JP4039181B2 - 掘削工具 - Google Patents
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Description
【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挿通されたロッドの先端にデバイスを介して掘削ビットが装着可能とされた、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】
この種の掘削工具として、本発明の発明者等は特開２００２−１３３７９号公報において、円筒状のケーシングパイプの先端に概略有底円筒状をなす掘削ビットがその底部を先端側に向けて同軸かつ軸線回りに回転可能に取り付けられるとともに、ケーシングパイプ内に挿入されたロッドの先端には掘削ビットの内周部（孔部）に上記軸線方向に挿脱自在とされるとともに挿入状態において該掘削ビットと軸線回りに一体回転可能とされるデバイスが取り付けられた掘削工具を提案している。ここで、この掘削工具においては、上記ケーシングパイプの先端に、該ケーシングパイプよりも小さな内径のやはり略円筒状をなすケーシングトップが溶接等により同軸に取り付けられ、多段円筒状をなすデバイスの外周に画成されるテーパ部がこのケーシングトップに後端側から当接することにより、ロッドを介してデバイスに与えられる軸線方向の打撃力がケーシングトップに伝えられるようにされている。
【０００３】
また、上記掘削ビットは、このケーシングトップの先端に、Ｃ字型止め輪等を備えたビット係止機構を介して回転可能かつ抜け止めされて取り付けられており、その上記孔部には、上記デバイスの先端部に形成された軸線方向に延びる突条部（または凹溝部）が挿通可能な凹溝部（または突条部）が形成されていて、こうしてこの凹溝部にデバイスの突条部を挿通してデバイス先端部を孔部に挿入した上でロッドを回転させることにより、突条部の側壁が凹溝部の側壁に当接してデバイスと掘削ビットとが軸線回りに一体回転可能とされている。しかして、このような掘削工具では、こうして掘削ビットを回転しつつロッドからデバイスを介して掘削ビットに打撃力を与えて削孔を掘削するとともに、ケーシングパイプにはその後端と上記ケーシングトップとから軸線方向先端側への打撃力を与えて上記削孔にこのケーシングパイプを建て込み、所定の深さまで削孔が形成されてケーシングパイプが建て込まれたなら、ケーシングパイプ、ケーシングトップ、および掘削ビットを削孔に残したまま、デバイスごとロッドを後退させて回収するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような掘削工具による掘削中に例えばジャミング等によって掘削不能状態に陥ったりした場合には、デバイスやロッドは勿論、ケーシングパイプ、ケーシングトップ、および掘削ビットもろとも、当該掘削工具を一旦後退させて掘削不能状態を解消し、しかる後再び掘削を続行しなければならない。ところが、上記構成の掘削工具においては、デバイスと掘削ビットとは上記突条部と凹溝部との係合によって軸線回りの周方向には一体回転可能であるものの、該軸線方向後端側に向けてはデバイスを後退させても掘削ビットはそのままであり、従って掘削ビットを後退させるには、ケーシングパイプを後退させることにより、ケーシングトップと掘削ビットとの間に介装された上記止め輪を介して掘削ビットを引き戻さなければならず、この止め輪に無理な力が作用して破損が生じたりすることにより、掘削の続行が困難となるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、掘削中にジャミング等が発生して掘削不能状態となったりしても、掘削ビットごと確実に当該掘削工具を後退させることができて、その後の掘削を円滑に続行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、略円筒状のケーシングパイプ内に挿通された軸線回りの回転力と該軸線方向の推力および打撃力とが伝達されるロッドの先端にデバイスが取り付けられ、このデバイスの先端には、上記ケーシングパイプの先端から突出する掘削ビットが該デバイスに係脱可能に装着されてなる掘削工具において、上記デバイスの先端部外周には、上記軸線方向に延びる突条部と、上記軸線に直交する断面がこの突条部に対して突出または陥没する係合部とを形成するとともに、上記掘削ビットの後端部には上記デバイスの先端部が挿入可能な孔部を形成し、この孔部の内周に、上記突条部と係合部とが挿通可能な凹溝部と、こうして該凹溝部に上記突条部と係合部とを挿通して上記デバイスの先端部を当該孔部に挿入した上で該デバイスを上記軸線回りの周方向の少なくとも一方に回動させることにより上記係合部と上記軸線方向後端側に向けて係合可能な被係合部とを形成したことを特徴とする。
【０００７】
従って、このように構成された掘削工具においては、デバイスの先端部外周に、掘削ビットに回転力を伝達する上記突条部の他に、上記係合部が、この突条部の上記断面に対して突出する凸部、または該断面に対して陥没する凹所として形成されることとなり、これに対して上記掘削ビットの孔部には、上記凹溝部の他に、上記係合部が凸部の場合はデバイスを回動させた際にこの凸部を収容する凹所が、また係合部が凹所の場合はデバイスを回動させた際にこの凹所に収容される凸部が形成されることとなって、これら凸部と凹所の軸線方向を向いて互いに対向する側壁同士が当接することにより、係合部と被係合部とが後端側に向けて係合可能とされる。このため、上記掘削工具によれば、掘削中にジャミング等によって掘削不能状態に陥ったりした場合でも、ロッドによってデバイスを回動させてこのように係合部と被係合部とを軸線方向後端側に係合させることにより、このデバイスを介して掘削ビットを後退させることが可能となり、掘削ビットがケーシングパイプに止め輪等を介して係止されていたとしても、この止め輪等に無理な力を作用させることなく掘削工具を確実に後退させることができる。
【０００８】
ここで、上記係合部を凸部として形成する場合においては、この凸部を突条部の断面に対して周方向に突出させる場合と径方向外周側に突出させる場合とがあるが、後者のように凸部を外周側に突出させた場合には、この凸部が上記突条部とともに挿通させられる掘削ビットの孔部の凹溝部も該凸部が挿通可能なようにその溝深さを深くしなければならず、こうして溝深さが深くされた部分においては掘削ビット自体の肉厚が削がれてその強度の劣化を招いたりするおそれがある。このため、上記係合部は、上記軸線に直交する断面において上記突条部に対し陥没するか、または突出するにしても上記軸線回りの周方向に突出するように形成されるのが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は、本発明の第１の実施形態を示すものである。図１に示すようにこの第１の実施形態においては、削孔の深さ等に応じてネジまたはテーパソケット等により順次継ぎ足される円管状のケーシングパイプ１１の先端に、概略円筒状のケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１の中心軸線Ｏと同軸にこの軸線Ｏ回りに回転自在かつ該軸線Ｏ方向に移動可能に取り付けられるとともに、このケーシングパイプ１１の内周には厚肉中空の多段六角柱状をなすロッド１３が、やはり削孔の深さ等に応じてカップリングまたはネジ等により順次継ぎ足されて上記軸線Ｏと同軸に挿入され、このロッド１３の先端にはデバイス（デバイス）１４を介して掘削ビット１５が、デバイス１４に対して係脱可能に装着されている。
【００１０】
ここで、上述のように順次継ぎ足されるロッド１３のうち最後端に継ぎ足されたロッド１３の後端には、図１に示すように外周部後端側が一段拡径させられて鍔部１６ａが形成された中空状のロッドアダプタ１６の先端部がやはりカップリング１７を介して連結され、このロッドアダプタ１６の後端には、掘削時に軸線Ｏ回りに回転方向Ｔに向けての回転力と軸線Ｏ方向先端側に向けての推力および打撃力とを該ロッドアダプタ１６を介してロッド１３に与える掘削装置の駆動軸１８が連結されている。また、最後端に継ぎ足されたケーシングパイプ１１の後端には保護キャップ１１Ａが取り付けられるとともに、この保護キャップ１１Ａの後端と上記ロッドアダプタ１６の鍔部１６ａとの間には、筒状のフロントアダプタ１９が、上記最後端のロッド１３の後端部とロッドアダプタ１６の先端部および上記カップリング１７の外周を取り囲むように、鍔部１６ａとの間にリング状の緩衝材２０を介して介装されており、保護キャップ１１Ａが後端に取り付けられた上記ケーシングパイプ１１にはこのフロントアダプタ１９を介して、上記駆動軸１８からロッドアダプタ１６に与えられる回転力と推力および打撃力のうち、軸線Ｏ方向先端側に向けての推力および打撃力のみが伝達されるようになされている。
【００１１】
また、上記ケーシングパイプ１１のうち最先端のケーシングパイプ１１はファーストケーシングパイプ１１Ｂとされ、その先端部外周には図２（イ）に示すように環状溝１１ａが形成されていて、この環状溝１１ａには、軸線Ｏ方向に移動可能とされた上記ケーシングトップ１２のケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）に対する先端側への移動範囲を制限するケーシング係止機構２１の弾性部材として、その径方向に拡縮径可能な金属製のＣ字状の止め輪２１Ａが弾性的に縮径させられた状態で収容されている。一方、上記ケーシングトップ１２は、その外径が上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂも含めたケーシングパイプ１１の外径よりも大径の一定外径とされるとともに、内径は軸線Ｏ方向中央部が最も小径でその前後がこれより大径とされた概略円筒状をなしていて、上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部はこのケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに嵌挿されて取り付けられており、この後端側内周部１２ａの後端寄りには、該後端側内周部１２ａに嵌挿された上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂの止め輪２１Ａよりも後端側に位置するように、上記ケーシング係止機構２１の収納凹部２１Ｂが環状に形成されている。
【００１２】
この収納凹部２１Ｂは、軸線Ｏに沿った断面において軸線Ｏに平行とされた該軸線Ｏ方向に延びる底面２１ａと、この底面２１ａの後端側に位置して軸線Ｏに略垂直とされた後端側壁面２１ｂ、および底面２１ａの先端側に位置して先端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられた先端側壁面２１ｃとから画成されている。しかして、上記ケーシング係止機構２１は、上記弾性部材としての止め輪２１Ａとこの収納凹部２１Ｂとから構成され、ケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して先端側に移動すると、この収納凹部２１Ｂが上記環状溝１１ａの位置に達して弾性的に縮径させられていた上記止め輪２１Ａが拡径し、その内周側部分が環状溝１１ａ内に残ったまま外周側部分が収納凹部２１Ｂ内に収容され、さらにケーシングトップ１２が前進するとこの収納凹部２１Ｂ内に収納された止め輪２１Ａの外周側部分が図２（ロ）に示すように上記後端側壁面２１ｂに当接して、それ以上の先端側への移動が制限されるようになされている。
【００１３】
また、ケーシングトップ１２の上記後端側内周部１２ａから小径とされた中央部の内周部に至る後端側を向く段差部は、その外周側が軸線Ｏに略垂直な平坦面１２ｂとされるとともに、内周側は先端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられたテーパ面状とされ、このテーパ面状の段差部２２Ａが後述する推力打撃伝達手段２２を構成している。そして、上記止め輪２１Ａが収納凹部２１Ｂ内に収容された状態からケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して後端側へ移動（後退）すると、止め輪２１Ａが収納凹部２１Ｂの傾斜した先端側壁面２１ｃに当たってその傾斜に案内されるように縮径しつつ、収納凹部２１Ｂから外れて上記後端側内周部１２ａに乗り上げ、さらにケーシングトップ１２が後退すると、図２（ハ）に示すようにファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端が上記平坦面１２ｂに当接したところで、それ以上の後端側への移動が制限されるようになされている。
【００１４】
さらに、ケーシングトップ１２内周部の上記中央部よりも先端側は、この中央部から先端側に向けて内径が漸次拡径するようにされた後に略一定の内径とされて軸線Ｏに平行に延びるようにされ、この内周部の内径が略一定とされたケーシングトップ１２の先端側部分は、上記掘削ビット１５の外周部まで張り出す張り出し筒部２３とされている。なお、この張り出し筒部２３の内周部最先端部分は先端側に向かうに従い再び内径が拡径するようにされた拡径部２３ａとされるとともに、この拡径部２３ａの後端側には、間に上記内径が一定とされた部分を残して後述するビット係止機構２４の収納凹部２４Ａが形成されており、この収納凹部２４Ａと上記拡径部２３ａを除いて張り出し筒部２３の内径は一定とされている。なお、このビット係止機構２４の収納凹部２４Ａは、軸線Ｏに沿った断面において、上記収納凹部２１Ａと同様に軸線Ｏに平行とされた該軸線Ｏ方向に延びる底面２４ａと、収納凹部２１Ａとは逆に底面２４ａの先端側に位置して軸線Ｏに略垂直とされた後端側壁面２４ｂ、および底面２４ａの後端側に位置して後端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられた後端側壁面２４ｃとから画成されている。
【００１５】
一方、上記デバイス１４は、図３（イ）〜（ニ）に示すように内外周とも後端側が先端側よりも一段拡径させられた概略多段円筒状をなし、その後端側内周部には、最先端の上記ロッド１３の先端部外周に形成される雄ねじ部１３ａに螺合する雌ねじ部１４ａが形成されていて、図２に示したようにこの雌ねじ部１４ａに上記雄ねじ部１３ａをねじ込んで、ロッド１３の先端が、軸線Ｏに垂直な平坦面とされたデバイス１４の後端側内周部の底部１４ｂに当接したところで、デバイス１４後端側に軸線Ｏを中心とする円の接線方向にピン２５を打ち込んで、上記雄ねじ部１３ａの根元に形成された環状溝１３ｂに係合させることにより、この最先端のロッド１３の先端に着脱可能に取り付けられる。
【００１６】
ここで、このデバイス１４の先端側外周部の外径と後端側外周部の外径は、ケーシングトップ１２の上記中央部の内径とファーストケーシングパイプ１１Ｂの内径よりもそれぞれ僅かに小さくされるとともに、後端側外周部の外径はケーシングトップ１２中央部の内径より大きくされている。また、このデバイス１４の外周部が先端側から後端側に向けて一段拡径する段差部２２Ｂは、ケーシングトップ１２の上記段差部２２Ａがなすテーパ面と等しい傾斜角で先端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられたテーパ面とされていて、上記段差部２２Ａとともに推力打撃伝達手段２２を構成している。しかして、この推力打撃伝達手段２２によれば、上述のようにデバイス１４がロッド１３の先端に取り付けられた状態で、この段差部２２Ｂが上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端から突出して段差部２２Ａに後端側から当接することにより、継ぎ足されたロッド１３を介して伝えられた軸線Ｏ方向先端側への推力および打撃力がケーシングトップ１２に伝達されようになされている。
【００１７】
また、このデバイス１４の外周には、その先端から後端に亙って軸線Ｏに平行に延びるくり粉溝２６が、周方向に等間隔に複数（本実施形態では３つ）形成されている。このくり粉溝２６は、その底面２６ａが、デバイス１４の先端部では軸線Ｏを中心とした円筒面状とされる一方、これよりも後端側の中央部では上記円筒面に外接して軸線Ｏ方向に延びる平坦面とされ、さらにこれよりも後端側のデバイス１４後端部では、デバイス１４の後端側内周部が一段拡径するのに合わせて、中央部の上記平坦面から後端側に向かうに従い外周側に向かう傾斜面を介し、上記円筒面よりも径の大きな円筒面に外接して軸線Ｏ方向に延びるやはり平坦面とされている。さらに、デバイス１４の小径とされた先端側内周部がなす中空部１４ｃは、当該デバイス１４が上述のように最先端のロッド１３の先端に取り付けられた状態で、継ぎ足されたロッド１３の中空部１３ｃを介してロッドアダプタ１６の中空部１６ｂに連通させられ、掘削時に上記掘削装置の駆動軸１８から削孔水または圧縮空気等の流体が供給可能とされている。そして、デバイス１４のこの中空部１４ｃから少なくとも１のくり粉溝２６の底面２６ａに向けては、外周側（底面２６ａ）側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜したブロー穴１４ｄが形成されており、このうちさらに少なくとも１のくり粉溝２６においては、その底面２６ａが上記先端部において円筒面状をなす部分と上記中央部の平坦面をなす部分とが連なる部分に、このブロー穴１４ｄが開口させられている。
【００１８】
さらに、こうしてデバイス１４の外周に複数のくり粉溝２６が形成されることにより、周方向に隣接するくり粉溝２６，２６の間には軸線Ｏ方向に延びる複数条（本実施形態では３つ）の突条部が画成されることとなり、上記テーパ面２２Ｂはこの突条部上に形成されることになる。そして、この突条部のうち、上記テーパ面２２Ｂよりも先端側のデバイス１４における上記先端部外周に画成された突条部２７は、その上記回転方向Ｔ後方側を向く部分が当該突条部２７の先端部２７ａを残して軸線Ｏ方向に延びる凹部２７ｂによって切り欠かれることにより、外周側からの側面視に図３（ロ）に示すように上記先端部２７ａが回転方向Ｔ後方側に折れ曲がったＬ字型のフック状を呈するように形成され、従ってこの先端部２７ａは、図３（イ）に示すように上記凹部２７ｂによって画成された突条部２７の回転方向Ｔ後方を向く側壁２７ｃからさらに回転方向Ｔ後方側に突出することとなり、すなわち軸線Ｏに直交する断面が突条部２７から周方向に突出する凸部を構成することとなって、本実施形態における係合部とされている。
【００１９】
なお、こうして突出した先端部２７ａの後端側を向く側壁２７ｄは、軸線Ｏに直交する略平坦面とされている。また、上記凹部２７ｂの底面はデバイス１４の先端部においてくり粉溝２６の底面２６ａがなす円筒面と連続する同径の円筒面状とされている。さらに、この突条部２７の外周面は前記先端部２７ａを含む先端側部分が図３（ニ）に示すように僅かに一段低くされているとともに、突条部２７の回転方向Ｔを向く側壁２７ｅはその先端側部分が図３（ロ）に示したように後端側に向かうに従い回転方向Ｔ側に向かう凹曲面状に切り欠かれている。なお、この突条部２７の回転方向Ｔを向く側壁２７ｅの先端側部分は後端側に向かうに従い回転方向Ｔ側に向かう傾斜面でもよい。さらにまた、デバイス１４の先端面１４ｅは、軸線Ｏに垂直な平坦面とされている。
【００２０】
また、上記掘削ビット１５は、図４に示すように先端部側の外径が円筒部の外径よりも一段大径とされた概略有底円筒状に形成されており、この先端部はヘッド部１５ａとされてその上記外径はケーシングトップ１２の外径よりも若干大きくされるとともに、円筒部はスカート部１５ｂとされてその外径はケーシングトップ１２の上記張り出し筒部２３の内周部に嵌挿可能な大きさとされている。従って、上記ケーシングトップ１２の最大径部の外径は、この掘削ビット１５のヘッド部１５ａにおける最大外径以下とされる。そして、上記スカート部１５ｂの外周には環状溝１５ｃが形成されていて、この環状溝１５ｃには、上記従来の掘削工具と同じようにビット係止機構２４の弾性部材として、その径方向に拡縮径可能な金属製のＣ字状の止め輪２４Ｂが弾性的に縮径させられた状態で収容されており、こうして止め輪２４Ｂが縮径させられたまま上記スカート部１５ｂが張り出し筒部２３内周部に嵌挿されることにより、止め輪２４Ｂがビット係止機構２４の上記収納凹部２４Ａに達したところで、弾性的に縮径させられていたこの止め輪２４Ｂが拡径し、図２に示すようにその内周側部分が環状溝１５ｃ内に残ったまま外周側部分が収納凹部２４Ａ内に収容される。
【００２１】
従って、この状態で掘削ビット１５はケーシングトップ１２の先端に、上記ヘッド部１５ａを突出させるとともに上記スカート部１５ｂの外周部にまで上記張り出し筒部２３が張り出すようにして上記軸線Ｏと同軸かつ該軸線Ｏ回りに回転自在に取り付けられ、さらに上記ビット係止機構２４により、図２に示すように止め輪２４Ｂが収納凹部２４Ａ内にある範囲では軸線Ｏ方向に移動可能とされ、かつこの図２に示す状態から掘削ビット１５がケーシングトップ１２に対して先端側に移動しようとすると、この収納凹部２４Ａ内に収納された止め輪２４Ｂの外周側部分が該収納凹部２４Ａの上記先端側壁面２４ｂに当接して、それ以上の先端側への移動が制限されることとなる。なお、この掘削ビット１５のケーシングトップ１２に対する後端側への移動は、例えば上記張り出し筒部２３の先端が上記ヘッド部１５ａの後端面に当接したところで制限される。
【００２２】
また、掘削ビット１５後端側の上記スカート部１５ｂ内周は、上記デバイス１４の先端部が挿入可能な孔部１５ｄとされており、この孔部１５ｄの内周には、デバイス１４先端部外周の上記突条部２７が回転方向Ｔに突出した先端部２７ａも含めて軸線Ｏに平行に挿通可能な凹溝部２８が、突条部２７と同数の複数（本実施形態では３つ）、軸線Ｏに平行に延びるように形成されている。さらに、孔部１５ｄの孔底面１５ｅは軸線Ｏに垂直な平坦面とされるとともに、この孔底面１５ｅ側の孔部１５ｄ内周には、上記凹溝部２８の孔底側（先端側）部分に連通するように環状の凹所２８ａが形成されており、この凹所２８ａは、図２に示すように孔部１５ｄに挿入されたデバイス１４の先端面１４ｅを上記孔底面１５ｅに当接させた状態で、上記突条部２７の先端部２７ａを収容可能な内径および軸線Ｏ方向の幅を有している。従って、まず上述のように凹溝部２８に突条部２７を挿通させて孔部１５ｄにデバイス１４の先端部を挿入し、このデバイス１４の前記先端面１４ｅが孔底面１５ｅに当接したところでデバイス１４を回転方向Ｔに回転させると、この回転方向Ｔを向く突条部２７の前記側壁２７ｅが凹溝部２８の回転方向Ｔ後方側を向く側壁２８ｂに当接させられるので、前記ロッドアダプタ１６からロッド１３を介してデバイス１４に与えられる掘削時の回転方向Ｔへの回転力が掘削ビット１５に伝達可能となる。
【００２３】
一方、これとは逆に、デバイス１４の先端面１４ｅが孔底面１５ｅに当接した状態でデバイス１４を回転方向Ｔの後方側に回転させると、この回転方向Ｔ後方側に突出した突条部２７の前記先端部２７ａが凹所２８ａ内において周方向に隣接した凹溝部２８間に画成される突条２９の先端側の空間に入り込むことにより、突条部２７の上記側壁２７ｃが凹溝部２８の回転方向Ｔを向く側壁２８ｃに当接させられ、さらにこの状態のままデバイス１４をロッド１３およびロッドアダプタ１６ごと後退させると、先端部２７ａの後端側を向く側壁２７ｄが突条２９の先端側を向く側壁、すなわち凹所２８ａの先端側を向く側壁２８ｄに当接し、これにより、Ｌ字型のフック状に形成された前記先端部２７ａが突条２９の先端に引っ掛けられるようにして軸線Ｏ方向後端側に向けて凹所２８ａと係合可能とされる。すなわち、本実施形態ではこの凹所２８ａが被係合部とされ、こうして係合部（先端部２７ａ）と被係合部（凹所２８ａ）とを係合させた状態でデバイス１４と掘削ビット１５とは軸線Ｏ方向後端側に一体に後退可能とされる。また、こうして先端部２７ａと凹所２８ａとが係合した状態からデバイス１４を回転方向Ｔに回転させると、上記先端部２７ａが凹所２８ａの突条２９先端側の空間から抜け出るとともに上記突条部２７の側壁２７ｃが凹溝部２８の側壁２８ｂから離れてデバイス１４と掘削ビット１５との係合状態が解かれ、デバイス１４のみを後退させることが可能となるので、上記掘削ビット１５はデバイス１４の軸線Ｏ回りの回転方向Ｔへの回転と回転方向Ｔ後方側への回転とにより、該デバイス１４の先端に係脱可能に装着されることとなる。
【００２４】
さらにまた、この掘削ビット１５先端の上記ヘッド部１５ａには、その先端面に、上記軸線Ｏから僅かに間隔をあけた位置から外周側に放射状に延びるように、デバイス１４に形成されたくり粉溝２６と同数の複数（本実施形態では３つ）のくり粉溝３０が周方向に等間隔に形成されており、これらのくり粉溝３０は、ヘッド部１５ａ先端面の外周端から掘削ビット１５の外周面を軸線Ｏ方向後端側に向けて延びて上記スカート部１５ｂの後端面すなわち当該掘削ビット１５の後端面に開口させられている。なお、大径のヘッド部１５ａから小径のスカート部１５ｂに至る部分では、このくり粉溝３０は、図２に示すように軸線Ｏに沿った断面においてその底面３０ａが、ヘッド部１５ａ外周では軸線Ｏに略平行に延びるようにされた後、後端側に向けて内周側に向かうように傾斜させられ、さらに緩やかに凹曲しつつスカート部１５ｂにおいて再び軸線Ｏに略平行に延びるようにされている。また、上記ヘッド部１５ａの先端面には、上記くり粉溝３０を避けるように超硬合金等の硬質材料からなるチップ３１が植設されて複数設けられている。さらに、上記孔部１５ｄの孔底面１５ｅには軸線Ｏに沿って先端側に凹む止まり孔１５ｆが形成されてデバイス１４の上記中空部１４ｃに連通可能とされており、この止まり孔１５ｆからは先端外周側に向けてブロー穴１５ｇが穿設されてヘッド部１５ａ先端面に形成された少なくとも１の上記くり粉溝３０の内周端に開口させられている。
【００２５】
さらにまた、これらのくり粉溝３０は、上述のように掘削ビット１５の孔部１５ｄにデバイス１４の先端部を挿入した上でデバイス１４を回転方向Ｔに回転させて上記凹溝部２８の側壁２８ｂに突条部２７の側壁２７ｅを当接させることによりデバイス１４から掘削ビット１５に回転方向Ｔへの回転力が伝達可能とした状態で、デバイス１４の上記くり粉溝２６にそれぞれ連通するように配置されており、これによりこれらのくり粉溝３０，２６は、掘削ビット１５とデバイス１４の外周に、上記ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３より先端側の掘削ビット１５外周側と、上記ロッド１３とケーシングパイプ１１の間の空間とを連通させるように、上記掘削ビット１５からデバイス１４の後端にかけて延設されることとなる。そして、このように連通させられたくり粉溝３０，２６の底面３０ａ，２６ａと、該底面３０ａ，２６ａに対向することとなる上記ケーシングトップ１２およびケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）の内周面との間の間隔は、図２に示すようにデバイス１４の先端面１４ｅおよび上記段差部２２Ｂを掘削ビット１５の上記孔底面１５ｅおよびケーシングトップ１２の上記段差部２２Ａにそれぞれ当接させた状態で、このケーシングトップ１２の張り出し筒部２３先端すなわち上記拡径部２３ａの先端内周縁と掘削ビット１５外周の上記くり粉溝３０の底面３０ａとの間隔Ｘが、他の部分における間隔に比べて最も小さくなるようにされている。
【００２６】
なお、この間隔Ｘは、上記張り出し筒部２３の先端と対向するくり粉溝３０の底面３０ａが上述のように後端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられているため、この傾斜した底面３０ａに垂直な方向の間隔とされている。また、図２に符号Ｙ１〜Ｙ３で示すのは上記他の部分の間隔であって、間隔Ｙ１は掘削ビット１５のスカート部１５ｂにおいて軸線Ｏに略平行に延びるくり粉溝３０の底面３０ａとケーシングトップ１２の張り出し筒部２３内周との間隔、間隔Ｙ２はデバイス１４の上記中央部におけるくり粉溝２６の底面２６ａとケーシングトップ１２の小径とされた上記中央部の内周との間隔、間隔Ｙ３はデバイス１４の一段拡径した後端側部分における底面３０ａとケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）内周との間隔を示している。
【００２７】
このように構成された掘削工具は、ロッドアダプタ１６に対し駆動軸１８の図示しない駆動装置によって回転力が伝えられると共に、先端側に向けて軸線Ｏに沿う打撃力と推力が伝えられると、その回転力および推力と打撃力がロッドアダプタ１６からカップリング１７、ロッド１３を介しデバイス１４に伝わることにより、掘削ビット１５が回転しかつ打撃しながら地盤を削孔する。このとき、本実施形態では、掘削ビット１５の円筒状のスカート部１５ｂ内周が、デバイス１４の先端部が挿入される孔部１５ｄとされていて、このデバイス１４の先端部外周には軸線Ｏ方向に延びる突条部２７が形成される一方、孔部１５ｄ内周にはこの突条部２７が挿通可能な凹溝部２８が形成されており、掘削時にはデバイス１４が回転方向Ｔに回転することによって突条部２７の側壁２７ｅが凹溝部２８の側壁２８ｂに当接させられ、デバイス１４からの回転力が掘削ビット１５に伝達させられる。すなわち、本実施形態では、このデバイス１４と掘削ビット１６とがスプライン嵌合させられているので、上記駆動軸１８からロッドアダプタ１６およびロッド１３を介して伝えられる回転力をデバイス１４から確実に掘削ビット１５に伝達することができ、この掘削ビット１５によって効率的な掘削を図ることができる。また、これと同時に、ロッドアダプタ１６の鍔部１６ａからは緩衝材２０を介しフロントアダプタ１９に軸線Ｏに沿う打撃力と推力が伝えられ、その打撃力と推力がフロントアダプタ１９から保護キャップ１１Ａを介してケーシングパイプ１１およびファーストケーシングパイプ１１Ｂに伝わる。
【００２８】
なお、削孔時には、駆動装置からロッドアダプタ１６、ロッド１３，デバイス１４の中空部１６ｂ，１３ｃ，１４ｃを介して掘削ビット１５の止まり孔１５ｆに削孔水または圧縮空気等の流体が供給されることにより、掘削ビット１５先端面のブロー穴１５ｇからこの削孔水または圧縮空気等の流体が排出される一方、掘削時に生成されたくり粉はケーシングトップ１２と掘削ビット１５との間の間隔Ｘの隙間からくり粉溝３０内に導入され、デバイス１４のくり粉溝２６を通ってデバイス１４およびロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂおよびケーシングパイプ１１との間を経ることにより後端側に押し出され、フロントアダプタ１９の窓部１９ａから排出される。また、本実施形態の掘削工具では、掘削終了後は上述のように掘削ビット１５とデバイス１２との係合を解くことにより、掘削ビット１５を始めケーシングトップ１２およびファーストケーシングパイプ１１Ｂを含めたケーシングパイプ１１を削孔中に残したまま、デバイス１４およびロッド１３が引き抜かれて回収されるようになされている。
【００２９】
そして、本実施形態の掘削工具では、上記突条部２７の先端部２７ａが回転方向Ｔの後方側に突出するＬ字型のフック状に形成されて係合部とされているとともに、凹溝部２８の先端側にはこの先端部２７ａを収容可能な凹所２８ａが形成されて被係合部とされており、デバイス１４を回転方向Ｔの後方側に回転させて先端部２７ａを凹所２８ａの上記突条２９の先端側の空間に収容し、そのままロッド１３を介してデバイス１４を後退させると、先端部２７ａの後端側を向く側壁２７ｄと凹所２８ａの先端側を向いて上記側壁２７ｄに対向する側壁２８ｄとが軸線Ｏ方向後端側に向けて当接して係合部と被係合部とが係合し、これにより掘削ビット１５もともに後退させることが可能となる。その一方で、本実施形態では、ケーシングトップ１２もケーシング係止機構２２によってケーシングパイプ１１に係止されているので、デバイス１４と掘削ビット１５とを後退させるのに合わせてケーシングパイプ１１もケーシングトップ１２ごと後退させれば、地上からの操作によって当該掘削工具を一体的に削孔から後退させることができる。従って、例えば掘削中にジャミング等によって掘削不能状態に陥ったりした場合でも、掘削ビット１５をケーシングトップに係止する上記ビット係止機構２４に大きな負荷を作用させることなく、ケーシングパイプ１１、ケーシングトップ１２、ロッド１３、デバイス１４、および掘削ビット１５を一体に後退させることができて、容易にこの掘削不能状態を回避することができ、その後に円滑に掘削を続行することが可能となる。
【００３０】
ここで、本実施形態では係合部とされる上記突条部２７の先端部２７ａが回転方向Ｔの後方側に突出するようにされているが、これを、回転方向Ｔ側に突出するようにして、掘削時にロッド１３およびデバイス１４を回転させることにより上記被係合部と係合可能とするようにしてもよく、また回転方向Ｔとその後方側とに突出する側面視にＴ字型をなすようにしてこれら回転方向Ｔとその後方の両方向いずれに回転させても係合可能とするようにしてもよい。また、このように係合部を突条部２７から周方向に突出させるのに代えて、該係合部を径方向外周側に突出する凸部として形成する一方、凹溝部２８には、この係合部も含めて突条部２７を挿通可能な溝深さの深い部分と、デバイス１４を回転させたときに係合部を除いた突条部２７を収容可能な溝深さの浅い部分とを隣接して形成し、さらにこの溝深さの浅い部分に、デバイス１４を回転させたときに係合部を収容可能な深い凹所を形成して被係合部とし、この凹所の先端側を向く側壁に上記凸部の後端側を向く側壁を当接させて軸線Ｏ方向後端側に上記係合部と被係合部とを係合可能とするようにしてもよい。ただし、このように係合部を径方向外周側に突出する凸部として形成した場合には、上述のように凹溝部２８に溝深さの深い部分を形成しなければならず、この部分においてはスカート部１５ｄの肉厚が薄くなってしまうので、係合部を凸部とする場合には本実施形態のように周方向に突出するように形成するのが望ましい。
【００３１】
一方、このように係合部をデバイスの突条部２７がなす断面から突出する凸部とするとともに被係合部をこの凸部が収容可能な凹所として形成するのとは逆に、突条部２７の例えば後端側寄りに該突条部２７の断面から周方向に陥没する凹所を形成して係合部とする一方、凹溝部２８側には該突条部２７を挿通した上でデバイス１４を回転させることにより上記凹所に嵌り込んで後端側に係合される突出部を形成して被係合部とするようにしてもよい。因みに、本実施形態においても見方を変えれば、デバイス１４先端部外周の上記突条部２７に形成された凹部２７ｂが上記係合部とされる凹所とされ、この凹部２７ｂに、掘削ビット１５の孔部１５ｄの隣接する凹溝部２８間に画成される上記突条２９が、上記被係合部としての突出部として嵌り込んで後端側に係合させられていると見ることもできる。
【００３２】
また、本実施形態の掘削工具では、上記掘削ビット１５による削孔時、デバイス１４の外周の途中位置に推力打撃伝達手段２２の段差部２２Ｂが形成されていると共に、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａ底の段差部２２Ａが上記段差部２２Ｂと対応する位置関係にあるので、この段差部２２Ｂがケーシングトップ１２の段差部２２Ａと衝合して当接することにより、デバイス１４に推力と打撃力が伝わる度にケーシングトップ１２が前方に押し込まれる一方、ケーシングトップ１２の先端に掘削ビット１５のスカート部１５ｂの外周まで張り出す張り出し筒部２３が設けられているので、常に掘削ビット１５を包囲した状態でケーシングトップ１２を削孔に建て込むことができる。
【００３３】
そのため、ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３によって削孔壁の崩壊を防ぐことができるので、従来技術のようにデバイス１４側まで影響を受けることがなくなり、掘削作業を良好に行うことができる。しかも、ケーシングトップ１２に張り出し筒部２３が形成されていると、土砂などに対する充分な耐久性を保つこともできる。なお、上記推力打撃伝達手段２２の段差部２２Ａ，２２Ｂは本実施形態では先端側に向かうに従い内周側に向かうテーパ面状とされているが、軸線Ｏに垂直な平坦面状とされていてもよい。
【００３４】
また、上述したように推力打撃伝達手段２２におけるデバイス１４の段差部２２Ｂによってケーシングトップ１２の段差部２２Ａを打撃すると、ケーシングトップ１２に対し適正な打撃力と推力を伝達することができる。そのため、例えばケーシングパイプ１１を介してファーストケーシングパイプ１１Ｂからケーシングトップ１２に打撃力や推力を伝達するような場合、ケーシングトップに与えられる打撃力や推力が減衰され、ケーシングトップの削孔に対しての建て込み力が弱まるおそれがあるが、ケーシングパイプ１１の先端側にケーシングトップ１２が取り付けられていても、ケーシングトップ１２に打撃力や推力を減衰させることなく確実に伝達することができ、ケーシングトップ１２を的確に建て込みさせることができる。
【００３５】
その一方で、上記構成の掘削工具では、ケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して軸線Ｏ方向に移動可能とされており、従ってこのケーシングトップ１２の建て込みにかかる抵抗は、専ら当該ケーシングトップ１２のみに作用することとなり、ファーストケーシングパイプ１１Ｂを初めとするケーシングパイプ１１への抵抗は軽減することが可能となる。このため、このケーシングパイプ１１に与えられる打撃力や推力は少なくて済み、例えば上述のように駆動軸１８からロッドアダプタ１６に伝えられた打撃力や推力を、鍔部１６ａとフロントアダプタ１０との間に介装された緩衝材２０によって弱めてケーシングパイプ１１に伝達しても、確実にケーシングパイプ１１を建て込むことが可能となるので、このケーシングパイプ１１に過大な打撃力や推力が与えられて破損が生じたりするのを防止することもできる。
【００３６】
さらに、こうしてケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して軸線Ｏ方向に移動可能とされることにより、上記掘削工具によれば、上述のように複数のケーシングパイプ１１やロッド１３を継ぎ足して削孔を行う場合に、例えばこれらケーシングパイプ１１とロッド１３の長さが異なっていたり、あるいは製造仕上がり寸法に誤差が生じたりしていても、この長さの差や寸法誤差が所定の範囲内であれば、上記推力打撃伝達手段２２において段差部２２Ａに段差部２２Ｂを確実に当接させて、デバイス１４からケーシングトップ１２に推力や打撃力を確実に伝達することが可能となる。すなわち、例えば図２に示すように継ぎ足されたケーシングパイプ１１とロッド１３の長さが等しい場合の最先端のロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂとの間隔Ｚに対し、誤差等によってファーストケーシングパイプ１１Ｂが先端側に突出していたとしても、この突出量が図中に符号Ｗで示すファーストケーシングパイプ１１Ｂが上記平坦面１２ｂに当接するまでの範囲であれば、かかる寸法誤差等に拘わらず段差部２２Ａ，２２Ｂを確実に当接させることができ、逆にファーストケーシングパイプ１１Ｂが後端側に後退していても、その後退量が図中に符号Ｖで示す上記ケーシング係止手段２１の止め輪２１Ａが収納凹部２１Ｂの後端側壁面２１ｂに当接するまでの範囲であれば、やはりロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端の軸線Ｏ方向の相対位置に拘わらずに段差部２２Ａ，２２Ｂを確実に当接させることが可能となるのである。
【００３７】
ただし、本実施形態ではこのようにケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）に対して軸線方向に移動可能、かつ軸線回りに回転可能に取り付けられているが、本発明によるデバイス１４の上記係合部と掘削ビット１５の上記被係合部とを軸線Ｏ方向後端側に係合可能とするという構成は、上述した従来の掘削工具のようにケーシングパイプの先端にケーシングトップが溶接等によって固定的に取り付けられた掘削工具にも適用可能である。
【００３８】
また、本実施形態では、このようにケーシングトップ１２をケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）に対して軸線Ｏ方向に移動可能に取り付けるに際し、このケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１に対する軸線Ｏ方向先端側への移動範囲を制限する上記ケーシング係止機構２１を介して取り付けられており、従ってケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１に対して先端側に移動しすぎてファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端から抜け外れてしまったりするような事態を未然に防ぐことができる。さらに、本実施形態では、このケーシング係止機構２１が、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに嵌挿されるファーストケーシングパイプ１１Ｂの外周に環状溝１１ａが形成されて、軸線Ｏに対する径方向に拡縮径可能な弾性部材としてＣ字状の止め輪２１Ａが取り付けられるとともに、上記後端側内周部１２ａにはこの止め輪２１Ａを収容可能な収納凹部２１Ｂが形成された構成とされており、環状溝１１ａに取り付けられた止め輪２１Ａを縮径させた状態でファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端をケーシングトップ１２の上記後端側内周部１２ａに嵌挿するだけでこのケーシングトップ１２を係止して取り付けることができ、操作が容易であるという利点も得ることができる。また、例えばケーシングトップ１２の前記後端側内周部１２ａの後端縁を後端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面状とすれば、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端を前記後端側内周部１２ａに挿入するだけで、このテーパ面に案内されて止め輪２１Ａが縮径させられるので、一層容易な操作でケーシングトップ１２を係止して取り付けることができる。
【００３９】
なお、本実施形態ではこのように、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部外周に環状溝１１ａが形成されて止め輪２１Ａが取り付けられるとともに、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに収納凹部２１Ｂが形成されているが、これとは逆にケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに環状溝を形成するなどしてＣ字状止め輪のような弾性部材を取り付けるとともに、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部外周には収納凹部を形成してもよい。この場合に、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部を前記後端側内周部１２ａに嵌挿する際には、はじめに弾性部材の内径がファーストケーシングパイプ１１Ｂが挿入可能な外径にまで拡径され、この状態でファーストケーシングパイプ１１Ｂを後端側内周部１２ａに嵌挿することにより、弾性部材が収納凹部の位置で縮径してその内周側が収納凹部に収納され、ケーシングトップ１２が先端側に係止される。また、本実施形態では、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａにファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部が嵌挿されるようにしているが、これとは逆にファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部にケーシングトップ１２の後端部が嵌挿されるようにして、互いに対向するこれらファーストケーシングパイプ１１Ｂとケーシングトップ１２の内外周面の一方に弾性部材を、他方に収納凹部を形成するようにしてもよい。
【００４０】
ただし、このようにケーシングトップの後端部をファーストケーシングパイプの先端側内周部に嵌挿してケーシングトップをケーシングパイプに対して移動可能に設けると、このケーシングトップ後端部を覆うケーシングパイプ先端の外周側に張り出す段差部に掘削ずり等が入り込んでケーシングトップの後端側への移動が上記所定の範囲よりも小さく拘束されたり、場合によってはこのケーシングトップの後端側への移動が不可能となったりするおそれが生じる。このため、このようにケーシングトップとケーシングパイプ（ファーストケーシングパイプ）との一方に他方を嵌挿してケーシングトップを移動可能に取り付けるには、本実施形態のようにケーシングトップ１２の上記後端側内周部１２ａがファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部を外嵌するように取り付けるのが望ましい。
【００４１】
また、本実施形態では、こうしてファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部を外嵌するケーシングトップ１２の外径が一定とされるとともに、その先端の掘削ビット１５のヘッド部１５ａにおける最大外径よりも小さくされており、従ってこの掘削ビット１５により掘削される削孔の内周と当該掘削工具外周との間の間隔は後端側ほど大きくなって、ケーシングパイプ１１の外周にはより大きな間隔を確保することが可能となるので、掘削ずりが後端側のケーシングパイプ１１外周にまで流れ込んでこのケーシングパイプ１１に大きな外圧抵抗が作用するのを防止することができ、かかる外圧抵抗によってケーシングパイプ１１の建て込みに支障を来したりケーシングパイプ１１に破損が生じたりするのを防ぐことができる。しかも、その一方で、このケーシングパイプ１１先端のケーシングトップ１２と削孔との間隔は、ケーシングパイプ１１よりは小さく、このケーシングトップ１２をガイドとして掘削を行うことができるため、削孔の直進性を確保して孔曲がりが生じるのを防ぐことができ、このような孔曲がりによってケーシングパイプ１１に抵抗が作用して破損等が生じるような事態も未然に防止することが可能となる。この点、例えばケーシングパイプの外径がケーシングトップの外径よりも大きく、逆に掘削された削孔の内周との間隔はケーシングトップ部分の方がケーシングパイプ部分よりも大きいとすると、仮にこれらケーシングトップ、ケーシングパイプの外周に削孔ずり流れ込んだ場合、間隔が大きくされたケーシングトップの外周に削孔ずりが滞留することによりやがては外圧抵抗となって削孔の障害となってしまうが、上述のようにケーシングトップ１２の最大径部の外径をケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）の外径以上とすれば、削孔ずりをケーシングトップ１２の外周から後端側にスムーズに排出させることもできる。
【００４２】
一方、本実施形態では上述のようにケーシング係止機構２１を弾性部材としての止め輪２１Ａと収納凹部２１Ｂとから構成しているが、例えばこれを図５に示す変形例のケーシング係止機構４１のように、上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂとケーシングトップ１２との一方の内周に他方を嵌挿してファーストケーシングパイプ１１Ｂ先端にケーシングトップ１２を取り付けた場合において、これらケーシングトップ１２とファーストケーシングパイプ１１Ｂとの互いに嵌挿される内外周にそれぞれ形成された互いに螺合可能な雌雄ネジ山部４１Ａ，４１Ｂと、各雌雄ネジ山部４１Ａ，４１Ｂに連続して反対側のネジ山部４１Ｂ，４１Ａを収容可能に形成された上記軸線Ｏ方向に延びる収納凹部４１Ｃ，４１Ｄとから構成するようにしてもよい。なお、この図５に示す変形例や図６に示すビット係止機構の変形例において、上記実施形態と共通する部分にはこれと同一の符号を配して説明を省略する。
【００４３】
すなわち、この変形例のケーシング係止機構４１においては、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部の先端縁に上記雌ネジ山部４１Ａが環状に形成されるとともに、これよりも後端側には、この雌ネジ山部４１Ａの雌ネジの谷の径と略同等あるいは僅かに大きな一定内径とされて該雌ネジ山部４１Ａに対して外周側に凹む上記収納凹部４１Ｃが雌ネジ山部４１Ａに連続して上記軸線Ｏ方向に所定の幅で延びるように形成されており、この収納凹部４１Ｃの後端側は内周側に向かう段差部４１ａを介して、ケーシングパイプ１１の内径と等しくされたファーストケーシングパイプ１１Ｂの後端側内周部に連ねられている。なお、上記雌ネジ山部４１Ａの山の内径はこのファーストケーシングパイプ１１Ｂの後端側内周部の内径よりも僅かに大きくされている。
【００４４】
一方、ケーシングトップ１２の後端側外周部の後端縁には、上記雌ネジ山部４１Ａに螺合可能な雄ネジ山部４１Ｂが環状に形成されるとともに、これよりも先端側には、この雄ネジ山部４１Ｂの雄ネジの谷の径と略同等あるいは僅かに小さな一定外径とされて該雄ネジ山部４１Ｂに対して内周側に凹む上記収納凹部４１Ｄが雄ネジ山部４１Ｂに連続して軸線Ｏ方向に所定の幅で延びるように形成されており、この収納凹部４１Ｄの先端側は外周側に向かう段差部４１ｂを介してケーシングトップ１２の軸線Ｏ方向中央部の外周に連ねられている。なお、このケーシングトップ１２の中央部の外径は、本実施形態では張り出し筒部２３とされる先端部の外径よりも僅かに小径とされている。また、このケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａは、その内径がデバイス１４の大径とされた後端部の外径よりも僅かに大きな程度とされるとともに、この後端側内周部１２ａからケーシングトップ１２の小径となる中央部内周に至る段差部も、外周側の平坦面１２ｂは第１の実施形態よりも小さくされており、場合によってはこの段差部が推力打撃伝達手段２２のテーパ面状の段差部２２Ａのみとされていてもよい。
【００４５】
従って、このように構成されたケーシング係止機構４１においては、上記雌ネジ山部４１Ａに雄ネジ山部４１Ｂをねじ込んで螺合させ、さらにこの雄ネジ山部４１Ｂをねじ込んでゆくことにより、雄ネジ山部４１Ｂが雌ネジ山部４１Ａを通り越して収納凹部４１Ｃに達するとともに雌ネジ山部４１Ａは収納凹部４１Ｄに達し、ケーシングトップ１２はその後端部がファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部に嵌挿された状態で軸線Ｏ方向に移動可能かつ軸線Ｏ回りに回転自在にファーストケーシングパイプ１１Ｂ先端に取り付けられる。しかして、この状態からケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して先端側に移動しようとすると、雌ネジ山部４１Ａの後端縁に雄ネジ山部４１Ｂの先端縁が当接したところでケーシングトップ１２の移動が拘束されて先端側に係止され、それ以上は再び雌雄ネジ山部４１Ａ，４１Ｂを螺合させて雄ネジ山部４１Ｂを雌ネジ山部４１Ａから抜き外すように回転させなければケーシングトップ１２を移動させることができないので、上記ケーシング係止機構２１と同様に掘削中のケーシングトップ１２の脱落等を防止することができる。
【００４６】
また、このケーシング係止機構４１においては、このようにケーシングトップ１２を先端側に係止して移動可能に取り付けた後でも雌雄ネジ山部４１Ａ，４１Ｂを再び螺合させて回転させればケーシングトップ１２を容易に取り外すことができるので、一旦取り付けたケーシングトップ１２を取り外さなければならない事態が起きても操作が容易であるという利点を得られる。なお、ケーシングトップ１２の軸線Ｏ方向後端側への移動は、このケーシングトップ１２の後端が上記段差部４１ａに当接し、またはファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端が上記段差部４１ｂに当接し、あるいはこれら双方が同時に当接することにより拘束される。また、図５に示した変形例では上述のようにファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部にケーシングトップ１２の後端側外周部が内嵌されることとなるが、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに雌ネジ山部４１Ａを形成するとともにファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側外周部にはこれに螺合可能な雄ネジ山部４１Ｂを形成して、上記実施形態と同様にファーストケーシングパイプ１１Ｂ先端にケーシングトップ１２が外嵌されるように取り付けてもよく、これにより、図５に符号Ｕで示すように当該掘削工具の外周においてファーストケーシングパイプ１１Ｂ先端と上記段差部４１ｂとの間に露出する収納凹部４１Ｄ内に掘削ずりが入り込んだりするのを防ぐことができ、より円滑かつ確実なケーシングトップ１２の移動を図ることができる。
【００４７】
さらに、上記実施形態やこの変形例では、上記デバイス１４の先端に係脱可能に取り付けられる掘削ビット１５も、そのスカート部１５ｂ外周を囲む張り出し筒部２３を備えたケーシングトップ１２に対して軸線Ｏ方向に移動可能とされており、しかもこの掘削ビット１５もその先端側への移動範囲を拘束するビット係止機構２４を介してケーシングトップ１２の先端に取り付けられているので、ケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに係止されるのに合わせて、その先端側への不用意な脱落等を防ぐことができ、掘削時の信頼性を高めることができる。しかも、このようなビット係止機構２４によって掘削ビット１５の先端側への移動を制限しておけば、掘削途中でデバイス１４を掘削ビット１５から分離しても、掘削ビット１５は軸線Ｏと同芯上に保持されるため、再度デバイス１４の先端に掘削ビット１５を容易に装着することが可能となる。さらに、本実施形態では、前記突条部２７の外周面が先端側で一段低くされているとともに、回転方向Ｔを向く側壁２７ｅの先端側部分は後端側に向かうに従い回転方向Ｔ側に向かう凹曲面状あるいは傾斜面状に切り欠かれており、このように掘削途中でデバイス１４を掘削ビット１５から分離させた後に再度デバイス１４を装着する際でも、デバイス１４先端部を孔部１５ｄに挿入しやすく、また突条部２７と凹溝部２８との位相が多少ずれていても、掘削ビットの前記突条２９が側壁２７ｅ先端の前記凹曲面あるいは傾斜面当たれば、この凹曲面または傾斜面に案内されるようにして掘削ビット１５が回転して突条部２７と凹溝部２８の位相が合わせられるので、掘削ビット１５の再装着が一層容易である。
【００４８】
また、これら第１の実施形態や変形例のビット係止機構２４は、上記ケーシング係止機構２１と同じく弾性的に拡縮径可能な弾性部材としてのＣ字状の止め輪２４Ｂと該止め輪２４Ｂの外周側部分を収容可能な収納凹部２４Ａとから構成されており、このケーシング係止機構２１と同様に止め輪２４Ｂを縮径させた状態で掘削ビット１５のスカート部１５ｂをケーシングトップ１２の張り出し筒部２３内に嵌挿するだけで、この掘削ビット１５を容易に係止して取り付けることができるという利点も得られる。なお、これらケーシング係止機構２１やビット係止機構２４における拡縮径可能な弾性部材としては、上記Ｃ字状の金属製止め輪２１Ａ，２４Ｂの他にも、収納凹部２１Ｂ，２４Ａに収容されてケーシング１２や掘削ビット１５を係止可能なものなら、例えばゴムリングなどでも適用可能である。
【００４９】
ただし、このビット係止機構についても、上記変形例のケーシング係止機構４１と同じようにして、例えば図６に示す変形例のビット係止機構４２のように、掘削ビット１５のスカート部１５ｂ外周部と上記張り出し筒部２３の内周部とにそれぞれ形成された互いに螺合可能な雌雄ネジ山部４２Ａ，４２Ｂと、各雌雄ネジ山部４２Ａ，４２Ｂに連続して反対側のネジ山部４２Ｂ，４２Ａを収容可能に形成された軸線Ｏ方向に延びる収納凹部４２Ｃ，４２Ｄとから構成するようにしてもよい。すなわち、この変形例のビット係止機構４２においては、ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３の内周先端縁に雌ネジ山部４２Ａが環状に形成されるとともに、掘削ビット１５のスカート部１５ｂ外周後端縁にはこの雌ネジ山部４２Ａと螺合可能な雄ネジ山部４２Ｂが環状に形成され、また雌ネジ山部４２Ａよりも後端側の張り出し筒部２３内周部は雄ネジ山部４２Ｂを収容可能な内径の収納凹部４２Ｃとされるとともに、雄ネジ山部４２Ｂよりも先端側のスカート部１５ｂ外周部は雌ネジ山部４２Ａを収容可能な外径の収納凹部４２Ｄとされている。従って、このようなビット係止機構４２においても、掘削ビット１５の先端側への移動範囲を収納凹部４２Ｄ，４２Ｃに収容された雌雄ネジ山部４２Ａ，４２Ｂが互いに当接するまでに制限しつつ、該掘削ビット１５を移動可能に取り付けることができ、また上記ケーシング係止機構４１と同じように一旦取り付けた掘削ビット１５を取り外すのも比較的容易であるという利点が得られる。
【００５０】
さらにまた、上記実施形態では、掘削ビット１５とデバイス１４の外周に、ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３より先端側の掘削ビット１５外周側と、上記ロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂも含めたケーシングパイプ１１の間の空間とを連通させるように、掘削ビット１５からデバイス１４の後端にかけて、図２に符号Ｆで示すようなくり粉や掘削ずりの流れを形成するくり粉溝３０，２６が形成されており、このくり粉溝３０，２６の底面３０ａ，２６ａと該底面３０ａ，２６ａに対向するケーシングトップ１２およびケーシングパイプ１１（１１Ｂ）の内周面との間の間隔が、ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３の先端において、他の部分の間隔Ｙ（Ｙ１〜Ｙ３）よりも小さな間隔Ｘとなるようにされている。従って、このくり粉溝３０，２６とケーシングトップ１２およびケーシングパイプ１１（１１Ｂ）の内周面との間の空間には、くり粉や掘削ずりの入口となるこの張り出し筒部２３先端の間隔Ｘよりも大きな粒のくり粉や掘削ずり、土砂等が入り込むことがないので、かかる大粒の土砂等によってくり粉溝３０，２６内に詰まりが生じるような事態を防止することができ、くり粉や掘削ずりをより確実にロッド１３とケーシングパイプ１１との間の空間に案内して後端側に送り出し、フロントアダプタ１９の上記窓部１９ａから排出することが可能となる。
【００５１】
ところで、このような掘削工具の上記ケーシングパイプ１１は、最先端のファーストケーシングパイプ１１Ｂも含めてケーシングトップ１２と同じ鋼材等により形成されるのが一般的である。ところが、例えばトンネルの掘削工事などにおいては、トンネルの本孔を掘削する地盤の周囲に上述のような掘削工具によって削孔を形成してケーシングパイプ１１を建て込み、このケーシングパイプ１１から薬液を注入して地盤を安定させておいてから、建て込まれたケーシングパイプ１１ごと地盤を掘削してトンネル本孔を削孔するような場合があり、そのような場合にはケーシングパイプ１１はトンネル本孔掘削の際に破壊されやすいように、樹脂製や場合によっては紙製など、ケーシングトップ１２よりも低強度の材質が用いられることが望ましい。
【００５２】
しかしながら、従来は、このような低強度のケーシングパイプを用いると、万一ジャミング等が発生してケーシングパイプおよびケーシングトップを後退させる際に掘削ビットも伴って後退させられることとなり、特に掘削ビットの外径がケーシングトップやケーシングパイプよりも大径とされている場合には、後退時に掘削ビットに作用する抵抗によって低強度のケーシングパイプが破損したりするおそれがあった。また、このような低強度のケーシングパイプでは、建て込みの際の抵抗によっても破損が生じてしまうおそれが高く、掘削条件等が制限されざるを得なかった。しかして、これに対して上記構成の掘削工具によれば、上述のようにジャミング等により掘削工具を後退させる際には、掘削ビット１５は係合部と被係合部との係合によりデバイス１４によって後退させられるため、ケーシングパイプ１１にはせいぜいケーシングトップ１２までを後退させる引っ張り力を与えればよく、また上記実施形態ではケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して軸線Ｏ方向に移動可能とされていて、ロッド１３からデバイス１４を介して伝達される打撃力および推力に抗して作用するケーシング建て込み時の抵抗は専らケーシングトップ１２のみに作用することとなるので、ファーストケーシングパイプ１１Ｂを初めとするケーシングパイプ１１への抵抗は軽減することが可能となる。このため、上記構成の掘削工具によれば、ケーシングパイプ１１が低強度の材質によって形成されていても、その破損を防止することができ、上述のようにケーシングパイプの建て込み後にこれを破壊して本孔を削孔するような掘削に用いて特に効果的である。
【００５３】
次に、図７ないし図１０は、本発明の第２の実施形態を示すものであり、図１ないし図４に示した第１の実施形態と共通する要素には、やはり同一の符号を配して説明を簡略化する。すなわち、この第２の実施形態においては、まず第１にケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）に対して移動可能とされてはおらず、このファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部に形成された雌ねじ部１１ｂに、ケーシングトップ１２の後端側外周部に形成された雄ねじ部１２ｃがねじ込まれることにより、ケーシングトップ１２はファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端に一体的に取り付けられている。なお、このケーシングトップ１２の外径はファーストケーシングパイプ１１Ｂを含めたケーシングパイプ１１の外径と略等しくされるとともに、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａの内径はケーシングパイプ１１の内径よりも小さくされており、その後端面が上記推力打撃伝達手段２２の段差部２２Ａとされている。
【００５４】
また、第２に、この第２の実施形態では、掘削ビット１５が有底円筒状ではなく、上記孔部１５ｄがそのままヘッド部１５ａの先端まで貫通させられた概略円筒状とされているとともに、スカート部１５ｂの後端面内周には上記段差部２２Ａと同じようなテーパ面状の段差部１５ｈが形成されている。一方、デバイス１４には、上記段差部２２Ａと当接させられる推力打撃伝達機構２２の段差部２２Ｂよりも先端側の外周部に、これら段差部２２Ａ，２２Ｂを当接させた状態で、上記ビット係止機構２４による掘削ビット１５のケーシングトップ１２に対する移動範囲内においてこの掘削ビット１５の上記段差部１５ｈに当接可能なやはりテーパ面状の段差部１４ｆが形成されており、ロッド１３からデバイス１４に与えられた推力および打撃力はこれらの段差部１４ｆ，１５ｈを介して掘削ビット１５に伝達させられる。
【００５５】
さらに、デバイス１４の先端面１４ｅは掘削ビット１５を貫通する上記孔部１５ｄからヘッド部１５ａの先端側に突出するようにされており、この先端面１４ｅには、デバイス１４外周のくり粉溝２６に連通するくり粉溝１４ｇが形成されているとともに、このくり粉溝１４ｇを避けるようにチップ３１が植設されている。さらにまた、このデバイス１４の中空部１４ｃはその先端側が止まり穴状とされているとともに、ブロー穴１４ｄは、上記くり粉溝１４ｇの内周端と、上記段差部１４ｆよりも先端側のくり粉溝２６の底面２６ａ、および段差部１４ｆ，１５ｈを当接させた状態で掘削ビット１５の先端内周部に臨む位置とに開口するように形成されている。なお、デバイス１４外周に形成されるくり粉溝２６は、本実施形態ではデバイス１４の全長に亙ってその底面２６ａが軸線Ｏからの距離の一定な平坦面状とされていて、先端面１４ｅの上記くり粉溝１４ｇは、先端視においてこの底面２６ａの中央部に直交するように連通させられている。
【００５６】
そして、第３に、この第２の実施形態においては、デバイス１４側の係合部が、このデバイス１４の先端部外周の突条部２７後端側の上記段差部１４ｆとの間に形成された凹所２７ｆとされる一方、掘削ビット１５側の被係合部は、上記孔部１５ｄの内周に形成された凹溝部２８の後端側において該凹溝部２８内に突出する凸部２８ｅとされている。すなわち、本実施形態では、突条部２７は、デバイス１４先端部の外周において上記くり粉溝２６の回転方向Ｔ側に隣接するようにして、上記段差部１４ｆの先端側に若干間隔をあけた位置から略長方形状の一定断面をなして軸線Ｏに平行に先端側に延びるように形成され、この突条部２７の後端と段差部１４ｆとの間に画成される空間が上記凹所２７ｆとされて係合部を構成しており、従ってこの係合部としての凹所２７ｆは、軸線Ｏに直交する断面が突条部２７に対して陥没するように形成されることとなる。なお、この凹所２７ｆの後端側を向く側壁（突条部２７の後端側を向く側壁）２７ｇは、軸線Ｏに略垂直とされている。
【００５７】
一方、掘削ビット１５の凹溝部２８は、上記凸部２８ｅを除いたその周方向の幅が上記突条部２８よりも大きくされていて、該凸部２８ｅは、この凹溝部２８の後端部においてその回転方向Ｔ後方側を向く側壁２８ｂからこの回転方向Ｔ後方側に突出するように形成されており、こうして突出した凸部２８ｅによって周方向の幅が狭められた凹溝部２８にデバイス１４の上記突条部２７が軸線Ｏ方向に挿通可能とされている。また、この凸部２８ｅの内周側を向く面は孔部１５ｄの内周面すなわち隣接する周方向に凹溝部２８間に画成される突条２９の内周面と面一とされるとともに、凸部２８ｅの後端面は突条２９の後端面ともなる上記段差部１５ｈと面一とされ、この後端面から凸部２８ｅの先端側を向く側壁２８ｆまでの軸線Ｏ方向の長さは、デバイス１４の上記段差部１４ｆから上記凹所２７ｆの上記側壁２７ｇまでの軸線Ｏ方向の長さよりも短くされている。なお、この凸部２８ｅにおいても先端側を向く上記側壁２８ｆは軸線Ｏに略垂直とされている。また、本実施形態では掘削ビット１５の外周にくり粉溝３０は形成されていない。
【００５８】
従って、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は、上記凹溝部２８の回転方向Ｔを向く側壁２８ｃと凸部２８ｅとの間を通すように突条部２７を挿通してデバイス１４の先端部を掘削ビット１５の孔部１５ｄに挿入し、上記段差部１４ｆ，１５ｈが当接したところでデバイス１４を回転方向Ｔに回転させることにより、上記凸部２８ｅが凹所２７ｆに収容されて突条部２７の回転方向Ｔを向く側壁２７ｅが凹溝部２８の回転方向Ｔ後方側を向く側壁２８ｂに当接させられるので、デバイス１４と掘削ビット１５はこの回転方向Ｔに一体に回転可能とされ、ロッド１３を介してデバイス１４に与えられる回転力と推力および打撃力とが掘削ビット１５に伝達されて、これら掘削ビット１５とデバイス１４の先端に植設されたチップ３１によって掘削が行われる。なお、こうして突条部２７の上記側壁２７ｅと凹溝部２８の上記側壁２８ｂとを当接させた状態では、この突条部２７の回転方向Ｔ後方側に隣接することとなる上記くり粉溝２６が、周方向において凹溝部２８の回転方向Ｔ後方側の部分と一致させられて、掘削ビット１５とデバイス１４との間の先端に開口するようになされており、掘削時に生じたくり粉や削孔ずりはこれらくり粉溝２６および凹溝部２８内を通って後端側へ送り出される。また、掘削終了後は、ロッド１３をデバイス１４ごと回転方向Ｔの後方側に回転させることにより、突条部２８が凹溝部２８の回転方向Ｔを向く側壁２８ｃ側に移動させられるので、そのまま後退させれば突条部２７が凹溝部２８のこの側壁２８ｃと凸部２８ｅとの間を通ってデバイス１４先端部が孔部１５ｄから抜き出され、この孔部１５ｄが削孔の底面に向けて開口された状態の掘削ビット１５とケーシングトップ１２およびケーシングパイプ１１とが削孔内に残されて、ロッド１３およびデバイス１４が回収される。
【００５９】
そして、このように凸部２８ｅを凹所２７ｆに収容して突条部２７の側壁２７ｅを凹溝部２８の側壁２８ｂに当接させた状態で、上記凹所２７ｆの後端側を向く側壁２７ｇと凸部２８ｅの先端側を向く側壁２８ｆとは軸線Ｏ方向に互いに対向させられているので、本実施形態では上記第１の実施形態のようにデバイス１４を一旦回転方向Ｔ後方側に回転させることなく、そのままデバイス１４を軸線Ｏ方向後端側に後退させることにより、これらの側壁２７ｇ，２８ｆが当接させられて掘削ビット１５がデバイス１４に軸線Ｏ方向後端側に向けて係合可能とされる。従って、ジャミング等によって掘削不能状態に陥ったりしても、ケーシングトップ１２ごとケーシングパイプ１１後退させるとともにロッド１３を介してデバイス１４を後退させることにより、こうして軸線Ｏ方向後端側に係合させられた掘削ビット１５も後退させることができ、すなわち掘削工具一式を後退させることができて、掘削不能状態を容易に回避して掘削を再開することが可能となる。
【００６０】
なお、本実施形態では、掘削ビット１５の被係合部とされる凸部２８ｅが凹溝部２８の回転方向Ｔ後方側を向く側壁２８ｂからこの回転方向Ｔ後方側に突出するように形成されていて、デバイス１４を回転方向Ｔに回転させたときに係合部としての凹所２７ｆに収容されて軸線Ｏ方向後端側に係合可能とされているが、この凸部を逆に凹溝部２８の回転方向Ｔ側を向く側壁２８ｃからこの回転方向Ｔに突出するように形成して、デバイス１４を回転方向Ｔ後方側に回転させたときに凹所２７ｆに収容されて係合可能となるようにしてもよく、またこれらの側壁２８ｂ，２８ｃの双方から突出するようにしておいて、回転方向Ｔ側およびその後方側のいずれにデバイス１４を回転させても係合可能とされるようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デバイスの先端部を掘削ビットの孔部に挿入して回転させて、デバイス先端部外周に形成された係合部を掘削ビット孔部に形成された被係合部に軸線方向後端側に係合させることにより、ロッドを介してデバイスを後退させるのに伴って掘削ビットも後退させることができ、万一ジャミング等によって掘削工具全体を後退させなければならない事態が生じても、ケーシングパイプと掘削ビットとの係止機構などに障害が生じてその後の掘削に支障を来したりするのを防ぐことができる。
【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に示す実施形態の先端側部分の側断面図である。
【図３】 図１に示す実施形態のデバイス（デバイス）１４を示す（イ）先端側から見た正面図、（ロ）側面図、（ハ）後端側から見た背面図、（ニ）（イ）におけるＡＡ側断面図（ただし、鎖線部分はＢＢ断面図）である。
【図４】 図１に示す実施形態の掘削ビット１５を示す（イ）先端側から見た正面図、（ロ）側面図、（ハ）後端側から見た背面図（ただし止め輪２４は図示略）である。
【図５】 変形例のケーシング係止機構４１を示す掘削工具先端側部分の側断面図である。
【図６】 変形例のビット係止機構４２を示す掘削ビット１５周辺の側断面図である。
【図７】 本発明の第２の実施形態を示す側断面図である。
【図８】 図７に示す実施形態を先端側から見た正面図である。
【図９】 図７におけるデバイス１４のＣＣ断面図である。
【図１０】 図１に示す実施形態の掘削ビット１５を示す（イ）先端側から見た正面図、（ロ）側面図である。
【符号の説明】
１１ ケーシングパイプ
１１Ｂ ファーストケーシングパイプ
１２ ケーシングトップ
１３ ロッド
１４ デバイス
１５ 掘削ビット
１５ｄ 孔部
２１，４１ ケーシング係止機構
２２ 推力打撃伝達手段
２３ 張り出し筒部
２４，４２ ビット係止機構
２６，３０ くり粉溝
２７ 突条部
２７ａ 突条部２７の先端部（係合部）
２７ｆ 突条部２７後端側の凹所（係合部）
２８ 凹溝部
２８ａ 凹溝部２８先端側の凹所（被係合部）
２８ｅ 凹溝部２８後端側の凸部（被係合部）
３１ チップ
Ｏ ケーシングパイプの軸線
Ｔ 掘削時のロッド１３の回転方向
【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挿通されたロッドの先端にデバイスを介して掘削ビットが装着可能とされた、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】
この種の掘削工具として、本発明の発明者等は特開２００２−１３３７９号公報において、円筒状のケーシングパイプの先端に概略有底円筒状をなす掘削ビットがその底部を先端側に向けて同軸かつ軸線回りに回転可能に取り付けられるとともに、ケーシングパイプ内に挿入されたロッドの先端には掘削ビットの内周部（孔部）に上記軸線方向に挿脱自在とされるとともに挿入状態において該掘削ビットと軸線回りに一体回転可能とされるデバイスが取り付けられた掘削工具を提案している。ここで、この掘削工具においては、上記ケーシングパイプの先端に、該ケーシングパイプよりも小さな内径のやはり略円筒状をなすケーシングトップが溶接等により同軸に取り付けられ、多段円筒状をなすデバイスの外周に画成されるテーパ部がこのケーシングトップに後端側から当接することにより、ロッドを介してデバイスに与えられる軸線方向の打撃力がケーシングトップに伝えられるようにされている。
【０００３】
また、上記掘削ビットは、このケーシングトップの先端に、Ｃ字型止め輪等を備えたビット係止機構を介して回転可能かつ抜け止めされて取り付けられており、その上記孔部には、上記デバイスの先端部に形成された軸線方向に延びる突条部（または凹溝部）が挿通可能な凹溝部（または突条部）が形成されていて、こうしてこの凹溝部にデバイスの突条部を挿通してデバイス先端部を孔部に挿入した上でロッドを回転させることにより、突条部の側壁が凹溝部の側壁に当接してデバイスと掘削ビットとが軸線回りに一体回転可能とされている。しかして、このような掘削工具では、こうして掘削ビットを回転しつつロッドからデバイスを介して掘削ビットに打撃力を与えて削孔を掘削するとともに、ケーシングパイプにはその後端と上記ケーシングトップとから軸線方向先端側への打撃力を与えて上記削孔にこのケーシングパイプを建て込み、所定の深さまで削孔が形成されてケーシングパイプが建て込まれたなら、ケーシングパイプ、ケーシングトップ、および掘削ビットを削孔に残したまま、デバイスごとロッドを後退させて回収するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような掘削工具による掘削中に例えばジャミング等によって掘削不能状態に陥ったりした場合には、デバイスやロッドは勿論、ケーシングパイプ、ケーシングトップ、および掘削ビットもろとも、当該掘削工具を一旦後退させて掘削不能状態を解消し、しかる後再び掘削を続行しなければならない。ところが、上記構成の掘削工具においては、デバイスと掘削ビットとは上記突条部と凹溝部との係合によって軸線回りの周方向には一体回転可能であるものの、該軸線方向後端側に向けてはデバイスを後退させても掘削ビットはそのままであり、従って掘削ビットを後退させるには、ケーシングパイプを後退させることにより、ケーシングトップと掘削ビットとの間に介装された上記止め輪を介して掘削ビットを引き戻さなければならず、この止め輪に無理な力が作用して破損が生じたりすることにより、掘削の続行が困難となるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、掘削中にジャミング等が発生して掘削不能状態となったりしても、掘削ビットごと確実に当該掘削工具を後退させることができて、その後の掘削を円滑に続行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、略円筒状のケーシングパイプ内に挿通された軸線回りの回転力と該軸線方向の推力および打撃力とが伝達されるロッドの先端にデバイスが取り付けられ、このデバイスの先端には、上記ケーシングパイプの先端から突出する掘削ビットが該デバイスに係脱可能に装着されてなる掘削工具において、上記デバイスの先端部外周には、上記軸線方向に延びる突条部と、上記軸線に直交する断面がこの突条部に対して突出または陥没する係合部とを形成するとともに、上記掘削ビットの後端部には上記デバイスの先端部が挿入可能な孔部を形成し、この孔部の内周に、上記突条部と係合部とが挿通可能な凹溝部と、こうして該凹溝部に上記突条部と係合部とを挿通して上記デバイスの先端部を当該孔部に挿入した上で該デバイスを上記軸線回りの周方向の少なくとも一方に回動させることにより上記係合部と上記軸線方向後端側に向けて係合可能な被係合部とを形成したことを特徴とする。
【０００７】
従って、このように構成された掘削工具においては、デバイスの先端部外周に、掘削ビットに回転力を伝達する上記突条部の他に、上記係合部が、この突条部の上記断面に対して突出する凸部、または該断面に対して陥没する凹所として形成されることとなり、これに対して上記掘削ビットの孔部には、上記凹溝部の他に、上記係合部が凸部の場合はデバイスを回動させた際にこの凸部を収容する凹所が、また係合部が凹所の場合はデバイスを回動させた際にこの凹所に収容される凸部が形成されることとなって、これら凸部と凹所の軸線方向を向いて互いに対向する側壁同士が当接することにより、係合部と被係合部とが後端側に向けて係合可能とされる。このため、上記掘削工具によれば、掘削中にジャミング等によって掘削不能状態に陥ったりした場合でも、ロッドによってデバイスを回動させてこのように係合部と被係合部とを軸線方向後端側に係合させることにより、このデバイスを介して掘削ビットを後退させることが可能となり、掘削ビットがケーシングパイプに止め輪等を介して係止されていたとしても、この止め輪等に無理な力を作用させることなく掘削工具を確実に後退させることができる。
【０００８】
ここで、上記係合部を凸部として形成する場合においては、この凸部を突条部の断面に対して周方向に突出させる場合と径方向外周側に突出させる場合とがあるが、後者のように凸部を外周側に突出させた場合には、この凸部が上記突条部とともに挿通させられる掘削ビットの孔部の凹溝部も該凸部が挿通可能なようにその溝深さを深くしなければならず、こうして溝深さが深くされた部分においては掘削ビット自体の肉厚が削がれてその強度の劣化を招いたりするおそれがある。このため、上記係合部は、上記軸線に直交する断面において上記突条部に対し陥没するか、または突出するにしても上記軸線回りの周方向に突出するように形成されるのが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は、本発明の第１の実施形態を示すものである。図１に示すようにこの第１の実施形態においては、削孔の深さ等に応じてネジまたはテーパソケット等により順次継ぎ足される円管状のケーシングパイプ１１の先端に、概略円筒状のケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１の中心軸線Ｏと同軸にこの軸線Ｏ回りに回転自在かつ該軸線Ｏ方向に移動可能に取り付けられるとともに、このケーシングパイプ１１の内周には厚肉中空の多段六角柱状をなすロッド１３が、やはり削孔の深さ等に応じてカップリングまたはネジ等により順次継ぎ足されて上記軸線Ｏと同軸に挿入され、このロッド１３の先端にはデバイス（デバイス）１４を介して掘削ビット１５が、デバイス１４に対して係脱可能に装着されている。
【００１０】
ここで、上述のように順次継ぎ足されるロッド１３のうち最後端に継ぎ足されたロッド１３の後端には、図１に示すように外周部後端側が一段拡径させられて鍔部１６ａが形成された中空状のロッドアダプタ１６の先端部がやはりカップリング１７を介して連結され、このロッドアダプタ１６の後端には、掘削時に軸線Ｏ回りに回転方向Ｔに向けての回転力と軸線Ｏ方向先端側に向けての推力および打撃力とを該ロッドアダプタ１６を介してロッド１３に与える掘削装置の駆動軸１８が連結されている。また、最後端に継ぎ足されたケーシングパイプ１１の後端には保護キャップ１１Ａが取り付けられるとともに、この保護キャップ１１Ａの後端と上記ロッドアダプタ１６の鍔部１６ａとの間には、筒状のフロントアダプタ１９が、上記最後端のロッド１３の後端部とロッドアダプタ１６の先端部および上記カップリング１７の外周を取り囲むように、鍔部１６ａとの間にリング状の緩衝材２０を介して介装されており、保護キャップ１１Ａが後端に取り付けられた上記ケーシングパイプ１１にはこのフロントアダプタ１９を介して、上記駆動軸１８からロッドアダプタ１６に与えられる回転力と推力および打撃力のうち、軸線Ｏ方向先端側に向けての推力および打撃力のみが伝達されるようになされている。
【００１１】
また、上記ケーシングパイプ１１のうち最先端のケーシングパイプ１１はファーストケーシングパイプ１１Ｂとされ、その先端部外周には図２（イ）に示すように環状溝１１ａが形成されていて、この環状溝１１ａには、軸線Ｏ方向に移動可能とされた上記ケーシングトップ１２のケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）に対する先端側への移動範囲を制限するケーシング係止機構２１の弾性部材として、その径方向に拡縮径可能な金属製のＣ字状の止め輪２１Ａが弾性的に縮径させられた状態で収容されている。一方、上記ケーシングトップ１２は、その外径が上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂも含めたケーシングパイプ１１の外径よりも大径の一定外径とされるとともに、内径は軸線Ｏ方向中央部が最も小径でその前後がこれより大径とされた概略円筒状をなしていて、上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部はこのケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに嵌挿されて取り付けられており、この後端側内周部１２ａの後端寄りには、該後端側内周部１２ａに嵌挿された上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂの止め輪２１Ａよりも後端側に位置するように、上記ケーシング係止機構２１の収納凹部２１Ｂが環状に形成されている。
【００１２】
この収納凹部２１Ｂは、軸線Ｏに沿った断面において軸線Ｏに平行とされた該軸線Ｏ方向に延びる底面２１ａと、この底面２１ａの後端側に位置して軸線Ｏに略垂直とされた後端側壁面２１ｂ、および底面２１ａの先端側に位置して先端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられた先端側壁面２１ｃとから画成されている。しかして、上記ケーシング係止機構２１は、上記弾性部材としての止め輪２１Ａとこの収納凹部２１Ｂとから構成され、ケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して先端側に移動すると、この収納凹部２１Ｂが上記環状溝１１ａの位置に達して弾性的に縮径させられていた上記止め輪２１Ａが拡径し、その内周側部分が環状溝１１ａ内に残ったまま外周側部分が収納凹部２１Ｂ内に収容され、さらにケーシングトップ１２が前進するとこの収納凹部２１Ｂ内に収納された止め輪２１Ａの外周側部分が図２（ロ）に示すように上記後端側壁面２１ｂに当接して、それ以上の先端側への移動が制限されるようになされている。
【００１３】
また、ケーシングトップ１２の上記後端側内周部１２ａから小径とされた中央部の内周部に至る後端側を向く段差部は、その外周側が軸線Ｏに略垂直な平坦面１２ｂとされるとともに、内周側は先端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられたテーパ面状とされ、このテーパ面状の段差部２２Ａが後述する推力打撃伝達手段２２を構成している。そして、上記止め輪２１Ａが収納凹部２１Ｂ内に収容された状態からケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して後端側へ移動（後退）すると、止め輪２１Ａが収納凹部２１Ｂの傾斜した先端側壁面２１ｃに当たってその傾斜に案内されるように縮径しつつ、収納凹部２１Ｂから外れて上記後端側内周部１２ａに乗り上げ、さらにケーシングトップ１２が後退すると、図２（ハ）に示すようにファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端が上記平坦面１２ｂに当接したところで、それ以上の後端側への移動が制限されるようになされている。
【００１４】
さらに、ケーシングトップ１２内周部の上記中央部よりも先端側は、この中央部から先端側に向けて内径が漸次拡径するようにされた後に略一定の内径とされて軸線Ｏに平行に延びるようにされ、この内周部の内径が略一定とされたケーシングトップ１２の先端側部分は、上記掘削ビット１５の外周部まで張り出す張り出し筒部２３とされている。なお、この張り出し筒部２３の内周部最先端部分は先端側に向かうに従い再び内径が拡径するようにされた拡径部２３ａとされるとともに、この拡径部２３ａの後端側には、間に上記内径が一定とされた部分を残して後述するビット係止機構２４の収納凹部２４Ａが形成されており、この収納凹部２４Ａと上記拡径部２３ａを除いて張り出し筒部２３の内径は一定とされている。なお、このビット係止機構２４の収納凹部２４Ａは、軸線Ｏに沿った断面において、上記収納凹部２１Ａと同様に軸線Ｏに平行とされた該軸線Ｏ方向に延びる底面２４ａと、収納凹部２１Ａとは逆に底面２４ａの先端側に位置して軸線Ｏに略垂直とされた後端側壁面２４ｂ、および底面２４ａの後端側に位置して後端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられた後端側壁面２４ｃとから画成されている。
【００１５】
一方、上記デバイス１４は、図３（イ）〜（ニ）に示すように内外周とも後端側が先端側よりも一段拡径させられた概略多段円筒状をなし、その後端側内周部には、最先端の上記ロッド１３の先端部外周に形成される雄ねじ部１３ａに螺合する雌ねじ部１４ａが形成されていて、図２に示したようにこの雌ねじ部１４ａに上記雄ねじ部１３ａをねじ込んで、ロッド１３の先端が、軸線Ｏに垂直な平坦面とされたデバイス１４の後端側内周部の底部１４ｂに当接したところで、デバイス１４後端側に軸線Ｏを中心とする円の接線方向にピン２５を打ち込んで、上記雄ねじ部１３ａの根元に形成された環状溝１３ｂに係合させることにより、この最先端のロッド１３の先端に着脱可能に取り付けられる。
【００１６】
ここで、このデバイス１４の先端側外周部の外径と後端側外周部の外径は、ケーシングトップ１２の上記中央部の内径とファーストケーシングパイプ１１Ｂの内径よりもそれぞれ僅かに小さくされるとともに、後端側外周部の外径はケーシングトップ１２中央部の内径より大きくされている。また、このデバイス１４の外周部が先端側から後端側に向けて一段拡径する段差部２２Ｂは、ケーシングトップ１２の上記段差部２２Ａがなすテーパ面と等しい傾斜角で先端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられたテーパ面とされていて、上記段差部２２Ａとともに推力打撃伝達手段２２を構成している。しかして、この推力打撃伝達手段２２によれば、上述のようにデバイス１４がロッド１３の先端に取り付けられた状態で、この段差部２２Ｂが上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端から突出して段差部２２Ａに後端側から当接することにより、継ぎ足されたロッド１３を介して伝えられた軸線Ｏ方向先端側への推力および打撃力がケーシングトップ１２に伝達されようになされている。
【００１７】
また、このデバイス１４の外周には、その先端から後端に亙って軸線Ｏに平行に延びるくり粉溝２６が、周方向に等間隔に複数（本実施形態では３つ）形成されている。このくり粉溝２６は、その底面２６ａが、デバイス１４の先端部では軸線Ｏを中心とした円筒面状とされる一方、これよりも後端側の中央部では上記円筒面に外接して軸線Ｏ方向に延びる平坦面とされ、さらにこれよりも後端側のデバイス１４後端部では、デバイス１４の後端側内周部が一段拡径するのに合わせて、中央部の上記平坦面から後端側に向かうに従い外周側に向かう傾斜面を介し、上記円筒面よりも径の大きな円筒面に外接して軸線Ｏ方向に延びるやはり平坦面とされている。さらに、デバイス１４の小径とされた先端側内周部がなす中空部１４ｃは、当該デバイス１４が上述のように最先端のロッド１３の先端に取り付けられた状態で、継ぎ足されたロッド１３の中空部１３ｃを介してロッドアダプタ１６の中空部１６ｂに連通させられ、掘削時に上記掘削装置の駆動軸１８から削孔水または圧縮空気等の流体が供給可能とされている。そして、デバイス１４のこの中空部１４ｃから少なくとも１のくり粉溝２６の底面２６ａに向けては、外周側（底面２６ａ）側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜したブロー穴１４ｄが形成されており、このうちさらに少なくとも１のくり粉溝２６においては、その底面２６ａが上記先端部において円筒面状をなす部分と上記中央部の平坦面をなす部分とが連なる部分に、このブロー穴１４ｄが開口させられている。
【００１８】
さらに、こうしてデバイス１４の外周に複数のくり粉溝２６が形成されることにより、周方向に隣接するくり粉溝２６，２６の間には軸線Ｏ方向に延びる複数条（本実施形態では３つ）の突条部が画成されることとなり、上記テーパ面２２Ｂはこの突条部上に形成されることになる。そして、この突条部のうち、上記テーパ面２２Ｂよりも先端側のデバイス１４における上記先端部外周に画成された突条部２７は、その上記回転方向Ｔ後方側を向く部分が当該突条部２７の先端部２７ａを残して軸線Ｏ方向に延びる凹部２７ｂによって切り欠かれることにより、外周側からの側面視に図３（ロ）に示すように上記先端部２７ａが回転方向Ｔ後方側に折れ曲がったＬ字型のフック状を呈するように形成され、従ってこの先端部２７ａは、図３（イ）に示すように上記凹部２７ｂによって画成された突条部２７の回転方向Ｔ後方を向く側壁２７ｃからさらに回転方向Ｔ後方側に突出することとなり、すなわち軸線Ｏに直交する断面が突条部２７から周方向に突出する凸部を構成することとなって、本実施形態における係合部とされている。
【００１９】
なお、こうして突出した先端部２７ａの後端側を向く側壁２７ｄは、軸線Ｏに直交する略平坦面とされている。また、上記凹部２７ｂの底面はデバイス１４の先端部においてくり粉溝２６の底面２６ａがなす円筒面と連続する同径の円筒面状とされている。さらに、この突条部２７の外周面は前記先端部２７ａを含む先端側部分が図３（ニ）に示すように僅かに一段低くされているとともに、突条部２７の回転方向Ｔを向く側壁２７ｅはその先端側部分が図３（ロ）に示したように後端側に向かうに従い回転方向Ｔ側に向かう凹曲面状に切り欠かれている。なお、この突条部２７の回転方向Ｔを向く側壁２７ｅの先端側部分は後端側に向かうに従い回転方向Ｔ側に向かう傾斜面でもよい。さらにまた、デバイス１４の先端面１４ｅは、軸線Ｏに垂直な平坦面とされている。
【００２０】
また、上記掘削ビット１５は、図４に示すように先端部側の外径が円筒部の外径よりも一段大径とされた概略有底円筒状に形成されており、この先端部はヘッド部１５ａとされてその上記外径はケーシングトップ１２の外径よりも若干大きくされるとともに、円筒部はスカート部１５ｂとされてその外径はケーシングトップ１２の上記張り出し筒部２３の内周部に嵌挿可能な大きさとされている。従って、上記ケーシングトップ１２の最大径部の外径は、この掘削ビット１５のヘッド部１５ａにおける最大外径以下とされる。そして、上記スカート部１５ｂの外周には環状溝１５ｃが形成されていて、この環状溝１５ｃには、上記従来の掘削工具と同じようにビット係止機構２４の弾性部材として、その径方向に拡縮径可能な金属製のＣ字状の止め輪２４Ｂが弾性的に縮径させられた状態で収容されており、こうして止め輪２４Ｂが縮径させられたまま上記スカート部１５ｂが張り出し筒部２３内周部に嵌挿されることにより、止め輪２４Ｂがビット係止機構２４の上記収納凹部２４Ａに達したところで、弾性的に縮径させられていたこの止め輪２４Ｂが拡径し、図２に示すようにその内周側部分が環状溝１５ｃ内に残ったまま外周側部分が収納凹部２４Ａ内に収容される。
【００２１】
従って、この状態で掘削ビット１５はケーシングトップ１２の先端に、上記ヘッド部１５ａを突出させるとともに上記スカート部１５ｂの外周部にまで上記張り出し筒部２３が張り出すようにして上記軸線Ｏと同軸かつ該軸線Ｏ回りに回転自在に取り付けられ、さらに上記ビット係止機構２４により、図２に示すように止め輪２４Ｂが収納凹部２４Ａ内にある範囲では軸線Ｏ方向に移動可能とされ、かつこの図２に示す状態から掘削ビット１５がケーシングトップ１２に対して先端側に移動しようとすると、この収納凹部２４Ａ内に収納された止め輪２４Ｂの外周側部分が該収納凹部２４Ａの上記先端側壁面２４ｂに当接して、それ以上の先端側への移動が制限されることとなる。なお、この掘削ビット１５のケーシングトップ１２に対する後端側への移動は、例えば上記張り出し筒部２３の先端が上記ヘッド部１５ａの後端面に当接したところで制限される。
【００２２】
また、掘削ビット１５後端側の上記スカート部１５ｂ内周は、上記デバイス１４の先端部が挿入可能な孔部１５ｄとされており、この孔部１５ｄの内周には、デバイス１４先端部外周の上記突条部２７が回転方向Ｔに突出した先端部２７ａも含めて軸線Ｏに平行に挿通可能な凹溝部２８が、突条部２７と同数の複数（本実施形態では３つ）、軸線Ｏに平行に延びるように形成されている。さらに、孔部１５ｄの孔底面１５ｅは軸線Ｏに垂直な平坦面とされるとともに、この孔底面１５ｅ側の孔部１５ｄ内周には、上記凹溝部２８の孔底側（先端側）部分に連通するように環状の凹所２８ａが形成されており、この凹所２８ａは、図２に示すように孔部１５ｄに挿入されたデバイス１４の先端面１４ｅを上記孔底面１５ｅに当接させた状態で、上記突条部２７の先端部２７ａを収容可能な内径および軸線Ｏ方向の幅を有している。従って、まず上述のように凹溝部２８に突条部２７を挿通させて孔部１５ｄにデバイス１４の先端部を挿入し、このデバイス１４の前記先端面１４ｅが孔底面１５ｅに当接したところでデバイス１４を回転方向Ｔに回転させると、この回転方向Ｔを向く突条部２７の前記側壁２７ｅが凹溝部２８の回転方向Ｔ後方側を向く側壁２８ｂに当接させられるので、前記ロッドアダプタ１６からロッド１３を介してデバイス１４に与えられる掘削時の回転方向Ｔへの回転力が掘削ビット１５に伝達可能となる。
【００２３】
一方、これとは逆に、デバイス１４の先端面１４ｅが孔底面１５ｅに当接した状態でデバイス１４を回転方向Ｔの後方側に回転させると、この回転方向Ｔ後方側に突出した突条部２７の前記先端部２７ａが凹所２８ａ内において周方向に隣接した凹溝部２８間に画成される突条２９の先端側の空間に入り込むことにより、突条部２７の上記側壁２７ｃが凹溝部２８の回転方向Ｔを向く側壁２８ｃに当接させられ、さらにこの状態のままデバイス１４をロッド１３およびロッドアダプタ１６ごと後退させると、先端部２７ａの後端側を向く側壁２７ｄが突条２９の先端側を向く側壁、すなわち凹所２８ａの先端側を向く側壁２８ｄに当接し、これにより、Ｌ字型のフック状に形成された前記先端部２７ａが突条２９の先端に引っ掛けられるようにして軸線Ｏ方向後端側に向けて凹所２８ａと係合可能とされる。すなわち、本実施形態ではこの凹所２８ａが被係合部とされ、こうして係合部（先端部２７ａ）と被係合部（凹所２８ａ）とを係合させた状態でデバイス１４と掘削ビット１５とは軸線Ｏ方向後端側に一体に後退可能とされる。また、こうして先端部２７ａと凹所２８ａとが係合した状態からデバイス１４を回転方向Ｔに回転させると、上記先端部２７ａが凹所２８ａの突条２９先端側の空間から抜け出るとともに上記突条部２７の側壁２７ｃが凹溝部２８の側壁２８ｂから離れてデバイス１４と掘削ビット１５との係合状態が解かれ、デバイス１４のみを後退させることが可能となるので、上記掘削ビット１５はデバイス１４の軸線Ｏ回りの回転方向Ｔへの回転と回転方向Ｔ後方側への回転とにより、該デバイス１４の先端に係脱可能に装着されることとなる。
【００２４】
さらにまた、この掘削ビット１５先端の上記ヘッド部１５ａには、その先端面に、上記軸線Ｏから僅かに間隔をあけた位置から外周側に放射状に延びるように、デバイス１４に形成されたくり粉溝２６と同数の複数（本実施形態では３つ）のくり粉溝３０が周方向に等間隔に形成されており、これらのくり粉溝３０は、ヘッド部１５ａ先端面の外周端から掘削ビット１５の外周面を軸線Ｏ方向後端側に向けて延びて上記スカート部１５ｂの後端面すなわち当該掘削ビット１５の後端面に開口させられている。なお、大径のヘッド部１５ａから小径のスカート部１５ｂに至る部分では、このくり粉溝３０は、図２に示すように軸線Ｏに沿った断面においてその底面３０ａが、ヘッド部１５ａ外周では軸線Ｏに略平行に延びるようにされた後、後端側に向けて内周側に向かうように傾斜させられ、さらに緩やかに凹曲しつつスカート部１５ｂにおいて再び軸線Ｏに略平行に延びるようにされている。また、上記ヘッド部１５ａの先端面には、上記くり粉溝３０を避けるように超硬合金等の硬質材料からなるチップ３１が植設されて複数設けられている。さらに、上記孔部１５ｄの孔底面１５ｅには軸線Ｏに沿って先端側に凹む止まり孔１５ｆが形成されてデバイス１４の上記中空部１４ｃに連通可能とされており、この止まり孔１５ｆからは先端外周側に向けてブロー穴１５ｇが穿設されてヘッド部１５ａ先端面に形成された少なくとも１の上記くり粉溝３０の内周端に開口させられている。
【００２５】
さらにまた、これらのくり粉溝３０は、上述のように掘削ビット１５の孔部１５ｄにデバイス１４の先端部を挿入した上でデバイス１４を回転方向Ｔに回転させて上記凹溝部２８の側壁２８ｂに突条部２７の側壁２７ｅを当接させることによりデバイス１４から掘削ビット１５に回転方向Ｔへの回転力が伝達可能とした状態で、デバイス１４の上記くり粉溝２６にそれぞれ連通するように配置されており、これによりこれらのくり粉溝３０，２６は、掘削ビット１５とデバイス１４の外周に、上記ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３より先端側の掘削ビット１５外周側と、上記ロッド１３とケーシングパイプ１１の間の空間とを連通させるように、上記掘削ビット１５からデバイス１４の後端にかけて延設されることとなる。そして、このように連通させられたくり粉溝３０，２６の底面３０ａ，２６ａと、該底面３０ａ，２６ａに対向することとなる上記ケーシングトップ１２およびケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）の内周面との間の間隔は、図２に示すようにデバイス１４の先端面１４ｅおよび上記段差部２２Ｂを掘削ビット１５の上記孔底面１５ｅおよびケーシングトップ１２の上記段差部２２Ａにそれぞれ当接させた状態で、このケーシングトップ１２の張り出し筒部２３先端すなわち上記拡径部２３ａの先端内周縁と掘削ビット１５外周の上記くり粉溝３０の底面３０ａとの間隔Ｘが、他の部分における間隔に比べて最も小さくなるようにされている。
【００２６】
なお、この間隔Ｘは、上記張り出し筒部２３の先端と対向するくり粉溝３０の底面３０ａが上述のように後端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜させられているため、この傾斜した底面３０ａに垂直な方向の間隔とされている。また、図２に符号Ｙ１〜Ｙ３で示すのは上記他の部分の間隔であって、間隔Ｙ１は掘削ビット１５のスカート部１５ｂにおいて軸線Ｏに略平行に延びるくり粉溝３０の底面３０ａとケーシングトップ１２の張り出し筒部２３内周との間隔、間隔Ｙ２はデバイス１４の上記中央部におけるくり粉溝２６の底面２６ａとケーシングトップ１２の小径とされた上記中央部の内周との間隔、間隔Ｙ３はデバイス１４の一段拡径した後端側部分における底面３０ａとケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）内周との間隔を示している。
【００２７】
このように構成された掘削工具は、ロッドアダプタ１６に対し駆動軸１８の図示しない駆動装置によって回転力が伝えられると共に、先端側に向けて軸線Ｏに沿う打撃力と推力が伝えられると、その回転力および推力と打撃力がロッドアダプタ１６からカップリング１７、ロッド１３を介しデバイス１４に伝わることにより、掘削ビット１５が回転しかつ打撃しながら地盤を削孔する。このとき、本実施形態では、掘削ビット１５の円筒状のスカート部１５ｂ内周が、デバイス１４の先端部が挿入される孔部１５ｄとされていて、このデバイス１４の先端部外周には軸線Ｏ方向に延びる突条部２７が形成される一方、孔部１５ｄ内周にはこの突条部２７が挿通可能な凹溝部２８が形成されており、掘削時にはデバイス１４が回転方向Ｔに回転することによって突条部２７の側壁２７ｅが凹溝部２８の側壁２８ｂに当接させられ、デバイス１４からの回転力が掘削ビット１５に伝達させられる。すなわち、本実施形態では、このデバイス１４と掘削ビット１６とがスプライン嵌合させられているので、上記駆動軸１８からロッドアダプタ１６およびロッド１３を介して伝えられる回転力をデバイス１４から確実に掘削ビット１５に伝達することができ、この掘削ビット１５によって効率的な掘削を図ることができる。また、これと同時に、ロッドアダプタ１６の鍔部１６ａからは緩衝材２０を介しフロントアダプタ１９に軸線Ｏに沿う打撃力と推力が伝えられ、その打撃力と推力がフロントアダプタ１９から保護キャップ１１Ａを介してケーシングパイプ１１およびファーストケーシングパイプ１１Ｂに伝わる。
【００２８】
なお、削孔時には、駆動装置からロッドアダプタ１６、ロッド１３，デバイス１４の中空部１６ｂ，１３ｃ，１４ｃを介して掘削ビット１５の止まり孔１５ｆに削孔水または圧縮空気等の流体が供給されることにより、掘削ビット１５先端面のブロー穴１５ｇからこの削孔水または圧縮空気等の流体が排出される一方、掘削時に生成されたくり粉はケーシングトップ１２と掘削ビット１５との間の間隔Ｘの隙間からくり粉溝３０内に導入され、デバイス１４のくり粉溝２６を通ってデバイス１４およびロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂおよびケーシングパイプ１１との間を経ることにより後端側に押し出され、フロントアダプタ１９の窓部１９ａから排出される。また、本実施形態の掘削工具では、掘削終了後は上述のように掘削ビット１５とデバイス１２との係合を解くことにより、掘削ビット１５を始めケーシングトップ１２およびファーストケーシングパイプ１１Ｂを含めたケーシングパイプ１１を削孔中に残したまま、デバイス１４およびロッド１３が引き抜かれて回収されるようになされている。
【００２９】
そして、本実施形態の掘削工具では、上記突条部２７の先端部２７ａが回転方向Ｔの後方側に突出するＬ字型のフック状に形成されて係合部とされているとともに、凹溝部２８の先端側にはこの先端部２７ａを収容可能な凹所２８ａが形成されて被係合部とされており、デバイス１４を回転方向Ｔの後方側に回転させて先端部２７ａを凹所２８ａの上記突条２９の先端側の空間に収容し、そのままロッド１３を介してデバイス１４を後退させると、先端部２７ａの後端側を向く側壁２７ｄと凹所２８ａの先端側を向いて上記側壁２７ｄに対向する側壁２８ｄとが軸線Ｏ方向後端側に向けて当接して係合部と被係合部とが係合し、これにより掘削ビット１５もともに後退させることが可能となる。その一方で、本実施形態では、ケーシングトップ１２もケーシング係止機構２２によってケーシングパイプ１１に係止されているので、デバイス１４と掘削ビット１５とを後退させるのに合わせてケーシングパイプ１１もケーシングトップ１２ごと後退させれば、地上からの操作によって当該掘削工具を一体的に削孔から後退させることができる。従って、例えば掘削中にジャミング等によって掘削不能状態に陥ったりした場合でも、掘削ビット１５をケーシングトップに係止する上記ビット係止機構２４に大きな負荷を作用させることなく、ケーシングパイプ１１、ケーシングトップ１２、ロッド１３、デバイス１４、および掘削ビット１５を一体に後退させることができて、容易にこの掘削不能状態を回避することができ、その後に円滑に掘削を続行することが可能となる。
【００３０】
ここで、本実施形態では係合部とされる上記突条部２７の先端部２７ａが回転方向Ｔの後方側に突出するようにされているが、これを、回転方向Ｔ側に突出するようにして、掘削時にロッド１３およびデバイス１４を回転させることにより上記被係合部と係合可能とするようにしてもよく、また回転方向Ｔとその後方側とに突出する側面視にＴ字型をなすようにしてこれら回転方向Ｔとその後方の両方向いずれに回転させても係合可能とするようにしてもよい。また、このように係合部を突条部２７から周方向に突出させるのに代えて、該係合部を径方向外周側に突出する凸部として形成する一方、凹溝部２８には、この係合部も含めて突条部２７を挿通可能な溝深さの深い部分と、デバイス１４を回転させたときに係合部を除いた突条部２７を収容可能な溝深さの浅い部分とを隣接して形成し、さらにこの溝深さの浅い部分に、デバイス１４を回転させたときに係合部を収容可能な深い凹所を形成して被係合部とし、この凹所の先端側を向く側壁に上記凸部の後端側を向く側壁を当接させて軸線Ｏ方向後端側に上記係合部と被係合部とを係合可能とするようにしてもよい。ただし、このように係合部を径方向外周側に突出する凸部として形成した場合には、上述のように凹溝部２８に溝深さの深い部分を形成しなければならず、この部分においてはスカート部１５ｄの肉厚が薄くなってしまうので、係合部を凸部とする場合には本実施形態のように周方向に突出するように形成するのが望ましい。
【００３１】
一方、このように係合部をデバイスの突条部２７がなす断面から突出する凸部とするとともに被係合部をこの凸部が収容可能な凹所として形成するのとは逆に、突条部２７の例えば後端側寄りに該突条部２７の断面から周方向に陥没する凹所を形成して係合部とする一方、凹溝部２８側には該突条部２７を挿通した上でデバイス１４を回転させることにより上記凹所に嵌り込んで後端側に係合される突出部を形成して被係合部とするようにしてもよい。因みに、本実施形態においても見方を変えれば、デバイス１４先端部外周の上記突条部２７に形成された凹部２７ｂが上記係合部とされる凹所とされ、この凹部２７ｂに、掘削ビット１５の孔部１５ｄの隣接する凹溝部２８間に画成される上記突条２９が、上記被係合部としての突出部として嵌り込んで後端側に係合させられていると見ることもできる。
【００３２】
また、本実施形態の掘削工具では、上記掘削ビット１５による削孔時、デバイス１４の外周の途中位置に推力打撃伝達手段２２の段差部２２Ｂが形成されていると共に、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａ底の段差部２２Ａが上記段差部２２Ｂと対応する位置関係にあるので、この段差部２２Ｂがケーシングトップ１２の段差部２２Ａと衝合して当接することにより、デバイス１４に推力と打撃力が伝わる度にケーシングトップ１２が前方に押し込まれる一方、ケーシングトップ１２の先端に掘削ビット１５のスカート部１５ｂの外周まで張り出す張り出し筒部２３が設けられているので、常に掘削ビット１５を包囲した状態でケーシングトップ１２を削孔に建て込むことができる。
【００３３】
そのため、ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３によって削孔壁の崩壊を防ぐことができるので、従来技術のようにデバイス１４側まで影響を受けることがなくなり、掘削作業を良好に行うことができる。しかも、ケーシングトップ１２に張り出し筒部２３が形成されていると、土砂などに対する充分な耐久性を保つこともできる。なお、上記推力打撃伝達手段２２の段差部２２Ａ，２２Ｂは本実施形態では先端側に向かうに従い内周側に向かうテーパ面状とされているが、軸線Ｏに垂直な平坦面状とされていてもよい。
【００３４】
また、上述したように推力打撃伝達手段２２におけるデバイス１４の段差部２２Ｂによってケーシングトップ１２の段差部２２Ａを打撃すると、ケーシングトップ１２に対し適正な打撃力と推力を伝達することができる。そのため、例えばケーシングパイプ１１を介してファーストケーシングパイプ１１Ｂからケーシングトップ１２に打撃力や推力を伝達するような場合、ケーシングトップに与えられる打撃力や推力が減衰され、ケーシングトップの削孔に対しての建て込み力が弱まるおそれがあるが、ケーシングパイプ１１の先端側にケーシングトップ１２が取り付けられていても、ケーシングトップ１２に打撃力や推力を減衰させることなく確実に伝達することができ、ケーシングトップ１２を的確に建て込みさせることができる。
【００３５】
その一方で、上記構成の掘削工具では、ケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して軸線Ｏ方向に移動可能とされており、従ってこのケーシングトップ１２の建て込みにかかる抵抗は、専ら当該ケーシングトップ１２のみに作用することとなり、ファーストケーシングパイプ１１Ｂを初めとするケーシングパイプ１１への抵抗は軽減することが可能となる。このため、このケーシングパイプ１１に与えられる打撃力や推力は少なくて済み、例えば上述のように駆動軸１８からロッドアダプタ１６に伝えられた打撃力や推力を、鍔部１６ａとフロントアダプタ１０との間に介装された緩衝材２０によって弱めてケーシングパイプ１１に伝達しても、確実にケーシングパイプ１１を建て込むことが可能となるので、このケーシングパイプ１１に過大な打撃力や推力が与えられて破損が生じたりするのを防止することもできる。
【００３６】
さらに、こうしてケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して軸線Ｏ方向に移動可能とされることにより、上記掘削工具によれば、上述のように複数のケーシングパイプ１１やロッド１３を継ぎ足して削孔を行う場合に、例えばこれらケーシングパイプ１１とロッド１３の長さが異なっていたり、あるいは製造仕上がり寸法に誤差が生じたりしていても、この長さの差や寸法誤差が所定の範囲内であれば、上記推力打撃伝達手段２２において段差部２２Ａに段差部２２Ｂを確実に当接させて、デバイス１４からケーシングトップ１２に推力や打撃力を確実に伝達することが可能となる。すなわち、例えば図２に示すように継ぎ足されたケーシングパイプ１１とロッド１３の長さが等しい場合の最先端のロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂとの間隔Ｚに対し、誤差等によってファーストケーシングパイプ１１Ｂが先端側に突出していたとしても、この突出量が図中に符号Ｗで示すファーストケーシングパイプ１１Ｂが上記平坦面１２ｂに当接するまでの範囲であれば、かかる寸法誤差等に拘わらず段差部２２Ａ，２２Ｂを確実に当接させることができ、逆にファーストケーシングパイプ１１Ｂが後端側に後退していても、その後退量が図中に符号Ｖで示す上記ケーシング係止手段２１の止め輪２１Ａが収納凹部２１Ｂの後端側壁面２１ｂに当接するまでの範囲であれば、やはりロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端の軸線Ｏ方向の相対位置に拘わらずに段差部２２Ａ，２２Ｂを確実に当接させることが可能となるのである。
【００３７】
ただし、本実施形態ではこのようにケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）に対して軸線方向に移動可能、かつ軸線回りに回転可能に取り付けられているが、本発明によるデバイス１４の上記係合部と掘削ビット１５の上記被係合部とを軸線Ｏ方向後端側に係合可能とするという構成は、上述した従来の掘削工具のようにケーシングパイプの先端にケーシングトップが溶接等によって固定的に取り付けられた掘削工具にも適用可能である。
【００３８】
また、本実施形態では、このようにケーシングトップ１２をケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）に対して軸線Ｏ方向に移動可能に取り付けるに際し、このケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１に対する軸線Ｏ方向先端側への移動範囲を制限する上記ケーシング係止機構２１を介して取り付けられており、従ってケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１に対して先端側に移動しすぎてファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端から抜け外れてしまったりするような事態を未然に防ぐことができる。さらに、本実施形態では、このケーシング係止機構２１が、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに嵌挿されるファーストケーシングパイプ１１Ｂの外周に環状溝１１ａが形成されて、軸線Ｏに対する径方向に拡縮径可能な弾性部材としてＣ字状の止め輪２１Ａが取り付けられるとともに、上記後端側内周部１２ａにはこの止め輪２１Ａを収容可能な収納凹部２１Ｂが形成された構成とされており、環状溝１１ａに取り付けられた止め輪２１Ａを縮径させた状態でファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端をケーシングトップ１２の上記後端側内周部１２ａに嵌挿するだけでこのケーシングトップ１２を係止して取り付けることができ、操作が容易であるという利点も得ることができる。また、例えばケーシングトップ１２の前記後端側内周部１２ａの後端縁を後端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ面状とすれば、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端を前記後端側内周部１２ａに挿入するだけで、このテーパ面に案内されて止め輪２１Ａが縮径させられるので、一層容易な操作でケーシングトップ１２を係止して取り付けることができる。
【００３９】
なお、本実施形態ではこのように、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部外周に環状溝１１ａが形成されて止め輪２１Ａが取り付けられるとともに、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに収納凹部２１Ｂが形成されているが、これとは逆にケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに環状溝を形成するなどしてＣ字状止め輪のような弾性部材を取り付けるとともに、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部外周には収納凹部を形成してもよい。この場合に、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部を前記後端側内周部１２ａに嵌挿する際には、はじめに弾性部材の内径がファーストケーシングパイプ１１Ｂが挿入可能な外径にまで拡径され、この状態でファーストケーシングパイプ１１Ｂを後端側内周部１２ａに嵌挿することにより、弾性部材が収納凹部の位置で縮径してその内周側が収納凹部に収納され、ケーシングトップ１２が先端側に係止される。また、本実施形態では、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａにファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部が嵌挿されるようにしているが、これとは逆にファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部にケーシングトップ１２の後端部が嵌挿されるようにして、互いに対向するこれらファーストケーシングパイプ１１Ｂとケーシングトップ１２の内外周面の一方に弾性部材を、他方に収納凹部を形成するようにしてもよい。
【００４０】
ただし、このようにケーシングトップの後端部をファーストケーシングパイプの先端側内周部に嵌挿してケーシングトップをケーシングパイプに対して移動可能に設けると、このケーシングトップ後端部を覆うケーシングパイプ先端の外周側に張り出す段差部に掘削ずり等が入り込んでケーシングトップの後端側への移動が上記所定の範囲よりも小さく拘束されたり、場合によってはこのケーシングトップの後端側への移動が不可能となったりするおそれが生じる。このため、このようにケーシングトップとケーシングパイプ（ファーストケーシングパイプ）との一方に他方を嵌挿してケーシングトップを移動可能に取り付けるには、本実施形態のようにケーシングトップ１２の上記後端側内周部１２ａがファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部を外嵌するように取り付けるのが望ましい。
【００４１】
また、本実施形態では、こうしてファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端部を外嵌するケーシングトップ１２の外径が一定とされるとともに、その先端の掘削ビット１５のヘッド部１５ａにおける最大外径よりも小さくされており、従ってこの掘削ビット１５により掘削される削孔の内周と当該掘削工具外周との間の間隔は後端側ほど大きくなって、ケーシングパイプ１１の外周にはより大きな間隔を確保することが可能となるので、掘削ずりが後端側のケーシングパイプ１１外周にまで流れ込んでこのケーシングパイプ１１に大きな外圧抵抗が作用するのを防止することができ、かかる外圧抵抗によってケーシングパイプ１１の建て込みに支障を来したりケーシングパイプ１１に破損が生じたりするのを防ぐことができる。しかも、その一方で、このケーシングパイプ１１先端のケーシングトップ１２と削孔との間隔は、ケーシングパイプ１１よりは小さく、このケーシングトップ１２をガイドとして掘削を行うことができるため、削孔の直進性を確保して孔曲がりが生じるのを防ぐことができ、このような孔曲がりによってケーシングパイプ１１に抵抗が作用して破損等が生じるような事態も未然に防止することが可能となる。この点、例えばケーシングパイプの外径がケーシングトップの外径よりも大きく、逆に掘削された削孔の内周との間隔はケーシングトップ部分の方がケーシングパイプ部分よりも大きいとすると、仮にこれらケーシングトップ、ケーシングパイプの外周に削孔ずり流れ込んだ場合、間隔が大きくされたケーシングトップの外周に削孔ずりが滞留することによりやがては外圧抵抗となって削孔の障害となってしまうが、上述のようにケーシングトップ１２の最大径部の外径をケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）の外径以上とすれば、削孔ずりをケーシングトップ１２の外周から後端側にスムーズに排出させることもできる。
【００４２】
一方、本実施形態では上述のようにケーシング係止機構２１を弾性部材としての止め輪２１Ａと収納凹部２１Ｂとから構成しているが、例えばこれを図５に示す変形例のケーシング係止機構４１のように、上記ファーストケーシングパイプ１１Ｂとケーシングトップ１２との一方の内周に他方を嵌挿してファーストケーシングパイプ１１Ｂ先端にケーシングトップ１２を取り付けた場合において、これらケーシングトップ１２とファーストケーシングパイプ１１Ｂとの互いに嵌挿される内外周にそれぞれ形成された互いに螺合可能な雌雄ネジ山部４１Ａ，４１Ｂと、各雌雄ネジ山部４１Ａ，４１Ｂに連続して反対側のネジ山部４１Ｂ，４１Ａを収容可能に形成された上記軸線Ｏ方向に延びる収納凹部４１Ｃ，４１Ｄとから構成するようにしてもよい。なお、この図５に示す変形例や図６に示すビット係止機構の変形例において、上記実施形態と共通する部分にはこれと同一の符号を配して説明を省略する。
【００４３】
すなわち、この変形例のケーシング係止機構４１においては、ファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部の先端縁に上記雌ネジ山部４１Ａが環状に形成されるとともに、これよりも後端側には、この雌ネジ山部４１Ａの雌ネジの谷の径と略同等あるいは僅かに大きな一定内径とされて該雌ネジ山部４１Ａに対して外周側に凹む上記収納凹部４１Ｃが雌ネジ山部４１Ａに連続して上記軸線Ｏ方向に所定の幅で延びるように形成されており、この収納凹部４１Ｃの後端側は内周側に向かう段差部４１ａを介して、ケーシングパイプ１１の内径と等しくされたファーストケーシングパイプ１１Ｂの後端側内周部に連ねられている。なお、上記雌ネジ山部４１Ａの山の内径はこのファーストケーシングパイプ１１Ｂの後端側内周部の内径よりも僅かに大きくされている。
【００４４】
一方、ケーシングトップ１２の後端側外周部の後端縁には、上記雌ネジ山部４１Ａに螺合可能な雄ネジ山部４１Ｂが環状に形成されるとともに、これよりも先端側には、この雄ネジ山部４１Ｂの雄ネジの谷の径と略同等あるいは僅かに小さな一定外径とされて該雄ネジ山部４１Ｂに対して内周側に凹む上記収納凹部４１Ｄが雄ネジ山部４１Ｂに連続して軸線Ｏ方向に所定の幅で延びるように形成されており、この収納凹部４１Ｄの先端側は外周側に向かう段差部４１ｂを介してケーシングトップ１２の軸線Ｏ方向中央部の外周に連ねられている。なお、このケーシングトップ１２の中央部の外径は、本実施形態では張り出し筒部２３とされる先端部の外径よりも僅かに小径とされている。また、このケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａは、その内径がデバイス１４の大径とされた後端部の外径よりも僅かに大きな程度とされるとともに、この後端側内周部１２ａからケーシングトップ１２の小径となる中央部内周に至る段差部も、外周側の平坦面１２ｂは第１の実施形態よりも小さくされており、場合によってはこの段差部が推力打撃伝達手段２２のテーパ面状の段差部２２Ａのみとされていてもよい。
【００４５】
従って、このように構成されたケーシング係止機構４１においては、上記雌ネジ山部４１Ａに雄ネジ山部４１Ｂをねじ込んで螺合させ、さらにこの雄ネジ山部４１Ｂをねじ込んでゆくことにより、雄ネジ山部４１Ｂが雌ネジ山部４１Ａを通り越して収納凹部４１Ｃに達するとともに雌ネジ山部４１Ａは収納凹部４１Ｄに達し、ケーシングトップ１２はその後端部がファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部に嵌挿された状態で軸線Ｏ方向に移動可能かつ軸線Ｏ回りに回転自在にファーストケーシングパイプ１１Ｂ先端に取り付けられる。しかして、この状態からケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して先端側に移動しようとすると、雌ネジ山部４１Ａの後端縁に雄ネジ山部４１Ｂの先端縁が当接したところでケーシングトップ１２の移動が拘束されて先端側に係止され、それ以上は再び雌雄ネジ山部４１Ａ，４１Ｂを螺合させて雄ネジ山部４１Ｂを雌ネジ山部４１Ａから抜き外すように回転させなければケーシングトップ１２を移動させることができないので、上記ケーシング係止機構２１と同様に掘削中のケーシングトップ１２の脱落等を防止することができる。
【００４６】
また、このケーシング係止機構４１においては、このようにケーシングトップ１２を先端側に係止して移動可能に取り付けた後でも雌雄ネジ山部４１Ａ，４１Ｂを再び螺合させて回転させればケーシングトップ１２を容易に取り外すことができるので、一旦取り付けたケーシングトップ１２を取り外さなければならない事態が起きても操作が容易であるという利点を得られる。なお、ケーシングトップ１２の軸線Ｏ方向後端側への移動は、このケーシングトップ１２の後端が上記段差部４１ａに当接し、またはファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端が上記段差部４１ｂに当接し、あるいはこれら双方が同時に当接することにより拘束される。また、図５に示した変形例では上述のようにファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部にケーシングトップ１２の後端側外周部が内嵌されることとなるが、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａに雌ネジ山部４１Ａを形成するとともにファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側外周部にはこれに螺合可能な雄ネジ山部４１Ｂを形成して、上記実施形態と同様にファーストケーシングパイプ１１Ｂ先端にケーシングトップ１２が外嵌されるように取り付けてもよく、これにより、図５に符号Ｕで示すように当該掘削工具の外周においてファーストケーシングパイプ１１Ｂ先端と上記段差部４１ｂとの間に露出する収納凹部４１Ｄ内に掘削ずりが入り込んだりするのを防ぐことができ、より円滑かつ確実なケーシングトップ１２の移動を図ることができる。
【００４７】
さらに、上記実施形態やこの変形例では、上記デバイス１４の先端に係脱可能に取り付けられる掘削ビット１５も、そのスカート部１５ｂ外周を囲む張り出し筒部２３を備えたケーシングトップ１２に対して軸線Ｏ方向に移動可能とされており、しかもこの掘削ビット１５もその先端側への移動範囲を拘束するビット係止機構２４を介してケーシングトップ１２の先端に取り付けられているので、ケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに係止されるのに合わせて、その先端側への不用意な脱落等を防ぐことができ、掘削時の信頼性を高めることができる。しかも、このようなビット係止機構２４によって掘削ビット１５の先端側への移動を制限しておけば、掘削途中でデバイス１４を掘削ビット１５から分離しても、掘削ビット１５は軸線Ｏと同芯上に保持されるため、再度デバイス１４の先端に掘削ビット１５を容易に装着することが可能となる。さらに、本実施形態では、前記突条部２７の外周面が先端側で一段低くされているとともに、回転方向Ｔを向く側壁２７ｅの先端側部分は後端側に向かうに従い回転方向Ｔ側に向かう凹曲面状あるいは傾斜面状に切り欠かれており、このように掘削途中でデバイス１４を掘削ビット１５から分離させた後に再度デバイス１４を装着する際でも、デバイス１４先端部を孔部１５ｄに挿入しやすく、また突条部２７と凹溝部２８との位相が多少ずれていても、掘削ビットの前記突条２９が側壁２７ｅ先端の前記凹曲面あるいは傾斜面当たれば、この凹曲面または傾斜面に案内されるようにして掘削ビット１５が回転して突条部２７と凹溝部２８の位相が合わせられるので、掘削ビット１５の再装着が一層容易である。
【００４８】
また、これら第１の実施形態や変形例のビット係止機構２４は、上記ケーシング係止機構２１と同じく弾性的に拡縮径可能な弾性部材としてのＣ字状の止め輪２４Ｂと該止め輪２４Ｂの外周側部分を収容可能な収納凹部２４Ａとから構成されており、このケーシング係止機構２１と同様に止め輪２４Ｂを縮径させた状態で掘削ビット１５のスカート部１５ｂをケーシングトップ１２の張り出し筒部２３内に嵌挿するだけで、この掘削ビット１５を容易に係止して取り付けることができるという利点も得られる。なお、これらケーシング係止機構２１やビット係止機構２４における拡縮径可能な弾性部材としては、上記Ｃ字状の金属製止め輪２１Ａ，２４Ｂの他にも、収納凹部２１Ｂ，２４Ａに収容されてケーシング１２や掘削ビット１５を係止可能なものなら、例えばゴムリングなどでも適用可能である。
【００４９】
ただし、このビット係止機構についても、上記変形例のケーシング係止機構４１と同じようにして、例えば図６に示す変形例のビット係止機構４２のように、掘削ビット１５のスカート部１５ｂ外周部と上記張り出し筒部２３の内周部とにそれぞれ形成された互いに螺合可能な雌雄ネジ山部４２Ａ，４２Ｂと、各雌雄ネジ山部４２Ａ，４２Ｂに連続して反対側のネジ山部４２Ｂ，４２Ａを収容可能に形成された軸線Ｏ方向に延びる収納凹部４２Ｃ，４２Ｄとから構成するようにしてもよい。すなわち、この変形例のビット係止機構４２においては、ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３の内周先端縁に雌ネジ山部４２Ａが環状に形成されるとともに、掘削ビット１５のスカート部１５ｂ外周後端縁にはこの雌ネジ山部４２Ａと螺合可能な雄ネジ山部４２Ｂが環状に形成され、また雌ネジ山部４２Ａよりも後端側の張り出し筒部２３内周部は雄ネジ山部４２Ｂを収容可能な内径の収納凹部４２Ｃとされるとともに、雄ネジ山部４２Ｂよりも先端側のスカート部１５ｂ外周部は雌ネジ山部４２Ａを収容可能な外径の収納凹部４２Ｄとされている。従って、このようなビット係止機構４２においても、掘削ビット１５の先端側への移動範囲を収納凹部４２Ｄ，４２Ｃに収容された雌雄ネジ山部４２Ａ，４２Ｂが互いに当接するまでに制限しつつ、該掘削ビット１５を移動可能に取り付けることができ、また上記ケーシング係止機構４１と同じように一旦取り付けた掘削ビット１５を取り外すのも比較的容易であるという利点が得られる。
【００５０】
さらにまた、上記実施形態では、掘削ビット１５とデバイス１４の外周に、ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３より先端側の掘削ビット１５外周側と、上記ロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂも含めたケーシングパイプ１１の間の空間とを連通させるように、掘削ビット１５からデバイス１４の後端にかけて、図２に符号Ｆで示すようなくり粉や掘削ずりの流れを形成するくり粉溝３０，２６が形成されており、このくり粉溝３０，２６の底面３０ａ，２６ａと該底面３０ａ，２６ａに対向するケーシングトップ１２およびケーシングパイプ１１（１１Ｂ）の内周面との間の間隔が、ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３の先端において、他の部分の間隔Ｙ（Ｙ１〜Ｙ３）よりも小さな間隔Ｘとなるようにされている。従って、このくり粉溝３０，２６とケーシングトップ１２およびケーシングパイプ１１（１１Ｂ）の内周面との間の空間には、くり粉や掘削ずりの入口となるこの張り出し筒部２３先端の間隔Ｘよりも大きな粒のくり粉や掘削ずり、土砂等が入り込むことがないので、かかる大粒の土砂等によってくり粉溝３０，２６内に詰まりが生じるような事態を防止することができ、くり粉や掘削ずりをより確実にロッド１３とケーシングパイプ１１との間の空間に案内して後端側に送り出し、フロントアダプタ１９の上記窓部１９ａから排出することが可能となる。
【００５１】
ところで、このような掘削工具の上記ケーシングパイプ１１は、最先端のファーストケーシングパイプ１１Ｂも含めてケーシングトップ１２と同じ鋼材等により形成されるのが一般的である。ところが、例えばトンネルの掘削工事などにおいては、トンネルの本孔を掘削する地盤の周囲に上述のような掘削工具によって削孔を形成してケーシングパイプ１１を建て込み、このケーシングパイプ１１から薬液を注入して地盤を安定させておいてから、建て込まれたケーシングパイプ１１ごと地盤を掘削してトンネル本孔を削孔するような場合があり、そのような場合にはケーシングパイプ１１はトンネル本孔掘削の際に破壊されやすいように、樹脂製や場合によっては紙製など、ケーシングトップ１２よりも低強度の材質が用いられることが望ましい。
【００５２】
しかしながら、従来は、このような低強度のケーシングパイプを用いると、万一ジャミング等が発生してケーシングパイプおよびケーシングトップを後退させる際に掘削ビットも伴って後退させられることとなり、特に掘削ビットの外径がケーシングトップやケーシングパイプよりも大径とされている場合には、後退時に掘削ビットに作用する抵抗によって低強度のケーシングパイプが破損したりするおそれがあった。また、このような低強度のケーシングパイプでは、建て込みの際の抵抗によっても破損が生じてしまうおそれが高く、掘削条件等が制限されざるを得なかった。しかして、これに対して上記構成の掘削工具によれば、上述のようにジャミング等により掘削工具を後退させる際には、掘削ビット１５は係合部と被係合部との係合によりデバイス１４によって後退させられるため、ケーシングパイプ１１にはせいぜいケーシングトップ１２までを後退させる引っ張り力を与えればよく、また上記実施形態ではケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して軸線Ｏ方向に移動可能とされていて、ロッド１３からデバイス１４を介して伝達される打撃力および推力に抗して作用するケーシング建て込み時の抵抗は専らケーシングトップ１２のみに作用することとなるので、ファーストケーシングパイプ１１Ｂを初めとするケーシングパイプ１１への抵抗は軽減することが可能となる。このため、上記構成の掘削工具によれば、ケーシングパイプ１１が低強度の材質によって形成されていても、その破損を防止することができ、上述のようにケーシングパイプの建て込み後にこれを破壊して本孔を削孔するような掘削に用いて特に効果的である。
【００５３】
次に、図７ないし図１０は、本発明の第２の実施形態を示すものであり、図１ないし図４に示した第１の実施形態と共通する要素には、やはり同一の符号を配して説明を簡略化する。すなわち、この第２の実施形態においては、まず第１にケーシングトップ１２がケーシングパイプ１１（ファーストケーシングパイプ１１Ｂ）に対して移動可能とされてはおらず、このファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端側内周部に形成された雌ねじ部１１ｂに、ケーシングトップ１２の後端側外周部に形成された雄ねじ部１２ｃがねじ込まれることにより、ケーシングトップ１２はファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端に一体的に取り付けられている。なお、このケーシングトップ１２の外径はファーストケーシングパイプ１１Ｂを含めたケーシングパイプ１１の外径と略等しくされるとともに、ケーシングトップ１２の後端側内周部１２ａの内径はケーシングパイプ１１の内径よりも小さくされており、その後端面が上記推力打撃伝達手段２２の段差部２２Ａとされている。
【００５４】
また、第２に、この第２の実施形態では、掘削ビット１５が有底円筒状ではなく、上記孔部１５ｄがそのままヘッド部１５ａの先端まで貫通させられた概略円筒状とされているとともに、スカート部１５ｂの後端面内周には上記段差部２２Ａと同じようなテーパ面状の段差部１５ｈが形成されている。一方、デバイス１４には、上記段差部２２Ａと当接させられる推力打撃伝達機構２２の段差部２２Ｂよりも先端側の外周部に、これら段差部２２Ａ，２２Ｂを当接させた状態で、上記ビット係止機構２４による掘削ビット１５のケーシングトップ１２に対する移動範囲内においてこの掘削ビット１５の上記段差部１５ｈに当接可能なやはりテーパ面状の段差部１４ｆが形成されており、ロッド１３からデバイス１４に与えられた推力および打撃力はこれらの段差部１４ｆ，１５ｈを介して掘削ビット１５に伝達させられる。
【００５５】
さらに、デバイス１４の先端面１４ｅは掘削ビット１５を貫通する上記孔部１５ｄからヘッド部１５ａの先端側に突出するようにされており、この先端面１４ｅには、デバイス１４外周のくり粉溝２６に連通するくり粉溝１４ｇが形成されているとともに、このくり粉溝１４ｇを避けるようにチップ３１が植設されている。さらにまた、このデバイス１４の中空部１４ｃはその先端側が止まり穴状とされているとともに、ブロー穴１４ｄは、上記くり粉溝１４ｇの内周端と、上記段差部１４ｆよりも先端側のくり粉溝２６の底面２６ａ、および段差部１４ｆ，１５ｈを当接させた状態で掘削ビット１５の先端内周部に臨む位置とに開口するように形成されている。なお、デバイス１４外周に形成されるくり粉溝２６は、本実施形態ではデバイス１４の全長に亙ってその底面２６ａが軸線Ｏからの距離の一定な平坦面状とされていて、先端面１４ｅの上記くり粉溝１４ｇは、先端視においてこの底面２６ａの中央部に直交するように連通させられている。
【００５６】
そして、第３に、この第２の実施形態においては、デバイス１４側の係合部が、このデバイス１４の先端部外周の突条部２７後端側の上記段差部１４ｆとの間に形成された凹所２７ｆとされる一方、掘削ビット１５側の被係合部は、上記孔部１５ｄの内周に形成された凹溝部２８の後端側において該凹溝部２８内に突出する凸部２８ｅとされている。すなわち、本実施形態では、突条部２７は、デバイス１４先端部の外周において上記くり粉溝２６の回転方向Ｔ側に隣接するようにして、上記段差部１４ｆの先端側に若干間隔をあけた位置から略長方形状の一定断面をなして軸線Ｏに平行に先端側に延びるように形成され、この突条部２７の後端と段差部１４ｆとの間に画成される空間が上記凹所２７ｆとされて係合部を構成しており、従ってこの係合部としての凹所２７ｆは、軸線Ｏに直交する断面が突条部２７に対して陥没するように形成されることとなる。なお、この凹所２７ｆの後端側を向く側壁（突条部２７の後端側を向く側壁）２７ｇは、軸線Ｏに略垂直とされている。
【００５７】
一方、掘削ビット１５の凹溝部２８は、上記凸部２８ｅを除いたその周方向の幅が上記突条部２８よりも大きくされていて、該凸部２８ｅは、この凹溝部２８の後端部においてその回転方向Ｔ後方側を向く側壁２８ｂからこの回転方向Ｔ後方側に突出するように形成されており、こうして突出した凸部２８ｅによって周方向の幅が狭められた凹溝部２８にデバイス１４の上記突条部２７が軸線Ｏ方向に挿通可能とされている。また、この凸部２８ｅの内周側を向く面は孔部１５ｄの内周面すなわち隣接する周方向に凹溝部２８間に画成される突条２９の内周面と面一とされるとともに、凸部２８ｅの後端面は突条２９の後端面ともなる上記段差部１５ｈと面一とされ、この後端面から凸部２８ｅの先端側を向く側壁２８ｆまでの軸線Ｏ方向の長さは、デバイス１４の上記段差部１４ｆから上記凹所２７ｆの上記側壁２７ｇまでの軸線Ｏ方向の長さよりも短くされている。なお、この凸部２８ｅにおいても先端側を向く上記側壁２８ｆは軸線Ｏに略垂直とされている。また、本実施形態では掘削ビット１５の外周にくり粉溝３０は形成されていない。
【００５８】
従って、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は、上記凹溝部２８の回転方向Ｔを向く側壁２８ｃと凸部２８ｅとの間を通すように突条部２７を挿通してデバイス１４の先端部を掘削ビット１５の孔部１５ｄに挿入し、上記段差部１４ｆ，１５ｈが当接したところでデバイス１４を回転方向Ｔに回転させることにより、上記凸部２８ｅが凹所２７ｆに収容されて突条部２７の回転方向Ｔを向く側壁２７ｅが凹溝部２８の回転方向Ｔ後方側を向く側壁２８ｂに当接させられるので、デバイス１４と掘削ビット１５はこの回転方向Ｔに一体に回転可能とされ、ロッド１３を介してデバイス１４に与えられる回転力と推力および打撃力とが掘削ビット１５に伝達されて、これら掘削ビット１５とデバイス１４の先端に植設されたチップ３１によって掘削が行われる。なお、こうして突条部２７の上記側壁２７ｅと凹溝部２８の上記側壁２８ｂとを当接させた状態では、この突条部２７の回転方向Ｔ後方側に隣接することとなる上記くり粉溝２６が、周方向において凹溝部２８の回転方向Ｔ後方側の部分と一致させられて、掘削ビット１５とデバイス１４との間の先端に開口するようになされており、掘削時に生じたくり粉や削孔ずりはこれらくり粉溝２６および凹溝部２８内を通って後端側へ送り出される。また、掘削終了後は、ロッド１３をデバイス１４ごと回転方向Ｔの後方側に回転させることにより、突条部２８が凹溝部２８の回転方向Ｔを向く側壁２８ｃ側に移動させられるので、そのまま後退させれば突条部２７が凹溝部２８のこの側壁２８ｃと凸部２８ｅとの間を通ってデバイス１４先端部が孔部１５ｄから抜き出され、この孔部１５ｄが削孔の底面に向けて開口された状態の掘削ビット１５とケーシングトップ１２およびケーシングパイプ１１とが削孔内に残されて、ロッド１３およびデバイス１４が回収される。
【００５９】
そして、このように凸部２８ｅを凹所２７ｆに収容して突条部２７の側壁２７ｅを凹溝部２８の側壁２８ｂに当接させた状態で、上記凹所２７ｆの後端側を向く側壁２７ｇと凸部２８ｅの先端側を向く側壁２８ｆとは軸線Ｏ方向に互いに対向させられているので、本実施形態では上記第１の実施形態のようにデバイス１４を一旦回転方向Ｔ後方側に回転させることなく、そのままデバイス１４を軸線Ｏ方向後端側に後退させることにより、これらの側壁２７ｇ，２８ｆが当接させられて掘削ビット１５がデバイス１４に軸線Ｏ方向後端側に向けて係合可能とされる。従って、ジャミング等によって掘削不能状態に陥ったりしても、ケーシングトップ１２ごとケーシングパイプ１１後退させるとともにロッド１３を介してデバイス１４を後退させることにより、こうして軸線Ｏ方向後端側に係合させられた掘削ビット１５も後退させることができ、すなわち掘削工具一式を後退させることができて、掘削不能状態を容易に回避して掘削を再開することが可能となる。
【００６０】
なお、本実施形態では、掘削ビット１５の被係合部とされる凸部２８ｅが凹溝部２８の回転方向Ｔ後方側を向く側壁２８ｂからこの回転方向Ｔ後方側に突出するように形成されていて、デバイス１４を回転方向Ｔに回転させたときに係合部としての凹所２７ｆに収容されて軸線Ｏ方向後端側に係合可能とされているが、この凸部を逆に凹溝部２８の回転方向Ｔ側を向く側壁２８ｃからこの回転方向Ｔに突出するように形成して、デバイス１４を回転方向Ｔ後方側に回転させたときに凹所２７ｆに収容されて係合可能となるようにしてもよく、またこれらの側壁２８ｂ，２８ｃの双方から突出するようにしておいて、回転方向Ｔ側およびその後方側のいずれにデバイス１４を回転させても係合可能とされるようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デバイスの先端部を掘削ビットの孔部に挿入して回転させて、デバイス先端部外周に形成された係合部を掘削ビット孔部に形成された被係合部に軸線方向後端側に係合させることにより、ロッドを介してデバイスを後退させるのに伴って掘削ビットも後退させることができ、万一ジャミング等によって掘削工具全体を後退させなければならない事態が生じても、ケーシングパイプと掘削ビットとの係止機構などに障害が生じてその後の掘削に支障を来したりするのを防ぐことができる。
【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に示す実施形態の先端側部分の側断面図である。
【図３】 図１に示す実施形態のデバイス（デバイス）１４を示す（イ）先端側から見た正面図、（ロ）側面図、（ハ）後端側から見た背面図、（ニ）（イ）におけるＡＡ側断面図（ただし、鎖線部分はＢＢ断面図）である。
【図４】 図１に示す実施形態の掘削ビット１５を示す（イ）先端側から見た正面図、（ロ）側面図、（ハ）後端側から見た背面図（ただし止め輪２４は図示略）である。
【図５】 変形例のケーシング係止機構４１を示す掘削工具先端側部分の側断面図である。
【図６】 変形例のビット係止機構４２を示す掘削ビット１５周辺の側断面図である。
【図７】 本発明の第２の実施形態を示す側断面図である。
【図８】 図７に示す実施形態を先端側から見た正面図である。
【図９】 図７におけるデバイス１４のＣＣ断面図である。
【図１０】 図１に示す実施形態の掘削ビット１５を示す（イ）先端側から見た正面図、（ロ）側面図である。
【符号の説明】
１１ ケーシングパイプ
１１Ｂ ファーストケーシングパイプ
１２ ケーシングトップ
１３ ロッド
１４ デバイス
１５ 掘削ビット
１５ｄ 孔部
２１，４１ ケーシング係止機構
２２ 推力打撃伝達手段
２３ 張り出し筒部
２４，４２ ビット係止機構
２６，３０ くり粉溝
２７ 突条部
２７ａ 突条部２７の先端部（係合部）
２７ｆ 突条部２７後端側の凹所（係合部）
２８ 凹溝部
２８ａ 凹溝部２８先端側の凹所（被係合部）
２８ｅ 凹溝部２８後端側の凸部（被係合部）
３１ チップ
Ｏ ケーシングパイプの軸線
Ｔ 掘削時のロッド１３の回転方向
Claims (2)
- 略円筒状のケーシングパイプ内に挿通された軸線回りの回転力と該軸線方向の推力および打撃力とが伝達されるロッドの先端にデバイスが取り付けられ、このデバイスの先端には、上記ケーシングパイプの先端から突出する掘削ビットが該デバイスに係脱可能に装着されてなる掘削工具において、上記デバイスの先端部外周には、上記軸線方向に延びる突条部と、上記軸線に直交する断面がこの突条部に対して突出または陥没する係合部とが形成されるとともに、上記掘削ビットの後端部には上記デバイスの先端部が挿入可能な孔部が形成され、この孔部の内周には、上記突条部と係合部とが挿通可能な凹溝部と、こうして該凹溝部に上記突条部と係合部とを挿通して上記デバイスの先端部を当該孔部に挿入した上で該デバイスを上記軸線回りの周方向の少なくとも一方に回動させることにより上記係合部と上記軸線方向後端側に向けて係合可能な被係合部とが形成されていることを特徴とする掘削工具。
- 上記係合部は、上記軸線に直交する断面において上記突条部に対し陥没または上記軸線回りの周方向に突出するように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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002249412A JP4039181B2 (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | 掘削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002249412A JP4039181B2 (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | 掘削工具 |
Publications (2)
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