JP3709476B2

JP3709476B2 - 掘削工具

Info

Publication number: JP3709476B2
Application number: JP32464799A
Authority: JP
Inventors: 猛林; 仁也久田; 和由吉田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2019-11-15
Also published as: JP2001140578A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーシングパイプ先端にリングビットが取り付けられるとともに、このケーシングパイプ内に挿入されたインナーロッドの先端にはインナービットが取り付けられた、いわゆる二重管式ビット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は、例えば実公平７−４３２６４号公報に、ケーシングパイプ先端にリングビットを回転自在に取り付けるとともに、インナーロッドの先端にはインナービットを取り付け、これらリングビットとインナーロッドとの間に、ケーシングパイプの軸線方向に摺動可能とされてインナーロッドの回転をリングビットに伝動させる連係部を設けたものが提案されている。ここで、この公報に記載の掘削工具における上記連係部では、リングビットの内壁に係止ピンを固着してインナービット外周に形成された外周溝と係合させており、このインナービットを介してインナーロッドとリングビットとを軸線回りに一体回転させるとともに、該軸線方向にはインナーロッドおよびインナービットがケーシングパイプおよびリングビットに対して相対的に進退可能とされている。
【０００３】
しかして、このような掘削工具では、上記インナービットにインナーロッドから軸線回りの回転力と軸線方向先端側への打撃力とを与える一方、リングビットにはケーシングパイプから打撃力のみを与えるとともにインナービットの回転に伴う回転力を与え、これらインナービットとリングビットの回転打撃力により地盤を掘削するとともに、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ゆく。また、掘削終了後には、インナーロッドを軸線方向後端側に後退させることにより、インナービットの外周溝から係止ピンが外れて、リングビットおよびケーシングパイプを削孔内に残したままインナービットごとインナーロッドを引き抜くことができる。
【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では、掘削の途中でジャミングなどのトラブルが発生した場合、インナービットごとインナーロッドを一旦後退させてかかるトラブルを解消した後、再びこれらインナーロッドおよびインナービットを前進させて掘削を続行することがある。ところが、この後退の際にインナービットの外周溝からリングビットの係止ピンが外れてしまうと、次に再びインナービットを前進させて掘削を続行しようとしたときに、この外周溝に係止ピンが確実に嵌合するようにインナービットの回転位置を合わせた上で前進させることは困難であり、インナーロッドおよびインナービットを前進させた際に、インナービットの先端がリングビットの係止ピンの後端に当たってしまう場合がある。
【０００５】
しかるに、上記従来の掘削工具では、リングビットは、ケーシングパイプの先端に回転自在に取り付けられているだけであって、軸線方向先端側に向けてケーシングパイプに係合するように取り付けられてはおらず、従ってこのようにインナービットがその先端をリングビット内周の係止ピン後端に当接させた状態でインナーロッドごと前進させられると、インナービットに押し出されるようにしてリングビットがケーシングパイプ先端から外れてしまい、その後の掘削の続行が不可能となってしまうおそれがある。その一方で、このような問題を解消するために、リングビットをケーシングパイプの先端に回転自在かつ軸線方向先端側に係止された状態で取付可能とした掘削工具も考えられてはいるが、そのような掘削工具でも、構造が複雑となったり、リングビットのケーシングパイプ先端への取付作業が煩雑となったりするといった新たな問題が生じるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような二重管式ビットの掘削工具において、リングビットをケーシングパイプの先端に回転自在かつ軸線方向先端側に係止して取り付けるに際して、構造の複雑化を招くことなく、しかもきわめて容易に取付可能な掘削工具を提供することを目的としている。
【０００７】
【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、円筒状のケーシングパイプの先端にリングビットが該ケーシングパイプの軸線回りに回転自在に取り付けられるとともに、上記ケーシングパイプ内に挿入されて上記軸線回りに回転されるインナーロッドの先端には、インナービットが上記リングビットの内周に挿入されて該リングビットと上記軸線回りに係合可能に取り付けられてなる掘削工具において、上記インナービットは、先端から後端に向けて拡径した外形多段円柱状をなしており、１段目から２段目の間の段差部と、２段目から３段目の部分の段差部とは、上記リングビットおよびケーシングパイプに当接可能とされ、上記ケーシングパイプとリングビットとは、互いの内外周面を対向させて嵌挿されるとともに、これら互いに対向するケーシングパイプとリングビットの内外周面には、いずれか一方には上記軸線回りに延びる幅広で溝深さの浅い環状溝が、他方には上記軸線回りに延びる幅狭で溝深さの深い環状溝が形成され、それぞれの環状溝は該軸線を含む断面が「コ」字状をなし、これらの環状溝が合致することによって画成される環状孔に、上記軸線に対する径方向に弾性変形可能な断面方形状に形成された係止部材が負荷がかからない自然状態で介装され、上記リングビットがケーシングパイプに対し先端側に向けては係止部材が幅広で溝深さの浅い環状溝の端縁に当接したところで拘束されて上記軸線方向に係止されるとともに、上記リングビットは軸線方向後退端に向けては、前記インナービットに当接したところでその移動量が拘束されることを特徴とする。
【０００８】
従って、このような構成の掘削工具では、上記環状孔に介装された係止部材によってリングビットがケーシングパイプ先端に回転自在とされたまま軸線方向先端側に係止された状態で取り付けられる。そして、この係止部材は、上記軸線に対する径方向に弾性変形可能とされているので、これらケーシングパイプとリングビットとを嵌挿して取り付けるに際しては、該ケーシングパイプとリングビットの一方の外周面に形成された環状溝に係止部材を装着して縮径した状態に弾性変形させつつ他方の内周に嵌挿したり、あるいは逆に他方の内周面に形成された環状溝に係止部材を装着して拡径した状態に弾性変形させつつ他方を嵌挿したりすることにより、環状溝同士が合致して環状孔が画成されたところで、係止部材がその弾性によって元の状態に復帰してこの環状孔に介装される。このため、上記構成の掘削工具によれば、比較的簡単な構造で、しかもきわめて容易にリングビットをケーシングパイプ先端に取り付けることが可能となる。
【０００９】
ここで、このリングビットのケーシングパイプ先端への取付を一層容易とするには、互いに対向する上記ケーシングパイプとリングビットの内外周面のうち、一方の周面の上記環状溝に上記係止部材を装着した場合に、他方の周面には、これらケーシングパイプとリングビットとが嵌挿される方向側の端部に、面取り状の傾斜面を形成するのが望ましく、これにより、これらリングビットとケーシングパイプとを嵌挿するだけで、一方の周面の環状溝に装着された上記係止部材を他方の周面に形成された傾斜面によって案内するように弾性的に拡縮径させることができる。また、上記インナービットを上記軸線方向先端側に向けてリングビットに当接可能とした場合には、掘削時に上記インナーロッドに与えられる軸線方向先端側への打撃力をインナービットからリングビットに伝えることができ、より効率的な掘削を促すことが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、ケーシングパイプ１は、必要に応じて順次継ぎ足される円管状のパイプ本体２…の先端に円筒状のケーシングトップ３が溶接により同軸に取り付けられて構成されるとともに、このケーシングパイプ１の内周には、中継ぎロッド４の先端にスタビライザー５が取り付けられたインナーロッド６が上記ケーシングパイプ１の中心軸線Ｏと同軸に挿入されていて、このインナーロッド６も必要に応じて上記中継ぎロッド４の後端にスリーブ７…を介して順次中継ぎロッド４…が継ぎ足されて構成され、その最後端には、掘削時に該インナーロッド６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を与えるドリフターのシャンクロッド８が連結される。そして、ケーシングパイプ１先端のケーシングトップ３のさらに先端にはリングビット９が取り付けられるとともに、インナーロッド６先端のスタビライザー５のさらに先端にはインナービット１０が取り付けられて上記リングビット９の内周に挿入されている。
【００１１】
ここで、上記ケーシングトップ３は、その後端部が、先端部に対して内外径とも一段縮径するように形成されるとともに、その後端縁には後端側に向けて漸次拡径するテーパ部３Ａが形成されており、この後端部を最先端のパイプ本体２の内周に嵌挿した上で、上記先端部の後端をパイプ本体２先端に突き合わせて溶接されることにより取り付けられている。また、このケーシングトップ３の先端部は、その内外径がパイプ本体２の内外径と略等しくされ、この先端部の内周面の先端側の端部には、先端側に向けて漸次拡径するテーパ面状に面取りされた傾斜面３Ｂが形成されている。そして、さらにこのケーシングトップ３の先端部の内周面には、上記傾斜面３Ｂよりも後端側の該先端部における軸線Ｏ方向略中央に、この内周面を該軸線Ｏ回りに周回するように環状溝１１が形成されている。この環状溝１１は、その溝底の位置が軸線Ｏに対する径方向において上記傾斜面３Ｂの先端側の最も拡径した位置と略等しくされるとともに、その軸線Ｏ方向の幅は溝深さよりも十分大きくされ、軸線Ｏを含む断面おいて図２に示すように上記径方向に偏平した内周側に開口する「コ」字状をなしている。
【００１２】
また、このケーシングトップ３の先端側に取り付けられる上記リングビット９は、その後端部の外周面が上記ケーシングトップ３の先端部の内周に嵌挿可能な外径とされるとともに、先端部は外周側に盛り上がってその外径がケーシングトップ３やパイプ本体２の外径よりも大きくされ、このリングビット９の先端面には超硬合金等の硬質材料よりなるチップ１２が多数植設されている。なお、本実施形態では、このリングビット９の先端面は軸線Ｏに直交する平坦な円環状面とこの円環状面の内外周に連なって内外周側に向かうに従い後端側に傾斜する２つのテーパ面とから構成されており、外周側のテーパ面には６つのチップ１２…が先端側に向かうに従い外周側に傾斜するように植設されるとともに、上記円環状面には半数の３つのチップ１２が軸線Ｏに平行に、また内周側のテーパ面にはやはり３つのチップ１２…が先端側に向かうに従い内周側に傾斜するように植設されており、これらのチップ１２…は、各面ごとに周方向に等間隔に配置されるとともに、全チップ１２同士の間でも周方向に等間隔に位置するように配設されている。
【００１３】
一方、リングビット９の内周面は、略全長に亙って上記ケーシングトップ３の後端部よりも一段小さな内径に形成されており、その後端縁には後端側に向かうに従い漸次拡径するテーパ部９Ａが形成されている。また、このリングビット９の内周面には、軸線Ｏに平行に延びる６条の凹溝９Ｂ…が、周方向に等間隔に、かつリングビット９先端の内周側の上記テーパ面に植設されたチップ１２…と干渉しないように、リングビット９先端のこのテーパ面から後端の上記テーパ部９Ａに亙って形成されている。この凹溝９Ｂは、図３に示すように掘削時の上記シャンクロッド８によるインナービット１０の回転方向Ｔの後方側（図３における時計回り方向側）の溝壁面９ａが軸線Ｏに直交する断面において略１／４円弧をなす凹曲面状に形成されるとともに、回転方向Ｔ側の溝壁面９ｂはその断面が上記溝壁面９ａよりも曲率半径の大きな円弧をなすやはり凹曲面状とされ、さらにこれらの壁面９ａ，９ｂ間に位置して内周側を向く溝底面９ｃは、その断面が該壁面９ａ，９ｂに滑らかに連なって軸線Ｏを中心とした円の接線方向に延びる平面状に形成されている。
【００１４】
そして、このリングビット９の上記後端部の外周面には、該後端部の軸線Ｏ方向中央よりも僅かに後端側に、該軸線Ｏを中心としてこの外周面を軸線Ｏ回りに周回するように延びる環状溝１３が形成されており、このリングビット９の後端部をケーシングトップ３の先端部内周に嵌挿することによってこの環状溝１３とケーシングトップ３の内周面の上記環状溝１１とが合致して画成される環状孔１４には、軸線Ｏに対する径方向に弾性変形可能な係止部材１５が介装される。ここで、上記環状溝１３は、軸線Ｏを含む断面おいて外周側に開口する「コ」字状をなし、その溝深さは上記環状溝１１よりも深くされるとともに軸線Ｏ方向の溝幅は環状溝１１よりも小さくされており、これにより、これら環状溝１１，１３によって画成される上記環状孔１４は、環状溝１３が環状溝１１の軸線Ｏ方向略中央部に位置した状態において、該軸線Ｏを含む断面が上記径方向に偏平したＴ字状をなすように形成される。
【００１５】
また、上記係止部材１５は、本実施形態ではバネ鋼等の適当な弾性と十分な強度とを備えた材質によって形成された円環を周方向に一部切り欠いた形状の、いわゆるＣ型止め輪であって、その断面は、上記環状溝１３に嵌合可能な軸線Ｏ方向の幅と環状溝１３の溝深さに等しい上記径方向の厚さとを有する方形状に形成されており、さらに該係止部材１５に負荷がかかっていない自然状態において、該係止部材１５の外径は、リングビット９の後端部の外径やケーシングトップ３の先端部の内径よりも大きく、軸線Ｏを中心とした環状溝１１の溝底面の内径と略等しくなるように設定されるとともに、またこの自然状態における係止部材１５の内径は、軸線Ｏを中心とした環状溝１３の溝底面の外径よりも大きく、かつリングビット９の後端部の外径より小さくなるように設定されている。従って、環状孔１４に介装された係止部材１５は略上述の自然状態とされ、全周的に、その内周部が軸線Ｏ方向に環状溝１３に嵌合するとともに、外周部は環状溝１１内に突出してその溝底面に摺接した状態とされる。
【００１６】
さらにまた、上記インナービット１０は、先端から後端に向けて２段に拡径した後に１段縮径する外形多段円柱状をなしており、最先端の１段目の部分の外径はリングビット９の内周部に、また２段目の部分の外径はケーシングトップ３後端部の内周部に、さらに３段目の最も大きな部分の外径はパイプ本体２の内周部に、それぞれ緩挿可能な大きさとされている。また、このインナービット１０の上記１段目の部分の先端面の外周縁部、すなわち当該インナービット１０の先端面の外周縁部と、１段目から２段目の間の段差部と、２段目から３段目の部分の段差部とは、それぞれ外周側に向かうに従い後端側に向けて円錐状に広がるテーパ部とされており、このうち１段目から２段目のテーパ部１０Ａおよび２段目から３段目のテーパ部１０Ｂは、そのテーパ角が上記リングビット９のテーパ部９Ａおよびケーシングトップ３のテーパ部３Ａと等しくされていて、図２に示すようにこれらのテーパ部１０Ａ，１０Ｂがテーパ部９Ａ，３Ａに当接した状態で、ケーシングトップ３とリングビット９との環状溝１１，１３が合致して上記断面Ｔ字状の環状孔１４が画成されるとともに、インナービット１０の先端がリングビット９の先端よりも突出するように設定されている。
【００１７】
さらに、このインナービット１０の内部には、その後端から上記軸線Ｏに沿って先端側に向け、上記スタビライザー５先端の雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が内周に形成された取付孔１６が穿設されるとともに、当該インナービット１０最後段の縮径した部分の後端側には、上記取付孔１６にねじ込まれた上記スタビライザー５の先端部を抜け止めするピン１７が挿入されるピン孔１８，１８が、軸線Ｏに直交する平面上を、該平面による断面においてこの取付孔１６がなす円の接線方向に互いに平行に延びて該取付孔１６に開口するように形成されている。さらにまた、この取付孔１６の孔底からは、インナーロッド６の上記中継ぎロッド４…やスタビライザー５を通して送られた圧縮空気等を供給するための供給孔１９が、やはり軸線Ｏに沿って先端側に向け、かつ取付孔１６よりも一段縮径するように形成されており、この供給孔１９の途中からは、外周側に向かうに従い先端側に延びる３つの噴出孔１９Ａ…と、これよりも先端側から外周側に向かうに従い後端側に延びる３つの噴出孔１９Ｂ…とが、周方向に交互かつ等間隔に分岐させられるとともに、該供給孔１６の最先端からは、先端側に向かうに従い外周側に向かう噴出孔１９Ｃが、インナービット１０先端面の軸線Ｏから僅かに偏心した位置に開口するように形成されている。
【００１８】
一方、このインナービット１０の上記１段目の部分の外周には、軸線Ｏ方向においてインナービット１０の先端面からやや後退した位置から上記テーパ部１０Ａの手前部分にかけて、軸線Ｏに直交する断面が上記回転方向Ｔ側に斜辺を有する台形状をなす３条の突条２０…が周方向に等間隔に形成されており、上記供給孔１９から先端側に傾斜して延びる上記噴射孔１９Ａ…は、それぞれこの突条２０…の先端側の上記１段目部分の外周面に開口させられている。しかして、これらの突条２０…は、インナービット１０の１段目の部分をリングビット９の内周に挿入したときに、図３に示すようにこのリングビット９内周に形成された上記凹溝９Ｂ…のうち周方向に一つおきに位置する３条の凹溝９Ｂ…に軸線Ｏ方向に沿ってそれぞれ緩挿可能な大きさとされており、こうして突条２０…が凹溝９Ｂに緩挿されることにより、インナービット１０とリングビット９とは軸線Ｏ回りに係合させられて一体回転可能とされる。
【００１９】
また、このインナービット１０の外周には、該インナービット１０の先端から後端に亙って軸線Ｏに平行に延びる３条の掘削屑の排出溝２１…が、周方向に上記突条２０…と交互かつ等間隔に位置するように形成されており、この排出溝２１は、上記１段目の部分においては、その軸線Ｏに直交する断面が略１／４円弧状をなす凹曲面状の溝壁面２１ａ，２１ｂと、これらの溝壁面２１ａ，２１ｂに滑らかに連なって軸線Ｏを中心とした円の接線方向に延びる平面状の溝底面２１ｃとから画成されるとともに、２、３段目の部分では上記溝壁面２１ａ，２１ｂが溝底面２１ｃに垂直に外周側に延びるように形成され、上記供給孔１９から後端側に傾斜して延びる上記噴出孔１９Ｂ…はそれぞれこの排出溝２１…の溝底面２１ｃに開口させられている。さらに、この排出溝２１の周方向の幅はリングビット９内周の上記凹溝９Ｂの幅と略等しくされており、上述のように周方向に一つおきに位置する３条の凹溝９Ｂ…に突条２０…を緩挿してリングビット９内周にインナービット１０を挿入したときに、残りの３条の凹溝９Ｂ…とこれらの排出溝２１…とが周方向に合致することにより、当該掘削工具の先端に開口してケーシングパイプ１内のインナーロッド６との間の空間に連通する排出孔が画成される。
【００２０】
そして、さらにこのインナービット１０の先端面にも、上記排出溝２１…の開口部や上記噴出孔１９Ｃを避けるようにして、超硬合金等の硬質材料よりなるチップ２２が多数植設されている。なお、ここで本実施形態では、インナービット１０先端面の外周縁部の上記テーパ部に６つのチップ２２…が植設されるとともに、このテーパ部よりも内周側の軸線Ｏを中心とした円形平面部には３つのチップ２２…が植設されており、この円形平面部の３つのチップ２２…は、それぞれ軸線Ｏに平行に植設されるとともに、周方向には上記排出溝２１…の位置に合わせて等間隔に、また径方向には２つのチップ２２，２２が該円形平面部の外周側に位置するとともに残りの１つが内周側に位置するように配置され、上記噴出孔１９Ｃはこの内周側のチップ２２と軸線Ｏについて略対称な位置に開口させられている。一方、先端面外周縁部の上記テーパ部のチップ２２…は、先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜して植設されており、周方向においては、上記排出溝２１を間にして対称に配置される一対のチップ２２，２２が３対配置された構成とされている。なお、これらインナービット１０先端の外周側に傾斜させられたチップ２２…と、リングビット９先端の内周側に傾斜したチップ１２…とは、リングビット９内周へのインナービット１０の挿脱に干渉しないようにされている。
【００２１】
このような掘削工具においては、ケーシングパイプ１のパイプ本体２先端に溶接されたケーシングトップ３に、上述のように環状溝１３に係止部材１５が装着されたリングビット９の後端部を先端側から嵌挿することにより、この係止部材１５がケーシングトップ３の内周先端側の傾斜面３Ｂに乗り上げて案内されるように弾性的に縮径し、さらにそのままリングビット９を後端側に挿入することによって上記環状溝１３がケーシングトップ３内周の環状溝１１と合致したところで、係止部材１５がその弾性によって拡径して元の自然状態に復帰することにより、その外周部が環状溝１１側に嵌まり込み、これら環状溝１１，１３によって画成された環状孔１４に係止部材１５が介装された状態となる。従って、この状態でリングビット９はケーシングパイプ１に対し、軸線Ｏ回りには回転自在とされるとともに、軸線Ｏ方向先端側に向けては係止部材１５が環状溝１１の先端縁に当接したところでその移動が拘束されて係止される。
【００２２】
そして、さらにこのケーシングパイプ１内に、インナーロッド６の先端に取り付けられたインナービット１０を後端側から挿入して、上記テーパ部１０Ｂをケーシングトップ３のテーパ部３Ａに当接させるとともに、上記突条２０…をリングビット９の凹溝９Ｂ…に緩挿させることにより、リングビット９は、軸線Ｏ回りにはインナービット１０およびインナーロッド６と一体に回転可能とされるとともに、軸線Ｏ方向後端側に向けては上記テーパ部９Ａがインナービット１０のテーパ部１０Ａに当接したところでその移動が拘束される。従って、この状態からインナーロッド６に軸線Ｏ回りの上記回転方向Ｔへの回転力と軸線Ｏ方向先端側に向けての打撃力とを与えることにより、リングビット９とインナービット１０とは一体に回転させられつつテーパ部９Ａ，１０Ａが当接することによって先端側に打撃され、上記チップ１２…，２２…によって地盤等の掘削が行われる。さらに、上記テーパ部３Ａ，１０Ｂが当接していることにより、ケーシングトップ３には先端側に向けての打撃力のみがインナービット１０から伝えられ、これによりケーシングパイプ１は回転することなく、上記リングビット９およびインナービット１０によって掘削された削孔に建て込まれてゆく。
【００２３】
このように、上記構成の掘削工具では、ケーシングパイプ１先端のケーシングトップ３内周の環状溝１１とリングビット９外周の環状溝１３とにより画成される環状孔１４に上記係止部材１５が介装されることにより、このリングビット９をケーシングパイプ１に対して回転自在としつつも、軸線Ｏ方向先端側には係止された状態となる。従って、例えば掘削中にジャミング等が生じてインナーロッド６ごとインナービット１０を一旦後退させた後、ジャミング等が解消して再びインナーロッド６およびインナービット１０を前進させたときに、インナービット１０の上記突条２０…がリングビット９の凹溝９Ｂ…にちょうど緩挿されずに後端側のテーパ部９Ａに当接してしまったりした場合でも、係止部材１５が環状溝１１の先端縁に当接したところでリングビット９の移動が拘束されるため、そのままリングビット９がケーシングパイプ１の先端から抜け外れてしまうようなことがなく、リングビット９の移動が拘束されてインナーロッド６が前進できなくなった時点で、インナービット１０を僅かずつ回転することにより突条２０…と凹溝９Ｂ…とを周方向に一致させた後、再びインナービット１０を前進させて突条２０…を凹溝９Ｂ…に緩挿させ、掘削を続行することが可能となる。
【００２４】
そして、上記構成の掘削工具によれば、この係止部材１５が上記Ｃ型止め輪のように軸線Ｏに対する径方向に弾性変形可能なものであって、上述のように環状溝１３に装着したこの係止部材１５を弾性的に縮径させながらリングビット９の後端部をケーシングトップ３の内周に嵌挿するだけで、環状溝１３が環状溝１１と合致したところで係止部材１５が拡径し、リングビット９がケーシングパイプ１に対して回転自在かつ軸線Ｏ方向に係止された状態となる。従って、このように係止部材１５によってリングビット９を抜け止めしつつも、このリングビット９のケーシングパイプ１への取り付けはきわめて容易に行うことができ、当該掘削工具の組立作業の簡略化を図ることが可能である。また、その一方で上記掘削工具では、これらケーシングパイプ１のケーシングトップ３とリングビット９とに環状溝１１，１３を形成して係止部材１５を装着するだけでよく、部品に施す加工が最小限で済むため経済的であるとともに、構造の複雑化を招くおそれもないという利点も得ることができる。
【００２５】
さらに、本実施形態の掘削工具では、リングビット９の環状溝１３に係止部材１５を装着した上で、このリングビット９をケーシングパイプ１先端にケーシングトップ３内周に嵌挿するに際して、このケーシングトップ３内周の先端側の端部、すなわち該ケーシングトップ３にリングビット９が嵌挿される方向側の端部に、この嵌挿方向側に向かうに従い漸次拡径する面取り状の傾斜面３Ｂが形成されており、リングビット９をケーシングトップ３内周に嵌挿する際には、この傾斜面３Ｂによって係止部材１５が縮径するように案内させられて弾性変形させられることとなる。このため、本実施形態によれば、この係止部材１５を弾性変形させるに際しても、例えばＣ型止め輪よりなるこの係止部材１５をかしめたりして弾性変形させながら、その状態を維持しつつリングビット９をケーシングトップ３内周に嵌挿するような必要もなく、単にリングビット９をケーシングトップ３に押し込んで嵌挿するだけで、係止部材１５を弾性変形させて縮径させた後にこの嵌挿によって画成される環状孔１４に介装することができ、一層容易にリングビット９をケーシングパイプ１に取り付けることが可能となる。
【００２６】
一方、本実施形態では、上記インナービット１０に形成されたテーパ部１０Ａが、リングビット９の後端部に形成されたテーパ部９Ａに上記軸線Ｏ方向先端側に向けて当接可能とされており、これにより、インナーロッド６からインナービット１０に与えられる先端側への打撃力を、これらテーパ部１０Ａ，９Ａを介してリングビット９に直接的かつ同時に伝えることが可能となるので、これらリングビット９およびインナービット１０に伝えられた打撃力によってその先端のチップ１２…，２２…を確実に地盤等に食いつかせることが可能となり、一層効率的な掘削を促すことが可能となる。しかも、これに加えて本実施形態では、このインナービット１０は、上記テーパ部１０Ａよりも後端側に形成されたテーパ部１０Ｂがケーシングトップ３に形成されたテーパ部３Ａに当接することにより、ケーシングパイプ１に対しても先端側に向けて当接可能とされており、このインナービット１０に与えられる回転打撃力のうち打撃力だけが伝えられてケーシングパイプ１が削孔内に建て込み可能とされているので、上記公報記載の従来の掘削工具のようにインナーロッドとケーシングパイプとに回転打撃力と打撃力とを別々に与える必要もなく、さらに効率的な掘削を図ることができる。
【００２７】
なお、本実施形態では上述のようにケーシングパイプ１先端のケーシングトップ３の内周とリングビット９の後端部の外周とに環状溝１１，１３を形成し、このうちリングビット９外周に環状溝１３に係止部材１５を装着して、リングビット９をケーシングトップ３に嵌挿することにより、上記傾斜面３Ｂによって係止部材１５を縮径するように弾性変形しつつ、これらの環状溝１１，１３を合致させて環状孔１４を画成し、この環状孔１４に、その弾性力によって拡径して元の状態に復帰した係止部材１５を介装するようにしているが、例えば上記環状溝１１，１３の構成を逆にして、上記リングビット９の外周に軸線Ｏ方向に幅広で溝深さの浅い環状溝１１を形成するとともにケーシングトップ３の内周には幅狭で溝深さの深い環状溝１３を形成し、このケーシングトップ３内周の環状溝１３に係止部材１５を装着しておいて、リングビット９後端部を嵌挿することにより、この係止部材１５を拡径するように弾性変形させつつ、これら環状溝１１，１３を合致させて環状孔１４を画成し、弾性によって縮径して元の状態に復帰した係止部材をこの環状孔１４に介装するようにしてもよい。この場合には、リングビット９の後端部外周に、先端側に向けて漸次拡径する面取り状の傾斜面を形成すればよい。
【００２８】
また、上記実施形態とは反対に、リングビット９の後端部内周にケーシングパイプ１の先端部を嵌挿可能として、これらリングビット９外周とケーシングパイプ１内周とに、この嵌挿によって互いに合致して環状孔１４を画成する環状溝１１，１３を形成し、このうち環状溝１３に装着した係止部材１５を弾性的に拡径または縮径させながらケーシングパイプ１とリングビット９とを嵌挿して、上記環状孔１４が画成されたところで、この環状孔１４に弾性力によって復帰した係止部材１５が介装されるようにしてもよい。この場合には、上記傾斜面は、ケーシングパイプ１の先端部外周に後端側に向けて拡径する面取り状に形成したり、リングビット９の後端部内周に先端側に向けて縮径する面取り状に形成したりすればよい。さらにまた、上記実施形態では、環状溝１１，１３をケーシングトップ３およびリングビット９の内外周を周回するように形成するとともに、係止部材１５として上述のように円環を周方向に一部切り欠いたＣ型止め輪を用いているが、例えばこれら環状溝１１または環状溝１３、および係止部材１５を周方向に複数に分断して設けるようにしたりしてもよい。
【００２９】
さらに、上記係止部材１５による係止強度を向上させるためには、複数条の環状溝１１，１３を互いに平行に軸線Ｏ方向に並ぶように形成して複数の環状孔１４が画成されるようにし、これらの環状孔１４にそれぞれ係止部材１５が介装されるようにしてもよい。このとき、例えば上記実施形態のようにケーシングパイプ１先端のケーシングトップ３内周にリングビット９を嵌挿して取り付ける場合であって、これらケーシングトップ３内周とリングビット９外周との間に２条の環状孔１４，１４が軸線Ｏ方向に並ぶように画成する場合には、先端側の環状孔１４は、上記実施形態と同様にケーシングトップ３内周の幅広浅溝の環状溝１１とリングビット９外周の幅狭深溝の環状溝１３とにより画成されるようにして、このリングビット９側の環状溝１３に係止部材１５を装着しておく一方、後端側の環状溝１４は、上記環状溝１１，１３の構成を逆にした場合のようにリングビット９外周に幅広浅溝の環状溝１１を形成するとともにケーシングトップ３内周には幅狭深溝の環状溝１３を形成して、これらの環状溝１１，１３によって画成されるようにし、係止部材１５をこのケーシングトップ３側の環状溝１３に装着しておけばよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ケーシングパイプとリングビットとの内外周に形成された環状溝が合致して画成される環状孔に、径方向に弾性変形可能な係止部材が介装されることにより、構造の複雑化を招くことなく、またケーシングパイプへのリングビットの取り付けをきわめて容易としたまま、このリングビットをケーシングパイプに対して回動自在としつつ軸線方向先端側には確実に係止することができ、ジャミング等のトラブルが生じた際にインナービットおよびインナーロッドを一旦後退させてから再び前進させたりしたときでも、リングビットがケーシングパイプ先端から外れてしまうような事態を防止して、円滑な掘削作業を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す一部破断側面図である。
【図２】図１に示す実施形態の先端部の拡大側断面図である。
【図３】図１に示す実施形態を先端側からみた拡大正面図である。
【符号の説明】
１ケーシングパイプ
３ケーシングトップ
６インナーロッド
９リングビット
９Ｂ凹溝
１０インナービット
１１，１３環状溝
１２，２２チップ
１４環状孔
１５係止部材
２０突条
２１排出溝
Ｏケーシングパイプ１の中心軸線
Ｔ掘削時のインナービット１０の回転方向

Claims

円筒状のケーシングパイプの先端にリングビットが該ケーシングパイプの軸線回りに回転自在に取り付けられるとともに、上記ケーシングパイプ内に挿入されて上記軸線回りに回転されるインナーロッドの先端には、インナービットが上記リングビットの内周に挿入されて該リングビットと上記軸線回りに係合可能に取り付けられてなる掘削工具において、
上記インナービットは、先端から後端に向けて拡径した外形多段円柱状をなしており、１段目から２段目の間の段差部と、２段目から３段目の部分の段差部とは、上記リングビットおよびケーシングパイプに当接可能とされ、
上記ケーシングパイプとリングビットとは、互いの内外周面を対向させて嵌挿されるとともに、これら互いに対向するケーシングパイプとリングビットの内外周面には、いずれか一方には上記軸線回りに延びる幅広で溝深さの浅い環状溝が、他方には上記軸線回りに延びる幅狭で溝深さの深い環状溝が形成され、それぞれの環状溝は該軸線を含む断面が「コ」字状をなし、これらの環状溝が合致することによって画成される環状孔に、上記軸線に対する径方向に弾性変形可能な断面方形状に形成された係止部材が負荷がかからない自然状態で介装され、上記リングビットがケーシングパイプに対し先端側に向けては係止部材が幅広で溝深さの浅い環状溝の端縁に当接したところで拘束されて上記軸線方向に係止されるとともに、上記リングビットは軸線方向後退端に向けては、前記インナービットに当接したところでその移動量が拘束されることを特徴とする掘削工具。
互いに対向する上記ケーシングパイプとリングビットの内外周面のうち、一方の周面の上記環状溝には上記係止部材が装着されるとともに、他方の周面には、これらケーシングパイプとリングビットとが嵌挿される方向側の端部に、面取り状の傾斜面が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。