(57)【要約】      （修正有）【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】ケーシングメタル１３の上端部にケーシングパイプ下端のメタル台座に螺合して固定できるように雄ネジ１３ａを刻設する。ケーシングメタル１３の下端部に、切歯機能を有する複数の方形状チップブロック３２同士を嵌合して積層且つ埋設する。具体的には、ケーシングメタル１３の下端に、掘削面（水平面）に対して７８°傾斜して積層チップ挿入孔を穿孔し、積層チップ３３を挿入後、真ちゅうロウ着けして固着する。【選択図】図１
0003159358.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【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筒状の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に、一端辺が切刃機能を有し、他端辺に切欠凹部が形成された複数のチップブロック同士を切刃部と切欠凹部を嵌合組み合わせて積層接合し、且つ埋設されていることを特徴とする請求項１記載のボーリング装置。
【請求項２】
切刃部と切欠凹部との積層接合部分に遊び空隙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。
【請求項３】
チップブロックがケーシグメタルの外周縁及び内周縁に交互に外接あるいは内接して配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のボーリング装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、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。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０６４７６３号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３３５９号公報
【特許文献３】特開２００９−９７２８５号公報
【特許文献４】特開２００９−９７２８５号公報
【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（最深部）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。
【考案の概要】
【考案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。
【０００６】
そこで、本考案者は、先に、特開２００５−２８２２５９号をもって、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パイプ先端のケーシングメタルの切刃部を交換でき、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案している。この考案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環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している。
【０００７】
また、本考案者は、同様に特開２００９−９７２８５号をもって、ケーシングメタルの初層のチップブロックの切刃を含んだ先端部分が磨耗し、ケーシングパイプの削孔挿入が困難になった時点で、次層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部の交換が可能になり、そのまま連続して掘削作業を継続できるようにしたボーリング装置を提案している。本考案もまた上記従来技術の課題に鑑み、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、削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】
【０００８】
この目的を達成するため、本考案では、ボーリングロッド外側のケーシングパイプ先端に筒状の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に、一端辺が切刃機能を有し、他端辺に切欠凹部が形成された複数のチップブロック同士を切刃部と切欠凹部を嵌合組み合わせて積層接合し、且つ埋設されていることを第１の特徴とし、切刃部と切欠凹部との積層接合部分に遊び空隙を設けたことを第２の特徴とし、チップブロックがケーシグメタルの外周縁及び内周縁に交互に外接あるいは内接して配置されていることを第３の特徴とする。
【考案の効果】
【０００９】
本考案によれば、ケーシングメタルの初層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、次層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。
【００１０】
すなわち、本考案では、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のチップを新品同様に入れ替えることができる。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。
【００１１】
本考案は、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。ケーシングメタルには、切刃機能を有する複数のチップブロックが積層且つ埋設されている。そして、初層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、次層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に相当するチップの入替えができる。
【００１２】
すなわち、ケーシングメタルに積層且つ埋設された初層の刃先であるチップブロックが磨耗して切削不能になっても次層のチップブロックの切刃部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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案に係る（ａ）はケーシングメタルの正面図、（ｂ）は底面図である。
【図２】図１（ａ）の要部拡大正面図である。
【図３】本考案に係るチップブロックを示す斜視図である。
【図４】従来のケーシングメタルを示す（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図５】ボーリング装置を示す正面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
次に、本考案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ケーシングメタルが固定されている。
【実施例】
【００１５】
図５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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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１３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。
【００１９】
次に、図１乃至図３に基づいて本考案に係るケーシングメタル１３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１３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１３ａが刻設され、ケーシングメタル１３の下端には、図１及び図２に示すように、一端辺が切刃機能を有し、他端辺に切欠凹部３２ｂが形成された複数の方形状チップブロック３２同士を切刃部３２ａと切欠凹部３２ｂを嵌合組み合わせて積層接合し、且つ埋設されている（以下、積層チップ３３という。）。具体的には、ケーシングメタル１３の下端部周囲に、鉛直軸に対してθ１＝１２°傾斜して複数の積層チップ挿入孔２１を穿孔し、積層チップ３３を挿入後、真ちゅうロウ着けして固着される。尚、本実施例では、ケーシングメタル１３の鉛直軸に対する傾斜角度をθ１＝１２°としているが、これに限定されるものではなく、実験によれば、θ１＝１５°程度でも良好な掘削効果を得ている。
【００２０】
すなわち、この積層チップ３３の切刃部３２ａは、ケーシングメタル１３の下端部に、鉛直方向に、θ１＝１２°、掘削面（水平面）に対して、θ２＝７８°傾斜して固着されると共に、ケーシングメタル１３の外周縁及び内周縁に交互に外接あるいは内接して配置されている。このとき、θ３＝１１４°、θ４＝６６°である。各積層チップ３３は、それぞれケーシングメタル１３の周回り方向に中心角４５°間隔で設けられている。すなわち、切刃としての積層チップ３３が内向き外向き交互に埋設固着される。そして、掘削により最下層の切刃チップブロック３２を含むケーシングメタル１３の先端部分が磨耗した時点で、最下層のチップブロック３２が剥離し、次層のチップブロック３２の先端部である切刃部３２ａ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切刃部の交換が可能になる。尚、図中、１３Ａの仮想線は２．５ｍｍ摩滅台面、１３Ｂの仮想線は３．０ｍｍ摩滅台面を示すものである。
【００２１】
具体的には、図２及び図３に示すように、ケーシングメタル１３の周縁に積層チップ挿入孔２１を傾斜して穿孔するのであるが、本実施例では、その直径Ｄ１＝約７ｍｍ、短い方の深さＤ２＝約１０ｍｍ及び長い方の深さＤ３＝約１５ｍｍの円筒状に穿孔している。また、図３に示すように、チップブロック３２の大きさは、長辺Ｌ１＝５ｍｍの立方体の一部を切り欠くと共に面取りされ（面取り部３２ｃ及び３２ｄ）、短辺Ｌ２＝３．３ｍｍ、切欠き辺Ｌ３＝１．７３６ｍｍとしている。この面取り部３２ｃを設けることで、回転方向の掘削抵抗を受け易くなり、チップブロック３２の先端部である切刃部３２ａが磨耗し、切削機能が低下した時点ですぐに欠落し、次層のチップブロック３２の切刃部３２ａの表出が円滑行われる。尚、切刃部３２ａの先端角部分は、チップブロック３２同士を積層し、接着剤等を用いて接合する際に接合面同士をぴたりと確実に密着させるための「遊びの空隙（ギャップ）」ができるように、面取りを施しておくのが好ましく、本実施例では幅０．２ｍｍの面取り部３２ｅが形成されている。
【００２２】
参考までに、図４に従来のケーシングメタル１３を示す。チップブロック３４は、直方体状の単体で、傾斜角θ０＝１２°をもってケーシングメタル１３の下端部に埋設されている。尚、上記実施例では、積層チップ３３のチップブロック３２を３層としているが、これに限定されるものでなく、チップブロック３２を２個以上積層するものであればよいことは言うまでもない。ここで、従来のチップブロック３２の直径を５ｍｍ、高さを７ｍｍとすると、その容積Ｖ０＝５×５×７＝１７５ｍｍ３である。本実施例のチップの一個の容積Ｖ１＝７８．９ｍｍ３となり、３個積層するので３Ｖ１＝２３６．７ｍｍ３となる。３Ｖ１÷Ｖ０≒１．４となり、従来のチップブロック３４に比べて体積は約４割増となり、掘進増加率は約２〜３倍となる。
【００２３】
このように、掘削作業の途中でケーシングメタル１３の磨耗により切削が不能になった時点で、ケーシングメタル１３の刃先として最下層のチップブロック３２の代わりに次層のチップブロック３２が新に機能する。このため、ケーシングメタル１３の切れ味が新品同様に鋭く復元される。つまり、最下層のチップブロック３２が磨耗した後も、切れ味の良いケーシングメタル１３により新たに掘削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の周囲から土壌が埋め戻されるおそれがなく、円滑な掘削作業を効率よく続けることができる。
【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
１３  ケーシングメタル
１３ａ雄ネジ
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
２１  積層チップ挿入孔
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
３２  チップブロック
３２ａ切刃部
３２ｂ切欠き部
３２ｃ面取り部
３２ｄ面取り部
３２ｅ遊び空隙用面取り部
３３  積層チップ
３４  従来のチップ
【図１】
0003159358.tif 000003
【図２】
0003159358.tif 000004
【図３】
0003159358.tif 000005
【図４】
0003159358.tif 000006
【図５】
0003159358.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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筒状の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に、一端辺が切刃機能を有し、他端辺に切欠凹部が形成された複数のチップブロック同士を切刃部と切欠凹部を嵌合組み合わせて積層接合し、且つ埋設されていることを特徴とするボーリング装置。