(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした円筒状をなすケーシングパイプの先端内周部に、該ケーシングパイプの内径が一段小さくなる段部が形成されるとともに、上記ケーシングパイプ内には、上記段部に当接可能な当接部が外周に形成されたインナービットが上記軸線方向後端側から挿入されて、該インナービットの先端部が上記ケーシングパイプの先端から突出させられており、このケーシングパイプの先端から突出した上記インナービットの先端部の周囲には、円環状をなすリングビットが配設されていて、このリングビットの内周部に形成された係合凹部に、上記インナービットの先端部外周に出没可能に設けられた係合凸部が外周側に突出して係合することにより、上記リングビットが上記インナービットに対して上記軸線回りに掘削時の回転方向に向けて一体回転可能かつ該軸線方向先端側に係止されるとともに、上記係合凸部が内周側に後退することにより、上記リングビットが先端側に抜脱可能とされており、上記係合凸部は、外周側に付勢されて上記インナービットの先端部外周に出没可能に設けられてるとともに、上記係合凹部の後端部には、後端側に向かうに従い上記リングビットの内周側に向けて傾斜する案内壁が形成されていることを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
上記段部に上記当接部が当接するとともに上記係合凹部に上記係合凸部が係合した状態で、上記ケーシングパイプの先端面に上記リングビットの後端面が当接可能とされていることを特徴する請求項１に記載の掘削工具。
【請求項３】
上記係合凸部は圧縮コイルバネによって外周側に付勢されており、この圧縮コイルバネのバネ定数Ｋ（Ｎ／ｍｍ）が、上記リングビットの重量Ｗ（Ｎ）と、上記案内壁の上記軸線に対する傾斜角θ（°）と、上記リングビットの内周面から上記インナービットの外周側に突出した上記係合凸部の突端までの上記軸線に対する径方向の距離である該係合凸部の引っ掛かり高さｈ（ｍｍ）と、上記インナービットに設けられる上記係合凸部の数ｎ（個）に対して、Ｋ＞Ｗ／（ｔａｎθ×ｈ×ｎ）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】
軸線を中心とした円筒状をなすケーシングパイプの先端内周部に、該ケーシングパイプの内径が一段小さくなる段部が形成されるとともに、上記ケーシングパイプ内には、上記段部に当接可能な当接部が外周に形成されたインナービットが上記軸線方向後端側から挿入されて、該インナービットの先端部が上記ケーシングパイプの先端から突出させられており、このケーシングパイプの先端から突出した上記インナービットの先端部の周囲には、円環状をなすリングビットが配設されていて、このリングビットの内周部に形成された係合凹部に、上記インナービットの先端部外周に出没可能に設けられた係合凸部が外周側に突出して係合することにより、上記リングビットが上記インナービットに対して上記軸線回りに掘削時の回転方向に向けて一体回転可能かつ該軸線方向先端側に係止されるとともに、上記係合凸部が内周側に後退することにより、上記リングビットが先端側に抜脱可能とされており、上記段部に上記当接部が当接するとともに上記係合凹部に上記係合凸部が係合した状態で、上記ケーシングパイプの先端面に上記リングビットの後端面が当接可能とされていることを特徴とする掘削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングパイプ内に挿入されたインナービットの先端部が、ケーシングパイプ先端から突出させられるとともに、ケーシングパイプ先端に配設されたリングビットと係合して一体回転可能とされ、これらインナービットとリングビットにより地盤を掘削して削孔を形成しつつ、これと同時に該削孔内に上記ケーシングパイプを挿入してゆく掘削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このように、地盤掘削と同時にケーシングパイプを挿入してゆく掘削工具として、本発明の発明者等は、特許文献１、２において、掘削中にリングビットが不用意に脱落しないように、リングビットを係止部材等の係止手段によりケーシングパイプに対して回転自在としつつもケーシングパイプの軸線方向に係止して、インナービットに与えられる回転力をリングビットに伝播させるとともに、軸線方向先端側に与えられる推力や打撃力をケーシングパイプと、このケーシングパイプを介して、あるいは直接的にリングビットにも伝播させて掘削を行う掘削工具を提案している。
【０００３】
ところが、このようにリングビットがケーシングパイプ先端に軸線方向に係止された掘削工具では、ケーシングパイプをそのまま削孔内に残置する場合は問題はないが、このケーシングパイプを建て込み部材と置き換えたり、仮設杭として使用したりする場合など、一時的に削孔内に挿入して使用したケーシングパイプを削孔から引き上げて地上に回収するときには、ケーシングパイプ先端に係止されたリングビットはケーシングパイプよりも外径が大きいために削孔の内周面との間の抵抗の増大を招き、これにより過大な引き上げ力が必要となったりして効率的な回収が困難となるおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明の発明者はさらに、特許文献３において、上述のような係止手段に、リングビットをケーシングパイプに対して上記軸線方向先端側に抜脱する抜脱機構を備え、ケーシングパイプを挿入する削孔が所定の深さまで形成された後は、この抜脱機構によってリングビットをケーシングパイプに対して軸線方向先端側に抜脱するようにした掘削工具を提案している。従って、このような掘削工具によれば、リングビットをケーシングパイプ先端から抜脱して取り外すことにより、削孔内周面との抵抗の増大を招くことなくケーシングパイプだけを削孔から引き上げて回収することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４０５７８号公報
【特許文献２】特開２００６−３７６１３号公報
【特許文献３】特開２００７−２５５１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この特許文献３に記載された掘削工具においては、上記抜脱機構によってリングビットをケーシングパイプ先端から抜脱するのに、削孔が所定の深さまで形成された後にインナービットを一旦ケーシングパイプから引き抜き、次いでこのインナービットよりも外径の小さな第２のインナービットをケーシングパイプに挿入してリングビットと係合させ、この第２のインナービットをケーシングパイプ先端から突き出すことによってリングビットを抜脱するようにしている。
【０００７】
このため、そのような特許文献３に記載の掘削工具では、リングビットと係合可能な上記第２のインナービットが必要となるのは勿論のこと、形成された削孔が深い場合には、この第２のインナービットをケーシングパイプ先端から突き出すために、第２のインナービットの後端側に多数の掘削ロッドを継ぎ足していかなければならず、このような多数の掘削ロッドや、これらを継ぎ足すための時間や労力なども必要となるので、効率的にリングビットを抜脱するとともにケーシングパイプを引き上げて回収することはやはり困難となる。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような第２のインナービットなどを要することなくリングビットを抜脱可能とすることにより、効率的なケーシングパイプの引き上げ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】
【０００９】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線を中心とした円筒状をなすケーシングパイプの先端内周部に、該ケーシングパイプの内径が一段小さくなる段部が形成されるとともに、上記ケーシングパイプ内には、上記段部に当接可能な当接部が外周に形成されたインナービットが上記軸線方向後端側から挿入されて、該インナービットの先端部が上記ケーシングパイプの先端から突出させられており、このケーシングパイプの先端から突出した上記インナービットの先端部の周囲には、円環状をなすリングビットが配設されていて、このリングビットの内周部に形成された係合凹部に、上記インナービットの先端部外周に出没可能に設けられた係合凸部が外周側に突出して係合することにより、上記リングビットが上記インナービットに対して上記軸線回りに掘削時の回転方向に向けて一体回転可能かつ該軸線方向先端側に係止されるとともに、上記係合凸部が内周側に後退することにより、上記リングビットが先端側に抜脱可能とされており、第１には、上記係合凸部は、外周側に付勢されて上記インナービットの先端部外周に出没可能に設けられてるとともに、上記係合凹部の後端部には、後端側に向かうに従い上記リングビットの内周側に向けて傾斜する案内壁が形成されていることを特徴とし、また第２には、上記段部に上記当接部が当接するとともに上記係合凹部に上記係合凸部が係合した状態で、上記ケーシングパイプの先端面に上記リングビットの後端面が当接可能とされていることを特徴とするものである。
【００１０】
このように構成された掘削工具では、ケーシングパイプ内に挿入されたインナービットの当接部がケーシングパイプの段部に当接することにより、インナービットに与えられる軸線方向先端側への推力や打撃力がケーシングパイプに伝播されて、インナービットおよびリングビットによって形成された削孔にケーシングパイプが挿入されてゆく。一方、このケーシングパイプの先端から突出したインナービット先端部外周には係合凸部が出没可能に設けられており、この係合凸部が外周側に突出して、インナービット先端部の周囲に配設されたリングビットの内周部に形成された係合凹部に係合することにより、リングビットがインナービットに対して軸線回りに掘削時の回転方向に向けて一体回転可能とされて回転力が伝播されるとともに、軸線方向先端側に係止されて抜け止めされる。
【００１１】
そして、さらにインナービット先端部外周に出没可能とされたこの係合凸部が内周側に後退してリングビット内周部の係合凹部から没することにより、これら係合凹凸部の係合が解かれてリングビットは軸線方向先端側への係止も解かれ、抜脱可能とされる。従って、上記構成の掘削工具によれば、第２のインナービットを要したり、これをリングビットと係合させるために掘削ロッドを継ぎ足したりすることなく、このような係合凸部の出没動作によりリングビットを抜脱して取り外すことができる。従って、インナービットをケーシングパイプから引き抜いて該ケーシングパイプを一時的に使用した後には、リングビットを削孔に残してケーシングパイプだけを削孔から引き抜くことができるので、外径の大きなリングビットによって抵抗の増大を招くことはなく、効率的にケーシングパイプを回収することが可能となる。
【００１２】
また、このような構成の掘削工具では、ケーシングパイプの上記段部にインナービットの上記当接部が当接するとともにリングビット内周部の上記係合凹部にインナービットの上記係合凸部が係合した状態で、上記ケーシングパイプの先端面に上記リングビットの後端面が当接可能とすることにより、段部と当接部の当接によってインナービットからケーシングパイプに与えられる軸線方向先端側への推力や打撃力をケーシングパイプからリングビットにも伝播させることができる。
【００１３】
従って、掘削時にインナービットと一体回転するリングビットによって一層効率的な削孔の形成を図ることができるとともに、インナービットから直接リングビットに推力や打撃力を伝播させる場合のように、リングビットの内径を段部の内径よりも小さくする必要がなくなるため、リングビットの肉厚を薄くしたり、上述のようにケーシングパイプを建て込み部材と置き換える場合などに建て込み部材の外径に対してケーシングパイプの径を小さくしたりすることができ、掘削に要するコストの削減を図ることができる。
【００１４】
一方、上述のように、係合凸部をインナービットの先端部外周に出没可能に設けて、外周側に突出させてリングビット内周部の係合凹部に係合させるとともに、内周側に後退させることによりリングビットを抜脱可能とするのに、この係合凸部を、外周側に付勢されてインナービットの先端部外周に出没可能に設けるとともに、上記係合凹部の後端部には、後端側に向かうに従い上記リングビットの内周側に向けて傾斜する案内壁を形成することにより、外周側に付勢されて突出した係合凸部が係合凹部に係合した状態から案内壁に当接した状態とした上で、さらにインナービットを軸線方向後方側に後退させることによって、係合凹部の上記案内壁に係合凸部を摺接させながら案内して付勢力に抗して内周側に後退させることができ、簡略な構造ながらも確実に係合凹凸部の係合を解いてリングビットを抜脱可能とすることができる。
【００１５】
なお、このように係合凹部の後端部に案内壁を設けるとともに、係合凸部を圧縮コイルバネによって外周側に付勢するようにした場合には、この圧縮コイルバネのバネ定数Ｋ（Ｎ／ｍｍ）を、上記リングビットの重量Ｗ（Ｎ）と、上記案内壁の上記軸線に対する傾斜角θ（°）と、上記リングビットの内周面から上記インナービットの外周側に突出した上記係合凸部の突端までの上記軸線に対する径方向の距離である該係合凸部の引っ掛かり高さｈ（ｍｍ）と、上記インナービットに設けられる上記係合凸部の数ｎ（個）に対して、Ｋ＞Ｗ／（ｔａｎθ×ｈ×ｎ）とすることにより、リングビットが下向きとされて案内壁に係合凸部が当接した状態にあっても、自重によってリングビットが不用意に抜け外れてしまうような事態が生じるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、掘削時にはインナービットとリングビットによって削孔を形成しつつ該削孔にケーシングパイプを挿入することができるとともに、所定の深さまで削孔が形成された後には、第２のインナービットや、この第２のインナービットの後端側に継ぎ足される掘削ロッドなどを必要とすることなく、インナービットの係合凸部を後退させてリングビットを抜脱可能とすることにより、リングビットを削孔に残してケーシングパイプだけを効率的に削孔から引き上げて回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を示す掘削時の側断面図（図２におけるＡＡ断面図）である。
【図２】図１に示す実施形態の拡大正面図である。
【図３】図１におけるＢＢ拡大断面図である。
【図４】図１に示す実施形態において係合凹凸部の係合を解く際の側断面図（図５におけるＡＡ断面図）である。
【図５】図４に示す実施形態の拡大正面図である。
【図６】図４におけるＢＢ拡大断面図である。
【図７】（ａ）図４に示す状態からインナービットを後退させて係合凸部を案内壁に当接させた際の拡大側断面図、（ｂ）図７（ａ）からさらにインナービットを後退させた際の拡大側断面図である。
【図８】図１に示す実施形態において係合凸部を後退させた際の側断面図（図９におけるＡＡ断面図）である。
【図９】図８に示す実施形態の拡大正面図である。
【図１０】図８におけるＢＢ拡大断面図である。
【図１１】図１に示す実施形態のリングビット、ケーシングトップ（ケーシングパイプ先端部）、およびインナービットを示す斜視図である。
【図１２】図１に示す実施形態の係合凸部を示す（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）側面図、（ｄ）背面図である。
【図１３】図１に示す実施形態において係合凸部をインナービットに取り付ける際の組み立て図である。
【図１４】図１に示す実施形態のリングビットを示す（ａ）斜視図、（ｂ）正面図、（ｃ）図１４（ｂ）におけるＡＡ断面図、（ｄ）図１４（ｂ）におけるＢＢ断面図である。
【図１５】図１に示す実施形態によって掘削を行う際の（ａ）削孔を形成するときの断面図、（ｂ）ケーシングパイプからインナービットを引き抜くときの断面図、（ｃ）インナービットが引き抜かれたときの断面図、（ｄ）削孔からケーシングパイプを引き上げるときの断面図である。
【図１６】図１５（ｃ）に示した状態から、（ａ）第２のインナービットによってさらに削孔を形成するときの断面図、（ｂ）図１６（ａ）で形成したさらに深い削孔まで建て込み部材を建て込むとともに削孔からケーシングパイプを引き上げるときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１ないし図１４は本発明の一実施形態を示すものであり、図１５および図１６は、この実施形態の掘削工具によって掘削を行う場合を説明する図である。本実施形態においてケーシングパイプ１は鋼材等から形成されて軸線Ｏを中心とした円筒状をなし、必要に応じて複数のケーシングパイプ１が軸線Ｏ方向に順次継ぎ足されて、最先端のケーシングパイプ１のさらに先端側に突き出されたインナービット２と、このインナービット２の周囲に配設されたリングビット３とによって形成される削孔Ｈに、インナービット２に伴われて挿入されてゆく。
【００１９】
こうして必要に応じて継ぎ足されるケーシングパイプ１のうち最先端のケーシングパイプ１のさらに先端部には、やはり鋼材等からなるケーシングトップ１Ａが接合されて一体に取り付けられている。このケーシングトップ１Ａは、内径がケーシングパイプ１より一段小さくされる一方、外径は先端側（図１、図４、図７等における左側）がケーシングパイプ１と等しくされるとともに後端側（図１、図４、図７等における右側）はケーシングパイプ１内に嵌挿可能な大きさとされた多段円筒状をなし、こうして後端側の部分が最先端のケーシングパイプ１内に先端側から嵌挿された上で溶接により接合されて取り付けられている。
【００２０】
従って、この最先端のケーシングパイプ１の先端内周部には、このケーシングトップ１Ａによって内径が一段小さくなる段部１Ｂが形成されることになり、本実施形態ではこの段部１Ｂは、その軸線Ｏ方向後端側を向く後端面が内周側に向かうに従い先端側に向かうように傾斜した軸線Ｏを中心とするテーパ面とされている。また、これとは反対のケーシングトップ１Ａの先端面１Ｃは、本実施形態では軸線Ｏに垂直な円環面とされている。
【００２１】
一方、削孔Ｈが形成される地盤の地上部には、掘削時に上記軸線Ｏ回りの回転方向Ｔに向けた回転力と軸線Ｏ方向先端側への推力とを掘削ロッドに与える図示されない掘削装置が配設され、この掘削装置からケーシングパイプ１と同様に必要に応じて複数の上記掘削ロッドが軸線Ｏに沿って順次継ぎ足されてケーシングパイプ１内に挿通される。さらに、このうち最先端の掘削ロッドの先端にはダウンザホールハンマ４が取り付けられるとともに、このダウンザホールハンマ４の先端には上記インナービット２が取り付けられてケーシングパイプ１の後端側から挿入され、上記掘削装置からダウンザホールハンマ４に供給される圧縮空気によって軸線Ｏ方向先端側への打撃力が与えられる。
【００２２】
このインナービット２は、その本体がケーシングパイプ１と同軸とされる軸線Ｏを中心とした外形多段円柱状に鋼材等によって一体に形成され、この本体の後端部は上記ダウンザホールハンマ４に取り付けられるシャンク部２Ａとされている。また、このシャンク部２Ａの先端側は、ケーシングパイプ１の内径より僅かに小さく、ケーシングトップ１Ａの内径よりは大きな外径を有してインナービット２の最大外径部となる軸線Ｏを中心とした円板状の当接部２Ｂとされ、この当接部２Ｂの先端面は、ケーシングトップ１Ａによる段部１Ｂの上記後端面と等しい傾斜角で内周側に向かうに従い先端側に向かうように傾斜した軸線Ｏを中心とするテーパ面とされている。
【００２３】
さらに、上記当接部２Ｂよりも先端側のインナービット２の先端部２Ｃは、ケーシングトップ１Ａの内径より僅かに小さな外径の軸線Ｏを中心とした外形略円柱状とされている。ここで、当接部２Ｂから先端部２Ｃの先端面すなわちインナービット２の先端面までの先端部２Ｃの長さは、ケーシングトップ１Ａとリングビット３の軸線Ｏ方向の長さを合わせた長さよりも長くされている。
【００２４】
さらにまた、この先端部２Ｃの先端面の中央部は軸線Ｏに垂直な平坦面とされるとともに、この先端面の外周縁部は内周側に向かうに従い先端側に向かうように傾斜するテーパ面とされている。そして、この先端面の中央部と外周縁部には、超硬合金等の硬質材料により形成されて地盤を掘削するチップ５が、これら中央部がなす平坦面と外周縁部がなすテーパ面とに対してそれぞれ垂直に複数個ずつ植設されている。
【００２５】
また、このインナービット２の先端部２Ｃと当接部２Ｂには、上記先端面から外周面にかけて、掘削時に上記チップ５により生成された繰り粉を排出する排出溝２Ｄが形成されている。この排出溝２Ｄは、先端面では、その溝底がインナービット２の周方向に湾曲する凹曲面状をなして、該先端面の中心から僅かに外周側に離れた位置から、軸線Ｏに対する半径方向に外周側に延びつつ溝深さが漸次深くなるように形成されている。
【００２６】
さらに、この排出溝２Ｄは、外周面では、先端面よりも周方向に幅広の断面「コ」字状をなして先端面の排出溝２Ｄの外周端に連通し、軸線Ｏに平行に後端側に向けて一定の溝深さで延びた後、溝深さが漸次深くなるように延び、次いで再び一定の溝深さで延びた後、溝深さが漸次浅くなるようにして延びて、当接部２Ｂの後端面に開口するようにされている。本実施形態では、このような排出溝２Ｄが、周方向に複数条（３条）等間隔に形成されている。
【００２７】
さらにまた、インナービット２内には、シャンク部２Ａの後端から先端側に向けて、ダウンザホールハンマ４に供給された圧縮空気が排気されるブロー孔２Ｅが軸線Ｏに沿って形成されている。このブロー孔２Ｅは、インナービット２の先端部２Ｃにおいて複数の小径孔に分岐して、先端面における上記排出溝２Ｄの溝底にそれぞれ開口させられている。
【００２８】
さらに、インナービット２の先端部２Ｃの外周面には、径方向内周側に凹む凹所２Ｆが形成されており、この凹所２Ｆに、係合凸部６が外周側に出没可能に収容されている。ここで、この凹所２Ｆは、軸線Ｏに直交する中心軸Ｃを有する一定内径の断面円形孔とされて、軸線Ｏに沿ったブロー孔２Ｅには達しない深さで形成されている。ただし、このブロー孔２Ｅから凹所２Ｆにかけては、先端面の排出溝２Ｄの溝底に向けて分岐した上記小径孔よりもさらに小径の分岐孔が形成されて、凹所２Ｆの底面の周縁部に開口させられている。
【００２９】
本実施形態ではこのような凹所２Ｆが、先端部２Ｃ外周面の隣接する排出溝２Ｄの間それぞれにおいて掘削時のインナービット２の回転方向Ｔの後方側に１つずつ、すなわち排出溝２Ｄと同数の複数（３つ）の凹所２Ｆが周方向に等間隔に形成されていて、これらの凹所２Ｆそれぞれに係合凸部６が収容されている。なお、本実施形態では、インナービット２およびリングビット３は、その先端に植設されるチップ５の配列を除いて、３６０°を係合凸部６の数で除した角度（本実施形態では３６０°／３＝１２０°）ずつ軸線Ｏ回りの周方向に回転対称形状とされている。
【００３０】
また、インナービット２の先端部２Ｃには、周方向に隣接する排出溝２Ｄの間の外周面の凹所２Ｆに対する回転方向Ｔ側から、この凹所２Ｆの内周面が中心軸Ｃに直交する断面においてなす円の接線のうち該凹所２Ｆの軸線Ｏ方向後端側において該軸線Ｏに直交する平面上に延びる接線に沿ってピン孔２Ｇが形成されており、このピン孔２Ｇは、その中心線が凹所２Ｆの内周面の断面がなす上記円に接するようにして該凹所２Ｆ内周面に開口した後、該凹所２Ｆの回転方向Ｔ後方側の先端部２Ｃ外周面に形成された排出溝２Ｄに貫通させられている。ただし、こうして排出溝２Ｄに貫通する側ではピン孔２Ｇの内径は一段小さくされている。
【００３１】
上記凹所２Ｆに収容される係合凸部６は鋼材等により形成されていて、図１２に示すようにその基端側（図１２（ａ）、（ｃ）、（ｄ）において下側）部分が凹所２Ｆに嵌挿可能な外径とされて該凹所２Ｆと同軸とされる中心軸Ｃを中心とした円柱状とされている。一方、係合凸部６が凹所２Ｆに収容された状態でインナービット２の外周側に向けられる係合凸部６の突端面６Ａは、同状態において軸線Ｏに平行な方向に長手方向を有して、図１２（ｂ）に示すように基端側部分の外周面の断面がなす円に内接する中心軸Ｃに垂直な長方形面とされている。
【００３２】
この突端面６Ａがなす長方形面の四辺のうち、係合凸部６が上記凹所２Ｆに収容された状態で軸線Ｏ方向先端側に向けられる辺と上記回転方向Ｔの後方側に向けられる辺とに連なる係合凸部６の外周面の突端面６Ａ側部分は、これらの辺に対して垂直に係合凸部６の外周側に向かうに従い基端側に向かうように該辺に沿ってそれぞれ斜めに面取りされている。また、上記突端面６Ａの四辺のうちの残りの、係合凸部６が凹所２Ｆに収容された状態で軸線Ｏ方向後端側に向けられる辺と上記回転方向Ｔ側に向けられる辺とに連なる係合凸部６の外周面は、それぞれこれらの辺において上記長方形面に直交する方向に延びる平面により係合凸部６の基端側に向けて切り欠かれた後、外周側に切れ上がるように形成されている。
【００３３】
これらの平面のうち、係合凸部６が凹所２Ｆに収容された状態で回転方向Ｔ側に向けられる平面は係合凸部６の係合面６Ｂとされ、この係合面６Ｂと上記突端面６Ａとが交差する上記長方形面の回転方向Ｔ側に向けられる辺には、これら係合面６Ｂと突端面６Ａとに滑らかに接するように断面１／４凸円弧状の面取りが施されている。一方、同じく係合凸部６が凹所２Ｆに収容された状態で軸線Ｏ方向後端側に向けられて該軸線Ｏに垂直とされる平面は係止面６Ｃとされて、この係止面６Ｃと突端面６Ａとが交差する辺にも係合面６Ｂの辺よりは小さな半径の断面１／４凸円弧状の面取りが施されている。また、この係止面６Ｃは上記中心軸Ｃ方向の長さが係合面６Ｂよりも長くされるとともに、係止面６Ｃから係合凸部６の外周側に切れ上がる部分は上記ピン孔２Ｇの半径と等しい半径の断面１／４円弧状の凹曲面をなすようにされている。
【００３４】
さらに、係合凸部６内には、その基端面から突端側に向けて中心軸Ｃを中心とした断面円形の凹孔６Ｄが形成されている。この凹孔６Ｄは、基端面から突端側に向けて係止面６Ｃが切れ上がる位置を越えて延び、係合面６Ｂが切れ上がる位置の手前に孔底を有するように形成されている。また、この凹孔６Ｄの孔底の中央からは小径孔が突端側に向かうに従い係止面６Ｃとは反対側に延びて、上述のように係合凸部６の突端側部分に形成された面取りのうち、当該係合凸部６が凹所２Ｆに収容された状態で軸線Ｏ方向先端側に向けられる上記辺に沿った面取り部分に開口するようにされている。
【００３５】
この凹孔６Ｄには図１３に示すように、係合凸部６をインナービット２の外周側に出没可能とする出没機構として、本実施形態では係合凸部６を外周側に付勢する付勢手段としての圧縮コイルバネ７と、この圧縮コイルバネ７を保持する保持部材８が収容される。保持部材８は有底円筒状に形成されて、その外径は凹孔６Ｄに嵌挿可能な大きさとされ、底部とは反対の開口部を係合凸部６の上記突端側に向けて中心軸Ｃと同軸に凹孔６Ｄ内に挿入される。なお、この保持部材８の円筒部には周方向に間隔をあけて径方向に貫通する貫通孔８Ａが複数（本実施形態では周方向に等間隔に４つ）形成されている。
【００３６】
また、圧縮コイルバネ７は中心軸Ｃ回りに螺旋状をなすように捩れて、保持部材８の内周部に嵌挿可能な外径と、圧縮されていない状態でこの保持部材８の内周部の底面から開口部までの円筒部長さよりも長い中心軸Ｃ方向の長さとを有し、この中心軸Ｃ方向の一端を上記内周部の底面に当接させて保持部材８内に保持された状態で、他端が保持部材８の開口部から必要長さ突出するようにされている。
【００３７】
ここで、本実施形態ではこの圧縮コイルバネ７のバネ定数Ｋ（Ｎ／ｍｍ）は、上記リングビット３の重量Ｗ（Ｎ）と、図７に示すようにこのリングビット３に形成された後述する案内壁の軸線Ｏに対する傾斜角θ（°）と、リングビット３の内周面からインナービット２の外周側に突出した係合凸部６の突端までの軸線Ｏに対する径方向の距離である係合凸部６の引っ掛かり高さｈ（ｍｍ）と、インナービット２に設けられる係合凸部６の数ｎ（個）に対して、Ｋ＞Ｗ／（ｔａｎθ×ｈ×ｎ）とされている。
【００３８】
このような圧縮コイルバネ７を内周部に保持した保持部材８が上述のようにして係合凸部６の凹孔６Ｄ内に挿入されて、圧縮コイルバネ７の上記他端が凹孔６Ｄの孔底に当接させられ、この状態で係合凸部６が、上記係合面６Ｂを回転方向Ｔ側に向けるとともに係止面６Ｃを軸線Ｏ方向後端側に向けるようにして凹所２Ｆに収容され、保持部材８の底部が凹所２Ｆの底面に当接させられる。
【００３９】
そして、この状態から圧縮コイルバネ７の付勢力に抗してさらに係合凸部６を凹所２Ｆ内に押し込み、係止面６Ｃの切れ上がり部分が凹所２Ｆ内周面に開口したピン孔２Ｇよりもインナービット２の内周側に位置したところで、図１３に示すようにピン孔２Ｇに回転方向Ｔ側からピン９Ａを嵌挿して、ピン孔２Ｇが排出溝２Ｄに貫通する側の内径が一段小さくなる部分に当接させ、さらにピン孔２Ｇにスプリングピン９Ｂを装入することによりピン９Ａを固定する。
【００４０】
これにより、このピン９Ａの外周部がピン孔２Ｇの凹所２Ｆ内周面への開口部から該凹所２Ｆ内にはみ出して、係止面６Ｃの切れ上がり部分よりもインナービット２の外周側に位置するので、押し込みを解いて係合凸部６が圧縮コイルバネ７により外周側に突出しようとしても、係止面６Ｃの切れ上がり部分がこのはみ出したピン９Ａに当接して突出が拘束される。従って、これにより係合凸部６はインナービット２の外周側に付勢されて出没可能とされつつ、軸線Ｏに対する径方向に位置決めされる。
【００４１】
なお、こうして係止面６Ｃの切れ上がり部分がピン９Ａに当接して径方向に位置決めされた状態で、係合凸部６は、インナービット２の先端部２Ｃの外周面から当接部２Ｂの外周面と略等しい突出高さで突出させられている。また、この状態から係合凸部６を凹所２Ｆ内に押し込むことにより、係合凸部６は、その上記突端面６Ａがインナービット２の先端部２Ｃ外周面と略等しい位置となるように埋没可能とされている。
【００４２】
一方、リングビット３は、その本体が鋼材等により形成されて、図１４に示すようにケーシングパイプ１やインナービット２と同軸となる軸線Ｏを中心とした外形略円環状あるいは円筒状をなしており、その内径はケーシングパイプ１先端のケーシングトップ１Ａの内径と等しく、従ってインナービット２の先端部２Ｃの外径より僅かに大きくされている。また、リングビット３の後端面３Ａは軸線Ｏに垂直な円環面とされるとともに、この後端面３Ａの外径はケーシングトップ１Ａの先端面１Ｃの外径と等しくされていて、すなわちこれら先後端面１Ｃ、３Ａは互いに合同な円環面とされている。
【００４３】
さらに、リングビット３の外周面は、後端面３Ａから先端側に向けて漸次拡径する軸線Ｏを中心としたテーパ面とされた後、軸線Ｏを中心とした一定外径の円筒面とされ、さらにその先端側では軸線Ｏに沿った断面が凹曲線状をなすくびれ部を介して、再び漸次拡径するテーパ面とされて、リングビット３の先端面に至るようにされている。従って、リングビット３の外径は、ケーシングパイプ１やケーシングトップ１Ａの外径よりも大きくされる。
【００４４】
また、このリングビット３の先端面は、外周部が内周側に向かうに従い先端側に向かうテーパ面とされるとともに、内周部は外周側に向かうに従い先端側に向かうテーパ面とされている。そして、これらのテーパ面と、該テーパ面同士が交差する先端面の突端に形成された軸線Ｏに垂直な平坦面とに、やはり超硬合金等の硬質材料よりなるチップ５が、各テーパ面と平坦面とにそれぞれ垂直に複数個ずつ植設されている。
【００４５】
さらに、リングビット３の内周部には、インナービット２の係合凸部６と同数の複数（３つ）の係合凹部１０が周方向に等間隔に形成されていて、これらの係合凹部１０に、インナービット２の先端部２Ｃ外周に突出した上記係合凸部６が係合することにより、リングビット３はインナービット２に対して軸線Ｏ回りに掘削時の回転方向Ｔに向けて一体回転可能とされるとともに、軸線Ｏ方向先端側に向けて係止される。そして、さらに上述のようにインナービット２の外周側に出没可能とされた係合凸部６が内周側に後退することにより、こうして軸線Ｏ方向先端側に係止されていたリングビット３は、先端側に抜脱可能とされる。
【００４６】
ここで、係合凹部１０は、上記後端面３Ａとの間に間隔をあけるとともにリングビット３の先端面に開口するように形成され、リングビット３の内周側を向く底面１０Ａと、この底面１０Ａからリングビット３の内周部に向けてそれぞれ延びる回転方向Ｔ側を向く壁面１０Ｂと、回転方向Ｔ後方側を向く壁面１０Ｃと、先端側を向く壁面１０Ｄとにより画成されている。また、１つの係合凹部１０の壁面１０Ｂ、１０Ｃ間の周方向の幅は、インナービット２の排出溝２Ｄや係合凸部６の周方向の幅などよりも大きく、さらに隣接する係合凹部１０の壁面１０Ｃ、１０Ｂ間の周方向の間隔よりも大きくされている。
【００４７】
このうち、底面１０Ａは軸線Ｏを中心とした略円筒面状をなしており、その軸線Ｏに対する半径は、軸線Ｏから上述のようにインナービット２の外周側に突出して径方向に位置決めされた係合凸部６の突端面６Ａまでの距離よりも僅かに大きくされている。また、係合凹部１０の壁面１０Ｂ、１０Ｃは、いずれも軸線Ｏに直交する断面が、この底面１０Ａの断面がなす凹円弧に滑らかに接する凹曲線状をなしており、ただしこのうち回転方向Ｔの後方側を向く壁面１０Ｃは断面１／４凹円弧状とされて、その半径が、壁面１０Ｂがなす凹曲線の曲率半径よりも小さく、係合凸部６の突端面６Ａの回転方向Ｔ側の辺に形成された面取りがなす断面１／４凸円弧の半径と略等しくされている。
【００４８】
さらに、係合凹部１０の先端側を向く壁面１０Ｄは、その回転方向Ｔ側の部分が軸線Ｏおよび底面１０Ａに垂直な平坦面とされている。ここで、この平坦面とリングビット３の後端面３Ａとの間隔は、ケーシングトップ１Ａの段部１Ｂにインナービット２の当接部２Ｂを当接させた状態でのケーシングトップ１Ａの先端面１Ｃとインナービット２の係合凸部６における係止面６Ｃとの間隔よりも小さくされ、またこの平坦面の周方向の幅はインナービット２の周方向における係合凸部６の幅よりも大きくされている。
【００４９】
一方、壁面１０Ｄの回転方向Ｔ後方側の部分は、この平坦面が底面１０Ａから後端側に向かうに従いリングビット３の内周側に向けて傾斜するように切り欠かれるように形成されて、案内壁１０Ｅとされている。ここで、この案内壁１０Ｅは、本実施形態では軸線Ｏに沿った断面において図７に示すように、該軸線Ｏに対して一定の上記傾斜角θで傾斜するように形成されている。また、案内壁１０Ｅの周方向の幅も係合凸部６の周方向の幅より大きくされている。
【００５０】
このようなリングビット３を、ケーシングトップ１Ａの先端から突出したインナービット２の先端部２Ｃの周囲に配設して係合凹凸部６、１０を係合させるには、まずインナービット２をケーシングパイプ１の後端側から挿入して、その外周側に付勢された係合凸部６をケーシングトップ１Ａの段部１Ｂの後端面に当接させる。次いで、インナービット２をさらに挿入して前進させてゆくと、この段部１Ｂの後端面がなすテーパに係合凸部６の軸線Ｏ方向先端側に向けられた面取りが案内されるようにして係合凸部６がインナービット２の内周側に後退させられ、この係合凸部６の突端面６Ａがケーシングトップ１Ａの内周面に当接した状態となる。
【００５１】
そこで、さらにインナービット２を前進させて、図８に示すように係合凸部６がケーシングトップ１Ａの先端側に抜けきらないところで、インナービット２の周方向における係合凸部６の位置に係合凹部１０の位置を合わせつつ、リングビット３を先端側からインナービット２の先端部２Ｃの周囲に同軸となるように被せ、その後端面３Ａをケーシングトップ１Ａの先端面１Ｃに当接させて保持する。そして、インナービット２をさらに前進させると、係合凸部６がケーシングトップ１Ａの内周面からリングビット３の内周部に当接したまま移動し、係合凹部１０の位置に達したところで圧縮コイルバネ７の付勢力によって係合凸部６が外周側に突出して係合凹部１０に収容される。
【００５２】
ここで、上述のように軸線Ｏから係合凹部１０の底面１０Ａ前の半径が、外周側に突出した係合凸部６の突端面６Ａまでの距離より大きくされているため、こうして突出した係合凸部６が係合凹部１０に収容された状態で、その突端面６Ａと係合凹部１０の底面１０Ａとの間には、図７に示すように僅かな間隔があけられるようにされており、同図７に示すようにケーシングトップ１Ａと等しい内径とされたリングビット３の内周面から係合凸部６の突端面６Ａまでの軸線Ｏに対する径方向の距離が、係合凸部６の上記引っ掛かり高さｈとされる。
【００５３】
このようにして係合凸部６が係合凹部１０に収容されたインナービット２を上記回転方向Ｔに回転させると、図１に示すように係合凸部６が係合凹部１０の回転方向Ｔ側に位置して、係合凸部６の軸線Ｏに垂直な係止面６Ｃが、同じく軸線Ｏに垂直な係合凹部１０の上記壁面１０Ｄの回転方向Ｔ側の平坦面と対向することになる。従って、この状態でケーシングパイプ１ごとインナービット２およびリングビット３を軸線Ｏ方向先端側が下向きとなるように配置しても、この壁面１０Ｄが係止面６Ｃに当接することにより、上述のようにリングビット３がインナービット２に対して先端側に向けて係止されるので、リングビット３が脱落するようなことはない。
【００５４】
また、こうしてインナービット２を回転方向Ｔに回転させると、図２および図３に示すように係合凸部６の回転方向Ｔに向けられた係合面６Ｂが係合凹部１０の回転方向Ｔの後方側を向く壁面１０Ｃと対向し、この係合面６Ｂと係合凸部６の上記突端面６Ａとが交差する該突端面６Ａの回転方向Ｔ側の辺に形成された断面１／４凸円弧の面取りが、これと略等しい半径の断面１／４凹円弧状をなす係合凹部１０の上記壁面１０Ｃと当接する。従って、リングビット３はインナービット２に対して、上述のように軸線Ｏ回りに掘削時の回転方向Ｔに向けて一体回転可能とされる。
【００５５】
次に、このように構成された掘削工具によって地盤に所定の深さまで下向きに削孔Ｈを形成しつつケーシングパイプ１を挿入し、次いでインナービット２をケーシングパイプ１から引き抜いて、ケーシングパイプ１を仮設杭などとして一時的に使用した後に、該ケーシングパイプ１を削孔Ｈから引き上げて地上に回収する場合について、図１ないし図１０と図１５（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００５６】
まず、上述のように軸線Ｏ方向先端側が下向きとなるようにケーシングパイプ１、インナービット２およびリングビット３を配置して、上記掘削装置から掘削ロッドを介してインナービット２に回転方向Ｔへの回転力と軸線Ｏ方向先端側への推力とを与えて掘削を開始すると、ケーシングパイプ１はケーシングトップ１Ａの段部１Ｂがインナービット２の当接部２Ｂに当接することによって推力だけが伝播され、回転することなくインナービット２と一体に前進させられる。
【００５７】
これに対して、リングビット３は、当初は自重によって降下していることにより、係合凹部１０の壁面１０Ｄが係合凸部６の係止面６Ｃに当接して軸線Ｏ方向先端側に係止された状態のまま、図２および図３に示すように係合凹部１０の壁面１０Ｃが係合凸部６の係合面６Ｂ突端側の面取り部分に上述のように当接することによってインナービット２と一体に回転されることとなるが、リングビット３の先端が地盤に接地すると、インナービット２およびケーシングパイプ１に対して相対的に軸線Ｏ方向後端側に押し上げられ、図１に示したようにその後端面３Ａがケーシングトップ１Ａの先端面１Ｃに当接させられた状態となる。
【００５８】
そこで、この状態から上記ダウンザホールハンマ４に圧縮空気を供給して軸線Ｏ方向先端側への打撃力もインナービット２に付与しつつ削孔Ｈを形成すると、この打撃力と上記推力は、当接部２Ｂから段部１Ｂを介してケーシングトップ１Ａおよびケーシングパイプ１に伝播するとともに、ケーシングトップ１Ａの先端面１Ｃから後端面３Ａを介してリングビット３にも伝播して、インナービット２から直接与えられる回転力とともに、図１５（ａ）に示すように、これらインナービット２とリングビット３による掘削が行われ、こうして形成される削孔Ｈに、ケーシングトップ１Ａに伝播した打撃力と推力によってケーシングパイプ１が挿入されてゆく。
【００５９】
なお、このように掘削が行われている間は、リングビット３は地盤に接地している状態となるので、その後端面３Ａが専らケーシングトップ１Ａの先端面１Ｃに当接したままとなり、ケーシングトップ１Ａからの打撃力と推力が伝播される。また、この打撃力による衝撃によってリングビット３がケーシングトップ１Ａから離れて先端側に飛び出ても、インナービット２の係合凸部６の係止面６Ｃに係合凹部１０の壁面１０Ｄが当接して係止されることにより、リングビット３が脱落するようなことはない。
【００６０】
さらに、掘削中は、ダウンザホールハンマ４に供給された圧縮空気の排気がインナービット２のブロー孔２Ｅから排出溝２Ｄに噴出させられ、掘削時に生成された繰り粉を、この排出溝２Ｄを通して軸線Ｏ方向後端側に送り出してケーシングパイプ１内から排出する。また、この排気は、ブロー孔２Ｅから凹所２Ｆの底面にかけて延びる分岐孔を介して該凹所２Ｆにも供給され、この凹所２Ｆに供給された排気は、保持部材８の貫通孔８Ａから圧縮コイルバネ７の間を通して係合凸部６の凹孔６Ｄ内に流入し、さらにこの凹孔６Ｄの孔底の中央から延びる小径孔を通してリングビット３の係合凹部１０内に先端側に向けて噴出させられる。
【００６１】
次に、このようにして所定の深さまで削孔Ｈが形成されてケーシングパイプ１が挿入された後に、インナービット２をケーシングパイプ１から引き抜くには、まず図５に白抜き矢線で示すようにインナービット２を掘削時の回転方向Ｔとは反対側に回転させて、図４ないし図６に示すように係合凸部６を係合凹部１０の壁面１０Ｄにおける上記案内壁１０Ｅの軸線Ｏ方向先端側に位置させる。
【００６２】
そして、この状態から掘削ロッドおよびダウンザホールハンマ４ごとインナービット２を軸線Ｏ方向後端側に後退させると、図７（ａ）に示したように係合凸部６の突端面６Ａと係止面６Ｃとの交差稜線部が案内壁１０Ｅに当接し、さらに後退させると、図７（ｂ）や図９および図１０に示すように案内壁１０Ｅに沿って案内されるように係合凸部６が圧縮コイルバネ７による付勢力に抗してインナービット２の径方向内周側に後退して凹所２Ｆ内に没し、その突端面６Ａと係止面６Ｃとの交差稜線部がリングビット３の内周面に当接させられる。
【００６３】
従って、図８に白抜き矢線で示すようにそのままインナービット２を後退させれば、係合凸部６の突端面６Ａがリングビット３の内周面からケーシングトップ１Ａの内周面を摺接しつつ、インナービット２の先端部２Ｃがこれらリングビット３およびケーシングトップ１Ａの内周部から抜け出て、係合凸部６がケーシングトップ１Ａを越えたところで再び外周側に突出するものの、その外径はケーシングパイプ１の内径より小さいために以後はインナービット２の後退が拘束されることがなくなるので、図１５（ｂ）に示すようにインナービット２をケーシングパイプ１から抜き出すことが可能となる。
【００６４】
そして、さらにこうしてインナービット２が抜き出されたところで、リングビット３はケーシングパイプ１に対し、図１５（ｃ）に示すようにケーシングトップ１Ａの先端面１Ｃにリングビット３の後端面３Ａが当接しただけの状態となって抜脱可能とされる。このため、上述のようにケーシングパイプ１を一時的に使用した後は、図１５（ｄ）に示すようにそのままケーシングパイプ１を引き上げるだけで、リングビット３を削孔Ｈの孔底に残置してケーシングパイプ１のみを削孔Ｈから引き抜いて回収することができる。
【００６５】
このように、上記構成の掘削工具によれば、掘削時にはインナービット２の係合凸部６が外周側に突出してリングビット３の係合凹部１０と係合することにより、リングビット３がインナービット２に対して、軸線Ｏ方向先端側に係止されて抜け止めされるとともに、軸線Ｏ回りに掘削時の回転方向Ｔに向けて一体回転可能とされて掘削を行うことができる。その一方で、掘削終了後にリングビット３を抜脱するには、インナービット２を後退させて係合凸部６を内周側に没するだけでよく、特許文献３に記載の掘削工具のように第２のインナービットを必要とすることはない。
【００６６】
このため、このような第２のインナービットを用意したり、特に削孔Ｈが深いときに掘削ロッドを連結して孔底まで第２のインナービットを挿入したりする必要もなく、効率的にリングビット３を残置したままケーシングパイプ１を回収することができる。しかも、削孔Ｈはケーシングパイプ１よりも大径のリングビット３によって形成されたものであるので、その内径は図１５（ｄ）に示したようにケーシングパイプ１の外径よりも大きく、従ってケーシングパイプ１の引き抜きの際に大きな抵抗が作用することはないため、この回収作業を容易にすることもできる。
【００６７】
ただし、図１５（ｃ）に示した状態から図１６に示すように、所定の深さまで形成された上記削孔Ｈの孔底から、さらに削孔Ｋを延長して形成して建て込み部材Ｌを建て込むような場合には、インナービット２をケーシングパイプ１から抜き出した後に、図１６（ａ）に示すようなケーシングトップ１Ａおよびリングビット３の内径よりも僅かに小さな外径でリングビット３と係合することのない掘削ビット１１を用いるようにしてもよい。
【００６８】
この場合には、図１６（ａ）に示したように、ケーシングパイプ１内に通した上記掘削ビット１１をケーシングトップ１Ａおよびリングビット３の内周部から削孔Ｈの孔底に接地させて掘削を行うことにより削孔Ｋを所定の深さまで形成し、次いでこの掘削ビット１１を引き抜いてから、図１６（ｂ）に示すように建て込み部材Ｌを建て込んで、しかる後リングビット３を残置してケーシングパイプ１を削孔Ｈから引き抜き、回収すればよい。このような場合においても、上記構成の掘削工具によれば、ケーシングパイプ１を引き抜くのに大きな抵抗が作用することがなく、その回収を容易に行うことができる。
【００６９】
また、本実施形態では、ケーシングパイプ１におけるケーシングトップ１Ａの段部１Ｂにインナービット２の当接部２Ｂが当接するとともにリングビット３の内周部の係合凹部１０にインナービット２の係合凸部６が係合した状態で、ケーシングトップ１Ａの先端面１Ｃにリングビット３の後端面３Ａが当接可能とされていて、インナービット２に与えられた推力と打撃力とがケーシングトップ１Ａを介してリングビット３に伝播させられるようにされているため、特許文献１、３に記載されたインナービットから直接リングビットに推力や打撃力を伝播する掘削工具のように、ケーシングトップの段部の先端側にさらにリングビットの段部を内周側に一段縮径するように形成する必要がない。
【００７０】
従って、本実施形態のようにケーシングトップ１Ａの内径とリングビット３の内径とを互いに等しくするなど、リングビット３の内径がケーシングトップ１Ａの内径より小さくならないようにすることができるので、同じ内径の削孔Ｈを形成する場合でもリングビット３の肉厚を薄くしたり、あるいは上述のように延長した削孔Ｋに建て込み部材Ｌを建て込む場合でも同じ外径の建て込み部材Ｌに対して内径の小さなケーシングパイプ１を用いたりすることができ、掘削コストの削減を図ることができる。
【００７１】
さらに、本実施形態では、係合凸部６をインナービット２の先端部２Ｃの外周側に出没可能とするのに、該係合凸部６を圧縮コイルバネ７等の付勢手段によって外周側に付勢してインナービット２の凹所２Ｆに保持している一方、突出したこの係合凸部６が係合するリングビット３の係合凹部１０には、その後端部の先端側を向く壁面１０Ｄの回転方向Ｔの後方側に、後端側に向かうに従いリングビット３の内周側に向けて傾斜する案内壁１０Ｅが形成されている。
【００７２】
このため、掘削終了後には、上述のようにインナービット２を掘削時の回転方向Ｔの後方側に回転させて係合凸部６を案内壁１０Ｅの先端側に配置し、そのままインナービット２を軸線Ｏ方向の後端側に後退させることにより、係合凸部６が案内壁１０Ｅに摺接しながら案内され、付勢力に抗してインナービット２の内周側に押し込まれつつ後退させられて係合凹部１０から離脱させられるので、係合凸部６と係合凹部１０との係合を比較的容易に解いて確実にインナービット２をリングビット３から抜き出すことができる。その一方で、掘削時に係合凸部６は係合凹部１０の回転方向Ｔ側に位置していて、その軸線Ｏ方向後端側には係合凹部１０の軸線Ｏに垂直な壁面１０Ｄが配置され、この壁面１０Ｄが同じく軸線Ｏに垂直な係合凸部６の係止面６Ｃに当接することによりリングビット３が係止されるので、不用意にリングビット３が脱落するようなことはない。
【００７３】
さらに、このようなリングビット３の脱落を防ぐのに、本実施形態では、係合凸部６をインナービット２の外周側に付勢する付勢手段としての圧縮コイルバネ７のバネ定数Ｋ（Ｎ／ｍｍ）を、リングビット３の重量Ｗ（Ｎ）と、上記案内壁１０Ｅの軸線Ｏに対する傾斜角θ（°）と、リングビット３の内周面からインナービット２の外周側に突出した係合凸部６の突端までの軸線Ｏに対する径方向の距離である係合凸部６の引っ掛かり高さｈ（ｍｍ）と、インナービット２に設けられる係合凸部６の数ｎ（個）に対して、Ｋ＞Ｗ／（ｔａｎθ×ｈ×ｎ）としている。
【００７４】
このため、上述のように軸線Ｏ方向先端側を下向きにして掘削を行う場合においても、係合凸部６が案内壁１０Ｅに当接しただけの状態では、リングビット３の重量Ｗにより係合凸部６が圧縮コイルバネ７の付勢力に抗して案内壁１０Ｅに摺接しながらインナービット２の内周側に後退することはなく、掘削中にリングビット３が自重によって不用意に抜け外れてしまってその後の掘削が不可能となるような事態が生じるのを防止することができる。
【００７５】
ただし、上記の式で表されるのは、リングビット３が自重で脱落しない最低限の条件であり、より確実にリングビット３の脱落を防ぎつつ、リングビット３を残置する際に比較的スムーズに係合凸部６を後退させてインナービット２を引き抜くためには、圧縮コイルバネ７のバネ定数Ｋ（Ｎ／ｍｍ）は、Ｗ／（ｔａｎθ×ｈ×ｎ）に対して８倍程度までの範囲で大きくされるのが望ましい。
【符号の説明】
【００７６】
１  ケーシングパイプ
１Ａ  ケーシングトップ
１Ｂ  段部
１Ｃ  ケーシングトップ１Ａの先端面
２  インナービット
２Ｂ  当接部
２Ｃ  インナービット２の先端部
２Ｆ  凹所
３  リングビット
３Ａ  リングビット３の後端面
５  チップ
６  係合凸部
７  圧縮コイルバネ
１０  係合凹部
１０Ｅ  案内壁
Ｏ  ケーシングパイプの軸線
Ｔ  掘削時のインナービット２の回転方向
θ  案内壁１０Ｅの軸線Ｏに対する傾斜角
ｈ  係合凸部６の引っ掛かり高さ
【図１】
0005849671.tif 000002
【図２】
0005849671.tif 000003
【図３】
0005849671.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005849671.tif 000008
【図８】
0005849671.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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