(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のケーシングパイプの前端に配置された、中空のリングビットと、前記ケーシングパイプの前端において前記ケーシングパイプと前記リングビットとの間に介在し、前記ケーシングパイプと固定され、かつ、前記リングビットを、前記ケーシングパイプの軸を中心に回転自在に支持する中空のケーシングシューと、を備え、前記ケーシングパイプ、ケーシングシューおよびリングビットの内部を、前端に地山掘削用のチップが取り付けられたインナービットが通って、前記チップが取り付けられた前端が、前記リングビットの前端から突出するように構成された掘削工具であって、
前記インナービットの前端部には、所定の角度間隔で、半径方向に延びるチップが取り付けられ、かつ、当該チップが取り付けられる部分を含み、その半径が後続する部分より拡大した拡大部が形成され、
前記インナービットのチップは、前記拡大部の外径に達するまで半径方向に延び、
前記インナービットは、拡大部から後続した、前記半径が前記拡大部より小さい小径部を有し、
前記リングビットの後半部の内側には、前記軸の半径方向内側に突出し、前記インナービットの所定の位置に前記軸の半径方向に形成されたキー受け溝と整合する位置に、キーが形成され、前記インナービットが軸中心に所定の第１の方向に回転したときに、前記キーが前記キー受け溝に係合し、前記インナービットの前記第１の方向の回転に伴って、前記リングビットが前記第１の方向に回転するとともに、前記インナービットが、後方に引き抜くことができない状態となるように構成され、
前記リングビットの前半部において、前記キーと円周方向において隣接し、かつ円周方向に二以上設けた前記キーの間の位置に、前記所定の角度間隔で、前記インナービットの拡大部の正面形状と整合する空間が設けられ、当該空間が設けられた位置においては、前記リングビットは他の部分より厚みが小さな薄肉部が形成され、
前記リングビットの薄肉部の内側に、前記軸の中心に向かって傾斜部が形成され、前記リングビットの傾斜部において、螺旋状の凸条が形成されており、
前記インナービットの挿入の際に、前記インナービットの拡大部が、前記リングビットの前半部の空間を通って、前記リングビットから前方に突出され、その状態で、インナービットが第１の方向に回転することで、前記キーが前記キー受け溝に係合し、前記インナービットの前記第１の方向の回転に伴って、前記リングビットが前記第１の方向に回転するように構成されたことを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
前記リングビットの前端部には、所定の角度間隔で、複数のチップが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】
前記リングビットの前端部には、それぞれが前方に突出する突出部と、前記突出部の頂点から前記前端部の周に沿って、前記第１の方向と逆方向に沿って形成される傾斜部と、を有する複数の破砕部材が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の掘削工具。
【請求項４】
前記インナービットの内部には、供給された削孔水の供給経路が形成され、かつ、前記インナービットには、供給経路を経て供給された削孔水を外部に吐出させる吐出口を有し、前記インナービットが、隣接する拡大部の間に、前記所定の角度間隔で、軸方向に延びる溝部を有し、
前記リングビットの薄肉部およびインナービットの溝部により排水口が形成され、かつ、前記リングビットの内壁および溝部により供給された削孔水の排水経路が形成されたことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の掘削工具。
【請求項５】
円筒状のケーシングパイプの前端に配置された、中空のリングビットと、前記ケーシングパイプの前端において前記ケーシングパイプと前記リングビットとの間に介在し、前記ケーシングパイプと固定され、かつ、前記リングビットを、前記ケーシングパイプの軸を中心に回転自在に支持する中空のケーシングシューと、を備え、前記ケーシングパイプ、ケーシングシューおよびリングビットの内部を、前端に地山掘削用のチップが取り付けられたインナービットが通って、前記チップが取り付けられた前端が、前記リングビットの前端から突出するように構成された掘削工具であって、
前記インナービットの前端部には、所定の角度間隔で、半径方向に延びるチップが取り付けられ、かつ、当該チップが取り付けられる部分を含み、その半径が後続する部分より拡大した拡大部が形成され、
前記インナービットのチップは、前記拡大部の外径に達するまで半径方向に延び、
前記インナービットは、拡大部から後続した、前記半径が前記拡大部より小さい小径部を有し、
前記リングビットの後半部の内側には、前記軸の半径方向内側に突出し、前記インナービットの所定の位置に前記軸の半径方向に形成されたキー受け溝と整合する位置に、キーが形成され、前記インナービットが軸中心に所定の第１の方向に回転したときに、前記キーが前記キー受け溝に係合し、前記インナービットの前記第１の方向の回転に伴って、前記リングビットが前記第１の方向に回転するとともに、前記インナービットが、後方に引き抜くことができない状態となるように構成され、
前記リングビットの前半部において、前記キーと円周方向において隣接し、かつ円周方向に二以上設けた前記キーの間の位置に、前記所定の角度間隔で、前記インナービットの拡大部の正面形状と整合する空間が設けられ、当該空間が設けられた位置においては、前記リングビットは他の部分より厚みが小さな薄肉部が形成され、
前記リングビットの薄肉部の内側に、前記軸の中心に向かって傾斜部が形成され、
前記インナービットの挿入の際に、前記インナービットの拡大部が、前記リングビットの前半部の空間を通って、前記リングビットから前方に突出され、その状態で、インナービットが第１の方向に回転することで、前記キーが前記キー受け溝に係合し、前記インナービットの前記第１の方向の回転に伴って、前記リングビットが前記第１の方向に回転するように構成されており、
前記インナービットの内部には、供給された削孔水の供給経路が形成され、かつ、前記インナービットには、供給経路を経て供給された削孔水を外部に吐出させる吐出口を有し、前記インナービットが、隣接する拡大部の間に、前記所定の角度間隔で、軸方向に延びる溝部を有し、
前記リングビットの薄肉部およびインナービットの溝部により排水口が形成され、かつ、前記リングビットの内壁および溝部により供給された削孔水の排水経路が形成され、
前記供給経路は、前記インナービットの前記小径部で、前記インナービットの半径方向に削孔水を吐出する吐出口を備え、
前記キーと前記キー溝とが係合状態にあるときは、前記吐出口が、前記リングビットの内壁により閉塞され、
係合状態が解除されたときは、前記吐出口が露出することを特徴とする掘削工具。
【請求項６】
前記溝部の前記軸方向に垂直な方向の幅が、軸方向に後方になるのにしたがって大きくなることを特徴とする請求項５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、ケーシングパイプ内に挿入された、先端にインナービットが取り付けられた削孔ロッドと、ケーシングパイプの先端において、インナービットともに回転するリングビットとを備えた掘削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的軟弱な地盤を対象とした地山補強先受け工、鏡補強工などのトンネル工事においては、地山の内部に地山補強用パイプであるケーシングパイプを打設し、このケーシングパイプを通して注入材を注入し、地山に浸透、定着させることで、地山補強・安定化をはかる工法が採用されている。こうして補強された地山を掘削するトンネル掘削工法においては、地山にケーシングパイプを打設するための種々の方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示された掘削工具では、前端にチップが取り付けられたビット本体に、削孔ロッドの先端に取り付けられた伝達部材を挿入し、係合している。伝達部材及び削孔ロッドは、ケーシングパイプに挿通されており、伝達部材がパイプを牽引するように構成されている。削孔時には、削岩機から出力された打撃、推進、回転力が、削孔ロッド、伝達部材を介してビット本体に伝達され、これによってビット本体が地山を削孔する。同時に、ビット本体及び伝達部材の前進とともに、ケーシングパイプも前進し、ケーシングパイプが地山に打設される。
【０００４】
特許文献１に開示された掘削工具では、前端部のビット本体は削孔全断面に対して一体である一体型ロストビットである。すなわち、削孔が終了した後、ビット本体全体が、地山に残置される。したがって、製品重量の比較的大きい一体型ビットは、製造面においても多くの原材料を必要とし、結果として施工コストを増大させることになる。また、パイプを打設することにのみ必要なビットを地山内に残置させることは、少なからず環境負荷の要因となり得る。また、掘削後に一体型のビット本体を分離させる必要があるため、ビット本体を削孔ロッドと直接連結することができず、伝達部材を介在させる必要がある。したがって、削孔ロッドからの回転力などを含むエネルギー伝達にロスが生じ、十分な削孔性能が得られない問題点もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７２６１７９号公報
【特許文献２】特許第３７０９４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これに対して、特許文献２には、ケーシングパイプの前端部に設けられたリングビットが、インナービットの正回転に伴って回転するように構成された掘削工具が開示されている。さらに、リングビットの前端には、超硬合金にて作られた、先端が尖ったビュレット形状の複数のチップが、所定の角度間隔で取り付けられている。インナービットの前端にも、同様の形状の超硬合金製チップが取り付けられている。この掘削工具は、インナービットをケーシングパイプ内を通して、リングビットから突出させ、その状態で、リングビットとインナービットとを係合させることで、インナービットの正回転とともに、リングビットも正回転させている。掘削後においては、インナービットを逆回転させて、インナービットとリングビットとの係合を解除することで、リングビットのみを地山に残置させ、インナービットを引き抜くことが可能である。
【０００７】
特許文献２に開示された掘削工具では、地山にはリングビットのみを残置するだけで良いため、環境への悪影響や工事コストの上昇を抑制することができる。また、インナービットと削孔ロッドとを直接連結させることができるため、インナービットへのエネルギー伝達のロスも最小限にすることができる。
【０００８】
しかしながら、リングビットへの打撃伝達部、リングビットとインナービットとの係合部材などを、リングビット内に設ける空間が必要となるため、必然的にリングビットの厚みが比較的大きくなる。リングビットの厚みが大きくなると、その内径が小さくなるため、インナービットによる削孔可能な径が制限されるという問題点がある。また、リングビットの厚みが大きくなると、リングビットが削孔を負担すべき面積が大きくなり、リングビットの前部に位置する地山からリングビットに大きな抵抗を受けることになる。このことは、掘削工具の種々の部材（インナービットとリングビットとで構成される回転伝達するための係合部材や、リングビットへの推力伝達部）の損耗を招き、掘削工具の寿命を短くするという問題点があった。
【０００９】
本発明は、リングビットの容積を小型化しつつ、良好な掘削効率を実現す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】
本発明の目的は、円筒状のケーシングパイプの前端に配置された、中空のリングビットと、前記ケーシングパイプの前端において前記ケーシングパイプと前記リングビットとの間に介在し、前記ケーシングパイプと固定され、かつ、前記リングビットを、前記ケーシングパイプの軸を中心に回転自在に支持する中空のケーシングシューと、を備え、前記ケーシングパイプ、ケーシングシューおよびリングビットの内部を、前端に地山掘削用のチップが取り付けられたインナービットが通って、前記チップが取り付けられた前端が、前記リングビットの前端から突出するように構成された掘削工具であって、
前記インナービットの前端部には、所定の角度間隔で、半径方向に延びるチップが取り付けられ、かつ、当該チップが取り付けられる部分を含み、その半径が後続する部分より拡大した拡大部が形成され、
前記インナービットは、拡大部から後続した、前記半径が前記拡大部より小さい小径部を有し、
前記リングビットの後半部の内側には、前記軸の半径方向内側突出し、前記インナービットの所定の位置に前記軸の半径方向に形成されたキー受け溝と整合する位置に、キーが形成され、前記インナービットが軸中心に所定の第１の方向に回転したときに、前記キーが前記キー受け溝に係合し、前記インナービットの前記第１の方向の回転に伴って、前記リングビットが前記第１の方向に回転するとともに、前記インナービットが、後方に引き抜くことができない状態となるように構成され、
前記リングビットの前半部において、円周方向に前記隣接するキーとの間の位置に、前記所定の角度間隔で、前記インナービットの拡大部の正面形状と整合する空間が設けられ、当該空間が設けられた位置においては、前記リングビットは他の部分より厚みが小さな薄肉部が形成され、
前記インナービットの挿入の際に、前記インナービットの拡大部が、前記リングビットの前半部の空間を通って、前記リングビットから前方に突出され、その状態で、インナービットが第１の方向に回転することで、前記キーが前記キー受け溝に係合し、前記インナービットの前記第１の方向の回転に伴って、前記リングビットが前記第１の方向に回転するように構成されたことを特徴とする掘削工具により達成される。
【００１１】
好ましい実施態様においては、前記インナービットのチップは、前記拡大部の外径に達するまで半径方向に延びる。
【００１２】
また、好ましい実施態様においては、前記リングビットの薄肉部の内側に、前記軸の中心に向かって傾斜部が形成される。
【００１３】
好ましい実施態様においては、前記リングビットの傾斜部において、螺旋状の凸条が形成される。
【００１４】
また、好ましい実施態様においては、前記リングビットの前端部には、所定の角度間隔で、複数のチップが取り付けられている。
【００１５】
別の好ましい実施態様においては、前記リングビットの前端部には、それぞれが前方に突出する突出部と、前記突出部の頂点から前記前端部の周に沿って、前記第１の方向と逆方向に沿って形成される傾斜部と、を有する複数の破砕部材が形成される。
【００１６】
さらに別の好ましい実施態様においては、前記インナービットの内部には、供給された削孔水の供給経路が形成され、かつ、前記インナービットには、供給経路を経て供給された削孔水を外部に吐出させる吐出口を有し、
前記インナービットが、隣接する拡大部の間に、前記所定の角度間隔で、軸方向に延びる溝部を有し、
前記リングビットの薄肉部およびインナービットの溝部により排水口が形成され、かつ、前記リングビットの内壁および溝部により供給された削孔水の排水経路が形成される。
【００１７】
また、好ましい実施態様においては、前記溝部の前記軸方向に垂直な方向の幅が、軸方向に後方になるのにしたがって大きくなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、リングビットの容積を小型化しつつ、良好な掘削効率を実現する掘削工具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる掘削工具の側面部分断面図である。
【図２】図２は、本実施の形態にかかる掘削工具の側面図である。
【図３】図３は、本実施の形態にかかる掘削工具の正面図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかるリングビットの正面図である。
【図５】図５は、本実施の形態にかかるリングビットの側断面図である。
【図６】図６は、本実施の形態にかかるインナービットの正面図である。
【図７】図７は、本実施の形態にかかるインナービットの側面図である。
【図８】図８は、本実施の形態にかかるインナービットのＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図９は、本実施の形態において使用される複数のケーシングパイプの例を示す略側面図である。
【図１０】図１０は、他の実施の形態にかかるリングビットの正面図である。
【図１１】図１１は、他の実施の形態にかかるリングビットの側面図である。
【図１２】図１２は、他の実施の形態にかかるリングビットの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明を加える。図１は、本発明の実施の形態にかかる掘削工具の側断面図、図２は、本実施の形態にかかる掘削工具の側面図、図３は、本実施の形態にかかる掘削工具の正面図である。なお、本明細書において、後述するチップが配置されたインナービットが地山に挿入される側を前方ないし前側と称し、その反対側、つまり、削岩機（図示せず）が配置される側を、後方或いは後側と称する。図１および図２に示すように、掘削工具１０は、リングビット１１およびケーシングシュー１２を備える。
【００２１】
ケーシングシュー１２の後側半部の外周には雄ネジ２１が形成され、複数の連結されたケーシングパイプのうち、最前部に位置するケーシングパイプ１３の前端の内周に形成された雌ネジと螺合するようになっている。ケーシングシュー１２のほぼ中央部にはフランジ２２が形成され、かつ、フランジ２２から前方にスリーブ２３が形成されている。スリーブ２３には、前半部でその内径がわずかに縮小する縮径部２４が設けられる。縮径部２４により、リングビット１１は、ケーシングシュー１２から脱落することが防止される。
【００２２】
リングビット１１は、その後端部３１の外側面が、ケーシングシュー１２のスリーブ２３の内側面と接触している。リングビット１１の後端部３１の外径が、スリーブ２３の後半部２６の内径と略一致し、また、リングビット１１の中央部３３の外径は、スリーブ２３の縮径部２４の内径と略一致する。実際には、リングビット１１の後端部３１および中央部３３の外径は、それぞれ、スリーブ２３の後半部２６および縮径部２４の内径よりわずかに小さい。したがって、後述するように、リングビット１１とインナービット１４とが係合した状態で、インナービット１４が所定の正回転方向（図３の矢印参照：以下、本実施の形態において同様である）に回転すると、リングビット１１もインナービット１４の回転に伴って回転することができる。なお、インナービット１４は、たとえば、後述する先端のチップ５３を除き、切削もしくは鋳造により整形することができる。
【００２３】
図４は、本実施の形態にかかるリングビットの正面図、図５は、リングビットの側断面図である。図２ないし図５に示すように、リングビット１１の前端部３４には、所定の角度間隔で、超硬合金のチップ３５が、前端部３４から突出するように取り付けられている。本実施の形態においては、６０度の角度間隔で６つのチップ３５が取り付けられている。リングビット１１の中央部から後方の内壁には、半径方向内側に突出したキー３６が形成される。キー３６は、半径方向に台形状の断面形状を有し、また、軸方向に所定の長さで延びる。キー３６は、後述するインナービット１４のキー受け溝５８と協働して、リングビット１１の係止部材を構成し、インナービット１４の正回転にともなってリングビット１１を正回転させる。本実施の形態においては、１２０度の角度間隔で３つのキー３６が形成されている。３つ形成されたキー３６の円周方向の位置は、６つのチップ３５のうち、３つにそれぞれ一致する。リングビット１１も、先端に取り付けられたチップ３５を除き、鋳造により一体に整形することが可能である。
【００２４】
また、リングビット１１には、キー３６に隣接して、逆回転方向に、インナービット１４の側壁と接触してインナービット１４を保持する保持部材３８が形成されている。保持部材３８の内壁である接触壁３７と、後述するインナービット１４の小径部６３（図７参照）の壁とが接触することにより、インナービット１４に対してリングビット１１を同軸に保持することができ、削孔中のリングビット１１の位置を安定させることができる。
【００２５】
図４に示すように、リングビット１１の円周方向において、キー３６と、接触壁３７が形成された保持部材３８とを含む部分の間には、空間４１が設けられる。空間４１が設けられた部分において、リングビット１１は薄肉部４０を形成する。後述するように、インナービット１４の挿入時に、インナービット１４の前端に形成された拡大部６１が、上記空間４１を通ってリングビット１１から前方に突出されるようになっている。
【００２６】
薄肉部４０の内側は、中心方向に向かって、軸方向における後方に傾斜した傾斜部７４が形成される。後述するように、リングビット１１などにより掘削された地山が、傾斜部７４にガイドされて、軸の中心に向かって送り込まれるようになっている。
【００２７】
図６および図７は、本実施の形態にかかるインナービット１４の正面図および側面図である。図１、図６および図７に示すように、インナービット１４は、中央に掘削中に供給する削孔水の供給経路５２を有する本体５１、本体５１の最前端に取り付けられた超硬合金製のチップ５３を有する。本実施の形態においては、１２０度の角度間隔で、半径方向に放射状に３つのチップ５３が配置される。
【００２８】
本体５１の前半部５７において、前方側には、チップ５３をその前端に配置するように半径方向に延び、その外径が延長されている拡大部６１が形成されている。拡大部６１の正面形状は略扇型であり、リングビット１１の空間４１に整合し、拡大部６１の外縁６８が、リングビット１１の薄肉部４０の内壁６９と僅かな間隙をもってほぼ接触する。したがって、インナービット１４の拡大部６１を、リングビットの空間４１を整合させた状態で、インナービット１４を前進させることで、拡大部６１は空間４１を通過して、リングビット１１から前方に突出することができる。半径方向に延びるチップ５３の外端は、拡大部６１の外縁と整合している。すなわち、チップ５３は、インナービット１４がリングビット１１中を通過可能となるような半径方向に最大の長さを有している。
【００２９】
本体５１の前半部５７において、拡大部６１の後方には、拡大部６１よりその外径が小さい小径部６３が形成される。インナービット１４がリングビットに挿入されたときに、小径部６３の外壁は、リングビット１１の保持部材３８の接触壁３７と僅かな間隙をもってほぼ接触する。
【００３０】
本体５１の後半部５４の外径は、小径部６３の外径よりも大きい。また、後半部５４は、小径部６３に隣接した第１の部分７０と、第１の部分７０の後方に位置し、その外径が第１の部分７０の外径より大きな第２の部分７１と、を有している。
【００３１】
本体５１の内部は中空であり、削孔水の供給経路５２が形成される。また、後半部５４の内部には、削孔ロッド（図示せず）の前端に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが形成されている。本体５１の供給経路５２の前方側には、供給経路５２インナービット１４の外部に通じる貫通孔５５が形成される。貫通孔５５は斜め前方に延び、吐出口５６に通じる。また、供給経路５２の前端にも、吐出口７２が形成される。削孔中には、供給経路５２に削孔水が供給され、吐出口５６、７２から削孔水がインナービット１４の外部に吐出される。
【００３２】
図８は、インナービットのＡ−Ａ線断面図である。図７および図８に示すように、本体５１の前半部５７の小径部６３において、１２０度の角度間隔で、長手方向に所定の長さのキー受け溝５８が形成されている。キー受け溝５８は、半径方向に立設された端面５９を有する。また、キー受け溝５８は、リングビット１１のキー３６と整合するサイズを有する。インナービット１４の拡大部６１を、リングビットの空間４１を整合させた状態で、インナービット１４を前進させて、インナービット１４が、リングビット１１に挿入された状態で、インナービット１４が正回転するときに、インナービット１４のキー受け溝５８の端面５９と、キー３６の一方の端面（図４の符号６０参照）とが当接する。このようにリングビット１１のキー３６とインナービット１４のキー受け溝５８とが係合した状態で、インナービット１４が正回転すると、これに伴って、リングビット１１も正回転する。また、キー受け溝５８の端面５９と、リングビット１１のキー３６の端面６０とが当接した状態では、インナービット１４の前後方向の動きが規制され、後方に引き抜くことが不可能となる。
【００３３】
また、図６および図７に示すように、インナービット１４には、隣接する拡大部６１の間に、１２０度の角度間隔で、それぞれ長手方向に延びる３つの溝部６２が形成されている。溝部６２は、繰り粉（リングビット１１およびインナービット１４によって破砕された岩など）および排泥水の排水経路となる。本実施の形態においては、溝部６２は、後方に向かうのにしたがって、その幅（長手方向に垂直な方向の長さ）がある一定の区間大きくなる。たとえば、本実施の形態においては、インナービット１４の中央付近から後半までの区間（つまり後半部５４）において、溝部６２の幅が広くなっている。これは、特に水を含んだ粘性の高い繰り粉や排泥水を排出する場合、排水経路の側面および底面に付着・堆積をすることで排水経路の大部分の断面を塞ぎ、排出不良を起こすことがある。しかし、後方に向かうにしたがい溝幅を大きくすることで、側面における摩擦抵抗が軽減され、付着を抑制することができる。
【００３４】
また、前半部５７の小径部６３と、後半部５４の第１の部分７０との間は、段部（推力伝達部）６７を経て連なっている。推力伝達部６７は、リングビット１１の保持部材３８の後端部に形成される端壁７３（図５参照）と当接する。推力伝達部６７と端壁７３とが当接することにより、削孔の際に、削岩機（図示せず）から出力された打撃、推進力が、インナービット１４からリングビット１１に伝達される。
【００３５】
さらに、本実施の形態においては、小径部６３の内部の供給経路に、後方に延びる貫通穴（図８の符号７５参照）が形成される。貫通孔７５は、縮小部６３の後部に位置する他の吐出口７６に通じている。他の吐出口７６は、インナービット１４がリングビット１１に挿入され、リングビット１１から突出している状態では、リングビット１１の保持部材の接触壁３７により塞がれている。したがって、掘削時には、他の吐出口７６から削孔水が吐出されることはない。その一方、インナービット１４を逆回転させて、インナービット１４とリングビット１１との係合を解除して、インナービット１４を後退させるとき、上記他の吐出口７６が露出して、他の吐出口７６から削孔水が吐出される。これにより、インナービット１４の側壁およびリングビット１１の内壁を洗浄することができ、引抜を容易にすることが可能である。
【００３６】
以下、上記構成の掘削工具の動作について説明する。掘削の際には、図９に示す複数のケーシングパイプ９０１、９０２、９０３、９０４を、各パイプ打設する毎に後端に連結させる。直列に連結されたケーシングパイプ９０１、９０２、９０３、９０４の内部には削孔ロッド（図示せず）が通り、削孔ロッドの前端にインナービット１４が取り付けられる。また、削孔ロッドの後端には、削岩機（図示せず）が取り付けられる。削岩機による打撃、回転は、削孔ロッドを介してインナービット１４にも伝達される。
【００３７】
図９に示すように、最前端のケーシングパイプ９０１の前端に本実施の形態にかかる切削工具１０が取り付けられる。使用の際には、前端にインナービット１４を取り付けた削孔ロッドをケーシングパイプ内に通して、インナービット１４を、ケーシングパイプ９０１の前端まで到達させる。この際に、インナービット１４の拡大部６１を、リングビットの空間４１を整合させた状態で、インナービット１４を前進させることで、拡大部６１は空間４１を通過して、リングビット１１から前方に突出させることができる。
【００３８】
インナービット１４が、ケーシングパイプ９０１の前端に到達した状態で、インナービット１４を正回転させると、インナービットの端面５９と、キー３６の一方の端面（図４の符号６０参照）とが当接する。この状態で、インナービット１４の前後方向の動きが規制され、後方に引き抜くことが不可能となる。削岩機による正回転によりインナービット１４が正回転すると、それに伴って、リングビット１１も正回転する。
【００３９】
インナービット１４が正回転し打撃および推力を加えることにより、インナービット１４の前端に配置された超硬合金製のチップ５３により地山が掘削される。また、リングビット１１も正回転することにより、リングビット１１の前端に取り付けられたチップ３５によって地山が掘削される。掘削の際に、ケーシングパイプ内部に配置された削孔ロッド（図示せず）を介して、削孔水が注入され、インナービット１４の供給経路５２および貫通孔５５を経て、インナービット１４の吐出口５６、７２から削孔水が吐出される。インナービット１４のチップ５３や、リングビット１１のチップ３５により破砕された地山は繰り粉となり、削孔水と岩石とが混合された排泥水とともに、インナービット１４とリングビット１１との間に形成された排水口６６（図１および図３参照）から、溝部６２による排水経路に送り出され、排水経路を経てケーシングパイプ内を通って後方に送り出される。
【００４０】
なお、リングビット１１において、排水口６６が形成される部分は、中心方向に向かって、軸方向における後方に傾斜した傾斜部７４となっている。したがって。リングビット１１などにより掘削された地山が、傾斜部７４にガイドされて、軸の中心に向かって移動し、排水口６６に効率よく送り込まれる。
【００４１】
本実施の形態によれば、インナービット１１の前端部には、所定の角度間隔で、半径方向に延びるチップ５３が取り付けられ、かつ、チップ５３が取り付けられる部分を含み、その半径が後続する部分より拡大した拡大部６１が形成されている。また、リングビットの前半部において、円周方向に隣接するキーとの間の位置に、所定の角度間隔で、インナービットの拡大部６１の正面形状と整合する空間４１が設けられ、当該空間４１が設けられた位置においては、リングビットは他の部分より厚みが小さな薄肉部４０が形成されている。したがって、インナービット１４の外径を特にその前端部において拡大することができるとともに、薄肉部４０を形成することで、リングビットの容積および前方からみたときの面積を小さくすることが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態において、インナービット１４のチップ５３は、拡大部６１の外縁６８まで半径方向に延長することができる。チップ５３を延長することで、インナービット１４による削孔断面積を大きくすることでリングビット１１の仕事量を軽減することができる。インナービット１４はリングビット１１とは異なり、削孔ロッド（図示せず）に直結されていることから、打撃伝達のロスも少なく効率的な削孔を維持でき、結果として施工時間の短縮することができる。
【００４３】
さらに、ケーシングパイプ打設後において、インナービット１４を逆回転させてリングビット１１から解除して後退させるとき、拡大部６１はリングビット１１の空間４１を経由して移動する。その場合、排水経路として利用されている空間４１に堆積した繰り粉などを拡大部６１により後方へ押し出すことで、排水経路のクリーニングも同時に行う役目もあわせ持つ。
【００４４】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４５】
たとえば、リングビットの形状は、上記実施の形態にかかるものに限定されない。図１０は、他の実施の形態にかかるリングビットの正面図、図１１は、リングビットの側面図、図１２は、リングビットの側断面図である。図１０〜図１２に示すように、他の実施の形態にかかるリングビット１１１の前端部１３４には、それぞれが前方に突出する突出部１４０と、突出部１４０の頂点から前端部１３４の周に沿って、インナービット１４の正回転方向と逆方向に形成される傾斜部１３７とを有する、複数の破砕部材１３５が形成されている。他の実施の形態にかかるリングビット１１１は、鋳造により一体に整形することが可能である。
【００４６】
リングビット１１１の中央部から後方の内壁には、半径方向内側に突出したキー１３６が形成される。キー１３６は、半径方向に台形状の断面形状を有し、また、軸方向に所定の長さで延びる。キー１３６は、インナービット１４のキー受け溝５８と協働して、リングビット１１１の係止部材を構成し、インナービット１４の正回転にともなってリングビット１１１を正回転させる。本実施の形態においては、１２０度の角度間隔で３つのキー１３６が形成されている。
【００４７】
また、リングビット１１１には、キー１３６に隣接して、逆回転方向に、インナービット１４の側壁と接触してインナービット１４を保持する保持部材１３８が形成されている。保持部材１３８の内壁である接触壁１３７により、インナービット１４に対してリングビット１１１を同軸に保持することができ、削孔中のリングビット１１１の位置を安定させることができる。
【００４８】
図１０に示すように、リングビット１１１の円周方向において、キー１３６および接触壁１３７が形成された保持部材１３８の間には空間１４１が形成される。空間１４１が形成される部分は薄肉部１４０となっている。上記実施の形態と同様に、インナービット１４の挿入時に、インナービット１４の前端に形成された拡大部６１が、上記空間１４１を通ってリングビット１１１から前方に突出される。
【００４９】
また、他の実施の形態においては、リングビットの前端部は、後方に向けてその内径が小さくなるように傾斜部１７４が形成されている。傾斜部１７４において、薄肉部１４０と整合した位置に、内壁に沿って後方に向かって螺旋状の凸条１７５が形成されている。この凸条１７５により、掘削による繰り粉や排泥水が効率よく後方にガイドされる。また、上記実施の形態と同様に、インナービット１４の推力伝達部６７は、リングビット１１１の保持部材１３８の後端部に形成される端壁１７３と当接する。推力伝達部６７と端壁１７３とが当接することにより、削孔の際に、削岩機（図示せず）から出力された打撃、推進、回転力が、インナービット１４からリングビット１１１に伝達される。
【符号の説明】
【００５０】
１０    掘削工具
１１    リングビット
１２    ケーシングシュー
１３    ケーシングパイプ
１４    インナービット
２２    フランジ
２３    スリーブ
２４    縮径部
３１    後端部
３３    中央部
３４    前端部
３５    チップ
３６    キー
３７    接触壁
３８    保持部材
４０    薄肉部
４１    空間
５１    本体
５２    削孔水の供給経路
５３    チップ
５４    後半部
５５    貫通孔
５６、７２  吐出口
５７    前半部
５８    キー受け溝
５９    キー受け溝の端面
６１    拡大部
６２    溝部
６３    小径部
６６    排水口
７０    第１の部分
７１    第２の部分
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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