JPH02183082A - 地中掘削装置及び掘削法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一上の 本発明は、地中掘削工具即ち地中掘削の制御弁、特に、
衝撃式地中掘削工具の動力流体供給管路内に使用して、
所望の管路圧力が得られるまで掘削工具に対する流体供
給を阻止する制御弁に関する。

災米立致片 ある種の場所、例えば舗装道路の下部、高度に開発され
た地域又は掘削困難な地域では、ガス管。

電話線、上水管、電気又は他の地中埋設施設の設置に開
放溝を掘削するよりも、地中に水平の小直径の孔を水平
に掘削するのが効率がよくかつ安価である６種々の掘削
工具がこの目的に使用され、この工具には回転可撓性ロ
ッド装置、オーガ装置。

パイププッシャー、および空圧作動式又は液圧衝撃式穿
孔工具（通常衝撃式モールと呼ばれる。）が使用され、
この後者は可撓性−スによって動力が供給される。

案内付掘削装置が開発され、この装置で比較的長距離の
孔（数百〜数千フィート）が掘削され、この孔は掘削工
具を廃動する動カニニットで掘削が開始され、小型のド
リル用フレーム、即ち、リグ、ドリルパイプ又は可撓性
ホースを使用し、他の装置として地中掘削工具、即ち、
操縦アセンブリ及び追尾装置を有する「モール」がある
。通常、掘削フレームの種々の機能を制御するのに液圧
動力が使用され、同時に、圧縮空気がドリルパイプ又は
ホースによって地中掘削工具と掘削フレーム上のスイベ
ル装置に供給されるまで、地中の掘削工具を岩盤を掘削
する切削ビットを即動する掘削モータ、地中の掘削孔を
突き固める又は衝撃式モールでよい。

工具が掘削フレームから進行するにつれて、掘削工具と
掘削フレームキャリンジとの間に別のドリルパイプを追
加する。継手となる各ドリルパイプがドリルストリング
に追加されるとき、工具に対する空気流は中断され、ド
リルストリングから空気圧力が解除される。これが通常
、キャラリッジに設けられた遮断弁又は切替弁によって
行われる。ドリルパイプに対する別の継手の連結が完了
すると、掘削工具に対する空気流の供給が開始される。

したがって、ドリルパイプは事実上、工具の前進につれ
て継続的延長チャンバを構成する。

同様な問題がモールが可撓性導管又は空気ホースの端部
で作動されている際に、モールで地中で進行するにつれ
て階段的に延長される場合にも発生する。

空気のないドリルストリングに流入する圧縮空気の膨張
は初期空気圧を大幅に低下し、動作中の工具を始動する
のに利用されるエネルギポテンシャルも大幅に減少する
。このエネルギポテンシャルは延長されたドリルパイプ
に流入する圧縮空気を発生する一定容積のため緩慢に蓄
積する。多くの空気圧縮機は小型のタンクを有するから
、パイプを充填するのに必要な時間はパイプの長さ及び
／又は直径が増加するにつれて増大する。もし、モール
内の圧力蓄積が緩慢であれば圧力がハンマから漏洩して
工具が始動しない。

特に、衝撃式１具は、ハンマの慣性および内部摩擦およ
び空気漏洩のため、工具始動に一定のエネルギ衝撃が必
要である。これは不完全な注油又は工具内の空気膨張に
よる霜発生によってさらに悪化する。低温の大気圧下で
は衝撃式モールは気密空気内の水分を氷結することがあ
る。掘削モータの場合も同様な問題がドリルビットに加
わる過度の抵抗によって発生することがある。本発明は
空圧作動式衝撃モールのドリルストリング又は可撓性動
力供給ホース内に設けられるもので、ｙＡ間的高圧空気
ブラスト、即ち噴射を下流の衝撃工具に供給し、長いド
リルストリング又はホース、水分を含む掘削孔又は霜発
生のような困難な始動条件に関連する問題を解決するも
のである。

敵手の衝撃式モール操縦装置が従来提案されている。米
国特許第３，５２５，４０５号（コーンそのほか名義）
明細書に開示されている操縦装置が斜面のある平坦状ア
ンビルを使用するもので、このアンビルはクラッチ装置
によって連続的に回転するかまたは所定の操縦方位に固
定される。米国特許第３，９５２，８１３号（チェパノ
イそのほか名義）明細書には偏心ハンマ操縦装置が開示
され、この装置ではハンマの衝撃位置は伝ｖＪ装置とモ
ータアセンブリによって制御される。米国特許第３゜７
９４．１２８号（ゲーゲンその他名義）明細書には一個
の固定ピンと一個の回転テールピンを使用する操縦する
装置が開示されている。しかし、これらの明細書には掘
削工具に連結された制御弁は示唆されていない。

米国特許第４，６３２，１９１号と第４，６９４゜９１
３号の明細書には、所定の方向に傾斜した、またはほぼ
水平の孔を地中で掘削するｔｒｙ式１具が開示されてい
る。この操縦装置は、工具のアンビルに取付られた非対
称部材を含み、この部材は工具に旋回力を与え、工具の
後端に設けられたテールピンは工具本体に対して選択的
に位置を変えて旋回力を打ち消すようになっている。旋
回力はまた偏心ハンマによって工具に加えられ、ハンマ
は工具アンビルに偏心？＃撃力を加える。

圧力作動機構を有する種々の弁が幾つかの特許明細書に
開示されているが、これらの弁は衝撃式掘削工具の動力
供給管路内に使用されるものではなく、また所望の管路
圧力が得られるまで工具に対する流体供給を阻止する本
発明の機構を利用するものでもない。

米国特許第３，１８０，４３３号（メイソン名義）明細
書に開示されている衝撃工具は、駆動流体が所定の速度
に達するまで工具の作動を阻止するラッチを有する。

米国特許第２，２７６，９７９号（ヤコビ名義）、第２
，８４４，１６６号（エドマン名義）および第２，８４
８，０１４号（テニス名義）明細書に開示されている弁
は圧力作動ラッチ機構を有するが、空気圧力作動掘削工
具を制御するものではない。

１９８６年秋季発行の雑誌はＭＩＣＲＯＴＵＮＮＥＬＩ
ＮＧ（英国）の第１８頁、及び１９８６年７月発行の雑
誌ＵＮＤＥＲＧＲＯＵＮＤ　（英国）の第１８頁には、
ハンマに連結された電気作動ソレノイド弁が記載され。

この弁は衝撃装置が適正に作動するのに必要な衝撃また
はブーストを供給する場合は、手動で操作する。

が　　しようとする 上記の従来技術および本発明者の知る限りの従来技術に
は、空気管の圧力が工具に隣接する所定のレベルに達し
たとき、自動的に開放して工具に空気圧力を加え、低圧
レベルで自動的に閉鎖する制御弁を有する空圧式地下掘
削工具は示されていない。

杢ＪＩ丼のＪＬｉ回 本発明の１つの目的は、諸施設、例えば　気または電話
線、ＴＶケーブル、ガス配管などを設置する小直径の孔
を掘削するのに使用される、費用効果が高く、案内装置
の付いた水平掘削工具を提供することにある。

本発明の他の１つの目的は、空圧式地中掘削工具に隣接
して使用される管内制御弁を有する地中掘削装置を提供
することにあり、この装置は反復して始動及び操作応答
が可能で、従来の掘削装置及び方法にに適合するもので
ある。

本発明の他の諸口的は下記の説明から明らかである。

課　を　　するための 本発明による地中掘削装置は、工具作動用空気流体の導
入口を有する空気圧作動地中掘削工具。

一端が工具に接続され、他端が空気流体源に接続される
導管装置、工具に含まれ、この工具の一端に設けられた
掘削装置及び内部に配置されて打撃力を加える往復動ハ
ンマ、工具と空気流体との間で工具に隣接して導管装置
内に配置され、こ半導体装置を経て工具に流れる空気流
体の流動を制御する弁装でを含み、弁装置は、開放すべ
き導管装置内の空気流体の圧力に応答して作動し、工具
に空気流体半導体装置内が所定の作動圧に達した時にの
み流入させて、空気圧の初期衝動を伝達して往復動ハン
マの作動を開始する空気圧作動弁装置を含み、空気圧作
動弁装置は、これを開放するのに必要な圧力よりも低い
所定半導体装置内の圧力で開放状態に維持されている。

空気圧作動弁装置は、ばね力によって閉鎖位置に付勢さ
れた圧力操作弁を含み、第一段階半導体装置を通して流
れる所定の空気圧によって開き、第二段階半導体装置に
おける所定の空気圧よりも低い圧力で閉じる。空気圧作
動弁装置は閉鎖位置に向ってばね力で付勢され、導管圧
に対応して開く弁体を有し、弁体は閉鎖位置において所
定圧で強固に閉じる。

空気作動弁装置は閉鎖位置に向かってばね力によって付
勢され、導管圧に対応して開く弁体を有し、弁体はばね
圧力で閉鎖位置に強固に保持され、弁体及びばね圧力は
第一の段階で所定の空気圧で開き、この所定の空気圧よ
りも実質的に低い圧力で閉じる。空気圧作動弁装置は一
方端に入口を有し、かつ他方端に出口を有する管状のハ
ウジングを有し、ハウジングを通る縦通路はこの入口側
に弁ポート及び弁座を入口側に有し、弁ポートの出口側
の縦通路は大径部を有し、かつこの大径部で往復運動す
るピストン弁部材を有し、このピストン弁部材は弁ポー
トよりも大きい直径及び閉鎖位置まで移動できる終端部
又は弁座に接する始端部を有し、ピストン弁部材に装着
されるばね部材はピストン弁部材を閉鎖位置に向かつて
付勢し、ハウジングは、弁ポートと弁座の中間地点で、
大径部から壁面を通して複数の通気口を有し、ピストン
弁部材の大径部に対するシール装置は、通気口開放状態
を保持できる。

ハウジングは、ドリルストリングの内部に結合するため
の一端に雄ねじを有しかつ他方端に雌ねじが形成された
実質的に筒状である。ハウジングは、それぞれの端部に
弾性管又は空気ホースに結合させるためのねじ部が形成
された実質的に筒状である。ハウジングは、外端部の近
傍で外周が直径の大きい部分を有し、ドリル管又はカラ
ーの内部に嵌合するよう形成された実質的に筒状である
。

ピストン弁は大径通路に滑動嵌合するよう直径の大きい
ピストン部を有し、終端部の一方側に弁座に接合離間し
て弁を開閉する弁体を備えた小径部を有し、他方側に管
状の案内延長部を有し、この案内延長部の内部に小径部
が通る開口部を有し、開口部及び案内延長部は開放位置
で弁が通過する通路となり、ハウジングの外側端は、弁
体の縦方向の案内動作に関係して運動する案内延長部が
嵌合する表面案内装置を有し、ばね部材は、ピストン部
と案内面装置との間で圧縮され、案内延長部に捲回され
たコイルばねであり、ハウジングの通気口は、ピストン
部と案内面装置との中間に配置され、シール装置は、ピ
ストン部と大径通路との間の外周をシールする部材であ
り、案内延長部と案内面装置との間をシールする部材で
ある。

案内面装置は、大径通路の外側端に配置された管状スリ
ーブであり、このスリーブを定位置に保持する装置と、
管状スリーブと大径通路の壁面との間の周面シールとを
含む。ハウジングは導入端部分と導出端部分とからなる
２つの部分で構成されると共に、これらの２部分を一体
保持する装置を有し、ピストン弁部材は、大径通路に滑
動嵌合するように拡大した外径のピストン部を有し、方
の終端側の小径部に弁座に接離して開閉する弁体を備え
、他方側の管状案内延長部及びこの内部に小径部が通る
開口部をそれぞれ有し、この開口部及び案内部は、開放
位置にある弁体を通過する通路となり、ハウジングの導
出口の端部は導入端部の内側まで延びる管状スリーブは
、弁部材の縦方向の滑動運動するように管状案内延長部
が嵌合する案内面を備え、ばね部材は、管状案内延長部
の外周を包囲するコイルばねであり、ピストン部とハウ
ジングスリーブとの間で圧縮され、ハウジングの開口部
は、ピストン部とハウジングスリーブとの中間位置に配
置され、シール装置は、ピストン部と大径通路との間の
外周シールと、管状案内延長部と案内面との間の外周シ
ールから構成される。ハウジングにねじ付コネクタは固
定される。

ハウジングにダポ・ピンは一体に結合される。

ハウジングは、この一端部で弾性管又は空気ホースに接
続するためのねじ部を有する円筒形である。ハウジング
は、この導出口の近傍に外周拡大部を有し、またドリル
パイプ又はカラーの内部に嵌合する形状を有する円筒形
状のカートリッジである。空気圧作動ラッチは、弁ハウ
ジングの内部に装着されたピストンを含み、このピスト
ンは、開放位置にある弁を固定するラッチ接続に係脱す
るように移動でき、弁及び空気圧作動ラッチは、所定の
第一空気圧で開き、これより低い所定の第二空気圧で閉
じるように、導入側空気圧に！に露されている。

空気圧作動弁装置は、一端の導入口及び他方端の導出口
を有する管状ハウジングによって構成され、このハウジ
ングを通る縦方向通路は導入端に弁ポート及び弁座を含
み、ピストン弁部材は通路内で往復滑動運動するように
配置され、第１ばね保持器はピストン弁部材から間隔を
置いて縦方向に設けられ、ばね部材は、ピストン弁部材
と第１ばね保持器との間に圧縮状態で設けられ、かつピ
ストン弁部材を閉鎖位置に向がって付勢し、ハウジング
はピストン弁部材と第１ばね保持器との中間地点の壁に
通気口を有し、ピストン弁部材と第１ばね保持器を通気
口の両側の通路に対してシールする装置が設けられ、ハ
ウジングは、弁体が閉じた状態にある時、ピストン弁部
材の下方にある通路内に横方向に延びる孔を有し、ラッ
チピストンは孔の内部で往復動作するように配置され、
第２ばね保持器はラッチピストンから離れて設けられ、
また孔の外側端を閉鎖し、ばね部材は第２ばね保持器と
ピストン弁部材に向かつて付勢されたラッチピストンと
の間に圧縮状態で設けられ、ハウジングの入口側からラ
ッチピストンまで延び出し、空気力を供給して弁を開く
ように弁ピストンに対するラッチ連結を解除して弁を移
動する通路が設けられ、ピストン弁部材は、弁ポートと
ハウジングの外側との間の圧力差によって開放され、ピ
ストン弁部材の内側と通気孔の外側との間の圧力差によ
って開放状態が維持される。

ハウジングは、弁ポート及び弁座を形成する開口部を有
する導入端部に壁を有し、縦方向通路は平行な通路部を
含み、一方の通路部は弁ポートから延び、他方の通路部
が壁から弁体の外側へ延び、一方の通路部から弁ポート
及び弁座に隣接して設けられた他方の通路部に達する開
口部は、ピストン弁部材の作動によって開閉し、また、
ラッチピストンは、ラッチ位置から解除されるように移
動するのに十分な空気圧が供給されるまで、ピストン弁
部材の開放運動を阻止する。ばね圧作動ラッチは、弁ハ
ウジングに装着された１個又は２個以上の球体を有し、
また閉鎖位置に弁体を固定するため弁ピストンに対する
ラッチ連結の係脱位置に移動するようにばれ部材によっ
て付勢され、弁体は、所定の第１空気圧がばね部材の力
を越えるに十分な大きさなったときに、導入空気圧に暴
露されて開き、またｅ２空気圧−一志連４べなったとき
に閉じる。

空気圧作動弁装置は、一端に導入口及び他端に導出口を
有する管状のハウジングを有し、ハウジングを通る縦通
路は導入口端部に設けられた弁ポート及び弁座を有し、
ピストン弁部材は通路内で往復滑動運動できるように配
置され、第１ばね保持器はピストン弁部材から縦方向に
離れて設けられ、ばね部材はピストン弁部材と第１ばね
保持器との間に圧縮状態で設けられて、ピストン弁部材
を閉鎖位置に向けて付勢し、ハウジングはピストン弁部
材と第１ばね保持器との中間地点で壁に通気口を有し、
ピストン弁部材及び第１ばね保持器を通気口の両側の通
路に対してシールする装置を有し、ハウジングは、弁体
が閉じたときに、ピストン弁部材の下方で通路の内部で
横方向に延びる少なくとも１つの孔を有し、少なくとも
１個の球体は孔に往復移動できるように配置され、ばね
保持器は、球体から離れた位置で孔の外側端を包囲して
孔内で取外し可能に配置され、ばねが第２ばね保持器と
球体との間に圧縮状態で設けられ、球体をピストン弁部
材に向けて付勢し、弁ピストンに対するラッチ連結位置
から移動して開弁し、ピストン弁部材は、弁ポートの導
入口側とハウジングの外側との間の圧力差により開放さ
れ、また、開放時のピストン弁部材の導入口側と、通気
孔の圧力外部との間の圧力差によって開放状態に維持さ
れる。

ハウジングは、弁ポート及び弁座の形成による開口部を
有する壁を導入端部に有し、縦方向通路は平行な通路部
を含み、一方の通路部は弁ポートから延び、他方の通路
部は壁から弁体の外側へ延び、一方の通路部から弁ポー
ト及び弁座に隣接して設けられた他方の通路部に達する
開口部は、ピストン弁部材の運動によって開閉し、また
、球対は弁ピストンに加えられる空気圧がピストン弁部
材に向けて球体を付勢するばね力に打ち勝つのに十分な
空気圧となってラッチ位置から開放するまでピストン弁
部材の開放運動を阻止する。

また、本発明による地中掘削法は、作動用空気流体を導
入する入口を有する空動地中掘削装置を準備する過程、
空気流体源と上記工具から上記流体源に達する導管装置
を準備する過程、上記工具は一端に地中掘削装置と往復
運動するように上記工具内に配置され、空気流体圧力の
供給によって上記掘削装置に打撃力を加える往復運動ハ
ンマを含む、上記空気流体を上記工具に供給して上記ハ
ンマを作動する過程、及びハンマに隣接した導管内の空
気圧が所定レベルに達し上記導管からハンマへ供給され
る初期の空気流体供給によってハンマを初期作動させる
ため、脈動として工具に供給されて空気流体の供給を自
動的に規制する過程とを含む。

空気流体の工具に対する供給を規制する過程は、工具の
導入口と、空気流体の流量を制御するため空気流体源と
の間に、工具に隣接して、導管装置内に配置された弁装
置を設けることによって実施され、この弁装置は、導管
装置内の所定作動圧力に応答して空気流体を工具に流入
させ、空気流体の初期脈動を伝達して、ハンマの作動を
開始させる空圧作動弁装置を含み、導管装置から上記弁
装置にこれを開放するのに十分な空気流体圧を供給する
過程、空気圧作動弁装置を、開放に必要な空気圧よりも
低い所定圧力半導体装置に維持する過程を含む。

空気圧作動弁装置は、閉鎖状態に向かうばね負荷が加え
られた圧力作動弁を含み、導管装置内の所定第１空気圧
力で開放して工具の導入孔に空気を流入させ、導管装置
内の低い所定空気圧で閉じる。空気圧作動弁装置は弁を
含み、この弁は閉鎖位置へ向けてばね付勢されて、導管
装置内の圧力に応答して開弁し、空圧作動するラッチを
含み、このラッチは閉鎖位置に弁を固定し、上記の弁及
びラッチは所定の第１空気圧力で開き、これより低い所
定の第２空気圧力で閉弁する。

空気圧作動弁装置は弁を含み、この弁は閉鎖位置へ向け
てばね付勢され、導管内の圧力に応答して開き、ばね圧
で作動するラッチを含み、このラッチは閉鎖位置に弁を
固定し、上記弁及びばね圧作動するラッチは所定の第１
空気圧で開弁し、これより低い所定の第２空気圧で閉弁
する。

空気圧作動弁装置は、一端に導入口及び他端に導出口を
有する管状のハウジングを有し、ハウジングを通る縦通
路は導入口端に設けられた弁ポート及び弁座を有し、弁
ポートの出口側で上記通路内に大径部を有し、ピストン
弁部材は通路の大径部で往復運動するように配置され、
ピストン弁部材は弁ポートよりも大きい外周径を有し、
弁座に係脱するよう移動可能ない端部を有し、ばね部材
はピストン弁部材に接触して閉鎖位置に向けてこれを付
勢し、ハウジングは、弁ポートと導出口との間の中間点
で大径通路の壁を貫通する通気口を有し、ピストン弁部
材を通気口の両側の大径通路に対してシールする装置を
有し、空気圧を導入口から供給して、ピストン弁部材を
弁ポートの導入口側とハウジングの導出口側との間の圧
力差によって開弁し、ピストン弁部材の開放した導入口
側と通気口の外側との間の圧力差によって開放状態を維
持する。

空気圧作動弁装置は、一端に導入口及び他端に導出口を
それぞれ有する管状のハウジングを有し、ハウジングを
通る縦通路は導入端に設けられた弁ポート及び弁座を有
し、ピストン弁部材は通路で往復運動するように配置さ
れ、第１ばね保持器はピストン弁部材から離れて設けら
れ、ばね部材はピストン弁部材と第１ばね保持器との間
に圧縮状態で設けられて、ピストン弁部材を閉鎖位置に
向けて付勢し、ハウジングはピストン弁部材と第１ばね
保持器との中間点の壁に通気口を有し、ピストン弁部材
及び第１ばね保持器を通気口の両側の通路をシールする
装置を有し、ハウジングは、弁体が閉じたときに、ピス
トン弁部材の下方の通路内で横方向に延びる孔を有し、
この孔内で往復運動するラッチピストンが配置され、ラ
ッチピストンから間隔を置きかつ孔の外側を閉じる第２
ばね保持器が設けられ、第２ばね保持器とラッチピスト
ンをピストン弁部材に向けて付勢するためラッチピスト
ンとの間に圧縮状態でばね部材が設けられ、通路がハウ
ジングの導入口側から弁体を開く弁ピストンとのラッチ
位置から移動させる空気力を供給するためラッチピスト
ンまで設けられ、空気圧を導入口から供給して、ピスト
ン弁部材を弁ポートの導入口側とハウジングの導出口側
との間の圧力差によって開弁し、ピストン弁部材の導入
口側と開放通気口の外側との間の圧力差によって開放状
態を維持する。

ばね圧作動ラッチは、弁ハウジングに装着された１個又
は２個以上の球体を有し、また閉鎖位置にある弁体を固
定するため弁ピストンとの係脱状態に移動するようにば
ね部材によって付勢し、弁体を、所定の第１空気圧がば
ね部材の押圧力を越えるに十分な大きさになったときに
、導入空気圧で開放し、また、これより低い所定の第２
空気圧で閉弁する。

空気圧作動弁装置は、一端に導入口及び他端に導出口を
有する管状ハウジングを有し、ハウジングを通る縦通路
は導入端に設けられた弁ポート及び弁座を有し、ピスト
ン弁部材は通路内で往復運動するように配置され、第１
ばね保持器はビストン弁部材から離れて設けられ、ばね
部材はピストン弁部材と第１ばね保持器との間に圧縮状
態で設けられて、ピストン弁部材を閉鎖位置に向けて付
勢し、ハウジングはピストン弁部材と第１ばね保持器と
の中間点の壁に通気口を有し、ピストン弁部材及び第１
ばね保持器を通気口の両側の通路に対してシールする装
置を有し、ハウジングは、弁体が閉じたときに、ピスト
ン弁部材の下方にある通路の内部で横方向に延びる少な
くとも１個の孔を有し、少なくとも１個の球体は孔に往
復移動できるように配置され、ばね保持器は、球体から
離れた位置で孔の外端を包囲する内部に配置され、ばね
は第２ばね保持器とピストン弁部材に装置された球体と
の間で圧縮状態で設けられ、このばねは、ピストン弁部
材に球体を係合位置に付勢するばね圧よりも大きい十分
十分な空気圧がピストン弁部材に供給されるまで、この
ピストン弁部材の移動を阻止し、弁体を開くピストン弁
とのラッチ連結を解除するようにピストン弁部材を移動
させ、また、ピストン弁部材は、弁ポートの導入側とハ
ウジングの外側との間の圧力差により開弁され、ピスト
ン弁部材の導入側と、開放通気孔との間の圧力差によっ
て開放状態を維持する。

ハウジングは、弁ポート及び弁座を形成する開口部を有
する壁を導入端に有し、縦方向の通路は平行な通路部を
含み、一方の通路部は弁ポートから延び、他方の通路部
は壁から弁体の外側へ延び。

一方の通路部から弁ポート及び弁座に隣接して設けられ
た他方の通路部に達する開口部は、ピストン弁部材の運
動によって開閉し、また係合位置から移動するピストン
弁部材に向けて球体をばね圧で付勢し、このばね圧を越
える十分な大きさの空気圧が弁ピストンに供給されて、
ラッチ状態から開放されるまで、球体によってピストン
弁部材の開放運動が阻止される。

庄−旦 掘削装置は空洞掘削工具、可撓性導管またはドリルパイ
プ、及び圧縮空気源で構成され、上記導管又はドリルパ
イプに制御弁を接続して所望の管路圧力が得られるまで
掘削工具に対する圧縮空気供給の供給を阻止する。電力
線、電源線などの公共施設を設置する地中水平孔を衝撃
によって能率良く掘削し、ドリルパイプを追加しながら
長距離の水平孔を効率よく掘削することができる。

夾−度−史 以下、本発明の実施例を第１図〜第１３図について説明
する。

添付図面、特に第１図及び第２図について説明すると、
これらの図面は長距離の水平孔を掘削する二種のシステ
ムの概略垂直断面図である。

第１図は噴射ピットから始まり、ドリルパイプの継手を
使用して長い水平孔を掘削する概略図を示す。第１図の
噴射ピットＰ内には掘削用リグ及び掘削装置１０が配置
され、出口ピットＰ′まで掘削線１１に沿って掘削する
。掘削線１１は複数の建物の下方に延び出して示される
。

第２図には、傾斜掘削法による水平掘削の別法を示す。

第２図のドリルリグ１０は地面に対して傾斜し、掘削は
一定角度傾斜して湾曲通路１２に沿って進行し、掘削線
の上記障害物の先方の出口点１３に達する。第２図の掘
削、ｍ１２は障害物０、例えば風車と、湖沼または河川
及び／または建物の下方を通過する。これらの両方式で
孔内に設置するパイプまたは導管は溝掘削が経済的な場
合には障害物の先方半導体路に接続するため、掘削溝で
接続する。

第３図は、施設孔を掘削すべき路床Ｒのような障害物の
一側面で地表面Ｓより低い噴射ピットＰを示す。ドリル
リグＲは軌道１４上に支持された状態で略示される。リ
グＲは垂直作動掘削リグと類似構造であるが、掘削トラ
ストを加えるため軌道１４に沿って移動する。

掘削リブＲはドリルパイプ１５を支持しかつこれを移動
するように動作し、掘削が進むにつれて別のパイプ部品
を追加することができる。掘削リブＲは掘削コンソール
上の制御をハンドル１６で示すような従来の制御装置を
有する。ドリルパイプ１５は一端に掘削用モール１７を
支持し、地中に水平孔１８を掘削する。モール１７は空
圧作動式で米国特許第４，６３２，１９１号または第４
゜６９４．９１３号明細書に記載されている構造のもの
でもよい。

ドリルパイプ１５は中空で圧縮空気源１９に接続される
。圧縮空気はこれから中空ドリルパイプ１５を経てモー
ル１７に供給され、モール１７はハンマ（図示せず）を
作動して外部掘削要素２０に連結されたアンビル部材を
打撃する。１つの実施例では、「工具継手」制御弁Ｖが
ドリルパイプの２個の継手の間でモール１７の後方に設
けられる。このり「工具継手」弁Ｖは弁アセンブリの一
部としてサブを利用するが所望の点でドリルストリング
内に配置してもよい。点線で示すように変形制御弁、即
ち「カートリッジ」弁Ｖ′をドリルパイプの二個の継手
のねじ接続部でドリルパイプ内に設けてもよい。カート
リッジ弁Ｖ′は、カートリッジをドリルパイプの工具に
戻り嵌合することができるから、工具継手を有するサブ
が必要ではない。カートリッジ弁Ｖ′は、カートリッジ
を交換するだけで弁アセンブリを迅速に交換できる。

制御弁については後述する。

掘削用モール１７は、米国特許用４，６９４，９１３号
明細書に示される形式の中空ドリルパイプ１５にモール
を接続するサブ２１を有するものでもよいが、空気を導
入及び排出する他の形式のものでもよい。使用する特定
のサブは本発明には重要ではなく、図示はその一例を示
すに過ぎない。

連結に使用されるサブ２１の詳細は第６図に示され、モ
ール１７から後方の掘削孔１８に空気を排出する複数の
孔即ち開口を有する。

掘削要素２０の非対称構造のため、モールは直線通路か
ら偏向し、湾曲通路で前進する。このため、第２図に示
すように、湾曲通路に沿って傾斜孔を掘削し、また直線
孔を掘削する必要がある場合は、孔の中にある地点でモ
ールを選択された湾曲通路に沿って偏向させ、地表面を
通して地中から表面に出現させる。

掘削用リグＲは、支持パイプ１５とモール１７を前進さ
せるのみならず、パイプとモールを回転する機構を有す
る。リグＲがパイプ１５とモール１７を回転させると、
掘削要素２０の傾斜掘削表面が回転され、工具は直線状
に移動する。実際には、工具は正確な直線状には移動し
ないが、非常に隙間の小さいほぼ直線状の通路で移動す
る。

ドリルビットを偏向する他の公知の装置または他の掘削
部材、例えば、掘削工具内の非対称ハンマ、孔内のハン
マ上の偏向パッドまたは孔内ハンマを支持する屈曲サブ
なども使用できる。また、直線孔を掘削する必要がない
場合、例えば湾曲通路を掘削する場合は、ハンマを回転
する装置または掘削部材を省略できる。

第４図は別の装置を示し、　二つの装置ではモール１７
は噴射ピットＰで湘動される可撓性流体動力供給管路の
一端に装着される。この装置では、掘削リグは省略され
る。

第５図には地中掘削装置の別の詳細図が示される。この
図面では掘削リグＲは軌道１４上に装着され、軌道に沿
ってリグのコンソール２４を前進させるモータ２３また
は液圧シリンダのような他の装置を有し、また中空ドリ
ルパイプ１５を回転するモータを有する。コンソール２
４は制御ハンドル１６を有し、このハンドル１６は軌道
１４に沿うコンソールの前進を決定し、また選択的にド
リルパイプ１５を回転させるか、またはドリルパイプを
非回転状態に維持する。掘削リグＲは従来形式のものを
使用し、モール１７を移動するにつれてドリルパイプ１
５に連結部材を追加できる。

第６図は、モール１７のハウジングを中空ドリルパイプ
１５６に連結する連結用サブ２１の一形式の詳細を示す
。使用する特定のサブは本発明に重要ではないから、−
形式のみを例示する。連結用サブ２１は管状の本体部２
７を有し、この本体部２７は小径の管状延長部２８と反
対端部の管状延長部２９とを有する。これらの延長部２
８，２９はモール１７のハウジングの後端とドリルパイ
プ１５の前端に嵌合される。勿論、延長部２９は可撓性
ホースの前端に嵌合されるか、またはこの目的でアダプ
タを設けてもよい（図示省略）。

本体部１７は大径孔３０を有し、この孔には中心孔３２
と複数の空気通路３３とを有する円筒形支持部材３１が
嵌合される。支持部材３１は中央孔３２内に管状部材３
４を支持する。管状部材３４の端部は、通常、弁表面３
７に対して閉鎖されている環状逆止弁３６を支持するフ
ランジ端部３５内にある。別の管状部材３８が延長部２
９内に支持され、○−リング３９によって空気圧力の漏
洩をシールする。

管状部材３８には、ハンマを作動するためモールに空気
を導入する目的で、モール１７のハウジング内に延び出
す管状部材４１の小径端部４０が挿入される。この連結
用サブは圧縮空気を入口４２から管状部材３８を経由し
、また管状部材４１の中空孔４３を経由してドリルパイ
プ１５またはホースＨに送り、掘削要素２ｏに打撃力を
与える。

ハンマの作動に使用された空気は１通路４４．３３及び
支持部材３１を経由してモール１７のハウジングから逆
止弁３６を流れ、サブ２１の排出ポートとから流出する
。

第７Ａ図と第７Ｂ図は、第３図〜第５図に示す掘削用モ
ール１７の縦断面図で、米国特許第４６３２１９１号及
び第４６９４９１３号明細書に示されるものである。図
示のように、モール１７は中空円筒形外側ハウジング即
ち本体４５を有する。

本体４５の外側前端は内側に傾斜して円錐部４６を形成
する９本体４５の内径は円錐面４７を形成する前端近く
で内側に傾斜し、この前端から内側に縦方向に延び出す
小径部４８が形成される。本体４５の後端は連結用サブ
２１がねじ込まれる内ねじが形成されている。

円錐形端部５０と細長い円筒形端部５１とを有するアン
ビル４９は本体の前端内に配置される。

アンビル４９の円錐形端部５０は本体４５の円錐面４７
とのしまり嵌合を形成し、また細長い円筒部５１は本体
の前端から先方に一定距離外側に延び出している。アン
ビル４９の後端の扁平横面５２は往復ハンマ５３の衝撃
を受ける。また、別のアンビル部材を有してアンビルと
して本体の前端を使用することも可能で、この場合は操
縦及び掘削部品は本体ハウジングの外側に取外し可能に
連結される。

往復ハンマ５３は本体４５の円筒形凹部５４内を摺動す
る細長い円筒形部材である。ハンマ４５の外径の大部分
は本体４５内で環状空洞部５５を形成する凹部５４より
小さい。ハンマ５３の後端部の比較的に短い部分５６は
、本体４５の凹部５４の内壁に摺動嵌合する直径を有す
る。

中央空洞部５７はハンマ５３の後端部より内側に縦方向
に延び出している。円筒形ブツシュ５８がハンマ空洞部
５７に摺動可能に配置される。ハンマ５３の前面５９は
アンビル４９の扁平面５２の中央を打撃する形状を有す
る。勿論、ハンマの形状はアンビルに偏心打撃力を加え
るものでもよい。

ハンマ５３の側壁内の空気通路６０は短い後方部５６の
内側に隣接し、中央空洞部５７を環状空洞部５５に接続
する。空気分配管４１はブツシュ５８を経由して中央に
延び出し、この後端は連結サブ２１によって支持パイプ
１５に接続され、パイプから工具に空気を導入する通路
を形成する。

往復ハンマ５３に対しては、空気分配管４１は通路６０
を経由して圧縮空気源に常時接続し、またブツシュ５８
はハンマ５３の往復運動間、空気分配管４１は交互に環
状空洞部５５を中央空洞部５７または大気に接続するよ
うになっている。

円筒形停止部材６１（連結用サブ２１の一部）は本体４
５の凹部５４内に後端近くで固着され、また本体内部の
空気を大気に、空気分配管４１が延び出しかつ円周上に
等間隔に配置された一連の通路６２を有する。

傾斜端部ノース部材２０（他の非対称ノース部材または
類似部材でもよい）は円筒形凹部６３と中央円筒孔６４
を有し、この円筒孔６４はアンビル４９の円筒部５１が
嵌合される（第７Ａ図）。

ノース部材２ｏばねじ６５などで固定することによって
、アンビルの端部に固着される。

ノース部材スｅの側壁は円筒部６３から前方に延び出し
、また側面はフライス加工で扁平傾斜面が形成され、こ
の傾斜面は延長端部の一点までテーパになっている。こ
の長さと傾斜角度は特定の適用目的によって変わる。

上記の掘削工具または他の空圧式掘削工具の操作に使用
される制御弁は数種のものがある。制御弁はドリルスト
リング内部または可撓性の空気ホースまたは導管内で掘
削工具に隣接して配置され、工具内への空気導入を制御
し、また空気導管圧力が所定のレベルに達するまで工具
の作動を阻止し、圧力の低いレベルでは開放状態を維持
し、圧力がほぼ消失した時は閉鎖する。

第８Ａ図および第８Ｂ図には「工具継手」制御弁７０が
閉鎖（第８Ａ図）した状態と、開放した状態（第８Ｂ図
）が示される。用語「工具継手」弁アセンブリ、即ち制
御弁７０は円筒形ハウジング即ち弁本体７１を含み、こ
の本体７１は一端に外側雄ねじ７２を、他端に雌ねじ７
３が設けられ。

更に小直径の滑らかな孔７５は本体の雄ねじ端部から内
側に延び出し、孔７４と７５との間に扁平層７５ａを形
成する。孔７４の扁平層との接続部の円錐形傾斜は弁座
面７６を形成する。スナップリング溝７９が本体の端部
と円錐形傾斜との間で端ぐり７７の側壁に設けられる。

逃げポート８０が本体７１の側壁を貫通し孔７５を大気
に連絡する。

円筒形ばね保持器と弁案内８１は外側直径部８２と大き
い直径部８３とを有し、これらの間に肩８４と滑らかな
中央縦孔８５とを形成する。弁案内８１は滑動嵌合する
内側大径孔７５と、肩８４に接触する肩７８を有する端
ぐり部７７とを有し、またスナップリング８６によって
分離可能に固着される。環状溝８７と○−リングシール
８８が外側直径部８２上に設けられ、孔７５と案内部材
８１との間のシールを形成する。内側孔８５上の環状溝
８９と○−リングシール９０は、下記のようにピストン
弁部材上の案内延長部を閉鎖する。

ピストン弁部材９１は直径の大きい滑らかな孔７５内で
滑動運動する。ピストン弁部材９１は中央管本体９２を
含み、この本体は一端が包囲され、両端には小直径部９
４と９４ａが形成されて扁平な上方層９５と下方層９６
を構成する。中央縦孔９７は開放端部から内側に延び出
して他端は閉鎖されている。小直径部９４ａは案内部材
８１の孔８５に滑動嵌合する弁案内延長部を形成し、〇
−リング９ｏのシールによって往復案内運動する。

ピストン本体９２の大径部９３は、往復運動のため弁体
７１の孔７５に滑動嵌合する。環状溝９８と大径部９３
上の○−リングシール９９は滑らかな大径部７５とピス
トン本体との間のシールを形成する。ピストン本体９２
の側壁を貫通する開口部１００はピストン内部と弁体孔
７５とを連絡する。ピストンの端部は円錐弁１０１で、
第８Ａ図に示すように、閉鎖状態では円錐弁座面７６と
接触する。

上記実施例の弁体は本質的にはサブで、ドリルストリン
グの任意の位置に配置できる。この実施例は使用される
工具継手の大きさ及び設計が制限されるものではなく、
広い範囲の掘削パイプに適用できる。

第９Ａ図及び第９Ｂ図は１、「カートリッジ」制御弁と
呼ばれる制御弁の別の実施例でそれぞれ閉鎖状態と開放
状態を示す。

この「カートリッジ」弁の幾つかの構成要素は前述のも
のと同一であるから、同一の参照数字を使用する。前記
の「工具継手Ｊの実施例は弁アセンブリの一部としてサ
ブを使用し、一方、「カートリッジ」形式は取外し可能
な弁アセンブリで、ねじ連結によってドリルパイプの孔
内に配置される。

「カートリッジ」弁アセンブリは、端壁１０５を有する
中空円筒形の上部１０４と、他端に嵌合される円筒形案
内スリーブ１０６とを有するハウジングを含む。中央孔
１０７は上壁１０５を貫通し弁ポートを形成する。滑ら
かな大径部１０８は上方部１０４の開放端から一定距離
内側に延び出し、孔１０７と１０８との間に肩１０５ａ
を形成する。

案内スリーブ１０６の外部には第−直径部１１０、この
第−直径部より大きく扁平層１１２を形成する第二中間
直径部１１１、及びこれより直径の大きく第二層１１４
を形成する第三直径部１１３が形成される。滑らかな中
央孔１１５はスリーブ１０６を通して延び出している。

第−直径部１１ｏは上方部材１０４の大径孔１０８に滑
動嵌合される。第二直径部１１１は上方部材１０４の外
径とほぼ同じで、肩１１２はこの上方部材１０４の解放
端部の停止部になる。上方部材１０４の側壁内の孔１１
７と、スリーブ側壁の整列孔１１８に設けられた中空で
取外し可能なダボピン１１６は上方部材１０４とスリー
ブ１０６を結合する。

スリーブ１０６の第二直径部１１１と上方部材１０４の
外径部は共に、滑動嵌合される標準工具継手１５の孔よ
りも僅かに小さい。スリーブ１０４の第三直径部１１３
はこの工具継手の孔１１９よりも大きく、また肩１１４
は標準工具継手の開放端部に対する停止部になる。上記
の「カートリッジＪ、即ち組み合わせたスリーブ１０６
と上方部材１０４は工具継手孔１１９に嵌合し、またス
リーブの第三直径部１１３は工具継手１５６の雄ねじ端
より僅かに先方に延び出している。スリーブ直径部１１
３は、カートリッジ弁を含む工具継手がねじ込まれてい
る工具継手の雌ねじの逃げの直径よりも僅かに小さい。

従って、この「カートリッジ」制御弁の実施例ばねじ連
結によってドリルパイプ内に固定できる。

環状溝１２１と、上方部材１０４の外径部上のＯ−リン
グシール１２２を含む第一シール及び環状溝８７とスリ
ーブ１０６の第二直径部１１１上のＯ−リングシール８
８を含む第二シールは、工具継手１１９とカートリッジ
アセンブリの外周部との間に上部および下部の流体シー
ルを形成する。

環状溝８９と、スリーブ１０６の縦孔上のＯ−リングシ
ール９０は工具継手１５の孔１１をシールする。同軸に
整列する逃げポート１２３と１２４は工具継手１５の側
壁と上方部材１０４をそれぞれ貫通し、シール８８と９
９の中間点で上方部材の孔１０８を大気に連絡する。

ピストン弁部材９１は滑らかな大径部１０９内を滑動運
動するように配置される。ピストン弁部材９１は中空管
本体９２を有し、この一端は閉鎖され、両端には大径部
９３及び小径部９４と９４ａとを有し、扁平な上方層９
６を形成する。中央縦孔９７は開放端部から内側に延び
出し、末端に閉鎖端部９８がある。小径部９４ａは、ス
リーブ１０６の孔１１５に滑動嵌合する弁案内延長部を
形成し、シールとなるＯ−リング９０によって往復案内
運動する。

ピストン９２の大径部９３は往復運動のため弁体１０４
の大径孔１０８に滑ｆＪＪ嵌合する。環状溝９８と大径
部９３上の○−リングシール９９は大径孔１ｏ８とピス
トン本体の外周とをシールする。

ピストン本体９２の側壁を貫通する開口部１００はピス
トンの内部を孔１０８と連絡させる。ピストン端部は、
閉鎖状態の第９９Ａ図に示すように。

円錐弁座面７６に接する円錐弁１０１である。

コイルばね１０２はピストン本体９２の小径部９４ａを
包囲し、案内スリーブの上端とピストン弁肩９６との間
で圧縮され、円錐弁１０１を圧迫してこれを弁本体１０
４の円錐弁座面１０９に接触させた閉鎖状態に常時保持
する。

「カートリッジ」制御弁の実施例は、ドリルパイプの工
具継手に戻し嵌合できるから工具継手を有するサブを必
要としない。このカートリッジは単にこれを交換するだ
けで弁アセンブリを迅速に交換できる。

第１０Ａ図及び第１０Ｂ図に示すように、制御弁の別の
実施例は可撓性の空気ホース工具に使用するよう設計し
たもので、以下、「コネクタ」制御弁と称する。この基
本的な内部構造は同一で、この差異は小さい外径と、工
具継手の代わりにホースに適合する接続具を使用するこ
とである。

「コネクタ」弁の構成要素は前記のものと同一あるから
、同一の参照数字を使用する。

Ｆコネクタ」弁アセンブリ１２５は弁ハウジングを含み
、このハウジングは一端に外ねじを切った中空円形上方
部１２６を有し、この上方部は一端に雄ねじホース連結
部１２７を、他単に雌ねじ１２８を有し、この雌ねじ１
２８は円筒形下方部即ち案内スリーブ１３０がねじ込ま
れる。縦孔１３１は外ねじ端部１２７内に延び出し、ま
た滑らかな大径孔１３２は上方部材１２６の雌ねじ端１
２８から一定距離内側に延び出して孔１３１と１３２の
間に肩１３１ａを形成する。孔１３１と肩１３１ａとの
接続点の円錐形転移部は弁座１３３を形成する。

弁ハウジングの案内スリーブ１３０は、外ねじ１３５を
切った端部を有し、上方部材のねじ１２８及び扁平な肩
１３７よりも大きく、第二部分１３６に噛み合う。案内
スリーブ１３０の他端は小径部を有し、これはホースコ
ネクタとなる雄型ねじ１３８を有する。滑らかな中央縦
孔１３９はスリーブ１３０の一端を通って延び出し、ま
た、大径孔１４０は反対端から内側に延び出して屑１４
を形成する。

スリーブ１３０の端部１３４は、ねじ１２８と１３５が
噛み合った時、上方ハウジング部１２６の大径孔１３１
２に滑動嵌合され、また扁平肩１３７は上方ハウジング
部１２６の開放端部に対する停止部になる。従って、上
方部材１２６とアダプタスリーブ１３０ばねじで分離可
能に固定できる。環状溝８９と案内スリーブ１３０（７
）孔１４０上のＯ−リングシール９０は下記のようにピ
ストン弁をシールする。逃しポート１４２は上記ハウジ
ング部１２６の側壁を貫通し大気に連絡する。

ピストン弁部材９１は上方ハウジング部１２６の滑らか
な大径孔１３２内で滑動運動し、大径部９３で一端が閉
鎖された中空管状体９２と、扁平な下部層９５と下部層
９６を形成する両端の／Ｊ）径部９４と９４ａとを有す
る。中央縦孔９７は開放端部から内側に延び出し、この
末端９８は閉鎖されている。小径部９４ａは弁案内延長
部を形成し。

○−リング９０をシールとして孔１４０内で往復運動す
る８ ピストン本体９２の大径部９３は弁体１２６の大径孔１
３２に滑動嵌合して往復運動する。環状溝９８と大径部
９３上のＯ−リングシール９９は滑らかな大径孔１３２
とピストン本体の外部との間をシールする。ピストン本
体９２の側壁を貫通する開口部はピストンの内部を弁体
孔１３２に連絡する。ピストンの端部は、第１０Ａ図に
示すように、閉鎖状態で円錐形弁座面１３３に接触する
円錐弁１０１である。

コイルばね１０２は、ピストン本体９２の小径部を包囲
し、案内スリーブ１３０の上端とピストン弁の肩９６と
の間で圧縮され１円錐弁１０１を弁体１２６の弁座面１
３３に加圧する閉鎖状態に通常維持する。

勤−二組 圧縮空気源１９から送られる圧縮空気で、掘削用モール
内のハンマはモール本体の前方に移動し、掘削用アンビ
ルの内面を打撃する。この構造の詳細は米国特許大４，
６３２，１９１最明ＨＪ書に記載されている。

この状態では、圧縮空気は制御弁Ｖと連結サブ２１を経
てモールの内部に流入し、ハンマを移動してアンビルを
打撃し１次にハンマをアンビルから引離す。アンビルに
加えられるハンマの反復作用掘削要素２０に反復打撃が
加えられ、土くずを発生することなく地中に進入する。

掘削要素２０の傾斜面のため工具は直線通路から偏向す
る。

掘削用工具がフレームから雅れる方向に進行すると、余
分のドリルパイプを掘削用工具とドリルフレームキャリ
ジとの間に追加する。ドリルパイプの各継手が追加され
ると、工具に対する空気流は遮断され、ドリルストリン
グに対する空気圧力はゼロになる。これは通常、キャリ
ジの弁を遮断することによって行われる。ドリルパイプ
の次の継手連結が終了すると、工具に対する空気流の供
給が開始される。従ってドリルパイプは事実上、工具が
前進するにつれて常に増大する延長チャンバを形成する
。

空気のないドリルストリングに流入する圧縮空気の膨張
で初期空気圧力は大幅に低下し、工具を始動するエネル
ギーポテンシャルを低下する。このエネルギーポテンシ
ャルは、延長されたドリルパイプに流入する圧縮空気を
発生する一定容量のため緩慢に蓄積する。多くの空気圧
縮機は小型空気タンクを有するから、パイプの長さ及び
／又は直径が増加するにつれてパイプを充填するのに必
要、な時間は長くなる。もしモール内部の圧力蓄積が緩
慢であれば、圧力はハンマから漏洩して工具は始動しな
いであろう。

ハンマの慣性、及び内部摩擦と漏洩のため、衝撃工具で
は特に始動操作のため一定のエネルギーｉｔが必要であ
る。これは不充分な注油と工具内の空気膨張による発霜
条件によって更に悪化される。冷温の大気状態では打撃
工具の密封区域内の水分を氷結する。地中のモータでは
ドリルビットに加わる過度の前進抵抗のため同様の欠陥
を発生する。

本発明の制御弁は工具の上流に、通常工具に隣接してド
リルストリング内又は空動？＃撃モールの可撓性動力供
給ホースに設置され、工具に達する前に圧力を蓄積する
。所定の圧力でこの弁は開放し、作動圧力の空気がハン
マに急激に送られる。

このためハンマの前後の圧力平衡が阻止され工具が始動
する。

低温の大気状態ではｆｉ撃工具は密封区域内の水分を氷
結する。制御弁で供給される高圧の噴射は氷結水分を粉
砕除去して工具を始動させる。この技法は又モール内に
侵入した水にも適用される。

この制御弁は空気噴射を発生して大部分の水を排出し工
具を始動させる。

前記の制御弁の各型式は同一の基本的構成要素を使用し
同じように動作する。第８−１０図の実施例は基本的に
１個の可動部品、即ちピストン弁を有する。下記の説明
は第８及び第８Ａ図に関するものであるが第９図及び第
１０図の弁にも適用できる。

制御弁７ｏはドリルストリング内、又は掘削工具から流
体動力源に向いた上流の円錐弁を有する空気供給ホース
内に設置される。弁７０は初期は低圧又はゼロ圧力で閉
鎖されており、空気圧力が接続されると管路圧力を受け
る。管路圧力が所定レベルに達すると、弁を通常閉鎖し
ているコイルばね１０２の閉鎖力に抗して弁ピストン９
１を移動することによって弁が開放される。

弁１０１が開放すると、空気は開放弁ポート７４とピス
トン弁体９１の開口部を経て流入する。

弁開放状態では、大径部分、即ち弁ピストン９１の肩に
作用する空気圧力は、掘削孔圧力に対して充分な圧力差
を供給し、弁体の通気孔を経て連絡される掘削孔圧力は
弁を開放状態に保持する。この二重シール構造、即ち上
部シール９９と下部シール８８は比較的大きい開放圧力
を必要とするが。

密封面積増加のため開放状態を維持するためには低い圧
力が必要である。これは空気供給管路内の偶発的圧力低
下を補償し工具の運転を継続する。

この弁は、たとえ圧力が開放圧力以下に低下しても閉鎖
することはない。この弁は肩９５に加えられる力がコイ
ルばね１０２の強さよりも小さくても閉鎖する。

この弁は開放圧力に対して調整できる。この開放圧力は
コイルばね１０２を交換することによって変えられる。

高い開放圧力は強いばねを、又低い開放圧力は弱いばね
を必要としよう。この弁は又、圧力低下と流量減少を最
ホ限にするように設計されている。この設計は、弁座を
横切って弁を開放する圧力低下を受けると共に、弁座を
横切る圧力低下の代わりに、弁を開放状態に保持する圧
力低下を受けることによって行われる。これは工具の作
動圧力を保持するのみならず流量も保持する。

上記の弁は通気孔の後方の密封空洞部によって通気孔内
で自動洗浄作用を行う。弁が開放すると、空洞内の圧力
蓄積は通気孔から排出し、捕捉されている異物を排出す
る。

第８図〜第１０図の制御弁について作動特性、例えば開
放圧力、閉鎖圧力及び最大流量で弁を横切る圧力低下を
決定するため試験を行った。試験用アセンブリは１′（
インチ）空気ホース、２００ｃｆｍ　（毎分立方フィー
ト）流量計及び４′空気モータを有するものであった。

弁アセンブリを直接空気モータの後方に配置した。２個
の手動ゲージを試験アセンブリ内に配置し、１個は弁の
後方、他の１個は前方に配置した。これらのゲージは試
験前に±２　ｐｓｉの精度が得られるように調整した。

弁ばねの定格も試験した。このばね定格は３０ポンド／
インチで、これで弁アセンブリのばね座上の負荷４５ポ
ンドが得られた。

７０ｐｓｉでは弁は空気の漏洩を開始したが７５ｐｓｉ
に達するまでは完全には開放しないことが判明した。弁
は７５ｐｓｉで開放状態を継続したが振動は起こらなか
った。これらの開放圧力と閉鎖圧力はばね定格を変える
か又はばねの予備負荷を変えることによって変更できた
。開放圧力はこのアセンブリで最低６０ｐｓｉ、最高９
０ｐｓｉまで得られた。

訓４したスＪ［外 第１１．１２及び第１３図は「切換」制御弁２００とし
てラッチ特性を有する制御弁を示し、この弁は、切削工
具に圧縮空気が供給される前に供給ホース又はドリルス
トリングにプレセット即ち予備設定された圧力まで充填
できるものである。

この「切換」弁２００は、パイロット作動ピストン又は
ばね負荷ボール戻り止機構を利用するパイロット作動弁
で、この弁は下記のように所定圧力で弁ピストンのラッ
チを外す機能を有する。

「切換」弁アセンブリ２００は、一端に雄ねじ２０２、
他端に雌ねじ２０３を有する円筒弁体２０１を有する。

縦孔２０４は中央縦軸から横方向に離れて雌ねじ端部か
ら内側に延びだし、滑らかな同軸大径孔２０５は雄ねじ
端部から内側に延び出し、孔２０４と２０５との間の弁
座となる扁平部を形成する。大径孔２０５の下部は内側
で端ぐりされ肩２０８が形成される。スナップリング溝
２０９が本体の端部と肩２０８との間で端ぐり２０７の
側壁に設けられる。逃しポート２１０は肩２０６と２０
８との間で本体２０１の側壁を貫通して設けられ、大径
孔２０５を大気と連絡する。

ばね保持部材２１１は孔２０５の壁から一定距離離れた
直径の第１部分２１２、孔２０５に滑動嵌合する大きい
直径の第２部分２１３、及び肩２１５を形成し、かつ第
２部分２１３より直径が大きく滑動嵌合孔２０７に嵌合
する第３部分２１４を有する。円筒形溝２１６が第１部
分の端部から小距離能れて内側に延び出している。第１
部分２１２は本体２０１の大径孔２０５よりも小さく。

この周囲に流体流動通路ができる。第２部分２１３は大
径孔２０５よりも僅かに小さく、また、第３部分２０４
は滑動嵌合すべき端ぐり孔２０７よりも僅かに小さく、
肩２０８と２１５が停止部になる。

ばね保持部材２１１は大径孔２０５と弁体２０１の端ぐ
り孔２０７の内部に嵌合し、溝２０９に嵌合されたスナ
ップリング２１６によって分離可能に固定される。環状
孔８７と○−リングシール８８が第２部分２１３に設け
ら′れ、大径孔２０５とばね保持部材２１１の外部との
間のシールを形成する。

ピストン弁部材２１７は滑らかな大径孔２０７内を滑動
運動するように配置される。ピストン弁部材２１７は一
端に小径部２１９を有する円筒形本体２１８を含む。中
央凹部２２０は小径端部がら僅かに内側に延び出してい
る。ピストン本体２１８の大径部２２１は弁本体２０１
の大径孔２０５よりも僅かに小さく、この内部に滑動嵌
合して往復運動する。環状孔９８と０−リングシール９
９が大径部２２１上に設けられ、大径孔２０５とピスト
ン本体２１８の外部との間のシールを形成する。この０
−リングはハウジング２１７の環状溝内に配置してもよ
く、また、ピストン２１８に端ぐり端部を設けてもよい
。

別の縦孔２２２は雄ねじ端部がら内側に、がっ孔２０５
から横方向に離れて並行に延び出している。ポート２２
３が孔２０５と２２２との間で開口し、これらを連絡す
る。ポート２２３は弁座２０６の直下に設けられるから
、ピストン２１７が閉鎖位置にあると、孔２０５と２２
２との間の連絡を遮断する。圧縮コイルばね２２４の一
端はばね保持凹部２１６内に、又他端はピストン凹部２
２０に嵌合されているから通常、ピストンは孔２０５内
の密封位置に圧迫され、弁座２０６に接するから孔２０
４を閉鎖する。

パイロット作動のトリップピストン引留め、即ち、ラッ
チ特性は第１２図に示される。孔２２５は、閉鎖位置の
ピストン２１７の小径部２１９の位置で弁体２０１の側
壁を貫通する孔の横方向に延び出している。同軸の大径
孔２２６は弁体の外部から内側に延び出し、停止層２２
７を形成する。

扁平部２２８が孔２２６の外端で弁体の側壁に形成され
る。逃しポート２２９が大径孔２２６がら弁体２０１の
外部まで延び出し孔２２６を大気に連絡するる通路２２
６ａが大径孔２２６がら弁の入口側まで開口し管路圧力
を孔２２６に連絡する。

ばね保持キャップ２３０は一端に短い円筒形部２３１を
、他端に大きい矩形部２３２を有し、これらの間に肩２
３３を形成する。小さい方形凹部２３４が小径端部２３
１から僅かに内側に延び出し、２３５の位置で端ぐりさ
れている。キャップ２３０の円筒形部２３１は大径孔２
２６に嵌合され、又矩形部２３２ばねじキャップ（図面
省略）などで弁体２０１の扁平部に固定される。

トリップピストン部材２３６は大径孔２２６内に滑動運
動するように配置される。トリップピストン２３６は第
１大径部２３７、一端にビス＋−ン２１７の肩に接触す
る扁平部、他端に扁平部を形成する方形延長部２３８を
有する第２小径部２３８を有する円筒体を含む。第１大
径部２３７は往復運動するように大径孔２２６に滑動嵌
合される。

環状溝と○−リングシール２４０が大径部２３７上に設
けられ、大径孔２２６とピストン本体の外部との間の往
復シールを形成する。小径部２３８は孔２２５よりも僅
かに小さく、往復運動するようにこれに滑動嵌合される
。環状溝とＯ−リングシール２４１が小径部２３８上に
設けられ、孔２２５と小径部２２５との間のシールを形
成し、トリップピストンは往復運動する。

トリップピストン２３６の方形延長部２３９はキャップ
２３０の方形凹部２３４内に滑動嵌合される。圧縮コイ
ルばね２４０ａが延長部２３９を包囲し、その一端は端
ぐり孔２３５に嵌合され、他端はピストンの下方扁平部
に接してピストンの内端を内側に圧迫し、弁ピストン２
１７の小径部２１９に接触させる。

後述のように、ばね２２４は弁ピストン２１７を閉鎖位
置に保持し、ドリルパイプ内に圧縮空気が存在しなけれ
ばドリルストリングの下方の孔端部を閉鎖する。ばね２
４０ａはトリップピストン２３６をピストン２１７の小
径部２１９に接触させる。

ドリルストリングが一度、ピストン２３６の面積とばね
２４０ａの強さとによって決められる開放圧力（約７０
ｐｓｉｇ）を受けると、孔２２６が開放し１通路２２６
ｃによってドリルストリングに圧縮空気が供給されトリ
ップピストン２３６を移動する。開放圧力でトリップピ
ストン２３６は充分な距離移動され弁ピストンのラッチ
を外し、このピストンは空気管圧力によって開放位置に
移動されて空気圧力が噴射されるから高いｇｊ撃エネル
ギーが加えられて工具の作動が開始されるる。ピストン
は圧縮空気の供給がドリルストリングに継続する限り開
放状態を維持する。空気圧力が遮断されると、この圧力
はもはやぼね２２４の弾力を平衡することはなく、弁ピ
ストン２１７は閉鎖位置に移動して再びトリップピスト
ン２３６でラッチされ、前記のように引き留め位置に移
動される。

第１３図はばね負荷ボール戻り化ラッチ機構３００を示
し、この機構は制御弁２００に使用される。小径孔３０
１は孔２０５の中心を横方向に通り、閉鎖位置のピスト
ン２１７の小径部の重置位置で弁体２０１の側壁まで達
する。孔３０１は弁体の外部から内側の外端３０２にね
じが切られている。ボール３０３．圧縮ばね３０４、及
び押しねじ３０５が孔３０１の両端に挿入されている。

ばね３０４はボールを小径部２１９と弁ピストン２１７
の肩区域に圧迫し、これを閉鎖位置に保持し、ドリルパ
イプ内に圧縮空気が存在しない場合にはドリルストリン
グの下方孔端部を閉鎖する。

ドリルストリングが一度、ばね２０４の強さによって決
まる解放圧力（約７０ｐｓｉｇ）を受けると、弁ピスト
ン２１７はボール３０３を引き止め位置から後退させ、
空気管圧力によって開放位置に移動され、空気圧力の噴
射によって高い衝撃エネルギーが供給されて掘削工具を
始動する。ピストンは圧縮空気がドリルストリングに供
給されている限り開放状態を維持する。空気圧力が遮断
されると、空気圧力はもはやぼね２２４の力を平衡せず
、弁ピストン２１７は閉鎖位置に移動して再びボール３
０３で引止られ、前記のようにラッチ位置に移動する。

劾−一二組 前記のように、この衝撃工具は特に内部摩擦と空気漏洩
のため始動に一定のエネルギー衝撃が必要である。この
条件は不完全な注油又は工具内の空気膨張で発生する発
霜によって更に悪化する。

低温大気中では、衝撃モールは密封区域内の水分を氷結
する。モータはドリルピットに加わる過度の抵抗によっ
て同様な問題を発生する。

本発明の上記の実施例の制御弁は、ドリルストリングの
掘削工具の上流、又は空動衝撃モールの可撓性動力供給
ホースに設置され、工具に到達する前に空気圧力が蓄積
される。所定の圧力で弁が開いて動作圧力の空気がハン
マを直ちに急始動させる。このためハンマを横切る圧力
の平均化が阻止され工具が始動する。低温大気中では、
Ｉｌ！モールはシール区域内の水分を氷結することがあ
る。

制御弁から供給される高圧噴射は氷結水分を粉砕除去し
て工具を作動させる。この技法は？＃撃モールに流入し
ている水分にも適用できる。弁は空気噴射を供給し、大
部分の水を除去して工具を始動する。

第１１図、第１２図及び第１３図の実施例の作動では、
ばね２２４は、ドリルストリングの下方孔端部を閉鎖し
ているドリルパイプ内に圧縮空気が存在しない場合に弁
ピストン２１７を閉鎖状態に維持する。ドリルパイプを
追加し、かつこの内部に圧縮空気が存在しない場合には
、ばねは弁ピストンを掘削用フレームに向けて移動し、
ドリルストリングの下方の孔の端部に対する孔２０４と
２２２を閉鎖する。ばね２４０はトリップピストン２３
６（第１２図）を移動するか、又はボール３０３がばね
３０４（第１３図）によって移動されて弁ピストン２１
７の小径部２１９に接触される。

一度、ドリルストリングが再組立されると、弁は開いて
掘削工具の作動が再開される。しかし制御弁２００は、
ドリルストリングが、ピストン−２３６の面積とばね２
４０の強さによって決められる開放圧力（約７０ｐｓｉ
ｇ）を受けるまでは、圧縮空気が工具に達することが阻
止される。孔２２６は、通路２２６ａ　（第１２図）に
よってドリルストリング内の圧縮空気の供給に対して開
放していることに注意すべきである。別法では開放圧力
はばね３０４（第１３図）の強さによって決定される。

この解放圧力で、ピストン２３６、又はボール３０３は
充分にピストン２１７を後退させる。

弁ピストン２１７の面に加えられる空気圧力のためばね
２２４が圧縮され、自動的に制御弁を開いて掘削工具に
高いａ撃エネルギーを供給して工具を始動する。

制御弁２００は、圧縮空気がドリルストリングに供給さ
れている限り開放状態を継続する。例えば別の継手即ち
ドリルパイプを追加するため制御弁が開放されると、圧
縮空気はドリルストリングから掘削工具に絶えず流出し
、空気圧力がばね２２４の力を平衡することはない。次
にばね２２４は弁ピストン２１７を閉鎖位置に移動する
。前記のように弁ピストン２１７はトリップピストン２
３６又はばね負荷ボール３０３で再び引き留められる。

ドリルストリング中に残留する圧縮空気は別の継手を追
加したり除去する際に大気中に放出される。

２泄Ｒυ弧呆 上述のように、本発明による掘削装置は導管又はドリル
パイプに制御弁を接続して所望の管路圧力が得られるま
で掘削工具に対する圧縮空気供給の供給を阻止すると共
に、電力線、電源線などの公共施設を設置する地中水平
孔を衝撃によって能率良く掘削し、ドリルパイプを追加
しながら長距離の水平孔を効率よく掘削することができ
るので。

地中掘削時間を大幅に短縮すると共に、著しく省力化が
可能であり、地中掘削技術の画期的な改善に大きく貢献
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は掘削用リグを含むピットから水平の孔を掘削す
る状態を、一部断面で示す略示図である。 第２図は地表面上の掘削リグから水平の孔を掘削する状
態を、一部断面で示す略示図である。 第３図は、掘削用リグによって叩動される中空ドリルパ
イプ上に装着された掘削用モールを使用する掘削用リグ
を含むピットから水平の孔を掘削する状態を、一部断面
で示す略示図である。 第４図は、可撓性流体動力供給ホースに装着された掘削
部材を使用してピットから水平の孔を掘削する状態を、
一部所面で示す略伝図である。 第５図は第３図に示す掘削用リグと掘削用モールの詳細
図である。 第６図はモールから空気を排出するため中空ドリルパイ
プ上に掘削用モールを装着するための連結サブの断面図
である。 第７Ａ図及び第７Ｂ図は掘削用モールの前方部と後方部
の縦断面図である。 第８Ａ図及び第８Ｂ図は、ドリルパイプストリング内の
任意の位置に設置する１本発明の制御弁の一実施例の閉
鎖位置と開放位置の縦断面図である。 第９Ａ図及び第９Ｂ図は、ドリルパイプ接続部内に設置
する、第８Ａ図及び図８Ｂ図の制御弁の一変型の閉鎖位
置と開放位置の縦断面図である。 第１０Ａ図及び第１０Ｂ図は、可撓性ホース流体動力供
給管内に設置する制御弁の別の実施例の閉鎖位置と開放
位置の縦断面図である。 第１１図は制御弁の更に別の実施体の縦断面図である。 第１２図は第１１図の実施例の横断面図でパイロット作
動トリップピストン機構を示す。 第１３図は第１１図の実施体の横断面図で、ばね負荷ボ
ール戻り化トリップピストン機構を示す。 １０１．掘削装置、　　１２０．湾曲通路、　Ｒ４、リ
グ、　　１５５．ドリルパイプ、　　１７８．モール、
　２０１．掘削要素、　■８．制御弁。 ２１８．連結用サブ、　３００．大径孔、　４０小径部
、　４１空気分配管、　４９１．アンビル、５３０．ハ
ンマ、　７０１．工具継手制御弁、９１６．ピストン弁
部材、　　１０１．、円錐弁、１０２、、コイルばね、
　　１０３．、カートリッジ弁アセンブリ、 ＦＩＧ、　／ ＦＩＧ、２

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. （１）工具作動用空気流体の導入口を有する空気圧作動
   地中掘削工具、 一端が前記工具に接続され、他端が空気流体源に接続さ
   れる導管装置、 前記工具に含まれ、この工具の一端に設けられた掘削装
   置及び内部に配置されて打撃力を加える往復動ハンマ、 前記工具と前記空気流体との間で前記工具に隣接して前
   記導管装置内に配置され、こ半導体装置を経て前記工具
   に流れる空気流体の流動を制御する弁装置を含み、 該弁装置は、開放すべき前記導管装置内の空気流体の圧
   力に応答して作動し、前記工具に空気流体を前記導管装
   置内が所定の作動圧に達した時にのみ流入させて、空気
   圧の初期衝動を伝達して前記往復動ハンマの作動を開始
   する空気圧作動弁装置を含み、 前記空気圧作動弁装置は、これを開放するのに必要な圧
   力よりも低い所定半導体装置内の圧力で開放状態に維持
   されていることを特徴とする地中掘削装置。
2. （２）前記空気圧作動弁装置は、ばね力によって閉鎖位
   置に付勢された圧力操作弁を含み、第一段階で前記導管
   装置を通して流れる所定の空気圧によって開き、第二段
   階半導体装置における所定の空気圧よりも低い圧力で閉
   じる請求項（１）に記載の地中掘削装置。
3. （３）前記空気圧作動弁装置は閉鎖位置に向ってばね力
   で付勢され、導管圧に対応して開く弁体を有し、該弁体
   は閉鎖位置において所定圧で強固に閉じる請求項（１）
   に記載の地中掘削装置。
4. （４）前記空気作動弁装置は閉鎖位置に向かってばね力
   によって付勢され、導管圧に対応して開く弁体を有し、
   前記弁体は前記ばね圧力で閉鎖位置に強固に保持され、
   前記弁体及び前記ばね圧力は第一の段階で所定の空気圧
   で開き、この所定の空気圧よりも実質的に低い圧力で閉
   じる請求項（１）に記載の地中掘削装置。
5. （５）前記空気圧作動弁装置は一方端に入口を有し、か
   つ他方端に出口を有する管状のハウジングを有し、前記
   ハウジングを通る縦通路はこの入口側に弁ポート及び弁
   座を有し、前記弁ポートの出口側の縦通路は大径部を有
   し、かつこの大径部で往復運動するピストン弁部材を有
   し、このピストン弁部材は前記弁ポートよりも大きい直
   径及び閉鎖位置まで移動できる終端部又は前記弁座に接
   する始端部を有し、 前記ピストン弁部材に装着されるばね部材は前記ピスト
   ン弁部材を閉鎖位置に向かって付勢し、前記ハウジング
   は、前記弁ポートと弁座の中間地点で、前記大径部から
   壁面を通して複数の通気口を有し、 前記ピストン弁部材の前記大径部に対するシール装置は
   、前記通気口の両側にあり、 前記ピストン弁部材は、前記弁ポートの入口側と前記ハ
   ウジングの出口側との間の圧力差によって開放され、ま
   た前記ピストン弁の入口側と開弁時に前記通気口の外側
   との間の圧力差によって開放状態を保持できる請求項（
   ２）に記載の地中掘削装置。
6. （６）前記ハウジングは、ドリルストリングの内部に結
   合するための一端に雄ねじを有しかつ他方端に雌ねじが
   形成された実質的に筒状である請求項（５）に記載の地
   中掘削装置。
7. （７）前記ハウジングは、それぞれの端部に弾性管又は
   空気ホースに結合させるためのねじ部が形成された実質
   的に筒状である請求項（５）に記載の地中掘削装置。
8. （８）前記ハウジングは、外端部の近傍で外周が直径の
   大きい部分を有し、ドリル管又はカラーの内部に嵌合す
   るよう形成された実質的に筒状である請求項（５）に記
   載の地中掘削装置。
9. （９）前記ピストン弁は前記大径通路に滑動嵌合するよ
   う直径の大きいピストン部を有し、終端部の一方側に前
   記弁座に接合離間して弁を開閉する弁体を備えた小径部
   を有し、 他方側に管状の案内延長部を有し、この案内延長部の内
   部に前記小径部が通る開口部を有し、前記開口部及び案
   内延長部は開放位置で前記弁が通過する通路となり、 前記ハウジングの外側端は、前記弁体の縦方向の案内動
   作に関係して運動する前記案内延長部が嵌合する表面案
   内装置を有し、 前記ばね部材は、前記ピストン部と前記案内面装置との
   間で圧縮され、前記案内延長部に捲回されたコイルばね
   であり、 前記ハウジングの通気口は、前記ピストン部と前記案内
   面装置との中間に配置され、 前記シール装置は、前記ピストン部と前記大径通路との
   間の外周をシールする部材であり、前記案内延長部と前
   記案内面装置との間をシールする部材である請求項（５
   ）に記載の地中掘削装置。
10. （１０）前記案内面装置は、前記大径通路の外側端に配
    置された管状スリーブであり、このスリーブを定位置に
    保持する装置と、前記管状スリーブと前記大径通路の壁
    面との間の周面シールとを含む請求項（９）に記載の地
    中掘削装置。
11. （１１）前記ハウジングは、導入端部分と導出端部分と
    からなる２つの部分で構成されると共に、これらの２部
    分を一体保持する装置を有し、前記ピストン弁部材は、
    前記大径通路に滑動嵌合するように拡大した外径のピス
    トン部を有し、一方の終端側の小径部に前記弁座に接離
    して開閉する弁体を備え、 他方側の管状案内延長部及びこの内部に前記小径部が通
    る開口部をそれぞれ有し、 この開口部及び案内部は、開放位置にある前記弁体を通
    過する通路となり、 前記ハウジングの導出口の端部は導入端部の内側まで延
    びる管状スリーブは、前記弁部材の縦方向の滑動運動す
    るように前記管状案内延長部が嵌合する案内面を備え、 前記ばね部材は、前記管状案内延長部の外周を包囲する
    コイルばねであり、前記ピストン部と前記ハウジングス
    リーブとの間で圧縮され、 前記ハウジングの開口部は、前記ピストン部と前記ハウ
    ジングスリーブとの中間位置に配置され、前記シール装
    置は、前記ピストン部と前記大径通路との間の外周シー
    ルと、前記管状案内延長部と前記案内面との間の外周シ
    ールから構成される請求項（５）に記載の地中掘削装置
    。
12. （１２）前記ハウジングにねじ付コネクタは固定された
    請求項（１１）に記載の地中掘削装置。
13. （１３）前記ハウジングにダポ・ピンは一体に結合され
    た請求項（１１）に記載の地中掘削装置。
14. （１４）前記ハウジングは、この一端部で弾性管又は空
    気ホースに接続するためのねじ部を有する円筒形である
    請求項（１２）に記載の地中掘削装置。
15. （１５）前記ハウジングは、この導出口の近傍に外周拡
    大部を有し、またドリルパイプ又はカラーの内部に嵌合
    する形状を有する円筒形状のカートリッジである請求項
    （１３）に記載の地中掘削装置。
16. （１６）前記空気圧作動ラッチは、前記弁ハウジングの
    内部に装着されたピストンを含み、このピストンは、開
    放位置にある前記弁を固定するラッチ接続に係脱するよ
    うに移動でき、 前記弁及び空気圧作動ラッチは、所定の第一空気圧で開
    き、これより低い所定の第二空気圧で閉じるように、導
    入側空気圧に暴露されている請求項（３）に記載の地中
    掘削装置。
17. （１７）前記空気圧作動弁装置は、一端の導入口及び他
    方端の導出口を有する管状ハウジングによって構成され
    、 このハウジングを通る縦方向通路は導入端に弁ポート及
    び弁座を含み、 ピストン弁部材は前記通路内で往復滑動運動するように
    配置され、 第１ばね保持器は前記ピストン弁部材から間隔を置いて
    縦方向に設けられ、 ばね部材は、前記ピストン弁部材と前記第１ばね保持器
    との間に圧縮状態で設けられ、かつ前記ピストン弁部材
    を閉鎖位置に向かって付勢し、前記ハウジングは前記ピ
    ストン弁部材と前記第１ばね保持器との中間地点の壁に
    通気口を有し、前記ピストン弁部材と前記第１ばね保持
    器を前記通気口の両側の通路に対してシールする装置が
    設けられ、 前記ハウジングは、前記弁体が閉じた状態にある時、前
    記ピストン弁部材の下方にある前記通路内に横方向に延
    びる孔を有し、 ラッチピストンは前記孔の内部で往復動作するように配
    置され、 第２ばね保持器は前記ラッチピストンから離れて設けら
    れ、また前記孔の外側端を閉鎖し、ばね部材は前記第２
    ばね保持器と前記ピストン弁部材に向かって付勢された
    前記ラッチピストンとの間に圧縮状態で設けられ、 前記ハウジングの入口側からラッチピストンまで延び出
    し、空気力を供給して前記弁を開くように前記弁ピスト
    ンに対するラッチ連結を解除して弁を移動する通路が設
    けられ、 前記ピストン弁部材は、前記弁ポートと前記ハウジング
    の外側との間の圧力差によって開放され、前記ピストン
    弁部材の内側と前記通気孔の外側との間の圧力差によつ
    て開放状態が維持される請求項（３）に記載の地中掘削
    装置。
18. （１８）前記ハウジングは、前記弁ポート及び弁座を形
    成する開口部を有する導入端部に壁を有し、前記縦方向
    通路は平行な通路部を含み、一方の通路部は前記弁ポー
    トから延び、他方の通路部が前記壁から前記弁体の外側
    へ延び、 前記一方の通路部から前記弁ポート及び弁座に隣接して
    設けられた他方の通路部に達する開口部は、前記ピスト
    ン弁部材の作動によって開閉し、また、前記ラッチピス
    トンは、ラッチ位置から解除されるように移動するのに
    十分な空気圧が供給されるまで、前記ピストン弁部材の
    開放運動を阻止する請求項（１７）に記載の地中掘削装
    置。
19. （１９）前記ばね圧作動ラッチは、前記弁ハウジングに
    装着された１個又は２個以上の球体を有Ｌ、また閉鎖位
    置に前記弁体を固定するため前記弁ピストンに対するラ
    ッチ連結の係脱位置に移動するようにばね部材によって
    付勢され、 前記弁体は、所定の第１空気圧が前記ばね部材の力を越
    えるに十分な大きさなったときに、導入空気圧に暴露さ
    れて開き、またこれより低い所定の第２空気圧になった
    ときに閉じる請求項（４）に記載の地中掘削装置。
20. （２０）前記空気圧作動弁装置は、一端に導入口及び他
    端に導出口を有する管状のハウジングを有し、 前記ハウジングを通る縦通路は導入口端部に設けられた
    弁ポート及び弁座を有し、 ピストン弁部材は前記通路内で往復滑動運動できるよう
    に配置され、 第１ばね保持器は前記ピストン弁部材から縦方向に離れ
    て設けられ、 ばね部材は前記ピストン弁部材と前記第１ばね保持器と
    の間に圧縮状態で設けられて、前記ピストン弁部材を閉
    鎖位置に向けて付勢し、 前記ハウジングは前記ピストン弁部材と前記第１ばね保
    持器との中間地点で壁に通気口を有し、前記ピストン弁
    部材及び前記第１ばね保持器を前記通気口の両側の前記
    通路に対してシールする装置を有し、 前記ハウジングは、前記弁体が閉じたときに、前記ピス
    トン弁部材の下方で前記通路の内部で横方向に延びる少
    なくとも１つの孔を有し、 少なくとも１個の球体は前記孔に往復移動できるように
    配置され、 ばね保持器は、前記球体から離れた位置で前記孔の外側
    端を包囲して前記孔内で取外し可能に配置され、 ばねが前記第２ばね保持器と前記球体との間に圧縮状態
    で設けられ、前記球体をピストン弁部材に向けて付勢し
    、弁ピストンに対するラッチ連結位置から移動して開弁
    し、 前記ピストン弁部材は、前記弁ポートの導入口側と前記
    ハウジングの外側との間の圧力差により開放され、また
    、開放時の前記ピストン弁部材の導入口側と、前記通気
    孔の圧力外部との間の圧力差によって開放状態に維持さ
    れる請求項（４）に記載の地中掘削装置。
21. （２１）前記ハウジングは、前記弁ポート及び弁座の形
    成による開口部を有する壁を導入端部に有し、 前記縦方向通路は平行な通路部を含み、一方の通路部は
    前記弁ポートから延び、他方の通路部は前記壁から前記
    弁体の外側へ延び、 前記一方の通路部から前記弁ポート及び弁座に隣接して
    設けられた他方の通路部に達する開口部は、前記ピスト
    ン弁部材の運動によって開閉し、また、前記球対は前記
    弁ピストンに加えられる空気圧が前記ピストン弁部材に
    向けて前記球体を付勢するばね力に打ち勝つのに十分な
    空気圧となってラッチ位置から開放するまで前記ピスト
    ン弁部材の開放運動を阻止する請求項（２０）に記載の
    地中掘削装置。
22. （２２）作動用空気流体を導入する入口を有する空動地
    中掘削装置を準備する過程、 空気流体源と上記工具から上記流体源に達する導管装置
    を準備する過程、 上記工具は一端に地中掘削装置と往復運動するように上
    記工具内に配置され、空気流体圧力の供給によって上記
    掘削装置に打撃力を加える往復運動ハンマを含む、 上記空気流体を上記工具に供給して上記ハンマを作動す
    る過程、及び 上記ハンマに隣接した導管内の空気圧が所定レベルに達
    し上記導管からハンマへ供給される初期の空気流体供給
    によってハンマを初期作動させるため、脈動として工具
    に供給されて空気流体の供給を自動的に規制する過程、 を含む地中掘削法。
23. （２３）空気流体の工具に対する供給を規制する過程が
    、工具の導入口と、空気流体の流量を制御するため空気
    流体源との間に、工具に隣接して、導管装置内に配置さ
    れた弁装置を設けることによって実施され、 この弁装置は、導管装置内の所定作動圧力に応答して空
    気流体を工具に流入させ、空気流体の初期脈動を伝達し
    て、ハンマの作動を開始させる空圧作動弁装置を含み、 導管装置から上記弁装置にこれを開放するのに十分な空
    気流体圧を供給する過程、 前記空気圧作動弁装置を、開放に必要な空気圧よりも低
    い所定圧力半導体装置に維持する過程、を含む請求項（
    ２２）に記載の地中掘削法。
24. （２４）空気圧作動弁装置は、閉鎖状態に向かうばね負
    荷が加えられた圧力作動弁を含み、導管装置内の所定第
    １空気圧力で開放して工具の導入孔に空気を流入させ、
    導管装置内の低い所定空気圧で閉じる請求項（２３）に
    記載の地中掘削法。
25. （２５）空気圧作動弁装置は弁を含み、この弁は閉鎖位
    置へ向けてばね付勢されて、導管装置内の圧力に応答し
    て開弁し、空圧作動するラッチを含み、このラッチは閉
    鎖位置に弁を固定し、上記の弁及びラッチは所定の第１
    空気圧力で開き、これより低い所定の第２空気圧力で閉
    弁する請求項（２３）に記載の地中掘削法。
26. （２６）空気圧作動弁装置は弁を含み、この弁は閉鎖位
    置へ向けてばね付勢され、導管内の圧力に応答して開き
    、ばね圧で作動するラッチを含み、このラッチは閉鎖位
    置に弁を固定し、上記弁及びばね圧作動するラッチは所
    定の第１空気圧で開弁し、これより低い所定の第２空気
    圧で閉弁する請求項（２３）に記載の地中掘削法。
27. （２７）前記空気圧作動弁装置は、一端に導入口及び他
    端に導出口を有する管状のハウジングを有し、該ハウジ
    ングを通る縦通路は導入口端に設けられた弁ポート及び
    弁座を有し、前記弁ポートの出口側で上記通路内に大径
    部を有し、ピストン弁部材は前記通路の大径部で往復運
    動するように配置され、前記ピストン弁部材は前記弁ポ
    ートよりも大きい外周径を有し、前記弁座に係脱するよ
    う移動可能ない端部を有し、ばね部材は前記ピストン弁
    部材に接触して閉鎖位置に向けてこれを付勢し、前記ハ
    ウジングは、前記弁ポートと前記導出口との間の中間点
    で前記大径通路の壁を貫通する通気口を有し、前記ピス
    トン弁部材を前記通気口の両側の前記大径通路に対して
    シールする装置を有し、 空気圧を導入口から供給して、前記ピストン弁部材を前
    記弁ポートの導入口側と前記ハウジングの導出口側との
    間の圧力差によって開弁し、前記ピストン弁部材の開放
    した導入口側と前記通気口の外側との間の圧力差によっ
    て開放状態を維持する請求項（２４）に記載の地中掘削
    法。
28. （２８）前記空気圧作動弁装置は、一端に導入口及び他
    端に導出口をそれぞれ有する管状のハウジングを有し、
    前記ハウジングを通る縦通路は導入端に設けられた弁ポ
    ート及び弁座を有し、ピストン弁部材は前記通路で往復
    運動するように配置され、第１ばね保持器は前記ピスト
    ン弁部材から離れて設けられ、ばね部材は前記ピストン
    弁部材と前記第１ばね保持器との間に圧縮状態で設けら
    れて、前記ピストン弁部材を閉鎖位置に向けて付勢し、
    前記ハウジングは前記ピストン弁部材と前記第１ばね保
    持器との中間点の壁に通気口を有し、前記ピストン弁部
    材及び前記第１ばね保持器を前記通気口の両側の前記通
    路をシールする装置を有し、前記ハウジングは、前記弁
    体が閉じたときに、前記ピストン弁部材の下方の前記通
    路内で横方向に延びる孔を有し、この孔内で往復運動す
    るラッチピストンが配置され、該ラッチピストンから間
    隔を置きかつ前記孔の外側を閉じる第２ばね保持器が設
    けられ、該第２ばね保持器と前記ラッチピストンを前記
    ピストン弁部材に向けて付勢するためラッチピストンと
    の間に圧縮状態でばね部材が設けられ、通路が前記ハウ
    ジングの導入口側から前記弁体を開く前記弁ピストンと
    のラッチ位置から移動させる空気力を供給するためラッ
    チピストンまで設けられ、 空気圧を導入口から供給して、前記ピストン弁部材を前
    記弁ポートの導入口側と前記ハウジングの導出口側との
    間の圧力差によって開弁し、前記ピストン弁部材の導入
    口側と開放通気口の外側との間の圧力差によって開放状
    態を維持する請求項（２５）に記載の地中掘削法。
29. （２９）前記ばね圧作動ラッチは、前記弁ハウジングに
    装着された１個又は２個以上の球体を有し、また閉鎖位
    置にある前記弁体を固定するため前記弁ピストンとの係
    脱状態に移動するようにばね部材によって付勢し、前記
    弁体を、所定の第１空気圧が前記ばね部材の押圧力を越
    えるに十分な大きさになったときに、導入空気圧で開放
    し、また、これより低い所定の第２空気圧で閉弁する請
    求項（２６）に記載の地中掘削法。
30. （３０）前記空気圧作動弁装置は、一端に導入口及び他
    端に導出口を有する管状ハウジングを有し、前記ハウジ
    ングを通る縦通路は導入端に設けられた弁ポート及び弁
    座を有し、 ピストン弁部材は前記通路内で往復運動するように配置
    され、 第１ばね保持器は前記ピストン弁部材から離れて設けら
    れ、 ばね部材は前記ピストン弁部材と前記第１ばね保持器と
    の間に圧縮状態で設けられて、前記ピストン弁部材を閉
    鎖位置に向けて付勢し、 前記ハウジングは前記ピストン弁部材と前記第１ばね保
    持器との中間点の壁に通気口を有し、前記ピストン弁部
    材及び前記第１ばね保持器を前記通気口の両側の前記通
    路に対してシールする装置を有し、 前記ハウジングは、前記弁体が閉じたときに、前記ピス
    トン弁部材の下方にある前記通路の内部で横方向に延び
    る少なくとも１個の孔を有し、少なくとも１個の球体は
    前記孔に往復移動できるように配置され、 ばね保持器は、前記球体から離れた位置で前記孔の外端
    を包囲する内部に配置され、 ばねは前記第２ばね保持器と前記ピストン弁部材に装着
    された前記球体との間で圧縮状態で設けられ、このばね
    は、前記ピストン弁部材に前記球体を係合位置に付勢す
    るばね圧よりも大きい十分な空気圧が前記ピストン弁部
    材に供給されるまで、このピストン弁部材の移動を阻止
    し、前記弁体を開く前記ピストン弁とのラッチ連結を解
    除するように前記ピストン弁部材を移動させ、また、前
    記ピストン弁部材は、前記弁ポートの導入側と前記ハウ
    ジングの外側との間の圧力差により開弁され、前記ピス
    トン弁部材の導入側と、開放通気孔との間の圧力差によ
    って開放状態を維持する請求項（２６）に記載の地中掘
    削法。
31. （３１）前記ハウジングは、前記弁ポート及び弁座を形
    成する開口部を有する壁を導入端に有し、前記縦方向の
    通路は平行な通路部を含み、一方の通路部は前記弁ポー
    トから延び、他方の通路部は前記壁から前記弁体の外側
    へ延び、前記一方の通路部から前記弁ポート及び弁座に
    隣接して設けられた他方の通路部に達する開口部は、前
    記ピストン弁部材の運動によって開閉し、また 係合位置から移動する前記ピストン弁部材に向けて前記
    球体をばね圧で付勢し、このばね圧を越える十分な大き
    さの空気圧が弁ピストンに供給されて、ラッチ状態から
    開放されるまで、前記球体によって前記ピストン弁部材
    の開放運動が阻止される請求項（３０）に記載の地中掘
    削法。