(57)【要約】【課題】単一のビットユニットで色々な掘削系の穴を掘削できるダウンザホールドリルを提供する。【解決手段】ドリルロッド１にマルチボディ３を取り付け、マルチボディ３内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、スプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝１１とスプライン突起１２のうちいずれか一方を設け、前記枢軸嵌入用の円孔に、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の外周には、各円孔４に設けられたスプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝１１又はスプライン突起１２に対してスプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝１１又はスプライン突起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介し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６に形成された円孔１３にビット本体１４を取り付け、スプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝１１とスプライン突起１２のかみ合い位置を変えることにより掘削径を変更可能に構成する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ドリルロッドにマルチボディを取り付け、前記マルチボディ内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を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝とスプライン突起のうちいずれか一方を設け、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は、前記各円孔に設けられたスプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝又はスプライン突起に対してスプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝又はスプライン突起を設け、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介し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ビット本体を取り付け、前記スプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝とスプライン突起のかみ合い位置を変えることにより掘削径を変更可能に構成したことを特徴とする可変掘削径ダウンザホールドリル。
【請求項２】
ドリルロッドにマルチボディを取り付け、前記マルチボディ内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、同心円状に円周方向に等間隔をおいて形成され、嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なキーとキー溝のうちいずれか一方を複数本設け、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、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、このビットアダプタの外周には、円周方向に等間隔をおいて形成され、前記各円孔に複数本設けられた嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なキー又はキー溝に対して嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なキー又はキー溝を複数本設け、前記マルチボディとビットアダプタとを前記嵌合機構を介し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ビット本体を取り付け、前記嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なキーとキー溝のかみ合い位置を変えることにより掘削径を変更可能に構成したことを特徴とする可変掘削径ダウンザホールドリル。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、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。
【背景技術】
【０００２】
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】
特許第３４１８７０４号公報には、ビット径を縮径するリトラクトビットが提案されている。この従来の技術では、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。
【特許文献１】特許第３４１８７０４号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上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、従来のダウンザホールドリルでは、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】
本考案は、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案は、上記の目的を達成するため、ドリルロッドにマルチボディを取り付け；マルチボディ内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を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝とスプライン突起のうちいずれか一方を設け；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は、前記各円孔に設けられたスプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝又はスプライン突起に対してスプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝又はスプライン突起を設け；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介し掛け外し可能に結合し；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；各ビットアダプタに形成された円孔にビット本体を取り付け；スプライン嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝とスプライン突起のかみ合い位置を変えることにより掘削径を変更可能に構成したことを特徴とする。
【０００８】
また、本考案は上記の目的を達成するため、ドリルロッドにマルチボディを取り付け；マルチボディ内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、同心円状に円周方向に等間隔をおいて形成され、嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なキーとキー溝のうちいずれか一方を複数本設け；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；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；このビットアダプタの外周には、円周方向に等間隔をおいて形成され、前記各円孔に複数本設けられた嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なキー又はキー溝に対して嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なキー又はキー溝を複数本設け；マルチボディとビットアダプタとを前記嵌合機構を介し掛け外し可能に結合し；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；各ビットアダプタに形成された円孔にビット本体を取り付け；嵌合機構を構成する相互に嵌合可能なキーとキー溝のかみ合い位置を変えることにより掘削径を変更可能に構成したことを特徴とする。
【０００９】
以上のような本考案は、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を構成する相互に嵌合可能なスプライン溝とスプライン突起のうちの一方に、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溝又はスプライン突起を嵌合させ、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によるかみ合いを外し、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溝とスプライン突起のうちの一方に対して、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溝又はスプライン突起とのかみ合い位置を変える。
【００１１】
本考案では、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、スプライン溝とスプライン突起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に代えて、円周方向に間隔をおいて形成された複数本のキーと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。
【考案の効果】
【００１３】
請求項１の考案では、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介して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、ビット本体を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を構成するスプライン溝とスプライン突起のうち一方に対して他方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。
【００１４】
請求項２の考案では、前記スプライン嵌合機構に代えて、円周方向に間隔をおいて形成された複数本のキーとキー溝とを設けており、この考案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。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本考案の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１ないし図５は本考案の一実施の形態を示すもので、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。
【００１７】
この実施の形態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。
【００１８】
前記マルチボディ３の内部には、この実施の形態では円周方向に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であるスプライン溝１１が設けられている。
【００１９】
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。
【００２０】
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によるかみ合い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。
【００２１】
前記各ビットアダプタ６の上部外周には、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
ついで、異径の穴を掘削する場合には、この実施の形態ではドリルロッド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。
【００２８】
前述のごとく、各スプライン嵌合機構による嵌合を外したうえで、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。この回転により、ビットアダプタ６及びビット本体１４は、マルチボディ３の外側のケーシングロッド（図示省略）内面に当接するため、これらがマルチボディ３の径の内側に一体的に移動して図６に示す縮径状態となり、ケーシングロッドと干渉することがなくなる。従って、マルチボディ３、ビットアダプタ６がケーシングロッド内を軸方向に移動可能となり、ビットユニットの全体を地上に引き上げることができる。
【００２９】
ビットユニットを地上に引き上げた後においては、スプライン嵌合機構による嵌合を外し、掘削径を変更することができる。すなわち、マルチボディ３に設けられたスプライン溝１１に対してスプライン突起１２のかみ合い位置を変更することにより、掘削径を変更するものである。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。
【００３０】
また、本考案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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本考案の一実施の形態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、この実施の形態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。
【図６】縮径させた状態を示す底面図である。
【符号の説明】
【００３２】
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  スプライン溝
１２  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
【図１】
0003104591.tif 000003
【図２】
0003104591.tif 000004
【図３】
0003104591.tif 000005
【図４】
0003104591.tif 000006
【図５】
0003104591.tif 000007
【図６】
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