JP3948653B2 - Information / power transmission device for drilling machine and information / power transmission drilling tube unit for use in the same - Google Patents

Information / power transmission device for drilling machine and information / power transmission drilling tube unit for use in the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜計等の検出器を有する掘削装置に使用される掘削ロッドなどの、信号伝送用管装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
掘削装置で地面を掘削するに際しては、複数の掘削ロッドを順次連結し、連結した掘削ロッドの先端に検出器を設ける工法がある。検出器を設けるのは、検出器で得た値を基に、掘削を制御するためであるが、例えば、地面を垂直に掘削するために検出器として傾斜計を設け、この傾斜計で得た値を信号に変換し、この信号を掘削ロッド本体内に設けた信号伝送用のケーブルを介して地上に伝送し、この伝送されてきた信号を基に掘削ロッドの傾斜角を垂直に調整する、ということが行われている。そして、このように信号伝送用のケーブルを掘削ロッド本体内に通すと、掘削ロッドを連結する際には、当然、ケーブルも接続しなければならなくなる。
【0003】
そこで、このケーブルを接続するための方法であるが、これには、非接触式電送器やメタルコンセントを用いてケーブル間を電気的に接合する方法が一般に知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、まず、非接触式電送機を用いる方法は、特に、連結作業を頻繁に行う場合、両端子間の間隙を適正に保つことができず、したがって、信号の精度が低下してしまうとの問題がある。
【0005】
又、メタルコンセントを用いる方法は、メタルコンセントの接続を、管装置の直下で、しかも、手作業で行うことになるために、危険な上、作業時間がかかるといった問題がある。
【0006】
さらに、これらの方法は、いずれにおいても、複数の電路を形成しようとすると削孔ロッドの構造や電気システムが複雑になってしまうとの問題もある。
【0007】
そこで、本発明の課題は、複数の電路を形成せずに情報の伝送および電力供給の両方を可能とし、削孔ロッドの構造や電気システムの簡素化を図るとともに、良好な導通を可能としながらも簡易に連結することができるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
<請求項1記載の発明>
ベースマシンによって削孔ロッドを支持する形態の削孔機を用いて削孔を行うにあたり、削孔ロッド内に設けられた計測機器と、ロッド外に設置した電源装置および受信装置とをロッド内を通る単芯ケーブルを介して接続し、スペクトラム拡散変調方式によって計測機器から受信装置への情報の伝送および電源装置から計測機器への電力の供給を共通の単芯ケーブルを介して行う、削孔機における情報・電力伝送装置であって、
前記削孔ロッドは、両端部内に設けられたコネクタとこれらコネクタ間を繋ぐ単芯ケーブルとを有する複数のロッドユニットからなり、このロッドユニットを長手方向に順次連結することによって各ロッドユニットのコネクタ相互が自動的に接続されるように構成されており、
前記計測機器はケースに内装された状態で前記削孔ロッド内に設けられており、かつこのケースは球状スペーサーを介してロッド内壁に対して離間保持されており、
前記電源装置と前記計測機器とを繋ぐアース電路が、前記削孔ロッドの管壁、前記球状スペーサーおよび前記ケースを介して形成されるように構成されている、
ことを特徴とする削孔機における情報・電力伝送装置。
【0009】
(作用効果)
本発明は、削孔ロッドが一重管の場合でも、またケーブル保護のために二重管以上の多重管とされている場合でも適用できるものである。いずれにせよ、本発明では、スペクトラム拡散変調方式によって計測機器から受信装置への情報の伝送および電源装置から計測機器への電力の供給を共通の単芯ケーブルを介して行う。したがって、複数の電路を形成せずに情報の伝送および電力供給の両方が可能となるため、削孔ロッドの構造や電気システムの簡素化を図ることができる。
【0010】
しかも、本発明の削孔ロッドは、両端部内に設けられたコネクタとこれらコネクタ間を繋ぐ単芯ケーブルとを有する複数のロッドユニットからなり、このロッドユニットを長手方向に順次連結することによって各ロッドユニットのコネクタ相互が自動的に接続されるように構成されているから、信号の精度を低下させることなく簡易に連結することができるようになる。
また、計測機器は防塵・防水の観点からケースに収納するのが好ましい。この場合、電源装置と計測機器とを繋ぐアース電路はケースを介して削孔ロッドの管壁にとることができる。しかし、ケースを削孔ロッドに直接接触して導通を図った場合、削孔ロッドが地盤挿入過程で意図的または自然に曲がったとき、ケースが破壊したり、上記接触部分が解離しアース電路が遮断されてしまったりするおそれがある。
本発明は、かかる問題点を解決するものでもある。本発明では、計測機器を収納するケースが球状スペーサーを介してロッド内壁に対して離間保持されており、しかもこの球状スペーサーがケースと削孔ロッドの管壁とを繋ぐアース電路を形成する。したがって仮に削孔ロッドの曲がりがあっても、計測機器を収納したケースは球状スペーサーとの接触を維持したままその球面に沿って移動することができ、アース電路が導通状態に維持され、ケースの破壊も生じ難くなる。
【0011】
<請求項2記載の発明>
前記電源装置は直流電力を供給するものであり、電源装置と計測機器とを繋ぐプラス電路が前記ケーブルを介して形成され、電源装置と計測機器とを繋ぐアース電路が前記ベースマシンのボディ、前記削孔ロッドの管壁、前記球状スペーサーおよび前記ケースを介して形成されるように構成された、請求項1記載の削孔機における情報・電力伝送装置。
【0012】
(作用効果)
電源装置と計測機器とを繋ぐアース電路は削孔ロッドを介して形成すると、別途ケーブルを設ける必要がなくなる。この場合、回転する削孔ロッドから回転しない外部の電源装置に対してアース電路をどのように形成するかが問題となる。このために削孔ロッド基端にスリップリングを設けることが従来から行われており、本発明でもこの構成を採ることはできる。しかし、より好適には本請求項2記載のように、スリップリングを介さず、削孔ロッドと電通状態にあるベースマシンのボディを介して電源装置へのアース電路を形成すると、装置構成の簡素化を図ることができるためが好ましい。
【0013】
<請求項3記載の発明>
前記ロッドユニットは、管体とこの管体内に備わる単芯ケーブルとを有し、長手方向に順次連結することによって、単芯ケーブル相互が接続されたより長い一体管を形成する情報・電力伝送用削孔管ユニットであって、
一方の端部がオス継手部とされ且つ他方の端部がメス継手部とされるか、或いは両端部がオス継手部若しくはメス継手部とされたものであり、
前記オス継手部は、当該継手部内に固設されたオスホルダを有しており、このオスホルダは開口部側に突出するオスホルダ凸部と、このオスホルダ凸部によって支持され且つオスホルダ凸部の先端から更に突出するように構成されたオス電極とを含むものであり、
前記メス継手部は、当該継手部内に固設されたメスホルダを有しており、このメスホルダは、連続する基端側筒状部及び先端側筒状部と、このメスホルダの基端側筒状部内に収容されたメス電極とを含むものであり、
前記オスホルダ凸部の外周面および前記メスホルダの先端側筒状部の内周面の少なくとも一方にリング状シール部材が設けられており、
一方の継手部内の電極と他方の継手部内の電極とは管体内を通る前記単芯ケーブルを介して常に電通状態にあるものとされており、
他の削孔管ユニットとの連結時において、一方の削孔管ユニットのオス電極が他方の削孔管ユニットのメス電極内に自動的に嵌合して電通状態となり、かつこのとき前記オスホルダ凸部の外周面と前記メスホルダの先端側筒状部の内周面とが前記リング状シール部材を介して液密に密着され、前記嵌合されたオス電極およびメス電極の両者が前記オスホルダ、リング状シール部材およびメスホルダによって囲まれる空間内に自動的に密閉されるように構成されている、請求項1または2記載の削孔機における情報・電力伝送装置。
【0014】
(作用効果)
請求項4記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【0015】
【0016】
<請求項4記載の発明>
管体とこの管体内に備わる単芯ケーブルとを有し、長手方向に順次連結することによって、単芯ケーブル相互が接続されたより長い一体管を形成する情報・電力伝送用削孔管ユニットであって、
一方の端部がオス継手部とされ且つ他方の端部がメス継手部とされるか、或いは両端部がオス継手部若しくはメス継手部とされたものであり、
前記オス継手部は、当該継手部内に固設されたオスホルダを有しており、このオスホルダは開口部側に突出するオスホルダ凸部と、このオスホルダ凸部によって支持され且つオスホルダ凸部の先端から更に突出するように構成されたオス電極とを含むものであり、
前記メス継手部は、当該継手部内に固設されたメスホルダを有しており、このメスホルダは、連続する基端側筒状部及び先端側筒状部と、このメスホルダの基端側筒状部内に収容されたメス電極とを含むものであり、
前記オスホルダ凸部の外周面および前記メスホルダの先端側筒状部の内周面の少なくとも一方にリング状シール部材が設けられており、
一方の継手部内の電極と他方の継手部内の電極とは管体内を通る前記単芯ケーブルを介して常に電通状態にあるものとされており、
他の削孔管ユニットとの連結時において、一方の削孔管ユニットのオス電極が他方の削孔管ユニットのメス電極内に自動的に嵌合して電通状態となり、かつこのとき前記オスホルダ凸部の外周面と前記メスホルダの先端側筒状部の内周面とが前記リング状シール部材を介して液密に密着され、前記嵌合されたオス電極およびメス電極の両者が前記オスホルダ、リング状シール部材およびメスホルダによって囲まれる空間内に自動的に密閉されるように構成されている
ことを特徴とする情報・電力伝送用削孔管ユニット。
【0017】
(作用効果)
本発明は、管体が一重管の場合でも、またケーブル保護のために二重管以上の多重管とされている場合でも適用できるものであり、上記のような、スペクトラム拡散変調を利用した削孔機における情報・電力伝送装置に好適に使用できるものである。
【0018】
本発明の情報・電力伝送用削孔管ユニットでは、他の削孔管ユニットとの連結時において、一方の削孔管ユニットのオス電極が他方の削孔管ユニットのメス電極内に自動的に嵌合して電通状態となる。このように雄雌関係をもって嵌合連結することで、精度低下のない確実な連結ができる。
【0019】
また、特に本発明では、他の削孔管ユニットとの連結時に、オス電極およびメス電極の両者がオスホルダおよびメスホルダによって囲まれる空間内に自動的に密閉されるように構成されている。したがって、削孔機の削孔ロッドのように、削孔水等の電気伝導性を有する液体を管内を通して流通させる場合に特に適しており、当該液体を介してのショートや電極の汚れ等が発生しにくいものである
【0020】
<請求項5記載の発明>
内部に、電気伝導性を有する液体が流通されるものである、請求項4記載の情報・電力伝送用削孔管ユニット。
【0021】
(作用効果)
液体を介してのショートが発生しにくくなる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳説する。
<削孔機における情報・電力伝送装置について>
図1は、ベースマシン1Bによって削孔ロッド2を支持する一般的な形態の削孔機1に、本発明に係る情報・電力伝送装置を組み込んだものである。なお、符号1Mは削孔ロッド2の回転駆動源である。
【0023】
削孔ロッド2の先端部内には計測機器3が内装されており、一方、ベースマシン1Bの近傍には受信装置4および電源装置5が設置されており、これらが削孔ロッド2の基端に接続されたスリップリング4Sおよびロッド内を通る単芯ケーブル2cを介してそれぞれ接続されている。図示しないが、計測機器3および受信装置4はスペクトラム拡散変調方式による通信のためにインピーダンスマッチング回路や変復調回路など公知の構成をそれぞれ有している。
【0024】
電源装置5は計測機器3に対して直流電力を供給するものであり、簡易には鉛蓄電池等のバッテリーを使用することができる。電源装置5のプラス側および受信装置4の入出力端子はそれぞれケーブル5c、4cを介してスリップリング4Sの共通の電路に接続されており、このスリップリング4Sを介して削孔ロッド2内の共通の単芯ケーブル2cと常時導通状態とされる。
【0025】
他方、削孔ロッド2は、両端部内に設けられたコネクタc1、c2とこれらコネクタ間を繋ぐ単芯ケーブル2cとを有する複数のロッドユニット2uから主に構成されており、ロッドユニットを長手方向に順次連結することによって各ロッドユニットのコネクタ相互が自動的に接続されるように構成されている。削孔ロッド2は、内部にケーブルを取り囲む保護管を設けたり、本削孔ロッドの外部に他の管を外装する等により、2重管以上の多重管構造とすることもできる。
【0026】
かくして、構成された削孔ロッド2を用いることにより、削孔ロッド2に新たなロッドユニット2uを継ぎ足すだけで各ロッドユニットのコネクタ相互が自動的に接続され、情報伝送用及び電力供給用電路が自動的に形成される。よって、従来必要とされていたケーブル相互の接続作業は不要となり、作業性が著しく向上する。
【0027】
また情報伝送方式として、スペクトラム拡散変調方式を使用しているため、計測機器との通信および電源からの電力供給を単芯ケーブル一本のみで達成でき、削孔ロッドの構造や電気システムを簡素化することができるとともに、スペクトラム拡散変調方式の耐ノイズ性の高さによってよりノイズの少ない確実な信号伝送が可能となる利点ももたらされる。
【0028】
特に、直流の電源装置5を用いる場合、図示のように、電源装置5と計測機器3とを繋ぐアース電路を、削孔ロッド2の管壁および削孔ロッド2と電通状態にあるベースマシン1Bのボディを介して電源装置5へのアース電路を形成すると、スリップリング4Sにおいてアース電路のための電極を設ける必要がないなど装置構成の簡素化を図ることができる。
【0029】
他方、計測機器3は防塵・防水の観点からケース3cに収納されている。この場合、電源装置5と計測機器3とを繋ぐアース電路はケース3cを介して削孔ロッド2の管壁にとることができる。しかし、ケース3cを削孔ロッド2に直接接触して導通を図った場合、削孔ロッド2が地盤挿入過程で意図的または自然に曲がったとき、ケース3cが破壊したり、上記接触部分が解離しアース電路が遮断されてしまったりするおそれがある。これを防ぐため、収納ケース3c球状スペーサー6,6を介して削孔ロッド2の内壁面に離間保持さ、かつこの球状スペーサー6,6がケース3cと削孔ロッド2の管壁とを繋ぐアース電路を形成している
【0030】
この球状スペーサー部分の詳細例が、図2および図3に示されている。この例ではケース3cは円筒状とされ、その基端開口部が絶縁材料により形成された円柱状の電極ホルダ3hによって蓋をされており、この電極ホルダ3hの基端から同軸的にオス電極mが突出されている。この電極ホルダ3hおよびオス電極mは本発明にいうコネクタc1に相当する。またケース3cの基端部外周面には、横断面円弧状の凹溝3dがケース3cの基端から軸方向に沿って所定限度まで先端側に延在形成され、これと対応させてロッド2の内周面にも同様の凹溝2dが形成され、これら凹溝3d、2d内に、球状スペーサー6の一端および他端がそれぞれ嵌合されている。かくしてケース3cはロッド内周面に対して離間保持される。なお、この離間保持のため、凹溝3d、2dは図3に示すように、相互間隔が等しくなる配置で2つ以上、特に3つ以上配置されるのが好ましい。なお、他のロッドユニット2uとの連結構造は後述の削孔管ユニットと基本的に同様であるので、詳細は後に譲る。
【0031】
かくして、仮に削孔ロッド2の曲がりがあっても、計測機器3を収納したケース3cは球状スペーサー6との接触を維持したままその球面に沿って移動することができ、アース電路が導通状態に維持され、ケース3cの破壊も生じ難くなる。近時、曲がり可能な削孔ロッドを用いて曲線的な削孔を行う工法が開発されており、この球状スペーサー6を用いる形態はかかる工法に特に好適である。
【0032】
<情報・電力伝送用削孔管ユニットについて>
次に、上記伝送装置におけるロッドユニットとして好適に使用される削孔管ユニットの実施形態について詳説する。図4は、本発明に係る削孔管ユニット例2uの全体図であり、図5及び図6は一端部および他端部の拡大縦断面図であり、図12は接続要領を示す図で縦断面図である。これらの図からも判るように、本実施形態の削孔管ユニット2uは、管体Bとこの管体B内に備わる単芯ケーブルCとを有し、長手方向に順次連結することによって、単芯ケーブルC相互が接続されたより長い一体管を形成するものである。
【0033】
管ユニット2uの一方の端部は、若干小径のオス継手部20とされており、このオス継手部20内にはホルダ取り付け用の拡径部21が形成されている。そして、この拡径部21内には横断面円形のオスホルダ22が同軸的に挿入嵌合され、止め輪22cにより固定されている。オスホルダ22は、図7にも示すように、拡径部21内に嵌合する形状の大径部22aと、開口部側に突出する小径のオスホルダ凸部22bとからなり、オス電極取付用の貫通孔22hが中心軸心に沿って形成され、かつオスホルダ凸部22bの外周面に形成された周方向に沿う凹溝22d内にシールリング22r,22rが嵌合されたものとされている。
【0034】
オス電極mは、かかるオスホルダ凸部22bによって管体Bの軸心に対して同軸的に支持され且つオスホルダ凸部22bの先端から更に突出するように構成される。このため、図示例では、オスホルダ22の電極取付用貫通孔22hは、ホルダ凸部22bの先端において若干小径とされており、一方、オス電極mは図8にも示すように中間大径部m1を有する棒状に形成されている。この中間大径部m1は別途樹脂等により形成し本体部に一体化させることができる。かくして、オス電極mをオスホルダ22の電極取付用貫通孔22h内に基端側から挿入することによって、中間大径部がホルダ22の小径部22eに引っ掛り、この状態でオス電極mの先端がオスホルダ凸部22b先端を通り抜けて突出するようになる。そしてこの状態でオス電極m周囲の隙間にボンド等の充填接着剤bdを充填することにより、オス電極mをオスホルダ22に対して固定することができる。
【0035】
またオス電極mの基端部にはケーブルCの一端が圧着またははんだ付け等により接続される接続部m2が設けられている。この場合、図示のようにオス電極mの基端部にケーブルCの端部を接続した後に、これらをケーブルCの基端部も含めても電極取付用貫通孔22h内に挿入し、オスホルダ22に対して固定するのが望ましい。
【0036】
他方、管ユニット2uの他端部は、図6に示すように、他のユニットのオス継手部20が挿入嵌合される若干小径のメス継手部30とされており、このメス継手部30内にはホルダ取り付け用の縮径部31が形成されている。そして、この縮径部31内には横断面円形のメスホルダ32が同軸的に挿入嵌合され、止め輪31cにより固定されている。図示例のメスホルダ32は、ロッドホルダに対する取付部33とカバー部34とを接着等により一体化してなるものとされている。より詳細には、取付部33は図9にも示すように、小径部33cを有する電極取付用貫通孔33hが中心軸心に沿って形成されたものであり、一方、カバー部34は図10にも示すように、先端側大径部34aと基端側小径部34bとを有する筒状部材であり、カバー部34の基端側小径部34bが取付部33の電極取付用貫通孔33hの先端開口から挿入され接着等により一体化されている。
【0037】
かくして形成されたメスホルダ32においては、取付部33内の電極取付用貫通孔33hの基端部とカバー部34の基端側小径部34bとが、本発明の「基端側筒状部」を構成し、カバー部34の先端側大径部34aが本発明の「先端側筒状部」を構成し、これらの内空が同軸的に連続している。
【0038】
メス電極fは、かかるメスホルダ32の基端側筒状部内に、管体Bの軸心に対して同軸的に収容されている。このため図示例では、カバー部34の基端側小径部34bの先端部34cが若干小径とされており、この小径部34cに、メスホルダ32内に基端側から挿入されたメス電極fが引っ掛り、この状態でメス電極fがカバー部34の先端側大径部34aまでは至らずに電極取付用貫通孔33hの基端部とカバー部34の基端側小径部34b内の範囲に収容されるように構成されている。そしてこの状態でメス電極f周囲の隙間にボンド等の充填接着剤bdを充填することにより、メス電極fをメスホルダ32に対して固定できる。
【0039】
またメス電極fは、図11にも示すように、先端面から所定深さのオス電極挿入孔f1が形成されている。この挿入孔は、オス電極mの外周面との接触を維持するため、側部に切り込みを形成するとともに、これら切込み分だけ押し潰しておくのが好ましい。これにより、メス電極fのオス電極挿入孔f1内にオス電極mを挿入すると、挿入孔f1が押し広げられながらオス電極mが挿入され、かつ挿入孔の復元力によって挿入孔内面とオス電極外面との接触が常時維持されるようになる。
【0040】
さらに、メス電極fの基端部にはオス電極mと同様にケーブルCの一端が圧着またははんだ付け等により接続される接続部f2が設けられている。この場合、図示のようにメス電極mの基端部にケーブルCの端部を接続した後に、これらをケーブルCの基端部も含めてもメスホルダ32内に挿入し、メスホルダ32に対して固定するのが望ましいのも、オス継手20の場合と同様である。
【0041】
かくして、本発明に係る削孔管ユニット2uでは、図12に示すように、他の削孔管ユニット2uとの連結時においては、一方の削孔管ユニット2uのオス電極mが他方の削孔管ユニット2uのメス電極f内に自動的に嵌合して電通状態となる。このように雄雌関係をもって嵌合連結することで、精度低下のない確実な連結ができる。また、特にこの際、オスホルダ凸部22bの外周面とメスホルダ32の先端側筒状部(先端側大径部34a)の内周面とがシールリング22rを介して密着され、嵌合されたオス電極mおよびメス電極fの両者がオスホルダ22、シールリング22rおよびメスホルダ32によって囲まれる空間sp内に自動的に密閉される。したがって、削孔機の削孔ロッドのように、削孔水等の電気伝導性を有する液体を管内を通して流通させる場合に特に適しており、当該液体を介してのショート等が発生しにくくなる利点ももたらされる。
【0042】
<その他>
(い)上記削孔管ユニットにおいて、図示形態のように、オス電極m、メス電極fともに管体Bの開口から突出させないように構成したり、または図示しないが管ユニット相互の連結時において、管ユニットの挿入力により自動的に或いは手動で開閉する開閉蓋を設けたりすると、管内の防水や防汚を図れるため好ましい。
【0043】
(ろ)上記削孔管ユニット例では、シールリング22rをオスホルダ凸部22bの外周面に設けたが、メスホルダ32の先端側筒状部(先端側大径部34a)の内周面に設けても良いし、オスホルダ22およびメスホルダ33の両方に設けても良い。
【0044】
(は)上記削孔管ユニット例は、一端部をオス継手20とし且つ他端部をメス継手30としたオス・メス管ユニットであるが、本発明は両端部をともにオス継手(オス電極およびオスホルダ含む)となしたオス・オス管ユニットや、両端部をともにメス継手(メス電極およびメスホルダ含む)となしたメス・メス管ユニットをも含むものである。この場合、オス・オス管ユニットとメス・メス管ユニットとを交互に接続したり、オス・メス管ユニットを適宜組み合わせたりすることも可能である。
【0045】
(に)上記削孔管ユニット例において、各部の材質は適宜選択すれば良いが、前述した削孔機における情報・電力伝送装置に適用する場合、管体を導電性材料により形成してアース電路となし、これと電極m,fおよびケーブルCとの絶縁を図るべく、ホルダ22,32や接着剤等については絶縁性材料により形成することができる。ホルダ22,32は絶縁の役割以外にも電極を確実に保持する役割を担うため、硬質塩化ビニル等の硬質絶縁性材料により形成するのが望ましい。
【0046】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、複数の電路を形成せずに情報の伝送および電力供給の両方を可能とし、削孔ロッドの構造や電気システムの簡素化を図ることができる。また、良好な導通を可能としながらも簡易に連結することができるようにすることにある。特に本発明の削孔管ユニットにおいては、簡易な連結を可能としながらも、電極を密閉でき、ショートや電極の汚れを効果的に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る、削孔機における情報・電力伝送装置例を示す、概略図である。
【図2】 球状スペーサー部分の詳細例を示す一部破断正面図である。
【図3】 図2の右側面図である。
【図4】 本発明に係る削孔管ユニットの一部破断正面図である。
【図5】 オス継手部の縦断面図である。
【図6】 メス継手部の縦断面図である。
【図7】 オスホルダの一部破断正面図、(b)右側面図である。
【図8】 オス電極の(a)左側面図、および(b)正面図である。
【図9】 取付部の(a)左側面図、および(b)一部破断正面図である。
【図10】 カバー部の(a)左側面図、および(b)一部破断正面図である。
【図11】 メス電極の(a)正面図、および(b)右側面図である。
【図12】 管ユニットの接続状況を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1…削孔機、1B…ベースマシン、1M…回転駆動源、2…削孔ロッド、2c…単芯ケーブル、2u…管ユニット、3…計測機器、4…受信装置、5…電源装置、6…球状スペーサー、20…オス継手部、22…オスホルダ、22r…シールリング、m…オス電極、C…単芯ケーブル、32…メスホルダ、34…カバー部、f…メス電極、c1,c2…コネクタ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal transmission pipe device such as a drill rod used in a drilling device having a detector such as an inclinometer.
[0002]
[Prior art]
When excavating the ground with an excavator, there is a method in which a plurality of excavation rods are sequentially connected and a detector is provided at the tip of the connected excavation rods. The detector is provided for controlling excavation based on the value obtained by the detector. For example, an inclinometer is provided as a detector for excavating the ground vertically, and the inclinometer is obtained. The value is converted into a signal, this signal is transmitted to the ground via a signal transmission cable provided in the excavation rod body, and the inclination angle of the excavation rod is adjusted vertically based on the transmitted signal. That is done. When the signal transmission cable is passed through the excavation rod body in this manner, the cable must also be connected when the excavation rod is coupled.
[0003]
Therefore, as a method for connecting the cables, a method of electrically joining the cables using a non-contact type electric transmitter or a metal outlet is generally known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, first, the method using a non-contact type electric transmitter cannot maintain the gap between both terminals properly, especially when the connection work is frequently performed, and therefore the accuracy of the signal is reduced. There's a problem.
[0005]
Further, the method using a metal outlet has a problem that it is dangerous and takes a long time because the connection of the metal outlet is performed directly under the pipe device and manually.
[0006]
Furthermore, in any of these methods, there is a problem that the structure of the drilling rod and the electrical system become complicated when a plurality of electric paths are formed.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to enable both transmission of information and power supply without forming a plurality of electric circuits, while simplifying the structure of the drilling rod and the electric system and enabling good conduction. It is to be able to be easily connected.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention that has solved the above problems is as follows.
<Invention of Claim 1>
When drilling using a drilling machine that supports the drilling rod by the base machine, the measuring instrument provided in the drilling rod, the power supply device and the receiving device installed outside the rod are placed inside the rod. Drilling machine connected via a single-core cable that passes through, and transmits information from the measuring device to the receiving device and supplies power from the power supply device to the measuring device via a common single-core cable by spread spectrum modulation An information / power transmission device in
The drilling rod is composed of a plurality of rod units each having a connector provided in both end portions and a single-core cable connecting the connectors. By sequentially connecting the rod units in the longitudinal direction, the connectors of the rod units are connected to each other. Is configured to connect automatically ,
The measuring device is provided in the drill rod in a state of being mounted in a case, and the case is held apart from the inner wall of the rod via a spherical spacer,
An earth electrical circuit that connects the power supply device and the measuring device is configured to be formed through a tube wall of the drilling rod, the spherical spacer, and the case .
An information / power transmission device for a drilling machine characterized by the above.
[0009]
(Function and effect)
The present invention can be applied to a case where the drilling rod is a single pipe or a case where a multi-pipe more than a double pipe is used for cable protection. In any case, in the present invention, transmission of information from the measuring device to the receiving device and power supply from the power supply device to the measuring device are performed via a common single-core cable by the spread spectrum modulation method. Accordingly, both information transmission and power supply can be performed without forming a plurality of electric circuits, so that the structure of the drilling rod and the electrical system can be simplified.
[0010]
Moreover, the drilling rod of the present invention comprises a plurality of rod units each having a connector provided in both end portions and a single-core cable connecting these connectors, and each rod unit is connected by sequentially connecting the rod units in the longitudinal direction. Since the connectors of the units are configured to be automatically connected to each other, they can be easily connected without degrading the signal accuracy.
Moreover, it is preferable to store a measuring device in a case from a dust-proof and waterproof viewpoint. In this case, the earth electric circuit connecting the power supply device and the measuring device can be provided on the tube wall of the drilling rod through the case. However, when the case is connected to the drilling rod directly to achieve conduction, when the drilling rod bends intentionally or naturally during the ground insertion process, the case breaks or the contact part dissociates and the earth circuit is disconnected. There is a risk of being blocked.
The present invention also solves this problem. In the present invention, the case for storing the measuring device is held apart from the inner wall of the rod via a spherical spacer, and this spherical spacer forms an earth circuit that connects the case and the tube wall of the drilling rod. Therefore, even if the drilling rod is bent, the case containing the measuring device can move along the spherical surface while maintaining contact with the spherical spacer, and the grounding circuit is maintained in a conductive state. Destruction is less likely to occur.
[0011]
<Invention of Claim 2>
The power supply device supplies DC power, a plus electric circuit connecting the power supply device and the measuring device is formed via the cable, and an earth electric circuit connecting the power supply device and the measuring device is the body of the base machine, The information / power transmission device for a drilling machine according to claim 1, wherein the information / power transmission apparatus is configured to be formed through a tube wall of a drilling rod , the spherical spacer, and the case .
[0012]
(Function and effect)
If the grounding electric circuit connecting the power supply device and the measuring device is formed via the drilling rod, it is not necessary to provide a separate cable. In this case, it becomes a problem how to form a ground electric circuit from the rotating drilling rod to the external power supply device that does not rotate. For this purpose, a slip ring is conventionally provided at the base end of the drilling rod, and this configuration can also be adopted in the present invention. However, more preferably, when the ground electric circuit to the power supply device is formed not through the slip ring but through the body of the base machine in electrical communication with the drilling rod as described in claim 2, the device configuration is simplified. It is preferable because it can be realized.
[0013]
<Invention of Claim 3>
The rod unit has a tubular body and a single-core cable provided in the tubular body, and is sequentially connected in the longitudinal direction to form a longer integrated pipe in which single-core cables are connected to each other. A hole tube unit,
One end is a male joint and the other end is a female joint, or both ends are a male joint or a female joint,
The male joint part has a male holder fixed in the joint part. The male holder is supported by the male holder convex part protruding from the opening side and further from the tip of the male holder convex part. Including a male electrode configured to protrude,
The female joint portion has a female holder fixed in the joint portion. The female holder includes a continuous proximal end cylindrical portion and a distal end cylindrical portion, and a proximal end cylindrical portion of the female holder. Including a female electrode housed in
A ring-shaped seal member is provided on at least one of the outer peripheral surface of the male holder convex portion and the inner peripheral surface of the distal end side cylindrical portion of the female holder,
The electrode in one joint part and the electrode in the other joint part are always in an electrically conductive state via the single core cable passing through the pipe body,
At the time of connection with another drilling tube unit, the male electrode of one drilling tube unit automatically fits into the female electrode of the other drilling tube unit and becomes electrically conductive. The outer peripheral surface of the portion and the inner peripheral surface of the cylindrical portion on the distal end side of the female holder are in close contact with each other via the ring-shaped sealing member, and both the fitted male electrode and female electrode are the male holder and the ring. The information / power transmission device for a hole drilling machine according to claim 1 or 2, wherein the information / power transmission device is configured to be automatically sealed in a space surrounded by a cylindrical seal member and a female holder .
[0014]
(Function and effect)
The same effects as those of the invention of the fourth aspect are achieved.
[0015]
[0016]
<Invention of Claim 4>
This is an information / power transmission drilling tube unit that has a tubular body and a single-core cable provided in the tubular body, and that is sequentially connected in the longitudinal direction to form a longer integrated pipe connected to each other. And
One end is a male joint and the other end is a female joint, or both ends are a male joint or a female joint,
The male joint part has a male holder fixed in the joint part. The male holder is supported by the male holder convex part protruding from the opening side and further from the tip of the male holder convex part. Including a male electrode configured to protrude ,
The female coupling part has a knife holder which is fixed in the joint portion, the knife holder includes a base end side tubular portion contiguous and distal tubular portion, the proximal cylindrical portion of the knife holder Including a female electrode housed in
A ring-shaped seal member is provided on at least one of the outer peripheral surface of the male holder convex portion and the inner peripheral surface of the distal end side cylindrical portion of the female holder,
The electrode in one joint part and the electrode in the other joint part are always in an electrically conductive state via the single core cable passing through the pipe body,
At the time of connection with another drilling tube unit, the male electrode of one drilling tube unit automatically fits into the female electrode of the other drilling tube unit and becomes electrically conductive. parts and the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the distal tubular portion of the knife holder of in close contact with the liquid-tight through the ring-shaped seal member, both of the mated male electrode and female electrode the Osuhoruda, ring in a space surrounded by Jo sealing member and knife holder are configured to be automatically sealed,
A drilled tube unit for information and power transmission.
[0017]
(Function and effect)
The present invention, even if the tubular body of the single tube, also are those applicable even if there is a multi-tube above the double tube for cable protection, such as above SL, using spread spectrum modulation It can be suitably used for an information / power transmission device in a drilling machine.
[0018]
In the information and power transmission hole tube unit of the present invention, the male electrode of one hole tube unit is automatically inserted into the female electrode of the other hole tube unit when connected to another hole tube unit. Engage and enter a conductive state. In this way, by fitting and connecting in a male-female relationship, a reliable connection without a decrease in accuracy can be achieved.
[0019]
In particular, the present invention is configured so that both the male electrode and the female electrode are automatically sealed in a space surrounded by the male holder and the female holder when connected to another drilling tube unit. Therefore, it is particularly suitable for the case where a liquid having electrical conductivity such as drilling water is circulated through the pipe, such as a drilling rod of a drilling machine, and a short circuit or contamination of the electrode occurs through the liquid. It is hard to do .
[0020]
<Invention of Claim 5>
5. The information / power transmission drilled tube unit according to claim 4, wherein a liquid having electrical conductivity is circulated therein.
[0021]
(Function and effect)
Short circuit through liquid is less likely to occur.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<Information and power transmission equipment for drilling machines>
FIG. 1 shows an information / power transmission apparatus according to the present invention incorporated into a general drilling machine 1 that supports a drilling rod 2 by a base machine 1B. Reference numeral 1M denotes a rotational drive source of the drilling rod 2.
[0023]
A measuring device 3 is housed in the distal end of the drilling rod 2, while a receiving device 4 and a power supply device 5 are installed in the vicinity of the base machine 1B, and these are located at the base end of the drilling rod 2. The connected slip ring 4S and the single core cable 2c passing through the rod are connected to each other. Although not shown, the measuring device 3 and the receiving device 4 each have a known configuration such as an impedance matching circuit and a modulation / demodulation circuit for communication using a spread spectrum modulation system.
[0024]
The power supply device 5 supplies DC power to the measuring device 3, and a battery such as a lead storage battery can be used simply. The positive side of the power supply device 5 and the input / output terminals of the receiving device 4 are connected to the common electrical path of the slip ring 4S via cables 5c and 4c, respectively, and the common inside the drill rod 2 via this slip ring 4S. The single-core cable 2c is always in a conductive state.
[0025]
On the other hand, the drilling rod 2 is mainly composed of a plurality of rod units 2u having connectors c1 and c2 provided in both ends and a single-core cable 2c connecting the connectors. By sequentially connecting, the connectors of the rod units are automatically connected to each other. The drilling rod 2 can have a multi-pipe structure of a double tube or more by providing a protective tube surrounding the cable inside or by mounting other tubes outside the drilling rod.
[0026]
Thus, by using the constructed drilling rod 2, the connectors of each rod unit are automatically connected to each other by simply adding a new rod unit 2 u to the drilling rod 2. Is formed automatically. Therefore, the connection work between the cables, which has been conventionally required, becomes unnecessary, and the workability is remarkably improved.
[0027]
In addition, since the spread spectrum modulation method is used as the information transmission method, communication with the measuring instrument and power supply from the power source can be achieved with only one single-core cable, simplifying the structure of the drilling rod and the electrical system In addition, the high noise resistance of the spread spectrum modulation system also provides an advantage of enabling reliable signal transmission with less noise.
[0028]
In particular, when the DC power supply 5 is used, as shown in the drawing, the ground electric circuit connecting the power supply 5 and the measuring device 3 is connected to the tube wall of the drilling rod 2 and the base machine 1B in electrical communication with the drilling rod 2. When the grounding electric circuit to the power supply device 5 is formed through the body, it is possible to simplify the device configuration, for example, it is not necessary to provide an electrode for the grounding electric circuit in the slip ring 4S.
[0029]
On the other hand, the measuring device 3 that is housed in terms of dust and water into the case 3c. In this case, an earth electrical circuit connecting the power supply device 5 and the measuring device 3 can be taken on the tube wall of the drilling rod 2 via the case 3c. However, when the case 3c is brought into direct contact with the drilling rod 2 for conduction, when the drilling rod 2 is intentionally or naturally bent during the ground insertion process, the case 3c is broken or the contact portion is dissociated. There is a risk that the earth circuit will be interrupted . To prevent this, the storage case 3c are spaced at an internal wall surface of the drilled rod 2 via a spherical spacer 6,6, and the spherical spacers 6,6 and a case 3c and the drilling rod 2 tube wall forming a ground path which connects.
[0030]
Detailed examples of this spherical spacer portion are shown in FIGS. In this example, the case 3c has a cylindrical shape, and its base end opening is covered with a columnar electrode holder 3h formed of an insulating material. The male electrode m is coaxially formed from the base end of the electrode holder 3h. Is protruding. The electrode holder 3h and the male electrode m correspond to the connector c1 referred to in the present invention. On the outer peripheral surface of the base end portion of the case 3c, a concave groove 3d having an arc-shaped cross section extends from the base end of the case 3c to the front end side to the predetermined limit along the axial direction. A similar concave groove 2d is also formed on the inner peripheral surface, and one end and the other end of the spherical spacer 6 are fitted into the concave grooves 3d and 2d, respectively. Thus, the case 3c is held away from the inner circumferential surface of the rod. In order to maintain the distance, as shown in FIG. 3, it is preferable that two or more, particularly three or more of the concave grooves 3d and 2d are arranged so that their mutual intervals are equal. In addition, since the connection structure with the other rod unit 2u is fundamentally the same as that of the drilling pipe unit mentioned later, details are given later.
[0031]
Thus, even if the drilling rod 2 is bent, the case 3c housing the measuring device 3 can move along the spherical surface while maintaining contact with the spherical spacer 6, and the earth circuit is in a conductive state. The case 3c is hardly broken. Recently, a method of making a curved hole using a bendable drilling rod has been developed, and the form using this spherical spacer 6 is particularly suitable for such a method.
[0032]
<About drilling pipe unit for information and power transmission>
Next, it will be described in detail embodiments of the drilling tube unit which is suitably used as a rod unit definitive to the transmission device. 4 is an overall view of a drilled tube unit example 2u according to the present invention, FIGS. 5 and 6 are enlarged longitudinal sectional views of one end and the other end, and FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a connection procedure. FIG. As can be seen from these drawings, the drilling tube unit 2u of the present embodiment has a tube B and a single-core cable C provided in the tube B, and is sequentially connected in the longitudinal direction, so that A longer integrated pipe is formed in which the core cables C are connected to each other.
[0033]
One end of the pipe unit 2 u is a slightly small-diameter male joint portion 20, and a diameter-enlarged portion 21 for attaching a holder is formed in the male joint portion 20. A male holder 22 having a circular cross section is coaxially inserted and fitted into the enlarged diameter portion 21 and fixed by a retaining ring 22c. As shown in FIG. 7, the male holder 22 includes a large-diameter portion 22 a having a shape that fits into the enlarged-diameter portion 21 and a small-diameter male holder convex portion 22 b that protrudes toward the opening side. The through-hole 22h is formed along the center axis, and the seal rings 22r and 22r are fitted in the groove 22d along the circumferential direction formed on the outer peripheral surface of the male holder convex portion 22b.
[0034]
The male electrode m is configured to be coaxially supported by the male holder convex portion 22b with respect to the axis of the tube B and further protrude from the tip of the male holder convex portion 22b. For this reason, in the illustrated example, the electrode mounting through hole 22h of the male holder 22 has a slightly small diameter at the tip of the holder convex portion 22b, while the male electrode m has an intermediate large diameter portion m1 as shown in FIG. It is formed in the rod shape which has. The intermediate large-diameter portion m1 can be separately formed from a resin or the like and integrated with the main body portion. Thus, by inserting the male electrode m into the electrode mounting through hole 22h of the male holder 22 from the proximal end side, the intermediate large diameter portion is caught by the small diameter portion 22e of the holder 22, and in this state, the distal end of the male electrode m is It protrudes through the tip of the male holder convex portion 22b. In this state, the male electrode m can be fixed to the male holder 22 by filling the gap around the male electrode m with a filling adhesive bd such as a bond.
[0035]
Further, a connection portion m2 to which one end of the cable C is connected by crimping or soldering is provided at the proximal end portion of the male electrode m. In this case, after connecting the end portion of the cable C to the base end portion of the male electrode m as shown in the figure, even if the base end portion of the cable C is included, the male holder 22 is inserted into the electrode mounting through hole 22h. It is desirable to fix against.
[0036]
On the other hand, as shown in FIG. 6, the other end of the tube unit 2u is a female joint portion 30 having a slightly smaller diameter into which the male joint portion 20 of another unit is inserted and fitted. Is formed with a reduced diameter portion 31 for attaching the holder. A female holder 32 having a circular cross section is coaxially inserted and fitted into the reduced diameter portion 31 and fixed by a retaining ring 31c. The illustrated female holder 32 is formed by integrating a mounting portion 33 and a cover portion 34 with respect to a rod holder by bonding or the like. More specifically, as shown in FIG. 9, the attachment portion 33 is formed with an electrode attachment through-hole 33 h having a small diameter portion 33 c along the central axis, while the cover portion 34 is shown in FIG. 10. As shown in the figure, it is a cylindrical member having a distal end side large diameter portion 34 a and a proximal end small diameter portion 34 b, and the proximal end small diameter portion 34 b of the cover portion 34 is formed on the electrode mounting through-hole 33 h of the mounting portion 33. It is inserted from the tip opening and integrated by bonding or the like.
[0037]
In the female holder 32 thus formed, the base end portion of the electrode mounting through hole 33h in the mounting portion 33 and the base end side small diameter portion 34b of the cover portion 34 form the “base end side cylindrical portion” of the present invention. The front end side large diameter portion 34a of the cover portion 34 constitutes the “front end side cylindrical portion” of the present invention, and these inner spaces are coaxially continuous.
[0038]
The female electrode f is accommodated coaxially with respect to the axial center of the tube B in the proximal end side cylindrical portion of the female holder 32. Therefore, in the illustrated example, the distal end portion 34c of the proximal end side small diameter portion 34b of the cover portion 34 has a slightly small diameter, and the female electrode f inserted from the proximal end side into the female holder 32 is pulled by the small diameter portion 34c. In this state, the female electrode f does not reach the distal end side large diameter portion 34a of the cover portion 34, but is accommodated in a range within the proximal end portion of the electrode mounting through hole 33h and the proximal end side small diameter portion 34b of the cover portion 34. It is configured to be. In this state, the female electrode f can be fixed to the female holder 32 by filling the gap around the female electrode f with a filling adhesive bd such as a bond.
[0039]
Further, as shown in FIG. 11, the female electrode f has a male electrode insertion hole f1 having a predetermined depth from the distal end surface. In order to maintain the contact with the outer peripheral surface of the male electrode m, it is preferable that the insertion hole is formed with a cut at the side and is crushed by the amount of the cut. Thus, when the male electrode m is inserted into the male electrode insertion hole f1 of the female electrode f, the male electrode m is inserted while the insertion hole f1 is expanded, and the insertion hole inner surface and the male electrode outer surface are restored by the restoring force of the insertion hole. Contact with is always maintained.
[0040]
Further, a connection portion f2 to which one end of the cable C is connected by crimping or soldering is provided at the proximal end portion of the female electrode f in the same manner as the male electrode m. In this case, after connecting the end portion of the cable C to the proximal end portion of the female electrode m as shown in the drawing, these are inserted into the female holder 32 including the proximal end portion of the cable C and fixed to the female holder 32. It is desirable to do the same as in the case of the male joint 20.
[0041]
Thus, in the drilled tube unit 2u according to the present invention, as shown in FIG. 12, when connected to another drilled tube unit 2u, the male electrode m of one drilled tube unit 2u is connected to the other drilled tube unit 2u. The tube unit 2u is automatically fitted into the female electrode f to be in an electrically conductive state. In this way, by fitting and connecting in a male-female relationship, a reliable connection without a decrease in accuracy can be achieved. In particular, at this time, the outer peripheral surface of the male holder convex portion 22b and the inner peripheral surface of the distal end side cylindrical portion (the distal end side large diameter portion 34a) of the female holder 32 are brought into close contact via the seal ring 22r and fitted. Both the electrode m and the female electrode f are automatically sealed in a space sp surrounded by the male holder 22, the seal ring 22 r and the female holder 32. Therefore, it is particularly suitable when a liquid having electrical conductivity such as drilling water is circulated through the pipe, such as a drilling rod of a drilling machine, and an advantage that short-circuiting or the like through the liquid is less likely to occur. Will also be brought.
[0042]
<Others>
(Ii) In the above-described drilled tube unit, as shown in the figure, both the male electrode m and the female electrode f are configured not to protrude from the opening of the tube B, or although not shown, when the tube units are connected to each other, It is preferable to provide an open / close lid that opens and closes automatically or manually by the insertion force of the tube unit, since waterproofing and antifouling can be achieved in the tube.
[0043]
(B) In the above drilled tube unit example, the seal ring 22r is provided on the outer peripheral surface of the male holder convex portion 22b. However, the seal ring 22r is provided on the inner peripheral surface of the distal end side cylindrical portion (front end side large diameter portion 34a) of the female holder 32. Alternatively, both the male holder 22 and the female holder 33 may be provided.
[0044]
(Ha) The above-mentioned drilled tube unit example is a male / female tube unit having one end as a male joint 20 and the other end as a female joint 30. This includes a male / male tube unit that includes a male holder, and a female / female tube unit that includes both ends as female joints (including a female electrode and a female holder). In this case, the male / male tube unit and the female / female tube unit can be alternately connected, or the male / female tube unit can be appropriately combined.
[0045]
(Ii) In the above-described drilling tube unit example, the material of each part may be selected as appropriate. However, when applied to the information and power transmission device in the above-described drilling machine, the pipe body is formed of a conductive material, In order to insulate this from the electrodes m and f and the cable C, the holders 22 and 32 and the adhesive can be formed of an insulating material. Since the holders 22 and 32 have a role of securely holding the electrode in addition to the role of insulation, it is desirable that the holders 22 and 32 be formed of a hard insulating material such as hard vinyl chloride.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to both transmit information and supply power without forming a plurality of electric circuits, and to simplify the structure of the drilling rod and the electrical system. Another object of the present invention is to enable easy connection while enabling good conduction. In particular, in the hole drilling tube unit of the present invention, the electrode can be hermetically sealed while enabling simple connection, and a short circuit and contamination of the electrode can be effectively prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an information / power transmission device in a drilling machine according to the present invention.
FIG. 2 is a partially broken front view showing a detailed example of a spherical spacer portion.
FIG. 3 is a right side view of FIG. 2;
FIG. 4 is a partially cutaway front view of a drilled tube unit according to the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a male joint portion.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a female joint part.
FIG. 7 is a partially broken front view of the male holder, and (b) a right side view.
8A is a left side view of a male electrode, and FIG. 8B is a front view thereof.
9A is a left side view of the mounting portion, and FIG. 9B is a partially broken front view thereof.
10A is a left side view of the cover portion, and FIG. 10B is a partially cutaway front view thereof.
11A is a front view of a female electrode, and FIG. 11B is a right side view thereof.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a connection state of the pipe unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drilling machine, 1B ... Base machine, 1M ... Rotary drive source, 2 ... Drilling rod, 2c ... Single core cable, 2u ... Pipe unit, 3 ... Measuring instrument, 4 ... Receiving device, 5 ... Power supply device, 6 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Spherical spacer, 20 ... Male joint part, 22 ... Male holder, 22r ... Seal ring, m ... Male electrode, C ... Single core cable, 32 ... Female holder, 34 ... Cover part, f ... Female electrode, c1, c2 ... Connector.

Claims (5)

ベースマシンによって削孔ロッドを支持する形態の削孔機を用いて削孔を行うにあたり、削孔ロッド内に設けられた計測機器と、ロッド外に設置した電源装置および受信装置とをロッド内を通る単芯ケーブルを介して接続し、スペクトラム拡散変調方式によって計測機器から受信装置への情報の伝送および電源装置から計測機器への電力の供給を共通の単芯ケーブルを介して行う、削孔機における情報・電力伝送装置であって、
前記削孔ロッドは、両端部内に設けられたコネクタとこれらコネクタ間を繋ぐ単芯ケーブルとを有する複数のロッドユニットからなり、このロッドユニットを長手方向に順次連結することによって各ロッドユニットのコネクタ相互が自動的に接続されるように構成されており、
前記計測機器はケースに内装された状態で前記削孔ロッド内に設けられており、かつこのケースは球状スペーサーを介してロッド内壁に対して離間保持されており、
前記電源装置と前記計測機器とを繋ぐアース電路が、前記削孔ロッドの管壁、前記球状スペーサーおよび前記ケースを介して形成されるように構成されている、
ことを特徴とする削孔機における情報・電力伝送装置。
When drilling using a drilling machine that supports the drilling rod by the base machine, the measuring instrument provided in the drilling rod, the power supply device and the receiving device installed outside the rod are placed inside the rod. Drilling machine connected via a single-core cable that passes through, and transmits information from the measuring device to the receiving device and supplies power from the power supply device to the measuring device via a common single-core cable by spread spectrum modulation An information / power transmission device in
The drilling rod is composed of a plurality of rod units each having a connector provided in both end portions and a single-core cable connecting the connectors. By sequentially connecting the rod units in the longitudinal direction, the connectors of the rod units are connected to each other. Is configured to connect automatically ,
The measuring device is provided in the drill rod in a state of being mounted in a case, and the case is held apart from the inner wall of the rod via a spherical spacer,
An earth electrical circuit that connects the power supply device and the measuring device is configured to be formed through a tube wall of the drilling rod, the spherical spacer, and the case .
An information / power transmission device for a drilling machine characterized by the above.
前記電源装置は直流電力を供給するものであり、電源装置と計測機器とを繋ぐプラス電路が前記ケーブルを介して形成され、電源装置と計測機器とを繋ぐアース電路が前記ベースマシンのボディ、前記削孔ロッドの管壁、前記球状スペーサーおよび前記ケースを介して形成されるように構成された、請求項1記載の削孔機における情報・電力伝送装置。The power supply device supplies DC power, a plus electric circuit connecting the power supply device and the measuring device is formed via the cable, and an earth electric circuit connecting the power supply device and the measuring device is the body of the base machine, The information / power transmission device for a drilling machine according to claim 1, wherein the information / power transmission apparatus is configured to be formed through a tube wall of a drilling rod , the spherical spacer, and the case . 前記ロッドユニットは、管体とこの管体内に備わる単芯ケーブルとを有し、長手方向に順次連結することによって、単芯ケーブル相互が接続されたより長い一体管を形成する情報・電力伝送用削孔管ユニットであって、
一方の端部がオス継手部とされ且つ他方の端部がメス継手部とされるか、或いは両端部がオス継手部若しくはメス継手部とされたものであり、
前記オス継手部は、当該継手部内に固設されたオスホルダを有しており、このオスホルダは開口部側に突出するオスホルダ凸部と、このオスホルダ凸部によって支持され且つオスホルダ凸部の先端から更に突出するように構成されたオス電極とを含むものであり、
前記メス継手部は、当該継手部内に固設されたメスホルダを有しており、このメスホルダは、連続する基端側筒状部及び先端側筒状部と、このメスホルダの基端側筒状部内に収容されたメス電極とを含むものであり、
前記オスホルダ凸部の外周面および前記メスホルダの先端側筒状部の内周面の少なくとも一方にリング状シール部材が設けられており、
一方の継手部内の電極と他方の継手部内の電極とは管体内を通る前記単芯ケーブルを介して常に電通状態にあるものとされており、
他の削孔管ユニットとの連結時において、一方の削孔管ユニットのオス電極が他方の削孔管ユニットのメス電極内に自動的に嵌合して電通状態となり、かつこのとき前記オスホルダ凸部の外周面と前記メスホルダの先端側筒状部の内周面とが前記リング状シール部材を介して液密に密着され、前記嵌合されたオス電極およびメス電極の両者が前記オスホルダ、リング状シール部材およびメスホルダによって囲まれる空間内に自動的に密閉されるように構成されている、請求項1または2記載の削孔機における情報・電力伝送装置。
The rod unit has a tubular body and a single-core cable provided in the tubular body, and is sequentially connected in the longitudinal direction to form a longer integrated pipe in which single-core cables are connected to each other. A hole tube unit,
One end is a male joint and the other end is a female joint, or both ends are a male joint or a female joint,
The male joint part has a male holder fixed in the joint part. The male holder is supported by the male holder convex part protruding from the opening side and further from the tip of the male holder convex part. Including a male electrode configured to protrude,
The female joint portion has a female holder fixed in the joint portion. The female holder includes a continuous proximal end cylindrical portion and a distal end cylindrical portion, and a proximal end cylindrical portion of the female holder. Including a female electrode housed in
A ring-shaped seal member is provided on at least one of the outer peripheral surface of the male holder convex portion and the inner peripheral surface of the distal end side cylindrical portion of the female holder,
The electrode in one joint part and the electrode in the other joint part are always in an electrically conductive state via the single core cable passing through the pipe body,
At the time of connection with another drilling tube unit, the male electrode of one drilling tube unit automatically fits into the female electrode of the other drilling tube unit and becomes electrically conductive. The outer peripheral surface of the portion and the inner peripheral surface of the cylindrical portion on the distal end side of the female holder are in close contact with each other via the ring-shaped sealing member, and both the fitted male electrode and female electrode are the male holder and the ring. The information / power transmission device for a hole drilling machine according to claim 1 or 2, wherein the information / power transmission device is configured to be automatically sealed in a space surrounded by a cylindrical seal member and a female holder .
管体とこの管体内に備わる単芯ケーブルとを有し、長手方向に順次連結することによって、単芯ケーブル相互が接続されたより長い一体管を形成する情報・電力伝送用削孔管ユニットであって、
一方の端部がオス継手部とされ且つ他方の端部がメス継手部とされるか、或いは両端部がオス継手部若しくはメス継手部とされたものであり、
前記オス継手部は、当該継手部内に固設されたオスホルダを有しており、このオスホル ダは開口部側に突出するオスホルダ凸部と、このオスホルダ凸部によって支持され且つオスホルダ凸部の先端から更に突出するように構成されたオス電極とを含むものであり、
前記メス継手部は、当該継手部内に固設されたメスホルダを有しており、このメスホルダは、連続する基端側筒状部及び先端側筒状部と、このメスホルダの基端側筒状部内に収容されたメス電極とを含むものであり、
前記オスホルダ凸部の外周面および前記メスホルダの先端側筒状部の内周面の少なくとも一方にリング状シール部材が設けられており、
一方の継手部内の電極と他方の継手部内の電極とは管体内を通る前記単芯ケーブルを介して常に電通状態にあるものとされており、
他の削孔管ユニットとの連結時において、一方の削孔管ユニットのオス電極が他方の削孔管ユニットのメス電極内に自動的に嵌合して電通状態となり、かつこのとき前記オスホルダ凸部の外周面と前記メスホルダの先端側筒状部の内周面とが前記リング状シール部材を介して液密に密着され、前記嵌合されたオス電極およびメス電極の両者が前記オスホルダ、リング状シール部材およびメスホルダによって囲まれる空間内に自動的に密閉されるように構成されている
ことを特徴とする情報・電力伝送用削孔管ユニット。
This is an information / power transmission drilling tube unit that has a tubular body and a single-core cable provided in the tubular body, and that is sequentially connected in the longitudinal direction to form a longer integrated pipe connected to each other. And
One end is a male joint and the other end is a female joint, or both ends are a male joint or a female joint,
The male joint portion has a Osuhoruda fixedly mounted in the fitting portion, the Osuhoru Da and Osuhoruda protrusion protruding on the opening side, from the tip of and Osuhoruda protrusion is supported by the Osuhoruda protrusion And a male electrode configured to protrude further ,
The female coupling part has a knife holder which is fixed in the joint portion, the knife holder includes a base end side tubular portion contiguous and distal tubular portion, the proximal cylindrical portion of the knife holder Including a female electrode housed in
A ring-shaped seal member is provided on at least one of the outer peripheral surface of the male holder convex portion and the inner peripheral surface of the distal end side cylindrical portion of the female holder,
The electrode in one joint part and the electrode in the other joint part are always in an electrically conductive state via the single core cable passing through the pipe body,
At the time of connection with another drilling tube unit, the male electrode of one drilling tube unit automatically fits into the female electrode of the other drilling tube unit and becomes electrically conductive. parts and the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the distal tubular portion of the knife holder of in close contact with the liquid-tight through the ring-shaped seal member, both of the mated male electrode and female electrode the Osuhoruda, ring in a space surrounded by Jo sealing member and knife holder are configured to be automatically sealed,
A drilled tube unit for information and power transmission.
内部に、電気伝導性を有する液体が流通されるものである、請求項4記載の情報・電力伝送用削孔管ユニット。5. The information / power transmission drilling tube unit according to claim 4, wherein a liquid having electrical conductivity is circulated therein.
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