JP4570871B2 - 穿孔用ロッドへのアンカーロッドの連結 - Google Patents

Description

本発明は、自己穿孔式のインジェクションボルト（ｓｅｌｆ−ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｂｏｌｔ）の設置用工具の穿孔用工具へのアンカーロッドの連結に関する。

自己穿孔式のインジェクションボルトを岩石の中に設置するためには、アンカーロッドが、穿孔用工具の穿孔用ヘッドに連結されるボルトシステムを備えることが必要である。この連結は、移行用スリーブ（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓｌｅｅｖｅ）を介して行われ、このスリーブ内にアンカーロッドの一方の端部がネジ結合され、そしてこのスリーブが穿孔用工具の挿入端に、例えばネジ結合により結合される。ドリルロッドが最初のアンカーロッドの最前端上にネジ結合される。掘削穴の深さが大きくなると、アンカーロッドは、ボルトの全長に到達するまで、連結用継手及び別のアンカーロッドにネジ結合されることにより伸長させられる。アンカーロッドが使用されるときは、掘削穴から突き出ている最後のアンカーロッドを移行用スリーブとのネジ結合から外して、岩石の中に穿孔した最後のアンカーロッドと穿孔用工具との間の連結を破って新しいアンカーロッドを挿入することが必要であり、更に連結用継手により最後のアンカーロッド分だけこれを長くし、そして穿孔用工具の移行用スリーブ内にネジ結合しなければならない。

従来技術においては、穿孔用工具上の移行用スリーブからアンカーロッドをまず解放することに問題が生じた。アンカーロッド端部の公知の実行方法においては、穿孔用工具に連結された移行用スリーブ内におけるアンカーロッドの焼付きがしばしば発生する。この場合、アンカーロッドと移行用スリーブとの間のネジ結合を外すためには相当の力と時間とが必要であるため、運転の中断が生ずる。しばしば発生する焼付きの理由は、常に調質されて使用されるドリルカラーと比べて、熱処理されていないアンカーロッドの硬度が小さいことである。穿孔用工具の移行用スリーブは、繰り返して使用するように設計されるため、これも常に調質され、アンカーロッドよりもかなり硬い。運転中、従って穿孔中、移行用スリーブ内に保持されたアンカーロッドの端部の残留変形は、回転衝撃穿孔（回転運動と衝撃運動）によりにより生じ、これにより上述の移行用スリーブ内のアンカーロッドの焼付きの問題が生ずる。

特許文献１は、連結用継手により互いに連結されたアンカーロッドのためのアンカーロッド端部におけるネジなし部分の形成を明らかにする。特許文献１においては、アンカーロッドは連結用継手により互いに連結され、この継手は、連結用継手内にネジ結合されたアンカーロッドがそのネジなし部分において互いに連結される区域に、内側に突き出たリングを有し、そして移行用スリーブ内にネジ結合されたアンカーロッドのネジなしの端部がこの中に適合する。これは次のことを意味する。即ち、アンカーロッドの衝撃負荷がルーフボルト（ｒｏｏｆ ｂｏｌｔ）の設置の際に生ずるような場合、これにより掘削穴が作られるとき、主に、隣接している端部の区域内で変形が生じ、このため、アンカーロッドのネジなし部分の区域においてアンカーロッドのネジなし部分が平らにされ、直径が大きくなってマッシュルーム形にされる。この変形は、上に欠点として考えられたアンカーロッドとスリーブとの間の焼付きを生ずるであろう。
米国特許第４，３３２，５０２Ａ号 明細書

本発明の目的は、説明された焼付きの生じないような穿孔用工具の移行用スリーブ内に保持されるアンカーロッドの端部を作ることである。

この目的は請求項１の特徴により達成される、
好ましくかつ有利な実施例が従属請求項の主題である。

端部が（僅かに）面取りされた公知のアンカーロッドと比較して、本発明において請求されるアンカーロッドの少なくも一方の端部に、テーパーにされた直径を有する部分が設けられる。ネジ結合された穿孔用工具の移行用スリーブ内に少なくも一方の端部が保持されたアンカーロッドに設けられたこの部分は、円柱状の外面及び端面における面取り部を持つことができる。

本発明において請求されたようなアンカーロッドの少なくも一方の端部の作成は、移行用スリーブからのアンカーロッドの障害のない解放（ネジ結合の外し）をもたらす。その理由は、移行用スリーブ内に保持されたアンカーロッド端部の変形でありかつ穿孔中に生ずるドリルボルト設置中の負荷の作用により生ずる変形が、移行用スリーブの内面と小さい直径で作られたアンカーロッドの端部の部分との間の空虚な空間のため、移行用スリーブ内のアンカーロッドの焼付けを起こし得ないためである。

本発明においては、アンカーロッドの端部が変形したとき、アンカーロッドのテーパーにされた端部と連結用継手の内面との間にも遊びがあるため、掘削穴から突き出ている最後のアンカーロッドの端部への連結用継手のネジ結合は困難でない。

アンカーロッドと穿孔用工具との間の本発明に請求された連結の使用者に対する利点は、まず、移行用スリーブからアンカーロッドを容易に解放でき、妨害なしの運転が保証されるため、運転中の長い中断が回避されることである。トンネルの建設、又は斜面の安定化の際に、穿孔用ハンマーは比較的大きい地面間隔で運転されることが多いため、（移行用スリーブとアンカーロッドとの間の焼付きを防ぐ）本発明において請求された目的の達成は、重要な安全性の危険を構成する問題を大きく修正するので非常に重要である。

本発明のその他の詳細、特徴及び利点は、以下の説明の通りである。

図１に示された穿孔用ハンマーは、穿孔の進行に従って穿孔用キャリッジ３のガイド上で前進する穿孔用工具１よりなり、このガイドは岩石２上に支持される。この目的のために意図された駆動機構は示されない。アンカーロッド６が移行用スリーブ５を介して穿孔用工具１の挿入端４上にネジ結合され、ロッドは、連結用継手７を介して、ドリルビットを支持するアンカーロッドに直接連結され、或いは穿孔の進行に応じて別のアンカーロッド６に連結される。

連結用部分１０を介してフラッシング用液体を、及び穿孔完了後にボルトを固定するために（油圧式の）設置用媒体を、アンカーロッド６内に給送することができ、設置後、この媒体は、対応した数のアンカーロッド６よりなるボルトを掘削穴の中に固定する。

図２は、公知のアンカーロッド６の一方の端部を示し、これは、その壁の対応した形状による雄ネジ９を持つ。この公知のアンカーロッドの端部には４５゜の面取り１１が設けられる。

本発明において請求されるアンカーロッド６においては、少なくも一方の端部が図３に示されるように作られ、アンカーロッド６の外径（Ｒｄ）と比較して小さくされた直径Ｒａを有しかつ雄ネジ９のない部分１２を持つ。小直径Ｒａを有するアンカーロッド６のこの部分１２の自由端には、同様に４５゜の面取り１１を設けることができる。必須ではないが、特にアンカーロッド８が（移行用スリーブ５と同様に）硬化された鋼より構成された場合、端部が移行用スリーブ５内にネジ結合される一つの効果的な形状が、アンカーロッド８の少なくも端部について可能である。

小直径の部分１２の外側形状は随意であるが、円筒状ジャケットの形に作られることが多いであろう。部分１５もまた、自由端に向かって円錐状にテーパーにすることができ、この場合、外側の輪郭は、アンカーロッド６の長手方向軸線に対して２０゜以下で傾けられる。

穿孔用工具１の被動軸又は出力軸４の挿入端４上にネジ結合された移行用スリーブ５は、好ましくは硬化された鋼より構成され、そしてその中央には内向きに突き出た環状リブ２０を持つ。環状リブ２０の空き断面は、アンカーロッド８の空き断面と本質的に同じ大きさである。

アンカーロッド６のテーパーにされた部分１２の外面２１と移行用スリーブ５の内面２２との間に空虚な空間２３がある。この空虚な空間２３が、移行用スリーブ５内におけるアンカーロッド６（又はアンカーロッド８）の焼付きなしの、アンカーロッド６の端部に設けられたテーパー部分１２の塑性変形を許す。

端部面２４を有するアンカーロッド６は、環状リブ２０の横向きの環状面２５上にある。穿孔用工具１の挿入端４は、環状リブ２０の他方の環状面２７上にその端部面２６を置く。

まとめると、本発明の一実施例は以下のように説明することができる。

ルーフボルト（自己穿孔式のインジェクションボルト）は、移行用スリーブ５を介して穿孔用工具１にアンカーロッド６を連結するための雄ネジ９を持つ。移行用スリーブ５内にネジ結合されたアンカーロッド６の端部は、アンカーロッド６の外径より小さい直径を有する部分１２を持つ。テーパーにされた直径を有するアンカーロッド６の部分１２は、その自由端に面取り１１を持つ。このため、移行用スリーブ５の内面２２とテーパーにされた直径を有するアンカーロッド６の端部との間に空虚な空間２３があり、これにより、アンカーロッド６の端部が穿孔中に塑性変形した場合でもアンカーロッド６が移行用スリーブ５内で焼き付くことを防ぎ、このため、力を大きく使うことなしにアンカーロッド６を移行用スリーブ５とのネジ結合から外すことができる。

穿孔中における穿孔用ハンマーを図式的に示す。 公知のアンカーロッドを示す。 テーパーにされた直径を有するアンカーロッドの端部を示す。 移行用スリーブ内にネジ結合されたアンカーロッドの一方の端部部分を示す。

Claims (8)

1. 穿孔用工具（１）の挿入端（４）に連結され、かつアンカーロッド（６）の一方の端部が中にネジ結合された移行用スリーブ（５）を使用する穿孔用工具（１）へのアンカーロッド（６）の連結構造において、
   移行用スリーブ（５）の内面（２３）とアンカーロッド（６）の部分（１２）との間に空虚な空間（２３）があるように、移行用スリーブ（５）内にネジ結合されたアンカーロッド（６）の少なくも端部が、アンカーロッド（６）の外径（Ｒｄ）と比較してテーパーにされた直径（Ｒａ）を有する部分（１２）を持つことを特徴とする連結構造。
2. テーパーにされた直径（Ｒａ）を有するアンカーロッド（６）の部分（１２）が、ネジなしに作られる請求項１記載の連結構造。
3. テーパーにされた直径（Ｒａ）を有するアンカーロッド（６）の部分（１２）がその自由端に面取り（１１）又は丸みを有する請求項１又は２記載の連結構造。
4. テーパーにされた直径（Ｒａ）を有する部分（１２）の外側形状が、円筒形状である請求項１ないし３のいずれか一に記載の連結構造。
5. テーパーにされた直径（Ｒａ）を有する部分（１２）の外側形状が、円錐状である請求項１ないし３のいずれか一に記載の連結構造。
6. 部分（１２）が、アンカーロッド（６）の端部に向かってテーパーである請求項５記載の連結構造。
7. 部分（１２）の外側形状が、アンカーロッド（６）の長手方向軸線に対して最大で２０゜まで傾けられる請求項５又は６に記載の連結構造。
8. 側面（２５）を有しテーパーにされた直径を有する部分（１２）の端面（２４）を有するアンカーロッド（６）が、移行用スリーブ（５）の内部に突き出た環状リブ（２０）と隣接する請求項１ないし７のいずれか一に記載の連結構造。

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