特許 6543104 コア採取用ビット、穴調整部材及び掘削方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6543104

(24)【登録日】2019年6月21日

(45)【発行日】2019年7月10日

(54)【発明の名称】コア採取用ビット、穴調整部材及び掘削方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 25/00 20060101AFI20190628BHJP

   E02D 1/04 20060101ALI20190628BHJP

   G01N 1/08 20060101ALI20190628BHJP

【ＦＩ】

   E21B25/00

   E02D1/04

   G01N1/08 B

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-122329(P2015-122329)

(22)【出願日】2015年6月17日

(65)【公開番号】特開2017-8502(P2017-8502A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2018年6月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116781

【氏名又は名称】旭ダイヤモンド工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100130052

【弁理士】

【氏名又は名称】大阪 弘一

(72)【発明者】

【氏名】宗 勇人

(72)【発明者】

【氏名】和田 篤

(72)【発明者】

【氏名】澤田 穣

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１０８２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３０１０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３１６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３４９１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１７３１１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−０９６８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４０２８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ １／００〜 ４９／１０

Ｅ０２Ｄ １／００〜 ３／１１５

Ｇ０１Ｎ １／００〜 １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒形状の台金と、
前記台金の先端部に形成されて地盤を掘削する砥粒層と、
前記砥粒層の先端面に開口を有する複数の流体用穴と、
前記先端面に形成されて、前記開口から前記台金の外周面に至る先端面側流体用通路と、
前記流体用穴に取り付けられることで前記流体用穴の数を調整する穴調整部材と、を備えることを特徴とする、
コア採取用ビット。

【請求項2】

前記穴調整部材は、前記流体用穴に対して着脱可能であることを特徴とする、
請求項１に記載のコア採取用ビット。

【請求項3】

前記流体用穴の内側に向けて突出する突起を更に備えることを特徴とする、
請求項１又は２に記載のコア採取用ビット。

【請求項4】

前記穴調整部材は、前記流体用穴に挿入されることで前記流体用穴を閉じる挿入部を備えることを特徴とする、
請求項１〜３の何れか一項に記載のコア採取用ビット。

【請求項5】

前記穴調整部材は、前記先端面側流体用通路に掛止される爪部を更に備えることを特徴とする、
請求項４に記載のコア採取用ビット。

【請求項6】

前記穴調整部材は、
前記流体用穴に挿入されることで前記流体用穴を閉じる挿入部と、
前記挿入部に接続されて前記流体用穴から露出される露出部と、を備え、
前記挿入部と前記露出部との間の部分が切り欠かれていることを特徴とする、
請求項１〜３の何れか一項に記載のコア採取用ビット。

【請求項7】

円筒形状の台金と、前記台金の先端部に形成されて地盤を掘削する砥粒層と、前記砥粒層の先端面に開口を有する複数の流体用穴と、前記先端面に形成されて、前記開口から前記台金の外周面に至る先端面側流体用通路と、を備えるコア採取用ビットに用いられる穴調整部材であって、
前記流体用穴に取り付けられることで前記流体用穴の数を調整することを特徴とする、
穴調整部材。

【請求項8】

請求項１〜７の何れか一項に記載されたコア採取用ビットを用いて、地盤を掘削してコアを採取する掘削方法であって、
前記穴調整部材により前記流体用穴の数を調整して地盤を掘削することを特徴とする、
掘削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転駆動されることで地盤を掘削してコアを採取する円筒形状のコア採取用ビット、穴調整部材及び掘削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地盤調査等を行う場合は、土砂や岩石等の地盤をボーリングしてコアを採取するボーリング装置が用いられている。ボーリング装置は、地上に設置された回転駆動装置と、地中に挿入されるコアチューブと、を備えている。コアチューブは、回転駆動装置により回転力及び圧力が付与される外管部と、外管部の内側に配置される内管部と、を備えており、外管部の先端に、地盤を掘削するための円筒状のコア採取用ビットが取り付けられている。なお、外管部及び内管部は、一般的に複数のチューブが連結されて構成されている。コア採取用ビットは、先端部に砥粒層が形成されており、外管部を介して回転駆動装置により回転駆動されることにより地盤を掘削することで、コアと呼ばれる地盤の円柱状のサンプル（試料）を内管部に収容させるものである。なお、コア採取用ビットは、マイニングビットとも呼ばれている。

【0003】

このようなボーリング装置により地盤を掘削すると、コア採取用ビットの先端部に形成された砥粒層が発熱するとともに、スライム（切り屑）が発生する。そこで、特許文献１に記載されたコア採取用ビットでは、砥粒層の先端面に流体用穴の開口を形成し、この開口から吐出された冷却水などの流体をコア採取用ビットの外周面側に回り込ませることで、コア採取用ビットの先端部に形成された砥粒層の冷却とスライムの搬送とを行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０１−２７６０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、固結度の低い軟岩や砂礫等の地盤を掘削する場合は、コア採取用ビットの内周側に水が入り込むとコアの形状が崩れる可能性があるため、流体用穴から吐出される流体の圧力を下げる必要がある。一方、固結度の高い硬岩等の地盤を掘削する場合は、コア採取用ビットの内周側に水が入り込んでもコアの形状は崩れないが、砥粒層が焼き付きやすいため、流体用穴から吐出される流体の圧力を上げる必要がある。

【0006】

しかしながら、コア採取用ビットに供給する流体の圧力を細かく調整することはできない。このため、作業現場では、掘削する地盤の地質に応じて異なる数の流体用穴が形成されたコア採取用ビットに交換することで、流体用穴から吐出される流体の圧力を調整していた。このため、従来は、流体用穴の数が異なる複数種類のコア採取用ビットを用意する必要があるため、コストが高くなるという問題がある。しかも、一般に販売されているものとは異なる数の流体用穴が形成されたコア採取用ビットを用意したい場合は、特注品のコア採取用ビットを作製する必要があるため、更にコストが高くなるという問題がある。

【0007】

また、コア採取用ビットの交換は、パイプレンチなどの特殊工具を用いて行うが、特殊工具の誤った使い方により、コア採取用ビットにクラックが発生したり、コア採取用ビットが歪んだりするなどの不具合が発生する場合がある。

【0008】

そこで、本発明は、一種類のコア採取用ビットで異なる地質の地盤を掘削してコアを採取することができるコア採取用ビット、穴調整部材及び掘削方法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】

【0009】

本発明に係るコア採取用ビットは、円筒形状の台金と、台金の先端部に形成されて地盤を掘削する砥粒層と、砥粒層の先端面に開口を有する複数の流体用穴と、先端面に形成されて、開口から台金の外周面に至る先端面側流体用通路と、流体用穴に取り付けられることで流体用穴の数を調整する穴調整部材と、を備える。

【0010】

本発明に係るコア採取用ビットでは、穴調整部材により流体用穴の数を調整することができるため、掘削する地盤の地質に応じて、流体用穴の数を変更することができる。例えば、固結度の高い硬岩等の地盤を掘削する場合は、穴調整部材により流体用穴の数を減らす。すると、流体用穴から吐出される流体の圧力が高くなるため、砥粒層の焼き付きを抑制することができる。一方、固結度の低い軟岩や砂礫等の地盤を掘削する場合は、穴調整部材により流体用穴の数を増やす。すると、流体用穴から吐出される流体の圧力が低くなるため、コア採取用ビットの内周側に流体が入り込んでコアの形状が崩れるのを抑制することができる。これにより、一種類のコア採取用ビットで異なる地質の地盤を掘削してコアを採取することができる。しかも、掘削する地盤の地質が変わっても、コア採取用ビット自体を交換しなくて済むため、特殊工具の誤った使い方に起因するコア採取用ビットの不具合の発生を抑制することができる。

【0011】

また、穴調整部材は、流体用穴に対して着脱可能であってもよい。このコア採取用ビットでは、穴調整部材が流体用穴に対して着脱可能であるため、容易に流体用穴の数を増減させることができる。

【0012】

また、流体用穴の内側に向けて突出する突起を更に備えてもよい。このコア採取用ビットでは、穴調整部材が流体用穴に取り付けられると、穴調整部材に突起が食い込むため、穴調整部材が流体用穴から脱落するのを抑制することができる。

【0013】

また、穴調整部材は、流体用穴に挿入されることで流体用穴を閉じる挿入部を備えてもよい。このコア採取用ビットでは、挿入部を流体用穴に挿入することで流体用穴が閉じられるため、容易に流体用穴の数を調整することができる。

【0014】

また、穴調整部材は、先端面側流体用通路に掛止される爪部を更に備えてもよい。このコア採取用ビットでは、爪部が先端面側流体用通路に掛止されるため、挿入部を流体用穴に挿入しても、爪部を引っ張って流体用穴から挿入部を抜去することができる。このため、容易に流体用穴の数を増減することができる。

【0015】

また、穴調整部材は、流体用穴に挿入されることで流体用穴を閉じる挿入部と、挿入部に接続されて流体用穴から露出される露出部と、を備え、挿入部と露出部との間の部分が切り欠かれていてもよい。このコア採取用ビットでは、挿入部に対して露出部を曲げることで、挿入部と露出部との間の切り欠きを境として挿入部と露出部とを切断することができる。このため、一部又は全ての流体用穴に、露出部が接続された挿入部を挿入しておく。そして、露出部を引っ張って流体用穴から挿入部を抜去することで、当該流体用穴を開けることができる。一方、露出部を切断除去して挿入部を流体用穴に残留させることで、流体用穴から穴調整部材を露出させることなく、流体用穴を閉じた状態に保持することができる。

【0016】

また、穴調整部材は、流体用穴に充填されることで流体用穴を閉じる樹脂材であってもよい。このコア採取用ビットでは、流体用穴に樹脂材を充填することで流体用穴が閉じられるため、容易に流体用穴の数を調整することができる。

【0017】

本発明に係る穴調整部材は、円筒形状の台金と、台金の先端部に形成されて地盤を掘削する砥粒層と、砥粒層の先端面に開口を有する複数の流体用穴と、先端面に形成されて、開口から台金の外周面に至る先端面側流体用通路と、を備えるコア採取用ビットに用いられる穴調整部材であって、流体用穴に取り付けられることで流体用穴の数を調整する。本発明に係る穴調整部材を用いることで、コア採取用ビットの流体用穴の数を容易に調整することができる。

【0018】

本発明に係る掘削方法は、上記の何れかのコア採取用ビットを用いて、地盤を掘削してコアを採取する掘削方法であって、穴調整部材により流体用穴の数を調整して地盤を掘削する。本発明に係る掘削方法では、穴調整部材により流体用穴の数を調整して地盤を掘削するため、一種類のコア採取用ビットで異なる地質の地盤を掘削してコアを採取することができる。しかも、掘削する地盤の地質が変わっても、コア採取用ビット自体を交換しなくて済むため、特殊工具の誤った使い方に起因するコア採取用ビットの不具合を抑制することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、一種類のコア採取用ビットで異なる地質の地盤を掘削してコアを採取することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】コアチューブの正面図である。

【図2】コア採取用ビットの斜視図である。

【図3】図２に示すコア採取用ビットの平面図である。

【図4】図３に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図である。

【図5】図４に示すコア採取用ビットの一部拡大図である。

【図6】穴調整部材が取り付けられたコア採取用ビットの平面図である。

【図7】図６に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線における一部断面図である

【図8】図６に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における一部断面図である。

【図9】穴調整部材を示す図である。

【図10】図４に示すＸ−Ｘ線における断面図である。

【図11】第二実施形態のコア採取用ビットの一部断面図である。

【図12】第三実施形態のコア採取用ビットの一部断面図である。

【図13】セグメントタイプのコア採取用ビットの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して、実施形態に係るコア採取用ビット、穴調整部材及び掘削方法を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0022】

まず、本実施形態に係るコア採取用ビットが取り付けられるボーリング装置について簡単に説明する。ボーリング装置は、地上に設置された回転駆動装置と、地中に挿入されるコアチューブと、を備えている。なお、回転駆動装置には、流体を供給するポンプが設けられている。

【0023】

図１は、コアチューブの正面図である。図１に示すように、コアチューブ１は、細長い円筒形状に形成されている。コアチューブ１は、回転駆動装置（不図示）に連結されて回転駆動されるスイベルヘッド２と、スイベルヘッド２により回転駆動される外管部３と、外管部３の内側に配置されてスイベルヘッド２によって回転駆動されない内管部（不図示）と、を備えている。

【0024】

外管部３は、スイベルヘッド２に取り付けられるアウターチューブ４と、アウターチューブ４の先端に取り付けられるメタルリーマ５と、メタルリーマ５の先端に取り付けられるビットチューブ６と、を備えている。但し、外管部３の構成は、これに限定されるものではなく、適宜変更することができる。内管部は、インナーチューブ（不図示）と、アウターエキステンション（不図示）と、インナーエキステンション（不図示）と、コアリフタ―（不図示）と、リフタ―ケース（不図示）と、を備えている。但し、内管部の構成は、これに限定されるものではなく、適宜変更することができる。

【0025】

そして、外管部３の先端に配置されるビットチューブ６の先端に、コア採取用ビット７が取り付けられており、コア採取用ビット７により地盤を掘削することで、地盤のコアを内管部に収容することが可能となっている。

【0026】

［第１の実施形態］
図２は、コア採取用ビットの斜視図である。図３は、図２に示すコア採取用ビットの平面図である。図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図である。図５は、図４に示すコア採取用ビットの一部拡大図である。なお、図２〜５では、地盤を掘削するコア採取用ビットの先端を上方に配置したときの図を示している。このため、図１と図２〜５とでは、コア採取用ビットの上下方向が逆になっている。

【0027】

図２〜図５に示すように、コア採取用ビット７は、回転することにより地盤を掘削して地盤のコアを内部に収容するために、円筒状に形成されている。コア採取用ビット７は、円筒形状の台金１０を備えている。台金１０の後端部（図２の下側の部分）には、ビットチューブ６の内周面に刻設された雌ネジ部（不図示）にねじ止めされる雄ネジ部１１が刻設されている。雄ネジ部１１は、ビットチューブ６に取り付けられる取付部である。台金１０の先端部（図２の上側の部分）には、円筒形状（リング状）に形成されて地盤を掘削するための砥粒が含まれた砥粒層１２が形成されている。砥粒層１２に含まれる砥粒としては、例えば、ダイヤモンドやＣＢＮなどの超砥粒や、アルミナ質や炭化ケイ素質などの一般砥粒などを用いることができる。

【0028】

そして、コア採取用ビット７には、流体用穴１３と、先端面側流体用通路１４と、外周面側流体用通路１５と、が形成されている。

【0029】

流体用穴１３は、ポンプから外管部３と内管部との間に供給された流体が流通する穴である。本実施形態では、コア採取用ビット７に８個の流体用穴１３が形成されるものとして説明するが、コア採取用ビット７に形成される流体用穴１３の数は、特に限定されるものではなく、例えば、２個、４個、１６個等とすることができる。ここで、流体としては、例えば、冷却水等の液体、冷却ガス等の気体が挙げられる。なお、流体として冷却水が用いられる場合、流体用穴及び流体用通路は、それぞれウォーターホール及びウォーターウェイと呼ばれることがある。

【0030】

流体用穴１３は、円筒形状に形成されたコア採取用ビット７の中心軸線Ｃ方向に沿って直線状に延びており、コア採取用ビット７の雄ネジ部１１側から砥粒層１２の先端面１７に貫通している。そして、砥粒層１２の先端面１７に、流体用穴１３の一方側の開口１３ａが形成されており、砥粒層１２の内周面１８に、流体用穴１３の他方側の開口１３ｂが形成されている。このため、ポンプから外管部３と内管部との間に供給された流体は、内周面１８に形成された開口１３ｂから流体用穴１３に入り、流体用穴１３を流通した後、先端面１７側に形成された開口１３ａから吐出される。なお、砥粒層１２の先端面１７とは、コア採取用ビット７の先端面であって地盤を掘削する面である。

【0031】

具体的に説明すると、砥粒層１２の先端面１７側の部分は、内周面１８が小径化されることで、砥粒層１２の先端面１７とは反対側の部分に比べて肉厚となっている。ここで、砥粒層１２のうち、肉厚になっている部分を第一砥粒層部１２ａといい、肉厚になっていない部分を第二砥粒層部１２ｂという。なお、第一砥粒層部１２ａは、砥粒層１２の先端面１７側の部分であり、第二砥粒層部１２ｂは、砥粒層１２の先端面１７とは反対側の部分である。そして、流体用穴１３は、第二砥粒層部１２ｂの内周面１８と重なる位置において、第一砥粒層部１２ａから第二砥粒層部１２ｂまで延びている。これにより、第二砥粒層部１２ｂの内周面１８に、流体用穴１３の開口１３ｂが形成されている。

【0032】

流体用穴１３には、突起１３ｄが形成されている。突起１３ｄは、流体用穴１３を形成するコア採取用ビット７の穴壁から流体用穴１３の内側に向けて突出する突起である。突起１３ｄは、流体用穴１３の内側に向けて突出していれば、その形状、大きさ、突出方向、突出高さ等は、特に限定されない。

【0033】

先端面側流体用通路１４は、砥粒層１２の先端面１７に形成されて、流体用穴１３の開口１３ａから吐出された流体を流通させる先端面側流体用通路である。先端面側流体用通路１４は、砥粒層１２の先端面１７において、流体用穴１３の開口１３ａからコア採取用ビット７の回転方向Ｒ後方に延びてコア採取用ビット７の外周面１９に至っている。

【0034】

外周面側流体用通路１５は、コア採取用ビット７の外周面１９に形成されて、先端面側流体用通路１４からコア採取用ビット７の雄ネジ部１１側に延びる外周面側流体用通路である。外周面側流体用通路１５の深さは、外周面側流体用通路１５と流体用穴１３との間に穴が開かない範囲で適宜設定することができる。また、外周面側流体用通路１５の深さは、先端面１７側から雄ネジ部１１側に向けて徐々に浅くしてもよく、先端面１７側から雄ネジ部１１側に向けてほぼ同じ深さとしてもよい。外周面側流体用通路１５は、コア採取用ビット７の外周面１９において、コア採取用ビット７の中心軸線Ｃと平行な方向に略直線状（直線状を含む）に延びている。外周面側流体用通路１５の長さは、特に限定されるものではないが、砥粒層１２を越える長さであることが好ましい。

【0035】

コア採取用ビット７は、更に、穴調整部材２０を備える。穴調整部材２０は、流体用穴１３に取り付けられることで流体用穴１３の数を調整する。なお、本実施形態では、穴調整部材２０は、流体用穴１３に挿入されることで、流体用穴１３に取り付けられる。

【0036】

図６は、穴調整部材が取り付けられたコア採取用ビットの平面図である。図７は、図６に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線における一部断面図である。図８は、図６に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における一部断面図である。図９は、穴調整部材を示す図であり、図９の（ａ）は平面図、図９の（ｂ）は正面図、図９の（ｃ）は側面図である。図６〜図９に示すように、穴調整部材２０は、挿入部２１と、爪部２２と、を備える。

【0037】

挿入部２１は、流体用穴１３に挿入されることで流体用穴１３を閉じる部位である。挿入部２１は、棒状に形成されており、直線状に延びている。

【0038】

挿入部２１の断面形状は、流体用穴１３の断面形状と略同じである。このため、流体用穴１３に挿入部２１が挿入されると、流体用穴１３が閉じられて、コア採取用ビット７の流体用穴１３の数が減る（図６参照）。なお、図６では、８個の流体用穴１３のうち、４個の流体用穴１３が穴調整部材２０により閉じられた状態を示している。一方、流体用穴１３から挿入部２１が抜去されると、閉じられていた流体用穴１３が開かれて、コア採取用ビット７の流体用穴１３の数が増える（図３参照）。

【0039】

挿入部２１の長さは、流体用穴１３の長さ（深さ）と略同じである。このため、挿入部２１が流体用穴１３に挿入されると、流体用穴１３の殆ど全てが挿入部２１で埋められる。これにより、穴調整部材２０は、ポンプから供給された流体の圧力を、流体用穴１３に挿入された挿入部２１の側面において受けるため、当該圧力によっては流体用穴１３から脱落しない。また、流体用穴１３に形成された突起１３ｄが食い込むことで、挿入部２１の脱落が抑制される。

【0040】

挿入部２１の一方端面には、直線状に延びる溝２３が形成されている。溝２３は、挿入部２１を流体用穴１３に挿入するために、マイナスドライバーなどの道具を押し当てるためのガイド溝である。

【0041】

爪部２２は、挿入部２１が流体用穴１３に挿入された際に、先端面側流体用通路１４に掛止される部位である。爪部２２は、挿入部２１の一方端部において、挿入部２１の側面から挿入部２１の延在方向と直交する方向に突出している。このため、挿入部２１を流体用穴１３に挿入しても、爪部２２は流体用穴１３に挿入されることなく、先端面側流体用通路１４に掛止される。

【0042】

爪部２２の底面２２ａは、挿入部２１の延在方向に垂直な面に対して、挿入部２１の他方端部側に傾斜している。底面２２ａは、挿入部２１が流体用穴１３に挿入された際に、先端面側流体用通路１４と対向する面である。挿入部２１の他方端部は、挿入部２１の爪部２２が形成される一方端部とは反対側の端部である。このため、挿入部２１が流体用穴１３に挿入されて、爪部２２が先端面側流体用通路１４に掛止された際に、爪部２２と先端面側流体用通路１４との間に、隙間が形成される。この隙間は、マイナスドライバーなどの道具を挿入して穴調整部材２０を流体用穴１３から抜去することに利用できる。

【0043】

穴調整部材２０の素材は、特に限定されないが、流体用穴１３に形成された突起１３ｄが食い込む程度に弾性を有する素材であることが好ましい。穴調整部材２０の素材としては、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。

【0044】

次に、コア採取用ビット７を用いて、地盤を掘削してコアを採取する掘削方法について説明する。

【0045】

通常、地表付近の地盤は固結度の低い地質であるため、始めは、全ての流体用穴１３から穴調整部材２０を取り外しておく。このとき、コア採取用ビット７は、図１０の（ａ）に示すように、全ての流体用穴１３が開いた状態となる。なお、図１０の（ａ）は、図４に示すＸ−Ｘ線における断面図である。但し、地質によっては、一又は複数の流体用穴１３に穴調整部材２０を取り付けておいてもよい。そして、ポンプから外管部３と内管部との間に流体を供給しながら、回転駆動装置により外管部３を回転駆動して、外管部３の先端（ビットチューブ６）に取り付けられたコア採取用ビット７を回転させる。すると、砥粒層１２により地盤が掘削されて、地表付近の地盤のコアがコア採取用ビット７から内管部に収容される。また、ポンプから外管部３と内管部との間に供給された流体は、開口１３ｂから流体用穴１３に供給され、流体用穴１３の開口１３ａから吐出される。開口１３ａから吐出された流体は、砥粒層１２を冷却しながら、スライムを伴って外周面側流体用通路１５に流れて行く。

【0046】

このとき、流体用穴１３には穴調整部材２０が取り付けられていないため、開口１３ａから吐出される流体の圧力は低く抑えられる。これにより、開口１３ａから吐出された流体が内周面１８側に流れ込み難くなるため、地盤に固結度の低い軟岩や砂礫などが含まれていても、これらの形状を崩すことなく地盤のコアを採取することができる。

【0047】

その後、固結度の高い地質の地盤に到達すると、一旦コア採取用ビット７を引き上げる。そして、コア採取用ビット７を交換することなく、１又は複数の流体用穴１３に穴調整部材２０を取り付けて、流体用穴１３の数を減らす。このとき、コア採取用ビット７は、図１０の（ｂ）に示すように、一又は複数の流体用穴１３が閉じた状態となる。なお、図１０の（ｂ）は、図４に示すＸ−Ｘ線における断面図であって、４個の流体用穴１３に穴調整部材２０が取り付けられた状態を示す。そして、再度コア採取用ビット７をボーリング穴に挿入して、掘削を再開する。すると、流体用穴１３には一又は複数の穴調整部材２０が取り付けられることで、流体用穴１３の数が減っているため、開口１３ａから吐出される流体の圧力は高くなる。これにより、固結度の高い硬岩等の地盤を掘削しても、開口１３ａから吐出された流体により、砥粒層１２の焼き付きを効果的に抑制することができる。

【0048】

その後、再度軟らかい地質の地盤に到達すると、一旦コア採取用ビット７を引き上げて、コア採取用ビット７を交換することなく、１又は複数の流体用穴１３から穴調整部材２０を取り外して、流体用穴１３の数を増やす。そして、再度コア採取用ビット７をボーリング穴に挿入して、掘削を再開する。

【0049】

このように、本実施形態では、穴調整部材２０により流体用穴１３の数を調整することができるため、掘削する地盤の地質に応じて、流体用穴１３の数を変更することができる。例えば、固結度の高い硬岩等の地盤を掘削する場合は、穴調整部材２０により流体用穴１３の数を減らす。すると、流体用穴１３から吐出される流体の圧力が高くなるため、砥粒層１２の焼き付きを抑制することができる。一方、固結度の低い軟岩や砂礫等の地盤を掘削する場合は、穴調整部材２０により流体用穴１３の数を増やす。すると、流体用穴１３から吐出される流体の圧力が低くなるため、コア採取用ビット７の内周面１８側に流体が入り込んでコアの形状が崩れるのを抑制することができる。これにより、一種類のコア採取用ビット７で異なる地質の地盤を掘削してコアを採取することができる。

【0050】

しかも、掘削する地盤の地質が変わっても、コア採取用ビット７自体を交換しなくて済むため、特殊工具の誤った使い方に起因するコア採取用ビット７の不具合の発生を抑制することができる。

【0051】

また、穴調整部材２０が流体用穴１３に取り付けられると、穴調整部材２０に突起１３ｄが食い込むため、穴調整部材２０が流体用穴１３から脱落するのを抑制することができる。

【0052】

また、挿入部２１を流体用穴１３に挿入することで流体用穴１３が閉じられるため、容易に流体用穴１３の数を調整することができる。

【0053】

また、爪部２２が先端面側流体用通路１４に掛止されるため、挿入部２１を流体用穴１３に挿入しても、爪部２２を引っ張って流体用穴１３から挿入部２１を抜去することができる。このように、穴調整部材２０が流体用穴１３に対して着脱可能であるため、容易に流体用穴１３の数を増減することができる。

【0054】

しかも、穴調整部材２０により流体用穴１３を閉じても、砥粒層１２の先端面１７には、閉じた流体用穴１３から繋がる先端面側流体用通路１４が形成されている。このため、穴調整部材２０により流体用穴１３の数を少なくしても、コア採取用ビット７の掘進速度が高くなるため、作業効率が向上する。

【0055】

［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であるが、穴調整部材の構成のみ第一実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第一実施形態と相違する事項のみ説明し、第一実施形態と同様の説明を省略する。

【0056】

図１１は、第二実施形態のコア採取用ビットの一部断面図であり、図７に対応する図である。図１１に示すように、第二実施形態の穴調整部材３０は、挿入部３１と、露出部３２と、を備える。

【0057】

挿入部３１は、流体用穴１３に挿入されることで流体用穴１３を閉じる部位である。露出部３２は、挿入部３１に接続されて、挿入部３１が挿入された際に流体用穴から露出される部位である。挿入部３１と露出部３２とは、直線状に延びる一本の棒状に形成されており、挿入部３１と露出部３２との間の部分が切り欠かれている。この切り欠き３３は、挿入部３１に対して露出部３２を曲げた際に、挿入部３１と露出部３２とを切断する契機となる部分である。挿入部３１の断面形状、長さ等は、第一実施形態の挿入部２１と同様である。露出部３２の断面形状、長さ等は、特に限定されないが、挿入部３１と同様としてもよい。

【0058】

次に、コア採取用ビット７を用いて、地盤を掘削してコアを採取する掘削方法について説明する。

【0059】

まず、一部又は全ての流体用穴１３に穴調整部材３０の挿入部３１を挿入しておく。そして、掘削する地盤の地質に応じて、流体用穴１３から穴調整部材３０を抜去することで、流体用穴１３の数を調整する。つまり、掘削する地盤の地質が硬いほど、流体用穴１３から抜去する穴調整部材３０の数を少なくし、掘削する地盤の地質が軟らかいほど、流体用穴１３から抜去する穴調整部材３０の数を多くする。流体用穴１３からの抜去は、露出部３２を引っ張ることにより行うことができる。そして、流体用穴１３から抜去しなかった穴調整部材３０は、露出部３２を切断することで、挿入部３１を流体用穴１３に残留させる。

【0060】

このように、本実施形態では、挿入部３１に対して露出部３２を曲げることで、穴調整部材３０を、穴調整部材３０の挿入部３１と露出部３２との間の切り欠き３３を境として挿入部３１と露出部３２とを切断することができる。このため、一部又は全ての流体用穴１３に、露出部３２が接続された挿入部３１を挿入しておく。そして、露出部３２を引っ張って流体用穴１３から挿入部３１を抜去することで、当該流体用穴１３を開けることができる。一方、露出部３２を切断除去して挿入部３１を流体用穴１３に残留させることで、流体用穴１３から穴調整部材３０を露出させることなく流体用穴１３を閉じた状態に保持することができる。

【0061】

［第三実施形態］
次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であるが、穴調整部材の構成のみ第一実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第一実施形態と相違する事項のみ説明し、第一実施形態と同様の説明を省略する。

【0062】

図１２は、第三実施形態のコア採取用ビットの一部断面図であり、図７に対応する図である。図１２に示すように、第三実施形態の穴調整部材４０は、流体用穴１３に充填されることで流体用穴１３を閉じる樹脂材である。なお、本実施形態では、流体用穴１３に樹脂材を充填し、この充填した樹脂材を硬化させることで、穴調整部材４０が流体用穴１３に取り付けられる。

【0063】

穴調整部材４０を形成する樹脂は、流体用穴１３に充填する前は流動性を有しており、流体用穴１３に充填された後に硬化する性質を有する。そして、流体用穴１３に充填された樹脂材が硬化することで、穴調整部材４０により流体用穴１３が閉じられる。

【0064】

穴調整部材４０を形成する樹脂材は、硬化後に接着性を有しないことが好ましい。接着性を有しないことで、流体用穴１３から穴調整部材４０を取り外すことが可能となる。また、穴調整部材４０を形成する樹脂材は、硬化後に弾性を有することが好ましい。弾性を有することで、流体用穴１３に取り付けられた穴調整部材４０を、流体用穴１３から取り出しやすくなる。具体的には、鋭利なピン又はフックにより穴調整部材４０を引っ掛けて、流体用穴１３から穴調整部材４０を引っ張り出すことができる。穴調整部材４０を形成する樹脂材としては、例えば、二液性又は三液性のシリコーン樹脂（例えば、株式会社松風社製のデントシリコーン等）等が挙げられる。

【0065】

なお、穴調整部材４０は、流体用穴１３に充填された樹脂材が硬化したものであるため、流体用穴１３の穴壁との間の摩擦により、流体用穴１３から脱落しにくい。このため、第一及び第二実施形態のように、流体用穴１３の内側に向けて突出する突起は無くてもよい。

【0066】

このように、本実施形態では、流体用穴１３に樹脂材を充填することで流体用穴１３が閉じられるため、容易に流体用穴１３の数を調整することができる。

【0067】

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、穴調整部材として具体的な例を示して説明したが、穴調整部材は、流体用穴に取り付けられることで流体用穴の数を調整することができれば、如何なる機械的手段、如何なる化学的手段であってもよい。例えば、穴調整部材として、流体用穴にねじ込むネジを用いてもよく、流体用穴を膜状に塞ぐ製膜材を用いてもよい。

【0068】

また、上記実施形態では、掘削方法として具体的な例を示して説明したが、穴調整部材により流体用穴を閉じる数、流体用穴を開く数等は、掘削する地盤の地質に応じて適宜調整することができる。

【0069】

また、上記実施形態では、穴調整部材は、流体用穴に対して着脱可能であるものとして説明したが、流体用穴に対して着脱不能であってもよい。例えば、流体用穴に取り付けた穴調整部材は、流体用穴から取り出すことができなくてもよい。

【0070】

また、コア採取用ビットの種類は特に限定されない。例えば、図１３に示すような、セグメントタイプのコア採取用ビットに適用してもよい。図１３は、セグメントタイプのコア採取用ビットの平面図である。図１３の（ａ）に示すように、セグメントタイプのコア採取用ビット７Ａは、台金１０Ａの先端部に、砥粒層１２Ａが間欠的に形成されており、砥粒層１２Ａの間の台金１０Ａに、流体用穴１３Ａが形成されている。そして、図１３の（ｂ）に示すように、セグメントタイプのコア採取用ビット７Ａにおいても、流体用穴１３Ａに取り付けられることで流体用穴１３Ａの数を調整する穴調整部材２０Ａを用いることで、一種類のコア採取用ビット７Ａで異なる地質の地盤を掘削してコアを採取することができる。

【符号の説明】

【0071】

１…コアチューブ、２…スイベルヘッド、３…外管部、４…アウターチューブ、５…メタルリーマ、６…ビットチューブ、７…コア採取用ビット、１０…台金、１１…雄ネジ部、１２…砥粒層、１２ａ…第一砥粒層部、１２ｂ…第二砥粒層部、１３…流体用穴、１３ａ…開口、１３ｂ…開口、１３ｄ…突起、１４…先端面側流体用通路、１５…外周面側流体用通路、１７…先端面、１８…内周面、１９…外周面、２０…穴調整部材、２１…挿入部、２２…爪部、２２ａ…底面、２３…溝、３０…穴調整部材、３１…挿入部、３２…露出部、４０…穴調整部材、７Ａ…コア採取用ビット、１０Ａ…台金、１２Ａ…砥粒層、１３Ａ…流体用穴、２０Ａ…穴調整部材、Ｃ…中心軸線、Ｒ…回転方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】