JP4580144B2 - 回転用駆動装置を備えた掘削装置 - Google Patents

Description

本発明は、相互接続した複数のパイプ片のロッド組立体を前進および回転させるための駆動装置を備えた掘削装置に関し、ここに引用するドイツ特許出願１０１１０３９９．９の優先権を主張するものである。

前進および回転用の駆動装置とは別に、衝撃駆動装置および／又は振動駆動装置も備えたこの種の掘削装置では、ロッド組立体を、通常そうであるように、押す力とトルクを掘削工具に伝達すると共に、ロッド組立体を掘削方向とは逆方向に開けた穴から取り出すときの引っ張り力も伝達するために用いる。更に、湿式掘削用掘削ロッド組立体を使用して掘削用流体を、例えば水力採鉱用掘削工具の方向に移送する。そのため掘削ロッド組立体は、大きい静的および動的負荷を受け、その結果このような負荷に対応できると共に、必要であれば水密性の単一パイプ片用の接続が求められる。

ロッドの接続方法としては、実際には、通常、ねじ込みによる接続が採用されている。しかし、この方法は、ねじ込みという、時間のかかる工程を要し、多くの場合、特殊なロッドねじ込み装置を必要とする一方、汚れや機械的破損に対し非常に敏感である。更に、ねじ込み式の掘削ロッド組立体は、掘削作業中に一方向の回転のみが可能であり、逆方向に回転させると接続が外れてしまう。ねじ込み装置の取り付け、実際のねじ込み作業、そしてねじ込み装置の取り外しにかかる時間は短くても、それに関連する停止時間が加わることで、ロッド組み立ておよび掘削作業にかかる時間が相対的に増加することになる。

従って、本発明は、複数の部分に分かれ、それら部分を短時間で相互接続できると共に分離できる掘削ロッド組立体を提供するものである。

これは、パイプ片をパイプ内に位置する引っ張りロッドにより互いに締め合うように構成した本発明による掘削装置によって実現できる。引張りロッドにより、ねじ込み式の接続によらず、単純な差込型接続、例えばポジティブフィット差込型接続により行えるようになる。かかる差込型接続は、スリーブ式に互いに差し込んだパイプ片から構成できる。

引張りロッドは、大型片又はパイプ片（内側パイプ片）から構成できる。こうして、掘削用流体をパイプ型引張りロッドを経て掘削ヘッド迄移送すると共に、掘削用流体を引張りロッド（内側ロッド組立体）と外側ロッド組立体の間のリング状流路を経て移送し又はＭＵＤモータ用の駆動用流体と、それとは別の掘削用流体を連動させることができる。

外側および／又は内側ロッド組立体のパイプ片又は引張りロッドの各々は、ポジティブフィット、例えばパイプ片の迅速で確実な接続と分離が可能な銃剣状接合で接続できる。

内側パイプ片が、少なくとも一本の係止ストッパを挿通させる開口を持つ受け手段をその一端に有すると有利である。そして他方のパイプ端部には、９０度回転させるだけで係止および解除ができる少なくとも１つの対応する係止ストッパを設ける。

係止ストッパの近傍に、夫々の外側パイプ片上の対応するストッパと協働する移動係止片（以下キャリアストッパと呼ぶ）を配置できる。同様に、やはり夫々の外側パイプ片のストッパと対応する係止ストッパ用のキャリアストッパを内側パイプ片の受け手段の近傍に配置できる。

この協働を可能とすべく、外側パイプ片に内側パイプ片のキャリアストッパを挿通させるための長手のスリットを有する内側カラーを設けるとよい。内側カラーは、キャリアストッパ用のリング型溝に通すことができる。

外側パイプ片と引張りロッドをねじ込むことなく互いに接続できるので、少なくとも１つのキー面を設けて両方向の回転を阻止し、キーによって引張りロッドを容易且つ迅速に係止できるようにする必要がある。

引張りロッドは、フックとリングを持つ接続装置で相互接続可能な別体のロープ片から構成してもよい。この際、少なくとも１つのキャリアストッパをフックの近傍に設けおよび／又は少なくとも１つのキャリアストッパをリングの近傍にも設ける。そうすると、これらストッパを、外側パイプ片の内側カラーのスリットと協働させられる。

好ましくは、キャリアストッパは、互いに対向する位置に対で配置する。

本発明について、図面を参照しながら可能な実施の形態を説明する。

掘削ロッド組立体は、本質的に掘削流体用ノズル２と内側片４を備えた掘削ヘッド１からなっている。外側パイプ片３は、一端に少なくとも１つのキー面６を有するスリーブ５と、他端に少なくとも１つの対応するキー面８及び密封用のリング溝９（図示せず）を有するピボット７とを備える。

内側片４は、大型ロッド（図２）から形成されると共に、一端に少なくとも１つのキー面１２を有するスリーブ１１と、他端に少なくとも１つの対応するキー面１４ならびにキャリアストッパ１５を有するピボット１３とを備える。

更に、第１の外側パイプ片３−１は、パイプ型内側片４の後端の第３のキャリアストッパ１９の輪郭に対応する断面を持つ長手のスリットを互いに対向するように２本設けた第１の内側カラー１６を備えており、図４に示すように、キャリアストッパに対し９０度回転させた状態になっている。第１の内側カラー１６の近傍には、第１の外側パイプ片３−１の内面溝２０が設けてあり、その中に第３のキャリアストッパ１９が二つのパイプ片３、４を連結した状態で係合する（図３）。更に、第２の外側パイプ片３−２は、内側カラー１６と類似した、２つの対向する長手のスリット１７、１８を有する第２の内側カラー２１を有する（図４）。

第１の内側パイプ片４−１の一端には、隣接する第２の内側パイプ片４−２の他端の第１のキャリアストッパ１５用の受け手段２２が設けてある。連結状態では、第１のキャリアストッパ１５は、夫々図３の左側に示す第１の内側パイプ片４−１の一端のバンド２３の後又は前に位置しており、該バンド２３に、第１のキャリアストッパ１５を挿入するための対向する２つの長手のスリット２４、２５（図５）を備える。第２の内側パイプ片４−２は、更に第２のキャリアストッパ２６を備え、このストッパは、第２の外側パイプ片３−２の内側カラー２１の長手のスリット１７、１８に挿入できると共に、第１の内側パイプ片４−１上を第１のキャリアストッパ１５と共に９０度回転させると、２つの内側パイプ片４−１、４−２に対するロックとして作用する（図５）。

連結状態で、ロッド組立体は、連続した中ぐり２７と、第１と第２の内側パイプ片４−１、４−２を取り巻き、長手のスリット１７、１８、２４、２５で相互に連結された別体のリング状部分２８、２９、３０の連続した流路を持つ。このように、一種類の流体を、ロッド組立体を経て両方向に移送し又は二種類の流体を掘削ヘッドの方向に互いに別々に移送することもできる。

連結状態で互いに対向する第１と第２の外側パイプ片３−１、３−２の相補的キー面６、８により、第１と第２の外側パイプ片３−１、３−２間での両方向の回転を阻止する差込型接続１１、１３を実現できる。更なる両方向の回転を阻止する差込型接続によって、図２による引張りロッドの実施形態の第１と第２の内側パイプ片４−１、４−２において、やはり互いに対向する相補的キー面１２、１４から、連結状態となる。

第１と第２の内側パイプ片４−１、４−２は、第１のキャリアストッパ１５とバンド２３ならびに第２と第３のキャリアストッパ２６、１９および第１と第２の内側カラー１６、２１により、ロッド３、４が一体となり、掘削穴（図３の右側）の中から、夫々第１と第２の内側パイプ片４−１、４−２からなる引張りロッド又は内側ロッド組立体によって一体で引き出すことができるよう、第１と第２の外側パイプ片３−１、３−２が差込型接続１１、１３によって相互接続されているだけであるにも係わらず相互接続されている。

図７の実施形態では、図１から５の実施形態のように、二つの外側パイプ片３０がスリーブ型の差込型接続３１によって両方向の回転を阻止するように相互接続されている。外側パイプ片３０には、内側カラー１６、２１のように長手のスリット３４、３５を設けた二つの内側カラー３２、３３を備えている。

外側パイプ片３０を有するロッド組立体内部には、前端にキャリアストッパ３８を備えていると共に後端に係止ストッパ３９を備え、リング４０と係合するフック４１によって相互連結された別体のロープ片３６、３７の形状の引張りロッドが突出している。後方の係止ストッパ３９は、ロープ片３６、３７が前方に位置するキャリアストッパ３８と協働するように位置させると共にロープ片３６、３７がパイプ片から外れないように固定する。相互接続したロープ片３６、３７により、外側パイプ片３０を互いに締め、両方向に耐回転トルクとなる一体のロッド組立体を形成する。更に、ロープ３６、３７により、ロッド組立体は、差込型接続３１によって連結されているだけにもかかわらず、両方向に掘削穴から完全に引き出すことができるようになる。

ロッド片３０のロッド組立体内部は、内側カラー３２、３３の上記長手のスリット３４、３５によって互いに連結されている別の片４２から形成されている。従って、ロッド組立体を使って掘削又は駆動用流体を移送することもできる。

本発明によるロッド組立体は、特に、その内容を本書において引用している米国特許５３２２３９１号に述べたような操縦可能な掘削ヘッドに使用できる。

外側パイプ片を示す。 大型ロッドの形態の内側片を示す。 図１および２によるパイプ片の２つの相互接続したロッド組立体を示す。 図３の線ＩＶ−ＩＶに沿って切ったロッド組立体の断面を示す。 図３の線Ｖ−Ｖに沿って切ったロッド組立体の断面を示す。 後方内側パイプ片の正面図である。 ロープ型引張りロッドにより相互接続した２つのパイプ片を示す。

符号の説明

３、４ パイプ片、１５、１９、２６、３８ キャリアストッパ、１６、２１ 内側カラー、１７、１８ スリット、２０ 内面溝、２２ 受け手段、３６、３７ ロープ片、３９ 係止ストッパ、４０ リング、４１ フック

Claims (8)

1. 相互に接続した複数の外側パイプ片（３、３−１、３−２）からなる外側ロッドと、該外側ロッドの内部に配置された、複数の内側パイプ片（４、４−１、４−２）からなる引張りロッドとを有するロッド組立体を回転および前進させるための駆動装置を備え、前記ロッド組立体の回転および前進により掘削工具を用いて地面を掘削するための装置であって、
   引張りロッドの複数の内側パイプ片（４、４−１、４−２）が、バヨネット結合（１４、１６、１５、２３、２１、２６）で相互接続され、前記外側パイプ片の内部に配置されて、外側パイプ片を互いに締め合う
   ことを特徴とする地面掘削用装置。
2. 外側パイプ片が第１の外側パイプ片（３−１）と第２の外側パイプ片（３−２）とからなり、内側パイプ片が第１の内側パイプ片（４−１）と第２の内側パイプ片（４−２）とからなり、前記第１の外側パイプ片（３−１）の内部に第１の内側パイプ片（４−１）が配置され、第２の外側パイプ片（３−２）の内部に第２の内側パイプ片（４−２）が配置されており、
   前記第１と第２の外側パイプ片（３−１、３−２）が差し込み型接続（１１、１３）によって相互接続されたことを特徴とする請求項１記載の地面掘削用装置。
3. 第２の内側パイプ片（４−２）の他端に第１の移動係止片（１５）が設けられ、該第１の移動係止片（１５）は係合状態において第１の内側パイプ片（４−１）のバンド（２３）に接してバヨネット結合を形成し、そして第１の移動係止片（１５）から離れて、第２の内側パイプ片（４−２）に第２の移動係止片（２６）が配置され、該第２の移動係止片（２６）は第１と第２の内側パイプ片（４−１、４−２）を連結した状態において、隣接する第２の外側パイプ片（３−２）の第２の内側カラー（２１）に接してもう１つのバヨネット結合を形成することを特徴とする請求項２記載の地面掘削用装置。
4. 第１の移動係止片（１５）のための第１の内側パイプ片（４−１）の受け手段（２２）から距離をおいて、第１の内側パイプ片（４−１）に第３の移動係止片（１９）が設けられたことを特徴とする請求項３記載の地面掘削用装置。
5. 隣接する第１と第２の外側パイプ片（３−１、３−２）が、各々第１の内側カラー（１６）と、第２の内側カラー（２１）を備え、第２の内側カラー（２１）内に第２と第３の移動係止片（２６、１９）のための長手のスリット（１７、１８）が存在することを特徴とする請求項４記載の地面掘削用装置。
6. 第１の内側カラー（１６）が、第３の移動係止片（１９）を受容するための内面溝（２０）と隣接していることを特徴とする請求項５記載の地面掘削用装置。
7. 相互に接続した複数の外側パイプ片（３０）からなる外側ロッドのための回転および前進装置により地面を掘削する装置であって、
   引張りロッドがフック（４１）とリング（４０）からなる結合体を介して相互に結合されたロープ片（３６、３７）からなり、
   各フック（４１）と各リング（４０）とが、相互に結合した前記複数の外側パイプ片（３０）の各１つの内側カラー（３２、３３）に隣接することを特徴とする地面掘削用装置。
8. 前記複数の外側パイプ片（３０）が差し込み型接続（３１）を介して相互に結合されたことを特徴とする請求項７記載の地面掘削用装置。

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