(57)【要約】【課題】地盤の水抜きをする有孔管を削孔と同時に埋設する場合に有孔管内に繰り粉の滞留を生じることがなく、確実かつ円滑な削孔および有孔管の埋設を行うことが可能な掘削工具を提供する。【解決手段】軸線Ｏを中心とした管状をなすとともに軸線Ｏに対する径方向に貫通した貫通部２を有する有孔管１内に、先端部に掘削工具本体４が装着される掘削ロッド８を軸線Ｏに沿って挿入し、有孔管１の先端には掘削工具本体４を突出させ、有孔管１と掘削ロッド８との間に、軸線Ｏに対する径方向に掘削ロッド８と間隔をあけて、軸線Ｏを中心とした管状をなすとともに軸線Ｏに対する径方向に貫通部が形成されていない無孔管１０を介装する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした管状をなすとともに該軸線に対する径方向に貫通した貫通部を有する有孔管内に、先端部に掘削工具本体が装着される掘削ロッドが上記軸線に沿って挿入されていて、上記有孔管の先端に上記掘削工具本体が突出させられており、上記有孔管と掘削ロッドとの間には、上記軸線に対する径方向に該掘削ロッドと間隔をあけて、上記軸線を中心とした管状をなすとともに該軸線に対する径方向に貫通部が形成されていない無孔管が介装されていることを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
上記掘削工具本体には、該掘削工具本体により生成された繰り粉を排出する排出路が、上記掘削ロッドと無孔管との間の間隔部分に連通するように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。
【請求項３】
上記掘削ロッドの先端部外周には、後端側に向けて外径が一段大きくなる第１当接部が備えられるとともに、上記無孔管の先端部内周には、先端側に向けて内径が一段小さくなる第１被当接部が備えられていて、この第１被当接部に上記第１当接部が先端側に向けて当接可能とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の掘削工具。
【請求項４】
上記無孔管の先端部には第２当接部が備えられているとともに、上記有孔管の先端部内周には、先端側に向けて内径が一段小さくなる第２被当接部が備えられており、この第２被当接部に上記第２当接部が先端側に向けて当接可能とされていることを特徴とする請求項３に記載の掘削工具。
【請求項５】
上記掘削ロッドの先端部外周には、後端側に向けて外径が一段小さくなる第３当接部が形成されるとともに、上記無孔管の先端部内周には、後端側に向けて内径が一段小さくなる第３被当接部が備えられていて、この第３被当接部に上記第３当接部が後端側に向けて当接可能とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の掘削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山の改良・維持・補修などにおいて、特に地盤からの水抜き管として貫通孔や貫通溝が形成された有孔管を削孔と同時に埋設可能とした掘削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネルなどを構築する際に、このように有孔管を水抜き管として削孔に埋設する工法としては、例えば特許文献１に、削孔ビットに内管ロッドを介して推力と回転力および打撃とを加えながら削孔を掘削し、掘削された削孔内に有孔外管（有孔管）を挿入し、所定長さの有孔外管を地山に設置した後に、削孔ビットの一部と内管ロッドとを抜き出す水抜き工法において、有孔外管の先端側に推力と打撃との動力伝達部分を設け、有孔外管を前引き方式で削孔内に挿入する工法が提案されている。
【特許文献１】特許第３１９８０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この特許文献１に記載の工法では、掘削工具が内管ロッドと有孔外管より成る二重管構造であり、削孔の際に削孔ビットによって生成された地盤の掘削屑である繰り粉（スライム）は、上記内管ロッド内を通して供給される削孔水やエアにより、内管ロッドと有孔外管との間の間隔部分を通して掘削工具の後端側（削孔の開口部側）に送り出されて排出されることになる。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１の掘削工具では、上記間隔部分の外周側には有孔外管の貫通孔が開口していて削孔に連通した状態となっているため、特に貫通孔の開孔率（浸透率）の高い有孔外管を用いたりすると、繰り粉排出のための上記削孔水やエアーが貫通孔から削孔内に漏れ出してしまい、繰り粉を確実に排出することが困難となって途中で滞留してしまうおそれがある。そして、このように繰り粉の滞留が生じると、その後に送り出された繰り粉が詰まりを生じて削孔作業に支障を来したり、削孔後に削孔ビットや内管ロッドを抜き出すことができなくなったりすることになる。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、このように有孔管を削孔と同時に埋設する場合に有孔管内に繰り粉の滞留を生じることがなく、確実かつ円滑な削孔および有孔管の埋設を行うことが可能な掘削工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の掘削工具は、軸線を中心とした管状をなすとともに該軸線に対する径方向に貫通した貫通部を有する有孔管内に、先端部に掘削工具本体が装着される掘削ロッドが上記軸線に沿って挿入されていて、上記有孔管の先端に上記掘削工具本体が突出させられており、上記有孔管と掘削ロッドとの間には、上記軸線に対する径方向に該掘削ロッドと間隔をあけて、上記軸線を中心とした管状をなすとともに該軸線に対する径方向に貫通部が形成されていない無孔管が介装されていることを特徴とする。
【０００７】
上記構成の掘削工具では、上記有孔管内に無孔管と、この無孔管内にはさらに掘削ロッドとが、上記軸線を中心に同軸に挿入されることになり、この掘削ロッドも、その内部に繰り粉排出用の媒体（水やエアー）が供給される供給路が形成された管状のものである場合には、これら有孔管、無孔管、および掘削ロッドによって三重管構造をなすことになる。そして、このうち掘削ロッドと無孔管との間には上記軸線に対する径方向に間隔があけられているので、例えば掘削ロッド先端に装着される掘削工具本体に、該掘削工具本体により生成された繰り粉を排出する排出路を、上記掘削ロッドと無孔管との間の間隔部分に連通するように形成したりすることによって、上記掘削工法のように繰り粉をこの間隔部分を通して排出することができる。
【０００８】
従って、繰り粉は上記排出用の媒体とともに、貫通部が形成されていない無孔管内を、掘削ロッドとの間隔部分を通って後端側に送り出されて排出されることになるので、開孔率（浸透率）の高い有孔管を用いたとしても、この排出用の水やエアー等の媒体が削孔内に漏れ出るようなことがなく、該媒体によって繰り粉を確実に押し出して排出することができて、有孔管内で繰り粉の滞留等が生じるのを防ぐことができる。そして、こうして繰り粉を排出して削孔を形成した後は、上述のように少なくとも有孔管を削孔内に残して掘削ロッドと無孔管とを有孔管内から抜き出すことにより、地山に含まれている水を有孔管の貫通部から該有孔管内に導いて排出し、水抜きすることができる。
【０００９】
ここで、本発明の掘削工具において、上記掘削工具本体が掘削ロッドを介して与えられる上記軸線方向先端側への推力や特に打撃力によって削孔を形成するものである場合には、上記掘削ロッドの先端部外周に、後端側に向けて外径が一段大きくなる第１当接部を備えるとともに、上記無孔管の先端部内周には、先端側に向けて内径が一段小さくなる第１被当接部を備えて、この第１被当接部に上記第１当接部を先端側に向けて当接可能とすることにより、掘削ロッドからの上記推力や打撃力を無孔管にも与えることによって該無孔管を前進させて削孔内に挿入することができる。
【００１０】
また、この場合には、さらに上記無孔管の先端部に第２当接部を備えるとともに、上記有孔管の先端部内周には、先端側に向けて内径が一段小さくなる第２被当接部を備えて、この第２被当接部に上記第２当接部を先端側に向けて当接可能とすることにより、上述のように無孔管に与えられた推力や打撃力をその外周の有孔管にも伝播させて該有孔管を前進させることにより、掘削ロッドからの推力や打撃力によってこの有孔管を削孔に打設して建て込み、埋設することが可能となる。
【００１１】
一方、こうして有孔管が削孔内に埋設された後に、内部の無孔管と掘削ロッドとを後退させて引き抜く際には、上記掘削ロッドの先端部外周に、後端側に向けて外径が一段小さくなる第３当接部を形成するとともに、上記無孔管の先端部内周には、後端側に向けて内径が一段小さくなる第３被当接部を備えて、この第３被当接部に上記第３当接部を後端側に向けて当接可能とすることにより、掘削ロッドを後退させることでその第３当接部に第３被当接部が当接した無孔管も一体に後退させることができ、これらを別々に引き抜く場合に比べて作業の効率化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、地山の改良・維持・補修などにおける特に地盤からの水抜き管として有孔管を打設する際に、この有孔管内で繰り粉が滞留してしまうのを防ぐことができ、これにより、削孔の形成および有孔管の打設を確実かつ円滑に行うことが可能となるとともに、これら削孔および打設後に掘削ロッドや無孔管を引き抜くときにも支障のない作業を促すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１ないし図５は、本発明の掘削工具の一実施形態を示すものである。本実施形態において有孔管１は、鋼管等から形成されて軸線Ｏを中心とした外形円管状をなしており、必要に応じて、同径で所定の長さの複数本の有孔管１が溶接や螺合によって軸線Ｏ方向に順次継ぎ足されつつ、当該掘削工具の先端側（図１において左側）から削孔内に打設されてゆく。
【００１４】
この有孔管１には、該有孔管１を軸線Ｏに対する径方向に貫通する貫通部２が形成されている。本実施形態では、この貫通部２は、図１に示すように軸線Ｏに平行に互いに等しい長さで延びる複数のスリットが周方向に等間隔をあけて形成されて群をなし、かつこのようなスリット群が該軸線Ｏ方向に間隔をあけて複数群形成されたものとされ、個々のスリットは図５に示すように軸線Ｏに対する径方向に放射状に延びて有孔管１を貫通し、その周方向の幅は一定とされて貫通部２の貫通深さすなわち有孔管１の肉厚よりも小さくされている。
【００１５】
また、このように必要に応じて継ぎ足される有孔管１のうち最先端の有孔管１の先端部内周には、後端側部分が先端側部分よりも内外径ともに一段小さくされた多段円筒状の有孔管ケーシングトップ３の上記後端側部分が挿入されて溶接により接合されている。従って、この有孔管ケーシングトップ３の後端側部分は有孔管１の内径よりも一段小さくされて、その後端面が、有孔管１の先端部内周に形成されて先端側に向けて内径が一段小さくなる本実施形態における有孔管１の第２被当接部３Ａとされる。
【００１６】
なお、この第２被当接部３Ａは、外周側に向かうに従い僅かに後端側に向かうように傾斜した軸線Ｏを中心とする凹円錐状面とされている。また、有孔管ケーシングトップ３の先端部の外径は有孔管１の外径と等しくされるとともに、この先端部の内周先端側には雌ネジ部３Ｂが環状をなして内周側に一段縮径するように形成されている。
【００１７】
さらに、この有孔管ケーシングトップ３の先端部には、掘削工具本体４が突出するように取り付けられている。この掘削工具本体４は、先端部が軸線Ｏを中心とする円盤状をなすとともに、後端部は先端部よりも外径が一段小径とされた軸線Ｏを中心とする略円筒状をなして先端部と一体形成されたものであり、この先端部の先端面には超硬合金等の硬質材料よりなるチップ５が図２に示すように多数植設されている。
【００１８】
この掘削工具本体４の先端部の外径は、上記有孔管１および有孔管ケーシングトップ３の外径よりも大径とされるとともに、後端部の外径は、有孔管ケーシングトップ３の上記雌ネジ部３Ｂ内に嵌挿可能な大きさとされている。ただし、この後端部の外周部後端側には、雌ネジ部３Ｂに螺合する雄ネジ部４Ａが環状をなして外周側に一段拡径するように形成されていて、この雄ネジ部４Ａの外径は、有孔管ケーシングトップ３先端部内周の雌ネジ部３Ｂよりも後端側の部分に嵌挿可能な大きさとされている。
【００１９】
このような掘削工具本体４は、雄ネジ部４Ａが雌ネジ部３Ｂに螺合させられて後端側にねじ込まれ、さらに雄ネジ部４Ａが雌ネジ部３Ｂを後端側に越えて抜け出た状態で、その後端部が有孔管ケーシングトップ３の先端部内周に収容されるようにして取り付けられる。そして、こうして取り付けられた掘削工具本体４は、有孔管ケーシングトップ３および有孔管１に対して、軸線Ｏ回りに回転自在とされるとともに、軸線Ｏ方向後端側に向けては有孔管ケーシングトップ３の先端面に先端部の後端面が当接するところまで、また先端側に向けては雄ネジ部４Ａが雌ネジ部３Ｂの後端に当接するところまでの間で、該軸線Ｏ方向に所定のストロークで進退自在とされ、すなわち先端側には抜け止めされた状態とされる。
【００２０】
また、図３に示すように掘削工具本体４の後端部内周には、軸線Ｏに平行に延びる複数（本実施形態では３つ）の断面略円弧状の凹溝４Ｂが周方向に等間隔に形成されており、隣接するこれら凹溝４Ｂ同士の間には、掘削工具本体４の後端面から後端部内周の底面４Ｃの手前にまで延びる複数（凹溝４Ｂと同じ本実施形態では３つ）の突条部４Ｄがそれぞれ形成される。なお、これらの突条部４Ｄ内周の突端面は軸線Ｏを中心とした１の凹円筒面上に位置するように形成されている。また、この掘削工具本体４後端部内周の底面４Ｃ側には、突条部４Ｄよりも径方向外周側に凹み、かつ凹溝４Ｂよりは径方向外周側に浅い内径を有する軸線Ｏを中心とした環状溝４Ｅが形成されている。
【００２１】
さらに、この掘削工具本体４後端部内周の上記底面４Ｃは、軸線Ｏに垂直な平坦面とされていて、この底面４Ｃからは軸線Ｏに沿って先端側に凹孔６Ａが形成されるとともに、この凹孔６Ａからは先端側に向けて外周側に分岐して掘削工具本体４の先端面に開口する複数（本実施形態ではやはり凹溝４Ｂと同じ３つ）の分岐孔６Ｂが周方向に等間隔に形成されていて、これら凹孔６Ａおよび分岐孔６Ｂにより、後述する繰り粉排出用媒体の掘削工具本体４における供給路６が形成される。なお、この底面４Ｃは、掘削工具本体４の先端部の後端面よりも先端側に位置するようにされている。
【００２２】
さらにまた、掘削工具本体４の先端面には、これらの分岐孔６Ｂの開口部から径方向外周側に延びる先端排出溝７Ａが形成されるとともに、掘削工具本体４の先端部外周面には、これらの先端排出溝７Ａの外周端にそれぞれ連通して後端側に延びる先端排出溝７Ａよりも幅広の外周排出溝７Ｂが、該先端部の後端面よりも手前にまで形成されている。さらに、これらの外周排出溝７Ｂの後端部からは、内周側に向けて後端側に向かうように排出孔７Ｃがそれぞれ形成されていて、これらの排出孔７Ｃは、掘削工具本体４後端部内周の上記凹溝４Ｂの内周側を向く底面に各々開口させられ、これら排出溝７Ａ、７Ｂ、および排出孔７Ｃによって掘削工具本体４の繰り粉の排出路７が構成されている。
【００２３】
一方、有孔管１内には、上記軸線Ｏに沿って掘削ロッド８が挿入されている。この掘削ロッド８は、そのロッド本体８Ａが軸線Ｏを中心とした外形正六角柱状に形成されるとともに、このロッド本体８Ａの両端部には、該ロッド本体８Ａよりも小径の雄ネジ部８Ｂが同軸に延びるように一体形成されたものであって、有孔管１と同様に必要に応じて複数本の掘削ロッド８が、上記雄ネジ部８Ｂに螺合する雌ネジ部が形成された図示されない連結部材を介して軸線Ｏ方向に継ぎ足されて有孔管１に挿入されるようになされている。
【００２４】
そして、このうち最後端に位置した掘削ロッド８の後端には、図１に示すようにカップリングＣを介して削岩機の駆動軸Ｄが連結され、この削岩機により掘削時に掘削ロッド８は、図２ないし図４に符号Ｔで示す回転方向に向けた軸線Ｏ回りの回転力と、該軸線Ｏ方向先端側に向けた推力および打撃力とを受ける。また、上記駆動軸ＤおよびカップリングＣには、上記掘削工具本体４が地盤を掘削することによって生成された繰り粉を排出するための媒体（掘削水やエアー）を供給する供給孔Ｅが軸線Ｏに沿って形成されるとともに、この供給孔Ｅに連通するように各掘削ロッド８には、その上記両端部間に亙って貫通孔８Ｃが軸線Ｏに沿って形成されている。
【００２５】
さらに、本実施形態では、このうち最先端の掘削ロッド８の先端側に、デバイス９が取り付けられて当該掘削ロッド８の先端部を構成している。このデバイス９は、その外形が、先端側部分が後端側部分に対して一段縮径した概略多段円柱状をなし、この先端側部分の外径は有孔管ケーシングトップ３の後端側部分の内径よりも僅かに小さくされている。従って、デバイス９のこれら先後端側部分の間には、後端側に向けて外径が一段大きくなる段差部が形成されることになって、この段差部が本実施形態における掘削ロッド８先端部外周の第１当接部９Ａとされる。なお、この第１当接部９Ａは、外周側に向かうに従い僅かに後端側に向かうように傾斜した軸線Ｏを中心とする凸円錐状面とされている。
【００２６】
また、デバイス９の外周には、その先端から後端に亙って軸線Ｏに平行に延びる複数（本実施形態では凹溝４Ｂや分岐孔６Ｂ、排出溝７Ａ、７Ｂ、および排出孔７Ｃと同じ３つ）の凹溝９Ｂが、周方向に等間隔に形成されている。これらの凹溝９Ｂは、デバイス９外周面からの溝深さが略一定となるようにされていて、すなわち該凹溝９Ｂの溝底が、図１に示すように先端側では軸線Ｏに平行に延びるように軸線Ｏからの外径が一定とされるとともに、後端側に向けて上記第１当接部９Ａを僅かに越えたところで軸線Ｏに沿った断面で凹曲線状をなすように外径が一段大きくなり、後端側で再び一定の外径となって軸線Ｏに平行に延びるように形成されている。
【００２７】
さらに、各凹溝９Ｂの周方向の幅は、図３および図４に示すように小径のデバイス９先端側部分で大径の後端側部分よりも大きくなるようにされていて、このうち後端側部分で凹溝９Ｂは、その軸線Ｏに垂直な断面形状が図４に示すように外周側に「コ」字状に開口するように形成されている。一方、これらの凹溝９Ｂは、デバイス９の先端側部分では図３に示すようにその溝底面が軸線Ｏを中心とした１の凸円筒面上に位置するように形成されていて、この凸円筒面の半径は、掘削工具本体４の後端部内周に形成された上記突条部４Ｄ内周の突端面が位置する１の凹円筒面の半径より僅かに小さくされている。
【００２８】
さらにまた、こうして複数の凹溝９Ｂが形成されることによって、デバイス９の外周には隣接する凹溝９Ｂ同士の間に、軸線Ｏ方向に延びる凹溝９Ｂと同数の突条部９Ｃが形成されることになる。これらの突条部９Ｃは、デバイス９の小径とされた先端側部分で、その軸線Ｏからの外径が、掘削工具本体４の上記突条部４Ｄの突端面が位置する１の凹円筒面の半径より大きくされるとともに、上記環状溝４Ｅの内径よりは僅かに小さくされ、従って軸線Ｏから凹溝４Ｂの溝底までの内径よりも小さくされている。
【００２９】
また、デバイス９の先端面９Ｄは軸線Ｏに垂直な平坦面とされるとともに、各突条部９Ｃの先端には、掘削時の掘削ロッド８の上記回転方向Ｔに突出する凸部９Ｅが形成されており、上記先端面９Ｄからこれらの凸部９Ｅの後端面までの軸線Ｏ方向の間隔は、掘削工具本体４後端部内周の上記底面４Ｃから環状溝４Ｅの先端側を向く面までの間隔よりも僅かに小さくされるとともに、凸部９Ｅの軸線Ｏからの外径は環状溝４Ｅの軸線Ｏからの内径よりも僅かに小さくされている。さらに、この凸部９Ｅを含めた各突条部９Ｃの周方向の幅は、掘削工具本体４の凹溝４Ｂの溝幅よりも小さくされている。
【００３０】
従って、このデバイス９は、その先端側部分の各突条部９Ｃを凹溝４Ｂに収容しつつ、軸線Ｏに沿って掘削工具本体４の後端部内周に同軸に挿入可能とされる。さらに、こうしてデバイス９を挿入してその先端面９Ｄが上記底面４Ｃに当接したところで上記回転方向Ｔに回転させることにより、該デバイス９先端側部分の突条部９Ｃが掘削工具本体４後端部内周の突条部４Ｄに上記回転方向Ｔに向けて当接するとともに凸部９Ｅが環状溝４Ｅに収容され、これによって掘削工具本体４がデバイス９に対して軸線Ｏ方向に係合し、かつ該軸線Ｏ回りには上記回転方向Ｔに係合して一体に回転可能とされる。
【００３１】
また、こうして係合した状態において掘削工具本体４後端部内周の各凹溝４Ｂとデバイス９の各凹溝９Ｂとは図３に示すように互いに連通するようにされ、これにより、これら掘削工具本体４とデバイス９との間には、掘削工具本体４の上記排出溝７Ａ、７Ｂ、および排出孔７Ｃからなる排出路７からこれら凹溝４Ｂ、９Ｂを介してデバイス９の後端面に開口する繰り粉の排出経路が形成される。
【００３２】
このようなデバイス９は、その後端部に形成された雌ネジ部９Ｆに、上記最先端の掘削ロッド８の先端側の雄ネジ部８Ｂがねじ込まれて、ピン止めされることにより軸線Ｏに同軸に取り付けられる。また、この雄ネジ部８Ｂの底面からは、掘削ロッド８の貫通孔８Ｃに連通する貫通孔９Ｇが軸線Ｏに沿って先端面９Ｄ中央に開口させられて、この先端面９Ｄを掘削工具本体４の底面４Ｃに当接させた状態で、掘削工具本体４の上記供給路６の凹孔６Ａから分岐孔６Ｂに連通するようにされており、これら貫通孔８Ｃ、９Ｇおよび供給路６（凹孔６Ａ、分岐孔６Ｂ）により、上記削岩機から供給される媒体の供給経路が形成されている。なお、貫通孔９Ｇからは外周側の各凹溝９Ｂの溝底に向けて後端側に傾斜するように分岐孔９Ｈが貫設されている。
【００３３】
そして、さらに上記有孔管１と掘削ロッド８との間には、軸線Ｏに対する径方向に該掘削ロッド８と間隔をあけて、該軸線Ｏを中心とした管状をなす無孔管１０が挿入されて介装されている。この無孔管１０は、有孔管１と同様に鋼管等から形成されて軸線Ｏを中心とした外形円管状をなし、必要に応じて同径で所定の長さの複数本の無孔管１０が溶接や螺合によって軸線Ｏ方向に順次継ぎ足されてゆくが、有孔管１のような貫通部２は形成されておらず、軸線Ｏに対する径方向には液密かつ気密とされている。
【００３４】
また、この無孔管１０の外径は、有孔管１の内径よりも僅かに小さい程度とされるとともに、有孔管ケーシングトップ３の後端部の内径よりは大きくされていて、有孔管１の貫通部２が形成された部分における内周に摺接可能か、この内周との間に極小さな間隔があけられる程度の大きさとされている。一方、無孔管１０の内径は、掘削ロッド８の外径（ロッド本体８Ａがなす正六角柱に外接する円筒の径）よりも十分大きくされ、これら無孔管１０と掘削ロッド８との間の軸線Ｏに対する径方向の間隔は、無孔管１０と有孔管１との間の間隔よりも大きくされている。ただし、これら有孔管１と無孔管１０の径方向の厚さ自体は略等しくされている。
【００３５】
さらに、上述のように必要に応じて複数本継ぎ足される無孔管１０のうち最先端の無孔管１０の先端部には、無孔管ケーシングトップ１１が取り付けられている。この無孔管ケーシングトップ１１は、ともに軸線Ｏを中心とした多段円筒状をなす先端側部材１１Ａと後端側部材１１Ｂとが、後端側部材１１Ｂの内周に上記デバイス９の後端側部分を収容するとともに先端側部材１１Ａからデバイス９の先端側部分を突出させるようにして、同軸に継ぎ合わされて構成されている。
【００３６】
このうち、後端側部材１１Ｂは、その先端側部分が、無孔管１０と等しい外径とデバイス９の上記後端側部分の外径より僅かに大きな内径とを有するとともに、後端側部分が、この先端側部分より内外径ともに一段縮径された多段円筒状をなしている。そして、この後端側部分の外周に形成された雄ネジ部１１Ｃが、上記最先端の無孔管１０の先端部内周に形成された雌ネジ部１０Ａに螺合されることにより、当該後端側部材１１Ｂは該無孔管１０の先端に同軸に取り付けられる。
【００３７】
また、この後端側部材１１Ｂの後端側部分の内径はデバイス９の後端側部分の外径および無孔管１０の内径よりも小さくされていて、後端側部材１１Ｂの先端側部分内周に収容されたデバイス９の後端側部分の後端面の外周部が、内径が上述のように一段縮径したこの後端側部材１１Ｂの段部に軸線Ｏ方向後端側に向けて当接可能とされている。すなわち、本実施形態では、このデバイス９の後端面外周部が掘削ロッド８において後端側に向け外径が一段小さくなる第３当接部９Ｉとされ、また無孔管ケーシングトップ１１の上記段部が無孔管１０の第３被当接部１１Ｄとされる。なお、こうして内径が小さくされた後端側部材１１Ｂの後端側部分においても、その掘削ロッド８との間隔は、無孔管１０と有孔管１との間の間隔より大きく確保されている。
【００３８】
さらに、上記先端側部材１１Ａは、その先端側部分がやはり無孔管１０と等しい外径とされるとともに後端側部分は上記後端側部材１１Ｂの先端側部分内周に嵌挿可能な外径とされ、さらに内径は先端側部分から後端側部分に亙って、デバイス９の上記先端側部分が挿通可能で該デバイス９後端側部分の外径よりも小さな一定内径とされている。しかして、本実施形態の無孔管ケーシングトップ１１は、上記後端側部材１１Ｂの先端側部分内周にデバイス９の後端側部分を収容した状態で、先端側から先端側部材１１Ａの内周部にデバイス９先端側部分を挿通しつつ、該先端側部材１１Ａの後端側部分を後端側部材１１Ｂの先端側部分内周に嵌挿した上で溶接することにより、これら先後端側部材１１Ａ、１１Ｂが一体化されて構成される。
【００３９】
従って、こうしてデバイス９の後端側部分を収容した後端側部材１１Ｂに先端側部材１１Ａが接合されて無孔管ケーシングトップ１１が構成されることにより、無孔管１０の先端部の内周には、後端側部材１１Ｂの先端部内周に嵌挿された先端側部材１１Ａの後端面によって先端側に向けて内径が一段小さくなる部分が形成されることになる。そして、この部分が本実施形態における無孔管１０の第１被当接部１１Ｅとされて、この第１被当接部１１Ｅに、掘削ロッド８先端部のデバイス９において後端側に向けて外径が一段大きくなる上記第１当接部９Ａが当接可能とされる。
【００４０】
なお、この第１被当接部１１Ｅは、第１当接部９Ａと等しいテーパ角で外周側に向かうに従い僅かに後端側に向かうように傾斜した軸線Ｏを中心とする凹円錐状面とされる。また、この第１被当接部１１Ｅと上記第３被当接部１１Ｄとの間の軸線Ｏ方向の間隔は、デバイス９の上記第１当接部９Ａからその後端面の第３当接部９Ｉまでの軸線Ｏ方向の長さより僅かに大きくされている。
【００４１】
一方、有孔管１の先端部に取り付けられた上記有孔管ケーシングトップ３の後端側部分は、その内径が無孔管ケーシングトップ１１のこれら先後端側部材１１Ａ、１１Ｂや無孔管１０の外径より小さくされており、従って無孔管１０の先端部となる無孔管ケーシングトップ１１の先端側部材１１Ａの先端面は、この有孔管１の上記第２被当接部３Ａとなる有孔管ケーシングトップ３後端面に先端側に向けて当接可能とされて、本実施形態における無孔管１０の第２当接部１１Ｆとされる。なお、この第２当接部１１Ｆも、第２被当接部３Ａと等しいテーパ角で外周側に向かうに従い僅かに後端側に向かうように傾斜した軸線Ｏを中心とする凸円錐状面とされている。
【００４２】
次に、このように構成される掘削工具により地盤を掘削して削孔を形成するとともに、この削孔に上記有孔管１を水抜き管として埋設する場合の掘削工法について説明する。まず、無孔管１０の先端部に無孔管ケーシングトップ１１の後端側部材１１Ｂを取り付けるとともに、掘削ロッド８の先端部にはデバイス９を取り付け、この掘削ロッド８を先端側から無孔管１０に挿入してデバイス９を後端側部材１１Ｂ内に収容し、次いで上述のように先端側部材１１Ａをデバイス９先端側部分に挿通しつつ後端側部材１１Ｂと接合して一体化する。
【００４３】
その一方で、有孔管１先端部の有孔管ケーシングトップ３の先端に掘削工具本体４を取り付けて、この有孔管１の後端側から、それぞれ先端部に無孔管ケーシングトップ１１を取り付けた無孔管１０とデバイス９を取り付けた掘削ロッド８とを一体に挿入する。さらに、上述のようにデバイス９先端側部分の突条部９Ｃを掘削工具本体４後端部内周の凹溝４Ｂに、掘削工具本体４の突条部４Ｄをデバイス９先端側部分の凹溝９Ｂにそれぞれ収容しつつ、該デバイス９先端側部分を掘削工具本体４の後端部内周に挿入し、先端面９Ｄが底面４Ｃに当接したところで掘削ロッド８およびデバイス９を上記回転方向Ｔに回転させることにより、掘削工具本体４をデバイス９に対して軸線Ｏ方向に係合させるとともに回転方向Ｔに向けて一体回転可能に係合させる。
【００４４】
このようにデバイス９と掘削工具本体４とが軸線Ｏ方向と回転方向Ｔとに係合させられた掘削工具は、掘削工具本体４の先端面が地盤に当接させられて設置される。そして、上記削岩機の駆動軸ＤからカップリングＣ、掘削ロッド８、およびデバイス９を介して伝播される軸線Ｏ方向先端側への打撃力および推力と回転方向Ｔへの回転力とにより、この先端面に植設されたチップ５によって地盤を掘削して、有孔管１の外径よりも大きな径の削孔を形成してゆく。
【００４５】
また、こうして駆動軸Ｄから与えられる軸線Ｏ方向先端側への打撃力と推力は、デバイス９の第１当接部９Ａから無孔管ケーシングトップ１１の第１被当接部１１Ｅにも伝えられて、これにより無孔管１０が非回転で掘削ロッド８、デバイス９、掘削工具本体４とともに前進して削孔内に挿入される。さらに、この打撃力と推力は、無孔管ケーシングトップ１１の第２当接部１１Ｆから有孔管ケーシングトップ３の第２被当接部３Ａにも伝播して、これにより有孔管１も非回転で削孔内に挿入されてゆき、すなわち上記実施形態の掘削工具全体が一体的に削孔内に建て込まれてゆく。
【００４６】
なお、こうして削孔を形成しつつ掘削工具を建て込んでゆく際には、削岩機から上述のように構成された供給路６を介して掘削水やエアー等の媒体が供給されて掘削工具本体４の先端側に噴出され、チップ５による掘削によって地盤が削り取られて生成した繰り粉（掘削屑）を除去してゆく。そして、こうして除去された繰り粉は、やはり上述のように構成された排出路７を介して、デバイス９の後端から掘削ロッド８と無孔管１０との間の間隔部分に排出され、さらに媒体の圧力により後端側に押し出されて当該掘削工具後端から削孔外に排出される。
【００４７】
また、こうして所定の深さまで削孔が形成されるとともに掘削工具が建て込まれた後は、掘削ロッド８およびデバイス９を回転方向Ｔの反対側に回転させて掘削工具本体４との係合をとき、デバイス９ごと掘削ロッド８を軸線Ｏ方向後方側に後退させる。すると、デバイス９の第３当接部９Ｉ外周が無孔管ケーシングトップ１１の上記第３被当接部１１Ｄに当接したところで、無孔管１０もこれらデバイス９および掘削ロッド８と一体に後退させられて有孔管１内から引き抜かれ、削孔内には有孔管ケーシングトップ３を含めた有孔管１と掘削工具本体４だけが残されて埋設された状態となる。
【００４８】
従って、こうして有孔管１が埋設された地盤からは、この有孔管１に形成された貫通部２を通して地盤中の水分が有孔管１内に浸透して水抜きが行われ、こうして抜かれた水分は該有孔管１内を通して外部に排出される。また、埋設されるのが、本実施形態では鋼管等からなる有孔管１であるので、地盤の圧力等によって潰れたり変形したりするようなことがなく、確実な水抜き作業を行うことが可能となる。しかも、本実施形態では、無孔管１０の外径が有孔管１の貫通部２が形成された部分の内周に摺接可能か極小さな間隔があけられる程度の大きさとされているので、無孔管１０によって有孔管１を内周側から補強するように支持することができ、貫通部２が形成されることによって強度が損なわれがちな有孔管１が削孔に挿入される際に地盤の圧力等によって変形したりするのも防ぐことが可能となる。
【００４９】
そして、さらに上記構成の掘削工具では、こうして地盤に埋設される有孔管１と、掘削工具本体４に推力および打撃力と回転力とを伝えて削孔を形成する掘削ロッド８との間に、有孔管１のような貫通部２が形成されることのない径方向に液密かつ気密な無孔管１０が介装されていて、掘削工具がこれら有孔管１、無孔管１０、および掘削ロッド８からなる三重管構造とされている。このため、削孔の際に生成された繰り粉を掘削水やエアー等の繰り粉排出用の媒体によって排出する際に、この三重管構造のうち上述のように掘削ロッド８と無孔管１０との間の間隔部分を通して繰り粉を排出することにより、このような媒体が有孔管１の貫通部２から外周の削孔内に漏れ出てしまって繰り粉が滞留するような事態を防止することができる。
【００５０】
従って、上記構成の掘削工具によれば、有孔管１として貫通部２の開孔率が高く、すなわち地盤中の水分の浸透率が高いものを用いても、削孔時に繰り粉の排出が阻害されたりすることがなく、これによって掘削ロッド８や無孔管１０の有孔管１内からの引き抜きに支障が生じたりすることも防ぐことができる。このため、確実かつ円滑な削孔および有孔管１の埋設を促すことが可能となって、このように開孔率の高い有孔管１を用いることにより、一層効率的な地盤の水抜きを促すことが可能となる。
【００５１】
しかも、本実施形態の掘削工具では、このように掘削工具本体４によって生成された繰り粉を掘削ロッド８と無孔管１０との間の間隔部分を通して排出するのに、この掘削ロッド８先端部のデバイス９に装着される掘削工具本体４に、この繰り粉を排出する排出路７を、掘削工具本体４およびデバイス９の凹溝４Ｂ、９Ｂを介して上記掘削ロッド８と無孔管１０との間の間隔部分に連通するように形成している。従って、掘削工具本体４の先端面側で生成される繰り粉を、この排出路７から上記間隔部分に円滑に導入して一層確実な排出を促すことが可能となる。
【００５２】
一方、本実施形態では、上述のように削岩機の駆動軸Ｄから掘削ロッド８を介して掘削工具本体４に与えられる回転力と推力および打撃力により削孔が形成されるとともに、この掘削ロッド８の先端部であるデバイス９の外周に、後端側に向けて外径が一段大きくなる第１当接部９Ａが形成される一方、無孔管１０の先端部である無孔管ケーシングトップ１１の内周には、先端側に向けて内径が一段小さくなる第１被当接部１１Ｅが形成されていて、この第１被当接部１１Ｅに第１当接部９Ａが当該掘削工具の先端側に向けて当接可能とされている。
【００５３】
このため、削孔を形成する際の推力や打撃力によって無孔管１０を前進させて、掘削ロッド８および掘削工具本体４と一体にこの削孔内に挿入することができ、例えば無孔管１０は削岩機とは別の駆動手段によって削孔内に挿入したりするのに比べて、装置構造の簡略化を図るとともに駆動力を軽減することが可能となり、また上述のように掘削ロッド８や無孔管１０を継ぎ足す際の作業も容易とすることができる。その一方で、本実施形態では上記第１当接部９Ａと第１被当接部１１Ｅとは互いにテーパ角の等しい凹凸円錐面状とされているだけなので、掘削ロッド８の回転力は無孔管１０に伝えられることはなく、従って掘削工具本体４に与えられる回転力のロスを少なくして、効率的な掘削を促すことができる。
【００５４】
さらに、本実施形態では、この無孔管１０先端部の無孔管ケーシングトップ１１に第２当接部１１Ｆが形成されるとともに、有孔管１の先端部である有孔管ケーシングトップ３には先端側に向けて内径が一段小さくなる第２被当接部３Ａが形成されており、この第２被当接部３Ａに第２当接部１１Ｆが先端側に向けて当接可能とされている。このため、上述のように無孔管１０（無孔管ケーシングトップ１１）に与えられる推力や打撃力によって、この有孔管１も前進させて削孔内に建て込むことができ、一層の装置構造の簡略化と駆動力の軽減とを促すことができるとともに、有孔管１の継ぎ足し作業も容易とすることが可能となる。
【００５５】
さらにまた、本実施形態では、掘削ロッド８先端部外周に、上記デバイス９の後端面によって後端側に向けて外径が一段小さくなる第３当接部９Ｉが形成されるとともに、無孔管１０の先端部である無孔管ケーシングトップ１１の内周には、後端側に向けて内径が一段小さくなる第３被当接部１１Ｄが形成されていて、この第３被当接部１１Ｄに上記第３当接部９Ｉが掘削工具の後端側に向けて当接可能とされている。従って、所定の深さの削孔が形成されて有孔管１が埋設された後に、掘削ロッド８と無孔管１０とを有孔管１内から引き抜く際にも、掘削ロッド８だけを後退させることで無孔管１０も一体に引き抜くことができ、やはりこれら掘削ロッド８と無孔管１０とを別々の手段によって引き抜くのに比べて装置構造の簡略化や作業の効率化を図ることができる。
【００５６】
ただし、本実施形態ではこうして無孔管１０および有孔管１を、第１、第２当接部９Ａ、１１Ｆおよび第１、第２被当接部１１Ｅ、３Ａを介して、掘削ロッド８に与えられる推力や打撃力によって前進させて削孔内に挿入するようにしているが、上述のようにこれらを別の駆動手段によって掘削工具本体４に追随するように削孔内に挿入してもよい。これは、掘削ロッド８および無孔管１０を後退させて引き抜くときでも同様である。
【００５７】
また、本実施形態では、掘削工具本体４は、掘削ロッド８および無孔管１０を引き抜いた後はその全体が削孔内に残されて埋設されることになるが、例えばこの掘削工具本体４を、有孔管１の先端部に回転自在に取り付けられるリングビットと、掘削ロッド８の先端部に取り付けられて上記リングビットの内周から突出するインナービットとから構成し、掘削ロッド８を引き抜く際には掘削工具本体４の一部であるこのインナービットも引き抜くようにしてもよく、また例えば掘削工具本体４を拡縮径可能なビットを備えた拡径ビットとして、削孔時にはビットを拡径させて掘削を行う一方、掘削ロッド８を引き抜く際にはビットを縮径させて有孔管１内を引き抜き可能とし、掘削工具本体４の全体を掘削ロッド８とともに回収するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の掘削工具の一実施形態を示す一部破断側面図である。
【図２】図１に示す掘削工具（掘削工具本体４）を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。
【図３】図１におけるＡ断面図である。
【図４】図１におけるＢ断面図である。
【図５】図１におけるＣ断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  有孔管
２  貫通部
３  有孔管ケーシングトップ（有孔管１の先端部）
３Ａ  第２被当接部
４  掘削工具本体
６  媒体の供給路
７  繰り粉の排出路
８  掘削ロッド
９  デバイス（掘削ロッド８の先端部）
９Ａ  第１当接部
９Ｉ  第３当接部
１０  無孔管
１１  無孔管ケーシングトップ（無孔管１０の先端部）
１１Ｄ  第３被当接部
１１Ｅ  第１被当接部
１１Ｆ  第２当接部
Ｏ  有孔管１の軸線
Ｔ  掘削時の掘削ロッドの回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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