(57)【要約】【課題】  ケーシングパイプを地上に引き戻すことなくケーシングメタルの切刃を交換でき、掘削部分の埋め戻しを防止し、掘削効率の向上を図ることができるボーリング装置を提供する。【解決手段】  基段チップブロック３４と中段チップブロック３５及び下段チップブロック３６を、各々のチップブロック３４、３５及び３６にそれぞれ形成された縦方向に貫通した雌ネジ貫通孔３９ａに、雄ネジ３８を挿通させて雌ネジ孔３９ｂに螺合締結することで連結する。中段チップブロック３５及び下段チップブロック３６は、４個の平面円弧形（四半円形）の縦割子３５ａ又は３６ａに分解するように構成する。最下段のチップブロック３６の切刃チップ３７を含む先端部分が切込み条４０の下端部まで摩耗した時点で、チップブロック３６が４個の分割子３６ａに分割すると、次段のチップブロック３５の先端部である切刃チップ３７部分が表出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボーリングロッド外側のケーシングパイプ先端にケーシングメタルを設けたボーリング装置において、前記ケーシングメタルが、切刃機能を有する複数の筒状チップブロックをジョイント部材で上下多段に連結してなり、かつ前記各チップブロックを複数の縦割子に分解可能にしてなることを特徴とするボーリング装置。
【請求項２】
チップブロックに、縦分割用の切込み条を設けたことを特徴とする請求項１記載のボーリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木工事などにおいて地質調査用の試料を採取する目的で使用されるボーリング装置に関し、特に採掘孔挿入用ボーリングロッドの外側にケーシングパイプを備え、ケーシングパイプの先端にケーシングメタルを固定したボーリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、削孔用コアチューブを先端に有するボーリングロッドの外側にケーシングパイプを設け、ケーシングパイプにより削孔時の砂礫等の崩壊を防止するようにした回転式ボーリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０６４７６３号公報（第２−４頁、第１図）
【０００４】
この種のボーリング装置を用いた地質調査では、一般に削孔外径６６ミリのボーリングロッドの先端部（コアチューブ）でもって地層を円筒状のコアとして採取する。ところが、砂礫等の崩壊性地層を削孔する場合は、ボーリング孔壁が崩壊し、コアチューブによるコア採取が困難になるという問題があった。このため、例えば、先ずボーリングロッドの先端部により任意の深度まで削孔し、次いで、ケーシングパイプの先端部（ケーシングチューブ）をその位置まで挿入し、引き続きボーリングロッド先端により削孔を行って、順次より深い位置まで挿入するという作業を繰り返していた。このケーシングパイプ挿入時に、崩壊性地層を追い切りしたり削孔する必要があるため、ケーシングパイプの最先端部（最深度）には、切刃機能を有するケーシングメタル、例えば、ケーシングメタルシューやケーシングメタルビットが取り付けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらケーシングメタル（シュー、ビット）には削孔能力に限界があり、掘削の途中でケーシングメタルの切れ味が悪くなることがある。特に、崩壊性地層が厚く分布している場合、切刃として埋め込まれているケーシングメタルのチップ部分の破損や磨耗により、それ以上の削孔及びパイプの挿入が不可能になる。その場合、一旦、ある深度まで挿入したケーシングパイプを地上に引き上げ、新品のケーシングメタルに交換し、再度ケーシングパイプを既削孔に挿入するという作業を繰り返している。したがって、ケーシングパイプを引き上げる手間が係るばかりでなく、ケーシングパイプを引き上げる際に孔壁が崩壊し、掘削孔が埋め戻されてしまうという不具合が生じることもある。
本発明は上記課題に鑑み、ケーシングパイプを地上に引き上げることなく、ケーシングメタルの交換を可能にし、孔壁の崩壊や掘削部分の埋め戻し等の不具合の発生を防止して掘削効率の向上を図ることができるボーリング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明では、ボーリングロッド外側のケーシングパイプ先端にケーシングメタルを設けたボーリング装置において、前記ケーシングメタルが、切刃機能を有する複数の筒形チップブロックを縦ジョイント部材で上下多段に連結してなり、かつ前記各チップブロックを複数の縦割子に分解可能にしてなることを第１の特徴とし、チップブロックに、縦分割用の切込み条を設けたことを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ケーシングメタルの初段のチップブロックの切刃を含んだ先端部分が摩耗し、ケーシングパイプの削孔挿入が困難になった時点で、初段のチップブロックがバラバラに分解され、次段のケーシングメタルの切刃部分が表出し、ケーシングパイプを地上に引き上げることなく、ケーシングメタルの切刃の交換が可能になる。したがって、そのまま連続して掘削作業を継続できるので、作業効率が向上するばかりでなく、孔壁の崩壊や掘削部分の埋め戻し等を防止できるという優れた効果がある。
【０００８】
すなわち、本発明では、ボーリングロッドによる削孔挿入とケーシングパイプによる削孔挿入とを交互に行うボーリング工法において、ケーシングパイプの削孔挿入が困難になったとき、ケーシングパイプを引き上げることなく、ケーシングパイプ先端の切刃部であるケーシングメタルを新品に交換できる。ここで、ケーシングメタルには、ケーシングメタルビットとケーシングメタルシューが含まれる。ケーシングメタルビットは、表土や崩壊層をケーシング掘りする際に用いられるもので、先端及び内側と外側にはメタルチップやダイヤモンドが埋め込まれる。また、ケーシングメタルシューは、崩壊層をケーシングチューブを使って追切り、追降する際に用いられるもので、先端と外側にはメタルチップやダイヤモンドが埋め込まれる。
【０００９】
本発明は、ケーシングパイプ内にボーリングロッドを上下動可能に収容して構成される。ケーシングパイプは、孔壁の崩壊防止、止水・湧水、ガス噴出などに対するボーリング孔保護、及び掘削用具と孔壁との摩擦によって生ずる磨耗を防止するための孔壁保護用のパイプである。ケーシングパイプの先端にはケーシングメタルを取り付ける。ケーシングメタルは、切刃機能をもつ複数の円筒形チップブロックを縦ジョイント部材で上下多段に連結してなり、かつ、各チップブロックは、複数の縦割子に分割可能にしてなる。そして、初段のケーシングメタルのチップを含む先端部分が摩耗し、ケーシングパイプの削孔挿入が困難になった時点で、チップブロックがバラバラに分解され、次段のケーシングメタルの切刃部であるチップ部分が表出し、ケーシングパイプを地上に引き上げることなく、ケーシングメタルの交換ができる。
【００１０】
すなわち、初段の刃先であるチップブロックが切削不能になっても、次段のチップブロックが新たな刃先として機能し、ケーシングメタルの切れ味が復元し、迅速に連続して掘削作業を再開することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
本実施例は、昇降可能な削孔用ボーリングロッドの外側にケーシングパイプを設け、ケーシングパイプの下端に、３段のチップブロックを縦ジョイント部材であるビスで相互に連結してなるケーシングメタルを固定し、各チップブロックは、更に４つの縦割子に分割可能にするための４個所の切込み条が刻設されている。
【００１２】
図１は本発明に係るケーシングメタルの一実施例を示す斜視図、図２は図１のケーシングメタルの下段ブロックが分離した状態を示す斜視図、図３（ａ）はケーシングメタルの正面図、（ｂ）は底面図、図４（ａ）はケーシングメタルの基段チップブロックを示す正面図、（ｂ）は底面図、図５（ａ）はケーシングメタルの中段又は下段のチップブロックを示す平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、図６はボーリング装置を示す正面図である。
【実施例】
【００１３】
図６において、１は、地盤２に設置した固定台で、固定台１の上には回転駆動源である原動機３が据え付けられている。原動機３の出力軸部は伝動部４を介して、オイルタンク５上の変速機・操作部６に駆動連結され、原動機３の速度を変換できるようになっている。変速機・操作部６の出力軸部は、図示しないギアーを介してスイベルヘッド７の回転部に駆動連結されている。
【００１４】
１０は、スイベルヘッド７の周囲に設置された三脚パイプやぐらで、三脚パイプやぐら１０にはスナッチブロック１１が吊設されている。スナッチブロック１１にはホスティングスイベル１２が掛け渡され、ホスティングスイベル１２の先端にはスイベルヘッド７の回転部が吊り下げられている。ホスティングスイベル１２の基端部は巻上げ装置８に巻回され、巻上げ装置８でホスティングスイベル１２を巻上げ巻戻すことにより、ホスティングスイベル１２の回転部が昇降動作するようにされている。
【００１５】
スイベルヘッド７の回転部上端にはウォータスイベル１４が連結され、ウォータスイベル１４の上部は、デリバリホース１５を介してポンプ１６の出口部に連通している。ポンプ１６の入口部はサクションホース１７を介して、泥水バック１９の中に設置したフートバルブ１８に連通し、泥水バック１９には、掘削孔２０内から吸引した泥水が溜まるようにされている。したがって、ポンプ１６の運転により、泥水バック１９内の泥水を吸引してウォータスイベル１４に供給すると、この泥水はスイベルヘッド７を経て掘削孔２０に循環注入されるようになっている。
【００１６】
２２は、スイベルヘッド７の回転部下端に設けられたロッドホルダで、ロッドホルダ２２には、ドライブパイプ２３の上部が取り付けられ、ドライブパイプ２３の下部にはケーシングパイプ２４が連結されている。ケーシングパイプ２４の下端側メタル台座２５には、後述の円筒体形状のケーシングメタル３３が設けられている。また、ロッドホルダ２２には、ボーリングロッド２６の上部が取り付けられ、ボーリングロッド２６の下部にはセジメントチューブ２７の上部が連結されている。セジメントチューブ２７の下部にはセジメントチューブカップリング２８を介してコアバーレル２９が連結され、コアバーレル２９の下端に設けたコア３０には、メタルクラウン３１が固着されている。
【００１７】
次に、図１乃至図５に基づいてケーシングメタル３３の構造について詳しく説明する。本実施例に係るケーシングメタル３３は三段構成とされ、円筒体の基段チップブロック３４、環状の中段チップブロック３５及び下段チップブロック３６とからなっている。基段チップブロック３４の上端部は、ケーシングパイプ２４下端のメタル台座２５に螺合して固定できるように雄ネジ３４ａが刻設され、基段チップブロック３４の下端側には、図１及び図２に示すように、中段チップブロック３５が４本のジョイント部材（ネジ）３８により締結固定されている。さらに、同様にして中段チップブロック３５の下部側には、下段チップブロック３６が４本のジョイント部材（ネジ）３８により締結固定されている。
【００１８】
各チップブロック３４、３５及び３６には、ジョイント部材３８に対応する貫通孔３９がそれぞれ４箇所形成されているが、これら４箇所の貫通孔３９ａは、それぞれ中段チップブロック３５の周回り方向に中心角度４５度間隔で設けられている。この場合、中段チップブロック３５の貫通孔４１Ａ及び貫通孔４１Ｂの穿孔位置、つまり基段チップブロック３４の貫通孔４０及び下段チップブロック３６の貫通孔４２は、中段チップブロック３５の周回り方向において、互いに角度４５度ずれた位置に形成されている。
【００１９】
各チップブロック３４、３５及び３６の下端にはその円周上に複数箇所の凹凸部が形成され、凸部ｄには、切刃としてのチップ３７が内向き外向きに交互に埋設固着されると共に、凹部ｂにはジョイント部材（ネジ）３８が螺合される雌ネジ孔３９ｂが形成されている。さらに、チップブロック３５及び３６にはその円周方向に４個所の縦切込み条４０が設けられている。縦切込み条４０は、チップブロック３５及び３６の凹部ｂの下端直近まで刻設され、掘削により切刃チップ３７を含むチップブロック３５及び３６先端部分が縦切込み条４０の下端まで摩耗した時点で、ジョイント部材（ネジ）３８もケーシングメタル３３の回転による横方向の切削抵抗により牽引され離脱し、チップブロック３５及び３６が複数の縦割子３５ａ又は３６ａ（実施例では４分割）にバラバラに分解される。
【００２０】
すなわち、基段チップブロック３４と中段チップブロック３５及び下段チップブロック３６は、各々のチップブロック３４、３５及び３６にそれぞれ形成された縦方向に貫通した雌ネジ挿通孔３９ａに、雄ネジ３８を挿通させて雌ネジ孔３９ｂに螺合締結することで連結している。そして、中段チップブロック３５及び下段チップブロック３６は、４個の平面円弧形（四半円形）の縦割子３５ａ又は３６ａに分解するようになっている。
【００２１】
例えば、図２に示すように、最下段のチップブロック３６の切刃チップ３７を含む先端部分が切込み条４０の下端部まで摩耗した時点で、チップブロック３６が４個の縦割子３６ａに分割すると、次段のチップブロック３５の先端部である切刃チップ３７部分が表出し、ケーシングパイプ２４を地上に引き上げることなくケーシングメタルの交換が可能になる。
【００２２】
このように、掘削孔作業の途中でケーシングメタルビット３３の摩耗により切削が不能になった時点で、下段チップブロック３６が分解することで、ケーシングメタルビット３３の刃先として下段チップブロック３６の代わりに中段チップブロック３５が新たに機能する。このため、ケーシングメタルビット３３の切れ味が新品同様に鋭く復元される。つまり、分解後、切れ味のよいケーシングメタルビット３３により新たに掘削孔の作業を継続することができる。この場合、ケーシングパイプ２４を引き上げる必要がないので、崩壊性地層であっても掘削孔２０に周囲から土壌が埋め戻されるおそれがなく、円滑な掘削孔の作業を効率良く続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るケーシングメタルの一実施例を示す斜視図である。
【図２】ケーシングメタルの下段チップブロックが分離した状態を示す斜視図である。
【図３】（ａ）はケーシングメタルの正面図、（ｂ）は底面図である。
【図４】（ａ）はケーシングメタルの基段チップブロックを示す正面図、（ｂ）は底面図である。
【図５】（ａ）はケーシングメタルの中段又は下段のチップブロックを示す平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。
【図６】ボーリング装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    固定台
２    地盤
３    原動機
４    伝動部
５    オイルタンク
６    変速機・操作部
７    スイベルヘッド
８    巻上げ装置
１０  三脚パイプやぐら
１１  スナッチブロック
１２  ホスティングスイベル
１４  ウォータスイベル
１５  デリバリホース
１６  ポンプ
１７  サクションホース
１８  フートバルブ
１９  泥水バック
２０  掘削孔
２２  ロッドホルダ
２３  ドライブパイプ
２４  ケーシングパイプ
２５  メタル台座
２６  ボーリングロッド
２７  セジメントチューブ
２８  セジメントチューブカップリング
２９  コアバーレル
３０  コア
３１  メタルクラウン
３３  ケーシングメタル
３４  基段（上段）チップブロック
３５  中段チップブロック
３５ａ縦割子
３６  下段チップブロック
３６ａ縦割子
３７  ビット
３８  ジョイント部材（ネジ）
３９ａ雌ネジ貫通孔
３９ｂ雌ネジ孔
４０  切込み条
【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】
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【図６】
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