(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビット本体の内部に掘削流体流によりスライムを排出するためのスライム排出路が形成されるとともに、該スライム排出路から前記ビット本体の周面に開口するスライム排出口が形成されたインナビット構造であって、
前記ビット本体の周面には、前記ビット本体の先端掘削面から前記スライム排出口に亘って、スライムを前記スライム排出路に導入するための溝からなるスライム導入路が形成され、
このスライム導入路は流路断面積が下流側に向かって漸次拡大していることを特徴とする二重管掘削工法用インナビット構造。
【請求項２】
前記ビット本体の掘削面が平面部と、この平面部の周囲に形成された斜面部とからなり、
前記溝が前記斜面部から前記スライム排出口に亘って前記ビット本体の周面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の二重管掘削工法用インナビット構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、二重管掘削工法用インナビット構造に関し、さらに詳細には、アウタチューブとインナチューブとの間に形成された環状の流体供給路を介してビット先端に掘削流体を供給し、インナビット及びインナチューブに形成されたスライム排出路を介して、掘削流体流によりスライムを地上に排出するリバース方式（逆循環方式）を採用する二重管掘削工法のためのインナビット構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二重管式ロータリーパーカッションドリルは、インナビットとアウタビットに回転力と打撃力を与えて掘削する機構を有するため、岩盤のみならず掘削が困難な礫層、転石層でもスピーディな掘削が行えるドリルとして知られている。また、ボーリングロッドはアウタチューブとインナチューブとの二重管からなるので、崩壊層、破砕帯でも孔壁の崩壊を招くことなく、能率のよい掘削が行える。
【０００３】
このような二重管式ロータリーパーカッションドリルにおいて、掘削流体として圧縮空気を使用し、これを逆循環させるエアリバース方式が知られている。図６は、このエアリバース方式を採用している、従来の二重管式ロータリーパーカッションドリルの先端ビット部分を示す軸線方向断面図である。
【０００４】
ボーリングロッドはアウタチューブ５１とインナチューブ５２との二重管からなり、これらのアウタチューブ５１及びインナチューブ５２の各先端には切削刃５５を有するアウタリングビット５３及びインナビット５４がそれぞれ装着されている。アウタチューブ５１とインナチューブ５２との間には環状の流体供給路５６が区画され、この流体供給路５６を介して圧縮空気がビット先端に供給される。
【０００５】
インナビット５４の内部にはスライム排出路５７が形成され、このスライム排出路５７からインナビット５４の周面に開口するスライム排出口５８が形成されている。掘削により生じたスライムは圧縮空気流に乗ってスライム排出口５８を経てスライム排出路５７に入り込み、インナチューブ５２の内部に区画されたスライム排出路５９を経て地上に排出される。
【０００６】
しかしながら、従来のインナビット構造では次のような問題を生じていた。すなわち、地盤状態によってはアウタビット５３及びインナビット５４により切削されたスライムには礫状のものが含まれ、この礫状スライムがスライム排出口５８を閉塞すると、掘削不能におちいってしまう。スライム排出口５８を大きくするのは、構造上限度があり、仮にそのようにしても、スライム排出口５８を通過した礫状スライムにより排出路５７、５９内、あるいはインナチューブ５２の上部に設けられたエアスイベル部分で閉塞が起こり、同様の事態が生じる。
【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。
【０００８】
この発明の目的は、掘削により生じたスライムによる、その排出経路の閉塞を防止し、円滑な掘削を行うことができる二重管掘削工法用インナビット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。
【００１０】
すなわちこの発明は、ビット本体の内部に掘削流体流によりスライムを排出するためのスライム排出路が形成されるとともに、該スライム排出路から前記ビット本体の周面に開口するスライム排出口が形成されたインナビット構造であって、
前記ビット本体の周面には、前記ビット本体の先端掘削面から前記スライム排出口に亘って、スライムを前記スライム排出路に導入するための溝からなるスライム導入路が前記ビット本体の周面に形成され、
このスライム導入路は流路断面積が下流側に向かって漸次拡大していることを特徴とする二重管掘削工法用インナビット構造にある。
【００１２】
さらにこの発明は、前記ビット本体の掘削面が平面部と、この平面部の周囲に形成された斜面部とからなり、
前記溝が前記斜面部から前記スライム排出口に亘って前記ビット本体の周面に形成されていることを特徴とする二重管掘削工法用インナビット構造にある。
【００１３】
この発明によれば、掘削により生ずるスライムはスライム導入路を経てその排出路に流入する。このスライム導入路は流路断面積が下流側に向かって漸次拡大しているので、礫状スライムが入り込んだ場合、掘削流体流の作用と相俟って、礫状スライムは下流側に押しやられ、スライム排出路に流入することとなる。したがって、排出経路において閉塞を生ずることがない。スライム導入路を溝により構成することにより、掘削対象地盤が粘土層の場合であっても、粘土による閉塞も生じにくい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を用いて参照しながら以下に説明する。図１は二重管式ロータリーパーカッションドリルの全体図である。クローラ１にアーム２を介してリーダ３が傾動自在に設けられている。リーダ３にはドリルヘッド５が、リーダ３に沿って移動自在に搭載されている。このドリルヘッド５にスイベルジョイント７を介してアウタチューブ４及びインナチューブ６が接続され、回転と打撃が与えられる。
【００１５】
図２はこの発明によるインナビット構造を含むドリルの先端ビット部分の軸線方向断面図である。図３は図２のＡ−Ａ線矢視図、図４はインナビットの側面図である。先端ビット部分における各部材の結合関係は従来と同様であり、ボーリングロッドを構成するアウタチューブ４及びインナチューブ６の各先端にはアウタリングビット１１及びインナビット１２が、それぞれ、ねじ部１３、１４により着脱自在に装着されている。アウタリングビット１１及びインナビット１２の先端掘削面には、切削チップ１５（この実施の形態ではボタン型）が植付けられている。
【００１６】
アウタチューブ４とインナチューブ６との間、さらにアウタリングビット１１とインナビット１２との間には環状の間隙が区画され、この間隙により掘削流体である圧縮空気の供給路１６が形成されている。
【００１７】
インナビット１２のビット本体１７は軸線方向にほぼ等径、すなわち全体としてほぼ直円筒形に形成され、ビット本体１７からねじ部１４にかけての内部には、ねじ部１４の端面に開口するスライム排出路１８が形成されている。このスライム排出路１８は、インナチューブ６内に区画されるスライム排出路１９と連通している。ビット本体１７には、スライム排出路１８からビット本体１７の周面２０に開口するスライム排出口２１が設けられている。
【００１８】
ビット本体１７の先端の掘削面は平面部２２と、平面部２２の周囲に形成された斜面部２３とからなっている。ビット本体１７の周面２０には、スライム導入路を構成する溝２４が形成されている。溝２４は斜面部２３からスライム排出口２１に亘って軸線方向に沿って形成され、その流路断面積は下流側であるスライム排出口２１に向かって漸次拡大している。すなわち、スライムを取込むための溝２４の入口の断面積を小さくし、溝２４に流入可能な礫状スライムの大きさを制限してある。因みに、アウタリングビット１１とインナビット１２との間の間隙を加味した溝２４の入口の断面積は、スライム排出口２１のそれよりも小さくなっている。
【００１９】
次に上記実施の形態のものの作用について説明する。掘削中、圧縮空気は供給路１６を経てアウタビット１１及びインナビット１２の先端部に供給される。掘削により生じたスライムは、圧縮空気流に乗って溝２４、スライム排出口２１を経てスライム排出路１８、１９に入り込み、地上に排出される。
【００２０】
ここで、礫状スライムが溝２４に入り込んだにしても、溝２４の流路断面積が下流側に向かって漸次拡大しているので、圧縮空気流の作用と相俟って、礫状スライムは排出口２１側に押しやられ、スライム排出路１８に流入することとなり、排出経路において閉塞を生ずることがない。また、スライム導入路を溝２４により構成することにより、掘削対象地盤が粘土層の場合であっても、粘土による閉塞も生じにくい。
【００２１】
図５は参考例を示す軸線方向断面図である。この参考例は、スライム導入路がインナビット１２のビット本体１７の斜面部からスライム排出路１８に向けて穿設され、このスライム排出路と連通する孔２５からなっている。すなわち、この参考例では前記のようなビット本体１７の周面に開口するスライム排出口は設けられていない。スライム導入路を構成する孔２５は、下流側に向けて流路断面積が漸次拡大し、前記実施の形態と同様の作用をする。
【００２２】
上記各実施の形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、スライム導入路は１つのみ設けられているが、複数設けてもよい。また、掘削流体としては、圧縮空気に限らず、圧力水を用いることも可能である。さらに、この発明によるインナビット構造は、上記二重管式ロータリーパーカッションドリルに限らず、二重管掘削工法を実施するための種々の形式の装置に適用できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、掘削により生じた礫状スライム等によって、その排出経路が閉塞するのが防止され、円滑な掘削を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は二重管式ロータリーパーカッションドリルの全体図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態を示す軸線方向断面図である。
【図３】図３は図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】図４はインナビットの側面図である。
【図５】  図５は参考例を示す軸線方向断面図である。
【図６】図６は従来例を示す軸線方向断面図である。
【符号の説明】
４…アウタチューブ
６…インナチューブ
１２…インナビット
１６…供給路
１７…ビット本体
１８…スライム排出路
２０…周面
２１…スライム排出口
２２…平面部
２３…斜面部
２４…溝（スライム導入路）
【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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