JPH0813969A - 可変掘削径ダウンザホールドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一のビットユニットで色々な掘削径の穴を
掘削できるダウンザホールドリルを提供すること。 【構成】 ドリルロッド１に、着脱自在にマルチボディ
３を取り付け、マルチボディ３内の上部に円周方向に等
間隔をおいて枢軸嵌入用の複数個の円孔４を形成し、各
円孔４の下部には同心円状にスプライン溝１１を設け、
前記枢軸嵌入用の円孔４に、回動自在に枢軸５を嵌入
し、この枢軸５の下部にビットアダプタ６を連設し、こ
のビットアダプタ６の外周にスプライン突起１２を設
け、マルチボディ３とビットアダプタ６とをスプライン
嵌合機構を掛け外し可能に結合し、ビットアダプタ６内
の下部には枢軸５の中心軸に対して外側寄りの偏心位置
に、ビット本体取り付け用の円孔１３を形成し、各ビッ
トアダプタに形成された円孔１３に、掘削面に多数のチ
ップ１８を植設したビット本体１４を、取り付け軸１５
を介して取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダウンザホールドリル
に係り、特に単一のビットユニットで色々な掘削径の穴
を掘削するために好適な可変掘削径ダウンザホールドリ
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のダウンザホールドリルでは、掘削
径ごとに異なるサイズのビットを使用するようにしてい
る。

【０００３】また、本発明の出願人により、既に特願平
６−７９３８１号において、ビット径を可変としたリト
ラクトビットが提案されている。この特願平６−７９３
８１号に記載の技術では、外管内にドリルロッドの先端
部を挿入し、このドリルロッドにリトライクトビットを
取り付け、掘削時にビット径を拡大させ、交換時にビッ
ト径を前記外管の内径よりも小径に縮小させ、ビット交
換時に外管をそのままにし、ドリルロッドとリトラクト
ビットとを引き上げるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のダ
ウンザホールドリルは、掘削径ごとに異なるサイズのビ
ットを用意し、掘削径を変えるごとに異なるサイズのビ
ットと交換する必要があり、工具費が嵩む問題があっ
た。

【０００５】また、特願平６−７９３８１号に記載の技
術は、掘削途中でビットを交換する場合、掘削径よりも
小径の外管を掘削時の位置に据え置き、ビット径を前記
外管の内径よりも小さい径に縮小させ、引き上げるよう
にしたもので、単一のビットユニットで色々な掘削径の
穴を掘削することはできなかった。

【０００６】本発明は、上記のような事情に鑑みて提案
されたもので、単一のビットユニットで色々な掘削径の
穴を掘削できるダウンザホールドリルを提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、ドリルロッドに、着脱自在にマルチボデ
ィを取り付け、前記マルチボディ内の上部に円周方向に
等間隔をおいて枢軸嵌入用の複数個の円孔を形成し、各
円孔の下部には同心円状にスプライン嵌合機構の一方の
部材を設け、前記枢軸嵌入用の円孔に、回動自在に枢軸
を嵌入し、この枢軸の下部にビットアダプタを連設し、
このビットアダプタの外周にスプライン嵌合機構の他方
の部材を設け、前記マルチボディとビットアダプタとを
スプライン嵌合機構を掛け外し可能に結合し、前記ビッ
トアダプタ内の下部には枢軸の中心軸に対して外側寄り
の偏心位置に、ビット本体取り付け用の円孔を形成し、
前記各ビットアダプタに形成された円孔に、掘削面に多
数のチップを植設したビット本体を、取り付け軸を介し
て取り付けたものである。

【０００８】また、本発明は上記の目的を達成するた
め、前記マルチボディに形成された各円孔の下部に、ス
プライン嵌合機構の一方の部材に代えてキーと円周方向
に間隔をおいて形成された複数本のキー溝のいずれか一
方を設け、各ビットアダプタの上部外周に、スプライン
嵌合機構の他方の部材に代えてキーと円周方向に間隔を
おいて形成された複数本のキー溝のいずれか他方を設け
たものである。

【０００９】

【作用】本発明は、使用状態ではマルチボディに形成さ
れた枢軸嵌入用の円孔の下部に設けられたスプライン嵌
合機構の一方の部材に、枢軸の下部に連設されたビット
アダプタの外周に形成されたスプライン嵌合機構の他方
の部材を嵌合させ、ドリルロッド，マルチボディ，スプ
ライン嵌合機構，枢軸およびビットアダプタを経て、こ
のビットアダプタに取り付けられたビット本体に回転と
推力とを与え、穴を掘削する。

【００１０】そして、異径の穴を掘削する場合には、い
ったんスプライン嵌合機構のかみ合いを外し、マルチボ
ディに形成された枢軸嵌入用の円孔の下部に設けられた
スプライン嵌合機構の一方の部材に対して、枢軸の下部
に連設されたビットアダプタの外周に形成されたスプラ
イン嵌合機構の他方の部材のかみ合い位置を変える。

【００１１】本発明では、ビットアダプタに、枢軸の中
心軸に対して外側寄りの偏心位置にビット本体を取り付
けているため、前記スプライン嵌合機構の一方の部材に
対して他方の部材のかみ合い位置を変えることにより、
平面から見てビット本体の拡縮角度が変わるので、掘削
径を任意に変更することができる。したがって、単一の
ビットユニットで色々な掘削径の穴を掘削することが可
能である。

【００１２】また、前記スプライン嵌合機構の一方の部
材と他方の部材に代えて、キーと円周方向に間隔をおい
て形成された複数本のキー溝とを設けた場合も、前述の
スプライン嵌合機構の場合と同じ要領で掘削径を変更す
ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１４】図１ないし図５は本発明の一実施例を示す
もので、図１は一部縦断正面図、図２は図１のＡ矢視
図、図３および図４は図２に示す掘削径の大きい径に対
して中間の径および小さい径に変更した場合の説明図、
図５は図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【００１５】この実施例の可変掘削径ダウンザホールド
リルでは、図１に示すように、ドリルロッド１の先端部
にピン２によりマルチボディ３が着脱自在に取り付けら
れている。

【００１６】前記マルチボディ３の内部の上方には、こ
の実施例では円周方向に１２０°の間隔をおいて枢軸嵌
入用の円孔４が３個形成されている。また、各円孔４の
下部には、同心円状にスプライン嵌合機構の一方の部材
であるスプライン溝１１が設けられている。

【００１７】前記各円孔４には、枢軸５が嵌入されてお
り、各枢軸５の下部にはビットアダプタ６が同一中心軸
上に連設されている。

【００１８】前記各枢軸５は、前記円孔４内に回動可能
に嵌入されている。また、前記マルチボディ３と各枢軸
５との間には、軸方向にスプライン嵌合機構を外すため
に必要なクリアランスが設けられている。さらに、各枢
軸５は抜け止めリング７およびこれの押さえ部材８によ
り、円孔４に対して抜け止めされている。抜け止めリン
グ７及び押え部材８はシュー２１により固定される。な
お、抜け止めリング７の押さえ部材８と円孔４の間に
は、図１〜図４に示すように、キー９とキー溝１０とが
設けられている。

【００１９】前記各ビットアダプタ６の上部外周には、
スプライン嵌合機構の他方の部材であるスプライン突起
１２が設けられており、このスプライン突起１２は前記
スプライン溝１１に嵌合し得るようになっている。ま
た、ビットアダプタ６内の下部にはビット本体取り付け
用の円孔１３が形成されている。この円孔１３は、図１
および図２に示すように、枢軸５の中心軸Ｏ1 に対し
て、外側寄りの偏心位置に形成されている。なお、枢軸
５の中心軸Ｏ1 と円孔１３の中心軸Ｏ2 間の間隔、すな
わち偏心量を図１に符号ｅで示す。

【００２０】前記ビット本体取り付け用の円孔１３に
は、図１に示すように、ビット本体１４が取り付けられ
ている。このビット本体１４には、前記円孔１３に嵌合
する取り付け軸１５が設けられており、前記ビット本体
１４は取り付け軸１５を前記円孔１３に差し込み、取り
付け軸１５の周りに形成された輪状溝１６に抜け止めピ
ン１７を差し込んで止めた結合構造を介して、前記ビッ
トアダプタ６に連結されている。また、ビット本体１４
の掘削面である底面には、チップ１８が多数植設されて
いる。

【００２１】前記ビットアダプタ６の底面にも、チップ
１９が植設されていて、この部分の摩耗を防止するよう
にしている。

【００２２】前記ドリルロッド１から枢軸５，ビットア
ダプタ６，ビット本体１４には、図１から分かるよう
に、一連に掘削流体用の通過孔２０が設けられている。

【００２３】前述のごとく構成したダウンザホールドリ
ルは、使用状態では図１および図２に示すように、マル
チボディ３に形成された３個の円孔４のそれぞれの下部
に設けられたスプライン溝１１に、３本のビットアダプ
タ６のそれぞれの外周に形成されたスプライン突起１２
を嵌合させる。そして、最も大きい掘削径を得る場合
は、図２から分かるように、平面から見て枢軸５の中心
軸Ｏ1 に対して、ビット本体取り付け用の円孔１３の中
心軸Ｏ2 が、つまりこの円孔１３に嵌入されたビット本
体１４の取り付け軸１５の中心軸が外側に最も離れた偏
心位置にくるようにセットする。

【００２４】そして、ドリルロッド１，マルチボディ
３，スプライン溝１１とスプライン突起１２によるスプ
ライン嵌合機構，枢軸５およびビットアダプタ６を介し
て３本のビット本体１４に、同期的に回転と推力を与
え、しかも前記ドリルロッド１，枢軸５，ビットアダプ
タ６およびビット本体１４にわたって設けられた通過孔
２０を通じて掘削流体を供給し、地山を掘削し、穴を形
成する。

【００２５】ついで、異径の穴を掘削する場合には、こ
の実施例ではドリルロッド１を少なくともスプライン溝
１１からスプライン突起１２が外れる高さに引き上げ
る。このように、ドリルロッド１を引き上げると、マル
チボディ３はドリルロッド１と一緒に引き上げられる
が、図１に仮想線で示すように、ビット本体１４，ビッ
トアダプタ６および枢軸５の一連の部材は自重により落
下する。これにより、スプライン溝１１からスプライン
突起１２が一斉に外れる。

【００２６】前述のごとく、各スプライン嵌合機構を外
したうえで、枢軸５，ビットアダプタ６およびビット本
体１４の一連の部材を任意の角度回転させる。このとき
の回転方向は、時計方向または反時計方向のいずれでも
よい。前記マルチボディ３に設けられた３個のスプライ
ン溝１１に対して当該スプライン突起１２が傾斜し、ス
プライン溝１１に対するスプライン突起１２のかみ合い
位置が変わる。この状態で、ドリルロッド１を介してマ
ルチボディ３を引き下げると、前回とは異なった位置で
スプライン溝１１にスプライン突起１２が嵌合し、平面
から見てビット本体１４の拡縮角度が変わる。このよう
にして、平面から見たビット本体１４の拡縮角度を変更
することにより、図２，図３および図４を比較すること
によって分かるように、掘削径が最も大きい図２の状態
から、中間の径の図３の状態、最も小さい図４の状態に
至るまで、単一のビットユニットで掘削径を任意に変更
することができ、色々な掘削径の穴を掘削することが可
能となる。

【００２７】なお、この実施例ではドリルロッド１を介
してマルチボディ３を引き上げ、ビット本体１４，ビッ
トアダプタ６および枢軸５の一連の部材を自重により落
下させ、スプライン嵌合機構を自動的に外し、掘削穴内
で掘削径を変更可能に構成しているが、かかる構造に限
らず、ビットユニットを地上に引き抜いた後、スプライ
ン嵌合機構を外し、掘削径を変更可能な構造にしてもよ
い。

【００２８】また、本発明ではスプライン嵌合機構に限
らず、スプライン溝１１に代えて、円周方向に等間隔を
おいて複数本のキー溝を形成し、スプライン突起１２に
代えて、前記キー溝に嵌合するキーを設けた構造として
もよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明ではドリルロッド
に、着脱自在にマルチボディを取り付け、前記マルチボ
ディ内の上部に円周方向に等間隔をおいて枢軸嵌入用の
複数個の円孔を形成し、各円孔の下部には同心円状にス
プライン嵌合機構の一方の部材を設け、前記枢軸嵌入用
の円孔に、回動自在に枢軸を嵌入し、この枢軸の下部に
ビットアダプタを連設し、このビットアダプタの外周に
スプライン嵌合機構の他方の部材を設け、前記マルチボ
ディとビットアダプタとをスプライン嵌合機構を掛け外
し可能に結合し、前記ビットアダプタ内の下部には枢軸
の中心軸に対して外側寄りの偏心位置に、ビット本体取
り付け用の円孔を形成し、前記各ビットアダプタに形成
された円孔に、掘削面に多数のチップを植設したビット
本体を、取り付け軸を介して取り付けて構成しており、
ビットアダプタに、枢軸の中心軸に対して外側寄りの偏
心位置にビット本体を取り付けているため、前記スプラ
イン嵌合機構の一方の部材に対して他方の部材のかみ合
い位置を変えることにより、平面から見てビット本体の
拡縮角度が変わるので、掘削径を任意に変更することが
でき、したがって単一のビットユニットで色々な掘削径
の穴を掘削することができるという効果がある。

【００３０】また、本発明では前記スプライン嵌合機構
の一方の部材と他方の部材に代えて、キーと円周方向に
間隔をおいて形成された複数本のキー溝とを設けてお
り、この発明においても単一のビットユニットにより、
色々な掘削径の穴を掘削することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す一部縦断正面図であ
る。

【図２】図１のＡ矢視図であって、この実施例において
掘削径を最も大きい径にセットした場合の説明図であ
る。

【図３】図２に対して中間の掘削径にセットした場合の
説明図である。

【図４】図２に対して最も小さい掘削径にセットした場
合の説明図である。

【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１ ドリルロッド ３ マルチボディ ４ 枢軸嵌入用の円孔 ５ 枢軸 ６ ビットアダプタ １１ スプライン嵌合機構の部材であるスプライン溝 １２ スプライン嵌合機構の他方の部材であるスプライ
ン突起 １３ ビット本体取り付け用の円孔 Ｏ1 枢軸の中心軸 Ｏ2 ビット本体取り付け用の円孔の中心軸 ｅ 偏心量 １４ ビット本体 １５ ビット本体の取り付け軸 １８，１９ チップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドリルロッドに、着脱自在にマルチボデ
   ィを取り付け、前記マルチボディ内の上部に円周方向に
   等間隔をおいて枢軸嵌入用の複数個の円孔を形成し、各
   円孔の下部には同心円状にスプライン嵌合機構の一方の
   部材を設け、前記枢軸嵌入用の円孔に、回動自在に枢軸
   を嵌入し、この枢軸の下部にビットアダプタを連設し、
   このビットアダプタの外周にスプライン嵌合機構の他方
   の部材を設け、前記マルチボディとビットアダプタとを
   スプライン嵌合機構を掛け外し可能に結合し、前記ビッ
   トアダプタ内の下部には枢軸の中心軸に対して外側寄り
   の偏心位置に、ビット本体取り付け用の円孔を形成し、
   前記各ビットアダプタに形成された円孔に、掘削面に多
   数のチップを植設したビット本体を、取り付け軸を介し
   て取り付けたことを特徴とする可変掘削径ダウンザホー
   ルドリル。
2. 【請求項２】 前記マルチボディに形成された各円孔の
   下部に、スプライン嵌合機構の一方の部材に代えてキー
   と円周方向に間隔をおいて形成された複数本のキー溝の
   いずれか一方を設け、各ビットアダプタの上部外周に、
   スプライン嵌合機構の他方の部材に代えてキーと円周方
   向に間隔をおいて形成された複数本のキー溝のいずれか
   他方を設けたことを特徴とする請求項１記載の可変掘削
   径ダウンザホールドリル。