JP2003515020A - 衝撃穿孔用の削岩ドリルビットの製造方法、削岩ドリルビット及びドリルビットのボタン - Google Patents
衝撃穿孔用の削岩ドリルビットの製造方法、削岩ドリルビット及びドリルビットのボタンInfo
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/56—Button-type inserts
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、衝撃削岩用のドリルビットの製造方法と、削岩ドリルビット（１０）と、ボタン（１４Ａ）とに関する。削岩ドリルビットは、周辺部の前記ボタン（１６）の内側に配置される複数の前ボタン（１４Ａ〜１４Ｆ）とを有する前面（１３、１５）を有する頭部を備えたボディ（１１）を含む。それぞれのボタンの少なくとも一つが直径（Ｄ）と高さ（Ｈ）とを有する。ボタンは冶金学的に前面（１３、１５）に結合し且つ式Ｈ／Ｄ＜１．２が適用できる。
Description
【０００１】
発明の背景
本発明は、添付した特許請求の範囲の独立項前段にしたがう衝撃削岩用のドリ
ルビットの製造方法と、岩石ドリルビットと、ボタンに関する。
ルビットの製造方法と、岩石ドリルビットと、ボタンに関する。
【０００２】
先行技術
岩石ドリルは、岩石を破砕することを意図する。穿孔装置で衝撃または衝撃波
を発生させること、及びドリルビットが固定されている端面にロッド介してそれ
らを伝搬させることによって達成する。破砕は、鋼鉄製のドリルボディの前部に
配置される硬質金属の、いわゆるボタンまたはチゼルによって達成される。この
ボタンとチゼルは、衝撃の際に大きな応力を受ける。今日、このボタンまたはチ
ゼルは、穿孔された孔の加圧することによって、またはフライス加工した溝にろ
う付けすることによって固定される。穿孔された孔の中で、ボタンは、孔側面に
対する摩擦によって保持されるか、或いはチゼルビットの場合は材料のろう付け
によって保持される。ろう付けでは、比較的低強度の材料が適用され、この材料
は低温度で溶融すし、その接合強度を限定する。ボタンの曲げモーメントは、ド
リルボディの孔側面によって及ぼされる。これらのパラメータが、比較的深い孔
がドリルボディに必要であり、大きさが５〜２０ｍｍの孔であり硬質金属の寸法
に依存し、したがってドリルボディの形状寸法は特に大きくなることを生じさせ
る。ドリルの容積がボタンの個数も制限することになるので、ボタンを配置でき
る位置が制限されることになる。さらに、ボタンの硬質金属の僅かな部分だけが
、切削加工用に使用される。ボタンはダイヤモンドで被覆された場合、ろう付け
の熱がダイヤモンド層を損傷することになる。
を発生させること、及びドリルビットが固定されている端面にロッド介してそれ
らを伝搬させることによって達成する。破砕は、鋼鉄製のドリルボディの前部に
配置される硬質金属の、いわゆるボタンまたはチゼルによって達成される。この
ボタンとチゼルは、衝撃の際に大きな応力を受ける。今日、このボタンまたはチ
ゼルは、穿孔された孔の加圧することによって、またはフライス加工した溝にろ
う付けすることによって固定される。穿孔された孔の中で、ボタンは、孔側面に
対する摩擦によって保持されるか、或いはチゼルビットの場合は材料のろう付け
によって保持される。ろう付けでは、比較的低強度の材料が適用され、この材料
は低温度で溶融すし、その接合強度を限定する。ボタンの曲げモーメントは、ド
リルボディの孔側面によって及ぼされる。これらのパラメータが、比較的深い孔
がドリルボディに必要であり、大きさが５〜２０ｍｍの孔であり硬質金属の寸法
に依存し、したがってドリルボディの形状寸法は特に大きくなることを生じさせ
る。ドリルの容積がボタンの個数も制限することになるので、ボタンを配置でき
る位置が制限されることになる。さらに、ボタンの硬質金属の僅かな部分だけが
、切削加工用に使用される。ボタンはダイヤモンドで被覆された場合、ろう付け
の熱がダイヤモンド層を損傷することになる。
【０００３】
本発明の目的
本発明の一つの目的は、上記欠点を削減した衝撃削岩用のドリルビットの製造
方法と、削岩ドリルビットと、そのボタンとを提供することである。
方法と、削岩ドリルビットと、そのボタンとを提供することである。
【０００４】
本発明のもう一つの目的は、ドリルボディに大きな空隙機会を与えた削岩ドリ
ルビットを提供することである。
ルビットを提供することである。
【０００５】
本発明の別の目的は、ドリルボディの簡単に装着できるボタンを提供すること
である。
である。
【０００６】
本発明のさらに別の目的は、迅速且つ効率的な衝撃削岩用のドリルビットの製
造方法を提供することである。
造方法を提供することである。
【０００７】
これらの目的は、図面を参照するとともに添付した特許請求の範囲の独立項の
特徴部分にしたがう特性を得ることができるところの、衝撃削岩用のドリルビッ
トの製造方法と、削岩ドリルビットと、そのボタンとによって達成することがで
きる。
特徴部分にしたがう特性を得ることができるところの、衝撃削岩用のドリルビッ
トの製造方法と、削岩ドリルビットと、そのボタンとによって達成することがで
きる。
【０００８】
発明の詳細な説明
図１、図２Ａ及び図２Ｂに、実質的に環状の頭部１１及び薄いシャンク１２を
含む削岩ドリルビット１０を通常の方法で示す。頭部１１は、１３で指し示され
る前面を備え、前面に複数の前側ボタン１４Ａが組み込まれる。前面１３、及び
頭部の外側部との間の表面部１５は、円錐形状である。複数の第１のボタン１６
は、頭部の周辺部内の円錐表面部１５に配列される。前ボタン１４Ａと周辺ボタ
ン１６は同一である。これらの第１のボタン１６の一部が、この場合に頭部より
大きな孔を穿孔するように頭部の周辺部の外側に幾分拡がって伸びる。隣接する
周辺ボタン１６の間の領域において、リセス１７が洗浄剤が通過できるように備
えられる。図２Ａより明らかであるように、洗浄剤用の主チャネル１８が、ドリ
ルビット内部に設けられる。主チャネル前端では、この種チャネルは、リセス１
７と前面とで終結する複数の枝チャネル１９より選りすぐれている。少なくとも
一つの前ボタン１４Ａが、枝チャネルのオリフィスの近くで、かつ基本的に枝チ
ャネルの前方軸方向に備わる。この洗浄剤は、特に水または空気である。ボタン
端部の形状は、かなり変更することができ。すなわち、それは半球形、円錐形、
弾道状または半弾道状である。
含む削岩ドリルビット１０を通常の方法で示す。頭部１１は、１３で指し示され
る前面を備え、前面に複数の前側ボタン１４Ａが組み込まれる。前面１３、及び
頭部の外側部との間の表面部１５は、円錐形状である。複数の第１のボタン１６
は、頭部の周辺部内の円錐表面部１５に配列される。前ボタン１４Ａと周辺ボタ
ン１６は同一である。これらの第１のボタン１６の一部が、この場合に頭部より
大きな孔を穿孔するように頭部の周辺部の外側に幾分拡がって伸びる。隣接する
周辺ボタン１６の間の領域において、リセス１７が洗浄剤が通過できるように備
えられる。図２Ａより明らかであるように、洗浄剤用の主チャネル１８が、ドリ
ルビット内部に設けられる。主チャネル前端では、この種チャネルは、リセス１
７と前面とで終結する複数の枝チャネル１９より選りすぐれている。少なくとも
一つの前ボタン１４Ａが、枝チャネルのオリフィスの近くで、かつ基本的に枝チ
ャネルの前方軸方向に備わる。この洗浄剤は、特に水または空気である。ボタン
端部の形状は、かなり変更することができ。すなわち、それは半球形、円錐形、
弾道状または半弾道状である。
【０００９】
このボタンは、タングステン炭化物とコバルトとを互いに加圧成形しその後成
形されたボディを焼結したような耐磨耗性硬質金属から作られる。硬質金属は高
価な材料であるので、鋼ボディ内の加圧挿入される硬質金属部分を削減できれば
、ドリルビットの価格は下げられるであろう。製造価格は、孔の穿孔加工を実施
しなければ、また低下されるはずである。本発明においては、硬質金属は直接鋼
ボディの溶接によって固定される。いわゆる高い強度を供える冶金学的接合を二
つの材料間で達成されることを溶接は意味する。
形されたボディを焼結したような耐磨耗性硬質金属から作られる。硬質金属は高
価な材料であるので、鋼ボディ内の加圧挿入される硬質金属部分を削減できれば
、ドリルビットの価格は下げられるであろう。製造価格は、孔の穿孔加工を実施
しなければ、また低下されるはずである。本発明においては、硬質金属は直接鋼
ボディの溶接によって固定される。いわゆる高い強度を供える冶金学的接合を二
つの材料間で達成されることを溶接は意味する。
【００１０】
硬質金属材料の溶接時の課題は、高炭素含有量にある。接合部に最も近い部分
の鋼の炭素含有量は、溶融するときに増加して、脆性の危険をもたらす。これを
限定するため、溶接する時間を短く選択し、特に溶接方法の選択が必要となる。
の鋼の炭素含有量は、溶融するときに増加して、脆性の危険をもたらす。これを
限定するため、溶接する時間を短く選択し、特に溶接方法の選択が必要となる。
【００１１】
特に短い溶接時間を特徴とする適切な方法は、図３Ａ〜図３Ｇに図示するコン
デンサ式放電式スポット溶接法である。この方法は、ボタン１４Ａと加工物とが
、図示していないが、コンデンサ式パックを放電する回路に接続されることを意
味する。ボタンの特別に成形された先端部２２が非常に局部的な電流を形成し、
且つ電気アーク４３を生じる。この電気アークが先端部を蒸発させ且つ表面を溶
融する。ボタンは、加工物に対して加圧または押し付けられ、溶融部が凝固し且
つ金属学的または科学的結合が生じる。もちろん溶接は、１〜５ミリ秒（ｍｓ）
で非常に迅速であり、図３Ａ〜図３Ｇに図示する。溶接は間隙なしで、すなわち
図中の工程Ａを除いて実施することができるが、溶接時間は幾分長くなるが１秒
より長くない。図３Ａ〜図３Ｇを参照する本発明の方法は、結果として次の工程
を含む。すなわち、Ａ−コンデンサ式パックが受電されてボタン１４Ａが加工物
１３に向かって加速される。Ｂ−先端部２２が加工物１３と噛み合ってコンデン
サ式パックを短絡する。Ｃ−先端部２２が蒸発する。Ｄ−電気アーク４３がボタ
ンとか好物の間に形成される。Ｅ−電気アークが双方の材料の表面を溶融する。
Ｆ−ボタンが加工物に衝突して双方の材料が溶接される。Ｇ−溶融層が実質的に
円錐溶接継手４１へと直ちに凝固して溶接が終了する。図２Ａ及び図２Ｂに、ほ
とんどが鉄である凝固材料が、各ボタンの周囲にアップセット４０を形成した。
この溶接継手の厚みは、１〜３００μｍの範囲にある。
デンサ式放電式スポット溶接法である。この方法は、ボタン１４Ａと加工物とが
、図示していないが、コンデンサ式パックを放電する回路に接続されることを意
味する。ボタンの特別に成形された先端部２２が非常に局部的な電流を形成し、
且つ電気アーク４３を生じる。この電気アークが先端部を蒸発させ且つ表面を溶
融する。ボタンは、加工物に対して加圧または押し付けられ、溶融部が凝固し且
つ金属学的または科学的結合が生じる。もちろん溶接は、１〜５ミリ秒（ｍｓ）
で非常に迅速であり、図３Ａ〜図３Ｇに図示する。溶接は間隙なしで、すなわち
図中の工程Ａを除いて実施することができるが、溶接時間は幾分長くなるが１秒
より長くない。図３Ａ〜図３Ｇを参照する本発明の方法は、結果として次の工程
を含む。すなわち、Ａ−コンデンサ式パックが受電されてボタン１４Ａが加工物
１３に向かって加速される。Ｂ−先端部２２が加工物１３と噛み合ってコンデン
サ式パックを短絡する。Ｃ−先端部２２が蒸発する。Ｄ−電気アーク４３がボタ
ンとか好物の間に形成される。Ｅ−電気アークが双方の材料の表面を溶融する。
Ｆ−ボタンが加工物に衝突して双方の材料が溶接される。Ｇ−溶融層が実質的に
円錐溶接継手４１へと直ちに凝固して溶接が終了する。図２Ａ及び図２Ｂに、ほ
とんどが鉄である凝固材料が、各ボタンの周囲にアップセット４０を形成した。
この溶接継手の厚みは、１〜３００μｍの範囲にある。
【００１２】
本発明の方法に適するボタン１４Ａを図４に示す。このボタンは実質的に環状
のシャンク部２３と半球形状の作動部２４とを備える。ボタンは中心軸ＣＬを有
する。この端面は半径Ｒで定義され、この中心は面Ｐに存在する。シャンク部２
３は直径Ｄを有する。先端部２２は中心軸ＣＬの周りをボタンの下側面２５Ａか
ら延在する。この下側面２５Ａは、１５０〜１８０°未満、好ましくは１７４°
である内円錐角を有する形状で実質的に円錐形である。この先端部は約０.７５
ｍｍの直径Ｄを有する。このシャンク部２３は下側面２５Ａの遷移部２６から面
Ｐまでの高さｈ１を有し、０.２〜２.８ｍｍである。先端部２２と下側面２５Ａ
は、遷移部２６で測った約１、２ｍｍの高さｈ２を有する。ボタンの高さＨは、
その前面を形成するボタンの一部を構成し、且つこの高さは遷移部２６からボタ
ンの先端部までを規定し、すなわち、ｈ＝Ｈ１+Ｒ且つ３.３〜１０.７ｍｍであ
る。衝撃削岩用の最も一般的なボタン直径を有する本発明のボタン形状寸法の適
切な値は、以下の表に示される。適用する場合、単位はミリメートルである。
のシャンク部２３と半球形状の作動部２４とを備える。ボタンは中心軸ＣＬを有
する。この端面は半径Ｒで定義され、この中心は面Ｐに存在する。シャンク部２
３は直径Ｄを有する。先端部２２は中心軸ＣＬの周りをボタンの下側面２５Ａか
ら延在する。この下側面２５Ａは、１５０〜１８０°未満、好ましくは１７４°
である内円錐角を有する形状で実質的に円錐形である。この先端部は約０.７５
ｍｍの直径Ｄを有する。このシャンク部２３は下側面２５Ａの遷移部２６から面
Ｐまでの高さｈ１を有し、０.２〜２.８ｍｍである。先端部２２と下側面２５Ａ
は、遷移部２６で測った約１、２ｍｍの高さｈ２を有する。ボタンの高さＨは、
その前面を形成するボタンの一部を構成し、且つこの高さは遷移部２６からボタ
ンの先端部までを規定し、すなわち、ｈ＝Ｈ１+Ｒ且つ３.３〜１０.７ｍｍであ
る。衝撃削岩用の最も一般的なボタン直径を有する本発明のボタン形状寸法の適
切な値は、以下の表に示される。適用する場合、単位はミリメートルである。
【００１３】
直径 突起 環状部分
Ｄ Ｈ Ｈ−ｈ１ ｈ１ Ｈ／Ｄ
７ ３．３２ ２．２ １．１２ ０．４７
７ ４．８７ ３．９ ０．９７ ０．７０
８ ３．９７ ２．６ １．３７ ０．５０
８ ４．７７ ４．５ ０．２７ ０．６０
９ ４．２５ ２．８ １．４５ ０．４７
９ ６．２５ ５ １．２５ ０．６９
１０ ４．８５ ３．２ １．６５ ０．４９
１０ ６．４５ ５．８ ０．６５ ０．６５
１１ ４．８５ ３．６ １．２５ ０．４４
１１ ７．４５ ６．３ １．１５ ０．６８
１２ ５．０２ ３．９ １．１２ ０．４２
１２ ７．７２ ７．１ ０．６２ ０．６４
１３ ５．６１ ４．１ １．５１ ０．４３
１３ ８，７１ ７．５ １．２１ ０．６７
１４ ６．４１ ４．５ １．９１ ０．４６
１４ ９．３１ ８ １．３１ ０．６７
１６ ７．８６ ５．１ ２．７６ ０．４９
１６ １０．６６ ９．３ １．３６ ０．６７
ｍａｘ １０．６６ ９．３ ２．７６ ０．７０
ｍｉｎ ３．３２ ２．２ ０．２７ ０．４２
表から明らかであるように、Ｈ／Ｄは約０．４〜０．７であるが、最終的には
１．２より小さく、すなわちＨ／Ｄ＜１．２である。ボタンの全長Ｈ＋ｈ２を慣
用のボタンのそれと比較した場合、本発明にしたがうボタンの長さが慣用のボタ
ンの長さの約３倍であることが示される。
１．２より小さく、すなわちＨ／Ｄ＜１．２である。ボタンの全長Ｈ＋ｈ２を慣
用のボタンのそれと比較した場合、本発明にしたがうボタンの長さが慣用のボタ
ンの長さの約３倍であることが示される。
【００１４】
溶接法は、代わりに、図５Ａ〜５Ｇに図示する抵抗溶接法によってすることが
できる。この溶接法は、熱が電流によって発生する形式にすることができ、これ
は加圧状態で二つの面によって行われる。主としてＳＣ（短周期）及びＡＲＣ方
法と呼ぶコンデンサ式放電スポット溶接に似ている特に二つの方法が適切である
。コンデンサ式放電スポット溶接と比較した相違は、トランス電流源が使用され
て、且つボタンが先端部の代わりに全体的に円錐状の下側面を備えることである
。ボタンは開始から加工物に接触されるが、電流が通電されると同時に少しの距
離引き離される。それによって、電流アークが形成されて上述のように表面を溶
融する。最後に、ボタンが加工物に向かって押し付けられて溶接部が形成される
。溶接時間は、コンデンサ式放電スポット溶接より幾分長くて、電気アークのイ
グニッションの時間の調整及びボタンを下方に押し付けたときによって制御され
る。このＳＣ法は、図５Ａ〜図５Ｆに図示する。図５Ａ〜図５Ｆを参照した本発
明のＳＣ法は結果として次の工程を含む。すなわち、Ａ−ボタンは初期に加工物
と接触する。Ｂ−電流が短絡すると同時に、ボタンが加工物から引き離され、そ
れによって電流アークが形成される。Ｃ−電流アーク４３がボタンと加工物との
間に形成される。Ｄ−電流アークが双方の材料の表面を溶融する。Ｅ−ボタンが
加工物に衝突して双方の材料を溶融する。Ｇ−この溶融層は直ちに凝固して溶接
継手４１が仕上げられる。このＳＣ法の溶接時間は稀に２０ｍｓを超える。
できる。この溶接法は、熱が電流によって発生する形式にすることができ、これ
は加圧状態で二つの面によって行われる。主としてＳＣ（短周期）及びＡＲＣ方
法と呼ぶコンデンサ式放電スポット溶接に似ている特に二つの方法が適切である
。コンデンサ式放電スポット溶接と比較した相違は、トランス電流源が使用され
て、且つボタンが先端部の代わりに全体的に円錐状の下側面を備えることである
。ボタンは開始から加工物に接触されるが、電流が通電されると同時に少しの距
離引き離される。それによって、電流アークが形成されて上述のように表面を溶
融する。最後に、ボタンが加工物に向かって押し付けられて溶接部が形成される
。溶接時間は、コンデンサ式放電スポット溶接より幾分長くて、電気アークのイ
グニッションの時間の調整及びボタンを下方に押し付けたときによって制御され
る。このＳＣ法は、図５Ａ〜図５Ｆに図示する。図５Ａ〜図５Ｆを参照した本発
明のＳＣ法は結果として次の工程を含む。すなわち、Ａ−ボタンは初期に加工物
と接触する。Ｂ−電流が短絡すると同時に、ボタンが加工物から引き離され、そ
れによって電流アークが形成される。Ｃ−電流アーク４３がボタンと加工物との
間に形成される。Ｄ−電流アークが双方の材料の表面を溶融する。Ｅ−ボタンが
加工物に衝突して双方の材料を溶融する。Ｇ−この溶融層は直ちに凝固して溶接
継手４１が仕上げられる。このＳＣ法の溶接時間は稀に２０ｍｓを超える。
【００１５】
本発明の変わりの方法に適合するボタン１４Ｂを図６に示す。このボタン１４
Ｂと上述のボタン１４Ａとの相違は、ボタン１４Ｂが先端部を備えず、したがっ
て下側面２５ｂ約１６６°の内円錐角を備えた全体的に円錐状の面を構成するこ
とである。双方のボタンの一般的に重要な特徴は、これらのボタンが、最も小さ
な直径がボタンの直径Ｄより小さくて、すなわち、実質的に円錐溶接継手４１が
得られる下側面を備えることである。それによって、ボタンの中間区域に通常生
じる鋼の溶融をさらに補償する。
Ｂと上述のボタン１４Ａとの相違は、ボタン１４Ｂが先端部を備えず、したがっ
て下側面２５ｂ約１６６°の内円錐角を備えた全体的に円錐状の面を構成するこ
とである。双方のボタンの一般的に重要な特徴は、これらのボタンが、最も小さ
な直径がボタンの直径Ｄより小さくて、すなわち、実質的に円錐溶接継手４１が
得られる下側面を備えることである。それによって、ボタンの中間区域に通常生
じる鋼の溶融をさらに補償する。
【００１６】
ＡＲＣ法はさらに大きな寸法に適用され、ＳＣ法と同じように機能する。より
長い溶接時間で溶接部が形成されるので、この場合にはセラミックリングまたは
ガスによって溶接部を保護する。溶接時間はその直径に依存し、例えば、１０ｍ
ｍの直径を有するボタンでは２００〜４００ｍｓであるが、１秒を越えない。
長い溶接時間で溶接部が形成されるので、この場合にはセラミックリングまたは
ガスによって溶接部を保護する。溶接時間はその直径に依存し、例えば、１０ｍ
ｍの直径を有するボタンでは２００〜４００ｍｓであるが、１秒を越えない。
【００１７】
硬質金属は継手の強度を増加するように溶接前にニッケルまたはコバルトの層
でカバーされる。
でカバーされる。
【００１８】
実施例１：φ７ｍｍの直系を有する硬質金属ボタンを、形式ＳＳ２２４４の焼
き戻し鋼の鋼ボディにコンデンサ式放電スポット溶接によって溶接した。硬質金
属ボタンは図４に従って形成された。溶接時に、１ｍｍの引き上げ高さにされ、
電圧１６０Ｖと、圧力５０Ｎが３ｍｓの溶接時間の際に負荷された。金属学的研
究によって、金属学的結合が鋼ボディと高質金属ボタンとの間に達成されたこと
が証明された。
き戻し鋼の鋼ボディにコンデンサ式放電スポット溶接によって溶接した。硬質金
属ボタンは図４に従って形成された。溶接時に、１ｍｍの引き上げ高さにされ、
電圧１６０Ｖと、圧力５０Ｎが３ｍｓの溶接時間の際に負荷された。金属学的研
究によって、金属学的結合が鋼ボディと高質金属ボタンとの間に達成されたこと
が証明された。
【００１９】
実施例２: φ７ｍｍの直系を有する硬質金属ボタンを、形式ＳＳ２２４４の焼
き戻し鋼の鋼ボディにＳＣ法によって溶接した。硬質金属ボタンは図６に従って
形成された。溶接時に、１ｍｍの引き上げ高さにされ、電圧５５０Ｖが２０ｍｓ
の溶接時間の際に負荷された。金属学的研究によって、金属学的結合が鋼ボディ
と高質金属ボタンとの間に達成されたことが証明された。
き戻し鋼の鋼ボディにＳＣ法によって溶接した。硬質金属ボタンは図６に従って
形成された。溶接時に、１ｍｍの引き上げ高さにされ、電圧５５０Ｖが２０ｍｓ
の溶接時間の際に負荷された。金属学的研究によって、金属学的結合が鋼ボディ
と高質金属ボタンとの間に達成されたことが証明された。
【００２０】
本発明にしたがう方法の付加的な利点は、優れた切削加工すなわち高滲入速度
が達成されるように、ドリルビットの前に多数のボタンを配置することができる
ことである。このボタンは滑らかで円錐状の表面部１５に溶接で固定することが
できる。また、短い溶接時間が、ダイヤモンドで被覆したボタンの溶接をするこ
とができる。本発明にしたがう溶接される各ボタン１４Ａ、１４Ｂは、相当する
従来のボタンより長さが短いので、高価な硬質金属を節約される。さらに、東部
１１に溶接継手を準備する必要がない。このボタン１４Ａ、１４Ｂは、溶接時に
回転させる必要がなく、したがって、代わりに非対称の形状にすることができ、
すなわち駆動面を必要としない。非対称の場合、特許請求の範囲の式における「
Ｄ」は、非対称ボタンの最も大きな幅を示す。ボタンのシャンクの高さｈ１は０
〜１５ｍｍでよく、すなわち、作用面２４は例えば下側面２５Ａ、２５Ｂに直接
接触させても良い。
が達成されるように、ドリルビットの前に多数のボタンを配置することができる
ことである。このボタンは滑らかで円錐状の表面部１５に溶接で固定することが
できる。また、短い溶接時間が、ダイヤモンドで被覆したボタンの溶接をするこ
とができる。本発明にしたがう溶接される各ボタン１４Ａ、１４Ｂは、相当する
従来のボタンより長さが短いので、高価な硬質金属を節約される。さらに、東部
１１に溶接継手を準備する必要がない。このボタン１４Ａ、１４Ｂは、溶接時に
回転させる必要がなく、したがって、代わりに非対称の形状にすることができ、
すなわち駆動面を必要としない。非対称の場合、特許請求の範囲の式における「
Ｄ」は、非対称ボタンの最も大きな幅を示す。ボタンのシャンクの高さｈ１は０
〜１５ｍｍでよく、すなわち、作用面２４は例えば下側面２５Ａ、２５Ｂに直接
接触させても良い。
【００２１】
本発明のボタン１４Ｃを図７に示す。これは弾道基本形を備え、上記ボタンよ
り幾分活動的である。本発明の図８に示すボタン１４Ｄは、円錐基本形であり上
記ボタンよりさらに活動的である。本発明の図９に示すボタン１４Ｅは上記のよ
うに、非対称で実質的に円錐基本形を有する。図１０から明らかなように、本発
明のボタン１４Ｆは、ショルダーと中間凹部とが形成される。このショルダは頭
部１１の周囲の鋼を摩耗から保護し、且つ大きな溶接面を与える。
り幾分活動的である。本発明の図８に示すボタン１４Ｄは、円錐基本形であり上
記ボタンよりさらに活動的である。本発明の図９に示すボタン１４Ｅは上記のよ
うに、非対称で実質的に円錐基本形を有する。図１０から明らかなように、本発
明のボタン１４Ｆは、ショルダーと中間凹部とが形成される。このショルダは頭
部１１の周囲の鋼を摩耗から保護し、且つ大きな溶接面を与える。
【００２２】
代わりのボタン１４Ａ〜１４Ｆは、米国特許第Ａ−５，２８６，５４９号に記
載される硬質金属形式と同様に材料面で機能し、この米国特許には、ＷＣと、Ｃ
ｏ、Ｆｅ及びＮｉの少なくとも１種のバインダーを含有し、且つ硬質金属のより
硬い領域で囲まれた硬質金属の軟質コアを含む。ボタン１４Ｃ〜１４Ｆは、この
ボタンのコンデンサ式放電スポット溶接を可能にするために先端部２２を備える
ことが考えられる。本発明は、結果として、ドリルボディに洗浄チャネルのよう
な空間に関して自由度を大きくすることが可能である衝撃削岩用の削岩ドリルビ
ットを提供する。さらに、種々のボタンの形状は、ボタンをドリルボディに簡単
及び迅速に装着を可能にする方法が提供され、これが材料技術の進歩を与える。
載される硬質金属形式と同様に材料面で機能し、この米国特許には、ＷＣと、Ｃ
ｏ、Ｆｅ及びＮｉの少なくとも１種のバインダーを含有し、且つ硬質金属のより
硬い領域で囲まれた硬質金属の軟質コアを含む。ボタン１４Ｃ〜１４Ｆは、この
ボタンのコンデンサ式放電スポット溶接を可能にするために先端部２２を備える
ことが考えられる。本発明は、結果として、ドリルボディに洗浄チャネルのよう
な空間に関して自由度を大きくすることが可能である衝撃削岩用の削岩ドリルビ
ットを提供する。さらに、種々のボタンの形状は、ボタンをドリルボディに簡単
及び迅速に装着を可能にする方法が提供され、これが材料技術の進歩を与える。
【００２３】
本発明は例にあげた実施態様に限定するものでなく特許請求の範囲を改良する
ことができる。
ことができる。
【図１】
図１は、本発明にしたがう岩石ドリルの斜視図を示す。
【図２Ａ】
図２Ａは、図１の線分ＩＩ-ＩＩにしたがう断面におけるドリルビットを示す
。
。
【図２Ｂ】
図２Ｂは、図２Ａにしたがうドリルビットを拡大断面で示す。
【図３】
図３は、ボタンをドリルボディの溶接する本発明の工程（Ａ〜Ｇ）を模式的に
示す。
示す。
【図４】
図４は、本発明にしたがうボタンの側面図を示す。
【図５】
図５は、ボタンをドリルボディにスポット溶接する本発明の工程（Ａ〜Ｇ）を
模式的に示す。
模式的に示す。
【図６】
図６は、本発明にしたがう代わりのボタンの実施態様を側面図で示す。
【図７】
図７は、本発明にしたがう代わりのボタンの実施態様を側面図で示す。
【図８】
図８は、本発明にしたがう代わりのボタンの実施態様を側面図で示す。
【図９】
図９は、本発明にしたがう代わりのボタンの実施態様を側面図で示す。
【図１０】
図１０は、本発明にしたがう代わりのボタンの実施態様を側面図で示す。
Claims (8)
- 【請求項１】 前面（１３、１５）を備えたビットボディ（１１）を含む衝
撃穿孔用の削岩ドリルビットであって、 周辺部に備わる複数のボタン（１６）と、前記周辺ボタン（１６）の内側に配
置される複数の前ボタン（１４Ａ〜１４Ｆ）とを有し、それぞれのボタンの少な
くとも一つが、直径（Ｄ）と高さ（Ｈ）を有する衝撃穿孔用の削岩ドリルビット
において、 少なくとも一つの前記ボタン（１４Ａ〜１４Ｆ）が前記前面の実質的に平坦な
部分に溶接され、且つ前記ボタンが冶金学的に前記前面（１３、１５）に結合し
且つ式Ｈ／Ｄ＜１．２が適用できることを特徴とする衝撃穿孔用の削岩ドリルビ
ット。 - 【請求項２】 操作作動端部（２４）を有し且つシャンク（２３）を備える
ことができる衝撃穿孔用の硬質金属のボタンであって、 削岩ドリルビット（１０）の前面（１３、１５）に備わり、中心軸（ＣＬ）と
直径（Ｄ）と高さ（Ｈ）とを有し、且つ下側面（２５Ａ、２５Ｂ）を有する硬質
金属の前記ボタン（１４Ａ〜１４Ｆ）において、 前記下側面（２５Ａ、２５Ｂ）が、スポット溶接により前記前面（１３、１５
）に固定するために、少なくとも部分的に円錐形であり、且つ式Ｈ／Ｄ＜１．２
が適用できることを特徴とする衝撃穿孔用の硬質金属のボタン。 - 【請求項３】 前記下側面（２５Ａ）は、前記先端部が前記ボタンの下側面
から前記中心軸（ＣＬ）の周りに対照的に延在する先端部（２２）を含む請求項
２記載のボタン。 - 【請求項４】 前記下側面（２５Ａ）が、実質的に円錐形状であり且つ１５
０から１８０°未満である内円錐角を有する請求項２に記載のボタン。 - 【請求項５】 前記シャンクの高さ（ｈ１）が０〜１５ｍｍ、好ましくは０
.２〜２.８ｍｍである請求項２〜４のいずれか１項に記載のボタン。 - 【請求項６】 削岩ドリルビット（１０）が前面（１３、１５）を有する頭
部を備えたボディ（１１）を含み、前記前面が周辺部に備わる複数のボタン（１
６）と、前記周辺ボタン（１６）の内側に配置される複数の前ボタン（１４Ａ〜
１４Ｆ）とを有する衝撃穿孔用の削岩ドリルビットの製造方法であって、 ボタンの高さ（Ｈ）がボタンの直径（Ｄ）に対してＨ／Ｄ＜１．２のような関
係を有するボタンを備える工程、 二つの電極を有する電流源を備える工程、 前記ボディを一方の電極に、且つボタン（１４Ａ〜１４Ｆ）を別の電極に接続
する工程、及び 電気アーク（４３）が前記前面と前記ボタンとの間に形成するように前記ボデ
ィの前面と前記ボタンを互いに接触させる工程、 前記電気アークが前記前面と前記ボタンとの双方の表面層を確実に溶融させる
工程、 前記ボタンを前記前面に加圧する工程、 溶融した層を確実に凝固させる工程、且つ 削岩ドリルビットが所望の個数の溶接されたボタンを有するまで各ボタンに対
して前記それぞれの工程を繰り返す工程、 を含む衝撃穿孔用の削岩ドリルビットの製造方法。 - 【請求項７】 前記電流源が、溶接前に蓄電されるコンデンサ式パックであ
り、且つ 前記ボタン（１４Ａ）の下側面（２５Ａ）の先端部（２２）が前記前面（１３
、１５）と噛み合うように、前記ボタンが、加工物に向かって加速され且つそれ
によって前記先端部が蒸発状態になるようにコンデンサ式パックを短絡する請求
項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記ボタン（１４Ｂ）が初期に前記前面（１３、１５）と接
触を保持し、同時に電流を通電し、その後前記ボタンを前記前面から引き離し、
それによって電気アークを形成する請求項６に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| SE9904273-1 | 1999-11-25 | ||
| SE9904273A SE515294C2 (sv) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Bergborrkrona och stift för slående borrning samt metod att tillverka en bergborrkrona för slående borrning |
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|---|---|
| JP2003515020A true JP2003515020A (ja) | 2003-04-22 |
| JP2003515020A5 JP2003515020A5 (ja) | 2007-11-08 |
Family
ID=20417854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001540009A Pending JP2003515020A (ja) | 1999-11-25 | 2000-11-17 | 衝撃穿孔用の削岩ドリルビットの製造方法、削岩ドリルビット及びドリルビットのボタン |
Country Status (11)
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| EP (1) | EP1232320B1 (ja) |
| JP (1) | JP2003515020A (ja) |
| AT (1) | ATE288996T1 (ja) |
| AU (1) | AU775817B2 (ja) |
| BR (1) | BR0015600A (ja) |
| CA (1) | CA2391359C (ja) |
| DE (1) | DE60018098T2 (ja) |
| SE (1) | SE515294C2 (ja) |
| WO (1) | WO2001038683A2 (ja) |
| ZA (1) | ZA200203542B (ja) |
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