JPH0711234B2 - 掘管の連結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は掘管の連結装置に係り、
特に掘管を順次連結して地中を掘進する掘管の連結装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボーリング作業等は一定の長さに形成さ
れた掘管を順次連結して地中を掘進して行う。そして、
一般に掘管同士の連結は、掘管が小口径の場合と大口径
の場合とで異なる。即ち、掘管が小口径の場合は、掘管
の先端部に雄ねじを形成すると共にその後端部に雌ねじ
を形成して、掘管同士を雄ねじと雌ねじとで連結し掘管
を順次同軸上に連結する。また、掘管が大口径の場合
は、掘管の先端部及び後端部にフランジを形成して、掘
管同士の先端部及び後端部のフランジをボルトで連結し
掘管を順次同軸上に連結する。或いは、掘管の一端部に
雄の多角形柱を形成し、他端部に雌の多角形溝を形成し
て掘管同士を嵌合し、その後、ピン等を掘管の外側から
嵌合部に差し込んで連結するもの等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ねじに
よる掘管同士の連結は短時間で行うことができるが、掘
進後の掘管同士の取り外しに過大なトルクを要する。従
って掘管同士の取り外しに時間がかかるという問題があ
る。また、フランジ接続の場合フランジを数本のボルト
で締めつけて連結するので着脱に時間がかかるという問
題がある。

【０００４】更に、ピン等を嵌合部に差し込んで連結す
る従来の掘管の連結装置は、ピンを挿入する位置を合わ
せなければならず、位置合わせに手間がかかる。また、
人手によってピンを挿入しなければならない。更に、ピ
ンが破損したり抜けたりする危険性があるという欠点が
あった。また、複数の並列された多軸掘管を一度に連結
する場合、位置合わせやセンタ出し等に過大な時間がか
かると共に技術的にも困難が伴い、自動化が不可能であ
った。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、掘管同士の連結と取り外しを短時間で行うこと
ができると共に複数の並列した多軸掘管に於いても容易
に着脱可能な掘管の連結装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、一定長さの単位掘管を順次連結して回転と送
りを与えつつ地中を掘進する掘管の連結装置に於いて、
前記掘管の一端部には、雄のスプライン又は多角柱が形
成されると共にその周囲に傾斜面を有する溝が形成され
た雄軸と、前記掘管の他端部には、雌のスプライン又は
多角形溝が形成されたると共にその円周に所定間隔で開
口された孔が形成された雌軸と、前記孔に装着されて掘
管の径方向に摺動可能に保持された連結部材と、前記雌
軸の外周部に設けられると共に掘管の軸線方向に摺動可
能に配設された筒体と、を備え、前記雄、雌軸で掘管同
士を嵌合すると共に、前記筒体を一方向に移動して筒体
の内側面で前記連結部材を掘管の中心方向に移動させ、
該連結部材の一部を前記雄軸の溝に係合して掘管同士を
連結することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明によれば、先ず、掘管の一端部に形成さ
れた雄のスプライン又は多角柱の雄軸を、連結する側の
掘管の他端部に形成された雌のスプライン又は多角形溝
の雌軸に嵌合する。次に、雌軸に設けられた筒体を軸方
向に移動する。筒体を移動すると、雌軸の孔に装着され
た連結部材が筒体の内側面で押されて掘管の中心方向に
摺動する。そして、該連結部材の一部が前記雄軸の周囲
に形成された溝に係合する。これにより、掘管同士の連
結が終了する。

【０００８】また、掘管同士を取り外す際には、前記筒
体を雌軸の当初の位置まで移動し、その後、雌軸を雄軸
から引き抜く。雌軸を引き抜くと、前記連結部材の一部
が雄軸の溝の傾斜面に押されて該溝から退避する方向に
摺動する。これにより、掘管同士の連結が解除される。
従って、本発明によれば、掘管同士の連結、及び取り外
しを、筒体を移動するだけで行うことができるので、構
造がシンプルで短時間で行うことができると共に、複数
の並列した多軸掘管に於いても容易に連結することがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る掘管の連
結装置の好ましい実施例について詳説する。図１には本
発明に係る掘管の連結装置１０の実施例が示されてい
る。この掘管の連結装置１０で連結される上下の掘管１
２、１２は一定の長さ寸法に形成され、図中上側の掘管
１２の下端部には連結部材である雌軸１４が固着されて
いる。雌軸１４は、筒状に形成されて掘管１２と同軸上
に配設されており、その内周部１５にはスプライン１６
が形成される。このスプライン１６は、掘管１２の軸線
上に形成されると共に、連結部材である雄軸１８に形成
されたスプライン２０がパッキン２２を介して図２で示
すようにスプライン嵌合されている。これにより、図中
上側の掘管１２の回転トルクが図中下側の掘管１２に伝
達される。前記雄軸１８は、図中下側の掘管１２と同軸
上に固着されて配設されている。尚、前記パッキン２２
は、掘削時にベントナイト或いはセメントミルク等の注
入液を内径孔１７を利用して図４に示すビット４２の先
端から噴出しながら掘削する際に、注入液が連結部に侵
入するのを防止する為に設けられている。

【００１０】雌軸１４の下端外周部には、スプライン２
４が形成されると共に、そのスプライン２４の下部に四
角形状の孔２６、２６…が図３に示すように４５°間隔
で開口されている。この孔２６は、雄軸１８の中心軸１
８ａに向けてテーパ形状に形成される。また、各孔２
６、２６…には、断面略台形状の連結ブロック２８、２
８…が雌軸１４の径方向に摺動可能に装着される。

【００１１】前記雄軸１８の外周部には、環状の溝３０
が形成される。この溝３０は、雄軸１８を雌軸１４にス
プライン嵌合した際に前記連結ブロック２８、２８、…
と対応する位置に形成される。また、前記溝３０の側面
は図１で示すように、連結ブロック２８のテーパ面と係
止できるようにテーパ面が形成されている。前記雌軸１
４の外周には筒体３２が挿入され、この筒体３２は掘管
１２の軸線方向に図中矢印で示すように上下動自在に取
付けられる。また、筒体３２の内周面にはスプライン３
４が形成される。このスプライン３４は掘管１２の軸線
方向に形成されると共に、雌軸１４のスプライン２４と
スプライン嵌合するように凹凸形状に形成されている。
尚、前記スプライン２４、３４は、筒体３２が土砂等の
抵抗で回転してパッキンを損傷するのを防止する為に設
けられたものであり、必ずしも設ける必要はない。

【００１２】雌軸１４の外周には、筒体３２のストッパ
用及び泥水侵入防止用のシール材としてのパッキン３
６、３９が設けられ、これにより筒体３２と雌軸１４と
がシール状態に保持される。また、筒体３２の一方の先
端面は連結状態で雄軸１８に設けたパッキン３５に密着
されているので、筒体３２と雄軸１８がシール状態に保
持され外部から泥水が連結部に侵入するの防止できると
共に、筒体３２の上面には掘管１２に水圧が作用するの
で、筒体３２を図１中下方向に押しつけるので、掘削中
に於ける筒体３２の抜けを防止することもできる。更
に、パッキン３６は、掘管１２の着脱時に筒体３２を図
中上方向に移動した状態（図５）で筒体３２を保持する
役目を有する。即ち、一方の掘管１２を吊り上げると雄
軸１８の溝３０のテーパ面によって連結ブロック２８の
一部が筒体３２の内径収納部３３に入り、掘管１２、１
２同士の着脱が可能となる。

【００１３】前記の如く構成された掘管の連結装置１０
の作用について説明する。先ず、図４に示すベースマシ
ン３８のパワースイベル４０に掘管の連結装置１０が設
けられた掘管１２を取り付け、先端には掘削刃であるビ
ット４２が設けられ掘管１２を継ぎ足してベントナイト
或いはセメントミルク等の注入液をビット４２の先端か
ら噴出しながら地中を掘削する。この掘管１２にはオー
ガ４４が取り付けられている。次に、１本の掘管１２の
長さ分掘削し、その後、新な掘管１２を掘管の連結装置
１０で連結して継ぎ足す。

【００１４】即ち、図５に示すように掘削に使用してい
た（図中下側の）掘管１２が掘削孔４６に落下しないよ
うに、その雄軸１８をホルダ４８で挟持して掘削孔４６
の上方に位置するように固定する。そして、雄軸１８の
スプライン２０に、継ぎ足す（図中上側の）掘管１２を
差し込み雌軸１４のスプライン１６をスプライン嵌合し
て回転方向が連結される。そして、スプライン嵌合後、
図示しないフォーク等を筒体３２の外形の溝３７に掛
け、このフォークで筒体３２を図５に示す位置から下方
向に移動させる。

【００１５】筒体３２を下方向に移動すると、筒体３２
の図５に示す内周テーパ面３２ａが連結ブロック２８の
外周テーパ面２８ａに当接して、この外周テーパ面２８
ａが内周テーパ面３２ａに押されるので、連結ブロック
２８が図中矢印方向、即ち雄軸１８の中心軸１８ａ（図
３に示す）方向に摺動する。連結ブロック２８が摺動す
ると、連結ブロック２８の内周部が図１に示したよう
に、雄軸１８の溝３０に係止して軸方向が連結される。
これにより、掘管１２、１２同士の連結が終了する。

【００１６】また、掘管１２、１２同士を取り外す際に
は、前記筒体３２を図示しないフォーク等で図５に示し
た位置まで移動し、その後、雌軸１４を雄軸１８から引
き抜く。雌軸１８を引き抜くと、連結ブロック２８の内
周テーパ面２８ｂが溝３０のテーパ面に押されるので、
連結ブロック２８が溝３０から退避する方向に摺動す
る。これにより、掘管同士の連結を解除することができ
る。

【００１７】このように、本実施例では、筒体３２を上
下に移動するだけで連結ブロック２８による掘管１２、
１２の連結、取り外し行うことができる。また、雄軸１
８の溝３０と連結ブロック２８の位置合わせが不要なの
で、スプライン又は多角柱のどの位置でも嵌合可能とな
り、位置合わせを必要とした従来の掘管の連結装置と比
較して掘管の連結を容易に行うことができる。

【００１８】更に、複数の並列した多軸掘管に於いても
容易に連結することができ、また、連結ブロック２８で
掘管１２、１２同士を連結したので、ピンを用いて連結
していた従来の掘管の連結装置と比較して、その連結強
度を高くすることができる。尚、雌軸１４と雄軸１８と
のスプライン嵌合する際に、連結ブロック２８が雄軸１
８の中心軸１８ａ方向に摺動した位置にあっても、雌軸
１４を雄軸１８に嵌入する時に、雄軸１８の上端に形成
された図５で示すテーパ面１９及びスプライン２０の下
側に形成されたテーパ面２１に、連結ブロック２８のテ
ーパ面２８ｃが順次押され、連結ブロック２８が溝３０
から退避する方向に摺動するので、連結ブロック２８の
係合に支障をきたさない。

【００１９】また、本実施例では、雌軸１４と雄軸１８
とをスプライン嵌合するようにしたが、これに限られる
ものではなく、雌軸１４に多角形溝を形成すると共に雄
軸１８に多角形柱を形成して両者を回転トルク伝達可能
に嵌合するようにしても良い。図６は複数の単位掘管１
２、１２…が結束バンド５０、５０で並設された多軸掘
管を示し、連続した柱列壁を形成する為の掘削装置であ
り、このような多軸掘管の場合でも、前述した連結装置
１０で掘管１２とビット軸５２とを連結することができ
る。また、各掘管１２、１２…の上端部に設けられた雄
軸１８、１８…に図示しない掘管の雌軸を同時に連結す
ることにより、多軸掘管の連結が容易に可能になり、そ
の連結と取り外しを短時間で行うことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る掘管
の連結装置によれば、掘管同士を連結する際には、掘管
の周囲に形成されたされた雄のスプライン又は多角柱の
雄軸を、連結する掘管の他端部形成された雌のスプライ
ン又は多角形溝の雌軸に嵌合し、雌軸に設けられた筒体
を雄軸方向に移動して、雌軸の孔に装着された連結部材
を筒体の内側面で押して掘管の中心方向に移動させ、連
結部材の一部を雄軸の周囲に形成された溝に係合する。
また、掘管同士を取り外す際には、前記筒体を雌軸の当
初の位置まで移動して、雄軸を雌軸から引き抜くと、連
結部材の一部が雄軸の溝の傾斜面に押されて溝から退避
するので、掘管同士の係合を解除することができる。

【００２１】従って、構造がシンプルで掘管同士の連
結、及び取り外しを短時間で行うことができるので、複
数の並列した多軸掘管に於いても容易に連結することが
でき、自動着脱化も容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘管の連結装置の実施例の断面図

【図２】図１に於けるＡ−Ａ線上に沿う断面図

【図３】図１に於けるＢ−Ｂ線上に沿う断面図

【図４】本発明に係る掘管の連結装置で連結された掘管
を使用して地中を掘削している状態を示す説明図

【図５】本発明に係る掘管の連結装置の着脱時の実施例
を示す断面図

【図６】多軸掘管の実施例を示す説明図

【符号の説明】

１０…掘管の連結装置 １２…掘管 １４…雌軸 １６…雌スプライン １８…雄軸 ２０…雄スプライン ２６…孔 ２８…連結ブロック ３０…溝 ３２…筒体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定長さの単位掘管を順次連結して回転
   と送りを与えつつ地中を掘進する掘管の連結装置に於い
   て、 前記掘管の一端部には、雄のスプライン又は多角柱が形
   成されると共にその周囲に傾斜面を有する溝が形成され
   た雄軸と、 前記掘管の他端部には、雌のスプライン又は多角形溝が
   形成されたると共にその円周に所定間隔で開口された孔
   が形成された雌軸と、 前記孔に装着されて掘管の径方向に摺動可能に保持され
   た連結部材と、 前記雌軸の外周部に設けられると共に掘管の軸線方向に
   摺動可能に配設された筒体と、 を備え、前記雄、雌軸で掘管同士を嵌合すると共に、前
   記筒体を一方向に移動して筒体の内側面で前記連結部材
   を掘管の中心方向に移動させ、該連結部材の一部を前記
   雄軸の溝に係合して掘管同士を連結することを特徴とす
   る掘管の連結装置。