JP7684185B2 - 作業機械の管接合用アタッチメント、それを備えた作業機械及び管接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業機械のアームに接続され、管を被接合管に接合するために用いられる管接合用アタッチメント、それを備えた作業機械及び管接合方法に関する。

例えば水道管に使用される挿し口と受口を有するダクタイル鋳鉄管（水道管の一例）の敷設工事などにおいて、地中の溝内に配置された被接合管に対して、管を接合する管接合作業が行われている。この管接合作業では、作業者は、まず、前記被接合管と接合される前記管を、前記溝内に吊り下ろす必要がある。その後、作業者は、前記溝内で、前記管と前記被接合管とを芯合わせして、前記管の挿し口を前記被接合管の受口に挿入にし、前記挿し口と前記受口とを接合する必要がある。

このような従来の管接合作業では、作業者は、前記溝内で前記被接合管に対する前記管の位置を確認しながら、前記管を前記溝内に吊り下ろす必要がある。また、作業者は、前記溝内で、前記管と前記被接合管との芯合わせを手作業で行う必要がある。

このように、従来の管接合作業では、作業者の作業負担が高く、狭い溝内での作業も作業性があまり良くなかった。

これに対し、例えば特許文献１には、アームの先端で水平方向に回転自在な管保持本体が、管位置決め用のレーザ発信器からのレーザ光を受ける受光器と、両端部に爪を有する一対のクランプ材と、敷設管の自動調芯用のローラとを備える、管敷設機が開示されている。前記レーザ発信器は、前記溝内に、前記敷設管の中心をレーザ光が通過するように設置されている。前記受光器は、前記敷設管の中心で前記レーザ発信器のレーザ光を受光するように、前記管保持本体から突出した位置に配置されている。

前記管敷設機は、前記一対のクランプ材によって前記敷設管を把持した状態で、前記アームを移動させつつ前記管保持本体を水平方向に移動させて、前記敷設管を前記溝内に降ろすことができる。前記管敷設機は、前記敷設管を前記溝内に降ろす際に、前記レーザ発信器のレーザが前記受光器に当たるように、前記アーム等を移動させて前記敷設管の位置を調整する。

これにより、前記管敷設機では、前記溝内に人が入ることなく、安全で自動的に敷設管を前記溝内に敷設することができる。

特開平６－３２３４６８号公報

前記特許文献１に開示されている管敷設機は、地中の溝内でレーザ光を用いて管の位置決めを行うため、前記管を前記溝内で前記レーザ光に沿って真っすぐ配置することができる。

ところで、例えば、地中の溝内に耐震管などを配置する場合、前記耐震管は、被接合管に対して許容屈曲角度で配置される場合がある。このように、地中の溝内で管を被接合管に接合する際に、被接合管の管軸に沿って前記管を真っすぐ接合する場合だけでなく、前記管を前記被接合管に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合もある。

このように、地中の溝内で前記管を前記被接合管に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合には、前記特許文献１に開示されている管敷設機を用いても、前記溝内で前記管の挿し口を前記被接合管の受口に対して精度良く位置決めするのは難しい。

本発明の目的は、作業機械のアームに接続される作業機械のアタッチメントにおいて、地中の溝内で管を被接合管に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、前記管の挿し口を被接合管の受口に対して容易に位置決め可能な管接合用アタッチメントの構成を得ることにある。

本発明の一実施形態に係る作業機械の管接合用アタッチメントは、作業機械のアームに接続されるアーム接続部と、管を把持する把持部と、前記把持部に対して、前記把持部によって把持される前記管の挿し口の軸線方向に位置し、前記管と接合される被接合管の受口側の外周面に接触する被接合管接触部と、を有する（第１の構成）。

把持部によって管を把持した管接合用アタッチメントの被接合管接触部を、被接合管の受口側の外周面に接触させることにより、前記管の挿し口を前記被接合管の受口に対して容易に位置決めできる。しかも、上述のように前記管の挿し口を前記被接合管の受口に対して位置決めすることにより、前記管を前記被接合管に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、前記管の挿し口を前記被接合管の受口に対して容易に位置決めできる。

よって、上述の構成により、地中の溝内で管を被接合管に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、前記管の挿し口を前記被接合管の受口に対して容易に位置決め可能な作業機械の管接合用アタッチメントを実現することができる。

前記第１の構成において、前記被接合管接触部は、前記受口を前記被接合管の軸方向に見て、前記被接合管の受口側の外周面のうち、第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向の少なくとも一方に位置する部分に接触する（第２の構成）。

上述のように管接合用アタッチメントの被接合管接触部が被接合管の受口に接触することにより、前記被接合管の受口に対して、前記管接合用アタッチメントの把持部によって把持された管の挿し口を、前記受口を前記被接合管の軸方向に見て、第１方向及び第２方向の少なくとも一方に位置決めできる。これにより、前記管を前記被接合管に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、前記被接合管の受口に対して前記管の挿し口をより精度良く位置決め可能な管接合用アタッチメントが得られる。

前記第１または第２の構成において、前記管接合用アタッチメントは、前記把持部を、上下方向に延びる回転軸線を中心として水平方向に回転可能な水平方向回転機構をさらに有する（第３の構成）。

これにより、管接合用アタッチメントの把持部によって把持された管を、上下方向に延びる回転軸線を中心として水平方向に回転させることができる。よって、上述の構成を有する管接合用アタッチメントにより、作業機械を移動または旋回させることなく、前記管の挿し口を地中の溝内に配置された被接合管の受口に対して容易に位置決めできる。

前記第１から第３の構成のうちいずれか一つの構成において、前記管接合用アタッチメントは、前記把持部を、該把持部によって把持された管の軸線に直交する方向で且つ水平方向に移動可能な水平方向移動機構をさらに有する（第４の構成）。

これにより、把持部によって把持された管を、該管の軸線に直交する方向で且つ水平方向に移動させることができる。よって、上述の構成を有する管接合用アタッチメントにより、前記管の位置を、該管の軸線に直交する方向で且つ水平方向に微調整することができる。したがって、前記管接合用アタッチメントにより、作業機械を移動させることなく、前記管の挿し口を被接合管の受口に対して容易に且つ精度良く位置決めできる。

前記第１から第４の構成のうちいずれか一つの構成において、前記管接合用アタッチメントは、前記把持部を、前記被接合管接触部に向かって前記軸線方向に移動可能な軸線方向移動機構をさらに有する（第５の構成）。

これにより、管接合用アタッチメントの把持部によって把持された管の挿し口を、被接合管接触部が接触している被接合管の受口に向かって移動させることができる。よって、前記把持部によって把持された前記管の挿し口を、前記被接合管の受口に対して位置決めした状態で、前記受口内に挿入することができる。これにより、前記管を前記被接合管に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、前記管と前記被接合管との接合作業を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る作業機械は、前記第１から第５の構成のうちいずれか一つの構成を有する作業機械の管接合用アタッチメントと、先端部に前記管接合用アタッチメントが取り付けられるアームと、を有する（第６の構成）。

これにより、前記第１から第５の構成のうちいずれか一つの構成を有する管接合用アタッチメントを備えた作業機械を実現できる。よって、前記作業機械を用いて、管の挿し口を被接合管の受口に対して容易に位置決めできる。

前記第６の構成において、前記作業機械は、前記被接合管の受口に対する前記管接合用アタッチメントの被接合管接触部の位置を把握可能な画像を取得する画像取得部をさらに有する（第７の構成）。

これにより、画像取得部によって取得した画像によって、被接合管の受口に対する管接合用アタッチメントの被接合管接触部の位置を容易に把握することができる。よって、前記被接合管の受口に対して、前記管接合用アタッチメントの被接合管接触部を容易に接触させることができる。したがって、作業機械を用いて、前記管の挿し口を前記被接合管の受口に対して容易に位置決めできる。

本発明の一実施形態に係る作業機械の管接合用アタッチメントを用いた管接合方法は、前記第１から第５の構成のうちいずれか一つに記載の作業機械の管接合用アタッチメントを用いて、管の挿し口を被接合管の受口に接合する管接合方法である。この管接合方法は、前記管を把持部によって把持する把持工程と、前記管を前記把持部によって把持した状態で、前記被接合管の受口に対して被接合管接触部を接触させることにより、前記被接合管の受口に対して前記管の挿し口を位置決めする位置決め工程と、を有する（第１の方法）。

これにより、作業機械の管接合用アタッチメントを用いて、管の挿し口を被接合管の受口に対して容易に位置決めできる。

本発明の一実施形態に係る作業機械の管接合用アタッチメントは、作業機械のアームに接続されるアーム接続部と、管を把持する把持部と、前記把持部に対して、前記把持部によって把持される前記管の挿し口の軸線方向に位置し、前記管と接合される被接合管の受口の外周面に接触する被接合管接触部と、を有する。

これにより、前記作業機械のアームに取り付けられた前記管接合用アタッチメントによって把持された前記管の挿し口を、前記被接合管の受口に対して容易に位置決めできる。よって、上述の構成により、地中の溝内で前記管を前記被接合管に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、前記管の挿し口を前記被接合管の受口に対して容易に位置決め可能な管接合用アタッチメントを実現することができる。

図１は、実施形態１に係る管接合用アタッチメントが接続された作業機械の概略構成を示す図である。 図２は、管接合用アタッチメントを幅方向の一方から見た図である。 図３は、管接合用アタッチメントの上面図である。 図４は、管接合用アタッチメントを軸線方向の一方から見た図である。 図５は、管接合用アタッチメントを軸線方向の他方から見た図である。 図６は、管接合用アタッチメントを用いて、管と被接合管とを接合する様子を模式的に示す図である。 図７は、管接合用アタッチメントを用いて、管と被接合管とを接合する様子を模式的に示す図である。 図８は、管接合用アタッチメントを用いて、管と被接合管とを接合する様子を模式的に示す図である。 図９は、実施形態２に係る管接合用アタッチメントを幅方向の一方から見た図である。 図１０は、実施形態２に係る管接合用アタッチメントを軸線方向の一方から見た図である。 図１１は、アームに画像取得部であるカメラが取り付けられた作業機械の概略構成を示す図である。 図１２は、その他の実施形態に係る管接合用アタッチメントを幅方向の一方から見た図である。

以下で、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分には同一の符号を付して、その同一部分の説明は繰り返さない。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

以下の説明において、前後左右の方向は、それぞれ、作業機械１０００，２０００を操縦する操縦者から見た場合の前後左右の方向を意味する。また、軸線方向は、管接合用アタッチメント１，１００が把持する管Ｗ１の軸線Ｌが延びる方向を意味する。幅方向は、水平方向で且つ前記軸線方向に直交する方向を意味する。前記水平方向は、厳密な水平方向だけでなく、上下方向に交差する方向も含む。

また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等（以下、固定等）の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。

［実施形態１］
（作業機械）
図１は、本発明の実施形態１に係る管接合用アタッチメント１が接続された作業機械１０００の概略構成を示す図である。作業機械１０００のアーム１００３の先端部には、管接合用アタッチメント１が接続されている。作業機械１０００は、アーム１００３の先端部に接続されるアタッチメントを取り換えることにより、様々な工事及び作業等を行うことができる。本実施形態では、作業機械１０００は、例えば、掘削用建設機械であるミニバックホーである。

なお、作業機械１０００は、ミニバックホー以外の建設機械であってもよいし、管接合用アタッチメント１を操作可能な機械であれば、どのような構成を有する機械であってもよい。

作業機械１０００は、前後方向に走行可能であるとともに、上下方向に延びる回転軸線Ｐを中心として水平方向に旋回可能である。作業機械１０００は、例えば油圧によって駆動可能である。なお、作業機械は、例えば電気モータによって駆動可能であってもよい。

作業機械１０００は、作業機械本体１００１と、ブーム１００２と、アーム１００３とを有する。

作業機械本体１００１は、上部旋回体１０１１と、下部走行体１０１２とを有する。上部旋回体１０１１は、回転軸線Ｐを中心として水平方向に旋回可能である。下部走行体１０１２は、環状の無限軌道を有し、前後方向に走行可能である。

ブーム１００２は、上部旋回体１０１１から前方に向かって延びている梁状部材である。ブーム１００２の一端側は、上部旋回体１０１１に接続されている。ブーム１００２は、上部旋回体１０１１に対し、前記一端側を中心として上下方向に回転可能である。

アーム１００３は、ブーム１００２の前端部に一端側が接続された梁状部材である。アーム１００３は、ブーム１００２に対して、前記一端側を中心として上下方向に回転可能である。アーム１００３の他端側には、アタッチメントが接続可能である。本実施形態では、アーム１００３の他端側には、管接合用アタッチメント１が接続されている。

なお、ブーム１００２及びアーム１００３は、それぞれ、図示しない油圧シリンダによって駆動可能である。ブーム１００２及びアーム１００３は、電動モータなどによって駆動可能であってもよい。

管接合用アタッチメント１は、アタッチメント装着部材を介して、アーム１００３の他端側に接続されていてもよい。前記アタッチメント装着部材は、アーム１００３の他端側に、アタッチメントを容易に取り付け可能に構成されている。

作業機械１０００における作業機械本体１００１、ブーム１００２及びアーム１００３の各構成は、従来の構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。

（管接合用アタッチメント）
図２から図５は、管接合用アタッチメント１の概略構成を示す図である。図２は、管接合用アタッチメント１を幅方向の一方から見た図である。図３は、管接合用アタッチメント１の上面図である。図４は、管接合用アタッチメント１を軸線方向の一方から見た図である。図５は、管接合用アタッチメント１を軸線方向の他方から見た図である。以下で、管接合用アタッチメント１の概略構成を、図２から図５を用いて説明する。

以下の説明において、管Ｗ１及び被接合管Ｗ２（図６から図８参照）は、例えば、所定の角度で屈曲可能な耐震型継手を有する耐震管が好ましい。なお、管Ｗ１及び被接合管Ｗ２は、耐震管以外の配管であってもよい。

管接合用アタッチメント１は、管Ｗ１を把持可能に構成されているとともに、把持した管Ｗ１を、上下方向に延びる回転軸線Ｑを中心として水平方向に回転可能であり且つ管Ｗ１の軸線方向に移動可能である。図２から図５に示すように、管接合用アタッチメント１は、アーム接続部１１と、把持部１２と、軸線方向移動機構１３と、水平方向回転機構１４と、被接合管接触部１５とを有する。

アーム接続部１１は、管接合用アタッチメント１の上端部に位置し、作業機械１０００のアーム１００３の他端側に接続されている。アーム接続部１１は、アーム１００３の他端側にボルトまたはピンによって接続されていてもよいし、嵌合部によって嵌合されていてもよい。アーム接続部１１は、アーム１００３の他端側に対してどのような構成によって接続されていてもよい。

把持部１２は、後述する軸線方向移動機構１３によって、軸線方向に移動可能に支持されている。把持部１２は、管Ｗ１を把持する。把持部１２は、一対の把持爪２１と、把持駆動部２２とを有する。

一対の把持爪２１は、管Ｗ１を把持可能なように、軸線方向に直交する幅方向に並んで位置する。一対の把持爪２１の一端側は、把持駆動部２２に接続されている。一対の把持爪２１は、把持駆動部２２に対し、前記一端側を中心として互いに近づく方向と離れる方向とに回転可能である。一対の把持爪２１は、管Ｗ１を幅方向に挟み込む。

本実施形態では、把持部１２は、一対の把持爪２１を２組有する。２組の一対の把持爪２１は、把持駆動部２２に対して、管Ｗ１の軸線方向に並んで配置されている。

把持駆動部２２は、一対の把持爪２１の一端側に、該一端側を中心として一対の把持爪２１が互いに近づく方向と離れる方向とに回転するような駆動力を与える。把持駆動部２２は、例えば、作業機械１０００から出力される油圧を用いて駆動力を生じてもよいし、電動モータ等によって駆動力を生じてもよい。

軸線方向移動機構１３は、後述する水平方向回転機構１４によって、回転軸線Ｑを中心として水平方向に回転可能に支持されている。軸線方向移動機構１３は、把持部１２を、把持部１２によって把持される管Ｗ１の軸線方向に移動させる。軸線方向移動機構１３は、ガイド部３１と、スライダ３２と、軸線方向駆動部３３とを有する。

ガイド部３１は、後述する水平方向回転機構１４に、回転軸線Ｑを中心として水平方向に回転可能に接続されている。ガイド部３１は、例えば、管Ｗ１の軸線Ｌに沿って延びる一対のガイドレール３１ａを有する。すなわち、一対のガイドレール３１ａは、軸線方向に延びている。よって、本実施形態では、一対のガイドレール３１ａの長手方向は、軸線方向と一致している。ガイドレール３１ａは、前記軸線方向に見て、上下に幅方向に突出したフランジを有するＨ形鋼である。なお、ガイドレール３１ａは、Ｈ形鋼以外の部材であってもよい。

スライダ３２は、ガイド部３１に対して、ガイド部３１の長手方向、すなわち軸線方向に移動可能に設けられている。スライダ３２は、ガイド部３１の一対のガイドレール３１ａの下面及び側面を覆うように、断面略Ｕ字状に形成されている。すなわち、スライダ３２は、底面３２ａと、底面３２ａから上方向に延びる一対の側面３２ｂとを有する。スライダ３２の一対の側面３２ｂには、ローラ３２ｃが回転可能に支持されている。ローラ３２ｃは、一対のガイドレール３１ａのフランジ上を転がって移動する。

軸線方向駆動部３３は、ガイド部３１に対して、スライダ３２を、ガイド部３１の長手方向、すなわち軸線方向に移動可能である。例えば、軸線方向駆動部３３は、油圧シリンダである。この油圧シリンダには、例えば作業機械１０００から出力される油圧が供給される。特に図示しないが、油圧シリンダのシリンダチューブは、後述する被接合管接触部１５を支持する支持部１６を介して、ガイド部３１に固定されている。油圧シリンダのピストンロッドは、スライダ３２に固定されている。油圧シリンダは、ガイド部３１の長手方向、すなわち軸線方向に延びるように配置されている。よって、油圧シリンダのピストンロッドがシリンダチューブに対して軸線方向に移動することにより、スライダ３２をガイド部３１に対して移動させることができる。

これにより、管接合用アタッチメント１の把持部１２によって把持された管Ｗ１を、軸線方向に移動させることができる。したがって、管接合用アタッチメント１によって、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ（図６から図８参照）に対して容易に位置決めできるとともに、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ内に容易に挿入できる。

水平方向回転機構１４は、アーム接続部１１を介して、作業機械１０００のアーム１００３に接続されている。すなわち、水平方向回転機構１４の上部には、アーム接続部１１が固定されている。水平方向回転機構１４の下部には、軸線方向駆動部３３が回転軸線Ｑを中心として水平方向に回転可能に接続されている。

これにより、水平方向回転機構１４は、作業機械１０００のアーム１００３に対して、管接合用アタッチメント１を、回転軸線Ｑを中心として水平方向に回転させることができる。したがって、作業機械１０００を移動及び旋回させることなく、管接合用アタッチメント１の把持部１２によって把持された管Ｗ１を地中の溝内などに移動させることができる。

被接合管接触部１５は、把持部１２に対して管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａの軸線方向に位置するように、支持部１６によって、軸線方向移動機構１３に固定されている。被接合管接触部１５は、後述するように、把持部１２によって把持された管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して位置決めする際に、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側に接触する。なお、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側は、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａだけでなく、被接合管Ｗ２における管本体の受口Ｗ２ａ側も含む。

支持部１６は、例えば、軸線方向移動機構１３のガイド部３１に固定されている。支持部１６は、支持本体１６ａと、接続支持部１６ｂとを有する。支持本体１６ａは、平板状であり、軸線方向移動機構１３のガイド部３１に固定されている。接続支持部１６ｂは、支持本体１６ａから下方に向かって延びている。接続支持部１６ｂは、被接合管接触部１５を支持している。

被接合管接触部１５は、軸線方向に見て、下方に向かって直線部１５ａ同士の間隔が拡がる逆Ｖ字状に形成されている。具体的には、被接合管接触部１５は、上端側が接続されているとともに下端側が幅方向に離間している一対の直線部１５ａを有する。一対の直線部１５ａの上端側は、支持部１６の接続支持部１６ｂの下端部に固定されている。被接合管接触部１５がこのような構成を有することにより、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外径が異なる場合でも、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面に被接合管接触部１５の直線部１５ａを接触させることができる。

被接合管接触部１５の一対の直線部１５ａは、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａを軸線方向に見て、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面のうち、幅方向に対して斜め方向（例えば、幅方向に対して４５度の方向）に位置する部分に接触する。これにより、管接合用アタッチメント１は、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して幅方向及び該幅方向に直交する方向に位置決めされる。

なお、被接合管接触部１５の一対の直線部１５ａは、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面のうち幅方向の一方または他方に位置する部分に接触してもよいし、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面のうち前記幅方向に直交する方向に位置する部分に接触してもよい。すなわち、被接合管接触部１５は、受口Ｗ２ａを被接合管Ｗ２の軸方向に見て、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面のうち、幅方向及び前記幅方向に直交する方向の少なくとも一方に位置する部分に接触すればよい。被接合管接触部１５の一対の直線部１５ａのうち一方が被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面に接触してもよい。

上述のように管接合用アタッチメント１が被接合管Ｗ２に対して幅方向及び該幅方向に直交する方向に位置決めされることにより、管接合用アタッチメント１の把持部１２によって把持された管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して幅方向及び該幅方向に直交する方向に位置決めできる。

なお、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａを軸線方向に見て、被接合管Ｗ２に対する幅方向が第１方向に対応し、前記幅方向に直交する方向が第２方向に対応する。被接合管Ｗ２の軸線Ｍが管Ｗ１の軸線Ｌに対して平行な場合で且つ軸線Ｌ，Ｍが水平方向に延びている場合、前記幅方向に直交する方向は、上下方向である。

以上より、本実施形態に係る作業機械の管接合用アタッチメント１は、作業機械１０００のアーム１００３に接続されるアーム接続部１１と、管Ｗ１を把持する把持部１２と、把持部１２に対して、把持部１２によって把持される管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａの軸線方向に位置し、管Ｗ１と接合される被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面に接触する被接合管接触部１５と、を有する。

把持部１２によって管Ｗ１を把持した管接合用アタッチメント１の被接合管接触部１５を、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面に接触させることにより、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して位置決めできる。しかも、上述のように管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して位置決めすることにより、管Ｗ１を被接合管Ｗ２に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して容易に位置決めできる。

よって、上述の構成により地中の溝内で管Ｗ１を被接合管Ｗ２に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して容易に位置決め可能な管接合用アタッチメント１を実現することができる。

本実施形態では、被接合管接触部１５は、受口Ｗ２ａを被接合管Ｗ２の軸方向に見て、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面に対し、幅方向及び前記幅方向に直交する方向の少なくとも一方に位置する部分に接触する。

上述のように管接合用アタッチメント１の被接合管接触部１５が被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに接触することにより、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して、把持部１２によって把持された管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを、受口Ｗ２ａを被接合管Ｗ２の軸方向に見て幅方向及び該幅方向に直交する方向に位置決めできる。これにより、管Ｗ１を被接合管Ｗ２に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａをより精度良く位置決め可能な管接合用アタッチメント１が得られる。

本実施形態では、管接合用アタッチメント１は、把持部１２を、上下方向に延びる回転軸線Ｑを中心として水平方向に回転可能な水平方向回転機構１４をさらに有する。

これにより、把持部１２によって把持された管Ｗ１を、上下方向に延びる回転軸線Ｑを中心として水平方向に回転させることができる。よって、本実施形態の構成を有する管接合用アタッチメント１により、作業機械１０００を移動または旋回させることなく、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを地中の溝内に配置された被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して容易に位置決めできる。

本実施形態では、管接合用アタッチメント１は、把持部１２を、被接合管接触部１５に向かって軸線方向に移動可能な軸線方向移動機構１３をさらに有する。

これにより、把持部１２によって把持された管Ｗ１を、被接合管接触部１５が接触している被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに向かって移動させることができる。よって、把持部１２によって把持された管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して位置決めした状態で、受口Ｗ２ａ内に挿入することができる。これにより、管Ｗ１を被接合管Ｗ２に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、管Ｗ１と被接合管Ｗ２との接合作業を容易に行うことができる。

本実施形態に係る作業機械１０００は、本実施形態の構成を有する管接合用アタッチメント１と、先端部に管接合用アタッチメント１が取り付けられるアーム１００３と、を有する。

これにより、本実施形態の構成を有する管接合用アタッチメント１を備えた作業機械１０００を実現できる。よって、作業機械１０００を用いて、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して容易に位置決めできる。

（管接合方法）
次に、上述の構成を有する管接合用アタッチメント１を用いた管Ｗ１と被接合管Ｗ２との接合方法を、図６から図８を用いて説明する。図６から図８は、管接合用アタッチメント１を用いて、管Ｗ１と被接合管Ｗ２とを接合する様子を模式的に示す図である。なお、図６から図８には、管Ｗ１の軸線Ｌと被接合管Ｗ２の軸線Ｍとが平行ではなく交差する場合の管接合方法の一例を示している。

図６に示すように、作業機械１０００のアーム１００３の先端部に接続された管接合用アタッチメント１において、把持部１２の一対の把持爪２１を閉じる方向に移動させることにより、管Ｗ１を把持する。このように、管Ｗ１を把持部１２によって把持する工程が把持工程である。

作業者は作業機械１０００のアーム１００３等を操作することにより、被接合管Ｗ２が配置されている地中の溝（図示省略）内に、管Ｗ１を把持した状態の管接合用アタッチメント１を移動させる。このとき、作業者は作業機械１０００のアーム１００３等を操作することにより、管接合用アタッチメント１の被接合管接触部１５が被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の上方に位置するように、管接合用アタッチメント１を移動させる。

次に、作業者は作業機械１０００のアーム１００３等を操作することにより、管接合用アタッチメント１の被接合管接触部１５を被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面に接触させるように、管接合用アタッチメント１を下降させる（図６に示す白抜き矢印は管接合用アタッチメント１の移動方向）。管接合用アタッチメント１の被接合管接触部１５の一対の直線部１５ａの少なくとも一方は、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面に接触する。これにより、管Ｗ１の軸線Ｌが被接合管Ｗ２の軸線Ｍに対して交差している場合でも、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して、管接合用アタッチメント１の一対の把持爪２１によって把持された管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを、幅方向及び該幅方向に直交する方向に位置決めできる。

このように、管Ｗ１を把持部１２によって把持した状態で、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して被接合管接触部１５を接触させることにより、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを位置決めする工程が位置決め工程である。

そして、図７に示すように、把持部１２をガイド部３１に沿って軸線方向に移動させる図７に示す白抜き矢印は管接合用アタッチメント１の移動方向）。これにより、図８に示すように、把持部１２によって把持された管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ内に挿入して接合する。よって、管Ｗ１を被接合管Ｗ２に対して所定の角度で屈曲させて接合することができる。

本実施形態に係る管接合用アタッチメント１を用いた管接合方法は、本実施形態の構成を有する管接合用アタッチメント１を用いて、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに接合する管接合方法である。この管接合方法は、管Ｗ１を把持部１２によって把持する把持工程と、管Ｗ１を把持部１２によって把持した状態で、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して被接合管接触部１５を接触させることにより、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを位置決めする位置決め工程と、を有する。

これにより、管Ｗ１を被接合管Ｗ２に対して所定の角度で屈曲させて接合する場合でも、本実施形態の構成を有する管接合用アタッチメント１を用いて、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して容易に位置決めできる。

［実施形態２］
図９及び図１０に、実施形態２に係る管接合用アタッチメント１００の概略構成を示す。図９は、管接合用アタッチメント１００を幅方向の一方から見た図である。図１０は、管接合用アタッチメント１００を軸線方向の一方から見た図である。

管接合用アタッチメント１００は、軸線方向に直交する方向で且つ水平方向（幅方向）に移動可能に構成されている。具体的には、図９及び図１０に示すように、管接合用アタッチメント１００は、実施形態１の構成に加えて、水平方向移動機構５０を有する。

水平方向移動機構５０は、水平方向回転機構１４と軸線方向移動機構１３との間に位置する。水平方向移動機構５０は、ベース５１と、一対のガイドレール５２と、スライダ５３とを有する。

ベース５１は、板状の部材であり、軸線方向移動機構１３のガイド部３１の上部に固定されている。一対のガイドレール５２は、それぞれ、幅方向に延びていて、ベース５１の上面に固定されている。スライダ５３は、板状の部材であり、一対のガイドレール５２に対して、幅方向に移動可能である。スライダ５３の上面には、水平方向回転機構１４が水平方向に回転可能に接続されている。

以上より、本実施形態の管接合用アタッチメント１００は、把持部１２を、該把持部１２によって把持された管Ｗ１の軸線Ｌに直交する方向で且つ水平方向に移動可能な水平方向移動機構５０を有する。

このような構成を有する水平方向移動機構５０によって、管接合用アタッチメント１００の把持部１２を、軸線方向に直交する方向で且つ水平方向（幅方向）に移動させることができる。したがって、水平方向移動機構５０によって、把持部１２によって把持された管Ｗ１の幅方向の位置を、微調整することができる。これにより、作業機械１０００を移動させることなく、把持部１２によって把持された管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して容易に且つ精度良く位置決めできる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記各実施形態では、管接合用アタッチメント１，１００は、軸線方向移動機構１３を有する。しかしながら、管接合用アタッチメントは、軸線方向移動機構を有していなくてもよい。

前記各実施形態では、管接合用アタッチメント１，１００は、水平方向回転機構１４を有する。しかしながら、管接合用アタッチメントは、水平方向回転機構を有していなくてもよい。

前記各実施形態では、アーム接続部１１は、管接合用アタッチメント１の上端部に位置する。しかしながら、アーム接続部は、管接合用アタッチメントの上端部以外に位置していてもよい。

前記各実施形態では、把持部１２は、一対の把持爪２１を有する。しかしながら、把持部は、管を把持可能な構成であれば、例えば吸着機構などの他の構成を有していてもよい。

前記各実施形態では、管接合用アタッチメント１の一対の把持爪２１は、軸線方向に直交する幅方向に並んで位置する。しかしながら、一対の把持爪は、上下方向にずれた位置に位置していてもよいし、軸線方向にずれた位置に位置していてもよい。

前記各実施形態では、把持部１２は、一対の把持爪２１を２組有する。しかしながら、把持部は、一対の把持爪を３組以上有していてもよい。

前記各実施形態では、管接合用アタッチメント１のガイド部３１は、例えば、管Ｗ１の軸線Ｌに沿って延びる一対のガイドレール３１ａを有する。しかしながら、ガイド部は、１つまたは３つ以上のガイドレールを有していてもよい。ガイド部は、スライダが軸線方向に移動可能な構成であれば、ガイドレール以外の構成を有していてもよい。

前記各実施形態では、管接合用アタッチメント１のスライダ３２は、底面３２ａと、底面３２ａから上方に延びる一対の側面３２ｂとを有する断面略Ｕ字状の部材である。しかしながら、スライダは、ガイド部に対して把持部１２を軸線方向に移動可能な構成であれば、平板状またはブロック状など、どのような形状を有していてもよい。

前記各実施形態では、軸線方向駆動部３３は、油圧シリンダである。しかしながら、軸線方向駆動部は、ガイド部に対してスライダを軸線方向に移動可能な構成を有していれば、電動アクチュエータなどのように、油圧シリンダ以外の駆動装置であってもよい。

前記各実施形態では、被接合管接触部１５は、逆Ｖ字状に形成されている。しかしながら、被接合管接触部は、下方に向かって開口する逆Ｕ字状に形成されていてもよい。この場合には、逆Ｕ字状の被接合管接触部を構成する一対の直線部の間隔は、被接合管における管本体の受口側が挿入可能な寸法を有する。被接合管接触部は、被接合管の受口側に接触して、管接合用アタッチメントを被接合管の受口に対して幅方向及び該幅方向に直交する方向に位置決め可能な形状であれば、Ｌ字状、逆Ｌ字状、またはＴ字状などのように、Ｖ字状以外の形状を有していてもよい。被接合管接触部は、被接合管の受口側に接触して、管接合用アタッチメントを被接合管の受口に対して幅方向または該幅方向に直交する方向に位置決め可能な形状（直線状、平板状、曲面状など）を有していてもよい。

前記各実施形態において、作業機械は、例えばアーム１００３に、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対する管接合用アタッチメント１，１００の被接合管接触部１５の位置を把握可能な画像を取得する画像取得部を有していてもよい。

図１１は、アーム１００３に画像取得部であるカメラ６０が取り付けられた作業機械２０００の概略構成を示す図である。作業機械２０００のアーム１００３には、アーム１００３の下方に位置する被接合管接触部１５が撮像範囲内に位置するように、カメラ６０が取り付けられている。すなわち、作業機械２０００は、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対する管接合用アタッチメント１，１００の被接合管接触部１５の位置を把握可能な画像を取得するカメラ６０をさらに有する。

なお、カメラ６０によって取得された画像は、作業者に対して情報を提示する図示しないディスプレイに表示されてもよいし、図示しない制御装置に送信された後、該制御装置における作業機械２０００の制御等に利用されてもよい。

これにより、カメラ６０によって取得した画像によって、作業者または前記制御装置は、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対する管接合用アタッチメント１，１００の被接合管接触部１５の位置を容易に把握することができる。よって、被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して、管接合用アタッチメント１，１００の被接合管接触部１５を容易に接触させることができる。したがって、作業機械２０００を用いて、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して容易に位置決めできる。

カメラ６０は、作業機械のブームに取り付けられていてもよいし、上部旋回体に取り付けられていてもよい。また、カメラ６０は、管接合用アタッチメント１，１００に取り付けられていてもよい。

前記各実施形態において、管接合用アタッチメント１，１００は、把持部１２及び被接合管接触部１５を上下方向に弾性支持する弾性支持部を有していてもよい。例えば、図１２に示すように、管接合用アタッチメント２００は、水平方向回転機構１４と軸線方向移動機構１３との間に、水平方向回転機構１４に対して軸線方向移動機構１３を上下方向に弾性支持する弾性支持部７０を有していてもよい。この弾性支持部７０は、例えば、水平方向回転機構１４と軸線方向移動機構１３とを連結するばねやゴムなどの部材を含む。これにより、軸線方向移動機構１３によって軸線方向に移動可能に支持される把持部１２、及び、軸線方向移動機構１３のガイド部３１によって支持される被接合管接触部１５を、弾性支持部７０によって、水平方向回転機構１４に対して上下方向に弾性支持することができる。したがって、管Ｗ１が把持部１２によって把持された状態で被接合管接触部１５が被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａ側の外周面に接触する際に、被接合管Ｗ２に加わる衝撃を軽減できる。なお、図９及び図１０に示す管接合用アタッチメント１００に、上述のような弾性支持部を設けてもよい。

前記実施形態１の管接合方法を説明する図６から図８では、管Ｗ１の軸線Ｌと被接合管Ｗ２の軸線Ｍとが平行ではなく交差する場合の管接合方法の一例を示している。しかしながら、管Ｗ１の軸線Ｌと被接合管Ｗ２の軸線Ｍとが平行の場合にも、上述の各実施形態の構成を有する管接合用アタッチメント１、１００を用いて、管Ｗ１の挿し口Ｗ１ａを被接合管Ｗ２の受口Ｗ２ａに対して位置決めできる。

本発明は、作業機械のアームに接続され、管を被接合管に接合するために用いられる管接合用アタッチメントに利用可能である。

１、１００、２００ 管接合用アタッチメント
１１ アーム接続部
１２ 把持部
１３ 軸線方向移動機構
１４ 水平方向回転機構
１５ 被接合管接触部
１５ａ 直線部
１６ 支持部
１６ａ 支持本体
１６ｂ 接続支持部
２１ 把持爪
２２ 把持駆動部
３１ ガイド部
３１ａ ガイドレール
３２ スライダ
３２ａ 底面
３２ｂ 側面
３２ｃ ローラ
３３ 軸線方向駆動部
５０ 水平方向移動機構
５１ ベース
５２ ガイドレール
５３ スライダ
６０ カメラ（画像取得部）
７０ 弾性支持部
１０００、２０００ 作業機械
１００１ 作業機械本体
１００２ ブーム
１００３ アーム
１０１１ 上部旋回体
１０１２ 下部走行体
Ｗ１ 管
Ｗ１ａ 挿し口
Ｗ２ 被接合管
Ｗ２ａ 受口
Ｐ、Ｑ 回転軸線
Ｌ、Ｍ 軸線

Claims (8)

1. 作業機械のアームに接続されるアーム接続部と、
   前記アーム接続部によって支持され、管を把持する把持部と、
   前記アーム接続部によって支持され、少なくとも一部が前記把持部によって把持される前記管の挿し口の軸線方向に位置するように前記軸線方向に延びるとともに、前記把持部に対して前記軸線方向の位置で下方に向かって延びる支持部と、
   前記支持部の下端部に接続され、前記把持部に対して前記軸線方向に位置し、前記管と接合される被接合管の受口側の外周面のうち、前記被接合管の軸線よりも上側だけに接触するように構成されている被接合管接触部と、
   を有する、
   作業機械の管接合用アタッチメント。
2. 請求項１に記載の作業機械の管接合用アタッチメントにおいて、
   前記被接合管接触部は、前記受口を前記被接合管の軸方向に見て、前記被接合管の受口の外周面のうち、第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向の少なくとも一方に位置する部分に接触する、
   作業機械の管接合用アタッチメント。
3. 請求項１または２に記載の作業機械の管接合用アタッチメントにおいて、
   前記把持部を、上下方向に延びる回転軸線を中心として水平方向に回転可能な水平方向回転機構をさらに有する、
   作業機械の管接合用アタッチメント。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の作業機械の管接合用アタッチメントにおいて、
   前記把持部を、該把持部によって把持された管の軸線に直交する方向で且つ水平方向に移動可能な水平方向移動機構をさらに有する、
   作業機械の管接合用アタッチメント。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の作業機械の管接合用アタッチメントにおいて、
   前記把持部を、前記被接合管接触部に向かって前記軸線方向に移動可能な軸線方向移動機構をさらに有する、
   作業機械の管接合用アタッチメント。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の作業機械の管接合用アタッチメントと、
   先端部に前記管接合用アタッチメントが取り付けられるアームと、
   を有する、
   作業機械。
7. 請求項６に記載の作業機械において、
   前記被接合管の受口に対する前記管接合用アタッチメントの被接合管接触部の位置を把握可能な画像を取得する画像取得部をさらに有する、
   作業機械。
8. 請求項１から５のいずれか一つに記載の作業機械の管接合用アタッチメントを用いて、
   管の挿し口を被接合管の受口に接合する管接合方法であって、
   前記管を把持部によって把持する把持工程と、
   前記管を前記把持部によって把持した状態で、前記被接合管の受口に対して被接合管接触部を接触させることにより、前記被接合管の受口に対して前記管の挿し口を位置決めする位置決め工程と、
   を有する、
   作業機械の管接合用アタッチメントを用いた管接合方法。

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