JP7223403B2 - Drilling rig and drilling method - Google Patents
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Description
本発明は、掘削ビットを備えた掘削装置及びこれを用いた掘削方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a drilling device having a drilling bit and a drilling method using the same.
従来、地盤中に採熱管を施工する方法として、掘削治具を構成する外筒部としてのケーシングを、その先端開口部を閉塞した状態で地盤の所定深度まで回転させて埋設し、ケーシング内に採熱管を挿入するとともに所定量の水溶液を注入する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of constructing a heat collection tube in the ground, a casing as an outer cylindrical part constituting an excavation jig is rotated to a predetermined depth in the ground with the tip opening closed, and buried in the casing. A method of inserting a heat collection tube and injecting a predetermined amount of aqueous solution is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の方法では、埋設したケーシングを引き抜く際には、まず、ケーシングの先端開口部が開いた状態とされる。そして、ケーシングを回転させながらケーシング内から採熱管と水溶液の一部を抜き、ケーシング内に充填材を投入し、さらにケーシングを地盤から引き抜いて、採熱管と充填材を地盤中に埋設するようにしている。
In the method of
また、熱交換媒体を収容して地中に埋設することにより、地中熱と熱交換媒体との熱交換を行なう地中熱交換体の施工方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, there is known a method of constructing a subterranean heat exchanger that performs heat exchange between the subterranean heat and the heat exchange medium by burying the heat exchange medium in the ground (for example, see Patent Document 2). ).
特許文献2の施工方法では、地盤への貫入機能を有し、先端に開閉自在に取り付けられた蓋体を備える筒状のケーシングを所定深さまで貫入させる貫入工程と、ケーシングの内部に中空管体を配置した状態で少なくともケーシング本体部を抜き取るケーシング抜取り工程とを備える。
In the construction method of
しかしながら、上記特許文献1、2の従来の施工方法では、ケーシングの外周に設けた羽又は翼により地盤内にケーシングを貫入させるようにしている。このため、ケーシングを地盤から抜き取る際にケーシングを貫入時とは逆回転させる必要がある。したがって、ケーシングを抜き取る工程が煩雑となる。
However, in the conventional construction methods of
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、外筒部の抜取りを容易に行える掘削装置及びこれを用いた掘削方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an excavating apparatus and an excavating method using the same, in view of the problems of the prior art.
本発明の掘削装置は、
掘削ビットと、
付与される掘削方向の押圧力及び回転力を、前端部に連結される前記掘削ビットに伝達する外筒部と、
前記外筒部及び前記掘削ビットを相互に連結する連結機構とを備え、
前記連結機構は、
前記外筒部の前端部の内側に突出した内側凸部と、
前記外筒部の内側に配置され、前記内側凸部を前記掘削ビットとの間に挟んで該内側凸部とともに該外筒部を前記掘削ビットに対して結合状態を解除し得るように結合する結合部材とを備えることを特徴とする。
The drilling rig of the present invention is
a drilling bit;
an outer cylindrical portion that transmits the applied pressing force and rotational force in the excavation direction to the excavation bit connected to the front end portion;
a connecting mechanism that connects the outer cylindrical portion and the drilling bit to each other;
The connecting mechanism is
an inner convex portion protruding inward from the front end portion of the outer cylindrical portion;
It is arranged inside the outer cylindrical portion and couples the outer cylindrical portion together with the inner convex portion to the excavating bit so as to be able to release the connection state by sandwiching the inner convex portion and the drilling bit. and a coupling member.
本発明によれば、連結機構により外筒部及び掘削ビットを相互に連結させた状態で掘削ビット側を地盤に対峙させ、外筒部に押圧力及び回転力を付与することにより、掘削ビットによる地盤の掘削が行われ、外筒部を地中に進行させてゆくことができる。 According to the present invention, the drilling bit is opposed to the ground while the outer cylinder and the drilling bit are connected to each other by the connecting mechanism, and the drilling bit is applied with a pressing force and a rotational force to the outer cylinder. Excavation of the ground is performed and the barrel can be advanced into the ground.
所望の位置まで掘削が完了すると、結合部材の掘削ビットに対する結合が解除される。これにより、外筒部と掘削ビットとの連結も解除される。 When the drilling is completed to the desired position, the coupling member is released from the drilling bit. As a result, the connection between the outer cylindrical portion and the drilling bit is also released.
この後、掘削ビットを地中に残したまま、結合部材が回収される。その後、外筒部に熱交換用のパイプを挿入し、さらに外筒部内に砂などを充填しながら外筒部を引き上げて回収することにより、熱交換用のパイプを敷設することができる。このとき、掘削ビットを地中に残したまま、外筒部が引き上げられるので、外筒部の抜取りを容易に行うことができる。 After this, the connecting member is recovered, leaving the drilling bit in the ground. After that, a heat exchange pipe can be laid by inserting a heat exchange pipe into the outer cylinder and pulling up the outer cylinder while filling the outer cylinder with sand or the like to recover the sand. At this time, since the outer cylinder part is pulled up while the excavation bit remains in the ground, the outer cylinder part can be easily pulled out.
本発明において、前記結合部材及び前記掘削ビットは、該結合部材に前記掘削方向の回転力と同じ方向の回転力を付与することにより相互に結合し、逆方向の回転力を付与することにより該結合が解除されるように構成されるのが好ましい。 In the present invention, the connecting member and the drilling bit are connected to each other by applying a rotational force in the same direction as the excavating direction to the connecting member, and by applying a rotational force in the opposite direction. Preferably, the coupling is arranged to be released.
これによれば、掘削ビットに伝達される掘削方向の回転力の一部を、結合部材を介して掘削ビットに伝達することができる。 According to this, part of the rotational force in the excavation direction transmitted to the excavation bit can be transmitted to the excavation bit via the coupling member.
本発明において、前記掘削ビットは後端部に雌ねじ部を有し、前記結合部材は該雌ねじと螺合する雄ねじ部を有し、前記結合部材の該掘削ビットに対する結合は、該雌ねじ部と該雄ねじ部との螺合により行われてもよい。これによれば、結合部材を回転させるだけで、結合部材の掘削ビットに対する結合を容易に解除することができる。 In the present invention, the drilling bit has a female threaded portion at its rear end portion, the coupling member has a male threaded portion to be screwed with the female threaded portion, and the coupling of the coupling member to the drilling bit comprises the female threaded portion and the threaded portion. It may be performed by screwing with the male screw portion. According to this, the coupling of the coupling member to the drilling bit can be easily released simply by rotating the coupling member.
本発明において、前記外筒部の前端部及び前記掘削ビットの後端部のうちの一方及び他方に設けられ、前記掘削ビットに対して前記結合部材が結合している状態において相互に噛み合う噛合凸部及び噛合凹部を備えるのが好ましい。これによれば、外筒部に付与される大きい回転力を、噛合凸部及び噛合凹部を介して支障なく掘削ビットに伝達し、大きい回転力で掘削ビットによる掘削を行うことができる。 In the present invention, engaging projections are provided on one or the other of the front end portion of the outer cylindrical portion and the rear end portion of the drilling bit and mesh with each other when the coupling member is coupled to the drilling bit. It is preferred to have a portion and a mating recess. According to this, a large rotational force applied to the outer cylindrical portion can be transmitted to the excavation bit through the engaging projections and the engaging recesses without hindrance, and the excavation bit can perform excavation with a large rotational force.
本発明において、前記外筒部の前記内側凸部は、前方を向いた前側段差面及び後方を向いた後側段差面を介して内側に突出しており、前記結合部材及び前記掘削ビットは、相互に結合するときに前方に向いて前記後側段差面に当接する後側当接面及び後方に向いて前記前側段差面に当接する前側当接面をそれぞれ備え、前記噛合凸部及び前記噛合凹部は、前記前側段差面及び前記前側当接面のうちの一方及び他方にそれぞれ設けられていてもよい。 In the present invention, the inner convex portion of the outer cylindrical portion protrudes inward through a forward-facing front-side step surface and a rear-facing rear-side step surface, and the coupling member and the drilling bit are connected to each other. A rear contact surface facing forward and contacting the rear stepped surface when coupled to the gear and a front contact surface facing rearward and contacting the front stepped surface, wherein the meshing protrusion and the meshing recess are provided. may be provided on one and the other of the front step surface and the front contact surface, respectively.
これによれば、連結機構は、後側段差面に後側当接面を当接させ、前側段差面に前側当接面を当接させ、合凸部及び噛合凹部を相互に噛み合わせた状態で結合部材を掘削ビットに結合することにより、外筒部を掘削ビットに対して確実に連結することができる。 According to this, the connecting mechanism is configured such that the rear contact surface is brought into contact with the rear step surface, the front contact surface is brought into contact with the front step surface, and the mating protrusion and the mating recess are engaged with each other. By connecting the connecting member to the drilling bit, the outer cylindrical portion can be reliably connected to the drilling bit.
本発明の別の態様に係る掘削装置は、
掘削ビットと、
付与される掘削方向の押圧力及び回転力を、前端部に連結される前記掘削ビットに伝達する外筒部と、
前記外筒部及び前記掘削ビットを相互に連結する連結機構とを備え、
前記連結機構は、
前記外筒部の前端部の内側に突出した第1内側凸部と、
前記掘削ビットの後端部の内側に突出した第2内側凸部と、
前記外筒部の内側に配置され、前記第1内側凸部及び前記第2内側凸部を前後から挟んで固定することにより該外筒部を前記掘削ビットに結合し、及び該固定を解除することにより該結合を解除する結合手段とを備えることを特徴とする。
A drilling rig according to another aspect of the present invention comprises:
a drilling bit;
an outer cylindrical portion that transmits the applied pressing force and rotational force in the excavation direction to the excavation bit connected to the front end portion;
a connecting mechanism that connects the outer cylindrical portion and the drilling bit to each other;
The connecting mechanism is
a first inner convex portion protruding inward from the front end portion of the outer cylindrical portion;
a second inner protrusion protruding inward from the rear end of the drilling bit;
The outer cylinder is arranged inside the outer cylinder, and is fixed by sandwiching the first inner convex part and the second inner convex part from the front and rear to couple the outer cylinder part to the drilling bit and release the fixation. and coupling means for releasing the coupling.
これによれば、掘削ビットを地中に残したまま、結合手段を回収し、その後、外筒部に熱交換用のパイプを挿入し、さらに外筒部内に砂などを充填しながら外筒部を引き上げて回収することにより、熱交換用のパイプを敷設することができる。このとき、掘削ビットを地中に残したまま、外筒部が引き上げられるので、外筒部の抜取りを容易に行うことができる。 According to this method, the connecting means is recovered while the drilling bit remains in the ground, and then a pipe for heat exchange is inserted into the outer cylinder. By pulling up and recovering the heat, pipes for heat exchange can be laid. At this time, since the outer cylinder part is pulled up while the excavation bit remains in the ground, the outer cylinder part can be easily pulled out.
この場合、好ましい態様においては、
前記結合手段は、
前記外筒部の前端部から前記掘削ビットの後端部にかけてその内側に環状に配列され、前方に向かって縮径する部分円錐状の内側面及び外側面を有する複数の挟持部材と、
前記外筒部の前端部及び前記掘削ビットの後端部の内側に配置され、前記複数の挟持部材を第1位置と第2位置との間で移動可能に支持する支持部材と、
前記複数の挟持部材の内側に上方から挿入されるときに、前記挟持部材を第1位置に移動させ、その後に上方に引き上げられるときに、前記挟持部材を前記第2位置に移動させるロック部材とを備え、
各挟持部材は、前記第1位置に位置するときに、前記第1内側凸部の後側及び前記第2内側凸部の前側に対してそれぞれ当接し、前記第2位置に位置するときに該当接が解除される第1外側凸部及び第2外側凸部を有し、
前記ロック部材は、前記部分円錐状の内側面と摺動して前記支持部材の第1位置への移動を行う第1摺動面、及び前記部分円錐状の外側面と摺動して前記支持部材の第2位置への移動を行う第2摺動面を備える。
In this case, in a preferred embodiment,
The coupling means are
a plurality of clamping members annularly arranged on the inner side from the front end of the outer cylindrical portion to the rear end of the drilling bit and having a partially conical inner surface and an outer surface whose diameter decreases toward the front;
a support member disposed inside the front end portion of the outer cylindrical portion and the rear end portion of the drilling bit and supporting the plurality of holding members so as to be movable between a first position and a second position;
a locking member that moves the holding members to the first position when inserted inside the plurality of holding members from above, and moves the holding members to the second position when pulled upward thereafter; with
Each holding member abuts against the rear side of the first inner protrusion and the front side of the second inner protrusion when positioned at the first position, and corresponds when positioned at the second position. Having a first outer protrusion and a second outer protrusion that are released from contact,
The locking member has a first sliding surface that slides on the inner surface of the partial conical shape to move the support member to the first position, and an outer surface of the partial conical shape that slides on the supporting member. A second sliding surface is provided for moving the member to the second position.
本発明の掘削方法は、
上記の掘削装置を用いて地盤を掘削する掘削工程と、
前記掘削工程の完了後に前記掘削装置の結合手段による該掘削装置の掘削ビットと外筒部との結合を解除する結合解除工程と、
前記結合解除工程の完了後、前記結合手段を回収する回収工程と、
前記回収工程の完了後、前記外筒部を前記掘削ビットを留置したまま抜き取る外筒抜取工程とを備えることを特徴とする。
The drilling method of the present invention is
An excavation step of excavating the ground using the above excavation equipment;
a coupling release step of releasing coupling between the drilling bit of the drilling rig and the outer cylindrical portion by the coupling means of the drilling rig after the completion of the drilling step;
a recovery step of recovering the coupling means after completion of the coupling release step;
and an outer cylinder extracting step of extracting the outer cylinder part with the excavation bit retained after the completion of the recovering step.
これによれば、上記の掘削装置を用いて地盤を掘削するので、掘削が完了した後、外筒部を、掘削ビットを留置したまま容易に抜き取ることができる。 According to this, since the ground is excavated using the excavating device, the outer cylindrical portion can be easily extracted with the excavating bit left in place after the excavation is completed.
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図1A及び図1Bは、本発明の一実施形態に係る掘削装置を示す。図1に示すように、この掘削装置1は、掘削ビット2と、付与される掘削方向の押圧力及び回転力を、前端に連結された掘削ビット2に伝達する外筒部3と、外筒部3及び掘削ビット2を相互に連結する連結機構4(図2参照)とを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B show a drilling rig according to one embodiment of the invention. As shown in FIG. 1, the
掘削ビット2は、オーガスクリュー及びオーガヘッドを有するビット先端部5と、ビット先端部5の後ろ側に固定されて外筒部3との連結に供されるビット連結部6とを備える。
The
図2は、掘削装置1における連結機構4の部分の断面を示す。連結機構4は、外筒部3の前端部の内側に突出した環状の内側凸部7と、外筒部3の内側に配置され、内側凸部7を掘削ビット2との間に挟んで内側凸部7とともに外筒部3を掘削ビット2に対して結合状態を解除し得るように結合する結合部材8とを備える。
FIG. 2 shows a cross-section of the connecting
結合部材8及び掘削ビット2は、結合部材8に掘削方向の回転力と同じ方向の回転力を付与することにより相互に結合し、逆方向の回転力を付与することにより該結合が解除されるように構成される。
The connecting
具体的には、掘削ビット2のビット連結部6には、雌ねじ部9が設けられており、結合部材8は、雌ねじ部9と螺合する雄ねじ部10を有する。結合部材8の掘削ビット2に対する結合は、雌ねじ部9と雄ねじ部10との螺合により行われる。
Specifically, the
外筒部3は、上記の押圧力及び回転力が後端部に付与される円筒部11と、円筒部11の前端部の外側に溶接された中空円筒状の外筒先端部12とを備える。上述の内側凸部7は、円筒部11先端部の内側から外筒先端部12中間部の内側にかけて設けられた円筒状の部材で形成され、溶接により円筒部11及び外筒先端部12に固定される。
The
結合部材8は、前端側のほぼ円筒状の前端側結合部13と、後端側の後端側結合部14と、前端側結合部13及び後端側結合部14を接続する環状接続部15とを溶接して構成される。
The
結合部材8の雄ねじ部10と掘削ビット2の雌ねじ部9との螺合及びその解除を行う回転力は、外筒部3の円筒部11に挿入される部材によって結合部材8に伝達される。結合部材8の後端側結合部14の後端部には、この部材を連結するための連結部14aが設けられる。
A rotational force for screwing and disengaging the male threaded
図3Aは、掘削ビット2のビット連結部6の断面を示しており、図3Bは、ビット連結部6を後端側から見た様子を示している。図3A及び図3Bで示されるように、ビット連結部6は、ほぼ円筒状の形状を有し、後端部には、噛合凹部16が設けられる。
3A shows a cross section of the
ビット連結部6の後端側の外周には、外筒部3と掘削ビット2とを連結する際に、外筒先端部12の内側凸部7よりも前端側の内側に対して、Oリング17により密閉して嵌合される嵌合面18が設けられる。
On the outer periphery of the rear end side of the
図4Aは、外筒部3の前端部を前端側から見た様子を示しており、図4Bは、該前端部の断面を示している。図4A及び図4Bに示すように、外筒部3の内側凸部7の先端部には、外筒部3と掘削ビット2とを連結する際に、ビット連結部6の噛合凹部16と嵌合する噛合凸部19が設けられる。内側凸部7は、前方を向いた前側段差面20及び後方を向いた後側段差面21を介して内側に突出している。
4A shows the front end of the
図2に示すように、結合部材8の前端側結合部13は、雄ねじ部10よりも後方に設けられ、前方を向いて後側段差面21に当接する後側当接面22を備える。また、図3A及び図3Bに示すように、掘削ビット2のビット連結部6は、後端部に設けられ、後方を向いて前側段差面20と当接する前側当接面23を備える。すなわち、噛合凸部19は前側段差面20に設けられ、噛合凹部16は、前側当接面23に設けられている。
As shown in FIG. 2 , the front
なお、結合部材8の前端側結合部13をビット連結部6に結合する際には、前端側結合部13の雄ねじ部10が設けられた外面と、雌ねじ部9が設けられたビット連結部6の内面との間の密閉性がOリング24により確保される。
When connecting the front
この構成において、地盤を掘削して熱交換用パイプを施工するに際しては、まず、ビット連結部6の噛合凹部16に外筒部3の噛合凸部19が噛み合うようにして掘削ビット2の後端側に外筒部3が配置される。
In this configuration, when excavating the ground and constructing the heat exchange pipe, first, the rear end of the excavating
そして、外筒部3内に配置された結合部材8の雄ねじ部10を掘削ビット2の雌ねじ部9に螺合させることにより、結合部材8が掘削ビット2に結合される。これにより、外筒部3の内側凸部7が掘削ビット2と結合部材8との間に挟まれて固定され、図1Aのように外筒部3に掘削ビット2が連結された状態となる。
The
次に、掘削装置1の掘削ビット2側を地盤に対峙させ、外筒部3に対して掘削方向の押圧力及び回転力が付与される。これにより、掘削ビット2が回転して地盤が掘削され、外筒部3が地中に進行してゆく。このとき、外筒部3及び掘削ビット2の回転により、これらを結合している結合部材8も回転する。
Next, the
なお、この掘削工程に際し、結合部材8に、掘削ビット2の回転と同じ方向の回転力を付与することによって、掘削ビット2に伝達される掘削方向の回転力の一部を、結合部材8を介して掘削ビット2に伝達してもよい。
In this excavation process, by applying a rotational force in the same direction as the rotation of the
所望の地盤の深さまで掘削が完了すると、結合部材8を、外筒部3を掘削ビット2に連結させたときの回転(掘削方向の回転)と逆方向に回転させることにより、掘削ビット2の雌ねじ部9に対する結合部材8の雄ねじ部10の螺合が解除される。これにより、外筒部3と掘削ビット2との連結が解除される(結合解除工程)。
When the excavation is completed to the desired depth of the ground, the connecting
この後、結合部材8が引き上げられ、回収される。その後、外筒部3の内側に熱交換用パイプが配置される。さらに、外筒部3内に所定の充填物を充填しながら外筒部3が引き上げられ、回収される(回収工程)。これにより、熱交換用のパイプを地盤内に敷設することができる。所定の充填物としては、例えば、砂や水が該当する。
After that, the connecting
本実施形態によれば、所望の位置まで掘削が完了した後、結合部材8を回転させるだけで、外筒部3と掘削ビット2との連結を解除することができる。したがって、この後、掘削ビット2を地中に放置したまま、外筒部3を、回転させる必要なく、容易に地中から抜き取ることができる(外筒抜取工程)。
According to this embodiment, after excavation is completed to a desired position, the connection between the outer
また、掘削時には、外筒部3の噛合凸部19と、掘削ビット2の噛合凹部16とが噛み合うので、外筒部3に付与される大きい回転力を掘削ビット2に支障なく伝達することができる。
Further, during excavation, the
また、結合部材8及び掘削ビット2を、結合部材8に掘削方向の回転力と同じ方向の回転力を付与することにより結合させるようにしたので、掘削ビット2に伝達される掘削方向の回転力の一部を、結合部材8を介して掘削ビット2に伝達することができる。
Further, since the connecting
また、ビット連結部6の噛合凹部16に外筒部3の噛合凸部19が噛み合うようにして結合部材8の雄ねじ部10を掘削ビット2の雌ねじ部9に螺合させることにより、外筒部3を掘削ビット2に対して確実に連結することができる。また、これにより、外筒部に付与される大きい回転力を、支障なく掘削ビットに伝達することができる。
Further, by screwing the male threaded
図5は、本発明の第2実施形態に係る掘削装置の先端部の断面を示す。図5に示すように、この掘削装置1bは、掘削ビット2bと、付与される掘削方向の押圧力及び回転力を、前端部に連結される掘削ビット2bに伝達する外筒部3bと、外筒部3b及び掘削ビット2bを相互に連結する連結機構4bとを備える。
FIG. 5 shows a cross-section of the tip of a drilling rig according to a second embodiment of the invention. As shown in FIG. 5, the
掘削ビット2b及び外筒部3bは、上記図3B中の噛合凹部16及び図4B中の噛合凸部19と同様の噛合凹部25及び噛合凸部26を備える。噛合凹部25及び噛合凸部26は、掘削ビット2b及び外筒部3bの結合時に噛み合って、掘削ビット2b及び外筒部3bを相互に周方向に拘束する。
The
連結機構4bは、外筒部3bの前端部の内側に突出した第1内側凸部27と、掘削ビット2bの後端部の内側に突出した第2内側凸部28と、外筒部3bの内側に配置され、第1内側凸部27及び第2内側凸部28を前後から挟んで固定することにより外筒部3bを掘削ビット2bに結合し、及び該固定を解除することにより該結合を解除する結合手段29とを備える。
The connecting
図6は、結合手段29の断面を示す。図6に示すように、結合手段29は、外筒部3bの前端部から掘削ビット2bの後端部にかけてその内側に環状に配列された複数の挟持部材30を備える。これらの挟持部材30は、前方に向かって縮径する部分円錐状の内側面31及び外側面32を構成している。本実施形態では、3つの挟持部材30を用いている。
FIG. 6 shows a cross section of the coupling means 29 . As shown in FIG. 6, the coupling means 29 comprises a plurality of clamping
また、結合手段29は、3つの挟持部材30を、これらの中心軸線を基準位置とする第1位置P1と第2位置P2との間で径方向に移動可能に支持する支持部材35を備える。支持部材35は、外筒部3bの前端部及び掘削ビット2bの後端部の内側に配置される。
The coupling means 29 also includes a
該径方向に沿った挟持部材30の移動は、支持部材35において上下方向に挿入されたスプリングピン36の端部を、挟持部材30に設けられた径方向に長い溝37に臨ませることにより案内される。
Movement of the clamping
図7Aは、結合手段29を上方から見た様子を示しており、図7Bは、図7A中の支持部材35についてのB-B線断面を示している。これらの図に示すように、支持部材35は、3つの挟持部材30をそれぞれ径方向に移動可能に支持する3つの窓部38を有する。
7A shows a view of the coupling means 29 from above, and FIG. 7B shows a BB line cross section of the
各挟持部材30は、図6のように、第1位置P1に位置するときに、第1内側凸部27(図5参照)の後側及び第2内側凸部28の前側に対してそれぞれ当接し、第2位置P2に位置するときに該当接が解除される第1外側凸部39及び第2外側凸部40を有する。
As shown in FIG. 6, each holding
また、連結機構4bは、挟持部材30を第1位置P1と第2位置P2との間で移動させるためのロック部材41を備える。ロック部材41は、複数の挟持部材30の内側に上方から挿入されるとき、各挟持部材30を第1位置P1に移動させ、その後に上方に引き上げられるとき、各挟持部材30を第2位置P2に移動させる。
The connecting
この機能を実現するために、ロック部材41は、上方からの挿入時に部分円錐状の内側面31と摺動して各結合手段29を第1位置P1へ移動させる第1摺動面42、及び上方への引き上げ時に部分円錐状の外側面32と摺動して各結合手段29を第2位置P2へ移動させる第2摺動面43を備える。
To achieve this function, the locking
図5に示すように、掘削装置1bは、外筒部3bと掘削ビット2bとを連結している結合手段29を回収するための回収装置44を備える。回収装置44は、外筒部3bの内径に適合した外径を有する筒状部45と、筒状部45の上端部を中心として回動自在に設けられ、筒状部45の内側に向いた鉤部を有する複数の鉤部材46とを備える。
As shown in FIG. 5, the
各鉤部材46は、下端部が筒状部45の中心軸線の方に向かうようにコイルばね47によって付勢される。筒状部45の上面には、筒状部45を上方に引き上げるためのチェーン又はワイヤ48の下端が固定される固定部49が設けられる。ロック部材41の上端部には、回収装置44を上方から降ろしたときに各鉤部材46が外側に開いて各鉤部材46の鉤部が掛かる形状を有する係合部50が設けられる。
Each
図8A~図8D及び図9A~図9Dは、掘削装置1bを用いた掘削方法により掘削を行って熱交換器を設置する手順を示す。熱交換器を設置する際には、まず、図8A、図8Bのように、掘削ビット2bに対して外筒部3bを結合手段29により結合する。次に、図8Cのように、作業機械により、外筒部延長管51を継ぎ足しながら外筒部3bを経て掘削ビット2bを回転させ、地中に嵌入させる(掘削工程)。
FIGS. 8A to 8D and 9A to 9D show procedures for excavating and installing a heat exchanger by an excavating method using the
この掘削工程が完了したら、図8Dのように、回収装置44をチェーン又はワイヤ48で吊り下げてロック部材41の係合部50上に配置し、回収装置44の鉤部材46を係合部50に掛け、図9Aのように、チェーン又はワイヤ48を引き上げて、掘削ビット2bと外筒部3bとの結合を解除し(結合解除工程)、結合手段29を回収する(回収工程)。
After this excavation process is completed, the
次に、図9Bのように、熱交換器52を外筒部延長管51及び外筒部3b内に、掘削ビット2bの後端部まで挿入し、径が2~4mmの砂利53を熱交換器52と外筒部延長管51及び外筒部3bとの間に充填する。
Next, as shown in FIG. 9B, the
次に、図9Cのように、外筒部延長管51及び外筒部3bを中心軸線の周りで回転させながら引き抜く(外筒抜取工程)。これにより、図9Dのように、熱交換器52の埋設が完了する。掘削ビット2bは、地中に留置される。
Next, as shown in FIG. 9C, the outer cylinder
以上のように、本実施形態によれば、結合手段29を回収装置44により回収して掘削ビット2bから外筒部3bを分離し、掘削ビット2bを地中に留置して外筒部延長管51及び外筒部3bを抜き取るので、この抜取りを容易に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the coupling means 29 is recovered by the recovering
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1実施形態において、結合部材8と掘削ビット2との結合は、雄ねじ部10と雌ねじ部9の螺合によらずに、結合部材8の回転及び逆回転により結合及び結合の解除を容易に行い得る他の結合部材によって行うようにしてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto. For example, in the first embodiment, the
また、結合部材8及び掘削ビット2との結合は、結合部材8に掘削方向の回転力と反対方向の回転力を付与することにより行うようにしてもよい。
Further, the connection between the connecting
また、噛合凹部16を外筒部3の端部に設け、噛合凸部19を掘削ビットの後端部に設けてもよい。
Alternatively, the
また、掘削装置1、1bは、熱交換用のパイプの敷設に限らず、他の用途、例えば、井戸の設置や、モニタリング用のボーリングに用いてもよい。
Further, the
1…掘削装置、2、2b…掘削ビット、3、3b…外筒部、4…連結機構、5…ビット先端部、6…ビット連結部、7…内側凸部、8…結合部材、9…雌ねじ部、10…雄ねじ部、11…円筒部、12…外筒先端部、13…前端側結合部、14…後端側結合部、14a…連結部、15…環状接続部、16…噛合凹部、17…Oリング、18…嵌合面、19…噛合凸部、20…前側段差面、21…後側段差面、22…後側当接面、23…前側当接面、24…Oリング、25…噛合凹部、26…噛合凸部、27…第1内側凸部、28…第2内側凸部、29…結合手段、30…結合部材、31…内側面、32…外側面、35…支持部材、36…スプリングピン、37…溝、38…窓部、39…第1外側凸部、40…第2外側凸部、41…ロック部材、42…第1摺動面、43…第2摺動面、44…回収装置、45…筒状部、46…鉤部材、47…コイルばね、48…チェーン又はワイヤ、49…固定部、50…係合部、51…外筒部延長管、52…熱交換器、53…砂利。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
付与される掘削方向の押圧力及び回転力を、前端部に連結される前記掘削ビットに伝達する外筒部と、
前記外筒部及び前記掘削ビットを相互に連結する連結機構とを備え、
前記連結機構は、
前記外筒部の前端部の内側に突出した内側凸部と、
前記外筒部の内側に配置され、前記内側凸部を前記掘削ビットとの間に挟んで該内側凸部とともに該外筒部を前記掘削ビットに対して結合状態を解除し得るように結合する結合部材とを備えることを特徴とする掘削装置。 a drilling bit;
an outer cylindrical portion that transmits the applied pressing force and rotational force in the excavation direction to the excavation bit connected to the front end portion;
a connecting mechanism that connects the outer cylindrical portion and the drilling bit to each other;
The connecting mechanism is
an inner convex portion protruding inward from the front end portion of the outer cylindrical portion;
It is arranged inside the outer cylindrical portion and couples the outer cylindrical portion together with the inner convex portion to the excavating bit so as to be able to release the connection state by sandwiching the inner convex portion and the drilling bit. A drilling rig, comprising: a coupling member.
付与される掘削方向の押圧力及び回転力を、前端部に連結される前記掘削ビットに伝達する外筒部と、
前記外筒部及び前記掘削ビットを相互に連結する連結機構とを備え、
前記連結機構は、
前記外筒部の前端部の内側に突出した第1内側凸部と、
前記掘削ビットの後端部の内側に突出した第2内側凸部と、
前記外筒部の内側に配置され、前記第1内側凸部及び前記第2内側凸部を前後から挟んで固定することにより該外筒部を前記掘削ビットに結合し、及び該固定を解除することにより該結合を解除する結合手段とを備えることを特徴とする掘削装置。 a drilling bit;
an outer cylindrical portion that transmits the applied pressing force and rotational force in the excavation direction to the excavation bit connected to the front end portion;
a connecting mechanism that connects the outer cylindrical portion and the drilling bit to each other;
The connecting mechanism is
a first inner convex portion protruding inward from the front end portion of the outer cylindrical portion;
a second inner protrusion protruding inward from the rear end of the drilling bit;
The outer cylinder is arranged inside the outer cylinder, and is fixed by sandwiching the first inner convex part and the second inner convex part from the front and rear to couple the outer cylinder part to the drilling bit and release the fixation. and coupling means for releasing said coupling by means of an excavator.
前記外筒部の前端部から前記掘削ビットの後端部にかけてその内側に環状に配列され、前方に向かって縮径する部分円錐状の内側面及び外側面を有する複数の挟持部材と、
前記外筒部の前端部及び前記掘削ビットの後端部の内側に配置され、前記複数の挟持部材を第1位置と第2位置との間で移動可能に支持する支持部材と、
前記複数の挟持部材の内側に上方から挿入されるときに、前記挟持部材を第1位置に移動させ、その後に上方に引き上げられるときに、前記挟持部材を前記第2位置に移動させるロック部材とを備え、
各挟持部材は、前記第1位置に位置するときに、前記第1内側凸部の後側及び前記第2内側凸部の前側に対してそれぞれ当接し、前記第2位置に位置するときに該当接が解除される第1外側凸部及び第2外側凸部を有し、
前記ロック部材は、前記部分円錐状の内側面と摺動して前記支持部材の第1位置への移動を行う第1摺動面、及び前記部分円錐状の外側面と摺動して前記支持部材の第2位置への移動を行う第2摺動面を備えることを特徴とする請求項6に記載の掘削装置。 The coupling means are
a plurality of clamping members annularly arranged on the inner side from the front end of the outer cylindrical portion to the rear end of the drilling bit and having a partially conical inner surface and an outer surface whose diameter decreases toward the front;
a support member disposed inside the front end portion of the outer cylindrical portion and the rear end portion of the drilling bit and supporting the plurality of holding members so as to be movable between a first position and a second position;
a locking member that moves the holding members to the first position when inserted inside the plurality of holding members from above, and moves the holding members to the second position when pulled upward thereafter; with
Each holding member abuts against the rear side of the first inner protrusion and the front side of the second inner protrusion when positioned at the first position, and corresponds when positioned at the second position. Having a first outer protrusion and a second outer protrusion that are released from contact,
The locking member has a first sliding surface that slides on the inner surface of the partial conical shape to move the support member to the first position, and an outer surface of the partial conical shape that slides on the supporting member. 7. Drilling rig according to claim 6, comprising a second sliding surface for movement of the member to the second position.
前記掘削工程の完了後に前記掘削装置の結合手段による該掘削装置の掘削ビットと外筒部との結合を解除する結合解除工程と、
前記結合解除工程の完了後、前記結合手段を回収する回収工程と、
前記回収工程の完了後、前記外筒部を前記掘削ビットを留置したまま抜き取る外筒抜取工程とを備えることを特徴とする掘削方法。 an excavating step of excavating the ground using the excavating apparatus according to any one of claims 1 to 7;
a coupling release step of releasing coupling between the drilling bit of the drilling rig and the outer cylindrical portion by the coupling means of the drilling rig after the completion of the drilling step;
a recovery step of recovering the coupling means after completion of the coupling release step;
An excavation method, further comprising: an outer cylinder extracting step of extracting the outer cylinder portion with the excavation bit retained after the completion of the recovering step.
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