JP2010523845A - ピンを有するリンク継手 - Google Patents

Abstract

本発明は、水平な地中ボーリング用の連結リンクのためのロッド継手であって、連結リンクの端部が互いに差し嵌め可能であり、横ピンを用いて固定されるようになっている。

Description

本発明は、リンク継手、例えば地中若しくは地下において水平ボーリングして、つまり溝掘りなしに導管若しくは管路を設置若しくは敷設する際（以下、水平ボーリングと称する）のリンク（若しくはロッド）の連結のために用いられるリンク継手（若しくはロッド継手）に関する。

水平ボーリングの際には、個々の連結リンク（伝動部材若しくは導桿リンク）は互いに一列に並べられて、互いに連結され、かつ押圧駆動部、引っ張り駆動部若しくは回転駆動部を用いて地中内で運動されるようになっている。長い穴若しくは孔においては、ロッド（導桿）は複数のロッド区分から成っており、各ロッド区分（ロッド部分又はロッド部材）はボーリングの進行に伴って互いに順次に連結され、若しくは互いに分離される。各ロッド区分は所定の長さを有し、短い構築溝、例えば縦穴、検査用穴若しくはマンホール等をボーリングする場合には極めて短くなっている。この種の穴は１メートルより小さい直径を有するものである。

ロッド区分を互いに結合（連結）するためには、種々の形式の継手（カップリング）を用いており、ねじ継手は広く用いられている。ねじを用いたねじ結合は比較的に長い時間、並びにきれいなねじを必要とすることのほかに、ねじ結合においては著しい欠点として、ボーリング駆動時のロッド回転が１つの方向でしか可能でないことである。それというのは、ねじ結合は別の方向でのロッド回転に際しては緩んでしまうことになるからである。

したがって差込式継手（差込式カップリング若しくは差込式連結装置）の開発に至り、差込式継手を用いる場合には、ねじ継手と異なり解決すべき問題点として、継手は連結開口部への差し込みの後に固定（ロック）されねばならず、それというはねじ結合の場合に生じる付着摩擦による固定作用は、差込式継手には得られないからである。

ドイツ連邦共和国実用新案出願公開第２９７１３３５４Ｕ１号明細書により公知のロッド継手（ロッドカップリング）おいては、第１の連結部材を第２の連結部材内に挿入するようになっている。この場合にはロッドの連結のために、第１の連結部材（連結部分又はロッド）は第２の連結部材の縦軸線（長手方向軸線）に対して約６０°の角度で該第１の連結部材の前側の端部でもって上方から第２の連結部材の溝状若しくは樋状の受容部内に押し込まれる。この場合に、第１の連結部材の半球状の突出部は第２の連結部材の切欠き内に係合するようになっている。両方の管端部を互いに直角にしているこのような位置から、第１の連結部材及び切欠きは旋回させられ、その結果、第１の連結部材は第２の連結部材の溝状若しくは樋状の受容部内に達して、そこで狭い嵌合部内に受容されるようになっている。次いで結合部は、固定スリーブ若しくはロックスリーブとして形成された固定要素により固定される。

ドイツ連邦共和国特許出願公告第１９６０８９８０Ｃ２号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８５３０Ａ１号明細書にも同じくロッド継手を開示してあり、該ロッド継手は、従来のねじ結合を避けて、連結すべきロッド部分（ロッド区分若しくはロッド部材）の前側の端部に、軸線方向に突出する条片状の付加部を有しており、該付加部（突起部）は、先行のロッド部分の後側の端部内に滑り係合するようになっている。このために、先行のロッド部分は端部に軸線方向のスリットを有しており、該スリットは溝を含んでおり、該溝内に条片状の付加部を押し込むようになっている。この場合に、ピン状の突出部は溝を介してスリットの支承孔内にもたらされる。後行のロッド部分は、該ロッドの旋回によってロッド継手の直角のある差し込み位置から伸長位置へ移されて、先行のロッド部分と同軸を成すようになっている。該位置でのみ、軸線方向の固定は保証されており、軸線方向に対してほぼ垂直な側方の固定は、連結リンクの側壁によって行われている。別の構成では、ピン状の突出部は側方からスリット内に挿入されて、次いで直角のある差し込み位置から伸長位置へ旋回させられる。ピンをスリットから抜け出さないようにするために、側方の固定は連結リンクの突出する側壁によって行われており、該側壁は伸長位置でスリットからのピンの抜け出し（外れ）を阻止し、つまりロッド継手の連結解除を防止するようになっている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００６５５３３Ａ１号明細書に開示の継手（カップリング）においては、連結リンクは、連結リンクの相対する端部を連結リンクの縦軸線に沿った相対的な平行移動に基づき相互に差し嵌められて、結合され、つまり嵌合結合されるようになっており、この場合に連結リンクの縦軸線（長手方向軸線）は平行移動に際してα＜１８０°の角度を成している。第１の連結リンクはピンを有しており、該ピンは第２の連結リンクの対応する切欠き内に係合するようになっている。ピンの抜け出しは、アンダーカット部によって行われ、該アンダーカット部は、相対的な旋回に基づき、連結すべき後続の連結リンクの肩部と係合するようになっており、若しくは抜け出しはばね負荷された栓状体によって防止され、該栓状体（止めピン）は後続の連結リンクの端面の受容部内に入り込むようになっている。

ロッド継手（導桿継手若しくは導桿カップリング）の従来技術の構成は、半径方向若しくは軸線方向の抜け出しを、固定スリーブ、固定突出部又はロック突出部、若しくはばね負荷された栓状体によって阻止するものであり、或いは両方の部材若しくはリンクを所定の角度位置で軸線方向に相対移動させて相互に差し嵌めて、使用に際して、つまり使用状態若しくは作動状態では伸長位置に移すことに基づき阻止するようになっているものである。

本発明の課題は、上記欠点に鑑み、水平ボーリングのための簡単な若しくは広範に使用可能なロッド継手を提供することである。

本発明の上記課題は、独立請求項に記載のロッド継手の構成によって解決される。本発明の有利な実施態様を従属請求項に記載してある。

本発明の技術思想は、ロッド継手の横ウエブ（結合又は連結用の横ピン若しくは横方向の条片状構成部分）の幾何学形状によって、所定の角度位置（差し込み角度）では、つまり作業角度若しくは作動角度以外の規定された角度位置では差し込み（押し込み若しくは挿入）を可能にすると共に、横ウエブの受容のための受容部内でのほかの角度領域（作業角度若しくは作動角度）では固定若しくはロックを保証し、つまりロッド間の外れを阻止してロッド間の結合を保証していることにある。

この場合に、差し込みは、継手の構造に応じて半径方向若しくは横方向でも軸線方向でも可能になっている。このために、横ウエブ及び／又は切欠きの幾何学形状（断面輪郭）は円形からそれている。

本発明の実施態様において、地中若しくは地下における水平ボーリング用の連結リンク（ロッド）のためのリンク継手（ロッドカップリング[rod coupling]、差込式継手若しくは差込式カップリング又は差込式連結装置とも称する）は、第１の連結部材（連結部分若しくは連結片）に設けられたほぼシリンダー状の横ウエブ（横方向若しくは垂直方向に突出する構成部分）及び第２の連結部材に設けられたほぼシリンダー状の横方向切欠き（横方向に設けられた空所）を備えており、この場合に、シリンダー状は、柱体状又は円柱状若しくは柱面状又は円柱面を意味しており、前記横ウエブは、円形形状と異なる形状の少なくとも１つの区分を有しており、前記横方向切欠きは、円形形状と異なる形状の少なくとも１つの区分（異形の区分）を有しており、該区分は、前記横ウエブの前記区分に相応（対応）しており、このような構成により前記横方向切欠き内への前記横ウエブの差し込み（挿入）、並びに前記横方向切欠きからの前記横ウエブの抜き取りは、結合又は連結すべき両方の連結リンク相互の所定の角度位置（差込角度）でのみ行われるようになっており、前記角度位置では、円形形状と異なる形状の前記両方の区分は、相互に整合するのに対して、つまり、両方の区分の形状が互いに合致するのに対して、前記所定の角度位置以外の角度領域では、前記両方の区分間の不整合に基づき、つまり、両方の区分の形状が互いに合致（整合）しないことに基づき、前記横方向切欠きからの前記横ウエブの抜け出しを阻止されている。

横ウエブは、例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００６５５３３Ａ１号明細書に開示してあるように、側方（横方向）から切欠き内へ挿入可能なピンとして形成され、さらに１つ若しくは複数の肩部を有していてよい。対応する切欠きは、連結リンクの所定の角度位置でのみピンの側方からの差し込みを可能にしており、このために切欠き及びピンは面取り部（平面部）を有しており、若しくは切欠きの円形区分内に肩部のための１つ若しくは複数の溝を設けてある。所定の角度位置以外では、つまり作業角度ではピンの肩部は、連結リンク相互の半径方向の固定（確保）若しくはロックを保証しており、このために肩部は、切欠きの半径の小さい方の円形区分の外側では切欠きの縁部に若しくは前記溝に係合している。

横ウエブは、軸線方向で切欠き内に挿入する連結部分として設けられていてよい。この場合にピンは、本発明に基づき軸線方向での固定のために１つの領域に面取り部（平面部）を有していてよい。この場合に切欠き、連結開口部若しくは切欠きの挿入通路は、横ウエブの幾何学形状に対応して、所定の角度位置（差し込み角度若しくは差し込み位置）でのピンの差し込みを可能にする幾何学形状を有している。横ウエブを切欠き内に位置させてある場合に、横ウエブは、該横ウエブが差し込みのための所定の角度位置を離れると、連結リンクの軸線方向の移動を阻止されており、つまり、上記差し込みを可能にする幾何学形状は、もはやピンの、連結リンクの軸線方向で見た幾何学形状と合致しなくなっている。本発明の有利な実施態様では、横ウエブは、非シリンダー状の形状として少なくとも１つの平面部（面取り部）を有している。

本発明は、キーとキー溝とから成る付加的な溝及びキー形連結部によって半径方向又は横方向若しくは軸線方向の固定力を受け止める、つまり半径方向又は横方向若しくは軸線方向の固定（ロック）を行うという手段を排除するものではなく、この場合に例えば溝及びキーは、部分円状に、つまり円弧状に形成されており、溝は連結リンク間の結合（連結）に際してキーに沿って回動滑動するようになっており、すなわちキーは旋回若しくは回動しつつ溝内に滑り込むようになっている。

本発明は、種々の形式のロッド若しくはリンクと一緒に用いられ、かつ押圧力又は推進力若しくは引っ張り力又は牽引力を作業軸線の方向から通路軸線の方向に向けるための支持装置若しくはガイド装置と一緒に用いられてよいものである。

ロッドは、種々の構造若しくは形状の支持装置若しくはガイド装置に適合させるために、若しくは種々のカーブ案内装置（曲面案内装置）内で作動できるように、両側を円弧区分として形成され、例えば凹曲線／凹曲線若しくは凹曲線／凸曲線で形成されていてよい。

次に本発明を図示の実施形態に基づき詳細に説明する。

本発明に基づき１つの連結半分を備える連結リンクの前側の端部及び別の連結半分を備える連結リンクの後側の端部を示す図であり、付加的な溝及びキー形連結部から成る半径方向の固定部を備えている。 本発明に基づき１つの連結半分を備える連結リンクの前側の端部及び別の連結半分を備える連結リンクの後側の端部を示す図であり、付加的な溝及びキー形連結部から成る軸線方向の固定部を備えている。 本発明に基づく連結ピンの詳細斜視図である。 所定の角度位置での挿入の後の２つの連結リンクを示す図である。 伸長位置への旋回の後の２つの連結リンクを示す図である。 図４の、伸長位置への旋回の後の２つの連結リンクを別の側から見て示す図である。 両方のリンクが互いに角度を成している状態で作動可能な作業位置での継手を示す図である。 軸線方向移動により連結可能な本発明に基づく継手の別の実施形態を示す図である。 Ｌ字形の連結開口部を有する本発明に基づく継手の実施形態を示す図である。 図８の実施形態を所定の角度位置（差し込み位置）で示す図である。 図８の実施形態を伸長位置で示す図である。

図１に示すロッド継手は、第１の連結部材１及び第２の連結部材２から成っている。両方の連結部材はそれぞれ１つの連結面３，４を有しており、この場合に連結面３は、完全にシリンダー状（円柱状）ではないピン６によって形成されており、該ピンは、連結面４を画成（画定）する切欠き８内に挿入されるようになっている。ピン６はその端部に、リンク軸線平面に対して垂直に向けられた２つの肩部（張り出し部若しくは耳部）１２，１４を備えている。切欠き８は非円筒形状（符号１３、参照）を成し、例えば楕円筒形状又は長円筒形状（切欠きの断面が非円形、例えば楕円又は長円である形状）を成していて、肩部１２，１４に対応する溝１６を含み、つまり肩部の受容のための溝を含んでおり、該溝（凹設部）はリンク軸線に関して水平若しくは平行に向けられている。

肩部１２，１４、平面部（面取り部）１３ａ，１３ｂ並びに溝１６の向きは互いに次のように規定され、つまり、連結リンクを結合に際して互いに直角（差し込み角度）に配置して、肩部１２，１４は溝１６に接続されるようになっている（図３の位置、参照）。平面部１３ａ，１３ｂを互いに同列にする、つまり互いに合致させる（差し込み角度）と、ピン６は切欠き８内に差し込まれるようになっている。両方の連結リンクをその直角な相対位置（差し込み角度）から相対的に回動させると、肩部１２，１４は、長軸部分１９を越えて伸長位置までのすべての角度でピン６を切欠き８内に保持して、切欠き８の相対する側部から突出している。

付加的な１つの溝１５ａ，１５ｂ及びキー１７ａ，１７ｂによって、継手の半径方向（図１ａ）若しくは軸線方向（図１ｂ）の連結固定（確保又はロック）を保証してある。この場合に、キーは、連結リンクの相互の結合に際して回動しつつ溝内に入り込むようになっている。

図７に示してある本発明の実施形態においては、第１の連結部分２０に設けられた横ウエブ（横方向ピン状部分）２６は、終端側（若しくは端部側）の平面部（面取り部）２２を軸線方向に向けて、結合ウエブ（条片状区分）２４上で、第２の連結部分２１に設けられた横方向切欠き２８内に押し込まれる。横方向切欠き２８は、非円筒区分２３を含んでいる。横ウエブ２６の終端側の平面部２２のために、連結リンクは、横方向切欠き２８内への横ウエブ２６の押し込みに際して互いに９０°の角度を成すように配置される（差し込み角度若しくは連結角度）。断面円形の横方向切欠き２８は、伸長位置までのすべての角度で、横方向切欠き２８内での横ウエブ２６の確実な保持を保証している。

図８に示してある実施形態において、第２の連結部分若しくは連結部材３１はＬ字形の連結開口部３０を有している。連結開口部３０は横方向切欠き３８に関して次のように配置され、つまり、横ウエブ３６は、横ウエブを横方向切欠き３８内へ移動させる前に、まず９０°にわたって回動させられるようになっている。横ウエブ３６が連結開口部３０内の最も深い挿入部位まで達して、平面部３２でもって結合ウエブ（側部間を延びる条片状部分）３４に接触すると、連結リンク４は９０°にわたって軸線方向に回動させられ、次いで連結リンクの軸線に沿って図７の終端位置へ移動させられ、このことは平面部３２に基づき可能になっている。この状態で両方の連結リンク４，７は、９０°の角度の位置を離れると、つまり互いに直線を成す方向に旋回させられると、互いに連結されることになり、それというのは、横ウエブ３６の幾何学形状は、平面部３３が結合ウエブ３４の平面内にある場合に、つまり平面部３３と結合ウエブ３４の平面とが互いに合致している場合にしか、横方向切欠き３８からの抜け出しを可能にしないものであるからである。両方の連結リンクは相対的に、例えば図９に示す角度位置から、図１０に示す伸ばされた作動位置（作業位置）、つまり互いに１８０°を成す角度位置まで旋回させられ、作動位置までの各角度位置ではほぼ遊びのない状態で結合（連結）されている。

１，２ 連結リンク、 ３，４ 連結面、 ６ ピン、 ８ 切欠き、 １２ 肩部、 １３ａ，１３ｂ 平面部、 ２０，２１ 連結部分、 ２２ 平面部、 ２４ 結合ウエブ、 ２６ 横ウエブ、 ２８ 横方向切欠き、 ３０ 連結開口部、 ３２平面部、 ３８ 横方向切欠き

Claims (7)

1. 地中の水平ボーリング用の連結リンクのための差込式継手であって、第１の連結部材（１）に設けられたほぼシリンダー状の横ウエブ（６，２６，３６）、及び第２の連結部材（２）に設けられたほぼシリンダー状の横方向切欠き（８，２８，３８）を備えている形式のものにおいて、前記横ウエブ（６，２６，３６）は、円形形状と異なる形状の少なくとも１つの区分（１３ａ，２２，３２）を有しており、前記横方向切欠き（８，２８，３８）は、円形形状と異なる形状の少なくとも１つの区分（１３ｂ，２３）を有しており、該区分は、前記横ウエブの前記区分（１３ａ，２２，３２）に相応しており、前記横方向切欠き（８，２８，３８）内への前記横ウエブ（６，２６，３６）の差し込み、並びに前記横方向切欠き（８，２８，３８）からの前記横ウエブ（６，２６，３６）の抜き取りは、連結リンク相互の所定の角度位置（差込角度）でのみ行われるようになっており、前記角度位置では、円形形状と異なる形状の前記両方の区分は、相互に整合するのに対して、前記所定の角度位置以外の角度領域では、前記両方の区分間の不整合に基づき、前記横方向切欠きからの前記横ウエブの抜け出しを阻止されていることを特徴とする、ピンを有するリンク継手。
2. 横ウエブ（６，２６，３６）は、少なくとも１つの肩部（１２）を含んでおり、かつ横方向切欠き（８，２８，３８）は、前記肩部の受容のための溝（１６）を含んでいる請求項１に記載のリンク継手。
3. 横ウエブ（６，２６，３６）は、非シリンダー状の形状として少なくとも１つの平面部（２２）を有している請求項１に記載のリンク継手。
4. 第２の連結部材に、連結開口部（３０）を設けてある請求項３に記載のリンク継手。
5. 連結開口部（３０）はＬ字形に形成されている請求項４に記載のリンク継手。
6. 連結リンクであって、該連結リンクは、請求項１の差込式継手で用いるための横ウエブを備えていることを特徴とする連結リンク。
7. 連結リンクであって、該連結リンクは、請求項１の差込式継手で用いるための横方向切欠きを備えていることを特徴とする連結リンク。

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