(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のシリンダチューブと、このシリンダチューブの先端に取り付けられたシリンダリングと、前記シリンダチューブとシリンダリングとに内嵌されその内部にコアが導入されるコアチューブとからなり、ロータリパーカッションドリルのアウタチューブに内蔵されるワイヤラインサンプラと、
前記アウタチューブの先端に螺合されるコアビットと、
ガイドシャフトに内嵌されると共に、前記シリンダチューブの後端に連結された断面円形のスプリングガイドに外嵌され、前記アウタチューブ内に同心的に配設されてワイヤラインサンプラを先端側へ向けて付勢するスプリングと、
先端が前記ガイドシャフトに連結され、且つ後端がワイヤラインサンプラを前記アウタチューブ内に搬入及び搬出するオーバショットアセンブリに連結されるコアバレルヘッドと、を備え、
前記スプリングガイドの先端には、スプリングガイドの内径より縮径された段部が形成され、
前記ガイドシャフトは、スプリングガイドの段部内を挿通可能な挿通部と、この挿通部から拡径されてスプリングが外嵌可能な中間部と、この中間部から拡径されて前記コアバレルヘッド先端に螺合可能な結合部とからなり、
前記ガイドシャフトの挿通部は、スプリングガイドの先端から突出した上でワッシャを介してナットが螺合され、前記スプリングは、ガイドシャフトの中間部と結合部との境界段部と、スプリングガイドの段部との間で伸縮可能とされ、
前記スプリングが伸びた状態では、コアビットの先端からシリンダリングの先端が突出した状態となり、スプリングが縮んだ状態では、コアビットの先端とシリンダリングの先端とが一致した状態となるように構成したことを特徴とするパーカッションワイヤラインサンプリング装置。
【請求項２】
前記スプリングガイドとガイドシャフトとに、ガス軟窒化処理を施すと共に、四三酸化鉄で表面処理を施したことを特徴とする請求項１に記載のパーカッションワイヤラインサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に地質調査において地質試料（以下、コアと称する）を採取する際に用いられるパーカッションワイヤラインサンプリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般のパーカッションワイヤラインサンプリング装置は、ロータリパーカッションドリルのアウタチューブに内蔵されるワイヤラインサンプラと、このワイヤラインサンプラをアウタチューブ内に搬入及び搬出するオーバショットアセンブリとを備えてなるが、このような一般的なパーカッションワイヤラインサンプリング装置により、特にＮ値（地盤の軟硬を示す値で、この値が低い程地盤は軟らかい）が３０以下の軟弱地盤をサンプリングする場合は、循環水の影響により採取したコアが流出し易いため、必ずしも適切なサンプリングを行えるとは限らない。
【０００３】
そこで、特に乱さない試料、すなわちＮ値が０〜４のシルト、粘性土及び有機質土等を採取する場合は、例えばデニソンサンプラ、ピッチャサンプラに代表される二重管サンプラや、アウタチューブに内蔵されたインナチューブ内にスプリットチューブが装備されたトリプルコアチューブ等のサンプリング装置を用いるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した二重管サンプラやトリプルコアチューブは、パーカッションワイヤラインを適用していないため、掘削速度が遅くコアの採取率が低い上、コア詰りの発生頻度も高く、また構造上耐打撃強度が弱いため、破損及び故障の頻度が高かった。さらに、部品点数が多く構造が複雑であるため、製造コストも高く、メンテナンス性も低下していた。一方、サンプラの摺動部分（ピストン等）における錆び付きに対して何ら対応策が講じられていないためスライド不良が発生し、これによっても採取率の低下が助長されていた。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決し得るものであって、その目的は、パーカッションワイヤラインにおいて、コアの採取率、地盤の掘削速度を充分に確保しつつコア詰りを解消し、Ｎ値が３０以下の地盤も好適にサンプリングすることを可能にすると共に、サンプリング作業の際にロッドの抜管・再挿入作業を不要にして作業効率を向上させ、さらに部品点数を低下させて製品の廉価化及びメンテナンス性の向上をも実現できるパーカッションワイヤラインのサンプリング装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のパーカッションワイヤラインのサンプリング装置は、円筒状のシリンダチューブと、このシリンダチューブの先端に取り付けられたシリンダリングと、前記シリンダチューブとシリンダリングとに内嵌されその内部にコアが導入されるコアチューブとからなり、ロータリパーカッションドリルのアウタチューブに内蔵されるワイヤラインサンプラと；アウタチューブの先端に螺合されるコアビットと；ガイドシャフトに内嵌されると共に、シリンダチューブの後端に連結された断面円形のスプリングガイドに外嵌され、アウタチューブ内に同心的に配設されてワイヤラインサンプラを先端側へ向けて付勢するスプリングと；先端がガイドシャフトに連結され、且つ後端がワイヤラインサンプラをアウタチューブ内に搬入及び搬出するオーバショットアセンブリに連結されるコアバレルヘッドと、を備え；スプリングガイドの先端には、スプリングガイドの内径より縮径された段部が形成され；ガイドシャフトは、スプリングガイドの段部内を挿通可能な挿通部と、この挿通部から拡径されてスプリングが外嵌可能な中間部と、この中間部から拡径されてコアバレルヘッド先端に螺合可能な結合部とからなり；ガイドシャフトの挿通部は、スプリングガイドの先端から突出した上でワッシャを介してナットが螺合され、スプリングは、ガイドシャフトの中間部と結合部との境界段部と、スプリングガイドの段部との間で伸縮可能とされ；スプリングが伸びた状態では、コアビットの先端からシリンダリングの先端が突出した状態となり、スプリングが縮んだ状態では、コアビットの先端とシリンダリングの先端とが一致した状態となるように構成したことを特徴としている。
【０００７】
上記のようなパーカッションワイヤラインのサンプリング装置において、スプリングガイドとガイドシャフトとに、ガス軟窒化処理を施すと共に、四三酸化鉄で表面処理を施したものとすることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１ないし図９は、本発明の実施の一形態を示す図である。これらの図において、符号１はロータリパーカッションドリルであり、このロータリパーカッションドリル１は、アウタチューブ２内にインナチューブ３が内蔵されてなっている。
【０００９】
アウタチューブ２は、図３にその詳細を示すように、円筒状をなし、その先端側（図３において右側）には、図４にその詳細を示すコアビット４が螺合される。このコアビット４は、先端側に複数（この例では６つ）の刃４ａが断面円周方向に等間隔で形成されており、図示しないドリルロッド及びアウタチューブ２の回転、給進及び打撃のそれぞれに伴って同一に動作するようになっている。
【００１０】
一方、インナチューブ３は、図５及び図６にその詳細を示すように、アウタチューブ２の前方位置において同心的に配設されたサンプラ５と、同後方位置において当該サンプラ５に螺合して連結されたコアバレルヘッド６とを備えてなる。サンプラ５は、円筒状をしたシリンダチューブ１１と、このシリンダチューブ１１の先端に取り付けられたシリンダリング１２と、これらシリンダチューブ１１及びシリンダリング１２内に内嵌されその内部にコアが導入されるコアチューブ１３とからなる。
【００１１】
さらに詳しくは、シリンダチューブ１１とシリンダリング１２とは、シリンダチューブ１１の前方内面に形成された雌螺子１１ａにシリンダリング１２外面に形成された雄螺子１２ａが螺合することにより一体化され、これらは特に硬度の高い材料からなっており、シリンダリング１２によってシリンダチューブ１１の先端が保護されて耐摩耗性が確保される。また、コアチューブ１３は、主に鋼製であるが、サンプリングされる地盤の地質に応じて例えば塩化ビニール製のものも使用できる。
【００１２】
一方、図７及び図８にその詳細を示すコアバレルヘッド６は、以下の構成からなる。すなわち、符号２２で示すメーンシャフトは、アウタチューブ２に対して同心的に配設されるスプリングケース２３に内嵌され、このスプリングケース２３より前方位置においてはベアリングケース２４が外嵌されている一方、後端部にはスピア２５が連結され、さらに略中央部においてはラッチ２６が取り付けられている。
【００１３】
前記スプリングケース２３は、その前方位置においてメーンシャフト２２との間でスプリング２７を把持すると共に、その後端部が符号２８で示すボルトによりスピア２５に一体的に結合される。前記スプリング２７は、符号２２ａで示すメーンシャフト２２の係止段部と、スプリングケース２３先端の内壁面側に向けて形成された係止段部２４ａとにより規制され、この範囲内で伸縮可能となっている。
【００１４】
また、ベアリングケース２４は、メーンシャフト２２との間でベアリング２９を把持すると共に、その前方位置においてメーンシャフト２２先端に螺合する袋ナット３０が嵌合され、その後方位置において軸受け３１が嵌合される。なお、この軸受け３１は、メーンシャフト２２とベアリングケース２４との間に配設したハンガボディ３２により移動規制されている。
【００１５】
さらに、スピア２５は、その先端側がメーンシャフト２２後端側の中空部２２ｂ内にＯリング３３を介して嵌入され、また後端においては図示しないオーバショットアセンブリに係合する係合部２５ａが設けられている。また、ラッチ２６は、枢軸３４により拡縮自在に枢着され、通常はラッチスプリング３５にて開拡方向に付勢されている。
【００１６】
この開拡状態において、ラッチ２６に形成されたラッチ爪２６ａの先端外側は、スプリングケース２３に穿設されたスリット２４ｃより外出してアウタチューブ２の内面に当接している。
【００１７】
そして、オーバショットアセンブリをスピア２５の係合部２５ａに係合させて吊り上げると、スピア２５に結合されたスプリングケース２３が上方に移動し、この際スプリング２７がその弾性により縮むと共に、当該スプリングケース２３によりラッチ２６が縮径される。すなわち、ラッチ爪２６ａは、後方が開拡する扇形に設けられており、スプリングケース２３の移動により、ラッチスプリング３５が収縮しつつスリット２４ｃの前端面で縮径されるものである。
【００１８】
このようなサンプラ５とコアバレルヘッド６との間には、前記スプリング２７とは別のスプリング３６が介装されている。さらに詳しくは、前記シリンダチューブ１１の後端には、断面円形をしたスプリングガイド３７が取り付けられ、これらはシリンダチューブ１１後端内面に形成した雌螺子１１ｂとスプリングガイド３７前端外面に形成した雄螺子３７ａとが螺合することにより一体化しており、スプリングガイド３７の前端は、当該スプリングガイド３７内径より縮径された段部３７ｂが形成されている。
【００１９】
一方、前記コアバレルヘッド６の前端にはガイドシャフト３８が螺合され、このガイドシャフト３８は、その前方に前記スプリングガイド３７の段部３７ｂ内を挿通可能な挿通部３８ａと、この挿通部３８ａより拡径されてスプリング３６が外嵌可能な中間部３８ｂと、この中間部３８ｂより拡径されて前記ベアリングケース２４前端に螺合可能な結合部３８ｃとからなる。特に、このガイドシャフト３８と前記スプリングガイド３７とには、ガス軟窒化処理を施すと共に、四三酸化鉄により表面処理が施されている。
【００２０】
そして、これらスプリング３６、スプリングガイド３７及びガイドシャフト３８は、以下の通りに結合されている。すなわち、ガイドシャフト３８の中間部３８ｂにスプリング３６が外嵌され、さらにこのスプリング３６にスプリングガイド３７が外嵌され、したがってスプリング３６は、中間部３８ｂ外面とスプリングガイド３７内面との間に介装された状態となっている。
【００２１】
ガイドシャフト３８の挿通部３８ａは、スプリングガイド３７の前端から突出した上で符号３９示すワッシャを介してナット４０が螺合される。これにより、スプリングガイド３７は、ガイドシャフト３８の中間部３８ｂと結合部３８ｃとの境界段部と、ナット４０の下端面との間で移動範囲が規制され、したがってスプリング３６は、前記境界段部とスプリングガイド３７の段部３７ｂとの間で伸縮可能となっている。
【００２２】
ここで、ガイドシャフト３８はシリンダチューブ１１に螺合されているから、スプリング３６が伸びた状態では、図１に示すようにコアビット４の先端からシリンダリング１２の先端が突出した状態となり、またスプリング３６が縮んだ状態では、図２に示すようにコアビット４の先端とシリンダリング１２の先端とが一致した状態となる。
【００２３】
次に、上述したロータリパーカッションドリル１の作用について説明する。図１に示すようなセット状態（すなわち、スプリング３６が伸びた状態）から、ドリルロッドに回転と共に適宜給進及び打撃を与えて地盤を掘削する。この際は、通常のパーカッションワイヤラインと同様の掘削速度が実現される。
【００２４】
そして、ドリルロッドの給進に伴い、コアチューブ１３内にはコアが導入されていく。この際、スプリング３６の弾性により、コアビット４の先端からのシリンダリング１２の突出長さが適宜調整され、循環水によるコアの流出が防止されつつサンプリングが行われていく。また、ガイドシャフト３８とスプリングガイド３７とには、ガス軟窒化処理が施されると共に四三酸化鉄により表面処理が施されているから、これらの摺動に伴う摩耗による心ずれが防止されると共に、錆び付きも防止され、常に良好な状態でサンプリングが行われる。
【００２５】
次いで、コアチューブ１３内にコアが一杯に詰め込まれると、図示しないオーバショットアセンブリをスピア２５の係合部２５ａに係合させて吊り上げることによりサンプラ５を回収する。その後、再びサンプリングを行う際は、アウタチューブ２は地盤から抜管する必要はなく、シリンダチューブ１１とスプリングガイド３７との螺合を解除してサンプラ５のみを取り替えれば良い。このようなサンプラ５の取り替えは、地質の変化（例えば、軟弱地盤から固結地盤へのサンプリング作業の移行）に対しても同様に行えばよい。
【００２６】
このように、本発明のサンプリング装置によれば、パーカッションワイヤラインの利点であるコアの高採取率、高掘削速度を充分に確保しつつ、スプリング３６によりシリンダチューブ１１及びコアチューブ１３がコアビット４先端から突出され、これによりＮ値が３０以下のような軟弱地盤のサンプリングを的確に行うことができると共に、コア詰りも解消される。
【００２７】
さらに、アウタチューブ２を度々抜管・再挿入せずにサンプリング装置のみを容易に交換することができるので作業性が著しく向上されると共に、簡素な構成で部品点数が減少されているから、メンテナンス性も向上され、装置全体の廉価化を実現することができる。その上、ガイドシャフト３８とスプリングガイド３７とに、ガス軟窒化処理を施すと共に四三酸化鉄により表面処理を施したことから、これらの錆び付きが防止されると共に摩耗が防止され、よってサンプラ５のスライド不良が防止されて常に良好な状態でサンプリングを行うことが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のパーカッションワイヤラインサンプリング装置によれば、パーカッションワイヤラインにおける軟弱地盤のサンプリングにおいても、コアの採取率、掘削速度を充分に確保しつつ的確にサンプリングを行うことができると共に、コア詰りも解消することができる。また、アウタチューブを度々抜管・再挿入せずにサンプリング装置のみを容易に交換することができるので作業性が著しく向上され、さらに簡素な構成でメンテナンス性の向上及び部品点数の減少と装置全体の廉価化を実現することができる。
【００２９】
また、ガイドシャフトとスプリングガイドの錆び付きを防止して作動不良の防止を実現することができると共に、摩耗も低下させてワイヤラインサンプラの心ずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態で説明したロータリパーカッションドリルのセット時の状態を示す断面図である。
【図２】  同作動時の状態を示す断面図である。
【図３】  本実施の形態で説明したアウタチューブを示す断面図である。
【図４】  同コアビットを示す図であり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図５】  同インナーチューブを示す部分断面図である。
【図６】  図５におけるサンプラの分解断面図である。
【図７】  図５及び図６のコアバレルヘッドの断面図である。
【図８】  図８のコアバレルヘッドの分解断面図である。
【図９】  図５及び図６のスプリング、スプリングガイド及びガイドシャフトを示す詳細図である。
【符号の説明】
１  ロータリパーカッションドリル
２  アウタチューブ
５  （ワイヤライン）サンプラ
６  コアバレルヘッド
３６  スプリング
３７  スプリングガイド
３８  ガイドシャフト
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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