JP2018031167A - Drilling tool - Google Patents

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徹男 入舩
Tetsuo Irifune
徹男 入舩
博 竹▲崎▼
Hiroshi Takezaki
博 竹▲崎▼
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Ehime University NUC
Tritek Co Ltd
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Ehime University NUC
Tritek Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drilling tool that uses a drilling bit having a protruded part made of a material containing diamond, thus enhancing durability compared to a conventional drilling tool, enabling the protruded part to be fixed solidly so as not to fall off due to heat or an impact during drilling, and thereby enabling stable drilling under a high temperature environment.SOLUTION: The drilling tool may be fitted on a rod of a drilling machine, and includes a drilling bit 20 having a plurality of recessed parts 24 provided on an outer surface, a protruded part fixing member 23 for each recessed part having a hollow part that may be fitted respectively to the recessed parts 24, and a protruded part 22 inserted such that a tip thereof protrudes from the hollow part and being made of a material containing diamond. The protruded part 22 is inserted into the hollow part of the respective protruded part fixing member 23 and the protruded part fixing member 23 is fitted to the respective recessed part 24, thus fixing the drilling tool so that the protruded part protrudes from an outer surface of the drilling bit 20.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、高温環境下においても安定して削孔を行うための削孔器具に関する。   The present invention relates to a drilling tool for stably drilling a hole even in a high temperature environment.

一般的に、削孔器具として、鋼製の削孔ビットに超硬合金やセラミックス等の硬質材料からなるチップ(以下、「超硬チップ」という。)が植設されたものが用いられている。この超硬チップの取り付け方法として、最も一般的なものは、削孔ビットに超硬チップが嵌合するチップ穴を穿設し、当該チップ穴に超硬チップを嵌合してロウ付けする方法や、焼き嵌め法がある。   Generally, a drilling tool in which a chip made of a hard material such as cemented carbide or ceramics (hereinafter referred to as “carbide chip”) is implanted in a steel drilling bit is used. . The most common method of attaching this carbide tip is to drill a tip hole into which a carbide tip is fitted into a drill bit, and then to braze by fitting the carbide tip into the tip hole. There is a shrink fitting method.

しかしながら、上記ロウ付け法や焼き嵌め法で超硬チップを固定した工具は、長時間の加工を行った場合や、加工対象物が高温の場合は、工具自体が高温に加熱されるため、超硬チップが熱応力で損傷したり、脱落したりするという問題点があった。たとえば、溶鉱炉の出銑孔は、溶解した銑鉄の出銑が終わった時に再度閉塞して次の溶解作業に移行するが、この出銑孔の開口や、閉塞時における開口部の平坦化(閉塞用のマッドガンの先端部が出銑孔開口周縁部に密着するように平坦化する必要がある)を削孔ビットで行う場合は、炉壁が高温であるから、超硬チップをロウ付けしたビットや焼き嵌めしたビットを使用すると、超硬チップがすぐに脱落するという問題点がある。   However, a tool with a cemented carbide tip fixed by the brazing method or shrink-fit method described above will be heated to a high temperature when processed for a long time or when the workpiece is at a high temperature. There was a problem that the hard chip was damaged or dropped out by thermal stress. For example, the pit of the blast furnace is closed again when the molten pig iron is discharged, and the next melting operation is started. The opening of the pit and the flattening of the opening at the time of closing (blocking) When the drilling bit is used to flatten the tip of the mud gun for use with the drilling bit, the bit must be brazed with a cemented carbide tip. When using a bit that has been shrink-fitted, the carbide tip will fall off immediately.

この問題に対し、掘削工具においてチップが脱落しにくい固定方法として、特許文献1に開示されているような方法が知られている。この方法は、チップの基端部の側面に凹凸形状を形成し、この側面を覆うように溶接する方法である。   In order to solve this problem, a method disclosed in Patent Document 1 is known as a fixing method in which a tip is not easily dropped in an excavation tool. In this method, an uneven shape is formed on the side surface of the base end portion of the chip, and welding is performed so as to cover the side surface.

一方で、ダイヤモンドを含む材料からなる削孔器具としては、マイクログラインダー等に用いられる、ダイヤモンド砥粒を含む材料から構成される小型のビット(以下、「ダイヤモンドビット」と呼ぶ。)が存在している。しかし、これらの削孔器具は上述のように小型であり、更に電着法や溶着法によってダイヤモンドの砥粒を含む材料を母体部材の先端近傍の表面に固定したものである。そのため、母体部材に固定されたダイヤモンド砥粒がダイヤモンドビットを使用するにつれて脱落し少なくなっていくことにより、削孔速度が顕著に減少するという問題があった。   On the other hand, as a drilling tool made of a material containing diamond, there is a small bit (hereinafter referred to as “diamond bit”) made of a material containing diamond abrasive grains, which is used for a micro grinder or the like. Yes. However, these drilling tools are small as described above, and further, a material containing diamond abrasive grains is fixed to the surface near the tip of the base member by an electrodeposition method or a welding method. Therefore, there has been a problem that the drilling speed is remarkably reduced because the diamond abrasive grains fixed to the base member drop off and decrease as the diamond bit is used.

特許文献2では、間接的に加熱する手段を備えた圧力セルに非ダイヤモンド炭素物質を入れ、加熱および加圧を行うことにより、焼結助剤や触媒の添加なしに直接変換でダイヤモンド多結晶体を製造する方法、およびその方法により製造されるダイヤモンド多結晶体について開示されている。また、特許文献2において、上述の製造方法で製造されるダイヤモンド多結晶体は、単結晶ダイヤモンドのような劈開性がなく、どの方向の荷重に対しても安定した強度および硬度を有するので、切削工具等の工業的利用に適した材料が得られる旨が記載されている。   In Patent Document 2, a non-diamond carbon material is placed in a pressure cell equipped with a means for indirectly heating, and heating and pressurization are performed, so that a diamond polycrystalline body can be directly converted without adding a sintering aid or a catalyst. And a polycrystalline diamond produced by the method are disclosed. Further, in Patent Document 2, the polycrystalline diamond produced by the above-described production method has no cleaving property like single crystal diamond and has stable strength and hardness with respect to loads in any direction. It describes that a material suitable for industrial use such as tools can be obtained.

しかし、自然に産出するダイヤモンドや、ダイヤモンド多結晶体を含む材料を用いて、地上あるいは海底の地面を深く削孔する場合や、加工対象物が高温の場合等の高温環境下においても安定して削孔を行うことのできる削孔器具はこれまで製造されていない。   However, it is stable even in high-temperature environments, such as when deeply drilling the ground or the bottom of the sea floor using naturally produced diamonds or materials containing diamond polycrystals, or when the workpiece is hot. No drilling tool capable of drilling has been manufactured so far.

特開2003−214080号広報JP 2003-2108080 PR 特開2003−292397号広報JP 2003-29297 A

自然に産出するダイヤモンドや、ダイヤモンド多結晶体を含む材料を用いて、地上あるいは海底の地面を深く削孔する場合や、加工対象物が高温の場合等の高温環境下においても安定して削孔を行うことのできる削孔器具を構成するには、削孔器具自体が高温に加熱された際に、突起部が削孔ビットから脱落しないような構成となっている必要がある。そのため、一般的に用いられている、チップ穴に超硬チップを嵌合してロウ付けする方法や、焼き嵌め法を利用することができないという問題がある。   Stable drilling even in high-temperature environments, such as when drilling deeply on the ground or the bottom of the sea floor using diamonds produced naturally or materials containing diamond polycrystals, or when the workpiece is hot In order to configure a hole drilling instrument that can perform the drilling, it is necessary to have a configuration in which the protrusion does not fall off the hole drilling bit when the hole drilling instrument itself is heated to a high temperature. Therefore, there is a problem that it is not possible to use a generally used method of fitting a cemented carbide chip into a chip hole and brazing, or a shrink fitting method.

また、特許文献1に開示される方法を用いる場合には、ダイヤモンドを含む材料からなる突起部の側面に細かな凹凸形状を設け、この側面を覆うように溶接を行う必要がある。しかし、ダイヤモンドを含む材料は凹凸形状の加工が難しく、かつ溶接に適した材料でないことにより、溶接によって強固に固定することができない。そのため、衝撃力および回転力が加えられる削孔ビットの先端に用いた場合には、削孔中に当該ダイヤモンドを含む材料からなる突起部が外れてしまう可能性があるという問題があった。   Moreover, when using the method disclosed by patent document 1, it is necessary to provide a fine uneven | corrugated shape in the side surface of the projection part which consists of a material containing a diamond, and to weld so that this side surface may be covered. However, a material containing diamond is difficult to be processed into a concavo-convex shape and cannot be firmly fixed by welding because it is not a material suitable for welding. For this reason, when used at the tip of a drilling bit to which an impact force and a rotational force are applied, there is a problem in that a protrusion made of a material containing diamond may be detached in the drilling.

加えて、調査を行うために地面を深く(例えば、マントルまで)削孔する目的においては、地面を掘り進むごとに周囲の温度が上昇していくことと、長時間の削孔により削孔器具自体が高温となってしまうことにより、削孔を続けていくと既存の削孔器具では掘り進むことのできない深度および高温環境が存在するという問題がある。また、地面を深く削孔する場合には、削孔ビットを交換する際等に、深くまで掘り進んだビットを引き上げる作業に非常に高いコストがかかってしまうという問題がある。そのため、現存する削孔器具よりも深くまで削孔ができ、かつ耐久性の良い削孔器具が求められているという課題がある。   In addition, for the purpose of drilling deep in the ground for investigation (for example, up to the mantle), the surrounding temperature rises every time the ground is dug, and the drilling tool itself due to long drilling. However, when drilling is continued, there is a problem that there is a depth and high temperature environment that cannot be dug by existing drilling tools. Further, when drilling a deep hole in the ground, there is a problem that it takes a very high cost to pull up the bit that has been dug deeply when exchanging the drill bit. Therefore, there is a problem that there is a demand for a drilling tool that can drill deeper than existing drilling tools and has good durability.

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ダイヤモンドを含む材料からなる突起部を用いて、例えば地上あるいは海底の地面を深く削孔する場合や加工対象物が高温の場合等の高温環境下においても安定して削孔を行うことができ、かつ、削孔による衝撃や回転で削孔ビットに取り付けられた突起部が脱落することがないよう強固に固定された削孔器具を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points. For example, when a projecting portion made of a material containing diamond is used to deeply drill the ground or the bottom of the seabed, or when the workpiece is hot. Drilling holes that can be stably drilled even in high-temperature environments such as, and that are firmly fixed so that the projections attached to the drilling bit do not fall off due to impact or rotation due to drilling The purpose is to provide equipment.

本発明の削孔器具は、掘削機のロッドに取り付け可能となっており、外面に凹部が複数設けられた削孔ビットと、各前記凹部に取り付け可能となっており、中空部分が設けられている複数の突起部固定用部材と、各前記突起部固定用部材に設けられた中空部分に、その先端が突出するよう挿入される複数の突起部と、を備え、各前記突起部が前記削孔ビットの外面から突出するよう各前記突起部固定用部材が前記削孔ビットの各前記凹部に取り付けられており、各前記突起部の材料はダイヤモンドを含むこと特徴とする。   The drilling tool of the present invention can be attached to a rod of an excavator, and can be attached to each of the recesses with a drilling bit provided with a plurality of recesses on the outer surface, provided with a hollow portion. A plurality of projecting portion fixing members, and a plurality of projecting portions that are inserted into the hollow portions provided in the projecting portion fixing members so that their tips protrude. Each protrusion fixing member is attached to each recess of the drill bit so as to protrude from the outer surface of the hole bit, and the material of each protrusion includes diamond.

このような削孔器具によれば、耐久性に優れたダイヤモンドを含む材料からなる突起部を、中空部分が設けられた突起部固定用部材を用いて、削孔ビットの外面に設けられた凹部に突起部が突出するように取り付けることにより、加工が難しく、溶接に適していない材料であり溶接によって強固に固定することのできないダイヤモンドを含む材料からなる突起部を削孔ビットに強固に固定することができる。また、固定に際して融点の低いロウ材を使用せず、熱膨張を利用する焼き嵌め法とも異なっているため、例えば地上あるいは海底の地面を深く削孔する場合や、加工対象物が高温の場合等の高温環境下でも突起部が脱落せず、安定して削孔を行うことができる。   According to such a drilling device, the protrusion made of a material containing diamond having excellent durability is formed into the recess provided on the outer surface of the drill bit using the protrusion fixing member provided with the hollow portion. By attaching the protrusion so that the protrusion protrudes, the protrusion made of a material containing diamond that is difficult to process and is not suitable for welding and cannot be firmly fixed by welding is firmly fixed to the drill bit. be able to. Also, it does not use a brazing material with a low melting point for fixing, and is different from the shrink-fitting method using thermal expansion. For example, when deeply drilling the ground or the bottom of the seabed, or when the workpiece is hot Even in a high temperature environment, the protrusions do not fall off and stable drilling can be performed.

本発明の削孔器具においては、各前記突起部は、その先端の断面形状の大きさよりも基端の断面形状の大きさが大きくなるよう連続的もしくは不連続的に変化する形状となっており、各前記突起部固定用部材は、各前記突起部が挿入される前記中空部分の内面と、各前記突起部の外面とが少なくとも一部の領域において接触するような形状となっていてもよい。   In the drilling device of the present invention, each projection has a shape that changes continuously or discontinuously so that the size of the cross-sectional shape of the proximal end is larger than the size of the cross-sectional shape of the distal end. Each of the protrusion fixing members may have a shape such that the inner surface of the hollow portion into which the protrusion is inserted and the outer surface of the protrusion are in contact with each other in at least a partial region. .

本発明の削孔器具においては、各前記突起部は、その断面形状が楕円形状または多角形形状となっていてもよい。   In the drilling device of the present invention, each of the protrusions may have an elliptical shape or a polygonal cross-sectional shape.

この場合には、各前記突起部の断面形状が楕円形状であり、前記楕円形状の長軸が伸びる方向と前記削孔ビットの周方向が略一致するよう各前記突起部が各前記突起部固定用部材により前記削孔ビットに取り付けられていてもよい。   In this case, the cross-sectional shape of each projection is elliptical, and each projection is fixed to each projection so that the direction in which the major axis of the elliptical shape extends and the circumferential direction of the drill bit substantially coincide. It may be attached to the drilling bit by a member for use.

本発明の削孔器具においては、各前記凹部および各前記突起部固定用部材は、それぞれ、各前記突起部固定用部材が各前記凹部に螺合されるような形状となっており、各前記突起部固定用部材が螺合により各前記凹部に取り付けられるようになっていてもよい。   In the drilling tool of the present invention, each of the recesses and each of the protrusion fixing members is shaped such that each of the protrusion fixing members is screwed into each of the recesses. The protrusion fixing member may be attached to each of the recesses by screwing.

本発明の削孔器具においては、各前記凹部の断面形状の大きさは、各前記突起部固定用部材の断面形状の大きさと略同一となっており、各前記突起部固定用部材が各前記凹部の内部に溶接により取り付けられていてもよい。   In the drilling device of the present invention, the size of the cross-sectional shape of each of the recesses is substantially the same as the size of the cross-sectional shape of each of the protrusion fixing members, and each of the protrusion fixing members is You may attach by welding inside the recessed part.

本発明の削孔器具においては、各前記突起部は、その底面および側面のうち少なくとも一方の全体または一部の領域に細かな凹凸が設けられていていてもよい。   In the drilling device of the present invention, each protrusion may be provided with fine irregularities on the whole or a part of at least one of the bottom surface and the side surface.

本発明の削孔器具においては、各前記突起部の材料としてのダイヤモンドがダイヤモンド単相の多結晶体からなっていてもよい。   In the hole drilling tool of the present invention, the diamond as the material of each of the protrusions may be made of a diamond single-phase polycrystal.

本発明の削孔器具によれば、ダイヤモンドを含む材料からなる突起部を用いることにより従来の削孔器具よりも耐久性を向上させることができ、かつ、突起部は熱や掘削時の衝撃で脱落しないよう強固に削孔ビットに固定することができ、よって高温環境下においても安定して削孔を行うことができる。   According to the drilling tool of the present invention, durability can be improved as compared with the conventional drilling tool by using a protrusion made of a material containing diamond, and the protrusion can be affected by heat or impact during excavation. The hole can be firmly fixed to the drill bit so as not to drop off, and therefore the hole can be stably drilled even in a high temperature environment.

本発明の実施の形態による削孔器具の削孔ビットの側面図である。It is a side view of the drill bit of the drill tool by embodiment of this invention. 図1に示す削孔ビットに取り付けられた突起部の配置を示すための上面図である。It is a top view for showing arrangement of the projection part attached to the drill bit shown in FIG. 図2に示す削孔ビットのA−O−Aライン矢視による縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view by the AOA line arrow of the drill bit shown in FIG. 図3の右上に示す突起部が取り付けられた部分を拡大した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which expanded the part to which the projection part shown to the upper right of FIG. 3 was attached. 図4に示す突起部が取り付けられた部分を各部材ごとに分解した状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which decomposed | disassembled for each member the part to which the projection part shown in FIG. 4 was attached. 本発明の実施の形態における突起部を取り付ける機構の他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the mechanism which attaches the projection part in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における削孔器具の削孔ビットに取り付けられた突起部の配置の他の例を示す上面図である。It is a top view which shows the other example of arrangement | positioning of the projection part attached to the drill bit of the drilling instrument in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における突起部を取り付ける機構の更に他の例を各部材ごとに分解した状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which decomposed | disassembled for each member further another example of the mechanism which attaches the projection part in embodiment of this invention. 図8に示す更に他の例に係る突起部を取り付ける機構を用いて突起部を取り付けた状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which attached the projection part using the mechanism which attaches the projection part which concerns on another example shown in FIG. ダイヤモンド多結晶体を製造する方法に使用する高温高圧セルの一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the high temperature / high pressure cell used for the method of manufacturing a diamond polycrystal. 図2に示す削孔ビットに取り付けられた突起部の配置の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of arrangement | positioning of the projection part attached to the drill bit shown in FIG. 図2に示す削孔ビットに取り付けられた突起部の配置の他の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the other modification of arrangement | positioning of the projection part attached to the drill bit shown in FIG. 図11に示す削孔ビットに取り付けられた突起部の配置の変形例において更に当該突起部の断面形状の角部分に面取り加工を行った場合の構成を示す正面図である。FIG. 12 is a front view showing a configuration in a case where chamfering is further performed on a corner portion of a cross-sectional shape of the protrusion in the modified example of the arrangement of the protrusion attached to the drill bit shown in FIG. 11. 図12に示す削孔ビットに取り付けられた突起部の配置の変形例において更に当該突起部の断面形状の角部分に面取り加工を行った場合の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure at the time of chamfering to the corner | angular part of the cross-sectional shape of the said projection part in the modification of arrangement | positioning of the projection part attached to the drill bit shown in FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1乃至図7は、本実施の形態に係る削孔器具を示す図である。このうち、図1は、本発明の実施の形態による削孔器具の削孔ビットの側面図であり、図2は、図1に示す削孔ビットに取り付けられた突起部の配置を示すための上面図である。また、図3は、図2に示す削孔ビットのA−O−Aライン矢視による縦断面図である。また、図4は、図3の右上に示す突起部が取り付けられた部分を拡大した縦断面図であり、図5は図4に示す突起部が取り付けられた部分を各部材ごとに分解した状態を示す縦断面図である。また、図6は、本発明の実施の形態における突起部を取り付ける機構の他の例を示す縦断面図であり、図7は本実施の形態における削孔器具の削孔ビットに取り付けられる突起部の配置の他の例を示す上面図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 7 are views showing a drilling device according to the present embodiment. Among these, FIG. 1 is a side view of a drill bit of a drilling tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for illustrating the arrangement of protrusions attached to the drill bit shown in FIG. It is a top view. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the drill bit shown in FIG. 2 taken along the line A-O-A. 4 is an enlarged vertical cross-sectional view of a portion where the protrusion shown in the upper right of FIG. 3 is attached, and FIG. 5 is a state where the portion where the protrusion shown in FIG. 4 is attached is disassembled for each member. FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another example of the mechanism for attaching the protrusion in the embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows the protrusion attached to the drill bit of the hole drilling tool in the present embodiment. It is a top view which shows the other example of arrangement | positioning.

本実施の形態による削孔器具は、中空の筒状部材であるパイプロッド(図示せず)と、このパイプロッドの先端に着脱自在に取り付けられ、先端側に複数の刃体等の突起部22が設けられている削孔ビット20とを備えている。ここで、パイプロッドの後端は掘削機に取付可能となっており、パイプロッドが掘削機に取り付けられたときに当該掘削機により打撃力および回転力がパイプロッドに与えられるようになっている。このような削孔器具の削孔ビット20や突起部22の構成の詳細について以下に説明する。   The drilling device according to the present embodiment is a hollow cylindrical member pipe rod (not shown), and is detachably attached to the tip of the pipe rod, and a plurality of blades and other projections 22 on the tip side. Are provided. Here, the rear end of the pipe rod can be attached to the excavator, and when the pipe rod is attached to the excavator, the excavator applies a striking force and a rotational force to the pipe rod. . Details of the configuration of the drill bit 20 and the projection 22 of such a drilling tool will be described below.

図3等に示すように、削孔ビット20はその後端面が開口するような中空形状のものとなっており、この削孔ビット20の後端側の外周面には、パイプロッドの先端側に設けられた雌ネジ部分等の被取付部に着脱自在に取付可能な雄ネジ部分等の取付部28が設けられている。また、図1および図2に示すように、削孔ビット20の側面には6つの削孔粉粒(切削屑)の排出溝25が設けられている。図2に示すように、各排出溝25は円弧形状となっている。   As shown in FIG. 3 and the like, the drill bit 20 has a hollow shape whose rear end face is open, and the outer peripheral surface on the rear end side of the drill bit 20 is on the tip side of the pipe rod. An attachment portion 28 such as a male screw portion that can be detachably attached to the attached portion such as a provided female screw portion is provided. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, six hole-growing powder (cutting chips) discharge grooves 25 are provided on the side surface of the hole-cutting bit 20. As shown in FIG. 2, each discharge groove 25 has an arc shape.

削孔ビット20の先端側の外面(図2において参照符号20aおよび20bで表示)には、断面形状が略円形の複数の凹部24が設けられており、各凹部24の内側面には後述する突起部固定用部材23を取付可能とするための雌ネジ部分等の被取付部24aが形成されている。各凹部24の深さは、各凹部24の底面に各突起部22の底部が当接した際に当該突起部22が削孔ビット20の先端側の外面から突出するような深さとなっている。後述するように、各突起部固定用部材23の雄ネジ部分等の取付部23aを各凹部24の雌ネジ部分等の被取付部24aに取り付けることによって、各突起部22の底部が各凹部24の底面に押圧固定されるようになっている。この各凹部24の底面には、その表面が細かな凹凸を備えるように、表面の加工または粗面化処理、あるいはその両方が行われていてもよい。   A plurality of recesses 24 having a substantially circular cross-sectional shape are provided on the outer surface (indicated by reference numerals 20a and 20b in FIG. 2) of the tip side of the drill bit 20, and an inner surface of each recess 24 will be described later. An attached portion 24a such as a female screw portion for enabling attachment of the protrusion fixing member 23 is formed. The depth of each recess 24 is such that when the bottom of each projection 22 comes into contact with the bottom surface of each recess 24, the projection 22 protrudes from the outer surface on the tip side of the drill bit 20. . As will be described later, by attaching the attachment portion 23a such as the male screw portion of each protrusion fixing member 23 to the attachment portion 24a such as the female screw portion of each recess 24, the bottom portion of each protrusion 22 becomes the respective recess 24. It is configured to be pressed and fixed to the bottom surface of. Surface processing and / or roughening treatment may be performed on the bottom surface of each recess 24 so that the surface has fine irregularities.

各突起部固定用部材23は、その外側面には雄ネジ部分等の取付部23aが形成されているとともに、内部には中空部分が設けられている。本実施の形態では、中空部分の断面形状は、各突起部22の上下方向(図5における上下方向)の中間部分近傍の断面形状に略一致するようになっている。また、各突起部固定用部材23の内側面23bには、その表面が細かな凹凸を備えるように、表面の加工または粗面化処理、あるいはその両方が行われていてもよい。   Each protrusion fixing member 23 has a mounting portion 23a such as a male screw portion formed on the outer surface thereof, and a hollow portion provided therein. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the hollow portion substantially matches the cross-sectional shape in the vicinity of the middle portion of each protrusion 22 in the vertical direction (vertical direction in FIG. 5). Further, the inner surface 23b of each protrusion fixing member 23 may be subjected to surface processing and / or roughening treatment so that the surface has fine irregularities.

各突起部固定用部材23の厚みは、各凹部24の深さよりも小さくなるよう形成されており、各凹部24の深さは、上述したように、各凹部24の底面に各突起部22の底部が当接した際に当該突起部22の先端が削孔ビット20の先端側の外面から突出するような大きさとなっている。このことにより、各突起部22の先端が各突起部固定用部材23の上面から突出するように取り付けることができる。   The thickness of each protrusion fixing member 23 is formed to be smaller than the depth of each recess 24, and the depth of each recess 24 is formed on the bottom surface of each recess 24 as described above. The size of the projection 22 protrudes from the outer surface of the drill bit 20 when the bottom part comes into contact. Thereby, it can attach so that the front-end | tip of each protrusion part 22 may protrude from the upper surface of each protrusion part fixing member 23. FIG.

各突起部22はダイヤモンドを含む材料(例えばダイヤモンド単体でもよい)から構成されており、各突起部22は、各突起部固定用部材23に挿入されたときに当該突起部固定用部材23から抜け出さない形状となっている。本実施の形態においては、各突起部22は、その先端の断面形状が小さく、基端に向かうに従ってその断面形状が漸次拡径される略弾頭形状となっている。言い換えると、各突起部22の側面22aは各凹部24の底面に対して直交する方向に対して傾斜している。上述したように、本実施の形態においては、突起部固定用部材23の中空部分の断面形状は、各突起部22の上下方向(図5における上下方向)の中間部分近傍の断面形状に略一致するようになっているため、突起部固定用部材23の中空部分の断面形状は、傾斜している各突起部22の側面22aに係合するように傾斜した形状となっている。このため、各突起部22の傾斜した側面22aは、各突起部固定用部材23の中空部分の内側面23bと嵌合される。   Each protrusion 22 is made of a material containing diamond (for example, a single diamond), and each protrusion 22 is pulled out from the protrusion fixing member 23 when inserted into each protrusion fixing member 23. It has no shape. In the present embodiment, each protrusion 22 has a small warhead shape in which the cross-sectional shape of the tip is small and the cross-sectional shape gradually increases in diameter toward the base end. In other words, the side surface 22 a of each protrusion 22 is inclined with respect to the direction orthogonal to the bottom surface of each recess 24. As described above, in the present embodiment, the cross-sectional shape of the hollow portion of the protrusion fixing member 23 is substantially the same as the cross-sectional shape in the vicinity of the middle portion of each protrusion 22 in the vertical direction (vertical direction in FIG. 5). Therefore, the cross-sectional shape of the hollow portion of the protrusion fixing member 23 is inclined so as to engage with the side surface 22a of each inclined protrusion 22. For this reason, the inclined side surface 22 a of each protrusion 22 is fitted to the inner surface 23 b of the hollow portion of each protrusion fixing member 23.

各突起部22の高さは、上述したように、その底部が各凹部24の底面に当接した際に、各突起部22の先端が削孔ビット20の外面よりも突出するような高さとなっている。このことにより、各突起部22が嵌合された各突起部固定用部材23の外周に設けられた雄ネジ部分等の取付部23aを、削孔ビット20に設けられた各凹部24の内側面に形成されている雌ネジ部分等の被取付部24aと係合させ、各突起部固定用部材23を削孔ビット20に固定する際に、各突起部22の底部と各凹部24の底面が押圧固定されるようになる。   As described above, the height of each protrusion 22 is such that the tip of each protrusion 22 protrudes beyond the outer surface of the drill bit 20 when the bottom of the protrusion 22 abuts against the bottom surface of each recess 24. It has become. As a result, the attachment portion 23a such as a male screw portion provided on the outer periphery of each protrusion fixing member 23 to which each protrusion 22 is fitted is attached to the inner surface of each recess 24 provided in the drill bit 20. When the protrusion fixing member 23 is fixed to the drill bit 20, the bottom of each protrusion 22 and the bottom surface of each recess 24 are fixed to each other. It comes to be pressed and fixed.

また、各突起部22の側面22aおよび底部のうち少なくとも一方には、その表面の全体または一部の領域が細かな凹凸を備えるように、表面の加工または粗面化処理(例えばブラスト処理)、あるいはその両方が行われている。このことにより、従来の超硬合金等からなるなめらかな側面22aを備えた各突起部22と比較して、各突起部22の側面22aと各突起部固定用部材23の中空部分の内側面23bとの間および各突起部22の底部と各凹部24の底面の間に作用する摩擦力が大きくなる。そのため、削孔時の衝撃力や回転力等によって、削孔ビット20に取り付けられた各突起部22の自転(すなわち、各突起部22の先端と底部の中心とを貫く軸を中心とした各突起部22の回転)が抑えられるとともに、各突起部22を各突起部固定用部材23から脱落しにくくすることができるようになっている。また、この各突起部22の自転および脱落を防ぐ効果は、各突起部22の側面22aの細かな凹凸を備えた領域と、各突起部固定用部材23の中空部分の内側面23bとの接触面積、および各突起部22の底部の細かな凹凸を備えた領域と、各凹部24の底面との接触面積が大きいほど高い効果を奏するため、上記の効果を最大限活用するためには、各突起部22の側面22aおよび底部のより広い領域に細かな凹凸を設けることが好ましい。   Further, at least one of the side surface 22a and the bottom of each protrusion 22 has a surface processing or roughening treatment (for example, blasting) so that the entire surface or a part of the surface thereof has fine irregularities, Or both. As a result, the side surface 22a of each projection portion 22 and the inner side surface 23b of the hollow portion of each projection portion fixing member 23 are compared with the projection portions 22 each having a smooth side surface 22a made of a conventional cemented carbide or the like. And the frictional force acting between the bottom of each protrusion 22 and the bottom of each recess 24 increases. Therefore, the rotation of each projection 22 attached to the drilling bit 20 due to impact force or rotational force at the time of drilling (that is, each axis centered on the axis passing through the tip and the center of the bottom of each projection 22) The rotation of the protrusions 22 is suppressed, and the protrusions 22 can be made difficult to drop off from the protrusion fixing members 23. Further, the effect of preventing the rotation and dropping of each projection 22 is the contact between the region having fine irregularities on the side surface 22a of each projection 22 and the inner side surface 23b of the hollow portion of each projection fixing member 23. The larger the contact area between the area and the area having the fine irregularities at the bottom of each protrusion 22 and the bottom surface of each recess 24, the higher the effect. It is preferable to provide fine irregularities in a wider area of the side surface 22a and the bottom of the protrusion 22.

上述のような、各突起部22の表面のうち少なくとも一部の領域に細かな凹凸を設けることで得られる効果に加えて、各突起部22の断面形状を楕円形状とすることにより、このような各突起部22を用いた削孔器具の性能を更に向上させることができる。より詳細には、各突起部22の断面形状が正円形状である場合には、各突起部22の側面22aと突起部固定用部材23の中空部分の内側面23bとの間に働く摩擦力および押付け力と、各突起部22の底部と凹部24の底面の間に働く摩擦力および押付け力とによって各突起部22の自転および脱落を防止するようになっているのに対し、各突起部22の断面形状が楕円形状である場合においては、正円形状の場合に働く摩擦力および押付け力に加えて、各突起部22と、各突起部固定用部材23とが嵌合したときに、各突起部22が、各突起部固定用部材23に対して自由に回転することができない幾何学的な形状となっていることにより生じる、突起部22の自転を防止する力(以下、「断面の形状により各突起部22の自転を防止する力」と呼ぶ。)を利用して各突起部22の自転および脱落を更に抑えることができるようになる。   In addition to the effect obtained by providing fine irregularities in at least a part of the surface of each protrusion 22 as described above, the cross-sectional shape of each protrusion 22 is made elliptical as described above. Further, the performance of the drilling tool using each projection 22 can be further improved. More specifically, when the cross-sectional shape of each projection 22 is a perfect circle, the frictional force acting between the side surface 22a of each projection 22 and the inner side surface 23b of the hollow portion of the projection fixing member 23. In addition, each protrusion 22 is prevented from rotating and dropping by the pressing force and the frictional force and pressing force acting between the bottom of each protrusion 22 and the bottom surface of the recess 24. In the case where the cross-sectional shape of 22 is an elliptical shape, in addition to the frictional force and pressing force acting in the case of a perfect circle shape, when each projection 22 and each projection fixing member 23 are fitted, A force (hereinafter referred to as “cross-section”) that prevents the protrusions 22 from rotating due to a geometric shape in which each protrusion 22 cannot freely rotate with respect to each protrusion fixing member 23. The rotation of each protrusion 22 is prevented by the shape of Is called a power ".) It is possible to further suppress to rotate and fall off of the protrusions 22 utilized.

なお、摩擦力および押付け力に加えて、断面の形状により各突起部22の自転を防止する力を利用して各突起部22の自転および脱落を防止するという複合的な効果を得るためには、各突起部22の断面形状を必ずしも楕円形状とする必要はない。各突起部22の断面形状が、正円形状以外の形状、たとえば四角形形状や六角形形状等の多角形形状や、星形形状であっても、各突起部22の断面形状と、この断面形状に略一致するよう形成された中空部分を備えた各突起部固定用部材23が嵌合したときに、各突起部22の断面形状が、各突起部固定用部材23の中空部分の断面形状に対して自由に回転することができない幾何学的な形状となっていればよい。   In addition to the frictional force and the pressing force, in order to obtain the combined effect of preventing the rotation and dropping of each protrusion 22 using the force that prevents the rotation of each protrusion 22 depending on the shape of the cross section. The cross-sectional shape of each protrusion 22 is not necessarily an elliptical shape. Even if the cross-sectional shape of each protrusion 22 is a shape other than a circular shape, for example, a polygonal shape such as a square shape or a hexagonal shape, or a star shape, the cross-sectional shape of each protrusion 22 and this cross-sectional shape When each projection fixing member 23 having a hollow portion formed so as to substantially coincide with each other is fitted, the sectional shape of each projection 22 becomes the sectional shape of the hollow portion of each projection fixing member 23. It is only necessary to have a geometric shape that cannot be freely rotated.

さらに、各突起部22の断面形状が多角形等のように角を備えておらず、楕円形状のように断面形状がなめらかな曲線から構成されている場合には、各突起部22は多角形形状における角のような削孔時の衝撃力や回転力等により摩耗しやすい個所を持たないため、各突起部22の自転および脱落をさらに防ぐことができるようになる。   Further, when the cross-sectional shape of each protrusion 22 does not have a corner like a polygon or the like, and the cross-sectional shape is composed of a smooth curve such as an ellipse, each protrusion 22 is a polygon. Since there is no portion that easily wears due to impact force or rotational force at the time of drilling such as a corner in the shape, the rotation and dropping of each protrusion 22 can be further prevented.

また、削孔ビット20の先端面20aには、当該削孔ビット20の後端に取り付けられたパイプロッドから供給される高圧エアもしくは高圧エアおよび水を吐出するための吐出孔26が設けられている。   Further, a discharge hole 26 for discharging high-pressure air or high-pressure air and water supplied from a pipe rod attached to the rear end of the drill bit 20 is provided on the front end surface 20a of the drill bit 20. Yes.

また、パイプロッドは掘削機に取り付けられるようになっており、掘削機によってパイプロッドに打撃力および回転力が与えられることにより、このパイプロッドの先端に取り付けられた削孔ビット20によって地盤に穴が掘削されるようになっている。   Further, the pipe rod is attached to the excavator. When the excavator applies a striking force and a rotational force to the pipe rod, the drill bit 20 attached to the tip of the pipe rod causes a hole in the ground. Is to be excavated.

なお、図6に示すような各突起部22を取り付ける機構の他の例のように、各凹部24の内側面および各突起部固定用部材23の外側面にネジ部分等の取付部や被取付部が形成されておらず、各突起部固定用部材23を溶接により各凹部24に取り付けることができるようになっていてもよい(溶接個所を図6において参照符号23cで表示)。この場合には、溶接する際に発生する熱を各突起部22に伝達させることなく、各突起部固定用部材23の外側面と各凹部24の内側面とを溶接するために、各凹部24および各突起部固定用部材23の断面形状の大きさがネジ等で取り付ける場合よりも大きく形成されていることが好ましい。   In addition, as in another example of a mechanism for attaching each protrusion 22 as shown in FIG. 6, an attachment portion such as a screw portion or attached portion is attached to the inner surface of each recess 24 and the outer surface of each protrusion fixing member 23. No protrusions may be formed, and each protrusion fixing member 23 may be attached to each recess 24 by welding (the welding location is indicated by reference numeral 23c in FIG. 6). In this case, in order to weld the outer surface of each protrusion fixing member 23 and the inner surface of each recess 24 without transferring heat generated during welding to each protrusion 22, each recess 24. Further, it is preferable that the size of the cross-sectional shape of each protrusion fixing member 23 is larger than that in the case of attaching with a screw or the like.

また、図6に示すような突起部22を取り付ける機構の他の例を用いることにより各突起部固定用部材23を溶接により各凹部24に取り付ける場合には、各突起部固定用部材23の外側面と各凹部24の内側面とが接触する周に沿って一周溶接することにより、各突起部固定用部材23を各凹部24に固定してもよいし、各突起部固定用部材23の外側面と各凹部24の内側面とが接触する周上の数か所を溶接することにより、各突起部固定用部材23を各凹部24に固定してもよい。   In addition, when each projection fixing member 23 is attached to each recess 24 by welding by using another example of a mechanism for attaching the projection 22 as shown in FIG. Each projection fixing member 23 may be fixed to each recess 24 by welding once along the circumference where the side surface and the inner side surface of each recess 24 come into contact with each other. Each protrusion fixing member 23 may be fixed to each concave portion 24 by welding several portions on the circumference where the side surface contacts the inner side surface of each concave portion 24.

なお、各突起部22の断面形状が正円形状でない場合(例えば楕円形状である場合)には、図7に示すような配置で各突起部22を削孔ビット20に取り付ける。具体的には、各突起部22の断面形状である楕円形状の長軸が伸びる方向と、削孔ビット20の周方向とが略一致するように取り付ける。このことにより、たとえば楕円形状の長軸の延びる方向と削孔ビット20の径方向とを略一致させた場合と比較して、削孔性能を向上させることができる。   In addition, when the cross-sectional shape of each protrusion part 22 is not a perfect circle shape (for example, when it is an elliptical shape), each protrusion part 22 is attached to the drill bit 20 by arrangement | positioning as shown in FIG. Specifically, it is attached so that the direction in which the long axis of the elliptical shape that is the cross-sectional shape of each protrusion 22 extends and the circumferential direction of the drill bit 20 substantially coincide. Thereby, for example, the drilling performance can be improved as compared with the case where the direction in which the long axis of the elliptical shape extends and the radial direction of the drill bit 20 are substantially matched.

本発明の削孔器具に用いるダイヤモンドとして、超高圧高温下でグラファイト型層状構造の炭素物質から焼結助剤や触媒の添加なしに変換焼結されたダイヤモンドからなる多結晶体であって、ダイヤモンドの平均粒径が100nm以下、純度が99%以上のダイヤモンド多結晶体が用いられてもよい。この場合、ダイヤモンド多結晶体として、平均粒径が20nm以下であり、硬度が70GPa以上であり、多結晶体の任意方向のX線回折の(220)回折強度(I(220))の(111)回折強度(I(111))に対する比率I(220)/I(111)が0.1以上であるものが用いられてもよい。 The diamond used in the drilling tool of the present invention is a polycrystalline body composed of diamond obtained by conversion and sintering from a carbon material having a graphite-type layer structure under an ultrahigh pressure and high temperature without adding a sintering aid or a catalyst. A polycrystalline diamond having an average particle diameter of 100 nm or less and a purity of 99% or more may be used. In this case, the polycrystalline diamond has an average particle diameter of 20 nm or less, a hardness of 70 GPa or more, and (111) of (220) diffraction intensity (I (220) ) of X-ray diffraction in an arbitrary direction of the polycrystalline body. ) The ratio I (220) / I (111) to the diffraction intensity (I (111) ) may be 0.1 or more.

このダイヤモンド多結晶体を製造する方法の一例を、図10に示すダイヤモンド多結晶体を製造する方法に使用する高温高圧セルの縦断面図を用いて説明する。この高温高圧セルの外部はランタンクロマイト(LaCrO)からなる容器であり、内部には試料61が収められるようになっている。本例では2つの試料61が高温高圧セルの中にセットできるようになっている。この試料61はダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド炭素、たとえば黒鉛(グラファイト)を所定の形状に形成したものである。この試料61の形状がほぼそのまま、合成される多結晶体の形状となる。ここでは、黒鉛を円柱状に形成したものであり、図10には円柱の軸線に沿って半分に切断した断面が示されている。試料61の周りにはアルカリハライド物質である塩化ナトリウムの粉末62を配しており、さらにその周りを酸化マグネシウム63(MgO)で包んである。さらに酸化マグネシウム63の層の外側にレニウム(Re)よりなるヒーター64が設けられ、当該ヒーター64の外部にはジルコニア(ZrO)よりなる断熱材65が設けられている。レニウムのような高融点金属からなるヒーターに電流を流して発熱させることで、試料61が間接加熱でありながらも効果的かつ安定に加熱されるようになっている。また、試料61とヒーター64の間には、高温でも安定なアルカリハライド物質である塩化ナトリウムの粉末62を配しているので、試料61あるいは生成されたダイヤモンド多結晶体はヒーター64から絶縁されるとともに加圧時にもその表面は保護される。高温高圧セルの上下にはモリブデン(Mo)からなる電極66があり、ヒーター64を加熱するための電力が外部から供給されるようになっている。そして、断熱材65の周囲には酸化マグネシウム又は酸化コバルトの圧力媒体67が、電極66の上下には外部はランタンクロマイト(LaCrO)の圧力媒体68がそれぞれ設けられている。そして、高温高圧セルのほぼ中心には試料61の温度を測定するためのタングステン・レニウムの熱電対69が設けられている。図10に示すように試料61や各種圧力媒体を装填し、この高温高圧セルをマルチアンビル型加圧装置に入れて加圧する。加圧装置により加えられる荷重は高温高圧セルの圧力媒体を通して、ほぼ静水圧として試料に加えられる。同時に、電極66を通してヒーター64に電力を供給して試料61を加熱する。試料に加わる圧力は、ロードセル等で出力される加圧装置により加えられる荷重と加圧面の角度および面積より求めることができ、試料61の温度は近くに設けられた熱電対69によって把握できる。所定の温度および圧力で一定時間保持することにより、試料61を多結晶体に合成する。合成後、例えば600℃程度に保って減圧を行うと良質な焼結体を得るのに特に効果的である。 An example of the method for producing the polycrystalline diamond will be described with reference to a longitudinal sectional view of a high-temperature and high-pressure cell used in the method for producing the polycrystalline diamond shown in FIG. The outside of the high-temperature and high-pressure cell is a container made of lanthanum chromite (LaCrO 3 ), and the sample 61 is accommodated inside. In this example, two samples 61 can be set in a high-temperature high-pressure cell. This sample 61 is made of non-diamond carbon, for example, graphite, which is a raw material for diamond, in a predetermined shape. The shape of the sample 61 is almost the same as that of the synthesized polycrystalline body. Here, graphite is formed in a cylindrical shape, and FIG. 10 shows a cross section cut in half along the axis of the cylinder. Around the sample 61, a powder 62 of sodium chloride, which is an alkali halide substance, is disposed, and the periphery thereof is wrapped with magnesium oxide 63 (MgO). Furthermore, a heater 64 made of rhenium (Re) is provided outside the layer of magnesium oxide 63, and a heat insulating material 65 made of zirconia (ZrO 2 ) is provided outside the heater 64. By causing an electric current to flow through a heater made of a refractory metal such as rhenium to generate heat, the sample 61 is effectively and stably heated while being indirectly heated. Further, since sodium chloride powder 62, which is an alkali halide material that is stable even at high temperatures, is disposed between the sample 61 and the heater 64, the sample 61 or the produced diamond polycrystal is insulated from the heater 64. At the same time, the surface is protected even during pressurization. Electrodes 66 made of molybdenum (Mo) are provided above and below the high-temperature and high-pressure cell, and electric power for heating the heater 64 is supplied from the outside. A pressure medium 67 of magnesium oxide or cobalt oxide is provided around the heat insulating material 65, and a pressure medium 68 of lanthanum chromite (LaCrO 3 ) is provided above and below the electrode 66, respectively. A tungsten-rhenium thermocouple 69 for measuring the temperature of the sample 61 is provided almost at the center of the high-temperature and high-pressure cell. As shown in FIG. 10, a sample 61 and various pressure media are loaded, and this high-temperature high-pressure cell is put into a multi-anvil pressurizing device and pressurized. The load applied by the pressurizing device is applied to the sample as almost hydrostatic pressure through the pressure medium of the high-temperature and high-pressure cell. At the same time, the sample 61 is heated by supplying power to the heater 64 through the electrode 66. The pressure applied to the sample can be obtained from the load applied by a pressurizing device output from a load cell or the like, the angle and area of the pressing surface, and the temperature of the sample 61 can be grasped by a thermocouple 69 provided nearby. The sample 61 is synthesized into a polycrystal by holding at a predetermined temperature and pressure for a certain period of time. After the synthesis, for example, maintaining the temperature at about 600 ° C. and reducing the pressure is particularly effective for obtaining a high-quality sintered body.

上述のダイヤモンド多結晶体を製造する方法は、触媒や焼結助剤を加えることなく純度の高い原料物質から純度の高い多結晶体を合成するので、透明度が高く物性に優れた多結晶体を得られるという効果を奏する。また、この製造方法により得られるダイヤモンド多結晶体は、極めてよく焼結された多結晶焼結体であり、単結晶ダイヤモンドのような劈開性がなく、どの方向の荷重に対しても安定した強度・硬度を有することを特徴とする。   The above-described method for producing a diamond polycrystalline body synthesizes a polycrystalline body having a high purity from a raw material having a high purity without adding a catalyst or a sintering aid, so that a polycrystalline body having high transparency and excellent physical properties can be obtained. The effect is obtained. In addition, the polycrystalline diamond obtained by this manufacturing method is an extremely well-sintered polycrystalline sintered body, which is not cleaved like single crystal diamond and has a stable strength against any load in any direction. -It has a hardness.

以上のような構成からなる本実施の形態の削孔器具によれば、各突起部22はダイヤモンドを含む材料から構成されており、各突起部22は、その中空部分の断面形状が各々の突起部22の上下方向における中間部分とほぼ一致している各突起部固定用部材23に嵌合され、当該突起部固定用部材23が削孔ビット20へ設けられた各凹部24へ取り付けられている。このように、各突起部22の固定には熱を利用しておらず、かつ機械的に強固に固定されているため、例えば地上あるいは海底の地面を深く削孔する場合や、加工対象物が高温の場合等の高温環境下でも、各突起部22が削孔ビット20より脱落することなく、安定した削孔を行うことができるようになる。   According to the drilling tool of the present embodiment configured as described above, each projection 22 is made of a material containing diamond, and each projection 22 has a cross-sectional shape of the hollow portion of each projection. The projection fixing member 23 is fitted to each recess 24 provided in the drill bit 20, and is fitted to each projection fixing member 23 that substantially coincides with the intermediate portion in the vertical direction of the portion 22. . As described above, heat is not used for fixing each protrusion 22 and it is mechanically firmly fixed. For example, when deeply drilling the ground or the sea floor, Even in a high temperature environment such as a high temperature, each protrusion 22 does not fall out of the drill bit 20 and stable drilling can be performed.

なお、本実施の形態による削孔器具は、上述したような態様に限定されることはなく、様々な変更を加えることができる。   In addition, the hole drilling instrument by this Embodiment is not limited to the aspect as mentioned above, A various change can be added.

図11に示す変形例のように、各突起部22の断面形状が四角形形状である場合には、この四角形形状の対角線の延びる方向と削孔ビット20の周方向とがほぼ一致するように、各突起部22を削孔ビット20に取り付ける。このことにより、削孔器具の削孔性能を向上させることができる。   As in the modification shown in FIG. 11, when the cross-sectional shape of each protrusion 22 is a quadrangular shape, the extending direction of the diagonal line of the quadrilateral shape and the circumferential direction of the drill bit 20 are substantially the same. Each protrusion 22 is attached to the drill bit 20. This can improve the hole drilling performance of the hole drilling tool.

また、図12に示す他の変形例のように、各突起部22の断面形状が六角形形状である場合には、この六角形形状の複数の対角線のうち、その長さが最も長い対角線が伸びる方向と削孔ビット20の周方向とがほぼ一致するように、各突起部22を削孔ビット20に取り付ける。このことにより、たとえば六角形形状の複数の対角線のうち、その長さが最も長い対角線が伸びる方向と削孔ビット20の径方向とを略一致させた場合と比較して、削孔性能を向上させることができる。   In addition, when the cross-sectional shape of each protrusion 22 is a hexagonal shape as in another modification shown in FIG. 12, the diagonal line having the longest length among the plurality of diagonal lines of the hexagonal shape is Each protrusion 22 is attached to the drill bit 20 so that the extending direction and the circumferential direction of the drill bit 20 substantially coincide. As a result, for example, among the plurality of hexagonal diagonal lines, the drilling performance is improved as compared with the case where the longest diagonal line extends and the radial direction of the drill bit 20 substantially coincides with each other. Can be made.

なお、各突起部22を削孔ビット20へ取り付ける際の各突起部22の配置は、上述の例に限定される必要はなく、各突起部22の断面形状において一番あるいは比較的鋭い部分(例えば、四角形であれば四隅)が向いている方向と削孔ビット20の周方向とが一致するように各突起部22を取り付けるものであればよい。この場合にも、一番あるいは比較的鋭い部分が向いている方向と削孔ビット20の周方向に対して垂直な方向とを略一致させた場合と比較して、削孔性能を向上させることができる。   The arrangement of the projections 22 when attaching the projections 22 to the drill bit 20 is not necessarily limited to the above-described example, and the most or relatively sharp portion (in the cross-sectional shape of each projection 22 ( For example, what is necessary is just to attach each protrusion part 22 so that the direction to which the four corners are facing and the circumferential direction of the drill bit 20 may coincide with each other. In this case as well, the drilling performance can be improved as compared with the case where the direction in which the most or relatively sharp part is facing and the direction perpendicular to the circumferential direction of the drill bit 20 are substantially matched. Can do.

さらに、図11および図12に示すように、各突起部22および各突起部固定用部材23の断面形状が、削孔時の衝撃力や回転力等により摩耗しやすい、例えば角のような部分を備えている場合には、図13や図14に示すように、摩耗しやすい例えば角のような部分に面取り加工を行って湾曲させることで、当該箇所の摩耗を防止しつつ、各突起部22の自転および脱落を更に防ぐことができる。   Furthermore, as shown in FIGS. 11 and 12, the cross-sectional shape of each protrusion 22 and each protrusion fixing member 23 is easily worn due to impact force or rotational force during drilling, such as a corner portion. 13 and FIG. 14, each protrusion is formed by chamfering a curved portion such as a corner, which is easily worn, and curving the portion to prevent wear. The rotation and dropping of 22 can be further prevented.

本実施例においては、各突起部固定用部材23の底面の端部が各凹部24の端部と略同一の高さとなっているが、わずかに突き出ていたりへこんだりしていてもよい。この場合には、削孔器具が美観上すぐれたものとなり、各突起部固定用部材23の早期摩耗等も生じにくいものとなる。   In the present embodiment, the end of the bottom surface of each protrusion fixing member 23 has substantially the same height as the end of each recess 24, but may protrude slightly or be dented. In this case, the hole drilling device is excellent in aesthetics, and the early wear of each protrusion fixing member 23 is unlikely to occur.

また、各突起部固定用部材23に設けられるねじ部は、多条ねじから構成されていてもよい。この場合には、少ない回転数によって各突起部固定用部材23を削孔ビット20から分離させることができる。また、ねじが多条構造であることにより許容応力が高くなるため、削孔時に強い衝撃等が与えられる各突起部固定用部材23の耐久性を高めることができる。   Moreover, the thread part provided in each protrusion part fixing member 23 may be comprised from the multiple thread | screw. In this case, each protrusion fixing member 23 can be separated from the drill bit 20 with a small number of rotations. In addition, since the allowable stress is increased due to the multi-thread structure of the screw, it is possible to enhance the durability of each protrusion fixing member 23 to which a strong impact or the like is given during drilling.

また、各突起部固定用部材23は、各凹部24の内側面に設けられた雌ネジ部分等の被取付部24aに螺合するものであるから、その底面にスパナ等の工具をかけるためのレンチフラット、係合用ピン穴等の係合手段を設けておいてもよい。このことにより、各突起部固定用部材23の螺合および取り外しが容易となり、削孔器具の利便性を向上させることができる。   Further, each protrusion fixing member 23 is screwed into a mounting portion 24a such as a female screw portion provided on the inner side surface of each recess 24, so that a tool such as a spanner is applied to the bottom surface thereof. You may provide engaging means, such as a wrench flat and a pin hole for engagement. This facilitates screwing and detachment of each protrusion fixing member 23, and can improve the convenience of the drilling tool.

また、各突起部22の側面22aおよび各突起部固定用部材23の中空部分の内側面23bが全体にわたって傾斜側面を有さなくてもよい。代わりに、例えば図8および図9に示すように、各突起部22の基端にはフランジ部22bが設けられていてもよい。この場合にも、各突起部22の形状に適合する各突起部固定用部材23を用いることで、フランジ部22bの底部を各凹部24の底面に押圧固定することができる。   Moreover, the side surface 22a of each protrusion part 22 and the inner surface 23b of the hollow part of each protrusion part fixing member 23 do not need to have an inclined side surface over the whole. Instead, for example, as shown in FIGS. 8 and 9, a flange 22 b may be provided at the base end of each protrusion 22. Also in this case, by using each protrusion fixing member 23 that matches the shape of each protrusion 22, the bottom of the flange 22 b can be pressed and fixed to the bottom of each recess 24.

20 削孔ビット
20a 先端面
20b 傾斜面
22 突起部
22a 側面
22b フランジ部
23 突起部固定用部材
23a 取付部
23b 内側面
23c 溶接部
24 凹部
24a 被取付部
25 排出溝
26 吐出孔
28 取付部
61 試料
62 塩化ナトリウムの粉末
63 酸化マグネシウム
64 ヒーター
65 断熱材
66 電極
67、68 圧力媒体
69 熱電対
20 Drilling bit 20a Tip surface 20b Inclined surface 22 Protruding portion 22a Side surface 22b Flange portion 23 Protruding portion fixing member 23a Mounting portion 23b Inner side surface 23c Welding portion 24 Recessed portion 24a Mounted portion 25 Discharge groove 26 Discharge hole 28 Mounting portion 61 Sample 62 Sodium chloride powder 63 Magnesium oxide 64 Heater 65 Heat insulating material 66 Electrodes 67, 68 Pressure medium 69 Thermocouple

Claims (8)

掘削機のロッドに取り付け可能となっており、外面に凹部が複数設けられた削孔ビットと、
各前記凹部に取り付け可能となっており、中空部分が設けられている複数の突起部固定用部材と、
各前記突起部固定用部材に設けられた中空部分に、その先端が突出するよう挿入される複数の突起部と、
を備え、
各前記突起部が前記削孔ビットの外面から突出するよう各前記突起部固定用部材が前記削孔ビットの各前記凹部に取り付けられており、各前記突起部の材料はダイヤモンドを含むことを特徴とする削孔器具。
A drilling bit that can be attached to a rod of an excavator and has a plurality of recesses on the outer surface;
A plurality of protrusion fixing members that are attachable to each of the recesses and provided with a hollow portion;
A plurality of protrusions that are inserted into the hollow portions provided in the protrusion fixing members, so that their tips protrude;
With
The protrusion fixing members are attached to the recesses of the drill bit so that the protrusions protrude from the outer surface of the drill bit, and the material of the protrusion includes diamond. Drilling equipment.
各前記突起部は、その先端の断面形状の大きさよりも基端の断面形状の大きさが大きくなるよう連続的もしくは不連続的に変化する形状となっており、各前記突起部固定用部材は、各前記突起部が挿入される前記中空部分の内面と、各前記突起部の外面とが少なくとも一部の領域において接触するような形状となっている、請求項1記載の削孔器具。   Each of the protrusions has a shape that changes continuously or discontinuously so that the size of the cross-sectional shape of the base end is larger than the size of the cross-sectional shape of the tip. The hole drilling device according to claim 1, wherein the inner surface of the hollow portion into which each projection is inserted and the outer surface of each projection are in contact with each other in at least a partial region. 各前記突起部は、その断面形状が楕円形状または多角形形状となっている、請求項1または2記載の削孔器具。   The drilling tool according to claim 1 or 2, wherein each of the protrusions has an elliptical shape or a polygonal cross-sectional shape. 各前記突起部の断面形状が楕円形状であり、前記楕円形状の長軸が伸びる方向と前記削孔ビットの周方向が略一致するよう各前記突起部が各前記突起部固定用部材により前記削孔ビットに取り付けられている、請求項3記載の削孔器具。   The cross-sectional shape of each of the protrusions is elliptical, and each of the protrusions is cut by the protrusion fixing member so that the direction in which the major axis of the elliptical shape extends and the circumferential direction of the drill bit substantially coincide. The drilling tool according to claim 3, wherein the drill bit is attached to a hole bit. 各前記凹部および各前記突起部固定用部材は、それぞれ、各前記突起部固定用部材が各前記凹部に螺合されるような形状となっており、各前記突起部固定用部材が螺合により各前記凹部に取り付けられるようになっている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の削孔器具。   Each of the recesses and each of the protrusion fixing members are shaped such that each of the protrusion fixing members is screwed into each of the recesses, and each of the protrusion fixing members is screwed. The drilling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the drilling device is attached to each of the recesses. 各前記凹部の断面形状の大きさは、各前記突起部固定用部材の断面形状の大きさと略同一となっており、各前記突起部固定用部材が各前記凹部の内部に溶接により取り付けられている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の削孔器具。   The size of the cross-sectional shape of each of the recesses is substantially the same as the size of the cross-sectional shape of each of the protrusion fixing members, and each of the protrusion fixing members is attached to the inside of each of the recesses by welding. The drilling tool according to any one of claims 1 to 4. 各前記突起部は、その底面および側面のうち少なくとも一方の全体または一部の領域に細かな凹凸が設けられていることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の削孔器具。   Each of the projections is provided with fine irregularities on at least one of the bottom surface and the side surface of the whole or a part of the region. Hole instrument. 各前記突起部の材料としてのダイヤモンドがダイヤモンド単相の多結晶体からなる、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の削孔器具。   The drilling tool according to any one of claims 1 to 7, wherein diamond as a material of each of the protrusions is made of a single-phase polycrystalline diamond.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7381395B2 (en) 2020-04-21 2023-11-15 株式会社和工 Drilling tips and drilling bits

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