(57)【要約】【課題】簡便な構造で試料採取孔への土砂の侵入を防止し、確実に地下流体を吸引することができる地質汚染調査用掘削ビットの構造を提供する。【解決手段】切削部５と胴体部３，６とを備えた掘削ビット１であって、胴体部３，６には流体試料の採取管を挿入するための挿入孔９，１１が軸方向に形成されるとともに、胴体部６外周に開口して流体試料を採取するための採取孔１４が挿入孔９と連通するように形成され、胴体部６外周には採取孔１４を覆う筒状のカバー１６が、軸方向に移動不能にかつ半径方向の遊隙を持って嵌合され、カバー１６は胴体部６に対し所定の角度範囲でのみ相対回転が可能となっていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削部と胴体部とを備えた掘削ビットであって、
前記胴体部には流体試料の採取管を挿入するための挿入孔が軸方向に形成されるとともに、胴体部外周に開口して流体試料を採取するための採取孔が前記挿入孔と連通するように形成され、
前記胴体部外周には前記採取孔を覆う筒状のカバーが、軸方向に移動不能にかつ半径方向の遊隙を持って嵌合され、
前記カバーは前記胴体部に対し所定の角度範囲でのみ相対回転が可能となっていることを特徴とする地質汚染調査用掘削ビット。
【請求項２】
前記カバーの前記胴体部に対する相対的な角度回転を可能とする手段は、前記胴体部の外周に半径方向に設けられた突出部と、
前記カバーの内周に設けられ、前記突出部を周方向に遊隙を持って受け入れる切欠部とを備えてなることを特徴とする請求項１記載の地質汚染調査用掘削ビット。
【請求項３】
前記カバーの外周には、軸方向に沿う溝状又は平坦面状の切欠部が、周方向に間隔を置いて複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の地質汚染調査用掘削ビット。
【請求項４】
前記試料採取管の挿入孔には、該採取管と挿入孔の孔壁との間を密閉するパッキンが配置されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の地質汚染調査用掘削ビット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１記載の地質汚染調査用掘削ビットに適用される流体試料の採取管であって、
ガス検知管が収容されるケーシング管と、このケーシング管の後端にアダプタを介して接続される試料の吸引チューブとを備え、
前記アダプタと前記ケーシング管との接続及び前記アダプタと前記吸引チューブとの接続は、いずれもねじ接続であることを特徴とする試料採取管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地質汚染調査用掘削ビット及びこれに適用される試料採取管に関し、さらに詳細には、調査対象としている比較的表層の地盤を掘削した後、掘削ツールスを引き上げることなく、その内部空間を利用して地下流体試料を採取するのを可能とする掘削ビット及び試料採取管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
掘削ツールスの内部空間を利用して地下流体を採取することを可能にした掘削ビットは、この発明の発明者によって既に提案されている（特許文献１参照）。この掘削ビットは、ビットの一部を構成する胴体部に試料採取孔を設け、この試料採取孔の外周に軸方向にスライドして試料採取孔を開閉するする弁機構を設けたものである。
【０００３】
上記既提案の技術によれば、掘削中には弁機構が試料採取孔を閉鎖することにより、試料採取孔から胴体部内に土砂の侵入を防止することができる。しかし、この従来技術で適用されている弁機構は比較的精密な機構となっているため、弁のスライド部に少しでも土砂が侵入すると、すぐさま作動不良を生じるという難点がある。このため、作動不良が生じるたびごとに、地上でのメンテナンスが必要となり、作業性が良いものではなかった。
【０００４】
地下流体を採取する試料採取管としては、ガス検知管が収容されるケーシング管と、このケーシング管の後端にアダプタを介して接続される試料の吸引チューブとで構成されたものが、従来、使用されている。より詳しくは、吸引チューブは樹脂製のものからなり、この吸引チューブとアダプタとの接続・固定は圧入によりなされている。
【０００５】
しかし、採取管の使用回数の増加に伴い、アダプタの保持力が低下し、ガス検知管を胴体部内に残留させてロッド引き上げを余儀なくされることも多い。その際、気密が低下するため、地上で吸引しようとしても地下流体は吸引されず、嵌め合い部からロッド内の空気を吸引してしまい、調査精度を著しく低下させる要因となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−８２９７６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、簡便な構造で試料採取孔への土砂の侵入を防止し、確実に地下流体を吸引することができる地質汚染調査用掘削ビットの構造を提供することにある。
【０００８】
この発明の別の目的は、アダプタと吸引チューブとの接続構造を確実なものとし、ケーシング管に収容されたガス検知管を確実に地上に回収することができる試料採取管の構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、切削部と胴体部とを備えた掘削ビットであって、
前記胴体部には流体試料の採取管を挿入するための挿入孔が軸方向に形成されるとともに、胴体部外周に開口して流体試料を採取するための採取孔が前記挿入孔と連通するように形成され、
前記胴体部外周には前記採取孔を覆う筒状のカバーが、軸方向に移動不能にかつ半径方向の遊隙を持って嵌合され、
前記カバーは前記胴体部に対し所定の角度範囲でのみ相対回転が可能となっていることを特徴とする地質汚染調査用掘削ビットにある。
【００１０】
上記掘削ビットによれば、カバーと胴体部との間には遊隙が形成されているので、掘削時においては、カバーは土圧により半径方向に移動して胴体部に押し付けられ、採取孔の開口はカバーによって閉鎖される。そして、地下流体を採取すべき所定深度に達した後、胴体部に角度回転を与えてやると、カバーの外周と掘削孔壁との間には土圧による摩擦力が作用していることから、胴体部のみが角度回転し、採取孔の開口が開放する。この開放した開口を通じて地下流体の採取が可能となる。
【００１１】
より具体的には、前記カバーの前記胴体部に対する相対的な角度回転を可能とする手段は、前記胴体部の外周に半径方向に設けられた突出部と、前記カバーの内周に設けられ、前記突出部を周方向に遊隙を持って受け入れる切欠部とを備えてなる。前記カバーの外周には、軸方向に沿う溝状又は平坦面状の切欠部が、周方向に間隔を置いて複数形成されている。前記試料採取管の挿入孔には、該採取管と挿入孔の孔壁との間を密閉するパッキンが配置されている。
【００１２】
この発明は、また、上記地質汚染調査用掘削ビットに適用される流体試料の採取管にあって、
ガス検知管が収容されるケーシング管と、このケーシング管の後端にアダプタを介して接続される試料の吸引チューブとを備え、
前記アダプタと前記ケーシング管との接続及び前記アダプタと前記吸引チューブとの接続は、いずれもねじ接続であることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明による掘削ビットを示し、（ａ）は掘削ビットを分解して示す断面図、（ｂ）は組み立てた後、ドリルロッド２０を接続した状態を示す断面図である。掘削ビット１は、ビット本体２と、このビット本体２に接続されるビットサブ３とで構成されている。ビット本体２は、先端に超硬チップからなる刃先４を有する切削部５とシャンク６とからなっている。
【００１４】
ビット本体２は、シャンク６の後端外周に形成された雄ねじ部７が、ビットサブ３の先端内周に形成された雌ねじ部８に螺着されることにより、ビットサブ３に接続され、一体化される。すなわち、シャンク６及びビットサブ３は、掘削ビット１の胴体部をなしている（以下、適宜、これら部材を胴体部６あるいは胴体部３と称することもある）。
【００１５】
図２はビット本体２の一部破断した側面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。この実施形態で示されているビット本体２は、切削部５が平板状になっているフラットビットである。切削部５の基部５ａには、外周面を軸方向に切り欠いた平坦面状の切欠部１７が９０度の角度間隔を置いて形成されている。シャンク６には軸方向に孔９が形成されている。この孔９はテーパ形の段部１０を境に、その上部が大径で下部が小径となっている。
【００１６】
図１に示すように、ビットサブ３は中空の部材であり、その軸方向の孔１１はシャンク６の孔９とともに、後述する流体試料の採取管を挿入するための挿入孔を形成している。ビットサブ３の挿入孔１１には段部１２が形成され、この段部１２にはパッキン１３が嵌め込まれる。ビットサブ３の後端にはドリルロッド２０を接続するための雄ねじ部２５が形成されている。
【００１７】
シャンク６には挿入孔９と連通する流体試料の採取孔１４が軸直角方向に形成されている。この採取孔１４は、この実施形態では、シャンク６の外周に開口する２つの開口１４ａ，１４ｂを持っている。採取孔１４には土砂が侵入するのを防止するための棒状のフィルタ１５が装填されている。シャンク６には採取孔１４の下方において、該採取孔１４と直交するようにピン孔１８が形成され（図２参照）、このピン孔１８にはスプリングピン１９が嵌め込まれている。スプリングピン１９は、その両端部がピン孔１８から突出する長さを有している（図６参照）。
【００１８】
シャンク６の外周には採取孔１４の開口１４ａ，１４ｂを覆うように筒状のカバー１６が嵌合されている。図４はカバー１６を拡大して示す一部破断した正面図、図５は軸方向断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線矢視図である。カバー１６はシャンク６に嵌合された状態で、その先端及び後端が切削部５の基部５ａ及びビットサブ３に当接し、軸方向の移動は不能である。他方、カバー１６はシャンク６に嵌合された状態で、図６に示すように、シャンク６との間に半径方向の遊隙（０．１  〜１ｍｍ  程度）を持ち、半径方向への僅かな移動が可能である。
【００１９】
カバー１６の先端部内周には、互いに対向する位置に２つの溝状の切欠部２１が形成されている。これらの切欠部２１にはピン孔１８から突出するスプリングピン１９の両端突出部１９ａが受け入れられている。突出部１９ａは切欠部２１に周方向に遊隙を持って受け入れられている。したがって、カバー１６はピン１９の直径と切欠部２１の周方向長さとで決まる所定の角度範囲でのみ、胴体部６に対し相対回転が可能となっている。
【００２０】
カバー１６の外周には、軸方向に沿う平坦面状（あるいは溝状としてもよい）の切欠部２２が形成されている。この切欠部２２は周方向に等角度間隔を置いて複数形成されている。なお、隣り合う切欠部２２，２２間にある曲面部、すなわち掘削孔壁と接することとなる曲面部２３での外径は、切削部５の基部５ａにおける相対する切欠部１７，１７（図３参照）間の寸法と等しくなっている。
【００２１】
図８は地下流体試料の採取管を示し、（ａ）は採取管を分解して示す断面図、（ｂ）は採取管を組み立てた状態を示す断面図である。採取管３０は汎用のガス検知管３１が収容されるケーシング管３２と、このケーシング管３２の後端にアダプタ３３を介して接続される試料の吸引チューブ３４とを備えている。
【００２２】
ケーシング管３２の先端には地下流体の吸引孔３５が形成され、後端には雌ねじ部３６が形成されている。アダプタ３３には雄ねじ部３７が形成され、この雄ねじ部３７の先端側半部にはケーシング管３２の雌ねじ部３６が螺着される。吸引チューブ３４は樹脂製のものであり、その先端には雌ねじ部３８が形成されている。雌ねじ部３８は、アダプタ３３の雄ねじ部３７の後端側半部に螺着される。
【００２３】
このように、アダプタ３３とケーシング管３２との接続及びアダプタ３３と吸引チューブ３４との接続は、いずれもねじによる接続となっている。なお、ガス検知管３１は、ゴムなどの柔軟材料からなる継手管３９を介して、アダプタ３３の先端に接続される。
【００２４】
次に上記実施形態のものを使用した地質汚染調査方法について説明する。掘削ビット１は、図示しない掘削機のドリルヘッドに直接（掘削開始時）又はドリルロッド２０を介して接続される。そして、掘削ビット１には地盤への押し込み力である給進力が付与され、さらに回転力と打撃力との双方あるいはいずれか一方が付与され、地盤の掘削がなされる。この掘削時にはビット先端で掘削土砂が発生するが、切削部５の基部５ａ及びカバー１６の各外周には切欠部１７，２２がそれぞれ形成されているので、掘削土砂は後方に排出される。このため、周辺の土圧上昇が防止され、カバー１６内への土砂の侵入が妨げられる。
【００２５】
掘削時においては、また、カバー１６と胴体部６との間には遊隙が形成されているので、カバー１６は土圧により半径方向に移動して胴体部６に押し付けられる。この結果、図７に示すように、採取孔１４の一方の開口１４ａは開放し、他方の開口１４ｂはカバー１６によって閉鎖される。一方の開口１４ａには土砂が詰まることになるが、何ら差し支えない。
【００２６】
すなわち、地下流体を採取すべき所定深度に達した後、胴体部６に切欠部２１の範囲で掘削時とは逆方向に角度回転を与えてやる。すると、カバー１６の外周と掘削孔壁との間には土圧による摩擦力が作用していることから、胴体部６のみが角度回転し、他方の開口１４ｂ側の周面とカバー１６との密着が解除され、開口１４ｂが開放する。この結果、開口１４ｂを通じて地下流体の採取が可能となる。その際、カバー１６の外周には切欠部２２が形成されているので、掘削孔壁との摩擦力による回転抵抗を容易に得ることができる。
【００２７】
採取管３０は、図９に示すように、ドリルロッド２０の内部を通して、ケーシング管３２の先端が段部１０に係止するまで、胴体部３，６の挿入孔１１，９に挿入される。そして、地上での操作により吸引チューブ３４内の空気を吸引することにより、開口１４ｂから採取孔１４を通じてケーシング管３２内に地下空気を吸引し、ガス検知管３１を通過させて地下空気に含まれる汚染ガス濃度を測定する。
【００２８】
採取管３０は濃度測定後は地上に回収される。上述のように、アダプタ３３とケーシング管３２との接続及びアダプタ３３と吸引チューブ３４との接続は、いずれもねじによる接続となっているので、高強度の接続が得られ、確実にガス検知管を回収することができる。また、気密性の低下の要因もないため、調査精度の低下もない。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、簡便な構造で試料採取孔への土砂の侵入を防止し、確実に地下流体を吸引することができる。また、アダプタと吸引チューブとの接続構造が確実なものとなり、ケーシング管に収容されたガス検知管を確実に地上に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による掘削ビットを示し、（ａ）は掘削ビットを分解して示す断面図、（ｂ）は組み立てた後、ドリルロッド２０を接続した状態を示す断面図である。
【図２】ビット本体２の一部破断した側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】カバーを拡大して示す一部破断した正面図である。
【図５】同カバーの軸方向断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図７】掘削時におけるカバーと胴体部との関係を示す断面図である。
【図８】地下流体試料の採取管を示し、（ａ）は採取管を分解して示す断面図、（ｂ）は採取管を組み立てた状態を示す断面図である。
【図９】地質汚染調査の実施方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１：掘削ビット
２：ビット本体
３：ビットサブ（胴体部）
４：刃先
５ａ：基部
５：切削部
６：シャンク（胴体部）
９：挿入孔
１０：段部
１１：挿入孔
１２：段部
１３：パッキン
１４ａ：開口
１４ｂ：開口
１４：採取孔
１５：フィルタ
１６：カバー
１７：切欠部
１８：ピン孔
１９ａ：突出部
１９：ピン
２０：ドリルロッド
２１：切欠部
２２：切欠部
２３：曲面部
３０：採取管
３１：ガス検知管
３２：ケーシング管
３３：アダプタ
３４：吸引チューブ
３９：継手管
【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】
2005002625.tif 000009
【図８】
2005002625.tif 000010
【図９】
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