JP2999552B2 - 下降穴式掘削工具 - Google Patents

下降穴式掘削工具

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JP2999552B2 JP3507042A JP50704291A JP2999552B2 JP 2999552 B2 JP2999552 B2 JP 2999552B2 JP 3507042 A JP3507042 A JP 3507042A JP 50704291 A JP50704291 A JP 50704291A JP 2999552 B2 JP2999552 B2 JP 2999552B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、後続する管ケースに先き立ち穴を掘削する
ダウンザホール（下降穴式）掘削工具に関する。この掘
削工具は中央案内ビット、リーマ手段、掘削工具と管ケ
ースを相互に相対的に案内する案内手段及び下降穴式ハ
ンマーに連結させるシャフトを含んでいる。
更に、本発明は本発明に係わる掘削工具の部品である
案内手段と一部材ユニットに関する。
上記形式の公知の掘削工具では、ネジ連結、例えば案
内手段とリーマを支持する部分とのネジ連結が弱点であ
る。それ故に、本発明の目的は上記形式の掘削工具の構
造的設計を、高曲げ力を被る掘削工具部分のネジ連結を
回避する形式の設計で以って提供することにある。ま
た、衝撃エネルギーを伝達するネジ連結部にはエネルギ
ーの損失が常に存在するものである。
本発明の目的は添附図面に規定された下降穴式掘削工
具によって実現される。本発明に係わる掘削工具の三種
の実施例が添附図面を参照して以下に記述されるが、図
11は従来の掘削工具の概要図であり；図１は本発明に係
わる掘削工具の１例の１部断面概要図であって、これは
更にリーマと案内体自体を開示しており；図２は基体部
材の側面図であり；図３は図２のIII−III線に沿った基
体部材の側面図であり；図４は図２のIV−IV線に沿った
切断面図であり；図５は図１のＶ−Ｖ線に沿って眺めた
図であり；図６は本発明に係わる掘削工具の別の択一例
の１部断面概要図であって、これは更に案内体の部品を
個別に開示しており；図７は図６のVII−VII線に沿って
眺めた基体部材の側面図であり；図８は本発明に係わる
掘削工具の更に別の択一例の１部断面概要側面図であ
り；図９は本発明に係わる掘削工具の更に別の択一例の
１部断面概要側面図であり；図10は本発明に係わる掘削
工具の更に別の択一例を開示している。
図11の従来の掘削工具は、案内体Ｉを含み、この案内
体Ｉがこれに一体成形のシャフトIIを有していて、ダウ
ンザホール（下降穴式）ハンマーに連結されるように企
図されている。この案内体Ｉにはこれに穿設されている
ネジ穴に螺合される外ネジ付き差し口（スピゴット）IV
によって案内ビットIIIが連結される。リーマVIが案内
ビットIIIの中間部に回転可能に支持されている。
この従来工具において最も頻度高く生じる損傷は上述
のように差し口IVのネジ破損である。
図１の掘削工具の本発明例は図２〜図４に個別に開示
されている基体部材10を含んでいる。この基体部材10は
一体のユニットを構成するシャフト11と案内ビット12を
含んでいる。シャフト11は軸受部13を有し、これが外周
に沿って壁厚が変動しているリーマ14を支持している。
このリーマ14はシャフト11に対し限定された角度だけ回
動変位する。図１に示すリーマ14は、作用位置にある、
即ちこの位置では管ケース15が掘削工具と共に下降前進
することのできる直径を有する穴を形成するように作用
する。この作用位置とは反対の方向へ掘削工具を回転さ
せることにより、リーマ14は軸受部13に対し限定角度だ
け回動して、管ケース15の中に掘削工具を引き込んで上
昇させることが出来る位置に来る。
シャフト11は案内体17に受け入れられるようになって
いる駆動部16を有している。駆動部16はシャフト11の残
部に対し偏心していて、案内体17は係合偏心凹所18を有
している（図５参照）。従って、案内体17が回転した
時、基体部材10がこれまた案内体17の凹所18と駆動部16
との共働によって回転することになる。
案内体17は外側に肩部19を有し、これが管ケース15の
その内側にある肩部20と共働する。この構成により、管
ケース15は掘削工具が下降前進したときに、下方に向っ
て押下げられる。
案内体17は上方スリーブ部21を有し、これがシャフト
11の外形に相当する内径を有している。このスリーブ部
21は外ネジ22を有し、これが下降穴式ハンマー23の内ネ
ジと螺合する。ハンマー23は図１に点線で表している。
ハンマー23は案内体スリーブ部21の外ネジ22を介して案
内体17に回転を伝える。シャフト11はその終端に減径部
11aを有し、これがシャフト11を下降穴式ハンマー23に
対し相対的に限定された距離だけ軸方向に移動させるの
に利用される。
図１の上部領域には、リーマ14と案内体17の取付順序
が示されている。図１から明らかなように、リーマ14が
先ず最初に取付けられる。リーマ14はその貫通孔の壁か
ら内方へ突出した駆動舌部24を具備している。リーマ14
を偏心駆動部16によって摺動させることが出来るように
するため、この駆動部16は軸方向に延長した溝25を具備
している（図４参照）。勿論、溝25の深さは駆動舌部24
の高さに適合するようにしてある。図１から明らかなよ
うに、溝25はリーマ14が作用位置にあるときに、リーマ
舌部24に対し横方向に一定距離だけ偏倚されている。そ
の理由はリーマが作業位置にあるときに溝25が舌部24と
軸方向の一線上に位置していてはならないからである。
何故ならば、一線上にあれば、偏心駆動部16から駆動舌
部24への衝撃エネルギーの伝達を阻害するからである。
リーマ14はその取付位置において、軸受部13と１部重
複していて、上述のようにリーマ14が軸受部13に対し相
対的に限定角度だけ回転を許容される。この限定角度は
軸受部13の軸方向に延長する二つの肩面部26によって規
定される。
案内体17はリーマ14に続いてシャフト11に押圧され
る。上述のように、偏心駆動部16は案内体17の凹所18に
受け入れられ、この取付位置において案内体17の上方内
部当接面27がシャフト11の偏心駆動部16の上方外部当接
面28に当接する。両当接面27,28は概して半径方向の延
長部を有している。
案内体17の軸孔29はシャフト11の偏心駆動部16より上
方のシャフト部の直径に合致する直径を有している。好
ましくは、軸孔29とシャフト11は相互に摺動可能に係合
している。
リーマ14は通常案内ビット12より早くに摩耗するもの
であるので、リーマ14の取替えが必要となる。取替える
ときは、リーマ14は上述の取付けとは逆の順序に従って
シャフト11から取外される。
図６に示す掘削工具の実施態様は図７に分離して示し
ている基体部材10′を含んでいる。この基体部材10′は
シャフト11′と案内ビット12を有し、両者11′,12が一
体のユニットを構成している。上述の実施態様のよう
に、シャフト11′は縮径部11′ａを有している。
シャフト11′はリーマ14を支持する軸受部13を有し、
この軸受部13とリーマ14は夫々上述の実施態様と同じ構
造と機能を有している。軸受部13の上方部分には溝25′
が形成されている。この溝25は図１−図５に示す実施態
様で述べたものと同じ理由から、リーマ14が作用位置に
あるときにリーマの舌部24に対し横方向に偏倚されてい
る（図６参照）。
シャフト11′は軸方向外側に延びる外側スプラインの
形状の駆動部16′を有している。
案内体17′は、駆動チャックと称する内側部品17′ａ
を含んでおり、これが上方スリーブ部21′を有してい
る。このスリーブ部はシャフト11′の上記第１のスプラ
イン16′と係合する軸方向内側に延びる第２のスプライ
ン18′を具備している。案内体17′の内側部品17′ａが
回転したとき、基体部材10′も上記第１と第２のスプラ
イン16′,18′の共働によって回転することになる。
案内子の内側部品17′ａの上方スリーブ部21′は外ネ
ジ22を有し、これが下降穴式ハンマー23（図６に点線で
表した）の内ネジに係合する。下降穴式ハンマー23はス
リーブ部21′の前記外ネジ22を介してスリーブ部21′に
回転を伝達する。
案内体17′の内側部品17′ａは下方スリーブ部30を有
し、これは外周から突出したカラー部分31を有してい
る。案内体17′は更にスリーブ形状の外側部品17′ｂを
含んでいる。外側部品17′ｂの下部は内側部品17′ａと
外側部品17′ｂの取付け状態でカラー部31に当接する内
側肩部32を具備している。外側部品17′ｂは図１−図５
に示す実施態様に述べたものに対応する態様で管ケース
に係合する。
リーマ14と案内体17′をシャフト11′に取付けるとき
は、リーマ14を最初に取付け、リーマの舌部24がシャフ
ト軸受部13の上方部分に設けた溝25′を通じて軸受部13
の上方部分を通り越すようにする。次いで、外側部品1
7′ｂを取付け、最後に内側部品17′ａを取付ける。両
部品17′a,17′ｂは互いに摺動嵌合する。この構成は外
側部品17′ｂが内側部品17′ａに対し小距離だけ摺動降
下することを可能にする。この外側部品の降下移動は泥
や切り粉がリーマ14と案内体17′の間に侵入するのを阻
止することが出来る。
しかしながら、請求の範囲内で、内側部品17′ａと外
側部品17′ｂを溶接や螺着によって互いに連結させるこ
とができる。
図８に示す掘削工具例はシャフト11′と案内ビット12
を含む基体部材10″を含んでおり、シャフト11″とビッ
ト12は一体のユニットを構成している。上述の第１と第
２の例にあるように、シャフト11″は縮径部11aを有し
ている。
シャフト11″は軸方向に延びる外側スプラインの形状
の駆動部16″を有している。この駆動部16″は下降穴式
ハンマー（図示省略）に取付けたビットスリーブの内側
スプラインと共働する。
駆動部16″と案内ビット12との間において、シャフト
11″は外ネジ部33を有し、これがシャフト11″へ案内体
17″を着脱可能に取付けるために案内体17″の内ネジと
係合する。案内体17″は外側肩部19″を有し、これが管
ケースを下方に駆動するために管ケースの内側肩部と共
働する。
シャフト11″は、その外ネジ部33と案内ビット12との
間において、リーマ14を支持する軸受部13を有してい
る。軸受部13とリーマ14は上述の実施態様と同じ構造と
機能を基本的に有している。軸受部13の上方部分には軸
方向溝（図８においては見えない）が形成されており、
これによってリーマ14の舌部24がリーマの取付け、取外
しに際し軸受部の上方部分を通り越せるようにしてあ
る。
図９の実施例は図６と図７に係わる実施例と実質的に
同じ構造の基体部材を有している。リーマ14は前述の他
の実施例のリーマ14と同じ基本的構造のものである。
案内手段は基体部材10のスプライン16と共働する
ような内側構造を有する駆動チャック17ａを含んでい
る。この駆動チャック17ａは下降穴式ハンマーに対し
標準仕様のものである。案内手段の案内部材17ｂは下
降穴式ハンマーのピストンケース23に形成された凹所34
に位置し、案内部材17ｂの下端が駆動チャック17ａ
の肩部35に当接している。
案内部材17ｂには外周肩部36が設けられ、これがケ
ース受け金／管ケース組立体15と共働し、この肩部36
がこの組立体15を掘削中に掘削工具と共に降下させ
る。
図10の実施例は前述の他の実施例と基本的に同じ構造
の基体部材、案内ビット12及びリーマ14を有している。
駆動チャック17′は、切り粉が駆動チャック17′と
管ケース15′の間を通る空隙を確保するために八角形
になっている。
図10の下降穴式ハンマーのピストンケース23はその
軸方向に延びる螺旋リブ37を具備している。この構成に
よりピストンケース23′は管ケース15′の案内手段
として作用する。
この関係から、図10の例ではドリル工具／下降穴式ハ
ンマーが掘削中に管ケース15′を前進降下させる手段
を何ら有していないことが指摘されるべきである。管ケ
ースに降下動作と回転動作を与えるために、所謂二重回
転ドリルリグ、すなわち管ケース15′に回転と降下圧
を与えるリグが用いられる。
上述の全ての実施例は軸受部に対し相対的な所定角度
だけ回転するリーマを有する下降穴式掘削工具に向けら
れている。しかし、本発明の思想はリーマと案内ビット
を一体のユニットとして有している型式の下降穴式掘削
工具にも適用出来る。
上述の実施例では、シャフトと案内ビットは一体のユ
ニットを構成すると述べている。しかし、本発明の思想
の範囲でシャフトと案内ビットが個別の部品であるが、
相互に例えば摩擦溶接によって連結されている、構造を
有することができ、即ち組立てられたユニットが、一体
ユニットと等価な構造と機能を有することも可能であ
る。この理由から請求項１に「一部材ユニットを構成し
て、シャフトと案内ビットが互いに離脱出来ない」とい
う表現が使用されている。
また、その他の形態でも本発明は請求の範囲内で自由
に変更することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤンソン，チェル―オベ スウェーデン国，エス―811 37 サン ドビッケン，バルホブスベーゲン 136 ベー (72)発明者 オスベルグ，ベント スウェーデン国，エス―803 21 ゲー ブル，エン コープマンガタン 42 エ ー (56)参考文献 米国特許3416616（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21B 10/40

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】後続する管ケース（15）に先立って穴を掘
    削する下降穴式掘削工具であって、中央案内ビット（1
    2）と、リーマ手段（14）と、掘削工具と前記管ケース
    （15）とを相互に対し案内する案内手段（17;17′;1
    7″;17;17′,37）と、下降穴式ハンマーに連結され
    るシャフト（11;11′;11″;11）とを含んでいる掘削
    工具において、前記シャフト（11;11′;11″;11）と
    案内ビット（12）が一部材のユニットを構成し前記シャ
    フト（11;11′;11″;11）と前記案内ビット（12）と
    が相互に分離できないようにしていることを特徴とする
    下降穴式掘削工具。
  2. 【請求項２】リーマ手段（14）がシャフト（11;11′;1
    1″;11）に取外し自在に取付けられた別体の要素であ
    ることを特徴とする請求項１に記載の掘削工具。
  3. 【請求項３】シャフト（11;11′;11″;11）には前記
    リーマ手段（14）を取付け又は取外す時リーマ手段（1
    4）の駆動舌部（24）と係合する軸方向に延びる溝（2
    5）が設けられていることを特徴とする請求項２に記載
    の掘削工具。
  4. 【請求項４】案内手段（17;17′;17″）がシャフト（1
    1;11′;11″）に取外し自在に取付けられていることを
    特徴とする請求項１から３のうちの１項に記載の掘削工
    具。
  5. 【請求項５】軸方向の案内手段（17′;17;17′）が
    下降穴式ハンマーのピストンケース（23）と重なってい
    ることを特徴とする請求項１から３のうちの１項に記載
    の掘削工具。
  6. 【請求項６】下降穴式掘削工具に含まれる一部材のユニ
    ットであって、前記掘削工具が後続する管ケース（15）
    に先だって穴を掘削するようになっており、前記掘削工
    具が、中央案内ビット（12）と、リーマ手段（14）と、
    掘削工具と前記管ケース（15）とを相互に対し案内する
    案内手段（17;17′;17″;17;17′）と、下降穴式ハ
    ンマーに連結されるシャフト（11;11′;11″;11）と
    を含んでいる、一部材のユニットにおいて、前記シャフ
    ト（11;11′;11″;11）と案内ビット（12）とが前記
    一部材のユニットを構成し、前記シャフト（11;11′;1
    1″;11）と前記案内ビット（12）とが相互に対し分離
    できないようにしていることを特徴とする一部材ユニッ
    ト。
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