特許 6501811 二重管ロッド脱着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6501811

(24)【登録日】2019年3月29日

(45)【発行日】2019年4月17日

(54)【発明の名称】二重管ロッド脱着装置

(51)【国際特許分類】

   E21B 19/14 20060101AFI20190408BHJP

   E21B 19/086 20060101ALI20190408BHJP

【ＦＩ】

   E21B19/14

   E21B19/086

【請求項の数】2

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2017-34791(P2017-34791)

(22)【出願日】2017年2月27日

(65)【公開番号】特開2018-141285(P2018-141285A)

(43)【公開日】2018年9月13日

【審査請求日】2017年11月28日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「再生可能エネルギー熱利用技術開発」業務委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】504242375

【氏名又は名称】株式会社日伸テクノ

(73)【特許権者】

【識別番号】000168506

【氏名又は名称】鉱研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柴 田 和 夫

(72)【発明者】

【氏名】森 広 晃

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／１２９３３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２２６０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３０２４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０５９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−０７２８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０８９５２８（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ １／００〜 ４９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

掘削機に設けられ、インナーロッド及びアウターロッドからなる二重管ロッドを継ぎ足しや回収するための脱着装置であって、
前記二重管ロッドの複数を横並び状に立設させて支持するターンプレートと、
ループ状の移動路を有し、前記移動路に沿って前記ターンプレートの複数が周回可能に配置されるロッドコンテナと、
前記ロッドコンテナに回転駆動可能に設けられ、前記ターンプレートに連結されてターンテーブルが周回するための移動力を作用させるターンプレート移動手段と、
開閉動作するグリップ爪を有し、前記インナーロッド及びアウターロッドを掴持及び解放するグリッパーと、
前記グリッパーを上下移動させると共に前記ターンプレート上で横並び状となっている複数の二重管ロッドのそれぞれに対応して前記グリッパーを進退移動させるグリッパー駆動手段と、を備え、
前記ターンプレート移動手段は、前記ロッドコンテナのループ状の移動路の内側に回転可能に立設した回転ロッド及び従動ロッドと、前記回転ロッドを回転させる回転用モータと、前記回転ロッド及び従動ロッドを連結する回転伝達手段と、内側の二重管ロッドに係合可能な係合用凹部が形成され前記回転ロッド及び従動ロッドに取り付けられて一体回転するロッドガイドと、を備え、
前記ターンプレートは前記回転伝達手段に連結されて前記移動力が付与されることを特徴とする二重管ロッド脱着装置。

【請求項2】

前記グリッパー駆動手段は傾斜手段をさらに備え、前記ターンプレート上に立設した二重管ロッドに対して全体が傾斜することにより前記グリッパーを二重管ロッドから退避させる構造となっていることを特徴とする請求項１記載の二重管ロッド脱着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掘削機に設けられることにより、インナーロッド及びアウターロッドからなる二重管ロッドを掘削時に継ぎ足し、回収するための二重管ロッド脱着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、掘削機による掘削時に二重管ロッドを継ぎ足し及び回収するための二重管ロッド脱着装置が記載されている。この装置は、複数の二重管ロッドをループ状の移動軌道に沿って立設状に配置したコンテナと、コンテナから二重管ロッドを取り出し又は戻すグリッパーとを備えている。コンテナは移動軌道を駆動して二重管ロッドを順次移動させる。ロッドの継ぎ足しが必要になった時、グリッパーが二重管ロッドを掴持してコンテナから引き出して掘削機のドリルヘッドに供給し、ロッドの回収が必要になった時、グリッパーが二重管ロッドを掘削機から引き取ってコンテナに戻すものである。
特許文献２には、二重管ロッドを掘削機に供給するハンドリング装置が記載されている。この装置は、起倒自在のレイズフレームと、シャフトに設けたロッドホルダ、インナーロッドクランプ、アウターロッドクランプとを備えた構造となっている。このハンドリング装置に対しては、手作業で二重管ロッドを装填、回収するものである。
特許文献３には、マガジンに対してロッドを２段で格納するため、２つの螺旋状の溝をマガジンに形成すると共に、２つの螺旋状の溝に合わせた２つの支持溝をセットプレートに形成する装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＷＯ２００７−１２９３３７ Ａ１公報

【特許文献2】特開平５−２６３５８１号公報

【特許文献3】特開２０１４−２０５９６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の装置では、コンテナに対する二重管ロッドの配置が単列であるため、ロッドの格納本数が増えるのに伴ってコンテナが長く大きくなって、占有スペースが大きくなる。このため、装置全体及び動作が大掛かりとなり、掘削機に搭載するのに制約が生じる問題がある。
特許文献２の装置では、装置へのロッドの装填、回収を人力によって行う必要があるため、１本ずつの作業となり迅速な作業ができず作業性が悪いと共に人身事故リスクが高く、連続的な稼働が難しい問題がある。
特許文献３の装置は、二重管ロッドではなく、単管ロッドへ適用する装置であり、従って、二重管掘削のロッドの取り出しや格納に適用することができないものとなっている。例えば、二重管掘削では、インナーロッドを格納した後、アウターロッドを同じ位置に格納して二重管ロッドへのセットを行う必要があるが、これができない問題がある。

【0005】

本発明は、以上の問題点を考慮してなされたものであり、二重管ロッドを供給するための構造を大きくすることなく、コンパクトであっても多くの本数の二重管ロッドをセットすることができ、しかも二重管ロッドの継ぎ足し、回収を効率良く行うことができる二重管ロッド脱着装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の二重管ロッド脱着装置は、掘削機に設けられ、インナーロッド及びアウターロッドからなる二重管ロッドを継ぎ足しや回収するための脱着装置であって、前記二重管ロッドの複数を横並び状に立設させて支持するターンプレートと、ループ状の移動路を有し、前記移動路に沿って前記ターンプレートの複数が周回可能に配置されるロッドコンテナと、前記ロッドコンテナに回転駆動可能に設けられ、前記ターンプレートに連結されてターンテーブルが周回するための移動力を作用させるターンプレート移動手段と、開閉動作するグリップ爪を有し、前記インナーロッド及びアウターロッドを掴持及び解放するグリッパーと、前記グリッパーを上下移動させると共に前記ターンプレート上で横並び状となっている複数の二重管ロッドのそれぞれに対応して前記グリッパーを進退移動させるグリッパー駆動手段と、を備えていることを特徴とする。

【0007】

上記装置において、前記ターンプレート移動手段は、前記ロッドコンテナのループ状の移動路の内側に回転可能に立設した回転ロッド及び従動ロッドと、前記回転ロッドを回転させる回転用モータと、前記回転ロッド及び従動ロッドを連結する回転伝達手段とを備え、前記ターンテーブルは前記回転伝達手段に連結されて前記移動力が付与されることを特徴とする。
又、前記ターンプレート移動手段は、前記内側の二重管ロッドに係合可能な係合用凹部が形成され、前記回転ロッド及び従動ロッドに取り付けられて一体回転するロッドガイドをさらに備えていることを特徴とする。
さらに、前記グリッパー駆動手段は傾斜手段をさらに備え、前記ターンプレート上に立設した二重管ロッドに対して全体が傾斜することにより前記グリッパーを二重管ロッドから退避させる構造となっていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、二重管ロッドの継ぎ足し及び回収する構造をコンパクトとすることができ、しかも多くの本数の二重管ロッドをセットすることができ、二重管ロッドの継ぎ足し、回収を効率良く行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態の二重管ロッド脱着装置（以下、ロッド脱着装置）を示す側面図である。

【図2】ロッド脱着装置の正面図である。

【図3】ロッド脱着装置の平面図である。

【図4】ロッド脱着装置に用いるロッドコンテナを示す側面図である。

【図5】ロッドコンテナの正面図である。

【図6】ロッドコンテナ上のターンプレートを示す平面図である。

【図7】ロッド脱着装置に用いるターンプレート及びターンプレート移動手段を示す側面からの断面図である。

【図8】図７の正面図である。

【図9】ターンプレート移動手段の要部を示す平面図である。

【図10】ターンプレート移動手段とターンプレートの関係を示す図７のＡ−Ａ矢視図である。

【図11】グリッパー駆動手段を示す側面図である。

【図12】グリッパーが閉じた状態を示す平面図である。

【図13】グリッパーが開いた状態を示す平面図である。

【図14】グリッパーの掴持動作を示す平面図である。

【図15】傾斜手段を備えたグリッパー駆動手段を示す正面図である。

【図16】傾斜手段を備えたグリッパー駆動手段を示す側面図である。

【図17】二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図18】図１７に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図19】図１８に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図20】図１９に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図21】図２０に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図22】図２１に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図23】図２２に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図24】図２３に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図25】図２４に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図26】図２５に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図27】図２６に続く二重管ロッドの接続動作を示す正面図である。

【図28】インナーロッドの回収動作を示す正面図である。

【図29】図２８に続くインナーロッドの回収動作を示す正面図である。

【図30】図２９に続くインナーロッドの回収動作を示す正面図である。

【図31】図３０に続くインナーロッドの回収動作を示す正面図である。

【図32】図３１に続くインナーロッドの回収動作を示す正面図である。

【図33】図３２に続くインナーロッドの回収動作を示す正面図である。

【図34】図３３に続くインナーロッドの回収動作を示す正面図である。

【図35】図３４に続くインナーロッドの回収動作を示す正面図である。

【図36】アウターロッドの回収動作を示す正面図である。

【図37】図３６に続くアウターロッドの回収動作を示す正面図である。

【図38】図３７に続くアウターロッドの回収動作を示す正面図である。

【図39】図３８に続くアウターロッドの回収動作を示す正面図である。

【図40】図３９続くアウターロッドの回収動作を示す正面図である。

【図41】図４０に続くアウターロッドの回収動作を示す正面図である。

【図42】図４１に続くアウターロッドの回収動作を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。図１〜図３は、本発明の一実施形態における二重管ロッド脱着装置１（以下、ロッド脱着装置１）の全体を示す。ロッド脱着装置１は掘削機２に取り付けられており、掘削機２と一体となって掘削場所に移動する。この実施形態では、図１〜図３に示すように、前後方向をＸ方向、上下方向をＹ方向、左右方向（横方向）をＺ方向として説明する。

【0011】

掘削機２は、クローラ２２を備えた掘削機本体２１と、掘削機本体２１に伸縮駆動可能に設けられた複数のアーム２３と、アーム２３の先端部に取り付けられたガイドセル２４とを備えている。ガイドセル２４はアーム２３の駆動により傾斜状態及び直立状態への変更が可能となっている。掘削駆動を行うドリルヘッド２５はガイドセル２４の長さ方向に沿って上下動する。
ドリルヘッド２５は横方向に伸縮駆動するスライドテーブル２７に取り付けられている。スライドテーブル２７はガイドセル２４の頂部の給進機構２６に取り付けられる。スライドテーブル２７が駆動することにより、ドリルヘッド２５は左右に移動し、給進機構２６が駆動することによりドリルヘッド２５はガイドセル２４に沿って上下に移動する。ドリルヘッド２５には、後述する二重管ロッド８と連結されて二重管ロッド８にドリルヘッド２５の回転力を伝達する駆動ロッド２８が設けられている。二重管ロッド８はこの駆動ロッド２８に連結される。

【0012】

ロッド脱着装置１は、ロッドコンテナ３と、ターンプレート４と、グリッパー５と、ターンプレート移動手段６と、グリッパー駆動手段７とを備えている。

【0013】

ロッドコンテナ３は、掘削機本体２１に設けたベースプレート１３（図２参照）上に配置される。ロッドコンテナ３がベースプレート１３上に配置されることによりロッドコンテナ３はガイドセル２４が傾斜及び直立する動作と共に起倒動作することができる。図４〜図８に示すように、ロッドコンテナ３はベースプレート１３から立設したスタンド脚３１と、スタンド脚３１上のテーブル３２を有している。テーブル３２は後述するターンプレート４の移動を支承するものであり、同テーブル３２は図６及び図１０に示すように長円からなるループ状に形成される。ループ状となったテーブル３２はターンプレート４が移動するためのループ状の移動路３３となり、この移動路３３に沿って複数のターンプレート４が周回する。ターンプレート４が移動路３３に沿って周回するため、ターンプレート４の下面には、好ましくは移動路３３（テーブル３２）に係合して摺動する突起部（図示省略）が形成される。移動路３３がループ状となっていることから、移動路３３は無端状となるものである。
以上の構造では、ロッドコンテナ３がガイドセル２４と共に起倒動作するが、本発明では、ロッドコンテナ３をガイドセル２４と切り離した構造としてロッドコンテナ３が独立して起倒するようにしても良い。

【0014】

ターンプレート４は、複数がロッドコンテナ３の移動路３３（テーブル３２）に沿って配置される。ターンプレート４は複数の二重管ロッド８を横並び状に立設させて支持する。この実施形態において、ターンプレート４は２本の二重管ロッド８を横並び状に立設させるようになっており、以下、内側の二重管ロッドを８ａ、外側の二重管ロッドを８ｂと記載する。内外２本の二重管ロッド８ａ、８ｂを立設させるため、それぞれのターンプレート４には２本のロッドスタンド３４が横並び状に設けられている。
ロッドスタンド３４は、図４、図５、図７、図８に示すように、下側の大径部３４ａ及び上側の小径部３４ｂが上下に連続した形状となっており、小径部３４ｂが二重管ロッド８のインナーロッド９に挿入され、大径部３４ａがアウターロッド１０に挿入され、これらの挿入によってアウターロッド１０にインナーロッド９が差し込まれた状態での二重管ロッド８を立設状に支持する。

【0015】

図４及び図５に示すように、ロッドコンテナ３には、ループ状の移動路３３と同様のループ状となった外側ガイド１１が設けられる。外側ガイド１１は、移動路３３のループ状よりも大きな長円となっており、移動路３３を周回するターンプレート４に立設した外側の二重管ロッド８ｂの外側を囲む大きさのループ状に形成されている（図３参照）。この外側ガイド１１はテーブル３２に起立した柱部１２に支持されて二重管ロッド８の長さ方向の中間部分を外側から囲んでおり、外側の二重管ロッド８ｂの振れ及び外側への倒れを防止する。

【0016】

図７〜図１０に示すように、ターンプレート移動手段６は、ロッドコンテナ３におけるループ状の移動路３３の内側に位置するようにテーブル３２から立設した回転ロッド６１及び従動ロッド６２と、これらのロッド６１、６２を連結する回転伝達手段とを有している。回転伝達手段は、回転ロッド６１及び従動ロッド６２のそれぞれの下部に取り付けられたギア６３と、これらのギア６３に掛け渡されたチェーン６４とによって形成されている（図１０参照）。ターンプレート移動手段６は、駆動ロッド６１を回転させるオイルモータからなる回転用モータ６６を有している。

【0017】

ターンプレート移動手段６はロッドガイド６５を有している。ロッドガイド６５は図７及び図９に示すように、回転ロッド６１及び従動ロッド６２のそれぞれの上部部分に取り付けられており、これらのロッド６１、６２の回転と一体的に回転する。図９に示すように、ロッドガイド６５は平面視星形状に形成されるものであり、その外周面には、二重管ロッド８に係合する係合用凹部６７が複数形成されている。回転ロッド６１及び従動ロッド６２がロッドコンテナ３における移動路３３の内側に設けられることから、これらのロッド６１、６２に取り付けられるロッドガイド６５は移動路３３を周回するターンプレート４における内側の二重管ロッド８ａに対向し、内側の二重管ロッド８ａが入り込むことにより内側の二重管ロッド８ａに係合する。図７に示すように、ロッドガイド６５は回転ロッド６１及び従動ロッド６２における長さ方向の上部部分に取り付けられており、これによりロッドガイド６５の係合用凹部６７が内側の二重管ロッド８ａの上部部分に係合して内側の二重管ロッド８ａの振れを防止するように作用する。

【0018】

以上のターンプレート移動手段６は、ターンプレート４がロッドコンテナ３の移動路３３に沿って周回するための移動力を付与するものである。この移動力の付与のため、ターンテーブル移動手段６の回転伝達手段を構成するチェーン６４がそれぞれのターンプレート４の底面部分に連結される。チェーン６４は回転用モータ６５の駆動によって回転する回転ロッド６１に掛け渡されているため、ターンプレート４は回転用モータ６５の駆動によってロッドコンテナ３の移動路３３に沿って周回する。

【0019】

グリッパー５は、ターンプレート４上の二重管ロッド８を掴持及び解放する。図１２〜図１４に示すように、グリッパー５は一対のグリップ爪５１と、伸縮する油圧シリンダからなる開閉用シリンダ５２と、開閉用シリンダ５２と各グリップ爪５１の基部側とを連結するリンク５３とによって形成されている。グリップ爪５１は屈曲したロッド把持面を有しており、これにより径の異なるロッドであっても確実に掴持することが可能となっている。従って、グリッパー５は二重管ロッド８のインナーロッド９及びアウターロッド１０の双方を掴持することができる。

【0020】

グリッパー５は、グリッパー駆動手段７に取り付けられる。グリッパー駆動手段７は図２に示すように、ロッドコンテナ３とドリルヘッド２５（ガイドセル２４）との間に配置される。
グリッパー駆動手段７は図１１に示すように、ベースプレート１３（図２参照）上に起立状に設けられ上下方向（Ｚ方向）に伸縮するグリッパーリフトシリンダ７１と、グリッパーリフトシリンダ７１の上端部に取り付けられ、横方向に伸縮するグリッパースライドシリンダ７２とを有しており、グリッパー５はグリッパースライドシリンダ７２の上部に取り付けられる。このようなグリッパー駆動手段７は、グリッパーリフトシリンダ７１の伸縮によって、二重管ロッド８の高さ方向にグリッパー５を移動させ、グリッパースライドシリンダ７２の伸縮によってグリッパー５をドリルヘッド２５とロッドコンテナ３上の二重管ロッド８との間で移動させる。これによりグリッパー５を二重管ロッド８の方向に進出及び退出させるように動作する。かかるグリッパー駆動手段７において、ターンプレート４の移動時には、グリッパースライドシリンダ７２によってグリッパー５を退避させて二重管ロッド８との干渉を防止するようになっている。

【0021】

図１４は、グリッパー駆動手段７によってターンプレート４上の二重管ロッド８を掴持する動作を示す。グリッパーリフトシリンダ７１の駆動によってグリッパー５が上下動して二重管ロッド８の掴持高さに対応した高さに達する。このグリッパー５の上下方向の位置は電気センサ、光学センサ、磁気センサ等のセンサ（図示省略）によって検出される。検出されたグリッパー５の位置は操作系にフィードバックされ、操作系による高さ位置の制御が行われる。
次に、グリッパースライドシリンダ７２が駆動することによりグリッパー５が二重管ロッド８の方向に進出する。図１４は外側の二重管ロッド８ｂを掴持する状態を示し、グリッパースライドシリンダ７２が伸長することによりグリッパー５は外側の二重管ロッド８ｂを掴持するためのロッドセンタに移動する。内側の二重管ロッド８ａを掴持する場合には、グリッパースライドシリンダ７２がこれよりも長く伸長して内側の二重管ロッド８ａを掴持するためのロッドセンタに移動する。外側及び内側のロッドセンタのそれぞれの位置は、電気センサ、光学センサ、磁気センサ等のセンサ（図示省略）によって検出され、操作系にフィードバックされて操作系による掴持位置の制御が行われる。
以上のようにセンサによって位置検出を行い、操作系による位置制御を行う場合には、二重管ロッド８の脱着作業の自動化及び無人化が可能となり、事故リスクの低減及びコスト削減が可能となる。

【0022】

この実施形態の構造では、ターンプレート４上の内側の二重管ロッド８ａ及び外側の二重管ロッド８ｂの双方をグリッパー５が確実に掴持することができる。従って、ターンプレート４に対して２本の二重管ロッド８ａ、８ｂを横並び状に立設させることができ、一のターンプレート４に取り付ける二重管ロッド８の本数を増やすことができ、一のターンプレート４による二重管ロッド８の供給本数を増加させることができる。これによりターンプレート４の数を削減でき、ターンプレート４が周回するロッドコンテナ３の移動路３３の軸間距離を短くすることができ、ロッドコンテナ３の省スペース化が可能となる。
なお、本発明では、ターンプレート４に対し３本以上の二重管ロッド８を横並び状に配置することも可能であり、これによりさらに軸間距離を短くでき、ロッドコンテナ３をさらに省スペース化することができる。
さらに本発明では、ロッドコンテナ３の移動路３３の軸間距離を長くしてターンテーブル４の数を増やしても良く、これによっても二重管ロッド８の供給本数を増やすことができる。
以上のような本発明では、ターンプレート４上に配置する二重管ロッド８の本数を変更したり、ロッドコンテナ３の移動路３３の軸間距離を変更することにより二重管ロッド８の供給本数が決定される。これにより二重管ロッド８を供給するためのレイアウトの設計自由度が増大するメリットがある。

【0023】

図１５及び図１６は、グリッパー駆動手段７の別の形態を示す。このグリッパー駆動手段７においては、傾斜手段としての傾斜シリンダ７３を設けるものである。傾斜シリンダ７３はグリッパー駆動手段７の全体を傾斜させるシリンダであり、ベースプレート１３とグリッパーリフトシリンダ７１とに両端部が連結される。傾斜シリンダ７３はロッドコンテナ３と掘削機本体２１の間でグリッパーリフトシリンダ７１を前後方向（Ｘ方向）に傾斜させる。図１６における矢印Ｑは傾斜シリンダ７３の駆動によってグリッパーリフトシリンダ７１が傾斜する方向を示す。このような前後方向（Ｘ方向）への傾斜によって、傾斜シリンダ７３は、ロッドコンテナ３とドリルヘッド２５との間の二重管ロッド８の移送経路からグリッパー５を退避させるようにグリッパーリフトシリンダ７１（すなわちグリッパー駆動手段７の全体）を傾斜させる。これによりロッドコンテナ３に立設している二重管ロッド８が長い場合（図１５に示す符号８Ｔの二重管ロッドの場合）にも、グリッパー５が二重管ロッド８の移送の邪魔となることがなくなる。

【0024】

以下、この実施形態による二重管ロッド８の接続動作を図１７〜図２７、インナーロッド９の回収動作を図２８〜図３５、アウターロッド１０の回収動作を図３６〜図４２により説明する。
掘削機２においては、図２に示すように、ブレーカクランプ１４、インナークランプ１５、アウタークランプ１６がガイドセル２４に沿って配置される。ブレーカクランプ１４はドリルヘッド２５の駆動ロッド２８との二重管ロッド８の脱着のためにクランプし、インナークランプ１５はインナーロッド９を脱着するためにクランプし、アウタークランプ１６はアウタークランプ１０を脱着するためにクランプする。

【0025】

［二重管ロッドの接続動作］
図１７に示すように、ドリルヘッド２５をスライドテーブル２７に沿ってインナーロッド９の切り離し高さへ移動させ、ブレーカクランプ１４、インナークランプ１５、アウタークランプ１６を閉じ、ブレーカクランプ１４によって駆動ロッド２８（ドリルヘッド２５）とインナーロッド９との接続を切る。ブレーカクランプ１４を開き、ドリルヘッド２５を切り離し方向に回転（右回転）させる。ドリルヘッド２５がインナーロッド切り離し完了位置まで移動した後、給進停止及び回転停止してインナーロッドの切り離しを完了する。

【0026】

次に、ターンプレート移動手段６を駆動してターンプレート４をロッド脱着位置に移動させる。図１８に示すように、ドリルヘッド２５をロッド脱着高さに移動させた後、スライドテーブル２７に沿ってドリルヘッド２５を移動させる。このとき、取り出す二重管ロッド８の位置に合わせてドリルヘッド２５を移動させる。すなわち内側の二重管ロッド８ａ又は外側の二重管ロッド８ｂに合わせて移動させる。そして、グリッパースライドシリンダ７２によってグリッパー５を取り出し目的の二重管ロッド８に移動させる。
二重管ロッド８の取り出しに際しては、まず外側の二重管ロッド８ｂを連続して取り出し、外側の二重管ロッド８ｂの取り出しが完了してから内側の二重管ロッド８ａを連続して取り出すように操作制御する。

【0027】

図１９では、グリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５をインナーロッド９の高さに移動させた後、グリッパー５によってインナーロッド９を掴持する。

【0028】

図２０では、ドリルヘッド２５を接続方向に回転（左回転）させながら、グリッパーリフトシリンダ７１によってインナーロッド９を上昇させ、ドリルヘッド２５に接続する。グリッパー５が接続完了高さに到達した後、グリッパー５の掴持を解放し、グリッパーリフトシリンダ７１を停止、ドリルヘッド２５を回転停止させる。
これにより、インナーロッド９がドリルヘッド２５に接続される。その後、アウターロッド１０をドリルヘッド２５に接続する。

【0029】

図２１に示すように、グリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５をアウターロッド１０の掴持高さへ移動させ、グリッパー５によってアウターロッド１０を掴持する。

【0030】

図２２では、ドリルヘッド２５を接続方向に回転（左回転）させながらグリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５を上昇させ、アウターロッド１０をドリルヘッド２５に接続させる。グリッパー５がアウターロッド接続完了高さに到達した後、グリッパー５の掴持を解放し、グリッパー５の上昇及びドリルヘッド２５の回転を停止する。その後、二重管ロッド８を地盤中の前段の二重管ロッド８に接続する。

【0031】

図２３では、グリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５を下端位置へ移動させた後、グリッパースライドシリンダ７２によってグリッパー５を後方へ移動させる。

【0032】

図２４では、ドリルヘッド２を地盤中の前段の二重管ロッド８の上方に移動させた後、スライドテーブル２７に沿ってドリルヘッド２５を接続のためのセンタリング位置に移動させる。

【0033】

図２５では、ドリルヘッド２５をインナーロッド接続開始高さに移動（下降）させ、接続方向に回転（左回転）させる。ドリルヘッド２５が接続完了位置まで移動した後、給進停止、回転停止させる。

【0034】

図２６では、インナークランプ１５を開き、ドリルヘッド２５をアウターロッド接続開始高さに移動させ、接続方向に回転（左回転）させ、ドリルヘッド２５が接続完了位置まで移動した後、給進停止、回転停止させる。

【0035】

図２７では、アウタークランプ１６を開き、地盤中の前段の二重管ロッドへの二重管ロッド８の接続を完了する。

【0036】

［インナーロッドの回収動作］
図２８に示すように、ドリルヘッド２５の回転を停止させて地盤掘りを停止し、ドリルヘッド２５をインナーロッド抜管高さに移動させる。そしてインナークランプ１５、ブレーカクランプ１４を閉じ、ブレーカクランプ１４によって地盤中の二重管ロッドのインナーロッド９との接続を切る。ブレーカクランプ１４を開き、ドリルヘッド２５を上昇させながら切り離し方向に回転（右回転）させる。ドリルヘッド２５がインナーロッド切り離し完了位置まで移動した後、給進停止及び回転停止させる。

【0037】

図２９では、ドリルヘッド２５をインナーロッド抜管高さへ移動させ、ドリルヘッド２５を切り離し方向に回転（右回転）させ、螺合を緩めた後、回転停止する。

【0038】

図３０では、ブレーカクランプ１４を開き、ターンプレート移動手段６を駆動してターンプレート４をロッド脱着位置に移動させる。続いて、ドリルヘッド２５を脱着高さ（センタリング高さ）に移動させ、スライドテーブル２７に沿ってドリルヘッド２５をターンテーブル４上に移動させる。このとき、ターンプレート４の回収位置に合わせて移動させる。すなわちターンプレート４の内側の回収位置又は外側の回収位置に合わせて移動させる。そして、グリッパースライドシリンダ７２によってグリッパー５をターンプレート４の目的の空位のロッドスタンド３４上に移動させる。
インナーロッド９の回収に際しては、まずターンプレート４の内側の空位に対して連続して回収し、内側の空位への回収が完了してから外側の空位に対して回収を行うように操作制御する。

【0039】

図３１では、ドリルヘッド２５を下降させた後、グリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５をインナーロッド９の掴持高さに移動させ、グリッパー５によってインナーロッド９を掴持する。グリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５を下降させながらドリルヘッド２５を切り離し方向に回転（右回転）させる。

【0040】

図３２では、グリッパー５がインナーロッド切り離し高さに到達後、グリッパーリフトシリンダ７１を停止し、グリッパー５による掴持を解放する。インナーロッド９は目的のロッドスタンド３４に支持される。ドリルヘッド２５は回転停止させる。

【0041】

図３３では、グリッパースライドシリンダ７２によってグリッパー５を後退させた後、グリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５を下降させる、ドリルヘッド２５は掘削位置に移動し、インナーロッド９の回収が完了する。

【0042】

図３４では、ドリルヘッド２５を次のインナーロッド接続開始高さに移動させ、接続方向に回転（左回転）させる。ドリルヘッド２５がインナーロッド接続完了位置まで移動したら給進停止、回転停止させる。

【0043】

図３５は図３４に続いた状態であり、インナークランプ１５を開くことにより次のインナーロッド抜管準備に移行する。

【0044】

［アウターロッドの回収動作］
アウターロッド１０の回収は、インナーロッド９の回収が終了した後に行う。図３６はインナーロッド９の回収が終了した後の状態であり、駆動ロッド２８（ドリルヘッド２５）をアウターロッド抜管高さに移動させる。ドリルヘッド２５がアウターロッド接続完了位置まで移動した後、給進停止する。

【0045】

図３６に続く図３７では、アウタークランプ１６を開き、ドリルヘッド２５をアウターロッド抜管高さに移動（上昇）させる。アウタークランプ１６及びブレーカクランプ１４を閉じた後、ブレーカクランプ１４を開き、ドリルヘッド２５を上昇させながら切り離し方向に回転（右回転）させる。ドリルヘッド２５がアウターロッド切り離し完了位置まで移動した後、給進停止及び回転停止する。

【0046】

図３８では、ドリルヘッド２５がアウターロッド抜管高さに移動した後、ブレーカクランプ１４を閉じる。そして、ドリルヘッド２５を切り離し方向に回転（右回転）させて螺合を緩める。

【0047】

図３９では、ターンプレート移動手段６を駆動してターンプレート４をロッド脱着位置に移動させる。グリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５をアウターロッド１０掴持高さに移動させ、グリッパースライドシリンダ７２によってグリッパー５をターンプレート４におけるアウターロッド装填位置に移動させる。すなわちグリッパー５をターンプレート４における回収位置に合わせて移動させるものであり、ターンプレート４の内側の回収位置又は外側の回収位置に合わせて移動させる。なお、ターンプレート４には、既に回収したインナーロッド９が立設されており、このインナーロッド９の外側にアウターロッド１０がセットされる。

【0048】

図４０では、ドリルヘッド２５を回収位置まで上昇させた後、スライドテーブル２７に沿ってドリルヘッド２５をターンプレート４における回収位置上に移動させる。すなわち、ドリルヘッド２５を図３９の段階で選択したターンプレート４におけるアウターロッド装填位置に移動させる。すなわち、ドリルヘッド２５をターンプレート４の内側の回収位置又は外側の回収位置に合わせて移動させる。この移動により、アウターロッド１０がターンプレート４における回収位置の上方に移動する。その後、グリッパー５によってアウターロッド１０を掴持する。このとき掴持は、所定時間だけ解放する。グリッパー５をアウターロッド回収のガイドとして使用するためである。
アウターロッド１０の回収に際しては、まずターンプレート４の内側の回収位置に対して連続して回収し、内側に対する回収が完了してから外側の回収位置への回収を行うように操作制御する。

【0049】

図４１では、ドリルヘッド２５をアウターロッド装填高さに移動（下降）させ、グリッパー５によってアウターロッド１０を掴持し、この状態でグリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５を下降させながらドリルヘッド２５を切り離し方向に回転（右回転）させる。グリッパー５がアウターロッド切り離し高さに到達した後、グリッパー５の掴持を解放し、グリッパーリフトシリンダ７１を停止、ドリルヘッド２５の回転を停止する。これによりアウターロッド１０の回収が完了する。すなわちターンプレート４に回収されているインナーロッド９の外側にアウターロッド１０がセットされる。これによりターンプレート４には、インナーロッド９とアウターロッド１０とが組み合わされた状態の二重管ロッド８が回収される。

【0050】

図４２は図４１に続いた状態であり、グリッパースライドシリンダ７２によってグリッパー５が後退し、グリッパーリフトシリンダ７１によってグリッパー５を下降させる。そして、ドリルヘッド２５を次段のアウターロッド抜管位置に移動させ、次のアウターロッド抜管準備に移行する。

【0051】

以上のロッド脱着装置１によれば、ターンテーブル４に複数の二重管ロッド８を横並び状に立設させる構造のため、ターンプレート４の数を削減でき、ターンプレート４が周回するロッドコンテナ３の軸間距離を短くできる。このため、二重管ロッド８を供給する構造をコンパクトとすることができる。
又、グリッパー５が横並び状の二重管ロッド８に合わせて進退移動して掴持する構造となっているため、二重管ロッドの継ぎ足し、回収を効率良く行うことができる。
さらに二重管ロッド８の継ぎ足しや回収を自動化できるため、迅速で作業性が良く、人身事故リスクの低減が可能となる。

【符号の説明】

【0052】

１ ロッド脱着装置
２ 掘削機
３ ロッドコンテナ
４ ターンプレート
５ グリッパー
６ ターンプレート移動手段
７ グリッパー駆動手段
８ 二重管ロッド
８ａ 内側の二重管ロッド
８ｂ 外側の二重管ロッド
９ インナーロッド
１０ アウターロッド
２５ ドリルヘッド
３２ テーブル
３３ 移動路
３４ ロッドスタンド
５１ グリップ爪
５２ 開閉用シリンダ
６５ ロッドガイド
６７ 係合用凹部
７１ グリッパーリフトシリンダ
７２ グリッパースライドシリンダ
７３ 傾斜シリンダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】