JP6751643B2

JP6751643B2 - 掘削工具

Info

Publication number: JP6751643B2
Application number: JP2016201565A
Authority: JP
Inventors: 昌稔野並; 明久岩田; 靖孝中西; 中村　和由; 和由中村; 泰隆富田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2036-10-13
Also published as: JP2018062788A

Description

本発明は、ケーシングパイプに回転力と打撃力を与えて削孔を行う掘削工具に関するものである。

このように、ケーシングパイプに回転力と打撃力を与えて削孔を行う掘削工具として、例えば特許文献１には、外管（ケーシングパイプ）および内管を有する二重管と、外管の先端部に取り付けられたアウタービット（リングビット）および内管の先方に位置してアウタービットに取り付けられたインナービット（パイロットビット）とを有する削孔ビットと、二重管の基端部に連結されて二重管を推進および後退させるとともに回転力と打撃力を与えるドリフター等を有する制御装置とを備えたものが記載されている。

特開２０１３−０７９４８７号公報

ところで、この特許文献１に記載された掘削工具において、インナービットは、埋め込みや高摩擦材による摩擦力や、木製ピンによる仮止め、磁力、あるいはヒンジ機構によってアウタービットに取り付けられており、地盤に二重管が挿入された後は、内管に通した芯材によって押圧されることにより、アウタービットに対する取り付けが解除可能とされている。こうして取り付けが解除されたインナービットは、ロストビットとして地盤に残置されたり、ヒンジ機構によってアウタービットと繋がったまま削孔することができない状態となったりする。

しかしながら、このようにしてアウタービットに取り付けられたインナービットは、二重管が地盤に必要な深さまで挿入される前に、削孔の際に二重管に与えられる打撃力による衝撃によってアウタービットから外れてロストしてしまったり、ヒンジ機構が開いて削孔することができない状態となったりするおそれがある。また、ロストビットとして地盤に残置されたインナービットは回収することができず、削孔コストの増大を招くおそれもある。さらに、特許文献１に記載された掘削工具は二重管を前提とするものであって、外管の内周部には必ず内管が挿入されるため、鋼管の継ぎ足しの際、内管・外管両方の継ぎ足し作業が必要となり作業効率の低下を招くことになる。さらに、工具構造が複雑となって工具コストも増大する。

本発明は、このような背景の下になされたもので、ケーシングパイプに回転力と打撃力を与えて削孔を行う場合でも、パイロットビットがリングビットから外れて削孔ができなくなるような事態を防ぐことができるとともに、ケーシングパイプを残した状態でパイロットビットを回収することが可能であり、しかも単管のみの継ぎ足しで削孔を継続することができる為、作業効率の向上が期待でき、さらに構造が簡略な掘削工具を提供することを目的としている。

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、軸線回りに回転されるとともに該軸線方向先端側への打撃力が伝達される円筒状のケーシングパイプと、このケーシングパイプの先端部に取り付けられる円筒状または円環状のリングビットと、このリングビットの内周部に挿入されるパイロットビットとを備え、上記リングビットの内周部には、該内周部の少なくとも後端に開口して上記軸線方向に延びる凹溝と、この凹溝から少なくとも削孔時の上記ケーシングパイプの回転方向とは反対側に延びる係合溝と、上記軸線方向先端側を向く第１当接面および上記回転方向を向く第２当接面とが形成されるとともに、上記パイロットビットの外周部には、上記凹溝から上記係合溝に挿入された状態で該係合溝と少なくとも上記軸線方向の先端側に係合可能な突部と、この突部が上記係合溝と係合した状態で上記第１当接面が当接可能な上記軸線方向後端側を向く第１被当接面および上記第２当接面が当接可能な上記回転方向とは反対側を向く第２被当接面とが形成されていることを特徴とする。

このように構成された掘削工具では、リングビットの内周部に、その少なくとも後端に開口して軸線方向に延びる凹溝と、この凹溝から削孔時のケーシングパイプの回転方向とは反対側に延びる係合溝とが形成されており、リングビットの後端側からケーシングパイプ内を通して挿入したパイロットビットの外周部の上記突部を、上述のように凹溝から係合溝に挿入した状態でパイロットビットを回転方向とは反対側に回転させて該係合溝と少なくとも軸線方向の先端側に係合させることにより、パイロットビットはリングビットに対して軸線方向先端側に抜け止めされる。

そして、このように突部が係合溝に係合した状態で、リングビットの軸線方向先端側を向く第１当接面はパイロットビットの軸線方向後端側を向く第１被当接面に当接可能とされているので、ケーシングパイプに与えられた打撃力はリングビットと、リングビットの第１当接面から第１被当接面を介してパイロットビットに伝達される。また、同じく突部が係合溝に係合した状態で、リングビットの回転方向を向く第２当接面はパイロットビットの回転方向とは反対側を向く第２被当接面に当接可能とされているので、ケーシングパイプに与えられた回転力も、リングビットと、リングビットの第２当接面から第２被当接面を介してパイロットビットに伝達される。

従って、ケーシングパイプに与えられる回転力と打撃力により、これらパイロットビットとリングビットによって一体に削孔を行うことが可能となり、この削孔中は上述のようにパイロットビットがリングビットに対して軸線方向に抜け止めされているので、打撃力による衝撃によってパイロットビットがリングビットから外れて地盤に残置されたり、削孔できない状態となったりすることがない。このため、確実に所定の深さまで掘削孔を形成することができる。

また、ケーシングパイプが所定の深さまで地盤に挿入されて削孔が終了した後は、例えば孔底にパイロットビットを押し当てた状態で、ケーシングパイプを削孔時の回転方向とは反対側に回転させることにより、インナービットの上記突部がリングビットの係合溝から凹溝内に位置するので、そのままパイロットビットを後退させることにより、ケーシングパイプ内を通してパイロットビットを回収することができる。このため、回収したパイロットビットを再利用して削孔コストの削減を図ることができる。しかも、ケーシングパイプ内には内管を挿入する必要がなく、ケーシングパイプのみの継ぎ足しで削孔を継続することができて作業効率を向上することができるとともに、工具構造を簡略化してコストの削減を図ることもできる。

なお、こうしてパイロットビットを回収する場合には、上記パイロットビットの後端部に、上記ケーシングパイプの後端側から挿入される回収用治具に対して上記回転方向と上記軸線方向後端側に係合可能な回収部を設けることにより、ケーシングパイプを削孔時の回転方向と反対側に回転させなくても、上記回収用治具を回収部に係合させてパイロットビットを削孔時の回転方向に回転させて突部を凹溝内に位置させた上で、回収用治具ごとパイロットビットを軸線方向後端側に後退させ、ケーシングパイプから抜き出して回収することができる。

また、上記リングビットと上記パイロットビットには、上記軸線方向に間隔をあけて複数ずつの互いに当接可能な上記第１当接面と上記第１被当接面が形成されていることが望ましい。これにより、１つずつのリングビットとパイロットビットにおける第１当接面と第１被当接面の総当接面積を大きく確保することができるとともに、リングビットからパイロットビットに伝達される打撃力を、これら複数ずつの第１当接面と第１被当接面に分散させることができ、この打撃力による個々の第１当接面と第１被当接面の摩耗を抑えてリングビットやパイロットビットの寿命を延長することが可能となる。

以上、説明したように、本発明によれば、リングビットから伝達される打撃力による衝撃によってパイロットビットがリングビットから外れて地盤に残置されたり、削孔できない状態となったりするのを防ぐことができて、確実に所定の深さまで地盤に掘削孔を形成してケーシングパイプを挿入することができるとともに、削孔が終了した後はケーシングパイプを残した状態でパイロットビットを回収して再利用することができ、削孔コストの削減を図ることが可能となる。また、ケーシングパイプのみの継ぎ足しで削孔を継続することができて作業効率を向上することができるとともに、工具コストの削減を図ることができる。

本発明の第１の実施形態を示す側断面図である。図１に示す実施形態における（ａ）パイロットビットの突部（第１突部）がリングビットの係合溝に係合していない状態の正面図、（ｂ）係合した状態の正面図である。図１に示す実施形態におけるパイロットビットの突部（第１突部）がリングビットの係合溝に係合した状態の背面図である。図１に示す実施形態におけるパイロットビットの側断面図である。図１に示す実施形態におけるパイロットビットの正面図である。図１に示す実施形態におけるリングビットの側断面図である。図１に示す実施形態におけるリングビットの正面図である。本発明に係わる回収用治具の（ａ）第１の斜視図、（ｂ）第１の斜視図の回収用治具を９０°回転させた状態の第２の斜視図である。図８に示す回収用治具の（ａ）正面図、（ｂ）側断面図、（ｃ）背面図である。本発明の第２の実施形態を示す（ａ）先端側から見た斜視図、（ｂ）後端側から見た斜視図である（ただし、パイロットビットは図示が略されている。）。図１０に示す実施形態の側断面図である。図１０に示す実施形態における（ａ）パイロットビットの突部（第１突部）がリングビットの係合溝に係合していない状態の正面図、（ｂ）係合した状態の正面図である。図１０に示す実施形態におけるパイロットビットの突部（第１突部）がリングビットの係合溝に係合した状態の背面図である。図１０に示す実施形態におけるパイロットビットの側断面図である。図１０に示す実施形態におけるパイロットビットの正面図である。図１０に示す実施形態におけるリングビットの側断面図である。図１０に示す実施形態におけるリングビットの正面図である。

図１ないし図７は、本発明の掘削工具の第１の実施形態を示すものであり、図８および図９は、本発明に係わる回収用治具を示すものである。本実施形態の掘削工具において、ケーシングパイプ１は、鋼材等の金属材料により軸線Ｏを中心とした円筒状に形成され、その軸線Ｏ方向の先端部（図１において左側部分）は、これより後端側（図１において右側）よりも内径が一段大きくされるとともに、その内周部には雌ネジ部１ａが形成されている。

このケーシングパイプ１の後端部は、図示されないドリフター等を備えた掘削装置に連結されており、この掘削装置からケーシングパイプ１には、削孔時に軸線Ｏ回りに回転方向Ｔに向けた回転力と、軸線Ｏ方向先端側に向けた打撃力、および必要に応じて同じく軸線Ｏ方向先端側に向けた推力とが与えられる。そして、これらの回転力と打撃力および推力はケーシングパイプ１の先端部に取り付けられた次述するリングビット２とパイロットビット３に伝達されて地盤に掘削孔が形成され、こうして形成された掘削孔にケーシングパイプ１は、必要に応じて複数のケーシングパイプ１が軸線Ｏ方向に継ぎ足されつつ挿入されてゆく。

リングビット２は、その本体がやはり鋼材等の金属材料により軸線Ｏを中心とした円筒状または円環状に形成され、この本体の後端部の内径はケーシングパイプ１の後端側の内径と略等しくされ、またこの後端部の外周には上記雌ネジ部１ａと螺合する雄ネジ部２ａが形成されており、この雄ネジ部２ａが雌ネジ部１ａにねじ込まれることにより、リングビット２はケーシングパイプ１の先端部に固定されて取り付けられる。なお、これら雌雄ネジ部１ａ、２ａの捩れの向きは、削孔時にケーシングパイプ１およびリングビット２が回転方向Ｔに回転させられたときに緩まない向きとされている。

また、リングビット２の外周面は、上記雄ネジ部２ａが形成された後端部よりも先端側のケーシングパイプ１の先端に連なる部分でケーシングパイプ１の外径と等しい外径であり、これよりも先端側では、先端側に向かうに従い外径が漸次大きくなるように形成されている。なお、この外径が漸次大きくなるリングビット２の外周面の先端部には、軸線Ｏ方向に延びる断面凹円弧状の繰り粉の排出溝２ｂが、周方向に等間隔に複数条（９条）形成されている。

さらに、リングビット２の先端面は、この外周面の先端から内周側に向かうに従い先端側に向かった後に後端側に向かう断面凸Ｖ字状に形成されており、この先端面の内外周部には、リングビット２の本体よりも高硬度の超硬合金等からなるボタン型等の掘削チップ４が、その先端部を該内外周部から垂直に突出させて植設されている。このうち、先端面外周部の掘削チップ４は、周方向に隣接する排出溝２ｂの間の部分にそれぞれ１つずつ配設されている。

一方、リングビット２の内周部は、上述のようにケーシングパイプ１の内径と等しい内径とされた後端部よりも先端側で、その最小内径が後端部の内径よりも一段小さくなるように形成されている。さらに、このリングビット２の先端側の内周部には、この先端側の内周部の少なくとも後端に開口して軸線Ｏ方向に延びる凹溝５と、この凹溝５から少なくとも削孔時のケーシングパイプ１の回転方向Ｔとは反対側に延びる係合溝６が形成されている。

本実施形態では、リングビット２の内周部にそれぞれ複数条（３条）の凹溝５が周方向に等間隔をあけて、軸線Ｏ方向先端側から見て図７に示すように軸線Ｏを中心とした円弧状に延びるように形成されており、これらの凹溝５はリングビット２の先端面にも開口している。また、凹溝５の先端部には、凹溝５から上記回転方向Ｔとは反対側に向けて、この回転方向Ｔとは反対側に隣接する凹溝５と間隔をあけ、また係合溝６とも軸線Ｏ方向に間隔をあけて、軸線Ｏ方向先端側から見てやはり円弧状に延びるように収容溝７が形成されており、この収容溝７の上記回転方向Ｔを向く壁面が本実施形態における第２当接面７ａとされている。

さらに、係合溝６は、本実施形態では、ケーシングパイプ１の内径と等しい内径とされたリングビット２の後端側の内周部に、このリングビット２の後端側内周部の全周に亙って形成されており、この係合溝６とリングビット２の最小内径が小径とされた先端側内周部の後端面（収容溝７の後端側の壁面）との間には、周方向に隣接する凹溝５の間に内周側に突出する第１凸壁部２ｃが形成される。そして、この係合溝６とリングビット２の先端側内周部の後端面との間の第１凸壁部２ｃの軸線Ｏ方向先端側を向く壁面（収容溝７の後端側の壁面）が、本実施形態における第１当接面７ｂとされる。なお、この第１当接面７ｂは、リングビット２の外周側に向かうに従い軸線Ｏ方向先端側に向かうテーパ面とされている。

ここで、軸線Ｏから凹溝５と係合溝６および収容溝７の内周側を向く溝底面までの距離は互いに等しく、リングビット２の後端部の内径（半径）およびケーシングパイプ１の後端側部分の内径（半径）と等しくされており、従ってこれら凹溝５、係合溝６および収容溝７の溝底面と、リングビット２の上記後端部の内周面は面一である。また、リングビット２の先端面の内周部の掘削チップ４は、間隔をあけて隣接する凹溝５と収容溝７の開口部の間に植設されている。

一方、本実施形態におけるパイロットビット３も、その本体は鋼材等によって形成されて、先端部が後端部よりも大径の軸線Ｏを中心とした概略多段の円柱状をなしている。パイロットビット３の先端部の外周には、その後端側に凹溝５と同数の３つずつの本実施形態における突部である第１突部８が形成されるとともに、これらの第１突部８の軸線Ｏ方向先端側に間隔をあけた第２突部９が、第１突部８と同数、軸線Ｏ方向に直列に並ぶとともに周方向に等間隔に並ぶように、軸線Ｏ方向先端側から見て該軸線Ｏを中心とした円弧状に形成されている。

ここで、パイロットビット３の最大外径（半径）となる軸線Ｏからこれら第１、第２突部８、９の外周面までの距離は互いに等しく、軸線Ｏから凹溝５、係合溝６および収容溝７の溝底面までの上記距離よりは僅かに小さくされるとともに、リングビット２の最小内径よりは大きくされている。また、第１、第２突部８、９の周方向の幅も互いに等しく、凹溝５の周方向の幅よりは僅かに小さくされていて、収容溝７の周方向の幅と略等しくされており、従ってこれら第１、第２突部８、９は凹溝５に挿通可能とされる。

さらに、第２突部９の軸線Ｏ方向の長さは、図１に示すようにリングビット２の先端面から第１当接面７ｂまでの収容溝７の長さと略等しくされ、この第２突部９の軸線Ｏ方向後端側を向く壁面が、本実施形態における第１被当接面９ａとされる。この第１被当接面９ａは、第１当接面７ｂが軸線Ｏに沿った断面においてなす角度と等しい角度で、パイロットビット３の外周側に向かうに従い軸線Ｏ方向先端側に向かうテーパ面とされている。

また、この第１被当接面９ａに第１当接面７ｂが当接した状態で、第２突部９は軸線Ｏ方向において収容溝７に収容可能な位置に配置されていて、第１、第２突部８、９を凹溝５に通してパイロットビット３の先端部をリングビット２の内周部に挿通し、第１被当接面９ａを第１当接面７ｂに摺接しつつ当接させて、パイロットビット３を上記回転方向Ｔとは反対側に回転させることにより、第１、第２突部８、９は係合溝６と収容溝７に挿入されて収容され、第２突部９の回転方向Ｔとは反対側を向く壁面が上記第２当接面７ａに当接したところで、パイロットビット３が位置決めされる。従って、この第２突部９の回転方向Ｔとは反対側を向く壁面が、本実施形態における第２被当接面９ｂとされる。なお、本実施形態では、こうしてパイロットビット３が位置決めされた状態で、第１突部８と第１凸壁部２ｃとの間には図１に示すように軸線Ｏ方向に間隔があけられる。

さらに、同じく第１被当接面９ａに第１当接面７ｂが当接してパイロットビット３が位置決めされた状態で、パイロットビット３の先端面はリングビット２の先端面よりも一段突出するようにされている。この先端面は、リングビット２の上記最小内径よりも僅かに小さな外径を有し、中央部の軸線Ｏに垂直な平面状のフェイス面と、このフェイス面の外周の外周側に向かうに従い軸線Ｏ方向後端側に傾斜するテーパ面状のゲージ面とを備えており、これらフェイス面とゲージ面には、やはりパイロットビット３の本体よりも高硬度の超硬合金等からなるボタン型等の掘削チップ４が、その先端部をフェイス面とゲージ面から垂直に突出させてそれぞれ植設されている。

一方、パイロットビット３の後端部は、図８および図９に示すような回収用治具に対して上記回転方向Ｔと軸線Ｏ方向後端側に係合可能な回収部１０とされている。この回収部１０は、軸線Ｏを中心とする小径の円柱部１０ａの軸線Ｏ方向中央部に大径の円板部１０ｂが形成された多段の円柱を軸線Ｏに平行かつ互いにも平行で軸線Ｏから等しい距離にある２つの平面部１０ｃによって切り欠いた、この平面部１０ｃに対向する方向から見て図４に示すような十字架状の外形を有する板状に形成されており、この回収部１０における上記円板部１０ｂの外径（半径）は、パイロットビット３の上記最大外径（半径）よりも小さく、例えばパイロットビット３の先端部の第１突部８よりも後端側の部分の外径と等しくされている。

さらにまた、この回収部１０の後端面からパイロットビット３の先端側に向けては、軸線Ｏを中心とする円形のブロー孔３ａが先端面の手前にまで形成されており、このブロー孔３ａはパイロットビット３の先端部で２つに分岐して、先端側に向かうに従い外周側に向かうように延びて上記フェイス面に開口している。また、これらの分岐したブロー孔３ａの開口部からパイロットビット３の先端面の外周に向けてはブロー溝３ｂが形成されており、これらのブロー溝３ｂは、リングビット２の上記第２当接面７ａがパイロットビット３の第２被当接面９ｂに当接した状態で、図２（ｂ）に示すようにリングビット２の３つの凹溝５のうちの２つに連通するように配設されている。

このようなパイロットビット３をリングビット２に取り付けるには、まず図２（ａ）に示すように第１、第２突部８、９の周方向の位置を凹溝５に合わせて、これら第１、第２突部８、９を凹溝５に通してパイロットビット３の先端部をリングビット２の内周部に挿通し、軸線Ｏ方向における第１突部８の位置を係合溝６に、第２突部９の位置を収容溝７に合わせる。本実施形態では、凹溝５はリングビット２の先端面にも開口しているので、パイロットビット３はリングビット２の先端側からも挿通可能である。

そして、パイロットビット３を上記回転方向Ｔとは反対側に回転して、第１、第２突部８、９を係合溝６と収容溝７に挿入して収容し、図２（ｂ）に示すように第２被当接面９ｂに第２当接面７ａを当接させて位置決めする。この状態で、第１突部８の軸線Ｏ方向先端側には係合溝６と収容溝７との間の第１凸壁部２ｃが配設されているので、第１突部８は軸線Ｏ方向に係合溝６と係合して抜け止めされた状態とされ、リングビット２の先端側や後端側に抜け外れることはない。

そこで、こうして第１突部８が係合溝６と係合した状態で、上述のように掘削装置からケーシングパイプ１を介してリングビット２に軸線Ｏ方向先端側に向けた打撃力および必要に応じて推力と回転方向Ｔに向けた回転力とを与えると、打撃力および推力はリングビット２の第１当接面７ｂからパイロットビット３の第１被当接面９ａを介して、また回転力はリングビット２の第２当接面７ａからパイロットビット３の第２被当接面９ｂを介してパイロットビット３に伝達され、これらリングビット２とパイロットビット３の先端面に植設された掘削チップ４によって地盤に掘削孔が形成され、この掘削孔にケーシングパイプ１が挿入される。

従って、こうしてリングビット２とパイロットビット３に伝達される打撃力および推力と回転力によって一体に削孔を行うことが可能となり、そしてこの削孔中は上述のようにパイロットビット３がリングビット２に対して軸線Ｏ方向に抜け止めされているので、打撃力による衝撃によってパイロットビット３が外れて地盤に残置されたり、削孔できない状態となったりすることがない。なお、この削孔時には掘削装置からケーシングパイプ１内に圧縮空気が供給され、この圧縮空気は上記ブロー孔３ａおよび凹溝５からリングビット２およびパイロットビット３の先端面から噴出し、削孔によって生成された繰り粉をリングビット２およびケーシングパイプ１の外周から後端側に排出する。

また、このように削孔が行われてケーシングパイプ１が所定の深さまで地盤に挿入された後は、例えば削孔の孔底にパイロットビット３を押し当てた状態で上記掘削装置によってケーシングパイプ１およびリングビット２を削孔時の回転方向Ｔとは反対側に回転させることにより、パイロットビット３の第１、第２突部８、９が凹溝５の位置に戻るので、そのままケーシングパイプ１内を後退させることによってパイロットビット３を引き抜いて回収することができる。このとき、パイロットビット３の先端面は掘削孔の孔底に当たっているので、先端側に抜け外れることはない。さらに、こうしてパイロットビット３を回収した後は、必要に応じてケーシングパイプ１およびリングビット２の内周部を通して建て込み材を掘削孔に挿入した後、ケーシングパイプ１およびリングビット２も掘削孔から引き抜いて回収することもできる。

このように、上記構成の掘削工具によれば、上述のようにパイロットビット３が外れて地盤に残置されたり、ヒンジ機構等によってリングビット２と繋がっていても削孔ができない状態となったりすることがなく、所定の深さまで確実に掘削孔を形成することができるとともに、パイロットビット３を確実に回収して再利用することができるので、削孔コストの削減を図ることができる。また、打撃力や回転力はケーシングパイプ１を介してリングビット２およびパイロットビット３に伝達されるので、ケーシングパイプ１内に内管やダウンザホールハンマ等を挿入する必要がなくなり、このため工具構造の簡略化を図って工具コストの削減を促すことが可能となるとともに、ケーシングパイプ１の継ぎ足しだけで削孔を継続することができて作業効率を向上することができる。

なお、上述のようにパイロットビット３を後退させて回収する際に、本実施形態ではパイロットビット３の後端部に、ケーシングパイプ１の後端側から挿入される回収用治具に対して削孔時の回転方向Ｔと軸線Ｏ方向後端側に係合可能な回収部１０が設けられているので、この回収部１０に図８および図９に示すような回収用治具１１を係合させることにより、ケーシングパイプ１を上記回転方向Ｔとは反対側に回転させなくても容易にリングビット２から取り外して回収することができる。

すなわち、この回収用治具１１は、先端部（図８および図９（ｂ）において左側部分）が軸線Ｏと同軸に配置される外形円筒状に形成されるとともに、後端部（図８および図９（ｂ）において右側部分）は後端側に開口する孔部を有する先端部と同軸な有底円筒状とされ、この孔部の内周面には雌ネジ部１１ａが形成されている。また、後端部の外径は先端部よりも僅かに小さくされるとともに、その外周面には軸線Ｏ方向に延びる案内板１２が周方向に等間隔に複数（この回収用治具１１では３つ）外周側に突出するように形成されており、これらの案内板１２の外周面はケーシングパイプ１の内径（半径）よりも僅かに小さい半径の軸線Ｏを中心とした円筒面によって面取りされ、またこの外周面の先後端部も斜めに面取りされている。

さらに、回収用治具１１の先端部の内径（半径）は回収部１０の上記円柱部１０ａの外径（半径）よりも僅かに大きな内径とされるとともに、外径（半径）は円板部１０ｂの外径（半径）と略等しくされており、この先端部には、回収用治具１１の先端面に開口して軸線Ｏと平行に後端側に延びた後、削孔時の上記回転方向Ｔとは反対側に延びる２つの係止溝１３が軸線Ｏに関して回転対称形状に形成されている。これらの係止溝１３における回収用治具１１の上記先端面に連なる内壁面１３ａは、軸線Ｏに平行かつ互いにも平行で軸線Ｏを間にして該軸線Ｏから等しい距離にある２つの平面によって切り欠かれた形状とされ、これらの平面間の間隔は回収部１０の２つの平面部１０ｃ間の間隔、すなわち回収部１０の厚さよりも僅かに大きくされている。

一方、これらの係止溝１３の上記回転方向Ｔとは反対側に延びる部分は、その軸線Ｏ方向の幅が回収部１０における円板部１０ｂの軸線Ｏ方向の長さよりも僅かに大きくされていて、この円板部１０ｂが上記内壁面１３ａ間を挿通された円板部１０ｂが嵌め入れ可能とされている。さらに、この係止溝１３の回転方向Ｔとは反対側に延びる部分の回転方向Ｔを向く２つの壁面１３ｂは、軸線Ｏ方向先端側から透視したときに図９（ｂ）に破線で示すように、外周側に向かうに従い回転方向Ｔ側に向かう２つの傾斜平面によってそれぞれ切り欠かれた形状とされており、これらの傾斜平面も軸線Ｏに平行かつ互いにも平行で軸線Ｏを間にして該軸線Ｏから等しい距離にあり、その間隔もやはり回収部１０の２つの平面部１０ｃ間の間隔、すなわち回収部１０の厚さよりも僅かに大きくされている。

このような回収用治具１１は、その後端部の上記雌ネジ部１１ａに螺合する雄ネジ部が先端部外周に形成された図示されない軸状部材に取り付けられて先端部側からケーシングパイプ１内に挿入される。回収用治具１１の後端部における案内板１２の外周面の外径はケーシングパイプ１の内径よりも僅かに小さいので、回収用治具１１はこれらの案内板１２にガイドされて軸線Ｏと同軸に挿入されてゆき、回収用治具１１の先端部内周に回収部１０の円柱部１０ａのうち円板部１０ｂよりも後端側の部分が収容され、さらに回収用治具１１の先端面が円板部１０ｂの後端面に当接したところで、一旦それ以上挿入できない状態となる。

そこで、この状態から回収用治具１１を上記軸状部材ごと回転方向Ｔに回転させると、係止溝１３の先端面への開口部が周方向に円板部１０ｂと一致したところで、円板部１０ｂが係止溝１３内に挿入可能とされるので、そのまま回収用治具１１を前進させて内壁面１３ａの間を通して円板部１０ｂを係止溝１３に挿入すると、この係止溝１３の先端側を向く底面に円板部１０ｂが当接し、回収用治具１１は再びそれ以上挿入できない状態となる。そして、そのまま回収用治具１１を回転方向Ｔに回転し続けると、円板部１０ｂの２つの平面部１０ｃに係止溝１３の回転方向Ｔを向く上記壁面１３ｂが当接して回収部１０が回収用治具１１に上記回転方向Ｔと軸線Ｏ方向後端側とに係合させられる。

従って、こうして回収用治具１１が回収部１０に係合した状態から、さらに回収用治具１１を上記回転方向Ｔに回転させると、パイロットビット３は上記回転方向Ｔに回転させられて第１、第２突部８、９が凹溝５の位置に戻されるので、軸状部材ごと回収用治具１１とパイロットビット３を後退させることによりリングビット２およびケーシングパイプ１から抜き出し、パイロットビット３を回収することができる。このため、このような回収用治具１１を用いる場合には、パイロットビット３を抜き出すときに上述のように掘削装置によってケーシングパイプ１およびリングビット２を回転方向Ｔと反対側に回転させる必要はない。

次に、図１０ないし図１７は、本発明の掘削工具の第２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。上記第１の実施形態では、リングビット２とパイロットビット３とにそれぞれ１つずつの第１当接面７ｂと第１被当接面９ａとが設けられていたのに対し、この第２の実施形態においては、これらリングビット２とパイロットビット３に、軸線Ｏ方向に間隔をあけて複数ずつの互いに当接可能な第１当接面と第１被当接面が形成されていることを特徴とする。

すなわち、この第２の実施形態では、リングビット２の先端側内周部において係合溝６の軸線Ｏ方向後端側に第２凸壁部２ｄが形成され、この第２凸壁部２ｄの軸線Ｏ方向先端側を向く壁面、すなわち係合溝６の軸線Ｏ方向先端側を向く壁面が２つめの第１当接面６ａとされ、上記係合溝６に収容されるパイロットビット３の第１突部８の軸線Ｏ方向後端側を向く壁面が２つめの第１被当接面８ａとされている。従って、第２の実施形態では、軸線Ｏ方向においては、それぞれ２つずつの第１当接面６ａ、７ｂと第１被当接面８ａ、９ａが間隔をあけて形成されている。

ここで、２つの第１当接面６ａ、７ｂ同士と第１被当接面８ａ、９ａ同士は、軸線Ｏ方向の間隔が互いに等しく、リングビット２またはパイロットビット３の外周側に向かうに従い軸線Ｏ方向先端側に向かうテーパ面とされていて、これらのテーパ面の軸線Ｏに沿った断面における角度も互いに等しい。なお、この第２の実施形態では、それぞれ２つずつの凹溝５および収容溝７と第１、第２突部８、９が周方向に等間隔に形成されている。また、パイロットビット３の先端面のブロー溝３ｂも周方向に等間隔に形成されていて、これら２つの凹溝５に連通している。

このような第２の実施形態の掘削工具では、第１、第２突部８、９を凹溝５に通してパイロットビット３の先端部をリングビット２の内周部に挿通し、第１の実施形態と同様に１つめの第１被当接面９ａを１つめの第１当接面７ｂに摺接しつつ当接させて、パイロットビット３を上記回転方向Ｔとは反対側に回転させると、２つめの第１被当接面８ａも２つめの第１当接面６ａに摺接しつつ当接させられる。従って、第２突部９の第２被当接面９ｂが収容溝７の第２当接面７ａに当接したところで、掘削装置からケーシングパイプ１を介してリングビット２に軸線Ｏ方向先端側への打撃力と回転方向Ｔに向けた回転力を与えると、このうち打撃力は軸線Ｏ方向に間隔をあけた複数（２つ）ずつの第１当接面６ａ、７ｂと第１被当接面８ａ、９ａを介してパイロットビット３に伝達される。

このため、第２の実施形態によれば、この打撃力を伝達する第１当接面６ａ、７ｂと第１被当接面８ａ、９ａの総当接面積を大きく確保することができて、効率的にリングビット２からパイロットビット３に打撃力を伝達することが可能である。また、個々の第１当接面６ａ、７ｂと第１被当接面８ａ、９ａにおいては、伝達される打撃力を分散させることができるので、打撃力が集中することによって第１当接面６ａ、７ｂや第１被当接面８ａ、９ａに摩耗が生じるのを抑えることができ、これによってリングビット２やパイロットビット３の寿命を延長して工具コストを一層削減することができる。

なお、この第２の実施形態では、軸線Ｏ方向においては間隔をあけた２つずつの第１当接面６ａ、７ｂと第１被当接面８ａ、９ａをリングビット２とパイロットビット３に形成しているが、３つ以上の第１当接面と第１被当接面を形成しても勿論構わない。また、パイロットビット３の後端部に設けられる回収部１０も、第１、第２の実施形態のような形状のものに限らず、例えばパイロットビット３の後端部にプルスタッドボルトを回収部として取り付けておいて、これを回収用治具の先端部に取り付けたチャックによって把持することにより、上記回転方向Ｔと軸線Ｏ方向後端側に係合可能としてもよい。

さらに、第１、第２の実施形態では、凹溝５がリングビット２の先端面にも開口していて、パイロットビット３をリングビット２の先端側からも挿通可能であるが、凹溝５はパイロットビット３を回収できるようにリングビット２内周部の後端側に少なくとも開口していればよく、例えば凹溝５や収容溝７の先端部を壁部によって塞いで止まり溝状とし、パイロットビット３の先端面の中央部だけが突出するようにすれば、一層確実にパイロットビット３が先端側に抜け外れるのを防ぐことができる。また、係合溝６も、第１、第２の実施形態のようにリングビット２の内周部の全周に亙って形成されていなくてもよく、凹溝５から削孔時のケーシングパイプ１の回転方向Ｔ側の部分は閉塞された止まり溝状であってもよい。

１ケーシングパイプ
２リングビット
２ｃ第１凸壁部
２ｄ第２凸壁部
３パイロットビット
４掘削チップ
５凹溝
６係合溝
６ａ、７ｂ第１当接面
７収容溝
７ａ第２当接面
８第１突部（突部）
９第２突部
８ａ、９ａ第１被当接面
９ｂ第２被当接面
１０回収部
１１回収用治具
Ｏケーシングパイプ１の軸線
Ｔ削孔時のケーシングパイプ１の回転方向

Claims

軸線回りに回転されるとともに該軸線方向先端側への打撃力が伝達される円筒状のケーシングパイプと、このケーシングパイプの先端部に取り付けられる円筒状または円環状のリングビットと、このリングビットの内周部に挿入されるパイロットビットとを備え、
上記リングビットの内周部には、該内周部の少なくとも後端に開口して上記軸線方向に延びる凹溝と、この凹溝から少なくとも削孔時の上記ケーシングパイプの回転方向とは反対側に延びる係合溝と、上記軸線方向先端側を向く第１当接面および上記回転方向を向く第２当接面とが形成されるとともに、
上記パイロットビットの外周部には、上記凹溝から上記係合溝に挿入された状態で該係合溝と少なくとも上記軸線方向の先端側に係合可能な突部と、この突部が上記係合溝と係合した状態で上記第１当接面が当接可能な上記軸線方向後端側を向く第１被当接面および上記第２当接面が当接可能な上記回転方向とは反対側を向く第２被当接面とが形成されていることを特徴とする掘削工具。
上記パイロットビットの後端部には、上記ケーシングパイプの後端側から挿入される回収用治具に対して上記回転方向と上記軸線方向後端側に係合可能な回収部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の掘削工具。