JP6136439B2

JP6136439B2 - 掘削工具のネジ継手構造、及び掘削工具

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Publication number: JP6136439B2
Application number: JP2013064851A
Authority: JP
Inventors: 中村　和由; 和由中村; 博士太田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: JP2014189991A

Description

本発明は、地盤を掘削する掘削ビットとこの掘削ビットに掘削装置からの推力、打撃力及び回転力を伝える掘削ロッド、又はこの掘削ロッド同士、又は掘削ロッドと掘削ロッド同士を連結するカップリングとを接続するための、雄ネジ部が形成された雄ネジと雌ネジ部が形成された雌ネジとが螺合されてなる掘削工具のネジ継手構造、及びこれを用いた掘削工具に関するものである。

地盤を掘削する掘削工具として、超硬合金等の硬質材料からなるボタンチップが先端に複数配設された掘削ビットと、該掘削ビットの基端側に連結される掘削ロッドと、を備えたものが知られている。そして、複数の掘削ロッドを介して、掘削装置からの推力、打撃力及び回転力が先端の掘削ビットに伝達されることで、掘削工具は地盤を掘り進んでいく（例えば下記特許文献１を参照）。

このような掘削工具は、掘削ビットと掘削ロッド、掘削ロッド同士、又は掘削ロッドとカップリングとを接続する、雄ネジ部が形成された雄ネジ（雄ネジ軸）と雌ネジ部が形成された雌ネジ（雌ネジ穴）とが螺合されてなるネジ継手構造を有している。また、雌ネジは、内周に雌ネジ部が形成された筒状の周壁部（スカート部）を有しており、該周壁部は、掘削ビット、雌ネジ部を有する（雌ネジ側の）掘削ロッド、又はカップリングに形成されている。

特開２００７−１６２２２０号公報

しかしながら、従来の掘削工具においては、下記の課題を有していた。
掘削工具のネジ継手構造においては、掘削により、雄ネジ部及び雌ネジ部が摩耗していく。ネジの寿命形態として最も理想的なのは、ネジ山が摩耗し螺合による連結状態が保てなくなった時点で工具を交換する事である。しかしながら、ネジ山の摩耗状態を目視で確認しても使用限界に達したか否かの判断をすることは難しく、熟練を要する。現実的には使用限界を超えた状態で使い続けることもしばしばあり、この場合は一般的にネジ谷底面に亀裂が生じ、亀裂が周方向に伝播してネジが破断する事になる。

このようにネジが破断した場合、破断によって生じる急激な負荷が工具にかかり、掘削工具を傷めるだけでなく、掘削装置本体にも同様に負荷をかけてしまうことになる。また、削孔中に破断した場合には、破断した部分から先の工具を掘削孔内に残してしまい、該破断部分の回収を要したり、削孔した掘削孔自体が無駄になってしまったりすることがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ネジ継手構造におけるネジの使用限界を、作業者に熟練を要することなく容易に認識可能とし、工具の破損を確実に防止することができる掘削工具のネジ継手構造、及びこれを用いた掘削工具を提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、掘削ビットと掘削ロッド、掘削ロッド同士、又は掘削ロッドとカップリングとを接続する、雄ネジ部が形成された雄ネジと雌ネジ部が形成された雌ネジとが螺合されてなる掘削工具のネジ継手構造であって、前記雌ネジは、内周に前記雌ネジ部が形成された周壁部を有し、該周壁部には、第１指標部が設けられ、前記雄ネジには、該雄ネジが前記雌ネジと螺合した状態で、前記第１指標部とは周方向の位置が異なるように配置された第２指標部が設けられ、ネジが摩耗して前記雄ネジと前記雌ネジとが周方向に相対回転したときに、前記第１指標部と前記第２指標部との周方向に沿う位置が重なるように設定され、前記雄ネジは、前記雄ネジ部よりも大径とされた大径部を有するとともに、該大径部に前記第２指標部が設けられ、前記雄ネジと前記雌ネジとが螺合した状態で、前記大径部における前記周壁部側を向く端面と、前記周壁部における前記大径部側を向く端面とが当接し、当該ネジ継手構造の内部には、前記雄ネジの軸方向に沿うように流体流通孔が形成され、該流体流通孔は、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間に連通しており、前記第１指標部及び前記第２指標部は、内部に流体を流通可能な溝状、孔状又は切欠き状に形成され、前記第１指標部及び前記第２指標部のいずれか一方は、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間に連通され、前記第１指標部及び前記第２指標部のいずれか他方は、当該ネジ継手構造の外部に露出されているとともに、前記一方を通して前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間に連通可能とされていることを特徴とする。
また、本発明の掘削工具は、前述した掘削工具のネジ継手構造を備えたことを特徴としている。

本発明に係る掘削工具のネジ継手構造、及びこれを備えた掘削工具によれば、雌ネジ（雌ネジ穴）の周壁をなす筒状の周壁部に第１指標部が設けられ、該雌ネジに螺合する雄ネジ（雄ネジ軸）には、これらの雌ネジと雄ネジとが螺合した状態で、第１指標部とは周方向の位置が異なるように第２指標部が設けられており、掘削（削孔）によりネジが摩耗して雄ネジと雌ネジが周方向に相対回転したとき（摩耗分だけねじ込まれたとき）に、第１、第２指標部同士の周方向位置が重なる（少なくとも一部が一致する）ように設定されているので、下記の効果が得られる。

すなわち、掘削によって雄ネジ部及び雌ネジ部が摩耗し、ネジが使用限界に達したときに、第１、第２指標部同士の周方向の位置が重なるように設定できる。
具体的には、ネジが摩耗し、第１、第２指標部同士が周方向に接近移動していき、互いの周方向位置が重なることで、ネジ継手構造が使用限界に達したことを作業者が容易に認識（視認）できる。

そして、使用限界に達したネジ継手構造を、別の新しいネジ継手構造に交換することで、ネジが破断するような事態を回避でき、これにより、削孔した掘削孔内から破断した工具部分を回収する作業を行ったり、掘削孔自体が無駄になってしまったりすることを防止できる。また、ネジが破断した場合に掘削工具にかかる多大な負荷や、掘削装置本体にかかる負荷も防止することができるので、掘削工具や掘削装置の寿命を延長する効果が期待できる。

以上より本発明によれば、ネジ継手構造におけるネジの使用限界を、作業者に熟練を要することなく容易に認識可能とし、工具の破損を確実に防止することができるのである。

また、雌ネジの周壁部と雄ネジの大径部とが当接する、いわゆるショルダードライブ（肩当たり）で連結されたネジ継手構造とされることから、当該ネジ継手構造の剛性を確保しやすくなり、特に雄ネジの折損を効果的に防止できる。

また、ネジが使用限界に達したときに、第１、第２指標部同士の周方向の位置が重なり合いこれらが互いに連通して、流体流通孔内を流れる流体が、雄ネジ部と雌ネジ部との間から第１、第２指標部の内部を通ってネジ継手構造の外部に流出する。これにより、作業者は、ネジ継手構造がネジの使用限界に達したことを、該ネジ継手構造を分解することなく外部から認識可能である。またこの構成によれば、作業者は、ネジが摩耗限界に達したことを掘削孔に近づくことなく視認できるので、安全性が確保される。

本発明の掘削工具のネジ継手構造及び掘削工具によれば、ネジ継手構造におけるネジの使用限界を、作業者に熟練を要することなく容易に認識可能とし、工具の破損を確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る掘削工具のネジ継手構造により連結される、雄ネジ側の掘削ロッドの（ａ）正面図、（ｂ）側断面図である。本発明の一実施形態に係る掘削工具のネジ継手構造により連結される、雌ネジ側の掘削ロッドの（ａ）側断面図、（ｂ）正面図である。本発明の一実施形態に係る掘削工具のネジ継手構造を示す側断面図である。図３のＢ部を拡大して示す側断面図であり、ネジの摩耗状態を説明する図である。掘削工具のネジ継手構造の（ａ）使用初期における第１、第２指標部の周方向に沿う相対位置を説明する図、（ｂ）ネジが摩耗して使用限界に達したときの第１、第２指標部の周方向に沿う相対位置を説明する図である。図３のＣ部を拡大して示す図である。図６の変形例を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態に係る掘削工具のネジ継手構造１及びこれを用いた掘削工具１０について、図面を参照して説明する。本発明は、掘削ビットと掘削ロッド、掘削ロッド同士、又は掘削ロッドとカップリングとを接続する、雄ネジ部が形成された雄ネジ（雄ネジ軸）と雌ネジ部が形成された雌ネジ（雌ネジ穴）とが螺合されてなる掘削工具のネジ継手構造、及び掘削工具であり、本実施形態においては、雄ネジ５を有する（雄ネジ側の）掘削ロッド２と、雌ネジ２１を有する（雌ネジ側の）掘削ロッド３とを螺合してなるネジ継手構造１及び掘削工具１０について説明する。

本実施形態の掘削工具１０は、掘削装置に装着されて地盤に掘削孔を削孔するものであり、掘削工具１０の先端部に配設されて地盤を掘り進む掘削ビット（不図示）と、この掘削ビットの基端側（掘削装置側）に連結され、掘削装置からの推力、打撃力及び回転力を該掘削ビットに伝達する複数の掘削ロッド２、３と、を備えている。尚、図１〜３においては、雄ネジ側の掘削ロッド２と、雌ネジ側の掘削ロッド３とが別々に記載されているが、これらの掘削ロッド２、３は互いに同一部材とされていてもよい（つまり両端部に雄ネジ５と雌ネジ２１を有する同一の掘削ロッドであってもよい）。また図示の例では、掘削ロッド２、３が各一本のみ記載されているが、これら掘削ロッド２、３は、削孔する掘削孔の深さに応じて順次継ぎ足されて複数連設されるようになっている。
図３に示されるように、掘削ロッド２、３は、雄ネジ５の軸（中心軸）Ｏを共通軸として互いに同軸に配設されている。本明細書においては、軸Ｏ方向に沿う雌ネジ側の掘削ロッド３側（図３における左側）を先端側、軸Ｏ方向に沿う雄ネジ側の掘削ロッド２側（図１における右側）を基端側という。また、軸Ｏに直交する方向を径方向といい、軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。尚、前記周方向のうち、掘削時に掘削装置によって掘削ロッド２、３が回転させられる方向を工具回転方向という。

図１（ａ）（ｂ）に示されるように、掘削ロッド２は、軸Ｏ方向に沿って延びるとともに、軸Ｏに直交する断面が例えば円形状又は多角形状をなすロッド本体４と、このロッド本体４の先端部（図１（ｂ）における左側）に配置されるとともに、軸Ｏを中心軸として延びる雄ネジ５と、を有している。

雄ネジ５は、外周に雄ネジ加工が施された雄ネジ部６と、この雄ネジ部６の基端側に位置して該雄ネジ部６よりも大径とされた大径部９と、を有している。図示の例では、雄ネジ部６はロッド本体４の外径よりも小径とされ、大径部９はロッド本体４の外径と同一とされている。また、大径部９において先端側を向く環状の端面１３は、本実施形態では軸Ｏに垂直な平面状に形成されている。また、雄ネジ５の外周における端面１３と雄ネジ部６との間には、雄ネジ部６より若干小径とされた非ネジ部１４が形成されている。

掘削ロッド２の内部には、軸Ｏ方向に沿うように流体流通孔１１が形成されている。流体流通孔１１は、掘削ロッド２を軸Ｏ方向に貫通しており、ロッド本体４及びその雄ネジ５に亘って延びている。流体流通孔１１の先端は、雄ネジ５において軸Ｏ方向を向く先端面１２に開口している。この流体流通孔１１内には、基端側から先端側へ向けて水（削孔水）等の流体が流通されるようになっている。また図示の例では、雄ネジ５の先端部は、先端面１２に向かうに従い漸次縮径するテーパ状に形成されている。

図４に示される雄ネジ５の縦断面視で、雄ネジ部６のネジ山７は、径方向の外側（図４における下側）に向けて突出する頂部７ａと、該頂部７ａの軸Ｏ方向に沿う両端に連なり、該頂部７ａから軸Ｏ方向（図４における左右方向）に離間するに従い漸次径方向の内側（図４における上側）へ向けて延びる一対の斜面７ｂ、７ｃと、を有している。図示の例では、一対の斜面７ｂ、７ｃのうち、軸Ｏ方向の基端側（図４における右側）を向く面が斜面７ｂとされ、軸Ｏ方向の先端側（図４における左側）を向く面が斜面７ｃとされている。本実施形態では、図４に示される縦断面視において、頂部７ａは軸Ｏ方向に平行な平坦面を有しており、一対の斜面７ｂ、７ｃはそれぞれ直線状をなしている。またこの縦断面視で、ネジ山７における頂部７ａと一対の斜面７ｂ、７ｃとの連結部分は、それぞれ凸曲線状に形成されている。

また、雄ネジ部６において軸Ｏ方向に隣り合うネジ山７同士の間には、ネジ谷底面８が形成されている。図４に示される縦断面視で、ネジ谷底面８は、軸Ｏ方向に平行な平坦面となっており、軸Ｏ方向に隣り合うネジ山７同士のうち、基端側に位置する一方のネジ山７の斜面７ｃと、先端側に位置する他方のネジ山７の斜面７ｂとを繋いでいる。この縦断面視で、ネジ谷底面８と、該ネジ谷底面８を軸Ｏ方向から挟む一対の斜面７ｂ、７ｃとの連結部分は、それぞれ凹曲線状に形成されている。

図２（ａ）（ｂ）に示されるように、掘削ロッド３は、軸Ｏ方向に沿って延びるとともに、軸Ｏに直交する断面が例えば円形状又は多角形状をなすロッド本体４と、このロッド本体４の基端部（図２（ａ）における右側）に配置され基端側に向けて開口するとともに、軸Ｏ方向に沿って延びる雌ネジ２１と、を有している。

雌ネジ２１は、筒状の周壁部２３を有しており、該周壁部２３の内周には雌ネジ加工が施されて、雌ネジ部２２が形成されている。図３に示されるように、周壁部２３内に雄ネジ５が挿入され、雌ネジ部２２と雄ネジ部６とが螺合することで、掘削ロッド２、３同士が軸Ｏ方向に連結されるようになっている。

図２（ａ）に示される例では、周壁部２３の外径はロッド本体４の外径と同一とされている。また、周壁部２３において基端側を向く環状の端面１５は、雄ネジ５の端面１３の形状に対応して、軸Ｏに垂直な平面状に形成されている。また、雌ネジ２１の内周における端面１５と雌ネジ部２２との間には、雌ネジ部２２より若干大径とされた非ネジ部１６が形成されている。

周壁部２３は、有底筒状をなしており、該周壁部２３における先端部に位置して基端側を向く底面２４と、雌ネジ部２２との間には、図２（ａ）に示される縦断面視で凹曲線状をなすぬすみ部１７が形成されている。

図３に示されるように、本実施形態では、雌ネジ２１における軸Ｏ方向に沿う端面１５から底面２４までの距離が、雄ネジ５における軸Ｏ方向に沿う端面１３から先端面１２までの距離よりも大きくされている。従って、雄ネジ５と雌ネジ２１とが螺合した状態で、大径部９における周壁部２３側を向く端面１３と、周壁部２３における大径部９側を向く端面１５とは、互いに密着するように当接する。

図２（ａ）（ｂ）において、掘削ロッド３の内部には、軸Ｏ方向に沿うように流体流通孔１１が形成されている。流体流通孔１１は、掘削ロッド３を軸Ｏ方向に貫通しており、該流体流通孔１１の基端は、底面２４に開口して雌ネジ２１内に連通している。
図３に示されるように、周壁部２３内に雄ネジ５が挿入された状態で、掘削ロッド２の雄ネジ５の先端面１２に開口する流体流通孔１１と、掘削ロッド３の底面２４に開口する流体流通孔１１とは、互いに連通している。つまり、これらの流体流通孔１１は、本実施形態のネジ継手構造１の内部において、軸Ｏ方向に沿って延びるように連設されており、またこれら流体流通孔１１は、雄ネジ５の先端面１２と雌ネジ２１の底面２４との間を通して、雄ネジ部６と雌ネジ部２２との間に連通している。

図４に示される周壁部２３の縦断面視で、雌ネジ部２２のネジ山２５は、径方向の内側（図４における上側）に向けて突出する頂部２５ａと、該頂部２５ａの軸Ｏ方向に沿う両端に連なり、該頂部２５ａから軸Ｏ方向（図４における左右方向）に離間するに従い漸次径方向の外側（図４における下側）へ向けて延びる一対の斜面２５ｂ、２５ｃと、を有している。図示の例では、一対の斜面２５ｂ、２５ｃのうち、軸Ｏ方向の基端側（図４における右側）を向く面が斜面２５ｂとされ、軸Ｏ方向の先端側（図４における左側）を向く面が斜面２５ｃとされている。本実施形態では、図４に示される縦断面視において、頂部２５ａは軸Ｏ方向に平行な平坦面を有しており、一対の斜面２５ｂ、２５ｃはそれぞれ直線状をなしている。またこの縦断面視で、ネジ山２５における頂部２５ａと一対の斜面２５ｂ、２５ｃとの連結部分は、それぞれ凸曲線状に形成されている。

また、雌ネジ部２２において軸Ｏ方向に隣り合うネジ山２５同士の間には、ネジ谷底面２６が形成されている。図４に示される縦断面視で、ネジ谷底面２６は、軸Ｏ方向に平行な平坦面となっており、軸Ｏ方向に隣り合うネジ山２５同士のうち、基端側に位置する一方のネジ山２５の斜面２５ｃと、先端側に位置する他方のネジ山２５の斜面２５ｂとを繋いでいる。この縦断面視で、ネジ谷底面２６と、該ネジ谷底面２６を軸Ｏ方向から挟む一対の斜面２５ｂ、２５ｃとの連結部分は、それぞれ凹曲線状に形成されている。

本実施形態の雄ネジ部６及び雌ネジ部２２は、それぞれが平坦面からなる頂部７ａ、２５ａ及び一対の斜面（７ｂ、７ｃ）、（２５ｂ、２５ｃ）を有して断面等脚台形状に形成された、台形ネジ（いわゆるＴネジ）となっている。

そして、図２（ａ）（ｂ）に示されるように、雌ネジ２１の周壁部２３には、第１指標部３１が設けられている。本実施形態において、第１指標部３１は、内部に流体を流通可能な溝状に形成されており、周壁部２３の内周の非ネジ部１６と端面１５とに開口されている一方、該周壁部２３の外周には開口されていない。具体的に、この第１指標部３１は、断面矩形の角溝形状とされており、該第１指標部３１の溝深さ（軸Ｏ方向に沿う長さ）は、径方向の内側から外側に向かうに従い漸次小さくされている。
図３のように雄ネジ５と雌ネジ２１が螺合した状態において、第１指標部３１は、雄ネジ部６と雌ネジ部２２との間に連通されている一方、これらのネジ５、２１が螺合された初期の段階（掘削に用いられる前の状態など）では大径部９の先端部に遮られて、ネジ継手構造１の外部には連通されていない。

また、図５（ａ）に示されるように、雄ネジ５には、該雄ネジ５が雌ネジ２１と螺合した状態で、第１指標部３１とは周方向の位置が異なるように配置された第２指標部３２が設けられている。図１（ａ）（ｂ）に示されるように、本実施形態において、第２指標部３２は、雄ネジ５の大径部９に設けられているとともに、内部に流体を流通可能な溝状に形成されており、該大径部９の外周と端面１３とに開口されている。具体的に、この第２指標部３２は、断面矩形の角溝形状とされており、該第２指標部３２の溝深さ（軸Ｏ方向に沿う長さ）は、径方向の外側から内側に向かうに従い漸次小さくされている。
図３のように雄ネジ５と雌ネジ２１が螺合した状態において、第２指標部３２は、当該ネジ継手構造１の外部に露出されている一方、これらのネジ５、２１が螺合された初期の段階では周壁部２３の基端部に遮られて、雄ネジ部６と雌ネジ部２２との間には連通されていない。

そして、図５（ｂ）に示されるように、本実施形態のネジ継手構造１では、掘削によりネジが摩耗して雄ネジ５と雌ネジ２１とが周方向に相対回転したときに、第１指標部３１と第２指標部３２との周方向に沿う位置が重なるように設定されている。
図６に示されるように、本実施形態では、第１指標部３１が端面１５に開口され、第２指標部３２が端面１３に開口され、かつ、第１指標部３１の径方向外側の端部が、第２指標部３２の径方向内側の端部に対して径方向外側に配置されている。これにより、図５（ｂ）のように雄ネジ５と雌ネジ２１とが軸Ｏ回りに相対回転したときに、第１、第２指標部３１、３２の周方向位置が重なり合うとともに、これら第１、第２指標部３１、３２同士が連通可能とされている。

具体的には、ネジが摩耗した分に応じて、掘削装置により工具回転方向に回転させられつつ雄ネジ５と雌ネジ２１とがねじ込まれ（締め込まれ）ていき、ネジが使用限界に達したときに、これらの第１、第２指標部３１、３２同士が連通するように設定されている。つまり第２指標部３２は、ネジが使用限界に達したときに、第１指標部３１を通して雄ネジ部６と雌ネジ部２２との間に連通可能とされている。

ここで、図５（ｂ）に符号θで示される角度（中心角）は、第１指標部３１と第２指標部３２とが軸Ｏ回りに相対回転して、互いに連通させられるまでの回転角を表している。このような角度θは、図４に示されるネジの摩耗量（ネジが使用限界となる摩耗量）Ａ、ネジのピッチＰ、ネジのリードＬ（図４に示される例は二条ネジの場合）に基づいて、例えば、式：（３６０×Ａ）／ＰｏｒＬにより大まかに計算することが可能である。

尚、図４においては、雄ネジ部６及び雌ネジ部２２のうち、雌ネジ部２２のみが軸Ｏ方向に摩耗量Ａだけ摩耗したときに、工具の回転力によって該雌ネジ部２２に対して雄ネジ部６が締め込まれ軸Ｏ方向に移動した状態を２点鎖線で表しているが、ネジの摩耗の仕方は図示の例に限定されない。つまり図４に示されるネジの摩耗状態は、摩耗の進行を説明するために簡略化して示されたものであり、実際には雄ネジ部６及び雌ネジ部２２の摩耗は、これらネジ部６、２２の両方で進行することとなる。

以上説明した本実施形態の掘削工具のネジ継手構造１、及びこれを備えた掘削工具１０によれば、雌ネジ２１の周壁をなす筒状の周壁部２３に第１指標部３１が設けられ、該雌ネジ２１に螺合する雄ネジ５には、これらの雌ネジ２１と雄ネジ５とが螺合した状態で、第１指標部３１とは周方向の位置が異なるように第２指標部３２が設けられており、掘削（削孔）によりネジが摩耗して雄ネジ５と雌ネジ２１が周方向に相対回転したとき（摩耗分だけねじ込まれたとき）に、第１、第２指標部３１、３２同士の周方向位置が重なる（少なくとも一部が一致する）ように設定されているので、下記の効果が得られる。

すなわち、この構成を用いることにより本実施形態で説明したように、掘削によって雄ネジ部６及び雌ネジ部２２が摩耗し、ネジが使用限界に達したときに、第１、第２指標部３１、３２同士の周方向の位置が重なるように設定できる。
具体的には、ネジが摩耗し、第１、第２指標部３１、３２同士が周方向に接近移動していき、互いの周方向位置が重なることで、ネジ継手構造１が使用限界に達したことを作業者が容易に認識（視認）できる。

本実施形態においては、ネジが使用限界に達したときに、第１、第２指標部３１、３２同士の周方向の位置が重なり合いこれらが互いに連通して、流体流通孔１１内を流れる流体が、雄ネジ部６と雌ネジ部２２との間から、図６に矢印で示すように第１、第２指標部３１、３２の内部を通ってネジ継手構造１の外部に流出する。これにより、作業者は、ネジ継手構造１がネジの使用限界に達したことを、該ネジ継手構造１を分解することなく外部から認識可能である。またこの構成によれば、作業者は、ネジが摩耗限界に達したことを掘削孔に近づくことなく視認できるので、安全性が確保される。

そして、使用限界に達したネジ継手構造１を、別の新しいネジ継手構造１に交換することで、ネジが破断するような事態を回避でき、これにより、削孔した掘削孔内から破断した工具部分を回収する作業を行ったり、掘削孔自体が無駄になってしまったりすることを防止できる。また、ネジが破断した場合に掘削工具１０にかかる多大な負荷や、掘削装置本体にかかる負荷も防止することができるので、掘削工具１０や掘削装置の寿命を延長する効果が期待できる。

以上より本実施形態によれば、ネジ継手構造１におけるネジの使用限界を、作業者に熟練を要することなく容易に認識可能とし、工具の破損を確実に防止することができるのである。

また、本実施形態は、雌ネジ２１の周壁部２３と雄ネジ５の大径部９とが当接する、いわゆるショルダードライブ（肩当たり）で連結されたネジ継手構造１であることから、当該ネジ継手構造１の剛性を確保しやすくなり、特に雄ネジ５の折損を効果的に防止できる。

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前述の実施形態では、掘削工具のネジ継手構造１として、掘削工具１０において軸Ｏ方向に連設される、雄ネジ側の掘削ロッド２と雌ネジ側の掘削ロッド３とを用いて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、掘削工具１０の先端部に配設されて地盤を掘削する掘削ビットと、該掘削ビットの周壁部（スカート部）２３に連結される掘削ロッド２とを螺合してなるネジ継手構造にも採用でき、或いは、雄ネジ５を備える掘削ロッド２と、内周に雌ネジ部２２が形成された筒状の周壁部２３を備えたカップリングとを螺合してなるネジ継手構造に採用してもよい。

また、前述の実施形態では、雄ネジ部６及び雌ネジ部２２が、平坦面からなる頂部７ａ、２５ａ及び断面直線状をなす一対の斜面（７ｂ、７ｃ）、（２５ｂ、２５ｃ）を有して断面等脚台形状に形成された、台形ネジ（いわゆるＴネジ）となっていると説明したが、これに限定されるものではなく、頂部７ａ、２５ａに平坦面を備えない通常のネジであっても構わない。
或いは、図４における縦断面視で、ネジ山７、２５におけるそれぞれの頂部及び一対の斜面が、全体として波形の曲線状をなして径方向（図４における上下方向）に蛇行しつつ軸Ｏ方向（図４における左右方向）に延びる、丸ネジ（いわゆるロープネジ）とされていてもよい。

また、前述の実施形態においては、雄ネジ５の大径部９の端面１３と、雌ネジ２１の周壁部２３の端面１５とが、ともに軸Ｏに垂直な円環状の平面とされているが、これに限定されるものではない。すなわち、これらの端面１３、１５は、雄ネジ５と雌ネジ２１が螺合した状態で互いに当接されていればよいことから、例えば、軸Ｏに対して互いに反対向きとなるように傾斜して当接可能とされた傾斜面であってもよい。

また、雄ネジ５の非ネジ部１４及び雌ネジ２１の非ネジ部１６は、設けられていなくてもよい。

また、前述の実施形態では、第１指標部３１及び第２指標部３２が、それぞれ溝状に形成されているとしたが、これら第１、第２指標部３１、３２の形状は、これに限定されるものではない。具体的に、例えばこれら第１、第２指標部３１、３２は、内部に流体を流通可能な孔状又は切欠き状に形成されていてもよい。また、第１指標部３１の形状と、第２指標部３２の形状とは、互いに異なっていてもよい。

また、前述の実施形態では、図３に示されるように雄ネジ５と雌ネジ２１が螺合した状態、かつ、これらのネジ５、２１が螺合された初期の段階では、第１指標部３１は、雄ネジ部６と雌ネジ部２２との間に連通されている一方、ネジ継手構造１の外部には非連通とされ、第２指標部３２は、当該ネジ継手構造１の外部に露出されている一方、雄ネジ部６と雌ネジ部２２との間には非連通とされているとしたが、これに限定されるものではない。
ここで、図７に示されるものは、前述の実施形態で説明したネジ継手構造１の変形例である。この例では、周壁部２３の溝状の第１指標部４１が、周壁部２３の外周と端面１５とに開口されている一方、該周壁部２３の内周の非ネジ部１６には開口されていない。また、大径部９の溝状の第２指標部４２が、端面１３に開口されている一方、該大径部９の外周には開口されていない。また、第１指標部４１の径方向内側の端部が、第２指標部４２の径方向外側の端部に対して径方向内側に配置されている。これにより、ネジが摩耗して雄ネジ５と雌ネジ２１とが周方向に相対回転したときに、第１、第２指標部４１、４２の周方向位置が重なり合うとともに、これら第１、第２指標部４１、４２同士が連通可能とされている。
この変形例においても、前述した第１、第２指標部３１、３２を用いたネジ継手構造１、及び掘削工具１０と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、雄ネジ５と雌ネジ２１が螺合した状態において、第１指標部３１、４１及び第２指標部３２、４２のいずれか一方が、雄ネジ部６と雌ネジ部２２との間に連通され、第１指標部３１、４１及び第２指標部３２、４２のいずれか他方が、当該ネジ継手構造１の外部に露出されているとともに、前記一方を通して雄ネジ部６と雌ネジ部２２との間に連通可能とされていればよい。

また、第１指標部３１、４１及び第２指標部３２、４２の内部に、流体が流通可能であるとしたが、本発明の参考例ではこれに限定されるものではない。具体的には、ネジが摩耗し、第１指標部３１、４１と第２指標部３２、４２とが周方向に接近移動していき、互いの周方向位置が重なる（一致する）ことで、ネジ継手構造１が使用限界に達したことを作業者が認識できればよい。
このような第１、第２指標部（３１、４１）、（３２、４２）として最も簡易な構成としては、例えば、周壁部２３の外周、及び大径部９の外周（周壁部２３に覆われていない部分）に、それぞれ目印を設けることが挙げられる。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及び尚書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１掘削工具のネジ継手構造
２雄ネジ側の掘削ロッド
３雌ネジ側の掘削ロッド
５雄ネジ
６雄ネジ部
９大径部
１０掘削工具
１１流体流通孔
１３大径部の端面
１５周壁部の端面
２１雌ネジ
２２雌ネジ部
２３周壁部
３１、４１第１指標部
３２、４２第２指標部
Ｏ軸

Claims

掘削ビットと掘削ロッド、掘削ロッド同士、又は掘削ロッドとカップリングとを接続する、雄ネジ部が形成された雄ネジと雌ネジ部が形成された雌ネジとが螺合されてなる掘削工具のネジ継手構造であって、
前記雌ネジは、内周に前記雌ネジ部が形成された周壁部を有し、該周壁部には、第１指標部が設けられ、
前記雄ネジには、該雄ネジが前記雌ネジと螺合した状態で、前記第１指標部とは周方向の位置が異なるように配置された第２指標部が設けられ、
ネジが摩耗して前記雄ネジと前記雌ネジとが周方向に相対回転したときに、前記第１指標部と前記第２指標部との周方向に沿う位置が重なるように設定され、
前記雄ネジは、前記雄ネジ部よりも大径とされた大径部を有するとともに、該大径部に前記第２指標部が設けられ、
前記雄ネジと前記雌ネジとが螺合した状態で、前記大径部における前記周壁部側を向く端面と、前記周壁部における前記大径部側を向く端面とが当接し、
当該ネジ継手構造の内部には、前記雄ネジの軸方向に沿うように流体流通孔が形成され、該流体流通孔は、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間に連通しており、
前記第１指標部及び前記第２指標部は、内部に流体を流通可能な溝状、孔状又は切欠き状に形成され、
前記第１指標部及び前記第２指標部のいずれか一方は、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間に連通され、
前記第１指標部及び前記第２指標部のいずれか他方は、当該ネジ継手構造の外部に露出されているとともに、前記一方を通して前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間に連通可能とされていることを特徴とする掘削工具のネジ継手構造。
請求項１に記載の掘削工具のネジ継手構造を備えたことを特徴とする掘削工具。