JP4627505B2 - コア採取装置およびコア採取装置の先端クリアランスの調整方法 - Google Patents

Description

本発明はコア採取装置およびコア採取装置の先端クリアランスの調整方法に関し、ビットを先端に有する外管と、外管の内部に供回りを規制するように設けられた内管とを備え、外管と内管との間には掘削流体を通すための流体通路が設けられた二重管方式のコア採取装置において、コアバーレル先端部における掘削流体の通過面積を決定するための先端クリアランスの調整が構成部品を分解することなく迅速かつ確実に行え、硬岩から軟岩まで広範囲に対応を可能としようとするものである。

従来、棒状コアを成形可能な掘削地層、例えば硬岩用のコア採取装置の一般的なものとしては、ビットを先端に有する外管と、外管の内部に供回りを規制するように設けられた内管とを備え、外管と内管との間には掘削流体を通すための流体通路が設けられた二重管方式のコア採取装置があり、コアバーレルの先端部分内部にはコアリフターおよびコアリフターケースと呼ばれる棒状コアのコア取込手段が設けられたものがある。

また、外管と内管の上端部には、外管の上部に回転可能に連結されるアウターチューブ・ヘッドに上方取付杆部が取付けられた支持軸体の下方部にボルト等の係止手段を介して着脱可能にベアリング・ハウジングが取付けられ、そして、ベアリング・ハウジングの外周下部に取付けられた内管を前記外管内に配挿されるものもあった。

そして、硬岩の掘削地層では、コア自体に成形強度があるので、コア取込手段としてのコアリフターによるコア切りが可能であるため、地上に設置したポンプにより送られる掘削流体がボーリングロッド（掘管）内を通り、その後、外管と内管との間に形成される流体通路を通り、外管の先端に設けたビットの摩擦による焼傷を防止し、掘削切粉を坑内から排出するため、ビットの刃先の内側から外側へとビットに設けられた水排出孔から排出される。

従って、ビットにより掘削されてコアリフターケース内へと採取されて行くコアは常時、掘削流体に曝される状況になるが、コア自体が硬く、強いため、崩壊したり、洗い流されたりする等の外的影響を受けることが少なく、棒状コアを採取できるものであった。

また、掘削地層が砂礫や粘土のように軟らかい軟岩層である場合に使用されるコア採取装置は、硬岩用とは異なり、コアバーレルの先端内部にシューと呼ばれるコア取込手段が備えられている。又、コアがシュー内に採取されていくまでに掘削流体に曝される状況を極力少なくするため、ビットシャンク先端内側はシュ−先端部分が挿入可能な形状とし、殆どの掘削流体がビット内側からではなくコアを洗い流さないように外側へ排出できる水排出孔を配置したビットが併用される（例えば特許文献１参照。）。

ところで、このシューが、軟岩層自体の硬さに応じてビットの刃先から突出させるために、この突出寸法が、スイベルヘッド組立体において、支持軸体の下部に設けられたベアリング・ハウジングと、該ベアリング・ハウジングの下方に配設されるインナーチューブ・キャップとの間に介装されるスプリングのばね力により掘削地盤の硬軟に応じて自在に変化するような軟弱用コアバーレルもある。この場合、掘削地層が軟らかいほど、シューがビットの刃先より突出することにより、採取されるコアが掘削流体内に曝されて洗い流される状況を防ぐようになっている。
特開２００２−３４９１７６号公報

しかしながら、近年地質調査において特に軟岩層のコア採取率向上の必要性がもとめられ、確実かつ精度が高いコアの採取が望まれている。しかも、地層には、硬岩層と軟岩層が交互に積層された、いわゆる硬軟互層になっている個所等のように硬岩層から軟岩層までの広範なコア採取に兼用できるコア採取装置の開発が望まれている。

この兼用型のコア採取装置は、例えば特許文献１に記載の上記従来のコア採取装置のように、コアバーレルの先端部の構成部材を変更して交換すれば良く、例えば硬岩層用のコア掘削装置から軟岩用のコア掘削装置への構成部材の変更は、コアバーレル先端のコア取込手段が、硬岩層用のコアリフターおよびコアリフターケースと硬岩層用ビットから軟岩用のシューおよびシュー先端部分がビットシャンク先端内側まで入り込む軟岩層用ビットに部品交換することにより対応可能であるが、これだけの対処では不充分であり、コアバーレルの先端部における掘削流体の通過面積を決定するためのクリアランスの調整が必要不可欠な取り扱い操作になる。

すなわち、軟岩層のコア採取装置においては、ビットの刃先からシューの先端部までの距離調整が重要である。従って、軟岩層のように崩壊し易く、流れ易いコアの場合には、コア採取にあたり、この距離は可能な限り小さい方が、より高精度にして確実なコアの採取を行うことができる。

従って、コアバーレルの先端部における掘削流体の通過面積を決定するためのクリアランスの調整を特許文献１に記載の上記従来のコア掘削装置にて行う場合には、例えばスイベルヘッド組立体において、外管の上端が取付けられるアウターチューブ・ヘッドの下面と、このアウターチューブ・ヘッドに対して取付長さを調整可能に取付けられた支持軸体との間に、厚さが異なる数種類の環状シムを用意して、適当に環状シムを組み合わせて介装することによりクリアランスを調整する方法と、内管の先端側の内部に接続される筒状のインナーエクステンションの外周肩部と、その外周下部に外嵌されるコアリフターケースとの間に同様に厚さが異なる数種類の環状シムを組み合わせて介装することによりクリアランス調整をコアバーレルの先端側において行う方法との２通りがある。

ところが、これらの従来のクリアランスの調整方法の双方、例えばスイベルヘッド組立体においてクリアランスを調整するには、先ずアウターチューブ・ヘッドと、外管との接続を解く。次いで、支持軸体に回転可能に取付けられたベアリング・ハウジングと内管との結合を解く。それから、アウターチューブ・ヘッドに対して支持軸体を螺退して取付を解く。そして、適当な厚さの環状シムを組み合わせて支持軸体に嵌合することによりアウターチューブ・プヘッドとの間に介装して上方クリアランスを調整していた。

このようにして、上方クリアランスの取付長さの調整が行われるが、その後は、前記手順とは逆の手順操作によりコア採取装置は組み立られるので、スイベルヘッド組立体におけるクリアランスの調整作業が繁雑になり、多くの労力および時間を必要とし、部品点数も多くなる。

また、コアバーレルの先端側でのクリアランスを調整するのには、外管の先端部からビットを取り外し、次いで内管の下方内に内嵌されたインナーエクステンションからコアリフターケース（シュー）を取り外す。それから、適当な厚さの環状シムを組み合わせてコアリフターケース（シュー）の外周に嵌合することによりインナーエクステンションの外周肩部との間に介装してコアバーレルの先端側のクリアランスの調整をしていた。

このようにして、コアバーレルの先端側でのクリアランスの調整が行われるが、その後には、前記手順とは逆操作によりコア採取装置は組み立られるので、コアバーレルの先端側におけるクリアランスの調整作業が繁雑になり、多くの労力および時間を必要とし、部品点数も多くなる。

このように、スイベルヘッド組立体における上方クリアランスの調整方法、およびコアバーレルの先端側におけるクリアランスの調整方法は、厚さが異なる数種類の環状シムに依存することにより構造的な制約を受けるので、任意の位置での要求通りの高精度のクリアランスの調整は困難であり、構成部品に製作誤差、組付誤差があったとしても、それを吸収できない。

そして、早急に高精度にして簡単な取扱操作により行える任意位置でのクリアランスの調整方法が求められている。

本発明は上記従来の不都合を解決し、コアバーレルの先端部における掘削流体の通過面積を決定するための先端クリアランスの調整が、任意位置で、要求通りに、しかも、高精度に、構成部品を分解することなく簡単な取扱操作により迅速に、かつ構成部品相互の製作誤差、組付誤差を吸収して確実に行え、以て硬岩から軟岩まで広範囲に対応を可能とするコア採取装置およびコア採取装置の先端クリアランスの調整方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、
ビットを先端に有する外管と、該外管内に配挿される支持軸体と、該支持軸体の外周下方に取付けられたインナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの外周下部に取付けられて前記外管内に供回りを規制して内挿された内管と、前記外管と前記内管との間に設けられた流体通路と、前記ビットの先端部内周面と、前記内管の先端に取付けられたコア取込手段と、を備え、前記ビットの先端部内周部と該コア取込手段の先端部外周部との付近が、先端クリアランスを保持して嵌合されると共に、前記流体通路の吐出口が形成されたコア採取装置において、
前記外管は、前記支持軸体を外部操作可能なスイベルヘッド組立体に取付けられ、
該スイベルヘッド組立体にあるスリーブ材内の進退手段を介して進退可能に前記支持軸体が内挿され、
前記スイベルヘッド組立体からの外部操作により前記支持軸体を進出させて造作される上方クリアランスに応じて前記先端クリアランスを調整することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記支持軸体の上方取付杆部に取付けられるトップヘッドと、前記支持軸体の中間部外周に前記トップヘッドに隣接してキー溝と該キー溝内に係入されるキーとを介して回転を拘束しながら軸方向に摺動可能に外嵌されるスライドリングと、該スライドリングに隣接して前記支持軸体の外周に進退手段を介して外嵌されて外管の上端が下部外周に取付けられた前記スリーブ材と、前記支持軸体の下部に係止手段を介して取付けられる前記インナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの下半部外周に前記外管内に配挿される前記内管とによりスイベルヘッド組立体を構成することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２において前記コア取込手段が、コアリフターケースおよびコアリフター、またはシューであることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の発明は、ビットを先端に有する外管と、該外管内に配挿される支持軸体と、該支持軸体の外周下方に取付けられたインナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの外周下部に取付けられて前記外管内に供回りを規制して内挿された内管と、前記外管と前記内管との間に設けられた流体通路と、前記ビットの先端部内周面と、前記内管の先端に取付けられたコア取込手段と、を備え、前記ビットの先端部内周部と該コア取込手段の先端部外周部との付近が、先端クリアランスを保持して嵌合されると共に、前記流体通路の吐出口が形成されたコア採取装置の先端クリアランスの調整方法において、前記支持軸体に外嵌されるスイベルヘッド組立体のスライドリングの外部操作により進退手段を介して前記支持軸体を進出させて造作される上方クリアランスに応じて前記先端クリアランスを調整することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記支持軸体の上方取付杆部に取付けられるトップヘッドと、前記支持軸体の中間部外周に前記トップヘッドに隣接してキー溝と該キー溝内に係入されるキーとを介して回転を拘束しながら軸方向に摺動可能に外嵌されるスライドリングと、該スライドリングに隣接して前記支持軸体の外周に進退手段を介して外嵌されて外管の上端が下部外周に取付けられた前記スリーブ材と、前記支持軸体の下部に係止手段を介して取付けられる前記インナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの下半部外周に前記外管内に配挿される前記内管とによりスイベルヘッド組立体を構成することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項４または５において、前記コア取込手段が、コアリフターケースおよびコアリフター、またはシューであることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、ビットを先端に有する外管と、該外管内に配挿される支持軸体と、該支持軸体の外周下方に取付けられたインナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの外周下部に取付けられて前記外管内に供回りを規制して内挿された内管と、前記外管と前記内管との間に設けられた流体通路と、前記ビットの先端部内周面と、前記内管の先端に取付けられたコア取込手段と、を備え、前記ビットの先端部内周部と該コア取込手段の先端部外周部との付近が、先端クリアランスを保持して嵌合されると共に、前記流体通路の吐出口が形成されたコア採取装置において、前記外管は、前記支持軸体を外部操作可能なスイベルヘッド組立体に取付けられ、該スイベルヘッド組立体にあるスリーブ材内の進退手段を介して進退可能に前記支持軸体が内挿され、前記スイベルヘッド組立体からの外部操作により前記支持軸体を進出させて造作される上方クリアランスに応じて前記先端クリアランスを調整することを特徴とするので、コアバーレル先端部における掘削流体の通過面積を決定するための先端クリアランスの調整が、任意位置で、要求通りに、しかも、高精度に、構成部品を分解することなく簡単な取扱操作により迅速に、かつ構成部品相互の製作誤差、組付誤差を吸収して確実に行え、以て硬岩から軟岩まで広範囲に対応が可能となる。

また、本発明の請求項２に記載の発明によれば、前記支持軸体の上方取付杆部に取付けられるトップヘッドと、前記支持軸体の中間部外周に前記トップヘッドに隣接してキー溝と該キー溝内に係入されるキーとを介して回転を拘束しながら軸方向に摺動可能に外嵌されるスライドリングと、該スライドリングに隣接して前記支持軸体の外周に進退手段を介して外嵌されて外管の上端が下部外周に取付けられた前記スリーブ材と、前記支持軸体の下部に係止手段を介して取付けられる前記インナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの下半部外周に前記外管内に配挿される前記内管とによりスイベルヘッド組立体を構成されることを特徴とするので、トップヘッドと支持軸体の取付けを緩めることで、支持軸体とスリーブ材のねじの締結も緩み、スライドリングは簡単に回すことができる状態になる。そしてスライドリングとトップヘッドの間隙を必要先端クリアランス以上になるまで緩めておけば、スライドリングを回動操作すると、支持軸体は進退手段によりスリーブ材に対して軸方向へ移動するので、スイベルヘッド組立体における寸法ｌも増減する。その結果、外管を取外すことなくコアバーレルの先端側クリアランスの調整を行うことができる。また、支持軸体の進退は、進退手段として螺合により行えるので、任意位置で高精度のクリアランスの調整が行える。

また、本発明の請求項３に記載の発明によれば、前記コア取込手段が、コアリフターケースおよびコアリフター、またはシューであることを特徴とするので、コアバーレルの先端内に設けるコア取込手段を、コアリフターケースおよびコアリフターとし、硬岩層用ビットを装着すれば硬岩層用としてコアを取込むことができ、また、コア取込手段を、シューとし、軟岩層用ビットを装着すれば、軟岩層用のコア取込手段として用いることができる。

また、本発明の請求項４によれば、ビットを先端に有する外管と、該外管内に配挿される支持軸体と、該支持軸体の外周下方に取付けられたインナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの外周下部に取付けられて前記外管内に供回りを規制して内挿された内管と、前記外管と前記内管との間に設けられた流体通路と、前記ビットの先端部内周面と、前記内管の先端に取付けられたコア取込手段と、を備え、前記ビットの先端部内周部と該コア取込手段の先端部外周部との付近が、先端クリアランスを保持して嵌合されると共に、前記流体通路の吐出口が形成されたコア採取装置の先端クリアランスの調整方法において、前記支持軸体に外嵌されるスイベルヘッド組立体のスライドリングの外部操作により進退手段を介して前記支持軸体を進出させて造作される上方クリアランスに応じて前記先端クリアランスを調整することを特徴とするので、コアバーレル先端部における掘削流体の通過面積を決定するための先端クリアランスの調整が、任意位置で、要求通りに、しかも、高精度に、構成部品を分解することなく簡単な取扱操作により迅速に、かつ構成部品相互の製作誤差、組付誤差を吸収して確実に行え、以て硬岩から軟岩まで広範囲に対応が可能となる。

また、本発明の請求項５に記載の発明によれば、前記支持軸体の上方取付杆部に取付けられるトップヘッドと、前記支持軸体の中間部外周に前記トップヘッドに隣接してキー溝と該キー溝内に係入されるキーとを介して回転を拘束しながら軸方向に摺動可能に外嵌されるスライドリングと、該スライドリングに隣接して前記支持軸体の外周に進退手段を介して外嵌されて外管の上端が下部外周に取付けられた前記スリーブ材と、前記支持軸体の下部に係止手段を介して取付けられる前記インナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの下半部外周に前記外管内に配挿される前記内管とによりスイベルヘッド組立体を構成されることを特徴とするので、トップヘッドと支持軸体の取付けを緩めることで、支持軸体とスリーブ材のねじの締結も緩み、スライドリングは簡単に回すことができる状態になる。そしてスライドリングとトップヘッドの間隙を必要先端クリアランス以上になるまで緩めておけば、スライドリングを回動操作すると、支持軸体は進退手段によりスリーブ材に対して軸方向へ移動するので、スイベルヘッド組立体における寸法ｌも増減する。この結果、外管を取外すことなくコアバーレルの先端側クリアランスの調整を行うことができる。また、支持軸体の進退は、進退手段として螺合により行えるので、任意位置で高精度のクリアランスの調整が行える。

また、本発明の請求項６によれば、前記コア取込手段が、コアリフターケースおよびコアリフター、またはシューであることを特徴とするので、コアバーレルの先端内に設けるコア取込手段を、コアリフターケースおよびコアリフターとし、硬岩層用ビットを装着すれば硬岩層用としてコアを取込むことができ、また、コア取込手段を、シューとし、軟岩層用ビットを装着すれば、軟岩層用のコア取込手段として用いることができる。

以下図面に従い、本発明を実施するための最良の形態につき詳細を説明する。

図１は本発明のコア採取装置の実施形態１を示す断面図、図２は同じく本実施形態１のコア採取装置における硬岩層用のコアバーレル先端部を示す拡大断面図、図３は同じく本実施形態１のコア採取装置における軟岩層用のコアバーレル先端部を示す拡大断面図である。

本実施形態１は、硬岩層用ビット２を先端に有する外管１と、該外管１内に配挿される支持軸体３と、該支持軸体３の外周下方に取付けられたインナーチューブ・キャップ４と、該インナーチューブ・キャップ４の外周下部に取付けられて前記外管１内に供回りを規制して内挿された内管５と、前記外管１と前記内管５との間に設けられた流体通路６と、前記ビット２の刃部内周面２ｂと、前記内管５の先端に取付けられたコア取込手段７と、を備え、前記ビット２の刃先内周部下限位置２ａと該コア取込手段７の先端部外周部との付近７ａが、先端クリアランスＫ１を保持して嵌合されると共に、前記流体通路６の吐出口６ａが形成されたコア採取装置である点はかれこれ特許文献１に記載の従来のコア採取装置と同様の構成、作用である。

しかしながら、本実施形態１では前記外管１は、前記支持軸体３を外部操作可能なスイベルヘッド組立体１０に配置された前記スリーブ材８に取付けられ、該スリーブ材８内の進退手段９を介して進退可能に前記支持軸体３が内挿され、前記スライドリング１４の外部操作により前記支持軸体３を進出させることでスイベルヘッド組立体１０における寸法ｌを増減させて前記先端クリアランスＫ１を調整する。また、前記支持軸体３は逆止弁の略有底筒状の弁筺構造に形成される。

前記スイベルヘッド組立体１０は、前記支持軸体３の上方取付杆部３ａに取付けられるトップヘッド１１と、前記支持軸体３の中間部外周に前記トップヘッド１１に隣接してキー溝１２と該キー溝１２内に係入されるキー１３とを介して回転を拘束しながら軸方向Ｉに摺動可能に外嵌されるスライドリング１４と、該スライドリング１４に隣接して前記支持軸体３の外周に進退手段９を介して外嵌されて外管１の上端が下部外周に取付けられた前記スリーブ材８と、前記支持軸体３の下部に係止手段１５を介して取付けられる前記インナーチューブ・キャップ４と、該インナーチューブ・キャップ４の下半部外周に前記外管１内に配挿される前記内管５とによりスイベルヘッド組立体１０は構成される。

前記進退手段９は、前記支持軸体３の中間部外周に設けられた雄ねじ部３ｂと、該雄ねじ部３ｂが螺合されるように前記スリーブ材８の内周に設けられた雌ねじ部８ａとで形成される。この進退手段９は雄ねじ部３ｂと、雌ねじ部８ａとが図示されているが、これらの雄ねじ部３ｂと、雌ねじ部８ａとの設置長さ、ピッチ等は自由に設定される。

また、支持軸体３に対するトップヘッド１１の取付手段は、図示する実施形態１では螺合手段１３′による。この螺合手段１３′は、支持軸体３の上方取付杆部３ａの外周に設けた雄ねじ部３ｂ′と、該雄ねじ部３ｂ′が螺合するように前記トップヘッド１１の下半部内周に設けられた雌ねじ部１１ａとで形成される。この螺合手段１３′の支持軸体３の上方取付杆部３ａの外周に設けた雄ねじ部３ｂ′と、トップヘッド１１の下半部内周に設けられた雌ねじ部１１ａとは設置長さ、ピッチ等は自由に設定される。

前記係止手段１５は、通孔を内部に有する前記支持軸体３の下方軸方向に螺入される有孔ねじ１６と、該有孔ねじ１６のねじ頭部１６ａに重合される座金１７とで形成される。

本実施形態１のコア採取装置は以上の構成からなり、コアバーレルの先端クリアランスＫ１を調整するのには、トップヘッド１１と支持軸体３の取付けを緩めることで、支持軸体３とスリーブ材８のねじとの締結も緩み、スライドリング１４は簡単に回すことができる状態になる。そしてスライドリング１４とトップヘッド１１の間隙を必要先端クリアランスＫ１以上になるまで緩めておけば、スライドリングを回動操作すると、支持軸体３は進退手段９により軸方向Ｉへ移動し、支持軸体３の下方部に係止手段１５、有孔ねじ１６、座金１７等を介して取付けられているインナーチューブ・キャップ４に上端が取付けられている内管５は支持軸体３が軸方向Ｉに移動するのに伴い降下するため、その結果、スイベルヘッド組立体１０における寸法ｌが増加し、内管５の先端に取付けられているコア取込手段７も降下し、ビット２の刃先内周部下限位置２ａに対して、内管５の先端に取付けられたコア取込手段７の先端部７ａとの間の掘削流体の通過面積としての先端クリアランスＫ１を外管１を取り外すことなく容易にかつ即座に調整することができる。

従って、図２に示すように、コアバーレルの先端内に設けるコア取込手段７が、コアリフターケース１８およびコアリフター１９とすれば、硬岩層用としてコアＡをコアリフターケース１８内に取込むことができる。

この際、硬岩はコア自体に成形強度があるので、コア取込手段７としてのコアリフター１９によるコア切りが可能であり、地上に設置したポンプにより送られる掘削流体がボーリングロッド（掘管）内を通り、その後、外管１と内管５との間に形成される流体通路６を通り、ビット２の刃先の内側から外側へとビットに設けられた水排出孔から排出されるため、ビット２により掘削されてコアリフターケース１８内へと採取されて行くコアＡは常時、掘削流体に曝されても、コアＡ自体が硬く、強いため、崩壊したり、洗い流されたりする等の外的影響を受けることが少なく、棒状コアを採取できるため先端クリアランスＫ１の調整は、軟弱層のように正確且つ精度高く行う必要はない。

しかしながら、軟岩層のように崩壊し易く、流れ易いコアを本実施形態１のコア採取装置により採取する場合には、図３に示すようにコア取込手段７を軟岩用のシュー２０に部品交換し軟岩層用ビット２′を装着してコア採取が行われるが、先端クリアランスＫ１′を調整するには、前述のように外管１を取外すことなく、螺合手段１３′としての雄ねじ部３ｂ′と雌ねじ部１１ａとの螺合を解くことによりトップヘッド１１と支持軸体３を緩めることで、支持軸体３とスリーブ材８のねじの締結も緩み、スライドリング１４は簡単に回すことができる状態となる。そして、スライドリング１４とトップヘッド１１の隙間を必要先端クリアランスＫ１′以上になるまで緩めておけば、スライドリング１４を回動操作すると、支持軸体３は進退手段９により軸方向Ｉへ移動してスイベルヘッド組立体１０における寸法ｌが増加し、内管５の先端に取付けているシュー２０は降下され、シュー先端外周部分７ｂ′がビットシャンク先端内面２ｂ′に入り込みながら、コアバーレルの先端部における掘削流体の通過面積、すなわちビット２′の刃先内周部下限位置２ａ′とコア取込手段７としてのシュー２０の先端部７ａ′の先端クリアランスＫ１を調整することができる。また、シュー２０の先端外周部分７ｂ′がビットシャンク先端内側２ｂ′に対して若干の隙間を保持しながらより深く挿入されるので、ビット２′の内側へ流れ込もうとする掘削流体の流体通路がさらに絞り込まれるため、先端クリアランスＫ１′の流体通路の絞り込みとの相乗効果によって、軟弱なコアＡ′が掘削流体に曝される影響を大幅に軽減できる。

このため、本実施形態１のコア採取装置の先端クリアランスの調整方法は特にビット２′の刃先内周部下限位置２ａ′からシュー２０の先端部７ａ′までの距離調整が重要である軟岩層のように崩壊し易く、流れ易いコアＡ′のコア採取にあたり、先端クリアランスＫ１′を可能な限り小さくし、より高精度が要求される軟岩用のコア採取に好適である。

そして、本実施形態１のコア採取装置では、コアバーレルの先端内に設けるコア取込手段７は、コアリフターケース１８およびコアリフター１９とし、硬岩層用ビット２を装着すれば、硬岩層用としてコアＡを取込むことができ、また、コア取込手段７を、シュー２０とし、軟岩層用ビット２′を装着すれば、軟岩層用のコア取込手段７として用いることができ、硬岩層用、または軟岩層用のコア採取装置として兼用することができ、適用範囲は広範である。

そして、前述のようにスライドリング１４の回動操作による先端クリアランスＫ１の調整をより確実かつ容易に行うためにはコアバーレルの先端側内部での先端クリアランスＫ１がビット２（,２′）の刃先内周部下限位置２ａ（,２ａ′）と一致するように調整する０設定操作を行う。その後、スライドリング１４を逆回転操作で任意の位置まで戻すことで、スライドリング１４がスリーブ材８から離れる距離を先端クリアランスＫ１（,Ｋ１′）としてみなすことができる。従って、この先端クリアランスＫ１（,Ｋ１′）は、上方クリアランスＫ２を目視することにより、外側から容易に確認することができる。

従って、特許文献１に記載の上記従来のコア採取装置では、スイベルヘッド組立体における先端クリアランスを調整するのに、先ずアウターチューブヘッドと、外管との接続を解き、次いで、支持軸体に回転可能に取付けられたベアリング・ハウジングと内管との結合を解く。それから、アウターチューブヘッドに対して支持軸体を螺退して取付を解く。そして、適当な厚さの環状シムを組み合わせて支持軸体に嵌合することによりアウターチューブとの間に介装して支持軸体の取付長さを調整して上方クリアランスを調整していたのとは異なり、本実施形態１のコア採取装置では、トップヘッド１１と支持軸体３の取付けを緩めることで、支持軸体３とスリーブ材８のねじの締結も緩み、スライドリング１４は簡単に回すことができる状態になる。そしてスライドリング１４とトップヘッド１１の隙間を必要先端クリアランス以上になるまで緩めておけば、スライドリング１４を回動操作すると、支持軸体３は進退手段によりスリーブ材８に対して軸方向へ移動するので、スイベルヘッド組立体における寸法ｌを増減でき、スライドリング１４を外部から回動操作するという簡単な取扱操作によりスイベルヘッド組立体１０における上方クリアランスＫ２の調整作業が容易に行うことができる。調整後は、トップヘッド１１を再び締め付ければ、スライドリング１４を介してスリーブ材８に面圧が作用するために、スリーブ材８内の支持軸体３のねじ嵌合部も再び締結状態となり確実に固定される。

しかも、特許文献１に記載の上記従来のコア採取装置では、コアバーレルの先端側でのクリアランスを調整するのに、外管の先端部からビットを取り外し、次いで内管の下方内に内嵌されたインナーエクステンションからコアリフターケース（シュー）を取り外し、それから、適当な厚さの環状シムを組み合わせてコアリフターケース（シュー）の外周に嵌合してインナーエクステンションの外周肩部との間に介装してコアバーレルの先端側の先端クリアランスを調整していたのとは異なり、本実施形態１では前述のようにトップヘッド１１と支持軸体３の取付けを緩めることで、支持軸体３とスリーブ材８のねじの締結も緩み、スライドリング１４により簡単に回すことができる状態になる。そしてスライドリング１４とトップヘッド１１の隙間を必要先端クリアランス以上になるまで緩めておけば、スライドリング１４を回動操作すると、支持軸体３は進退手段によりスリーブ材８に対して軸方向に移動するので、スイベルヘッド組立体における寸法ｌも増減でき、スライドリング１４を外部から回動操作するという簡単な取扱操作によりスイベルヘッド組立体１０における上方クリアランスＫ２の調整作業が容易に行うと同時に先端クリアランスＫ１の調整が行え、先端クリアランスＫ１の調整作業が容易になり、労力および時間を少なくでき、厚さが異なる数種類の環状シムを必要とせずに済み、部品点数は削減される。

この際、本実施形態１では、先端クリアランスＫ１を調整するのに、支持軸体３を軸方向Ｉに進退する進退手段９は、前記支持軸体３の中間部外周に設けられた雄ねじ部３ｂと、該雄ねじ部３ｂが螺合されるように前記スリーブ材８の内周に設けられた雌ねじ部８ａとで形成されるので、先端クリアランスＫ１は任意位置にきめ細かで高精度の調整が行える。

さらに、本実施形態１のコア採取装置の先端側クリアランスの調整方法では、特許文献１に記載のクリアランスの調整方法のように厚さが異なる数種類の環状シムの組み合わせに依存して拘束されるため、任意の位置での要求通りの高精度のクリアランスの調整が困難であったのとは異なり、前述のように外管１を取外すことなく、スライドリング１４を外部から回動操作することによって支持軸体３を軸方向Ｉへ移動して調整される上方クリアランスＫ２の長さに応じてビット２（,２′）の刃先内面部下限２ａ（,２ａ′）と、内管５の先端に取付けられたコア取込手段７の先端部７ａ（,７ａ′）との間の先端クリアランスＫ１（, Ｋ１′）を調整するものであるので、構成部品相互の製作誤差、組付誤差を吸収することができる。

なお、上記説明では、先端クリアランスＫ１を調整するのに、支持軸体３を軸方向Ｉに進退するための進退手段９は、前記支持軸体３の中間部外周に設けられた雄ねじ部３ｂと、該雄ねじ部３ｂが螺合されるようにスリーブ材８の内周に設けられた雌ねじ部８ａとの螺合手段を採用しているが、これは例示であり、このほか例えばスリーブ材８と支持軸体３とをねじ溝と該ねじ溝内に係入される係止ピンとによる螺合手段によりスリーブ材８を外部から回動操作することにより支持軸体３を軸方向Ｉに移動しても良いし、スリーブ材８と支持軸体３とを摩擦係合することによりスリーブ材８とともに支持軸体３を軸方向Ｉに移動させることにより先端クリアランスＫ１を調整するようにしても良く、スライドリング１４を外部操作することにより支持軸体３を軸方向Ｉに移動できるものであれば如何なるものでもよい。

本発明は、コアバーレルの先端部における掘削流体の通過面積を決定するための先端クリアランスの調整が、任意位置で、要求通りに、しかも、高精度に、構成部品を分解することなく簡単な取扱操作により迅速に、かつ構成部品相互の製作誤差、組付誤差を吸収して確実に行え、以て硬岩から軟岩まで広範囲に対応を可能とするという用途・機能に適する。

図１は本発明のコア採取装置の実施形態１を示す断面図である。 図２は同じく本実施形態１のコア採取装置における硬岩層用のコアバーレル先端部を示す拡大断面図である。 図３は同じく本実施形態１のコア採取装置における軟岩層用のコアバーレル先端部を示す拡大断面図である。

符号の説明

１ 外管
２ ビット
３ 支持軸体
４ インナーチューブ・キャップ
５ 内管
６ 流体通路
７ コア取込手段
８ スリーブ材
９ 進退手段
１０ スイベルヘッド組立体
１１ トップヘッド
１４ スライドリング
１５ 係止手段
１９ コアリフター
２０ シュー
Ａ コア
Ｉ 軸方向
Ｋ１ 先端クリアランス
Ｋ２ 上方クリアランス

Claims (6)

1. ビットを先端に有する外管と、該外管内に配挿される支持軸体と、該支持軸体の外周下方に取付けられたインナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの外周下部に取付けられて前記外管内に供回りを規制して内挿された内管と、前記外管と前記内管との間に設けられた流体通路と、前記ビットの先端部内周面と、前記内管の先端に取付けられたコア取込手段と、を備え、前記ビットの先端部内周部と該コア取込手段の先端部外周部との付近が、先端クリアランスを保持して嵌合されると共に、前記流体通路の吐出口が形成されたコア採取装置において、
   前記外管は、前記支持軸体を外部操作可能なスイベルヘッド組立体に取付けられ、
   該スイベルヘッド組立体にあるスリーブ材内の進退手段を介して進退可能に前記支持軸体が内挿され、
   前記スイベルヘッド組立体からの外部操作により前記支持軸体を進出させて造作される上方クリアランスに応じて前記先端クリアランスを調整することを特徴とするコア採取装置。
2. 前記支持軸体の上方取付杆部に取付けられるトップヘッドと、前記支持軸体の中間部外周に前記トップヘッドに隣接してキー溝と該キー溝内に係入されるキーとを介して回転を拘束しながら軸方向に摺動可能に外嵌されるスライドリングと、該スライドリングに隣接して前記支持軸体の外周に進退手段を介して外嵌されて外管の上端が下部外周に取付けられた前記スリーブ材と、前記支持軸体の下部に係止手段を介して取付けられる前記インナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの下半部外周に前記外管内に配挿される前記内管とによりスイベルヘッド組立体を構成することを特徴とする請求項１に記載のコア採取装置。
3. 前記コア取込手段が、コアリフターケースおよびコアリフター、またはシューであることを特徴とする請求項１または２に記載のコア採取装置。
4. ビットを先端に有する外管と、該外管内に配挿される支持軸体と、該支持軸体の外周下方に取付けられたインナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの外周下部に取付けられて前記外管内に供回りを規制して内挿された内管と、前記外管と前記内管との間に設けられた流体通路と、前記ビットの先端部内周面と、前記内管の先端に取付けられたコア取込手段と、を備え、前記ビットの先端部内周部と該コア取込手段の先端部外周部との付近が、先端クリアランスを保持して嵌合されると共に、前記流体通路の吐出口が形成されたコア採取装置の先端クリアランスの調整方法において、
   前記支持軸体に外嵌されるスイベルヘッド組立体のスライドリングの外部操作により進退手段を介して前記支持軸体を進出させて造作される上方クリアランスに応じて前記先端クリアランスを調整することを特徴とするコア採取装置の先端クリアランスの調整方法。
5. 前記支持軸体の上方取付杆部に取付けられるトップヘッドと、前記支持軸体の中間部外周に前記トップヘッドに隣接してキー溝と該キー溝内に係入されるキーとを介して回転を拘束しながら軸方向に摺動可能に外嵌されるスライドリングと、該スライドリングに隣接して前記支持軸体の外周に進退手段を介して外嵌されて外管の上端が下部外周に取付けられた前記スリーブ材と、前記支持軸体の下部に係止手段を介して取付けられる前記インナーチューブ・キャップと、該インナーチューブ・キャップの下半部外周に前記外管内に配挿される前記内管とによりスイベルヘッド組立体を構成することを特徴とする請求項４に記載のコア採取装置の先端クリアランスの調整方法。
6. 前記コア取込手段が、コアリフターケースおよびコアリフター、またはシューであることを特徴とする請求項４または５に記載のコア採取装置の先端クリアランスの調整方法。

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