ボーリング方法及びボーリング装置
【課題】できるだけコアチューブに対してその軸線方向から推進力を加えることができるようにして、コアの採取状態を良好にすること。
【解決手段】コアチューブ２の先端に付いたビット２ａに対して回転力と下方への推進力を伝達することによってコアチューブ２内に地質調査用のコアを採取するホーリング方法において、コアチューブ２に連結するロッド２ｂをその軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持した上で、ロッド２ｂの側面からロッド２ｂに対して回転力を与えると共に、下方への推進力となる荷重をロッド２ｂに対してその軸線方向に与えることを特徴とするボーリング方法。
【解決手段】コアチューブ２の先端に付いたビット２ａに対して回転力と下方への推進力を伝達することによってコアチューブ２内に地質調査用のコアを採取するホーリング方法において、コアチューブ２に連結するロッド２ｂをその軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持した上で、ロッド２ｂの側面からロッド２ｂに対して回転力を与えると共に、下方への推進力となる荷重をロッド２ｂに対してその軸線方向に与える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、主に急峻な傾斜地や狭隘な場所で実施される地質調査のためのボーリング方法およびボーリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述した急峻な傾斜地等では、斜面崩壊や地すべり等の自然災害がおき易く、地質調査用のコアを採取する必要性が大きい。ところが、このような場所にはその地形ゆえにコアを採取するボーリング装置を搬入し難い。そこで、可搬性に配慮したボーリング装置が開発されている。
【０００３】
このような従来のボーリング装置としては、先端にビットが付いたコアチューブの真上にコアチューブを回転させる回転装置（電動モータ）を備えると共に、回転装置の側方にコアチューブを昇降させる昇降装置（ラック・ピニオン）を備えるものが知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９２２０５号公報
【特許文献２】登録実用新案第３１０１３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した従来のボーリング装置は、ピニオンを噛み合わせるラックが昇降軸となり、これに昇降時の推進力が加わるものである。そして、この昇降軸は、コアチューブの軸線とは平行の関係にある。つまり、昇降軸とコアチューブの軸線とが同一直線上にないので、穿孔深度が増加してビットやコアチューブに作用する推進力やそれに伴って生じる反力が大きくなると、ピニオンが噛み合うラックの傾斜・変形が起き、それにより穿孔軸の位置ずれやコアチューブに異常振動が発生し、コアの品質が悪化することになった。特に回転装置の電動モータがラックの上に向かって地上から遠く離れると、異常振動がより大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記実情を考慮して創作されたもので、その解決しようとする課題はできるだけコアチューブに対してその軸線方向から推進力を加えることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、コアチューブの先端に付いたビットに対して回転力と下方への推進力を伝達することによってコアチューブ内に地質調査用のコアを採取するホーリング方法において、コアチューブに連結するロッドをその軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持した上で、ロッドの側面からロッドに対して回転力を与えると共に、下方への推進力となる荷重をロッドに対してその軸線方向に与えることを特徴とする。
【０００８】
下方への推進力となる荷重をロッドの真上から打撃して加えることも可能であるが、より容易に行うには、次のようにすることが望ましい。即ち、請求項２記載の発明のように、下方への推進力となる荷重がロッドに対して回転可能に支持された重りによって与えられることである。
【０００９】
ロッドに対して回転力を与える高さ位置は、問わないが、ロッドに対して回転力を安定して与えるには次のようにすることが望ましい。即ち、請求項３記載の発明のように、ロッドに対して回転力を与える高さ位置が一定であることである。
【００１０】
ボーリング装置のうちロッドに回転力を与えるロッド回転装置は、次のものがある。即ち、請求項４記載の発明のように、ビット付きのコアチューブに連結されたロッドに回転力を与えるボーリング装置用ロッド回転装置において、ロッドを回転させるターンテーブルと、ターンテーブルを回転させるテーブル回転機構と、ターンテーブル及びテーブル回転機構を固定すると共に地面に設置する設置架台とを備え、ターンテーブルは、ロッドを昇降自在に案内するためのガイド孔が水平状態を基準として上下方向に貫通して設けられているものである。
【００１１】
ガイド孔の形状は問わない。ただし、ターンテーブルの回転力をロッドに伝達し易くし、且つ、ターンテーブルにロッドを装着しやすくするには、次のようにすることが望ましい。即ち、請求項５記載の発明のように、ガイド孔は、断面多角形のロッドが昇降自在に嵌り込む多角形であることである。
【００１２】
設置架台は、地盤の特定の傾斜角度にのみ対応するものであっても良いが、汎用性を高めるには次のようにすることが望ましい。即ち、請求項６記載の発明のように、設置架台は、ターンテーブル及びテーブル回転機構を固定すると共に足場となる設置台と、地面に設置する固定台と、設置台を固定台に対して開閉可能に連結する軸とを備え、傾斜する地面に固定台を設置した場合に軸を支点にして設置台を水平に開脚可能に設けてあることである。
【００１３】
設置台は、ターンテーブル及びテーブル回転機構を固定する部分と足場となる部分とが一体のものであっても良いが、掘削角度に汎用性を持たせるには次のようにすることが望ましい。即ち、請求項７記載の発明のように、設置台は、ターンテーブル及びテーブル回転機構を固定する設置台本体と、足場となる作業足場とを備え、傾斜する地面に固定台を設置した場合に軸を支点にして作業足場を水平に開脚可能に及び設置台本体を任意角度に開脚可能に設けてあることである。
【００１４】
ボーリング装置のうちロッドに対して下方への推進力を与えるロッド推進装置は、ロッドの軸線方向の上側からロッドを打撃するものであっても良いが、ロッド推進装置の設置・撤去作業をし易くするには、次のようにすることが望ましい。即ち、請求項８記載の発明のように、ビット付きのコアチューブに連結されたロッドに下方への推進力を与えるボーリング装置用ロッド回転装置において、ロッドに対して着脱可能な重り設置台と、ロッドに挿通可能なリング状の重りと、重りとロッドの間に収容されるベアリングを備え、重り載置台の上にベアリング及び重りを設置した状態でロッドを回転させると、重り設置台とロッドが一緒に回転すると共に重りに対するロッドの回転力の伝達をベアリングが阻止することである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明は、コアチューブに連結するロッドをその軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持することによって、下方への推進力となる荷重をロッドに対してその軸線方向に与えることが可能となり、又、下方への推進力に影響を受けることなく、側面からロッドに対して回転力を与えることも可能となった。従って、穿孔深度が深くなっても、下方への推進力は理想的な状態でロッドに与えることができ、高品質のコアを採取することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、下方への推進力となる荷重がロッドに対して回転可能に支持された重りによって与えられるので、単純な手法ではあるが、重りの調整によって所望の推進力が得られるものである。また、ロッドの回転力が重りに殆ど伝わらないので、軽い力でロッドを回すことができる。
【００１７】
請求項３の発明は、ロッドに対して回転力を与える高さ位置が一定であるので、ロッドに与えられる回転力は安定しており、理想的な掘削状況である。
【００１８】
請求項４の発明は、地面に設置した設置架台にターンテーブル及びテーブル回転機構が固定されているので、ターンテーブル及びテーブル回転機構の高さ位置が安定している。その結果、穿孔深度が深くなっても、ロッドを回転させる状態は安定しており、ひいては、ターンテーブルに設けられたガイド孔に挿入されたロッドの推進方向が安定する。また、ガイド孔にロッドを挿入するだけで、ロッドをターンテーブルに装着することができる。
【００１９】
請求項５の発明は、ガイド孔の形状を断面多角形のロッドが昇降自在に嵌り込む多角形にしてあるので、ロッドをガイド孔に挿入するだけで、ロッドにはターンテーブルの回転力が伝達するし、ロッドの装着作業も容易である。
【００２０】
請求項６の発明は、固定台を傾斜地に設置した上で、軸を支点にして設置台を水平に開脚可能に設けてあるので、地盤の角度に対応させて開脚角度を変更することができ、汎用性の高いものである。
【００２１】
請求項７の発明は、ターンテーブル等を固定する設置台本体と、足場となる作業足場とによって設置台を構成し、軸を支点にして設置台本体と作業足場とを別々に開脚可能に設けてあるので、作業足場を水平に保持したまま、設置台本体を任意角度に保持できるので、作業足場上での作業性の良さを保ちつつ、所望の掘削角度で掘削してコアを採取することができる。
【００２２】
請求項８の発明は、ロッドに対して着脱可能な重り設置台と、ロッドに挿通可能なリング状の重りと、重りとロッドの間に収容するベアリングを備えるものなので、推進装置の設置・撤去作業が容易になる。また、ベアリングによってロッドの回転力が重りに伝わらないので、ロッドを回転させる力に重りの重量が殆ど加味されないことになり、軽い力でロッドを回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ボーリング装置の全体像を示す斜視図である。
【図２】ロッドの接合状態を示す断面図である。
【図３】ロッド回転装置の設置架台を示す平面図である。
【図４】設置架台の分解斜視図である。
【図５】ロッド回転装置の一部を示す斜視図である。
【図６】ターンテーブルとロッドとの位置決め状態を示す分解斜視図である。
【図７】ターンテーブルとロッドとの位置決め状態を示す平面図である。
【図８】（イ）（ロ）図は、テーブル回転機構を示す説明図である。
【図９】（イ）（ロ）図は、図８とは別例のテーブル回転機構を示す説明図である。
【図１０】ターンテーブルの設置状態を示す説明図である。
【図１１】ロッド推進装置を示す分解斜視図である。
【図１２】ロッド推進装置の縦断面図である。
【図１３】鉛直方向への掘削状態を示すボーリング装置の使用状態図である。
【図１４】鉛直方向に対して傾斜した方向への掘削状態を示すボーリング装置の使用状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
ボーリング装置１は図１に示すように、先端にビット２ａが付いたコアチューブ２の内部に地質調査用のコアを採取するために、コアチューブ２に対して同一軸線上に連結されたロッド２ｂに回転力と下方への推進力を与えるものである。そして、ボーリング装置１は、ビット２ａ、コアチューブ２、ロッド２ｂの他に、ロッド２ｂに回転力を与えるロッド回転装置３と、ロッド２ｂに下方への推進力を与えるロッド推進装置４を別々に備えるものである。以下、ロッド２ｂ、ロッド回転装置３、ロッド推進装置４の順に、これらの詳細について説明する。
【００２５】
まず、ロッド２ｂについて説明する。ロッド２ｂは図１又は図２に示すように断面正多角形、より詳しくは正方形のパイプである。また、上下のロッド２ｂを接合する部分においては、双方のロッド２ｂの端部同士が断面正方形の凹部２１と凸部２２によって嵌り合うと共に接合ピン２３で接合されている。具体的には、下側となるロッド２ｂの上端部は凹部２１であって、押し出し形材通りの断面形状である。一方、上側となるロッド２ｂの下端部は凸部２２であって、押し出し形材であるそれ以外の部分に嵌り込む一回り小さな断面形状である。また、凹部２１と凸部２２が内外に重なり合う部分には、肉厚方向に一直線に貫通する抜穴２４がそれぞれ形成されている。そして、上側となるロッド２ｂの凸部２２においては、対向する各抜穴２４に接合ピン２３が収容されている。接合ピン２３の内側部分は抜穴２４よりも大径であり、接合ピン２３が外側に抜け外れないようになっている。また、双方の接合ピン２３の間には圧縮コイルばね２５が介在している。圧縮コイルばね２５及び双方の接合ピン２３の内側部分を収容する筒状のケース２６がロッド２ｂの内部に架設してある。また、圧縮コイルばね２５の復元力によって、平時、接合ピン２３の先部がロッド２ｂの外側に突出している。一方、接合ピン２３の先部を押し込むことによって、上側のロッド２ｂの凸部２２と下側のロッド２ｂの凹部２１とを嵌め合わせたり、外したりすることができる。
【００２６】
次に、ロッド回転装置３について説明する。ロッド回転装置３は図１に示すように、ロッド２ｂを回転させるターンテーブル５と、ターンテーブル５を回転させるテーブル回転機構６と、地面に設置する設置架台７と、設置架台７の設置台７２とターンテーブル５との間に固定される軸受Ｂ（ボールベアリング）を備えている。この軸受Ｂによってターンテーブル５が設置架台７の上で回転可能に支持される。
【００２７】
設置架台７は地面に設置するほか、ターンテーブル５及びテーブル回転機構６を取り付けると共に足場となるもので、図１、図３又は図４に示すように、傾斜している地面に設置する固定台７１と、ターンテーブル５及びテーブル回転機構６を取り付けると共に足場となる設置台７２とを備えている。
【００２８】
固定台７１は、平面視してコ字状の平板であって、平板の内側の開口部７１ａがロッド２ｂの通過領域となる。一方、設置台７２は、固定台７１とほぼ同形状の作業足場７３と、ターンテーブル５等を取り付ける設置台本体７４とを備えている。テーブル状の設置台本体７４の外側に作業足場７３が隣接して設けられている。作業足場７３は、金網等のメッシュ材の外周に補強用の外枠を溶接等で接合した軽量構造である。また、作業足場７３は、平面視コ字状であるので、内側に開口部７３ａが形成されている。この開口部７３ａの中に、矩形の平板からなる設置台本体７４が収容可能になっている。
【００２９】
また、固定台７１と設置台７２（作業足場７３と設置台本体７４）は、軸７５によって連結されている。そして、その軸７５を支点にして作業足場７３と設置台本体７４と固定台７１とが相対的に開閉可能に設けられている。具体的には、コ字状の固定台７１のうち対向片の両側先端部及び設置台７２の一端部には、軸７５を通す筒状の挿通部７６がそれぞれ設けられている。また、作業足場７３の挿通部７６は、同じくコ字状の対向片の両側先端部のうち幅方向内側に設けられており、一方、固定台７１の挿通部７６は、コ字状の対向片の両側先端部のうち幅方向外側に設けられている。また、固定台７１はコ字状の対向片とその挿通部７６を繋ぐ部分が斜め上向きに傾斜しており、これによって、作業足場７３と固定台７１とが上下に重なり合った際に、固定台７１の挿通部７６と作業足場７３の挿通部７６とが同一直線になるようにしてある。また、図示しないが、これら挿通部７６に通した軸７５にはラチェット機構のラチェットホイールが設けてあり、固定台７１と作業足場７３と設置台本体７４にはラチェット機構のラチェットがそれぞれ設けてある。このラチェット機構により、固定台７１に対する作業足場７３及び設置台本体７４の開閉角度が所望の角度で保持できるようになっている。このとき、図１３に示すように軸７５の取付箇所とは反対側において作業足場７３及び設置台本体７４を下から支える油圧ジャッキ等の支持脚７７が別体で設けられている。支持脚７７の両端部を嵌める嵌合穴７７ａが固定台７１の上面、並びに作業足場７３及び設置台本体７４の各裏面に形成されている。なお、アンカー７８を埋設するための抜穴７８ａが固定台７１に形成されている。
【００３０】
ターンテーブル５は図１又は図１０に示すように、円盤状であって、その中心部には、ロッド２ｂを昇降可能に案内するガイド孔５１が形成されている。水平状態を基準にしてガイド孔５１は上下に貫通しており、このガイド孔５１に通じる連通孔５２が軸受Ｂ及び設置台本体７４にも上下に貫通する状態で形成されている。また、ガイド孔５１は、多角形であって、ここでは角柱のロッド２ｂの外径形状よりも僅かに大きな正方形に形成されている。ターンテーブル５の上面には図６又は図７に示すように、ガイド孔５１を中心として放射状に凹溝５３が形成されている。凹溝５３には位置決めプレート５４が収容される。位置決めプレート５４には、ガイド孔５１を中心にして放射状に延長する長孔５５が上下に貫通する状態で形成されており、一方、凹溝５３には長孔５５の下側にネジ穴５６が形成されている。ボルト５７を長孔５５からネジ穴５６に捩じ込むことにより、位置決めプレート５４が凹溝５３内で固定される。全ての位置決めプレート５４の内側端面をロッド２ｂの外周面に当てることにより、ロッド２ｂは、ガイド孔５１の中で外周方向にがたつくことなく正確に位置決めされ、ターンテーブル５と一緒に回転することになる。
【００３１】
テーブル回転機構６は図１、図３又は図１３に示すように、テーブル用モータ６１の動力をターンテーブル５に伝達するものである。設置台７２（設置台本体７４）の上に着脱可能な支柱６３が直立している。そして、この支柱６３には、テーブル用モータ６１を固定するためのブラケット６４が側方（ロッド２ｂ側）に延長する状態で取り付けられている。
【００３２】
また、テーブル回転機構６は、ギヤの噛み合いを用いるもので、テーブル用モータ６１の駆動軸６１ａに固定された駆動歯車６２が被動歯車のターンテーブル５に噛み合うものである。その上、駆動歯車６２と被動歯車とは図８に示すように、低速用、高速用に噛み合わせが変更可能なものである。駆動歯車６２には、小径の低速ギヤ６２ａと大径の高速ギヤ６２ｂが用いられ、これらが上下に間隔をあけて駆動軸６１ａに固定されている。一方、被動歯車のターンテーブル５には、大径の低速テーブル５ａと小径の高速テーブル５ｃが用いられ、これらがスペーサ５ｂを介して上下に間隔をあけて設置台７２に固定されている。また、被動歯車に対して駆動歯車６２が上下動可能に設けられており、この上下動のストロークｄを利用して噛み合わせを変更する。このため図５又は図８に示すように、ブラケット６４は、支柱６３に取り付けるブラケット胴部６５と、テーブル用モータ６１に取り付けるブラケット腕部６６とに分かれている。そして、ブラケット胴部６５にブラケット腕部６６がストロークｄを利用して段階的に上下動可能に支持される。ブラケット胴部６５は、ブラケット腕部６６寄りの部分が二枚の支持板６５ａとなっており、これら支持板６５ａが前後に間隔をあけて平行に設けられている。これら支持板６５ａの間に板状のブラケット腕部６６がスライド可能に収容される。ブラケット腕部６６には複数の抜穴６６ａがあけてあり、各抜穴６６ａにストッパーピン６７が挿通してある。これらストッパーピン６７はブラケット腕部６６の前後方向に突出しており、これらストッパーピン６７を挿通する位置決めスリット６８が各支持板６５ａにそれぞれ形成されている。位置決めスリット６８はコ字状である。コ字状の縦部６８ａは、前述のストロークｄの分だけ上下に延びている。縦部６８ａにストッパーピン６７を配置することによって、駆動歯車６２が上下動可能となる。一方、コ字状の一対の横部６８ｂは、縦部６８ａの上下端部からテーブル用モータ６１に向かってそれぞれ延びている。横部６８ｂの先端側にストッパーピン６７を配置することによって、テーブル用モータ６１の高さ位置、ひいては駆動歯車６２の高さ位置が決定し、その結果、駆動歯車６２に噛み合うターンテーブル５が低速テーブル５ａと高速テーブル５ｃのうちいずれであるかが決定する。図８（イ）は、低速用の設定、図８（ロ）は高速用の設定を示している。また、ストッパーピン６７の両端部にナットを捩じ込むことによって、駆動歯車６２と被動歯車であるターンテーブル５との噛み合わせを確実なものとする。しかも、駆動歯車６２及び被動歯車には傘歯車を用いており、これらの円錐状の外周面が重なり合う状態で噛み合わせてある。
【００３３】
なお、低速ギヤ６２ａと高速ギヤ６２ｂ、並びに低速テーブル５ａと高速テーブル５ｃの配置は、図９に示すように、図８に示す例と比べて上下逆にしても良い。図９（イ）は、高速用の設定、図９（ロ）は低速用の設定を示している。
【００３４】
また、支柱６３は図１、図３又は図１３に示すように、上下動のストロークｄよりも遥かに高く直立している。これは、一般的な構造ではあるが、地盤のコアを採取後に、ロッド２ｂごとコアチューブ２を引き抜くためである。このために、支柱６３の側面にはラック６３ａが上下方向に沿って形成されている。ラック６３ａに噛み合うピニオン６３ｂは、ブラケット６４のブラケット胴部６５にピニオン軸６３ｃで回転可能に支持されている。また、このピニオン軸６３ｃを回すピニオン用モータ６３ｄもブラケット胴部６５に固定されている。その上、ブラケット胴部６５の支柱６３寄りの部分は、支柱６３に沿って移動するスライダとなっている。スライダは、支柱６３を取り囲む状態で取り付けられており、ラック・ピニオン機構によって支柱６３に沿って昇降可能に設けられている。図示しないが、支柱６３の上端部はそれより下側に対して水平に屈曲するようになっている。支柱６３を直立させた状態のまま支柱６３の上端部にブラケット６４を移動させ、その後に支柱６３の上端部を屈曲させると、テーブル用モータ６１の駆動軸６１ａがロッド２ｂの方に向かって水平に延長することになる。そして、駆動軸６１ａには巻取りロールを取り付け、巻取りロールにはワイヤの一端部を固定し、ワイヤの他端部をロッド２ｂに固定する。この状態で、テーブル用モータ６１を駆動させると、ワイヤが巻き取られて、ロッド２ｂが引き上げられる。
【００３５】
次にロッド推進装置４について述べる。ロッド推進装置４は図１、図１１又は図１２に示すように、ロッド２ｂに対して着脱可能な重り設置台４１と、重り設置台４１に載せる重り４２と、重り４２とロッド２ｂの間に収容するベアリング４３を備えている。
【００３６】
重り設置台４１は、重り４２とベアリング４３を載置するもので、ここではピンである。このピンをロッド２ｂの前後面に対向して形成された一対の対向孔４１ａに挿通することによって、ピンの両端部がロッド２ｂの外側に突出する状態となる。また、ピンは丸棒状であることから、その上に載せる重り４２の底面との接触面積が小さく、ピンと重り４２とはいわゆる線接触の状態となる。
【００３７】
重り４２は、リング状であって、その内側には貫通孔４２ａが形成されている。貫通孔４２ａは円形となっている。但し、貫通孔４２ａはロッド２ｂの断面よりも充分に大きく、それ故、重り４２はロッド２ｂに通しやすい。
【００３８】
ベアリング４３は、筒状であって、外周面が貫通孔４２ａの形状に対応して円形に、内周面がロッド２ｂの形状に対応して正方形に形成されている。重り４２とロッド２ｂの間にベアリング４３を収容することによって、ロッド２ｂの回転力が重り４２に伝達しないようにしている。その上、ピンからなる重り設置台４１と重り４２とは、前述したようにいわゆる線接触の状態となっているので、ロッド２ｂの回転によって重り設置台４１が一緒に回転した場合に、重り４２は殆ど回転しないことになる。このようにベアリング４３は、重り４２に対するロッド２ｂの回転力の伝達を阻止している。ベアリング４３は、具体的には、ころがり軸受である。また、ベアリング４３の内周面には、ロッド２ｂの各面に対応する位置に、突起４３ａが突出している。この突起４３ａは、ベアリング４３の内側にロッド２ｂを収容すると、ベアリング４３の内部に向かって僅かに押し込まれ、突出長が短くなりながら、ロッド２ｂに接触する。この突出長さが短くなる作用によって、ベアリング４３とロッド２ｂとを強固に一体化し、ベアリング４３がロッド２ｂの回転時にがたつかないように振れ止めをする。
【００３９】
上述した各装置は、分解時の各資機材の単体重量が人力運搬可能な重量範囲内に収まっている。
【００４０】
上述したボーリング装置１を使用する方法を以下に述べる。まず、図１３に示すように、鉛直方向に掘削する場合について述べる。
（１）傾斜している地盤上にロッド回転装置３を設置する。具体的には、固定台７１と設置台７２とが上下に重ねられ、全体として折り畳まれた状態でロッド回転装置３の設置架台７が運ばれてくる。なお、このとき支柱６３、ターンテーブル５及びテーブル回転機構６は設置架台７から取り外されている。そして、傾斜している地面に設置架台７を置き、作業足場７３を１８０度開いて、固定台７１の上からアンカー７８を埋設することによって固定台７１を地盤に強固に固定する。
（２）作業足場７３を閉じる方向に所定角度戻すと共に設置台本体７４を所定角度に開いて、作業足場７３と設置台本体７４の双方を水平に保持し、その上で作業者が作業し易いようにする。このとき、軸７５とは反対側において設置台７２を下から支えるために、油圧ジャッキ等の支持脚７７を固定台７１と設置台７２との上下間に挟む。
（３）支柱６３、ターンテーブル５及びテーブル回転機構６を設置台本体７４に固定すると共に、テーブル回転機構６を調整し、ターンテーブル５を低速で回転させるための設定をする。
（４）ロッド２ｂをロッド回転装置３に装着する。具体的にはロッド２ｂをターンテーブル５のガイド孔５１に通す。これによって、ロッド２ｂは、その軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持される。
（５）ロッド２ｂにロッド推進装置４を装着する。具体的には、ターンテーブル５の下側において重り設置台４１とベアリング４３を用いてロッド２ｂに重り４２を固定する。なお、ロッド２ｂの下端にはコアチューブ２、ビット２ａを順次連結する。
（６）テーブル回転機構６のテーブル用モータ６１を回転させる。この回転力がターンテーブル５を介してロッド２ｂの側面に順次伝わる。また、重り４２の荷重による下方への推進力がロッド２ｂの軸線方向に直接伝わり、次第にロッド２ｂがガイド孔５１に沿って下降していく。必要に応じてテーブル回転機構６を調整し、ターンテーブル５を高速で回転させるための設定をする。
（７）テーブル用モータ６１の回転を継続し、所望の深さまで掘削する。このとき、必要に応じて、ロッド２ｂを接合し、重り４２が地盤につかえる場合には、重り４２を上側に取り付け直す。
（８）掘削の終了後は、前述したように、ロッド２ｂを引き上げる。以上の手順により、鉛直方向のコアを採取することができる。
【００４１】
最期に、図１４に示すように、鉛直方向に対して少し斜めに（最大傾斜角度約２０度）掘削する場合について述べる。この場合は、上述した（１）〜（８）の手順のうち、（２）のみが幾分異なる。（２）の手順では、設置架台７を開脚して、作業足場７３を水平に保持すると共に、設置台本体７４を掘削角度に合わせて傾斜させて保持する。図では、設置台本体７４の傾斜具合はその揺動端側が作業足場７３よりも低くなる状態である。なお、このような状態でも、設置台本体７４に起立する支柱６３が、作業足場７３に干渉しないように、作業足場７３の開口部７３ａが形成されている。（２）以外は、鉛直方向に掘削する場合と同様に行う。
【００４２】
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、テーブル回転機構６は歯車同士の噛み合いによるものに限らず、チェーンやベルトを用いるものであってもよい。また、重り設置台４１は、丸棒状のピンに限らず、その上に載せる重り４２を回転可能に支持できる程度の摩擦抵抗の小さなものであればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ボーリング装置 ２コアチューブ
２ａビット ２ｂロッド
３ロッド回転装置 ４ロッド推進装置
５ターンテーブル ５ａ低速テーブル
５ｂスペーサ ５ｃ高速テーブル
６テーブル回転機構 ７設置架台
２１凹部 ２２凸部
２３接合ピン ２４抜穴
２５圧縮コイルばね ２６ケース
４１重り設置台 ４１ａ対向孔
４２重り ４２ａ貫通孔
４３ベアリング ４３ａ突起
５１ガイド孔 ５２連通孔
５３凹溝 ５４位置決めプレート
５５長孔 ５６ネジ穴
６１テーブル用モータ ６１ａ駆動軸
６２駆動歯車 ６２ａ低速ギヤ
６２ｂ高速ギヤ
６３支柱 ６３ａラック
６３ｂピニオン ６３ｃピニオン軸
６３ｄピニオン用モータ
６４ブラケット
６５ブラケット胴部 ６５ａ支持板
６６ブラケット腕部 ６６ａ抜穴
６７ストッパーピン ６８位置決めスリット
６８ａ縦部 ６８ｂ横部
７１固定台 ７１ａ開口部
７２設置台
７３作業足場 ７３ａ開口部
７４設置台本体 ７５軸
７６挿通部
７７支持脚 ７７ａ嵌合穴
７８アンカー ７８ａ抜穴
Ｂ軸受 ｄストローク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に急峻な傾斜地や狭隘な場所で実施される地質調査のためのボーリング方法およびボーリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述した急峻な傾斜地等では、斜面崩壊や地すべり等の自然災害がおき易く、地質調査用のコアを採取する必要性が大きい。ところが、このような場所にはその地形ゆえにコアを採取するボーリング装置を搬入し難い。そこで、可搬性に配慮したボーリング装置が開発されている。
【０００３】
このような従来のボーリング装置としては、先端にビットが付いたコアチューブの真上にコアチューブを回転させる回転装置（電動モータ）を備えると共に、回転装置の側方にコアチューブを昇降させる昇降装置（ラック・ピニオン）を備えるものが知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９２２０５号公報
【特許文献２】登録実用新案第３１０１３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した従来のボーリング装置は、ピニオンを噛み合わせるラックが昇降軸となり、これに昇降時の推進力が加わるものである。そして、この昇降軸は、コアチューブの軸線とは平行の関係にある。つまり、昇降軸とコアチューブの軸線とが同一直線上にないので、穿孔深度が増加してビットやコアチューブに作用する推進力やそれに伴って生じる反力が大きくなると、ピニオンが噛み合うラックの傾斜・変形が起き、それにより穿孔軸の位置ずれやコアチューブに異常振動が発生し、コアの品質が悪化することになった。特に回転装置の電動モータがラックの上に向かって地上から遠く離れると、異常振動がより大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記実情を考慮して創作されたもので、その解決しようとする課題はできるだけコアチューブに対してその軸線方向から推進力を加えることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、コアチューブの先端に付いたビットに対して回転力と下方への推進力を伝達することによってコアチューブ内に地質調査用のコアを採取するホーリング方法において、コアチューブに連結するロッドをその軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持した上で、ロッドの側面からロッドに対して回転力を与えると共に、下方への推進力となる荷重をロッドに対してその軸線方向に与えることを特徴とする。
【０００８】
下方への推進力となる荷重をロッドの真上から打撃して加えることも可能であるが、より容易に行うには、次のようにすることが望ましい。即ち、請求項２記載の発明のように、下方への推進力となる荷重がロッドに対して回転可能に支持された重りによって与えられることである。
【０００９】
ロッドに対して回転力を与える高さ位置は、問わないが、ロッドに対して回転力を安定して与えるには次のようにすることが望ましい。即ち、請求項３記載の発明のように、ロッドに対して回転力を与える高さ位置が一定であることである。
【００１０】
ボーリング装置のうちロッドに回転力を与えるロッド回転装置は、次のものがある。即ち、請求項４記載の発明のように、ビット付きのコアチューブに連結されたロッドに回転力を与えるボーリング装置用ロッド回転装置において、ロッドを回転させるターンテーブルと、ターンテーブルを回転させるテーブル回転機構と、ターンテーブル及びテーブル回転機構を固定すると共に地面に設置する設置架台とを備え、ターンテーブルは、ロッドを昇降自在に案内するためのガイド孔が水平状態を基準として上下方向に貫通して設けられているものである。
【００１１】
ガイド孔の形状は問わない。ただし、ターンテーブルの回転力をロッドに伝達し易くし、且つ、ターンテーブルにロッドを装着しやすくするには、次のようにすることが望ましい。即ち、請求項５記載の発明のように、ガイド孔は、断面多角形のロッドが昇降自在に嵌り込む多角形であることである。
【００１２】
設置架台は、地盤の特定の傾斜角度にのみ対応するものであっても良いが、汎用性を高めるには次のようにすることが望ましい。即ち、請求項６記載の発明のように、設置架台は、ターンテーブル及びテーブル回転機構を固定すると共に足場となる設置台と、地面に設置する固定台と、設置台を固定台に対して開閉可能に連結する軸とを備え、傾斜する地面に固定台を設置した場合に軸を支点にして設置台を水平に開脚可能に設けてあることである。
【００１３】
設置台は、ターンテーブル及びテーブル回転機構を固定する部分と足場となる部分とが一体のものであっても良いが、掘削角度に汎用性を持たせるには次のようにすることが望ましい。即ち、請求項７記載の発明のように、設置台は、ターンテーブル及びテーブル回転機構を固定する設置台本体と、足場となる作業足場とを備え、傾斜する地面に固定台を設置した場合に軸を支点にして作業足場を水平に開脚可能に及び設置台本体を任意角度に開脚可能に設けてあることである。
【００１４】
ボーリング装置のうちロッドに対して下方への推進力を与えるロッド推進装置は、ロッドの軸線方向の上側からロッドを打撃するものであっても良いが、ロッド推進装置の設置・撤去作業をし易くするには、次のようにすることが望ましい。即ち、請求項８記載の発明のように、ビット付きのコアチューブに連結されたロッドに下方への推進力を与えるボーリング装置用ロッド回転装置において、ロッドに対して着脱可能な重り設置台と、ロッドに挿通可能なリング状の重りと、重りとロッドの間に収容されるベアリングを備え、重り載置台の上にベアリング及び重りを設置した状態でロッドを回転させると、重り設置台とロッドが一緒に回転すると共に重りに対するロッドの回転力の伝達をベアリングが阻止することである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明は、コアチューブに連結するロッドをその軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持することによって、下方への推進力となる荷重をロッドに対してその軸線方向に与えることが可能となり、又、下方への推進力に影響を受けることなく、側面からロッドに対して回転力を与えることも可能となった。従って、穿孔深度が深くなっても、下方への推進力は理想的な状態でロッドに与えることができ、高品質のコアを採取することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、下方への推進力となる荷重がロッドに対して回転可能に支持された重りによって与えられるので、単純な手法ではあるが、重りの調整によって所望の推進力が得られるものである。また、ロッドの回転力が重りに殆ど伝わらないので、軽い力でロッドを回すことができる。
【００１７】
請求項３の発明は、ロッドに対して回転力を与える高さ位置が一定であるので、ロッドに与えられる回転力は安定しており、理想的な掘削状況である。
【００１８】
請求項４の発明は、地面に設置した設置架台にターンテーブル及びテーブル回転機構が固定されているので、ターンテーブル及びテーブル回転機構の高さ位置が安定している。その結果、穿孔深度が深くなっても、ロッドを回転させる状態は安定しており、ひいては、ターンテーブルに設けられたガイド孔に挿入されたロッドの推進方向が安定する。また、ガイド孔にロッドを挿入するだけで、ロッドをターンテーブルに装着することができる。
【００１９】
請求項５の発明は、ガイド孔の形状を断面多角形のロッドが昇降自在に嵌り込む多角形にしてあるので、ロッドをガイド孔に挿入するだけで、ロッドにはターンテーブルの回転力が伝達するし、ロッドの装着作業も容易である。
【００２０】
請求項６の発明は、固定台を傾斜地に設置した上で、軸を支点にして設置台を水平に開脚可能に設けてあるので、地盤の角度に対応させて開脚角度を変更することができ、汎用性の高いものである。
【００２１】
請求項７の発明は、ターンテーブル等を固定する設置台本体と、足場となる作業足場とによって設置台を構成し、軸を支点にして設置台本体と作業足場とを別々に開脚可能に設けてあるので、作業足場を水平に保持したまま、設置台本体を任意角度に保持できるので、作業足場上での作業性の良さを保ちつつ、所望の掘削角度で掘削してコアを採取することができる。
【００２２】
請求項８の発明は、ロッドに対して着脱可能な重り設置台と、ロッドに挿通可能なリング状の重りと、重りとロッドの間に収容するベアリングを備えるものなので、推進装置の設置・撤去作業が容易になる。また、ベアリングによってロッドの回転力が重りに伝わらないので、ロッドを回転させる力に重りの重量が殆ど加味されないことになり、軽い力でロッドを回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ボーリング装置の全体像を示す斜視図である。
【図２】ロッドの接合状態を示す断面図である。
【図３】ロッド回転装置の設置架台を示す平面図である。
【図４】設置架台の分解斜視図である。
【図５】ロッド回転装置の一部を示す斜視図である。
【図６】ターンテーブルとロッドとの位置決め状態を示す分解斜視図である。
【図７】ターンテーブルとロッドとの位置決め状態を示す平面図である。
【図８】（イ）（ロ）図は、テーブル回転機構を示す説明図である。
【図９】（イ）（ロ）図は、図８とは別例のテーブル回転機構を示す説明図である。
【図１０】ターンテーブルの設置状態を示す説明図である。
【図１１】ロッド推進装置を示す分解斜視図である。
【図１２】ロッド推進装置の縦断面図である。
【図１３】鉛直方向への掘削状態を示すボーリング装置の使用状態図である。
【図１４】鉛直方向に対して傾斜した方向への掘削状態を示すボーリング装置の使用状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
ボーリング装置１は図１に示すように、先端にビット２ａが付いたコアチューブ２の内部に地質調査用のコアを採取するために、コアチューブ２に対して同一軸線上に連結されたロッド２ｂに回転力と下方への推進力を与えるものである。そして、ボーリング装置１は、ビット２ａ、コアチューブ２、ロッド２ｂの他に、ロッド２ｂに回転力を与えるロッド回転装置３と、ロッド２ｂに下方への推進力を与えるロッド推進装置４を別々に備えるものである。以下、ロッド２ｂ、ロッド回転装置３、ロッド推進装置４の順に、これらの詳細について説明する。
【００２５】
まず、ロッド２ｂについて説明する。ロッド２ｂは図１又は図２に示すように断面正多角形、より詳しくは正方形のパイプである。また、上下のロッド２ｂを接合する部分においては、双方のロッド２ｂの端部同士が断面正方形の凹部２１と凸部２２によって嵌り合うと共に接合ピン２３で接合されている。具体的には、下側となるロッド２ｂの上端部は凹部２１であって、押し出し形材通りの断面形状である。一方、上側となるロッド２ｂの下端部は凸部２２であって、押し出し形材であるそれ以外の部分に嵌り込む一回り小さな断面形状である。また、凹部２１と凸部２２が内外に重なり合う部分には、肉厚方向に一直線に貫通する抜穴２４がそれぞれ形成されている。そして、上側となるロッド２ｂの凸部２２においては、対向する各抜穴２４に接合ピン２３が収容されている。接合ピン２３の内側部分は抜穴２４よりも大径であり、接合ピン２３が外側に抜け外れないようになっている。また、双方の接合ピン２３の間には圧縮コイルばね２５が介在している。圧縮コイルばね２５及び双方の接合ピン２３の内側部分を収容する筒状のケース２６がロッド２ｂの内部に架設してある。また、圧縮コイルばね２５の復元力によって、平時、接合ピン２３の先部がロッド２ｂの外側に突出している。一方、接合ピン２３の先部を押し込むことによって、上側のロッド２ｂの凸部２２と下側のロッド２ｂの凹部２１とを嵌め合わせたり、外したりすることができる。
【００２６】
次に、ロッド回転装置３について説明する。ロッド回転装置３は図１に示すように、ロッド２ｂを回転させるターンテーブル５と、ターンテーブル５を回転させるテーブル回転機構６と、地面に設置する設置架台７と、設置架台７の設置台７２とターンテーブル５との間に固定される軸受Ｂ（ボールベアリング）を備えている。この軸受Ｂによってターンテーブル５が設置架台７の上で回転可能に支持される。
【００２７】
設置架台７は地面に設置するほか、ターンテーブル５及びテーブル回転機構６を取り付けると共に足場となるもので、図１、図３又は図４に示すように、傾斜している地面に設置する固定台７１と、ターンテーブル５及びテーブル回転機構６を取り付けると共に足場となる設置台７２とを備えている。
【００２８】
固定台７１は、平面視してコ字状の平板であって、平板の内側の開口部７１ａがロッド２ｂの通過領域となる。一方、設置台７２は、固定台７１とほぼ同形状の作業足場７３と、ターンテーブル５等を取り付ける設置台本体７４とを備えている。テーブル状の設置台本体７４の外側に作業足場７３が隣接して設けられている。作業足場７３は、金網等のメッシュ材の外周に補強用の外枠を溶接等で接合した軽量構造である。また、作業足場７３は、平面視コ字状であるので、内側に開口部７３ａが形成されている。この開口部７３ａの中に、矩形の平板からなる設置台本体７４が収容可能になっている。
【００２９】
また、固定台７１と設置台７２（作業足場７３と設置台本体７４）は、軸７５によって連結されている。そして、その軸７５を支点にして作業足場７３と設置台本体７４と固定台７１とが相対的に開閉可能に設けられている。具体的には、コ字状の固定台７１のうち対向片の両側先端部及び設置台７２の一端部には、軸７５を通す筒状の挿通部７６がそれぞれ設けられている。また、作業足場７３の挿通部７６は、同じくコ字状の対向片の両側先端部のうち幅方向内側に設けられており、一方、固定台７１の挿通部７６は、コ字状の対向片の両側先端部のうち幅方向外側に設けられている。また、固定台７１はコ字状の対向片とその挿通部７６を繋ぐ部分が斜め上向きに傾斜しており、これによって、作業足場７３と固定台７１とが上下に重なり合った際に、固定台７１の挿通部７６と作業足場７３の挿通部７６とが同一直線になるようにしてある。また、図示しないが、これら挿通部７６に通した軸７５にはラチェット機構のラチェットホイールが設けてあり、固定台７１と作業足場７３と設置台本体７４にはラチェット機構のラチェットがそれぞれ設けてある。このラチェット機構により、固定台７１に対する作業足場７３及び設置台本体７４の開閉角度が所望の角度で保持できるようになっている。このとき、図１３に示すように軸７５の取付箇所とは反対側において作業足場７３及び設置台本体７４を下から支える油圧ジャッキ等の支持脚７７が別体で設けられている。支持脚７７の両端部を嵌める嵌合穴７７ａが固定台７１の上面、並びに作業足場７３及び設置台本体７４の各裏面に形成されている。なお、アンカー７８を埋設するための抜穴７８ａが固定台７１に形成されている。
【００３０】
ターンテーブル５は図１又は図１０に示すように、円盤状であって、その中心部には、ロッド２ｂを昇降可能に案内するガイド孔５１が形成されている。水平状態を基準にしてガイド孔５１は上下に貫通しており、このガイド孔５１に通じる連通孔５２が軸受Ｂ及び設置台本体７４にも上下に貫通する状態で形成されている。また、ガイド孔５１は、多角形であって、ここでは角柱のロッド２ｂの外径形状よりも僅かに大きな正方形に形成されている。ターンテーブル５の上面には図６又は図７に示すように、ガイド孔５１を中心として放射状に凹溝５３が形成されている。凹溝５３には位置決めプレート５４が収容される。位置決めプレート５４には、ガイド孔５１を中心にして放射状に延長する長孔５５が上下に貫通する状態で形成されており、一方、凹溝５３には長孔５５の下側にネジ穴５６が形成されている。ボルト５７を長孔５５からネジ穴５６に捩じ込むことにより、位置決めプレート５４が凹溝５３内で固定される。全ての位置決めプレート５４の内側端面をロッド２ｂの外周面に当てることにより、ロッド２ｂは、ガイド孔５１の中で外周方向にがたつくことなく正確に位置決めされ、ターンテーブル５と一緒に回転することになる。
【００３１】
テーブル回転機構６は図１、図３又は図１３に示すように、テーブル用モータ６１の動力をターンテーブル５に伝達するものである。設置台７２（設置台本体７４）の上に着脱可能な支柱６３が直立している。そして、この支柱６３には、テーブル用モータ６１を固定するためのブラケット６４が側方（ロッド２ｂ側）に延長する状態で取り付けられている。
【００３２】
また、テーブル回転機構６は、ギヤの噛み合いを用いるもので、テーブル用モータ６１の駆動軸６１ａに固定された駆動歯車６２が被動歯車のターンテーブル５に噛み合うものである。その上、駆動歯車６２と被動歯車とは図８に示すように、低速用、高速用に噛み合わせが変更可能なものである。駆動歯車６２には、小径の低速ギヤ６２ａと大径の高速ギヤ６２ｂが用いられ、これらが上下に間隔をあけて駆動軸６１ａに固定されている。一方、被動歯車のターンテーブル５には、大径の低速テーブル５ａと小径の高速テーブル５ｃが用いられ、これらがスペーサ５ｂを介して上下に間隔をあけて設置台７２に固定されている。また、被動歯車に対して駆動歯車６２が上下動可能に設けられており、この上下動のストロークｄを利用して噛み合わせを変更する。このため図５又は図８に示すように、ブラケット６４は、支柱６３に取り付けるブラケット胴部６５と、テーブル用モータ６１に取り付けるブラケット腕部６６とに分かれている。そして、ブラケット胴部６５にブラケット腕部６６がストロークｄを利用して段階的に上下動可能に支持される。ブラケット胴部６５は、ブラケット腕部６６寄りの部分が二枚の支持板６５ａとなっており、これら支持板６５ａが前後に間隔をあけて平行に設けられている。これら支持板６５ａの間に板状のブラケット腕部６６がスライド可能に収容される。ブラケット腕部６６には複数の抜穴６６ａがあけてあり、各抜穴６６ａにストッパーピン６７が挿通してある。これらストッパーピン６７はブラケット腕部６６の前後方向に突出しており、これらストッパーピン６７を挿通する位置決めスリット６８が各支持板６５ａにそれぞれ形成されている。位置決めスリット６８はコ字状である。コ字状の縦部６８ａは、前述のストロークｄの分だけ上下に延びている。縦部６８ａにストッパーピン６７を配置することによって、駆動歯車６２が上下動可能となる。一方、コ字状の一対の横部６８ｂは、縦部６８ａの上下端部からテーブル用モータ６１に向かってそれぞれ延びている。横部６８ｂの先端側にストッパーピン６７を配置することによって、テーブル用モータ６１の高さ位置、ひいては駆動歯車６２の高さ位置が決定し、その結果、駆動歯車６２に噛み合うターンテーブル５が低速テーブル５ａと高速テーブル５ｃのうちいずれであるかが決定する。図８（イ）は、低速用の設定、図８（ロ）は高速用の設定を示している。また、ストッパーピン６７の両端部にナットを捩じ込むことによって、駆動歯車６２と被動歯車であるターンテーブル５との噛み合わせを確実なものとする。しかも、駆動歯車６２及び被動歯車には傘歯車を用いており、これらの円錐状の外周面が重なり合う状態で噛み合わせてある。
【００３３】
なお、低速ギヤ６２ａと高速ギヤ６２ｂ、並びに低速テーブル５ａと高速テーブル５ｃの配置は、図９に示すように、図８に示す例と比べて上下逆にしても良い。図９（イ）は、高速用の設定、図９（ロ）は低速用の設定を示している。
【００３４】
また、支柱６３は図１、図３又は図１３に示すように、上下動のストロークｄよりも遥かに高く直立している。これは、一般的な構造ではあるが、地盤のコアを採取後に、ロッド２ｂごとコアチューブ２を引き抜くためである。このために、支柱６３の側面にはラック６３ａが上下方向に沿って形成されている。ラック６３ａに噛み合うピニオン６３ｂは、ブラケット６４のブラケット胴部６５にピニオン軸６３ｃで回転可能に支持されている。また、このピニオン軸６３ｃを回すピニオン用モータ６３ｄもブラケット胴部６５に固定されている。その上、ブラケット胴部６５の支柱６３寄りの部分は、支柱６３に沿って移動するスライダとなっている。スライダは、支柱６３を取り囲む状態で取り付けられており、ラック・ピニオン機構によって支柱６３に沿って昇降可能に設けられている。図示しないが、支柱６３の上端部はそれより下側に対して水平に屈曲するようになっている。支柱６３を直立させた状態のまま支柱６３の上端部にブラケット６４を移動させ、その後に支柱６３の上端部を屈曲させると、テーブル用モータ６１の駆動軸６１ａがロッド２ｂの方に向かって水平に延長することになる。そして、駆動軸６１ａには巻取りロールを取り付け、巻取りロールにはワイヤの一端部を固定し、ワイヤの他端部をロッド２ｂに固定する。この状態で、テーブル用モータ６１を駆動させると、ワイヤが巻き取られて、ロッド２ｂが引き上げられる。
【００３５】
次にロッド推進装置４について述べる。ロッド推進装置４は図１、図１１又は図１２に示すように、ロッド２ｂに対して着脱可能な重り設置台４１と、重り設置台４１に載せる重り４２と、重り４２とロッド２ｂの間に収容するベアリング４３を備えている。
【００３６】
重り設置台４１は、重り４２とベアリング４３を載置するもので、ここではピンである。このピンをロッド２ｂの前後面に対向して形成された一対の対向孔４１ａに挿通することによって、ピンの両端部がロッド２ｂの外側に突出する状態となる。また、ピンは丸棒状であることから、その上に載せる重り４２の底面との接触面積が小さく、ピンと重り４２とはいわゆる線接触の状態となる。
【００３７】
重り４２は、リング状であって、その内側には貫通孔４２ａが形成されている。貫通孔４２ａは円形となっている。但し、貫通孔４２ａはロッド２ｂの断面よりも充分に大きく、それ故、重り４２はロッド２ｂに通しやすい。
【００３８】
ベアリング４３は、筒状であって、外周面が貫通孔４２ａの形状に対応して円形に、内周面がロッド２ｂの形状に対応して正方形に形成されている。重り４２とロッド２ｂの間にベアリング４３を収容することによって、ロッド２ｂの回転力が重り４２に伝達しないようにしている。その上、ピンからなる重り設置台４１と重り４２とは、前述したようにいわゆる線接触の状態となっているので、ロッド２ｂの回転によって重り設置台４１が一緒に回転した場合に、重り４２は殆ど回転しないことになる。このようにベアリング４３は、重り４２に対するロッド２ｂの回転力の伝達を阻止している。ベアリング４３は、具体的には、ころがり軸受である。また、ベアリング４３の内周面には、ロッド２ｂの各面に対応する位置に、突起４３ａが突出している。この突起４３ａは、ベアリング４３の内側にロッド２ｂを収容すると、ベアリング４３の内部に向かって僅かに押し込まれ、突出長が短くなりながら、ロッド２ｂに接触する。この突出長さが短くなる作用によって、ベアリング４３とロッド２ｂとを強固に一体化し、ベアリング４３がロッド２ｂの回転時にがたつかないように振れ止めをする。
【００３９】
上述した各装置は、分解時の各資機材の単体重量が人力運搬可能な重量範囲内に収まっている。
【００４０】
上述したボーリング装置１を使用する方法を以下に述べる。まず、図１３に示すように、鉛直方向に掘削する場合について述べる。
（１）傾斜している地盤上にロッド回転装置３を設置する。具体的には、固定台７１と設置台７２とが上下に重ねられ、全体として折り畳まれた状態でロッド回転装置３の設置架台７が運ばれてくる。なお、このとき支柱６３、ターンテーブル５及びテーブル回転機構６は設置架台７から取り外されている。そして、傾斜している地面に設置架台７を置き、作業足場７３を１８０度開いて、固定台７１の上からアンカー７８を埋設することによって固定台７１を地盤に強固に固定する。
（２）作業足場７３を閉じる方向に所定角度戻すと共に設置台本体７４を所定角度に開いて、作業足場７３と設置台本体７４の双方を水平に保持し、その上で作業者が作業し易いようにする。このとき、軸７５とは反対側において設置台７２を下から支えるために、油圧ジャッキ等の支持脚７７を固定台７１と設置台７２との上下間に挟む。
（３）支柱６３、ターンテーブル５及びテーブル回転機構６を設置台本体７４に固定すると共に、テーブル回転機構６を調整し、ターンテーブル５を低速で回転させるための設定をする。
（４）ロッド２ｂをロッド回転装置３に装着する。具体的にはロッド２ｂをターンテーブル５のガイド孔５１に通す。これによって、ロッド２ｂは、その軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持される。
（５）ロッド２ｂにロッド推進装置４を装着する。具体的には、ターンテーブル５の下側において重り設置台４１とベアリング４３を用いてロッド２ｂに重り４２を固定する。なお、ロッド２ｂの下端にはコアチューブ２、ビット２ａを順次連結する。
（６）テーブル回転機構６のテーブル用モータ６１を回転させる。この回転力がターンテーブル５を介してロッド２ｂの側面に順次伝わる。また、重り４２の荷重による下方への推進力がロッド２ｂの軸線方向に直接伝わり、次第にロッド２ｂがガイド孔５１に沿って下降していく。必要に応じてテーブル回転機構６を調整し、ターンテーブル５を高速で回転させるための設定をする。
（７）テーブル用モータ６１の回転を継続し、所望の深さまで掘削する。このとき、必要に応じて、ロッド２ｂを接合し、重り４２が地盤につかえる場合には、重り４２を上側に取り付け直す。
（８）掘削の終了後は、前述したように、ロッド２ｂを引き上げる。以上の手順により、鉛直方向のコアを採取することができる。
【００４１】
最期に、図１４に示すように、鉛直方向に対して少し斜めに（最大傾斜角度約２０度）掘削する場合について述べる。この場合は、上述した（１）〜（８）の手順のうち、（２）のみが幾分異なる。（２）の手順では、設置架台７を開脚して、作業足場７３を水平に保持すると共に、設置台本体７４を掘削角度に合わせて傾斜させて保持する。図では、設置台本体７４の傾斜具合はその揺動端側が作業足場７３よりも低くなる状態である。なお、このような状態でも、設置台本体７４に起立する支柱６３が、作業足場７３に干渉しないように、作業足場７３の開口部７３ａが形成されている。（２）以外は、鉛直方向に掘削する場合と同様に行う。
【００４２】
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、テーブル回転機構６は歯車同士の噛み合いによるものに限らず、チェーンやベルトを用いるものであってもよい。また、重り設置台４１は、丸棒状のピンに限らず、その上に載せる重り４２を回転可能に支持できる程度の摩擦抵抗の小さなものであればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ボーリング装置 ２コアチューブ
２ａビット ２ｂロッド
３ロッド回転装置 ４ロッド推進装置
５ターンテーブル ５ａ低速テーブル
５ｂスペーサ ５ｃ高速テーブル
６テーブル回転機構 ７設置架台
２１凹部 ２２凸部
２３接合ピン ２４抜穴
２５圧縮コイルばね ２６ケース
４１重り設置台 ４１ａ対向孔
４２重り ４２ａ貫通孔
４３ベアリング ４３ａ突起
５１ガイド孔 ５２連通孔
５３凹溝 ５４位置決めプレート
５５長孔 ５６ネジ穴
６１テーブル用モータ ６１ａ駆動軸
６２駆動歯車 ６２ａ低速ギヤ
６２ｂ高速ギヤ
６３支柱 ６３ａラック
６３ｂピニオン ６３ｃピニオン軸
６３ｄピニオン用モータ
６４ブラケット
６５ブラケット胴部 ６５ａ支持板
６６ブラケット腕部 ６６ａ抜穴
６７ストッパーピン ６８位置決めスリット
６８ａ縦部 ６８ｂ横部
７１固定台 ７１ａ開口部
７２設置台
７３作業足場 ７３ａ開口部
７４設置台本体 ７５軸
７６挿通部
７７支持脚 ７７ａ嵌合穴
７８アンカー ７８ａ抜穴
Ｂ軸受 ｄストローク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアチューブ（２）の先端に付いたビット（２ａ）に対して回転力と下方への推進力を伝達することによってコアチューブ（２）内に地質調査用のコアを採取するホーリング方法において、
コアチューブ（２）に連結するロッド（２ｂ）をその軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持した上で、ロッド（２ｂ）の側面からロッド（２ｂ）に対して回転力を与えると共に、下方への推進力となる荷重をロッド（２ｂ）に対してその軸線方向に与えることを特徴とするボーリング方法。
【請求項２】
下方への推進力となる荷重がロッド（２ｂ）に対して回転可能に支持された重り（４２）によって与えられることを特徴とする請求項１記載のボーリング方法。
【請求項３】
ロッド（２ｂ）に対して回転力を与える高さ位置が一定であることを特徴とする請求項１又は２記載のボーリング方法。
【請求項４】
ビット（２ａ）付きのコアチューブ（２）に連結されたロッド（２ｂ）に回転力を与えるボーリング装置用ロッド回転装置（３）において、
ロッド（２ｂ）を回転させるターンテーブル（５）と、ターンテーブル（５）を回転させるテーブル回転機構（６）と、ターンテーブル（５）及びテーブル回転機構（６）を固定すると共に地面に設置する設置架台（７）とを備え、
ターンテーブル（５）は、ロッド（２ｂ）を昇降自在に案内するためのガイド孔（５１）が水平状態を基準として上下方向に貫通して設けられていることを特徴とするボーリング装置用ロッド回転装置。
【請求項５】
ガイド孔（５１）は、断面多角形のロッド（２ｂ）が昇降自在に嵌り込む多角形であることを特徴とする請求項４記載のボーリング装置用ロッド回転装置。
【請求項６】
設置架台（７）は、ターンテーブル（５）及びテーブル回転機構（６）を固定すると共に足場となる設置台（７２）と、地面に設置する固定台（７１）と、設置台（７２）を固定台（７１）に対して開閉可能に連結する軸（７５）とを備え、傾斜する地面に固定台（７１）を設置した場合に軸（７５）を支点にして設置台（７２）を水平に開脚可能に設けてあることを特徴とする請求項４又は５記載のボーリング装置用ロッド回転装置。
【請求項７】
設置台（７２）は、ターンテーブル（５）及びテーブル回転機構（６）を固定する設置台本体（７４）と、足場となる作業足場（７３）とを備え、傾斜する地面に固定台（７１）を設置した場合に軸（７５）を支点にして作業足場（７２）を水平に開脚可能に及び設置台本体（７４）を任意角度に開脚可能に設けてあることを特徴とする請求項６記載のボーリング装置用ロッド回転装置。
【請求項８】
ビット（２ａ）付きのコアチューブ（２）に連結されたロッド（２ｂ）に下方への推進力を与えるボーリング装置用ロッド回転装置において、
ロッド（２ｂ）に対して着脱可能な重り設置台（４１）と、ロッド（２ｂ）に挿通可能なリング状の重り（４２）と、重り（４２）とロッド（２ｂ）の間に収容されるベアリング（４３）を備え、
重り載置台（４１）の上にベアリング（４３）及び重り（４２）を設置した状態でロッド（２ｂ）を回転させると、重り設置台（４１）とロッド（２ｂ）が一緒に回転すると共に重り（４２）に対するロッド（２ｂ）の回転力の伝達をベアリング（４３）が阻止することを特徴とするボーリング装置用ロッド推進装置。
【請求項１】
コアチューブ（２）の先端に付いたビット（２ａ）に対して回転力と下方への推進力を伝達することによってコアチューブ（２）内に地質調査用のコアを採取するホーリング方法において、
コアチューブ（２）に連結するロッド（２ｂ）をその軸線方向に昇降自在に且つその軸線とは直交する方向に移動不能に支持した上で、ロッド（２ｂ）の側面からロッド（２ｂ）に対して回転力を与えると共に、下方への推進力となる荷重をロッド（２ｂ）に対してその軸線方向に与えることを特徴とするボーリング方法。
【請求項２】
下方への推進力となる荷重がロッド（２ｂ）に対して回転可能に支持された重り（４２）によって与えられることを特徴とする請求項１記載のボーリング方法。
【請求項３】
ロッド（２ｂ）に対して回転力を与える高さ位置が一定であることを特徴とする請求項１又は２記載のボーリング方法。
【請求項４】
ビット（２ａ）付きのコアチューブ（２）に連結されたロッド（２ｂ）に回転力を与えるボーリング装置用ロッド回転装置（３）において、
ロッド（２ｂ）を回転させるターンテーブル（５）と、ターンテーブル（５）を回転させるテーブル回転機構（６）と、ターンテーブル（５）及びテーブル回転機構（６）を固定すると共に地面に設置する設置架台（７）とを備え、
ターンテーブル（５）は、ロッド（２ｂ）を昇降自在に案内するためのガイド孔（５１）が水平状態を基準として上下方向に貫通して設けられていることを特徴とするボーリング装置用ロッド回転装置。
【請求項５】
ガイド孔（５１）は、断面多角形のロッド（２ｂ）が昇降自在に嵌り込む多角形であることを特徴とする請求項４記載のボーリング装置用ロッド回転装置。
【請求項６】
設置架台（７）は、ターンテーブル（５）及びテーブル回転機構（６）を固定すると共に足場となる設置台（７２）と、地面に設置する固定台（７１）と、設置台（７２）を固定台（７１）に対して開閉可能に連結する軸（７５）とを備え、傾斜する地面に固定台（７１）を設置した場合に軸（７５）を支点にして設置台（７２）を水平に開脚可能に設けてあることを特徴とする請求項４又は５記載のボーリング装置用ロッド回転装置。
【請求項７】
設置台（７２）は、ターンテーブル（５）及びテーブル回転機構（６）を固定する設置台本体（７４）と、足場となる作業足場（７３）とを備え、傾斜する地面に固定台（７１）を設置した場合に軸（７５）を支点にして作業足場（７２）を水平に開脚可能に及び設置台本体（７４）を任意角度に開脚可能に設けてあることを特徴とする請求項６記載のボーリング装置用ロッド回転装置。
【請求項８】
ビット（２ａ）付きのコアチューブ（２）に連結されたロッド（２ｂ）に下方への推進力を与えるボーリング装置用ロッド回転装置において、
ロッド（２ｂ）に対して着脱可能な重り設置台（４１）と、ロッド（２ｂ）に挿通可能なリング状の重り（４２）と、重り（４２）とロッド（２ｂ）の間に収容されるベアリング（４３）を備え、
重り載置台（４１）の上にベアリング（４３）及び重り（４２）を設置した状態でロッド（２ｂ）を回転させると、重り設置台（４１）とロッド（２ｂ）が一緒に回転すると共に重り（４２）に対するロッド（２ｂ）の回転力の伝達をベアリング（４３）が阻止することを特徴とするボーリング装置用ロッド推進装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１９０６５７（Ｐ２０１１−１９０６５７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５９７４２（Ｐ２０１０−５９７４２）
【出願日】平成２２年３月１６日（２０１０．３．１６）
【出願人】（３９９０８９６７７）ハイテック株式会社 (3)
【出願人】（５９３０９３８５８）西日本高速道路エンジニアリング関西株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１６日（２０１０．３．１６）
【出願人】（３９９０８９６７７）ハイテック株式会社 (3)
【出願人】（５９３０９３８５８）西日本高速道路エンジニアリング関西株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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