コア採取装置

本発明は、コア採取装置に関し、ビットを先端に有する外管と、外管の内部に供回りを規制するように設けられた内管と、外管と内管との間に形成された流体通路と、内管の先端に取付けられたコア取込手段と、を備えた二重管方式のコア採取装置に関するものである。

従来、コア採取装置の一般的なものとしては、ビットを先端に有する外管と、外管の内部に供回りを規制するように設けられた内管と、外管と内管との間に形成された流体通路と、内管の先端に取付けられたコア取込手段と、を備えた二重管方式のコア採取装置(ダブルチューブコアバーレル)が知られている。二重管方式のコア採取装置において、外管先端のビットと、コア取込手段を構成するコアリフターケースと、によって流体通路の先端開口が形成され、この先端開口の高さ方向の幅(先端クリアランス)を調整するための先端クリアランス調整機構を有したコア採取装置が本件出願人により提案されている(特許文献1参照)。

特許文献1に記載されたコア採取装置は、外管の上端部に連結されたスイベルヘッド組立体(外側支持体)と、内管の上端部に連結された支持軸体(内側支持体)と、を備え、その先端クリアランス調整機構は、スイベルヘッド組立体を構成するスリーブ材と、スリーブ材に対して支持軸体を進退可能に支持する進退手段と、支持軸体にキーを介して外嵌されて外部操作可能なスライドリングと、支持軸体の上端部に螺合して取り付けられるトップヘッドと、を有して構成されている。この先端クリアランス調整機構では、トップヘッドを緩めてからスライドリングを回転操作することで、キーを介して支持軸体を回転させるとともに、進退手段の雄ねじ部と雌ねじ部とによって支持軸体を軸方向に進退させ、この支持軸体の進退によって内管及びコア取込手段が軸方向に移動することにより、先端クリアランスが調整されるようになっている。

以上のような先端クリアランス調整機構を有したコア採取装置では、硬岩の掘削地層を対象とした場合には、先端クリアランスを大きくして流体通路の先端開口からビットの内側(採取するコア側)に掘削流体を流通させ、これによりビットの摩擦による焼損が防止できる。一方、砂礫や粘土のように軟らかい軟岩層を対象とした場合には、コアが崩れやすく掘削流体によって流出しやすいために、先端クリアランスを小さくして流体通路の先端開口をできるだけ絞り、ビットの外側に掘削流体を排出することで、コアが掘削流体に曝されて洗い流されることが防止できる。従って、対象とする掘削地層の状況に応じて、先端クリアランスを適宜に調整することによって、硬岩層であるか軟岩層であるかに関わらず、いずれの場合も良好な状態のコアを採取することができるようになっている。

特開2007−231630号公報

しかしながら、従来の先端クリアランス調整機構を備えたコア採取装置の場合、スライドリングやキーを設けたことによって、スイベルヘッド組立体が大型化し、その重量が増加してしまう。このため、先端クリアランス調整機構を備える場合であっても、大型化や重量増加を抑制することができるコア採取装置の開発が望まれていた。

本発明は、先端クリアランス調整機構を備えた場合であっても、大型化や重量増加を抑制することができるコア採取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明のコア採取装置は、軸方向に延びる長尺円筒状で先端にビットを有する外管と、該外管に供回りを規制して内挿された内管と、前記外管と前記内管との間に形成されて掘削流体を通すための流体通路と、前記内管の先端に取付けられたコア取込手段と、を備えたコア採取装置であって、前記外管の上端部に連結された外側支持体と、前記外側支持体の内部に螺入されて前記内管の上端部に連結された内側支持体と、前記内側支持体を回転させることで前記外管に対して前記内管を軸方向に進退移動させる進退操作部と、を備え、前記進退操作部は、前記内側支持体の周囲を囲んで設けられて前記外側支持体の外側から回転操作可能なリング部材と、該リング部材の回転を前記内側支持体に伝達するキー部材と、を有して構成され、前記キー部材の軸方向の寸法は、該キー部材の径方向の寸法以下に形成されていることを特徴とする。

以上の本発明によれば、キー部材の軸方向の寸法が径方向の寸法以下に形成されているので、進退操作部の軸方向の寸法を小さくすることができ、外側支持体の小型化、軽量化を図ることができる。また、キー部材の軸方向の寸法が小さく抑えられていることで、キー部材と内側支持体及びリング部材との接触面積を少なくして摩擦抵抗を低減させることができ、進退操作部の操作を円滑化することができる。

この際、本発明のコア採取装置では、前記キー部材は、鋼球等からなる少なくとも1つの球体を有して構成され、該球体は、前記内側支持体の外周面及び前記リング部材の内周面のそれぞれに対して周方向に係止されるとともに、該内側支持体及び該リング部材の少なくとも一方に対して軸方向に転動可能に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、キー部材が球体を有して構成され、球体が内側支持体の外周面及びリング部材の内周面のそれぞれに対して周方向に係止されるとともに、内側支持体及びリング部材の少なくとも一方に対して軸方向に転動可能に設けられているので、キー部材の摩擦抵抗をさらに低減させることができ、キー部材によってリング部材の回転操作力を内側支持体に円滑に伝達することができる。

さらに、本発明のコア採取装置では、前記内側支持体の外周面及び前記リング部材の内周面の一方には、前記球体を軸方向に沿って転動案内する溝部が形成され、他方には、前記球体を回転自在に保持する半球状の凹部が形成されていることが好ましい。

この構成によれば、内側支持体の外周面及びリング部材の内周面の一方には、球体を軸方向に沿って転動案内する溝部が形成され、他方には、球体を回転自在に保持する半球状の凹部が形成されているので、溝部によって球体を軸方向に案内しつつ、溝部と凹部とによって球体を周方向に係止し、リング部材の回転操作力を内側支持体に確実に伝達することができる。また、球体を保持する凹部が半球状であるので、この凹部を切削によって形成する際に、凹部の径に応じた切削刃を用いて少ない切削工程で加工することができるとともに、キー部材の軸方向寸法を超える無駄な範囲まで切削する必要がない。

すなわち、例えば、従来のような角型キーに応じた凹みを形成する場合、キーの形状に応じた角型の凹部を形成しようとすると、形の異なる複数の切削刃を用い、細径の切削刃で角部を切削する必要があり、加工工数が増加してしまう。一方、角型の凹部の幅寸法に合わせた切削刃を用いて一度の切削で凹部を形成しようとすると、角型キーの長さを超える範囲まで切削する必要が生じ、加工手間が増えるとともに、必要以上に凹部が長くなるため、支持体の大型化を招いてしまう。これに対して、凹部が半球状に形成されていることで、加工工数を削減することができるとともに、球体を保持するために必要な最小限の大きさで凹部を形成することができ、支持体の小型化を促進させることができる。

また、本発明のコア採取装置では、前記外側支持体は、軸方向下方に設けられて前記外管の上端部に連結される第一外側部材と、該第一外側部材よりも軸方向上方に設けられて前記内側支持体の上部に連結される第二外側部材と、を有して構成され、前記内側支持体は、前記第一外側部材の内部に螺入されて該第一外側部材に対する回転により軸方向に移動可能に支持され、前記リング部材は、前記第一外側部材の上端縁と前記第二外側部材の下端縁との間に挟持されることで回転不能に保持されるとともに、前記内側支持体に対する前記第二外側部材の連結を緩めることで回転操作可能に設けられ、前記第一外側部材の上端縁は、径方向外側に向かって下方に傾斜した第一傾斜面を有して形成され、前記第二外側部材の下端縁は、径方向外側に向かって上方に傾斜した第二傾斜面を有して形成され、前記リング部材の上下端縁には、それぞれ前記第一傾斜面及び前記第二傾斜面に面で当接可能な傾斜を有した傾斜当接面が形成されていることが好ましい。

この構成によれば、リング部材を挟んで保持する第一外側部材の上端縁及び第二外側部材の下端縁にそれぞれ第一傾斜及び面第二傾斜面が形成され、リング部材の上下端縁に傾斜当接面が形成されているので、第一外側部材と第二外側部材とでリング部材を挟んで保持状態とした際に、互いの芯を合致させる方向への引き寄せ力が作用し、芯精度を向上させることができる。また、第一傾斜面及び第二傾斜面とリング部材の傾斜当接面との当接面積が大きくなることから、第二外側部材を締めてリング部材を保持した際の緩みを防止してねじ締結状態を良好に維持することができる。

さらに、本発明のコア採取装置では、前記第一外側部材の内周面と前記内側支持体の外周面との間には、第一シール材が介装され、前記第二外側部材の内周面と前記内側支持体の外周面との間には、第二シール材が介装されていることが好ましい。

この構成によれば、第一外側部材及び第二外側部材と内側支持体との間にそれぞれ第一シール材及び第二シール材が介装されているので、外側支持体と内側支持体との間への掘削流体の浸入を防止することができる。この際、第一外側部材及び第二外側部材に第一傾斜及び面第二傾斜面が形成され、リング部材に傾斜当接面が形成されていれば、第一外側部材及び第二外側部材の芯精度を向上させることができるので、第一シール材及び第二シール材の周方向に沿った押圧力を均等化することができ、シール性能を向上させることができる。

以上のような本発明によれば、先端クリアランス調整機構を備えた場合であっても、進退操作部の軸方向の寸法を小さくすることができ、コア採取装置の大型化や重量増加を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るコア採取装置を示す断面図である。

前記コア採取装置の先端部を拡大して示す断面図である。

前記先端部の他の形態を拡大して示す断面図である。

前記コア採取装置のヘッド部分を拡大して示す断面図である。

前記ヘッド部分を示す分解斜視図である。

前記ヘッド部分の進退操作部の動作を説明する側面図である。

図6に続く前記進退操作部の動作を説明する側面図である。

図7に続く前記進退操作部の動作を説明する側面図である。

図8に続く前記進退操作部の動作を説明する側面図である。

本発明の一実施の形態にかかるコア採取装置を図1〜図9を用いて説明する。本実施形態のコア採取装置1は、図1に示すように、軸方向(図中に矢印Xで示す方向)に延びる長尺円筒状で先端にビットBを有する外管2と、この外管2の基端部(上端部)から供回りを規制して内挿される内管3と、内管3の先端(下端)に取付けられるコア取込手段4と、外管2の基端部に連結されて図示しない回転駆動装置により回転駆動される外側支持体5と、外側支持体5の内部に螺入されて内管3を回転自在に支持する内側支持体6と、外管2に対して内管3を軸方向に進退移動させる進退操作部10と、を備え、外管2と内管3との間に掘削流体を通すための流体通路Lが形成されたダブルチューブコアバーレルである。

外管2は、外側支持体5に連結される主外管21と、この主外管21の下端部に連結されるインプリリーマー22と、このインプリリーマー22の下端部に連結される副外管23と、を備え、副外管23の下端部にビットBが螺合して固定されている。この外管2は、外側支持体5を介して地上の回転駆動装置にロッドを介して連結されることで、ビットBが地盤を掘削して掘削孔を形成するとともに、インプリリーマー22が孔壁を均して孔径を一定に保つことで、地盤内を掘進するようになっている。

内管3は、内側支持体6に連結される内管本体31と、この内管本体31の下端部に連結されるスリーブケース32と、このスリーブケース32の下側に連結されるインナーエクステンション33と、を備え、インナーエクステンション33の下端部にコア取込手段4が固定されている。この内管3は、内管本体31の上端部が内側支持体6のベアリングリテーナー62A(後述)に連結されることで回転自在に支持され、これにより外管2の回転が内管3に伝達されず、内管3の供回りが規制されている。さらに、内管3は、進退操作部10の操作によって外管2に対して軸方向Xに進退移動可能に支持されている。

インナーエクステンション33には、図示しない筒状の樹脂フィルム等からなるスリーブが蛇腹状に折り畳まれて装着されており、コア取込手段4から内管3の内部に取り込んだコアをスリーブ内に収容し、このようにスリーブに収容した状態でコアを採取できるようになっている。

コア取込手段4は、図2に示す硬岩用のものと、図3に示す軟岩用のものと、が取り換え可能になっており、そのような地盤の硬さに応じてビットBも交換される。図2に示す硬岩用のコア取込手段4は、インナーエクステンション33の下端部に連結されるコアリフターケース41と、このコアリフターケース41に内装される略円環状のコアリフター42と、を有して構成されている。図3に示す軟岩用のコア取込手段4は、インナーエクステンション33の下端部に連結されるノンリフターケース43やバスケットによって構成されている。このようなコア取込手段4は、進退操作部10の操作によって内管3とともに軸方向Xに進退移動されるようになっている。

図2に示すように、硬岩層を掘削対象として硬岩掘削用のビットBを用いる場合には、ビットBの先端部内周の上端縁B1と、コアリフターケース41の先端縁41Aと、の先端クリアランスAを大きくして流体通路Lの先端開口L1を広く開口させ、この先端開口L1からビットBの内側(採取するコア側)に掘削流体を流通させる。一方、図3に示すように、軟岩層を掘削対象として軟岩掘削用のビットBを用いる場合には、ビットBの先端部内周の上端縁B2と、ノンリフターケース43の先端縁43Aと、の先端クリアランスAを小さくして流体通路Lの先端開口L2を絞り、この先端開口L2からビットBの内側へ掘削流体が流れにくくするとともに、ビットBの開口部B3から外側に掘削流体を排出する。

また、掘削対象地盤としては、硬岩層や軟岩層のみならず、それらの互層や、中間的な硬さの地層など様々なものがあり、そのような地盤に応じてビットBやコア取込手段4を適宜選択するとともに、先端クリアランスAを調整することとなる。さらには、掘削開始前に調整した先端クリアランスAによって掘削を実施しコアを採取してから、採取したコアの状態を確認することによって、再度先端クリアランスAを微調整することもある。このように先端クリアランスAの調整は、掘削対象地盤の状況に応じて頻繁に実施され、この先端クリアランスAの調整作業を正確かつ迅速に実行することは、採取するコアの回収率向上ならびに掘削作業全体の作業効率向上の観点において重要である。

外側支持体5は、図4、5にも示すように、軸方向下方に設けられて外管2の上端部に連結される第一外側部材としてのボトムヘッド51と、このボトムヘッド51よりも軸方向上方に設けられて内側支持体6の上部に連結される第二外側部材としてのトップヘッド52と、を有して構成されている。ボトムヘッド51は、全体略円環状の部材であり、その下端側外周面に外管2の主外管21が螺合して連結されている。トップヘッド52は、内側支持体6の支持軸体61(後述)に螺合されるとともに、図示しない地上の回転駆動装置にロッドを介して連結されることで、このトップヘッド52を介してコア採取装置1に回転駆動力が伝達される。

内側支持体6は、外側支持体5のボトムヘッド51に螺入される支持軸体61と、この支持軸体61の下端部に接続されて内管3を回転自在に支持する回転支持部62と、を有して構成されている。支持軸体61は、円筒状の軸体本体部61Aと、軸体本体部61Aから下方に延びて回転支持部62を軸支する支軸部61Bと、を有して形成され、軸体本体部61Aの内部には、掘削流体を流通させて流体通路Lに連通する空洞部61Cが設けられている。軸体本体部61Aの下部には、その外周面とボトムヘッド51の内周面とに密接する第一シール材としてのOリング63が設けられ、軸体本体部61Aの上部には、その外周面とトップヘッド52の内周面とに密接する第二シール材としてのOリング64が設けられている。

回転支持部62は、内管本体31の上端部に連結されるベアリングリテーナー62Aと、このベアリングリテーナー62Aと支持軸体61の支軸部61Bとの間に設けられるベアリング62Bと、ベアリング62Bを支軸部61Bに係止するボルト62Cと、ベアリングリテーナー62Aと支軸部61Bとの間のグリスを封止するオイルシール62Dと、を有して構成されている。この回転支持部62において、ベアリングリテーナー62Aがベアリング62Bを介して支軸部61Bに回転自在に支持されることで、ベアリングリテーナー62Aに連結された内管3は、支持軸体61(内側支持体6)、外側支持体5及び外管2に対して供回りが規制された状態で支持されている。

進退操作部10は、外側支持体5のボトムヘッド51とトップヘッド52との間に設けられるリング部材11と、このリング部材11の内側であって内側支持体6の支持軸体61との間に設けられるキー部材としての複数(本実施形態において、4個)の鋼球(球体)12と、を備え、ボトムヘッド51と支持軸体61とが互いに螺合する第一螺合部13を含めて進退操作部10が構成されている。また、トップヘッド52と支持軸体61とは第二螺合部14によって互いに螺合されており、この第二螺合部14を介してトップヘッド52を下方に締めこむことによって、リング部材11は、ボトムヘッド51とトップヘッド52との間に挟持されて回転不能に保持されるようになっている。

リング部材11は、支持軸体61の周囲を囲む円環状の部材であって、外側支持体5の外側から回転操作可能に設けられている。このリング部材11の内周面には、軸方向Xに沿った4本の溝部11Aが形成され、これらの溝部11Aによって鋼球12を転動案内可能に構成されている。鋼球12は、支持軸体61の周方向に沿って等間隔で設けられた半球状の凹部61Dに回転自在に保持されている。このような進退操作部10において、鋼球12は、凹部61Dによって支持軸体61の周面に沿って移動不能に係止されるとともに、リング部材11の溝部11Aによって周方向Rに係止されかつ軸方向Xに沿って転動可能に支持されている。従って、リング部材11の回転が鋼球12を介して支持軸体61を回転させる操作力として伝達されるようになっている。

第一螺合部13は、ボトムヘッド51の内周面に形成されたねじ部13Aと、支持軸体61の外周面に形成されたねじ部13Bと、で構成され、これらのネジ部13A,13B同士を螺合させることでボトムヘッド51の内部に支持軸体61が螺入されている。進退操作部10の操作によって支持軸体61が回転されることによって、ボトムヘッド51に対して支持軸体61(内側支持体6)が軸方向Xに沿って移動し、これによって、内管3及びコア取込手段4が外管2に対して軸方向Xに沿って進退移動され、先端クリアランスAが調整できるようになっている。

第二螺合部14は、トップヘッド52の内周面に形成されたねじ部14Aと、支持軸体61の外周面に形成されたねじ部14Bと、で構成され、これらのネジ部14A,14B同士を螺合させることで支持軸体61の上端部にトップヘッド52が取り付けられている。進退操作部10の操作に際し、トップヘッド52を回転させ、軸方向X上方へ移動させて緩めることで、リング部材11が回転操作可能になり、トップヘッド52を逆向きに回転させ、軸方向X下方へ移動させて締め込むことで、ボトムヘッド51とトップヘッド52との間にリング部材11を挟持し、これによってリング部材11を回転不能とするねじ締結状態が構成されるようになっている。

ボトムヘッド51の上端縁には、径方向外側に向かって下方に傾斜した第一傾斜面51Aが形成され、トップヘッド52の下端縁には、径方向外側に向かって上方に傾斜した第二傾斜面52Aが形成されている。リング部材11の下端縁には、第一傾斜面51Aに当接可能な傾斜を有した第一傾斜当接面11Bが形成され、リング部材11の上端縁には、第二傾斜面52Aに当接可能な傾斜を有した第二傾斜当接面11Cが形成されている。トップヘッド52を締め込んでボトムヘッド51とトップヘッド52との間にリング部材11を挟持したねじ締結状態において、第一傾斜面51Aと第一傾斜当接面11Bとが面で当接し、第二傾斜面52Aと第二傾斜当接面11Cとが面で当接するようになっている。

また、第一傾斜面51Aと第一傾斜当接面11Bとが当接し、第二傾斜面52Aと第二傾斜当接面11Cとが当接するねじ締結状態において、各傾斜面に沿って径方向に反力が作用することで、ボトムヘッド51、トップヘッド52及びリング部材11が互いに軸中心Oに対して芯出しされるようになっている。従って、Oリング63,64に作用する押圧力が周方向で均等化され、止水性能を高めることができる。

次に、コア採取装置1における進退操作部10による先端クリアランスAの調整手順について、図6〜9も参照して説明する。ここで、先端クリアランスAは、前述したように、掘削対象地盤の性質(硬さや地質等)、それに応じて選択するビットB及びコア取込手段4の種別、先に採取したコアの状態等に基づいて調整される。なお、図6〜9においては、硬岩用のビットB及びコア取込手段4を用いたコア採取装置1を例示するが、軟岩用のものを用いた場合であっても、同様の手順によって先端クリアランスAが調整される。

先ず、図6に示すように、初期状態のコア採取装置1におけるトップヘッド52を緩める方向に回転させ、トップヘッド52をリング部材11から離隔させる。この際、リング部材11を適宜な工具で押えて回転を規制し、このリング部材11及び鋼球12によって支持軸体61を係止し、トップヘッド52と共に支持軸体61が回転しないようにしておく。なお、初期状態において、先端クリアランスAは、任意の大きさであり、その大きさが未知であっても構わない。

次に、図7に示すように、進退操作部10のリング部材11を進出方向に回転操作し、鋼球12を介して支持軸体61を回転させることで、内側支持体6及び内管3を外管2の先端方向に移動させる。この前進操作により、先端クリアランスAが最小となる位置(以下、ゼロセット位置と記すことがある)までコア取込手段4を前進させる。この際、支持軸体61が回転しつつ先端側に移動するのに伴い、トップヘッド52も先端側に移動してリング部材11との隙間が小さくなる。ゼロセット位置までコア取込手段4を前進させてリング部材11の回転操作を停止したら、トップヘッド52の第二傾斜面52Aがリング部材11の第二傾斜当接面11Cに当接するまで、トップヘッド52を締める方向に回転させる。

なお、ゼロセット位置としては、ビットBの先端部内周の上端縁B1とコアリフターケース41の先端縁41A(又は、ビットBの上端縁B2とノンリフターケース43の先端縁43A)とが当接する位置(先端クリアランスAがゼロ)が好ましい。すなわち、ゼロセット位置とは、コアリフターケース41やノンリフターケース43を先端側に最大限移動させた位置であり、それ以上は先端側に移動させることができない位置を意味し、先端クリアランスAを調整する際の基準位置となる。

次に、図8に示すように、進退操作部10のリング部材11とトップヘッド52とを当接させたままで、リング部材11を後退方向に回転操作し、鋼球12を介して支持軸体61を回転させることで、内側支持体6及び内管3を外管2の基端方向に移動させる。この後退操作により、ゼロセット位置からコアリフターケース41を後退させ、先端クリアランスA1を形成する。この先端クリアランスA1は、ボトムヘッド51の上端縁(第一傾斜面51Aの外端縁)と、リング部材11の下端縁(第一傾斜当接面11Bの外端縁)との隙間A1’と同一寸法となるため、リング部材11を回転操作する作業者は、手元の隙間A1’が設定した間隔寸法になることを確認することで、先端クリアランスA1を直接測定しなくても、調整作業を正確に実施することができるようになっている。

次に、図9に示すように、進退操作部10のリング部材11を先端方向にスライドさせ、その第一傾斜当接面11Bとボトムヘッド51の第一傾斜面51Aとを当接させてから、トップヘッド52を締める方向に回転させ、その第二傾斜面52Aをリング部材11の第二傾斜当接面11Cに当接させて締め付ける。これにより、ボトムヘッド51とトップヘッド52との間にリング部材11が回転不能に挟持されたねじ締結状態が構成される。このねじ締結状態において、支持軸体61は、ボトムヘッド51とトップヘッド52の内部に第一螺合部13及び第二螺合部14によって螺合されているので、軸方向X及び周方向Rのいずれの方向にも移動不能に保持されることとなる。

以上のように、外側支持体5のボトムヘッド51及びトップヘッド52と、進退操作部10のリング部材11と、をねじ締結状態とすることで、支持軸体61を介して内側支持体6、内管3及びコア取込手段4も外管2に対して移動不能となり、コアリフターケース41とビットBとの先端クリアランスA1が保持されるようになっている。これによりコア採取装置1における先端クリアランスAの調整作業が完了する。

以上の本実施形態によれば、進退操作部10におけるキー部材として、軸方向Xの寸法と径方向の寸法とが同一の鋼球12が用いられているので、進退操作部10の軸方向Xの寸法を小さくすることができ、コア採取装置1の小型化、軽量化を図ることができる。また、鋼球12と支持軸体61及びリング部材11との接触面積を少なくして摩擦抵抗を低減させることができ、進退操作部10の操作を円滑化することができる。さらに、鋼球12が支持軸体61の凹部61Dに移動不能に係止されるとともに、リング部材11の溝部11Aに周方向Rに係止されかつ軸方向Xに転動可能に設けられているので、鋼球12の摩擦抵抗をさらに低減させ、鋼球12を介してリング部材11の回転操作力を支持軸体61に円滑に伝達することができる。

外側支持体5がボトムヘッド51及びトップヘッド52を有し、これらの間にリング部材11を挟んで保持する構造において、ボトムヘッド51の第一傾斜面51Aとリング部材11の第一傾斜当接面11Bとが当接し、トップヘッド52の第二傾斜面52Aとリング部材11の第二傾斜当接面11Cとが当接することで、ボトムヘッド51、トップヘッド52及びリング部材11の芯を合致させる方向への引き寄せ力が作用し、芯精度を向上させることができる。また、ボトムヘッド51及びトップヘッド52の第一傾斜面51A及び第二傾斜面52Aと、リング部材11の第一傾斜当接面11B及び第二傾斜当接面11Cと、の当接面積が大きくなることから、トップヘッド52を締め込んでリング部材11を保持した際の緩みを防止してねじ締結状態を良好に維持することができる。

ボトムヘッド51と支持軸体61との間に第一シール材としてのOリング63が介装され、トップヘッド52と支持軸体61との間に第二シール材としてのOリング64が介装されているので、外側支持体5と内側支持体6との間への掘削流体の浸入を防止することができる。この際、前述のように、ボトムヘッド51、トップヘッド52及びリング部材11のねじ締結状態における芯精度が向上されていることで、Oリング63,64の周方向に沿った押圧力を均等化することができ、シール性能を向上させることができる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

例えば、前記実施形態のコア採取装置1は、コア取込手段4がスリーブケース32を介して内管3の先端に取り付けられていたが、これに限らず、スリーブケース32を省略し、スリーブに収容しない状態のコアを採取するようにしてもよい。また、前記実施形態において、外管2の先端に固定されるビットBとして、硬岩掘削用と軟岩掘削用の二種を例示したが、これらの二種に限らず、各種地盤に応じたビットが利用可能である。さらに、コア取込手段4としても、コアリフターケース41及びコアリフター42を有した硬岩用のものと、ノンリフターケース43を有した軟岩用のものと、を例示したが、地盤に応じてシューやバスケットを有したものなど、各種形態のコア取込手段が利用可能である。

また、前記実施形態では、進退操作部10がリング部材11と鋼球(球体)12とを有して構成されていたが、進退操作部のキー部材は、鋼球12等の球体に限られず、例えば、立方体や直方体、その他各種立体形状を有したものであってもよく、キー部材の軸方向の寸法が径方向の寸法以下に形成されていればよい。また、前記実施形態では、支持軸体61の外周面に形成された半球状の凹部61Dに鋼球12が回転自在に保持され、リング部材11の内周面に形成された溝部11Aに鋼球12が転動案内される構成を採用したが、キー部材は、支持軸体61の外周面及びリング部材11の内周面のそれぞれに対して周方向Rに係止されるとともに、支持軸体61及びリング部材11の少なくとも一方に対して軸方向Xに転動可能又は摺動可能に設けられていればよい。

さらに、前記実施形態では、キー部材としての鋼球12が周方向Rに等間隔で4個設けられていたが、これに限らず、キー部材は、1個でもよいし、2個又は3個、あるいは5個以上であってもよい。また、キー部材は、内側支持体やリング部材と別体に構成されるものに限らず、内側支持体及びリング部材の少なくとも一方と一体に設けられるとともに、他方に対して周方向に係止され、かつ軸方向に摺動可能に設けられたものであってもよい。また、前記実施形態では、ボトムヘッド51の第一傾斜面51Aとリング部材11の第一傾斜当接面11Bとが当接し、トップヘッド52の第二傾斜面52Aとリング部材11の第二傾斜当接面11Cとが当接するように構成されていたが、これらの傾斜面や傾斜当接面が形成されずに、軸方向Xと直交する面同士によってボトムヘッド51及びトップヘッド52とリング部材11とが当接する構成であってもよい。

本発明は、硬さの異なる地盤を対象として良好なコアを採取することを目的としたダブルチューブ形式のコア採取装置に好適である。

1 コア採取装置 2 外管 3 内管 4 コア取込手段 5 外側支持体 6 内側支持体 10 進退操作部 11 リング部材 11A 溝部 11B 第一傾斜当接面 11C 第二傾斜当接面 12 鋼球(球体、キー部材) 51 ボトムヘッド(第一外側部材) 51A 第一傾斜面 52 トップヘッド(第二外側部材) 52A 第二傾斜面 61 支持軸体 61D 凹部 63 Oリング(第一シール材) 64 Oリング(第二シール材) A 先端クリアランス B ビット L 流体通路 R 周方向 X 軸方向