ドリルヘ
ッドに対して接続することができる。また、回収時に
は、管体を把持した後、管体の回転とともに切り離す方
向に移動させて、管体を取外すことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明装置を実施例に基づいて詳述す
る。図１はドリルツールの自動着脱装置の全体側面図、
図２はその平面図、図３はその正面図である。本発明に
係るドリルツール自動着脱装置１は、既存のパワーショ
ベル等の移動車体１００に対して着脱自在となってお
り、所定の穿孔場所まで自由に往来できるようになって
いる。

【００１０】前記移動車体１００に対して、油圧シリン
ダー５４によって鉛直軸回りに回動自在のスイングブラ
ケット５０が取付けられるとともに、このスイングブラ
ケット５０に対して、油圧シリンダー５２によって水平
軸回りに回動自在のブラケット５１が取付けられ、さら
にこのブラケット５１の前部鉛直面に対してメインフレ
ーム５５が取付けられている。メインフレーム５５の取
付けは、前記ブラケット５１の前部鉛直面側の両側部に
Ｌ字状のレール５１ａ、５１ｂが固設され、このレール
５１ａ、５１ｂに対してメインフレーム５５の両側部に
形成された凸条５５ｄ、５５ｅが係合することにより、
前記メインフレーム５５が前記ブラケット５１をガイド
として上下方向に摺動可能となっており、さらにメイン
フレーム５５上端部のブラケット５５ｆに対して連結さ
れた油圧シリンダー５３の伸縮動作によってその移動が
制御される。

【００１１】先ず、前記メインフレーム５５の上部に固
設された取付用ブラケット５５ａに対してブーム６０の
一端が軸支され、油圧シリンダー６１によって伏仰方向
に回動自在とされるとともに、ブーム６０の他端に対し
て第１アーム６３の一端が軸支され、この第１アーム６
３の中間と前記ブーム６０の中間とを連結する油圧シリ
ンダー６２によって伏仰方向に回動自在となっている。
前記第１アーム６３の他端側にトルクアクチェータ６６
を介してハンドリングユニット２が取り付けられ、前記
トルクアクチェータ６６によって、これより先端側が軸
回りに正逆方向に回転自在となっている。

【００１２】トルクアクチェータ６６の連結は、詳細に
は図４に示されるように、その基端部に固設された連結
用ブラケット６６ａと前記第１アーム６３の先端に設け
られた連結用ブラケット６３ａとがピン６５によって連
結され、かつ前記トルクアクチェータ６６の側部にシリ
ンダー用ブラケット６６ｂが固設され、このシリンダー
用ブラケット６６ｂに油圧シリンダー６４の中間が枢支
されるとともに、この油圧シリンダー６４のピストン先
端部が前記連結用ブラケット６３ａより側部に張出した
側部ブラケット６３ｂに対して枢支されることによっ
て、前記油圧シリンダー６４の伸縮動作によって、トル
クアクチェータ６６を含む先端側のハンドリングユニッ
ト２全体が伏仰方向に回動自在となっている。

【００１３】ハンドリングユニット２は、主としてケー
シングチューブ４Ａを把持するとともに、この把持状態
のままでケーシングチューブ４Ａを回転させることがで
きるケーシングハンド２Ａと、インナーロッド４Ｂを把
持するとともに、この把持状態のままでインナーロッド
４Ｂを回転させることができるインナーロッドハンド２
Ｂ（以下、単にロッドハンドという）とで構成されてい
る。

【００１４】前記ケーシングハンド２Ａおよびロッドハ
ンド２Ｂが取り付けられる基部アーム２２は、スライド
ユニット２０を介して前記トルクアクチェータ６６と連
結されている。スライドユニット２０は、トルクアクチ
ェータ６６に固設されたスライドレール２４に対してフ
ランジ２４ａが設けられる一方、基部アーム２２に固設
されたスライドブロック２３のローラ２３ａ、２３ａが
前記スライドレール２４のフランジ２４ａを挟むように
して配設され、スライドブロック２３がスライドレール
２４に沿って移動可能に取り付けられるとともに、前記
スライドブロック２３に固定された油圧シリンダー２１
のピストン２１ａ先端がスライドレール２４の端部張出
片２４ｂに対して連結され、この油圧シリンダー２１の
伸縮動作によって前記スライドブロック２３およびこれ
に一体的に固設されたハンドリングユニット２全体がス
ライドレール２４に沿って移動自在になっている。

【００１５】先ず、前記基部アーム２２の先端側に設け
られたケーシングハンド２Ａは、詳細には、図６に示さ
れるように、基部アーム２２の先端にローラホルダー２
８が固設され、このローラホルダー２８にケーシングチ
ューブ４Ａを把持するための複数の従動ローラ２９ａ〜
２９ｃが設けられている。また、基部アーム２２の先端
からＬ字状に張出したＬ字ブラケット２２ａの先端に、
軸２６ａによって押えアーム２６が回動自在に支持され
るとともに、前記Ｌ字ブラケット２２ａの中間に固設さ
れたシリンダー支持ブラケット２２ｃに対して油圧シリ
ンダー２５が軸２５ａによって枢支され、油圧シリンダ
ー２５のピストン２５ｂの先端部が前記押えアーム２６
の一端と軸２５ｃによって連結されることによって、前
記油圧シリンダー２５の伸縮動作によって前記押えアー
ム２６の回動動作が制御されるようになっている。ま
た、前記押えアーム２６の先端には、減速機３１を中間
に介して油圧モータ３０によって駆動されるドライブロ
ーラ２７が設けられており、前記従動ローラ２９ａ〜２
９ｃとでケーシングチューブ４Ａまたは回収時にはイン
ナーロッド４Ｂを把持するとともに、把持した状態のま
までケーシングチューブ４Ａ等を正逆方向に自由に回転
できるようになっている。

【００１６】なお、油圧シリンダー２５の力によってド
ライブローラ２７をケーシングチューブ４Ａに押し付け
るとき、図示のように、３個の従動ローラ２９ａ〜２９
ｃによって支持されるが、これよりもケーシングチュー
ブ４Ａが大きい場合には従動ローラ２９ａ、２９ｃによ
って支持され、またインナーロッド４Ｂの回収時には、
鎖線で示すように、従動ローラ２９ａ、２９ｂによって
支持するようになっている。また、ケーシングチューブ
４Ａの回転方向は、ケーシングチューブ４Ａの接続時に
は締める方向に回転され、一方回収時には緩める方向に
それぞれ回転される。なお、前記３個の従動ローラ２９
ａ〜２９ｃは、ケーシングチューブ４Ａの把持した際の
安定のために、ケーシングチューブ４Ａの軸方向に若干
の距離を置いて配設されている。

【００１７】一方、ロッドハンド２Ｂは、基部アーム２
２の中間に並列して設けられた第１リンク３３および第
２リンク３４の他端側に取付けられるとともに、前記第
１リンク３３の中間部と基部アーム２２の中間部とを連
結する油圧シリンダー３２が配設され、この油圧シリン
ダー３２の伸縮動作によって前記第１および第２リンク
３３、３４が平行的に回動し、ロッドハンド２Ｂをイン
ナーロッド４Ｂの軸と直交方向に移動できるようになっ
ている。

【００１８】前記ロッドハンド２Ｂは、詳細には、図７
および図８に示されるように、ロッドハンドフレーム３
５の先端部に、シャフト４１を支持軸として１対の略Ｌ
字状ハンドアーム３７、３８が鋏状に設けられ、前記ハ
ンドアーム３７、３８の後端同士が、油圧シリンダー３
６によって相互に連結されており、この油圧シリンダー
３６の伸縮動作によってハンドアーム３７、３８の先端
側が開閉し、インナーロッド４Ｂを把持するようになっ
ている。

【００１９】ハンドアーム３７、３８の先端側には、そ
れぞれ従動ローラ４０ａ〜４０ｄが設けられるととも
に、シャフト４１に一体的にドライブローラ３９が設け
られ、把持されたインナーロッド４Ｂの周面に対して前
記従動ローラ４０ｂ、４０ｄおよびドライブローラ３９
が当接してこれを把持する。前記ハンドアーム３７、３
８の側部には油圧モータ４３が設けられており、減速機
４２を介して駆動力がシャフト４１に伝達されて前記ド
ライブローラ３９が駆動され、把持しているインナーロ
ッド４Ｂを正逆方向自在に回転させることができる。な
お、ハンドアーム３７、３８に対して４個の従動ローラ
４０ａ〜４０ｄを設けたのは、インナーロッドのサイズ
が異なっても保持できるようにするためであり、図示の
例では、従動ローラ４０ａ、４０ｃが遊んでいるが、把
持するインナーロッド４Ｂの径サイズが小さくなれば、
従動ローラ４０ｂ、４０ｄが遊ぶことになる。

【００２０】なお、本実施例においては、前記ケーシン
グハンド２Ａとロッドハンド２Ｂの２つの管体掴み部に
ついて形式を代えて詳述したが、本発明に係る管体掴み
部の構造としては、他のグリッパ構造、例えばラック
式、ギア・ラック式、リンク式、カム式、スクリュー式
等に対しても適用することができる。

【００２１】一方、前記メインフレーム５５の下方に
は、上下２段に設けられた掛止用バー５５ｂ、５５ｃが
固設される一方、ドリルツール４、４を収容するための
ツールラック１０にフック１０ａ、１０ｂが設けられ、
これらのフック１０ａ１０ｂのそれぞれが前記掛止用バ
ー５５ｂ、５５ｃに掛止することによりツールラック１
０がメインフレーム５５に支持されている。前記ツール
ラック１０は、面枠１０Ａ〜１０Ｃを用いて断面Ｕ字状
に組み立てられたドリルツール４の収容ラックであり、
この内部にドリルツール４、４…が積み重ねられて収容
される。また、面材１０Ｃの上端部には、上面に円弧状
の切欠きが形成された仮置ブラケット１１が固設され、
後述のテイクアップユニット３とハンドリングユニット
３との間でドリルツール４の受渡しを行う際の仮置き場
所となっている。

【００２２】他方、前記メインフレーム５５の中間部に
は、ツールラック１０内に密積して収納されたドリルツ
ール４、４…を、前記ハンドリングユニット２に対して
供給するためのテイクアップユニット３が設けられてい
る。

【００２３】前記テイクアップユニット３は、ドリルツ
ール４の挟持等のためのテイクアップハンド５と、挟持
したドリルツール４を仮置ブラケット１１まで移動する
ためのビームユニット６とで構成される。

【００２４】前記テイクアップハンド５は、詳細には図
１２、図１３に示されるように、先ずＺ軸ビーム７２の
下端側部に張り出して、テイクアップフレーム９０を固
設するとともに、このテイクアップフレーム９０の両側
にそれぞれ凹溝を有するガイドレール７４Ａ、７４Ｂを
向かい合わせで固定し、下方に開口を向けたレール溝９
４Ｃを形成し、このレール溝９４Ｃ内に４個のローラ９
３ａ、９３ａ…を有するローラフレーム９３を内設し、
かつこのローラフレーム９３と前記Ｚ軸ビーム７２とを
油圧シリンダー９１によって相互に連結し、前記油圧シ
リンダー９１の伸縮動作によって前記ローラフレーム９
３がレール溝９４Ｃに沿って移動自在となっている。

【００２５】また、前記ローラフレーム９３の下面には
連結ブラケット９３ｂが垂設されており、この連結ブラ
ケット９３ｂに対し、軸９８によってシーソー状に揺動
自在のテイクアップアーム９５が設けられている。テイ
クアップアーム９５の軸９８から先端側のアーム９５Ｂ
（以下、作動側アームという）の一端には上下方向に伸
縮自在の油圧シリンダー９７が配設されるとともに、ロ
ーラフレーム９３とテイクアップアーム９５との一端と
がバネ９６によって相互に連結されており、前記油圧シ
リンダー９７を縮めた状態ではバネ９６の収縮力により
作動側アーム９５Ｂを上方に持ち上げ、テイクアップフ
レーム９５の軸９８からＺ軸ビーム７２寄りの基端側ア
ーム９５Ａ（以下、挟持アームという）を下方に下げる
ようになっている。また、テイクアップアーム９５先端
に押出端９５ａを形成し、図示のように、ローラフレー
ム９３の移動により挟持アーム９５Ａがケーシンチュー
ブ４Ａの管内に挿入された際に、押出端９５ａがインナ
ーロッド４Ｂの管端に当接し、ローラフレーム９３の移
動に従って反対側に所定量（アーム長さ分）だけ押し出
すようになっている。

【００２６】また、Ｚ軸ビーム７２の下面には、ケーシ
ングチューブ４Ａの外面形状に合わせて円弧状の面が形
成されたホールドヘッド９９が設けられており、テイク
アップアーム９５の挟持アーム９５Ａがケーシングチュ
ーブ４Ａ内に入り込んだ状態（鎖線で示す状態）で、油
圧シリンダー９７を伸長させることにより前記挟持アー
ム９５Ａを上方に押し上げ、前記ホールドヘッド９９と
挟持アーム９５Ａとでケーシングチューブ４Ａの管壁部
を挟持することができるようになっている。なお、前記
ホールドヘッド９９はケーシングチューブ４Ａのサイズ
に合わせて交換される。

【００２７】一方、前記ビームユニット６は、詳細に
は、図９、図１０に示されるように、先ずメインフレー
ム５５に対してＸドライブユニット７３が固設され、こ
のＸドライブユニット７３にＸ軸ビーム７０が移動自在
に設けられ、次いでこのＸ軸ビーム７０の一端にＹドラ
イブユニット７４が固設され、このＹドライブユニット
７４にＹ軸ビーム７１が移動自在に設けられ、さらにＹ
軸ビーム７１の一端にＺドライブユニット７５が固設さ
れ、このＺドライブユニット７５にＺ軸ビーム７２が移
動自在に設けられたものであり、Ｚ軸ビーム７２の先端
に固設されたテイクアップハンド５によって掴んだドリ
ルツール４を所定の位置（仮置ブラケット１１位置）ま
で移動することができる。

【００２８】ここで、前記Ｘドライブユニット７３、Ｙ
ドライブユニット７４およびＺドライブユニット７５は
同じ構成であるため、各ドライブユニット７３〜７５を
代表して前記Ｙドライブユニット７４について、図１１
に基づいて詳述する。Ｘ軸ビーム７０の先端に固定され
たユニットボックス８８の側部に油圧モータ８０が設け
られ、連結のためのカップリング８１、減速機８７を中
間に介してシャフト８６にピニオンギア８５が固定され
るとともに、ユニットボックス８８内に、所定の間隔を
空けて配置された一対の案内ローラ８４ａ、８４ｂの二
組が対峙して設けられている。一方、Ｙ軸ビーム７１の
背面側には板状のレール８２が固定され、この板状レー
ル８２が前記案内ローラ８４ａ、８４ｂに挟み付けられ
るようにして取付けられるとともに、Ｙ軸ビーム７１の
背面側に固定されたラックギア８３が前記ピニオンギア
８５と噛合することにより、前記油圧モータ８０の駆動
によりＹ軸ビーム７１がビーム軸方向に移動するように
なっている。

【００２９】次に、前述したドリルツール自動着脱装置
により、穿孔機に対してドリルツール４、４…の供給・
回収について詳述する。

【００３０】〔ドリルツールの供給〕今、ツールラック
１０内に、ケーシングチューブ４Ａの内部にインナーロ
ッド４Ｂが挿入された状態のドリルツール４が密積さ
れ、かつツールラック１０を地面に載置した状態（図１
に示す状態）から、図示されない隣接の穿孔機に対して
ドリルツール４を１本づつ供給する場合について述べ
る。

【００３１】テイクアップユニット３のＸ、Ｙ、Ｚドラ
イブユニット７３、７４、７５の各油圧モータを作動さ
せてＺ軸ビーム７２のホールドヘッド９９がツールラッ
ク１０に収納された内の１つのケーシングチューブ４Ａ
の外面に接触するように移動し、さらに若干Ｚ軸ビーム
７２を下方に移動させることによりケーシングチューブ
４Ａに押圧力を加えケーシングチューブ４Ａを固定し安
定させる。この時、テイクアップハンド５の油圧シリン
ダー９１は最伸の状態にあるものとする。

【００３２】この状態から、テイクアップアーム９５の
油圧シリンダー９７を縮めると、バネ９６の力でテイク
アップアーム９５の挟持アーム９５Ａが下向きに揺動
し、テイクアップフレーム９０下面との間に隙間が形成
される。この状態のまま、油圧シリンダー９１を徐々に
縮めるとローラフレーム９３はレール溝９４Ｃに沿って
Ｚ軸ビーム７２側に移動し、テイクアップアーム９３の
挟持アーム９５Ａがケーシングチューブ４Ａの管内に入
り込み、内挿されているインナーロッド４Ｂを反対側に
押し出す。

【００３３】そして、ケーシングチューブ４Ａの端面と
ローラフレーム９３の連結ブラケット９３ｂの端部とが
衝突する手前で、油圧シリンダー９１の作動を停止し、
油圧シリンダー９７を伸長させるとテイクアップアーム
９５の挟持アーム９５Ａが上方に揺動して、ホールドヘ
ッド９９とでケーシングチューブ４Ａの管壁をしっかり
と挟持する。

【００３４】次に、Ｚドライブユニット７５の油圧モー
タを作動させて、Ｚ軸ビーム７２を上方に移動しドリル
ツール４を持ち上げる。その後、Ｘ、Ｙ、Ｚドライブユ
ニット７３、７４、７５を作動させてドリルツール４を
仮置ブラケット１１上まで移動し、テイクアップアーム
９５による挟持を開放し、ドリルツール４を前記仮置ブ
ラケット１１上に載置する。その後、テイクアップハン
ド５は、次に移動させるドリルツール４位置まで移動さ
せる。

【００３５】次に、ケーシングハンド２Ａの油圧シリン
ダー２５を収縮させて、ケーシングハンド２Ａの掴み部
の開度を最大にした状態で、油圧シリンダー６１、６２
を操作して、ドリルツール４の仮置き位置までケーシン
グハンド２Ａを移動し、ケーシングハンド２Ａ内にケー
シングチューブ４Ａを取り込み、油圧シリンダー２５を
伸長させてケーシングチューブ４Ａを把持する。なお、
この時、平行リンク３３、３４作動用の油圧シリンダー
３２は最伸としてロッドハンド２Ｂはドリルツール４よ
り離れた位置まで退避させておく。

【００３６】ケーシングハンド２Ａによってケーシング
チューブ４Ａを把持したならば、ロッドハンド２Ｂの油
圧シリンダー３６を縮めてロッドハンド２Ｂの掴み部の
開度を最大にした状態で、平行リンクの油圧シリンダー
３２を縮めてロッドハンド２Ｂをドリルツール４側に移
動させて、前記テイクアップアーム９５によってケーシ
ングチューブ４Ａ端部より外に突出するインナーロッド
４Ｂを取り込み、油圧シリンダー３６を伸ばしてロッド
ハンドアーム３７、３８によりインナーロッド４Ｂを把
持する。なお、これが図２に示す状態である。

【００３７】一方、以上の操作までの間に、穿孔機側で
は、ドリルツール４を結合するドリルヘッドを予めガイ
ドセルの後端まで退避させて、ガイドセル上にドリルツ
ール４を供給するための空間を確保しておく。

【００３８】次いで、ケーシングハンド２Ａとロッドハ
ンド２Ｂとで保持したドリルツール４を油圧シリンダー
６１、６２を作動させて前方に位置している穿孔機側ま
で移動し、油圧シリンダー６４の作動によりトルクアク
チェータ６６より先端側を水平にした後（図１の鎖線で
示す状態）、トルクアクチェータ６６を作動させて保持
しているドリルツール４を穿孔機の穿孔角度に合わせる
とともに、インナーロッド４Ｂを穿孔中心に合わせる。

【００３９】穿孔機のドリルヘッドをガイドセルに沿っ
て前進させ、ドリルヘッド先端のロッド接続部がロッド
ハンド２Ｂで把持したインナーロッド４Ｂと適当な距離
をおいた所で止め、油圧シリンダー６１、６２および６
４を作動させてインナーロッド４Ｂの中心がドリルヘッ
ドの中心にくるように再度微調整する。

【００４０】次に、ロッドハンド２Ｂの油圧モータ４３
を始動してドライブローラ３９を回転させて、インナー
ロッド４Ｂを接続ネジが締まる方向へ回転させつつ、ス
ライドユニット２０の油圧シリンダー２１を作動させて
インナーロッド４Ｂをドリルヘッド側へ近づけ、双方の
雄ネジおよび雌ネジを合致させるとともに、さらにイン
ナーロッド４Ｂを回転しつつドリルヘッド側へ送り、双
方のネジ同士を結合させてドリルヘッドとインナーロッ
ド４Ｂとの結合が完了する。その後、ロッドハンド２Ｂ
の油圧シリンダー３６を伸ばして掴み部を開とするとと
もに、平行リンクの油圧シリンダー３２を伸ばしてロッ
ドハンド２Ｂをインナーロッド４Ｂから後退させる。

【００４１】次に、ドリルヘッドを徐々に前進させ、ド
リルヘッド側のケーシングチューブ接続部がケーシング
ハンド２Ａで把持したケーシングチューブ４Ａと適当な
距離となった所で停止し、油圧シリンダー６１、６２お
よび６４を作動させてケーシングチューブ４Ａの中心が
ドリルヘッドの中心にくるように微調整する。その後、
ケーシングハンド２Ａの油圧モータ３０を始動させてド
ライブローラ２７を回転させて、ケーシングチューブ４
Ａを接続ネジが締まる方向へ回転させつつ、スライドユ
ニット２０の油圧シリンダー２１を作動させてケーシン
グチューブ４Ａをドリルヘッド側に近づけ、双方の雄ネ
ジおよび雌ネジを合致させるとともに、さらにケーシン
グチューブ４Ａを回転しつつドリルヘッド側へ送り、双
方のネジ同士を結合させてドリルヘッドとケーシングチ
ューブ４Ａとの結合を完了する。

【００４２】その後、ケーシングハンド２Ａの油圧シリ
ンダー２５を縮めて掴み部を開とし、油圧シリンダー６
１、６２、６４および２１を作動させてケーシングハン
ド２Ａを後退させ、ツール仮置き場所に載置されてい
る、次に供給するドリルツール４のハンドリング作業に
備える。

【００４３】インナーロッド４Ｂおよびケーシングチュ
ーブ４Ａの一端が接続されたドリルヘッドをガイドセル
に沿って前進し、ガイドセルのセントラライザー部に保
持されている既設のインナーロッド４Ｂ_f とドリルヘッ
ド側の後端に、新設のインナーロッド４Ｂの中心を合わ
せドリルヘッドの回転機構を作動させ、先ずインナーロ
ッド同士を結合させた後、ドリルヘッドを再び前進させ
て、ドリルヘッド側のケーシングチューブ４Ａをガイド
セルに保持されている既設のケーシングチューブ４Ａ_f
の後端に合わせ、ドリルヘッドの回転機構を作動させて
ドリルヘッドを前進させてケーシングチューブ同士を結
合させる。

【００４４】以上の要領により、１組のドリルツール４
の供給が完了し、再び穿孔が開始される。

【００４５】〔インナーロッドの回収〕所定の穿孔作業
が完了したならば、ドリルヘッドに結合されているケー
シングチューブ４Ａをセントラライザー部のクランプ機
構で把持した状態で、ドリルヘッドの回転機構を逆回転
させると同時にガイドセルに沿って後退させると、先ず
ドリルヘッドのケーシング接続部と１本目のケーシング
チューブ４Ａの接続部とのネジが外れる。ケーシングチ
ューブ４Ａが外れた後もなおドリルヘッドを後退させる
と、ドリルヘッドのインナーロッド接続部に接続された
インナーロッド４Ｂが出現し、このインナーロッド４Ｂ
をケーシングチューブ４Ａを把持した機構とは別の把持
機構で把持して、ドリルヘッドの回転機構を逆回転させ
ると接続部のネジが緩む。ネジが緩んだ状態で緩く結合
したままドリルヘッドを後退させ、２本目のインナーロ
ッド４Ｂ_f が出現したところでドリルヘッドの後退を停
止する。

【００４６】その後、２本のインナーロッド４Ｂ_f を穿
孔機の把持機構で把持した状態で、１本目のインナーロ
ッド４Ｂを穿孔機の他の把持・回転機構を用いて１本目
のインナーロッド４Ｂをネジの緩む方向へ回転させると
１本目のインナーロッド４Ｂと２本目のインナーロッド
４Ｂ_f とのネジが緩む。

【００４７】以上までの操作が穿孔機側での回収作業で
あり、その後本装置によるインナーロッド４Ｂの回収作
業に入る。前述の操作で、ドリルヘッドのインナーロッ
ド接続部および１本目と２本目のインナーロッド４Ｂ、
４Ｂ_f 接続部の２ヵ所のネジが緩んでいるが、ネジはま
だ結合されている状態にある。先ず、平行リンクの油圧
シリンダー３２を伸ばしてロッドハンド２Ｂを後退させ
た状態で、油圧シリンダー２５を縮めてケーシングハン
ド２Ａを開の状態にし、油圧シリンダー６１、６２、６
４、２１およびトルクアクチェータ６６を作動させてケ
ーシングハンド２Ａがドリルヘッドに結合されたインナ
ーロッド４Ｂに接するように操作する。

【００４８】ケーシングハンド２Ａの従動ローラ２９
ａ、２９ｂにインナーロッド４Ｂが接したところで、ケ
ーシングハンド２Ａの油圧シリンダー２５を伸ばしてケ
ーシングハンドアーム２６先端のドライブローラ２７を
インナーロッド４Ｂに押し当てさらに油圧シリンダー２
５を伸ばしてインナーロッド４Ｂをケーシングハンド２
Ａによりしっかりと把持する。

【００４９】この状態のままで、ドリルヘッドの回転機
構を逆回転させつつドリルヘッドを後退させるとインナ
ーロッド４Ｂのドリルヘッド側のネジの結合が外れる。
そのままドリルヘッドを適当な位置まで後退させておい
て、ケーシングハンド２Ａの油圧モータ３０を作動しド
ライブローラ２７をインナーロッド４Ｂのネジが緩む方
向へ回転させつつスライドユニット２０の油圧シリンダ
ー２１を作動させてネジが外れる方向へケーシングハン
ド２Ａを移動させる。ネジが外れたら油圧シリンダー６
１、６２、６４、２１およびトルクアクチェータ６６を
作動させてケーシングハンド２Ａで把持しているインナ
ーロッド４Ｂをツールラック１０の位置まで移動しケー
シングハンド２Ａの油圧シリンダー２５を縮めてインナ
ーロッド４Ｂの把持を開放しツールラック１０へインナ
ーロッド４Ｂを収納する。

【００５０】以下、同じ動作の繰り返しによってインナ
ーロッド４Ｂ、４Ｂ_f …を順次回収する。

【００５１】〔ケーシングチューブの回収〕ドリルヘッ
ドをガイドセルに沿って前進させ、セントラライザーの
クランプ部で把持されているケーシングチューブ４Ａの
後端にドリルヘッドのケーシング接続部を合わせ、ドリ
ルヘッドの回転機構を始動してネジの締まる方向へ回転
させつつドリルヘッドを前進させてドリルヘッドのネジ
部をケーシングチューブ４Ａのネジ部と螺合させる。緩
く結合した状態でドリルヘッドの回転を止め、ドリルヘ
ッドを後退させる。２本目のケーシングチューブ４Ａ_f
がセントラライザーのクランプで把持できるところでド
リルヘッドの後退を停止する。２本目のケーシングチュ
ーブ４Ａ_f をクランプ機構より把持したままで、ドリル
ヘッド側にある把持・回転機構で１本目のケーシングチ
ューブ４Ａを把持したままネジの緩む方向へ回転させる
と１本目のケーシングチューブ４Ａと２本目のケーシン
グチューブ４Ａ_f とのネジが緩む。

【００５２】以上までの操作が穿孔機側での回収作業で
あり、その後本装置によるケーシングチューブの回収作
業に入る。前述の操作で、ドリルヘッドのケーシング接
続部および１本目と２本目のケーシングチューブ４Ａ、
４Ａ_f 接続部の２ヵ所のネジが緩んでいるが、ネジはま
だ結合されている状態にある。先ず、平行リンクの油圧
シリンダー３２を伸ばしてロッドハンド２Ｂを退避させ
た状態で、油圧シリンダー２５を縮めてケーシングハン
ド２Ａを開の状態にし、油圧シリンダー６１、６２、６
４、２１およびトルクアクチェータ６６を作動させてケ
ーシングハンド２Ａがドリルヘッドに結合された状態の
ケーシングチューブ４Ａに接するように操作する。

【００５３】ケーシングハンド２Ａの従動ローラ２９
ａ、２９ｃにケーシングチューブ４Ａが接したところ
で、油圧シリンダー２５を伸ばしてケーシングハンドア
ーム２６先端のドライブローラ２７をケーシングチュー
ブ４Ａに押し当てさらに油圧シリンダー２５を伸ばして
ケーシングチューブ４Ａをケーシングハンド２Ａにより
しっかりと把持する。

【００５４】この状態のままで、ドリルヘッドの回転機
構を逆回転させつつドリルヘッドを後退させるとケーシ
ングチューブ４Ａのドリルヘッド側のネジの結合が外れ
る。

【００５５】そのままドリルヘッドを適当な位置まで後
退させておいて、ケーシングハンド２Ａの油圧モータ３
０を作動しネジが緩むる方向へ回転させつつスライドユ
ニット２０の油圧シリンダー２１を作動させてネジが外
れる方向にケーシングハンド２Ａを移動させる。ネジが
外れたら油圧シリンダー６１、６２、６４、２１および
トルクアクチェータ６６を作動させてケーシングハンド
２Ａで把持しているケーシングチューブ４Ａをツールラ
ック１０の位置まで移動しケーシングハンド２Ａの油圧
シリンダー２５を縮めてケーシングチューブ４Ａの把持
を開放しツールラック１０へケーシングチューブ４Ａを
収納する。

【００５６】以下、同じ動作の繰り返しによってケーシ
ングチューブ４Ａ、４Ａ_f …を順次回収する。

【００５７】ところで、本装置は、ケーシングチューブ
およびインナーロッドからなる二重管構造のドリルツー
ルに対して最も好適に使用されるが、単管ロッドであっ
てもロッドハンド２Ｂを退避させたまま使用しないで、
ケーシングハンド２Ａにより単管ロッドの供給・回収を
機械的に行うことができる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳説のとおり、管体を保持した状態
のままで、管体を中心軸回りに正逆方向に回転できるの
で、たとえば管体の着脱装置に本発明グリッパ構造を適
用した場合には、着脱装置側の操作で管体をドリルヘッ
ドと接続できるし、また管体の回収も着脱装置側の操作
で行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ドリルツール着脱装置の全体側面図である。

【図２】その平面図である。

【図３】その正面図である。

【図４】ハンドリングユニットの拡大側面図である。

【図５】ハンドリングユニットの拡大平面図である。

【図６】ケーシングハンドの拡大図である。

【図７】ロッドハンドの拡大側面図である。

【図８】ロッドハンドの拡大平面図である。

【図９】ビームユニットの拡大正面図である。

【図１０】ビームユニットの拡大側面図である。

【図１１】Ｙ軸ドライブユニットの拡大図である。

【図１２】テイクアップハンドの拡大側面図である。

【図１３】テイクアップハンドの拡大正面図である。

【符号の説明】

１…ドリルツール自動着脱装置、２…ハンドリングユニ
ット、２Ａ…ケーシングハンド、２Ｂ…ロッドハンド、
３…テイクアップユニット、４…ドリルツール、４Ａ…
ケーシングチューブ、４Ｂ…インナーロッド、５…テイ
クアップハンド、６…ビームユニット、１０…ツールラ
ック、２０…スライドユニット、２６…押えアーム、２
７…ドライブローラ、２９ａ〜２９ｃ…従動ローラ、３
０・４３…油圧モータ、３３・３４…リンク、３７・３
８…ハンドアーム、３９…ドライブローラ、４０ａ〜４
０ｄ…従動ローラ、３６…油圧シリンダー、４１…シャ
フト、５５…メインフレーム、６６…トルクアクチェー
タ、７０…Ｘ軸ビーム、７１…Ｙ軸ビーム、７２…Ｚ軸
ビーム、７３…Ｘドライブユニット、７４…Ｙドライブ
ユニット、７５…Ｚドライブユニット、９３…ローラフ
レーム、９５…テイクアップアーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大坪 則雄 東京都世田谷区松原１−51−３ 第１長友 ビル 株式会社オーミック内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉自在のアームにより管体を把持自在と
   した管体掴み部のグリッパ構造において、 前記グリッパ部分に、管体の周方向に適宜の間隔を空け
   て少なくとも３以上のローラを配設し、管体をこれらロ
   ーラ群の当接により支持するとともに、前記ローラ群の
   内の少なくとも１つが駆動手段により正逆方向に回転自
   在となっていることを特徴とする管体掴み部のグリッパ
   構造。
2. 【請求項２】基部アーム先端に管体を把持するための開
   閉自在の押えアームを設け、この押えアームの先端部に
   ローラを配設し、かつ前記基部アーム先端部に２以上の
   ローラを配設し、管体をこれらローラ群の当接により支
   持するとともに、前記押えアームの先端部に配設された
   ローラが駆動手段により正逆方向に回転自在となってい
   る請求項１記載の管体掴み部のグリッパ構造。
3. 【請求項３】２本の把持アームが鋏状に中間部で軸支さ
   れ、前記各把持アームの後端部同士を連結するシリンダ
   ーによって先方側が開閉自在とされる管体掴み部のグリ
   ッパ構造において、前記把持アームのそれぞれに１以上
   のローラを配設し、かつ前記把持アームを軸支する軸に
   ローラを固設し、管体をこれらローラ群の当接により支
   持するとともに、前記把持アームを軸支する軸が駆動手
   段により正逆方向に回転自在となっている請求項１記載
   の管体掴み部のグリッパ構造。
4. 【請求項４】管体掴み部を管軸方向に移動自在とした請
   求項１〜３記載の管体掴み部のグリッパ構造。