JPH07238772A - 二重管式ドリルツールの供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】密積状態のドリルツール群から１本づつ取り出
し、インナーロッドを片側に突出させた状態でドリルツ
ール着脱装置等へ供給する。 【構成】Ｚ軸ビーム７２の先端より側方に張り出したテ
イクアップフレーム９０の下面側に移動自在のローラフ
レーム９３を設け、このローラフレーム９３の下面に揺
動自在のテイクアップアーム９５を設ける。前記ローラ
フレーム９３の移動によりテイクアップアーム９５の基
端側アーム９５Ａをケーシングチューブ４Ａ内に挿入す
ると同時に前記基端側アーム９５Ａによりインナーロッ
ド４Ｂを反対側に押出し、このケーシングチューブ４Ａ
内に挿入された前記基端側アーム９５Ａと前記Ｚ軸ビー
ム７２先端のホールドヘッド９９によってケーシングチ
ューブ４Ａの管壁部分を挟持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばケーシングチ
ューブとインナーロッドからなる二重管ドリルツールを
ドリルツール着脱装置に供給するための供給装置に関す
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、斜孔の場合が多いため孔壁が不安定となりがち
であり、また孔壁の緩み、グラウト材の充填の便宜、孔
曲がりを起こし易いなどの理由から、ケーシングチュー
ブを用いた二重管掘りが行われている。

【０００３】かかる穿孔工事においては、インナーロッ
ドおよびケーシングチューブからなるドリルツールを順
次穿孔機に供給し、地中に貫入したドリルツールの後端
に接続して地盤中に貫入させているが、かかるドリルツ
ールの着脱作業は専ら人力により行われていた。また、
穿孔完了後の回収作業も同様に人力により行われてい
た。

【０００４】近年、かかる穿孔機への着脱作業を機械化
するためのロッド着脱装置が種々提案されているが、こ
のロッド着脱装置へのドリルツールの供給は相変わら
ず、人力により行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドリル
ツールが重量物であるため、かかる供給作業を人力で行
うことは、大変な労力を要する作業となっている。ま
た、二重管式ドリルツールの着脱装置の場合は、通常ケ
ーシングチューブとインナーロッドのそれぞれを別々に
掴む構造となっているため、かかる着脱装置へ受渡しを
行う場合に、内管の一部を外管より突出させた状態で供
給する必要があり、内部に挿入されているインナーロッ
ドを所定量だけ引き出す作業も困難なものとなってい
る。また、指を挟んだりする危険を伴い、インナーロッ
ドの突出量もまちまちとなりがちであるなどの問題を有
する。

【０００６】一方、通常ドリルツールは、収納ラック内
に密積状態で積んだ方がより狭い容積で収納できるが、
この密積された状態から１本のドリルツールを取り出す
ためには、一般的に採用されている管外面を把持するよ
うな掴み構造では、隣接するドリルツールが邪魔して取
出すことはできない。

【０００７】そこで本発明は、前述した問題点に鑑み、
密積状態で積まれているドリルツール群から容易に１本
づつ取り出すことができ、かつドリルツール着脱装置等
へ内管を所定量だけ片側に突出させた状態で供給するこ
とのできる二重管式ドリルツールの供給装置を提供する
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題は、外管の管端
部外面に当接する外管押圧部材に対し、この外管押圧部
材の先端より側方に張り出してブラケットを固設し、こ
のブラケットの下面側に該ブラケットの張出方向に沿っ
て移動自在のスライド体を設けるとともに、このスライ
ド体の下面に固設された垂設片に軸支してブラケット張
出方向に沿ってシーソー状の揺動部材を設け、かつこの
揺動部材のブラケット張出方向先端側のアームに前記揺
動部材の揺動動作を制御する動作制御手段を設け、前記
スライド体の移動により前記揺動部材の基端側アームを
外管内に挿入すると同時に前記基端側アームが内管を反
対側に押出し、この外管内に挿入された基端側アームと
前記外管押圧部材とによって外管の管壁部分を挟持する
管体掴み部を有することで解決できる。

【０００９】また、掴んだドリルツールを移動するため
の装置としては、支持体に対してＸ軸方向に配設された
Ｘ軸ビームをビーム軸方向に沿って移動自在に保持する
Ｘ軸ドライブユニットを固設し、前記Ｘ軸ビームの一端
にＹ軸方向に配設されたＹ軸ビームを該ビーム軸方向に
沿って移動自在に保持するＹ軸ドライブユニットを固設
し、前記Ｙ軸ビームの一端にＺ軸方向に配設されたＺ軸
ビームを該ビーム軸方向に沿って移動自在に保持するＺ
軸ドライブユニットを固設し、さらに前記Ｚ軸ビームの
下端に該Ｚ軸ビームを外管押圧部材として前記管体掴み
部を設ける構成が好適に採用される。

【００１０】

【作用】本発明においては、前記揺動部材の基端側アー
ムが外管内に挿抜自在に構成される。したがって、外管
押圧部材によって任意のドリルツールを押圧状態で固定
し、前記スライド体を移動させて揺動部材の基端側アー
ムを外管内に挿入し、揺動動作を制御するシリンダー等
の作動により前記基端側アームを上方に押し上げると前
記外管押圧部材とで外管の管壁部分を挟持する。したが
って、たとえドリルツールが密積状態で積まれている状
態からでも、容易に１本づつ取り出すことができる。

【００１１】また、前記基端側アームの挿入時に、この
基端側アームの先端で内管を押出すようにしているた
め、たとえば着脱装置等へ引き渡す際には、外管の端部
から所定量（アーム長さ）だけ内管を突出させた状態で
供給することができる。なお、穿孔機への着脱を人力で
行う場合であっても、内管を突出させた状態で受け取る
ことができるため、穿孔機へのセットが容易となる。

【００１２】さらに、移動装置は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に
配設された各ビームがそれぞれビーム軸方向に移動自在
となっているため、前記管体掴み部で保持したドリルツ
ールを任意の位置まで移動させることができる。

【００１３】

【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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】他方、前記メインフレーム５５の中間部に
は、本発明ドリルツール供給装置たるテイクアップユニ
ット３が設けられている。このテイクアップユニット３
は、ツールラック１０内に密積状態で収納されたドリル
ツール４、４…群から１本づつドリルツール４を取出し
て、前記ハンドリングユニット２に対して供給する。

【００２６】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。

【００２７】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、外管押圧部材たる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７４
Ａ、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９４Ｃを形成し、このレール溝９４Ｃ内に４
個のローラ９３ａ、９３ａ…を有する、本発明でいうス
ライド体たるローラフレーム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９
１の伸縮動作によって前記ローラフレーム９３がレール
溝９４Ｃに沿って移動自在となっている。

【００２８】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によって天秤状に揺動自在
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からフレーム張出方向先端側の
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９
５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。なお、前記バネ９６を無
くし、ローラフレーム９３と前記作動側アーム９５Ｂと
を前記油圧シリンダー９７で連結することでもよい。さ
らに、前記揺動操作制御用の油圧シリンダー９７に代え
て、ローラフレーム９３側から回転自在のボール軸を前
記作動側アーム９５Ｂに螺入し、該ボール軸の回転によ
って前記テイクアップアーム９５の揺動動作を制御する
こともできる。

【００２９】また、テイクアップアーム９５の先端に押
出端９５ａを形成し、図示のように、ローラフレーム９
３の移動により挟持アーム９５Ａがケーシンチューブ４
Ａ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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】〔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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】〔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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】〔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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】

【発明の効果】以上詳説のとおり、密積状態で積まれて
いるドリルツール群から容易に１本づつ取り出すことが
できる。また、ドリルツール着脱装置等へ内管を所定量
だけ片側に突出させた状態で供給することのできるよう
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、２７…ドライブロー
ラ、３３・３４…リンク、３９…ドライブローラ、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、７
３…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、９０…テイクアップフレー
ム（ブラケット）９１…油圧シリンダー（スライド制御
用）、９３…ローラフレーム（スライド体）、９５…テ
イクアップアーム（揺動部材）、９５ａ…押圧端、９６
…バネ、９７…油圧シリンダー（揺動制御用）、９８…
軸、９９…ホールドヘッド

───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外管の管端部外面に当接する外管押圧部材
   に対し、この外管押圧部材の先端より側方に張り出して
   ブラケットを固設し、このブラケットの下面側に該ブラ
   ケットの張出方向に沿って移動自在のスライド体を設け
   るとともに、このスライド体の下面に固設された垂設片
   に軸支してブラケット張出方向に沿ってシーソー状の揺
   動部材を設け、かつこの揺動部材のブラケット張出方向
   先端側のアームに前記揺動部材の揺動動作を制御する動
   作制御手段を設け、前記スライド体の移動により前記揺
   動部材の基端側アームを外管内に挿入すると同時に前記
   基端側アームが内管を反対側に押出し、この外管内に挿
   入された基端側アームと前記外管押圧部材とによって外
   管の管壁部分を挟持する管体掴み部を有することを特徴
   とする二重管式ドリルツールの供給装置。
2. 【請求項２】支持体に対して、Ｘ軸方向に配設されたＸ
   軸ビームをビーム軸方向に沿って移動自在に保持するＸ
   軸ドライブユニットを固設し、前記Ｘ軸ビームの一端に
   Ｙ軸方向に配設されたＹ軸ビームを該ビーム軸方向に沿
   って移動自在に保持するＹ軸ドライブユニットを固設
   し、前記Ｙ軸ビームの一端にＺ軸方向に配設されたＺ軸
   ビームを該ビーム軸方向に沿って移動自在に保持するＺ
   軸ドライブユニットを固設し、さらに前記Ｚ軸ビームの
   下端に該Ｚ軸ビームを外管押圧部材として請求項１記載
   の管体掴み部を設けたことを特徴とする二重管式ドリル
   ツールの供給装置。