JP5222181B2 - Boring hole expansion device - Google Patents

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Description

本発明は、ボーリング拡孔装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、岩盤に掘削されたボーリング孔の拡孔に用いて好適な装置に関する。   The present invention relates to a boring hole expanding apparatus. More specifically, the present invention relates to an apparatus suitable for use in expanding a borehole drilled in a rock mass.

岩盤中のボーリング孔内で各種調査を行う際に、ボーリング掘削に伴うカッティングスやスライム等のズリ或いは掘削水に意図的に混入される粘土やポリマー等で孔壁が汚れていると正確な観測やデータ収集が行えない場合がある。具体的は例えば、ボアホールカメラ等による孔壁の観測においては孔壁が汚れていると岩種や断層といった岩盤の観察・判別ができないといった問題があり、孔内透水試験においては孔壁が汚れていると水が流れにくいために正確な岩盤の透水特性が分からないといった問題があり、また、プレッシャーメータ試験等の孔内力学試験においては孔壁が汚れていると岩盤自体の正確な変形特性が分からないといった問題がある。   When conducting various surveys in the borehole in the bedrock, it is accurately observed that the hole wall is contaminated with cuttings, slime, etc. due to drilling or clay or polymer intentionally mixed in the drilling water. Or data collection may not be possible. Specifically, for example, in the observation of the hole wall with a borehole camera or the like, if the hole wall is dirty, there is a problem that the rock type such as rock type and fault cannot be observed and discriminated. In the hole permeability test, the hole wall becomes dirty. If the hole wall is dirty, there is a problem that the exact water permeability of the rock mass is not known. There is a problem of not knowing.

そして、孔壁が汚れている場合で、実施する調査の内容上問題がある場合には、ボーリング後に清水で孔内の洗浄を行う場合が多い一方でそれだけでは不十分な場合が多い。   And when the hole wall is dirty and there is a problem in the contents of the investigation to be carried out, the hole is often washed with fresh water after boring, but that alone is often insufficient.

このため、孔壁に付いたズリ等を洗浄以外の方法で取り除くために再ボーリング即ち拡孔が行われる。   For this reason, reboring, that is, hole expansion, is performed in order to remove a gap or the like attached to the hole wall by a method other than cleaning.

ここで、再ボーリングをして拡孔をする際に拡孔に伴うズリが掘削水と一緒に流れて孔壁に再度付着してしまうと再ボーリングの目的を達成することができないので、掘削水の流れを制御することによってズリを含む掘削水を孔壁に回り込ませないようにする仕組みが知られている。   Here, when the hole is re-bored and expanded, if the gap caused by the expansion flows together with the drilling water and adheres to the hole wall again, the purpose of re-boring cannot be achieved. There is known a mechanism for preventing drill water containing slurries from entering a hole wall by controlling the flow of water.

ズリを含む掘削水を孔壁に回り込ませないようにする仕組みを採用している従来のボーリング装置としては、例えば、図5に示すように、掘削孔の底部に位置する先頭ケーシング109内に、センターバレル102の一端に装着される掘削ビット101と、掘削ビット101を周回転させるモータ104と、モータ104の下部に連結されるスイベル103とが設けられると共に、地上側に位置するケーシングを支える挟持装置(図示せず)を有し、清水がケーシング内に投入されてセンターバレル102に形成されたケーシングとの間の隙間107から掘削孔の底部に供給されると共に、掘削ビット101に形成された吸込孔106からセンターバレル102とスイベル103とを貫通するように形成された中央孔108及び地上に至る排水管105を経由させて粉砕された土砂を含む掘削水を真空ポンプ(図示せず)によって吸い上げるようにするものがある(特許文献1)。   For example, as shown in FIG. 5, as shown in FIG. 5, in the front casing 109 located at the bottom of the drilling hole, A drill bit 101 attached to one end of the center barrel 102, a motor 104 that rotates the drill bit 101, and a swivel 103 that is connected to the lower part of the motor 104 are provided, and a clamp that supports a casing located on the ground side is provided. A device (not shown) is provided, and fresh water is introduced into the casing and supplied to the bottom of the drilling hole through a gap 107 between the casing and the casing formed in the center barrel 102, and formed in the drilling bit 101. The central hole 108 formed so as to penetrate the center barrel 102 and the swivel 103 from the suction hole 106 and the exhaust to the ground The drilling water containing earth and sand milled by way of the pipe 105 there is to make sucked up by a vacuum pump (not shown) (Patent Document 1).

特開2007−170087号JP 2007-170087

しかしながら、特許文献1のボーリング装置のように掘削水の排水系にスイベルを用いた場合には、スイベル内にズリが詰まって故障の原因になってしまうという問題がある。このため、装置の駆動安定性が高いとは言い難い。   However, when a swivel is used for the drainage system of drilling water as in the boring device of Patent Document 1, there is a problem that the swivel is clogged and causes a failure. For this reason, it is difficult to say that the driving stability of the apparatus is high.

また、特許文献1のボーリング装置では、ズリを含む掘削水を孔壁に回り込ませないようにすることができる一方で、深部の掘削を行う場合には真空ポンプのみの働きによって掘削水をボーリング孔内から排水することが困難であるので作業効率が低下する或いは高出力の真空ポンプが必要になってしまうという問題がある。このため、装置整備のコストアップにつながる。   In addition, in the boring device of Patent Document 1, it is possible to prevent the drilling water including the slip from flowing into the hole wall. On the other hand, when deep drilling is performed, the drilling water is removed only by the function of the vacuum pump. Since it is difficult to drain from the inside, there is a problem that work efficiency is reduced or a high-output vacuum pump is required. For this reason, it leads to the cost increase of apparatus maintenance.

そこで、本発明は、掘削水の排水系におけるズリの詰まりによる故障を防止することができ且つ掘削水のボーリング孔内からの排水を効率的に行うことができるボーリング拡孔装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a boring expansion device that can prevent a failure due to clogging in a drainage system of drilling water and can efficiently drain the drilling water from the borehole. Objective.

かかる目的を達成するため、請求項1記載のボーリング拡孔装置は、柱状の筐体と、該筐体に軸回転可能に支持されると共に筐体から軸方向に延出する回転シャフトと、該回転シャフトの周囲に配置され筐体に軸回転可能に支持されると共に筐体の下端面の下方に位置するように周方向に配置された掘削ビットが取り付けられた回転円筒部とを有すると共に、回転シャフトに取り付けられた内側マグネットと、回転円筒部に取り付けられた外側マグネットとを備え、内側マグネットと外側マグネットとによってマグネットカップリングを構成し、駆動装置によって回転シャフトを軸回転させて内側マグネットを周回転させることによって外側マグネットが取り付けられた回転円筒部を軸回転させて掘削ビットを周回転させるようにしている。   In order to achieve such an object, a boring hole expanding device according to claim 1 includes a columnar housing, a rotating shaft supported axially by the housing and extending axially from the housing, A rotating cylindrical portion disposed around the rotating shaft and supported by the housing so as to be axially rotatable and having a drilling bit attached in a circumferential direction so as to be positioned below the lower end surface of the housing; It has an inner magnet attached to the rotating shaft and an outer magnet attached to the rotating cylindrical part. The inner magnet and the outer magnet constitute a magnet coupling, and the inner shaft is rotated by the driving device to rotate the inner shaft. By rotating around, the excavation bit is rotated around the axis of the rotating cylindrical part to which the outer magnet is attached.

したがって、このボーリング拡孔装置によると、マグネットカップリングの働きを利用するようにしているので、ボーリング装置の回転シャフトに対して新たな駆動方式を実現することができる。   Therefore, according to this boring hole expanding apparatus, since the action of the magnet coupling is utilized, a new drive system can be realized for the rotating shaft of the boring apparatus.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のボーリング拡孔装置において、筐体が、下端面に開口部を有して掘削ビットに掘削水を供給するための給水路と、掘削に用いられた後の該掘削水をボーリング孔内から排水するための排水路と、回転シャフトと回転円筒部との間にこれらとの間に隙間を設けて配置されて筐体に固定されるシャフトカバーと、排水路と連通すると共に回転円筒部とシャフトカバーとの間の隙間と連通する排水ポンプ部とを備え、筐体の下端面の給水路の開口部から掘削ビットに掘削水を供給すると共に掘削に用いられた後の該掘削水を回転円筒部の周壁に設けられた貫通口から吸い込んで回転円筒部とシャフトカバーとの間の隙間を通過させて排水ポンプ部に溜めてから排水路に排出するようにしている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the boring hole expanding device according to the first aspect, wherein the housing has an opening at the lower end surface and a supply channel for supplying the drilling water to the drill bit, A drainage channel for draining the excavated water after being used from the borehole, and a shaft that is disposed between the rotary shaft and the rotary cylindrical portion with a gap between them and fixed to the housing A cover and a drainage pump portion communicating with the drainage channel and communicating with a gap between the rotating cylindrical portion and the shaft cover are provided, and the drilling water is supplied to the drilling bit from the opening of the water supply channel on the lower end surface of the housing. The drilling water after being used for excavation is sucked from the through-hole provided in the peripheral wall of the rotating cylindrical portion, passed through the gap between the rotating cylindrical portion and the shaft cover, and accumulated in the drainage pump portion, and then the drainage channel To be discharged.

したがって、このボーリング拡孔装置によると、給水路及び排水路を有する筐体は拡孔のための掘削を行う際に軸回転せず、すなわち、回転シャフトと回転円筒部との軸回転に給水路及び排水路は影響を受けることがないので、給水路と排水路とがスイベルを用いることなく構成される。   Therefore, according to this boring expansion device, the housing having the water supply channel and the drainage channel does not rotate when excavating for expansion, that is, the water supply channel is not rotated by the rotation shaft and the rotation cylindrical portion. And since the drainage channel is not affected, the water supply channel and the drainage channel are configured without using a swivel.

本発明のボーリング拡孔装置によれば、給水路と排水路とをスイベルを用いることなく構成することができるので、給排水系の構成を単純にすることができ、特にスイベル内におけるズリの詰まりを避けて装置の駆動の安定性の向上を図ることが可能になる。   According to the boring hole expanding device of the present invention, since the water supply channel and the drainage channel can be configured without using a swivel, the configuration of the water supply / drainage system can be simplified, and in particular, clogging in the swivel can be prevented. By avoiding this, it becomes possible to improve the driving stability of the apparatus.

本発明のボーリング拡孔装置の実施形態の一例を示す縦断面図で、特に回転系の構成を説明する図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of embodiment of the boring hole expanding apparatus of this invention, and is a figure explaining the structure of a rotating system especially. 本発明のボーリング拡孔装置の実施形態の一例を示す縦断面図で、特に給排水系の構成を説明する図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of embodiment of the boring hole expansion apparatus of this invention, and is a figure explaining the structure of a water supply / drainage system especially. 本発明のボーリング拡孔装置の実施形態の一例を示す横断面図である。(A)は図1のI−I線で切断した状態を示す横断面図である。(B)は図1の2−2線で切断した状態を示す横断面図である。(C)は図1の3−3線で切断した状態を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows an example of embodiment of the boring hole expansion apparatus of this invention. (A) is a cross-sectional view which shows the state cut | disconnected by the II line | wire of FIG. (B) is a cross-sectional view showing a state cut along line 2-2 in FIG. (C) is a cross-sectional view showing a state cut along line 3-3 in FIG. 実施形態のボーリング拡孔装置の下側部分の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the lower part of the boring hole expanding apparatus of embodiment. 従来のボーリング装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional boring apparatus.

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the best mode shown in the drawings.

図1から図4に、本発明のボーリング拡孔装置の実施形態の一例を示す。このボーリング拡孔装置1は、柱状の筐体と、該筐体に軸回転可能に支持されると共に筐体から軸方向に延出する回転シャフト21と、該回転シャフト21の周囲に配置され筐体に軸回転可能に支持されると共に筐体の下端面の下方に位置するように周方向に配置された掘削ビット32が取り付けられた回転円筒部31とを有すると共に、回転シャフト21に取り付けられた内側マグネット9aと、回転円筒部31に取り付けられた外側マグネット9bとを備え、内側マグネット9aと外側マグネット9bとによってマグネットカップリング9を構成し、駆動装置としてのモータ22によって回転シャフト21を軸回転させて内側マグネット9aを周回転させることによって外側マグネット9bが取り付けられた回転円筒部31を軸回転させて掘削ビット32を周回転させるものである。   1 to 4 show an example of an embodiment of a boring hole expanding apparatus of the present invention. The boring hole expanding device 1 includes a columnar housing, a rotating shaft 21 supported by the housing so as to be axially rotatable and extending in the axial direction from the housing, and a housing disposed around the rotating shaft 21. A rotating cylindrical portion 31 that is supported by the body so as to be axially rotatable and has a drilling bit 32 that is disposed in the circumferential direction so as to be positioned below the lower end surface of the housing, and is attached to the rotating shaft 21. The inner magnet 9a and the outer magnet 9b attached to the rotating cylindrical portion 31. The inner magnet 9a and the outer magnet 9b constitute a magnet coupling 9, and the motor 22 serving as a driving device shafts the rotating shaft 21. By rotating and rotating the inner magnet 9a, the rotating cylindrical portion 31 to which the outer magnet 9b is attached is rotated. It is intended to the drill bit 32 circumferential rotation.

ここで、以下の説明においては、ボーリング孔の拡孔のための掘削を行う際のボーリング拡孔装置1の姿勢に基づいて上下を定義する。具体的には、ボーリング拡孔装置1は垂直方向に立てられて図1に示す矢印19の向きに掘進するので、センタライザー6側を下、延長ケーシング連結部8側を上とする。   Here, in the following description, upper and lower are defined based on the attitude of the boring hole expanding device 1 when performing excavation for expanding the boring hole. Specifically, since the boring hole expanding device 1 stands in the vertical direction and digs in the direction of the arrow 19 shown in FIG. 1, the center riser 6 side is on the lower side and the extension casing connecting part 8 side is on the upper side.

また、図2は、図2中の縦断面に示す4−4線の位置における横断面に示す5−5線の位置における縦断面を表している。   FIG. 2 shows a longitudinal section at the position of line 5-5 shown in the transverse section at the position of line 4-4 shown in the longitudinal section of FIG.

ボーリング拡孔装置1は、装置の本体部分を形成する筐体に加え、回転系の構成として、筐体の軸心と平行な軸心を中心として軸回転する内部回転系及び外部回転系と、これら内部回転系と外部回転系とを連動して作動させるためのマグネットカップリング9とを有する。   The boring hole expanding device 1 includes an internal rotation system and an external rotation system that rotate about an axis parallel to the axis of the case, as a structure of the rotation system, in addition to the case that forms the main body of the device. A magnet coupling 9 is provided for operating the internal rotation system and the external rotation system in conjunction with each other.

筐体は、大きくは、筐体基部2と、当該筐体基部2の下端部に取り付けられる排水ポンプ部周壁3と、当該排水ポンプ部周壁3の下端に連結される下部ケーシング4と、筐体基部2の上端部に取り付けられる上部ケーシング7と、当該上部ケーシング7の上端に取り付けられる延長ケーシング連結部8とから構成される。そして、これら下部ケーシング4と排水ポンプ部周壁3と筐体基部2と上部ケーシング7と延長ケーシング連結部8とは、積み重ねて連結された状態で全体として円柱形状をなす。   The casing is roughly divided into a casing base 2, a drainage pump peripheral wall 3 attached to the lower end of the casing base 2, a lower casing 4 connected to the lower end of the drainage pump peripheral wall 3, and a casing The upper casing 7 is attached to the upper end portion of the base 2 and the extension casing connecting portion 8 is attached to the upper end of the upper casing 7. The lower casing 4, the drainage pump peripheral wall 3, the casing base 2, the upper casing 7, and the extension casing coupling portion 8 form a columnar shape as a whole in a stacked state.

また、ボーリング拡孔装置1は、筐体内部から下方に延出する構造として、筐体基部2の下方に取り付けられた排水ポンプ部周壁3及び下部ケーシング4を貫通して下部ケーシング4の下側に延出するシャフトカバー10と、当該シャフトカバー10の下端部に取り付けられるマグネット格納部5とが備えられる。   Further, the boring hole expanding device 1 has a structure extending downward from the inside of the housing, and passes through the drainage pump portion peripheral wall 3 and the lower casing 4 attached to the lower portion of the housing base portion 2, and below the lower casing 4. A shaft cover 10 extending to the lower end of the shaft cover 10 and a magnet storage portion 5 attached to the lower end of the shaft cover 10.

筐体と筐体内部から下方に延出する構造とは、内部回転系を完全に覆うものであり、内部への水の侵入を防止して内部回転系が掘削水、特にズリを含む掘削水に曝されることを防ぐものである。また、筐体と内部回転系及び外部回転系との間にはベアリングが設けられ、ボーリング孔の拡孔のための掘削を行うために装置が駆動する際に、内部回転系及び外部回転系は軸回転する一方で筐体は軸回転しない構造である。   The casing and the structure extending downward from the inside of the casing completely covers the internal rotation system, prevents water from entering the interior, and the internal rotation system includes drilling water, especially drilling water containing sludge. To prevent exposure to water. Also, bearings are provided between the housing and the internal rotation system and the external rotation system, and when the device is driven to perform excavation for expanding the borehole, the internal rotation system and the external rotation system are While the shaft rotates, the housing does not rotate.

内部回転系は、大きくは、回転シャフト21と、当該回転シャフト21を軸回転させるためのモータ22と、当該モータ22の駆動を回転シャフト21に伝達するための減速機23及び伝達軸24とからなる。なお、本実施形態では、ボーリング拡孔装置1は三機のモータ22を備える。   The internal rotation system roughly includes a rotation shaft 21, a motor 22 for rotating the rotation shaft 21, and a speed reducer 23 and a transmission shaft 24 for transmitting the drive of the motor 22 to the rotation shaft 21. Become. In the present embodiment, the boring hole expanding device 1 includes three motors 22.

また、外部回転系は、大きくは、回転円筒部31と、当該回転円筒部31の周壁の中間部に周方向横並びに配置され取り付けられる掘削ビット32と、回転円筒部31の上端に設けられる排水用羽根33aとからなる。   The external rotating system is roughly divided into a rotating cylindrical portion 31, an excavation bit 32 that is arranged and attached to the intermediate portion of the peripheral wall of the rotating cylindrical portion 31, and a drain provided at the upper end of the rotating cylindrical portion 31. And blades 33a.

そして、内部回転系の回転シャフト21の下端部外周面に内側マグネット9aが取り付けられると共に、外部回転系の回転円筒部31の下端部内周面の内側マグネット9aと対向する位置に外側マグネット9bが取り付けられ、これら内側マグネット9aと外側マグネット9bとが対になってマグネットカップリング9の主要部分を構成し、モータ22の駆動による回転シャフト21の軸回転に連動して回転円筒部31が軸回転する。   The inner magnet 9a is attached to the outer peripheral surface of the lower end portion of the rotating shaft 21 of the internal rotating system, and the outer magnet 9b is attached to the position facing the inner magnet 9a of the inner peripheral surface of the lower end portion of the rotating cylindrical portion 31 of the outer rotating system. The inner magnet 9a and the outer magnet 9b are paired to constitute a main part of the magnet coupling 9, and the rotating cylindrical portion 31 rotates in conjunction with the shaft rotation of the rotating shaft 21 driven by the motor 22. .

筐体基部2は、ボーリング拡孔装置1の概ね中間に位置する部品であり、径に比して短身の円柱形状に形成される。   The casing base 2 is a component located approximately in the middle of the boring hole expanding device 1, and is formed in a columnar shape that is short compared to the diameter.

筐体基部2は、連結された状態の伝達軸24と回転シャフト21とを貫通させる軸心方向即ち上下方向の貫通孔2aを軸心位置に有する。   The housing base 2 has a through hole 2a in the axial direction that passes through the transmission shaft 24 and the rotating shaft 21 in a connected state, that is, in the vertical direction.

筐体基部2は、さらに、拡孔のための掘削時に掘削ビット32に対して掘削水を供給するための給水路11の一部を構成する上下方向の貫通路2bと、掘削水を吸い上げてボーリング孔内から排水するための排水路13の一部を構成する上下方向の貫通路2cとを有する。   The casing base 2 further sucks up the drilling water and the vertical through-passage 2b that constitutes a part of the water supply channel 11 for supplying the drilling water to the drilling bit 32 during excavation for expanding the hole. It has a vertical passage 2c that constitutes a part of the drainage channel 13 for draining from the borehole.

筐体基部2の外周面の上縁部には、周方向帯状の段差であって上部ケーシング7の下縁部が嵌め合わされる上縁嵌合段差2dが形成される。そして、当該上縁嵌合段差2dには、上部ケーシング7を嵌め合わせた際に両者の連結部分の水密性を確保して上部ケーシング7の防水性を確保するためのOリング2eが取り付けられる。   An upper edge fitting step 2d is formed on the upper edge portion of the outer peripheral surface of the casing base 2 and is a step in the circumferential direction, and the lower edge portion of the upper casing 7 is fitted. The upper edge fitting step 2d is attached with an O-ring 2e for ensuring the water tightness of the connecting portion of the upper casing 7 when the upper casing 7 is fitted to ensure the waterproofness of the upper casing 7.

上部ケーシング7は、円柱形状をなし、下端面に対して突起している外周縁部が筐体基部2の上縁嵌合段差2dと嵌合して筐体基部2の上部に取り付けられる。   The upper casing 7 has a columnar shape, and an outer peripheral edge protruding from the lower end surface is fitted to the upper edge fitting step 2 d of the casing base 2 and attached to the upper portion of the casing base 2.

上部ケーシング7は、連結された状態のモータ22と減速機23とを格納するための貫通孔7aを有する。本実施形態では、ボーリング拡孔装置1は三機のモータ22を備えるようにしており、上部ケーシング7の軸心の周囲に周方向等間隔に、言い換えれば、軸心位置を中心とする正三角形の頂点位置に、軸心に対して平行に三つの貫通孔7a,7a,7aを有する。   The upper casing 7 has a through hole 7a for storing the motor 22 and the speed reducer 23 in a connected state. In the present embodiment, the boring hole expanding device 1 includes three motors 22, and equilateral triangles around the axis of the upper casing 7 at equal intervals in the circumferential direction, in other words, an equilateral triangle centered on the position of the axis. Are provided with three through holes 7a, 7a, 7a parallel to the axis.

上部ケーシング7は、さらに、給水路11の一部を構成する軸心方向即ち上下方向の貫通孔7cと、排水路13の一部を構成する上下方向の貫通孔7dとを有する。給水路貫通孔7cと排水路貫通孔7dとは、隣り合うモータ格納貫通孔7a,7aの間であって、上部ケーシング7の軸直角断面外縁寄りの位置に設けられる。   The upper casing 7 further has a through hole 7 c in the axial direction that constitutes a part of the water supply channel 11, that is, a vertical through hole 7 c that constitutes a part of the drainage channel 13. The water supply passage through-hole 7c and the drain passage through-hole 7d are provided between the adjacent motor storage through-holes 7a and 7a and at positions near the outer edge of the upper casing 7 in the direction perpendicular to the axis.

また、上部ケーシング7は、下端面に開口部を有して伝達軸24を格納するギヤ格納凹部7bを軸心位置に有する。   The upper casing 7 has an opening at the lower end surface and a gear storage recess 7b for storing the transmission shaft 24 at the axial center position.

各モータ22は、上部ケーシング7の各モータ格納貫通孔7a内に固定される。そして、各モータ22の下側に各モータ22の駆動軸と連結されて減速機23が取り付けられる。   Each motor 22 is fixed in each motor storage through hole 7 a of the upper casing 7. A reduction gear 23 is attached to the lower side of each motor 22 so as to be connected to the drive shaft of each motor 22.

伝達軸24は、減速機23を介して出力されるモータ22の駆動を回転シャフト21に伝達するものである。伝達軸24は、中心軸から径方向(言い換えれば軸直角断面方向)に突出して減速機23のギヤと噛み合うギヤ24aを上端寄りの位置に有し、下端部には回転シャフト21が差し込まれて嵌められる凹部24bを軸心位置に有する。   The transmission shaft 24 transmits the drive of the motor 22 output via the speed reducer 23 to the rotary shaft 21. The transmission shaft 24 has a gear 24a that protrudes from the central axis in the radial direction (in other words, the direction perpendicular to the axis) and meshes with the gear of the speed reducer 23 at a position near the upper end, and the rotary shaft 21 is inserted into the lower end portion. A recessed portion 24b to be fitted is provided at the axial center position.

伝達軸24のうち、減速機23のギヤと噛み合うギヤ24aが形成されている上側部分は上部ケーシング7下端のギヤ格納凹部7b内に格納され、回転シャフト21が連結される下側部分は筐体基部2の貫通孔2a内に格納される。ここで、各減速機23のギヤと伝達軸のギヤ24aとが噛み合うことができるように、各モータ格納貫通孔7aの下端寄りの部分であって減速機23のギヤが位置する部分とギヤ格納凹部7bとは側方において連通して形成される。   Of the transmission shaft 24, the upper part where the gear 24 a that meshes with the gear of the speed reducer 23 is stored in the gear storage recess 7 b at the lower end of the upper casing 7, and the lower part to which the rotary shaft 21 is connected is the housing. It is stored in the through hole 2 a of the base 2. Here, so that the gear of each reduction gear 23 and the gear 24a of the transmission shaft can be engaged with each other, the portion near the lower end of each motor storage through-hole 7a and the portion where the gear of the reduction gear 23 is located and the gear storage. The recess 7b is formed in communication with the side.

伝達軸24は、ギヤ格納凹部7bの上面に埋め込まれて取り付けられたボールベアリング等のベアリング24cによってギヤ24aの上部に突出する中心軸が軸回転可能に支持されると共に、貫通孔2aの内周面に取り付けられたベアリング24dによってギヤ24aの下側の中心軸が軸回転可能に支持されることにより、筐体基部2及び上部ケーシング7に対して軸回転可能に支持される。そして、モータ22の駆動を伝達して回転シャフト21を軸回転させる。   The transmission shaft 24 is supported by a bearing 24c such as a ball bearing embedded and attached to the upper surface of the gear storage recess 7b so that the central shaft protruding above the gear 24a is supported so as to be rotatable, and the inner periphery of the through hole 2a. The lower center shaft of the gear 24a is supported by the bearing 24d attached to the surface so as to be rotatable about the shaft, thereby being supported so as to be rotatable about the housing base 2 and the upper casing 7. And the drive of the motor 22 is transmitted and the rotating shaft 21 is axially rotated.

上部ケーシング7の上端部には延長ケーシング連結部8が取り付けられる。延長ケーシング連結部8は、拡孔のための掘削の進捗に合わせてボーリング拡孔装置1をボーリング孔内に徐々に進入させていく際に上端面に延長ケーシング18を連結するためのジョイントである。延長ケーシング連結部8は、径に比して短身の円柱形状に形成される。   An extension casing connecting portion 8 is attached to the upper end portion of the upper casing 7. The extension casing connecting portion 8 is a joint for connecting the extension casing 18 to the upper end surface when the boring hole expanding device 1 is gradually advanced into the boring hole in accordance with the progress of excavation for hole expansion. . The extension casing coupling portion 8 is formed in a columnar shape that is short compared to the diameter.

延長ケーシング連結部8の外周面の下縁部には、周方向帯状の段差であって上部ケーシング7の上縁部が嵌め合わされる下縁嵌合段差8cが形成される。そして、当該下縁嵌合段差8cには、上部ケーシング7を嵌め合わせた際に両者の連結部分の水密性を確保して上部ケーシング7の防水性を確保するためのOリング8dが取り付けられる。   A lower edge fitting step 8c is formed on the lower edge portion of the outer peripheral surface of the extension casing coupling portion 8 and is a step in the circumferential direction, and the upper edge portion of the upper casing 7 is fitted. The lower edge fitting step 8c is attached with an O-ring 8d for ensuring the water tightness of the connecting portion between the upper casing 7 and the waterproofness of the upper casing 7 when the upper casing 7 is fitted.

また、延長ケーシング連結部8は、給水路11の一部を構成するものであって上端面から下端面に通じる流路8aと、排水路13の一部を構成するものであって下端面から上端面に通じる流路8bとを有する。   The extension casing connecting portion 8 constitutes a part of the water supply channel 11 and constitutes a part of the drainage channel 13 and the flow path 8a leading from the upper end surface to the lower end surface. And a flow path 8b communicating with the upper end surface.

一方、筐体基部2の下端面の周縁部には、周方向帯状の段差であって排水ポンプ部周壁3の上端部が嵌め合わされる下縁嵌合段差2fが形成される。   On the other hand, a lower edge fitting step 2f, which is a circumferential belt-like step and is fitted to the upper end portion of the drainage pump portion peripheral wall 3, is formed at the peripheral edge of the lower end surface of the housing base 2.

排水ポンプ部周壁3は帯状の周壁3aと底面3bとから構成される。底面3bの中央部には、回転シャフト21とシャフトカバー10と回転円筒部31とを貫通させるための貫通孔が形成される。また、排水ポンプ部周壁3は、給水路11の一部を構成する上下方向の貫通孔3eを周壁3aに有する。   The drainage pump peripheral wall 3 is composed of a belt-shaped peripheral wall 3a and a bottom surface 3b. A through hole for allowing the rotary shaft 21, the shaft cover 10, and the rotary cylindrical portion 31 to pass through is formed at the center of the bottom surface 3b. Moreover, the drainage pump part surrounding wall 3 has the through-hole 3e of the up-down direction which comprises some water supply paths 11 in the surrounding wall 3a.

ここで、排水ポンプ部周壁3の内部は、掘削ビット32に供給されて拡孔のための掘削に用いられた後にボーリング孔内から排水される掘削水が溜められる空間である排水ポンプ部33としての役割を果たす。なお、排水ポンプ部周壁3の上端部が筐体基部2の下端に嵌め合わされた状態で、排水ポンプ部周壁3の内部空間である排水ポンプ部33と筐体基部2の貫通路2cとが連通する。   Here, the inside of the drainage pump section peripheral wall 3 is a drainage pump section 33 that is a space in which drilling water that is supplied to the excavation bit 32 and used for excavation for expanding holes is drained from the borehole. To play a role. In addition, the drainage pump part 33 that is the internal space of the drainage pump part peripheral wall 3 and the through passage 2c of the casing base part 2 communicate with each other in a state where the upper end part of the drainage pump part peripheral wall 3 is fitted to the lower end of the casing base part 2. To do.

排水ポンプ部33には、底面3bの貫通孔を通過して排水ポンプ部周壁3の内部に進入する回転円筒部31の上側部分の上部円筒部31aの外周面に取り付けられた排水用羽根33aが備えられる。排水用羽根33aは可撓性の部材によって排水ポンプ部周壁3の周壁3aと同等の高さを有するものとして形成される。そして、排水用羽根33aは排水ポンプ部33としての排水ポンプ部周壁3の内部空間を分割するものとして機能する。本実施形態では、回転円筒部31の上部円筒部31aの外周面に周方向等間隔に三つの排水用羽根33aが取り付けられる。   The drainage pump part 33 has drainage vanes 33a attached to the outer peripheral surface of the upper cylindrical part 31a of the upper part of the rotary cylindrical part 31 that passes through the through hole of the bottom surface 3b and enters the peripheral wall 3 of the drainage pump part. Provided. The drainage blade 33a is formed of a flexible member having a height equivalent to that of the peripheral wall 3a of the drainage pump portion peripheral wall 3. The drainage blade 33 a functions as a part that divides the internal space of the drainage pump part peripheral wall 3 as the drainage pump part 33. In the present embodiment, three drainage blades 33a are attached to the outer peripheral surface of the upper cylindrical portion 31a of the rotating cylindrical portion 31 at equal intervals in the circumferential direction.

また、排水ポンプ部周壁3の周壁3aの内周面の一部に三日月突起部33bが形成される。三日月突起部33bは、排水ポンプ部周壁3の上端部に嵌め合わされる筐体基部2の貫通路2cの開口位置と、上部円筒部31aの内周面とシャフトカバー10の外周面との間の排水空間12と連通する吸入開口部33cの開口位置との間に形成される。なお、吸入開口部33cは排水ポンプ部33の上面に開口部を有する。   A crescent protrusion 33b is formed on a part of the inner peripheral surface of the peripheral wall 3a of the drainage pump portion peripheral wall 3. The crescent protrusion 33b is located between the opening position of the through passage 2c of the housing base 2 fitted to the upper end of the drainage pump part peripheral wall 3, and between the inner peripheral surface of the upper cylindrical part 31a and the outer peripheral surface of the shaft cover 10. It is formed between the opening position of the suction opening 33 c communicating with the drainage space 12. The suction opening 33 c has an opening on the upper surface of the drainage pump part 33.

これにより、回転円筒部31が軸回転して排水用羽根33aが排水ポンプ部33内を周回転すると(実施例では、図3(B)に示す断面において時計回りに回転する)、各排水用羽根33aによって区分される空間の容積が三日月突起部33b部分とその前後とにおいてでは変わる。そして、三日月突起部33b部分とその前後とにおいて空間の容積が変化することによって圧力が変化するので、図3(B)に示す断面において、排水用羽根33aによって区分される空間のうち、吸入開口部33cの位置を含む空間の体積は増加するので排水空間12から掘削水を吸い上げて排水ポンプ部33に吸い込み、貫通路2cの位置を含む空間の体積は減少するので排水ポンプ部33から掘削水を貫通路2cへと排出する。なお、排水空間12と排水ポンプ部33とは吸入開口部33cのみによって連通しており、その他の箇所においてはお互いの水密性が確保されている。この排水ポンプ部33の働きによって本発明のボーリング拡孔装置では、掘削水をボーリング孔内から排水するための例えば真空ポンプなどが不要になる。   As a result, when the rotating cylindrical portion 31 rotates and the drainage blade 33a rotates in the drainage pump portion 33 (in the embodiment, it rotates clockwise in the cross section shown in FIG. 3B), each drainage The volume of the space divided by the blades 33a varies between the crescent lug 33b portion and the front and rear thereof. Since the pressure changes as the volume of the space changes between the crescent protrusion 33b and the front and rear thereof, the suction opening of the space partitioned by the drainage blade 33a in the cross section shown in FIG. Since the volume of the space including the position of the portion 33c increases, the drilling water is sucked up from the drainage space 12 and sucked into the drainage pump portion 33, and the volume of the space including the position of the through-passage 2c decreases. Is discharged to the through passage 2c. Note that the drainage space 12 and the drainage pump portion 33 communicate with each other only through the suction opening 33c, and the watertightness of each other is ensured at other locations. With the function of the drainage pump unit 33, in the boring hole expanding device of the present invention, for example, a vacuum pump or the like for draining the drilling water from the borehole becomes unnecessary.

そして、筐体基部2の上端に上部ケーシング7が嵌め合わされると共に当該上部ケーシング7の上端に延長ケーシング連結部8が嵌め合わされて連結された状態で、筐体基部2の貫通路2cと上部ケーシング7の貫通孔7dと延長ケーシング連結部8の流路8bとが連通して排水路13を形成する。なお、延長ケーシング連結部8の流路8bの上端開口部は延長ケーシング連結部8の上端に連結される延長ケーシング18内に設けられる排水路13を形成する貫通孔と連通し、これにより、ボーリング拡孔装置1及び延長ケーシング18内の排水路13を通過して掘削水はボーリング孔内から排水される。   Then, the upper casing 7 is fitted to the upper end of the casing base 2 and the extension casing connecting portion 8 is fitted to the upper end of the upper casing 7 and connected to the through passage 2c of the casing base 2 and the upper casing. 7 through-hole 7 d and the flow path 8 b of the extension casing connecting portion 8 communicate with each other to form a drainage channel 13. Note that the upper end opening of the flow path 8b of the extension casing connecting portion 8 communicates with a through hole that forms a drainage channel 13 provided in the extension casing 18 connected to the upper end of the extension casing connecting portion 8, thereby boring. The drilling water passes through the hole expanding device 1 and the drainage passage 13 in the extension casing 18 and is drained from the borehole.

排水ポンプ部周壁3の下端面の周縁部には、周方向帯状の段差であって下部ケーシング4の周壁上端部が嵌め合わされる下縁嵌合段差3dが形成される。   At the peripheral edge of the lower end surface of the drainage pump part peripheral wall 3, a lower edge fitting step 3 d is formed which is a step in the circumferential direction and into which the upper end of the peripheral wall of the lower casing 4 is fitted.

下部ケーシング4は、軸心方向の貫通孔4aを中央に有する円筒形状に形成される。また、下部ケーシング4は、給水路11の一部を構成する軸心方向即ち上下方向の貫通孔4eを円筒周壁に有する。   The lower casing 4 is formed in a cylindrical shape having a central through hole 4a. Further, the lower casing 4 has a through-hole 4e in the axial direction, that is, the vertical direction constituting a part of the water supply channel 11, in the cylindrical peripheral wall.

そして、下部ケーシング4と排水ポンプ部周壁3と筐体基部2と上部ケーシング7とがそれぞれ嵌め合わされて繋ぎ合わされた状態で、下部ケーシング4の貫通孔4eと排水ポンプ部周壁3の貫通孔3eと筐体基部2の貫通路2bと上部ケーシング7の貫通孔7cと延長ケーシング連結部8の流路8aとが連通して給水路11を形成する。なお、延長ケーシング連結部8の流路8aの上端開口部は延長ケーシング連結部8の上端に連結される延長ケーシング18内に設けられる給水路11を形成する貫通孔と連通し、これにより、ボーリング孔外に設けられたポンプなどの給水設備(図示せず)から延長ケーシング18内及びボーリング拡孔装置1の給水路11を通過して掘削水が掘削ビット32に供給される。   The lower casing 4, the drainage pump part peripheral wall 3, the housing base 2, and the upper casing 7 are fitted and joined to each other, and the through hole 4 e of the lower casing 4 and the through hole 3 e of the drainage pump part peripheral wall 3 The water passage 11 is formed by the communication between the through passage 2 b of the housing base 2, the through hole 7 c of the upper casing 7, and the flow passage 8 a of the extension casing connection portion 8. Note that the upper end opening of the flow path 8a of the extension casing connecting portion 8 communicates with a through hole that forms a water supply path 11 provided in the extension casing 18 connected to the upper end of the extension casing connecting portion 8, thereby boring. Drilling water is supplied to the drill bit 32 from a water supply facility (not shown) such as a pump provided outside the hole through the extension casing 18 and the water supply passage 11 of the boring hole expanding device 1.

なお、本実施形態では、筐体基部2の下端面の周縁部(即ち下縁嵌合段差2f部分)に、周方向等間隔・上下方向に六つの雌ねじ孔が形成される。また、排水ポンプ部周壁3の周壁3a部分に、周方向等間隔・上下方向に六つの貫通孔が形成される。さらに、下部ケーシング4の円筒周壁に、周方向等間隔・上下方向に六つの貫通孔が形成される。そして、筐体基部2と排水ポンプ部周壁3と下部ケーシング4とを繋ぎ合わせ、先端部分に雄ねじが形成された連結軸14を下部ケーシング4側から貫通孔に挿通させると共に連結軸14の先端の雄ねじ部分を筐体基部2の雌ねじ孔にねじ止めすることによってこれら三つの部品2,3,4を固定する。   In the present embodiment, six female screw holes are formed at equal intervals in the circumferential direction and in the vertical direction at the peripheral edge portion (that is, the lower edge fitting step 2f portion) of the lower end surface of the housing base 2. Further, six through holes are formed in the peripheral wall 3a portion of the drainage pump portion peripheral wall 3 at equal intervals in the circumferential direction and in the vertical direction. Furthermore, six through holes are formed in the cylindrical peripheral wall of the lower casing 4 at equal intervals in the circumferential direction and in the vertical direction. Then, the casing base 2, the drainage pump peripheral wall 3 and the lower casing 4 are joined together, and the connecting shaft 14 having a male screw formed at the tip is inserted into the through-hole from the lower casing 4 side, and the tip of the connecting shaft 14 is inserted. These three parts 2, 3, 4 are fixed by screwing the male screw part into the female screw hole of the housing base 2.

回転シャフト21は、筐体基部2の貫通孔2a内で上端部分が伝達軸24と連接すると共に、貫通孔2aから筐体基部2の下側に向かって延出する。   The rotating shaft 21 has an upper end connected to the transmission shaft 24 in the through hole 2 a of the housing base 2 and extends downward from the through hole 2 a to the housing base 2.

また、回転シャフト21は、下端寄りの位置に、他の部分よりも径が一回り大きく形成されたマグネット固定部21aを有する。   Further, the rotary shaft 21 has a magnet fixing portion 21a having a diameter slightly larger than that of other portions at a position near the lower end.

そして、角柱形状の内側マグネット9aが、回転シャフト21の軸心方向と平行に、マグネット固定部21aの外周面に周方向等間隔に取り付けられる。なお、内側マグネット9aは、本実施形態では8本取り付けられる。   The prismatic inner magnet 9a is attached to the outer peripheral surface of the magnet fixing portion 21a at equal intervals in the circumferential direction in parallel with the axial center direction of the rotating shaft 21. In the present embodiment, eight inner magnets 9a are attached.

筐体基部2の貫通孔2aの下側部分は、回転シャフト21の径よりも径が大きく形成される。そして、回転シャフト21の側面を囲う円筒形状のシャフトカバー10が、貫通孔2a下側部分の径が大きくなっている部分に差し込まれて筐体基部2の下側に向かって延出して固定される。そして、貫通孔2aの内周面には、シャフトカバー10を差し込んで嵌め合わせた際の両者の連結部分の水密性を確保するためのOリング2iが取り付けられる。ここで、回転シャフト21が自在に軸回転することができるようにシャフトカバー10の内周面と回転シャフト21の外周面との間には隙間が設けられる。   The lower portion of the through hole 2 a of the housing base 2 is formed with a diameter larger than the diameter of the rotary shaft 21. The cylindrical shaft cover 10 surrounding the side surface of the rotating shaft 21 is inserted into a portion where the diameter of the lower portion of the through hole 2a is increased, and is extended and fixed toward the lower side of the casing base 2. The And the O-ring 2i for ensuring the watertightness of the connection part of both when the shaft cover 10 is inserted and fitted together is attached to the inner peripheral surface of the through hole 2a. Here, a gap is provided between the inner peripheral surface of the shaft cover 10 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 21 so that the rotary shaft 21 can rotate freely.

シャフトカバー10の下端部分にマグネット格納部5が取り付けられる。マグネット格納部5は、回転シャフト21の下端寄りの位置に取り付けられたマグネット固定部21a及び内側マグネット9aを内部に格納する。   The magnet storage portion 5 is attached to the lower end portion of the shaft cover 10. The magnet storage unit 5 stores therein a magnet fixing unit 21 a and an inner magnet 9 a that are attached to a position near the lower end of the rotary shaft 21.

マグネット格納部5は、上端面に開口部を有して回転シャフト21を挿入させるための挿通孔5aを有する。この挿通孔5aの上側部分は、回転シャフト21の径よりも径が大きく形成される。そして、挿通孔5aの径が大きくなっている部分にシャフトカバー10が差し込まれて固定されることによってマグネット格納部5がシャフトカバー10の下端部に取り付けられる。そして、挿通孔5aの内周面には、シャフトカバー10を嵌め合わせた際に両者の連結部分の水密性を確保するためのOリング5bが取り付けられる。   The magnet storage part 5 has an insertion hole 5a for opening the rotary shaft 21 with an opening on the upper end surface. The upper portion of the insertion hole 5 a is formed with a diameter larger than that of the rotary shaft 21. And the magnet storage part 5 is attached to the lower end part of the shaft cover 10 by inserting and fixing the shaft cover 10 in the part where the diameter of the insertion hole 5a is large. And the O-ring 5b for ensuring the watertightness of the connection part of both when the shaft cover 10 is fitted together is attached to the inner peripheral surface of the insertion hole 5a.

マグネット格納部5は挿通孔5aと連通する中空部5cを有し、当該中空部5cにマグネット固定部21a及び内側マグネット9aを格納する。ここで、回転シャフト21及び当該シャフトに取り付けられた内側マグネット9aが自在に周回することができるように中空部5cの壁面(即ちマグネット格納部5の内周面)と内側マグネット9aの外周面との間には隙間が設けられる。   The magnet storage part 5 has a hollow part 5c communicating with the insertion hole 5a, and stores the magnet fixing part 21a and the inner magnet 9a in the hollow part 5c. Here, the wall surface of the hollow portion 5c (that is, the inner peripheral surface of the magnet storage portion 5) and the outer peripheral surface of the inner magnet 9a so that the rotating shaft 21 and the inner magnet 9a attached to the shaft can freely circulate. A gap is provided between the two.

回転シャフト21は、中空部5c上部の挿通孔5a内周面に取り付けられたベアリング5dによって軸回転可能に支持されると共に中空部5cの下面に埋め込まれて取り付けられたベアリング5eによってマグネット固定部21aの下部に突出する部分が軸回転可能に支持され、これによってマグネット格納部5に対して軸回転可能に支持される。   The rotary shaft 21 is supported by a bearing 5d attached to the inner peripheral surface of the insertion hole 5a in the upper portion of the hollow portion 5c so as to be axially rotatable, and is fixed to the magnet fixing portion 21a by a bearing 5e embedded and attached to the lower surface of the hollow portion 5c. A portion projecting to the lower portion of the magnet is supported so as to be rotatable about the shaft, and is thereby supported so as to be rotatable relative to the magnet storage portion 5.

回転円筒部31は、大きくは、上部円筒部31aと、当該上部円筒部31a下端に形成される掘削ビット取付部31bと、当該掘削ビット取付部31bの下側に形成される下部円筒部31cとからなる。   The rotating cylindrical portion 31 is broadly divided into an upper cylindrical portion 31a, a drilling bit mounting portion 31b formed at the lower end of the upper cylindrical portion 31a, and a lower cylindrical portion 31c formed below the drilling bit mounting portion 31b. Consists of.

回転円筒部31の上部円筒部31aは下部ケーシング4とシャフトカバー10との間に挿入される。また、上部円筒部31aの上端部分が排水ポンプ部33内に進入する。   The upper cylindrical portion 31 a of the rotating cylindrical portion 31 is inserted between the lower casing 4 and the shaft cover 10. Further, the upper end portion of the upper cylindrical portion 31 a enters the drainage pump portion 33.

上部円筒部31aは、下部ケーシング4の中央貫通孔4aの内周面の、上部開口部及び下部開口部に取り付けられた一対のベアリング4b,4cによって軸回転可能に支持される。   The upper cylindrical portion 31a is supported by a pair of bearings 4b and 4c attached to the upper opening portion and the lower opening portion on the inner peripheral surface of the central through hole 4a of the lower casing 4 so as to be axially rotatable.

掘削ビット取付部31bは、上部円筒部31aの下端に連接して形成され、下部ケーシング4の下端面に近接した位置において上部円筒部31aに対して径方向に張り出して形成される。そして、掘削ビット取付部31bの側面(即ち周面)に、周方向横並び等間隔に、本実施形態では8個の掘削ビット32がねじ止めされて取り付けられる。なお、本発明においては、掘削ビット32はボーリング孔の掘削や拡孔に用いられる一般的なビットが用いられる。   The excavation bit attachment portion 31b is formed so as to be connected to the lower end of the upper cylindrical portion 31a, and is formed to project radially from the upper cylindrical portion 31a at a position close to the lower end surface of the lower casing 4. In the present embodiment, eight excavation bits 32 are screwed and attached to the side surface (that is, the peripheral surface) of the excavation bit attachment portion 31b at equal intervals in the circumferential direction. In the present invention, the excavation bit 32 is a general bit used for excavation or expansion of a borehole.

回転円筒部31の周壁であって掘削ビット取付部31bと下部円筒部31cとの境界部分に、拡孔のための掘削時に掘削ビット32に対して供給された掘削水をボーリング孔内から排水するために回転円筒部31内に取り入れるための貫通口31dが設けられる。貫通口31dは各掘削ビット32の取り付け位置の下側に設けられ、本実施形態では8個の貫通口31dが周方向に横並びで設けられる。   The drilling water supplied to the drilling bit 32 at the time of excavation for expanding the hole is drained from the borehole at the boundary between the drilling bit mounting part 31b and the lower cylindrical part 31c on the peripheral wall of the rotating cylindrical part 31. For this purpose, a through-hole 31 d is provided for taking in the rotating cylindrical portion 31. The through holes 31d are provided below the attachment positions of the respective excavation bits 32. In the present embodiment, eight through holes 31d are provided side by side in the circumferential direction.

下部円筒部31cは、マグネット格納部5の外周を取り巻いて覆うように、掘削ビット取付部31bの下側に連接して形成される。   The lower cylindrical portion 31c is formed to be connected to the lower side of the excavation bit attaching portion 31b so as to surround and cover the outer periphery of the magnet storage portion 5.

下部円筒部31cの内周面には、角柱形状の外側マグネット9bが、下部円筒部31cの軸心方向と平行に、周方向等間隔に且つ内側マグネット9aに対向する高さに取り付けられる。また、下部円筒部31cの内周面の内側マグネット9aが取り付けられた位置の上側と下側とに、内側マグネット9aが取り付けられた空間に大きなズリが入ることを防ぐためのダストシール31eが周方向に取り付けられる。これにより、マグネット格納部5の外周面と内側マグネット9aの内周面との間に大きなズリが入り込んでしまって下部円筒部31cの回転が阻害されることが防がれ、下部円筒部31cの円滑な回転が確保される。   On the inner peripheral surface of the lower cylindrical portion 31c, a prismatic outer magnet 9b is attached in parallel with the axial direction of the lower cylindrical portion 31c at an equal interval in the circumferential direction and at a height facing the inner magnet 9a. Further, a dust seal 31e for preventing a large gap from entering the space where the inner magnet 9a is attached on the upper side and the lower side of the position where the inner magnet 9a is attached on the inner peripheral surface of the lower cylindrical portion 31c is provided in the circumferential direction. Attached to. This prevents a large gap from entering between the outer peripheral surface of the magnet storage portion 5 and the inner peripheral surface of the inner magnet 9a, thereby preventing the rotation of the lower cylindrical portion 31c. Smooth rotation is ensured.

本実施形態では、内側マグネット9aに対応させて8本の外側マグネット9bが取り付けられる。そして、内側マグネット9aと外側マグネット9bとによってマグネットカップリング9が構成される。   In the present embodiment, eight outer magnets 9b are attached to correspond to the inner magnets 9a. And the magnet coupling 9 is comprised by the inner side magnet 9a and the outer side magnet 9b.

ここで、拡孔のための掘削時に掘削ビット32に供給され掘削に伴って発生したズリが含められた掘削水を貫通口31dから吸い込んで排水ポンプ部33へと送るために回転円筒部31の内周面とシャフトカバー10及びマグネット格納部5の外周面との間にズリを含んだ掘削水を通過させるための空隙が設けられ、当該空隙によって排水空間12が形成される。   Here, in order to suck the excavated water supplied to the excavation bit 32 at the time of excavation for expanding the hole and including the gap generated by excavation from the through-hole 31 d and send it to the drainage pump unit 33, A gap is provided between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the shaft cover 10 and the magnet storage portion 5 to allow excavation water including gaps to pass therethrough, and the drainage space 12 is formed by the gap.

マグネット格納部5の下端部にはセンタライザー6が取り付けられる。センタライザー6は拡孔のための掘削を行う際にボーリング拡孔装置1を既に掘削されているボーリング孔の中心に位置させるためのものであり、これにより、既に掘削されているボーリング孔の周囲を均等に掘削して拡孔することができる。本実施形態では、センタライザー6はマグネット格納部5の下端面にねじ止めされて取り付けられる。   A center riser 6 is attached to the lower end of the magnet storage unit 5. The center riser 6 is used for positioning the boring hole expanding device 1 at the center of the already drilled hole when performing excavation for expanding the hole. Can be evenly drilled and expanded. In the present embodiment, the center riser 6 is attached to the lower end surface of the magnet storage portion 5 by screwing.

以上の構成により、本発明のボーリング拡孔装置1は、筐体である筐体基部2と排水ポンプ部周壁3と下部ケーシング4と上部ケーシング7と延長ケーシング連結部8とが、下部ケーシング4の下端面に開口部を有して掘削ビット32に掘削水を供給するための給水路11と、掘削に用いられた後の掘削水をボーリング孔内から排水するための排水路13と、回転シャフト21と回転円筒部31との間にこれらとの間に隙間を設けて配置されて筐体基部2に固定されるシャフトカバー10と、排水路13と連通すると共に回転円筒部31とシャフトカバー10との間の隙間である排水空間12と連通する排水ポンプ部33とを備え、下部ケーシング4の下端面の給水路11の開口部から掘削ビット32に掘削水を供給すると共に掘削に用いられた後の掘削水を回転円筒部31の周壁に設けられた貫通口31dから吸い込んで回転円筒部31とシャフトカバー10との間の隙間である排水空間12を通過させて排水ポンプ部33に溜めてから排水路13に排出することができる。   With the above configuration, the boring hole expanding device 1 according to the present invention includes a housing base portion 2, a drainage pump portion peripheral wall 3, a lower casing 4, an upper casing 7, and an extended casing connecting portion 8 that are housings. A water supply path 11 having an opening at the lower end surface for supplying drilling water to the drill bit 32, a drainage path 13 for draining the drilling water after being used for drilling from the borehole, and a rotating shaft The shaft cover 10 is disposed between the rotary cylinder portion 31 and the rotary cylinder portion 31 with a gap between them and is fixed to the housing base 2, and communicates with the drainage channel 13 and is also connected to the rotary cylinder portion 31 and the shaft cover 10. A drainage pump portion 33 communicating with the drainage space 12 which is a gap between the lower casing 4 and the drilling water supplied to the drilling bit 32 from the opening of the water supply channel 11 on the lower end surface of the lower casing 4 and used for excavation. Then, the excavated water is sucked from a through-hole 31d provided in the peripheral wall of the rotary cylindrical portion 31 and passed through the drainage space 12 which is a gap between the rotary cylindrical portion 31 and the shaft cover 10 and collected in the drainage pump portion 33. Then, it can be discharged into the drainage channel 13.

そして、以上の構造により、本発明のボーリング拡孔装置1においては、内部回転系を構成するモータ22,減速機23,伝達軸24及び回転シャフト21並びに内側マグネット9aが、筐体を構成する延長ケーシング連結部8,上部ケーシング7及び筐体基部2並びにシャフトカバー10,マグネット格納部5によって水密性が保たれて防水状態で完全に覆われる。   With the above-described structure, in the boring hole expanding device 1 of the present invention, the motor 22, the speed reducer 23, the transmission shaft 24, the rotating shaft 21, and the inner magnet 9a that constitute the internal rotation system are the extensions that constitute the casing. The casing connecting portion 8, the upper casing 7, the casing base 2, the shaft cover 10, and the magnet storage portion 5 maintain water tightness and are completely covered in a waterproof state.

そして、本発明のボーリング拡孔装置1においては、掘削水15a(例えば清水;図2において白抜き矢印で表す)が、給水路11を経由し、下部ケーシング4の下端に達する給水路11の下端開口部であって具体的には貫通孔4eの下端開口部から掘削ビット32に供給される。なお、掘削水15aが供給される貫通孔4eの下端開口部は掘削ビット32近接した位置に位置している。そして、掘削ビット32が掘削を行うことによってズリが発生し、掘削ビット32に供給された掘削水はズリを含んだ状態になる。   And in the boring hole expansion apparatus 1 of this invention, the lower end of the water supply path 11 in which the drilling water 15a (for example, fresh water; represented by the white arrow in FIG. 2) reaches the lower end of the lower casing 4 through the water supply path 11. Specifically, it is supplied to the excavation bit 32 from the lower end opening of the through hole 4e. The lower end opening of the through hole 4e to which the drilling water 15a is supplied is located in the vicinity of the drill bit 32. Then, when the excavation bit 32 performs excavation, the excavation occurs, and the excavation water supplied to the excavation bit 32 includes the excursion.

掘削のズリを含んだ掘削水15b(図2において黒矢印で表す)は掘削ビット32の下方に開口部を有する貫通口31dから回転円筒部31内の排水空間12に吸い込まれる。そして、ズリを含んだ掘削水15bはシャフトカバー10の外周面と上部円筒部31aの内周面との間の空隙即ち排水空間12を通過して排水ポンプ部33に吸い上げられる。   The drilling water 15b including the excavation gap (represented by a black arrow in FIG. 2) is sucked into the drainage space 12 in the rotary cylindrical portion 31 from the through-hole 31d having an opening below the drilling bit 32. The excavated water 15b including the gap passes through the gap between the outer peripheral surface of the shaft cover 10 and the inner peripheral surface of the upper cylindrical portion 31a, that is, the drainage space 12, and is sucked up by the drainage pump unit 33.

そして、排水ポンプ部33に吸い上げられたズリを含んだ掘削水15bは、マグネットカップリング9の働きによる回転円筒部31の軸回転に伴って排水用羽根33aが排水ポンプ部33内で回転することによって排水路13の下端開口部(具体的には筐体基部2の貫通路2cの下端開口部)から排水路13へと送り出される。そして、ズリを含んだ掘削水15bは更に延長ケーシング内の排水路を経由してボーリング孔内から排水される。   Then, the excavated water 15b including the gap sucked up by the drain pump unit 33 is such that the drain vane 33a rotates in the drain pump unit 33 along with the shaft rotation of the rotating cylindrical unit 31 by the action of the magnet coupling 9. Is sent from the lower end opening of the drainage channel 13 (specifically, the lower end opening of the through passage 2c of the housing base 2) to the drainage channel 13. The excavated water 15b including the gap is further drained from the borehole through the drainage passage in the extension casing.

本発明のボーリング拡孔装置1によれば、以上の構成により、筐体基部2に取り付けられる上部ケーシング7と排水ポンプ部周壁3及びこれに取り付けられる下部ケーシング4とは拡孔のための掘削中に軸回転することがなく、さらに、筐体基部2に取り付けられるシャフトカバー10及びこれに取り付けられるマグネット格納部5及びこれに取り付けられるセンタライザー6は拡孔のための掘削中に軸回転することがない。   According to the boring hole expanding apparatus 1 of the present invention, the upper casing 7 attached to the housing base 2, the drainage pump part peripheral wall 3, and the lower casing 4 attached to the upper casing 7 are being excavated for expanding the holes. In addition, the shaft cover 10 attached to the housing base 2 and the magnet storage part 5 attached to the shaft cover 10 and the center riser 6 attached to the shaft cover 10 rotate during the excavation for hole expansion. There is no.

そして、本発明のボーリング拡孔装置1によれば、以上の構成により、モータ22の駆動が減速機23と伝達軸24と回転シャフト21とを介して伝達されて内側マグネット9aが周回転(言い換えれば、回転シャフトの軸心を中心として公転)し、当該内側マグネット9aと外側マグネット9bとによって形成されるマグネットカップリング9の働きによって外側マグネット9bが周回転する。これにより、回転円筒部31が軸回転し、それに伴って掘削ビット32が周回転することによってボーリング孔の周壁が掘削されて拡孔が行われる。   And according to the boring hole expanding apparatus 1 of this invention, with the above structure, the drive of the motor 22 is transmitted via the speed reducer 23, the transmission shaft 24, and the rotating shaft 21, and the inner magnet 9a rotates in a circumferential direction (in other words, For example, the outer magnet 9b revolves around the axis of the rotating shaft, and the outer magnet 9b rotates by the action of the magnet coupling 9 formed by the inner magnet 9a and the outer magnet 9b. As a result, the rotating cylindrical portion 31 rotates axially, and the excavation bit 32 rotates along with the rotation, whereby the peripheral wall of the boring hole is excavated and expanded.

以上の構成を有する本発明のボーリング拡孔装置によれば、給水路11と排水路13とをスイベルを用いることなく構成することができる。このため、給排水系の構成を単純にすることができ、特にスイベル内におけるズリの詰まりを避けて装置の駆動の安定性の向上を図ることができる。   According to the boring hole expanding apparatus of the present invention having the above configuration, the water supply channel 11 and the drain channel 13 can be configured without using a swivel. For this reason, the configuration of the water supply / drainage system can be simplified, and in particular, the drive stability of the apparatus can be improved by avoiding clogging of the slip in the swivel.

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。   In addition, although the above-mentioned form is an example of the suitable form of this invention, it is not limited to this, A various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.

1 ボーリング拡孔装置
2 筐体基部
3 排水ポンプ部周壁
4 下部ケーシング
5 マグネット格納部
7 上部ケーシング
9 マグネットカップリング
9a 内側マグネット
9b 外側マグネット
21 回転シャフト
22 モータ
31 回転円筒部
32 掘削ビット
33 排水ポンプ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Boring hole expansion apparatus 2 Case base part 3 Drain pump part peripheral wall 4 Lower casing 5 Magnet storage part 7 Upper casing 9 Magnet coupling 9a Inner magnet 9b Outer magnet 21 Rotating shaft 22 Motor 31 Rotating cylindrical part 32 Excavation bit 33 Drain pump part

Claims (2)

柱状の筐体と、該筐体に軸回転可能に支持されると共に前記筐体から軸方向に延出する回転シャフトと、該回転シャフトの周囲に配置され前記筐体に軸回転可能に支持されると共に前記筐体の下端面の下方に位置するように周方向に配置された掘削ビットが取り付けられた回転円筒部とを有すると共に、前記回転シャフトに取り付けられた内側マグネットと、前記回転円筒部に取り付けられた外側マグネットとを備え、前記内側マグネットと前記外側マグネットとによってマグネットカップリングを構成し、駆動装置によって前記回転シャフトを軸回転させて前記内側マグネットを周回転させることによって前記外側マグネットが取り付けられた前記回転円筒部を軸回転させて前記掘削ビットを周回転させることを特徴とするボーリング拡孔装置。   A columnar casing, a rotating shaft supported axially by the casing and extending axially from the casing, and disposed around the rotating shaft and supported by the casing so as to be axially rotatable. And a rotating cylindrical part to which a drilling bit arranged in a circumferential direction so as to be positioned below the lower end surface of the casing is attached, and an inner magnet attached to the rotating shaft, and the rotating cylindrical part An outer magnet attached to the inner magnet, the inner magnet and the outer magnet constitute a magnet coupling, and the outer magnet is rotated by rotating the shaft around the rotating shaft by a driving device. Boring hole expansion, characterized in that the excavating bit is rotated by rotating the attached rotating cylindrical portion. Location. 前記筐体が、前記下端面に開口部を有して前記掘削ビットに掘削水を供給するための給水路と、掘削に用いられた後の該掘削水をボーリング孔内から排水するための排水路と、前記回転シャフトと前記回転円筒部との間にこれらとの間に隙間を設けて配置されて前記筐体に固定されるシャフトカバーと、前記排水路と連通すると共に前記回転円筒部とシャフトカバーとの間の隙間と連通する排水ポンプ部とを備え、前記筐体の下端面の前記給水路の開口部から前記掘削ビットに前記掘削水を供給すると共に掘削に用いられた後の該掘削水を前記回転円筒部の周壁に設けられた貫通口から吸い込んで前記回転円筒部とシャフトカバーとの間の隙間を通過させて前記排水ポンプ部に溜めてから前記排水路に排出することを特徴とする請求項1記載のボーリング拡孔装置。   The housing has an opening in the lower end surface and a water supply channel for supplying drilling water to the drilling bit, and drainage for draining the drilling water after being used for drilling from the borehole A shaft cover disposed between the rotary shaft and the rotary cylindrical portion with a gap between them and fixed to the housing; the drain cover and the rotary cylindrical portion; A drainage pump portion communicating with a gap between the shaft cover and the drainage pump portion for supplying the excavation water to the excavation bit from the opening of the water supply channel at the lower end surface of the casing and Excavating water from a through-hole provided in the peripheral wall of the rotating cylindrical portion, passing through a gap between the rotating cylindrical portion and the shaft cover, collecting the drilling water in the drainage pump portion, and then discharging to the drainage channel. The feature of claim 1 Boring reaming apparatus.
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