JP2000186487A - 掘削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二重管ビット式の掘削工具において、ロッド
アダプタ８から掘削ビット４に与えられる打撃力を損な
うことなく、過大な打撃力が作用したときにフロントア
ダプタ７やケーシングパイプ１の破損や変形を防止す
る。 【解決手段】 ケーシングパイプ１の後端部に取り付け
られる筒状のフロントアダプタ７と、このフロントアダ
プタ７に後端側から挿入され、先端に掘削ビット４が取
り付けられてケーシングパイプ１内に挿入されたロッド
２の後端に連結されるロッドアダプタ８とを備え、フロ
ントアダプタ７の後端面７Ｂと、この後端面７Ｂに対向
するロッドアダプタ８の先端側を向く面８Ｃとの間に、
緩衝部材１０を介装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、略円筒状のケーシ
ングパイプ内に、先端に掘削ビットが取り付けられたロ
ッドが挿入された、いわゆる二重管ビット式の掘削工具
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アンカー工事や各種削井工事、基礎杭工
事などの土木工事において崩壊しやすい地盤の掘削を行
なう場合には、円筒状のケーシングパイプ内に挿入され
たロッドの先端に掘削ビットを取り付けた二重管ビット
式の掘削工具が多用されており、上記ロッドを介して掘
削ビットに回転打撃力等を与えて掘削を行いつつ、こう
して掘削された削孔にケーシングパイプを建て込んで削
孔の崩落を防ぐようにしている。ここで、かかる掘削工
具においては、上記ケーシングパイプの後端部に筒状の
フロントアダプタが取り付けられるとともに、このフロ
ントアダプタ内周部の挿入孔には後端側からロッドアダ
プタが挿入されてその先端部が上記ロッドの後端部に連
結されており、これらロッドアダプタ、ロッド、および
掘削ビットは上記ケーシングパイプおよびフロントアダ
プタに対して回転可能とされていて、掘削時には上記ロ
ッドアダプタに削岩機等の掘削装置から回転打撃力を与
えることによりロッドを介して掘削ビットにこの回転打
撃力を伝えるとともに、ケーシングパイプには打撃力だ
けを与えて掘削ビットにより形成された削孔内にケーシ
ングパイプを建て込むようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
ケーシングパイプに打撃力だけを与えるのに、従来の掘
削工具では、ケーシングパイプの後端にフロントアダプ
タの先端を当接させるとともに、上記ロッドアダプタ
を、フロントアダプタに挿入される小径の上記先端部と
これよりも大径となる後端部とから外形多段円柱状に形
成し、フロントアダプタの上記挿入孔の周りの後端面に
ロッドアダプタの上記後端部の先端側を向く面を当接さ
せてフロントアダプタを打撃することにより、このフロ
ントアダプタを介して打撃力をケーシングパイプに与え
るようにしていた。しかしながら、このような掘削工具
では、掘削装置からロッドアダプタに過大な打撃力が与
えられたときに、この打撃力によってフロントアダプタ
が直接打撃されてしまうためにフロントアダプタに破損
や変形が生じたり、あるいはかかる過大な打撃力がフロ
ントアダプタからケーシングパイプに伝えられてケーシ
ングパイプの破損や変形を招いたりするおそれがあっ
た。

【０００４】特に最近のＡＧＦ工法等においては、上記
ケーシングパイプとして一般的な鋼管ではなく塩化ビニ
ール製の管を適用することがあり、このような塩化ビニ
ール管は鋼管と比較して荷重に弱く、僅かでも許容荷重
を越えるような打撃力が与えられると割れを生じてしま
い、ケーシングパイプの削孔内への建て込みができなく
なってしまうという問題がある。ところが、その一方
で、このような割れ等の破損や変形が生じないように、
常に小さい打撃力でケーシングパイプを建て込もうとす
ると、ロッドアダプタからロッドを介して掘削ビットに
与えられる打撃力も小さくなり、掘削効率を損なう結果
となる。

【０００５】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、上述のような二重管ビット式の掘削工具にお
いて、ロッドアダプタから掘削ビットに与えられる打撃
力を損なうことなく、過大な打撃力が作用したときにフ
ロントアダプタやケーシングパイプの破損や変形を防止
することが可能な掘削工具を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明は、ケーシング
パイプの後端部に取り付けられる筒状のフロントアダプ
タと、このフロントアダプタに後端側から挿入され、先
端に掘削ビットが取り付けられて上記ケーシングパイプ
内に挿入されたロッドの後端に連結されるロッドアダプ
タとを備え、上記フロントアダプタの後端側を向く面
と、この面に対向する上記ロッドアダプタの先端側を向
く面との間に、緩衝部材を介装したことを特徴とする。
従って、このような構成の掘削工具によれば、掘削装置
からロッドアダプタに与えられた打撃力は、掘削ビット
に向けてはロッドを介して直接的に作用する一方、フロ
ントアダプタには上記緩衝部材を介して作用することと
なるので、過大な打撃力が与えられた場合でもこれを緩
衝部材によって吸収してフロントアダプタやその先端側
のケーシングパイプに破損や変形が生じるのを防ぐこと
ができる。

【０００７】ここで、上記緩衝部材は、上述のような過
大な打撃力を確実に吸収可能である一方、通常の打撃力
は損なうことなくフロントアダプタを介してケーシング
パイプに与えられるのが望ましく、その材質としては、
例えば硬質ウレタンゴム等のゴム材やナイロン、塩化ビ
ニールといった硬質樹脂材料、あるいは軟鋼や銅または
銅合金等の軟質な金属材料などが用いられるのが望まし
い。また、同様に上記緩衝部材は、その硬度がロックウ
ェルＲスケールで１００〜１５０程度の範囲に設定され
るのが望ましく、硬度がこの範囲を下回るほど緩衝部材
が柔らかいと、通常の打撃力も大部分が吸収されてしま
ってケーシングパイプの建て込みを効率的に行うことが
できなくなる一方、硬度が上記範囲を上回るほど緩衝部
材が硬いと、過大な打撃力が作用したときにこれを十分
に吸収しきれなくなるおそれが生じる。

【０００８】一方、この緩衝部材としては、上述の硬質
樹脂材料や軟質金属材料のように材質自体の弾性や可塑
性によって過大な打撃力を緩衝するもののほかに、バネ
を用いることも可能である。ただし、この場合でも、そ
のバネ定数が小さくて緩衝部材が柔らかすぎるとケーシ
ングパイプの建て込みの効率が損なわれる一方、バネ定
数が大きくて緩衝部材が硬すぎると過大な打撃力を十分
に吸収できなくなるおそれがあるので、このバネ定数は
５０〜１５０kgf/mmの範囲に設定されるのが望ましい。
また、少なくとも一対の上述のような緩衝部材を、ホル
ダの両端面からそれぞれ互いに反対向きに突出するよう
に該ホルダに取り付けて、上記フロントアダプタの後端
側を向く面とこの面に対向する上記ロッドアダプタの先
端側を向く面との間にホルダごと介装するようにしても
よく、これにより、ロッドアダプタからの打撃力は、ホ
ルダの一方の端面側の緩衝部材を介して一旦該ホルダに
伝えられ、さらに他方の端面側の緩衝部材を介してフロ
ントアダプタに伝えられることとなるので、より高い緩
衝効果を得ることが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１ないし図６は、本発明の第１
の実施形態を示すものである。これらの図において符号
１で示すのは軸線Ｏを中心とした略円筒状をなすケーシ
ングパイプであって、その内周部にはロッド２が挿入さ
れており、このロッド２の先端には、シャンク３がその
先端をケーシングパイプ１から突出させて取り付けられ
ていて、このシャンク３の突出した先端に掘削ビット４
が取り付けられている。ここで、上記ロッド２は、ケー
シングパイプ１の内径よりも一回り小さな外径を有する
厚肉の略円筒状に形成されて上記軸線Ｏと同軸に挿入さ
れ、その先端部の外周には雄ねじ部２Ａが形成されると
ともに、後端部はケーシングパイプ１の後端から突出さ
せられ、この後端部の外周にも雄ねじ部２Ｂが形成され
ている。

【００１０】また、上記シャンク３は、ケーシングパイ
プ１の内周に嵌挿可能な外径を有するとともに、その先
端部がこれよりも一段縮径するように形成された多段円
筒状をなしており、この先端部の外周には雄ねじ部３Ａ
が形成されるとともに、その後端部の内周にはロッド２
先端の上記雄ねじ部２Ａがねじ込み可能な雌ねじ部３Ｂ
が形成されていて、この雌ねじ部３Ｂに上記雄ねじ部２
Ａがねじ込まれた状態でスプリングピン５，５が嵌挿さ
れることにより、当該シャンク３はロッド２の先端に抜
け止めされて取り付けられている。なお、このシャンク
３のケーシングパイプ１に嵌挿される大径部分の外周に
は、図３に示すように軸線Ｏに直交する断面が外周側に
向けて開口する「コ」字状をなす複数条の凹溝３Ｃ…
が、それぞれこの大径部分の先後端に開口するように該
大径部分の全長に亙って軸線Ｏに平行に延び、かつ互い
に周方向に等間隔に位置するように形成されており、ま
たこれらの凹溝３Ｃ…の外周側を向く底面には、該シャ
ンク３の内周部から外周側に向かうに従い工具後端側に
向けて延びるように分岐させられた空気孔３Ｄ…がそれ
ぞれ開口させられている。

【００１１】さらに、上記掘削ビット４は、本実施形態
では掘削終了後にシャンク３から取り外されて削孔内に
取り残し可能とされた、いわゆるロストビットと称され
るものであって、ケーシングパイプ１の内径よりも大き
な外径を有する外形略有底円筒状をなしており、その円
筒部分の内周部には雌ねじ部４Ａが形成されていて、こ
の雌ねじ部４Ａにシャンク３の上記雄ねじ部３Ａがねじ
込まれることにより、上記有底円筒の底の部分を工具先
端側に向けてシャンク３の先端に取り付けられる。な
お、この掘削ビット４の上記円筒部分の後端部外周は工
具後端側に向かうに従い漸次縮径するテーパ面状に形成
される一方、上記ケーシングパイプ１の先端部の内周
も、この掘削ビット４の後端部外周のテーパと等しいテ
ーパで工具後端側に向かうに従い漸次縮径するテーパ面
状に形成されている。

【００１２】また、この掘削ビット４の先端部は、その
外径が上記円筒部分よりもさらに一段拡径するように形
成されており、この先端部の工具先端側を向く先端面は
上記軸線Ｏを中心に周方向に沿って工具先後端側に凹凸
するように形成されていて、このうち工具先端側に凸と
なる断面三角形状の山部の稜線部には、超硬合金等の硬
質材料よりなるチップ６…が図２に示すように上記軸線
Ｏを中心に放射状に植設される一方、工具後端側に凹と
なる谷部の外周側には、断面円弧状をなす凹溝４Ｂ…が
軸線Ｏに平行に形成されている。さらに、この掘削ビッ
ト４がなす上記有底円筒の内周部底面からは、シャンク
３の内周部に連通する空気孔４Ｃが軸線Ｏに沿って工具
先端側に向けて穿設されており、この空気孔４Ｃは上記
先端部において２つに分岐して、当該掘削ビット４の上
記先端面の軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置する上記
谷部にそれぞれ開口させられている。

【００１３】なお、本実施形態では、シャンク３の先端
部外周に形成された上記雄ねじ部３Ａと、この雄ねじ部
３Ａがねじ込まれる掘削ビット４の円筒部内周の上記雌
ねじ部４Ａとが、そのねじのリード角が５°〜１６°の
範囲に設定されるとともに、図４に示すように上記軸線
Ｏを含む断面において、これら雄ねじ部３Ａと雌ねじ部
４Ａのねじ山３ａ，４ａが台形状をなし、かつこれらの
ねじ山３ａ，４ａの斜面３ｂ，４ｂが上記軸線Ｏに対し
てなす傾斜角θが４０°〜７０°の範囲に設定されてい
て、このような掘削工具のねじとして一般的に用いられ
るロープネジやハイリードねじなどよりも緩みやすい構
造とされており、掘削終了後にロッド２を逆回転させる
ことにより、上述のように掘削ビット４だけを取り外し
可能とされている。ただし、これら雌雄ねじ部３Ａ，４
Ａの捩れの向きは、掘削時のロッド２およびシャンク３
の回転によって掘削ビット４が緩むことのないように、
工具後端側に向かうに従いこれらロッド２およびシャン
ク３の掘削時の回転方向と反対向きに捩れるようにされ
ている。また、これらの雌雄ねじ部３Ａ，４Ａ以外の他
のねじ部には、一般的な、例えばロープネジなどが用い
られている。

【００１４】一方、上記ケーシングパイプ１の後端部に
は略円筒状をなすフロントアダプタ７が取り付けられて
いて、上記ロッド２はこのフロントアダプタ７内周の挿
入孔７Ａ内の軸線Ｏ方向略中央にその後端を位置させる
とともに、このフロントアダプタ７の挿入孔７Ａには、
先端側に向けて一段縮径する多段円筒状のロッドアダプ
タ８の先端部８Ａが後端側から挿入されており、このロ
ッドアダプタ８の先端部８Ａはフロントアダプタ７内に
収容されたカップリング９を介して上記ロッド２の後端
に連結されている。そして、上記フロントアダプタ７後
端側の挿入孔７Ａの周りの円環状の後端面７Ｂと、この
後端面７Ｂに対向して先端側を向くロッドアダプタ８の
後端部８Ｂの円環状の先端面８Ｃとの間には、緩衝部材
１０が介装されている。

【００１５】この緩衝部材１０は、本実施形態では、上
記ロッドアダプタ８の先端部８Ａに外嵌可能な内径とロ
ッドアダプタ８の後端部８Ｂおよび上記フロントアダプ
タ７の外径と略等しい外径とを有する断面概略正方形の
円環状に形成されており、その円環状をなす両端面１０
Ａ，１０Ｂをフロントアダプタ７の後端面７Ｂとロッド
アダプタ８の後端部８Ｂの上記先端面８Ｃとに密着させ
て介装されている。また、本実施形態では、この緩衝部
材１０は、硬質ウレタンゴム等のゴム材やナイロン、塩
化ビニールといった硬質樹脂材料、あるいは軟鋼や銅ま
たは銅合金等の軟質な金属材料によって形成されたもの
であり、しかもその硬度がロックウェルＲスケールの１
００〜１５０の範囲となるように設定されている。

【００１６】なお、上記フロントアダプタ７内周の挿入
孔７Ａは後端側に向けて多段状に縮径するように形成さ
れていて、その先端側は上記ケーシングパイプ１が嵌挿
可能な内径に形成されるとともに、後端側の内径はロッ
ドアダプタ８の先端部８Ａが嵌挿可能な大きさとされて
おり、これらの間の中間部分の内径は上記ケーシングパ
イプ１の内径と略同じに設定されている。また、このフ
ロントアダプタ７の外周部には、その軸線Ｏ方向略中央
部が内周側に凹むようにして、該軸線Ｏに平行かつ互い
にも平行とされた一対の平坦面７Ｃ，７Ｃが形成されて
おり、さらにこれらの平坦面７Ｃ，７Ｃには、当該フロ
ントアダプタ７を軸線Ｏに対する径方向に貫通するよう
にして、軸線Ｏ方向に延びる長円状の窓部７Ｄ，７Ｄが
形成されるとともに、上記平坦面７Ｃ，７Ｃよりも先端
側には、該フロントアダプタ７を径方向に貫通する他の
窓部７Ｅ，７Ｅも形成されている。

【００１７】さらに、上記ロッドアダプタ８は、上述の
ようにその外径が先端側に向けて軸線Ｏ方向の略中央部
で一段縮径する略円筒状に形成されており、その上記先
端部８Ａの外径は上記ロッド２の外径と等しくされると
ともに、後端部８Ｂの外径はフロントアダプタ７の外径
と等しくされている。また、このロッドアダプタ８の内
周部は後端側において一段拡径するとともに、この拡径
した内周部には雌ねじ部８Ｃが形成されており、この雌
ねじ部８Ｃに図示されない削岩機等の掘削装置の駆動軸
がねじ込まれた上で、図６に示すようにＵ字状の止め具
１１が挿通されることにより、ロッドアダプタ８は上記
駆動軸に対して回り止めされて一体回転可能とされ、該
駆動装置によって軸線Ｏ回りに回転力が与えられるとと
もに該軸線Ｏ方向先端側に向けて打撃力が与えられる。

【００１８】さらにまた、上記フロントアダプタ７の挿
入孔７Ａに挿入されるこのロッドアダプタ８の先端部８
Ａの外周には雄ねじ部８Ｄが形成されており、この雄ね
じ部８Ｄは、ロッド２の後端部に形成された雄ねじ部２
Ｂと等しい寸法および形状のねじとされている。また、
このロッドアダプタ８の先端部８Ａの軸線Ｏ方向の長さ
は、上記ケーシングパイプ１の後端にフロントアダプタ
７を嵌挿するとともにその後端側から該ロッドアダプタ
８の先端部８Ａを挿入し、このロッドアダプタ８の後端
部８Ｂの先端面８Ｃを上記緩衝部材１０を介してフロン
トアダプタ７の後端面７Ｂに当接させた状態で、上記ロ
ッド２の後端面とロッドアダプタ８の先端面とが図１に
示すようにフロントアダプタ７の上記窓部７Ｄの位置で
互いに当接するように設定されている。

【００１９】さらに、これらロッド２の後端部とロッド
アダプタ８の先端部８Ａとは、それぞれの雄ねじ部２
Ｂ，８Ｄが上記カップリング９の内周部に形成された雌
ねじ部９Ａ，９Ｂにねじ込まれることにより、該カップ
リング９を介して連結されている。ここで、このカップ
リング９は外形筒状をなし、その内周部の先端側と後端
側とにそれぞれ上記雌ねじ部９Ａ，９Ｂが形成される一
方、外周部は、フロントアダプタ７の挿入孔７Ａの上記
中間部分に嵌挿可能な外径の軸線Ｏを中心とする円筒面
を、該軸線Ｏに平行な４つの平坦面９Ｃ…によって切り
欠いた形状をなしており、これらの平坦面９Ｃ…は、軸
線Ｏを挟んで反対側に位置する一対の平坦面９Ｃ，９Ｃ
同士が互いに平行とされるとともに、周方向に隣接する
平坦面９Ｃ，９Ｃ同士は垂直な方向に配置されている。

【００２０】このように構成された掘削工具において
は、上述のように掘削装置の駆動軸がロッドアダプタ８
の後端にねじ込まれて連結されることにより、掘削時に
はロッドアダプタ８、カップリング９、ロッド２、シャ
ンク３、および掘削ビット４が軸線Ｏ回りに所定の回転
方向に一体に回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側に向けて
打撃力を受けて削孔が形成されるとともに、ロッドアダ
プタ８からフロントアダプタ７およびケーシングパイプ
１には緩衝部材１０を介して先端側に向けての衝撃力だ
けが与えられ、これにより上記削孔内にケーシングパイ
プ１が建て込まれて行く。なお、この掘削時には上記掘
削装置からロッドアダプタ８、ロッド２、およびシャン
ク３の内周部を通して圧縮空気が先端側に供給され、こ
の圧縮空気は掘削ビット４の上記空気穴４Ｃ…から噴出
されて、掘削時に生成されたくり粉を後端側に押し出
し、こうして押し出されたくり粉はシャンク３の上記凹
溝３Ｃ…からケーシングパイプ１内に導入されて該ケー
シングパイプ１内を通り、フロントアダプタ７の上記他
の窓部７Ｅ，７Ｅから排出される。

【００２１】しかるに、上記構成の掘削工具において
は、ロッドアダプタ８の後端部８Ｂの先端面８Ｃとフロ
ントアダプタ７の後端面７Ｂとの間に緩衝部材１０が介
装されており、削孔を形成する掘削ビット４には上記掘
削装置から与えられた回転打撃力が、上記ロッドアダプ
タ８の先端部８Ａからカップリング９、ロッド２、およ
びシャンク３を介して直接的に作用することとなるのに
対し、上記回転打撃力のうちケーシングパイプ１を建て
込むためにロッドアダプタ８からフロントアダプタ７に
伝えられる打撃力は、この緩衝部材１０を介してフロン
トアダプタ７に作用することとなる。従って、上記構成
の掘削工具によれば、削孔の形成は掘削ビット４に直接
的に与えられる回転打撃力によって効率的に行うことが
できる一方、万一掘削装置から過大な打撃力がロッドア
ダプタ８に与えられた場合には、緩衝部材１０が変形し
たりしてその衝撃を緩和することにより、かかる過大な
打撃力がロッドアダプタ８からフロントアダプタ７に直
接作用するのを抑えることができ、フロントアダプタ７
に破損や変形が生じたりするような事態を防止すること
が可能となるとともに、その先端のケーシングパイプ１
がたとえＡＧＦ工法等において用いられる塩化ビニール
製のものであっても、割れ等が生じたりするのを確実に
防止して円滑かつ効率的な掘削作業を促すことが可能と
なる。

【００２２】また、特に本実施形態では、この緩衝部材
１０が硬質ウレタンゴム等のゴム材やナイロン、塩化ビ
ニールといった硬質樹脂材料、あるいは軟鋼や銅または
銅合金等の軟質な金属材料によって形成されているた
め、通常の掘削時における打撃力は効率的にロッドアダ
プタ８からフロントアダプタ７に伝えてケーシングパイ
プ１の建て込みを行える一方、万一上述のような過大な
打撃力が作用した場合には確実にこれを緩和してフロン
トアダプタ７やケーシングパイプ１の破損や変形を防止
することができる。さらに、このような材質を選択する
ことにより、フロントアダプタ７の後端面７Ｂやロッド
アダプタ８の後端部８Ｂの先端面８Ｃと緩衝部材１０の
端面１０Ａ，１０Ｂとの滑りをよくしてロッドアダプタ
８の回転の摩擦抵抗を低減することができ、より効率的
に掘削ビット４に回転力を与えて削孔を形成可能である
という利点も得ることができる。

【００２３】しかも、本実施形態では、上記緩衝部材１
０の硬度がロックウェルＲスケールにおいて１００〜１
５０の範囲となるように設定されており、これにより、
通常の掘削時には一層効率的にケーシングパイプ１の建
て込みを行えるとともに、過大な打撃力が作用したとき
のフロントアダプタ７やケーシングパイプ１の破損等を
より一層確実に防止することができる。すなわち、この
緩衝部材１０の硬度が上記範囲を下回るほど緩衝部材１
０が柔らかすぎると、通常の掘削時においてロッドアダ
プタ８からフロントアダプタ７に与えられる適正な打撃
力も該緩衝部材１０に吸収されて緩和されてしまい、ケ
ーシングパイプ１の建て込みを効率的に行うことができ
なくなるおそれが生じる一方、硬度が上記範囲を上回る
ほど緩衝部材１０が硬いと、過大な打撃力が作用した際
に緩衝部材１０が十分に変形せず、この打撃力が直接的
にフロントアダプタ７に作用して破損や変形を引き起こ
すおそれがある。なお、本実施形態では、この緩衝部材
１０を円環状に形成しているが、これを周方向に分割可
能な複数の弧状部材を接着、接合したりして形成するよ
うにすれば、過大な打撃力が作用して緩衝部材１０が変
形したりしても、ロッドアダプタ８を取り外したりする
ことなく緩衝部材１０を交換して速やかに掘削作業を再
開することができる。

【００２４】ところで、この第１の実施形態では、上記
緩衝部材１０としてこのように硬質樹脂材料または軟質
金属材料により円環状に形成された部材を用いて、ロッ
ドアダプタ８に過大な打撃力が作用した際には、この緩
衝部材１０を構成する材質自体の弾性や可塑性により該
緩衝部材１０を変形させたりして上記打撃力を吸収する
ようにしているが、これに代えて、例えば図７に示す本
発明の第２の実施形態のように緩衝部材３１としてバネ
を用いて、これをフロントアダプタ７の後端側を向く上
記後端面７Ｂやロッドアダプタ８の先端側を向く後端部
８Ｂの上記先端面８Ｃとの間に介装し、この緩衝部材３
１を圧縮して弾性変形させて過大な打撃力を吸収するよ
うにしてもよい。ただし、この図７に示す第２の実施形
態において、図１ないし図６に示した第１の実施形態と
共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。

【００２５】ここで、本実施形態において上記緩衝部材
３１は、バネ鋼等の金属よりなる断面略四角形の条材を
軸線方向に間隔をあけて螺旋状に巻回してなるコイルバ
ネであって、かかるコイルバネがロッドアダプタ８の先
端部８Ａの外周に緩挿された上で、該先端部８Ａがフロ
ントアダプタ７に挿入されてその雄ねじ部８Ｄがカップ
リング９の雌ねじ部９Ｂにねじ込まれることにより、フ
ロントアダプタ７の上記後端面７Ｂとロッドアダプタ８
の後端部８Ｂの上記先端面８Ｃに両端部を当接させてこ
れら先後端面８Ｃ，７Ｂ間に介装されている。なお、こ
の緩衝部材３１として用いられるコイルバネのバネ定数
は、本実施形態では５０〜１５０kgf/mmの範囲に設定さ
れている。

【００２６】このように構成された第２の実施形態の掘
削工具においても、掘削時には掘削装置の駆動軸からロ
ッドアダプタ８、カップリング９、ロッド２、およびシ
ャンク３を介して掘削ビット４に軸線Ｏ回りの回転力と
軸線Ｏ方向先端側に向けての打撃力が与えられて掘削が
行われるとともに、ロッドアダプタ８からフロントアダ
プタ７およびケーシングパイプ１には緩衝部材３１を介
して打撃力だけが与えられ、これにより削孔内にケーシ
ングパイプ１が建て込まれて行く。しかるに、本実施形
態においても、掘削装置からロッドアダプタ８に過大な
打撃力が作用した場合には、コイルバネよりなる緩衝部
材３１が圧縮されて弾性変形することにより、この打撃
力が吸収されて緩和されるので、通常の打撃力は確実に
フロントアダプタ７からケーシングパイプ１に伝えて該
ケーシングパイプ１の削孔への建て込みを行いつつ、か
かる過大な打撃力によってフロントアダプタ７やケーシ
ングパイプ１に損傷等が生じたりするのを防いで、円滑
な掘削作業を促すことが可能となる。

【００２７】しかも、本実施形態において緩衝部材３１
として用いられるバネは、上述のように過大な打撃力が
作用することによって圧縮されて弾性変形しても、負荷
が解除されれば伸長して元の状態に復元するものである
ので、例えば緩衝部材１０として軟質金属材料を用いた
場合の上記第１の実施形態のように過大な打撃力が作用
した際にこの緩衝部材１０が塑性変形してこれを吸収す
るのに比べ、変形した緩衝部材３１を交換してから掘削
を再開するような手間を要することがなく、従って一層
効率的な掘削作業を行うことができる。加えて、このよ
うなバネは、その材質や寸法を適宜選択する以外に、例
えば上記コイルバネの場合には単位長さ当たりの巻き数
を適宜選定したりすることによっても、その弾性力、す
なわちバネ定数を適当に設定することが可能であるの
で、限られたスペースのフロントアダプタ７とロッドア
ダプタ８との間に、吸収・緩和すべき打撃力の大きさに
合わせた適当なバネ定数の緩衝部材３１を無理なく介装
することができるという利点も得られる。

【００２８】なお、こうして設定される上記緩衝部材３
１のバネ定数についても、第１の実施形態の緩衝部材１
０の場合と同様に、このバネ定数が小さくて当該緩衝部
材３１が柔らかすぎると、ケーシングパイプ１を削孔に
建て込むのに必要な通常の打撃力も吸収されてしまい、
このケーシングパイプ１の建て込みの効率が損なわれる
おそれがあり、逆にこのバネ定数が大きくて緩衝部材３
１が硬すぎると、ロッドアダプタ８から過大な打撃力が
作用した際にこれを十分に吸収できなくなるおそれがあ
る。このため、この第２の実施形態のように緩衝部材３
１としてバネを用いた場合には、そのバネ定数は上述の
ように５０〜１５０kgf/mmの範囲に設定されるのが望ま
しい。また、本実施形態では緩衝部材３１としてコイル
バネを用いているが、他の種のバネを用いることも勿論
可能であり、例えば１または複数の皿バネを緩衝部材と
してロッドアダプタ８の先端部８Ａ外周に緩挿して、上
記先端面８Ｃとフロントアダプタ７の後端面７Ｂとの間
に介装するようにしてもよい。

【００２９】さらに、図８ないし図１１は本発明の第３
の実施形態を示すものであり、図１ないし図７に示した
第１、第２の実施形態と共通する部分には、やはり同一
の符号を配して説明を省略する。しかるに、上記第１、
第２の実施形態では、硬質樹脂材料や軟質金属材料より
なる緩衝部材１０やバネよりなる緩衝部材３１が、フロ
ントアダプタ７の後端面７Ｂとロッドアダプタ８の後端
部８Ｂの先端面８Ｃとの間に直接に介装されていたのに
対し、この第３の実施形態では、少なくとも一対、すな
わち複数のこのような緩衝部材４１…が、ホルダ４２の
両端面４２Ａ，４２Ａからそれぞれ互いに反対向きに突
出するように該ホルダ４２に取り付けられ、このホルダ
４２ごと上記先後端面８Ｃ，７Ｂ間に介装されているこ
とを特徴とする。

【００３０】ここで、上記ホルダ４２は緩衝部材４１よ
りも硬質の鋼材等により外形略円環状に形成されたもの
であって、その内径はロッドアダプタ８の先端部８Ａに
外嵌可能に設定されるとともに、外径はフロントアダプ
タ７およびロッドアダプタ８の後端部８Ｂの外径と略等
しくされている。また、このホルダ４１の両端面４２
Ａ，４２Ａには断面円形をなす有底の凹孔４２Ｂが、ホ
ルダ４２の周方向に等間隔かつ互いに反対側の端面４２
Ａ，４２Ａに交互に同数ずつ（本実施形態では６つず
つ）形成されており、その深さは該凹孔４２Ｂの有底部
分を残してホルダ４２の肉厚の１／２よりも大きくされ
ている。一方、上記緩衝部材４１は、本実施形態では上
記第１の実施形態と同様に硬質ウレタンゴム等のゴム材
やナイロン、塩化ビニール等の硬質樹脂材料あるいは軟
鋼や銅または銅合金等の軟質金属材料により、外径が上
記凹孔４２Ｂに嵌挿可能とされるとともに長さは凹孔４
２Ｂの深さよりも若干大きくされた円柱状に形成されて
いる。そして、本実施形態ではこのような緩衝部材４１
…がホルダ４２の凹孔４２Ｂ…にそれぞれ嵌挿されて取
り付けられており、従って各緩衝部材４１…は、その先
端がホルダ４２の両端面４２Ａ，４２Ａから互いに反対
向きに突出させられている。

【００３１】このようにホルダ４２に取り付けられた緩
衝部材４１…は、ホルダ４２がロッドアダプタ８の先端
部８Ａに外嵌されることにより、上述のようにロッドア
ダプタ８の後端部８Ｂの先端面８Ｃとフロントアダプタ
７の後端面７Ｂとの間に介装される。従って、この第３
の実施形態においても、削孔を形成するための回転打撃
力はロッドアダプタ８からロッド２を介して先端側の掘
削ビットに確実に伝えられる一方、ケーシングパイプ１
を建て込むための打撃力はロッドアダプタ８からフロン
トアダプタ７に緩衝部材４１…およびホルダ４２を介し
て伝えられることとなり、過大な打撃力が作用した場合
にはこれを緩衝部材４１…によって緩和してフロントア
ダプタ７やケーシングパイプ１に破損や変形が生じたり
するのを防ぐことができる。

【００３２】しかも、この第３の実施形態において上記
緩衝部材４１…はホルダ４２の両端面４２Ａ，４２Ａか
らそれぞれ互いに反対向きに突出させられて取り付けら
れており、こうしてホルダ４２の両端面４２Ａ，４２Ａ
から突出した緩衝部材４１…が上記ロッドアダプタ８の
後端部８Ｂの先端面８Ｃとフロントアダプタ７の後端面
７Ｂとに密着させられて上記打撃力を吸収、緩和するた
め、ロッドアダプタ８から過大な打撃力が作用した場合
に、この打撃力はまずこのロッドアダプタ８の上記先端
面８Ｃに密着する緩衝部材４１…によって緩衝されて一
旦ホルダ４２に伝えられ、次いでこのホルダ４２からフ
ロントアダプタ７の上記後端面７Ｂに密着する緩衝部材
４１…によって緩衝されて該フロントアダプタ７に伝え
られる。従って、本実施形態によれば、このようにホル
ダ４２の両端面４２Ａ，４２Ａに突出する緩衝部材４１
…それぞれによって打撃力を吸収、緩和して高い緩衝効
果を得ることができ、より過大な打撃力が作用した場合
でもフロントアダプタ７やケーシングパイプ１の破損や
変形を確実に防止することができる。

【００３３】また、特に上記第３の実施形態において
は、硬質樹脂材料や軟質金属材料よりなる緩衝部材４１
…が円柱状に形成されていて、ホルダ４２に形成された
凹孔４２Ｂ…に嵌挿されて取り付けられており、第１の
実施形態のように上記材料よりなる緩衝部材１０が円環
状に形成されて剥き出しに上記先後端面７Ｂ，８Ｃ間に
介装されている場合などに比べ、緩衝部材４１…の圧潰
や摩耗による損傷が少なく、その寿命の延長を図ること
ができる。また、本実施形態では上記凹孔４２Ｂ…がホ
ルダ４２の周方向に等間隔かつ互いに反対側の端面４２
Ａ，４２Ａに交互に開口するように形成されており、こ
れによりロッドアダプタ８からの打撃力を均等に分散し
てフロントアダプタ７に伝えることができるとともに、
各凹孔４２Ｂ…の深さがホルダ４２の肉厚の１／２より
も大きくされているので、該凹孔４２Ｂに収容可能な緩
衝部材４１の長さも大きくすることができ、しかもこの
ような緩衝部材４１…が互いに反対側の端面４２Ａ，４
２Ａから突出するように取り付けられるため、上記先後
端面７Ｂ，８Ｃ間の間隔を大きくできない場合でも、ホ
ルダ４２を介しての緩衝部材４１…による打撃力吸収性
をさらに大きく確保して、一層の緩衝効果の向上を図る
ことができる。

【００３４】なお、本実施形態ではこのように凹孔４２
Ｂ…に第１の実施形態と同様の硬質樹脂材料や軟質金属
材料よりなる緩衝部材４１…を嵌挿して取り付けている
が、これに代えて第２の実施形態と同じようにコイルバ
ネ等のバネを緩衝部材として挿入して取り付けることも
可能であり、また場合によっては異なる材料よりなる緩
衝部材４１…を凹孔４２Ｂ…に取り付けたり、これら上
述のような緩衝部材４１とバネよりなる緩衝部材とを併
用したりすることも可能である。さらに、このような凹
孔４２Ｂ…を周方向に等間隔かつ交互に形成して緩衝部
材を取り付けるのに代えて、例えばホルダ４２の両端面
４２Ａ，４２Ａに円環状に周回する凹溝をそれぞれ形成
し、これらの凹溝に、硬質樹脂材料や軟質金属材料から
円環状に形成した緩衝部材を填め込んで取り付けたり、
あるいはコイルバネや皿バネ等のバネよりなる緩衝部材
を取り付けたりすることも可能である。

【００３５】一方、このような第１ないし第３の実施形
態の掘削工具において、単一のケーシングパイプ１やロ
ッド２よりも深い削孔を形成してケーシングパイプ１を
建て込むには、先に削孔に建て込まれたケーシングパイ
プ１およびロッド２の後端に次のケーシングパイプ１お
よびロッド２を継ぎ足してゆくこととなるが、この場合
には、まず図５に示すようなレンチ状の作業用工具２１
によってカップリング９の回動を拘束した上で、上記掘
削装置の駆動軸を逆回転させることによりロッドアダプ
タ８だけを取り外し、次いで緩衝部材１０，３１および
フロントアダプタ７を取り外した後、カップリング９の
後端側の雌ねじ部９Ｂに次のロッド２先端の雄ねじ部２
Ａをねじ込むとともにケーシングパイプ１の後端に次の
ケーシングパイプ１を接続する。ここで、上記作業用工
具２１は、ハンドル２２の先端に略Ｕ字状をなす一対の
顎部２３，２３が形成されるとともに、これらの顎部２
３，２３にそれぞれクランプネジ２４，２４が互いに内
側に向けて該顎部２３，２３を貫通するようにねじ込ま
れたものであり、これらの顎部２３，２３は、その間の
幅がフロントアダプタ７の上記平坦面７Ｃ，７Ｃの間の
部分を嵌挿可能な大きさに設定されている。

【００３６】従って、この作業用工具２１の顎部２３，
２３によってフロントアダプタ７の上記平坦面７Ｃ，７
Ｃの間の部分をくわえ込んだ上で、上記クランプネジ２
４，２４をねじ込み、この平坦面７Ｃ，７Ｃに形成され
た上記窓部７Ｄ，７Ｄからクランプネジ２４，２４の先
端をフロントアダプタ７内周の挿入孔７Ａに突出させ
て、カップリング９の互いに平行とされた一対の上記平
坦面９Ｃ，９Ｃに垂直に当接させることにより、このク
ランプネジ２４，２４の先端がカップリング９の平坦面
９Ｃ，９Ｃに係合してカップリング９の軸線Ｏ回りの周
方向の回動が拘束される。このため、これら第１ないし
第３の実施形態によれば、上述のようなケーシング１お
よびロッド２の継ぎ足し時にロッドアダプタ８を掘削時
とは逆方向に回転させても、カップリング９およびその
先端のロッド２がとも回りしてしまうようなことがな
く、ロッドアダプタ８だけを確実に取り外すことが可能
となるとともに、ロッド２の先端に取り付けられた掘削
ビット４が上述のような緩みやすいねじ構造を有するロ
ストビットであったとしても、ロッド２等の継ぎ足し時
に該掘削ビット４が外れて削孔内に脱落してしまうよう
な事態を防止することができる。

【００３７】また、上記第１ないし第３の実施形態で
は、上記カップリング９の回動を拘束するに際して、フ
ロントアダプタ７がケーシングパイプ１の後端に嵌挿さ
れたままの状態において、このフロントアダプタ７に形
成された窓部７Ｄ，７Ｄから作業用工具２１の係合部と
してのクランプネジ２４，２４をねじ込んで、その先端
をカップリング９の平坦面９Ｃ，９Ｃに当接させること
により、カップリング９と作業用工具２１とを係合させ
ることができる。このため、例えばロッド２や掘削ビッ
ト４を一旦後退させてからフロントアダプタ７を後退さ
せて保持した上でロッドアダプタ８を取り外したりする
ような煩雑な作業を行う必要もなく、ケーシングパイプ
１やロッド２の継ぎ足し作業を簡略化して掘削作業の効
率化を図ることができる。しかも、ロッド２を後退させ
る必要がないことから、例えば実開昭５６−１２１７８
６号に記載されたようなロッドを後退させてビットを取
り外すロストビットを掘削ビットとして用いた場合で
も、この継ぎ足し時に掘削ビットが脱落してしまうよう
なこともない。

【００３８】さらに、上記各実施形態においては、上記
フロントアダプタ７に一対の窓部７Ｄ，７Ｄが周方向に
互いに反対側に形成されるとともに、カップリング９の
外周部には二対の上記平坦面９Ｃ…がそれぞれ周方向に
反対側に形成されており、該カップリング９の回動を拘
束するに際しては、このうち周方向に互いに反対側に位
置する一対の平坦面９Ｃ，９Ｃに、上記窓部７Ｄ，７Ｄ
から作業用工具２１の一対のクランプネジ２４，２４を
挿入して当接させることにより、カップリング９をその
直径方向に挟み込んで保持するようにしている。このた
め、例えばカップリング９の外周部を１点で押さえ付け
てその回動を拘束するような場合に対し、より安定的に
カップリング９の回動を拘束することができ、ロッド２
の継ぎ足し時等の先端側のロッド２や掘削ビット４のと
も回りを一層確実に防止してロッドアダプタ８だけを取
り外すことができる。

【００３９】なお、上記実施形態では、このようにカッ
プリング９の外周部に平坦面９Ｃ…を形成し、これにク
ランプネジ２４，２４の先端を当接させて係合させてい
るが、例えばカップリング９の肉厚を十分に確保できる
場合などには、このカップリング９の外周部に凹穴や凹
溝を形成し、これに作業用工具２１の上記クランプネジ
２４の先端を挿入して周方向に係合させることによりカ
ップリング９の回動を拘束したりするようにしてもよ
い。さらに、上記実施形態では、作業用工具２１の先端
に形成された顎部２３にねじ込まれるクランプネジ２４
をカップリング９に係合させているが、特に上述したよ
うにカップリング９の外周部に凹穴や凹溝を被係合部と
して形成している場合などには、例えばフロントアダプ
タ７の窓部７Ｄからその内周部に出没可能とされて上記
凹穴や凹溝に係合するピンなどを係合させるようにして
もよい。

【００４０】また、上記第１ないし第３の実施形態で
は、上記フロントアダプタ７外周の窓部７Ｄ，７Ｄの周
辺に平坦面７Ｃ，７Ｃが形成されるとともに、作業用工
具２１にはこれら平坦面７Ｃ，７Ｃに係合可能な顎部２
３，２３が形成されており、これらの顎部２３，２３の
間に上記平坦面７Ｃ，７Ｃの間の部分を嵌挿させてフロ
ントアダプタ７をくわえ込み、該フロントアダプタ７の
回動をも拘束した状態で、上記クランプネジ２４，２４
を平坦面９Ｃ，９Ｃに係合させてカップリング９の回動
を拘束するようにしている。従って、これら第１ないし
第３の実施形態によれば、ロッド２の継ぎ足し等の際に
ロッドアダプタ８の逆回転に伴うなどしてフロントアダ
プタ７が回動してしまうようなこともなく、かかるフロ
ントアダプタ７の回動によって作業用工具２１のクラン
プネジ２４の上記平坦面９Ｃへの係合が阻害されるのを
防止して、カップリング９の回動をさらに確実に拘束す
ることが可能となる。

【００４１】さらにまた、上記実施形態では、第１の実
施形態で説明したように上記ロッド２の先端にシャンク
３を介して取り付けられる掘削ビット４が上述したロス
トビットであって、しかもこの掘削ビット４をシャンク
３の先端に取り付けるための雌雄ねじ部３Ａ，４Ａは、
そのねじのリード角が５°〜１６°の範囲に設定される
とともに、軸線Ｏを含む断面においてこれら雄ねじ部３
Ａと雌ねじ部４Ａのねじ山３ａ，４ａが台形状をなし、
かつこれらのねじ山３ａ，４ａの斜面３ｂ，４ｂが上記
軸線Ｏに対してなす傾斜角θが４０°〜７０°の範囲に
設定されていて、ねじ込み方向と逆方向に回転させたと
きには雌雄ねじ部３Ａ，４Ａが緩みやすくされている。
従って、上記実施形態によれば、掘削終了後にロッド２
を削孔から抜き取るときには、該ロッド２を掘削時とは
逆方向に回転させることによって掘削ビット４を容易に
シャンク３から取り外して脱落させ、ロッド２およびシ
ャンク４を確実に削孔から引き抜くことが可能となると
いう効果も得られる。ただし、上記実施形態では、掘削
ビットとしてこのような雌雄ねじ部３Ａ，４Ａによって
取り付けられた掘削ビット４を用いているが、同じロス
トビットでも上記実開昭５６−１２１７８６号に記載さ
れたようなものを採用することも可能であるし、またこ
のようなロストビットではない掘削ビットを採用するこ
とも勿論可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
削孔を形成する掘削ビットにはロッドアダプタからロッ
ドを介して効率的に回転打撃力を与えることができる一
方、万一過大な打撃力がロッドアダプタに与えられた場
合でも、緩衝部材が変形したりしてこの打撃力を吸収す
ることにより、かかる過大な打撃力によってフロントア
ダプタやケーシングパイプが破損したり変形したりする
のを防止することができ、経済的かつ効率的な掘削作業
を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示す側断面図であ
る。

【図２】 図１に示す実施形態の掘削ビット４を先端側
から見た正面図である。

【図３】 図１におけるＸＸ断面図である。

【図４】 図１に示す実施形態の雌雄ねじ部３Ａ，４Ａ
の軸線Ｏを含む拡大断面図である。

【図５】 図１におけるＹＹ断面図である。

【図６】 図１におけるＺＺ断面図である。

【図７】 本発明の第２の実施形態を示すロッド２の後
端部周辺の側断面図である。

【図８】 本発明の第３の実施形態を示すロッド２の後
端部周辺の側断面図である。

【図９】 図８に示す実施形態の緩衝部材４１…および
ホルダ４２を示す正面図である。

【図１０】 図９に示す緩衝部材４１…およびホルダ４
２の一部破断側面図である。

【図１１】 図９に示す緩衝部材４１…およびホルダ４
２の斜視図である。

【符号の説明】

１ ケーシングパイプ ２ ロッド ３ シャンク ４ 掘削ビット ７ フロントアダプタ ７Ａ フロントアダプタ７の挿入孔 ７Ｂ フロントアダプタ７の後端面（フロントアダプタ
の後端側を向く面） ８ ロッドアダプタ ８Ａ ロッドアダプタ８の先端部 ８Ｂ ロッドアダプタ８の後端部 ８Ｃ 後端部８Ｂの先端面（ロッドアダプタの先端側を
向く面） ９ カップリング １０，３１，４１ 緩衝部材 ２１ 作業用工具 ４２ ホルダ Ｏ ケーシングパイプ１の中心軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 和由 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングパイプの後端部に取り付けら
   れる筒状のフロントアダプタと、このフロントアダプタ
   に後端側から挿入され、先端に掘削ビットが取り付けら
   れて上記ケーシングパイプ内に挿入されたロッドの後端
   に連結されるロッドアダプタとを備え、上記フロントア
   ダプタの後端側を向く面と、この面に対向する上記ロッ
   ドアダプタの先端側を向く面との間に、緩衝部材が介装
   されていることを特徴とする掘削工具。
2. 【請求項２】 上記緩衝部材は、硬質樹脂材料または軟
   質金属材料により形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の掘削工具。
3. 【請求項３】 上記緩衝部材は、その硬度がロックウェ
   ルＲスケール１００〜１５０の範囲に設定されているこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の掘削工
   具。
4. 【請求項４】 上記緩衝部材は、バネであることを特徴
   とする請求項１に記載の掘削工具。
5. 【請求項５】 上記バネは、そのバネ定数が５０〜１５
   ０kgf/mmの範囲に設定されていることを特徴とする請求
   項４に記載の掘削工具。
6. 【請求項６】 少なくとも一対の上記緩衝部材がホルダ
   の両端面からそれぞれ互いに反対向きに突出するように
   該ホルダに取り付けられて介装されていることを特徴と
   する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の掘削工
   具。