JPH0726476Y2 - ボーリングマシン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ボーリングマシンに関する。

〔従来の技術〕

ボーリングマシンには、建設機械として採鉱等の地質調
査、グラウト注入孔掘削、発破孔、通風孔の掘削、及び
石油、ガス、一般用水井戸掘削などに用いられるもの
や、工作用の穿孔機械として各種金属類の穿孔を行うも
のなどがある。

建設機械としてのボーリングマシンについて説明する
と、地上設置型の大型機械の場合がほとんどである。

例えば、ダイヤモンドドリルとして、コアドリル作業で
柱状の岩芯を採取するロータリードリルは、エンジン、
圧縮空気、電力など種々の原動機を備え、その上部にス
イベルヘッドを有する駆動装置とこのスイベルヘッドの
中心をヘッドの面に直角に通るドリルロッドからなる。

駆動装置は地上に設置されるもので、ベベルギヤで前記
ヘッドを回転させるとドリルロッドも回転するが、この
ドリルロッドはスイベルヘッドの面に直角の方向に自由
に動くようになっており、油圧でドリルロッドの送りを
行う。

また、ドリルロッドはねじ継手のあるパイプで、深さに
応じて何本かつないでゆく。

さらにドリルロッドの先端には、ドリルストリングとし
て、コアーバレル、リーマシエル及びビットが設けられ
る。

このようにして、駆動装置でドリルロッドは旋回させら
れながら地盤中に推進され、先端ビットで切削が行われ
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

このように従来のボーリングマシンでは、ドリルロッド
に回転と同時に推力のみを与えるものがほとんどであ
り、先端ビットにかかる荷重がかなりなものとなるの
で、穿孔効率が悪く、ビットの切削刃の消耗も激しい。

一方、穿孔機械としてはボーリングマシンの他に、さく
岩機があり、これには回転させながら振動を与えるもの
がある。

このさく岩機のごとく、ボーリングマシンのドリルロッ
ドにも振動を与えるようにすれば、より効率的な掘削が
可能となるが、その振動はほとんど圧縮空気を利用して
作り出すものである。

すなわち、本体内にシリンダーがあり、その中にフリー
ピストンと称する小さなピストン（単なる円筒状の鉄
塊）が入っていてシリンダーの両端には空気孔がある。

この空気孔は給気孔と排気孔があり、その大きさ、取付
位置によって、フリーピストンがバルブの役目を兼ねて
空気を断続し、排気しながらシリンダーの中を激しく往
復し、フリーピストンによってノミの頭を叩き破壊力を
出す。

かかる打撃式の振動機構をボーリングマシンに付加した
場合には、騒音公害のもとにもなり、また仮にボーリン
グマシンをハンディタイプの小型のものとした場合は、
振動によりはく蝋病などの職業病を引き起こすおそれも
ある。

本考案の目的は前記従来例の不都合を解消し、振動を付
加することで、従来の推力と回転力のみでは得られない
きれいな穿孔面と切削刃の長寿命化、及び推力の大幅な
減少が得られ、しかも大きな騒音を発生させず、ハンデ
ィタイプのものでも作業者に悪影響を与えるおそれのな
いボーリングマシンを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 本考案は前記目的を達成するため、先端にビットを有す
るドリルロッドとこのドリルロッドを旋回させる駆動部
とからなるボーリングマシンにおいて、全体がハンディ
タイプのものとして、駆動部は、電動モーターのハウジ
ングの左右にハンドルを突設し、該ハウジングから突出
するように設けたスラストスクリューの下端に接合フラ
ンジを設け、上部接合フランジの下に振動数28,000〜4
6,000回／秒程度の高周波振動を惹起できる超音波振動
子があり、さらにこの超音波振動子の部分に連結して該
振動子による振動を拡大するホーン部を設け、該ホーン
部には放熱用と振動特性を定めるための開口を設け、こ
のホーン部の下端に下部接合フランジを形成した高周波
起振機構を、前記スラストスクリューの下端の接合フラ
ンジに合成ゴム板等の緩衝材介在させて前記上部接合フ
ランジを結合させることで駆動部の下方に取り付け、ド
リルロッドの上端に接合フランジを形成し、この接合フ
ランジを前記ホーン部の下端の下部接合フランジに連結
したことを要旨とするものである。

〔作用〕

本考案によれば、先端にビットを有するドリルロッドは
駆動部により旋回され、かつその途中もしくは上端に設
けた高周波起振機構で振動数28,000〜46,000回／秒程度
の振動を与えられながら地盤に挿入される。

このようにドリルロッドの先端のビットは、振動し、か
つ旋回しながら穿孔するので、該ビットが接触した加工
面には微小クラックが生じ、また剥離現象を生じるとと
もに回転により切削されるので、非常に高効率の穿孔が
できる。

〔実施例〕

以下、図面について本考案の実施例を詳細に説明する。

図は本考案のボーリングマシンの１実施例を示す一部切
欠いた側面図である。

本考案のボーリングマシンも回転式のものとして先端に
ビット１を有するドリルロッド２と、このドリルロッド
２を旋回させる駆動部３とからなるものである。

本考案のボーリングマシンは全体がハンディタイプのも
のとして、駆動部３は左右にハンドル４を水平に突設し
た円筒形ハウジング５の内部に電動モーター６とスイベ
ルとしてこの電動モーター６により回転駆動する円盤状
のウォームギヤ（図示せず）を収め、このウォームギヤ
で旋回する旋回駆動軸としてのスラストスクリュー７を
その上下端がハウジング５から突出するように設けた。

該スラストスクリュー７は周知のごとく外周にスプライ
ン溝及びネジが切られたもので、中空構造の内部には配
線８を挿通させる。

図中９はこのスラストスクリュー７の上端に設けたスリ
ップリングで、端部が発電機等の電源や超音波発振器に
接続する配線８が回転するスラストスクリュー７内に入
るのに捩れを生じないように保持するものである。

以上が駆動部３の構成であるが、スラストスクリュー７
の下端に接合フランジ10を設ける。

図中12は高周波起振機構であり、上部接合フランジ13の
下に超音波振動子14があり、さらにこの超音波振動子14
の部分に連結して該振動子14による振動を拡大するホー
ン部15を設け、その下端に下部接合フランジ16を形成し
たものである。

該ホーン部15には、放熱用と振動特性を定めるための開
口17を設ける。

なお、この高周波起振機構12は超音波振動子14により振
動数28,000〜46,000回／秒程度の高周波振動を惹起でき
るものである。

駆動部３の接合フランジ10に合成ゴム板等の緩衝材11を
介在させて上部接合フランジ13をボルト止めすれば、駆
動部３の下方に高周波起振機構12が取付くことになり、
配線８は適宜な方法で超音波振動子14に接続させる。

また、図示は省略するが電動モーター６へは配線８とは
別のコード（分岐したものでもよい）を接続する。

ドリルロッド２の上端に接合フランジ18を形成し、この
接合フランジ18を下部接合フランジ16にボルト止めする
ことで、前記高周波起振機構12を介してドリルロッド２
は駆動部３のスラストスクリュー７に連結する。

該ドリルロッド２は通常のボーリングマシンで使用され
るものとほぼ同じものであり、先端ビット１の上部にリ
ーマ19等を備えたもので、図中20はコアケーシング、21
はドリルロッド２の先端ビット１に開閉窓を形成した場
合の操作用のシャッターワイヤーである。

次に、使用法及び動作について説明する。

不使用時には、駆動部３と高周波起振機構12とドリルロ
ッド２とはそれぞれ分離して収納できる。

これらを相互に連結して組立てた後、ハンドル４を手で
握り全体を直立させた状態で、配線８で電動モーター６
に通電すれば、スラストスクリュー７が回転してドリル
ロッド２も旋回する。

同時に配線８で超音波振動子14に電圧が印加され、この
振動子14が振動する。

さらに、該超音波振動子14の振動はホーン部15で拡大さ
れ、ドリルロッド２を含めた全体が振動数21,000〜46,0
00回／秒程度の高周波振動をなす。

このようにしてドリルロッド２の先端のビット１は、振
動し、かつ旋回するので、そのまま地盤に押し入れれ
ば、該ビットが接触した切削加工面には微小クラックが
生じ、また剥離現象を生じるとともに回転により効率的
に切削される。

なお、前記コアケーシング20はドリルロッド２の挿入の
際のガイドとして、地表部分に立設させて使用すること
ができる。

ところで、前記実施例ではスラストスクリュー７はその
前後位置を移動しないもので、駆動部３はドリルロッド
２に対して推力を与えるものではない。

従って、作業員がハンドル４で全体を押し込むことによ
り前進させることになる。

これに対して、スラストスクリュー７を前進させるよう
な構成としてドリルロッド２に推力を付与することも可
能である。

また、スラストスクリュー７の部分をドリルロッド２の
一部として、このドリルロッド２の上端部が駆動部３を
貫通するように構成してもよい。

さらに、建設機械として地盤の掘削を行うものではな
く、工作用の穿孔機械として各種金属類の穿孔を行うも
のなどに応用することもできる。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案のボーリングマシンは、振動を
付加することで、従来の推力と回転力のみでは得られな
いきれいな穿孔面の仕上がりと切削刃の長寿命化、及び
推力の大幅な減少が得られ、より効率的な作業ができる
ものである。

しかも、与える振動は超音波による高周波振動なので、
大きな騒音も発生させず、騒音公害のもとにもなるおそ
れがなく、さらにハンディタイプのものとした場合にも
作業者にはく蝋病などの職業病をおこす悪影響を与える
おそれのないものとなる。

また、超音波による高周波振動で摩擦抵抗が減少し、岩
盤等硬いものはもちろん、軟質土等の柔らかいもののサ
ンプリングにも優れた効果を発揮し、完全なサンプリン
グが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本考案のボーリングマシンの１実施例を示す一部切
欠いた側面図である。 １……ビット、２……ドリルロッド ３……駆動部、４……ハンドル ５……ハウジング、６……電動モーター ７……スラストスクリュー、８……配線 ９……スリップリング、10,13,16,18……接合フランジ 11……緩衝材、12……高周波起振機構 14……超音波振動子、12……ホーン部 17……開口、19……リーマ 20……コアケーシング、21……シャッターワイヤー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】先端にビットを有するドリルロッドとこの
   ドリルロッドを旋回させる駆動部とからなるボーリング
   マシンにおいて、全体がハンディタイプのものとして、
   駆動部は、電動モーターのハウジングの左右にハンドル
   を突設し、該ハウジングから突出するように設けたスラ
   ストスクリューの下端に接合フランジを設け、 上部接合フランジの下に振動数28,000〜46,000回／秒程
   度の高周波振動を惹起できる超音波振動子があり、さら
   にこの超音波振動子の部分に連結して該振動子による振
   動を拡大するホーン部を設け、該ホーン部には放熱用と
   振動特性を定めるための開口を設け、このホーン部の下
   端に下部接合フランジを形成した高周波起振機構を、前
   記スラストスクリューの下端の接合フランジに合成ゴム
   板等の緩衝材介在させて前記上部接合フランジを結合さ
   せることで駆動部の下方に取り付け、 ドリルロッドの上端に接合フランジを形成し、この接合
   フランジを前記ホーン部の下端の下部接合フランジに連
   結したことを特徴とするボーリングマシン。