JP2020159066A

JP2020159066A - 掘削ビット

Info

Publication number: JP2020159066A
Application number: JP2019059538A
Authority: JP
Inventors: 央高遠; Hiroshi Takato
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: JP6597924B1

Abstract

【課題】軟岩層を効率的に削ることができる掘削ビットを提供すること。【解決手段】二つ以上の板状の切れ刃チップ２０と、切れ刃チップ２０を固定するための略円筒形状の本体部１０と、を備え、各切れ刃チップ２０に対して工具回転方向前方に空間を形成するための第１の窪み１２と、第１の窪み１２に連続する第２の窪み１３と、先端視したとき、切れ刃チップ２０の一つは、本体部１０の回転中心軸線を越えて配置されており、第１の窪み１２は各切れ刃チップ２０のすくい面の一部に隣接し、なおかつ本体部１０の先端に向って開放されて形成され、第２の窪み１３は本体部１０の先端に向って開放されて形成され、先端視したとき、第１の窪み１２および第２の窪み１３が占める割合が、工具径によって規定される領域に対して６５％以上７５％以下である掘削ビット１００。【選択図】図２

Description

本発明は掘削工具に用いられるビット、特に二重管式掘削工具に用いられるビットに関する。

従来掘削に用いられる工具として、特許文献１に開示されているような二重管式掘削工具が知られている。二重管式掘削工具は、前面に掘削刃を備えるインナービットと、前面または側面に掘削刃を備える筒状のアウタービットとによって掘削ビットを構成し、インナービットをアウタービットに挿入して着脱自在に一体化し、一体化された掘削ビットに回転および打撃を加えながら掘削する。

特開２０１０−１４４５０号公報

ビットの形状によらず軟岩層では硬岩層に比べて１回転当たりの排出土砂が多くそれらを取り込む必要がある。しかしながら特許文献１に開示されているような形状のビットでは、点当たりで仕事をするため排出土砂を取り込むことが困難である。取り込むことができなかった土砂は詰まりの原因となり、掘削作業を中断しなければならなかったり、機械自体が破損したりする。本発明は上述した課題に鑑みて、軟岩層を効率的に削ることができ、取り込みやすい土砂を形成する掘削ビットを提供することを目的とする。

本発明にかかる掘削ビットは、二つ以上の板状の切れ刃チップと、前記切れ刃チップを固定するための略円筒形状の本体部と、を備え、前記本体部は前記切れ刃チップを取り付けるためのチップ取り付け部と、各前記切れ刃チップに対して工具回転方向前方に空間を形成するための第１の窪みと、前記第１の窪みに連続する第２の窪みと、前記第１の窪みに形成された開口部から流体を噴射させるための流路と、を備え、先端視したとき、前記切れ刃チップの一つは、前記本体部の回転中心軸線を越えて配置されており、前記第１の窪みは各前記切れ刃チップのすくい面の一部に隣接し、なおかつ前記本体部の先端に向って開放されて形成され、前記第２の窪みは前記本体部の先端に向って開放されて形成され、
前記流路は前記本体部の内部に形成され、先端視したとき、前記第１の窪みおよび前記第２の窪みが占める割合が、工具径によって規定される領域に対して６５％以上７５％以下である。

本発明の掘削ビットによれば、複数の板状の切れ刃チップを用いるため、切れ刃が線（面）当たりで仕事をすることになり、効果的に軟岩層を掘削することができる。また、切れ刃チップが工具の回転軸線を越えて配置されるため効率的に掘削が可能になる。さらに、切れ刃チップのすくい面に隣接して大きく窪みが形成され、その窪みの表面に形成された開口部から水が噴射されるため、生じた土砂を効率的に地上へ押し流すことができる。

図１は本発明の第１の実施形態に係る掘削ビットの斜視図である。図２は図１の掘削ビットを先端視した図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図４は図１の掘削ビットの側面図である。図５は図１の掘削ビットの側面図である。図６は図１の掘削ビットの本体部だけを示す斜視図である。図７は図１の掘削ビットの切れ刃チップだけを示す斜視図である。図８は本発明の第２の実施形態に係る掘削ビットの斜視図である。図９は図８の掘削ビットを先端視した図である。図１０は図８の掘削ビットの側面図である。図１１は図８の掘削ビットの側面図である。

本発明の掘削ビットの一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態の掘削ビット１００は、二重管掘削工具に用いられるビットであり、いわゆるルーフ型と呼称される形状に類似している。具体的には、掘削ビット１００は全体的に略円筒形状の本体部１０と、本体部１０の先端に二つ取り付けられた板状の切れ刃チップ２０と、を備える。

図７に示すように、切れ刃チップ２０のすくい面２１は、最も長い第１の辺稜部２１ａと、第１の辺稜部２１ａから垂直に延びる第２の辺稜部２１ｂおよび第３の辺稜部２１ｃと、互いに鈍角に交差し第２の辺稜部２１ｂおよび第３の辺稜部２１ｃに接続する第４の辺稜部２１ｄおよび第５の辺稜部２１ｅと、で構成された五角形状になっている。第４の辺稜部２１ｄおよび第５の辺稜部２１ｅが切れ刃として作用し、第５の辺稜部２１ｅが第４の辺稜部２１ｄよりも長くなっている。第１の辺稜部２１ａに接続する側面は本体部１０に形成されるチップ取り付け部との当接面となり、切れ刃チップ２０の工具回転軸方向への移動を拘束する。

図１から図６に示すように、本体部１０はその先端に形成された溝状のチップ取り付け部１１と、各切れ刃チップ２０の工具回転方向前方に設けられた第１の窪み１２と、第１の窪み１２に隣接して形成される第２の窪み１３と、本体部１０の内部に形成される一本の大流路１４と、大流路１４から分岐して第１の窪み１２に開口部を形成する小流路１５と、を備える。

チップ取り付け部１１は四つの面で構成されており、一つは切れ刃チップ２０の第１の辺稜部２１ａに接続する側面と当接し、一つは切れ刃チップ２０のすくい面２１に対向する側面と当接し、一つは切れ刃チップ２０の第２の辺稜部２１ｂに接続する側面と当接し、一つは切れ刃チップ２０のすくい面２１に当接する。

第１の窪み１２は切れ刃チップ２０のすくい面２１に隣接して形成されている。そのため、すくい面２１の一部は露出した状態になっている。また、第１の窪み１２は曲面で構成され、本体部１０の先端に向って開放されている。言いかえると、第１の窪み１２は本体部１０をその先端から抉ったような形状に形成されている。そのため、掘削により生成された土砂が円滑に移動できるようにするための空間が十分に確保されている。同じく第２の窪み１３も曲面で構成され、本体部１０の先端に向って開放されている。
本体部１０を先端視したとき、図２に示すように、二つずつある第１の窪み１２および第２の窪み１３が工具径Ｄによって規定される領域Ｓに占める割合は６５％以上７５％以下になっている。
図２に示すように、各切れ刃チップ２０は工具回転中心軸付近に極力隙間が形成されないように隣接し、なおかつ領域Ｓを二等分する仮想線Ｌを跨ぐように配置される。

次に掘削ビット１００が奏する効果について説明する。掘削ビット１００が備える切れ刃チップ２０はその一方端が掘削ビット１００の回転中心軸線を越えるように配置されており、それに伴って切れ刃も回転中心軸線を越えるように配置される。さらに、第１の窪み１２に加えて第２の窪み１３も形成されており、小流路１５の開口部が第２の窪み１３に形成されている。このことにより、小流路１５の開口部から噴射される水によって効率よく土砂を後方に押し流すことができるようになる。また掘削ビット１００を先端視したとき、第１の窪み１２および第２の窪み１３が領域Ｓに対して６５％以上７５％以下であるため、掘削ビット１００は十分な強度があるにもかかわらず、噴射された水が通過するのに十分な大きさの空間が確保され、なおかつ軽量化も実現している。

次に第２の実施形態について説明する。第２実施形態については上述した第１の実施形態と同じ機能の部分には第１実施形態の説明で用いた符号と同じ符号を使用して説明を省略し、第１の実施形態とは異なる部分についてのみ説明する。

第２の実施形態の掘削工具２００は、切れ刃チップ２０を三つ備えており、そのうちの一つが掘削工具２００の回転中心軸線を越えて配置されている。各切れ刃チップ２０に隣接して第１の窪み１２が形成され、第１の窪み１２に隣接して第２の窪み１３が形成される。
このように、切れ刃チップ２０を三つ以上備える場合には少なくともその一つが掘削工具２００の回転中心軸線を越えて配置されれば第１の実施形態と同様の効率的な掘削が可能になる。

以上、本発明についてその一実施形態を例に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば、切れ刃チップ２０は四つ以上用いてもよい。

１０…本体部、１１…チップ取り付け部、１２…第１の窪み、１３…第２の窪み、１４…大流路、１５…小流路、２０…切れ刃チップ、２１…すくい面、１００…掘削ビット、Ｓ…工具径によって規定される領域

Claims

二つ以上の板状の切れ刃チップと、
前記切れ刃チップを固定するための略円筒形状の本体部と、を備え、
前記本体部は前記切れ刃チップを取り付けるためのチップ取り付け部と、
各前記切れ刃チップに対して工具回転方向前方に空間を形成するための第１の窪みと、
前記第１の窪みに連続して形成される第２の窪みと、
前記第１の窪みに形成された開口部から流体を噴射させるための流路と、を備え、
先端視したとき、前記切れ刃チップの一つは、前記本体部の回転中心軸線を越えて配置されており、
前記第１の窪みは各前記切れ刃チップのすくい面の一部に隣接し、なおかつ前記本体部の先端に向って開放されて形成され、
前記第２の窪みは前記本体部の先端に向って開放されて形成され、
前記流路は前記本体部の内部に形成され、
先端視したとき、前記第１の窪みおよび前記第２の窪みが占める割合が、工具径によって規定される領域に対して６５％以上７５％以下である
掘削ビット