特開 2022-189397 ロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具

(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】P2022189397

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】ロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具

(51)【国際特許分類】

   E21B 6/00 20060101AFI20221215BHJP

【ＦＩ】

E21B6/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021097952

(22)【出願日】2021-06-11

(71)【出願人】

【識別番号】521255299

【氏名又は名称】株式会社エス・ビー・シー

(74)【代理人】

【識別番号】100125645

【弁理士】

【氏名又は名称】是枝 洋介

(74)【代理人】

【識別番号】100145609

【弁理士】

【氏名又は名称】楠屋 宏行

(74)【代理人】

【識別番号】100149490

【弁理士】

【氏名又は名称】羽柴 拓司

(72)【発明者】

【氏名】木村 充宏

(72)【発明者】

【氏名】山下 吉彦

【テーマコード（参考）】

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D129AA08

2D129AB26

2D129BA26

2D129EB32

(57)【要約】

【課題】インナーチューブの回収時に、地質に含まれる水がドリルチューブを介して突発的に流れ込んできた場合であっても、ドリルチューブ内又はアウターチューブ内の所定位置で水の流れを抑制できるロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具の提供を課題とする。
【解決手段】段差部１１を外周に備えると共に、インナーチューブが進退自在に挿通される円筒状の本体１０と、インナーチューブが本体１０を通過して前方に進出することで押し開けられると共に、その状態を維持し、インナーチューブが本体１０を通過して後方に退出することで本体の開口を塞ぐための閉じる動作を開始する一対の開閉扉２１、２２とを備え、且つ一対の開閉扉２１、２２は、インナーチューブを介して開閉扉２１、２２が押し開かれることによって弾性変形して開閉扉２１、２２を閉じる方向に付勢する弾性部材２１ｂ、２２ｂを備えるロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具である。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤調査等に使用するロータリーパーカッションドリル装置のアウターチューブ内又はドリルチューブ内の所定位置に装着して使用する止水治具であって、前記アウターチューブの内面又は前記ドリルチューブの内面と結合する結合部を外周に備えると共に、インナーチューブが進退自在に挿通される円筒状の本体と、前記インナーチューブが前記本体を通過して前方に進出することで押し開けられると共に、その状態を維持し、前記インナーチューブが前記本体を通過して後方に退出することで本体の開口を塞ぐための閉じる動作を開始する一対の開閉扉とを備え、且つ前記一対の開閉扉は、前記インナーチューブを介して開閉扉が押し開けられることによって弾性変形して開閉扉を閉じる方向に付勢する弾性部材を備えることを特徴とするロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具。

【請求項2】

一対の開閉扉は金属材料で構成され、弾性部材は本体の径方向外側へ向かって凹んだ略Ｕ字形状の金属材料からなる薄板部材で構成され、前記本体の内面と前記開閉扉の内面とに、前記薄板部材の厚み以上の深さを備えると共に、全長が前記薄板部材の全長以上である連通する凹状溝を設け、前記凹状溝に前記薄板部材を溶接により固定してあることを特徴とする請求項１に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具。

【請求項3】

一対の開閉扉は金属材料で構成され、弾性部材は本体の径方向内側へ向かって凹んだ略Ｕ字形状の金属材料からなる薄板部材で構成され、前記開閉扉の外面に前記薄板部材の下端を溶接により固定してあることを特徴とする請求項１に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具。

【請求項4】

一対の開閉扉は、開いた状態において、本体の内面の湾曲面と一致する湾曲面を有する内面形状を備えるものであることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具。

【請求項5】

一対の開閉扉は、閉じた状態において、本体の上面と当接する円弧状の底面を備えるものであることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具。

【請求項6】

一対の開閉扉は、閉じた状態において、互いに面接触する当接面を備えるものであることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータリーパーカッションドリル装置のアウターチューブ内又はドリルチューブ内の所定位置に装着して使用する止水治具に関する。

【背景技術】

【0002】

山地部等の岩盤にトンネルを造る場合、掘削予定地の地質について、土の中の状態、地盤の強さ、固さ、重さ、地下水の状態等の各種調査を予め行い、安全性を確認することが行われている。このような調査方法の一つとして、特に水平方向の地質調査を行う場合には、近年、ロータリーパーカッションドリル装置を用いた調査方法が用いられてきている。
このような従来のロータリーパーカッションドリル装置を示すものとして、例えば下記特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－２３２２３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に示すようなロータリーパーカッションドリル装置を用いた地質調査においては、下記の流れで試料の採取と回収を行うものが一般的である。まず、図５（ａ）に示すように、地質７の試料を収納するスプリットチューブ（図示しない）を内蔵するアセンブリであると共に、回収器具との連結部６ａを備えたコアバレルヘッドアセンブリ６と接続された状態にあるインナーチューブ５を水圧にてロータリーパーカーションドリル装置２のアウターチューブ３に接続してあるドリルチューブ４の先端まで送り込み、ドリルチューブ４内にインナーチューブ５及びコアバレルヘッドアセンブリ６を固定させた状態で掘削刃４ａを介して試料の採取を行う。そして、試料の採取後、図５（ｂ）に示すように、インナーチューブ５を回収するための回収器具であるオーバーショットアセンブリ８にワイヤー９を接続させた後、水圧にてドリルチューブ４内に固定されているインナーチューブ５及びコアバレルヘッドアセンブリ６の後端までオーバーショットアセンブリ８を送り込み、コアバレルヘッドアセンブリ６に自動接続させた後、ウインチ（図示しない）を用いてワイヤー９を巻き取ることでインナーチューブ５を回収する。そして、新たなインナーチューブ５をドリルチューブ４内の先端まで水圧にて送り込み、以後は上記と同様の流れで試料の採取、回収を繰り返し行う。
しかしながら、上記のような流れで行うロータリーパーカッションドリル装置を用いた地質調査においては、インナーチューブ５の回収時に、地層７に含まれる水がドリルチューブ４を介して突発的に流れ込む場合があり、このような突発的な流水が生じると、インナーチューブ５が飛び出てくることで作業者が負傷したり、流水により新たなインナーチューブ５が挿入できなくなったりすることで、地質調査を中断せざるをえなくなるという問題があった。

【0005】

そこで、本発明は上記従来技術の問題を解消し、インナーチューブの回収時に、地層に含まれる水がドリルチューブを介して突発的に流れ込んできた場合であっても、ドリルチューブ内又はアウターチューブ内の所定位置で水の流れを抑制でき、これによってインナーチューブが飛び出てくることや、新たなインナーチューブが挿入できなくなることを確実に防止できるロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具の提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具は、地盤調査等に使用するロータリーパーカッションドリル装置のアウターチューブ内又はドリルチューブ内の所定位置に装着して使用する止水用治具であって、前記アウターチューブの内面又は前記ドリルチューブの内面と結合する結合部を外周に備えると共に、インナーチューブが進退自在に挿通される円筒状の本体と、前記インナーチューブが前記本体を通過して前方に進出することで押し開けられると共に、その状態を維持し、前記インナーチューブが前記本体を通過して後方に退出することで本体の開口を塞ぐための閉じる動作を開始する一対の開閉扉とを備え、且つ前記一対の開閉扉は、前記インナーチューブを介して開閉扉が押し開けられることによって弾性変形して開閉扉を閉じる方向に付勢する弾性部材を備えることを第１の特徴としている。
また、本発明のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具は、上記第１の特徴に加えて、一対の開閉扉は金属材料で構成され、弾性部材は本体の径方向外側へ向かって凹んだ略Ｕ字形状の金属材料からなる薄板部材で構成され、前記本体の内面と前記開閉扉の内面とに、前記薄板部材の厚み以上の深さを備えると共に、全長が前記薄板部材の全長以上である連通する凹状溝を設け、前記凹状溝に前記薄板部材を溶接により固定してあることを第２の特徴としている。
また、本発明のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具は、上記第１の特徴に加えて、一対の開閉扉は金属材料で構成され、弾性部材は本体の径方向内側へ向かって凹んだ略Ｕ字形状の金属材料からなる薄板部材で構成され、前記開閉扉の外面に前記薄板部材の下端を溶接により固定してあることを第３の特徴としている。
また、本発明のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具は、上記第１～第３の何れか１つの特徴に加えて、一対の開閉扉は、開いた状態において、本体の内面の湾曲面と一致する湾曲面を有する内面形状を備えるものであることを第４の特徴としている。
また、本発明のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具は、上記第１～第４の何れか１つの特徴に加えて、一対の開閉扉は、閉じた状態において、本体の上面と当接する円弧状の底面を備えるものであることを第５の特徴としている。
また、本発明のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具は、上記第１～第５の何れか１つの特徴に加えて、一対の開閉扉は、閉じた状態において、互いに面接触する当接面を備えるものであることを第６の特徴としている。

【発明の効果】

【0007】

請求項１に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具によれば、アウターチューブの内面又はドリルチューブの内面と結合する結合部を外周に備えると共に、インナーチューブが進退自在に挿通される円筒状の本体と、前記インナーチューブが前記本体を通過して前方に進出することで押し開けられると共に、その状態を維持し、前記インナーチューブが前記本体を通過して後方に退出することで本体の開口を塞ぐための閉じる動作を開始する一対の開閉扉とを備え、且つ前記一対の開閉扉は、前記インナーチューブを介して開閉扉が押し開けられることによって弾性変形して開閉扉を閉じる方向に付勢する弾性部材を備える構成であることで、インナーチューブが本体を通過して後方に退出するだけで、弾性部材の付勢力によって一対の開閉扉が自動的に閉じる動作を開始する止水治具とすることができる。従って、インナーチューブの回収時にドリルチューブを介して突発的に水が流れ込んできた場合であっても、水の力を利用して或いは弾性部材の付勢力のみによって、一対の開閉扉を閉じることができ、ドリルチューブ又はアウターチューブの所定の位置にて水の流れを抑制し、ロータリーパーカッションドリル装置側に水が入ってくることを格段に抑制することができる。よって、インナーチューブが飛び出てくることで作業者が負傷したり、流水により新たなインナーチューブが挿入できなくなったりすることを確実に防止でき、地質調査の作業効率を効果的に向上させることができる。

【0008】

また、請求項２に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具によれば、上記請求項１に記載の構成による作用効果に加えて、弾性部材を取り付けた状態において、本体の内面及び開閉扉の内面に出っ張りが生じることを確実に防止することができる。従って、本体内でインナーチューブをスムーズに移動させることができる。また、インナーチューブの移動に伴って弾性部材が脱落することを防止でき、耐久性に優れた止水治具とすることができる。

【0009】

また、請求項３に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具によれば、上記請求項１に記載の構成による作用効果に加えて、開閉扉の外面に弾性部材を固定する構成であっても、アウターチューブ又はドリルチューブに容易に装着可能であると共に、開閉扉が開いた状態においては開閉扉を閉じる方向に付勢する付勢力を効果的に発生させることが可能な弾性部材とすることができる。

【0010】

また、請求項４に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具によれば、上記請求項１～３の何れか１つに記載の構成による作用効果に加えて、一対の開閉扉は、開いた状態において、本体の内面の湾曲面と一致する湾曲面を有する内面形状を備えるものであることから、インナーチューブの進出移動時及び退出移動時に止水治具とアウターチューブ又はドリルチューブとが干渉することを防止でき、インナーチューブをスムーズに移動可能な止水治具とすることができる。

【0011】

また、請求項５に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具によれば、上記請求項１～４の何れか１つに記載の構成による作用効果に加えて、一対の開閉扉は、閉じた状態において、本体の上面と当接する円弧状の底面を備えるものであることから、一対の開閉扉を閉じた状態において一段と確実に本体の開口を塞ぐことができる。

【0012】

また、請求項６に記載のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具によれば、上記請求項１～５の何れか１つに記載の構成による作用効果に加えて、一対の開閉扉は、閉じた状態において、互いに面接触する当接面を備えるものであることから、一対の開閉扉を閉じた状態において一段と確実に水の流れを抑制可能な止水治具とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具を示す図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解した状態を示す斜視図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具を示す図で、（ａ）はドリルチューブ内の所定位置に止水治具が装着されると共に、インナーチューブが挿通される前の状態を模式的に示す平面図、（ｂ）は（ａ）の状態において止水治具を前方から見た状態を示す図、（ｃ）は（ａ）の状態において止水治具を後方から見た状態を示す図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具を示す図で、（ａ）はドリルチューブ内の所定位置に止水治具が装着されると共に、インナーチューブが挿通された後の状態を模式的に示す平面図、（ｂ）は（ａ）の状態における要部を模式的に示す斜視図。

【図4】本発明の第１の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具を示す図で、（ａ）は図３の状態において止水治具を前方から見た状態を示す図、（ｂ）は図３の状態において止水治具を後方から見た状態を示す図、（ｃ）はドリルチューブ内の所定位置に止水治具が装着されると共に、インナーチューブが回収される状態を模式的に示す平面図である。

【図5】従来のロータリーパーカッションドリル装置を用いて地質調査を行う状態を模式的に示す図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具を示す図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解図した状態を示す斜視図である。

【図7】本発明の第２の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具を示す図で、（ａ）はドリルチューブ内の所定位置に止水治具が装着されると共に、インナーチューブが挿通される前の状態を模式的に示す平面図、（ｂ）は（ａ）の状態において止水治具を前方から見た状態を示す図、（ｃ）は（ａ）の状態において止水治具を後方から見た状態を示す図である。

【図8】本発明の第２の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具を示す図で、（ａ）はドリルチューブ内の所定位置に止水治具が装着されると共に、インナーチューブが挿通された後の状態を模式的に示す平面図、（ｂ）は（ａ）の状態における要部を模式的に示す斜視図。

【図9】本発明の第２の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具を示す図で、（ａ）は図８の状態において止水治具を前方から見た状態を示す図、（ｂ）は図８の状態において止水治具を後方から見た状態を示す図、（ｃ）はドリルチューブ内の所定位置に止水治具が装着されると共に、インナーチューブが回収される状態を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下の図面を参照して、本発明の実施形態に係る止水治具を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。なお、図２（ａ）、図３（ａ）、図４（ｃ）、図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ｃ）においては、説明の便宜上、アウターチューブ３及びドリルチューブ４のみ断面を図示するものとする。

【0015】

まず図１～図５を参照して、本発明の第１の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具１を説明する。

【0016】

図１～図５を参照して、本発明の実施形態に係る止水治具１は、ロータリーパーカッションドリル装置２のアウターチューブ３内又はドリルチューブ４内の所定位置に装着して使用するものである。なお、ここで「所定位置」とは、図２（ａ）に示す掘削刃４ａから５０ｃｍ程度の位置を意味するものである。
また、本実施形態においては、ドリルチューブ４内に止水治具１を装着する場合の例として以下の説明を行う。なお、ロータリーパーカッションドリル装置を使用する業界においては、先端に掘削刃を備えるチューブのことをドリルチューブとは呼ばず、アウターチューブと呼ぶ場合もあるが、本実施形態においては、先端に掘削刃を備えるチューブをドリルチューブと呼ぶものとする。従って、先端に掘削刃を備えるチューブをアウターチューブと呼ぶ場合においては、アウターチューブ３内に止水治具１を装着して用いる構成としてもよい。

【0017】

この止水治具１は図１に示すように、本体１０と、開閉扉２０とで構成される。

【0018】

前記本体１０は、止水治具１の基台を構成すると共に、インナーチューブ５の挿通路を構成するものである。本実施形態においては、円筒状の金属部材で本体１０を形成してある。
また図１に示すように、本体１０には、その外周の全周に渡ってドリルチューブ４との結合部となる段差部１１を設けてある。図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、本実施形態においては、この段差部１１がドリルチューブ４の内面に設けた凸状の段差部たる結合部４ｂと当接することで本体１０の前方への移動が阻止されると共に、本体１０の下面１０ｂがアウターチューブ３の先端である結合部３ａと当接することで本体１０の後方への移動が阻止されることによって、ドリルチューブ４内に止水治具１が固定された状態で装着されることとなる。
なお、本体１０を形成する金属としては、例えばステンレス鋼を用いることができるが、これに限るものではなく、他の如何なる金属材料を用いる構成としてもよい。また、必ずしも金属に限るものではなく、他の素材を用いる構成としてもよい。但し、ドリルチューブ４内に装着可能であると共に、インナーチューブ５を進退自在に挿通させることが可能であることを満たすためには、本体１０の外径はドリルチューブ４の内径よりも小さく、本体１０の内径がインナーチューブ５の外径よりも大きいことが必要である。ここで、本第１の実施形態の構成に代えて、止水治具１をアウターチューブ５に装着する場合においては、本体１０の外径はアウターチューブ３の内径よりも小さく、本体１０の内径がインナーチューブ５の外径よりも大きいことが必要である。
また、段差部１１は、例えば型を用いて形成することができるが、これに限るものではなく、如何なる方法を用いて形成してもよい。
また、本体１０をドリルチューブ４の所定位置に固定可能とする構成及び方法は本実施形態のものに限るものではなく、一定の強度をもってドリルチューブ４の所定位置に本体１０を固定できる構成及び方法であれば、他の如何なる構成及び方法としてもよい。

【0019】

前記開閉扉２０は、インナーチューブ５が本体１０を通過して前方に進出することで押し開けられると共に、その状態を維持し、インナーチューブ５が本体１０を通過して後方に退出することで本体１０の開口を塞ぐための閉じる動作を開始し、完全に閉じて本体１０の開口を塞ぐ前の半閉じ状態を維持し、突発的な流水の力を利用して扉が完全に閉じられることによって本体１０の開口を塞いで止水するための止水部となるものである。つまり、「半閉じ状態」とは、突発的な流水が開閉扉２０の外面に当たることで確実に扉が閉じられて本体１０の開口を塞ぐことが可能となる程度に開閉扉２０が閉じている状態を意味するものである。また、ここで「前方、後方」とは、掘削刃４ａ側を前方、ロータリーパーカッションドリル装置２側を後方とするものである。
本実施形態においては、一対の金属部材からなる開閉扉２１、開閉扉２２で開閉扉２０を形成する構成としてある。具体的には図１に示すように、所定の厚みを有する円弧状の一対の金属部材をそれぞれ内向きに湾曲させた形状をなし、開閉扉２０が完全に閉じた状態で各円弧部分に設ける平坦な当接面２１ｂ、当接面２２ｂの全面が互いに面接触して当接する構造としてある。勿論、開閉扉２０が完全に閉じた状態において、一対の開閉扉２１、開閉扉２２が当接する構造は上記の構造に限るものではなく、他の如何なる構造を用いてもよい。例えば、当接面２１ｂ、当接面２２ｂの一部分が当接するような構成としてもよいし、各円弧部分の当接面２１ｂ、当接面２２ｂに止水用のパッキン等を別途装着するような構成として、一対の開閉扉２１、開閉扉２２の間に隙間が生じることなく水密に当接するような構成としてもよい。

【0020】

また、本実施形態においては図１～図３に示すように、開閉扉２１と開閉扉２２とのそれぞれに、インナーチューブ５を介して開閉扉２１、開閉扉２２が押し開けられることによって弾性変形して開閉扉２１、開閉扉２２を閉じる方向に付勢する弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａを備える構成としてある。
また本実施形態においては、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａとして、図１（ｂ）に示すように、本体１０の径方向外側へ向かって凹んだ略Ｕ字形状の金属材料からなる薄板部材（いわゆる板ばね部材）を用いる構成としてある。なお、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａの湾曲部分の曲率半径や、長さ、厚み、幅、先端部分の形状等は本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。
そして本実施形態においては、図２（ｃ）、図３（ｂ）に示すように、本体１０の内面１０ｃと、開閉扉２１の内面２１ｃ、開閉扉２２の内面２２ｃとの対向する位置に、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａの厚み以上の深さを備えると共に、全長が弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａの全長以上である連通する凹状溝１０ｄ、凹状溝２１ｅ、凹状溝２２ｅを設け、これらの凹状溝内で弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａを溶接により固定する構成としてある。つまり、本実施形態においては、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａは、弾性力を発生させる部材であると共に、本体１０と開閉扉２１、開閉扉２２とを連結させる連結具としても機能するものである。

【0021】

更に、本実施形態においては一対の開閉扉２１、開閉扉２２の構成として、図１（ａ）、図２（ｂ）に示すように、開閉扉２１、開閉扉２２を閉じた状態において本体１０の上面１０ａと当接する円弧状の底面２１ｄ、底面２２ｄを備える構成としてある。加えて、図４（ａ）に示すように、開閉扉２１、開閉扉２２を開いた状態において、本体１０の内面１０ｃの湾曲面と一致する湾曲面を有する内面形状を備える構成としてある。
なお、開閉扉２１、開閉扉２２、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａを形成する金属としては、例えばステンレス鋼を用いることができるが、これに限るものではなく、他の如何なる金属を用いる構成としてもよい。また、必ずしも金属に限るものではなく、他の如何なる部材を用いる構成としてもよい。

【0022】

次に、図２～図４を参照して、このような構成からなる止水治具１の使用時における動作を説明する。
まず図２を参照して、止水治具１は予めドリルチューブ４内の所定位置（掘削刃４ａから５０ｃｍ程度の位置）に固定された状態で装着される。
この状態においては、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、開閉扉２１及び開閉扉２２は半閉じ状態に閉じている。

【0023】

その後、図３を参照して、インナーチューブ５が内面３ｂ、本体１０を通過して前方に進出することで、インナーチューブ５が開閉扉２１の内面２１ｃ及び開閉扉２２の内面２２ｃと接触して前方へ押し込んでいくことで、図３（ａ）に白抜き矢印で示すように開閉扉２１、開閉扉２２が押し開けられて、その状態が維持される。この状態においては、図４（ａ）に示すように、開閉扉２１の内面２１ｃの湾曲面と、開閉扉２２の内面２２ｃの湾曲面とは、本体１０の内面１０ｃの湾曲面と一致する状態となっている。
またこの際、開閉扉２１、開閉扉２２がドリルチューブ４の内面４ｃと当接し、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａが延ばされて弾性変形することで、図３（ａ）に黒塗り矢印で示すように、開閉扉２１、開閉扉２２を閉じる方向に付勢する付勢力が弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａに発生し、その状態がインナーチューブ５によって維持される。

【0024】

そして図４（ｃ）を参照して、目的とする試料を採取した後、オーバーショットアセンブリ（図示しない）を介してインナーチューブ５が本体１０を通過して後方に退出すると、弾性部材２１ａ及び弾性部材２２ａの付勢力によって開閉扉２１、開閉扉２２が自動的に閉じる動作を開始し、完全に閉じて本体１０の開口を塞ぐ前の半閉じ状態を維持する。そして、図４（ｃ）に黒塗り矢印で示すように、ドリルチューブ４を介して突発的に水が流れ込んできた場合においては、水の力によって一対の開閉扉２１、開閉扉２２が完全に閉じられて平坦な当接面２１ｂと当接面２２ｂとが互いに面接触して当接する。これにより、一対の開閉扉２１、開閉扉２２によって本体１０の開口が塞がれることで、ドリルチューブ４を介して突発的に水が流れ込んできた場合であっても、止水治具１によってドリルチューブ４の所定位置にて効果的に水の流れを抑制することができ、ロータリーパーカッションドリル装置２側に水が入ってくることを格段に抑制することができる。

【0025】

以上の構成からなる本発明の第１の実施形態に係る止水治具１は以下の効果を奏する。

【0026】

ドリルチューブ４の内面４ｃと結合する結合部たる段差部１１を外周の全周に備えると共に、インナーチューブ５が進退自在に挿通される円筒状の本体１０と、インナーチューブ５が本体１０を通過して前方に進出することで押し開けられると共に、その状態を維持し、前記インナーチューブ５が本体１０を通過して後方に退出することで本体１０の開口を塞ぐための動作を開始し、完全に閉じて本体１０の開口を塞ぐ前の半閉じ状態を維持する一対の開閉扉とを備える構成であることで、ドリルチューブ４の先端から突発的に水が流れ込んできた場合であっても、水の力を利用して一対の開閉扉２１、開閉扉２２を完全に閉じることができ、これによって本体１０の開口を閉じることができる。よって、ドリルチューブ４の所定の位置にて水の流れを抑制し、ロータリーパーカッションドリル装置２側に水が入ってくることを格段に抑制することができる。従って、インナーチューブ５が飛び出てくることで作業者が負傷したり、流水により新たなインナーチューブ５が挿入できなくなったりすることで、地質調査を中断せざるをえなくなるという事態を確実に防ぐことが可能となる。従って、地質調査時の安全性と、作業効率を大幅に向上させることができる。

【0027】

また、一対の開閉扉２１、開閉扉２２は、各内面に、インナーチューブ５を介して開閉扉２１、開閉扉２２が開かれた状態において弾性変形することで開閉扉２１、開閉扉２２を閉じる方向に付勢する弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａを備える構成であることから、インナーチューブ５が本体１０を通過して後方に退出するだけで、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａの付勢力によって一対の開閉扉２１、開閉扉２２に対して自動的に閉じる動作を開始させ、完全に閉じて本体１０の開口を塞ぐ前の半閉じ状態を維持することが可能な止水治具１とすることができる。

【0028】

また、一対の開閉扉２１、開閉扉２２は、開いた状態において、本体１０の内面１０ｃの湾曲面と一致する湾曲面を有する内面形状を備えるものであることから、インナーチューブ５の進出移動時及び退出移動時にインナーチューブ５をスムーズに移動可能な止水治具１とすることができる。

【0029】

また、一対の開閉扉２１、開閉扉２２は、閉じた状態において、本体１０の上面１０ａと当接する円弧状の底面２１ｄ、底面２２ｄを備えるものであることから、一対の開閉扉２１、開閉扉２２を閉じた状態において一段と確実に本体１０の開口を塞ぐことができる。更に、一対の開閉扉２１、開閉扉２２は、閉じた状態において、互いに面接触する平坦な当接面２１ｂ、当接面２２ｂを備えるものであることから、一対の開閉扉を閉じた状態において突発的な水の流れを一段と効果的に抑止可能な止水治具１とすることができる。以上より、一段と止水性に優れた止水治具１とすることができる。

【0030】

また、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａとして、本体１０の径方向外側へ向かって凹んだ略Ｕ字形状の金属材料からなる薄板部材（いわゆる板ばね部材）を用いる構成とし、本体１０の内面１０ｃと、開閉扉２１の内面２１ｃ、開閉扉２２の内面２２ｃとに、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａの厚み以上の深さを備えると共に、全長が弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａの全長以上である連通する凹状溝１０ｄ、凹状溝２１ｅ、凹状溝２２ｅを設け、これらの凹状溝内で弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａを溶接により固定する構成とすることで、インナーチューブ５を介して開閉扉２１、開閉扉２２が押し開けられた状態において開閉扉２１、開閉扉２２を閉じる方向に付勢する弾性力を効果的に発生させることができると共に、本体１０と開閉扉２１、開閉扉２２とを連結させる連結具として弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａを利用することができる。よって、部品点数を抑えることが可能な止水治具１とすることができる。
更に、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａを本体１０、開閉扉２１、開閉扉２２に取り付けた状態において、本体１０の内面１０ｃ、開閉扉２１の内面２１ｃ、開閉扉２２の内面２２ｃに出っ張りが生じることを確実に防止することができる。これによって、本体１０内でインナーチューブ５をスムーズに移動させることができると共に、インナーチューブ５の移動に伴って弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａが脱落することを防止でき、耐久性に優れた止水治具１とすることができる。

【0031】

次に、図６～図９を参照して、本発明の第２の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具１００を説明する。なお、第２の実施形態に係る止水治具１００は、既述した止水治具１に対して、弾性部材の構成と、本体と開閉扉とを連結させる構成のみを異なる構成としたものである。よって、既述した止水治具１と同一部材、同一機能を果たすものには同一番号、同一符号を付し、以下においては止水治具１と異なる構成、効果を中心に説明することとする。

【0032】

本第２の実施形態においては、図６～図９に示すように、本体１０の上面１０ａに、開閉扉２０を開閉自在に固定するためのヒンジ機構を構成するための管部１２を本体１０の径方向の対称位置に１対設けてある。
なお、管部１２は、例えば型を用いて形成することができるが、これに限るものではなく、如何なる方法を用いて形成してもよい。
また、所定の厚みを有する円弧状の一対の金属部材をそれぞれ内向きに湾曲させた形状をなす開閉扉２１、開閉扉２２において、各円弧の中心部分に管部２１ｆ、２２ｆを設けてある。そして、本体１０に設ける一対の管部１２の内側に管部２１ｆ、２２ｆを配置した状態でピン３０を用いてかしめることで、ヒンジ機構が形成されて開閉扉２１、開閉扉２２が開閉自在となる構成としてある。

【0033】

また、本実施形態においては図６～図８に示すように、開閉扉２１及び開閉扉２２の各外面に、インナーチューブ５を介して開閉扉２１、開閉扉２２が開かれた状態においてドリルチューブ４の内面４ｃと接して弾性変形することで開閉扉を閉じる方向に付勢する弾性部材２１ｇ、２２ｇを備える構成としてある。
また本実施形態においては、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇとして、開閉扉２１、開閉扉２２が閉じた状態において、本体１０の外径内に収まると共に、本体１０の径方向内側へ向かって凹んだ略Ｕ字形状の金属材料からなる薄板部材を用いる構成としてある。なお、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇの湾曲部分の曲率半径や、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇの長さ、厚み、幅、先端部分の形状等は本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。但し、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇの長さは、ドリルチューブ４の先端から突発的に水が流れ込んできた場合に、水の力を利用して一対の開閉扉２１、開閉扉２２を確実に閉じることを可能とする為には、一対の開閉扉２１、開閉扉２２の半閉じ状態において、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇの先端がドリルチューブ４の内面４ｃと当接する若しくは内面４ｃの近傍に位置する長さであることが望ましい。
更に、本実施形態においては、開閉扉２１、開閉扉２２のそれぞれの外面に、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇの下端を溶接により固定する構成としてある。なお、開閉扉２１、開閉扉２２の外面に弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇを固定する方法はこのような方法に限るものではなく、一定の強度をもって固定できる方法であれば適宜変更可能である。

【0034】

次に、図７～図９を参照して、このような構成からなる止水治具１００の使用時における動作を説明する。
まず図７を参照して、止水治具１００は予めドリルチューブ４内の所定位置（掘削刃４ａから５０ｃｍ程度の位置）に固定された状態で装着される。
この状態においては、図７（ｂ）、図７（ｃ）に示すように、開閉扉２１及び開閉扉２２は半閉じ状態に閉じている。また、一対の弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇは本体１０の外径内に収まった状態となっていると共に、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇの先端がドリルチューブ４の内面４ｃと当接した状態となっている。

【0035】

その後、図８を参照して、インナーチューブ５が本体１０を通過して前方に進出することで、インナーチューブ５が開閉扉２１の内面２１ｃ及び開閉扉２２の内面２２ｃと接触して前方へ押し込んでいくことで、図８（ａ）に白抜き矢印で示すように開閉扉２１、開閉扉２２が押し開けられる。この状態においては、図９（ａ）に示すように、開閉扉２１の内面２１ｄの湾曲面と、開閉扉２２の内面２２ｄの湾曲面とは、本体１０の内面１０ｃの湾曲面と一致する状態となっている。
またこの際、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇがドリルチューブ４の内面４ｃと当接して凹みを形成する湾曲部分が延ばされて弾性変形することで、図８（ａ）に黒塗り矢印で示すように、開閉扉２１、開閉扉２２を閉じる方向に付勢する付勢力が弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇに発生し、その状態がインナーチューブ５によって維持される。

【0036】

そして図９（ｃ）を参照して、目的とする試料を採取した後、オーバーショットアセンブリ（図示しない）を介してインナーチューブ５が本体１０を通過して後方に退出すると、弾性部材２１ｇ及び弾性部材２２ｇの付勢力によって開閉扉２１、開閉扉２２が自動的に閉じる動作を開始し、完全に閉じて本体１０の開口を塞ぐ前の半閉じ状態を維持する。そして、図９（ｃ）に黒塗り矢印で示すように、ドリルチューブ４を介して突発的に水が流れ込んできた場合においては、水の力によって一対の開閉扉２１、開閉扉２２が完全に閉じられて平坦な当接面２１ｂと当接面２２ｂとが互いに面接触して当接する。これにより、一対の開閉扉２１、開閉扉２２によって本体１０の開口が塞がれることで、ドリルチューブ４を介して突発的に水が流れ込んできた場合であっても、止水治具１によってドリルチューブ４の所定位置にて水の流れを抑制することができ、ロータリーパーカッションドリル装置２側に水が入ってくることを格段に抑制することができる。

【0037】

以上の構成からなる本発明の第２の実施形態に係る止水治具１は以下の効果を奏する。

【0038】

一対の開閉扉２１、開閉扉２２は、各外面に、インナーチューブ５を介して開閉扉２１、開閉扉２２が開かれた状態においてドリルチューブ４の内面４ｃと接して弾性変形することで開閉扉２１、開閉扉２２を閉じる方向に付勢する弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇを備える構成であることから、インナーチューブ５が本体１０を通過して後方に退出するだけで、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇの付勢力によって一対の開閉扉２１、開閉扉２２を自動的に半閉じ状態に閉じることが可能な止水治具１００とすることができる。

【0039】

また、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇとして、開閉扉２１、開閉扉２２が閉じた状態において、本体１０の外径内に収まると共に、本体１０の径方向内側へ向かって凹んだ略Ｕ字形状の金属材料からなる薄板部材を用いる構成とすることで、開閉扉２１、開閉扉２２の外面に弾性部材を固定する構成であっても、ドリルチューブ４に容易に装着可能であると共に、開いた状態においては開閉扉２１、開閉扉２２を閉じる方向に付勢する付勢力を効果的に発生させることができる弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇとすることができる。

【0040】

なお、既述した本発明の第１の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具１及び第２の実施形態に係るロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具１００においては、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａ、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇが備える付勢力として、インナーチューブ５が本体１０を通過して後方に退出することで、開閉扉２１、開閉扉２２が完全に閉じて本体１０の開口を塞ぐ前の半閉じ状態に復帰可能な付勢力とする構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、インナーチューブ５が本体１０を通過して後方に退出することで、開閉扉２１、開閉扉２２が完全に閉じるだけの付勢力を備える弾性部材を用いる構成としてもよい。このような構成とすることで、一段と確実に止水が可能な止水治具とすることができる。

【0041】

また、本体１０の大きさや、段差部１１の形成位置や幅、管部１２の形状、大きさ、数なども本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。

【0042】

また、弾性部材２１ａ、弾性部材２２ａ、弾性部材２１ｇ、弾性部材２２ｇの形状、大きさ、厚み、数等も本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。例えば、弾性部材としてスプリングばねを用いる構成としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明のロータリーパーカッションドリル装置用の止水治具は、インナーチューブの回収時に、地層に含まれる水がドリルチューブを介して突発的に流れ込んできた場合であっても、ドリルチューブ内又はアウターチューブ内の所定位置にて止水できることから、ロータリーパーカッションドリル装置を用いて地質調査を行うことに関連する産業分野において有用であり、産業上の利用可能性が大きい。

【符号の説明】

【0044】

１ 止水治具
２ ロータリーパーカッションドリル装置
３ アウターチューブ
３ａ 結合部
３ｂ 内面
４ ドリルチューブ
４ａ 掘削刃
４ｂ 結合部
４ｃ 内面
５ インナーチューブ
６ コアバレルヘッドアセンブリ
６ａ 連結部
７ 地層
８ オーバーショットアセンブリ
９ ワイヤー
１０ 本体
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１０ｃ 内面
１０ｄ 凹状溝
１１ 段差部
１２ 管部
２０ 開閉扉
２１ 開閉扉
２１ａ 弾性部材
２１ｂ 当接面
２１ｃ 内面
２１ｄ 底面
２１ｅ 凹状溝
２１ｆ 管部
２１ｇ 弾性部材
２２ 開閉扉
２２ａ 弾性部材
２２ｂ 当接面
２２ｃ 内面
２２ｄ 底面
２２ｅ 凹状溝
２２ｆ 管部
２２ｇ 弾性部材
３０ ピン
１００ 止水治具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】