(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に削孔ビットが装着された内管ロッドと埋設管である外管ロッドの二重管で削孔する削孔工法に使用する削孔ビットであって、
前記削孔ビットは、内管ロッドを介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達され、さらに内管ロッドの中空部を通して供給された流体が噴出され、外管ロッドと内管ロッドとの間に掘削土砂を取り込み、逆送して削孔外に排出しながら掘進及び外管ロッドを推進させるインナービットと、削孔底部に捨て置く拡孔用ロストビットとからなり、前記インナービットとロストビットは、一方向の相対回転では結合し、逆方向の相対回転では離脱容易なねじ結合してなり、
インナービットは、上部が大径部となり、その下方にそれより小径のねじ部が段部を介して連続し、ロストビットは、該ねじ部に螺合させて、その上面が段部に当接してインナービットにねじ結合しており、
前記ねじ結合されるインナービットとロストビットのいずれか一方に設けられる雄ねじと他方に設けられる雌ねじは、螺条と螺条との間に平面が介在するリード角が１０度〜１５度の多条ねじであり、
螺条は、略平坦か僅かに湾曲する頂面および底面から湾曲部を介し斜面部に連続する台形状の凸条および凹条で、斜面部は軸線に対してなす傾斜角が３０度〜４０度であり、
雄ねじと雌ねじを螺合したとき、凸条の一方側の斜面部と凹条の一方側の斜面部のみが対接し、それより他方側の対向する斜面部、凸条の頂面と凹条の底面、凸条と凹条との湾曲部とは接触しないようにされていることを特徴とする削孔ビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＧＦ工法や水抜き工法などに用いられて、削孔しながら鋼管を地中に貫入させるための削孔ビットに係り、特に、パイロットビットであるインナービットと孔底に捨て置く拡孔用のロストビットとを組み合わせて用いる削孔ビットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の削孔ビットとして、例えば特開２００１−３２６６４及び特開２００１−１１５７６６に記載されたものがある。これらの削孔ビットでのインナービットとロストビットの結合は、両者を嵌合した状態で所定方向に相対回転させることにより互いに係合して両者を離脱不能に結合し、逆方向に相対回転させることにより互いの係合が解かれて両者が離脱可能となる凸部と凹部（凹溝）が設けられているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特にトンネル内におけるＡＧＦ工法や水抜き工法の施工には、掘削やロックボルト打ちに使われる、打撃と回転を与えて掘削する削孔装置を使用することが有利である。
しかしながら、従来のインナービットとロストビットの結合構造においては、一方向の相対回転で互いに係合し、他方向の相対回転で係合が解除される凸部と凹部であるため、いずれもインナービットとロストビットとの結合部に緩みがあり、打撃と回転を与えて削孔すると、打撃や回転による削孔作業中における、インナービットからロストビットへの打撃力の伝達効率が悪く、従って地盤等に対する削孔能率が悪く、また、接合面に打撃力にもとづくバリが発生するなどして、ロストビットのインナービットからのスムース（容易）な離脱（捨て置き）が阻害されるという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、インナービットとの結合部にガタの発生なく、インナービットからのロストビットへの打撃力の伝達を効率化することで、削孔能率の向上を図るとともに、インナービットからのロストビットの離脱をスムース（容易）に行えるようにした削孔ビットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、この発明にかかる削孔ビットは、先端部に削孔ビットが装着された内管ロッドと埋設管である外管ロッドの二重管で削孔する削孔工法に使用する削孔ビットであって、
前記削孔ビットは、内管ロッドを介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達され、さらに内管ロッドの中空部を通して供給された流体が噴出され、外管ロッドと内管ロッドとの間に掘削土砂を取り込み、逆送して削孔外に排出しながら掘進及び外管ロッドを推進させるインナービットと、削孔底部に捨て置く拡孔用ロストビットとからなり、前記インナービットとロストビットは、一方向の相対回転では結合し、逆方向の相対回転では離脱容易なねじ結合してなり、
インナービットは、上部が大径部となり、その下方にそれより小径のねじ部が段部を介して連続し、ロストビットは、該ねじ部に螺合させて、その上面が段部に当接してインナービットにねじ結合しており、
前記ねじ結合されるインナービットとロストビットのいずれか一方に設けられる雄ねじと他方に設けられる雌ねじは、螺条と螺条との間に平面が介在するリード角が１０度〜１５度の多条ねじであり、
螺条は、略平坦か僅かに湾曲する頂面および底面から湾曲部を介し斜面部に連続する台形状の凸条および凹条で、斜面部は軸線に対してなす傾斜角が３０度〜４０度であり、
雄ねじと雌ねじを螺合したとき、凸条の一方側の斜面部と凹条の一方側の斜面部のみが対接し、それより他方側の対向する斜面部、凸条の頂面と凹条の底面、凸条と凹条との湾曲部とは接触しないようにされていることを特徴とする。
【０００６】
これにより削孔作業修了時にインナービットからロストビットを円滑かつ速やかに離脱させることができ、また打撃力等の伝達効率もよいので削孔作業の効率を向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態を示す一部破断正面図、図２は本発明の実施の形態を示す分解斜視図、図３は本発明の実施の形態を示すインナービットとロストビットが分離した状態の正面図、図４は本発明の実施の形態を示すインナービットの下面図、図５はインナービットとロストビットを着脱容易に結合するねじ構造を示す要部拡大断面説明図である。
【０００８】
本発明の掘削ロッドは、中空の内管ロッド１と埋設管である外管ロッド１１の二重管で構成され、内管ロッド１の中空部が流体の供給通路３となり、内管ロッド１と外管ロッド１１との間が掘削土砂等の排出通路６となる。削孔ビットは、内管ロッド１の先端に取り付けてこれと共に回収するインナービット２と、インナービット２の外周に着脱自在に装着し、インナービット２の回収時にはこれより分離して捨て置く拡孔用のロストビット１５とからなり、この削孔ビットには内管ロッド１を介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達される。
【０００９】
インナービット２は、本例においてはねじ結合によって内管ロッド１の先端に取り付けられている。符号１Ａおよび２Ａは、このねじ結合する雌ねじおよび雄ねじを示している。インナービット２は、上方部２ａ、ねじ部２ｂ、および下方部２ｃとで構成され、上方部２ａが最も大径であり、ねじ部２ｂが中間径、下方部２ｃが最も小径となっている。上方部２ａの外径は、外管ロッド１１の内径と略同一であり、外管ロッド１１の先端において外管ロッド１１内に位置する部分である。この上方部２ａには、外径を径小とする部分に段部１２が設けられ、外管ロッド１１の内面にも内径を径小（肉厚を厚くして）として前記段部１２が係止する段部１４が設けられており、内管ロッド１に与えられた打撃力は、インナービット２を介してこの段部１２及び１４から外管ロッド１１に伝達される。また、この上方部２ａの外周面には、掘削土砂の排出用の凹溝８が、軸方向に複数設けられている。
【００１０】
ねじ部２ｂは、ロストビット１５が着脱容易に装着される部分であり、上方部２ａから段部９ｂを介して連続し外周面には雄ねじ９が設けられ、ロストビット１５に設けられた雌ねじ１６が螺合されて着脱容易に装着される。
下方部２ｃは、先端にビット刃７が設けられ、ロストビット１５より下方に延出し、先行ビットとして作用する部分である。この下方部２ｃの外周面にも、軸方向に複数本の凹溝１０が設けられている。これにより下方部２ｃが地盤中に貫入して孔壁と密接しても、凹溝１０により孔壁面との間に隙間が形成され、供給された流体や掘削土砂の流通が良好となる。
【００１１】
また、インナービット２の中心には、前記内管ロッド１の流体供給通路３と連通する通孔４が、軸方向に貫通して設けられ、その通孔４の途中から下方部２ｃの前記凹溝１０に向けて斜めの噴出孔５が分岐されている。従って、内管ロッド１の流体供給通路３から供給された流体（例えば、水または空気）は、通孔４の先端及び噴出孔５から噴出される。
【００１２】
ロストビット１５は、中心に螺孔１７を有する円盤状であり、外径は外管ロッド１１の外径より大径となっており、拡孔用となっている。その下面にはビット突起１９が設けられ、また螺孔１７を中心とする円周上には掘削土砂を排出する排出孔１８が軸方向に複数設けられており、ロストビット１５がインナービット２のねじ部２ｂに装着されたときは、インナービット２の掘削土砂排出用の凹溝８と連通する。
【００１３】
ロストビット１５の螺孔１７には、前記インナービット２のねじ部２ｂの雄ねじ９に螺合する雌ねじ１６が形成され、ロストビット１５はこの螺孔１７をねじ部２ｂにねじ込むことによって着脱容易に装着される。この時、ロストビット１５は、上面が段部９ｂに当接するまで螺合する。即ち、インナービット２とロストビット１５とは、雄ねじ９と雌ねじ１６との螺合によって、インナービット２の一方向の相対回転に対しては固く結合するが、逆方向の相対回転に対しては容易に離脱するものである。これは図２に示すように雄ねじ９と雌ねじ１６は、螺条と螺条との間（ピッチ間）に平面が介在するリード角が１０度〜１５度の多条ねじで構成したことにより達成される。
【００１４】
図５はこの雄ねじ９と雌ねじ１６との結合構造を示す。雄ねじ９は、螺条が略平坦か僅かに湾曲する頂面ｄから湾曲部ｈを介して斜面部ａ、ａに連続し、この斜面部ａの谷側は湾曲部ｊを介して平面ｉに連続する台形状の凸条９ａとなっており、雌ねじ１６は、螺条が略平坦か僅かに湾曲する底面ｃから湾曲部ｇを介して斜面部ｂ、ｂに連続し、この斜面部ｂの山側は湾曲部ｆを介して平面ｅに連続する台形状の凹条１６ａとなっている。この凸条９ａおよび凹条１６ａの斜面部ａ、ｂの傾斜角は、軸線に対して３０度〜４０度になっている。
【００１５】
インナービット２にロストビット１５を螺合させたとき（雄ねじ９と雌ねじ１６を螺合させたとき）、図５に示すように凸条９ａの一方側の斜面部ａと凹条１６ａの一方側の斜面部ｂでのみ対接（接触）し、それより他方側の対向する斜面部ａとｂ、凸条９ａの頂面ｄと凹条１６ａの底面ｃ、凸条９ａと凹条１６ａの湾曲部ｈとｇ、ｊとｆおよび平面ｉとｅの部分は接触しないようにされている。即ち、凸条９ａと凹条１６ａとにおいて、一方側の斜面部ａとｂとが接触しても、反対側の斜面部ａとｂは相互に圧接されない構造となっている。これにより一方向の相対回転に対しては螺合するが、逆方向の相対回転に対しては容易に螺合を解除することができる。また、台形状の凸条９ａと凹条１６ａの斜面部ａ、ｂどうしが接触するときに、楔作用的連結状態が発生するのを防止できる。
【００１６】
また、湾曲部ｈの曲率の中心を、湾曲部ｇのそれよりインナービット２の軸線から離し、これらの曲率半径に差をつけることによって、雌ねじ１６の底部分ｃに傷が発生するのを防止できるし、ねじ結合の解除が容易となる。
【００１７】
なお、この実施の形態においては、外管ロッド１１の先端に、規制カバー１３が外管ロッド１１とロストビット１５に跨って設けられている。この規制カバー１３は、ロストビット１５の姿勢を規制して、常にインナービット２と軸心を一致させるもので、たとえロストビット１５がインナービット２と離脱しても、軸心が一致するよう規制されているので、再度インナービット２にねじ込むことが可能となるものである。
【００１８】
しかして、かかる構成になる削孔ビットには、内管ロッド１を介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達される。即ち、削孔装置からの打撃力、回転力及び推力は、内管ロッド１を介してまずインナービット２に伝達され、次にロストビット１５もこのインナービット２に連結されているため、ロストビット１５にも伝達される。ロストビット１５は、インナービット２のねじ部９ｂに、上面が段部９ｂに当接するまで螺入されているので、インナービット２からの打撃力、推力は、この部分からも確実に伝達される。また、インナービット２と外管ロッド１１とは、段部１２と１４で係止されているため、インナービット２に伝達された打撃力と推力は、外管ロッド１１にも伝達される。また、内管ロッド１の流体供給通路３から供給された流体、例えば水または空気は、インナービット２の通孔４及び噴出孔５から噴出される。この流体は、インナービット２及びロストビット１５の冷却に寄与すると共に掘削土砂の排出や削孔効率の向上に寄与する。
【００１９】
そこで、削孔ビットに内管ロッド１を介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力を伝達すると共に、内管ロッド１の流体供給通路３を介して流体を供給し、インナービット２の通孔４及び噴出孔５から噴出しつつ掘進すると、インナービット２及びロストビット１５により掘削されると共に、掘削土砂や泥水は、ロストビット１５の排出孔１８からインナービット２の凹溝８を通って内管ロッド１と外管ロッド１１との間の排出通路６に取り込まれ、削孔外に排出されて削孔されると共に、外管ロッド１１も推進される。
【００２０】
この時、インナービット２とロストビット１５とは、雄ねじ９と雌ねじ１６との螺合によって、インナービット２の一方向の相対回転に対しては、結合するが、逆方向の相対回転に対しては容易に離脱されるようになっている。従って、前記のようにして所定深度まで削孔及び外管ロッド１１が推進したら削孔装置の削孔を停止し、内管ロッド１を介してインナービット２を削孔時とは逆方向に回転させると、ロストビット１５はインナービット２から離脱するので、そこで内管ロッド１を引き上げると、ロストビット１５は地中に捨て置かれた状態で外管ロッド１１も残置され埋設管として地盤中に埋設される。
【００２１】
なお、削孔装置は、従来広く採用されている公知のものであるので詳細な説明は省略した。また、本発明は、前記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、本発明は、先端部に削孔ビットが装着された内管ロッドと埋設管である外管ロッドの二重管で削孔する削孔工法に使用する削孔ビットであって、
前記削孔ビットは、内管ロッドを介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達され、さらに内管ロッドの中空部を通して供給された流体が噴出され、外管ロッドと内管ロッドとの間に掘削土砂を取り込み、逆送して削孔外に排出しながら外管ロッドを推進させるインナービットと、削孔底部に捨て置く拡孔用ロストビットからなり、前記インナービットとロストビットは、一方向の相対回転では結合し、逆方向の相対回転では離脱容易なねじ結合としたので、インナービットからロストビットを離脱させるのが容易となり、削孔及び外管ロッドの推進作業終了時には、インナービットからロストビットを離脱させ、地中に捨て置き、内管ロッドを引き抜く作業を容易、迅速に行なうことができ、削孔作業効率が向上する。しかも、内管ロッドを介しインナービットに伝達された回転力、打撃力及び推力は、ロストビットにも確実に伝達され、削孔効率も優れているものである。
【００２３】
また、前記ねじ結合されるインナービットとロストビットのいずれか一方に設けられる雄ねじと他方に設けられる雌ねじは、螺条と螺条との間に平面が介在するリード角が１０度〜１５度の多条ねじであり、
螺条は、略平坦か僅かに湾曲する頂面および底面から湾曲部を介し斜面部に連続する台形状の凸条および凹条で、斜面部は軸線に対してなす傾斜角が３０度〜４０度であり、
雄ねじと雌ねじを螺合したとき、凸条の一方側の斜面部と凹条の一方側の斜面部のみが対接し、それより他方側の対向する斜面部、凸条の頂面と凹条の底面、凸条と凹条との湾曲部とは接触しないようにされているので、ロストビットはインナービットに少ない回転でねじ込み可能となり、ねじ結合作業が容易であり、また、インナービットとロストビットのねじ結合の解除も容易に可能であり、作業効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す一部破断正面図である。
【図２】  本発明の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図３】  本発明の実施の形態を示すインナービットとロストビットが分離した状態の正面図である。
【図４】  本発明の実施の形態を示すインナービットの正面図である。
【図５】  インナービットとロストビットを着脱容易に結合するねじ構造を示す要部拡大断面説明図である。
【符号の説明】
１  内管ロッド
２  インナービット
２ａ  インナービットの上方部
２ｂ  インナービットのねじ部
２ｃ  インナービットの下方部
３  流体の供給通路（内管ロッドの中空部）
４  通孔
５  噴出孔
６  排出通路
８  凹溝
９  雄ねじ
１１  外管ロッド
１３  規制カバー
１５  ロストビット
１６  雌ねじ
１７  螺孔
【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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