JP2000291366A - 掘削ビット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟質層から中硬岩層の掘削と、鉄筋コンクリ
ートや鋼材、あるいは鋼材および無筋コンクリート等か
ら形成された埋設物の掘削とを確実に連続して行うこと
が可能な掘削ビットを提供する。 【解決手段】 軸線回りに回転されるカッタリング４の
先端に取り付けられる掘削ビット１であって、カッタリ
ング１の先端に突き出されるビット本体２の先端の刃部
３に、ビット本体２よりも硬質の複数のチップ９…を、
先端側に向かうに従いカッタリング４の回転方向Ｔ側に
向かうように傾けて植設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸線回りに回転さ
れるカッタリングの先端に取り付けられて掘削作業に供
される掘削ビットに係わり、特に軟質層から中硬岩層の
掘削と、鉄筋コンクリートや鋼材あるいは鋼材および無
筋コンクリート等の埋設物の掘削とを連続的に行う場合
に用いて好適な掘削ビットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このようなカッタリングの先端に取り付
けられる掘削ビットとしては、例えば特開昭５３−８２
６０１号公報において、超硬合金製の軸状のチップの周
りに溶接肉盛りや鋳込み法、粉末冶金法などによって軟
質合金材よりなる合金マトリックスを囲繞固結してビッ
ト本体を形成したものが提案されており、この掘削ビッ
トは上記公報では、岩芯（コア）採取用の円筒状のカッ
タリングの先端に取り付けられて、該カッタリングをそ
の軸線回りに回転させつつ該軸線方向に前進させること
により、岩石のボーリングに使用されている。なお、こ
の掘削ビットにおいて上記チップはカッタリングの上記
軸線に平行に配設されるとともに、該チップの先端およ
び上記ビット本体の先端面は、その上記軸線を含む断面
における形状がカッタリングの周方向に亙って均一な形
状とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、例え
ば既設の下水道本管のシールドトンネルのような地中に
埋設された埋設物に、シールド掘削機によって掘削され
た枝孔を直接接続する掘削工法が研究されている。そし
て、このような掘削工法においては、シールド掘削機に
よって上記埋設物に近接する位置まで枝孔を掘削した上
で、上述のような掘削ビットを取り付けたカッタリング
をシールド掘削機の先端から回転させつつ前進させるこ
とにより、この枝孔を上記埋設物に貫通させて接続する
ことが検討されている。

【０００４】しかしながら、このような掘削工法では、
上記枝孔と埋設物との間に残された軟質層から中硬岩層
の掘削と、鉄筋コンクリートや鋼材、あるいは鋼材およ
び無筋コンクリートから形成された上記シールドトンネ
ル等の埋設物の壁部の掘削とが連続して行われるため、
上記掘削ビットにおいては、岩層の掘削によってチップ
の先端がビット本体の先端面全体に亙って摩耗した後
に、上記埋設物壁部の掘削が行われることとなる。しか
るに、このようにチップの先端が摩耗する場合には、特
にその先端面が球面状をなすように丸められてしまうこ
とにより、この先端面外周のエッジ部分が鈍角となって
切れ味が鈍くなるため、そのようなチップによって埋設
物の掘削を行おうとしても掘削効率が著しく低下してし
まうことが避けられず、場合によっては枝孔の接続自体
が困難となるおそれがある。

【０００５】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、特に上述のような軟質層から中硬岩層の掘削
と、鉄筋コンクリートや鋼材、あるいは鋼材および無筋
コンクリート等から形成された埋設物の掘削とを確実に
連続して行うことが可能な掘削ビットを提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに
回転されるカッタリングの先端に取り付けられる掘削ビ
ットであって、上記カッタリングの先端に突き出される
ビット本体の先端部に、該ビット本体よりも硬質の複数
のチップを、先端側に向かうに従い上記カッタリングの
回転方向側に向かうように傾けて植設したことを特徴と
するものである。

【０００７】しかるに、このように構成された掘削ビッ
トでは、上記軟質層から中硬岩層に対する掘削によって
チップの先端面が摩耗して丸められたとしても、チップ
が先端側に向かうに従いカッタリングの回転方向側に向
かうように傾けられているため、このカッタリング回転
方向側ではチップのエッジを鋭利な形状に維持すること
ができ、これにより鋭い切れ味を確保することができ
る。従って、この軟質層から中硬岩層の掘削によってチ
ップに摩耗が生じても、その後の既設シールドトンネル
壁部のような埋設物の掘削において掘削効率が低下する
のが抑えられ、確実に連続して掘削を行うことが可能と
なる。

【０００８】ここで、上記チップがカッタリングの上記
軸線方向に対してなす傾斜角は、硬質な掘削物に対して
は小さく、逆に軟質な掘削物に対しては大きく設定され
るのが望ましいが、特に上述のような軟質層から中硬岩
層の掘削と、鉄筋コンクリートや鋼材、あるいは鋼材お
よび無筋コンクリート等から形成された埋設物の掘削と
を連続して行う場合には、３°〜１２°の範囲に設定さ
れるのが望ましい。これは、この傾斜角が３°を下回る
ほど小さいと、チップを傾けたことによる摩耗時のチッ
プの切れ味維持効果が十分に奏功されなくなるおそれが
あり、逆に上記傾斜角が１２°を上回るほど大きいと、
上記カッタリング回転方向側のチップのエッジが鋭角に
なりすぎて、チップが摩耗する前にこのエッジに欠けが
生じるおそれがあるとともに、上記軸線方向においてこ
のチップに一定の長さを確保するには、実際のチップの
長さが長くなりすぎて不経済であるからである。

【０００９】一方、このような掘削ビットを先端に取り
付けたカッタリングによる掘削においては、上述のよう
に掘削ビットのビット本体先端面が掘削に伴って摩耗す
るのと同時に、該掘削ビットによって形成される環状の
溝の周壁面に摺接することにより、ビット本体の側面も
摩耗してしまう。しかも、この側面の摩耗はビット本体
の先端側から進行するため、掘削に伴いビット本体はカ
ッタリングの軸線を含む断面において先細りのクサビ形
状となり、そのような掘削ビットを取り付けたカッタリ
ングを回転させつつ前進させて掘削を行おうとすると、
岩層や埋設物にクサビが打ち込まれるような状態となる
ので、摩擦抵抗が大きくなってカッタリングの回転トル
クが増大するとともに、掘削時に生成された切屑の排出
が困難となるという問題が生じる。

【００１０】そこで、このような問題が生じるのを避け
るためには、上記カッタリングの内周側または外周側を
向く上記ビット本体の側面を、後端側に向かうに従い漸
次後退する傾斜面状に形成するのが望ましく、これによ
り上記環状溝の周壁面とビット本体の側面との間に間隙
が画成されるので、摩擦抵抗の増大を抑えることができ
るとともに、この間隙を介して切屑を容易に排出するこ
とができる。

【００１１】なお、このようにビット本体の側面を後退
させた場合において、その後退角度は２°〜１２°の範
囲に設定されるのが望ましく、この後退角度が２°を下
回るほど小さいと上記間隙も小さくなりすぎて摩擦抵抗
の抑制や切屑の円滑な排出を十分に図ることが困難とな
るおそれがある一方、逆に上記後退角度が１２°を上回
るほど大きいと、このビット本体の後退した側面と先端
面との交差角が小さくなって欠損が生じたり、カッタリ
ングの軸線に平行にはこの側面側に十分な深さまでチッ
プを植設できなくなったり、たとえ該側面に沿ってチッ
プを植設したとしても、摩耗によってチップ先端面と該
側面側の周面との交差角が小さくなるため、やはり欠損
が生じたりするおそれがある。

【００１２】また、上述したビット本体の側面の摩耗が
進行すると、このビット本体に植設されたチップの脱落
を招くという問題も生じる。そこで、このような問題を
解消するためには、上記カッタリングの内周側または外
周側を向く上記ビット本体の側面に、該ビット本体より
も硬質の補助チップを埋設するのが望ましく、このよう
な構成を採ることにより、この補助チップによってビッ
ト本体の上記側面がクサビ状に摩耗すること自体が防止
されるため、摩擦抵抗の増大を抑えることができるとと
もに、良好な切屑排出性を維持することが可能となる。

【００１３】ただし、この補助チップにおいては、その
硬度が、上記チップと同等か、もしくは該チップよりも
ＨＲＡ８低い硬度までの範囲に設定されるのが望まし
く、これよりも補助チップの硬度が低いとビット本体の
上記側面の摩耗を確実に防止することができなくなるお
それがある一方、補助チップの硬度が上記チップよりも
高くなると、補助チップが埋設された上記側面側におけ
るビット本体の先端面やチップの摩耗が抑制されてしま
い、上記埋設物の掘削の際に上記山型の麓側のチップを
確実に掘削に関与せしめることができなくなるおそれが
ある。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は本発明の第１の
実施形態の掘削ビット１を示すものである。本実施形態
の掘削ビット１は、そのビット本体２が黄銅等の軟質合
金または軟鋼によって形成されたものであり、このビッ
ト本体２の先端側には、この先端側から見た平面視にお
いて図１に示すように概略長方形状をなす刃部３が形成
されるとともに、該ビット本体２の後端側は、この刃部
３の先端面３ａが上記平面視においてなす直方形の幅方
向（図１における上下方向。図３においては左右方向）
に段違いにずらされるように形成されていて、図４に示
されるような回転方向Ｔに回転させられるカッタリング
４の先端部にホルダ５を介して当該掘削ビット１を取り
付けるための取付部６とされている。

【００１５】ここで、この取付部６は、該取付部６が刃
部３に対して上記幅方向にずらされた側（図１において
上側）の部分が上記平面視において略等脚台形状をなす
ように形成されていて、このずらされた側に向かうに従
い互いに接近する側面６ａ，６ａを備えているととも
に、この部分には、該取付部６をその底面６ｂに垂直に
貫通する一対の取付孔７，７が、刃部３が上記平面視に
なす長方形の長手方向（図１、図２における左右方
向。）に並ぶように互いに平行に形成されている。ま
た、この長手方向を向く取付部６の両側面には、該側面
から突出するように一対の鍔部８，８が形成されてい
る。

【００１６】一方、本実施形態では上記ビット本体２の
刃部３は、その先端面３ａが上記長手方向に沿って先端
側に突出する山型をなすように形成されている。ここ
で、この先端面３ａがなす山型は、その頂部が上記長手
方向における刃部３の中央部よりも上記回転方向Ｔ側に
位置して、取付部６の底面６ｂに平行となるように形成
されるとともに、上記長手方向においてこの頂部の両側
の上記山型の麓部分は、それぞれ一定の角度で傾斜する
ように形成されており、従って上記頂部から上記回転方
向Ｔ側に延びる麓部分の傾斜の方が、回転方向Ｔの後方
側に延びる麓部分の傾斜よりも急勾配とされている。さ
らに、本実施形態では、刃部３の取付部６に対してずら
された側の側面３ｂは、取付部６の底面６ｂに垂直な方
向に形成されている。

【００１７】このように形成された刃部３には、円柱軸
状をなす複数のチップ９…がその先端を刃部３の上記先
端面３ａから突出させて植設されており、これらのチッ
プ９…は、超硬合金やセラミックス等の硬質材料より形
成されていて、その硬度が上記ビット本体２よりもＨＳ
５０〜８０程度高く設定されている。そして、これらの
チップ９…は、刃部３の先端側に向かうに従い上記カッ
タリング４の回転方向Ｔ側に向かうように傾けられて植
設されており、各チップ９…は互いに平行に傾けられる
とともに、こうして傾けられたチップ９…がビット本体
２の取付部６の上記底面６ｂに垂直な方向に対してなす
傾斜角θは、本実施形態では３゜〜１２゜の範囲に設定
されている。

【００１８】なお、これらのチップ９…は、上記平面視
において刃部３の先端面３ａに、上記幅方向に延びて上
記長手方向に等間隔で並ぶ複数の列（本実施形態では７
列）をなすとともに、各列においてもチップ９…が上記
幅方向に等間隔をなして突出するように千鳥状に配列さ
れている。しかも、このうち少なくとも上記長手方向の
中央部分に配設される複数の列（本実施形態では長手方
向両端の列を除いた５列）においては、１の列において
上記幅方向に隣接するチップ９，９同士の間に、この１
の列に隣接する列のチップ９が、上記１の列のチップ
９，９と上記幅方向に重なり合うようにして配置されて
いる。

【００１９】さらに、本実施形態では上記チップ９…
は、該チップ９…が上記幅方向になす列のうち、上記長
手方向において中央の列よりも上記回転方向Ｔ側の列
（本実施形態では、上記回転方向Ｔ側から２列目の列）
のチップ９…が、刃部３の先端面３ａがなす上記山型の
頂部に位置し、他の列のチップ９…が上記麓部分に位置
するように配列されるとともに、各列においてチップ９
…の先端面が刃部３の先端面３ａと平行に、かつ該先端
面３ａから等しい突出量で突出するように配設されてい
る。従って、先端面３ａがなす上記山型の頂部に突出す
るチップ９…の先端面は取付部６の底面６ｂに平行とさ
れ、これよりも回転方向Ｔ側の１列２本のチップ９，９
の先端面は上記回転方向Ｔの後方側に向かうに従い先端
側に向かうように傾斜させられ、これらのチップ９…以
外の上記頂部よりも回転方向Ｔの後方側の麓部分に突出
するチップ９…の先端面は、回転方向Ｔ側に向かうに従
い先端側に向かうように傾斜させられる。

【００２０】このような掘削ビット１が取り付けられる
上記ホルダ５は、ビット本体２より高硬度の鋼材などに
よって厚肉の概略平板状に形成されており、図４に示す
ように円筒状をなす上記カッタリング４の先端部に周方
向に等間隔に形成された複数の凹所４ａ…に、その先端
面５ａを先端側に向けるとともに側面５ｂ，５ｃのうち
一方をカッタリング４の内周側に向け、他方を外周側に
向けて取り付けられている。ただし、このカッタリング
４に取り付けられるホルダ５および上記掘削ビット１
は、該掘削ビット１の上記幅方向に互いに対称に形成さ
れた２種類のものが備えられており、これら２種類のホ
ルダ５および掘削ビット１が、それぞれ上記チップ９…
が先端側に向かうに従い上記回転方向Ｔ側に向けて傾け
られるように、カッタリング４の周方向に交互に上記凹
所４ａ…に取り付けられている。

【００２１】ここで、このホルダ５には、上記取付部６
が嵌挿される取付凹部１０が上記先端面５ａに開口して
側面５ｂ，５ｃ間を貫くように形成されており、このう
ち側面５ｂ側においてこの取付凹部１０には、掘削ビッ
ト１の取付部６の上記側面６ａ，６ａがなす角度と等し
い挟角で該側面５ｂ側に向かうに従い互いに接近する壁
面１０ａ，１０ａが形成されるとともに、その底面１０
ｂには上記側面６ａ，６ａを壁面１０ａ，１０ａに当接
させた状態で上記取付孔７，７と同軸となるように取付
ネジ孔１１，１１が形成されている。なお、この底面１
０ｂは、ホルダ５が上記凹所４ａに取り付けられた状態
で、カッタリング４の中心軸線に直交する方向に配置さ
れる。また、この取付凹部１０の側面５ｃ側には、掘削
ビット１の取付部６の上記鍔部８，８が嵌合可能な凹部
１２，１２が底面１０ｂ側に形成されている。

【００２２】しかして、このように構成されたホルダ５
に上記掘削ビット１は、ホルダ５の側面５ｃ側から上記
側面６ａ，６ａを前向きにしてその取付部６を上記取付
凹部１０に嵌挿させ、これら側面６ａ，６ａを取付凹部
１０の壁面１０ａ，１０ａに当接させるとともに上記底
面６ｂを取付凹部１０の底面１０ｂに密着させ、かつ鍔
部８，８を凹部１２，１２に嵌合させた状態で、上記取
付孔７，７に挿通した図示されない一対の取付ボルトを
上記取付ネジ孔１１，１１にねじ込むことにより、上記
刃部３をホルダ５の上記先端面５ａから突出させて取り
付けられる。従って、こうして取り付けられた掘削ビッ
ト１は、その刃部３の上記長手方向をカッタリング４の
周方向に沿わせるとともに、上記幅方向をカッタリング
４の径方向に向け、さらに取付部６の底面６ｂおよび刃
部３の先端面３ａの頂部がカッタリング４の中心軸線に
直交する方向に向けられて、チップ９…の上記傾斜角θ
がこの中心軸線に対する傾斜角と等しくなるように配置
される。

【００２３】また、このように上記取付凹部１０に嵌挿
されて取り付けられた状態で、掘削ビット１の取付部６
の上記側面６ａ，６ａ間に位置する側面６ｃとこの側面
６ｃとは反対側の側面６ｄは、ホルダ５の上記側面５ｂ
と側面５ｃにそれぞれ面一となるようにされており、従
って上述のようにこの取付部６と刃部３とが段違いにず
らされていることにより、掘削ビット１の刃部３は、そ
の上記側面３ｂが上記平面視にホルダ５の上記側面５ｃ
に対して上記幅方向に一段突出するように配設される。
ただし、上述のように上記幅方向に対称とされた２種類
のホルダ５…および掘削ビット１…がカッタリング４の
上記凹所４ａ…に周方向に交互に取り付けられることに
より、この掘削ビット１…の刃部３も、その上記側面３
ｂがカッタリング４の内周側と外周側とに交互に突出す
るように配設される。なお、これら内外周に交互に突出
する刃部３…の先端面３ａ…においては、周方向に隣接
する掘削ビット１，１同士で、カッタリング４の回転に
伴う互いのチップ９…の回転軌跡が、該カッタリング４
の径方向中央部でオーバーラップするようになされてい
る。

【００２４】しかるに、このようにホルダ５を介してカ
ッタリング４の先端に取り付けられた掘削ビット１…
は、このカッタリング２が上述のようにシールド掘削機
の先端からその中心軸線回りに回転方向Ｔに回転されつ
つ該軸線方向に前進させられることにより、その刃部３
によって、上述したような軟質層から中硬岩層の掘削
と、鉄筋コンクリートや鋼材、あるいは鋼材および無筋
コンクリート等から形成された既設シールドトンネル等
の埋設物の掘削とを連続して行うのに使用される。しか
して、上記構成の掘削ビット１では、その刃部３に植設
されたチップ９…が先端側に向かうに従い上記回転方向
Ｔ側に向かうように傾けられており、従って上記軟質層
から中硬岩層の掘削により該チップ９の先端面が摩耗し
て球面状に丸められたとしても、回転方向Ｔ側において
はこのチップ９の先端面外周のエッジを該回転方向Ｔ側
に突きだした鋭利な形状に維持することができる。この
ため、その後に連続して上記埋設物の掘削を行っても、
チップ９の切れ味が損なわれるのを防いで掘削効率の低
下を抑えることができ、これらの掘削を確実に連続して
行うことが可能となる。

【００２５】また、上記掘削ビット１においては、この
チップ９がビット本体２よりも硬質であって、掘削によ
るチップ９の摩耗よりもビット本体２の先端面３ａの摩
耗が促進されやすく、このためチップ９が先端面３ａに
埋没することがなく、掘削効率をより確実に確保するこ
とができるとともに、チップ９…間に先端面３ａの摩耗
による間隔があけられるため、切屑の排出が容易であ
る。そして、特に上記掘削ビット１では、チップ９が上
述のように傾けられていることにより、この先端面３ａ
の摩耗はチップ９の回転方向Ｔ側で大きくなるため、よ
り大きな間隔を確保して一層円滑な切屑の排出を促すこ
とができる一方、チップ９の回転方向Ｔの後方側では先
端面３ａの摩耗が小さいので、この回転方向Ｔの後方側
に向けてチップ９に作用する掘削時の抵抗に対してチッ
プ９を確実に保持し、その脱落などを防止できるという
効果も得ることができる。ただし、このチップ９とビッ
ト本体２との硬度差が小さすぎるとこのような効果が十
分ではなく、逆に硬度差が大きすぎるとビット本体２の
摩耗が著しくなって却ってチップ９の脱落を招いたりす
るおそれがあるため、このチップ９に対するビット本体
２の硬度差は、本実施形態のようにＨＳ５０〜８０の範
囲に設定されるのが望ましい。

【００２６】なお、ここで上記チップ９がカッタリング
４の軸線方向に対してなす傾斜角θは、掘削物が硬質な
場合には小さく設定して上記エッジの強度が損なわれる
のを防ぎ、逆に掘削物が軟質な場合には大きく設定して
より鋭い切れ味を与えるのが望ましいのであるが、上述
のような軟質層から中硬岩層の掘削と、鉄筋コンクリー
トや鋼材、あるいは鋼材および無筋コンクリート等から
形成された埋設物の掘削とを連続して行う場合には、３
°〜１２°の範囲に設定されるのが望ましい。これは、
この傾斜角θが３°を下回るほど小さいと、チップ９を
傾けたことによる上述の効果が十分に奏功されなくなっ
て埋設物の掘削時に掘削効率が低下するおそれが生じる
一方、傾斜角θが１２°を上回るほど大きいと、逆に上
記エッジ部分が鋭くなりすぎて、軟質層から中硬岩層の
掘削の際にこのエッジ部分に欠けが生じたりするおそれ
があるからである。また、このように傾斜角θが大きす
ぎると、傾けられたチップ９に上記軸線方向において十
分な長さを確保するには、この傾斜方向に沿ったチップ
９の実際の長さを長くしなければならず、経済的に不利
となるおそれもある。

【００２７】一方、本実施形態では、上記刃部３の先端
面３ａが、その上記長手方向に亙って山型をなしてい
て、カッタリング４に取り付けた状態でその回転方向Ｔ
に沿って先端側に凸となるように形成されており、この
刃部３に植設されるチップ９…も、その先端を上記先端
面３ａに沿って回転方向Ｔに山型をなすように突出させ
られている。従って、このような掘削ビット１により、
上述のように軟質層から中硬岩層を掘削するときには、
最先端に突出する上記山型の頂部のチップ９…の列が専
ら掘削に供されることとなり、他のチップ９…がこの岩
層の掘削によって摩耗するのを避けることができる一
方、上述のような埋設物を掘削する際には、上記頂部側
の列のチップ９…が摩耗するのに伴い、この列に上記長
手方向に隣接する列のチップ９…が同じ高さとなって順
次摩耗した列のチップ９…とともに掘削に供されること
となる。すなわち、本実施形態によれば、かかる埋設物
に対しては、チップ９…の摩耗によって上記山型の麓部
分に植設されたチップ９…が順次掘削に関与することと
なるため、掘削効率が損なわれるようなことがないばか
りか、むしろ摩耗するほど高い掘削効率を確保すること
ができ、これらの掘削をさらに確実に連続して行うこと
が可能となる。

【００２８】ただし、本実施形態ではこのようにビット
本体２の刃部３の先端面３ａを山型に形成しているが、
チップ９…が傾けられて植設されていれば、このような
構成を採ることなく、該先端面３ａをカッタリング４の
軸線に垂直な平坦面として、チップ９も等しい高さに突
出するようにしてもよい。また、先端面３ａを山型とす
るにしても、例えば円筒面等の凸曲面状としてその勾配
が変化するようにしてもよい。また、本実施形態ではこ
の先端面３ａがなす山型の頂部に１列の上記チップ９…
が配列されているが、軟質層から中硬岩層における掘削
効率を向上させるためにこの頂部に２列あるいはそれ以
上のチップ９…を配設するようにしてもよい。さらに、
本実施形態ではこの先端面３ａは、その頂部がカッタリ
ング４の回転方向Ｔ側に偏った山型に形成されている
が、例えばこれを上記長手方向に対称な山型としたり、
上記頂部が回転方向Ｔの後方側に偏った山型としたりし
もよく、また先端面３ａに２以上の山型が形成されてい
てもよい。

【００２９】一方、本実施形態ではビット本体２の上記
刃部３と取付部６とがずらされて形成されていて、この
ような掘削ビット１がカッタリング４の先端に、上記刃
部３の側面３ｂを内周側と外周側とに交互に突出させ、
かつ先端面３ａのチップ９…の回転軌跡がオーバーラッ
プするように取り付けられている。このため、上記実施
形態の掘削ビット１を装着したカッタリング４において
は、個々の掘削ビット１に作用する負荷の低減を図って
その寿命の延長を促しつつも、カッタリング４の厚さ以
上の掘削幅を確保することができ、カッタリング４の内
外周面が掘削ビット１…によって形成された環状溝に摺
接してカッタリング４の回転トルクが増大するような事
態を防止することができる。しかも、このように刃部３
をカッタリング４の内外周側に突出させた場合、ビット
本体２には刃部３が突出する側とは反対側に掘削負荷が
作用することとなるが、これに対して本実施形態では、
この掘削負荷が作用する側に向けて互いに接近する側面
６ａ，６ａが上記取付部６に形成されていて、これらの
側面６ａ，６ａがホルダ５の壁面１０ａ，１０ａに当接
させられてビット本体２が取り付けられているので、か
かる掘削負荷に対しても十分な取付剛性を確保すること
が可能である。

【００３０】次に、図５は、本発明の第２の実施形態を
示すものであり、上記第１の実施形態と共通する部分に
は同一の符号を配して説明を省略する。すなわち、この
第２の実施形態においては、その掘削ビット２１のビッ
ト本体２における刃部３の取付部６に対してずらされた
側の上記側面３ｂ、すなわち当該掘削ビット２１を上記
カッタリング４の先端に取り付けた状態においてこのカ
ッタリング４の内周側または外周側を向いて突出するビ
ット本体２の側面３ｂが、上記先端面３ａから後端側に
向かうに従い上記幅方向に漸次後退する傾斜面状に形成
されていることを特徴としており、この側面３ｂが後退
しつつ傾斜する後退角度αは、本実施形態では２°〜１
２°の範囲に設定されている。また、本実施形態では、
このように側面３ｂが後退傾斜させられているのに伴
い、刃部３に植設される上記チップ９…も、最も側面３
ｂ側に植設されるチップ９が上記後退角度αと等しい角
度で傾斜させられるとともに、このチップ９と同じ列に
おける次のチップ９は上記後退角度αの略半分の傾斜角
で傾斜させられている。

【００３１】しかるに、このように構成された掘削ビッ
ト２１では、該掘削ビット２１を装着した上記カッタリ
ング４において、この掘削ビット２１により形成される
環状溝の周壁面とこの周壁面に対向するビット本体２の
上記側面３ｂとの間に、後端側に向けて漸次大きくなる
間隙が画成されることとなり、この側面３ｂが上記周壁
面に摺接することによる摩擦抵抗の低減を図ることがで
きて、当該カッタリング４の回転トルクを一層軽減する
ことができるとともに、掘削時に生成される切屑をこの
間隙を介して容易に排出することが可能となる。しか
も、本実施形態では、この傾斜した側面３ｂ側のチップ
９…が、該側面３ｂの傾斜に合わせて後退傾斜するよう
に植設されているので、掘削によって刃部３の側面３ｂ
側に摩耗が生じても、硬質のチップ９…の側面が露出し
たところでこの摩耗が進行するのを抑制して上記間隙を
確保することができ、従ってより長期に渡って上述の摩
擦抵抗の低減や良好な切屑排出性を図ることが可能とな
る。

【００３２】なお、本実施形態ではこの側面３ｂの後退
角度αを２°〜１２°の範囲に設定しているが、これ
は、この後退角度αが２°を下回るほど該側面３ｂの傾
斜が小さくなりすぎると、刃部３によって形成される上
記環状溝の周壁面との間の上記間隙も小さくなり、この
周壁面と側面３ｂとの摩擦抵抗を十分に抑制することが
できなくなったり、良好な切屑の排出性が損なわれたり
するおそれがあるからである。その一方で、この後退角
度αが１２°を上回るほど大きいと、刃部３の上記先端
面３ａとこの側面３ｂとの交差角が小さくなりすぎて、
この交差部分に欠損が生じやすくなったり、本実施形態
のように該側面３ｂに沿ってチップ９を後退傾斜させて
も、該チップ９の先端面と側面３ｂ側の周面との交差角
が小さくなって、この部分のエッジに欠損等が生じたり
するおそれがある。このため、上記後退角度αは、本実
施形態のように２°〜１２°の範囲に設定されるのが望
ましい。

【００３３】さらに、図６および図７は本発明の第３の
実施形態を示すものであり、この第３の実施形態の掘削
ビット３１では、該掘削ビット３１を上記カッタリング
４に取り付けた状態においてこのカッタリング４の内周
側または外周側を向いて突出するビット本体２の刃部３
の側面３ｂに、該ビット本体２よりも硬質の補助チップ
３２…を埋設したことを特徴としている。ここで、上記
補助チップ３２…は、断面略等脚台形をなす軸状に形成
されていて、千鳥状に配設された上記チップ９…の列の
うち上記側面３ｂとの間に間隔があけられる列の当該間
隔部分の先端面３ａ側に、上記チップ９…と平行に傾け
られて、かつ上記等脚台形の幅狭となる辺側を側面３ｂ
側に向け、しかも上記幅方向において最も側面３ｂ側の
チップ９と略同位置か、もしくはこれよりも側面３ｂ側
に位置するように植設させられている。また、この補助
チップ３２の硬度は、チップ９と略同等か、該チップ９
の硬度よりもＨＲＡ８低い硬度までの範囲に設定されて
いる。なお、この第３の実施形態において上記側面３ｂ
は、第１の実施形態と同様にビット本体２の上記底面６
ｂに垂直な方向に配設されている。

【００３４】しかるに、このように構成された第３の実
施形態においては、上述のように刃部３によって形成さ
れた環状溝の周壁面との摺接によって上記側面３ｂが摩
耗すると、この側面３ｂ側に植設された補助チップ３２
…が露出してそれ以上の刃部３の摩耗が抑制されるの
で、この摩耗により側面３ｂが先細りのクサビ状に摩耗
してしまうのを防いで摩擦抵抗の増大や切屑排出性の劣
化を抑制することができるとともに、かかる摩耗が促進
されてチップ９が脱落してしまうような事態をも防止す
ることが可能となる。また、特に本実施形態では上記補
助チップ３２が断面等脚台形状に形成されていて、その
幅狭となる辺側を側面３ｂ側に向けて植設されているの
で、側面３ｂがある程度摩耗して補助チップ３２が露出
してもこの補助チップ３２自体が脱落してしまうような
こともなく、より確実に摩耗の進行を抑えてチップ９の
脱落を防止することができる。

【００３５】なお、本実施形態ではこの補助チップ３２
の硬度を、上記チップ９の硬度と略同等か、ＨＲＡ８程
度低い範囲までに設定しているが、これは、補助チップ
３２の硬度がこの範囲よりも低い硬度であると、側面３
ｂの摩耗を確実に抑制することができなくなるおそれが
ある一方、逆に補助チップ３２の硬度がチップ９の硬度
を上回るほど高いと、刃部３の先端面３ａやチップ９…
の摩耗に対して、補助チップ３２…や上記長手方向に該
補助チップ３２，３２間に配置されるチップ９の摩耗の
進行が遅れて先端面３ａの側面３ｂ側の部分が突出した
形状となり、掘削時の負荷がこの部分に集中してしまっ
て補助チップ３２…やその間に配置される上記チップ９
…の切損を招いたりするおそれがあるからである。従っ
て、この補助チップ３２の硬度は、本実施形態のように
チップ９と略同等からＨＲＡ８程度低い範囲までに設定
されるのが望ましい。また、この第３の実施形態と上記
第２の実施形態とを組み合わせて、後退傾斜した側面３
ｂに補助チップ３２を埋設するようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カッタリングの先端に突き出されるビット本体先端部
に、硬質のチップを、先端側に向かうに従いカッタリン
グの回転方向側に向かうように傾けて植設することによ
り、このチップに摩耗が生じても回転方向側に鋭利なエ
ッジ形状を維持することができ、軟質層から中硬岩層の
掘削と鉄筋コンクリートや鋼材、あるいは鋼材および無
筋コンクリート等から形成された埋設物の掘削とを、掘
削効率を損なうことなく確実に連続して行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態の掘削ビット１およ
びホルダ５を先端側から見た平面図である。

【図２】 図１に示す実施形態の掘削ビット１およびホ
ルダ５の側面図である。

【図３】 図２におけるＺＺ断面図である。

【図４】 図１に示す実施形態の掘削ビット１を取り付
けたカッタリング４の一部を先端側から見た平面図であ
る。

【図５】 本発明の第２の実施形態の掘削ビット２１お
よびホルダ５を示す図２におけるＺＺ断面図に相当する
断面図である。

【図６】 本発明の第３の実施形態の掘削ビット３１お
よびホルダ５を先端側から見た平面図である。

【図７】 図６に示す実施形態の掘削ビット３１および
ホルダ５の側面図である。

【符号の説明】

１，２１，３１ 掘削ビット ２ ビット本体 ３ 刃部 ３ａ 刃部３の先端面（ビット本体２の先端面） ３ｂ 刃部３の側面（ビット本体２の側面） ４ カッタリング ５ ホルダ ６ 取付部 ９ チップ １０ 取付凹部 ３２ 補助チップ θ チップ９がカッタリング４の軸線方向に対してなす
傾斜角 α 掘削ビット２１のビット本体２の側面３ｂの後退角
度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 猛 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内 (72)発明者 久田 仁也 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内 (72)発明者 植田 勝紀 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１ 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 高橋 春夫 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１ 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 平井 幹男 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１ 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 古田 哲男 東京都文京区後楽２−２−８ 五洋建設株 式会社内 (72)発明者 稲田 徹 東京都品川区南大井６−26−３ 大森ベル ポート 五洋建設株式会社東京支店内 (72)発明者 田中 雄次 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 北島 英世 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 2D029 FA01 FB01 FC03 FD00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転されるカッタリングの先
   端に取り付けられる掘削ビットであって、上記カッタリ
   ングの先端に突き出されるビット本体の先端部に、該ビ
   ット本体よりも硬質の複数のチップが、先端側に向かう
   に従い上記カッタリングの回転方向側に向かうように傾
   けられて植設されていることを特徴とする掘削ビット。
2. 【請求項２】 上記チップが上記軸線方向に対してなす
   傾斜角が３°〜１２°の範囲に設定されていることを特
   徴とする請求項１に記載の掘削ビット。
3. 【請求項３】 上記カッタリングの内周側または外周側
   を向く上記ビット本体の側面が、後端側に向かうに従い
   漸次後退する傾斜面状に形成されていることを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の掘削ビット。
4. 【請求項４】 上記側面の後退角度が２°〜１２°の範
   囲に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の
   掘削ビット。
5. 【請求項５】 上記カッタリングの内周側または外周側
   を向く上記ビット本体の側面には、該ビット本体よりも
   硬質の補助チップが埋設されていることを特徴とする請
   求項１ないし請求項４のいずれかに記載の掘削ビット。
6. 【請求項６】 上記補助チップの硬度が、上記チップと
   同等か、もしくは該チップよりもＨＲＡ８低い硬度まで
   の範囲に設定されていることを特徴とする請求項５に記
   載の掘削ビット。