(57)【要約】【課題】地層にアンカー装置を固定するアンカー装置及びアンカー工法を提供する。【解決手段】地層に固定するためのアンカー装置（１）であって、ドリルロッド（２）と、このドリルロッド（２）を少なくとも部分的に包囲するアンカースリーブ（３）とを含んでおり、ドリルロッド（２）は、掘削装置に連結する駆動端（２０）と、地層に孔を空けるドリルヘッド（２６）を有する掘削端（２１）とを含み、アンカー装置は、掘削装置に連結されて駆動されドリルヘッドにより地層に孔を空け、この孔が空けられるにつれてアンカースリーブ（３）を孔の挿入位置まで押し込み、この挿入位置で、アンカースリーブ（３）が周囲の地層と係合するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地層に固定するためのアンカー装置であって、
ドリルロッドと、前記ドリルロッドを少なくとも部分的に包囲するアンカースリーブとを含み、
前記ドリルロッドは、掘削装置に連結する駆動端と、地層に孔を空けるドリルヘッドを有する掘削端とを含み、
前記アンカー装置は、前記掘削装置に連結されて駆動され前記ドリルヘッドにより前記地層に孔を空け、前記孔が空けられるにつれて、前記アンカースリーブを前記孔の挿入位置まで押し込み、前記挿入位置で、前記アンカースリーブが周囲の前記地層と係合するように構成されていることを特徴とするアンカー装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンカー装置であって、
前記挿入位置にある場合に、前記周囲の地層と係合するように前記アンカースリーブがバイアスをかけるように構成されている弾性バイアス手段を含むことを特徴とするアンカー装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアンカー装置であって、
前記ドリルヘッドは、前記アンカースリーブの外径よりも小さな孔を空け、前記アンカースリーブが前記孔に対して締り嵌めされるように構成されていることを特徴とするアンカー装置。
【請求項４】
請求項３に記載のアンカー装置であって、
前記アンカースリーブは、弾力的に変形可能な材料で作られており、使用時に、前記周囲の地層に対して弾力的にバイアスをかけるように構成されていることを特徴とするアンカー装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンカー装置であって、
前記アンカースリーブは、その外表面に、前記周囲の地層と係合する把持手段を有することを特徴とするアンカー装置。
【請求項６】
請求項５に記載のアンカー装置であって、
前記把持手段は、複数の顎を含んでいることを特徴とするアンカー装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンカー装置であって、
前記アンカースリーブは、その長さ方向の少なくとも一部に沿った縦のスロットを含むことを特徴とするアンカー装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンカー装置であって、
前記アンカースリーブは、使用中に前記アンカースリーブが受けるピーク応力を低減するように構成された、１つ又は複数の応力緩和機能を含んでいることを特徴とするアンカー装置。
【請求項９】
請求項８に記載のアンカー装置であって、
前記各応力緩和機能は、前記アンカースリーブの長さの少なくとも一部分に沿って伸び縦の溝を含んでいることを特徴とするアンカー装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のアンカー装置であって、
前記アンカースリーブは、前記掘削装置の駆動のカラーが係合する駆動面を含んでおり、前記駆動面は、使用時に、前記アンカースリーブが前記孔内に入るように力を加えるものであることを特徴とするアンカー装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアンカー装置であって、
前記アンカースリーブは、前記ドリルロッドの前記駆動端に隣接するフランジを含んでいることを特徴とするアンカー装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアンカー装置であって、
さらに、前記アンカースリーブを少なくとも部分的に囲い、かつ、圧縮されるように構成された弾性要素を含んでおり、使用時に、前記アンカースリーブが前記挿入位置にある場合に、前記フランジと前記地層の間で、前記アンカースリーブをドリル方向とは反対の方向にバイアスするように構成されていることを特徴とするアンカー装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のアンカー装置であって、
前記弾性要素は、弾力のあるワッシャを含むことを特徴とするアンカー装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のアンカー装置であって、
前記ドリルヘッドは、前記アンカースリーブの内径よりも大きいことを特徴とするアンカー装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のアンカー装置であって、
前記ドリルロッドは、前記ドリルヘッドと前記駆動端の間に伸びる螺旋形の溝を含んでいることを特徴とするアンカー装置。
【請求項１６】
アンカーシステムであって、
掘削装置と、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の１つ又は複数のアンカー装置とを含み、
前記掘削装置は、前記ドリルロッドの前記掘削端に連結するためのチャックと、前記アンカースリーブの駆動面又はフランジに係合するための駆動カラーとを含み、
前記駆動カラーにより、使用時に、前記孔が空けられるにつれて前記アンカースリーブが前記孔内に入るように力を加えることを特徴とするアンカーシステム。
【請求項１７】
アンカー装置を組み立てるための部品のキットであって、
前記キットは、アンカースリーブと、前記アンカースリーブに挿入されるドリルロッドとを含み、前記アンカースリーブが前記ドリルロッドを少なくとも部分的に囲むように構成され、
前記ドリルロッドは、掘削装置に連結するための駆動端と、地層に孔を空けるためのドリルヘッドを有すると掘削端を含み、
前記アンカー装置は、前記掘削装置に連結されて駆動され前記ドリルヘッドにより前記地層に孔を空け、前記孔が空けられるにつれて前記アンカースリーブを前記孔の挿入位置まで押し込み、前記挿入位置で、前記アンカースリーブが周囲の前記地層と係合するように構成されていることを特徴とする部品のキット。
【請求項１８】
アンカー装置を地層に固定するアンカー工法であって、
ドリルロッドの掘削端を掘削装置に連結する工程と、
前記ドリルロッドの前記掘削端を駆動し、前記掘削端のドリルヘッドにより地層に孔を空ける工程と、
前記孔が空けられるにつれて、前記ドリルロッドを少なくとも部分的に囲んでいるアンカースリーブを、前記アンカースリーブが前記周囲の地層と係合する挿入位置まで前記孔の中に押し込む工程とを有することを特徴とするアンカー工法。
【請求項１９】
請求項１７に記載のアンカー工法であって、
前記アンカースリーブは、前記アンカースリーブが前記挿入位置にあるときに、弾性バイアス手段により、前記周囲の地層と係合するように強制されることを特徴とするアンカー工法。
【請求項２０】
請求項１７又は１８に記載のアンカー工法であって、
前記空けられた孔は、前記アンカースリーブの外径よりも小さく、前記アンカースリーブが前記孔に締まり嵌めとなるように押し込まれることを特徴とするアンカー工法。
【請求項２１】
請求項１９に記載のアンカー工法であって、
前記アンカースリーブは、弾性変形可能な材料で作られており、前記アンカースリーブが前記周囲の地層に弾力的にバイアスをかけることを特徴とするアンカー工法。
【請求項２２】
請求項１７〜２０のいずれか１項に記載のアンカー工法であって、
前記アンカースリーブは、その外表面に、前記アンカースリーブが前記挿入位置にある場合に、前記周囲の地層と係合するように強制される把持手段を含んでいることを特徴とするアンカー工法。
【請求項２３】
請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のアンカー工法であって、
前記アンカースリーブは、前記アンカースリーブの駆動面に係合する前記掘削装置のカラーによって前記孔内へ押し込まれることを特徴とするアンカー工法。
【請求項２４】
請求項２２に記載のアンカー工法であって、
前記ドリルロッドの前記駆動端に近接して設けられた前記アンカースリーブのフランジに、前記カラーが係合し、前記アンカースリーブを前記孔へ押し込むことを特徴とするアンカー工法。
【請求項２５】
請求項２３に記載のアンカー工法であって、
前記アンカースリーブの少なくとも一部を囲む弾性要素が、前記アンカースリーブが前記挿入位置へ押し込まれるのに伴い、前記フランジと前記地層の間で圧縮されることを特徴とするアンカー工法。
【請求項２６】
請求項２４に記載のアンカー工法であって、
前記アンカースリーブが前記挿入位置へ押し込まれた後、前記掘削装置のカラーと前記フランジとの係合を外し、前記弾性要素により前記アンカースリーブをドリル方向とは反対の方向に沿って後退させることを特徴とするアンカー工法。
【請求項２７】
請求項１７〜２５のいずれか１項に記載のアンカー工法であって、
前記孔が空けられた後、前記ドリルロッドが前記孔の中に留まるようにして前記ドリルロッドを解放することを特徴とするアンカー工法。
【請求項２８】
添付図面を参照して実質的に本明細書に記載されている、アンカー装置。
【請求項２９】
添付図面を参照して実質的に本明細書に記載されている、岩層アンカーシステム。
【請求項３０】
添付図面を参照して実質的に本明細書に記載されている、アンカー装置を地層に固定するアンカー工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンカー装置及びアンカー工法に関するものである。本発明は、排他的ではないが、特に、ロックボルト形のアンカー装置、及び、このようなアンカー装置を設置するアンカー工法に関するものであり、特に、海中の環境に適した装置、並びに工法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
ロックボルト形のアンカー装置は、特に鉱業分野において、知られている。用途に合わせて利用可能な種々の材料の様々な構造のロックボルトがある。ロックボルトは、一般に、岩石に形成された掘削孔内に固定される細長いシャフトの形態をしており、岩に対する補強的支持を行う。
【０００３】
一般的なロックボルトの設置方法では、ドリルロッドを使用して岩に孔を空け、次いで、ドリルロッドを抜き外した後、一般的には樹脂又はグラウト化合物を使用して、その孔にロックボルトを固定している。
【０００４】
また、自己掘削ロックボルトを用いるのも知られている。これは、このボルトをドリルロッドとしても使用するものである。特許文献１〜４に、そのような装置の例が開示されている。
【０００５】
他のボルト装置が、特許文献５〜８に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００００６０２１５
【特許文献２】ＷＯ２００８００００１５
【特許文献３】ＷＯ２０１２０１２３９２
【特許文献４】ＷＯ２０１２１６７３０８
【特許文献５】ＷＯ２００００６０２１５
【特許文献６】ＷＯ２００８００００１５
【特許文献７】ＷＯ２０１２０１２３９２
【特許文献８】ＷＯ２０１２１６７３０８
【０００７】
上記従来の装置は、いずれも多数の操作を必要とし、また、それらの操作のいくつかは同時に行われる。さらに、それらの操作の多くは、グラウト又は樹脂を、ロックボルト内の通路やロックボルトとそれに関連する係止部材との間に注入する作業を含んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の第１の非排他的な目的は、既知の構造に関連する問題の少なくともいくつかを克服すること、例えば、より簡単かつ／又はより効果的な、アンカー装置及びアンカー工法を提供することにある。
本発明のさらに一般的で、かつ非排他的な目的は、改良されたアンカー装置及びアンカー工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、地層、例えば岩層、に固定するためのアンカー装置が提供される。
このアンカー装置は、ドリルロッドと、前記ドリルロッドを少なくとも部分的に包囲するアンカースリーブとを含んでおり、前記ドリルロッドは、掘削装置に連結する駆動端と、地層に孔を空けるドリルヘッドを有する掘削端とを含み、前記アンカー装置は、前記掘削装置に連結されて駆動され、前記ドリルヘッドにより、前記地層に孔を空け、前記孔が空けられるにつれて、前記アンカースリーブを前記孔の挿入位置まで押し込み、前記挿入位置で、前記アンカースリーブが周囲の前記地層と係合するように構成されている。
【００１０】
このように、本発明は、孔を空けたときに、この孔を取り囲む地層と係合する、自己ドリルアンカーとして利用可能な、アンカー装置を提供するものである。これにより、アンカー装置を所定の場所に固定するのに必要なステップ数を減少させることができる。
【００１１】
前記アンカー装置は、例えば前記アンカー用スリーブが挿入位置にあるときに、このアンカー用スリーブを、周囲の地層と係合するようにバイアスする、弾性バイアス手段を含んでいてもよい。この弾性バイアス手段は、例えば、前記アンカースリーブの材料及び／又は、形状又は構成、及び／又は、弾性要素などの別個の構成要素のような、前述の構成要素の１つ以上の特性を含むか、又は備えていてもよい。
【００１２】
前記ドリルヘッドは、前記アンカースリーブの外径よりも小さな孔を空け、前記アンカースリーブが前記孔に対して締り嵌めされるように構成してもよい。前記ドリルヘッドの外側寸法は、前記アンカースリーブの外側寸法、例えば、前記孔に挿入される部分の前記スリーブの外側寸法又は最大外側寸法よりも小さい寸法とすることができる。実施例として、前記外側寸法は、半径方向の外側寸法、例えば外径が含まれる。
【００１３】
前記アンカースリーブは、例えば、使用時に、周囲の地層に対して、弾性的にバイアスをかけるように、例えば、弾性変形可能な材料で形成してもよい。このアンカースリーブの弾性変形可能な材料は、前記弾性バイアス手段を含むか、又はこれの少なくとも一部を備えるものとすることもできる。
【００１４】
前記アンカースリーブは、その外表面上に把持手段を含んでいてもよく、この把持手段は、周囲の地層と係合するように構成されてもよい。前記把持手段は、１つ、あるいは複数、すなわち２つ以上の、顎、フック又はリッジなどを含んでいてもよい。少なくとも１つまた各前記顎、フック又はリッジは、前記アンカースリーブに対して外側に延びている。追加又は代替案として、少なくとも１つ又は各前記顎、フック又はリッジは、前記ロッドの駆動端方向に向かって延びている。少なくとも１つ又は各前記顎、フック又はリッジ部は、例えば前記孔へ前記アンカースリーブを挿入するのを容易にするために、ドリルの掘削端の側面に、導入部、又はテーパを備えていてもよい。さらに、この少なくとも１つ又は各前記顎、フック又はリッジ部は、例えば、前記周囲の地層と係合し、及び／又は前記アンカースリーブの前記孔からの取り外しを阻止する、その駆動端に面した鋭い縁を含んでいてもよい。
【００１５】
少なくとも１つ又は各前記顎、フック又はリッジは、前記アンカースリーブの周囲又は周縁の少なくとも一部の周りに延びていてもよい。実施例として、前記アンカースリーブは、長手方向及び／又は、その長さに沿って離間する複数の顎、フック又はリッジ部を含んでいる。追加又は代替案として、前記アンカースリーブは、円周方向、及び／又は、その周囲に間隔をあけて配置された、複数の顎、フック又はリッジ部を含んでいてもよい。好ましくは、少なくとも１つ又は各前記顎、フック又はリッジは、前記アンカースリーブ、例えばアンカースリーブの中空体と一体である。
【００１６】
前記アンカースリーブは、長さ方向に伸びるスロットである、円周方向の不連続部又はスロットを含んでおり、このスロットは、前記アンカースリーブの長さの一部又は全部に沿って伸びていてもよい。前記アンカースリーブは、分割スリーブ又はコレットを含んでいてもよい。前記円周状の不連続部又はスロットは、前記アンカースリーブが圧縮されるのを可能にするか又は許容する。例えば、前記アンカースリーブが、直径方向に圧縮された寸法及び／又は、縮小された寸法、もしくは直径もしくは有効な寸法又は直径に圧縮される状態を可能にするか、又は許容する。前記周方向の不連続部又はスロットは、使用中に、前記アンカースリーブが前記孔の前記挿入位置に強制的に挿入されるときに、前記アンカースリーブの外側又は有効な寸法又は直径が、前記孔により、圧縮又は縮小されることを可能にするか、又は許容する。
【００１７】
前記アンカースリーブは、このアンカースリーブの半径方向及び／又は、周方向及び／又は、長手方向に延びる１つ又は複数の、凹部又は窪み又は溝を含んでいてもよい。実施例として、前記アンカースリーブは、１つ又は複数の応力緩和機能を含んでいる。これは、例えば、使用中に、前記アンカースリーブが受けるピーク応力を低減するように構成されている。前記凹部又は窪み又は溝は、前記応力除去機構を含むか、又はこれを備えていてもよい。好ましくは、前記又は各応力緩和機能は、溝、例えば縦溝、を含んでいる。この縦溝は、前記アンカースリーブの長さの少なくとも一部分に沿って伸びていてもよい。
【００１８】
前記アンカースリーブは、このアンカースリーブを前記孔に押し込むための、例えば、前記掘削装置の駆動カラーが使用中に係合することができる駆動面を含んでいてもよい。前記アンカースリーブは、フランジを含んでいてもよい。このフランジは、前記ドリルロッドの駆動端部に隣接していてもよく、及び／又は、駆動表面を含むか又は提供するものであってもよい。実施例として、前記アンカースリーブはフランジを含んでおり、このフランジは、使用時に、前記アンカースリーブを前記孔に押し込むために、前記掘削装置の駆動カラーに係合する。このアンカースリーブは、前記アンカースリーブの直径方向の弾性的な圧縮を容易にするための、導入部及び／又は、テーパを含んでいてもよい。前記導入部及び／又は、テーパは、前記ドリルロッドの掘削端付近に有り、及び／又は、前記アンカースリーブの前記フランジとは反対側の端に配置されていてもよい。
【００１９】
前記アンカー装置は、前記アンカースリーブを少なくとも部分的に、取り囲む弾性要素を含んでいてもよい。前記弾性要素は、前記弾性バイアス手段の少なくとも一部を含むか、又はこれを提供するものであってもよい。前記弾性要素は、使用中に、前記アンカースリーブが前記挿入位置にあるときに、圧縮されるように構成してもよい。追加又は代替案として、前記弾性要素は、例えば、使用時に、前記フランジと前記地層との間で圧縮され、それによって前記アンカースリーブをドリル方向とは反対の方向にバイアスするように構成してもよい。前記弾性要素は、弾性ワッシャ、例えば可撓性材料で形成され、及び／又は、形状が平面又は非平面の、ワッシャであってもよい。前記ワッシャは波状であってもよく、及び／又は、周方向の不連続部又は分割部又はスロットを含んでいてもよい。実施例として、前記弾性要素はスプリングワッシャであってもよい。
【００２０】
前記ドリルヘッド又はドリルヘッドの外側寸法、例えば、その外側の切断寸法は、前記スリーブの内部寸法より大きくてもよく、及び／又は、前記スリーブの外側寸法、例えば、前記孔に挿入される前記スリーブの部分の外側寸法、よりも小さい。前記ドリルロッドは、細長い中空体又はシャフトを含んでおり、その外側寸法又は直径は、前記スリーブの内部寸法よりも小さく、かつ／又は前記スリーブの内部に受容され得る外側寸法又は直径を有している。前記ドリルヘッドは、前記ドリルロッドの１つ又は複数の他の部分、例えば、中空体又はシャフトとは異なる硬質の材料を含んでいてもよい。前記ドリルヘッドは、例えば、ねじなどによって、他の部分、例えば中空体から取り外し可能であってもよい。前記中空体又はシャフトは、受け穴又はブラインドホール、例えば、ネジ山付きの受け穴又はブラインドホールを含んでいてもよい。前記ドリルヘッドは、受け穴又はブラインドホール内に螺合され得るシャフト、例えば、ネジ山付きシャフトを含んでいてもよい。
【００２１】
前記ドリルロッド又はその中空体又はシャフトは、スクロール構造又はヘリカル構造、例えば、前記ドリルヘッドと前記掘削端との間に延在する、突出部、突起部、縦溝又は螺旋溝を含んでいてもよい。前記スクロール構造又はヘリカル構造は、例えば、掘削端から駆動端に向かって、及び／又は、前記ドリルロッド及び／又はスクロール構造又はヘリカル構造と、前記アンカースリーブとの間で、廃物巻き戻し又は廃棄を搬送するためのものであってもよい。
【００２２】
本発明の別の態様は、例えば、岩層アンカーシステムなどのアンカーシステムを提供する。これは、上述した１つ以上の特徴を有する１つ以上の前記アンカー装置、及び／又は、上述した１つ以上の特徴を有する掘削装置を含んでいる。
【００２３】
好ましくは、前記掘削装置は、ドリルロッドの掘削端に連結するように構成された接続手段、例えばチャックを含んでいる。より好ましくは、前記掘削装置は、駆動カラーを含んでいる。この駆動カラーにより、掘削装置は、前記アンカースリーブの駆動面又はフランジと係合し、例えば、前記アンカースリーブを前記孔に押し込む。前記掘削装置は、モータとフレームを含んでいてもよい。前記モータは、例えば、前記ドリルロッドを回転駆動するものである。前記フレームは、使用中に前記チャックを地層に向かって、及び／又は、地層から離れる方向に移動可能なものである。
【００２４】
本発明のさらに別の態様によれば、アンカー装置を組み立てるための部品のキットを提供する。例えば、上記キットは、１つ又は複数の、ドリルロッド、及び／又は、アンカースリーブ、及び／又は、弾性要素を含んでいる。
【００２５】
好ましくは、前記キットは、アンカースリーブと、このアンカースリーブにより少なくとも部分的に取り囲まれ前記アンカースリーブ内に挿入されるドリルロッドとを含んでいる。このドリルロッドは、掘削装置に結合するための駆動端と、地層に孔を空けるドリルヘッドとを有する掘削端とを含んでいる。この掘削装置は、それが組み立てられたとき、前記ドリルヘッドが掘削装置に連結されて駆動され、地層に孔を空け、前記孔が空けられるにつれて前記アンカースリーブを前記孔の挿入位置まで押し込み、この挿入位置で、前記アンカースリーブが周囲の地層と係合するように構成されている。
【００２６】
本発明の別の態様としては、上述したアンカー装置を地層に固定するアンカー工法が提供される。このアンカー工法は、掘削装置をドリルロッドの掘削端に連結する工程と、前記ドリルロッドの掘削端を駆動し、そのドリルヘッドにより地層内に孔を空ける工程と、前記孔が空けられるにつれて、前記ドリルロッドを少なくとも部分的に囲んでいるアンカースリーブを、前記アンカースリーブが前記周囲の地層と係合する挿入位置まで前記孔の中に押し込む工程とを含んでいる。
【００２７】
前記アンカースリーブは、例えばこのアンカースリーブが挿入位置にあるときに、例えば、弾性バイアス手段によって、周囲の地層と係合するように強制される。空けられる前記孔は、例えばアンカースリーブがこの孔に押し込まれて締り嵌となるように、アンカースリーブの外側寸法よりも小さいのがよい。前記アンカースリーブは、例えば、周囲の地層に対して弾性的にバイアスをかけるように、例えば、弾性変形可能な材料で形成してもよい。
【００２８】
前記アンカースリーブは、その外表面に、例えば、このアンカースリーブが前記孔の中に押し込まれるとき、及び／又は、このアンカースリーブが挿入位置にあるときに、周囲の地層と係合するように強制される把持手段を含んでいてもよい。
【００２９】
前記アンカー用スリーブは、掘削装置のカラーによって孔に押し込まれ、ドリル用ロッドの掘削端に隣接するアンカー用スリーブの駆動面又はフランジと係合する。このアンカー工法では、カラーによってまたこのカラーを使用して、前記駆動面を前記フランジと係合させ、前記アンカースリーブを前記孔に押し込む。このアンカー工法では、前記アンカースリーブを少なくとも部分的に囲む弾性要素を、例えばアンカースリーブが挿入位置に押し込まれるに伴い、前記フランジと地層との間で圧縮する工程を含んでいてもよい。
【００３０】
このアンカー工法は、前記アンカースリーブが挿入位置に押し込まれた後、例えば、フランジとの係合を外し、掘削装置のカラーを後退させる工程を含んでいてもよい。例えば、前記弾性要素が、前記アンカースリーブを前記ドリル方向と平行及び／又は反対方向に押す工程を含んでいてもよい。付加的に又は代替的に、このアンカー工法は、例えば前記孔を空けた後、及び／又は、前記アンカースリーブが前記挿入位置に押し込まれた後に、例えば前記ドリルロッドが前記孔の中に留まるように、前記ドリルロッドを解放する工程を含んでいてもよい。
前記アンカースリーブは、前記ドリルロッドを前記孔内に保持するように構成されていてもよい。例えば、前記アンカースリーブが、前記ドリルロッドが前記孔から移動するのを防止するか、又は阻止するようにしてもよい。
【００３１】
疑義を避けるために、本明細書に記載された特徴のいずれかが、本発明の任意の態様に等しく適用される。例えば、前記アンカー装置は、前記アンカーシステム又は部品のキットのいずれか１つ又は複数の特徴を含むことができ、又はその逆であってもよい。同様に、前記アンカー工法は、前記アンカーシステム又は部品のキットに関連して、上述した１つ又は複数の特徴に関連する任意の１つ又は複数の特徴又はステップを含むことができ、又は、その逆であってもよい。
【００３２】
本発明の装置、システム、あるいは部品のキットは、支承板を含んでいてもよい。いくつかの具体例では、この支承板は、地層上、例えば岩層に、あるいはその地層に対して、あるいは地層の露出した表面の付近に配置されるように構成される。前記支承板は、実質的に平でもよく、その厚さ方向に開口を含んでいてもよい。この支承板は、地層にあるいは地層の上に固定され、それにより、実質的に平な面を提供するように構成されていてもよい。前記弾性要素は、前記アンカースリーブかあるいはそのフランジと、前記支承板との間で圧縮されるように構成されていてもよい。
【００３３】
本発明の別の態様は、３次元印刷手段、又は３次元プリンタ、又は添加物製造手段又は装置と共に使用するための、３次元デザインを含むか及び／又は、記述及び／又は、定義するコンピュータプログラム要素を提供する。前記３次元デザインは、上述した装置の実施例の１つ又はそれ以上の構成要素を含んでいる。
【００３４】
この明細書の範囲内で、前記各段落、クレーム及び／又は、以下の説明及び図面、ならびに特にその個々の特徴に記載された様々な態様、実施例、例及び代替物は、独立して、又は任意の組み合わせで、行うことができる。全ての実施例、及び／又は、任意の実施例の特徴は、そのような特徴が互換性のないものを除いて、任意の方法、及び／又は、組み合わせで、組み合わせることができる。
疑義を避けるために、本明細書で使用されている、「可能である」、「及び／又は」、「例えば」などの用語及び類似の用語は、限定するものではない。
実際、オプション機能の組み合わせは、それらが明示的にクレームされているかどうかにかかわらず、本発明の範囲から逸脱することなく明示的に想定されている。出願人は、元のクレームを変更する権利を留保し、当初にクレームされず他のクレームのいかなる特徴にも依存していない特徴を含む、元のクレームを修正する権利を含め、新しいクレームを提出する権利を留保する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施例に係るアンカー装置の、使用場所に設置された状態を示す等角断面図である。
【図２】図１のアンカー装置の縦断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面に沿った、アンカー装置の横断面図である。
【図４】使用場所での設置状況を示す、図１のアンカー装置の拡大図である。
【図５】掘削装置及びアンカー装置を含む、アンカーシステムの一部の概念図である。
【図６】軸方向に歯のあるシステムの等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１に、本発明の１つの実施例に基づく、基層Ｓ上の支承板ＢＰに係合している、アンカー装置又はアンカー１を示す。アンカー装置１は、ドリルロッド２、アンカースリーブ３、及び、ワッシャ（弾性要素）４を含んでいる。アンカー装置１は、海底のパイプラインを拘束する係留手段（図示せず）の位置を提供するために、成層岩からなる海中の海底基層Ｓに設置されている状態が示されている。いくつかの実施例では、アンカー装置１は、例えば岩壁の完全性を維持するような、他の用途にも使用できる。
【００３８】
図１〜図３に示しているように、ドリルロッド２は、鋼鉄、最も好ましくは超二相鋼から形成された細長い部材であり、第１の駆動端２０と、これにシャフト２２を介して連続している第２の掘削端２１とを有する。シャフト２２の外表面２３には、廃物の輸送のための連続した螺旋溝２４があり、この溝は、掘削端２１から駆動端２０まで延びている。駆動端２０は、掘削装置（図５内の符号１０）との解放可能な接続を行うための連結ピン２５を含んでいる。掘削端２１は、刃先２７を有するドリルヘッド２６を含み、このドリルヘッド２６は、外径寸法ｄ１を有する。
【００３９】
アンカースリーブ３も、鋼鉄、最も好ましくは超二相鋼から形成され、遠位端３１及び近位端３２のある円筒状の中空体３０を有する。中空体３０は、平面視で扇形の不連続部又はスロット３３を有するように、長手方向に分割されている。これにより、アンカースリーブ３は、外力の作用により直径方向に部分的に圧縮されるが、その外力の解放時に、超二相鋼の固有の弾性により、弾力的に元の形状に戻る。
【００４０】
中空体３０の遠位端３１から外側に、中空体と一体のフランジ３４が突出しており、このフランジ３４は、上側の係合面３５と下側の押圧面３６とを有する。
【００４１】
中空体３０の外表面は、近位端３２において、テーパ３７を含んでいる。この中空体３０の内径ｄ２は、ドリルヘッド２６の外形寸法ｄ１よりも僅かに小さくなるように、構成されている。
【００４２】
中空体３０の外表面には複数の顎３８があり、それらは近位端３２に向けて配向されている。複数の応力除去溝３９が、円周方向に規則的に間隔を置いて、中空体３０の外表面に長手方向に延びている。この応力緩和溝３９は、アンカースリーブの直径の変化を可能にし、したがって、アンカースリーブが受ける半径方向の荷重に影響を及ぼす。
【００４３】
アンカースリーブ３のフランジ３４に近接して、ばね、予圧ワッシャ、又は、波状ワッシャ４が設けられている。ワッシャ４は、この例ではポリウレタンである（ただし、他の適切な材料であってもよいし、ベルビルタイプのばね式ワッシャであってもよい）。このワッシャは、フランジ３４よりも半径方向外側に延在してもよい。ワッシャ４は、下面３６に（すなわち、中空体３０に面して）設置されている。
【００４４】
ここで、図４及び５を参照すると、モータ１１、コネクタ又はチャック１２、係合カラー１３及び可動鉄片１４を有する掘削装置１０を使用して、基層に埋設されるアンカー装置１が示されている。
【００４５】
モータ１１は、海中での使用に適している標準体型のモータであり、可動鉄片１４の下面に設置されている。アンカー装置１の接続ピン２５が、コネクタ１２を介してモータ１１に接続される。係合カラー１３は、開口部１３ａを有し、この開口部１３ａが、この開口部を自由に通過できるドリルロッド２のシャフト２２を非接触で包囲する。係合カラー１３は、アンカースリーブ３のフランジ３４の係合面３５との係合に適した、実質的に平坦な下面１３ｂを有している。ブラケット１５は、係合カラー１３を可動鉄片１４にしっかりと固定する。
【００４６】
使用時には、厚さ方向に円形の開口部（図示せず）を有する実質的に平らなスチール製の支承板ＢＰが、意図された使用場所で基層Ｓ上に設置される。開口部の直径は、アンカースリーブ３の中空体３０の自由な通過を許容するが、その外側に突出したフランジ３４は当接するように構成されている。ばね、予荷重又は波状のワッシャ４は、支承板ＢＰの開口部の周りに配置される。この場合は、スプリングワッシャ４が使用されている。
【００４７】
掘削装置１０は、アンカー装置１のドリルヘッド２６が、支承板ＢＰの開口及びスプリングワッシャ４と整列するように、意図された使用場所に配置される。図５に一部のみが示されている可動鉄片１４は、アンカー装置１の長さに沿って、矢印Ｂに示すように下方に駆動される。可動鉄片１４は、任意の適切な手段、例えば、空気圧作動手段又は油圧作動手段（いずれも図示略）により駆動される。
【００４８】
モータ１１を起動させると、アンカー装置１が回転する。ドリルヘッド２６の切断面２７は、基層Ｓとの係合に伴って基層Ｓに食い込んで孔を空ける。このようにして形成された孔にアンカー装置１が押し込まれるにつれて、孔の空けられた基層Ｓからの廃物が、シャフト２２の外側の螺旋溝２４に沿ってこの孔から搬送される。
【００４９】
同時に、係止カラー１３の下面１３ｂがアンカースリーブ３の係止面３５に係合し、アンカースリーブがドリルロッド２に連動して基層Ｓの孔内に押し込まれる。ドリルヘッド２６は、アンカースリーブ３の外径より小さい直径の孔を空ける。アンカースリーブ３の先端部３２のテーパ３７が、最初にドリル孔に係合する。アンカースリーブ３は、ドリル孔に挿入される間に、このドリル孔の直径とアンカースリーブ３の外表面との直径の差に起因して、直径方向に圧縮される。アンカースリーブ３の直径方向の圧縮により、このアンカースリーブの外表面は、ドリル孔の内壁に対して半径方向にバイアスされ、そこに、摩擦による把持力が付与される。
【００５０】
ドリルロッド２は、アンカースリーブ３のフランジ３４の押圧面３６がスプリングワッシャ４に係合して支承板ＢＰに押し付けられるまで、基層Ｓ内に孔を空ける。その後、掘削装置１０に加えられた下向きの力が除去され、モータ１１がドリルロッド２の接続ピン２５から切り離される。これにより、スプリングワッシャ４が掘削装置１０から解放されて、アンカースリーブ３のフランジ３４を支承板ＢＰから離れるように弾性的にバイアスする。従って、アンカースリーブ３は、以前の移動経路に沿って戻され、これにより、アンカースリーブ３が所定位置に固定される。
【００５１】
アンカースリーブ３は、以前の移動経路に沿って押し戻されるのに伴い、このアンカースリーブの外表面とドリル孔の内壁との間、又は把持手段との間、すなわちドリル孔の内壁に押し込まれるアンカースリーブ３の外表面の顎３８との間、のいずれかの摩擦を介して、所定の位置に固定される。ドリルロッド２のドリルヘッド２６は、上述したように、アンカースリーブ３の内径ｄ２よりも大きな外形寸法ｄ１を有しているので、ドリルロッド２は、ドリル孔内のアンカースリーブ３によって保持される。
【００５２】
望ましくは、ドリルロッドの係合を解除できるよう、ドリルロッドはドリルに拘束されない。この装置は、穿孔中に圧縮荷重がドリルロッドに伝達はされるが、引張り荷重が作用しないように、軸方向の歯付きシステムを含んでいてもよい。例えば、そのようなシステムは、コネクタ又はチャック１２の一部であってもよい。あるいは、このシステムは、ドリルロッドとコネクタとの間の別個の構成要素であってもよい。図６に、その一例を示すように、２つの部分４０ａ及び４０ｂが軸方向の歯によって結合可能となっている。このようにして、ドリルロッドを掘削装置から取り外すことができる。部分４０ａ及び４０ｂの直径は、アンカースリーブの内径よりも大きく、必要に応じて、例えばアンカースリーブを通って落ちないように、ドリルロッドを中に保持する手段を設けてもよい。
【００５３】
スプリングワッシャ４（又は他の弾性要素）の復元力は、アンカースリーブを以前の移動経路に沿って戻すように、アンカースリーブに予張力を与える。これにより、掘削装置を取り外す前に、（地層内にアンカースリーブ３を固定するための）アンカー装置の能力をテストすることができる。
【００５４】
標準的なボルト締め作業と同様に、ドリルロッドの長さは荷重に依存する。スリーブは、材料の降伏点を超えては使用されない（例えば、鋼の場合、約２％の歪み）。
【００５５】
その後、海底パイプラインあるいは他の海中施設の係留を行うために、適切に構成された係留手段（図示せず）が、ドリルロッド２の駆動端２０に取り付けられる。
【００５６】
ドリルロッド２は、アンカー装置１の一部としてドリル孔内に留まり、したがって、ドリルロッドを、別の基層Ｓ内にさらなる孔を空けるためには使用できない。したがって、本発明によれば、各アンカー装置１のドリルのために新しいドリル２のビットが必要になり、ドリル材料の費用を増加させる。しかしながら、既知の海底アンカー設置のアンカー工法とは対照的に、本発明のアンカー工法は、完全に自動で遠隔操作される掘削装置１０によって実行することができる。
都合のよいことに、この自動アンカー工法、又は、自動アンカー設置システムは、アンカー装置１を、海中のダイバーが作業できない場所や深い所、したがって、既知のアンカー工法では設置することはできない場所にも設置できる。さらに、本発明のアンカー工法は、既知のアンカー工法よりも少ない工程で済み、設置時間の節約と、それに伴う経費の節約につながる。
【００５７】
当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、前述の実施例に対する幾つかの変形が想定されることを理解されると思う。例えば、アンカー装置１を、海上や海中の代替基材Ｓ、例えば、無成層岩の中に設置してもよい。あるいは、スプリングワッシャ４を、フランジ３４と支承板ＢＰの間に配置したが、これに限定される必要はない。アンカースリーブ３をドリル孔から外側へバイアスする任意の位置、例えば、ドリルヘッド２６とアンカースリーブ３の遠位端３２の間に配置してもよい。
【００５８】
さらに、あるいは代わりに、スプリングワッシャ４はばねに交換するか、あるいは他の弾性材料に代えてもよい。アンカー装置１を支承板ＢＰに設置した例を示したが、これに限定されるものではなく、アンカー装置１を基層Ｓに対して直接設置してもよい。あるいは、係合カラー１３を可動鉄片１４に固定している例を示したが、これに限定されるものではなく、他の適当な手段で、係合カラー１３をモータ１１や掘削装置１０の他の構成要素に固定してもよい。
【００５９】
前述の特徴及び／又は、添付された図に示された特徴の任意の数の組み合わせは、従来技術よりも明らかな利点を提供し、従って本明細書に記載された本発明の範囲内にあることは、当業者には理解しうると思う。
【００６０】
上記の構成で、ドリルロッド及びアンカースリーブを含むユニットは、空けられたドリル孔内に入り込んで残る。このユニットは、単一部品として残る。
【００６１】
この構成によれば、アンカー装置には、既知の構成（例えば、柔軟なパイプが海底へ係留手段拘束されることを可能にしているもの）と比較して、より大きな強度がもたらされる。
【００６２】
本明細書の説明及び特許請求の範囲を通じて、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「備える（ｃｏｎｔａｉｎ）」という単語及びそれらの変形は、「含むがこれに限定されない」を意味するものであり、それらは、他の部分、添加物、成分、整数又は工程を排除する（及び排除しない）ことを意図するものではない。この明細書の説明、及びクレーム全体を通して、文脈上必要でない限り、単数形は複数形を包含する。特に、不定冠詞が使用されている場合、文脈がそうでないことを要求しない限り、文は複数形及び単数形を考慮しているとして理解されるべきである。
【００６３】
本発明の特定の態様、実施例又は具体例に関連して説明される特徴、整数、特性、化合物、化学的部分又は群は、それと矛盾しない限り、本明細書に記載の他の態様、実施形態又は実施例にも適用できる。本明細書に開示されている全ての特徴（従属クレーム、要約及び図面を含む）、及び／又は、開示された方法又はプロセスの全てのステップは、それらの特徴の少なくとも幾つか及び／又は、ステップが互いに排他的である場合を除き、任意の組み合わせで組み合わせることができる。本発明は、前述の実施例の詳細な説明に限定されない。本発明は、この明細書（従属クレーム、要約及び図面を含む）で開示された特徴の新規なもの、又は任意の新規な組み合わせに及び、あるいはまた、本発明は、開示された方法やプロセスのステップの任意の新規なもの、又は新規な組み合わせにも及ぶ。
【００６４】
読者の関心は、本願と関連してこの明細書と同時に又は前に提出され、この明細書を用いて公衆の閲覧に供される、全ての書類及び書類に向けられると思うが、そのような書類及び書類の内容は、参照のために本明細書に組み込まれるものとする。
【符号の説明】
【００６５】
１  アンカー装置
２  ドリルロッド
３  アンカースリーブ
４  ワッシャ（弾性要素）
１０  掘削装置
１１  モータ
１２  コネクタ又はチャック
１３  係合カラー
１４  可動鉄片
１５  ブラケット
２０  駆動端
２１  掘削端
２２  シャフト
２３  シャフトの外表面
２４  螺旋溝
２５  連結ピン
２６  ドリルヘッド
２７  刃先
３０  アンカースリーブの中空体
３１  遠位端
３２  近位端
３３  スロット
３４  フランジ
３５  係合面
３６  押圧面
３７  テーパ
３８  顎
３９  応力緩和溝
４０ａ  部分
４０ｂ  部分
Ｂ  駆動方向
ＢＰ  支承板
Ｓ  海底基層
【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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【国際調査報告】
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