掘削工具
【課題】削孔壁の崩落を防止して良好に掘削できる掘削工具を提供する。
【解決手段】ケーシングパイプ１１の先端部にケーシングトップ１２が軸線Ｏ方向に移動可能かつ回転可能に取り付けられ、ケーシングトップ１２は、先端側に掘削ビット１５のスカート部１５ｂの外周まで張り出す張り出し筒部２３を有する構成とした。そして、ケーシングトップ１２の内周部及びデバイス１４の外周部間に、ロッド１３に伝達された推力と打撃をケーシングトップ１２に伝達するとともに、ケーシングトップ１２をケーシングパイプ１１に対して軸線Ｏ方向に対して移動させる推力打撃伝達手段２２を設けた。
【解決手段】ケーシングパイプ１１の先端部にケーシングトップ１２が軸線Ｏ方向に移動可能かつ回転可能に取り付けられ、ケーシングトップ１２は、先端側に掘削ビット１５のスカート部１５ｂの外周まで張り出す張り出し筒部２３を有する構成とした。そして、ケーシングトップ１２の内周部及びデバイス１４の外周部間に、ロッド１３に伝達された推力と打撃をケーシングトップ１２に伝達するとともに、ケーシングトップ１２をケーシングパイプ１１に対して軸線Ｏ方向に対して移動させる推力打撃伝達手段２２を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削工具に係り、特に略円筒状のケーシングパイプ内に、先端に掘削ビットが装着されたロッドを挿入した、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。
【背景技術】
【０００２】
アンカー工事や各種掘削工事、基礎杭工事、トンネル先受け工事、水抜きボーリング工事などの土木工事において、地盤の掘削を行う場合、円筒状のケーシングパイプ内に挿入されたロッドの先端に掘削ビットを装着した二重管ビット式の掘削工具が多用されており、前記ロッドを介して掘削ビットに回転及び打撃振動等を与えて掘削を行い、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削孔の崩落を防ぐようにしている。
【０００３】
図７はそのような従来の一構成例を示している。図７において、符号１は略円筒状をなすケーシングパイプであって、その内周部にロッド２が挿入されており、このロッド２の先端には、デバイス３（掘削工具本体）がその先端をケーシングパイプ１から突出させた状態で取り付けられている。そして、デバイス３の突出した先端に掘削ビット４が螺着されている。この掘削ビット４は、掘削終了後にデバイス３から取り外されて削孔内に取り残し可能とされる、いわゆるロストビットと称されるものであり、先端面には掘削用のチップが設けられている。
【０００４】
また、ケーシングパイプ１の先端部にはケーシングトップ５が溶接されることによって取り付けられている。ケーシングトップ５は、通常では図８に示すように、掘削ビット４との間で所定の距離Ｌを隔てており、削孔が終了して掘削ビット４が後端側へ移動されると、掘削ビット４のスカート部４ａに嵌合し、その状態でロッド２を掘削ビット４ごと掘削時と反対方向に回転することにより、掘削ビット４をデバイス３から取り外せるようになっている。
【０００５】
前記ロッド２は、ケーシングパイプ１の内径より一回り小さな外径を有する厚肉の略円筒状に形成されていて、ケーシングパイプ１の軸線と同軸上に挿入されている。なお、外形が略正六角柱状の六角ロッドが使用されることもある。また、ロッド２の後端部には図示していないが、ロッドアダプタが連結され、そのロッドアダプタに削岩機などのような掘削装置の駆動軸が取り付けられている。さらに、ケーシングパイプ１の後端部にも図示しない筒状のフロントアダプタが連結され、このフロントアダプタが前記ロッドアダプタに取り付けられている。
【０００６】
そして、駆動軸の駆動装置によってロッドアダプタに回転力が伝えられると共に、軸線の先端側に向けて打撃振動が伝えられ、その回転及び打撃振動がロッドアダプタを介してロッド２に伝わり、掘削ビット４が回転しかつ打撃しながら地盤を削孔する一方、ロッドアダプタからフロントアダプタを介しケーシングパイプ１の後端部に打撃振動が伝わることにより、ケーシングパイプ１と、このケーシングパイプ１に一体化して取り付けられたケーシングトップ５とが削孔内に建て込まれていくこととなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記に示す従来の掘削工具は、削孔時に発生する削孔ずりを取り込むため、ケーシングパイプ１に一体化して取り付けられたケーシングトップ５と掘削ビット４との間の隙間Ｌが所定の間隔を保つように構成されている。
【０００８】
ところが、崩落が激しい地山の削孔において孔壁崩壊が生じると、図８に示すように、ケーシングトップ５と掘削ビット４との間の隙間Ｌに崩落した土砂ｄが入ってしまうので、削孔の周壁から崩れた土砂ｄによってケーシングトップ５の削孔への建て込みが妨害されてしまい、削孔ずりを取り込むことができなくなるばかりでなく、掘削工具そのものが破損してしまう問題があった。また、こうして掘削ずりを取り込んで排出することができなくなると、ケーシングパイプ１及びケーシングトップ５への外圧抵抗が高くなって、例えばケーシングパイプ１が鋼製であってもその両端のジョイント部の薄肉となる部分が変形して継ぎ足しができなくなるなど、破損が生じてしまうという問題もある。そして、このようにケーシングパイプ１やケーシングトップ５、あるいは掘削工具そのものに破損が生じると、掘削後、掘削ビット４の切り離しができなくなり、ロッド２が回収できなくなるといった問題が起きる。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑み、削孔壁の崩落を防止して良好に削孔を掘削し、確実にケーシングパイプを建て込むことができる掘削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために本発明においては、以下の手段を採用した。本発明では、軸線方向に推力と打撃が伝達されるケーシングパイプと、このケーシングパイプの内部に同芯上に配置されていて、軸線方向に推力と打撃が伝達されると共に回転力が伝達されるロッドと、該ロッドの先端部に取り付けられた掘削工具本体と、該掘削工具本体の先端にこの掘削工具本体に対する回転が拘束されて装着される掘削ビットとを備えた掘削工具において、前記ケーシングパイプの先端には、前記ケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能でかつ軸線周りに回転可能な円筒状のケーシングトップが前記掘削工具本体に外嵌されるようにして取り付けられ、前記ケーシングトップの先端には、前記掘削ビットの外周部まで張り出す張り出し筒部が形成され、前記ケーシングトップの内周部及び前記掘削工具本体の外周部間に、前記ロッドに伝達された推力と打撃を前記ケーシングトップに伝達するとともに、前記ケーシングトップを軸線方向に移動させる推力打撃伝達手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
掘削ビットによる削孔時、ケーシングトップの内周部及び掘削工具本体の外周部間に設けられた推力打撃伝達手段により、ケーシングトップを前方に打撃することができ、掘削工具本体に推力と打撃が伝わる度にケーシングトップを前方に押し込む一方、ケーシングトップの先端に掘削ビットの外周まで張り出す張り出し筒部が設けられているので、掘削工具本体を常に包囲した状態でケーシングトップを削孔に建て込むことができる。張り出し筒部によってケーシングトップと掘削ビットとの間の隙間を小さくすることができるので、削孔壁が崩落しても崩落した土砂がこの隙間に入り込んで掘削ずりの取り込みが妨害されたりすることがなくなり、掘削ずりの排出不良を防いで掘削作業を良好に行うことができる。また、上述したように掘削工具本体によってケーシングトップを打撃すると、ケーシングトップに対し適正な打撃力を伝達することができる。そのため、従来のようにケーシングパイプからケーシングトップに打撃力を伝達するような場合には、ケーシングトップへの打撃力が減衰され、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、本発明によれば、剛性の高いロッドに取り付けられた掘削工具本体によってケーシングトップに打撃力を減衰させることなく確実に伝達することができ、ケーシングトップを的確に建て込ませることができる。
【００１２】
加えて、建て込みにかかる抵抗は、ケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能とされたこのケーシングトップに専ら作用し、後続のケーシングパイプへの抵抗を軽減することができるので、このケーシングパイプに与えられる打撃力や推力は少なくて済み、過大な打撃力や推力が与えられてケーシングパイプが破損するような事態も防ぐことができる。また、このようにケーシングトップがケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能とされることにより、例えば複数のケーシングパイプやロッドを継ぎ足して深い削孔を掘削する場合において、これらのケーシングパイプとロッドとの軸線方向の長さが変化したり、製造仕上がり寸法に誤差が生じたりしても、これに拘わらずケーシングパイプ先端のケーシングトップや掘削ビットには確実に掘削工具本体を介してロッドから推力や打撃力を伝達することができる。
【００１３】
ところで、このようにケーシングトップをケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能とするにしても、ケーシングトップがケーシングパイプ先端から抜け外れたりするのを防ぐためには、ケーシングトップは、前記ケーシングパイプに対する前記軸線方向の少なくとも先端側への移動範囲を制限するケーシング係止機構を介して該ケーシングパイプの先端に取り付けられるのが望ましい。ここで、こうしてケーシングトップをケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能にその先端に取り付けるには、これらケーシングトップとケーシングパイプとを、一方の内周に他方を嵌挿して取り付けるのが容易であり、そのような場合においては、まず第１に、前記ケーシング係止機構を、これらケーシングトップとケーシングパイプとの互いに嵌挿される内外周のうち、一方に取り付けられた前記軸線に対する径方向に拡縮径可能な弾性部材と、他方にこの弾性部材を収容可能に形成された収納凹部とから構成することにより、その弾性によって拡径または縮径して前記収納凹部内に収容された弾性部材の軸線方向の移動が、この収納凹部が形成された範囲内に制限されるので、これに伴いケーシングトップとケーシングパイプの一方に対する他方の軸線方向の移動も、この収納凹部の範囲内に制限することができる。また、前記と同様にケーシングトップとケーシングパイプとが、一方の内周に他方が嵌挿されて取り付けられている場合において、第２に、前記ケーシング係止機構を、これらケーシングトップとケーシングパイプ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と、各雌雄ネジ山部に連続して反対側のネジ山部を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成することもでき、これら雌雄ネジ山部を螺合させ、さらにねじ込んで雄ネジ山部を雌ネジ山部に連続する収納凹部に、雌ネジ山部を雄ネジ山部に連続する収納凹部にそれぞれ収容することにより、軸線方向においてこれらの収納凹部の長さの範囲内でケーシングトップとケーシングパイプとの一方に対する他方の移動を制限することができる。
【００１４】
一方、前記掘削ビットも、前記ケーシングトップに対して前記軸線方向に移動可能とされていてもよく、ただしこの場合でも掘削ビットの不用意な脱落を防ぐには、このケーシングトップに対する掘削ビットの前記軸線方向の少なくとも先端側への移動範囲を制限するビット係止機構を介して該ケーシングトップの先端に取り付けられるのが望ましい。そして、掘削ビットはその外周部がケーシングトップの前記張り出し筒部の内周部に収容されて取り付けられることとなるので、このようなビット係止機構を、前記ケーシング係止機構と同様、第１に、前記掘削ビットの外周部と前記張り出し筒部の内周部とのうち、一方に取り付けられた前記軸線に対する径方向に拡縮径可能な弾性部材と、他方にこの弾性部材を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成することができ、また第２には、前記掘削ビットの外周部と前記張り出し筒部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と、各雌雄ネジ山部に連続して反対側のネジ山部を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成することができる。しかも、このようなビット係止機構によって掘削ビットの先端側への移動を制限しておけば、掘削途中で掘削工具本体を掘削ビットから分離しても、掘削ビットはケーシングトップから脱落することなく、また前記軸線と同芯上に保持されているため、再度掘削工具本体の先端に掘削ビットを容易に装着することが可能となる。
【００１５】
また、前記ケーシングトップの最大径部の外径を、前記掘削ビットの最大外径以下で、かつ前記ケーシングパイプの外径以上とすれば、当該掘削工具の外径は先端の掘削ビットから、ケーシングトップ、ケーシングパイプと後端側に向けて大きくなることがなくなり、削孔ずりがケーシングパイプの外周にまで流れ込み難くなってケーシングパイプに作用する外圧抵抗の低減を図ることができるとともに、このケーシングパイプの外径よりは最大外径が大きいケーシングトップがガイドとなって削孔が形成されるため、削孔の直進性を確保して孔曲がりを防ぐことができ、このような孔曲がりによりケーシングパイプに抵抗が作用するのも防ぐことが可能となる。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の最大径部の外径をケーシングパイプの外径以上とすれば、削孔ずりをケーシングトップ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。さらに、上述のようにケーシングトップとケーシングパイプとを、一方の内周に他方を嵌挿して取り付ける場合でも、ケーシングトップの内周にケーシングパイプの先端を嵌挿して取り付けるようにすれば、これらケーシングトップとケーシングパイプとの嵌挿部分に削孔ずりが溜まってケーシングトップが軸線方向に移動不可能となるような事態を防止することができる。
【００１６】
さらにまた、前記掘削工具本体から掘削ビットに回転力を伝達するには、前記掘削ビットの後端部に前記掘削工具本体の先端部が挿入可能な孔部を形成して、この掘削工具本体の先端部外周には前記軸線方向に延びる突条部を形成するとともに、前記孔部の内周には前記突条部が挿通可能な凹溝部を形成し、前記掘削工具本体の回転によって前記突条部の側壁を前記凹溝部の側壁に当接させることにより、前記掘削ビットに前記掘削工具本体から回転力が伝達されるようにすればよい。さらに、前記掘削ビットと前記掘削工具本体の外周に、前記ケーシングトップの張り出し筒部より先端側の前記掘削ビットの外周側と、前記ロッドと前記ケーシングパイプの間の空間とを連通させるように、前記掘削ビットから前記掘削工具本体の後端にかけて、くり粉溝を形成した場合において、このくり粉溝の底面と該底面に対向する前記ケーシングトップおよびケーシングパイプの内周面との間の間隔を、前記ケーシングトップの張り出し筒部の先端において最も小さくなるようにすることにより、削孔ずりの入口となるこの張り出し筒部先端における間隔よりも大きな土砂がくり粉溝に進入することがなくなって、くり粉溝における詰まりを防止し、より確実な掘削ずりの排出を促すことができる。
【００１７】
加えて、前記掘削工具本体の前記軸線方向に延びる突条部には、前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が形成されるとともに、前記凹溝部に前記突条部と係合部とを挿通して、前記掘削工具本体の先端部を前記孔部に挿入した上で該掘削工具本体を前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、前記係合部と前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により、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、ロッドによって上記掘削工具本体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、この掘削工具本体を介して掘削ビットを後退させることが可能となり、例えば、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。
【００１８】
一方、このような掘削工具を用いた各種掘削工事では、例えば当該掘削工具によって建て込まれたケーシングパイプから薬液を注入したりして地盤を安定させた後、このケーシングパイプごとさらに地盤を掘削してトンネルを形成するような場合があり、このような場合にケーシングパイプはトンネル掘削時に容易に破壊される低強度の材質であることが望ましいが、その反面このような低強度のケーシングパイプを用いると従来はケーシングパイプの建て込み時に破損が生じるおそれがあったのに対し、本発明による掘削工具では上述のように建て込みにかかる抵抗は専らケーシングトップに作用し、ケーシングパイプへの抵抗を軽減することができるので、ケーシングパイプの少なくとも一部を、ケーシングトップよりも強度の低い材質によって形成することにより、その建て込み時の破損を防ぎつつも、上述のようなトンネル掘削の際には容易に破壊されるようにして該ケーシングパイプごと地盤を掘削可能とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る掘削工具によれば、削孔壁の崩落を防止して良好に削孔を掘削し、確実にケーシングパイプを建て込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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に示すように本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前記軸線Ｏと同軸に挿入され、このロッド１３の先端にはデバイス（掘削工具本体）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。
【００２１】
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及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の後端にはジョイント部の保護のための保護キャップ１１Ａが取り付けられるとともに、この保護キャップ１１Ａの後端と前記ロッドアダプタ１６の鍔部１６ａとの間には、筒状のフロントアダプタ１９が、前記最後端のロッド１３の後端部とロッドアダプタ１６の先端部および前記カップリング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前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、前記駆動軸１８からロッドアダプタ１６に与えられる回転力と推力及び打撃力のうち、軸線Ｏ方向先端側に向けての推力及び打撃力のみが伝達されるようになされている。
【００２２】
また、前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、本実施形態におけ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、前記ケーシングトップ１２は、その外径が前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、前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に嵌挿された前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、本実施形態における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。
【００２３】
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。そして、ケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して先端側に移動すると、この収納凹部２１Ｂが前記環状溝１１ａの位置に達して弾性的に縮径させられていた前記止め輪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）に示すように前記後端側壁面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。
【００２４】
また、ケーシングトップ１２の前記後端側内周部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が後述する本実施形態における推力打撃伝達手段２２を構成する。そして、前記止め輪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から外れて前記後端側内周部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の先端が前記平坦面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。
【００２５】
さらに、ケーシングトップ１２内周部の前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の先端側部分が、本実施形態における張り出し筒部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、間に前記内径が一定とされた部分を残して本実施形態におけるビット係止機構２４の収納凹部２４Ａが形成されており、この収納凹部２４Ａと前記拡径部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、前記収納凹部２１Ｂ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２１Ｂとは逆に底面２４ａの先端側に位置して軸線Ｏに略垂直とされた先端側壁面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。
【００２６】
一方、前記デバイス１４は、図３各図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、最先端の前記ロッド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に前記雄ねじ部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、前記雄ねじ部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。そして、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の前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、かつこ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の前記段差部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、本実施形態における前記推力打撃伝達手段２２を構成しており、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が前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及び打撃力がケーシングトップ１２に伝達される。
【００２７】
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前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、中央部の前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、前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、掘削時に前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が前記先端部において円筒面状をなす部分と前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。
【００２８】
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、前記段差部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、前記段差部２２Ｂよりも先端側のデバイス１４における前記先端部に画成された突条部２７は、その前記回転方向Ｔの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）に示すように前記先端部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）に示すように前記凹部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る。
【００２９】
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、前記凹部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。
【００３０】
また、前記掘削ビット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とされてその前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の前記張り出し筒部２３の内周部に嵌挿可能な大きさとされている。従って、前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、前記スカート部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、本実施形態におけるビット係止機構２４の弾性部材として、やはり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前記スカート部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の前記収納凹部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。
【００３１】
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、前記ヘッド部１５ａを突出させるとともに前記スカート部１５ｂの外周部にまで前記張り出し筒部２３が張り出すようにして前記軸線Ｏと同軸かつ該軸線Ｏ回りに回転自在に取り付けられ、さらに前記ビット係止機構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の前記先端側壁面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、例えば前記張り出し筒部２３の先端が前記ヘッド部１５ａの後端面に当接したところで制限される。
【００３２】
また、掘削ビット１５後端側の前記スカート部１５ｂ内周は、前記デバイス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先端部外周の前記突条部２７が回転方向Ｔ後方側に突出した先端部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、前記凹溝部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を前記孔底面１５ｅに当接させた状態で、前記突条部２７の先端部２７ａを収容可能な内径及び軸線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。
【００３３】
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の前記側壁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、デバイス１４の先端部外周に、軸線Ｏ方向に延びる突条部２７と、軸線Ｏに直交する断面がこの突条部２７に対して突出する係合部（先端部２７ａ）とが形成されるとともに、掘削ビット１５の孔部１５ｄ内周には、前記突条部２７と係合部とが挿通可能な凹溝部２８と、こうして凹溝部２８に突条部２７と係合部とを挿通してデバイス１４先端部を孔部１５ｄに挿入した上で該デバイス１４を前記軸線Ｏ回りの周方向の少なくとも一方（回転方向Ｔ後方）に回動させることにより前記係合部と軸線Ｏ方向後端側に向けて係合可能な被係合部（凹所２８ａ）とが形成されていることとなる。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、前記先端部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前記突条部２７の側壁２７ｃが凹溝部２８の側壁２８ｃ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、前記掘削ビット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。
【００３４】
さらにまた、この掘削ビット１５先端の前記ヘッド部１５ａには、その先端面に、前記軸線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前記スカート部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、前記ヘッド部１５ａの先端面には、前記くり粉溝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、前記孔部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の前記中空部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の前記くり粉溝３０の内周端に開口させられている。
【００３５】
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に回転させて前記凹溝部２８の側壁２８ｂに前記突条部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の前記くり粉溝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、前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、前記ロッド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、前記掘削ビット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前記ケーシングトップ１２及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及び前記段差部２２Ｂを掘削ビット１５の前記孔底面１５ｅおよびケーシングトップ１２の前記段差部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先端すなわち前記拡径部２３ａの先端内周縁と掘削ビット１５外周の前記くり粉溝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。
【００３６】
なお、この間隔Ｘは、前記張り出し筒部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で示すのは前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の前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の小径とされた前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。
【００３７】
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、その回転力及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。その際、ロッドアダプタ１６の鍔部１６ａから緩衝材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及びファーストケーシングパイプ１１Ｂに伝わる。
【００３８】
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及びロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂ及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１４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及びロッド１３が引き抜かれて回収されるようになされている。
【００３９】
しかして、前記掘削ビット１５による削孔時、前記構成の掘削工具では、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が前記段差部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。
【００４０】
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、前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。
【００４１】
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。
【００４２】
その一方で、前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を始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１９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。
【００４３】
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、前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、前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が前記平坦面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で示す前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。
【００４４】
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前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、前記後端側内周部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の前記後端側内周部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。
【００４５】
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。
【００４６】
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前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の前記後端側内周部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。
【００４７】
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。
【００４８】
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に示す第２の実施形態のケーシング係止機構４１のように、前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前記軸線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に示す第２の実施形態や後述する第３の実施形態において、前記第１の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。
【００４９】
すなわち、この第２の実施形態においては、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前記雌ネジ山部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前記収納凹部４１Ｃが雌ネジ山部４１Ａに連続して前記軸線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、前記雌ネジ山部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。
【００５０】
一方、ケーシングトップ１２の後端側外周部の後端縁には、前記雌ネジ山部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前記収納凹部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。
【００５１】
従って、このように構成された第２の実施形態においては、前記雌ネジ山部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、本実施形態のケーシング係止機構４１においては、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、第１の実施形態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。
【００５２】
また、本実施形態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の後端が前記段差部４１ａに当接し、またはファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端が前記段差部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、本実施形態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、第１の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先端と前記段差部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。
【００５３】
さらに、前記第１の実施形態やこの第２の実施形態では、前記デバイス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。また、これら第１、第２の実施形態のビット係止機構２４は、第１の実施形態の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、前記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。
【００５４】
ただし、このビット係止機構についても、前記第２の実施形態のケーシング係止機構４１と同じようにして、例えば図６に示す第３の実施形態のビット係止機構４２のように、掘削ビット１５のスカート部１５ｂ外周部と前記張り出し筒部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、この第３の実施形態においては、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、このような第３の実施形態においても、そのビット係止機構４２により掘削ビット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、また前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。
【００５５】
さらにまた、前記第１の実施形態では、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、前記ロッド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の前記窓部１９ａから排出することが可能となる。
【００５６】
加えて、前記第１の実施形態では、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１５とがスプライン嵌合させられているので、前記駆動軸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、上述のように掘削ビット１５の孔部１５ｄからデバイス１４の先端部を一旦抜き出して分離した後に再び挿入して掘削ビット１５をデバイス１４先端に取り付ける場合でも、このようなスプライン嵌合によれば操作が容易であり、万一突条部２７が凹溝部２８に嵌り込んでいないときでも、前記ビット係止機構２４，４２によって掘削ビット１５の先端側への移動が制限されているので、掘削ビット１５がデバイス１４によって押し出されて脱落するようなこともない。しかも、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、上述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を装着する際に、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に当たれば、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。
【００５７】
そして、さらにこの第１の実施形態の掘削工具では、前記突条部２７の先端部２７ａが回転方向Ｔ後方に突出する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の後方に回転させて先端部２７ａを凹所２８ａの前記突条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の先端側を向いて前記側壁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２１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１２に係止する前記ビット係止機構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。
【００５８】
ここで、本実施形態では係合部とされる前記突条部２７の先端部２７ａが回転方向Ｔ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の回転方向Ｔにロッド１３およびデバイス１４を回転させることにより前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前記凸部の後端側を向く側壁を当接させて軸線Ｏ方向後端側に前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。
【００５９】
一方、このように係合部をデバイス１４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前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先端部外周の前記突条部２７に形成された凹部２７ｂが前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間に画成される前記突条２９が、前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。
【００６０】
ところで、このような掘削工具の前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。
【００６１】
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１１を用いると、建て込みの際の抵抗によってケーシングパイプ１１に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、これに対して前記構成の掘削工具によれば、上述のようにケーシングトップ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及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り、しかも前記実施形態では万一ジャミング等が発生して掘削工具を後退させる場合でも、上述のように掘削ビット１５はデバイス１４に係合し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、従ってケーシングパイプ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、上述のような掘削に用いて特に効果的である。
【００６２】
以上述べたように、本実施形態に係る掘削工具によれば、削孔時、掘削ビットを常に包囲した状態でケーシングトップを削孔に建て込むことができるので、削孔壁の崩落を防止して掘削作業を良好に行うことができ、しかも土砂などに対する充分な耐久性を保つこともでき、またケーシングパイプにケーシングトップが取り付けられていても、ケーシングトップに打撃力や推力を減衰することなく確実に伝達することができ、ケーシングトップを的確に建て込みさせることができ、削孔を確実に良好に行うことができる効果がある。その一方で、このケーシングトップはケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能に取り付けられているので、建て込み時にケーシングパイプに過大な抵抗が作用することがなく、また継ぎ足されるケーシングパイプとロッドとの間に寸法誤差等があったとしても、これをケーシングトップの移動によって調整することができて、推力打撃伝達手段により確実にケーシングトップに推力打撃力を伝達することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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（掘削工具本体）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（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】本発明の第２の実施形態を示す先端側部分の側断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す先端側部分（掘削ビット周辺）の側断面図である。
【図７】従来の掘削工具を示す断面図である。
【図８】従来の掘削工具に発生する問題を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６４】
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（掘削工具本体）
１５ 掘削ビット
１５ｄ 孔部
２１，４１ ケーシング係止機構
２１Ａ，２４Ｂ 止め輪（弾性部材）
２１Ｂ，２４Ａ，４１Ｃ，４１Ｄ，４２Ｃ，４２Ｄ 収納凹部
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
２６ａ，３０ａ くり粉溝２６，３０の底面
２７ 突条部
２８ 凹溝部
３１ チップ
４１Ａ，４２Ａ 雌ネジ山部
４１Ｂ，４２Ｂ 雄ネジ山部
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
Ｘ ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３先端におけるくり粉溝３０の底面３０ａとの間の間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削工具に係り、特に略円筒状のケーシングパイプ内に、先端に掘削ビットが装着されたロッドを挿入した、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。
【背景技術】
【０００２】
アンカー工事や各種掘削工事、基礎杭工事、トンネル先受け工事、水抜きボーリング工事などの土木工事において、地盤の掘削を行う場合、円筒状のケーシングパイプ内に挿入されたロッドの先端に掘削ビットを装着した二重管ビット式の掘削工具が多用されており、前記ロッドを介して掘削ビットに回転及び打撃振動等を与えて掘削を行い、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削孔の崩落を防ぐようにしている。
【０００３】
図７はそのような従来の一構成例を示している。図７において、符号１は略円筒状をなすケーシングパイプであって、その内周部にロッド２が挿入されており、このロッド２の先端には、デバイス３（掘削工具本体）がその先端をケーシングパイプ１から突出させた状態で取り付けられている。そして、デバイス３の突出した先端に掘削ビット４が螺着されている。この掘削ビット４は、掘削終了後にデバイス３から取り外されて削孔内に取り残し可能とされる、いわゆるロストビットと称されるものであり、先端面には掘削用のチップが設けられている。
【０００４】
また、ケーシングパイプ１の先端部にはケーシングトップ５が溶接されることによって取り付けられている。ケーシングトップ５は、通常では図８に示すように、掘削ビット４との間で所定の距離Ｌを隔てており、削孔が終了して掘削ビット４が後端側へ移動されると、掘削ビット４のスカート部４ａに嵌合し、その状態でロッド２を掘削ビット４ごと掘削時と反対方向に回転することにより、掘削ビット４をデバイス３から取り外せるようになっている。
【０００５】
前記ロッド２は、ケーシングパイプ１の内径より一回り小さな外径を有する厚肉の略円筒状に形成されていて、ケーシングパイプ１の軸線と同軸上に挿入されている。なお、外形が略正六角柱状の六角ロッドが使用されることもある。また、ロッド２の後端部には図示していないが、ロッドアダプタが連結され、そのロッドアダプタに削岩機などのような掘削装置の駆動軸が取り付けられている。さらに、ケーシングパイプ１の後端部にも図示しない筒状のフロントアダプタが連結され、このフロントアダプタが前記ロッドアダプタに取り付けられている。
【０００６】
そして、駆動軸の駆動装置によってロッドアダプタに回転力が伝えられると共に、軸線の先端側に向けて打撃振動が伝えられ、その回転及び打撃振動がロッドアダプタを介してロッド２に伝わり、掘削ビット４が回転しかつ打撃しながら地盤を削孔する一方、ロッドアダプタからフロントアダプタを介しケーシングパイプ１の後端部に打撃振動が伝わることにより、ケーシングパイプ１と、このケーシングパイプ１に一体化して取り付けられたケーシングトップ５とが削孔内に建て込まれていくこととなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記に示す従来の掘削工具は、削孔時に発生する削孔ずりを取り込むため、ケーシングパイプ１に一体化して取り付けられたケーシングトップ５と掘削ビット４との間の隙間Ｌが所定の間隔を保つように構成されている。
【０００８】
ところが、崩落が激しい地山の削孔において孔壁崩壊が生じると、図８に示すように、ケーシングトップ５と掘削ビット４との間の隙間Ｌに崩落した土砂ｄが入ってしまうので、削孔の周壁から崩れた土砂ｄによってケーシングトップ５の削孔への建て込みが妨害されてしまい、削孔ずりを取り込むことができなくなるばかりでなく、掘削工具そのものが破損してしまう問題があった。また、こうして掘削ずりを取り込んで排出することができなくなると、ケーシングパイプ１及びケーシングトップ５への外圧抵抗が高くなって、例えばケーシングパイプ１が鋼製であってもその両端のジョイント部の薄肉となる部分が変形して継ぎ足しができなくなるなど、破損が生じてしまうという問題もある。そして、このようにケーシングパイプ１やケーシングトップ５、あるいは掘削工具そのものに破損が生じると、掘削後、掘削ビット４の切り離しができなくなり、ロッド２が回収できなくなるといった問題が起きる。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑み、削孔壁の崩落を防止して良好に削孔を掘削し、確実にケーシングパイプを建て込むことができる掘削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために本発明においては、以下の手段を採用した。本発明では、軸線方向に推力と打撃が伝達されるケーシングパイプと、このケーシングパイプの内部に同芯上に配置されていて、軸線方向に推力と打撃が伝達されると共に回転力が伝達されるロッドと、該ロッドの先端部に取り付けられた掘削工具本体と、該掘削工具本体の先端にこの掘削工具本体に対する回転が拘束されて装着される掘削ビットとを備えた掘削工具において、前記ケーシングパイプの先端には、前記ケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能でかつ軸線周りに回転可能な円筒状のケーシングトップが前記掘削工具本体に外嵌されるようにして取り付けられ、前記ケーシングトップの先端には、前記掘削ビットの外周部まで張り出す張り出し筒部が形成され、前記ケーシングトップの内周部及び前記掘削工具本体の外周部間に、前記ロッドに伝達された推力と打撃を前記ケーシングトップに伝達するとともに、前記ケーシングトップを軸線方向に移動させる推力打撃伝達手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
掘削ビットによる削孔時、ケーシングトップの内周部及び掘削工具本体の外周部間に設けられた推力打撃伝達手段により、ケーシングトップを前方に打撃することができ、掘削工具本体に推力と打撃が伝わる度にケーシングトップを前方に押し込む一方、ケーシングトップの先端に掘削ビットの外周まで張り出す張り出し筒部が設けられているので、掘削工具本体を常に包囲した状態でケーシングトップを削孔に建て込むことができる。張り出し筒部によってケーシングトップと掘削ビットとの間の隙間を小さくすることができるので、削孔壁が崩落しても崩落した土砂がこの隙間に入り込んで掘削ずりの取り込みが妨害されたりすることがなくなり、掘削ずりの排出不良を防いで掘削作業を良好に行うことができる。また、上述したように掘削工具本体によってケーシングトップを打撃すると、ケーシングトップに対し適正な打撃力を伝達することができる。そのため、従来のようにケーシングパイプからケーシングトップに打撃力を伝達するような場合には、ケーシングトップへの打撃力が減衰され、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、本発明によれば、剛性の高いロッドに取り付けられた掘削工具本体によってケーシングトップに打撃力を減衰させることなく確実に伝達することができ、ケーシングトップを的確に建て込ませることができる。
【００１２】
加えて、建て込みにかかる抵抗は、ケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能とされたこのケーシングトップに専ら作用し、後続のケーシングパイプへの抵抗を軽減することができるので、このケーシングパイプに与えられる打撃力や推力は少なくて済み、過大な打撃力や推力が与えられてケーシングパイプが破損するような事態も防ぐことができる。また、このようにケーシングトップがケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能とされることにより、例えば複数のケーシングパイプやロッドを継ぎ足して深い削孔を掘削する場合において、これらのケーシングパイプとロッドとの軸線方向の長さが変化したり、製造仕上がり寸法に誤差が生じたりしても、これに拘わらずケーシングパイプ先端のケーシングトップや掘削ビットには確実に掘削工具本体を介してロッドから推力や打撃力を伝達することができる。
【００１３】
ところで、このようにケーシングトップをケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能とするにしても、ケーシングトップがケーシングパイプ先端から抜け外れたりするのを防ぐためには、ケーシングトップは、前記ケーシングパイプに対する前記軸線方向の少なくとも先端側への移動範囲を制限するケーシング係止機構を介して該ケーシングパイプの先端に取り付けられるのが望ましい。ここで、こうしてケーシングトップをケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能にその先端に取り付けるには、これらケーシングトップとケーシングパイプとを、一方の内周に他方を嵌挿して取り付けるのが容易であり、そのような場合においては、まず第１に、前記ケーシング係止機構を、これらケーシングトップとケーシングパイプとの互いに嵌挿される内外周のうち、一方に取り付けられた前記軸線に対する径方向に拡縮径可能な弾性部材と、他方にこの弾性部材を収容可能に形成された収納凹部とから構成することにより、その弾性によって拡径または縮径して前記収納凹部内に収容された弾性部材の軸線方向の移動が、この収納凹部が形成された範囲内に制限されるので、これに伴いケーシングトップとケーシングパイプの一方に対する他方の軸線方向の移動も、この収納凹部の範囲内に制限することができる。また、前記と同様にケーシングトップとケーシングパイプとが、一方の内周に他方が嵌挿されて取り付けられている場合において、第２に、前記ケーシング係止機構を、これらケーシングトップとケーシングパイプ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と、各雌雄ネジ山部に連続して反対側のネジ山部を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成することもでき、これら雌雄ネジ山部を螺合させ、さらにねじ込んで雄ネジ山部を雌ネジ山部に連続する収納凹部に、雌ネジ山部を雄ネジ山部に連続する収納凹部にそれぞれ収容することにより、軸線方向においてこれらの収納凹部の長さの範囲内でケーシングトップとケーシングパイプとの一方に対する他方の移動を制限することができる。
【００１４】
一方、前記掘削ビットも、前記ケーシングトップに対して前記軸線方向に移動可能とされていてもよく、ただしこの場合でも掘削ビットの不用意な脱落を防ぐには、このケーシングトップに対する掘削ビットの前記軸線方向の少なくとも先端側への移動範囲を制限するビット係止機構を介して該ケーシングトップの先端に取り付けられるのが望ましい。そして、掘削ビットはその外周部がケーシングトップの前記張り出し筒部の内周部に収容されて取り付けられることとなるので、このようなビット係止機構を、前記ケーシング係止機構と同様、第１に、前記掘削ビットの外周部と前記張り出し筒部の内周部とのうち、一方に取り付けられた前記軸線に対する径方向に拡縮径可能な弾性部材と、他方にこの弾性部材を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成することができ、また第２には、前記掘削ビットの外周部と前記張り出し筒部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と、各雌雄ネジ山部に連続して反対側のネジ山部を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成することができる。しかも、このようなビット係止機構によって掘削ビットの先端側への移動を制限しておけば、掘削途中で掘削工具本体を掘削ビットから分離しても、掘削ビットはケーシングトップから脱落することなく、また前記軸線と同芯上に保持されているため、再度掘削工具本体の先端に掘削ビットを容易に装着することが可能となる。
【００１５】
また、前記ケーシングトップの最大径部の外径を、前記掘削ビットの最大外径以下で、かつ前記ケーシングパイプの外径以上とすれば、当該掘削工具の外径は先端の掘削ビットから、ケーシングトップ、ケーシングパイプと後端側に向けて大きくなることがなくなり、削孔ずりがケーシングパイプの外周にまで流れ込み難くなってケーシングパイプに作用する外圧抵抗の低減を図ることができるとともに、このケーシングパイプの外径よりは最大外径が大きいケーシングトップがガイドとなって削孔が形成されるため、削孔の直進性を確保して孔曲がりを防ぐことができ、このような孔曲がりによりケーシングパイプに抵抗が作用するのも防ぐことが可能となる。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の最大径部の外径をケーシングパイプの外径以上とすれば、削孔ずりをケーシングトップ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。さらに、上述のようにケーシングトップとケーシングパイプとを、一方の内周に他方を嵌挿して取り付ける場合でも、ケーシングトップの内周にケーシングパイプの先端を嵌挿して取り付けるようにすれば、これらケーシングトップとケーシングパイプとの嵌挿部分に削孔ずりが溜まってケーシングトップが軸線方向に移動不可能となるような事態を防止することができる。
【００１６】
さらにまた、前記掘削工具本体から掘削ビットに回転力を伝達するには、前記掘削ビットの後端部に前記掘削工具本体の先端部が挿入可能な孔部を形成して、この掘削工具本体の先端部外周には前記軸線方向に延びる突条部を形成するとともに、前記孔部の内周には前記突条部が挿通可能な凹溝部を形成し、前記掘削工具本体の回転によって前記突条部の側壁を前記凹溝部の側壁に当接させることにより、前記掘削ビットに前記掘削工具本体から回転力が伝達されるようにすればよい。さらに、前記掘削ビットと前記掘削工具本体の外周に、前記ケーシングトップの張り出し筒部より先端側の前記掘削ビットの外周側と、前記ロッドと前記ケーシングパイプの間の空間とを連通させるように、前記掘削ビットから前記掘削工具本体の後端にかけて、くり粉溝を形成した場合において、このくり粉溝の底面と該底面に対向する前記ケーシングトップおよびケーシングパイプの内周面との間の間隔を、前記ケーシングトップの張り出し筒部の先端において最も小さくなるようにすることにより、削孔ずりの入口となるこの張り出し筒部先端における間隔よりも大きな土砂がくり粉溝に進入することがなくなって、くり粉溝における詰まりを防止し、より確実な掘削ずりの排出を促すことができる。
【００１７】
加えて、前記掘削工具本体の前記軸線方向に延びる突条部には、前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が形成されるとともに、前記凹溝部に前記突条部と係合部とを挿通して、前記掘削工具本体の先端部を前記孔部に挿入した上で該掘削工具本体を前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、前記係合部と前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により、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、ロッドによって上記掘削工具本体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、この掘削工具本体を介して掘削ビットを後退させることが可能となり、例えば、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。
【００１８】
一方、このような掘削工具を用いた各種掘削工事では、例えば当該掘削工具によって建て込まれたケーシングパイプから薬液を注入したりして地盤を安定させた後、このケーシングパイプごとさらに地盤を掘削してトンネルを形成するような場合があり、このような場合にケーシングパイプはトンネル掘削時に容易に破壊される低強度の材質であることが望ましいが、その反面このような低強度のケーシングパイプを用いると従来はケーシングパイプの建て込み時に破損が生じるおそれがあったのに対し、本発明による掘削工具では上述のように建て込みにかかる抵抗は専らケーシングトップに作用し、ケーシングパイプへの抵抗を軽減することができるので、ケーシングパイプの少なくとも一部を、ケーシングトップよりも強度の低い材質によって形成することにより、その建て込み時の破損を防ぎつつも、上述のようなトンネル掘削の際には容易に破壊されるようにして該ケーシングパイプごと地盤を掘削可能とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る掘削工具によれば、削孔壁の崩落を防止して良好に削孔を掘削し、確実にケーシングパイプを建て込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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に示すように本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前記軸線Ｏと同軸に挿入され、このロッド１３の先端にはデバイス（掘削工具本体）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。
【００２１】
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及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の後端にはジョイント部の保護のための保護キャップ１１Ａが取り付けられるとともに、この保護キャップ１１Ａの後端と前記ロッドアダプタ１６の鍔部１６ａとの間には、筒状のフロントアダプタ１９が、前記最後端のロッド１３の後端部とロッドアダプタ１６の先端部および前記カップリング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前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、前記駆動軸１８からロッドアダプタ１６に与えられる回転力と推力及び打撃力のうち、軸線Ｏ方向先端側に向けての推力及び打撃力のみが伝達されるようになされている。
【００２２】
また、前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、本実施形態におけ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、前記ケーシングトップ１２は、その外径が前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、前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に嵌挿された前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、本実施形態における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。
【００２３】
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。そして、ケーシングトップ１２がファーストケーシングパイプ１１Ｂに対して先端側に移動すると、この収納凹部２１Ｂが前記環状溝１１ａの位置に達して弾性的に縮径させられていた前記止め輪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）に示すように前記後端側壁面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。
【００２４】
また、ケーシングトップ１２の前記後端側内周部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が後述する本実施形態における推力打撃伝達手段２２を構成する。そして、前記止め輪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から外れて前記後端側内周部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の先端が前記平坦面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。
【００２５】
さらに、ケーシングトップ１２内周部の前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の先端側部分が、本実施形態における張り出し筒部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、間に前記内径が一定とされた部分を残して本実施形態におけるビット係止機構２４の収納凹部２４Ａが形成されており、この収納凹部２４Ａと前記拡径部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、前記収納凹部２１Ｂ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２１Ｂとは逆に底面２４ａの先端側に位置して軸線Ｏに略垂直とされた先端側壁面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。
【００２６】
一方、前記デバイス１４は、図３各図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、最先端の前記ロッド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に前記雄ねじ部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、前記雄ねじ部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。そして、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の前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、かつこ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の前記段差部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、本実施形態における前記推力打撃伝達手段２２を構成しており、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が前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及び打撃力がケーシングトップ１２に伝達される。
【００２７】
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前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、中央部の前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、前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、掘削時に前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が前記先端部において円筒面状をなす部分と前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。
【００２８】
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、前記段差部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、前記段差部２２Ｂよりも先端側のデバイス１４における前記先端部に画成された突条部２７は、その前記回転方向Ｔの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）に示すように前記先端部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）に示すように前記凹部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る。
【００２９】
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、前記凹部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。
【００３０】
また、前記掘削ビット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とされてその前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の前記張り出し筒部２３の内周部に嵌挿可能な大きさとされている。従って、前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、前記スカート部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、本実施形態におけるビット係止機構２４の弾性部材として、やはり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前記スカート部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の前記収納凹部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。
【００３１】
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、前記ヘッド部１５ａを突出させるとともに前記スカート部１５ｂの外周部にまで前記張り出し筒部２３が張り出すようにして前記軸線Ｏと同軸かつ該軸線Ｏ回りに回転自在に取り付けられ、さらに前記ビット係止機構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の前記先端側壁面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、例えば前記張り出し筒部２３の先端が前記ヘッド部１５ａの後端面に当接したところで制限される。
【００３２】
また、掘削ビット１５後端側の前記スカート部１５ｂ内周は、前記デバイス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先端部外周の前記突条部２７が回転方向Ｔ後方側に突出した先端部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、前記凹溝部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を前記孔底面１５ｅに当接させた状態で、前記突条部２７の先端部２７ａを収容可能な内径及び軸線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。
【００３３】
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の前記側壁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、デバイス１４の先端部外周に、軸線Ｏ方向に延びる突条部２７と、軸線Ｏに直交する断面がこの突条部２７に対して突出する係合部（先端部２７ａ）とが形成されるとともに、掘削ビット１５の孔部１５ｄ内周には、前記突条部２７と係合部とが挿通可能な凹溝部２８と、こうして凹溝部２８に突条部２７と係合部とを挿通してデバイス１４先端部を孔部１５ｄに挿入した上で該デバイス１４を前記軸線Ｏ回りの周方向の少なくとも一方（回転方向Ｔ後方）に回動させることにより前記係合部と軸線Ｏ方向後端側に向けて係合可能な被係合部（凹所２８ａ）とが形成されていることとなる。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、前記先端部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前記突条部２７の側壁２７ｃが凹溝部２８の側壁２８ｃ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、前記掘削ビット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。
【００３４】
さらにまた、この掘削ビット１５先端の前記ヘッド部１５ａには、その先端面に、前記軸線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前記スカート部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、前記ヘッド部１５ａの先端面には、前記くり粉溝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、前記孔部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の前記中空部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の前記くり粉溝３０の内周端に開口させられている。
【００３５】
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に回転させて前記凹溝部２８の側壁２８ｂに前記突条部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の前記くり粉溝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、前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、前記ロッド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、前記掘削ビット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前記ケーシングトップ１２及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及び前記段差部２２Ｂを掘削ビット１５の前記孔底面１５ｅおよびケーシングトップ１２の前記段差部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先端すなわち前記拡径部２３ａの先端内周縁と掘削ビット１５外周の前記くり粉溝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。
【００３６】
なお、この間隔Ｘは、前記張り出し筒部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で示すのは前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の前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の小径とされた前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。
【００３７】
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、その回転力及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。その際、ロッドアダプタ１６の鍔部１６ａから緩衝材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及びファーストケーシングパイプ１１Ｂに伝わる。
【００３８】
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及びロッド１３とファーストケーシングパイプ１１Ｂ及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１４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及びロッド１３が引き抜かれて回収されるようになされている。
【００３９】
しかして、前記掘削ビット１５による削孔時、前記構成の掘削工具では、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が前記段差部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。
【００４０】
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、前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。
【００４１】
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。
【００４２】
その一方で、前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を始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１９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。
【００４３】
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、前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、前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が前記平坦面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で示す前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。
【００４４】
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前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、前記後端側内周部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の前記後端側内周部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。
【００４５】
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。
【００４６】
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前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の前記後端側内周部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。
【００４７】
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。
【００４８】
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に示す第２の実施形態のケーシング係止機構４１のように、前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前記軸線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に示す第２の実施形態や後述する第３の実施形態において、前記第１の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。
【００４９】
すなわち、この第２の実施形態においては、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前記雌ネジ山部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前記収納凹部４１Ｃが雌ネジ山部４１Ａに連続して前記軸線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、前記雌ネジ山部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。
【００５０】
一方、ケーシングトップ１２の後端側外周部の後端縁には、前記雌ネジ山部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前記収納凹部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。
【００５１】
従って、このように構成された第２の実施形態においては、前記雌ネジ山部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、本実施形態のケーシング係止機構４１においては、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、第１の実施形態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。
【００５２】
また、本実施形態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の後端が前記段差部４１ａに当接し、またはファーストケーシングパイプ１１Ｂの先端が前記段差部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、本実施形態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、第１の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先端と前記段差部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。
【００５３】
さらに、前記第１の実施形態やこの第２の実施形態では、前記デバイス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。また、これら第１、第２の実施形態のビット係止機構２４は、第１の実施形態の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、前記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。
【００５４】
ただし、このビット係止機構についても、前記第２の実施形態のケーシング係止機構４１と同じようにして、例えば図６に示す第３の実施形態のビット係止機構４２のように、掘削ビット１５のスカート部１５ｂ外周部と前記張り出し筒部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、この第３の実施形態においては、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、このような第３の実施形態においても、そのビット係止機構４２により掘削ビット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、また前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。
【００５５】
さらにまた、前記第１の実施形態では、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、前記ロッド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の前記窓部１９ａから排出することが可能となる。
【００５６】
加えて、前記第１の実施形態では、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１５とがスプライン嵌合させられているので、前記駆動軸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、上述のように掘削ビット１５の孔部１５ｄからデバイス１４の先端部を一旦抜き出して分離した後に再び挿入して掘削ビット１５をデバイス１４先端に取り付ける場合でも、このようなスプライン嵌合によれば操作が容易であり、万一突条部２７が凹溝部２８に嵌り込んでいないときでも、前記ビット係止機構２４，４２によって掘削ビット１５の先端側への移動が制限されているので、掘削ビット１５がデバイス１４によって押し出されて脱落するようなこともない。しかも、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、上述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を装着する際に、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に当たれば、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。
【００５７】
そして、さらにこの第１の実施形態の掘削工具では、前記突条部２７の先端部２７ａが回転方向Ｔ後方に突出する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の後方に回転させて先端部２７ａを凹所２８ａの前記突条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の先端側を向いて前記側壁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２１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１２に係止する前記ビット係止機構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。
【００５８】
ここで、本実施形態では係合部とされる前記突条部２７の先端部２７ａが回転方向Ｔ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の回転方向Ｔにロッド１３およびデバイス１４を回転させることにより前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前記凸部の後端側を向く側壁を当接させて軸線Ｏ方向後端側に前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。
【００５９】
一方、このように係合部をデバイス１４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前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先端部外周の前記突条部２７に形成された凹部２７ｂが前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間に画成される前記突条２９が、前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。
【００６０】
ところで、このような掘削工具の前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。
【００６１】
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１１を用いると、建て込みの際の抵抗によってケーシングパイプ１１に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、これに対して前記構成の掘削工具によれば、上述のようにケーシングトップ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及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り、しかも前記実施形態では万一ジャミング等が発生して掘削工具を後退させる場合でも、上述のように掘削ビット１５はデバイス１４に係合し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、従ってケーシングパイプ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、上述のような掘削に用いて特に効果的である。
【００６２】
以上述べたように、本実施形態に係る掘削工具によれば、削孔時、掘削ビットを常に包囲した状態でケーシングトップを削孔に建て込むことができるので、削孔壁の崩落を防止して掘削作業を良好に行うことができ、しかも土砂などに対する充分な耐久性を保つこともでき、またケーシングパイプにケーシングトップが取り付けられていても、ケーシングトップに打撃力や推力を減衰することなく確実に伝達することができ、ケーシングトップを的確に建て込みさせることができ、削孔を確実に良好に行うことができる効果がある。その一方で、このケーシングトップはケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能に取り付けられているので、建て込み時にケーシングパイプに過大な抵抗が作用することがなく、また継ぎ足されるケーシングパイプとロッドとの間に寸法誤差等があったとしても、これをケーシングトップの移動によって調整することができて、推力打撃伝達手段により確実にケーシングトップに推力打撃力を伝達することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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（掘削工具本体）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（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】本発明の第２の実施形態を示す先端側部分の側断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す先端側部分（掘削ビット周辺）の側断面図である。
【図７】従来の掘削工具を示す断面図である。
【図８】従来の掘削工具に発生する問題を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６４】
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（掘削工具本体）
１５ 掘削ビット
１５ｄ 孔部
２１，４１ ケーシング係止機構
２１Ａ，２４Ｂ 止め輪（弾性部材）
２１Ｂ，２４Ａ，４１Ｃ，４１Ｄ，４２Ｃ，４２Ｄ 収納凹部
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
２６ａ，３０ａ くり粉溝２６，３０の底面
２７ 突条部
２８ 凹溝部
３１ チップ
４１Ａ，４２Ａ 雌ネジ山部
４１Ｂ，４２Ｂ 雄ネジ山部
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
Ｘ ケーシングトップ１２の張り出し筒部２３先端におけるくり粉溝３０の底面３０ａとの間の間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に推力と打撃が伝達されるケーシングパイプと、このケーシングパイプの内部に同芯上に配置されていて、軸線方向に推力と打撃が伝達されると共に回転力が伝達されるロッドと、該ロッドの先端部に取り付けられた掘削工具本体と、該掘削工具本体の先端にこの掘削工具本体に対する回転が拘束されて装着される掘削ビットとを備えた掘削工具において、
前記ケーシングパイプの先端には、前記ケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能でかつ軸線周りに回転可能な円筒状のケーシングトップが前記掘削工具本体に外嵌されるようにして取り付けられ、
前記ケーシングトップの先端には、前記掘削ビットの外周部まで張り出す張り出し筒部が形成され、
前記ケーシングトップの内周部及び前記掘削工具本体の外周部間に、前記ロッドに伝達された推力と打撃を前記ケーシングトップに伝達するとともに、前記ケーシングトップを軸線方向に移動させる推力打撃伝達手段を設けたことを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
前記ケーシングトップは、前記ケーシングパイプに対する前記軸線方向の少なくとも先端側への移動範囲を制限するケーシング係止機構を介して該ケーシングパイプの先端に取り付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。
【請求項３】
前記ケーシングトップとケーシングパイプとは、一方の内周に他方が嵌挿されて取り付けられているとともに、
前記ケーシング係止機構は、これらケーシングトップとケーシングパイプとの互いに嵌挿される内外周のうち、一方に取り付けられた前記軸線に対する径方向に拡縮径可能な弾性部材と、他方にこの弾性部材を収容可能に形成された収納凹部とから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の掘削工具。
【請求項４】
前記ケーシングトップとケーシングパイプとは、一方の内周に他方が嵌挿されて取り付けられているとともに、
前記ケーシング係止機構は、これらケーシングトップとケーシングパイプ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と、各雌雄ネジ山部に連続して反対側のネジ山部を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の掘削工具。
【請求項５】
前記掘削ビットは、前記ケーシングトップに対して前記軸線方向に移動可能、かつこのケーシングトップに対する前記軸線方向の少なくとも先端側への移動範囲を制限するビット係止機構を介して該ケーシングトップの先端に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項６】
前記ビット係止機構は、前記掘削ビットの外周部と前記張り出し筒部の内周部とのうち、一方に取り付けられた前記軸線に対する径方向に拡縮径可能な弾性部材と、他方にこの弾性部材を収容可能に形成された収納凹部とから構成されていることを特徴とする請求項５に記載の掘削工具。
【請求項７】
前記ビット係止機構は、前記掘削ビットの外周部と前記張り出し筒部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と、各雌雄ネジ山部に連続して反対側のネジ山部を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成されていることを特徴とする請求項５に記載の掘削工具。
【請求項８】
前記ケーシングトップの最大径部の外径は、前記掘削ビットの最大外径以下で、かつ前記ケーシングパイプの外径以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項９】
前記ケーシングトップとケーシングパイプとは、前記ケーシングトップの内周に前記ケーシングパイプの先端が嵌挿されて取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項１０】
前記掘削ビットの後端部には前記掘削工具本体の先端部が挿入可能な孔部が形成されていて、
この掘削工具本体の先端部外周には前記軸線方向に延びる突条部が形成されるとともに、
前記孔部の内周には前記突条部が挿通可能な凹溝部が形成され、
前記掘削工具本体の回転によって前記突条部の側壁が前記凹溝部の側壁に当接することにより、
前記掘削ビットは前記掘削工具本体から回転力が伝達されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項１１】
前記掘削工具本体の前記軸線方向に延びる突条部には、前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が形成されるとともに、
前記凹溝部に前記突条部と係合部とを挿通して、前記掘削工具本体の先端部を前記孔部に挿入した上で該掘削工具本体を前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、
前記係合部と前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請求項１０に記載の掘削工具。
【請求項１２】
前記掘削ビットと前記掘削工具本体の外周には、前記ケーシングトップの張り出し筒部より先端側の前記掘削ビットの外周側と、前記ロッドと前記ケーシングパイプの間の空間とを連通させるように、前記掘削ビットから前記掘削工具本体の後端にかけて、くり粉溝が形成され、
このくり粉溝の底面と該底面に対向する前記ケーシングトップおよびケーシングパイプの内周面との間の間隔は、前記ケーシングトップの張り出し筒部の先端において最も小さくされていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項１３】
前記ケーシングパイプの少なくとも一部が、前記ケーシングトップよりも強度の低い材質によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項１】
軸線方向に推力と打撃が伝達されるケーシングパイプと、このケーシングパイプの内部に同芯上に配置されていて、軸線方向に推力と打撃が伝達されると共に回転力が伝達されるロッドと、該ロッドの先端部に取り付けられた掘削工具本体と、該掘削工具本体の先端にこの掘削工具本体に対する回転が拘束されて装着される掘削ビットとを備えた掘削工具において、
前記ケーシングパイプの先端には、前記ケーシングパイプに対して軸線方向に移動可能でかつ軸線周りに回転可能な円筒状のケーシングトップが前記掘削工具本体に外嵌されるようにして取り付けられ、
前記ケーシングトップの先端には、前記掘削ビットの外周部まで張り出す張り出し筒部が形成され、
前記ケーシングトップの内周部及び前記掘削工具本体の外周部間に、前記ロッドに伝達された推力と打撃を前記ケーシングトップに伝達するとともに、前記ケーシングトップを軸線方向に移動させる推力打撃伝達手段を設けたことを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
前記ケーシングトップは、前記ケーシングパイプに対する前記軸線方向の少なくとも先端側への移動範囲を制限するケーシング係止機構を介して該ケーシングパイプの先端に取り付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。
【請求項３】
前記ケーシングトップとケーシングパイプとは、一方の内周に他方が嵌挿されて取り付けられているとともに、
前記ケーシング係止機構は、これらケーシングトップとケーシングパイプとの互いに嵌挿される内外周のうち、一方に取り付けられた前記軸線に対する径方向に拡縮径可能な弾性部材と、他方にこの弾性部材を収容可能に形成された収納凹部とから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の掘削工具。
【請求項４】
前記ケーシングトップとケーシングパイプとは、一方の内周に他方が嵌挿されて取り付けられているとともに、
前記ケーシング係止機構は、これらケーシングトップとケーシングパイプ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と、各雌雄ネジ山部に連続して反対側のネジ山部を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の掘削工具。
【請求項５】
前記掘削ビットは、前記ケーシングトップに対して前記軸線方向に移動可能、かつこのケーシングトップに対する前記軸線方向の少なくとも先端側への移動範囲を制限するビット係止機構を介して該ケーシングトップの先端に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項６】
前記ビット係止機構は、前記掘削ビットの外周部と前記張り出し筒部の内周部とのうち、一方に取り付けられた前記軸線に対する径方向に拡縮径可能な弾性部材と、他方にこの弾性部材を収容可能に形成された収納凹部とから構成されていることを特徴とする請求項５に記載の掘削工具。
【請求項７】
前記ビット係止機構は、前記掘削ビットの外周部と前記張り出し筒部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と、各雌雄ネジ山部に連続して反対側のネジ山部を収容可能に形成された前記軸線方向に延びる収納凹部とから構成されていることを特徴とする請求項５に記載の掘削工具。
【請求項８】
前記ケーシングトップの最大径部の外径は、前記掘削ビットの最大外径以下で、かつ前記ケーシングパイプの外径以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項９】
前記ケーシングトップとケーシングパイプとは、前記ケーシングトップの内周に前記ケーシングパイプの先端が嵌挿されて取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項１０】
前記掘削ビットの後端部には前記掘削工具本体の先端部が挿入可能な孔部が形成されていて、
この掘削工具本体の先端部外周には前記軸線方向に延びる突条部が形成されるとともに、
前記孔部の内周には前記突条部が挿通可能な凹溝部が形成され、
前記掘削工具本体の回転によって前記突条部の側壁が前記凹溝部の側壁に当接することにより、
前記掘削ビットは前記掘削工具本体から回転力が伝達されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項１１】
前記掘削工具本体の前記軸線方向に延びる突条部には、前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が形成されるとともに、
前記凹溝部に前記突条部と係合部とを挿通して、前記掘削工具本体の先端部を前記孔部に挿入した上で該掘削工具本体を前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、
前記係合部と前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請求項１０に記載の掘削工具。
【請求項１２】
前記掘削ビットと前記掘削工具本体の外周には、前記ケーシングトップの張り出し筒部より先端側の前記掘削ビットの外周側と、前記ロッドと前記ケーシングパイプの間の空間とを連通させるように、前記掘削ビットから前記掘削工具本体の後端にかけて、くり粉溝が形成され、
このくり粉溝の底面と該底面に対向する前記ケーシングトップおよびケーシングパイプの内周面との間の間隔は、前記ケーシングトップの張り出し筒部の先端において最も小さくされていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の掘削工具。
【請求項１３】
前記ケーシングパイプの少なくとも一部が、前記ケーシングトップよりも強度の低い材質によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の掘削工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−７８９０（Ｐ２００９−７８９０Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７２２１８（Ｐ２００７−１７２２１８）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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