(57)【要約】【課題】現場打ち杭工法におけるドリリングロッドを、掘削機の側方に立てた状態で多数収納する装置を提供する。【解決手段】掘削機の側方に、多数のドリリングロッド２０を立てた状態で収納する収納枠１１と、掘削機の回転テーブル孔位置から収納枠１１の所定の隅部との間を回動しうる回動アーム１３とを設ける。収納枠内には数基のコンベヤ１４を並設すると共に、コンベヤ群の一方にはドリリングロッ２０を把持して選択されたコンベヤの上流端に移動できるトラバーサ１７を配置する。回転テーブル孔位置で上下の連結を解除して立てたドリリングロッド２０を回動アームの先端で把持し、回動エンドで収納枠隅部のトラバーサ１７に移載したのち、ドリリングロッドを僅かに上昇させた状態で選択された所定のコンベヤ上流端に移動させ、次いでコンベヤを駆動することによって各コンベヤにドリリングロッドを立てた状態で収納し、また逆の操作によって収納枠内のドリリングロッドを順次掘削機の回転テーブル孔位置に供給してロッドを連結する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現場打ち杭工法における掘削機の側方に、断面円形又は断面ほぼ角形の多数のドリリングロッドを直立状態で収納する収納枠と、
前記収納枠内に並設されたコンベヤ群と、
前記掘削機の回転テーブル穴に挿合されるドリリングロッドを立てた状態で把持して、前記回転テーブル穴位置から収納枠の隅部との間を回動しうるグリップ付きの回動アームと、
コンベヤ群の一方に配置したトラバーサであって、前記回動アームで把持されたドリリングロッドを引き取って前記コンベヤ群のうちの選択されたコンベヤの上流端に卸し、または任意のコンベヤ上流端に待機したドリリングロッドを把持して前記回動アーム側に移動するトラバーサとを配置してなり、
前記回転テーブル穴位置で上下の連結を解除して立てたドリリングロッドを回動アームの先端グリップで把持し僅かに上昇させた状態で回動し、アーム回動エンドで前記トラバーサに移載してドリリングロッドを選択された所定のコンベヤ上流端に降ろしたのち、当該コンベヤを駆動することによって各コンベヤにドリリングロッドを立てた状態で順次収納し、また逆の操作により前記収納枠内のドリリングロッドを回転テーブル穴位置に供給して順次ロッドを挿着して連結するようにした、ことを特徴とするドリリングロッドの着脱収納装置。
【請求項２】
前記収納枠内のコンベヤは、スラットコンベヤ又はフリーローラコンベヤであって、コンベヤ群の一方に前記トラバーサを配置し、他方にストッパを設けた請求項１に記載のドリリングロッドの着脱収納装置。
【請求項３】
前記ドリリングロッドは、ロッドの端部に回転トルク伝達用のカップリングを設けて上下のロッドを着脱自在に連結するようにした請求項１に記載のドリリングロッドの着脱収納装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数のドリリングロッドを掘削機の側方に立てた状態で収納するようにしたドリリングロッドの着脱収納装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
場所打杭を構築するため、掘削機を使用し安定液の効力を生かして孔壁崩壊を防止しながら削孔する。その場合、安定液の正循環及び逆循環方式にて循環させながらドリリングロッド先端に取り付けてある回転ビットによりスライムを速やかに孔底より地上に搬出し削孔する掘削施工要領である。その作業において、従来、人力に頼り又は一部機械力を使用し、ドリリングロッドの継手部を着脱して来たので作業員が回転部分に接近して作業したり、ドリリングロッドの重量物を人力に動かしたり、重量物の上下作業が多く、このドリリングロッド着脱作業では最も危険な作業で、多くの負傷事故の要因であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記工法におけるロッドは上下連結時の着脱作業が複雑で、人力による作業でシール性確保や回転トルクの伝達が不充分であり、また、引き抜き時や連結後のドリリングロッドを乱雑に放置すると、収納場所をとり危険であった。この危険な作業を全て機械力により、ドリリングロッドを孔口で着脱し、そのロッドを収納場所迄自動的（機械力を使用し）に小移動して規則正しく揃えて収納することが好ましいが適当な装置が開発されていない。
そこで、本発明は、この危険な作業を全て機械力によって解決し、自動化し、作業人員も少なくし、ドリリングロッド着脱作業時間の短縮を図ることを目的とする。また、本発明ではロッドの端部に、回転トルク伝達用のカップリングを設けて上下のロッドを着脱自在に連結するようにしたドリリングロッドの着脱収納装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係るドリリングロッドの着脱収納装置は、現場打ち杭工法における掘削機の側方に、断面円形又は断面ほぼ角形の多数のドリリングロッドを直立状態で収納する収納枠と、前記収納枠内に並設されたコンベヤ群と、前記掘削機の回転テーブル穴に挿合されるドリリングロッドを立てた状態で把持して、前記回転テーブル穴位置から収納枠の隅部との間を回動しうるグリップ付きの回動アームと、コンベヤ群の一方に配置したトラバーサであって、前記回動アームで把持されたドリリングロッドを引き取って前記コンベヤ群のうちの選択されたコンベヤの上流端に卸し、または任意のコンベヤ上流端に待機したドリリングロッドを把持して前記回動アーム側に移動するトラバーサとを配置してなり；前記回転テーブル穴位置で上下の連結を解除して立てたドリリングロッドを回動アームの先端グリップで把持し僅かに上昇させた状態で回動し、アーム回動エンドで前記トラバーサに移載してドリリングロッドを選択された所定のコンベヤ上流端に降ろしたのち、当該コンベヤを駆動することによって各コンベヤにドリリングロッドを立てた状態で順次収納し、また逆の操作により前記収納枠内のドリリングロッドを回転テーブル穴位置に供給して順次ロッドを挿着して連結するようにした、ことを特徴とする。
【０００５】
請求項２は、前記収納枠内のコンベヤが、スラットコンベヤ又はフリーローラコンベヤであって、コンベヤ群の一方に前記トラバーサを配置し、他方にストッパを設けたことを特徴とし、請求項３は、前記ドリリングロッドが、ロッドの端部に回転トルク伝達用のカップリングを設けて上下のロッドを着脱自在に連結するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の態様】
本発明は、掘削作業の時は、掘削時は収納枠又は収納箱から収納されたロッドを一本ずつ取り出し、小移動して孔口にてドリリングロッドを機械的に継ぎ足すものである。目的深度迄掘進した後、孔底に残留スライムが無いように孔内洗浄した後に、掘削して使用した孔内に挿入してあるドリリングロッドは、１本１本孔外に抜き取る。その場合に、孔口にてドリリングロッドの継手部の取外し作業は全て機械力で操作し、外されたロッドは、グリップアームで掴み、１本１本収納枠入口迄小移動し、自動的に収納枠に規則正しく揃えて収納する。
【０００７】
トップドライブ式にて掘削する場合には、回転テーブルにてドリリングロッド（以下単にロッドという）を回転させ、トルクを伝達する必要がなく、円形ロッドとジョイント部は肉厚カップリングを使用すれば良いので、全体に円筒状になる。ワンタッチジョイントの役割は、▲１▼着脱作業を簡単化する、▲２▼シール性確保、▲３▼回転トルクの伝達、▲４▼正逆回転に対応させる、▲５▼ビットに必要な荷重を伝達することにある。
継手部については、ボーリングマシンを使用し削孔する場合にはスクリュー（捻子）ジョイントで取付ける時は右回転、取外す時は左回転で行う。リバース工法の場合には、ドリリングロッド工法の場合のロッドは構造上無理なのでフランジジョイントを使用し、着脱作業は全て人力に頼っているのが現状である。１本当りのロッド重量（約２００ｋｇ／１．５ｍ長）なので、作業を人力に頼ることは危険でるから、本願人は、先に出願した特願２００３−１０１５３３号において、ロッド端にベイヨントジョイント、フックスプリングまたは自動復帰式クランプを設けてワンタッチでロッドをジョイントすることのできるロッドを提案した。
【０００８】
本発明を実施する際には、孔口で継手部から外されたロッドを、グリップ付の回動アームで掴み（又は溝部に差し込み引っ掛け）ロッド収納枠又は収納箱の入口迄アームを回動させロッドを１本１本移動させる。入口に運ばれたロッドは、トラバーサによって所定のコンベヤ（図１、２）の上流側に移動され、或いは簡易な電動ベルコンによって１本ずつ奥の方（下流側）に運ばれ規則正しく配列される。１列が規則正しく配列したら収納枠の外側に据えてある油圧シリンダーにて一列同時に収納箱の奥の方へ押し込む。この工程を繰り返し、全ロッドを収納箱に収納する。また、掘進作業時には収納箱にあるロッドを逆の工程に従って１本ずつ出口より取り出し、グリップアームで掴み又は溝に差し込み、引掛けてアームを回動させ、孔口部でロッドを継ぎ足す。
【０００９】
ボーリングマシン（掘削装置）のヘッドに昇降自在に保持したドリリングロッド２０を、マシン前部のグランドレベルに配置した回転テーブル２２（図１）に挿通し、ロッド内に安定液を圧送しながら先端ビットにより地盤を掘削すると共に、産出したスライムを泥水と共にビット先端から押し上げて排除するが、逆循環方式にも兼用可能である。
ドリリングロッド２０の連結部には、強力な正逆回転させトルクを伝達させるため鋼管カップリングを装着させる。すなわち、図３、５について後述するように、ロッドの一方に装着した比較的厚肉の鋼管カップリング（例えば、外径２４０ｍｍのロッドのときカップリング肉厚３５〜４０ｍｍ）の先端に複数の溝又は凹部を形成すると共に、カップリングを装着しないロッドの受け側外周にキー又は凸部を設け、先行させたロッド連結部受け側のキー又は凸部に、後続させるロッド先端の溝又は凹部を、挿入、差込もしくは係合させてワンタッチで連結するものである。ワンタッチ式ジョイントは▲１▼着脱操作が簡単、▲２▼回転トルク伝達、▲３▼回転正逆回転に対応、▲４▼ビットに必要な荷重を伝達する、という役割を果し、さらにカップリングの内壁にシール材（Ｏ−リング）を装着しておくことにより連結部のシール性を確保できる。
【００１０】
図１は本発明ロッド着脱収納装置１０の正面図、図２は図１の平面図である。
現場打ち杭工法における掘削機の側方に、多数のドリリングロッド２０を立てた状態で整然と収納する収納枠又は収納箱１１と、掘削機の回転テーブル２２の孔位置（孔口）から収納枠の所定の隅部との間の平面内を回動しうる回動アーム１３とを設ける。収納枠１１内には数基のコンベヤ１４（図示例では５基）を並設すると共に、コンベヤ群の一方には断面丸形又はほぼ角形のロッド２０を把持して選択されたコンベヤの上流端に移動できるトラバーサ１７を配置する。なお、図中、符号１２は回動アームの  支柱、１３ａは回動アーム先端のグリップ又は把持具、１５はコンベヤの駆動部、１６は収納枠内のストッパ１６、１８はトラバーサの横行ガイド用レール、１９はトラバーサ先端の把持具である。
【００１１】
コンベヤ１４は、スラットコンベヤを使用できるほか、２本のエンドレスチェーン間に多数の小ローラを取付け、コンベヤ駆動により複数本の小ローラにまたがって載置されたロッドを収納枠内に搬送できるようにしたフリローラコンベヤが好ましい。多数並列するコンベヤの同じ列に数本のロッドを収納したのち、後続するロッドを収納するときに、このコンベヤを駆動しても先行して収納されたロッドは、小ローラ群の空転によってその位置を変更することがなく、逆方向の駆動によってトラバーサの位置に戻される。なお、上記コンベヤに代え、電動ベルコンによってロッドを１本ずつ奥の方に運び、１列が規則正しく配列したら収納枠の外側に据えてある油圧シリンダにて一列同時に収納箱の奥の方へ押し込むようにしてもよい。
【００１２】
上記収納装置を使用するには、現場打ち杭工法における掘削機の近くに収納装置１０を設置し、掘削機の回転テーブル孔位置で上下の連結挿着を解除して立てたロッド２０を、回動アーム１３の先端で把持し僅かに上昇させた状態で回動し、アーム回動エンドでトラバーサ１７に移載する。トラバーサ１７をコンベヤ１４の上流端に沿うレール１８上を移動させてロッド２０を選択された所定のコンベヤ上流端におろし、次いで当該コンベヤを駆動することによって各コンベヤにロッド２０を立てた状態で収納室１１内に順次収納する。また逆の操作により収納枠内のロッドをトラバーサ１７及び回動アーム１３に把持させ掘削機の回転テーブル孔位置に供給して下段ロッドの上に挿着して連結するものである。
【００１３】
収納枠１１内のロッドが不安定で転倒の恐れがある場合には、図２に示すように、ストッパ１６に対向する側に転倒防止部材２３を設ける。この転倒防止部材２３はロッドの収納作業時には、上方又は側方に待避して、コンベヤ上のロッドの移動・搬送を妨げることがない。なお、図示を省略したが、収納装置に車輪を設け、地上に敷設したレール上を移動可能にして、隣接する位置に掘削孔をあけることにより連壁等の現物打ち杭を造成する。また、収納装置の各構成部分を分解して運搬、移設するようにしてもよい。
【００１４】
図３は断面角形ドリリングロッドの一部縦断正面図、図４は平面図である。  ドリリングロッド２０の本体２０ａの上端にカラー２５を固着し、該カラー２５の上縁円周に波形係合部２６（凹部２７、凸部２８）を形成させる。
ロッド本体２０ａの外周には、ロッド本体外周をほぼ４等分する幅を有し、かつロッド本体の長手方向ほぼ全長にわたる４個の角形外套２４，２４を固着する。角形外套の下端中央には切り欠き部３０を形成してクランプ３１を取付けると共に、上端のカラー２５には、ロッドの連結時に前記クランプ３１の先端３２を掛け止める係合孔３３を設ける。クランプ３１は常時先端３１を閉じる方向に付勢するバネ（図示省略）があり、連結時に上下のロッドを接近させると自動的にクランプ３１の先端が係合孔３３に係合される。なお、ロッドの連結を離すために、回転テーブルの近傍に、ソレノイド式のクランプ解除手段（図示省略）を設けている。このロッド２０を用いて掘削するときには、掘削装置における回転テーブルにあけた正方形穴（図示省略）に、ロッド本体の角形外套２４を挿合して回転する。掘削時に上下に配したロッドを接続する際には、上側ロッドを回しながら下端の凸部２９を、下側のパイプ上端の凹部２８に挿入することによりワンタッチで連結でき、逆転しながら上側ロッドを上昇させることによって連結を解くことができる。
【００１５】
図５は断面丸形ロッド２１の正面図を示す。この場合のカップリング（継手）は、ロッド本体２１ａの上端周壁の数箇所（直径方向少なくとも２箇所）にバヨネット継ぎ手のである凹部を有し、これに対向してロッド下端近くの外周には凸部を設け、ロッドの正逆回転に対応できる部材又は取外し可能なカイモノを嵌着している。すなわち、ロッド２１の一端（上端部外周）に肉厚のカラー３４を固着して継ぎ手用凹部３５を形成させると共に、他端（下端近くの外周）に凸部３６を設ける。この場合には、角形外套を有していないためドリリングロッド１０のトップで回転させる。継ぎ手用凹部３５に凸部３６を挿入させた後、凸部３６の背後にロッド２１の正逆回転に対応できる部材として取外し可能なカイモノ３７を挟着する。
【００１６】
掘削作業をする際に使用するロッドの径を大きくした角形ロッド（図３，４）又は丸形ロッド（図５）を使用することにより、安定液を正循環方式に使用しても、ロッド内径が小さい場合に比較して流動抵抗が小さくなるので、その分だけ数倍ないし１０倍以上の送水量を孔内にロッドを通して送り込むことができる。送水量が大きくすれば、ロッドの先端に取付けた回転ビットにより産出されたスライムは孔内の管外流速によって孔外に搬出されるので、掘進所要時間を大幅に短縮できる。
【００１７】
【発明の効果】
上記のように、ドリリングロッドを掘削孔口で着脱する際に、連結を解いたロッドを乱雑に放置すると、収納場所をとり危険であり、又１本当たりのロッド重量が大きく人力では取扱いが不可能であったが、本発明によれば、この危険な作業を全て機械力により、ロッドの収納を自動化し、作業人員も少なくし、ドリリングロッド着脱作業時間の短縮を図ることができる。本発明では、通常のドリリングロッド以外に、ロッドの端部に回転トルク伝達用のカップリングを設けたロッドの連結（着脱）・収納作業を迅速かつ安全に進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ドリリングロッドの着脱収納装置の正面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】断面角形ドリリングロッドの一部縦断正面図。
【図４】図３の平面図。
【図５】断面丸形ドリリングロッドの一部縦断正面図。
【符号の説明】
１０  着脱収納装置              １１  収納枠
１２  支柱                      １３  回動アーム
１３ａ  把持具                  １４  コンベヤ
１５  駆動部                    １６  ストッパ
１７  トラバーサ                １８  レール
１９  把持具                    ２０、２１  ドリリングロッド
２０ａ、２１ａ、  ロッド本体    ２２  回転テーブル
２３  転倒防止兼逆流防止具      ２４  外套
２５  カラー                    ２６  波形係合部
２７  凹部                      ２８  凸部
２９  穴                        ３０  切欠き部
３１  クランプ                  ３２  クランプ先端
３３  係合孔                    ３４  カラー
３５  凹部                      ３６  凸部
３７  カイモノ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年5月6日(2003.5.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
2004332292.tif 000009
【図３】
2004332292.tif 000010
【図４】
2004332292.tif 000011
【図５】
2004332292.tif 000012