(57)【要約】【課題】この発明は、掘削機側に自動的にねじ止めにより連結することができる掘削ロッドであって、掘削ロッドを継ぎ足す場合は、断面多角形状の継手を嵌め込み、ピンを差し込んで連結することができる掘削ロッドの継手構造に関する。【解決手段】掘削機の駆動軸に装着されて掘削作業の進行にともない継ぎ足される掘削ロッドの継手構造において、一方の端部に形成されるカップ部の凹部と、他方の端部に設けられて前記カップ部の凹部に挿入可能な連結軸部とが断面多角形状に形成されており、前記連結軸部の内側となる基部に掘削機の駆動軸に螺着するためのネジ部を形成し、前記掘削ロッドの凹部と連結軸部を嵌合すると共に、嵌合部分にピンを差し込んで両者を掛止めてなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機の駆動軸に装着されて掘削作業の進行にともない継ぎ足される掘削ロッドの継手構造において、
一方の端部に形成されるカップ部の凹部と、他方の端部に設けられて前記カップ部の凹部に挿入可能な連結軸部とが断面多角形状に形成されており、
前記連結軸部の内側となる基部に掘削機の駆動軸に螺着するためのネジ部を形成し、
前記掘削ロッドの凹部と連結軸部を嵌合すると共に、嵌合部分にピンを差し込んで両者を掛止めてなることを特徴とする掘削ロッドの継手構造。
【請求項２】
連結軸部の基端側に断面円弧形状の環状溝を形成しており、該環状溝は受部に設けた貫通孔と連通して、該貫通孔から挿入された固定用のピンの少なくとも一部が環状溝に入りこむように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削ロッドの継手構造。
【請求項３】
断面多角形状が断面六角形状からなっていることを特徴とする請求項１に記載の掘削ロッドの継手構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、掘削機側には自動的にねじ止めにより連結することができ、掘削ロッドを継ぎ足す場合は、断面多角形状の継手を嵌め込み、ピンを差し込んで連結することができる掘削ロッドの継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボーリングロッドの継手には、ねじ継手が多用されている。
即ち、ボーリングロッドの一方の端部に形成されるカップ部の凹部の内周面にはねじ（角ねじやテーパねじなど）が刻設され、他方の端部に設けられる連結軸部の外周面にもこれと螺合するねじが刻設されて、ねじ止めにより上下方向に連続してボーリングロッドを連結する構成となっている。
一般にボーリング作業では、ボーリングロッドをねじの締付方向と逆方向に回転させてボーリング作業を進めるので、ねじ止めでも支障は生じないが、作業によってはボーリングロッドを逆転させる必要があり、その場合は、ねじの締付方向と同じ方向に回転するので、ねじが緩むなどの問題がある。
また、地盤改良装置などでは、継手に多角形断面のものを用いて正逆転自在に連結する構造も知られているが、ボーリング装置への装着に際してはピンによる固定が必要となり、手作業による高所作業が避けられず、危険でありまた煩雑な作業となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、ボーリングロッドなどの掘削ロッドを正逆回転させることができると共に、掘削ロッドを掘削機に自動的に取り付けることができて、高所作業を不要化した掘削ロッドの継手構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、請求項１の発明では、
掘削機の駆動軸に装着されて掘削作業の進行にともない継ぎ足される掘削ロッドの継手構造において、
一方の端部に形成されるカップ部の凹部と、他方の端部に設けられて前記カップ部の凹部に挿入可能な連結軸部とが断面多角形状に形成されており、
前記連結軸部の内側となる基部に掘削機の駆動軸に螺着するためのネジ部を形成し、前記掘削ロッドの凹部と連結軸部を嵌合すると共に、嵌合部分にピンを差し込んで両者を掛止めてなる、という技術的手段を講じている。
また、請求項２の発明では、
前記連結軸部の基端側に断面円弧形状の環状溝を形成しており、該環状溝は受部に設けた貫通孔と連通して、該貫通孔から挿入された固定用のピンの少なくとも一部が環状溝に入りこむように形成されている、という技術的手段を講じている。
更に、請求項３の発明では、
前記断面多角形状が断面六角形状からなっている、という技術的手段を講じている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の掘削ロッドの継手構造の好適実施例について図面を参照しながら説明する。
図１に示す掘削ロッドは、自動ボーリング装置に用いられるボーリングロッド１からなっている。
【０００６】
このボーリングロッド１は、管状基部１Ａの一方（図中下方）の端部には雌継手部１Ｂが形成されており、該雌継手部１Ｂには凹部３を設けたカップ部２が形成されている（図２参照）。
また、ボーリングロッド１の他方（図中上方）の端部には、これと連通して一体となる雄継手部１Ｃが形成されており、該雄継手部１Ｃには連結軸部１０が形成されている（図１参照）。
【０００７】
そして、カップ部２の凹部３は、先端に断面円形の拡開部３１が形成されており、その奥に断面多角形状、図示例では断面六角形状の受部３２が形成されている。
また、上記受部３２の拡開部３１寄りで直径と偏心した位置で直径と平行する位置に固定ピン挿入用の貫通孔３３が形成されている（図２参照）。
更に、上記受部３２の奥側には軸線に沿って一体に内管部２０が内蔵されており、その先端（図中下端）に嵌合受部２１が設けられている。
【０００８】
一方、連結軸部１０は、先端側が前記受部３２に嵌合する軸基部１０ａが断面六角形状の筒部からなり、その基端側に断面略円形の環状溝１３が形成されている。
ここで軸基部１０ａの先端は、一側が幅狭となる傾斜面に形成されて受部３２への挿入が容易となるように形成されている。
この環状溝１３は、図２に示すように、拘束用のピンを嵌め込む際、ピンの少なくとも一半を挿入させる孔の一部を構成し、受部３２に貫通する貫通孔３３と整合して、ピンＰを拘束する。
【０００９】
次ぎに、連結軸部１０は、軸基部１０ａの先端が最も小径となっており、前記環状溝１３を超えた個所の外周にねじ部１４が刻設されている。
また、ねじ部１４は大径の段部Ｄ１を介して、ストッパとなるフランジ部１５に連設されている。
そして、本実施例では、この連結軸部１０の先端に、前記内管部２０の筒状の嵌合突部２２が先端面が連結軸部１０の先端面とほぼ同一となるように形成されている。
【００１０】
本実施例のボーリングロッド１は、内管部２０を設けた場合を例示したが、図４に示すように、単なる中空構造であってもよい。
この場合は、管状基部１Ａの先端側には断面六角形状の軸基部１０ａを備えた連結軸部１０と、断面円弧形状の環状溝１３と、ねじ部１４とからなる雄継手部１Ｃが形成されており、下端側には、凹部３を設けたカップ部２が形成されている。
そして凹部３は、断面円形の拡開部３１と、断面六角形状の受部３２とが形成され、また固定ピン挿入用の貫通孔３３が形成されており、前記拡開部３１の内周面にはねじ部が形成されていない点も前記実施例と同様である。
【００１１】
このようなボーリングロッド１は、掘削深度により順次継ぎ足して、連結して使用に供される。
本実施例では掘削機として、図５から図７に例示した自動ボーリング装置５０を用いた場合について説明する。
【００１２】
この自動ボーリング装置５０は、該装置を支持するベース５１と、ドリルヘッド５２と、駆動軸としてのスピンドル５３と、ドリルヘッド５２内でスピンドル５３を解放可能に拘束するチャック５４と、ドリルヘッド５２の先端に取り付けられてボーリングロッド１を解放可能に挟圧するクランプ５５と、前記ドリルヘッド５２をガイドするガイドフレーム５６と、ドリルヘッド５２をガイドフレーム５６に沿って進退動させる給進装置６０と、ベース部５１に設けられて地中に掘進したボーリングロッド１の上部を解放可能に固定するホルダ５７とを備えた構成からなっている。なお、５８はスピンドル５３を摺動させるシリンダ、５９はスピンドル５３の上部に連結されたウォータースイベルである。
【００１３】
この自動ボーリング装置５０の基本構成は、例えば、特開昭６３−３１５７９４号や特公平１−５７２３６号などの従来構成とほぼ同様であるので詳細な説明は省略する。
またベース部５１は、この装置を支持すると共に、必要に応じて、図示しないロッド供給装置を構成する公知のロッドコンテナ及びロッドハンドラがベースに着脱自在に取付けられてもよい（特開平５−３０２４８８号参照）。
【００１４】
そして、ドリルヘッド５２は、給進装置６０によりガイドフレーム５６に沿って前後退（昇降）し、ボーリングロッド１は、スピンドル５３に接続され、一体となって回転が与えられるとともに前記ドリルヘッド５２の前進でボーリングロッド１の先端に設けたビット（図示せず）に荷重が与えられる。
【００１５】
先端にビットが接続されたボーリングロッド１は、スピンドル５３に連結され、回転と給進が与えられ地面を掘削するが、この場合、回転と給進だけでなく打撃が与えられるパーカッションタイプのものであってもよい。
ボーリングロッド１は、同一構造のものを複数用意しておき、掘削深度に応じて順次継ぎ足しながら掘削を行う。
また、ウォータースイベル５９に水の供給源、例えばポンプが連結され、ボーリングの際に、スピンドル５３の中空部を介してボーリングロッド１の中空部内へ水が供給される。
【００１６】
このような自動ボーリング装置５０におけるボーリングロッド１の継ぎ足し構造について説明する。
ボーリングロッド１は、その連結軸部１０のねじ部１４を、図６、７に示すドリルヘッド５２のスピンドル５３のねじ部５３ａに螺着して連結するようになっている。
【００１７】
即ち、図８（ａ）に示すように、ボーリングロッド１を連結軸部１０を上にしてボーリング装置５０のドリルヘッド５２の下に配置する。この際にチャック５４とクランプ５５は開いている。
そして、ドリルヘッド５２を前進（下降）させて、クランプ５５に掘削ロッドを通してからクランプ５５を閉じ、チャック５４は開いたままでスピンドル５３を後退させる（図８（ｂ））。
【００１８】
次ぎに、クランプ５５は閉じたままでドリルヘッド５２を後退させてボーリングロッド１を引き上げ、スピンドル５３を前進させて、スピンドル５３の先端受部５３ａにボーリングロッド１の連結軸部１０を嵌め込む。
そして、ドリルヘッド５２でスピンドル５３を右回転させ、これにより、連結軸部１０のねじ部１４をスピンドルの先端受部５３ａのねじ部に螺着する（図８（ｃ）参照）。
なお、この際にボーリングロッド１を自動供給するロッドコンテナは後退する（図示せず）。
そして、前記クランプ５５を開き、スピンドル５３を前進させる。
【００１９】
このようにして、ボーリングロッド１がドリルヘッド５２に取り付けられ、ドリルヘッド５２を前進させてボーリングロッド１を地中に掘進させ、掘削が終了する。
これにより掘進中は、開いていたベース部５１のホルダ５７が閉じて、地中に掘進したボーリングロッド１の上部を固定する（図９（ａ）参照）。
そして、このボーリングロッド１に新たな掘削ロッド（説明の便宜上１’とする）が継ぎ足される。
【００２０】
この新たなボーリングロッド１’は、前記図８（ａ）から（ｃ）のようにしてドリルヘッド５２に連結されるので、説明を省略する。
そして、図９（ａ）に示すように、ドリルヘッド５２に連結されたボーリングロッド１’を、ロッドガイドに沿って下降し、前記ホルダ５７で固定されているボーリングロッド１と軸線を合わせて連結する。
【００２１】
即ち、図３に示すように、スピンドル５３に連結されたボーリングロッド１’のカップ部２を、固定されたボーリングロッド１の上端の連結軸部１０に外嵌する。
ボーリングロッド１’の凹部３の受部３２を上から、ボーリングロッド１の連結軸部１０の軸基部１０ａに外嵌し、また前記ボーリングロッド１’の内管部２０の嵌合受部２１を、ボーリングロッド１の内管部２０の嵌合突部２２に外嵌して、ボーリングロッド１’と１の相互、および内管部２０相互を連通可能に連結する。
【００２２】
これにより、受部３２と軸基部１０ａとは共に多角形状からなっているので、相互に軸線を中心とした回転方向に拘束される。
更に、このように嵌着した状態で、作業者の手作業により、上方のボーリングロッド１’の貫通孔３３に固定ピンＰが差し込まれる（図２参照）。
この固定ピンＰは、貫通孔３３からボーリングロッド１の連結軸部１０の環状溝１３に差し込まれることによりボーリングロッド１の連結軸部１０を上方のボーリングロッド１’のカップ部２の凹部３に固定するので、両者を上下方向にも拘束することができる。
【００２３】
この固定ピンＰは、作業者の手作業でボーリングロッド１に挿入されるが、地上位置に近いので、簡単にピンＰの取付けを行うことができる。
このようにして上方のボーリングロッド１’が地中のボーリングロッド１に一体的に連結される（図９（ｂ）参照）。
【００２４】
この状態で、ホルダ５７を開放し、クランプ５５を開き、チャック５４を閉じてボーリングロッド１’をスピンドル５３と一体に固定して、ドリルヘッド５２を前進させると掘削が開始され、ボーリングロッド１’とボーリングロッド１とが一体となって回転しながら下降する（図９（ｃ）参照）。
このようにしてボーリングロッド１’を地中に掘進させ、上部が地上に突出する位置まで掘削を行う（図１０（ａ）参照）。
【００２５】
そして、予掘分だけドリルヘッド５２を僅かに後退させ、ホルダ５７を閉じてボーリングロッド１’の上部を固定し、スピンドル５３とのチャック５４を開放する（図１０（ｂ）参照）。
なお、クランプ５５は開状態のままである。
この状態から、ドリルヘッドを上限まで後退させ、待機位置に戻す（図１０（ｃ）参照）。
そして、前記図８（ａ）に示すように、再度新たなボーリングロッド１’をドリルヘッド５２に連結し、前記地中のボーリングロッド１に連結し、これを繰り返えして所定深度まで掘削することができる。
【００２６】
上記実施例で図示した自動ボーリング装置は、一例であって、この発明では掘削機の構成は特に実施例に限定されるものではなく、ねじ受部を有するスピンドルをねじ締め方向に回転させることができる構造であればよい。
また、ボーリングロッドの内部構造も図示例に限定されるものではない。
また、継手構造をロッド本体と一体に形成した場合を示したが、別体の継手を連結して継手部を形成するものであってもよい。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
この発明では、掘削ロッド用の継手構造として、ねじと多角形状の継手部を組み合わせたので、掘削機側への掘削ロッドの取付けには、掘削ロッドを回転させて自動的に掘削機側にねじ接続することができる。
また、掘削ロッド相互の連結は、多角形状の継手部が嵌め合った掘削ロッドに手作業で固定ピンを差し込むだけの操作を行えばよく、作業効率の向上を図ることができる。
これにより、簡単な構造でありながら掘削ロッドの煩雑な接続作業を簡便に行うことができ、極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ボーリングロッドの縦断面図である。
【図２】図２は同横断面図である。
【図３】図３はボーリングロッドの連結前の状態を示す部分断面図である。
【図４】図４は異なる実施例のボーリングロッドの正面図である。
【図５】（ａ）は自動ボーリング装置の正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図６】ボーリングヘッドにロッドを連結した状態の断面図である。
【図７】スピンドルの後退した状態の断面図である。
【図８】自動ボーリング装置の掘削手順を示す図であり、（ａ）は連結前の状態、（ｂ）はボーリングロッドをクランプで把持した状態、（ｃ）はボーリングロッドをスピンドルにねじ締めした状態を示す説明図である。
【図９】自動ボーリング装置の次の掘削手順を示す図であり、（ａ）はセンタリングの状態、（ｂ）はマニュアルでボーリングロッドを連結した状態、（ｃ）は掘削開始の状態を示す説明図である。
【図１０】自動ボーリング装置の更に次の掘削手順を示す図であり、（ａ）は掘削終了の状態、（ｂ）は予掘分だけ後退しホルダを閉めた状態、（ｃ）はボーリングヘッドが上限まで後退した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１、１’  ボーリングロッド
２    カップ部
３    凹部
１０    連結軸部
１３    環状溝部
１４    ねじ部
１５    フランジ部
２０    内管部
２１    嵌合受部
３１    拡開部
３２    受部
３３    貫通孔
５０    自動ボーリング装置
５１    ベース
５２    ドリルヘッド
５３    スピンドル
５４    チャック
５５    クランプ
５７    ホルダ
６０    給進装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004225322.tif 000007
【図６】
2004225322.tif 000008
【図７】
2004225322.tif 000009
【図８】
2004225322.tif 000010
【図９】
2004225322.tif 000011
【図１０】
2004225322.tif 000012