(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔内に挿入される円筒状のケーシングパイプをその軸線方向に連結するためのケーシングパイプの連結構造であって、互いに連結される一対の上記ケーシングパイプの連結端部は、一方のケーシングパイプ側の連結端部が他方のケーシングパイプ側の連結端部の内周に挿入可能とされており、上記一方のケーシングパイプ側の連結端部の外周面には、その挿入方向先端側に雄ネジ部が形成されるとともに後端側にはこの雄ネジ部との間に上記軸線方向に間隔をあけて該軸線方向に延びる突条が形成される一方、上記他方のケーシングパイプ側の連結端部の内周面には、上記挿入方向において後端側に上記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部と上記突条が上記軸線方向に挿入されて該突条に周方向に係合可能な凹溝とが形成されていることを特徴とするケーシングパイプの連結構造。
【請求項２】
上記連結端部同士を連結した状態において、上記突条と凹溝との外周側はカラーによって覆われていることを特徴とする請求項１に記載のケーシングパイプの連結構造。
【請求項３】
上記連結端部は、上記一対のケーシングパイプの端部に取り付けられるジョイント部材にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のケーシングパイプの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二重管工法において円筒状のケーシングパイプをその軸線方向に連結するためのケーシングパイプの連結構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４および図５は、このような二重管工法に用いられる掘削工具を示すものであって、リングビット１を先端にしてその軸線Ｏ方向に連結される円筒状のケーシングパイプ２…の内周に、インナービット３を先端にして連結されたインナーロッド４…が同軸に挿入されており、最後端のケーシングパイプ２はカップリング５を介して最後端のインナーロッド４とともにアダプター６の先端に連結されている。そして、このアダプター６の後端は図示されないドリフターに接続されたシャンクロッド７に連結されており、このシャンクロッド７から与えられる回転打撃力が、ケーシングパイプ２…およびインナーロッド４…を介してその先端のリングビット１およびインナービット３に伝えられることにより、削孔が形成されるとともにこの削孔内に当該掘削工具が挿入されていゆく。なお、アダプター６の外周にはスイベル８が嵌挿されていて、その送水口８Ａからインナーロッド４…内を通して圧水を供給してインナービット３の先端から噴出させ、またこの圧水と掘削された地盤等からなるスライムを、ケーシングパイプ２…とインナーロッド４…との間を通して後端側に送り出し、排出口８Ｂから排出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような二重管工法では、ケーシングパイプ２とインナーロッド４との間に上記スライムや掘削時に生成されたくり粉などが詰まりを生じた場合に、上記シャンクロッド７を軸線Ｏ方向に進退させてこの詰まったくり粉やスライムを除去する、いわゆるフラッシングと称する操作を行うことがある。しかしながら、上記従来の掘削工具では、リングビット１、ケーシングパイプ２…、およびカップリング５と、インナービット３およびインナーロッド４…とが、それぞれ互いにネジ止めされて連結されるとともに、アダプター６にもネジ止めされて連結されているので、シャンクロッド７を進退させると、これらリングビット１、ケーシングパイプ２…、およびカップリング５と、インナーロッド３およびインナーロッド４…とが一体に進退してしまうため、ケーシングパイプ２とインナーロッド４との間に詰まったくり粉等を効率的に除去するのは困難とされていた。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上記二重管工法に用いられるケーシングパイプの連結構造において、フラッシングの際に効率的にくり粉等を除去することが可能なケーシングパイプの連結構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、削孔内に挿入される円筒状のケーシングパイプをその軸線方向に連結するためのケーシングパイプの連結構造であって、互いに連結される一対の上記ケーシングパイプの連結端部を、一方のケーシングパイプ側の連結端部を他方のケーシングパイプ側の連結端部の内周に挿入可能とし、上記一方のケーシングパイプ側の連結端部の外周面に、その挿入方向先端側に雄ネジ部を形成するとともに後端側にはこの雄ネジ部との間に上記軸線方向に間隔をあけて該軸線方向に延びる突条を形成する一方、上記他方のケーシングパイプ側の連結端部の内周面には、上記挿入方向において後端側に上記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部と上記突条が上記軸線方向に挿入されて該突条に周方向に係合可能な凹溝とを形成したことを特徴とする。
【０００６】
しかるに、このように構成されたケーシングパイプの連結構造においては、上記一対のケーシングパイプの連結端部を連結するに際して、まず一方のケーシングパイプの連結端部先端の雄ネジ部を他方のケーシングパイプの連結端部後端の雌ネジ部にねじ込んでゆくと、この雄ネジ部が雌ネジ部を抜け出たところで両連結端部は軸線回りに回動自在な状態となる。そこで、ここから上記突条の周方向の位置を凹溝に合わせて挿入すると、これら一対の連結端部は、これら突条と凹溝との係合によって周方向に一体回転可能、かつ上記軸線方向には該突条または凹溝の軸線方向の挿入長さ分だけ相対的に進退可能な状態となる。
【０００７】
従って、このような連結構造をケーシングパイプ同士の連結に適用した場合には、通常の掘削時にケーシングパイプに与えられる回転打撃力は、突条と凹溝との周方向への係合と両連結端部の軸線方向に互いに対向する端面が当接することとにより、確実にその先端に伝えられる一方、フラッシングの際に後端側のケーシングパイプを軸線方向に進退させても、先端側のケーシングパイプは上記挿入長さの範囲では進退することはない。そして、逆に後端側のケーシングパイプと一体に進退するインナーロッドが、この先端側のケーシングパイプに対して進退させられることとなるので、これら先端側のケーシングパイプとインナーロッドとの間に詰まったくり粉等を効率的に除去することができる。
【０００８】
ここで、特に上記凹溝が、上記他方の連結端部の外周面に開口するように形成されている場合などにおいては、この凹溝と突条との間にくり粉等が入り込んで通常の掘削時の回転打撃力の伝達を阻害することのないように、上記連結端部同士を連結した状態において、上記突条と凹溝との外周側をカラーによって覆うのが望ましい。また、このような連結端部の雌雄ネジ部や突条および凹溝は、互いに連結される一対のケーシングパイプの端部に直接的に形成することも可能であるが、ケーシングパイプの肉厚や強度、伝達される回転打撃力などによっては、これら一対のケーシングパイプの各端部に取り付けられる上記カップリングのようなジョイント部材にそれぞれ設けるようにし、これらのジョイント部材を連結するようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態では上述のように、その軸線Ｏ方向に互いに連結される一対の円筒状のケーシングパイプ１１，１２の端部にそれぞれ概略多段円筒状のジョイント部材１３，１４が同軸に取り付けられ、これらのジョイント部材１３，１４にさらにそれぞれ連結端部１５，１６が設けられて、これらの連結端部１５，１６が互いに連結可能とされている。ここで、両ケーシングパイプ１１，１２の端部内周には雌ネジ部１１Ａ，１２Ａが形成されるとともに、両ジョイント部材１３，１４のこれらケーシングパイプ１１，１２側の端部外周には雄ネジ部１３Ａ，１４Ａが形成されており、これらのジョイント部材１３，１４はその雄ネジ部１３Ａ，１４Ａを上記雌ネジ部１１Ａ，１２Ａにねじ込むことによってケーシングパイプ１１，１２の端部に取り付けられている。
【００１０】
ここで、本実施形態では、図１において左側の一方のケーシングパイプ１１側の端部に取り付けられるジョイント部材１３の連結端部（以下、一方の連結端部と称する。）１５が、同図１右側の他方のケーシングパイプ１２側の端部に取り付けられるジョイント部材１４の連結端部（以下、他方の連結端部と称する。）１６の内周に挿入されることによって両ケーシングパイプ１１，１２が連結される。従って、本実施形態では、図１において軸線Ｏ方向に右側に向かう方向が上記一方の連結端部１５の挿入方向とされる。そして、この一方の連結端部１５の外周面において、その挿入方向の先端側、すなわち図１における右端側には雄ネジ部１７が形成されるとともに、これとは反対側の挿入方向後端側には、上記雄ネジ部１７との間に間隔をあけて、図２に示すように軸線Ｏに直交する断面が略方形をなして外周側に凸となる複数条（本実施形態では３条）の突条１８…が、互いに周方向に等間隔に、かつそれぞれ軸線Ｏに平行に延びるように形成されている。
【００１１】
また、これらの突条１８…よりもさらに挿入方向後端側の連結端部１５外周面には、該突条１８…の軸線Ｏからの外径と等しい外径を有し、かつ軸線Ｏに沿った断面が方形をなして外周側に凸となる環状壁部１９が、突条１８…の後端部に連続して軸線Ｏ回りに周回するように形成されている。さらに、この環状壁部１９のさらに挿入方向後端側はジョイント部材１３の肉厚部１３Ｂとされて、その外周面には軸線Ｏ回りに周回する取付溝１３Ｃが形成されており、またこの肉厚部１３Ｂの挿入方向後端側を向く端面１３Ｄは、上記雄ネジ部１３Ａをケーシングパイプ１１の雌ネジ部１１Ａにねじ込んでいった際に、該ケーシングパイプ１１の挿入方向側を向く端面に当接可能とされている。
【００１２】
これに対して上記他方の連結端部１６は、その外径が上記突条１８…および環状壁部１９の外径と略等しくされるとともに、その内径は上記雄ネジ部１７が嵌挿可能な大きさとされている。なお、この連結端部１６よりも挿入方向先端側はジョイント部材１４の肉厚部１４Ｂとされていて、その内径が連結端部１６よりも一段縮径して上記一方のジョイント部材１３の内径と等しくされ、この肉厚部１４Ｂの挿入方向側を向く端面１４Ｃは、上記雄ネジ部１４Ａをケーシングパイプ１２の雌ネジ部１２Ａにねじ込んでいった際に、該ケーシングパイプ１２の挿入方向後端側を向く端面に当接可能とされている。また、この肉厚部１４Ｂと連結端部１６との挿入方向後端側を向く端面１４Ｄ，１６Ａ間の軸線Ｏ方向の間隔は、上記一方の連結端部１５と環状壁部１９との挿入方向側を向く端面１５Ａ，１９Ａ間の軸線Ｏ方向の間隔と等しい間隔Ｌとされており、従って図１に示すように連結端部１５を連結端部１６内に挿入して端面１５Ａを端面１４Ｄに当接させた状態で、端面１６Ａ，１９Ａも互いに当接するようになされている。
【００１３】
そして、さらにこの他方の連結端部１６の挿入方向後端側には、その内周に、上記雄ネジ部１７に螺合する雌ネジ部２０が、軸線Ｏ方向に該雄ネジ部１７と略等しい長さで形成されるとともに、この連結端部１６の上記端面１６Ａから挿入方向側に向けては、上記突条１８と同数で、周方向において該突条１８がそれぞれ嵌挿可能な幅を有する凹溝２１…が、軸線Ｏに対する径方向に連結端部１６を放射状に貫通するように、周方向に等間隔に、かつ軸線Ｏに平行に、しかも突条１８よりも長く延びるように形成されている。従って、上記雌ネジ部２０は、これらの凹溝２１…によって周方向に分断されて形成されることとなる。
【００１４】
ここで、この雌ネジ部２０の上記端面１６Ａからの軸線Ｏ方向の長さＬ20と上記雄ネジ部１７の上記端面１５Ａからの軸線Ｏ方向の長さＬ17との和Ｌ17＋Ｌ20は、上記間隔Ｌよりも小さく設定されており、従って上述のようにこれら連結端部１５，１６の上記端面１５Ａ，１６Ａを肉厚部１４Ｂの端面１４Ｄと環状壁部１９の端面１９Ａに当接させた状態で、上記雌雄ネジ部１７，２０の間には図１に示すように軸線Ｏ方向に間隔Ｍ（ただし、Ｍ＝Ｌ−（Ｌ17＋Ｌ20））があけられることとなる。そして、上記突条１８の端面１９Ａからの軸線Ｏ方向の長さＮは、この間隔Ｍと略同等または僅かに短い程度に設定されている。
【００１５】
さらに、こうして連結された連結端部１５，１６の外周は、カラー２２によって覆われる。このカラー２２は、その内径が上記連結端部１６および突条１８，環状壁部１９の外周が嵌挿可能な大きさとされた略円筒状の部材であって、その挿入方向後端側の内周部には、ジョイント部材１３の肉厚部１３Ｂ外周に嵌挿可能な内径を有するフランジ部２２Ａが環状に形成されており、この肉厚部１３Ｂに挿入方向後端側から嵌挿されてフランジ部２２Ａが環状壁部１９に当接したところで上記取付溝１３Ｃにスナップリング２３を取り付けることにより、一方の連結端部１５の外周側に、他方の連結端部１６を挿入可能な間隔をあけて取り付けられる。そして、このカラー２２の軸線Ｏ方向の長さは、次述するように雄ネジ部１７が雌ネジ部２０を抜け出た状態で、図３に示すように凹溝２１…が外周側に露出しない長さに設定されており、これによって上記突条１８…と凹溝２１…とはこのカラー２２によって覆われることとなる。
【００１６】
このように構成される連結構造において両連結端部１５，１６を連結する際には、上記雄ネジ部１７を雌ネジ部２０にねじ込んで一方の連結端部１５を他方の連結端部１６内に挿入してゆく。そして、図３に示すように雄ネジ部１７が雌ネジ部２０を抜け出たところで、上述のように突条１８…の長さＮがＮ≦Ｍ＝Ｌ−（Ｌ17＋Ｌ20）に設定されているので、一方の連結端部１５は他方の連結端部１６内で軸線Ｏ回りに回転自在な状態となる。そこで、この状態において上記突条１８…をそれぞれ上記凹溝２１…の位置に合わせて一方の連結端部１５を他方の連結端部１６内にさらに挿入することにより、図１および図２に示すように突条１８…が凹溝２１…内に挿入されて両連結端部１５，１６が周方向に係合し、軸線Ｏ回りに一体的に回転可能とされるとともに、該連結端部１５，１６の端面１５Ａ，１６Ａが上記端面１４Ｄ，１９Ａにそれぞれ当接させられるので、この連結状態では通常の掘削時の回転打撃力はケーシングパイプ１１，１２間で確実に伝達される。
【００１７】
一方、フラッシング時においては、例えば上記一方のケーシングパイプ１１が先端のリングビット側に連結されるとともに他方のケーシングパイプ１２が後端のアダプター側に連結されていたとすると、上記連結状態からシャンクロッドを介してアダプターを軸線Ｏ方向に上記挿入方向側に後退させた際には、他方の連結端部１６はケーシングパイプ１２と一体に進退するものの、一方の連結端部１５は、その突条１８…が凹溝２１…から抜け出されるだけで、雄ネジ部１７が雌ネジ部２０に当接するまでは進退することはなく、従って一方のケーシングパイプ１１からその先端側のリングビットまでも進退することはない。そこで、突条１８…が凹溝２１…から完全に抜け出されないまでの範囲、すなわち該突条１８の軸線Ｏ方向の長さＮの範囲内でアダプターを進退させることにより、ケーシングパイプ１１，１２内に挿入されたインナーロッドおよびその先端のインナービットは進退するのに対して、上記一方のケーシングパイプ１１より先端側のケーシングパイプおよびリングビットは進退することがない。
【００１８】
このように、上記構成のケーシングパイプ１１，１２の連結構造によれば、通常の掘削時の回転打撃力は確実に先端側のケーシングパイプおよびリングビットに伝達して掘削を行うことができる一方、フラッシング時には先端側のケーシングパイプおよびリングビットは進退することがなく、その内周に挿入されたインナーロッドおよびインナービットのみが進退するため、これらの間に詰まったくり粉等を確実かつ効率的に除去することが可能となる。なお、このフラッシングの際には回転力は与えられないので、上記雌雄ネジ部１７，２０が螺合することもなく、従って一方の連結端部１５が他方の連結端部１６から抜け外れてしまうようなこともない。また、フラッシングの際に突条１８…が凹溝２１…から完全に抜け出てしまっても、掘削時に回転打撃力が与えられることにより、突条１８…と凹溝２１…との周方向の位置が一致したところで、再び突条１８…が凹溝２１…内に挿入されて上記連結状態が維持されるので、その後の掘削に支障を来すこともない。
【００１９】
さらに、本実施形態では、これらの連結端部１５，１６の外周にカラー２２が設けられていて、上記突条１８…と凹溝２１…とがこのカラー２２によって覆われているので、本実施形態のように凹溝２１が連結端部１６を径方向に貫通するものであっても、この凹溝２１と突条１８との間にくり粉等が入り込んだりするのを防ぐことができ、このようなくり粉等の侵入によって掘削時の打撃力の伝達が阻害されたり、フラッシング時の進退のストロークが損なわれたりするような事態を防止することができる。なお、本実施形態ではこのように凹溝２１…が、他方の連結端部１６を径方向に貫通するように形成されて、該連結端部１６の外周面に開口するように形成されているが、例えばこれを、他方の連結端部１６の外周面には開口せずに、該連結端部１６の内周面のみに開口する断面「コ」字状に形成したりしてもよく、この場合には上記カラー２２の軸線Ｏ方向の長さを短くすることができる。
【００２０】
一方、本実施形態では、互いに連結されるケーシングパイプ１１，１２の端部にそれぞれジョイント部材１３，１４を取り付けて、これらのジョイント部材１３，１４に上記連結端部１５，１６をそれぞれ形成しており、これら連結端部１５，１６が連結された状態でのジョイント部材１３，１４は、図４および図５に示したカップリング５と同様の構成をなすようになされているが、これらの連結端部１５，１６はケーシングパイプ１１，１２の端部に直接形成されていてもよい。ただし、これらの連結端部１５，１６においては、通常の掘削時の回転打撃力を確実に伝達するのに、周方向に係合する突条１８…と凹溝２１…との径方向の厚さと、互いに当接する上記端面１５Ａ，１６Ａと端面１４Ｄ，１９Ａとの径方向の幅とをある程度確保しなければならないため、ケーシングパイプ１１，１２の肉厚が薄かったりして、そのような径方向の寸法を十分に確保することができない場合などには、本実施形態のようにジョイント部材１３，１４をケーシングパイプ１１，１２の端部に取り付けて、これらのジョイント部材１３，１４に上記連結端部１５，１６を設けるようにするのが望ましい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、通常の掘削時の回転打撃力は確実に伝達しながらも、フラッシング時には内周に挿入されたインナーロッドやインナービットだけを進退させることができ、これにより、これらインナーロッドやインナービットとケーシングパイプやリングビットとの間に詰まったくり粉等を効率的に除去して、円滑な掘削作業を続行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す側断面図である。
【図２】  図１におけるＺＺ断面図である。
【図３】  図１に示す実施形態の雄ネジ部１７が雌ネジ部２０を抜け出た状態を示す側断面図である。
【図４】  従来のケーシングパイプの連結構造を備えた二重管工法に用いられる掘削工具の側断面図である。
【図５】  図４に示す掘削工具の分解図である。
【符号の説明】
１１，１２  ケーシングパイプ
１３，１４  ジョイント部材
１５，１６  連結端部
１７  雄ネジ部
１８  突条
１９  環状壁部
２０  雌ネジ部
２１  凹溝
２２  カラー
Ｏ  ケーシングパイプ１１，１２の中心軸線
【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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