JP2010185193A - Rotary supporting implement to be attached to excavating equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤等を長距離にわたって横方向に掘削する際に用いられる、掘削装置に取り付ける回転支持具に関する。 The present invention relates to a rotary support attached to a drilling device, which is used when a ground or the like is excavated laterally over a long distance.
近年、高レベル放射性廃棄物を地下深部に処分する研究が実施されており、このための地下研究施設が国内でも2箇所に建設され、さらに炭鉱などの鉱山の地下を利用した研究もおこなわれている。これらの研究は非常に柔らかい堆積岩が対象となっている場合もあり、坑道周辺の岩盤性状調査、水質調査を行う場合、横方向のボーリング掘削が必要となっている。 In recent years, research to dispose of high-level radioactive waste in the deep underground has been carried out, and underground research facilities for this purpose have been built in two locations in Japan, and research using the underground of mines such as coal mines has also been conducted. Yes. In some cases, very soft sedimentary rocks are used in these studies, and in order to investigate rock properties and water quality around a mine shaft, lateral drilling is required.
所望の場所の環境を評価するために地盤に掘削孔を設ける場合、処理部の直下等に延びる掘削孔が必要になる。このため、立坑を設け、立坑から横方向に延びる掘削孔を設けることが従来から実施されている(例えば、特許文献1参照)。横方向に掘削孔を設ける場合、スペースの関係から、切削工具の後端側に複数のロッド部材を連結した装置を用いることが従来から実施されている(例えば、特許文献2参照)。 In order to evaluate the environment of a desired place, when a drilling hole is provided in the ground, a drilling hole extending directly below the processing unit is required. For this reason, providing a shaft and providing an excavation hole extending in the lateral direction from the shaft has been conventionally performed (see, for example, Patent Document 1). In the case where the excavation holes are provided in the lateral direction, it has been conventionally practiced to use an apparatus in which a plurality of rod members are connected to the rear end side of the cutting tool because of space limitations (see, for example, Patent Document 2).
トンネル内からの環境評価のための掘削孔は直径10cm以下の掘削孔であることが多く、安全である範囲やトンネル掘削の影響が及んでいる範囲を明らかにする研究においてはこのような小径の掘削孔を長距離にわたり掘削する必要が生じている。掘削孔が長尺になると、複数のロッド部材を連結して長尺状態になったロッド材が自重によってたわみ、掘削孔の孔壁がロッド部材により削られてしまうことがあった。 Drilling holes for evaluating the environment from inside the tunnel are often 10cm or less in diameter. In research to clarify the safe range and the range affected by tunnel excavation, such a small diameter There is a need to drill long holes. When the excavation hole becomes long, the rod material which is in a long state by connecting a plurality of rod members may bend by its own weight, and the hole wall of the excavation hole may be scraped by the rod member.
このため、限られた径の入り口に対し途中の掘削孔が大径・非円形状になってしまうことがあり、水理、水質試験で設置するゴム製の封止部材(パッカー)による地下水の封止ができなくなると共に、岩盤性状の評価においては予定していた個所に設置する予定であった機器の移動が必要となるなど調査に支障が生じているのが現状であった。 For this reason, the excavation hole in the middle of the entrance with a limited diameter may become a large-diameter / non-circular shape, and groundwater by a rubber sealing member (packer) installed in hydraulic and water quality tests In addition to the inability to seal, the current situation is that the investigation of the rock properties has been hindered by the need to move the equipment that was planned to be installed at the planned location.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、地盤等を長距離にわたって横方向に掘削する際に長尺状態のロッド材の自重によるたわみを抑制することができる、掘削装置に取り付ける回転支持具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and is a rotation support tool attached to an excavation apparatus that can suppress deflection due to the weight of a long rod material when excavating the ground or the like over a long distance in the lateral direction. The purpose is to provide.
上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の掘削装置に取り付ける回転支持具は、掘削刃部材が設けられた掘削手段に長尺状態のロッド材が接続され、前記ロッド材の軸心周りの回転が伝えられることで前記掘削刃部材を掘削回転させ、前記掘削刃部材の回転により長尺の掘削孔を掘削するに際し、前記長尺状態のロッド材の掘削孔内でのたわみを抑制する掘削装置に取り付ける回転支持具であって、前記掘削孔の径よりも小径の回転ロッド部材と、前記回転ロッド部材の外周に相対的に自在に回転するように設けられた筒部材とからなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the rotary support attached to the excavator of the present invention according to claim 1 has a long rod material connected to the excavating means provided with the excavating blade member, and the axis of the rod material. Rotating the excavating blade member by transmitting the surrounding rotation, and suppressing the deflection of the long rod material in the excavating hole when excavating the long excavating hole by rotating the excavating blade member A rotating support member attached to the excavating device, the rotating rod member having a diameter smaller than the diameter of the excavation hole, and a cylindrical member provided so as to rotate relatively freely on the outer periphery of the rotating rod member. It is characterized by that.
請求項1に係る本発明では、掘削孔の内壁に当接した筒部材に対して回転ロッド部材が回転することで、長尺状態のロッド材が掘削孔に支持された状態で掘削回転され、地盤等を長距離にわたって横方向に掘削する際に長尺状のロッド部材の自重によるたわみを抑制することができる。 In the present invention according to claim 1, by rotating the rotating rod member with respect to the cylindrical member that is in contact with the inner wall of the excavation hole, excavation rotation is performed while the long rod material is supported by the excavation hole, When excavating the ground or the like over a long distance in the lateral direction, it is possible to suppress deflection due to the weight of the long rod member.
そして、請求項2に係る本発明の掘削装置に取り付ける回転支持具は、前記筒部材が、軸受を介して前記回転ロッド部材の外周に支持され前記掘削孔の内壁に当接することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the rotary support attached to the excavator of the present invention, wherein the cylindrical member is supported on the outer periphery of the rotary rod member via a bearing and abuts against the inner wall of the excavation hole. .
請求項2に係る本発明では、軸受を介して筒部材が回転ロッドに対して相対的に支持され、筒部材を確実に相対回転させることができる。 In this invention which concerns on Claim 2, a cylinder member is supported relatively with respect to a rotating rod via a bearing, and a cylinder member can be reliably rotated relatively.
また、請求項3に係る本発明の掘削装置に取り付ける回転支持具は、前記軸受は、前記回転ロッド部材の軸方向に間をあけて複数設けられ、前記複数の軸受の軸方向の間における前記回転ロッド部材の外周にはスペーサが設けられていることを特徴とする。 Moreover, the rotation support tool attached to the excavation device of the present invention according to claim 3 is provided with a plurality of the bearings spaced apart in the axial direction of the rotary rod member, and the shaft between the axial directions of the plurality of bearings. A spacer is provided on the outer periphery of the rotating rod member.
請求項3に係る本発明では、スペーサを介して軸方向の複数個所で筒部材を回転ロッド部材に対して相対的に回転支持させることができる。 According to the third aspect of the present invention, the cylindrical member can be rotatably supported relative to the rotating rod member at a plurality of positions in the axial direction via the spacer.
また、請求項4に係る本発明の掘削装置に取り付ける回転支持具は、前記軸受が、メタル軸受であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the rotary support attached to the excavator of the present invention is characterized in that the bearing is a metal bearing.
請求項4に係る本発明では、メタル軸受を用いることで筒部材の回転支持部の径方向の寸法を最小限に抑制することができる。 In this invention which concerns on Claim 4, the dimension of the radial direction of the rotation support part of a cylinder member can be suppressed to the minimum by using a metal bearing.
また、請求項5に係る掘削装置に取り付ける本発明の回転支持具は、前記筒部材には円盤状のフランジ部が設けられ、フランジ部の盤面には流体が流通する流通孔が前記盤面を貫通して形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the rotary support of the present invention attached to the excavator, wherein the cylindrical member is provided with a disc-shaped flange portion, and a flow hole through which fluid flows passes through the disc surface of the flange portion. It is characterized by being formed.
請求項5に係る本発明では、円盤状のフランジ部を掘削孔の内壁に当接させることができ、流通孔により排出流体を流通させることができる。 In the present invention according to claim 5, the disc-shaped flange portion can be brought into contact with the inner wall of the excavation hole, and the discharged fluid can be circulated through the flow hole.
また、請求項6に係る掘削装置に取り付ける本発明の回転支持具は、前記フランジ部は前記筒部材の軸方向に複数設けられ、前記複数のフランジ部の外周にわたり一つの支持筒部材が嵌合していることを特徴とする。 Further, in the rotary support tool of the present invention attached to the excavator according to claim 6, a plurality of the flange portions are provided in the axial direction of the cylindrical member, and one supporting cylindrical member is fitted over the outer periphery of the plurality of flange portions. It is characterized by that.
請求項6に係る本発明では、フランジ部を複数設けて一つの支持筒部材を嵌合させることで、掘削孔の軸方向に対して広い接触面積で支持筒部材を当接させることができ、掘削孔の内壁をフランジ部で削り取ることなく筒部材を回転自在に支持することができる。 In the present invention according to claim 6, by providing a plurality of flange portions and fitting one support cylinder member, the support cylinder member can be brought into contact with a wide contact area with respect to the axial direction of the excavation hole, The cylindrical member can be rotatably supported without scraping the inner wall of the excavation hole with the flange portion.
また、請求項7に係る本発明の掘削装置に取り付ける回転支持具は、前記筒部材の端部と前記回転ロッド部材の間には、前記筒部材の軸方向の移動を規制すると共に前記回転ロッド部材に対して前記筒部材を相対的に自在に回転することのできる規制軸受が設けられ、前記規制軸受にはボーリング掘進時に推進力が載荷されないように、前記回転支持部と前記規制軸受を受ける前記回転ロッド部材との間にわずかな隙間が設けられていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, the rotary support attached to the excavator of the present invention regulates the axial movement of the cylindrical member between the end of the cylindrical member and the rotary rod member, and the rotary rod. A restriction bearing capable of rotating the cylindrical member relatively freely with respect to the member is provided, and the restriction bearing receives the rotation support portion and the restriction bearing so that a propulsive force is not loaded on the restriction bearing during boring excavation. A slight gap is provided between the rotating rod member and the rotating rod member.
請求項7に係る本発明では、筒部材の端部と回転ロッド部材との間に規制軸受が設けられているので、筒部材の端部と回転ロッド部材が軸方向で直接接触することがなく、回転ロッド部材と共に筒部材が連れ回りすることがない。 In the present invention according to claim 7, since the restriction bearing is provided between the end portion of the cylindrical member and the rotating rod member, the end portion of the cylindrical member and the rotating rod member do not directly contact in the axial direction. The cylindrical member does not rotate with the rotating rod member.
本発明の掘削装置に取り付ける回転支持具は、地盤等を長距離にわたって横方向に掘削する際に長尺状のロッド部材の自重によるたわみを抑制することができる。 The rotation support tool attached to the excavation apparatus of the present invention can suppress deflection due to the weight of the long rod member when excavating the ground or the like in the lateral direction over a long distance.
図1には本発明の一実施形態例に係る掘削装置に取り付ける回転支持具の概略状況、図2には回転支持具の断面構造を説明する状況、図3には図2中のIII−III線断面を見た状態を示してある。 FIG. 1 is a schematic view of a rotary support attached to an excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a situation explaining a cross-sectional structure of the rotary support, and FIG. 3 is III-III in FIG. The state when the line cross section is viewed is shown.
図1に示すように、小径で長尺の掘削孔3を掘削する場合、複数のロッド部材8を連結し、複数のロッド部材8の先端に掘削用の掘削部材を備えた装置が使用される。
As shown in FIG. 1, when excavating a long diameter and long excavation hole 3, an apparatus is used in which a plurality of
掘削孔3が長尺になると、複数のロッド部材8を連結した長尺状態のロッド材が自重によってたわみ、中央部の掘削孔3だけがロッド部材8により削られてしまう虞がある。限られた径の入り口に対し途中の掘削孔3が大径・非円形状になってしまうと、封止部材による封止ができなくなると共に、予定していた形状の部位に対する評価手段(作業具)の選定が困難になることが考えられる。
When the excavation hole 3 is long, the long rod material connecting the plurality of
このため、掘削装置4には複数のロッド部材8の任意のロッド部材8の間に接続され、掘削孔3の内壁面に対して長尺状態のロッド材を回転自在に支持する回転支持具21が備えられている。
For this reason, the excavator 4 is connected between
図2、図3に基づいて回転支持具21を説明する。
The
図2に示すように、両端の雄ねじa及び雌ねじbを挟んで回転ロッド部材22が備えられ、回転ロッド部材22の外周には回転支持部材としての筒部材23が独立して回転できるように取り付けられている。回転ロッド部材22の軸心部には軸方向に延びる流体流路31が設けられ、流体流路31はロッド部材8の流体流路と連通して掘削用の水が供給される。
As shown in FIG. 2, a rotating
筒部材23はオイルレスのメタル軸受24を介して回転ロッド部材22に支持され、メタル軸受24は回転ロッド部材22の両端部にそれぞれ2個設けられている。メタル軸受24は高分子油が含有されている無潤滑金属で構成されている。2個のメタル軸受24の間にはスペーサ32が設けられ、スペーサ32を介して間を空けてメタル軸受24が配されている。これにより、軸方向における回転支持部の支持長さが十分に確保されている。
The
スペーサ32を介して2個のメタル軸受24を配することで、軸方向の複数個所で筒部材23を回転ロッド部材22に対して回転支持させることができ、また、メタル軸受24を用いることで筒部材23の回転支持部の径方向の寸法を最小限に抑制して筒部材23を確実に回転自在に支持することができる。
By arranging the two
尚、メタル軸受24は1個もしくは3個以上配することも可能である。
One or three or
図2、図3に示すように、筒部材23には円盤状のフランジ部25が設けられ、フランジ部25は筒部材23の軸方向に2個設けられている。フランジ部25の盤面には流体である排水が流通する流通孔29が盤面を貫通して周方向に複数形成されている。フランジ部25の径は掘削孔3の内径と同程度の径とされている。そして、2個のフランジ部25の外周にわたり一つの支持筒部材26が嵌合し、支持筒部材26が掘削孔3の内壁に当接するようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
支持筒部材26を介して筒部材23が掘削孔3の内壁に当接することで、筒部材23に対して回転ロッド部材22が回転し、筒部材23が回転ロッド部材22に対して相対回転自在に支持された状態にされる。2個のフランジ部25に対して一つの支持筒部材26を嵌合させることで、掘削孔3の軸方向に対して広い接触面積で筒部材23側の部材を当接させることができ、掘削孔3の内壁がフランジ部25で削り取られない状態で筒部材23を回転自在に支持することができる。
When the
尚、フランジ部25を備えた筒部材23を交換することで、掘削孔3の径が変更になった場合に対処することができる。
In addition, it can cope with when the diameter of the excavation hole 3 is changed by replacing | exchanging the
両端の雄ねじa、雌ねじbと筒部材23の端部の間には、筒部材23の軸方向の移動を規制すると共に回転ロッド部材22に対して筒部材23を相対的に回転自在に支持する規制軸受としてベアリング27が設けられている。ボーリング掘進時に推進力が載荷されないように、筒部材23とベアリング27を受ける回転ロッド部材22との間にわずかな隙間が設けられている。
Between the male screw a and female screw b at both ends and the end portion of the
筒部材23の端部と回転ロッド部材22との間にベアリング27が設けられているので、筒部材23の端部と回転ロッド部材22が軸方向で直接接触することがなく、回転ロッド部材22と共に筒部材23が連れ回りすることがない。
Since the
上述した回転支持具21は、複数のロッド部材8の任意のロッド部材8の間に接続され、掘削孔3の内壁に支持筒部材26が当接した状態で掘削が実施される。即ち、支持筒部材26が掘削孔3の内壁に当接して筒部材23により回転ロッド部材22が回転支持された状態で、複数のロッド部材8及び回転ロッド部材22が回転して掘削部材5の掘削回転が実施される。
The
従って、回転支持具21の部位で長尺状態のロッド材が掘削孔3に支持された状態で掘削回転され、地盤等を長距離にわたって横方向に掘削する際に、長尺状態のロッド材の自重によるたわみを抑制することができる。これにより、中央部の掘削孔3だけがロッド材により削られてしまう等で掘削孔3が変形することがなくなり、封止部材等の機器や工具を確実に適用することができる。
Therefore, when the rod material in the long state is excavated and rotated at the site of the
掘削を行う際には、ロッド部材8の流体流路及び回転ロッド部材22の流体流路31を通して図示しない掘削部材に給水が行われ、掘削後の泥水等は、ロッド部材8と掘削孔3の間の隙間、及び、回転支持具21のフランジ部25の流通孔29を流通して外部に排出される。
When excavation is performed, water is supplied to the excavation member (not shown) through the fluid flow path of the
本発明は、地盤等を長距離にわたって横方向に掘削する際に用いられる回転支持具の産業分野で利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized in the industrial field | area of the rotation support tool used when excavating a ground etc. to a horizontal direction over a long distance.
また、本発明は、地盤等を長距離にわたって横方向に掘削し測定機器等を所定の箇所に設置する産業分野で利用することができる。 Further, the present invention can be used in the industrial field in which the ground or the like is excavated in the lateral direction over a long distance and the measuring device or the like is installed at a predetermined location.
3 掘削孔
21 回転支持具
22 回転ロッド部材
23 筒部材
24 メタル軸受
25 フランジ部
26 支持筒部材
27 ベアリング
29 流通孔
31 流体流路
32 スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3
Claims (7)
前記掘削孔の径よりも小径の回転ロッド部材と、
前記回転ロッド部材の外周に相対的に自在に回転するように設けられた筒部材とからなる
ことを特徴とする掘削装置に取り付ける回転支持具。 The long rod material is connected to the excavating means provided with the excavating blade member, and the rotation of the excavating blade member is excavated and rotated by transmitting the rotation around the axis of the rod material. When excavating a long excavation hole, a rotary support attached to an excavation device that suppresses deflection of the long rod material in the excavation hole,
A rotating rod member having a diameter smaller than the diameter of the excavation hole;
A rotation support tool attached to an excavator, wherein the rotation support member comprises a cylindrical member provided so as to rotate relatively freely on an outer periphery of the rotation rod member.
前記筒部材が、軸受を介して前記回転ロッド部材の外周に支持され前記掘削孔の内壁に当接する
ことを特徴とする掘削装置に取り付ける回転支持具。 In the rotation support attached to the excavation device according to claim 1,
A rotation support tool attached to an excavation apparatus, wherein the cylindrical member is supported on an outer periphery of the rotation rod member via a bearing and abuts against an inner wall of the excavation hole.
前記軸受は、前記回転ロッド部材の軸方向に間をあけて複数設けられ、前記複数の軸受の軸方向の間における前記回転ロッド部材の外周にはスペーサが設けられている
ことを特徴とする掘削装置に取り付ける回転支持具。 In the rotation support attached to the excavation device according to claim 2,
A plurality of the bearings are provided in the axial direction of the rotating rod member, and a spacer is provided on the outer periphery of the rotating rod member between the axial directions of the plurality of bearings. Rotating support attached to the device.
前記軸受が、メタル軸受である
ことを特徴とする掘削装置に取り付ける回転支持具。 In the rotation support attached to the excavation device according to claim 3,
The rotary support attached to an excavator, wherein the bearing is a metal bearing.
前記筒部材には円盤状のフランジ部が設けられ、フランジ部の盤面には流体が流通する流通孔が前記盤面を貫通して形成されている
ことを特徴とする掘削装置に取り付ける回転支持具。 In the rotation support attached to the excavation device according to claim 4,
A rotary support tool attached to an excavator, wherein the cylindrical member is provided with a disk-like flange portion, and a flow hole through which fluid flows is formed through the disk surface of the flange portion.
前記フランジ部は前記筒部材の軸方向に複数設けられ、前記複数のフランジ部の外周にわたり一つの支持筒部材が嵌合している
ことを特徴とする掘削装置に取り付ける回転支持具。 In the rotation support attached to the excavation device according to claim 5,
A plurality of the flange portions are provided in the axial direction of the tubular member, and one support tubular member is fitted over the outer periphery of the plurality of flange portions.
前記筒部材の端部と前記回転ロッド部材の間には、前記筒部材の軸方向の移動を規制すると共に前記回転ロッド部材に対して前記筒部材を相対的に自在に回転することのできる規制軸受が設けられ、
前記規制軸受にはボーリング掘進時に推進力が載荷されないように、前記回転支持部と前記規制軸受を受ける前記回転ロッド部材との間にわずかな隙間が設けられている
ことを特徴とする掘削装置に取り付ける回転支持具。
In the rotation support attached to the excavation device according to any one of claims 4 to 6,
Between the end of the cylindrical member and the rotating rod member, the axial movement of the cylindrical member is restricted and the cylindrical member can be rotated relatively freely with respect to the rotating rod member. Bearings are provided,
In the excavator characterized in that a slight gap is provided between the rotation support portion and the rotating rod member that receives the restriction bearing so that no propulsive force is loaded on the restriction bearing during boring excavation. Rotating support to attach.
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