特開 2024-196 ロッドハンドリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024000196

(43)【公開日】2024-01-05

(54)【発明の名称】ロッドハンドリング装置

(51)【国際特許分類】

   E21B 19/18 20060101AFI20231225BHJP

【ＦＩ】

E21B19/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022098830

(22)【出願日】2022-06-20

(71)【出願人】

【識別番号】000230788

【氏名又は名称】日本基礎技術株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001999

【氏名又は名称】弁理士法人はなぶさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】新町 修一

【テーマコード（参考）】

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D129AA00

2D129BA05

2D129BA08

2D129CA02

2D129CA04

2D129CB12

2D129DC13

2D129DC33

2D129DC44

2D129EA21

2D129EC06

2D129EC32

(57)【要約】

【課題】特に、新しい掘削用ロッドを継ぎ足しする際、作業者の安全性を確保したうえで、その作業効率を改善することが可能なロッドハンドリング装置を提供する。
【解決手段】ロッドハンドリング装置１は、水平面上を旋回動作可能な装置本体７と、該装置本体７から延び、互いに回動自在に連結される第１～第３可動アーム８、９、１０と、第３可動アーム１０の先端に互いに回動自在に連結され、新しい掘削用ロッド４を把持する把持アーム１１と、第１～第３可動アーム８、９、１０及び把持アーム１１の所定の回動到達位置を予めティーチングして、そのティーチングに基づいて、第１～第３可動アーム８、９、１０及び把持アーム１１の回動動作を制御する制御装置１２と、を備えている。これにより、新しい掘削用ロッド４を継ぎ足しする際、作業者の安全性を確保したうえで、その作業効率を改善することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

新しい掘削用ロッドを既設されている掘削用ロッドに順次継ぎ足す際に、当該新しい掘削用ロッドを把持して移動させるロッドハンドリング装置であって、
水平面上を旋回動作可能な装置本体と、
該装置本体から延び、互いに回動自在に連結される複数の可動アームと、
前記装置本体から最も離れた前記可動アームの先端に互いに回動自在に連結され、前記新しい掘削用ロッドを把持する把持アームと、
前記各可動アーム及び前記把持アームの所定の回動到達位置を予めティーチングして、そのティーチングに基づいて、前記各可動アーム及び前記把持アームの回動動作を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とするロッドハンドリング装置。

【請求項2】

前記把持アームは、
前記新しい掘削用ロッドを把持するロッド把持部と、
該ロッド把持部を、前記掘削用ロッドの軸方向及び径方向に沿って弾性支持するスプリング部材と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のロッドハンドリング装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記各可動アーム及び前記把持アームのそれぞれに設けた水平面に対する傾斜角度を検出する傾斜検出センサーからの検出信号に基づいて、前記各可動アーム及び前記把持アームの回動到達位置を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のロッドハンドリング装置。

【請求項4】

新しい掘削用ロッドを既設されている掘削用ロッドに順次継ぎ足す際に、当該新しい掘削用ロッドを把持する把持アームを備えたロッドハンドリング装置であって、
前記把持アームは、
前記新しい掘削用ロッドを把持するロッド把持部と、
該ロッド把持部を、前記掘削用ロッドの軸方向及び径方向に沿って弾性支持するスプリング部材と、
を備えることを特徴とするロッドハンドリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掘削機に対して、円筒状の掘削用ロッドを供給したり、取り外し回収する際に、掘削用ロッドを把持して移動させるロッドハンドリング装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的に、掘削機では、複数の掘削用ロッドを用い、順次継ぎ足しながら所定深さまで削孔する。この作業において、掘削用ロッドを掘削機に供給する際にロッドハンドリング装置が使用される。そこで、従来のロッドハンドリング装置では、掘削用ロッドを継ぎ足す際に、作業者が感覚により手動で複数のアーム動作を操作していたために、新しい掘削用ロッドを既設された掘削用ロッドの端部に位置決めする際の位置精度が悪く、最終的な位置決めの調整は、作業者が直接掘削用ロッドを把持して行う必要があった。

【0003】

しかも、掘削用ロッドは重く、作業者がそれを移動させるには大変な労力が必要であり、作業時間が長時間になり、作業効率が非常に悪化していた。また、最終的な位置決めの調整は、作業者が直接掘削用ロッドを把持して行っており、これも大変な労力が必要であり、しかも、作業者にとって、新しい掘削用ロッドと既設されている掘削用ロッドとの間に手や指などをはさむなどの危険性を回避するための作業手順等の配慮も必要であった。さらには、従来では、作業者がロッドハンドリング装置による作業エリア内に入る必要があるために、ロッドハンドリング装置の可動アームや、把持している掘削用ロッド等が作業者に接触するなど、その危険性を回避するための作業手順等の配慮も必要であった。

【0004】

また、新しい掘削用ロッドを継ぎ足しする際には、新しい掘削用ロッドを既設されている掘削用ロッドにねじ込む作業工程がある。このねじ込み作業においては、まず、従来のロッドハンドリング装置にて新しい掘削用ロッドを把持して、掘削機のドリルヘッドを、新しい掘削用ロッドの軸方向端部にねじ込む必要がある。しかしながら、新しい掘削用ロッドは、従来のロッドハンドリング装置により強固に把持されているために、掘削機のドリルヘッドを回転させて、新しい掘削用ロッドの軸方向端部にねじ込む際、新しい掘削用ロッドの軸方向に沿う移動が規制されていることから、掘削機のドリルヘッドの回転（ねじ込み）に対応して、掘削機のドリルヘッドを徐々に前進させる必要があり、その接続作業が大変難しく、作業効率が非常に悪化していた。しかも、掘削機のドリルヘッドを、新しい掘削用ロッドの軸方向端部にねじ込む際に、掘削機のドリルヘッドを徐々に前進させているが、ドリルヘッドの回転に伴う前進がスムーズにできず、両者のねじ部が大きく摩耗して損傷することもあり、改善する必要があった。

【0005】

なお、特許文献１には、ボーリングロッドの複数本を積み重ね状態で搭載したロッドコンテナが着脱可能に取り付けられる旋回動作可能及び自走動作可能な本体部と、該本体部に上下方向への伸縮可能に立設された伸縮マストと、該伸縮マストに対する傾斜角度が変更可能に伸縮マストに支持され、スライド動作することにより長さが変化可能となっているスライドアームと、上下方向へのチルト動作と、旋回動作と、軸回りのスイング動作が可能となって前記スライドアームの先端部に取り付けられ、前記ボーリングロッドの把持及び解放を行なうロッド把持部材と、を備えているロッドハンドリング装置が開示されている。

【0006】

しかしながら、上述した特許文献１に記載のロッドハンドリング装置では、上述した問題を解決することは困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０２１－１４７７７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

そして、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、特に、新しい掘削用ロッドを継ぎ足しする際、作業者の安全性を確保したうえで、その作業効率を改善することが可能なロッドハンドリング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】

【0009】

上記課題を解決するための手段として、請求項１のロッドハンドリング装置に係る発明は、新しい掘削用ロッドを既設されている掘削用ロッドに順次継ぎ足す際に、当該新しい掘削用ロッドを把持して移動させるロッドハンドリング装置であって、水平面上を旋回動作可能な装置本体と、該装置本体から延び、互いに回動自在に連結される複数の可動アームと、前記装置本体から最も離れた前記可動アームの先端に互いに回動自在に連結され、前記新しい掘削用ロッドを把持する把持アームと、前記各可動アーム及び前記把持アームの所定の回動到達位置を予めティーチングして、そのティーチングに基づいて、前記各可動アーム及び前記把持アームの回動動作を制御する制御装置と、を備えることを特徴とするものである。
請求項１の発明では、特に、制御装置は、各可動アーム及び把持アームの所定の回動到達位置を予めティーチングして、そのティーチングに基づいて、各可動アーム及び把持アームの回動動作を制御するので、従来のように、作業者が経験則（感覚）によって、各可動アーム及び把持アームの回転動作を操作するのに対して、作業効率が大幅に改善され、しかも、新しい掘削用ロッドの、既設されている掘削用ロッドに対する位置精度が良好になる。その結果、従来のように、最終的な位置精度を高めるために作業者が直接新しい掘削用ロッドを把持する必要はなく、作業者が手や指をはさむ危険性を回避するための作業手順等を配慮する必要も無くなる。しかも、従来のように、作業者がロッドハンドリング装置による作業エリアに入る必要もないので、ロッドハンドリング装置の可動アームや、把持している掘削用ロッドが作業者に接触するなどの危険性を回避するための作業手順等を配慮する必要が無くなり、掘削用ロッドの継ぎ足し作業に係る作業効率が向上し、またその安全性を確保することができる。

【0010】

請求項２のロッドハンドリング装置に係る発明は、請求項１の発明において、前記把持アームは、前記新しい掘削用ロッドを把持するロッド把持部と、該ロッド把持部を、前記掘削用ロッドの軸方向及び径方向に沿って弾性支持するスプリング部材と、を備えることを特徴とするものである。
請求項２の発明では、把持アームのロッド把持部により、新しい掘削用ロッドを把持して、掘削機のドリルヘッドを回転させて、そのドリルヘッドを新しい掘削用ロッドにねじ込み際、スプリング部材により、ドリルヘッドの回転に伴う新しい掘削用ロッド（ロッド把持部）の軸方向に沿う移動を許容することができる。その結果、従来のように、掘削機のドリルヘッドをそのねじ込みに対応して前進させる必要はなく、ねじ込みによる接続作業が容易となり、作業効率が大幅に改善される。これにより、従来のように、両者のねじ部が大きく摩耗して、損傷することもなく、ねじ部のライフサイクルを伸ばすことができる。

【0011】

請求項３のロッドハンドリング装置に係る発明は、請求項１または２の発明において、前記制御装置は、前記各可動アーム及び前記把持アームのそれぞれに設けた水平面に対する傾斜角度を検出する傾斜検出センサーからの検出信号に基づいて、前記各可動アーム及び前記把持アームの回動到達位置を制御することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、制御装置は、水平面に対する傾斜角度を検出する複数の傾斜検出センサーを用いて、各可動アーム及び把持アームの所定の回動到達位置をティーチングした後、各可動アーム及び把持アームの回動動作を制御する構成であるので、多種多様の検出センサーを用いることなく、構造及びその制御が簡素化され、製造コストを抑えることができる。

【0012】

請求項４のロッドハンドリング装置に係る発明は、新しい掘削用ロッドを既設されている掘削用ロッドに順次継ぎ足す際に、当該新しい掘削用ロッドを把持する把持アームを備えたロッドハンドリング装置であって、前記把持アームは、前記新しい掘削用ロッドを把持するロッド把持部と、該ロッド把持部を、前記掘削用ロッドの軸方向及び径方向に沿って弾性支持するスプリング部材と、を備えることを特徴とするものである。
請求項４の発明では、把持アームのロッド把持部により、新しい掘削用ロッドを把持して、掘削機のドリルヘッドを回転させて、そのドリルヘッドを新しい掘削用ロッドにねじ込み際、スプリング部材により、ドリルヘッドの回転に伴う新しい掘削用ロッドの軸方向に沿う移動を許容することができる。その結果、従来のように、掘削機のドリルヘッドをそのねじ込みに対応して前進させる必要はなく、ねじ込みによる接続作業が容易となり、作業効率が大幅に改善される。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係るロッドハンドリング装置では、特に、新しい掘削用ロッドを継ぎ足しする際、作業者の安全性を確保したうえで、その作業効率を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るロッドハンドリング装置全体の側面図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係るロッドハンドリング装置に採用された把持アームの上面図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係るロッドハンドリング装置に採用された把持アームの側面図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係るロッドハンドリング装置に採用された把持アームの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を実施するための形態を図１～図４に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係るロッドハンドリング装置１は、図示しない掘削機に掘削用ロッド４を供給したり、取り外し回収する際に、掘削用ロッド４を把持して移動させるものである。掘削用ロッド４は、円筒状であって、単重鋼管、または二重鋼管が採用される。本実施形態に係るロッドハンドリング装置１は、二重鋼管で構成される掘削用ロッド４を把持して移動させるものである。

【0016】

図１を参照して、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１は、水平面上を旋回動作可能な装置本体７と、該装置本体７から延び、互いに回動自在に連結される第１可動アーム８、第２可動アーム９及び第３可動アーム１０と、装置本体７から最も離れた第３可動アーム１０の先端に互いに回動自在に連結され、掘削用ロッド４を把持する把持アーム１１と、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の所定の回動到達位置を予めティーチングして、そのティーチングに基づいて、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の回動動作を制御する制御装置１２と、を備えている。

【0017】

装置本体７は、クローラ１５の駆動により自走動作可能に構成される。装置本体７はクローラ１５のベース体１６上を水平面に沿って旋回動作可能に構成される。装置本体７内には、作業者の操作室１８が備えられる。装置本体７の上面には、本体傾斜検出センサー２０が装着される。該本体傾斜検出センサー２０は、装置本体７の水平面に対する傾斜角度を検出するものである。詳しくは、本体傾斜検出センサー２０は、装置本体７の、後述する第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１が回動動作する同じ鉛直面に沿った、水平面に対する傾斜角度を検出するものである。そして、本体傾斜検出センサー２０により検出された、装置本体７の水平面に対する傾斜角度が制御装置１２に伝達される。

【0018】

装置本体７の操作室１８の後側から第１可動アーム８が延びている。第１可動アーム８は、鉛直面に沿って回動自在に装置本体７に連結される。第１可動アーム８は、回動シリンダ（図示略）からの延びるピストンロッド２８の伸縮動作によって、鉛直面に沿って回動自在に構成される。第１可動アーム８には、第１傾斜検出センサー２１が装着される。第１傾斜検出センサー２１は、第１可動アーム８の水平面に対する傾斜角度を検出するものである。そして、第１傾斜検出センサー２１により検出された第１可動アーム８の水平面に対する傾斜角度が制御装置１２に伝達される。

【0019】

図１において、第２可動アーム９は、第１可動アーム８の先端から前側斜め上方に向かって延びる。第２可動アーム９は、第１可動アーム８の回動に伴って鉛直面に沿って回動する。第２可動アーム９にも、第１可動アーム８と同様に、第２傾斜検出センサー２２が装着される。第２傾斜検出センサー２２は、第２可動アーム９の水平面に対する傾斜角度を検出するものである。そして、第２傾斜検出センサー２２により検出された第２可動アーム９の水平面に対する傾斜角度が制御装置１２に伝達される。

【0020】

第２可動アーム９の先端に第３可動アーム１０が回動自在に連結される。第３可動アーム１０は、第２可動アーム９に連結される回動シリンダ３１からのピストンロッド３２の伸縮動作によって、第２可動アーム９に対して鉛直面に沿って回動自在に構成される。第３可動アーム１０には、第３傾斜検出センサー２３が装着される。第３傾斜検出センサー２３は、第３可動アーム１０の水平面に対する傾斜角度を検出するものである。そして、第３傾斜検出センサー２３により検出された第３可動アーム１０の水平面に対する傾斜角度が制御装置１２に伝達される。第３可動アーム１０の先端に把持アーム１１が回動自在に連結される。把持アーム１１は、第３可動アーム１０に連結される把持用シリンダ３４からのピストンロッド３５の伸縮動作によって、第３可動アーム１０に対して鉛直面に沿って回動自在に構成される。

【0021】

図１及び図３を参照して、把持アーム１１は、第３可動アーム１０の先端に回動自在に連結されるアーム部４１と、アーム部４１の先端に一体的に接続されるベース台４２と、ベース台４２上に配置され、掘削用ロッド４の二重鋼管をそれぞれ把持する一対のロッド把持部４３、４３と、一対のロッド把持部４３、４３を、ベース台４２に対して掘削用ロッド４の軸方向及び径方向に沿って弾性支持するスプリング部材４４と、を備えている。アーム部４１は、第３可動アーム１０の先端に回動自在に連結される。図１及び図２を参照して、アーム部４１は、一対の固定部４８、４８及び一対のリンク機構４９、４９を介して、ピストンロッド３５の先端及び第３可動アーム１０の先端に回動自在に支持される。固定部４８、４８及びリンク機構４９、４９は、第３可動アーム１０の幅方向に沿って間隔を置いて一対備えられる。図１を参照して、固定部４８は、その長手方向一端が第３可動アーム１０の先端に回動自在に連結されると共に、その長手方向他端がリンク機構４９の第２リンク部５２に回動自在に連結される。

【0022】

リンク機構４９は、第１リンク部５１及び第２リンク部５２を備えている。第１リンク部５１は、第３可動アーム１０の先端に回動自在に連結されると共に、ピストンロッド３５の先端及び第２リンク部５２に回動自在に連結される。第２リンク部５２は、ピストンロッド３５の先端及び第１リンク部５１に回動自在に連結されると共に、固定部４８の長手方向他端に回動自在に連結される。そして、把持アーム１１のアーム部４１は、一対の固定部４８、４８及び一対のリンク機構４９、４９により、第３可動アーム１０に対して鉛直面に沿って回動自在に支持される。図１を参照して、アーム部４１には、把持傾斜検出センサー２４が装着される。把持傾斜検出センサー２４は、アーム部４１の水平面に対する傾斜角度を検出するものである。そして、把持傾斜検出センサー２４により検出されたアーム部４１（把持アーム１１）の水平面に対する傾斜角度が制御装置１２に伝達される。そして、上述した、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１は、同じ鉛直面に沿って回動動作するようになる。

【0023】

図２及び図３を参照して、把持アーム１１のアーム部４１の先端には、中間部材５５を介してベース台４２及び一対のロッド把持部４３、４３が連結される。アーム部４１にはスイングシリンダ３７が連結される。スイングシリンダ３７からのピストンロッド３８の先端が中間部材５５に回動自在に連結される。そして、ベース台４２及び一対のロッド把持部４３、４３は、一体的に、スイングシリンダ３７からのピストンロッド３８の伸縮動作により、アーム部４１に対して点Ｏ１を中心に所定角度の範囲内でスイング自在に支持される。なお、本実施形態では、ベース台４２及び一対のロッド把持部４３、４３は、片側３０度の範囲でスイング自在になる。

【0024】

図２及び図３を参照して、中間部材５５とベース台４２との間に旋回制御ユニット５７が配置されている。そして、図４を参照して、ベース台４２及び一対のロッド把持部４３、４３は、一体的に、旋回制御ユニット５７の駆動により、アーム部４１（中間部材５５）に対して点Ｏ２を中心に１８０度の範囲にて、９０度ピッチで旋回可能に支持される。なお、アーム部４１には、スイングシリンダ３７、旋回制御ユニット５７及び後述する一対のロッドクランプ６３、６３への油圧を制御するバルブユニットが内蔵される。

【0025】

図３及び図４を参照して、ベース台４２は、板材を正面視ロ字状に組み立ててなる台本体部５９と、台本体部５９上に一体的に接続される台側板状支持部６０と、を備えている。ベース台４２の台本体部５９に、アーム部４１の先端が中間部材５５及び旋回制御ユニット５７を介して連結される。台側板状支持部６０には、図４に示す正面視にて、台本体部５９から掘削用ロッド４の径方向に沿ってその両側外方にそれぞれ突設される台側板状突設部６０Ａ、６０Ａが設けられる。各台側板状突設部６０Ａには、複数の支持ピン６１が掘削用ロッド４の軸方向に沿って延びている。本実施形態では、支持ピン６１は２箇所形成される。図３及び図４を参照して、ロッド把持部４３、４３は、掘削用ロッド４として二重鋼管にそれぞれ対応するように一対備えられる。要するに、ロッド把持部４３、４３は、掘削用ロッド４の軸方向に沿って間隔をおいて一対備えられる。そして、一方のロッド把持部４３が掘削用ロッド４の外管を把持して、他方のロッド把持部４３が掘削用ロッド４の内管を把持する。なお、掘削用ロッド４として単重鋼管が採用される場合には、ロッド把持部４３は１箇所となる。

【0026】

図２及び図３を参照して、ロッド把持部４３は、掘削用ロッド４を挟み込む一対の把持爪部６２、６２を有する板状把持体６４を備えている。板状把持体６４、６４は、掘削用ロッド４の軸方向に沿って間隔を置いて一対配置されている。一対の板状把持体６４、６４間に、掘削用ロッド４の外周面を挟み込むように強固にクランプする一対のロッドクランプ６３、６３が備えられる。一対のロッドクランプ６３、６３は、互いに近接及び離間自在に構成される。そして、ロッド把持部４３の一対のロッドクランプ６３、６３により掘削用ロッド４を脱着することができる。図３及び図４を参照して、一対のロッド把持部４３、４３間には、把持側板状支持部６５が一体的に接続される。把持側板状支持部６５には、図４に示す正面視にて、図２も参照して、ロッド把持部４３から掘削用ロッド４の径方向に沿ってその両側外方に向かってそれぞれ突設される把持側板状突設部６５Ａ、６５Ａが設けられる。図３及び図４を参照して、各把持側板状突設部６５Ａから掘削用ロッド４の軸方向に沿って複数の円筒状支持部６６が延びている。本実施形態では、円筒状支持部６６は２箇所形成される。

【0027】

そして、図３及び図４を参照して、ベース台４２の各台側板状突設部６０Ａから延びる各支持ピン６１が、ロッド把持部４３側の各把持側板状突設部６５Ａから延びる各円筒状支持部６６内にそれぞれ挿入され、ベース台４２と一対のロッド把持部４３、４３とが一体化される。各支持ピン６１の外周面と、各円筒状支持部６６の内周面との間には、若干のクリアランスが設けれる。その結果、一対のロッド把持部４３、４３は、ベース台４２に対して、掘削用ロッド４の軸方向に沿って移動自在であり、また、一対のロッド把持部４３、４３は、ベース台４２に対して、掘削用ロッド４の径方向に沿って、各支持ピン６１と各円筒状支持部６６との間のクリアランス相当分、移動自在に支持される。

【0028】

また、ベース台４２の各台側板状突設部６０Ａ、６０Ａと、ロッド把持部４３側の各把持側板状突設部６５Ａ、６５Ａとの間には、それぞれスプリング部材４４、４４が配置される。スプリング部材４４、４４は、掘削用ロッド４の軸方向に沿って間隔を置いて一対配置される。そして、各スプリング部材４４により、一対のロッド把持部４３、４３を、ベース台４２に対して、掘削用ロッド４の軸方向及び径方向に沿って弾性支持することができる。なお、図２を参照して、スプリング部材４４は、ロッド把持部４３側の各円筒状支持部６６、６６（ベース台４２側の各支持ピン６１、６１）間に配置される。

【0029】

図１を参照して、制御装置１２は、装置本体７内に配置される。制御装置１２は、本体傾斜検出センサー２０、第１傾斜検出センサー２１、第２傾斜検出センサー２２、第３傾斜検出センサー２３及び把持傾斜検出センサー２４と電気的に接続される。制御装置１２は、本体傾斜検出センサー２０、第１傾斜検出センサー２１、第２傾斜検出センサー２２、第３傾斜検出センサー２３及び把持傾斜検出センサー２４からの検出信号に基づいて、回動シリンダ（図示略）からのピストンロッド２８、回動シリンダ３１からのピストンロッド３２及び把持用シリンダ３４からのピストンロッド３５の伸縮動作をそれぞれ制御するものである。

【0030】

詳しくは、制御装置１２に、把持アーム１１の一対のロッド把持部４３、４３により把持した新しい掘削用ロッド４を、既設されている掘削用ロッド（図示略）に継ぎ足す位置における、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の所定の回動到達位置を予めティーチングしておく。すなわち、制御装置１２に、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の所定の回動到達位置に基づく、第１傾斜検出センサー２１、第２傾斜検出センサー２２、第３傾斜検出センサー２３及び把持傾斜検出センサー２４からの検出値を予め記憶させておく。このとき、装置本体７に装着された本体傾斜検出センサー２０の検出値が略ゼロであること、すなわち、装置本体７が水平面に対して傾いていないことが前提となる。

【0031】

そして、作業者は、把持アーム１１の一対のロッド把持部４３、４３により新しい掘削用ロッド４を把持した後、操作室１８の操作用ボタン等を押すことで、制御装置１２により、第１傾斜検出センサー２１、第２傾斜検出センサー２２、第３傾斜検出センサー２３及び把持傾斜検出センサー２４からの検出値に基づいて、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の、任意位置から所定の回動到達位置までの回動動作が制御される。なお、図１に示す斜線部の範囲が、制御装置１２により、新しい掘削用ロッド４を任意位置から移動させて到達可能な位置となる。

【0032】

また、新しい掘削用ロッド４を把持アーム１１の一対のロッド把持部４３、４３にて把持して、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１がそれぞれ回動して所定の回動到達位置に到達すると、作業者が操作室１８内で各種操作レバー等を操作することで、スイングシリンダ３７、旋回制御ユニット５７等の動作や、装置本体７の旋回動作等を制御して、新しい掘削用ロッド４の軸方向一端部を、既設されている掘削用ロッドの軸方向端部に嵌合すると共に、新しい掘削用ロッド４の軸方向他端部を、掘削機のドリルヘッド（図示略）に嵌合する。

【0033】

その後、掘削機のドリルヘッドを、新しい掘削用ロッド４の軸方向他端部にねじ込む際に、当該ドリルヘッドを回転させる。すると、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１の一対のロッド把持部４３、４３は、ベース台４２に対して、各スプリング部材４４により、新しい掘削用ロッド４の軸方向に沿って移動できる（弾性支持される）ために、新しい掘削用ロッド４の軸方向に沿う移動が許容され、掘削機のドリルヘッドが新しい掘削用ロッド４の軸方向他端部にスムーズにねじ込まれる。また、新しい掘削用ロッド４の軸方向他端部が、掘削機のドリルヘッドに対してその径方向に沿って若干ズレたとしても、一対のロッド把持部４３、４３は、ベース台４２に対して、各スプリング部材４４により、新しい掘削用ロッド４の径方向に沿っても若干移動できる（弾性支持される）ために、その位置ズレを吸収することができ、ねじ込み作業がさらに容易となる。そして、掘削機のドリルヘッドを、新しい掘削用ロッド４の軸方向他端部にねじ込んだ後、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１の一対のロッド把持部４３、４３による新しい掘削用ロッド４のクランプが解除されて、掘削機のドリルヘッドを回転させることで、新しい掘削用ロッド４を既設されている掘削用ロッドにねじ込むことができる。

【0034】

以上説明したように、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１では、特に、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の所定の回動到達位置を予めティーチングして、そのティーチングに基づいて、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の回動動作を制御する制御装置１２を備えている。
これにより、複数の可動アーム及び把持アームの回動動作を作業者の経験則（感覚）に基づいて操作していた従来に比べて、作業効率が大幅に改善され、しかも、新しい掘削用ロッド４の、既設されている掘削用ロッドに対する位置精度が良好になる。その結果、従来のように、最終的な位置精度を高めるために作業者が直接新しい掘削用ロッド４を把持する必要がなく、作業者が手や指をはさむ危険性を回避するための作業手順等を配慮する必要も無くなる。さらに、従来のように、作業者がロッドハンドリング装置１による作業エリアに入る必要もないので、掘削用ロッド４の継ぎ足し作業に係る安全性を確保することができる。

【0035】

また、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１の把持アーム１１は、掘削用ロッド４を把持するロッド把持部４３と、該ロッド把持部４３を、掘削用ロッド４の軸方向及び径方向に沿って弾性支持するスプリング部材４４と、を備えている。
これにより、掘削機のドリルヘッドを新しい掘削用ロッド４にねじ込む際、スプリング部材４４により、掘削機のドリルヘッドの回転に伴う新しい掘削用ロッド４（一対のロッド把持部４３、４３）の軸方向に沿う移動を許容することができる。その結果、ねじ込み作業が容易となり、作業効率が大幅に改善され、しかも、従来のように、両者のねじ部が大きく摩耗して、損傷することもなく、ねじ部のライフサイクルを伸ばすことができる。

【0036】

また、新しい掘削用ロッド４が掘削機のドリルヘッドに対してその径方向に沿って若干ズレたとしても、スプリング部材４４により、一対のロッド把持部４３、４３は、ベース台４２に対して、掘削用ロッド４の径方向に沿っても弾性支持されているために、その位置ズレを吸収することができ、この点からもねじ込み作業が容易となり、その作業効率が大幅に改善される。

【0037】

さらに、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１の制御装置１２は、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１のそれぞれに設けた水平面に対する傾斜角度を検出する、第１傾斜検出センサー２１、第２傾斜検出センサー２２、第３傾斜検出センサー２３及び把持傾斜検出センサー２４からの検出信号に基づいて、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の回動到達位置を制御するものである。このように、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１では、上述した第１傾斜検出センサー２１、第２傾斜検出センサー２２、第３傾斜検出センサー２３及び把持傾斜検出センサー２４以外の多種多様の検出センサーを用いていないので、構造及びその制御が簡素化され、製造コストを抑えることができる。

【0038】

なお、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１の制御装置１２では、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の所定の回動到達位置を予めティーチングして、そのティーチングに基づいて、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の回動動作を制御しているが、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の初期位置が予め確定していれば、制御装置１２において、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の所定の初期位置から所定の回動到達位置までの回動軌跡を予めティーチングして、そのティーチングに基づいて、第１可動アーム８、第２可動アーム９、第３可動アーム１０及び把持アーム１１の回動動作を制御してもよい。

【0039】

また、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１に採用した、新しい掘削用ロッド４を把持するロッド把持部４３を、掘削用ロッド４の軸方向及び径方向に沿って弾性支持するスプリング部材４４を備えた把持アーム１１を、独立して、本実施形態に係るロッドハンドリング装置１以外のロッドハンドリング装置に適用することができる。これにより、他のロッドハンドリング装置においても、掘削機のドリルヘッドを新しい掘削用ロッド４にねじ込む際、そのねじ込み作業が容易となり、作業効率が大幅に改善される。

【符号の説明】

【0040】

１ ロッドハンドリング装置，４ 掘削用ロッド，７ 装置本体，８ 第１可動アーム，９ 第２可動アーム，１０ 第３可動アーム，１１ 把持アーム，１２ 制御装置，２１ 第１傾斜検出センサー，２２ 第２傾斜検出センサー，２３ 第３傾斜検出センサー，２４ 把持傾斜検出センサー，４３ ロッド把持部，４４ スプリング部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】