JP2663156B2 - ダウンザホールドリル - Google Patents

ダウンザホールドリル

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JP2663156B2
JP2663156B2 JP63270274A JP27027488A JP2663156B2 JP 2663156 B2 JP2663156 B2 JP 2663156B2 JP 63270274 A JP63270274 A JP 63270274A JP 27027488 A JP27027488 A JP 27027488A JP 2663156 B2 JP2663156 B2 JP 2663156B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ボーリンク用ドリルロッドの先端に装着
し、圧気で駆動して給進するダウンザホールドリルに関
するものである。
[従来の技術] 従来のダウンザホールドリルは第3図に示すように先
端の1本のビット2で掘削するようになっており、ドリ
ルロッド7先端にテーパねじ部1aで連結され、チェック
バルブ3を通りハンマー4を前後に駆動してビット2を
打撃したエアーは、前記ビット2の軸心に設けた排気孔
2aを経てビット2先端に出て、掘削した土砂や岩盤の粉
をケーシング6外側と掘削孔(鎖線)5内壁及びこれに
接続して地上まで延設したドリルロッド7外側と掘削孔
(図示せず)内壁との隙間を通り地上へ排出する。
ダウンザホールドリルを駆動する気圧は、ドリルロッ
ド7の上端に接続した地上のエアースイベル(図示せ
ず)に連結したエアーホースからエアーコンプレッサに
より供給され、前記ドリルロッド7は地上に据え付けた
掘削機により回転・給進される。
[発明が解決しようとする課題] しかるに、前記従来のダウンザホールドリルは、パイ
ロット孔掘削等の通常掘削に用いられるものであって、
コアリング及び拡孔の各工法を実施する場合にはそれぞ
れ別々の装置を使用しなければならなかった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、軸心に中
空部を有するスリーブを貫設させることにより一部の部
品を交換するのみで通常掘削、コアリング及び拡孔を行
うことができるダウンザホールドリルを提供することを
目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明のダウンザホールド
リルは、シリンダー10内に円筒状ハンマー18を往復摺動
可能に有する打撃装置1と、 前記シリンダー10の先端部に所定のストローク往復動
可能に取り付けられて前記ハンマー18からの打撃力を受
ける円筒状ビッド15と、 前記シリンダー10の後端部にリング21およびシリンダ
ーカラー20を介して取り付けられる給気路部材30と、 後端が前記給気路部材30に接続し、前記シリンダーカ
ラー20,リング21および円筒状ハンマー18を貫挿し、先
端が円筒状ビット18に挿入して、その挿入間隙に排気用
通路15aを形成する内挿スリーズ12と、 前記シリンダーカラー20に穿設され、前記円筒状ハン
マー往復動切り換え手段9a乃至9dに連通する第1の入気
孔13と、 前記給気路部材30に穿設され、この給気路部材30に連
結されるドリルロッド17の給気孔17cと前記第1の入気
孔13とを連通する第2の入気孔30aとを具備し、 前記ドリルロッド17は、外管17aと内管17bの二重管で
構成され、外管17aと内管17bとの間が給気通路に、内管
17b内が排気通路となる通常掘削およびコアリング時の
構成と、 これを拡径掘削時には前記打撃装置1を前後逆にして
使用し、かつその場合の取り替え手段として、 前記円筒状ビット15と取り替える吐出孔41が穿設され
た円筒状拡孔ビット40と、 前記給気路部材30と取り替える別の給気路部材45と、 前記拡孔ビット40,円筒状ハンマー18,リング21および
シリンダーカラー20を貫通し、先端が前記給気路部材45
に嵌入する、前記内挿スリーブ12と取り替える別の内挿
スリーブ50と、 前記給気路部材45に穿設され、前記内挿スリーブ50内
と前記シリンダーカラー20の第1の入気孔13とを連通す
る第2の入気孔45aとを具備し, ドリルロッド17Aは単管で前記内挿スリーブ50に連結
されることを特徴とする。
[作 用] 通常掘削及びコアリング時においては、ハンマー作動
後の排気をケーシングの中空部に吐出させることにより
中空部先端部に負圧を生じ、これによりビット先端より
掘削土砂を吸引する。拡孔時には、ハンマーを逆方向に
作動させて拡孔ビットを打撃し、引寄拡孔を行う。ま
た、ハンマー作動後の排気は拡孔ビット前面に吐出され
る。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図(a)、(b)は通常掘削及びコアリング時の
状態を示し、第2図は拡孔時の状態を示している。
まず、通常掘削及びコアリング用に装備したダウンザ
ホールドリルを説明する。
図中、打撃装置1は、シリンダーケース8とこれに嵌
め込まれたシリンダーライナー9からなるシリンダー10
と、このシリンダー10内に往復摺動可能に保持された円
筒状ハンマー18と、シリンダー10の一側を覆うシリンダ
ーカラー20と、このシリンダーカラー20と円筒状ハンマ
ー18との間にあってシリンダー室22を形成するリング21
とで構成される。
前記シリンダーカラー20には第1の入気孔13が穿設さ
れ、この第1の入気孔13は、リング21に設けた孔とシリ
ンダーライナー9の孔9eとシリンダーケース8の通気孔
8aを介して、シリンダーライナー9の孔9a〜9d、円筒状
ハンマー18の孔18a〜18cからなる円筒状ハンマー往復動
切り換え手段と連通されている。
シリンダー10のシリンダーカラー20と反対の側には、
円筒状ビット15が所定のストローク往復摺動可能に取り
付けられ、シリンダー室19の側面を塞ぐとともに円筒状
ハンマー18からの打撃力を円筒状ビット15の後端が受け
るようになっている。
13は一端を後述する連結部材(給気路部材)30を介し
て二重管のドリルロッド17に連結され、他側を前記打撃
装置1に前記シリンダーカラー20とリング21とに挿入し
て取り付けられた内挿スリーブで、この内挿スリーブ13
は、更に、前記円筒状ハンマー18に貫挿し、円筒状ビッ
ト15に挿入してその挿入間隙に排気用通路15aを形成し
ている。
この排気用通路15aの先端側の内挿スリーブ13には、
外周から排気孔11bに向けて後方側に斜めの吐出口14が
穿孔され、その出口にはシリンダー室19への土砂等の侵
入を防ぐ為のチェックバルブ14aが取り付けられてい
る。11cは円筒ビット15に開口した吸気孔で、掘削によ
り生じる土砂等を排気流によって吸引する為のものであ
る。
前記第1の入気孔13は吸気路部材(連結部材)30の第
2の入気孔30aを介して二重管ドリルロッド17の外管17a
と内管17bとの間の隙間に形成された吸気路17cと連通
し、図示しない地表のコンプレッサーのレシーバタンク
とエアースイベルを介して連結されている。前記吐出孔
14は軸心を通る前記吸気孔11aと連通した排気孔11bの入
口でゴム製のチェックバルブ14aを通り二重管ドリルロ
ッド17方向に傾斜状に開放され、それぞれの打撃装置か
ら吐出するエアーが排気孔11bを通り、二重管ドリルロ
ッド17の内管17b内を経て地上に排出するようになって
いる。そして、前記排気孔11bを通るエアーの流速によ
り、吸気孔11aに負圧を生じ、吸気口11cからビット15で
掘削した土砂を吸い込むようになっている。
この通常掘削及びコアリング用ダウンザホールドリル
の作動を説明する。
第1図(a)において、地表の図示しないコンプレッ
サーのレシーバタンクからの圧気は二重管ドリルロッド
17の内管17bと外管17aの間の給気路17cを通って第2の
入気孔30a及び第1の入気孔13を経て打撃装置1に入
る。該打撃装置1に入った圧気は打撃装置1のシリンダ
ーライナー9の孔9eを経てシリンダーケース8の内側に
刻設した通気孔8a→シリンダーライナーの孔9b→ハンマ
ー18外周に刻設した通気孔18a→孔9c→通気孔8b→孔9d
の順に通りハンマー18左端のシリンダー室19に入るので
ハンマー18は第1図(a)において右方に動く。
このハンマー18の移動により、ハンマー18の右方のシ
リンダー室22の空気は、ハンマー18内周に刻設した通気
孔18d及びビット15内周に刻設した排気用通路15aを通り
吐出孔14からチェックバルブ14aを経て排気孔11bに吐出
される。
ハンマー18が第1図(b)の如く右端に達すると、通
気孔9bの出口がハンマー18の外周面で遮断される一方、
通気孔9aがハンマー18に穿設されている通気孔18bと孔1
8cを介して連通するので、シリンダーケース8内側の通
気孔8aからの圧気はハンマー18右側のシリンダー室22に
流入する。この空気のシリンダー室22への流入により前
記ハンマー18は左方に移動してビット15の基端を打撃
し、ビット15先端のチップ15bが掘削面に衝撃力を加え
る。このように地表よりの圧気の供給を続けることによ
りハンマー18は前述の如き往復動の動作を繰り返すが、
地表のボーリング機によりダウンザホールドリルに回転
と給進を与えることにより掘削が行われる。
次に、拡孔用の装備をしたダウンザホールドリルを説
明する。
水平掘削工法(例えば、ロックモール工法)におい
て、パイロット孔掘削後の引寄拡孔時には、前記通常掘
削及びコアリングに用いたダウンザホールドリルを二重
管のドリルロッド17から取り外し、第2図に示す拡孔用
のダウンザホールドリルに装備しなおす。
先ず、取り外した通常掘削及びコアリングに用いたダ
ウンザホールドリルのシリンダーケース8のねじ部8cに
取り付けられた取付けスリーブ15cを外して、この取付
けスリーブ15cとこの取付けスリーブ15cが軸線方向に摺
動自在に保持するビット15とを取り外す。
また、シリンダーケース8のもう一方のねじ部8dに取
り付けられた連結部材(給気路部材)30も取り外す。
つぎに、打撃装置1を前後逆にして通常掘削及びコア
リング用のビット15を取り付けてあったシリンダーゲー
ス8のねじ部8cに、円筒状拡孔ビット40を軸線方向に摺
動自在に保持する取付けスリーブ40bをねじ込んで取り
付け、パッキン19aをシリンダーケース8との間に挟ん
で再びシリンダー室19を形成し、円筒状拡孔ビット40の
後端面をハンマー18と当接して打撃を受けるようにす
る。
連結部材(給気路部材)30を取り付けてあったシリン
ダーケース8のねじ部8dには、給気路部材45を取り付け
てシリンダーカラー20の第1の入気孔13と第2の入気孔
45aとを連通させる。前記給気路部材45の中心ねじ部45b
には内挿スリーブ50の先端をねじ込んで取り付け、この
内挿スリーブ50を打撃装置1に取り付けた状態にし、か
つ、円筒状ビット40、ハンマー18、リング21、シリンダ
ーカラー20に貫挿させる。
上記拡孔ビット40の内周には通気孔40aが刻設され、か
つこの通気孔40aとビット40の前面とを連通する吐出孔4
1が穿設されている。給気路部材45には、シリンダケー
ス8の入気孔13に連通する入気孔45aが穿設されてい
る。また、内挿スリーブ50には前記第2の入気孔45aに
連通する入気孔50aが軸心に貫設され、その基端はドリ
ルロッド17Aに連結される。このドリルロッド17Aには、
中心に給気路17dが貫通しており、図示しない地表のコ
ンプレッサーのレシーバタンクとエアースイベルを介し
て連結されている。
この拡孔用のダウンザホールドリルの作動を説明す
る。ドリルロッド17Aを通って送られた圧気は、内挿ス
リーブ50の入気孔50a及び給気路部材45の第2の入気孔4
5aを経て打撃装置1の第1の入気孔13に入る。前記圧気
のその後の経路及びハンマー18の作動は、第1図の前記
通常掘削及びコアリング用装置と同様であるが、シリン
ダーケース8は前後反転してあるので、ハンマー18が第
2図において右方へ移動したときに拡孔ビット40を打撃
するようになっている。また、排気はビット40の通気孔
40a及び吐出孔41を通ってビット40の前面に排出され
る。上記のようにビット40で拡孔面を打撃しながらダウ
ンザホールドリルを右方へ引き寄せることにより拡孔が
行われる。
[発明の効果] 以上の如く本発明では、軸心に中空部を有する内挿ス
リーブを貫設することにより主要な部品である打撃装置
は同一のものを使用し、付髄的な一部の部品を交換する
ことにより、通常掘削、コアリング及び拡孔の各工法を
実施することが可能となり、部品の削減と、コストの低
減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施例を示し、第1図
(a)、(b)はそれぞれ通常掘削及びコアリング時、
第2図は拡孔時の状態をそれぞれ示す縦断面図、第3図
は従来のダウンザホールドリルの縦断面図である。 1……打撃装置 9a〜9d、18a〜18c……円筒状ハンマー往復動切り換え手
段 10……シリンダー 12、50……内挿スリーブ 13……第1の入気孔 15、40……円筒状ビット 15a、40a……排気用通路 17、17A……ドリルロッド 17a……外管 17c、17d……給気孔 18……円筒状ハンマー 20……シリンダーカラー 30a、45a……第2の入気孔 30、45……給気路部材

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダー10内に円筒状ハンマー18を往復
    摺動可能に有する打撃装置1と、 前記シリンダー10の先端部に所定のストローク往復動可
    能に取り付けられて前記ハンマー18からの打撃力を受け
    る円筒状ビッド15と、 前記シリンダー10の後端部にリング21およびシリンダー
    カラー20を介して取り付けられる給気路部材30と、 後端が前記給気路部材30に接続し、前記シリンダーカラ
    ー20,リング21および円筒状ハンマー18を貫挿し、先端
    が円筒状ビット18に挿入して、その挿入間隙に排気用通
    路15aを形成する内挿スリーズ12と、 前記シリンダーカラー20に穿設され、前記円筒状ハンマ
    ー往復動切り換え手段9a乃至9dに連通する第1の入気孔
    13と、 前記給気路部材30に穿設され、この給気路部材30に連結
    されるドリルロッド17の給気孔17cと前記第1の入気孔1
    3とを連通する第2の入気孔30aとを具備し、 前記ドリルロッド17は、外管17aと内管17bの二重管で構
    成され、外管17aと内管17bとの間が給気通路に、内管17
    b内が排気通路となる通常掘削およびコアリング時の構
    成と、 これを拡径掘削時には前記打撃装置1を前後逆にして使
    用し、かつその場合の取り替え手段として、 前記円筒状ビット15と取り替える吐出孔41が穿設された
    円筒状拡孔ビット40と、 前記給気路部材30と取り替える別の給気路部材45と、 前記拡孔ビット40,円筒状ハンマー18,リング21およびシ
    リンダーカラー20を貫通し、先端が前記給気路部材45に
    嵌入する、前記内挿スリーブ12と取り替える別の内挿ス
    リーブ50と、 前記給気路部材45に穿設され、前記内挿スリーブ50内と
    前記シリンダーカラー20の第1の入気孔13とを連通する
    第2の入気孔45aとを具備し, ドリルロッド17Aは単管で前記内挿スリーブ50に連結さ
    れることを特徴とするダウンザホールドリル。
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