JPH1161793A - パーカッションワイヤラインサンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削速度が遅くコアの採取率が低い上、コア
詰りの発生頻度も高く、また構造上耐打撃強度が弱いた
め、破損及び故障の頻度が高かった。さらに、部品点数
が多く構造が複雑であるため、製造コストも高く、メン
テナンス性も低下していた。一方、サンプラの摺動部分
（ピストン等）における錆び付きに対して何ら対応策が
講じられていないためスライド不良が発生し、これによ
っても採取率の低下が助長されていた。 【解決手段】 サンプラ５の後端に取り付けたスプリン
グガイド３７とコアバレルヘッド６の先端に取り付けた
ガイドシャフト３８とに介装されたスプリング３６を設
け、このスプリング３６によりコアビット４の先端から
サンプラ５の先端を突出可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に地質調査にお
いて地質試料（以下、コアと称する）を採取する際に用
いられるパーカッションワイヤラインサンプリング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般のパーカッションワイヤライン
サンプリング装置は、ロータリパーカッションドリルの
アウタチューブに内蔵されるワイヤラインサンプラと、
このワイヤラインサンプラをアウタチューブ内に搬入及
び搬出するオーバショットアセンブリとを備えてなる
が、このような一般的なパーカッションワイヤラインサ
ンプリング装置により、特にＮ値（地盤の軟硬を示す値
で、この値が低い程地盤は軟らかい）が３０以下の軟弱
地盤をサンプリングする場合は、循環水の影響により採
取したコアが流出し易いため、必ずしも適切なサンプリ
ングを行えるとは限らない。

【０００３】そこで、特に乱さない試料、すなわちＮ値
が０〜４のシルト、粘性土及び有機質土等を採取する場
合は、例えばデニソンサンプラ、ピッチャサンプラに代
表される二重管サンプラや、アウタチューブに内蔵され
たインナチューブ内にスプリットチューブが装備された
トリプルコアチューブ等のサンプリング装置を用いるよ
うにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た二重管サンプラやトリプルコアチューブは、パーカッ
ションワイヤラインを適用していないため、掘削速度が
遅くコアの採取率が低い上、コア詰りの発生頻度も高
く、また構造上耐打撃強度が弱いため、破損及び故障の
頻度が高かった。さらに、部品点数が多く構造が複雑で
あるため、製造コストも高く、メンテナンス性も低下し
ていた。一方、サンプラの摺動部分（ピストン等）にお
ける錆び付きに対して何ら対応策が講じられていないた
めスライド不良が発生し、これによっても採取率の低下
が助長されていた。

【０００５】本発明は、上記の課題を解決し得るもので
あって、その目的は、パーカッションワイヤラインにお
いて、コアの採取率、地盤の掘削速度を充分に確保しつ
つコア詰りを解消し、Ｎ値が３０以下の地盤も好適にサ
ンプリングすることを可能にすると共に、サンプリング
作業の際にロッドの抜管・再挿入作業を不要にして作業
効率を向上させ、さらに部品点数を低下させて製品の廉
価化及びメンテナンス性の向上をも実現できるパーカッ
ションワイヤラインのサンプリング装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のパーカッション
ワイヤラインのサンプリング装置のうち、請求項１に記
載の発明は、ロータリパーカッションドリルのアウタチ
ューブに内蔵されるワイヤラインサンプラと、前端がこ
のワイヤラインサンプラに連結され、且つ後端が当該ワ
イヤラインサンプラを前記アウタチューブ内に搬入及び
搬出するオーバショットアセンブリに連結されるコアバ
レルヘッドと、を備えたパーカッションワイヤラインサ
ンプリング装置において、前記ワイヤラインサンプラと
前記コアバレルヘッドとの間に伸縮自在な弾性体を介在
させ、この弾性体により前記ロータリパーカッションド
リルの先端から前記ワイヤラインサンプラの先端を突出
可能に構成したことを特徴としている。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記弾性体は、前記ワイヤラインサン
プラをその先端側へ向けて付勢するスプリングからな
り、このスプリングは、前記コアバレルヘッドの前端側
に連結されたガイドシャフトに内嵌されると共に、前記
ワイヤラインサンプラの後端側に連結されたスプリング
ガイドに外嵌され、前記アウタチューブ内に同心的に配
設されていることを特徴としている。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記スプリングガイドと前記ガイドシ
ャフトとに、ガス軟窒化処理を施すと共に、四三酸化鉄
で表面処理を施したことを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１ないし図９は、本発明
の実施の一形態を示す図である。これらの図において、
符号１はロータリパーカッションドリルであり、このロ
ータリパーカッションドリル１は、アウタチューブ２内
にインナチューブ３が内蔵されてなっている。

【００１０】アウタチューブ２は、図３にその詳細を示
すように、円筒状をなし、その先端側（図３において右
側）には、図４にその詳細を示すコアビット４が螺合さ
れる。このコアビット４は、先端側に複数（この例では
６つ）の刃４ａが断面円周方向に等間隔で形成されてお
り、図示しないドリルロッド及びアウタチューブ２の回
転、給進及び打撃のそれぞれに伴って同一に動作するよ
うになっている。

【００１１】一方、インナチューブ３は、図５及び図６
にその詳細を示すように、アウタチューブ２の前方位置
において同心的に配設されたサンプラ５と、同後方位置
において当該サンプラ５に螺合して連結されたコアバレ
ルヘッド６とを備えてなる。サンプラ５は、円筒状をし
たシリンダチューブ１１と、このシリンダチューブ１１
の先端に取り付けられたシリンダリング１２と、これら
シリンダチューブ１１及びシリンダリング１２内に内嵌
されその内部にコアが導入されるコアチューブ１３とか
らなる。

【００１２】さらに詳しくは、シリンダチューブ１１と
シリンダリング１２とは、シリンダチューブ１１の前方
内面に形成された雌螺子１１ａにシリンダリング１２外
面に形成された雄螺子１２ａが螺合することにより一体
化され、これらは特に硬度の高い材料からなっており、
シリンダリング１２によってシリンダチューブ１１の先
端が保護されて耐摩耗性が確保される。また、コアチュ
ーブ１３は、主に鋼製であるが、サンプリングされる地
盤の地質に応じて例えば塩化ビニール製のものも使用で
きる。

【００１３】一方、図７及び図８にその詳細を示すコア
バレルヘッド６は、以下の構成からなる。すなわち、符
号２２で示すメーンシャフトは、アウタチューブ２に対
して同心的に配設されるスプリングケース２３に内嵌さ
れ、このスプリングケース２３より前方位置においては
ベアリングケース２４が外嵌されている一方、後端部に
はスピア２５が連結され、さらに略中央部においてはラ
ッチ２６が取り付けられている。

【００１４】前記スプリングケース２３は、その前方位
置においてメーンシャフト２２との間でスプリング２７
を把持すると共に、その後端部が符号２８で示すボルト
によりスピア２５に一体的に結合される。前記スプリン
グ２７は、符号２２ａで示すメーンシャフト２２の係止
段部と、スプリングケース２３先端の内壁面側に向けて
形成された係止段部２４ａとにより規制され、この範囲
内で伸縮可能となっている。

【００１５】また、ベアリングケース２４は、メーンシ
ャフト２２との間でベアリング２９を把持すると共に、
その前方位置においてメーンシャフト２２先端に螺合す
る袋ナット３０が嵌合され、その後方位置において軸受
け３１が嵌合される。なお、この軸受け３１は、メーン
シャフト２２とベアリングケース２４との間に配設した
ハンガボディ３２により移動規制されている。

【００１６】さらに、スピア２５は、その先端側がメー
ンシャフト２２後端側の中空部２２ｂ内にＯリング３３
を介して嵌入され、また後端においては図示しないオー
バショットアセンブリに係合する係合部２５ａが設けら
れている。また、ラッチ２６は、枢軸３４により拡縮自
在に枢着され、通常はラッチスプリング３５にて開拡方
向に付勢されている。

【００１７】この開拡状態において、ラッチ２６に形成
されたラッチ爪２６ａの先端外側は、スプリングケース
２３に穿設されたスリット２４ｃより外出してアウタチ
ューブ２の内面に当接している。

【００１８】そして、オーバショットアセンブリをスピ
ア２５の係合部２５ａに係合させて吊り上げると、スピ
ア２５に結合されたスプリングケース２３が上方に移動
し、この際スプリング２７がその弾性により縮むと共
に、当該スプリングケース２３によりラッチ２６が縮径
される。すなわち、ラッチ爪２６ａは、後方が開拡する
扇形に設けられており、スプリングケース２３の移動に
より、ラッチスプリング３５が収縮しつつスリット２４
ｃの前端面で縮径されるものである。

【００１９】このようなサンプラ５とコアバレルヘッド
６との間には、前記スプリング２７とは別のスプリング
３６が介装されている。さらに詳しくは、前記シリンダ
チューブ１１の後端には、断面円形をしたスプリングガ
イド３７が取り付けられ、これらはシリンダチューブ１
１後端内面に形成した雌螺子１１ｂとスプリングガイド
３７前端外面に形成した雄螺子３７ａとが螺合すること
により一体化しており、スプリングガイド３７の前端
は、当該スプリングガイド３７内径より縮径された段部
３７ｂが形成されている。

【００２０】一方、前記コアバレルヘッド６の前端には
ガイドシャフト３８が螺合され、このガイドシャフト３
８は、その前方に前記スプリングガイド３７の段部３７
ｂ内を挿通可能な挿通部３８ａと、この挿通部３８ａよ
り拡径されてスプリング３６が外嵌可能な中間部３８ｂ
と、この中間部３８ｂより拡径されて前記ベアリングケ
ース２４前端に螺合可能な結合部３８ｃとからなる。特
に、このガイドシャフト３８と前記スプリングガイド３
７とには、ガス軟窒化処理を施すと共に、四三酸化鉄に
より表面処理が施されている。

【００２１】そして、これらスプリング３６、スプリン
グガイド３７及びガイドシャフト３８は、以下の通りに
結合されている。すなわち、ガイドシャフト３８の中間
部３８ｂにスプリング３６が外嵌され、さらにこのスプ
リング３６にスプリングガイド３７が外嵌され、したが
ってスプリング３６は、中間部３８ｂ外面とスプリング
ガイド３７内面との間に介装された状態となっている。

【００２２】ガイドシャフト３８の挿通部３８ａは、ス
プリングガイド３７の前端から突出した上で符号３９示
すワッシャを介してナット４０が螺合される。これによ
り、スプリングガイド３７は、ガイドシャフト３８の中
間部３８ｂと結合部３８ｃとの境界段部と、ナット４０
の下端面との間で移動範囲が規制され、したがってスプ
リング３６は、前記境界段部とスプリングガイド３７の
段部３７ｂとの間で伸縮可能となっている。

【００２３】ここで、ガイドシャフト３２はシリンダチ
ューブ１１に螺合されているから、スプリング３６が伸
びた状態では、図１に示すようにコアビット４の先端か
らシリンダリング１２の先端が突出した状態となり、ま
たスプリング３６が縮んだ状態では、図２に示すように
コアビット４の先端とシリンダリング１２の先端とが一
致した状態となる。

【００２４】次に、上述したロータリパーカッションド
リル１の作用について説明する。図１に示すようなセッ
ト状態（すなわち、スプリング３６が伸びた状態）か
ら、ドリルロッドに回転と共に適宜給進及び打撃を与え
て地盤を掘削する。この際は、通常のパーカッションワ
イヤラインと同様の掘削速度が実現される。

【００２５】そして、ドリルロッドの給進に伴い、コア
チューブ１３内にはコアが導入されていく。この際、ス
プリング３６の弾性により、コアビット４の先端からの
シリンダリング１１の突出長さが適宜調整され、循環水
によるコアの流出が防止されつつサンプリングが行われ
ていく。また、ガイドシャフト３８とスプリングガイド
３７とには、ガス軟窒化処理が施されると共に四三酸化
鉄により表面処理が施されているから、これらの摺動に
伴う摩耗による心ずれが防止されると共に、錆び付きも
防止され、常に良好な状態でサンプリングが行われる。

【００２６】次いで、コアチューブ１３内にコアが一杯
に詰め込まれると、図示しないオーバショットアセンブ
リをスピア２５の係合部２５ａに係合させて吊り上げる
ことによりサンプラ５を回収する。その後、再びサンプ
リングを行う際は、アウタチューブ２は地盤から抜管す
る必要はなく、シリンダチューブ１１とスプリングガイ
ド３７との螺合を解除してサンプラ５のみを取り替えれ
ば良い。このようなサンプラ５の取り替えは、地質の変
化（例えば、軟弱地盤から固結地盤へのサンプリング作
業の移行）に対しても同様に行えばよい。

【００２７】このように、本発明のサンプリング装置に
よれば、パーカッションワイヤラインの利点であるコア
の高採取率、高掘削速度を充分に確保しつつ、スプリン
グ３６によりシリンダチューブ１１及びコアチューブ１
３がコアビット４先端から突出され、これによりＮ値が
３０以下のような軟弱地盤のサンプリングを的確に行う
ことができると共に、コア詰りも解消される。

【００２８】さらに、アウタチューブ２を度々抜管・再
挿入せずにサンプリング装置のみを容易に交換すること
ができるので作業性が著しく向上されると共に、簡素な
構成で部品点数が減少されているから、メンテナンス性
も向上され、装置全体の廉価化を実現することができ
る。その上、ガイドシャフト３８とスプリングガイド３
７とに、ガス軟窒化処理を施すと共に四三酸化鉄により
表面処理を施したことから、これらの錆び付きが防止さ
れると共に摩耗が防止され、よってサンプラ５のスライ
ド不良が防止されて常に良好な状態でサンプリングを行
うことが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のパーカッションワイヤラインサンプリング装置によれ
ば、以下の効果を得ることができる。請求項１に記載の
発明によれば、パーカッションワイヤラインにおける軟
弱地盤のサンプリングにおいても、コアの採取率、掘削
速度を充分に確保しつつ的確にサンプリングを行うこと
ができると共に、コア詰りも解消することができる。ま
た、アウタチューブを度々抜管・再挿入せずにサンプリ
ング装置のみを容易に交換することができるので作業性
が著しく向上され、さらに簡素な構成でメンテナンス性
の向上及び部品点数の減少と装置全体の廉価化を実現す
ることができる。

【００３０】請求項２に記載の発明によれば、簡素な構
成で部品点数を減少させることができるので、製品の廉
価化及びメンテナンス性の向上を一層図ることができ
る。

【００３１】請求項３に記載の発明によれば、ガイドシ
ャフトとスプリングガイドの錆び付きを防止して作動不
良の防止を実現することができると共に、摩耗も低下さ
せてワイヤラインサンプラの心ずれを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態で説明したロータリパーカッショ
ンドリルのセット時の状態を示す断面図である。

【図２】同作動時の状態を示す断面図である。

【図３】本実施の形態で説明したアウタチューブを示す
断面図である。

【図４】同コアビットを示す図であり、同図（ａ）は断
面図、同図（ｂ）は正面図である。

【図５】同インナーチューブを示す部分断面図である。

【図６】図５におけるサンプラの分解断面図である。

【図７】図５及び図６のコアバレルヘッドの断面図であ
る。

【図８】図８のコアバレルヘッドの分解断面図である。

【図９】図５及び図６のスプリング、スプリングガイド
及びガイドシャフトを示す詳細図である。

【符号の説明】 １ ロータリパーカッションドリル ２ アウタチューブ ５ （ワイヤライン）サンプラ ６ コアバレルヘッド ３６ スプリング ３７ スプリングガイド ３８ ガイドシャフト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータリパーカッションドリルのアウタ
   チューブに内蔵されるワイヤラインサンプラと、前端が
   このワイヤラインサンプラに連結され、且つ後端が当該
   ワイヤラインサンプラを前記アウタチューブ内に搬入及
   び搬出するオーバショットアセンブリに連結されるコア
   バレルヘッドと、を備えたパーカッションワイヤライン
   サンプリング装置において、前記ワイヤラインサンプラ
   と前記コアバレルヘッドとの間に伸縮自在な弾性体を介
   在させ、この弾性体により前記ロータリパーカッション
   ドリルの先端から前記ワイヤラインサンプラの先端を突
   出可能に構成したことを特徴とするパーカッションワイ
   ヤラインサンプリング装置。
2. 【請求項２】 前記弾性体は、前記ワイヤラインサンプ
   ラをその先端側へ向けて付勢するスプリングからなり、
   このスプリングは、前記コアバレルヘッドの前端側に連
   結されたガイドシャフトに内嵌されると共に、前記ワイ
   ヤラインサンプラの後端側に連結されたスプリングガイ
   ドに外嵌され、前記アウタチューブ内に同心的に配設さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のパーカッシ
   ョンワイヤラインサンプリング装置。
3. 【請求項３】 前記スプリングガイドと前記ガイドシャ
   フトとに、ガス軟窒化処理を施すと共に、四三酸化鉄で
   表面処理を施したことを特徴とする請求項２に記載のパ
   ーカッションワイヤラインサンプリング装置。