JPH0465198B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外部パイプ系、穿孔クラウンを支持す
る内部パイプ系、穿孔クラウンに衝撃を与える衝
撃手段、外部パイプ系駆動用第１回転駆動手段、
内部パイプ系駆動用第２回転駆動手段、第１回転
駆動手段の保持手段及び該保持手段に対して移動
可能であるとともに第２回転駆動手段を取付ける
キヤリツジを備えた表土類（被覆岩類）穿孔用穿
孔装置に関するものである。

表土類の穿孔は、地面や岩に孔明けをするため
に暫々行われており、このために二つの同心のパ
イプ系を用いている。この二つのパイプ系の内の
外部パイプ系は、ボアホールの外側に設けた第１
の回転駆動手段によつて回転し、外部パイプ系か
ら突出する後端部を有する内部パイプ系は、第２
の回転駆動手段によつて回転する。内部パイプ系
の前端部には、外部パイプ系の外輪郭をこえて側
方に突出する穿孔クラウンが取付けられる。内部
パイプ系中に設けるダウン・ザ・ホール（Ｄown
Ｔhe Ｈole）ハンマーと称される衝撃手段は、
穿孔クラウンに衝撃を与える。これにより穿孔ク
ラウンは回転中打撃を受け、一方外部パイプ系
は、ボアホールの前進量に応じて回転して前進す
る（西ドイツ公開特許出願第2924392号）。

ボアホールの側壁は、外部パイプ系によつて支
持されるので、崩壊しない。内部パイプ系を通し
て、圧縮空気がDTHハンマーに送られ、これに
より該ハンマーが駆動されて打撃が行われる。

DTHハンマーを出る空気は、内部パイプ系と
外部パイプ系の間の環状溝を通してボアホールの
底から排出される堀りくずを流出させるのに使用
することができる。

周知の穿孔装置においては、圧縮空気によつて
駆動される衝撃手段で作動させることは有利では
ない。ボアホールで液圧衝撃手段を使用するに
は、加圧流体を戻す別の導管が必要であるが、一
般にはこのためのスペースは全くない。

圧縮空気操作式の衝撃装置を設置した場合に
は、その効率すなわちエネルギーの利用効率が低
いため、不十分である。さらにDTHハンマーの
排出空気は堀りくずを排出させるのには不十分な
場合が多く、掃除のために別の水を使用しなけれ
ばならない。また堀りくずを流出させるための環
状溝は、DTHハンマーを使用することによりき
わめて小さくなる。したがつてその直径を小さく
しなければならず、この結果その効果に影響が及
ぶ。

本発明の目的は、穿孔クラウンに対して高エネ
ルギーの衝撃を伝達することができる一方、堀り
くずを効果的に排出することができる上述した如
き穿孔装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明装置の衝
撃手段は、キヤリツジに取付けられるとともに内
部パイプ系の後端に衝撃を与える液圧式ハンマー
ドリルで構成する。

換言すると、この衝撃手段は、外部パイプ系の
外側に突出させた内部パイプ系の端部に配設す
る。これにより堅固で大形の衝撃手段を用いるの
に十分なスペースが利用できる。この衝撃手段は
ボアホールの外側に位置する点から、それぞれの
ホースを接続するだけでよいので、衝撃手段への
加圧流体の供給及び衝撃手段からの加圧流体の排
出には何らの困難性もない。ボアホールは水また
は乳濁液で洗浄することができる。また内部パイ
プ系の外径は、詰まりが生じない状態で流出させ
ることができる程度まで小さくすることができ
る。

内部パイプ系を前進させるキヤリツジに取付け
るハンマドリルは、内部パイプ系と一緒に移動す
る。キヤリツジは、穿孔クラウンが常に加圧状態
の下でボアホールの底に押し付けられるように予
加圧状態にすると好適である。これにより衝撃エ
ネルギーの大部分が、反射せずに直接穿孔クラウ
ンからボアホールの底に伝達される。この結果穿
孔出力が増大する。

本発明の好適な実施例によれば、穿孔クラウン
は、内部パイプ系の回転及び／又は移動によつて
係合可能な継手（連結手段）を介して、内部パイ
プ系に同心で連結する。

上記の継手により、内部パイプ系はいつでも穿
孔クラウンから簡単に分離することができ、この
後同じ内部パイプ系または新しい内部パイプ系
を、ボアホール中に残留する穿孔クラウンに連結
することができる。

この係合可能な継手は、たとえば、内部パイプ
系が穿孔中の回転方向に対応する方向に回転する
ときに締まり、逆方向の回転時に開放される差込
係合部材（バヨネツトキヤツチ要素）または係合
ねじ部材で形成する。後者の場合には、ねじ継手
の係合解除は、内部パイプ系のパイプ群の相互の
分離よりも簡単に行うことができる点に留意する
必要がある。この点はねじ山のピツチを適宜に選
択することによつて行うことができる。

さらに本発明に係る穿孔装置によれば、穿孔工
具を後退させることによつて外部パイプ系の前部
の開口をいつでも密封し、次いで内部パイプ系を
穿孔工具との連結を解除して外し、その後次の穿
孔操作のために、内部パイプ系を再び穿孔工具に
連結することができる。

本発明の好適な実施例では、継手はスリーブの
端部に向つて開口された少なくとも一つの実質上
Ｌ字状のスロツトを有するスリーブと、スリーブ
に挿入可能であるとともに、スロツトに嵌合する
半径方向の突起を有する軸とで構成される。この
場合には差込係合部材を使用する。スリーブは穿
孔クラウンの後端か、又は内部パイプ系の前端に
設置することができ、軸はそれぞれの場合に応じ
てスリーブが設置されていない部分、即ち内部パ
イプ系の前端又は穿孔クラウンの後端に設置す
る。係合のために、軸に嵌合されたスリーブは、
内部パイプ系の穿孔回転運動が穿孔工具に伝達さ
れるように回転する。さらに内部パイプ系に加わ
る衝撃はこの継手を介して穿孔工具に伝達され
る。この衝撃の係合を解除するには、内部パイプ
系を僅かな角度逆回転した後、軸方向に後退させ
る。係合の際には内部パイプ系を軸方向に前進さ
せる。これに続く穿孔のための回転に伴なつて、
突起はＬ字状スロツトの周方向部に入る。

係合操作を容易するために、スリーブ及び／又
は軸に、軸をスリーブに挿入するための円錐案内
面を設ける。穿孔工具は外部パイプ系の前端部の
座に軸心を一致させた状態で保持されるが、外径
が外部パイプ系の内径よりも小さい内部パイプ系
は、外部パイプ系内で揺動可能である。この円錐
案内面により、軸はスリーブによつて一層簡単に
補足される。

本発明の他の実施例によれば、外部パイプ系に
は回転駆動手段のみを設け、衝撃手段は備えない
形にする。これは騒音の減少の点から好適であ
る。実際に外部パイプ系は、内部パイプ系から反
射する音及び打撃によつて生じる音を吸収する作
用がある。外部パイプ系は、騒音を伝達せずに回
転され、また騒音を反射することもない。

次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は作動状態にある穿孔装置の一部破断側
面図、 第１図に示す実施例では、モータ１３とギヤ１
４とからなる回転駆動手段１２は、相互にねじで
固定された複数の穿孔パイプからなる外部パイプ
系１０の後端に連結してある。末端の穿孔パイプ
の後端に回転可能に固定されたスリーブ１５は、
ギヤ１４により回転する。スリーブ１５の後端部
には、堀りくずと流出する洗浄剤を排出するため
に、エジエクタヘツド１６が回転不能の形で設置
してある。

スリーブ１８によつて接続した複数のパイプか
らなる内部パイプ系１７は、外部パイプ系１０内
を同心的に延在しており、この末端のパイプの後
端は、スリーブ１５とエジエクタヘツド１６を通
つてのびる中空の中間バー１９に連結されてい
る。此の中空の中間バー１９の後端には、洗浄剤
を供給する連結管２１を有する洗浄ヘツド２０が
設けてある。中間バー１９の後端に固定され、ま
たモータ２３からギヤ２４を介して駆動される入
力端部２２は、洗浄ヘツド２０を貫通して延びて
いる。中間バー１９を介して内部パイプ系１７に
衝撃と回転運動を伝達する入力端部２２の後端に
は、液圧式ハンマードリル２５により衝撃が付与
される。

モータ１３、ギヤ１４およびエジエクタヘツド
１６は、保持手段４７に固定されている。この保
持手段４７はレール上を長手方向に移動可能にな
つているとともに、穿孔軸の長さ方向に移動可能
なキヤリツジ４８を備えている。このキヤリツジ
４８はモータ２３、ギヤ２４およびハンマードリ
ル２５からなるユニツトを支持している。キヤリ
ツジ４８は液圧式リニアモータ２６、たとえばピ
ストン・シリンダユニツトによつて往復動させる
ことができる。また保持手段４７にはスケール２
７が付してあり、キヤリツジ４８に一体的に連結
した指針２８はこのスケール２７に沿つて移動す
る。指針２８のスケール２７に対する位置によつ
て、内部パイプ系１７の外部パイプ系１０に対す
る位置を知ることができる。

穿孔クラウン３０を取外し自在に固定するスリ
ーブ２９は、内部パイプ系１７の先端パイプの前
端に取付けてある。この穿孔クラウン３０は肉厚
のシリンダ３２まで前方に延びる後軸３１、取付
け部材３３及びヘツド部材３４からなつている。
ボアホールの底に作用する硬質金属の工具（図示
せず）を支持するヘツド部材３４の外径は、外部
パイプ系１０の外径よりも幾分大きい。取付け部
材３３の後端は、円錐台状の肩部３５によつてシ
リンダ３２に対する移行部を形成している。

後軸３１は、スリーブ２９の壁のＬ字状スロツ
ト３７に案内される径方向への突起３６を備えて
いる。スリーブ２９の前端に向かつて開口されて
いるスロツト３７は、軸方向部３７ａと周方向部
３７ｂとからなつており、後者は軸方向部３７ａ
の閉鎖端側部分から、通常の穿孔動作の際におけ
る内部パイプ系１７の回転方向の逆方向にのびて
いる。このような構成により、突起３６はスロツ
ト３７の周方向部３７ｂの閉鎖端に押圧される。
反対側、即ちスリーブ２９の周方向に180゜ずれた
位置には、同様のスロツト３７と突起３６が設け
てある。このスロツト３７と突起３６は、内部パ
イプ系１７から穿孔クラウン３０に対して、衝撃
と回転運動を伝達する。

穿孔クラウン３０を後退させると、取付け部材
３３が、外部パイプ系１０の前端の円錐座３８に
係合するように後退する。これにより円錐台状の
肩部３５が円錐座３８に密着する。この結果穿孔
クラウン３０を後退させた状態では、外部パイプ
系１０の前部の開口は、取付け部材３３が円錐座
３８の前部の円筒状のボアホール内に後退した形
で密着され、一方円錐状の肩部３５は円錐座３８
に密着する。このような外部パイプ系１０の密封
は、地下水、堆積砂あるいはその他の加圧物質が
外部パイプ系１０に入らないようにするために必
要である。

軸３１の突起３６がスロツト３７の軸方向部３
７ａ内に位置するように通常の回転方向の逆方向
にわずかに回転させることにより穿孔クラウン３
０と内部パイプ系の係合を解除することができ
る。この後、内部パイプ系１７を軸方向後端部に
引つ込めることにより分離される。

軸３１は、後端が洗浄手段のチヤンネルと連通
する軸孔を備えている。短い連結管２１を通して
供給される洗浄手段（水）は、内部パイプ系１７
と穿孔クラウン３０とを通つてボアホールの底に
流れ、開口４５から流出する。穿孔動作の進行時
には、流体は外部パイプ系１０と内部パイプ系１
７の間の環状室内に流れる。

ボアホールが所要の深さに達した場合、あるい
は新しい穿孔クラウン３０を使用する場合には、
スリーブ２９と軸３１との連結を上述の如く解除
し、内部パイプ系１７を後退させる。また外部パ
イプ系１０は液状セメントを充填しつつ後退させ
ることができるが、穿孔クラウン３０は廃棄部材
としてボアホール内に残される。内部パイプ系１
７には別の穿孔クラウンを取付けて、次の穿孔を
継続して行うためにボアホール内において先に使
用した穿孔クラウンと置換するようにすることが
できる。

内部パイプ系１７と偏心穿孔クラウン３０′を
貫通する洗浄ライン４２には、偏心穿孔クラウン
３０′に流出部が設けてある。偏心穿孔クラウン
３０′はそれ自体は周知のように、該偏心穿孔ク
ラウン３０′の回転時に円形軌跡に沿つて移動す
るとともに外部パイプ系１０の前進路を掃除する
横突起４３を備えている。この図示例では、外部
パイプ系１０の前端部は、必ずしも必要ではない
環状のボアクラウン４４に嵌着してある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は本発明装置の一部破断側面図、 １０……外部パイプ系、１２……回転駆動手
段、１３……モータ、１４……ギヤ、１７……内
部パイプ系、２３……モータ、２４……ギヤ、２
５……液圧式ハンマドリル、２７……スケール、
２９……スリーブ、３０……穿孔クラウン、３１
……後軸、３６……突起、３７……Ｌ字状スロツ
ト、３８……円錐座、４７……保持手段、４８…
…キヤリツジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部パイプ系、穿孔クラウンを支持する内部
   パイプ系、穿孔クラウンに衝撃を与える衝撃手
   段、外部パイプ系駆動用第１回転駆動手段、内部
   パイプ系駆動用第２回転駆動手段、第１回転駆動
   手段の保持手段及び該保持手段に対して移動可能
   であるとともに前記第２回転駆動手段を取付ける
   キヤリツジを備えた表土類穿孔用穿孔装置であつ
   て、前記衝撃手段が、キヤリツジ４８に固定され
   ており、内部パイプ系１７の後端に衝撃を与える
   液圧式ハンマードリル２５からなり、前記穿孔ク
   ラウン３０は、内部パイプ系１７の回転又は変位
   によつて係合可能な継手手段３６，３７を介して
   内部パイプ系１７に連結される同心穿孔クラウン
   であることを特徴とする穿孔装置。 ２ 前記継手手段３６，３７は、その端部に向か
   つて開口された少なくとも１つの実質上Ｌ字状の
   スロツト３７を有するスリーブ２９と、スリーブ
   ２９に挿入可能であるとともにスロツト３７に係
   合する半径方向突起３６を有する軸３１とからな
   る特許請求の範囲第１項記載の穿孔装置。 ３ スリーブ２９又は軸３１に、軸３１をスリー
   ブ２９に挿入するための円錐案内面３８を設けた
   特許請求の範囲第２項記載の穿孔装置。 ４ 外部パイプ系１０に衝撃手段を設けず、回転
   駆動手段１２のみを設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１，２又は３項記載の穿孔装置。 ５ キヤリツジ４８の保持手段４７に対する位置
   を、スケール２７で読取るべくなした特許請求の
   範囲第１項記載の穿孔装置。