JP2003214080A - 掘削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削工具において、チップが脱落、もしくは
摺動してしまうことを防止し、掘削性能の低下を防止す
ること。 【解決手段】 回転可能な掘削ロッドの先端に取り付け
られる掘削ビット２と、掘削ビット２の先端面から先端
部が突出するように植設されたチップ３とを有する掘削
工具において、チップ３の基端部の側面に凹凸形状が形
成され、この側面を覆うように溶接されてチップ３が掘
削ビット２に植設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉や転炉等の高
温下で使用される掘削工具およびチップに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】高炉や転炉等の出銑口の開口や補修、ま
たはダクト内に付着したスラグ等の除去のために、回転
・打撃可能な掘削ロッドの先端に掘削工具を取り付け、
これら作業は実施されていた。

【０００３】この掘削工具は、掘削ビットと複数個のチ
ップとを有する構成とされ、掘削ビット基端部に形成さ
れたネジにより掘削ロッドに取り付けられる。この掘削
ビットの先端面外周部には、超硬合金等の硬質材料から
形成されているチップが植設され、かつこれらの植設部
位には、先端面から流体を噴射させる噴射口が設けられ
ている。そして、掘削工具の先端を被削物に当接させた
状態で掘削ロッドを駆動することにより、被削物が粉砕
される。また、粉砕された被削物は、噴射口から噴射さ
れた流体により除去される。

【０００４】上述したように使用される掘削工具は、チ
ップがロウ付けにより植設された場合、そのロウ材の融
点温度付近で作業に用いられるため、チップの保持力が
弱くなり、チップが脱落してしまう。そのため、高温下
で使用される掘削工具は、溶接によりチップが掘削ビッ
トに植設されている。図１４，１５には、溶接により植
設されているチップの断面図が示されている。図１４に
示されているチップ３０は、その先端部が略半球状とさ
れるとともに、基端部が先端部に滑らかに連なる円柱状
に形成されている。図１５に示されているチップ３３
は、略三角柱の形状とされており、その断面の略三角形
を形成する三つの角部のうち一つを先端部として形成さ
れている。そして、チップ３０，３３の先端部が掘削ビ
ット３１，３４の先端面から先端部が突出するように溶
接されて植設されている。なお、３２，３５は、溶接に
より生じた溶着金属である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記掘削工
具は、上述のようにチップ３０，３３が超硬合金等の硬
質材料から形成されているが、このような超硬合金等の
焼結金属は溶接時に溶着金属３２，３５と拡散して結合
されることがなく、このため、チップ３０，３３と掘削
ビット３１，３４との溶接強度が低くなるので、掘削時
の振動などによりチップが脱落しやすくなるという問題
があった。また、脱落しなかった場合においても、チッ
プ３０，３３と溶着金属３２，３５との間に隙間が生じ
てしまう恐れがあり、これにより、掘削ビット３１，３
４に対しチップ３０，３３が摺動してしまうという問題
があった。例えば、基端部が円柱状のチップ３０は、植
設されている場所で回転してしまい、略三角柱の形状の
チップ３３は、植設されている面に沿って移動してしま
う。上述したような問題により、掘削工具の掘削性能が
低下してしまうという問題があった。

【０００６】本発明は、このような背景の下になされた
ものであって、上述のような構成の掘削工具において、
チップが脱落、もしくは摺動してしまうことを防止し、
掘削性能の低下を防止することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る掘削工具は、回転可能な掘削ロッドの
先端に取り付けられる掘削ビットと、該掘削ビットの先
端面から先端部が突出するように植設されたチップとを
有する掘削工具において、該チップの基端部の側面に凹
凸形状が形成され、この側面を覆うように溶接されて該
チップが該掘削ビットに植設されていることを特徴とす
る。

【０００８】この掘削工具によれば、チップの側面に凹
凸形状が形成されており、溶接時に溶着金属がこの凹凸
形状に入り込むように形成されているので、チップと掘
削ビットとの溶接強度が低く、掘削時の振動などで溶着
金属とチップとの間に隙間が生じてしまった場合におい
ても、溶着金属とチップの側面に形成された凹凸形状と
が噛み合い、チップが係止されるので、チップの脱落や
摺動を防止することができる。

【０００９】また、上記掘削工具において、上記チップ
は、その基端部の側面に、先端側から基端側に向けて溝
が形成されることにより、上記凹凸形状が形成されてい
ることを特徴とする。

【００１０】この掘削工具によれば、チップの側面に先
端側から基端側に向けて溝が形成されているので、チッ
プと溶着金属との間に隙間が生じてしまった場合におい
ても、チップが摺動する方向に対し溝と溶着金属が噛み
合い、チップが係止されるので、より確実にチップの摺
動を防止することができる。

【００１１】さらに、上記溝の形状は、上記チップの先
端側から基端側に向けて溝深さが浅くなるように形成さ
れていることを特徴とする。

【００１２】この掘削工具によれば、チップの先端側か
ら基端側に向けて溝深さが浅くなるように形成されてい
るので、チップと溶着金属との間に隙間が生じてしまっ
た場合においても、チップの先端側に溝に溶着金属が深
く入り込むように形成されており、溶着金属によりチッ
プが係止され、チップが先端側に脱落することを防止す
ることができる。

【００１３】また、上記溝の形状は、上記チップの先端
側から基端側に向けて溝幅が狭くなるように形成されて
いることを特徴とする。

【００１４】この掘削工具によれば、チップの先端側か
ら基端側に向けて溝幅が狭くなるように形成されている
ので、先端側の溶着金属の幅が広く形成されており、チ
ップがこの溶着金属に係止され、より確実にチップが先
端側に脱落することを防止することができる。

【００１５】また、上記チップの基端部が円柱状に形成
され、この基端部の側面に形成される溝の形状が、先端
側から基端側に向けて螺旋形状に形成されていることを
特徴とする。

【００１６】この掘削工具によれば、基端部が円柱状に
形成されたチップにおいて、先端側から基端側に向けて
螺旋形状に溝が形成されているので、チップと溶着金属
との間に隙間が生じてしまった場合においても、チップ
の側面に形成された螺旋形状の溝と溶着金属とが噛み合
うことで、チップの脱落や摺動を防止することができ
る。

【００１７】さらに、上記溝の螺旋形状が、上記掘削ビ
ットの基端部に形成されたネジと、同じ向きに形成され
ていることを特徴とする。

【００１８】この掘削工具によれば、溝の螺旋形状が、
掘削ビットの基端部に形成されたネジと、同じ向きに形
成されているので、掘削時の掘削ビットの回転により、
チップにかかる回転力が、螺旋形状の溝によりチップを
基端側に押し付ける方向に働くので、チップの脱落や摺
動を防止することができる。

【００１９】また、上記チップが、略多角柱の形状とさ
れており、その断面の略多角形を構成する角部のうちの
一つを上記先端部とし、基端部に上記溝が形成されてい
ることを特徴とする。

【００２０】この掘削工具によれば、略多角柱の形状の
チップにおいて、その基端部に溝が形成されているの
で、チップと溶着金属との間に隙間が生じてしまった場
合においても、チップの側面に形成された溝と溶着金属
とが噛み合うことで、チップが摺動することを防止する
ことができる。

【００２１】そして、上記チップは、略三角柱の形状と
され、その断面の略三角形を形成する三つの角部のうち
一つを先端部とし、残りの二つの角部に溝が形成されて
いることを特徴とする。

【００２２】この掘削工具によれば、チップが略三角柱
の形状とされ、その断面の略三角形を形成する三つの角
部のうち一つを先端部とするので、この先端部の角を形
成する斜面を溶着金属が覆うように形成されるので、チ
ップが脱落することを防止することができ、また、その
基端部となる二つの角部に溝が形成されているので、チ
ップが摺動することを防止することができる。

【００２３】さらに、上記溝が互いに千鳥状に形成され
ていることを特徴とする。

【００２４】この掘削工具によれば、溝が互いに千鳥状
に形成されているので、溝同士が向かい合って形成され
ている場合より、チップの幅が狭くなる箇所がなく、チ
ップの強度をより高くすることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、この発明の
実施の形態について説明する。図１から図８は、基端部
が円柱状に形成されたチップが植設された掘削工具の実
施の形態で、図７、図８に示された掘削工具１は、チッ
プ３が植設された第１の実施の形態と、チップ１０が植
設された第２の実施の形態とを示すものである。また、
図９から図１３は、略三角柱の形状に形成されたチップ
２２，２４が植設された第３、４の実施の形態である。
なお、各実施の形態において、共通する構成要素につい
ては同一の符号を付し説明する。

【００２６】図７，８に示された第１の実施の形態にお
いて、掘削工具１は、掘削ビット２と複数個のチップ３
とを有する構成とされ、軸線Ｏを中心に軸対称の構造と
されている。掘削ビット２は、略円柱状をなし、先端部
は先端側に向けて漸次拡径され、基端部には、掘削ロッ
ドへの取り付け用のネジ４が掘削ビット２と同軸をなす
よう基端側外周面に螺設されている。また、掘削ビット
２の先端面の中央部から外周に向かって等間隔に複数本
（図では８本）の溝５が形成され、溝５に連通するよう
に先端部の外周面に溝６が軸線Ｏに平行になるように形
成されている。

【００２７】チップ３は、超硬合金等の硬質材料から形
成されて、先端部が略半球状とされるとともに、基端部
が先端部に滑らかに連なる円柱状に形成されいる。そし
て、チップ３は掘削ビット２の先端面外周部の溝５が形
成されていない面に、チップ３の先端部が突出するよう
に溶接により植設されている。また、掘削ビット２先端
面のチップ３が植設されている箇所は、溝５により複数
箇所（図では８箇所）に分けられており、この植設箇所
ごとに噴射口７が設けられている。

【００２８】この掘削工具１は、基端部のネジ４が掘削
ロッド（図示しない）に取り付けられ、軸線Ｏを中心に
回転させられ、先端部を被削物に当接させることによ
り、チップ３が被削物を粉砕し、掘削作業に用いられ
る。また、粉砕された被削物は、噴射口７から噴射され
た流体により溝５、６を通過し、除去される。

【００２９】この植設されているチップ３は、図１から
３に示すように、基端部の側面に先端側から基端側に向
けて、複数本（図では４本）の溝９が等間隔環状配列に
形成されている。これにより、基端部の側面に凹凸形状
が形成される。溝９は、先端側から基端側に向けて溝深
さが浅くなり、溝幅が狭くなるように形成されている。
そして、溶接時に溶着金属８は、チップ３の溝９に入り
込むように形成される。掘削ビット２は、鋼材などから
形成されており、溶接時に鋼材が溶着金属８に拡散して
結合するので、掘削ビット２と溶着金属８との間には、
十分な溶接強度が得られる。

【００３０】上述したようにチップ３は、超硬合金等の
硬質材料から形成されているが、このような超硬合金等
の焼結金属は溶接時に溶着金属８と拡散して結合される
ことがなく、チップ３と溶着金属８とは溶接強度が低く
なることがある。そして、掘削作業により加えられる外
力により、チップ３と溶着金属８との間に隙間が生じて
しまうことが考えられる。しかし、掘削工具１は、チッ
プ３の溝９に溶着金属８が入り込んでいるので、チップ
３と溶着金属８との間に隙間が生じてしまった場合にお
いても、溶着金属８によりチップ３は係止され、チップ
３の脱落や回転が防止される。

【００３１】したがって、第１の実施の形態によれば、
基端部が円柱状のチップ３の基端部に凹凸形状が形成さ
れているので、チップ３の脱落や回転を防止することが
でき、掘削性能の低下を防止することができる。しかも
上記溝９は、先端側から基端側に向けて溝深さが浅くな
り、溝幅が狭くなるように形成されるので、より確実に
チップの脱落や回転を防止することができる。

【００３２】そして、図４から６に示されている、螺旋
形状に溝１１，１３が形成されているチップ１０、１２
を植設した掘削工具１が、第２の実施の形態とされる。
掘削ビット２は、図７，８に示された形状と同じであ
り、第１の実施の形態のチップ３と同様にチップ１０、
１２が植設されている。図４に示されているチップ１０
は、基端部の側面に先端側から基端側に向けて、複数本
（図では３本）の溝１１が、螺旋形状に右ネジの向きで
形成されている。一方、図６に示されているチップ１２
は、螺旋形状の溝１３が左ネジの向きに形成されてい
る。そして、掘削ビット２の基端側外周面に螺設され
た、掘削ロッドへの取り付け用のネジ４の向きと同じ向
きの螺旋形状の溝１１、１３が形成されたチップ１０，
１２が選択される。つまり、ネジ４が右ネジであればチ
ップ１０、ネジ４が左ネジであればチップ１２が選択さ
れ、掘削ビット２に植設される。

【００３３】第２の実施の形態においても、第１の実施
の形態と同様にチップ１０，１２と溶着金属８との間に
隙間が生じてしまった場合には、溝１１，１３に入り込
んだ溶着金属により、チップ１０，１２が脱落や回転す
ることは防止される。さらに、掘削時にチップ１０，１
２と被削物との間に発生する摩擦力などは、掘削ビット
２の回転により、チップ１０，１２に回転力として加え
られる。この回転力は、溝１１，１３がネジ４と同じ向
きに形成されているので、チップ１０，１２を基端側に
押し付けるように作用する。

【００３４】したがって、第２の実施の形態によれば、
チップ１０，１２の基端部に螺旋形状の溝１１，１３が
形成されているので、チップ１０，１２は、脱落しにく
くなり、より確実に掘削性能の低下を防止することがで
きる。

【００３５】図９から１３に示された第３の実施の形態
において、掘削工具２０は、掘削ビット２と複数個のチ
ップ２２とを有する構成とされる。掘削ビット２は、第
１，２の実施の形態とほぼ同じ形状をしており、掘削ビ
ット２の先端面および先端部側面に、複数個のチップ２
２が植設されている。

【００３６】チップ２２は、超硬合金等の硬質材料から
形成されて、略三角柱の形状とされ、特に本実施の形態
では略正三角柱とされており、その断面の略三角形を形
成する三つの角部のうち一つを先端部とし、先端部が突
出するように溶接されて植設されている。そして、溶着
金属２７は、チップ２２の先端部の角部を形成する斜面
を覆うように形成される。また、チップ２２の基端部に
なる二つの角部には、先端側から基端側に向けて、複数
本（図では４本）の溝２３が左右対称に形成されてい
る。そして、チップ２２が掘削ビット２に溶接される
と、溶着金属２７が溝２３に入り込むように形成され
る。

【００３７】第３の実施の形態において、溶着金属２７
とチップ２２との間に隙間が生じてしまった場合、溶着
金属２７がチップ２２を覆うように形成されているの
で、チップ２２は溶着金属２７により係止され、チップ
２２の脱落は防止される。また、掘削時の遠心力によ
り、チップ２２には掘削ビット２の外周方向に力が加え
られるが、溝２３に溶着金属２７が入り込んでいるの
で、チップ２２は溶着金属２７により係止され、摺動す
ることが防止される。

【００３８】第３の実施の形態に用いられるチップ２２
は、溝２３が左右対称に形成されているので、チップ２
２の溝２３が形成されている箇所において幅が狭くな
り、その箇所での強度不足が考えられる。そこで、第４
の実施の形態においては、図１１に示されるチップ２４
が掘削ビット２に植設される。チップ２４には、溝２５
が千鳥状に形成される。したがって、チップ２２のよう
に幅が狭くなる箇所がなくなるので、チップ２２で考え
られる強度不足が、チップ２４では生じることがない。
そして、チップ２４が掘削ビット２に溶接されると、溝
２５に溶着金属２７が入り込むように形成され、溶着金
属２７がチップ２４の脱落や摺動を防止する。

【００３９】したがって、第３の実施の形態によれば、
略三角柱のチップ２２の脱落や摺動を確実に防止するこ
とができ、掘削性能の低下を防止することができる。ま
た、第４の実施の形態によれば、略三角柱のチップ２４
の強度を確保することができ、さらに、チップ２４の脱
落や摺動を防止することができる。

【００４０】なお、本実施の形態においては、基端部が
円柱状となっているチップや、略角柱状のチップについ
て説明を行ったが、これらの形状以外のチップに本発明
を用いても良い。また、チップに形成される溝の形状や
本数についても、本実施の形態で説明された溝の形状や
本数でなくてもよい。また、チップの基端部に形成され
る凹凸形状が、溝によって形成される実施の形態を示し
たが、突起や凸部としても良い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による掘削
工具は、チップの基端部の側面に凹凸形状が形成された
チップの側面を覆うようにチップが掘削ビットに溶接さ
れているので、チップと溶着金属との間に隙間が生じて
しまった場合においても、溶着金属がチップの側面に形
成された凹凸形状と噛み合うことで、チップの脱落や摺
動を防止することができ、掘削工具の掘削性能の低下を
防止することができる。

【００４２】また、上記凹凸形状は、先端側から基端側
に向けて溝状に形成されており、この溝は、先端側から
基端側に向けて溝深さが浅くなるように、また、溝幅が
狭くなるように形成されているので、より確実にチップ
の脱落や摺動を防止することができる。

【００４３】さらに、上記チップは、その基端部が円柱
状に形成されており、この基端部の側面に形成される溝
の形状が、先端部から基端部に向けて螺旋形状に形成さ
れているので、チップの脱落や回転を防止することがで
きる。そして、この螺旋形状は、上記掘削ビットの基端
部に形成されたネジと、同じ向きに形成されているの
で、掘削時にかかる回転力がチップを基端側に押し付け
るように作用し、よりチップが脱落や回転することを防
止することができる。

【００４４】また、略多角柱の形状のチップが溶接によ
り植設された掘削工具においても、チップの基端部に溝
が形成されているので、チップの脱落や摺動を防止する
ことができ、掘削工具の掘削性能の低下を防止すること
ができる。特に、略三角柱の形状のチップは、確実に固
定することができるので、よりチップの脱落や摺動を防
止することができる。さらに、上記溝が互いに千鳥状に
形成されているので、チップの強度を確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態における掘削工具
のチップが植設された部分の断面図である。

【図２】 図１に示されたチップの側面図である。

【図３】 図２に示されたチップの底面図である。

【図４】 本発明の第２の実施の形態における溝が右ネ
ジに形成されたチップの側面図である。

【図５】 図４に示されたチップの底面図である。

【図６】 本発明の第２の実施の形態における溝が左ネ
ジに形成されたチップの側面図である。

【図７】 本発明の第１、２の実施の形態における掘削
工具の側面図である。

【図８】 図７に示された掘削工具の底面図である。

【図９】 本発明の第３の実施の形態におけるチップの
側面図である。

【図１０】 図９に示されたチップの上面図である。

【図１１】 本発明の第４の実施の形態におけるチップ
の上面図である。

【図１２】 本発明の第３，４の実施の形態における掘
削工具の側面図である。

【図１３】 図１２に示された掘削工具の底面図であ
る。

【図１４】 従来の掘削工具における略円柱状のチップ
が溶接された部分の断面図である。

【図１５】 従来の掘削工具における略角柱状のチップ
が溶接された部分の断面図である。

【符号の説明】

１ 、２０ 掘削工具 ２ 掘削ビット ３、１０、１２ チップ（略円柱） ４ ネジ ９、１１、１３ 溝 ２２，２４ チップ（略三角柱） ２３，２５ 溝

フロントページの続き (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 株式会社リョウテック建設工具工場 内 Ｆターム(参考） 2D029 FA03 FB01 FB02 FC03 FD03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な掘削ロッドの先端に取り付け
   られる掘削ビットと、該掘削ビットの先端面から先端部
   が突出するように植設されたチップとを有する掘削工具
   において、 該チップの基端部の側面に凹凸形状が形成され、この側
   面を覆うように溶接されて該チップが該掘削ビットに植
   設されていることを特徴とする掘削工具。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の掘削工具において、 上記チップは、その基端部の側面に、先端側から基端側
   に向けて溝が形成されることにより、上記凹凸形状が形
   成されていることを特徴とする掘削工具。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の掘削工具において、 上記溝の形状は、上記チップの先端側から基端側に向け
   て溝深さが浅くなるように形成されていることを特徴と
   する掘削工具。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の掘削工具にお
   いて、 上記溝の形状は、上記チップの先端側から基端側に向け
   て溝幅が狭くなるように形成されていることを特徴とす
   る掘削工具。
5. 【請求項５】 請求項２から４のいずれかに記載の掘削
   工具において、 上記チップの基端部が円柱状に形成され、この基端部の
   側面に形成される溝の形状が、先端側から基端側に向け
   て螺旋形状に形成されていることを特徴とする掘削工
   具。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の掘削工具において、 上記溝の螺旋形状が、上記掘削ビットの基端部に形成さ
   れたネジと、同じ向きに形成されていることを特徴とす
   る掘削工具。
7. 【請求項７】 請求項１から４のいずれかに記載の掘削
   工具において、 上記チップが、略多角柱の形状とされており、その断面
   の略多角形を構成する角部のうちの一つを上記先端部と
   し、基端部に上記溝が形成されていることを特徴とする
   掘削工具。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の掘削工具において、 上記チップは、略三角柱の形状とされ、その断面の略三
   角形を形成する三つの角部のうち一つを先端部とし、残
   りの二つの角部に溝が形成されていることを特徴とする
   掘削工具。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の掘削工具において、 上記溝が互いに千鳥状に形成されていることを特徴とす
   る掘削工具。