(57)【要約】【課題】  打撃力が作用しない時でも、不用意にリングビットがインナービットから外れることがなく、また、インナービットを回収する時は、インナービットをリングビットから確実に外すことができる二重管式掘削装置を提供することを目的とする。【解決手段】  インナービット１０の切欠溝１４を除く範囲で外周側に突出するように設置された略コ字状の力付与部９０と、リングビット２０の内周面に設置された略円環状の止まり部２１と、止まり部２１の後面側に設置された内周側に突出する力受け部２５と、インナービット１０の力付与部９０に設置され、リングビット２０の力受け部２５の一部が侵入または当接する回転拘束部１３とを有する。また、回転拘束部１３突き当て部１２後面に一体的に形成された略コ字状の凹陥部である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に掘削刃を具備するインナービットと、前面または側面に掘削刃を具備し、前記インナービットに着脱自在なリングビットとを有し、前記インナービットに付与された回転力および打撃力を前記リングビットに伝達しながら地盤を掘削する二重管式掘削装置であって、
前記インナービットの外周面に軸方向に向かって設けられた複数状の切欠溝と、
前記インナービットの外周面の前記切欠溝を除く範囲で、外周側に突出するように設置された打撃付与部、回転付与部および突き当て部によって形成された略コ字状の力付与部と、
前記リングビットの内周面に設置され、内周側に突出する略円環状の止まり部と、
前記リングビットの内周面で前記止まり部の後面側に設置され、前記着脱の際、前記インナービットの切欠溝を通過して前記力付与部に侵入する内周側に突出する力受け部と、
前記インナービットの力付与部に設置され、前記リングビットの力受け部の一部が侵入または当接する回転拘束部とを有することを特徴とする二重管式掘削装置。
【請求項２】
前記回転拘束部が前記突き当て部の後面に一体的に形成された略コ字状の凹陥部であることを特徴とする請求項１記載の二重管式掘削装置。
【請求項３】
前記打撃付与部と回転付与部と突き当て部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の二重管式掘削装置。
【請求項４】
前面インナービットに回転力および打撃力を付与するための駆動機構が設置され、
前記リングビットに筒状のトップジョイントが設置され、さらに該トップジョイントに筒状のケーシングが設置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の二重管式掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重管式掘削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地面や法面あるいはトンネル内壁等の様々な地盤を掘削する装置として、削孔の崩壊を防ぎながら掘削を進めることができる二重管式掘削装置が広く用いられている。
二重管式掘削装置は、前面に掘削刃（掘削チップ、掘削用突起等）を具備するインナービットと、前面または側面に掘削刃を具備する筒状のリングビットとによって掘削ビットを構成し、インナービットをリングビットに挿入して着脱自在に一体化し、該一体化された掘削ビットに回転および打撃を加えながら掘削するものである。
すなわち、掘削が進むに従って、インナービットには回転力および打撃力を伝達する駆動ロッドを、また、リングビットには掘削中の孔壁の崩壊を防止するためのケーシングを順次連結して所定の深さまで掘削する。そして掘削終了後、インナービットをリングビットから離して駆動ロッドを順次地上に引き上げ、最後にインナービットを回収する。一方、ケーシングとリングビットは地盤中に残置したり、順次地上に引き上げて回収したりする（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９９２３４４号公報（第５−７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記二重管式掘削装置は、リングビットの内周面に形成された略矩形の突起部と、インナービットの外周面に突出して形成された円周方向の一方側にのみ開口した略コ字状の係止部とを有し、該係止部に前記突起部がいわゆるバヨネット原理によって嵌合するものであるため以下の問題がある。すなわち、
係止部は略コ字状であるため、打撃力（掘削反力に同じ）が作用しない時、たとえば、既に掘削されている削孔にインナービットを挿入する時等、インナービットが掘削時の回転方向と反対の方向に回転すると、前記突起部が係止部から容易に脱落する。このため、リングビットがインナービットから外れて、既に掘削されている削孔にリングビットが落下することがある。
また、係止部が略コ字状であって、回転力および打撃力の両方を伝達するものであるため、前記突起部または係止部の摩耗や変形によって、あるいは係止部に取り込まれた摩耗粉、破損片や土砂類によって、突起部と係止部とが噛み合って分離困難になることがある。このため、掘削終了後に、インナービットが回収できなくなることがある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、掘削力が作用しない時に、不用意にリングビットがインナービットから外れることがなく、また、インナービットを回収する時は、インナービットをリングビットから確実に外すことができる二重管式掘削装置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】
【０００６】
（１）本発明に係る二重管式掘削装置は、前面に掘削刃を具備するインナービットと、前面または側面に掘削刃を具備し、前記インナービットに着脱自在なリングビットとを有し、前記インナービットに付与された回転力および打撃力を前記リングビットに伝達しながら地盤を掘削する二重管式掘削装置であって、
前記インナービットの外周面に軸方向に向かって設けられた複数状の切欠溝と、
前記インナービットの外周面の前記切欠溝を除く範囲で、外周側に突出するように設置された打撃付与部、回転付与部および突き当て部によって形成された略コ字状の力付与部と、
前記リングビットの内周面に設置され、内周側に突出する略円環状の止まり部と、
前記リングビットの内周面で前記止まり部の後面側に設置され、前記着脱の際、前記インナービットの切欠溝を通過して前記力付与部に侵入する内周側に突出する力受け部と、
前記インナービットの力付与部に設置され、前記リングビットの力受け部の一部が侵入または当接する回転拘束部とを有することを特徴とする。
【０００７】
（２）また、前記回転拘束部が前記突き当て部の後面に一体的に形成された略コ字状の凹陥部であることを特徴とする。
【０００８】
（３）また、前記打撃付与部と回転付与部と突き当て部とが一体的に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
（４）さらに、前面インナービットに回転力および打撃力を付与するための駆動機構が設置され、前記リングビットに筒状のトップジョイントが設置され、さらに該トップジョイントに筒状のケーシングが設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る二重管式掘削装置は以上であるから、掘削時にはリングビットに回転力および打撃力が確実に伝達され、掘削しない時にリングビットがインナービットから不用意に脱落することがなく、さらに、必要に応じて両者を容易且つ確実に分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置の構成部材を示すものであって、（ａ）および（ｂ）はそれぞれインナービットの側面図および正面視の断面図、（ｃ）および（ｄ）はそれぞれリングビットの側面視および正面視の断面図である。
図１において、二重管式掘削装置はインナービット１０およびリングビット２０を有している。なお、側面視の断面図において、右方向を前面または前面側と、左方向を後面または後面側と、前後方向を軸方向と、軸方向に直角の方向を円周方向と定義する。
【００１２】
図１の（ａ）および（ｂ）において、インナービット１０の外周部１１には４条の切欠溝１４が設けられ、外周部１１の切欠溝１４を除く範囲で前面に近い範囲に略円環状の突き当て部１２が、突き当て部１２の後面側に回転付与部１５が、回転付与部１５の後面側に打撃付与部１８が、それぞれ外周側に突出して設置されている。そして、突き当て部１２の後面１２ｂと、回転付与部１５の掘削時の回転方向の側面１５ｃ（以下、回転付与面と称す）と、打撃付与部１８の前面１８ａ（以下、その一部を打撃付与面と称す）とによって、略コ字状の凹陥部（以下、力付与部９０と称す）が形成されている。
【００１３】
さらに、突き当て部１２の後面１２ｂには前面に向かって凹陥した回転拘束部１３が設けられている。回転拘束部１３は、前面側の並進拘束面１３ｂと円周方向の回転拘束面１３ｃ、１３ｄとからなる略コ字状であって、後記するリングビット２０の力受け部２５の一部が回転付与面１５ｃに摺動しながら侵入自在な大きさになっている。
また、突き当て部１２の前面が後記するリングビット２０の止まり面２２ｂに当接する突き当て面１２ａを形成し、回転付与部１５の回転付与面１５ｃとは反対の側面が切欠溝１４と滑らかに連続する回収用側面１５ｄを形成している。
【００１４】
また、突き当て部１２の後面１２ｂと回転付与部１５の前面１５ａとの間に逃げ溝１６ａが、回転付与部１５の後面１５ｂと打撃付与部１８の前面１８ａとの間に逃げ溝１６ｂがそれぞれ形成されている。また、力付与部９０に穴１７（インナービット１０の図示しない内周部から外周に向けて水や空気等の流体を流出する）が設けられ、外周部１１の後面に近い範囲に外周側に突出したトップジョイント案内部１９ａとケーシング案内部１９ｂがそれぞれ設置され、インナービット１０の後端部には駆動機構３０が接続されている。なお、駆動機構３０は、削孔に挿入されてインナービット１０に直接接続されるものと、地上に設置されて接続ロッドを介して間接的に接続されるものとがある。
なお、突き当て部１２と回転付与部１５と打撃付与部１８とを一体的に形成して、連続した略コ字状の力付与部９０を形成し、逃げ溝１６ａ、１６ｂの設置を省略してもよい。  なお、前面に具備する掘削刃（掘削チップ、掘削用突起等）の記載を省略している。
【００１５】
図１の（ｃ）および（ｄ）において、リングビット２０の前面には掘削刃２１（掘削チップ等）が設置され、その前面に近い範囲で内面側および外面側に突出した略円環状の止まり部２２が設けられ、止まり部２２の内周側の後面が止まり面２２ｂを形成している。なお、掘削刃２１は一体的に形成された掘削用突起等であってもよい。
また、リングビット２０の後面に近い内面に、内面側に突出した力受け部２５が設置され、力受け部２５の円周方向の側面（掘削時の回転方向と反対の側面）が回転受け面２５ｄを、回転受け面２５ｄと反対の側面（掘削時の回転方向の側面）が逆転停止面２５ｃを、後面が打撃受け面２５ｂを、前面が引き戻し面２５ａを、それぞれ形成している。
さらに、リングビット２０の後面側の外周面２３に設置されたトップジョイント４０が、リング状溝２４（外周面２３に形成されている）に挿入された連結ワイヤまたは連結リング４１によって連結されている。また、トップジョイント４０の後面にはケーシング５０が接合されている。
【００１６】
図２、図３および図４は、本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置の構成部材の組立状況を示す側面視の一部断面図、および同平面視の断面図である。なお、図１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。  
図２の（ａ）において、インナービット１０がケーシング５０に挿入され、リングビット２０の直前に到達している。このとき、インナービット１０の切欠溝１４とリングビット２０の力受け部２５とが略同一位相になっているから、インナービット１０をリングビット２０に挿入すること（図中、右方向にさらに移動すること）が可能である。
【００１７】
図２の（ｂ）において、インナービット１０がリングビット２０に挿入され、インナービット１０の突き当て面１２ａがリングビット２０の止まり面２２ｂに当接して行き止まっている。このとき、トップジョイント案内部１９ａおよびケーシング案内部１９ｂは、それぞれトップジョイント４０およびケーシング５０に所定の隙間を介して対峙している。なお、図２の（ａ）において記載したリングビット２０の力受け部２５はインナービット１０によって隠されるため、これと回転対称の位置にある手前の力受け部２５を斜線を付して表示している。
【００１８】
図３の（ａ）において、インナービット１０を掘削時の回転方向に回転しているから、インナービット１０の力付与部９０にリングビット２０の力受け部２５が侵入している。このとき、回転付与面１５ｃが回転受け面２５ｄに、打撃付与面１８ａが打撃受け面２５ｂにそれぞれ当接している。したがって、インナービット１０の回転力および打撃力がリングビット２０に伝達されることになる。すなわち、掘削状態を示している。
このとき、インナービット１０の突き当て面１２ａをリングビット２０の止まり面２２ｂに当接したままにして、該当接部においても打撃力が伝達されるようにしてもよい。
なお、力付与部９０内に土砂等が侵入した場合であっても、該土砂等は穴１７から流出する流体によって流されるから停留することがない。特に、逃げ溝１６ａ、１６ｂを経由して該土砂等の流逸が促進されることになる。
【００１９】
図３の（ｂ）および図４の（ａ）において、インナービット１０の打撃付与面１８ｃはリングビット２０の打撃受け面２５ｂから離れてインナービット１０の回転拘束部１３にリングビット２０の力受け部２５が侵入している。該状況は、あらかじめ掘削されている削孔に二重管式掘削装置１を下降させる時や、掘削の途中で二重管式掘削装置１を上昇させる時に相当するから、インナービット１０には、リングビット２０、トップジョイント４０およびケーシング５０の荷重が掛かっている（図中、斜線を付して示すリングビット２０が右方向に移動し、インナービット１０は左方向に移動しようとしている）。このとき、リングビット２０の力受け部２５の引き戻し面２５ａはインナービット１０の回転拘束部１３の並進拘束面１３ｂに当接し、前記荷重を伝えている。
【００２０】
したがって、インナービット１０が掘削時とは反対の方向に回転した場合であっても、リングビット２０の力受け部２５の逆転停止面２５ｃが、インナービット１０の回転拘束部１３の回転拘束面１３ｄに当接し、力受け部２５が回転拘束部１３（力付与部９０に同じ）から離脱することがない。すなわち、不用意にリングビット２０がインナービット１０から離脱して、落下することがない。
【００２１】
図４の（ｂ）は、掘削後、リングビット２０、トップジョイント４０およびケーシング５０を地中に残置して、インナービット１０を地上に回収する様子を示している。すなわち、インナービット１０をリングビット２０に押しつけてながらインナービット１０を掘削時とは反対の方向に回転すれば、力受け部２５が回転拘束部１３に侵入していないため（図３の（ａ）参照）、力受け部２５は力付与部９０から離脱して、インナービット１０の回転付与部１５の回収用側面１５ｄはリングビット２０の逆転停止面２５ｃに当接する（図４の（ｂ）参照）。そして、インナービット１０を後面側に移動すれば（地上側に引き上げれば）、回収用側面１５ｄは切欠溝１４に滑らかに連なるから、力受け部２５は切欠溝１４を容易に通過してインナービット１０はリングビット２０から外れることになる。
なお、インナービット１０の回収用側面１５ｄがリングビット２０の逆転停止面２５ｃに当接する前であっても、インナービット１０の切欠溝１４をリングビット２０の力受け部２５と同一位相になるまで回転して、インナービット１０を後面側に移動すればインナービット１０をリングビット２０から分離することができる（図２の（ｂ）参照）。
【００２２】
以上、実施形態として、切欠溝１４が４条で、力付与部９０および力受け部２５がそれぞれ一対の場合について説明しているが、本発明はこれに限定するものではなく、たとえば、３条の切欠溝１４を円周方向に配置し、力付与部９０および力受け部２５を３箇所に設置する等、それぞれの数量や配置形態は限定するものではない。
また、インナービット１０の回転拘束部１３は突き当て部１２と一体的に設けるものに限定するものではなく、突き当て部１２の後面を平坦にして、力付与部９０内の所定位置に回転拘束用の突起を設けてもよい。その他、掘削土砂の排出を容易にするための土砂排出路等は適宜設置することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、軟弱土砂、砂礫層、岩盤層等の各種地盤や、コンクリート等の各種構造物を掘削する二重管式掘削装置に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る二重管式掘削装置の構成部材を示す側面図および断面図。
【図２】図１に示す構成部材の組立状況を示す側面視の一部断面図。
【図３】図１に示す構成部材の組立状況を示す側面視の一部断面図。
【図４】図１に示す構成部材の組立状況を示す平面視の断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１ 二重管式掘削装置、   １０ インナービッ      １１ 外周部、 
１２ 突き当て部、         １３ 回転拘束部、      １４ 切欠溝、
１５ 回転付与部、       １６ａ 逃げ溝、        １６ｂ 逃げ溝、
１７ 穴、                 １８ 打撃付与部、    １９ａ トップジョイント案内部、１９ｂ ケーシング案内部、   ２０ リングビット、    ２１ 掘削刃、
２２ 止まり部、           ２５ 力受け部、        ３０ 駆動機構、
４０ トップジョイント、   ５０ ケーシング、      ９０ 力付与部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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