JP2001003673A - ケーシングパイプの連結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連結および取り外しが容易であるとともに、
取り外した後にそのまま再使用することができ、削孔内
で脱落することのないケーシングパイプの連結構造を提
供する。 【解決手段】 削孔内に挿入される円筒状のケーシング
パイプ６…をその軸線Ｏ方向に連結するためのケーシン
グパイプの連結構造であって、互いに連結される一対の
ケーシングパイプ６，６の連結端部７，８を、一方のケ
ーシングパイプ６の連結端部７が他方のケーシングパイ
プ６の連結端部８の内周に挿入可能とするとともに、こ
れらの連結端部７，８の少なくとも一方に軸線Ｏ方向に
向けて延びるスリット１１…を形成し、このスリット１
１…が形成された部分において連結端部７，８同士の互
いに対向する内外周面に、軸線Ｏ方向に係合可能とされ
た係合凹部１２と係合凸部１４とを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＧＦ工法や杭等
の掘削において、掘削工具によって掘削された削孔内に
複数の円筒状のケーシングパイプをその軸線方向に連結
して挿入するためのケーシングパイプの連結構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】掘削工具によって特に軟、中硬岩層を掘
削する場合、掘削された削孔内に周囲の地盤が崩落して
削孔が埋められてしまったりするのを防ぐため、掘削工
具の前進とともに削孔内に円筒状のケーシングパイプを
挿入することが行われており、削孔が単一のケーシング
パイプの長さ以上の深さとなる場合には、先のケーシン
グパイプが削孔内に挿入される度に次のケーシングパイ
プを軸線方向に順次連結してゆくようにしている。そし
て、このように複数のケーシングパイプをその軸線方向
に連結してゆく場合、従来は、先に挿入されたケーシン
グパイプ後端の連結端部に次のケーシングパイプ先端の
連結端部を突き合わせ、あるいは嵌合させた上で両連結
端部を溶接したり、または一方のケーシングパイプの連
結端部を他方のケーシングパイプの連結端部に挿入可能
とするとともに、これらの連結端部の互いに対向する内
外周面に雌雄ねじ部を形成して、両連結端部をネジ止め
したりすることによりこれらのケーシングを連結するよ
うにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、まず前者の
溶接による連結構造では、削孔の掘削現場に溶接のため
の設備を用意しておかなければならず、しかも連結のた
めの溶接作業に多くの時間が費やされてしまうことが避
けられない。また、このように削孔にケーシングパイプ
を挿入しながら掘削を行なう場合には、削孔が所定の深
さまで形成された後にケーシングパイプを引き抜いてし
まうこともあり、その際には引き抜かれたケーシングパ
イプを順次取り外すために溶接された連結端部を再び加
熱して溶断したりしなければならず、やはり所要の設備
と多くの作業時間とを要する結果となる。さらに、こう
して溶接、溶断されたケーシングパイプは、その連結端
部が溶損していたり、熱によって変質していたりするこ
とが多く、そのままの状態ではこれを再度削孔への挿入
に使用することはできないという問題もある。

【０００４】これに対して、後者のネジ止めによる連結
構造では、このような溶接による連結構造のような問題
が生じることはないが、その一方で、掘削時にケーシン
グパイプを削孔に挿入する際や特に削孔から引き抜く際
の振動などによって上記雌雄ねじ部に緩みが生じた場合
には、先に挿入されたケーシングパイプが脱落して削孔
内に取り残されてしまうおそれがある。しかるに、この
ようなケーシングパイプの脱落が生じた場合、これを削
孔から取り出すには多大な労力と時間とを要することと
なり、掘削作業の作業効率を著しく損なう結果となる。
また、このような緩みが生じないように上記雌雄ねじ部
を強固にねじ込んで連結すると、この雌雄ねじ部の噛み
込みによりケーシングパイプを取り外す際に多くの労力
を要することになる。

【０００５】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、溶接設備等を要することなく連結および取り
外しが容易であるとともに、取り外した後にそのまま再
使用することができる一方、削孔内への挿入時や引き抜
き時に脱落することのないケーシングパイプの連結構造
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明は、削孔内に挿
入される円筒状のケーシングパイプをその軸線方向に連
結するためのケーシングパイプの連結構造であって、互
いに連結される一対の上記ケーシングパイプの連結端部
を、一方のケーシングパイプの連結端部が他方のケーシ
ングパイプの連結端部の内周に挿入可能とするととも
に、これらの連結端部の少なくとも一方に上記軸線方向
に向けて延びるスリットを形成し、このスリットが形成
された部分において上記連結端部同士の互いに対向する
内外周面に、上記軸線方向に係合可能とされた係合凹部
と係合凸部とを形成したことを特徴とする。

【０００７】従って、このようなケーシングパイプの連
結構造によれば、上記一方のケーシングパイプの連結端
部を他方のケーシングパイプの連結端部の内周に挿入し
てゆくと、これらの連結端部の少なくとも一方に形成さ
れた上記スリットによって、該スリットが形成された連
結端部が上記軸線に対する径方向に弾性変形し、これに
より上記係合凹部が形成された連結端部が係合凸部を乗
り越えてこれら係合凹凸部が上記軸線方向に係合し、ケ
ーシングパイプ同士が連結される。また、逆にこれらの
ケーシングパイプを相対的に反対向きに引っ張れば、や
はりスリットが形成された連結端部が弾性変形すること
により、上記係合凹凸部の係合が解かれてケーシングパ
イプ同士が取り外し可能となるので、溶接設備等を要す
ることなく連結、取り外しが可能であるとともに、取り
外された連結端部には溶損や変質が生じることはなく、
しかも上記スリットによる連結端部の弾性変形量を適当
に設定することにより、削孔への挿入時や削孔からの引
き抜き時における脱落を防止することができる。

【０００８】ここで、上記スリットは、内周側の上記一
方のケーシングパイプの連結端部のみに形成されるのが
望ましく、このような構成を採ることによりスリットが
連結端部の外周側に開口することがなくなるので、この
スリットに土砂等が噛み込まれて上記連結端部の弾性変
形が阻害されるような自体を防止することができる。ま
た、このように上記スリットが、このスリットが形成さ
れる部分において上記一対のケーシングパイプの連結端
部のうち一方の連結端部のみに形成されている場合に
は、該スリットが形成された部分においては上記一方の
連結端部の肉厚を他方の連結端部の肉厚よりも小さくす
るのが望ましく、これにより、スリットが形成された連
結端部を一層確実に弾性変形させることが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１ないし図６は本発明の一実施
形態を示すものであって、図１において符号１で示すの
は本実施形態に係わる掘削工具であり、この掘削工具１
の後端側には中継ぎロッド２およびカップリング３を介
して図示されないドリフタ等の掘削装置が連結されてい
て、この掘削装置から与えられる軸線Ｏ回りの回転力と
該軸線Ｏ方向先端側への打撃力とにより、当該掘削工具
１は、その先端部に設けられた掘削ビット４によって岩
層を掘削しつつ前進して削孔を形成する。また、この掘
削工具１の外周には円環状のケーシングトップ５が上記
軸線Ｏ方向先端側に向けて該掘削工具１に係合可能に嵌
挿されるとともに、このケーシングトップ５には円筒状
のケーシングパイプ６が接合されており、工具本体１の
前進に伴いケーシングトップ５を介して上記打撃力だけ
が与えられることにより、該ケーシングパイプ６は上記
削孔内に挿入されてゆく。

【００１０】そして、この最先端のケーシングパイプ６
の後端部には連結端部７が形成されており、このケーシ
ングパイプ６が所定深さまで挿入されると、その後端
に、先端部に連結端部８が形成された次のケーシングパ
イプ６が連結されて削孔内に挿入されてゆき、このよう
な操作を順次繰り返すことにより、単一のケーシングパ
イプ６の長さ以上の深さの削孔に複数のケーシングパイ
プ６…が挿入されてゆく。すなわち、各ケーシングパイ
プ６…の後端部には上記連結端部７が形成されるととも
に、上記ケーシングトップ５に接合される最先端のケー
シングパイプ６を除くケーシングパイプ６…の先端部に
は上記連結端部８が形成されており、上述のように削孔
への挿入に伴いこれら連結端部７，８によって複数のケ
ーシングパイプ６…が順次連結されるようになされてい
る。

【００１１】このように連結される一対のケーシングパ
イプ６，６のうち、先端側（削孔の孔底側）の一方のケ
ーシングパイプ６の後端部に形成される上記連結端部７
は、図２および図３に示すようにその外径が一段縮径す
るように形成されており、本実施形態ではその先端側
（図２において左側）の部分の外周に雄ねじ部９が形成
されている。これに対して、上記一対のケーシングパイ
プ６，６のうち後端側の他方のケーシングパイプ６の先
端部に形成される上記連結端部８は、図４に示すように
その内径が一段拡径するように形成されて上記連結端部
７が挿入可能とされており、かつその先端側（図４にお
いて左側）の部分の内周には、上記雄ねじ部９に螺合す
る雌ねじ部１０が形成されている。なお、互いに連結さ
れるこれらケーシングパイプ６，６は、上記連結端部
７，８の部分を除いてその内外径が等しくされ、かつ連
結端部７の内径はケーシングパイプ６の内径と等しく、
また連結端部８の外径はケーシングパイプ６の外径と等
しく形成されている。

【００１２】ここで、本実施形態では、これらの雌雄ね
じ部９，１０は、一般的な三角ネジやこの種の鉱山工具
に用いられるロープネジあるいはハイリードネジなどで
はなく、図５に示すように上記軸線Ｏを含む断面におけ
るねじ山９Ａ，１０Ａの形状が台形状をなし、かつこの
ねじ山９Ａ，１０Ａの斜面９Ｂ，１０Ｂの軸線Ｏに対す
る傾斜角θが４０°〜７０°の範囲に設定されるととも
に、そのリード角が５°〜１６°の範囲に設定されてい
る。しかるに、このような雌雄ねじ部９，１０によれ
ば、リード角が大きいとともにねじ山９Ａ，１０Ａの斜
面９Ｂ，１０Ｂの傾斜角θも大きく、しかもねじ山９
Ａ，１０Ａの断面が台形状であるために雌雄ねじ部９，
１０の接触面積を小さくすることができ、これら雌雄ね
じ部９，１０がきつく締め付けられすぎるのを防ぐこと
ができる。

【００１３】そして、先端側の上記一方のケーシングパ
イプ６の連結端部７には、上記雄ねじ部９の後端側（図
２において右側）に、当該連結端部７を軸線Ｏに対する
径方向に貫通し、かつ軸線Ｏに平行に延びて連結端部７
の後端に達する複数条（本実施形態では６条）のスリッ
ト１１…が周方向に等間隔に形成されるとともに、この
スリット１１…が形成された部分における連結端部７の
外周面には、その断面が外周側に向けて開口する「コ」
字状をなす凹溝が本実施形態における係合凹部１２とし
て軸線Ｏを中心として周回するように形成されている。
なお、この係合凹部１２よりもさらに後端側の部分にお
ける連結端部７の外周面には、後端側に向かうに従い漸
次縮径するテーパ面１３が形成されている。また、この
スリット１１…が形成された部分の外径は、上記雄ねじ
部９の内径よりも僅かに小さくされている。

【００１４】一方、上記他方のケーシングパイプ６の連
結端部８には、上記雌ねじ部１０の後端側に、内周側に
向けて一段凸となる突条部が本実施形態における係合凸
部１４として軸線Ｏ回りに周回するように形成されてい
る。この係合凸部１４は、その軸線Ｏを含む断面におけ
る形状が、上記先端側を向く面１４Ａが後端側に向かう
に従い漸次縮径するテーパ面とされるとともに、内周側
を向く面１４Ｂが軸線Ｏと平行とされ、かつ上記後端側
を向く面１４Ｃが軸線Ｏに垂直とされた台形状をなすも
のであり、この内周側を向く面１４Ｂの径は、上記係合
凹部１２の外周側を向く面１２Ａに嵌合可能な大きさと
されている。また、この係合凸部１４よりも後端側の連
結端部８に画成される凹部１５の軸線Ｏ方向の幅は、上
記テーパ面１３が形成される連結端部７の係合凹部１２
よりも後端側の部分の軸線Ｏ方向の幅より極僅かに大き
くされるとともに、この凹部１５における連結端部８の
肉厚ｔ₈は、上記スリット１１が形成された部分におけ
る連結端部７の肉厚ｔ₇よりも大きくなるように形成さ
れている。

【００１５】このように形成された連結端部７，８によ
り、先端側の一方のケーシングパイプ６の後端に他方の
ケーシングパイプ６を連結するには、上記一方のケーシ
ングパイプ６の連結端部７が後端側の他方ケーシングパ
イプ６の連結端部８内に挿入されるように、互いの軸線
Ｏを合わせて上記雄ねじ部９に雌ねじ部１０をねじ込ん
でゆけばよい。しかるに、このように連結端部８内に連
結端部７が挿入されてゆくと、連結端部７の後端側の上
記テーパ面１３が連結端部８の後端側の係合凸部１４に
乗り上げ、これによって連結端部７のスリット１１が形
成された部分が弾性変形して縮径する。そして、上記テ
ーパ面１３が係合凸部１４を乗り越えたところで、連結
端部７のスリット１１が形成された部分が拡径して元の
状態に戻るとともに、係合凹部１２に係合凸部１４が嵌
まり込んで軸線Ｏ方向に係合し、図６に示すようにこれ
ら連結端部７，８を介してケーシングパイプ６，６が連
結される。

【００１６】このように、上記構成の連結端部７，８に
よるケーシングパイプ６，６の連結構造によれば、まず
連結端部８内に連結端部７をねじ込んで挿入するだけで
両連結端部７，８が軸線Ｏ方向に係合して連結されるの
で、溶接による連結の場合のように溶接設備が必要とさ
れることがなく、容易にケーシングパイプ６，６を連結
することができる。その一方で、本実施形態のように緩
みやすい雌雄ねじ部９，１０を採用していたとしても、
従来のネジ止めだけによる連結の場合のように掘削工具
１の回転打撃に伴う振動などによってこの雌雄ねじ部
９，１０に緩みが生じてケーシングパイプ６，６が削孔
内で外れたり脱落したりするようなこともなく、該ケー
シングパイプ６…を確実に連結したまま削孔内へ挿入す
ることが可能となる。

【００１７】また、これら一対のケーシングパイプ６，
６を上記雌雄ねじ部９，１０が緩む方向に強制的に相対
回転させて、連結端部７を連結端部８内から引き抜かれ
るようにすれば、上記の場合とは逆に係合凹部１２が係
合凸部１４を乗り越えるように連結端部７が再び弾性変
形して縮径し、上記係合凹部１２と係合凸部１４との係
合が解かれるので、そのまま雌雄ねじ部９，１０を緩め
てケーシングパイプ６，６を取り外すことができる。し
かるに、こうして取り外されたケーシングパイプ６，６
の連結端部７，８は、弾性変形した部分が元の状態に戻
るだけであるから、そのまま再使用が可能であり、経済
的である。

【００１８】一方、本実施形態では、後端側の他方のケ
ーシングパイプ６の連結端部８の内周に挿入される先端
側の一方のケーシングパイプ６の連結端部７に上記スリ
ット１１…が形成されており、すなわちこれら連結端部
７，８を連結した状態で、スリット１１…がケーシング
パイプ６，６の外周側に露出することがない。このた
め、これら連結端部７，８によって連結されたケーシン
グパイプ６，６を削孔内に挿入していった場合に、削孔
の内壁から土砂などがこのスリット１１…に噛み込まれ
てしまうのを防ぐことができ、掘削終了後にケーシング
パイプ６，６を削孔から引き抜いて取り外す際などに、
このようなスリット１１への土砂の噛み込みによって連
結端部７の弾性変形が阻害されて取り外しに支障を来す
ような事態を防止することが可能となる。

【００１９】さらに、本実施形態では、これら連結端部
７，８の肉厚が、上記スリット１１…が形成された部分
における連結端部７の肉厚ｔ₇よりも、上記係合凸部１
４が形成される連結端部８の凹部１５の肉厚ｔ₈の方が
大きくされており、言い換えればスリット１１…が形成
される部分においては該スリット１１…が形成される連
結端部７の肉厚ｔ₇が、スリット１１…が形成されない
連結端部８の肉厚ｔ₈よりも小さくなるように設定され
ている。従って、本実施形態によれば、これら連結端部
７，８によってケーシングパイプ６，６を連結する際
に、上記スリット１１…が形成された部分において上記
連結端部７を確実に弾性変形させて縮径させることが可
能となり、係合凹部１２と係合凸部１４とをよりスムー
ズに係脱可能とすることができる。

【００２０】その一方で、本実施形態では、これら係合
凹部１２と係合凸部１４との係合に加えて上記雌雄ねじ
部９，１０によっても連結端部７，８が連結されるよう
になされており、さらにこれに併せて上述のように連結
端部８の凹部１５における肉厚ｔ₈が連結端部７のスリ
ット１１…が形成される部分における肉厚ｔ₇よりも大
きくされている。このため、万一これら連結端部７，８
に過大な負荷が作用することにより、肉厚ｔ₇が小さく
て、しかもスリット１１…が形成された連結端部７の当
該部分に損傷が生じたとしても、肉厚ｔ₈が大きな連結
端部８の上記凹部１５部分と螺合した上記雌雄ねじ部
９，１０とによってケーシングパイプ６，６の連結状態
が維持されるので、即座にこれらケーシングパイプ６，
６が外れて脱落してしまうような事態を避けることがで
きる。

【００２１】なお、本実施形態ではこのように係合凹部
１２と係合凸部１４との係合に加えて連結端部７，８の
内外周面に雌雄ねじ部９，１０を形成して互いに螺合さ
せているが、場合によってはこのような雌雄ねじ部９，
１０を設けることなく、係合凹凸部１２，１４の係合の
みによってケーシングパイプ６，６を連結するようにし
てもよく、また連結端部７，８において軸線Ｏ方向に上
記雌雄ねじ部９，１０を挟んで係合凹凸部１２，１４と
は反対側に、互いに係合する他の係合凹凸部を形成する
ようにしてもよい。さらに、本実施形態では、互いに連
結される一対のケーシングパイプ６，６のうち、上記先
端側の一方のケーシングパイプ６の後端部に形成された
連結端部７を、上記後端側の他方のケーシングパイプ６
の先端側に形成された連結端部８内に挿入可能とし、上
記連結端部７にスリット１１を形成するとともに係合凹
部１２を形成し、上記連結端部８には係合凸部１４を形
成するようにしているが、これとは逆に、先端側のケー
シングパイプの連結端部に後端側のケーシングパイプの
連結端部を挿入可能としたり、内周側の連結端部外周に
係合凸部を設けるとともに外周側の連結端部内周に係合
凹部を設けるようにしたり、外周側の連結端部にスリッ
トを形成したりしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
削孔内に挿入されるケーシングパイプの連結や削孔から
引き抜かれたケーシングパイプの取り外しを確実かつ容
易に行うことが可能となるとともに、削孔内でのケーシ
ングパイプの脱落を防止することができ、さらには削孔
から引き抜かれて取り外されたケーシングパイプをその
まま他の削孔への挿入に再利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す概略図である。

【図２】 図１に示す実施形態において先端側の一方の
ケーシングパイプ６の連結端部７を示す側断面図であ
る。

【図３】 図２における矢線Ｘ方向視の図である。

【図４】 図１に示す実施形態において後端側の他方の
ケーシングパイプ６の連結端部８を示す側断面図であ
る。

【図５】 図１に示す実施形態の連結端部７，８の雌雄
ねじ部９，１０の軸線Ｏを含む拡大断面図である。

【図６】 図１に示す実施形態において連結端部７，８
が連結された状態を示す側断面図である。

【符号の説明】

１ 掘削工具 ６ ケーシングパイプ ７，８ 連結端部 ９ 雄ねじ部 １０ 雌ねじ部 １１ スリット １２ 係合凹部 １４ 係合凸部 Ｏ ケーシングパイプ６…の中心軸線 ｔ₇ スリット１１…が形成された部分における連結端
部７の肉厚 ｔ₈ 連結端部７のスリット１１…が形成された部分に
対応する部分の連結端部８の肉厚

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久田 仁也 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 削孔内に挿入される円筒状のケーシング
   パイプをその軸線方向に連結するためのケーシングパイ
   プの連結構造であって、互いに連結される一対の上記ケ
   ーシングパイプの連結端部は、一方のケーシングパイプ
   の連結端部が他方のケーシングパイプの連結端部の内周
   に挿入可能とされるとともに、これらの連結端部の少な
   くとも一方には上記軸線方向に向けて延びるスリットが
   形成されており、このスリットが形成された部分におい
   て上記連結端部同士の互いに対向する内外周面には、上
   記軸線方向に係合可能とされた係合凹部と係合凸部とが
   形成されていることを特徴とするケーシングパイプの連
   結構造。
2. 【請求項２】 上記スリットは、上記一方のケーシング
   パイプの連結端部のみに形成されていることを特徴とす
   る請求項１に記載のケーシングパイプの連結構造。
3. 【請求項３】 上記スリットは、このスリットが形成さ
   れる部分において上記一対のケーシングパイプの連結端
   部のうち一方の連結端部のみに形成されるとともに、該
   スリットが形成された部分においては上記一方の連結端
   部の肉厚が他方の連結端部の肉厚よりも小さくされてい
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケ
   ーシングパイプの連結構造。