JP4007216B2 - 二重管式掘削工具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤若しくは岩盤等を掘削して掘削孔等を穿設する掘削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地盤若しくは岩盤等を掘削して掘削孔等を穿設するための掘削工具の一例として、二重管式掘削工具がある。
従来、図８に示すような、二重管式掘削工具１は軸線Ｏに互いに同軸な外管２と内管３とを有しており、外管２の先端に環状のリングビット５が取り付けられ、内管３の先端にインナービット６が取り付けられており、軸線Ｏ回りの回転力と軸線Ｏ方向の打撃力とによって、外管２の先端のリングビット５と内管３の先端のインナービット６とで掘削するものである。このとき、リングビット５には外管２からのみ回転力と打撃力とが伝達され、インナービット６には内管３からのみ回転力と打撃力とが伝達される。そして、掘削した土砂や岩屑等は、入水管７から供給されて内管３を介して地盤に噴出された高圧水Ａの流体と共に、内管３と外管２との隙間４を流動して、排出口８からスライムＢとして外部に排出されるようになっている。
【０００３】
ところで、上述した二重管式掘削工具１の場合、外管２に加えられる軸線Ｏ回りの回転力と軸線Ｏ方向の打撃力の大半が土砂や岩屑等との摩擦により消費され、最悪の場合にはリングビット５に回転力や打撃力が伝達されなくなって、リングビット５が地盤を掘削することができなくなってしまうという問題があった。このようなリングビット５の掘削効率が低下する問題を解決するために、本願出願人らは、以下に示すような二重管式掘削工具を開発した。この二重管式掘削工具は、リングビットに打撃力伝達部と回転力伝達部とが設けられているとともに、外管に対してリングビットが相対的に回転可能に構成されている。これにより、内管からインナービットに伝達される軸線方向の打撃力と軸線回りの回転力とが、インナービットから打撃力伝達部および回転力伝達部を介してリングビットにも伝達されるために、回転力及び打撃力の伝達が土砂や岩屑等の堆積によって妨げられることが防止されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０-２０５２６０号公報（第１，８図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記二重管式掘削工具では、リングビットに伝達される回転力と打撃力とが土砂や岩屑等の影響を受けないものの、リングビットと外管とが独立しているので外管を回転させる回転力が掘削に利用されることがなく、掘削効率が悪いという問題があった。つまり、リングビットに対して外管が空回りしている状態となっているのである。また、上述したような打撃力伝達部と回転力伝達部とをリングビットの内径部に設ける必要があるため、リングビットの内径部が複雑な構造になってしまうとともに、その内径が小径になってしまい、掘削作業の後に挿入されるアンカーなどを挿入可能とするリングビットの内径を確保することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、掘削効率を高めることができ、簡易な構造の二重管式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】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る二重管式掘削工具は、管状のインナーロッドとアウターケーシングとが互いに同軸に配設されており、前記インナーロッドの先端にインナービットが装着され、該インナービットの外周に位置して前記アウターケーシングの先端にアウタービットが装着されて構成されている二重管式掘削工具において、前記アウタービットには、前記インナービットの打撃力伝動部から軸線方向の打撃力が伝達される打撃力受動部と、前記アウターケーシングの回転力伝動部から軸線回りの回転力が伝達される回転力受動部と、前記アウターケーシングの係合部と係合することで軸線方向の所定の範囲で前記アウタービットが摺動可能とされる摺動規制部とが設けられており、前記回転力伝動部および係合部は、前記アウターケーシングの先端部分に装着されるアダプタの内周面に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明の二重管式掘削工具では、アウタービットへの軸線方向の打撃力がインナービットの打撃力伝動部から打撃力受動部に伝達されるとともに、アウタービットへの軸線回りの回転力がアウターケーシングの回転力伝動部から伝達されるので、土砂や岩屑等の影響を受けることなく打撃力が伝達されるとともに、アウターケーシングを回転させる回転力が掘削に利用される。また、アウターケーシングの係合部と係合することで軸線方向の所定の範囲でアウタービットを摺動可能とする摺動規制部がアウタービットに設けられているので、打撃力による軸線方向への急激な移動に対して摺動可能な範囲において対応することができるとともに、アウタービットがアウターケーシングから脱落することが防止される。つまり、このような摺動規制部を設けることによって、インナービットによる打撃力がアウターケーシングに伝達されることを防止しつつ、アウターケーシングからアウタービットに回転力を伝達することが可能となるのである。これにより、アウタービットによる掘削効率を高めることができ、工具全体として効率良く掘削作業を行うことができる。
【０００９】
また、この発明の二重管式掘削工具では、前記回転力伝動部および係合部は、前記アウターケーシングの先端部分に装着されるアダプタの内周面に設けられているので、アダプタの回転力伝動部および係合部とアウタービットの回転力受動部および摺動規制部とが組み合わされて、確実に回転力がアウターケーシングから伝達されるとともに、打撃力が効率的に伝達されて掘削が行われる。このように、アウターケーシングとアウタービットとの間にアダプタを装着することで、アウターケーシングの設計を変更することなく異なる形状の回転力受動部および摺動規制部を有するアウタービットに対応することができる。
【００１０】
また、本発明に係る二重管式掘削工具は、上述した二重管式掘削工具であって、前記回転力受動部または回転力伝動部のいずれか一方が、前記軸線に平行に延びた形状の凸条部で、他方が該凸条部を収容可能かつ周方向に係合可能な形状の凹条部であることを特徴とする。
また、前記凸条部がキー部材で前記凹条部がキー溝であることを特徴とする。
【００１１】
この発明の二重管式掘削工具では、たとえば、回転力受動部が軸線に平行に延びた形状の凸条部で、回転力伝動部が凸条部を収容可能かつ周方向に係合可能な形状の凹条部であるので、凸条部と凹条部との周方向の係合によってアウターケーシングの回転力がアウタービットに伝達される。このような構成にすることにより、確実に回転力を伝達することができるとともに、アンカーなどを挿入可能とする内径を確保することができる。
また、凸条部をキー部材、凹条部をキー溝とすることによっても確実に回転力を伝達することができる。
【００１２】
また、本発明に係る二重管式掘削工具は、上述した二重管式掘削工具であって、前記摺動規制部または係合部のいずれか一方が、前記軸線方向に所定の長さを有した形状の溝部で、他方が該溝部に対応して形成されたボール孔封入されて前記溝部の前記軸線方向に係合可能なボール部材であることを特徴とする。
この発明の二重管式掘削工具では、たとえば、摺動規制部が軸線方向に所定の長さを有した形状の溝部で、係合部が溝部に対応して形成されたボール孔に封入されて溝部の軸線方向に係合可能なボール部材であるので、溝部の軸線方向の長さの範囲においてアウタービットが軸線方向に摺動可能とされている。このように、溝部とボール部材とによってアウタービットを摺動可能とすることで、アウタービットの摺動抵抗を低減させることができ、アウタービットがスムーズに摺動することができる。これにより、掘削作業の効率を向上させることができる。
【００１３】
または、前記摺動規制部または係合部のいずれか一方が、前記軸線方向に所定の長さを有した形状のキー溝で、他方が該キー溝の長さより短い形状のキー部材であることを特徴とする。
この発明の二重管式掘削工具では、たとえば、摺動規制部が軸線方向に所定の長さを有した形状のキー溝で、係合部がキー溝の長さより短い形状のキー部材であるので、アウタービットの構成をより簡略化することができる。つまり、上述したような回転力受動部および回転力伝動部をキー部材およびキー溝で構成した場合には、キー部材およびキー溝の長さを設定するだけで、摺動規制部および係合部としての機能を有することができるのである。
【００１４】
または、前記摺動規制部または係合部のいずれか一方が雄ネジ部で、他方が該雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部であり、前記雄ネジ部を収容可能な大径部が前記雌ネジ部に連続して設けられているとともに、前記雌ネジ部が通過可能な小径部が前記雄ネジ部に連続して設けられており、前記アウタービットが装着された状態で前記雄ネジ部と前記雌ネジ部とは互いに螺合された後に反対側へ通過して前記雌ネジ部よりも所定の長さだけ基端側に前記雄ネジ部が位置することが可能とされていることを特徴とする。
【００１５】
この発明の二重管式掘削工具では、たとえば、摺動規制部が雄ネジ部で、係合部が雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部であり、雄ネジ部を収容可能な大径部が雌ネジ部に連続して設けられているとともに、雌ネジ部が通過可能な小径部が雄ネジ部に連続して設けられており、アダプタにアウタービットが装着された状態で雄ネジ部と雌ネジ部とは互いに螺合された後に反対側へ通過して、雌ネジ部よりも所定の長さだけ基端側に雄ネジ部が位置することが可能とされているので、雄ネジ部が位置する所定の長さ範囲だけアウタービットが軸線方向へ摺動可能とされている。つまり、アダプタにアウタービットを装着した状態で、大径部において雄ネジ部が軸線方向へ自在に移動可能とされ、小径部において雌ネジ部が軸線方向へ自在に移動可能とされているので、アウタービットを先端方向へ移動させて雄ネジ部と雌ネジ部とが係合するまで、アダプタに対してアウタービットが摺動可能とされているのである。これにより、ボール部材やキー部材などを用いることなく簡単にアウタービットをアダプタに装着することができ、効率良く掘削することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施形態である二重管式掘削工具（以下、掘削工具という）１０の先端部分の部分断面図で、図２は、図１のＣ−Ｃ断面図である。掘削工具１０は、軸線Ｏに同軸になるようにアウターケーシング１１とインナーロッド１２とが配設されており、アウターケーシング１１の内側にインナーロッド１２が位置している。アウターケーシング１１の先端にはアダプタ１３を介してアウタービット１４が装着されており、インナーロッド１２の先端にはインナービット１５が装着されている。
【００１７】
アウターケーシング１１の外周面１１ａは掘削時に掘削孔に接する面で、アウターケーシング１１の内周面１１ｂとインナーロッド１２の外周面１２ａとの間に間隙１６が画成されており、インナーロッド１２の内周面１２ｂによって流路１７が画成されている。アウターケーシング１１の先端側の内周面１１ｂが拡径されている位置に雌ネジ部１１ｃが形成されており、インナーロッド１２の先端側の内周面１２ｂが拡径されている位置に雌ネジ部１２ｃが形成されている。また、図示していないが、アウターケーシング１１およびインナーロッド１２の基端側は従来と同様に掘削装置に接続されており、アウターケーシング１１に回転力が加えられ、インナーロッド１２に回転力および打撃力が加えられる構成となっている。
【００１８】
図３に、アウタービット１４の先端視図と部分断面側面図とが示されている。アウタービット１４は、先端部に掘削チップ１８を備えたリング状のビットで、基端側の外周面には軸線Ｏに平行に延びるような凸条部（回転力受動部）１９が複数箇所に形成されており、基端面に打撃面（打撃力受動部）２０が設けられている。また、凸条部１９の軸線Ｏ方向の中央付近には、凸条部１９の周方向に延びるように溝部（摺動規制部）２１が形成されており、溝部２１は軸線Ｏ方向に所定の幅を有している。
【００１９】
図４に、アダプタ１３の先端視図と部分断面側面図とが示されている。アダプタ１３は、アウターケーシング１１と略同一の外径の外周面１３ａを有する管状の部材で、アウターケーシング１１の雌ネジ部１１ｃに螺合する雄ネジ部１３ｃが基端側に形成されており、軸線Ｏに平行に延びてアダプタ１３の先端側および内側に開口する凹溝状の凹条部（回転力伝動部）２２が内周面１３ｂの先端側に形成されている。凹条部２２は、断面凹曲面状で等間隔となるように複数箇所（図では９箇所）に配置され、図２に示すように、同様に等間隔に配置された凸条部１９を収容可能かつ周方向に係合可能とされている。また、外周面１３ａから凹条部２２に連通するように形成されているボール孔２３は、溝部２１に対応するように、凹条部２２の軸線Ｏ方向の中央付近に設けられており、ボール孔２３にボール部材（係合部）２４が封入された後に、外周面１３ａへの開口部を封止することのできる構成となっている。
【００２０】
図５に、インナービット１５の先端視図と部分断面側面図とが示されている。インナービット１５は、先端面２５に掘削チップ１８を備えたビットで、アダプタ１３の内周面１３ｂを通過可能な外径の外周面１５ａを有し、内周面１５ｂによって基端面に開口するような流路２６が画成されており、インナーロッド１２の雌ネジ部１２ｃに螺合する雄ネジ部１５ｃが基端側に形成されている。また、インナービット１５の外形形状は、雄ネジ部１５ｃと外周面１５ａとの間に設けられた基端側を向く基端面２７と、外周面１５ａの先端側に外周面１５ａより小径でアウタービット１４の内周面に摺接可能な外径の摺接面２８と、外周面１５ａと摺接面２８との間に設けられた段部の先端側を向く当接面（打撃力伝動部）２９と、摺接面２８より先端側でさらに縮径した後にアウタービット１４の内周面を通過可能な外径まで徐々に拡径する傾斜面３０とを有している。また、インナービット１５には、先端面２５から基端面２７に連通する排出溝３１が３箇所に形成されており、流路２６から排出溝３１の先端面に連通する先端噴出口３２と排出溝３１の側面に連通する側面噴出口３３とが形成されている。また、側面噴出口３３は、流路２６から排出溝３１に向かって先端側から基端側に向かうように傾斜して設けられている。
【００２１】
また、図１に示すように、アダプタ１３にアウタービット１４を挿入させた状態でボール孔２３にボール部材２４を封入することで、ボール部材２４がボール孔２３と溝部２１とに係合可能となって摺動規制機構を構成し、溝部２１は軸線Ｏ方向に所定の幅を有しているので、アウタービット１４はアダプタ１３に対してこの幅の寸法以下の範囲で軸線Ｏ方向に摺動可能となっている。つまり、アウタービット１４が軸線Ｏ方向へ摺動可能な範囲の寸法は、溝部２１の幅寸法とボール部材２４の係合に要する寸法（つまりボール部材２４の直径の２倍）との差の寸法となっている。また、凹条部２２が凸条部１９を収容可能かつ周方向に係合可能となって回転力伝達機構を構成し、アダプタ１３の回転力がアウタービット１４に伝達可能となっている。また、アウタービット１４にインナービット１５を挿入させると、傾斜面３０および摺接面２８はアウタービット１４を通過可能であるが、外周面１５ａは通過できずに当接面２９が打撃面２０に当接した状態となり、インナービット１５の打撃力がアウタービット１４に伝達可能となっている。
【００２２】
このように掘削工具１０が構成されており、掘削工具１０を用いた掘削作業において、アウターケーシング１１の回転力がアダプタ１３を介してアウタービット１４に伝達されるとともに、インナーロッド１２の打撃力がインナービット１５を介してアウタービット１４に伝達される。なお、アウターケーシング１１と掘削孔との摩擦力を低減させてアウターケーシング１１の挿入を容易とするために、アウターケーシング１１に打撃力が加えられてもよい。また、アウタービット１４は、摺動規制機構によってアダプタ１３の先端側への脱落が防止されているとともに、アダプタ１３に対して摺動可能とされているので、打撃力による軸線Ｏ方向への急激な移動が可能とされている。また、掘削によって生じたスライム（土砂）などは、流路１７から流路２６に供給され、先端噴出口３２から掘削箇所に噴出される高圧水によって排出溝３１に押し流される。また、排出溝３１に連通している側面噴出口３３から噴出される高圧水によってもスライムが基端側に向かって押し流され、間隙１６を流動して外部に排出される。また、アウターケーシング１１の基端部分には雌ネジ部１１ｃに螺合可能な形状の雄ネジ部（図示せず）が設けられており、掘削孔の深さに応じて順次アウターケーシングが連結され、所定の深さの掘削孔が掘削される。
【００２３】
上述したように、インナーロッド１２の打撃力がアウタービット１４に伝達されるので、アウターケーシング１１と土砂や岩屑等との摩擦により消費されることなく打撃力が伝達され、確実にアウタービット１４の打撃力によって掘削を行うことができる。また、上述したようにアウターケーシング１１の回転力がアウタービット１４に伝達されるので、アウターケーシング１１を回転させる回転力を掘削に用いることができ、確実にアウタービット１４の回転力によって掘削を行うことができる。また、摺動規制機構によってアウタービット１４がアダプタ１３に対して軸線Ｏ方向に摺動可能とされているので、打撃力がアダプタ１３に伝達されることなく効率的に打撃力を掘削作業に用いることができる。これにより、アウタービット１４による掘削効率を高めることができ、掘削工具１０全体として効率良く掘削作業を行うことができる。
【００２４】
また、アウターケーシング１１とアウタービット１４との間に装着されているアダプタ１３によって回転力伝達機構および摺動規制機構が構成されているので、回転力伝達機構や摺動規制機構を構成する凹条部２２やボール孔２３などをアウターケーシング１１に形成する必要がない。つまり、アウターケーシング１１と、アウターケーシング１１の基端側に順次連結されるアウターケーシングとに、同じ形状のアウターケーシングを使用することができるのである。これにより、先端側に使用されるアウターケーシング１１を特別な形状に形成する必要がないので、コストダウンを図ることができ、作業効率も向上させることができる。また、回転力伝達機構および摺動規制機構を上述したような構成と異なる機構とした場合でも、アダプタ１３の設計を変更するだけで対応することができ、アウターケーシング１１をそのまま使用することができる。
【００２５】
また、回転力伝達機構が凸条部１９と凹条部２２とによって構成されており、摺動規制機構が溝部２１とボール孔２３とボール部材２４とによって構成されているので、確実に打撃力と回転力とをアウタービット１４に伝達することができるとともに、従来の構成（打撃力と回転力とがインナービットを介してリングビットに伝達される構成）よりシンプルに構成することができ、掘削作業後のアンカーを挿入する作業においてアンカーを挿入可能とするアウタービット１４の内径を確保することができる。また、ボール部材２４を用いることにより、アウタービット１４の摺動抵抗を低くすることができ、より掘削効率を高めることができる。また、アウタービット１４とインナービット１５とが独立して回転しているので、どちらか一方が岩盤などに引っ掛かって動かなくなったとしても他方が掘削作業を進めることにより、動作を回復させることができるという効果も有する。
【００２６】
つぎに、第２の実施形態である掘削工具１０Ａについて、図６を用いて説明する。なお、アウターケーシング１１とインナーロッド１２とは、掘削工具１０と共通の構成であるので図示を省略する。また、回転力伝達機構および摺動規制機構以外において掘削工具１０Ａは掘削工具１０と同様の構成となっており、共通の構成部品については同じ符号を付し詳細な説明は省略する。
掘削工具１０Ａの回転力伝達機構および摺動規制機構は、アウタービット１４の外周面に設けられているキー溝（回転力受動部および摺動規制部）４０と、アダプタ１３の内側に突出するように固定されているキー部材（回転力伝動部および係合部）４１とによって構成されている。キー溝４０は軸線Ｏ方向に長く形成された長円形状で、キー部材４１はキー溝４０より所定の寸法だけ短く形成されており、キー溝４０に収容可能かつ周方向に係合可能となるようにアダプタ１３に溶接などにより固定されている。図６（ｂ）に示すように、キー溝４０とキー部材４１とは周方向に等間隔となるように、複数箇所（図では６箇所）に設けられている。
【００２７】
このように、回転力伝達機構および摺動規制機構が構成されているので、キー部材４１がキー溝４０より短く形成された所定の寸法だけアウタービット１４がアダプタ１３に対して摺動可能で、アダプタ１３の回転力がアウタービット１４に伝達可能である。また、このような構成にすることによって、掘削工具１０のように回転力伝達機構と摺動規制機構とを別々に構成するより、構成をシンプルにすることができる。
【００２８】
つぎに、第３の実施形態である掘削工具１０Ｂについて、図７を用いて説明する。掘削工具１０Ｂの回転力伝達機構は、アウタービット１４の外周面に設けられ、軸線Ｏに平行に延びるような凸条部（回転力受動部）４５と、アダプタ１３の内周面に設けられ、凸条部４５を収容可能かつ周方向に係合可能な凹条部（回転力伝動部）４６とによって構成されている。図７（ｂ）に示すように、凸条部４５と凹条部４６とは周方向に等間隔となるように、複数箇所（図では９箇所）に設けられている。また、摺動規制機構は凸条部４５の基端部外周に形成された断続状雄ネジ部（摺動規制部）４７と、アダプタ１３の先端部内周に形成された雌ネジ部（係合部）４８とによって構成されている。
【００２９】
断続状雄ネジ部４７は、全体として雌ネジ部４８に螺合可能に形成された雄ネジ部が凸条部４５の外周に形成された部分を残して削り取られたような形状に形成されているために周方向に断続状となっている。また、アダプタ１３の内周面において雌ネジ部４８と凹条部４６との間には環状の溝が形成され、断続状雄ネジ部４７が収容されて周方向に自在に回転することのできる大径部４９とされており、凹条部４６はこの大径部４９に連続して断続状雄ネジ部４７ごと凸条部４５を収容可能とされている。また、断続状雄ネジ部４７より先端側は雌ネジ部４８が通過可能な小径部５０とされており、つまり断続状雄ネジ部４７より先端側の凸条部４５はその外形が雌ネジ部４８よりも小径とされた小径部５０とされている。そして、アダプタ１３にアウタービット１４を装着した状態で、雌ネジ部４８よりも所定の長さだけ基端側に断続状雄ネジ部４７が位置しており、この所定の長さの範囲だけアウタービット１４が軸線Ｏ方向へ摺動可能とされている。
【００３０】
このように、アダプタ１３にアウタービット１４を装着させる場合には、まず雌ネジ部４８と断続状雄ネジ部４７とを螺合させて断続状雄ネジ部４７を雌ネジ部４８の基端側に通過させて、つぎに大径部４９においてアウタービット１４を周方向に回転させ凹条部４６に係合するように凸条部４５の位置を合わせ、その後にアウタービット１４をアダプタ１３のさらに基端側に移動させて、所定の長さだけ雌ネジ部４８よりも基端側に断続状雄ネジ部４７を位置させる。このように装着することで、所定の長さの範囲だけアウタービット１４はアダプタ１３に対して摺動可能とされ、アウタービット１４をアダプタ１３に対して先端方向へ移動させた場合には、断続状雄ネジ部４７と雌ネジ部４８とが軸線Ｏ方向に係合することにより移動が規制され、アウタービット１４の脱落が防止される。また、アウタービット１４の基端側への移動は、アダプタ１３の先端面５１とアウタービット１４の基端面５２とが当接することで規制される。
【００３１】
このように回転力伝達機構が構成されているので、凸条部４５と凹条部４６とによって確実に回転力を伝達可能とされ、このように摺動規制機構が構成されているので、アウタービット１４とアダプタ１３とが軸線Ｏ方向に摺動可能とされている。また、このように構成することによって、ボール部材２４やキー部材４１などを用いることなく簡単にアウタービット１４をアダプタ１３に装着することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、第１〜３の実施形態について示したが、回転力伝達機構および摺動規制機構はこれらの実施形態以外でもよく、たとえば、アウターケーシング１１に凸条部やキー部材が設けられ、アウタービット１４に凹条部やキー溝が設けられていてもよい。また、キー部材およびキー溝を有する回転力伝達機構と雄ネジ部および雌ネジ部を有する摺動規制機構とが組み合わされて構成されていてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る二重管式掘削工具によれば、アウタービットは、インナービットから打撃力、アウターケーシングから回転力が伝達され、軸線方向に所定の範囲のみ摺動可能とされているので、アウタービットによる掘削効率を高めることができ、工具全体として効率良く掘削作業を行うことができる。
また、アダプタがアウターケーシングとアウタービットとの間に装着されているので、確実に打撃力および回転力をアウターケーシングに伝達することができ、アウターケーシングの設計を変更することなく異なる形状の回転力受動部および摺動規制部を有するアウタービットに対応することができる。
【００３４】
また、凸条部と凹条部とによりアウターケーシングの回転力がアウタービットに伝達されるので、確実に回転力を伝達することができるとともに、アンカーなどを挿入可能とする内径を確保することができる。
また、凸条部をキー部材、凹条部をキー溝とすることによっても確実に回転力を伝達することができる。
【００３５】
また、溝部とボール部材とによってアウタービットを摺動可能とすることで、アウタービットがスムーズに摺動することができ、掘削作業の効率を向上させることができる。
また、キー溝とキー部材とによってアウタービットを摺動可能とすることで、キー部材およびキー溝の長さを設定するだけで、摺動規制部および係合部としての機能を有することができ、構成をより簡略化することができる。
また、雄ネジ部と雌ネジ部とによってアウタービットを摺動可能とすることで、ボール部材やキー部材などを用いることなく簡単にアウタービットをアダプタに装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態における二重管式掘削工具の先端部分の部分断面側面図である。
【図２】 図１における二重管式掘削工具のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】 （ａ）がアウタービットの先端視図で、（ｂ）がアウタービットの部分断面側面図である。
【図４】 （ａ）がアダプタの先端視図で、（ｂ）がアダプタの部分断面側面図である。
【図５】 （ａ）がインナービットの先端視図で、（ｂ）がインナービットの部分断面側面図である。
【図６】 （ａ）が本発明の第２の実施形態における二重管式掘削工具の先端部分の部分断面側面図で、（ｂ）が（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】 （ａ）が本発明の第３の実施形態における二重管式掘削工具の先端部分の部分断面側面図で、（ｂ）が（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】 従来の二重管式掘削工具の使用状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 掘削工具（二重管式掘削工具）
１１ アウターケーシング
１２ インナーロッド
１３ アダプタ
１４ アウタービット
１５ インナービット
１９，４５ 凸条部（回転力受動部）
２０ 打撃面（打撃力受動部）
２１ 溝部（摺動規制部）
２２ 凹条部（回転力伝動部）
２３ ボール孔（係合部）
２４ ボール部材
２９ 当接面（打撃力伝動部）
４０ キー溝（回転力受動部、摺動規制部）
４１ キー部材（回転力伝動部、係合部）
４７ 断続状雄ネジ部（摺動規制部）
４８ 雌ネジ部（係合部）
Ｏ 軸線
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤若しくは岩盤等を掘削して掘削孔等を穿設する掘削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地盤若しくは岩盤等を掘削して掘削孔等を穿設するための掘削工具の一例として、二重管式掘削工具がある。
従来、図８に示すような、二重管式掘削工具１は軸線Ｏに互いに同軸な外管２と内管３とを有しており、外管２の先端に環状のリングビット５が取り付けられ、内管３の先端にインナービット６が取り付けられており、軸線Ｏ回りの回転力と軸線Ｏ方向の打撃力とによって、外管２の先端のリングビット５と内管３の先端のインナービット６とで掘削するものである。このとき、リングビット５には外管２からのみ回転力と打撃力とが伝達され、インナービット６には内管３からのみ回転力と打撃力とが伝達される。そして、掘削した土砂や岩屑等は、入水管７から供給されて内管３を介して地盤に噴出された高圧水Ａの流体と共に、内管３と外管２との隙間４を流動して、排出口８からスライムＢとして外部に排出されるようになっている。
【０００３】
ところで、上述した二重管式掘削工具１の場合、外管２に加えられる軸線Ｏ回りの回転力と軸線Ｏ方向の打撃力の大半が土砂や岩屑等との摩擦により消費され、最悪の場合にはリングビット５に回転力や打撃力が伝達されなくなって、リングビット５が地盤を掘削することができなくなってしまうという問題があった。このようなリングビット５の掘削効率が低下する問題を解決するために、本願出願人らは、以下に示すような二重管式掘削工具を開発した。この二重管式掘削工具は、リングビットに打撃力伝達部と回転力伝達部とが設けられているとともに、外管に対してリングビットが相対的に回転可能に構成されている。これにより、内管からインナービットに伝達される軸線方向の打撃力と軸線回りの回転力とが、インナービットから打撃力伝達部および回転力伝達部を介してリングビットにも伝達されるために、回転力及び打撃力の伝達が土砂や岩屑等の堆積によって妨げられることが防止されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０-２０５２６０号公報（第１，８図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記二重管式掘削工具では、リングビットに伝達される回転力と打撃力とが土砂や岩屑等の影響を受けないものの、リングビットと外管とが独立しているので外管を回転させる回転力が掘削に利用されることがなく、掘削効率が悪いという問題があった。つまり、リングビットに対して外管が空回りしている状態となっているのである。また、上述したような打撃力伝達部と回転力伝達部とをリングビットの内径部に設ける必要があるため、リングビットの内径部が複雑な構造になってしまうとともに、その内径が小径になってしまい、掘削作業の後に挿入されるアンカーなどを挿入可能とするリングビットの内径を確保することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、掘削効率を高めることができ、簡易な構造の二重管式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】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る二重管式掘削工具は、管状のインナーロッドとアウターケーシングとが互いに同軸に配設されており、前記インナーロッドの先端にインナービットが装着され、該インナービットの外周に位置して前記アウターケーシングの先端にアウタービットが装着されて構成されている二重管式掘削工具において、前記アウタービットには、前記インナービットの打撃力伝動部から軸線方向の打撃力が伝達される打撃力受動部と、前記アウターケーシングの回転力伝動部から軸線回りの回転力が伝達される回転力受動部と、前記アウターケーシングの係合部と係合することで軸線方向の所定の範囲で前記アウタービットが摺動可能とされる摺動規制部とが設けられており、前記回転力伝動部および係合部は、前記アウターケーシングの先端部分に装着されるアダプタの内周面に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明の二重管式掘削工具では、アウタービットへの軸線方向の打撃力がインナービットの打撃力伝動部から打撃力受動部に伝達されるとともに、アウタービットへの軸線回りの回転力がアウターケーシングの回転力伝動部から伝達されるので、土砂や岩屑等の影響を受けることなく打撃力が伝達されるとともに、アウターケーシングを回転させる回転力が掘削に利用される。また、アウターケーシングの係合部と係合することで軸線方向の所定の範囲でアウタービットを摺動可能とする摺動規制部がアウタービットに設けられているので、打撃力による軸線方向への急激な移動に対して摺動可能な範囲において対応することができるとともに、アウタービットがアウターケーシングから脱落することが防止される。つまり、このような摺動規制部を設けることによって、インナービットによる打撃力がアウターケーシングに伝達されることを防止しつつ、アウターケーシングからアウタービットに回転力を伝達することが可能となるのである。これにより、アウタービットによる掘削効率を高めることができ、工具全体として効率良く掘削作業を行うことができる。
【０００９】
また、この発明の二重管式掘削工具では、前記回転力伝動部および係合部は、前記アウターケーシングの先端部分に装着されるアダプタの内周面に設けられているので、アダプタの回転力伝動部および係合部とアウタービットの回転力受動部および摺動規制部とが組み合わされて、確実に回転力がアウターケーシングから伝達されるとともに、打撃力が効率的に伝達されて掘削が行われる。このように、アウターケーシングとアウタービットとの間にアダプタを装着することで、アウターケーシングの設計を変更することなく異なる形状の回転力受動部および摺動規制部を有するアウタービットに対応することができる。
【００１０】
また、本発明に係る二重管式掘削工具は、上述した二重管式掘削工具であって、前記回転力受動部または回転力伝動部のいずれか一方が、前記軸線に平行に延びた形状の凸条部で、他方が該凸条部を収容可能かつ周方向に係合可能な形状の凹条部であることを特徴とする。
また、前記凸条部がキー部材で前記凹条部がキー溝であることを特徴とする。
【００１１】
この発明の二重管式掘削工具では、たとえば、回転力受動部が軸線に平行に延びた形状の凸条部で、回転力伝動部が凸条部を収容可能かつ周方向に係合可能な形状の凹条部であるので、凸条部と凹条部との周方向の係合によってアウターケーシングの回転力がアウタービットに伝達される。このような構成にすることにより、確実に回転力を伝達することができるとともに、アンカーなどを挿入可能とする内径を確保することができる。
また、凸条部をキー部材、凹条部をキー溝とすることによっても確実に回転力を伝達することができる。
【００１２】
また、本発明に係る二重管式掘削工具は、上述した二重管式掘削工具であって、前記摺動規制部または係合部のいずれか一方が、前記軸線方向に所定の長さを有した形状の溝部で、他方が該溝部に対応して形成されたボール孔封入されて前記溝部の前記軸線方向に係合可能なボール部材であることを特徴とする。
この発明の二重管式掘削工具では、たとえば、摺動規制部が軸線方向に所定の長さを有した形状の溝部で、係合部が溝部に対応して形成されたボール孔に封入されて溝部の軸線方向に係合可能なボール部材であるので、溝部の軸線方向の長さの範囲においてアウタービットが軸線方向に摺動可能とされている。このように、溝部とボール部材とによってアウタービットを摺動可能とすることで、アウタービットの摺動抵抗を低減させることができ、アウタービットがスムーズに摺動することができる。これにより、掘削作業の効率を向上させることができる。
【００１３】
または、前記摺動規制部または係合部のいずれか一方が、前記軸線方向に所定の長さを有した形状のキー溝で、他方が該キー溝の長さより短い形状のキー部材であることを特徴とする。
この発明の二重管式掘削工具では、たとえば、摺動規制部が軸線方向に所定の長さを有した形状のキー溝で、係合部がキー溝の長さより短い形状のキー部材であるので、アウタービットの構成をより簡略化することができる。つまり、上述したような回転力受動部および回転力伝動部をキー部材およびキー溝で構成した場合には、キー部材およびキー溝の長さを設定するだけで、摺動規制部および係合部としての機能を有することができるのである。
【００１４】
または、前記摺動規制部または係合部のいずれか一方が雄ネジ部で、他方が該雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部であり、前記雄ネジ部を収容可能な大径部が前記雌ネジ部に連続して設けられているとともに、前記雌ネジ部が通過可能な小径部が前記雄ネジ部に連続して設けられており、前記アウタービットが装着された状態で前記雄ネジ部と前記雌ネジ部とは互いに螺合された後に反対側へ通過して前記雌ネジ部よりも所定の長さだけ基端側に前記雄ネジ部が位置することが可能とされていることを特徴とする。
【００１５】
この発明の二重管式掘削工具では、たとえば、摺動規制部が雄ネジ部で、係合部が雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部であり、雄ネジ部を収容可能な大径部が雌ネジ部に連続して設けられているとともに、雌ネジ部が通過可能な小径部が雄ネジ部に連続して設けられており、アダプタにアウタービットが装着された状態で雄ネジ部と雌ネジ部とは互いに螺合された後に反対側へ通過して、雌ネジ部よりも所定の長さだけ基端側に雄ネジ部が位置することが可能とされているので、雄ネジ部が位置する所定の長さ範囲だけアウタービットが軸線方向へ摺動可能とされている。つまり、アダプタにアウタービットを装着した状態で、大径部において雄ネジ部が軸線方向へ自在に移動可能とされ、小径部において雌ネジ部が軸線方向へ自在に移動可能とされているので、アウタービットを先端方向へ移動させて雄ネジ部と雌ネジ部とが係合するまで、アダプタに対してアウタービットが摺動可能とされているのである。これにより、ボール部材やキー部材などを用いることなく簡単にアウタービットをアダプタに装着することができ、効率良く掘削することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施形態である二重管式掘削工具（以下、掘削工具という）１０の先端部分の部分断面図で、図２は、図１のＣ−Ｃ断面図である。掘削工具１０は、軸線Ｏに同軸になるようにアウターケーシング１１とインナーロッド１２とが配設されており、アウターケーシング１１の内側にインナーロッド１２が位置している。アウターケーシング１１の先端にはアダプタ１３を介してアウタービット１４が装着されており、インナーロッド１２の先端にはインナービット１５が装着されている。
【００１７】
アウターケーシング１１の外周面１１ａは掘削時に掘削孔に接する面で、アウターケーシング１１の内周面１１ｂとインナーロッド１２の外周面１２ａとの間に間隙１６が画成されており、インナーロッド１２の内周面１２ｂによって流路１７が画成されている。アウターケーシング１１の先端側の内周面１１ｂが拡径されている位置に雌ネジ部１１ｃが形成されており、インナーロッド１２の先端側の内周面１２ｂが拡径されている位置に雌ネジ部１２ｃが形成されている。また、図示していないが、アウターケーシング１１およびインナーロッド１２の基端側は従来と同様に掘削装置に接続されており、アウターケーシング１１に回転力が加えられ、インナーロッド１２に回転力および打撃力が加えられる構成となっている。
【００１８】
図３に、アウタービット１４の先端視図と部分断面側面図とが示されている。アウタービット１４は、先端部に掘削チップ１８を備えたリング状のビットで、基端側の外周面には軸線Ｏに平行に延びるような凸条部（回転力受動部）１９が複数箇所に形成されており、基端面に打撃面（打撃力受動部）２０が設けられている。また、凸条部１９の軸線Ｏ方向の中央付近には、凸条部１９の周方向に延びるように溝部（摺動規制部）２１が形成されており、溝部２１は軸線Ｏ方向に所定の幅を有している。
【００１９】
図４に、アダプタ１３の先端視図と部分断面側面図とが示されている。アダプタ１３は、アウターケーシング１１と略同一の外径の外周面１３ａを有する管状の部材で、アウターケーシング１１の雌ネジ部１１ｃに螺合する雄ネジ部１３ｃが基端側に形成されており、軸線Ｏに平行に延びてアダプタ１３の先端側および内側に開口する凹溝状の凹条部（回転力伝動部）２２が内周面１３ｂの先端側に形成されている。凹条部２２は、断面凹曲面状で等間隔となるように複数箇所（図では９箇所）に配置され、図２に示すように、同様に等間隔に配置された凸条部１９を収容可能かつ周方向に係合可能とされている。また、外周面１３ａから凹条部２２に連通するように形成されているボール孔２３は、溝部２１に対応するように、凹条部２２の軸線Ｏ方向の中央付近に設けられており、ボール孔２３にボール部材（係合部）２４が封入された後に、外周面１３ａへの開口部を封止することのできる構成となっている。
【００２０】
図５に、インナービット１５の先端視図と部分断面側面図とが示されている。インナービット１５は、先端面２５に掘削チップ１８を備えたビットで、アダプタ１３の内周面１３ｂを通過可能な外径の外周面１５ａを有し、内周面１５ｂによって基端面に開口するような流路２６が画成されており、インナーロッド１２の雌ネジ部１２ｃに螺合する雄ネジ部１５ｃが基端側に形成されている。また、インナービット１５の外形形状は、雄ネジ部１５ｃと外周面１５ａとの間に設けられた基端側を向く基端面２７と、外周面１５ａの先端側に外周面１５ａより小径でアウタービット１４の内周面に摺接可能な外径の摺接面２８と、外周面１５ａと摺接面２８との間に設けられた段部の先端側を向く当接面（打撃力伝動部）２９と、摺接面２８より先端側でさらに縮径した後にアウタービット１４の内周面を通過可能な外径まで徐々に拡径する傾斜面３０とを有している。また、インナービット１５には、先端面２５から基端面２７に連通する排出溝３１が３箇所に形成されており、流路２６から排出溝３１の先端面に連通する先端噴出口３２と排出溝３１の側面に連通する側面噴出口３３とが形成されている。また、側面噴出口３３は、流路２６から排出溝３１に向かって先端側から基端側に向かうように傾斜して設けられている。
【００２１】
また、図１に示すように、アダプタ１３にアウタービット１４を挿入させた状態でボール孔２３にボール部材２４を封入することで、ボール部材２４がボール孔２３と溝部２１とに係合可能となって摺動規制機構を構成し、溝部２１は軸線Ｏ方向に所定の幅を有しているので、アウタービット１４はアダプタ１３に対してこの幅の寸法以下の範囲で軸線Ｏ方向に摺動可能となっている。つまり、アウタービット１４が軸線Ｏ方向へ摺動可能な範囲の寸法は、溝部２１の幅寸法とボール部材２４の係合に要する寸法（つまりボール部材２４の直径の２倍）との差の寸法となっている。また、凹条部２２が凸条部１９を収容可能かつ周方向に係合可能となって回転力伝達機構を構成し、アダプタ１３の回転力がアウタービット１４に伝達可能となっている。また、アウタービット１４にインナービット１５を挿入させると、傾斜面３０および摺接面２８はアウタービット１４を通過可能であるが、外周面１５ａは通過できずに当接面２９が打撃面２０に当接した状態となり、インナービット１５の打撃力がアウタービット１４に伝達可能となっている。
【００２２】
このように掘削工具１０が構成されており、掘削工具１０を用いた掘削作業において、アウターケーシング１１の回転力がアダプタ１３を介してアウタービット１４に伝達されるとともに、インナーロッド１２の打撃力がインナービット１５を介してアウタービット１４に伝達される。なお、アウターケーシング１１と掘削孔との摩擦力を低減させてアウターケーシング１１の挿入を容易とするために、アウターケーシング１１に打撃力が加えられてもよい。また、アウタービット１４は、摺動規制機構によってアダプタ１３の先端側への脱落が防止されているとともに、アダプタ１３に対して摺動可能とされているので、打撃力による軸線Ｏ方向への急激な移動が可能とされている。また、掘削によって生じたスライム（土砂）などは、流路１７から流路２６に供給され、先端噴出口３２から掘削箇所に噴出される高圧水によって排出溝３１に押し流される。また、排出溝３１に連通している側面噴出口３３から噴出される高圧水によってもスライムが基端側に向かって押し流され、間隙１６を流動して外部に排出される。また、アウターケーシング１１の基端部分には雌ネジ部１１ｃに螺合可能な形状の雄ネジ部（図示せず）が設けられており、掘削孔の深さに応じて順次アウターケーシングが連結され、所定の深さの掘削孔が掘削される。
【００２３】
上述したように、インナーロッド１２の打撃力がアウタービット１４に伝達されるので、アウターケーシング１１と土砂や岩屑等との摩擦により消費されることなく打撃力が伝達され、確実にアウタービット１４の打撃力によって掘削を行うことができる。また、上述したようにアウターケーシング１１の回転力がアウタービット１４に伝達されるので、アウターケーシング１１を回転させる回転力を掘削に用いることができ、確実にアウタービット１４の回転力によって掘削を行うことができる。また、摺動規制機構によってアウタービット１４がアダプタ１３に対して軸線Ｏ方向に摺動可能とされているので、打撃力がアダプタ１３に伝達されることなく効率的に打撃力を掘削作業に用いることができる。これにより、アウタービット１４による掘削効率を高めることができ、掘削工具１０全体として効率良く掘削作業を行うことができる。
【００２４】
また、アウターケーシング１１とアウタービット１４との間に装着されているアダプタ１３によって回転力伝達機構および摺動規制機構が構成されているので、回転力伝達機構や摺動規制機構を構成する凹条部２２やボール孔２３などをアウターケーシング１１に形成する必要がない。つまり、アウターケーシング１１と、アウターケーシング１１の基端側に順次連結されるアウターケーシングとに、同じ形状のアウターケーシングを使用することができるのである。これにより、先端側に使用されるアウターケーシング１１を特別な形状に形成する必要がないので、コストダウンを図ることができ、作業効率も向上させることができる。また、回転力伝達機構および摺動規制機構を上述したような構成と異なる機構とした場合でも、アダプタ１３の設計を変更するだけで対応することができ、アウターケーシング１１をそのまま使用することができる。
【００２５】
また、回転力伝達機構が凸条部１９と凹条部２２とによって構成されており、摺動規制機構が溝部２１とボール孔２３とボール部材２４とによって構成されているので、確実に打撃力と回転力とをアウタービット１４に伝達することができるとともに、従来の構成（打撃力と回転力とがインナービットを介してリングビットに伝達される構成）よりシンプルに構成することができ、掘削作業後のアンカーを挿入する作業においてアンカーを挿入可能とするアウタービット１４の内径を確保することができる。また、ボール部材２４を用いることにより、アウタービット１４の摺動抵抗を低くすることができ、より掘削効率を高めることができる。また、アウタービット１４とインナービット１５とが独立して回転しているので、どちらか一方が岩盤などに引っ掛かって動かなくなったとしても他方が掘削作業を進めることにより、動作を回復させることができるという効果も有する。
【００２６】
つぎに、第２の実施形態である掘削工具１０Ａについて、図６を用いて説明する。なお、アウターケーシング１１とインナーロッド１２とは、掘削工具１０と共通の構成であるので図示を省略する。また、回転力伝達機構および摺動規制機構以外において掘削工具１０Ａは掘削工具１０と同様の構成となっており、共通の構成部品については同じ符号を付し詳細な説明は省略する。
掘削工具１０Ａの回転力伝達機構および摺動規制機構は、アウタービット１４の外周面に設けられているキー溝（回転力受動部および摺動規制部）４０と、アダプタ１３の内側に突出するように固定されているキー部材（回転力伝動部および係合部）４１とによって構成されている。キー溝４０は軸線Ｏ方向に長く形成された長円形状で、キー部材４１はキー溝４０より所定の寸法だけ短く形成されており、キー溝４０に収容可能かつ周方向に係合可能となるようにアダプタ１３に溶接などにより固定されている。図６（ｂ）に示すように、キー溝４０とキー部材４１とは周方向に等間隔となるように、複数箇所（図では６箇所）に設けられている。
【００２７】
このように、回転力伝達機構および摺動規制機構が構成されているので、キー部材４１がキー溝４０より短く形成された所定の寸法だけアウタービット１４がアダプタ１３に対して摺動可能で、アダプタ１３の回転力がアウタービット１４に伝達可能である。また、このような構成にすることによって、掘削工具１０のように回転力伝達機構と摺動規制機構とを別々に構成するより、構成をシンプルにすることができる。
【００２８】
つぎに、第３の実施形態である掘削工具１０Ｂについて、図７を用いて説明する。掘削工具１０Ｂの回転力伝達機構は、アウタービット１４の外周面に設けられ、軸線Ｏに平行に延びるような凸条部（回転力受動部）４５と、アダプタ１３の内周面に設けられ、凸条部４５を収容可能かつ周方向に係合可能な凹条部（回転力伝動部）４６とによって構成されている。図７（ｂ）に示すように、凸条部４５と凹条部４６とは周方向に等間隔となるように、複数箇所（図では９箇所）に設けられている。また、摺動規制機構は凸条部４５の基端部外周に形成された断続状雄ネジ部（摺動規制部）４７と、アダプタ１３の先端部内周に形成された雌ネジ部（係合部）４８とによって構成されている。
【００２９】
断続状雄ネジ部４７は、全体として雌ネジ部４８に螺合可能に形成された雄ネジ部が凸条部４５の外周に形成された部分を残して削り取られたような形状に形成されているために周方向に断続状となっている。また、アダプタ１３の内周面において雌ネジ部４８と凹条部４６との間には環状の溝が形成され、断続状雄ネジ部４７が収容されて周方向に自在に回転することのできる大径部４９とされており、凹条部４６はこの大径部４９に連続して断続状雄ネジ部４７ごと凸条部４５を収容可能とされている。また、断続状雄ネジ部４７より先端側は雌ネジ部４８が通過可能な小径部５０とされており、つまり断続状雄ネジ部４７より先端側の凸条部４５はその外形が雌ネジ部４８よりも小径とされた小径部５０とされている。そして、アダプタ１３にアウタービット１４を装着した状態で、雌ネジ部４８よりも所定の長さだけ基端側に断続状雄ネジ部４７が位置しており、この所定の長さの範囲だけアウタービット１４が軸線Ｏ方向へ摺動可能とされている。
【００３０】
このように、アダプタ１３にアウタービット１４を装着させる場合には、まず雌ネジ部４８と断続状雄ネジ部４７とを螺合させて断続状雄ネジ部４７を雌ネジ部４８の基端側に通過させて、つぎに大径部４９においてアウタービット１４を周方向に回転させ凹条部４６に係合するように凸条部４５の位置を合わせ、その後にアウタービット１４をアダプタ１３のさらに基端側に移動させて、所定の長さだけ雌ネジ部４８よりも基端側に断続状雄ネジ部４７を位置させる。このように装着することで、所定の長さの範囲だけアウタービット１４はアダプタ１３に対して摺動可能とされ、アウタービット１４をアダプタ１３に対して先端方向へ移動させた場合には、断続状雄ネジ部４７と雌ネジ部４８とが軸線Ｏ方向に係合することにより移動が規制され、アウタービット１４の脱落が防止される。また、アウタービット１４の基端側への移動は、アダプタ１３の先端面５１とアウタービット１４の基端面５２とが当接することで規制される。
【００３１】
このように回転力伝達機構が構成されているので、凸条部４５と凹条部４６とによって確実に回転力を伝達可能とされ、このように摺動規制機構が構成されているので、アウタービット１４とアダプタ１３とが軸線Ｏ方向に摺動可能とされている。また、このように構成することによって、ボール部材２４やキー部材４１などを用いることなく簡単にアウタービット１４をアダプタ１３に装着することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、第１〜３の実施形態について示したが、回転力伝達機構および摺動規制機構はこれらの実施形態以外でもよく、たとえば、アウターケーシング１１に凸条部やキー部材が設けられ、アウタービット１４に凹条部やキー溝が設けられていてもよい。また、キー部材およびキー溝を有する回転力伝達機構と雄ネジ部および雌ネジ部を有する摺動規制機構とが組み合わされて構成されていてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る二重管式掘削工具によれば、アウタービットは、インナービットから打撃力、アウターケーシングから回転力が伝達され、軸線方向に所定の範囲のみ摺動可能とされているので、アウタービットによる掘削効率を高めることができ、工具全体として効率良く掘削作業を行うことができる。
また、アダプタがアウターケーシングとアウタービットとの間に装着されているので、確実に打撃力および回転力をアウターケーシングに伝達することができ、アウターケーシングの設計を変更することなく異なる形状の回転力受動部および摺動規制部を有するアウタービットに対応することができる。
【００３４】
また、凸条部と凹条部とによりアウターケーシングの回転力がアウタービットに伝達されるので、確実に回転力を伝達することができるとともに、アンカーなどを挿入可能とする内径を確保することができる。
また、凸条部をキー部材、凹条部をキー溝とすることによっても確実に回転力を伝達することができる。
【００３５】
また、溝部とボール部材とによってアウタービットを摺動可能とすることで、アウタービットがスムーズに摺動することができ、掘削作業の効率を向上させることができる。
また、キー溝とキー部材とによってアウタービットを摺動可能とすることで、キー部材およびキー溝の長さを設定するだけで、摺動規制部および係合部としての機能を有することができ、構成をより簡略化することができる。
また、雄ネジ部と雌ネジ部とによってアウタービットを摺動可能とすることで、ボール部材やキー部材などを用いることなく簡単にアウタービットをアダプタに装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態における二重管式掘削工具の先端部分の部分断面側面図である。
【図２】 図１における二重管式掘削工具のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】 （ａ）がアウタービットの先端視図で、（ｂ）がアウタービットの部分断面側面図である。
【図４】 （ａ）がアダプタの先端視図で、（ｂ）がアダプタの部分断面側面図である。
【図５】 （ａ）がインナービットの先端視図で、（ｂ）がインナービットの部分断面側面図である。
【図６】 （ａ）が本発明の第２の実施形態における二重管式掘削工具の先端部分の部分断面側面図で、（ｂ）が（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】 （ａ）が本発明の第３の実施形態における二重管式掘削工具の先端部分の部分断面側面図で、（ｂ）が（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】 従来の二重管式掘削工具の使用状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 掘削工具（二重管式掘削工具）
１１ アウターケーシング
１２ インナーロッド
１３ アダプタ
１４ アウタービット
１５ インナービット
１９，４５ 凸条部（回転力受動部）
２０ 打撃面（打撃力受動部）
２１ 溝部（摺動規制部）
２２ 凹条部（回転力伝動部）
２３ ボール孔（係合部）
２４ ボール部材
２９ 当接面（打撃力伝動部）
４０ キー溝（回転力受動部、摺動規制部）
４１ キー部材（回転力伝動部、係合部）
４７ 断続状雄ネジ部（摺動規制部）
４８ 雌ネジ部（係合部）
Ｏ 軸線
Claims (6)
- 管状のインナーロッドとアウターケーシングとが互いに同軸に配設されており、前記インナーロッドの先端にインナービットが装着され、該インナービットの外周に位置して前記アウターケーシングの先端にアウタービットが装着されて構成されている二重管式掘削工具において、
前記アウタービットには、前記インナービットの打撃力伝動部から軸線方向の打撃力が伝達される打撃力受動部と、前記アウターケーシングの回転力伝動部から軸線回りの回転力が伝達される回転力受動部と、前記アウターケーシングの係合部と係合することで軸線方向の所定の範囲で前記アウタービットが摺動可能とされる摺動規制部とが設けられており、
前記回転力伝動部および係合部は、前記アウターケーシングの先端部分に装着されるアダプタの内周面に設けられていることを特徴とする二重管式掘削工具。 - 請求項１に記載の二重管式掘削工具であって、
前記回転力受動部または回転力伝動部のいずれか一方が、前記軸線に平行に延びた形状の凸条部で、他方が該凸条部を収容可能かつ周方向に係合可能な形状の凹条部であることを特徴とする二重管式掘削工具。 - 請求項２に記載の二重管式掘削工具であって、
前記凸条部がキー部材で、前記凹条部がキー溝であることを特徴とする二重管式掘削工具。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載の二重管式掘削工具であって、
前記摺動規制部または係合部のいずれか一方が、前記軸線方向に所定の長さを有した形状の溝部で、他方が該溝部に対応して形成されたボール孔に封入されて前記溝部の前記軸線方向に係合可能なボール部材であることを特徴とする二重管式掘削工具。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載の二重管式掘削工具であって、
前記摺動規制部または係合部のいずれか一方が、前記軸線方向に所定の長さを有した形状のキー溝で、他方が該キー溝の長さより短い形状のキー部材であることを特徴とする二重管式掘削工具。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載の二重管式掘削工具であって、
前記摺動規制部または係合部のいずれか一方が雄ネジ部で、他方が該雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部であり、前記雄ネジ部を収容可能な大径部が前記雌ネジ部に連続して設けられているとともに、前記雌ネジ部が通過可能な小径部が前記雄ネジ部に連続して設けられており、前記アウタービットが装着された状態で前記雄ネジ部と前記雌ネジ部とは互いに螺合された後に反対側へ通過して前記雌ネジ部よりも所定の長さだけ基端側に前記雄ネジ部が位置することが可能とされていることを特徴とする二重管式掘削工具。
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