JPH05287975A - ダウンザホールドリルを使用するロータリテーブル型ボーリング機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータリテーブルを所定高さの架台上に取りつ
ける必要のないようにした、ダウンザホールドリルを使
用するロータリテーブル型ボーリング機を提供する。 【構成】ダウンザホールドリル１４１を収納するハンマ
ー体２４７とケリーロッドサブ２４２との接続部及びケ
リーロッドサブ２４２とケリーロッド１４３との接続部
を６角形に形成し、ケリーロッド１４３やケリーロッド
サブ２４２だけではなくハンマー体２４７にもケリー２
４５ａを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は土木、建築の基礎孔掘削
や鋼管、Ｈ鋼等の杭の建込用掘削のためのダウンザホー
ルドリルを使用するロータリテーブル型ボーリング機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】転石や玉石等の混入した難地層のボーリ
ングはスクリューオーガ装置では掘削が難しく、近時、
ダウンザホールドリルを使用する技術が開発されてい
る。ダウンザホールドリルを用いる掘削は泥水を使用せ
ず、難地層を容易に掘削することができる。このような
ボーリング機は、ダウンザホールドリルを備えたロッド
を大型のリーダマシン等に取付けて、使用されるように
なった。

【０００３】また、リーダマシンが入れないような場所
等には、ケリーロッドを使用したロータリテーブルによ
るダウンザホールドリル掘削が行われるようになり、図
９〜図１１に示すような櫓とウインチとが付属したボー
リング機が用いられる。図９は平面図、図１０はその側
面図、図１１はその正面図を示すものである。このよう
な従来のダウンザホールドリルを使用するロータリテー
ブル型ボーリング機は、櫓１１０と油圧ウインチ１２０
とロータリテーブル１３０で構成され、油圧ウインチ１
２０に巻回されたロープ１２１がヘッドシーブ１１１を
通り図８に示すようなツールス１４０を吊り下げてお
り、油圧ウインチ１２０を操作することによりツールス
１４０が上下するようになっている。なお、図１０にお
いて、１３１はロータリテーブル駆動用油圧モータ、１
６０はコントロールユニット、１７０はパワーユニット
である。

【０００４】図６、図８に示すようにダウンザホールド
リル１４１とハンマーサブ１４６は、螺着された状態
で、ハンマーカバー１４５に装着されてハンマー体１４
７を形成している。ハンマー体１４７の上部には外側に
ケリー１４２ａを設けたケリーロッドサブ１４２が螺着
され、さらにその上部には所定長さのケリーロッド１４
３が雄雌継手１４８、１４９によって嵌合・ピン止めさ
れている。

【０００５】図７は図６のＥ−Ｅ矢視断面及びＤ−Ｄ矢
視断面図を示しており、雄継手１４８は外側が６角形に
形成され雌継手１４９には前記雄継手１４８が嵌入され
る６角形の孔が形成され、６角形の相対する辺には外側
から一対のピン１４８ａ、１４８ａが打ち込まれてケリ
ー１４２ａ、１４３ａの方向が一直線となるように規正
すると共に抜け止めとなっている。

【０００６】前記ハンマーサブ１４６、ケリーロッドサ
ブ１４２及びケリーロッド１４３には、それぞれ軸心
に、ダウンザホールドリル１４１に駆動用の圧気を送る
孔１４６ａ、１４２ｂ、１４３ｂが設けられている。前
記ケリーロッド１４３の上端には図８に示すようにエア
スイベル１４４が取りつけられている。図示しない地上
の空気圧縮機からホースを介してエアスイベル１４４に
圧気が送られ、前記孔１４３ｂ、１４２ｂ、１４６ａを
経てダウンザホールドリル１４１に送気される。送気さ
れるとダウンザホールドリル１４１は駆動され、ビット
１４１ａが打撃を始める。ダウンザホールドリル１４１
の回転はロータリテーブル１３０によって与えられる。
油圧モータ１３１は図示しないロータリブッシュを回転
する。ケリーロッドサブ１４２、ケリーロッド１４３等
はロータリブッシュに挿通され、ケリーがロータリブッ
シュと噛合しているので、ツールス１４０が回転する。

【０００７】従来、ケリーロッドサブ１４２のケリーが
ロータリブッシュと噛み合う位置までツールスを下げな
いとツールスに回転を与え掘削を開始することができな
かった。このため、ロータリテーブル１３０は上面が地
上高さＨをもつ架台１５０の上に取りつけるか、又は架
台の下方の地面を予掘りして掘り下げ、ロータリブッシ
ュの下方に地上までダウンザホールドリル部が入る高さ
の空間を設けなければならなかった。つまり、前記Ｈの
必要高さは図８に示すツールス１４０下端のダウンザホ
ールドリル１４１の下端からその上部に取りつけられた
ケリーロッドサブ１４２の中間部までの長さ以上の高さ
である。

【０００８】この従来のボーリング機の使用に当って
は、前記エアースイベル１４４をヘッドシーブ１１１
（図１０、図１１）から降下したロープ１２１に吊り下
げ、ダウンザホールドリル１４１を、ロータリテーブル
１３０のロータリブッシュを挿通して、ダウンザホール
ドリル１４１先端のビット１４１ａ（図６、図８）が地
上に達するまで下降させる。このとき、ロータリテーブ
ルのロータリブッシュはケリーロッドサブ１４２のケリ
ー１４２ａと噛合する。したがって、ロータリテーブル
１３０はダウンザホールドリル１４１に回転を与えるこ
とができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のダウンザホール
ドリル１４１は図６に示すようにハンマーサブ１４６と
連結されてハンマーカバー１４５内に装着されていた
が、ハンマーカバー１４５外側にはケリーが設けてなか
ったので、ロータリテーブル１３０のロータリブッシュ
で回転させることができなかった。

【００１０】したがって、ロータリテーブル１３０はロ
ータリブッシュがケリーロッドサブ１４２に噛合う高さ
をもつ高架架台１５０上に設置するか、又はロータリテ
ーブル下方の地面を予め掘り下げておくことが必要であ
った。本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、
高架架台１５０又は地面の予掘りを必要としない、ダウ
ンザホールドリルを使用するロータリテーブル型ボーリ
ング機を提供するものである。また本発明はこのような
装置に孔曲がりを防止し、掘削孔の垂直精度を高め、効
率よく掘削する機能を併有させたシステムを提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ダウンザホー
ルドリルを内蔵したカバーをケリーロッドの下端に連結
したツールスを用いるロータリテーブル型ボーリング機
に関するものであって、前記ケリーロッドのケリーと同
形の同数又はそれ以下の数のケリーをハンマーカバーの
外径に設け、ケリーが一直線になるようにケリーロッド
とハンマーカバーを連結する継手を備えたことを特徴と
する。

【００１２】また、本発明のダウンザホールドリルを使
用するロータリテーブル型ボーリング機の全体システム
としては、次の（ａ）〜（ｅ）を備えたことを特徴とす
るものである。 （ａ）外側にケリーを設けたケリーハンマーカバー内
に、ダウンザホールドリルを内蔵し、前記ケリーハンマ
ーカバーの基端から多角形の雄継手が突出したハンマー
体 （ｂ）両側に多角形の雌継手及び多角形の辺に沿って外
側からピンを打ち込む複数のピン孔を有するケリーロッ
ドサブ （ｃ）下端に継手を備えたケリーロッド （ｄ）前記ハンマー体、ケリーロッドサブ及びケリーロ
ッドを接続したツールスを吊り下げ、吊り掘り装置を装
着したウインチ又はクレーンなどの吊装置 （ｅ）前記ツールスを回転するロータリーブッシュを有
し、地盤上に設置されるロータリテーブル。

【００１３】

【作用】ハンマー体の基端は雄継手であり、これをケリ
ーロッドサブ雌継手と接続すると、互いに多角形に形成
されているので、ハンマー体外側のケリーとケリーロッ
ドサブ外側のケリーとを一直線に位置決めすることがで
きる。ケリーロッドからダウンザホールドリルが収容さ
れたハンマー体までケリーを設けたので、ハンマー体を
ロータリテーブルのロータリブッシュに挿通したときか
らツールスを回転駆動することができる。

【００１４】本発明装置はまた、ツールスを油圧ウイン
チで吊り下げ、油圧ウインチに吊り掘り装置を装着し
た。この吊り掘り装置は油圧ウインチ又はクレーンがツ
ールスの自重の一部を吊り上げながら下向に最適掘削荷
重を維持して掘削するように油圧系統に工夫を加えたも
のである。このシステムを併用することにより、本発明
のロータリテーブル型ボーリング機による孔曲りを最小
限にすることができ効率的にボーリングを行うことがで
きる。

【００１５】すなわち、適正な荷重を維持することによ
って孔曲りを極力防ぐことができる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。図１は本発明の一実施例を示すハンマー体か
らケリーロッドまでを接続した断面図、図２は図１のＡ
−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線断面図、図３はツールスの
正面図、図４は本発明の一実施例を示すダウンザホール
ドリルを使用したロータリテーブル型ボーリング機で櫓
を使用した場合の側面図、図５は同正面図である。

【００１７】ボーリング機は従来と同様に櫓１１０と油
圧ウインチ１２０とロータリテーブル１３０で構成さ
れ、油圧ウインチ１２０のロープ１２１がヘッドシーブ
１１１を通りツールス２４０を吊り下げており、油圧ウ
インチ１２０を操作することにより、ツールス２４０が
上下するようになっている。図において、１３１はロー
タリテーブル駆動用油圧モータ、１６０、１７０はそれ
ぞれのコントロールユニット及びパワーユニットであ
る。

【００１８】ツールス２４０はハンマー体２４７、ケリ
ーロッドサブ２４２、ケリーロッド１４３、エアースイ
ベル１４４から構成されている。図１、図３に示すよう
に、ダウンザホールドリル１４１とハンマーサブ２４６
は、螺着された状態で、外側にケリー２４５ａを設けた
ケリーハンマーカバー２４５内に装着されてハンマー体
２４７を形成している。ハンマー体２４７の先端にはビ
ット１４１ａが、基端には従来のねじに代わって六角形
の雄継手１４８が形成されている。そして、前記ハンマ
ー体２４７の上部には従来と同じく外側にケリー２４２
ａを設けたケリーロッドサブ２４２が雌継手１４９を介
して接続され、さらにその上部には所定長さのケリーロ
ッド１４３が雄雌接手で嵌合・ピン止めされている。図
１、図３ではケリーロッド１４３は１本しか示していな
いが、掘削深度に応じて、作業中に順次１本づつ継ぎ足
して複数本とするものである。

【００１９】図２は図１のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ
線断面図を示しており、その構造は既に説明した従来例
と同じである。本発明のケリーロッドサブ２４２は両端
に雌接手１４９、１４９が形成され、一端の雌継手１４
９はハンマー体２４７基端の雄接手１４８と接続されて
いるので、ケリーロッドサブ２４２外側のケリー２４２
ａとケリーハンマーカバー２４５外側のケリー２４５ａ
を一直線上に一致させて接続することができる。

【００２０】従来例のハンマーカバー１４５（図６）に
はケリーが設けてなかったが、本発明のケリーハンマー
カバー２４５外側にはケリー２４５ａが設けてある。前
記ハンマーサブ２４６、ケリーロッドサブ２４２及びケ
リーロッド１４３の軸心には従来同様ダウンザホールド
リル１４１に駆動用の圧気を送る孔２４６ａ、２４２
ｂ、１４３ｂが設けてある。

【００２１】前記ケリーロッド１４３の上端には図３に
示すようにエアースイベル１４４が設けられ、図示しな
い地上の空気圧縮機からホースを介して圧気が送られ、
前記孔１４３ｂ、２４２ｂ、２４６ａを経てダウンザホ
ールドリル１４１に送気される。送気されるとダウンザ
ホールドリル１４１は駆動され、ビット１４１ａが作動
する。ダウンザホールドリル１４１（ツールス２４０）
の回転はロータリテーブル１３０によって与えられる。
図示しないロータリブッシュにハンマー体２４７のケリ
ーハンマーカバー２４５、ケリーロッドサブ２４２、ケ
リーロッド１４３等が挿通されると、その外側のケリー
が摺動自在にロータリブッシュと噛合しているのでツー
ルス２４０が回転する。

【００２２】前記ロータリテーブル１３０は図４、図５
に示すように地盤上に設置されており、このロータリテ
ーブル１３０のロータリブッシュに前記ハンマー体の２
４７の先端から挿入され、ハンマー体２４７にロータリ
テーブル１３０による回転とダウンザホールドリル１４
１の衝撃力により地盤が掘削され、ウインチ１２０によ
りロープ１２１が送られると、ツールス２４０はハンマ
ー体２４７、ケリーロッドサブ２４２、ケリーロッド１
４３とロータリブッシュと摺動しつつ順次下降して地盤
を掘削する。

【００２３】図１２に実施例の油圧系統のブロック図を
示した。パワユニット１７０から圧油が供給され、コン
トロールユニット１６０では、分配用スプール弁、圧力
調整弁などを経て、油圧ウインチ１２０、ロータリテー
ブル駆動用油圧モータ１３１、スライドベースシフタ１
９０その他所要機器に圧油を供給する。油圧ウインチ１
２０には吊り掘り装置１８０が付属している。吊り掘り
装置１８０は、油圧ウインチ１２０がツールスを下向に
一定の掘削荷重を与えるように引きあげながら加工させ
る。吊り掘り装置１８０はこの掘削荷重設定部と、この
設定値に応じて圧油供給を調整するリリーフシステムを
内蔵している。この吊り掘り装置の作用により、実施例
のボーリング機は孔曲りが生じにくく、またツールスの
自重が変化しても常に最適掘削荷重で能率的に掘削を行
うことができる。なお、前述のように、ダウンザホール
ドリルを吊る装置としてはクレーン又はウインチのいず
れでもよく作業現場により適宜選択することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば下記の効果を奏する。 （１）ケリーロッドサブとハンマー体との接続部及びケ
リーロッドサブとケリーロッドとの接続部を向きを合わ
せられる構造にしたので、ハンマー体のハンマーカバー
にまでケリーを設けることができるようになり、したが
って、従来のようなロータリテーブルを載せる高架架台
又は地面の予掘りを必要とせず、ロータリテーブルを直
接地盤上に設置できるようになり、設備が簡略化し作業
能率が向上する。

【００２５】（２）櫓を用い吊装置を使用する本発明の
システムでは、吊り掘り装置を装備しているので掘削孔
の垂直精度が高く、効率よく掘削することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すハンマー体からケリー
ロッドまでを接続した断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線断面図で
ある。

【図３】ツールスの正面図である。

【図４】本発明の一実施例を示すダウンザホールドリル
を使用したロータリテーブル型ボーリング機で櫓を使用
した場合の側面図である。

【図５】本発明の一実施例を示すダウンザホールドリル
を使用したロータリテーブル型ボーリング機で櫓を使用
した場合の正面図である。

【図６】従来のハンマー体からケリーロッドまでを接続
した断面図である。

【図７】図６のＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線断面図である。

【図８】従来のツールスの正面図である。

【図９】従来のダウンザホールドリルを使用したロータ
リテーブル型ボーリング機で、櫓を使用した場合の平面
図である。

【図１０】従来のダウンザホールドリルを使用したロー
タリテーブル型ボーリング機で、櫓を使用した場合の側
面図である。

【図１１】従来のダウンザホールドリルを使用したロー
タリテーブル型ボーリング機で櫓を使用した場合の正面
図である。

【図１２】油圧系統のブロック図である。

【符号の説明】

１３０ ロータリテーブル １４１ ダウン
ザホールドリル １４１ａ ビット １４３ ケリー
ロッド １４４ エアースイベル １４８ 雄継手 １４８ａ ピン １４９ 雌継手 ２４０ ツールス ２４２ ケリー
ロッドサブ ２４５ ハンマーカバー ２４６ ハンマ
ーサブ ２４７ ハンマー体 １４３ａ、２４２
ａ、２４５ａ ケリー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケリーロッドのケリーと同形のケリーを
   ハンマーカバーの外径に設け、ケリーが一直線になるよ
   うにケリーロッドとハンマーカバーを連結する継手を備
   えたことを特徴とする、ダウンザホールドリルを使用す
   るロータリテーブル型ボーリング機。
2. 【請求項２】 外側にケリーを設けたハンマーカバー内
   にダウンザホールドリルを内蔵し前記ハンマーカバーの
   基端から多角形の雄継手が突出したハンマー体と、 両側に多角形の雌継手及び多角形の辺に沿って外側から
   ピンを打ち込む複数のピン孔を有するケリーロッドサブ
   と、 下端に継手を備えたケリーロッドと、 前記ハンマー体、ケリーロッドサブ及びケリーロッドを
   接続したツールスを吊り下げ、吊り掘り装置を装着した
   吊装置と、 前記ツールスを回転するロータリーブッシュを有し、地
   盤上に設置されるロータリテーブルとを備えたことを特
   徴とする、ダウンザホールドリルを使用するロータリテ
   ーブル型ボーリング機。