JP2001214683A - Drill rod - Google Patents

Drill rod

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JP2001214683A
JP2001214683A JP2000023733A JP2000023733A JP2001214683A JP 2001214683 A JP2001214683 A JP 2001214683A JP 2000023733 A JP2000023733 A JP 2000023733A JP 2000023733 A JP2000023733 A JP 2000023733A JP 2001214683 A JP2001214683 A JP 2001214683A
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JP
Japan
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drill rod
screw
hardened layer
wear
thread
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Application number
JP2000023733A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Endo
哲哉 遠藤
Masataka Uto
巨貴 宇都
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Koken Boring Machine Co Ltd
Original Assignee
Koken Boring Machine Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drill rod capable of being used for a long time by preventing the abrasion in a screw section. SOLUTION: The surface of a joint screw is provided with a hardening layer prescribed as follows. 1) The hardening layer has 0.2 to 2.5 mm in thickness. 2) The hardening layer is formed by the surface quenching, and the hardness difference between a base metal and the hardening layer is HRC hardness 5 or more. 3) The hardening layer is provided within a range of a partial length from the front end of the screw to a work-length.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ドリルロッドに
関し、さらに詳細には、ねじ部の摩耗防止処理を施した
ドリルロッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drill rod, and more particularly, to a drill rod having a thread portion subjected to a wear prevention treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】ドリルロッドは、ねじの着脱を繰り返す
ことによってねじ山の摩耗が進行し、摩耗限界に達した
時点で製品寿命として取り扱われている。しかしなが
ら、この時点で、ねじ部を除くドリルロッドの管体部分
において、その外径部分の摩耗は軽微であり、内径部分
ではほとんど摩耗していない。それにもかかわらず、ね
じ部の摩耗限界に達したドリルロッドは、スクラップ処
理されているのが実状であり、資源の有効利用の観点か
らは望ましくない。
2. Description of the Related Art A drill rod has been treated as a product life when wear of a screw thread progresses due to repeated attachment and detachment of a screw, and when a wear limit is reached. However, at this point, in the tubular portion of the drill rod excluding the screw portion, the outer diameter portion is slightly worn, and the inner diameter portion is hardly worn. Nevertheless, drill rods which have reached the thread wear limit are actually scrapped, which is undesirable from the viewpoint of effective utilization of resources.

【0003】ドリルロッドの素材には、JISで規定す
るSCMもしくはSNCM系の合金鋼を使用することも
あるが、特にロータリパーカッションドリル用ドリルロ
ッドにはねじ部の摩耗防止対策として、引張強度1000〜
1200N/mm2 (HRC硬度30〜41)に強度調整さ
れた高じん性・高張力の合金鋼を素材として使用するこ
とが多い。しかし、その際、ドリルロッドのねじ摩耗防
止の対策はなされておらず、したがって、素材の硬さに
応じた速度で摩耗が進行する。
[0003] SCM or SNCM alloy steel specified by JIS may be used as the material of the drill rod. In particular, a drill rod for a rotary percussion drill has a tensile strength of 1000 to 1000 to prevent abrasion of a thread portion.
A high toughness and high tensile strength alloy steel whose strength is adjusted to 1200 N / mm 2 (HRC hardness 30 to 41) is often used as a material. However, at this time, no countermeasures have been taken to prevent screw wear of the drill rod, and therefore, wear proceeds at a speed corresponding to the hardness of the material.

【0004】ねじ山のかじり防止のため、ねじ表面にり
ん酸塩皮膜などを施すこともあるが、摩耗防止効果はな
い。また、ねじ接続時に、銅、亜鉛、モリブデンなどの
微粒子が添加されたグリスを塗布することもあるが、ド
リルロッドの性能向上にはならず、使用上の配慮の範囲
を超えていない。
[0004] In order to prevent galling of the thread, a phosphate film or the like may be applied to the surface of the thread, but this has no effect of preventing abrasion. In addition, grease to which fine particles such as copper, zinc, and molybdenum are added may be applied at the time of screw connection, but this does not improve the performance of the drill rod and does not exceed the range of consideration for use.

【0005】ロータリパーカッションドリル用ドリルロ
ッドの素管は通常の構造用鋼管に比べて高価であり、サ
イズにもよるが製品コストに占める材料費の割合が50〜
70%と高い。しかも、ねじの摩耗限界に到達するまでの
時間が短ければ、素材としては新品に近い状態でも、ス
クラップ処理しなければならず、環境負荷に対する配慮
がなされているとは言い難い。
[0005] A raw material of a drill rod for a rotary percussion drill is more expensive than a normal structural steel pipe, and the material cost accounts for 50 to 50% of the product cost depending on the size.
As high as 70%. In addition, if the time required to reach the wear limit of the screw is short, the material must be scrapped even when the material is almost new, and it cannot be said that consideration is given to environmental load.

【0006】他方、ねじの摩耗限界の判断は使用者の主
観によるものであり、接続強度限界を超える摩耗状態で
あっても投資額回収の意識が過大に強ければ、限界を超
えてまで使用する傾向にある。このため、ねじのすっぽ
抜けや緩みによる事故が発生する危険性が高い。
[0006] On the other hand, the determination of the wear limit of the screw is based on the subjective opinion of the user. Even if the wear state exceeds the connection strength limit, if the consciousness of investment recovery is too strong, the screw is used beyond the limit. There is a tendency. For this reason, there is a high risk that an accident may occur due to loose or loose screws.

【0007】[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。この発明の目的は、ねじ部の
摩耗を防止することにより、長期に亘って使用すること
ができるドリルロッドを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made on the basis of the above technical background, and has the following objects. An object of the present invention is to provide a drill rod that can be used for a long period of time by preventing abrasion of a screw portion.

【0008】[0008]

【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。すなわ
ち、この発明は、接続ねじの表面に、以下のように規定
される硬化層を設けたことを特徴とするドリルロッドに
ある。1)前記硬化層は厚さが0.2〜2.5mmである。2)前
記硬化層は、表面焼入れによるものであり、母材との硬
度差がHRC硬度5以上である。3)前記硬化層は、ねじ
先端からねじ加工長さに対し部分的な長さ範囲で設けら
れている。
The present invention employs the following means to achieve the above object. That is, the present invention resides in a drill rod characterized in that a hardened layer defined as follows is provided on the surface of a connection screw. 1) The cured layer has a thickness of 0.2 to 2.5 mm. 2) The hardened layer is formed by surface quenching, and has a hardness difference of 5 or more from the base material. 3) The hardened layer is provided in a partial length range from the screw tip to the screw processing length.

【0009】前記ドリルロッドは、ロータリパーカッシ
ョンドリルなどの打撃掘削機用のものである。
The drill rod is for a percussion drill such as a rotary percussion drill.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照しながら以下に説明する。図1は、ロータリパーカッ
ションドリル用のドリルロッドを示す軸線方向断面図で
ある。ドリルロッド1は管状のものであり、JISで規
定するSCM若しくはSNCM系の合金鋼、又は合金元
素の添加量を増減し、引張強度1000〜1200N/mm2
強度調整された合金鋼を素材として作られている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an axial sectional view showing a drill rod for a rotary percussion drill. The drill rod 1 is tubular, and is made of SCM or SNCM alloy steel specified by JIS, or alloy steel whose strength has been adjusted to a tensile strength of 1000 to 1200 N / mm 2 by increasing or decreasing the amount of alloying elements. It is made.

【0011】ドリルロッド1は、先端(ピン部)に雄ね
じ部2が後端(ボックス部)に雌ねじ部3が形成され、
雌ねじ部3に他のドリルロッドの雄ねじ部2を螺着する
ことにより、順次継ぎ足される。雄ねじ部2及び雌ねじ
部3の軸線方向両側には、段差のついたインロー(印
籠)部4,5が設けられ、ねじ接続時にこれらのインロ
ー部4,5が嵌まり合うことで、ねじ緩みが生じた際に
曲げ力に対する強度確保がなされている。
The drill rod 1 has a male thread 2 at the tip (pin) and a female thread 3 at the rear (box).
The male screw portion 2 of another drill rod is screwed into the female screw portion 3 to be sequentially added. At both sides in the axial direction of the male screw portion 2 and the female screw portion 3, stepped spigot (inro) portions 4, 5 are provided. When the spigot portions 4, 5 are fitted together at the time of screw connection, screw loosening occurs. When this occurs, the strength against bending force is ensured.

【0012】図2及び図3は、ドリルロッド1のピン部
(a)及びボックス部(b)を拡大して示す断面図であ
り、使用初期には図2のように、ねじ部2,3のねじ山
形状は正常に保たれている。ねじの着脱を繰り返すと、
図3に示すように、ねじ山の摩耗が口元から進行する。
この時点で、範囲Nで示す奥側部分はほぼ正常な状態で
ある。
FIGS. 2 and 3 are enlarged sectional views showing the pin portion (a) and the box portion (b) of the drill rod 1. In the initial stage of use, as shown in FIG. Thread shape is maintained normally. By repeatedly attaching and detaching screws,
As shown in FIG. 3, the abrasion of the thread progresses from the mouth.
At this point, the back part indicated by the range N is almost in a normal state.

【0013】このようなねじの摩耗を防止するために、
図4に示すように、ねじ部2,3の表面に硬化層6を設
ける。なお、本図において硬化層6を分かり易くするた
めにハッチングは省略してある。硬化層6は、その厚さ
が0.3〜2.5mm程度であり、高周波焼入れ、炎焼入れ、
浸炭焼入れなどの表面焼入れを施すことによって設けら
れる。この焼き入れの結果、硬化層6は母材との硬度差
がHRC硬度5以上とされる。因みに、JISで規定さ
れるHRC硬度は20〜68であり、したがって例えば母材
硬さがHRC35のとき硬化層6の硬さはHRC40〜68未
満とされる。
[0013] In order to prevent such screw wear,
As shown in FIG. 4, a hardened layer 6 is provided on the surfaces of the screw portions 2 and 3. In this figure, hatching is omitted for easy understanding of the hardened layer 6. The hardened layer 6 has a thickness of about 0.3 to 2.5 mm, and is induction hardened, flame hardened,
It is provided by performing surface quenching such as carburizing and quenching. As a result of this quenching, the hardness difference between the hardened layer 6 and the base material is set to an HRC hardness of 5 or more. Incidentally, the HRC hardness specified by JIS is 20-68, and therefore, for example, when the base material hardness is HRC35, the hardness of the hardened layer 6 is less than HRC40-68.

【0014】また、硬化層6はねじ部2,3の加工長さ
全体に亘って設けるのではなく、ねじ先端から部分的な
長さ範囲で設けられる。すなわち焼入れ範囲Qは、ねじ
加工長さの60%程度である。このように、ねじ摩耗の進
行態様(図3参照)に即した部分的な焼入れ処理を施す
ことにより、焼入れに伴う熱応力に非焼入れ部分が対抗
し、ねじ部2,3全体の熱歪みの発生を抑えることがで
きる。
The hardened layer 6 is not provided over the entire processing length of the threaded portions 2 and 3, but is provided in a partial length range from the tip of the screw. That is, the quenching range Q is about 60% of the thread processing length. As described above, by performing the partial quenching process in accordance with the progress of screw wear (see FIG. 3), the non-quenched portion opposes the thermal stress caused by quenching, and the thermal distortion of the entire threaded portion 2, 3 is reduced. Occurrence can be suppressed.

【0015】[0015]

【実施例】表1に示す成分と表2に示す機械強度を有す
る合金鋼を素材としたドリルロッドのねじ部に、炎焼入
れによって硬化層を設け摩耗試験を行った。
EXAMPLE A hardened layer was formed on a threaded portion of a drill rod made of an alloy steel having the components shown in Table 1 and the mechanical strength shown in Table 2 by flame quenching, and a wear test was conducted.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】[0017]

【表2】 [Table 2]

【0018】摩耗試験に使用したドリルロッドは、φ70
mm、硬化層硬さ:HRC47、硬化層厚さ:1mm であ
る。摩耗試験は連続押し付け逆転試験により行い、押し
付け荷重:5625N、回転トルク:2850N・m、回転数:
50rpm の条件下とした。図5は摩耗試験結果を示し、時
間とねじ山摩耗量との関係を示すグラフである。グラフ
から明らかなように、本発明品は従来品に比べ寿命が約
2倍延びていることが分かる。
The drill rod used in the wear test was φ70
mm, the hardness of the hardened layer: HRC47, and the thickness of the hardened layer: 1 mm. The abrasion test was performed by a continuous pressing reverse test. The pressing load: 5625N, the rotating torque: 2850N · m, the number of rotations:
The conditions were 50 rpm. FIG. 5 is a graph showing the results of the wear test and showing the relationship between time and the amount of thread wear. As is clear from the graph, it can be seen that the life of the product of the present invention is about twice as long as that of the conventional product.

【0019】この発明は、上記実施の形態に限らず、二
重管式ロータリパーカッションドリルにおいてクリーニ
ングスイベルとインナロッドとを接続するエクステンシ
ョンロッド、あるいはクリーニングスイベルとアウタロ
ッドとを接続するマスタカップリングの各ねじ部にも適
用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes an extension rod for connecting a cleaning swivel and an inner rod in a double-pipe rotary percussion drill or a master coupling screw for connecting a cleaning swivel and an outer rod. It can also be applied to parts.

【0020】すなわち、この発明でいうドリルロッドと
は、ねじ接続によりビットに給進力と回転力(さらには
打撃力)を伝達する部材一般を含む概念であり、したが
ってドリルロッドには上記エクステンションロッドやマ
スタカップリングも当然包含される。これらエクステン
ションロッドやマスタカップリングにも、先端及び後端
の両端にねじ部が設けられているが、硬化層は必要に応
じて一方のねじ部にのみ設けるようにしても差し支えな
い。
That is, the drill rod according to the present invention is a concept including a general member for transmitting a feeding force and a rotational force (and a striking force) to a bit by screw connection. Therefore, the drill rod includes the extension rod. And master couplings are naturally included. These extension rods and master couplings are also provided with thread portions at both ends of the front and rear ends, but the hardened layer may be provided only in one of the thread portions as required.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、接続
ねじ部に硬化層を設けたので、ドリルロッドの寿命を延
ばすことができ、より具体的には次のような効果が得ら
れる。 (1)硬化層を設けることによる原価アップは、ドリル
ロッドの製造原価の約5%であるが、その一方で寿命は
実験によれば約2倍に延長される。したがって、ドリル
ロッドのトータルコストが低減し、現場運営費が削減さ
れる。 (2)ねじの摩耗限界に到達するまでの時間が延び、管
体の素材も十分消費することができる。すなわち、ドリ
ルロッド素材の環境負荷が低減される。 (3)使用者にねじ部以外の管体部分の摩耗を認識させ
ることができ、「このくらい使えば十分」という意識を
与えることができる。すなわち、ねじの接続強度限界内
での使用停止感覚が生じ、ねじのすっぽ抜けや緩みによ
る事故の発生率が低下する。
As described above, according to the present invention, since the hardened layer is provided on the connection screw portion, the life of the drill rod can be extended, and more specifically, the following effects can be obtained. . (1) The cost increase due to the provision of the hardened layer is about 5% of the manufacturing cost of the drill rod, but the life is extended about twice according to the experiment. Therefore, the total cost of the drill rod is reduced, and the site operation cost is reduced. (2) The time until the wear limit of the screw is reached is extended, and the material of the tube can be sufficiently consumed. That is, the environmental load of the drill rod material is reduced. (3) The user can be made aware of the wear of the pipe portion other than the threaded portion, and can be given the consciousness that "this is enough for use." That is, a sense of stopping the use within the connection strength limit of the screw occurs, and the occurrence rate of an accident due to the loose or looseness of the screw decreases.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、この発明が適用されるドリルロッドを
示す軸線方向断面図である。
FIG. 1 is an axial sectional view showing a drill rod to which the present invention is applied.

【図2】図2は、ねじ部を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a screw portion;

【図3】図3は、ねじ摩耗の進行状態を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the progress of screw wear.

【図4】図4は、硬化層を設けたドリルロッドのねじ部
を拡大して示す断面図である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a thread portion of a drill rod provided with a hardened layer.

【図5】図5は、摩耗試験結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of a wear test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ドリルロッド 2:雄ねじ部 3:雌ねじ部 6:硬化層 Q:焼入れ範囲 1: Drill rod 2: Male thread 3: Female thread 6: Hardened layer Q: Hardening range

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】接続ねじの表面に、以下のように規定され
る硬化層を設けたことを特徴とするドリルロッド。 1)前記硬化層は厚さが0.2〜2.5mmである。 2)前記硬化層は、表面焼入れによるものであり、母材と
の硬度差がHRC硬度5以上である。 3)前記硬化層は、ねじ先端からねじ加工長さに対し部分
的な長さ範囲で設けられている。
1. A drill rod, wherein a hardened layer defined as follows is provided on the surface of a connection screw. 1) The cured layer has a thickness of 0.2 to 2.5 mm. 2) The hardened layer is formed by surface quenching, and has a hardness difference of 5 or more from the base material. 3) The hardened layer is provided in a partial length range from the screw tip to the screw processing length.
【請求項2】前記ドリルロッドは打撃掘削機用のもので
あることを特徴とする請求項1記載のドリルロッド。
2. The drill rod according to claim 1, wherein said drill rod is for a percussion drill.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111485069A (en) * 2020-05-27 2020-08-04 中地装(无锡)钻探工具有限公司 Drill rod and treatment process for threaded surface of connecting part of drill rod

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111485069A (en) * 2020-05-27 2020-08-04 中地装(无锡)钻探工具有限公司 Drill rod and treatment process for threaded surface of connecting part of drill rod

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