特開 2022-134366 スイベルホース保持装置、ボーリングマシン、およびボーリング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022134366

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】スイベルホース保持装置、ボーリングマシン、およびボーリング方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 3/02 20060101AFI20220908BHJP

【ＦＩ】

E21B3/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021033446

(22)【出願日】2021-03-03

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和２年９月１４日に東京都渋谷区桜丘町１の渋谷桜丘口地区市街地再開発工事において使用 ［刊行物等］ 令和２年１０月２９日に東京都大田区大森南２丁目１９番地２の呑川防潮堤補強工事（その２３）において使用 ［刊行物等］ 令和２年１１月１８日に埼玉県志木市下宗岡３丁目地先の荒川宗岡副水路新設工事において使用

(71)【出願人】

【識別番号】390002233

【氏名又は名称】ケミカルグラウト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大橋 祐一

【テーマコード（参考）】

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D129AB26

2D129BA11

2D129BA14

2D129DA18

2D129EB34

2D129EB35

2D129EC23

(57)【要約】

【課題】スイベルホースの巻き込みを防止する。
【解決手段】スイベルホース保持装置１２０は、それぞれＣの字形状を有するフック部材１２１ｂ・１２２ｂを有し、内周部に接触するスイベルホース２１２をガイドする第１および第２のガイド部材１２１・１２２を備え、第１のガイド部材のフック部材１２１ｂは、平面視でスイベルジョイント２１１と第２のガイド部材のフック部材１２２ｂとを結ぶ線分よりも外方側に配置されるとともに、第１および第２のガイド部材のフック部材１２１ｂ・１２２ｂはＣの字形状の開放部を外方側または内方側に向けて設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボーリングマシンのスイベルジョイントに連結されたスイベルホースを保持するスイベルホース保持装置であって、
それぞれＣの字形状を有するフック部材を有し、上記フック部材の内周部に接触するスイベルホースをガイドする第１のガイド部材、および第２のガイド部材を備え、
上記第１のガイド部材のフック部材は、平面視において、上記スイベルジョイントと第２のガイド部材のフック部材とを結ぶ線分よりも、ボーリングマシン本体部の外方側に配置されるとともに、
上記第１のガイド部材のフック部材は、Ｃの字形状の開放部をボーリングマシン本体部の外方側に向けて設けられる一方、
上記第２のガイド部材のフック部材は、Ｃの字形状の開放部をボーリングマシン本体部の内方側に向けて設けられていることを特徴とするスイベルホース保持装置。

【請求項2】

請求項１のスイベルホース保持装置であって、
上記第１のガイド部材のフック部材は、第２のガイド部材のフック部材よりも下方に配置されていることを特徴とするスイベルホース保持装置。

【請求項3】

請求項１から請求項２のうち何れか１項のスイベルホース保持装置であって、
上記第１のガイド部材、および第２のガイド部材は、上端部側がボーリングマシン本体部に固定された鋼管または丸鋼から成る支持部材の下端部側に、上記フック部材が取り付けられて構成されていることを特徴とするスイベルホース保持装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のうち何れか１項のスイベルホース保持装置であって、
上記第１のガイド部材のフック部材は、スイベルジョイントの最下位置よりも下方に配置されていることを特徴とするスイベルホース保持装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のうち何れか１項のスイベルホース保持装置であって、
上記フック部材におけるＣの字形状の内空部の水平方向寸法は、スイベルホース径より大きく設定され、
上記第１のガイド部材のフック部材におけるＣの字形状の内空部の鉛直方向寸法の下端は、スイベルジョイントの最下部とボーリングマシンの下端の範囲内に収まるように設定されていることを特徴とするスイベルホース保持装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５のうち何れか１項のスイベルホース保持装置であって、
上記第１のガイド部材、および第２のガイド部材の高さ位置を調整可能に構成されていることを特徴とするスイベルホース保持装置。

【請求項7】

ボーリングマシン本体部と、ボーリングロッドのスイベルジョイントに連結されたスイベルホースを保持する請求項１のスイベルホース保持装置とを備えたボーリングマシンであって、
上記スイベルホース保持装置は、
それぞれＣの字形状を有するフック部材を有し、上記フック部材の内周部に接触するスイベルホースをガイドする第１のガイド部材、および第２のガイド部材を備え、
上記第１のガイド部材のフック部材は、平面視において、上記スイベルジョイントと第２のガイド部材のフック部材とを結ぶ線分よりも、ボーリングマシン本体部の外方側に配置されるとともに、
上記第１のガイド部材のフック部材は、Ｃの字形状の開放部をボーリングマシン本体部の外方側に向けて設けられる一方、
上記第２のガイド部材のフック部材は、Ｃの字形状の開放部をボーリングマシン本体部の内方側に向けて設けられていることを特徴とするボーリングマシン。

【請求項8】

ボーリングマシンを用いたボーリング方法であって、
上記ボーリングマシンは、
ボーリングマシン本体部と、
ボーリングロッドのスイベルジョイントに連結されたスイベルホースを保持するスイベルホース保持装置とを備えたものであり、
上記ボーリングロッドに、所定のストロークごとに下降または上昇を繰り返させて、上記ボーリングロッドの掘進または引き抜きを行うとともに、
上記スイベルホース保持装置に保持させるスイベルホースの部分を、ボーリングロッドがストロークの最下位置にあるときにスイベルホースのたるみ量がスイベルホースの供回りによってボーリングロッドに巻き込まれない量になる部分にずらすことを特徴とするボーリング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボーリングマシンのスイベルジョイントに連結されたスイベルホースを保持するスイベルホース保持装置、そのようなスイベルホース保持装置を備えたボーリングマシン、およびボーリング方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地中に孔を掘削するボーリングマシンでは、ボーリングロッドを回転させて地中を掘進させる際に、ボーリングロッドの上端部にスイベルホースを介して送水が行われる。上記スイベルホースは、回転するボーリングロッドに巻き込まれるのを防止するため、スイベルジョイントを介してボーリングロッドの上端部に連結される。

【0003】

また、ボーリングロッドの上端部から垂れ下がるスイベルホースがボーリングロッドに近づいて巻き込まれにくいようにする装置として、ボーリングマシンに取り付けた支柱の上部に設けたリングホルダーにホースを通して滑らせながら案内し、地表に向かって垂れ下がったホースが、回転しているボーリングロッドに近づくことを防ぐようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－２５５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記のように支柱の上部に設けたリングホルダーにホースを通して滑らせながら案内する構成では、ボーリングロッドと支柱との間の距離を長く設定したり、支柱の高さを高く設定したりする必要があり、スイベルホースの巻き込みを防止することは必ずしも容易にはできなかった。

【0006】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、スイベルホースの巻き込みを容易に防止できるようにすることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、
本発明は、
ボーリングマシンのスイベルジョイントに連結されたスイベルホースを保持するスイベルホース保持装置であって、
それぞれＣの字形状を有するフック部材を有し、上記フック部材の内周部に接触するスイベルホースをガイドする第１のガイド部材、および第２のガイド部材を備え、
上記第１のガイド部材のフック部材は、平面視において、上記スイベルジョイントと第２のガイド部材のフック部材とを結ぶ線分よりも、ボーリングマシン本体部の外方側に配置されるとともに、
上記第１のガイド部材のフック部材は、Ｃの字形状の開放部をボーリングマシン本体部の外方側に向けて設けられる一方、
上記第２のガイド部材のフック部材は、Ｃの字形状の開放部をボーリングマシン本体部の内方側に向けて設けられていることを特徴とする。

【0008】

これにより、スイベルホースに引張力が作用したときに、その引張力に応じた抵抗力が生じてスイベルホースの巻き込み方向の移動を抑制し、スイベルホースがボーリングロッドに接触して巻き込まれるのを抑制することが容易にできる。

【発明の効果】

【0009】

本発明では、スイベルホースの巻き込みを容易に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ボーリングマシン１００の概略構成を示す側面図である。

【図2】ボーリングマシン１００の概略構成を示す平面図である。

【図3】ボーリングマシン１００の概略構成を示す正面図である。

【図4】ボーリングマシン１００のフック部材１２１ｂの変形例を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0012】

ボーリングマシン１００は、図１～図３に示すように、ボーリングマシン本体部１１０の駆動伝達部１１４にチャックされたボーリングロッド２１０を回転させながら掘進させて地中への孔の掘削等を行うものである。より詳しくは、このボーリングマシン１００は、ベースフレーム１１１の上に、油圧ユニット１１２、および油圧モータ１１３が設けられ、これらの前面側に駆動伝達部１１４が設けられている。

【0013】

上記駆動伝達部１１４は、上記油圧モータ１１３の駆動によってボーリングロッド２１０を回転させるようになっている。駆動伝達部１１４は、また、図示しないガイドレール、および油圧シリンダによって、図１に符号Ｓで示すストロークだけ、上下方向に案内、駆動されて、ボーリングロッド２１０を１ストロークずつ上方または下方に移動させ得るようになっている。ボーリングロッド２１０の上端部には、スイベルジョイント２１１が取り付けられ、スイベルジョイント２１１に連結されたスイベルホース２１２から送水が行われつつ、ボーリングロッド２１０を回転させ得るようになっている。

【0014】

油圧モータ１１３の上方に設けられた水平方向の支持プレート１１５の側部には、第１および第２のガイド部材１２１・１２２を備え、スイベルホース２１２を保持するスイベルホース保持装置１２０が取り付けられている。上記第１および第２のガイド部材１２１・１２２は、それぞれ、上端側部が支持プレート１１５にクランプ等で固定された支持部材１２１ａ・１２２ａと、上記支持部材１２１ａ・１２２ａの下端部側に取り付けられたフック部材１２１ｂ・１２２ｂとから構成されている。上記支持部材１２１ａ・１２２ａは、例えば鋼管または丸鋼から成っている。上記フック部材１２１ｂ・１２２ｂは、例えばＣの字形状を有する丸鋼から成り、内周部に接触するスイベルホース２１２をガイドするようになっている。

【0015】

上記第１のガイド部材１２１のフック部材１２１ｂは、図２に示すように、ボーリングマシン本体部１１０の側方にオフセットされて設けられている。より具体的には、第１のガイド部材１２１のフック部材１２１ｂは、スイベルジョイント２１１と第２のガイド部材１２２のフック部材１２２ｂとを結ぶ線分よりも、ボーリングマシン本体部１１０の外方側に配置されている。また、第１のガイド部材１２１のフック部材１２１ｂは、Ｃの字形状の開放部をボーリングマシン本体部１１０の外方側に向けて設けられる一方、第２のガイド部材１２２のフック部材１２２ｂは、Ｃの字形状の開放部をボーリングマシン本体部１１０の内方側に向けて設けられている。

【0016】

上記フック部材１２１ｂ・１２２ｂにおけるＣの字形状の開放部の開口寸法Ａは、スイベルホース２１２（スイベルホース２１２を覆うホースカバーを含む場合あり）が円滑に挿入可能な寸法であれば良く、かつホースが飛び出さない、または飛び出しにくいことを考えれば、スイベルホース２１２の径の１．１倍以上２倍以下が望ましい。フック部材１２１ｂ・１２２ｂにおけるＣの字形状の内空部の水平方向寸法Ｂは、上記スイベルホース２１２（スイベルホース２１２を覆うホースカバーを含む場合あり）の径より大きく設定されている。上記ホースカバーを含む場合のホースカバーに覆われるスイベルホース２１２の本数は、１本の場合、または同径もしくは異径の２本以上の場合のいずれか一方である。また、第１のガイド部材１２１のフック部材１２１ｂは、第２のガイド部材１２２のフック部材１２２ｂよりも下方に配置されている。さらに、第１のガイド部材１２１のフック部材１２１ｂは、スイベルジョイント２１１の最下位置よりも下方に配置されている。フック部材１２１ｂのＣの字形状の内空部の鉛直方向寸法Ｃの下端はスイベルジョイント２１１の最下部とベースフレーム１１１（すなわちボーリングマシン１００）の下端の範囲内に収まるように設定されていればよく、例えば図４に示すようにベースフレーム１１１の下端付近に設定されてもよい。なお、上記のようなフック部材１２１ｂ・１２２ｂの高さ位置は、例えば支持部材１２１ａ・１２２ａのクランプ位置を可変にするなどして調整可能にされていてもよい。さらには支持部材に設けられたスライド機構により、フック部材をスライドさせて高さ調整可能にしてもよい。

【0017】

上記のように第１および第２のガイド部材１２１・１２２の配置やフック部材１２１ｂ・１２２ｂの形状や配置等が設定されることにより、スイベルジョイント２１１に連結されたスイベルホース２１２の先端部が供回りしようとする際に生じるテンションがスイベルホース２１２に作用したときに、摩擦力等による十分大きな抵抗力が生じ、スイベルホース２１２がボーリングロッド２１０に巻き込まれにくいようにすることができる。

【0018】

上記のようなボーリングマシン１００を用いて孔の掘削が行われる際には、まず、駆動伝達部１１４をストローク範囲の上端に位置させた状態でボーリングロッド２１０をチャックさせる。このとき、スイベルホース２１２は、図２に示すように、例えば平面視でＺ字を描くようにジグザグに、すなわちスイベルジョイント２１１に近い部分を第１のガイド部材１２１よりもボーリングマシン本体部１１０の外方側から、フック部材１２１ｂのＣの字形状の開放部から内部に入れて掛け渡す一方、スイベルジョイント２１１に相対的に遠い部分を第２のガイド部材１２２よりもボーリングマシン本体部１１０の内方側から、フック部材１２２ｂのＣの字形状の開放部から内部に入れて掛け渡し、保持させる。また、スイベルホース２１２におけるフック部材１２１ｂ・１２２ｂの内周部に接触する長手方向の位置は、駆動伝達部１１４がストローク範囲の下端に位置したとき、すなわちスイベルジョイント２１１とフック部材１２１ｂとの間のスイベルホース２１２のたるみ量（撓み）が最も大きくなったときでも、スイベルホース２１２が供回りによりボーリングロッド２１０に接触して巻き込まれるのが抑制されるように設定する。

【0019】

上記のようにスイベルホース２１２が保持された状態で、スイベルホース２１２を介して送水しながら、油圧モータ１１３の駆動力によってボーリングロッド２１０を回転させるとともに、駆動伝達部１１４およびボーリングロッド２１０を下降させることによって、掘削が行われる。ここで、ボーリングロッド２１０は連続的に下降させるのに限らず、所定量の上下動を繰り返しながら下降させるなどしてもよい。

【0020】

駆動伝達部１１４がストローク範囲の下端に達すると、ボーリングロッド２１０のチャックを解除して、ボーリングロッド２１０の高さ位置を保ったまま、駆動伝達部１１４だけをストローク範囲の上端まで上昇させて、再度ボーリングロッド２１０をチャックさせる。また、スイベルホース２１２は、駆動伝達部１１４のストロークＳに対応する長さだけ、スイベルジョイント２１１とフック部材１２１ｂとの間のスイベルホース２１２の長さが短くなるように、スイベルジョイント２１１と反対側の部分を引き込み、第１および第２のガイド部材１２１・１２２に保持される位置をずらす。これにより、再度上記と同様の掘削動作が繰り返されても、スイベルホース２１２の巻き込みを容易に防止することができる。しかも、上記のようにスイベルホース２１２がスイベルホース保持装置１２０に保持される部分の位置を上記のようにずらして設定する作業を迅速かつ容易にすることができる。

【0021】

上記のように、スイベルホース２１２の長手方向の少なくとも２箇所の位置で、互いに反対側の側面を第１および第２のガイド部材１２１・１２２に接触させて、スイベルホース２１２が、その先端部の供回りによってボーリングロッド２１０に巻き込まれようとすることによる引張力が作用したときに、上記引張力に応じてスイベルホース２１２が第１および第２のガイド部材１２１・１２２に押し付けられる力が増大し、これに応じた抵抗力も増大して、スイベルホース２１２の巻き込み方向の移動が抑制されるように、スイベルホース２１２がスイベルホース保持装置１２０に保持される。さらに、駆動伝達部１１４のストローク範囲において、スイベルホース２１２がボーリングロッド２１０に接触して巻き込まれるのが抑制されるように、スイベルホース２１２の保持位置が設定される。これにより、スイベルホース２１２が確実に保持されて、ボーリングロッド２１０に巻き込まれるのを抑制することが容易にできる。

【0022】

また、上記のような形状、配置の第１および第２のガイド部材１２１・１２２を備えたスイベルホース保持装置１２０が用いられることにより、スイベルホース２１２を保持させたり保持位置を設定、調整したりすることが容易にできるので、駆動伝達部１１４の１ストロークごとの上昇、下降を繰り返して掘削することも容易にできる。

【0023】

さらに、第１のガイド部材１２１のフック部材１２１ｂを、第２のガイド部材１２２のフック部材１２２ｂよりも下方に配置することで、スイベルホースに引張力が作用したときに第１および第２のガイド部材１２１・１２２に押し付けられる力がより増大し、スイベルホース２１２がスイベルホース保持装置１２０に保持される効果を高めることがより容易にできる。ただし、第１、第２のガイド部材１２１・１２２の上下方向の配置は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、第１のガイド部材１２１のフック部材１２１ｂが第２のガイド部材１２２のフック部材１２２ｂより上方に位置した場合、フック部材１２１ｂとフック部材１２２ｂとスイベルジョイント２１１とを結ぶスイベルホースの線形が直線に近くなると、第１および第２のガイド部材１２１・１２２に押し付けられる力が減少し、スイベルホース保持装置１２０の保持効果が低下し得るが、その場合でも、スイベルホース２１２の巻き込み方向の移動が抑制される程度に保持できればよい。

【0024】

（変形例）
さらに、スイベルホース２１２に生じたたるみを作業員が適宜解消や低減し得るようにしてもよい。すなわち、例えば、図１および図２に併せて記すように、スイベルホース２１２における、第２のガイド部材１２２よりもスイベルジョイント２１１から遠い位置Ｐ付近にロープ３１１の一端を結びつけ、ボーリングマシン本体部１１０に図示しない支持部材等を介して設けられた滑車または緊張器３１２を通して、スイベルホース保持装置１２０と反対側（例えば操作盤が設けられている側）に位置する作業員Ｑが通常の作業位置から移動することなくロープ３１１を容易に引けるようにしてもよい。これによって、ボーリングロッド２１０昇降の過程で、スイベルホース２１２に巻き込みの主要因となるたるみが生じた場合でも、そのたるみを解消や低減することが容易にでき、また、スイベルホース２１２の保持をより確実にすることが容易にできる。

【0025】

なお、上記の例では、孔の掘削が行われる例を説明したが、ボーリングロッド２１０を回転させながら引き抜く場合でも、同じようにしてスイベルホース２１２を保持させながら繰り出すことによって、同様にスイベルホース２１２の巻き込みを容易に抑制することができる。

【符号の説明】

【0026】

１００ ボーリングマシン
１１０ ボーリングマシン本体部
１１１ ベースフレーム
１１２ 油圧ユニット
１１３ 油圧モータ
１１４ 駆動伝達部
１１５ 支持プレート
１２０ スイベルホース保持装置
１２１ 第１のガイド部材
１２１ａ・１２２ａ 支持部材
１２１ｂ・１２２ｂ フック部材
１２２ 第２のガイド部材
２１０ ボーリングロッド
２１１ スイベルジョイント
２１２ スイベルホース
３１１ ロープ
３１２ 滑車または緊張器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】