JPWO2002088511A1 - ステップチューブロッド、及びさく孔機 - Google Patents

Abstract

本発明では、さく孔機のドリルロッドにおいて、ロッド外径をさく孔径に近い大径とし、一端に雄ねじ、他端に雌ねじを設けると共に、雌ねじ部付近に少なくとも一つの小径部を形成する。このステップチューブロッドは、孔曲がりを少なくすることができる。また、このステップチューブロッドを用いたさく孔機は、ドリルロッドの位置決めが容易であり、効率よく且つ安全に接続・回収作業を行うことができる。

Description

技術分野
本発明は、ステップチューブロッド、及びドリルロッドとしてステップチューブロッドを用いたさく孔機に関するものである。
背景技術
油圧クローラドリルやファンカットドリル等のさく孔機は、ガイドシェルに搭載されたさく岩機を備えており、このさく岩機にドリルロッドを挿着し、ドリルロッド先端にはビットを取付け、さく岩機からドリルロッドを介して打撃と回転をビットに伝達すると共に、さく岩機に送りを与えて岩盤にさく孔する。
例えば、さく孔機が図８に示すような油圧クローラドリル１１である場合、トラックフレーム１２を備えた走行台車１３上に旋回起伏可能にブーム１４が設けられており、ブーム１４の先端部にさく岩機１５を搭載したガイドシェル１６がチルト及びスイング可能に支持されている。さく岩機１５にはスリーブ２で連結されたドリルロッド１が挿着されており、このドリルロッド１の先端にはさく孔径Ｄｈにほぼ等しい外径のビット３が取付けられている。
さく岩機１５は、打撃機構と回転機構とフラッシング機構（図示略）とを備えており、ガイドシェル１６に設けられたフィードモータ１７によってフィード力が与えられて前後に移動し、ドリルロッド１を介してビット３に打撃と回転とを伝達して岩盤Ｒにさく孔する。またフラッシング機構はドリルロッド１の先端に圧縮空気を供給して、繰粉を排出させる。ガイドシェル１６の先端部には、孔口を覆い繰粉を捕集するためのフード１８が設けられている。
さく孔長が長い場合には、さく孔作業の際に複数本のドリルロッド１を逐次接続する。ドリルロッド１の供給・接続や、さく孔終了後のドリルロッド１の切り離し・回収は、ロッドチェンジャ１９により機械的に行われる。
ドリルロッド１の接続や回収を行う場合には、ドリルロッド１を接続したり切り離したりするときにドリルロッド１の中心軸の位置を一定にしてクランプする必要があるので、ガイドシェル１６の先端部付近にはロッドクランプ装置４が設けられている。
このような油圧クローラドリル１１で使用されている一般的なドリルロッド１は、外形が六角又は丸で接続用のねじのサイズ（Ｔ５１ねじ、Ｔ４５ねじ、Ｔ３８ねじ等）に応じて外径が５１ｍｍ、４５ｍｍ、３８ｍｍ等所定の寸法になっており、この外径はさく孔径Ｄｈよりかなり小さい。
ドリルロッド１には、図９（ａ）に示すように、両端に雄ねじＭＳを設けたＭＭロッド１Ａと、図９（ｂ）に示すように、一端に雄ねじＭＳを設け、他端は大径として内側に雌ねじＦＳを設けたＭＦロッド１Ｂとがあり、ＭＭロッド１Ａを使用する場合にはスリーブ２を介して接続し、ＭＦロッド１Ｂを使用する場合には、雄ねじＭＳと雌ねじＦＳとを直接螺着する。
ロッドクランプ装置４は、図１０及び図１１に示すように、ピン６で枢支された開閉可能な一対のクランプ５で特定の径のドリルロッド１をクランプするように構成されている。クランプ５の内面には大径部５Ｌと小径部５Ｓとが形成されており、ＭＭロッド１Ａを使用する場合には、大径部５Ｌがスリーブ２の部分を、ＭＦロッド１Ｂを使用する場合には、大径部５Ｌが大径とした雌ねじの部分１ＢＬを把持する。
このロッドクランプ装置４は、スリーブ２を回転しないようにクランプするだけでなく、クランプ５の大径部５Ｌと小径部５Ｓとの段差によってドリルロッド１の位置決めを容易にする。
また、ファンカットドリルやダウンザホールドリル等では、図９（ｃ）に示すようなチューブロッド１Ｃが考案され使用されている。このチューブロッド１Ｃは、一端に雄ねじＭＳ、他端に雌ねじＦＳを備えており、ＭＭロッド１ＡやＭＦロッド１Ｂと比べると外径が大きく、さく孔径に近い外径となっている。このため、長孔さく孔時の孔曲がりを少なくし、繰粉の排出効率を向上させることができる。
このようなチューブロッド１Ｃを使用する場合、ファンカットドリルでは図１２及び図１３に示すようなロッドクランプ装置４０、またダウンザホールドリルでは図１４及び図１５に示すようなダブルクランプ形式のロッドクランプ装置５０が設けられている。
図１２及び図１３に示すロッドクランプ装置４０は、ピン４６で枢支された開閉可能な一対のクランプ４５で特定の径のドリルロッド１をクランプするように構成されている。クランプ４５の内径は一定で段差は形成されていない。
図１４及び図１５に示すロッドクランプ装置５０は、クランプ５５を左右のクランプ用シリンダ５６で開閉可能とし、特定の径のドリルロッド１をクランプするように構成したものである。クランプ５５の内径は一定で段差は形成されていない。
従って、孔曲がりを少なくするために、ドリルロッド１としてチューブロッド１Ｃを使用すると、図１２のロッドクランプ装置４０や、図１４のロッドクランプ装置５０のように、クランプ４５、５５に段差がない形式のものを用いることになるので、位置決めが不安定となり、作業時間が大幅に増加するうえ、ドリルロッドの接続・回収作業の危険性が大きくなる。
さらに、油圧クローラドリル１１では、ドリルロッド１にチューブロッド１Ｃを使用すると、図１０のロッドクランプ装置４をそのまま用いることができず、一般的に搭載されているロッドチェンジャ１９の機能も活用できなくなる。
本発明は、さく孔機における上記問題を解決するものであって、孔曲がりを少なくすることができ、従来のロッドクランプ装置とロッドチェンジャとがそのまま利用可能で、ドリルロッドの位置決めが容易であり、効率よく且つ安全に接続・回収作業を行うことのできるステップチューブロッド、及びこのステップチューブロッドを用いたさく孔機を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明のステップチューブロッドは、さく孔機のドリルロッドにおいて、ロッド外径をさく孔径に近い大径とし、一端に雄ねじ、他端に雌ねじを設けると共に、雌ねじ部付近に少なくとも一つの小径部を形成している。
ロッド外径をさく孔径に近い大径とし、両端に雄ねじを設けスリーブを介して接続するよう構成すると共に、雄ねじ部付近に少なくとも一つの小径部を形成してもよい。
これらのステップチューブロッドは、外径がさく孔径に近い大径であるので、さく孔の際の孔曲がりを少なくすることができる。
また、一端に雄ねじ、他端に雌ねじを設けたステップチューブロッドでは雌ねじ部付近に、両端に雄ねじを設けスリーブを介して接続するステップチューブロッドでは雄ねじ部付近に、小径部を形成しているので、さく孔機は、従来のロッドクランプ装置を少し改造するだけで、これらのステップチューブロッドをドリルロッドとして利用可能である。
そして、ドリルロッドとしてこれらのステップチューブロッドを用いたさく孔機は、ドリルロッドの位置決めが容易であり、効率よく且つ安全に接続・回収作業を行うことができる。
接続されたステップチューブロッドのねじを緩めるために行われる空打ちは、穿孔終了時に実施される。しかし、ねじ緩めが十分でない場合は、ロッドクランプにステップチューブロッドを固定した状態で空打ちを実施する。
このため、小径部は、一端に雄ねじ、他端に雌ねじを設けたステップチューブロッドでは、外径がロッド外径の９０％以下、長さがロッド外径の５０％以上とすることが好ましい。
また、両端に雄ねじを設けスリーブを介して接続するステップチューブロッドでは、小径部は、外径がスリーブ外径の９０％以下、長さがスリーブ外径の５０％以上であることことが好ましい。
なお、さく孔機は、全てのドリルロッドにステップチューブロッドを用いる他、先端のドリルロッドだけにステップチューブロッドを用いるようにしてもよい。先端のドリルロッドだけにステップチューブロッドを用いた場合でも、従来のドリルロッドを用いる場合よりもさく孔の際の孔曲がりを少なくすることができる。
発明を実施するための最良の形態
図１は、本発明のステップチューブロッドをドリルロッドとして用いた油圧クローラドリルの側面図、本発明の実施の一形態を示すステップチューブロッドの構成図、図３は、ステップチューブロッドをロッドガイドで案内する状態の説明図、図４は、ステップチューブロッドをロッドクランプ装置でクランプした状態の説明図である。
図１の油圧クローラドリル１０の構成は、図８に示す従来の油圧クローラドリル１１と基本的には同様であるので、同一部品には同一符号を付して説明する。
この油圧クローラドリル１０も、トラックフレーム１２を備えた走行台車１３上に旋回起伏可能にブーム１４が設けられており、ブーム１４の先端部にさく岩機１５を搭載したガイドシェル１６がチルト及びスイング可能に支持されている。さく岩機１５には連結されたステップチューブロッド７がドリルロッドとして挿着されており、このステップチューブロッド７の先端にはさく孔径Ｄｈにほぼ等しい外径のビット３が取付けられている。
さく岩機１５は、打撃機構と回転機構とフラッシング機構（図示略）とを備えており、ガイドシェル１６に設けられたフィードモータ１７によってフィード力が与えられて前後に移動し、ステップチューブロッド７を介してビット３に打撃と回転とを伝達して岩盤Ｒにさく孔する。またフラッシング機構はステップチューブロッド７の先端に圧縮空気を供給して、繰粉を排出させる。ガイドシェル１６の先端部には、孔口を覆い繰粉を捕集するためのフード１８が設けられている。
さく孔長が長い場合には、さく孔作業の際に複数本のステップチューブロッド７を逐次接続する。ステップチューブロッド７の供給・接続や、さく孔終了後のステップチューブロッド７の切り離し・回収は、ロッドチェンジャ１９により機械的に行われる。
ステップチューブロッド７の接続や回収を行う場合には、ステップチューブロッド７を接続したり切り離したりするときにステップチューブロッド７の中心軸の位置を一定にしてクランプする必要があるので、ガイドシェル１６の先端部付近にはロッドクランプ装置４が設けられている。
また、このロッドクランプ装置４の前部には、ロッドクランプ装置４によるクランプを開放して、さく孔を行うときに、ステップチューブロッド７を中心に保持して案内するためのロッドガイド９が設けられている。
ここで、ステップチューブロッド７は、ロッド外径Ｄがさく孔径Ｄｈに近い大径であり、一端に雄ねじＭＳ、他端に雌ねじＦＳが設けられ、雄ねじＭＳと雌ねじＦＳとを直接螺着して接続するようになっている。また、雌ねじ部付近に小径部８が形成されている。
小径部８は、外径ｄがロッド外径Ｄの９０％以下、長さＬがロッド外径Ｄの５０％以上、即ち、
ｄ≦０．９Ｄ
Ｌ≧０．５Ｄ
となっている。
ステップチューブロッド７は、さく孔の際には、図３に示すように、ロッドガイド９によって案内され、ガイドシェル１６の中心に保持される。
接続・回収作業の際には、図４に示すように、油圧クローラドリル１１のガイドシェル１６に設けられているロッドクランプ装置４によってクランプされる。
ロッドクランプ装置４は、ピン６で枢支された開閉可能な一対のクランプ５を備え、クランプ５の内面には大径部５Ｌと小径部５Ｓとが形成されており、大径部５Ｌがステップチューブロッド７の雌ねじの部分を把持する。
従って、ステップチューブロッド７は、ロッドクランプ装置４によって回転しないようにクランプされると共に、クランプ５の大径部５Ｌと小径部５Ｓとの段差によって位置決めされる。
このステップチューブロッド７は、外径Ｄがさく孔径Ｄｈに近い大径であるので、さく孔の際の孔曲がりが少なくなる。また、雌ねじ部付近の外周上に小径部８を形成しているので、油圧クローラドリル１０は、従来のロッドクランプ装置を少し改造するだけで、これらのステップチューブロッド７をドリルロッドとして利用可能である。
そして、ドリルロッドとしてこれらのステップチューブロッド７を用いた油圧クローラドリル１０は、ステップチューブロッド７の位置決めが容易であり、効率よく且つ安全に接続・回収作業を行うことができる。
小径部８は、外径ｄがロッド外径Ｄの９０％以下、長さＬがロッド外径の５０％以上となっているので、ねじ緩めが十分でない場合は、ロッドクランプ装置４にステップチューブロッド７を固定した状態で支障なく空打ちを実施することができる。
図５は本発明の他の実施の形態であるステップチューブロッドの構成図、図６はステップチューブロッドをロッドクランプ装置でクランプした状態の説明図である。
このステップチューブロッド７は、ロッド外径Ｄがさく孔径Ｄｈに近い大径であり、両端に雄ねじＭＳが設けられ、内部に雌ねじＦＳを設けたスリーブ２を介して接続される。スリーブ外径Ｄｓはロッド外径Ｄと等しくなっている。
また、雄ねじ部付近に小径部８が形成されている。小径部８は外径ｄがスリーブ外径Ｄｓの９０％以下、長さＬがスリーブ外径Ｄｓの５０％以上、即ち、
ｄ≦０．９Ｄｓ
Ｌ≧０．５Ｄｓ
となっている。
ステップチューブロッド７は、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すような形状とすることもできる。
ステップチューブロッド７は、接続・回収作業の際には、図６に示すように、油圧クローラドリル１０のガイドシェル１６に設けられているロッドクランプ装置４によってクランプされる。
ロッドクランプ装置４は、ピン６で枢支された開閉可能な一対のクランプ５を備え、クランプ５の内面には大径部５Ｌと小径部５Ｓとが形成されており、大径部５Ｌがスリーブ２の部分を把持する。
従って、ステップチューブロッド７とスリーブ２は、ロッドクランプ装置４によって回転しないようにクランプされると共に、クランプ５の大径部５Ｌと小径部５Ｓとの段差によって位置決めされる。
このステップチューブロッド７は、外径Ｄがさく孔径Ｄｈに近い大径であるので、さく孔の際の孔曲がりが少なくなる。また、雄ねじ部付近に小径部８を形成しているので、油圧クローラドリル１０は、従来のロッドクランプ装置を少し改造するだけで、これらのステップチューブロッド７をドリルロッドとして利用可能である。
そして、ドリルロッドとしてこれらのステップチューブロッド７を用いた油圧クローラドリル１０は、ステップチューブロッド７の位置決めが容易であり、効率よく且つ安全に接続・回収作業を行うことができる。
小径部８は、外径ｄがスリーブ外径Ｄｓの９０％以下、長さＬがスリーブ外径Ｄｓの５０％以上となっているので、ねじ緩めが十分でない場合は、ロッドクランプ装置４にステップチューブロッド７を固定した状態で支障なく空打ちを実施することができる。
なお、油圧クローラドリル１０は、全てのドリルロッドにステップチューブロッド７を用いる他、先端のドリルロッドだけにステップチューブロッド７を用いるようにしてもよい。先端のドリルロッドだけにステップチューブロッド７を用いた場合でも、従来のドリルロッド１を用いる場合よりもさく孔の際の孔曲がりを少なくすることができる。
産業上の利用の可能性
以上説明したように、本発明のステップチューブロッドは、さく孔時の孔曲がりを少なくすることができる。また、一端に雄ねじ、他端に雌ねじを設けたステップチューブロッドでは雌ねじ部付近に、両端に雄ねじを設けスリーブを介して接続するステップチューブロッドでは雄ねじ部付近に、小径部を形成しているので、さく孔機は、従来のロッドクランプ装置を少し改造するだけで、これらのステップチューブロッドをドリルロッドとして利用可能である。
そして、ドリルロッドとしてこれらのステップチューブロッドを用いたさく孔機は、ドリルロッドの位置決めが容易であり、効率よく且つ安全に接続・回収作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のステップチューブロッドをドリルロッドとして用いた油圧クローラドリルの側面図である。
図２は、本発明の実施の一形態を示すステップチューブロッドの構成図である。
図３は、ステップチューブロッドをロッドガイドで案内する状態の説明図である。
図４は、ステップチューブロッドをロッドクランプ装置でクランプした状態の説明図である。
図５は、本発明の他の実施の形態を示すステップチューブロッドの構成図である。
図６は、ステップチューブロッドをロッドクランプ装置でクランプした状態の説明図である。
図７は、本発明の他の実施の形態を示すステップチューブロッドの構成図である。
図８は、従来のドリルロッドを用いた油圧クローラドリルの側面図である。
図９は、従来のドリルロッドの構成図である。
図１０は、従来の油圧クローラドリルのロッドクランプ装置の構成図である。
図１１は、従来のドリルロッドをロッドクランプ装置でクランプした状態を示す説明図である。
図１２は、従来のファンカットドリルのロッドクランプ装置の構成図である。
図１３は、図１２のＡ−Ａ線断面図である。
図１４は、従来のダウンザホールドリルのロッドクランプ装置の構成図である。
図１５は、図１４のＢ−Ｂ線断面図である。

Claims (6)

1. さく孔機のドリルロッドにおいて、ロッド外径をさく孔径に近い大径とし、一端に雄ねじ、他端に雌ねじを設けると共に、雌ねじ部付近に少なくとも一つの小径部を形成したことを特徴とするステップチューブロッド。
2. 小径部は、外径がロッド外径の９０％以下、長さがロッド外径の５０％以上であることを特徴とする請求の範囲１記載のステップチューブロッド。
3. さく孔機のドリルロッドにおいて、ロッド外径をさく孔径に近い大径とし、両端に雄ねじを設けスリーブを介して接続するよう構成すると共に、雄ねじ部付近に少なくとも一つの小径部を形成したことを特徴とするステップチューブロッド。
4. 小径部は、外径がスリーブ外径の９０％以下、長さがスリーブ外径の５０％以上であることを特徴とする請求の範囲３記載のステップチューブロッド。
5. ドリルロッドとして請求の範囲１、２、３、又は４記載のステップチューブロッドを用いたことを特徴とするさく孔機。
6. 先端のドリルロッドにステップチューブロッドを用いたことを特徴とする請求の範囲５記載のさく孔機。

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