JP2848182B2 - 掘削ビット - Google Patents

掘削ビット

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JP2848182B2 JP7475893A JP7475893A JP2848182B2 JP 2848182 B2 JP2848182 B2 JP 2848182B2 JP 7475893 A JP7475893 A JP 7475893A JP 7475893 A JP7475893 A JP 7475893A JP 2848182 B2 JP2848182 B2 JP 2848182B2
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明弘 佐分利
猛 林
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Mitsubishi Materials Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネル掘削、各種ア
ンカー工事、各種作井工事、あるいは各種基礎杭孔工事
等に適用される掘削ビットに関する。
【０００２】
【従来の技術】回転打撃掘削により地盤等に孔を掘削す
る場合、使用される掘削ビットとしては、図２および図
３に示すような、円柱状をなすビット本体１の先端部に
超硬合金等からなる刃体（図示せず）を植設したものが
一般的である。
【０００３】図２および図３において、ビット本体１の
先端面には前記刃体を植設するための孔２が設けられて
いる。一方、符号３は、ビット本体１の基端面から先端
方向に向けてビット本体１と同軸をなすよう形成された
取付孔で、取付孔３の基端側の内周面にはネジ部４が螺
刻されている。また、取付孔３の先端側は拡径されてネ
ジ部４螺刻用の円筒状空間５とされているが、この円筒
状空間５は、ビット本体１の軸線と平行な内周面３ａ
と、前記軸線と垂直な底面３ｂおよび内周面３ａとネジ
部４の先端または底面３ｂとをそれぞれ所定の曲率で連
結する曲面３ｃ，３ｄで囲まれている。なお、符号６は
取付孔３を穿孔するため円筒状空間５の先端側に形成さ
れた小径部６、符号７は小径部６からビット本体１の外
周面に開口するブロー穴である。
【０００４】掘削の際には、円筒状をなすロッド（図示
せず）の先端部を取付孔３に挿入し、前記先端部の外周
面に螺刻されたネジをネジ部４と螺合させることによ
り、ビット本体１を前記ロッドの先端側に固定させる。
そして、ビット本体１の先端面を掘削すべき地盤に接触
させ、前記ロッドを回転させつつ上下動させると、前記
ロッドから伝達された打撃力および回転力により、ビッ
ト本体１が徐々に回転しながら地盤を連続的に打撃し、
その結果、前記刃体の作用により地盤が局部的な圧潰と
剪断破壊を起こし、掘削が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の掘削ビットにおいては、内周面３ａと底面３ｂとが
垂直で、かつ曲面３ｃ，３ｄの曲率が小さいため、掘削
中ビット本体１に生じる応力が曲面３ｃ，３ｄに集中
し、それが原因となってビット本体１が曲面３ｃ，３ｄ
から折損するという問題があった。
【０００６】一方、一般に、ビット本体１への取付孔３
の穿孔には、予め定められたプログラムに従って自動的
に移動しながら順次直線または曲線加工を行うＮＣ工作
機械が使用される。上記従来の掘削ビットの場合、円筒
状空間５は、上記の通りビット本体１の軸線と平行な内
周面３ａと、前記軸線と垂直な底面３ｂおよび内周面３
ａとネジ部４の先端または底面３ｂとをそれぞれ連結す
る曲面３ｃ，３ｄで囲まれているため、ＮＣ工作機械に
よる円筒状空間５の形成には、内周面３ａ切削用の直線
加工プログラムと、曲面３ｃ切削用の曲線加工プログラ
ムおよび曲面３ｄ、底面３ｂ切削用の曲線加工プログラ
ムの計３種の制御プログラムが必要となる。
【０００７】ところが、ＮＣ工作機械による切削中、制
御プログラムが切り替えられると、切り替えの瞬間、工
作機械が無制御状態となる。そのため、制御プログラム
切り替え時には、工作機械が瞬間的にその移動を停止し
たまま回転し、工作機械のバックラッシ等により被削面
に周方向に沿って溝状の加工傷が形成される。上記従来
の掘削ビットの場合、曲面３ｃと内周面３ａおよび内周
面３ａと曲面３ｄ間における制御プログラムの切り替え
箇所で、それぞれ上記のような加工傷が生じていた。
【０００８】その結果、上記従来の掘削ビットでは、掘
削中ビット本体１に生じる応力が切欠効果により前記加
工傷の形成箇所に集中し、前記加工傷の形成箇所からビ
ット本体１が折損する場合があった。本発明は上記事情
に鑑みてなされたもので、掘削中のビット本体１への応
力集中と、それに伴うビット本体１の折損が防止された
掘削ビットを得ることをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、円柱状をなす
ビット本体の先端部に刃体が設けられるとともに、前記
ビット本体の基端面から先端方向に向けて、前記ビット
本体と同軸をなし、かつ内周面の基端側にネジ部を有す
る取付孔が設けられ、前記取付孔に挿入され、前記ネジ
部と螺合するロッドを介して前記ビット本体に伝達され
た駆動力により掘削を行う掘削ビットにおいて、前記取
付孔の、前記ネジ部の先端側に円筒状空間が形成され、
この円筒状空間を囲む前記取付孔の内周面が、前記ビッ
ト本体の肉厚が前記ネジ部の先端と前記取付孔の底面と
の間で最も薄くなる曲面とされ、かつ前記内周面と前記
ネジ部の先端および前記底面とが、それぞれ前記曲面と
連続する曲面で連結されているものである。
【００１０】
【作用】本発明の掘削ビットにおいては、円筒状空間を
囲む取付孔の内周面が、前記ビット本体の肉厚がネジ部
の先端と取付孔の底面との間で最も薄くなる曲面とさ
れ、かつ前記ネジ部の先端から前記円筒状空間を囲む内
周面を経て底面に至る範囲が連続する曲面で連結されて
いるため、前記円筒状空間の周囲が、曲率の大きな曲面
で囲まれる。しかも、ＮＣ工作機械を用いてビット本体
に前記円筒状空間を形成させる際、制御プログラムの切
り替えが不要となる。
【００１１】
【実施例】以下、図面に基づき、本発明の実施例につい
て更に詳しく説明する。なお、本発明は、特に掘削ビッ
トのビット本体に形成された取付孔の形状に関するもの
であるため、掘削ビットの他の部分については、その説
明を省略する。
【００１２】図１は、本発明に係る掘削ビットに用いら
れる取付孔１０の形状の例を示すものである。ビット本
体１１の基端側に形成された取付孔１０の内周面の基端
側にはネジ部１２が螺刻されるとともに、ネジ部１２の
先端側は更に拡径され、内周面１０ａと、ビット本体１
１の軸線と垂直な底面１０ｂで囲まれてなる円筒状空間
１３となっている。
【００１３】ここで、内周面１０ａは、ビット本体１１
の肉厚がネジ部１２の先端と底面１０ｂとの中点で最も
薄くなるような曲面とされている。更に、内周面１０ａ
とネジ部１２の先端および底面１０ｂとは、それぞれ内
周面１０ａと連続する曲面１０ｃ，１０ｄで連結されて
いる。すなわち、本発明に係る掘削ビットの場合、円筒
状空間１３は、曲面１０ｃから内周面１０ａを経て曲面
１０ｄに至る連続的な曲面１４で囲まれている。
【００１４】従って、前記曲面１４の曲率が増大し、そ
の結果、掘削中ビット本体１に生じる応力が前記曲面１
４内で分散するため、前記曲面１４における応力集中に
よるビット本体１１の折損が防止され、掘削ビットの強
度が向上する。
【００１５】しかも、ＮＣ工作機械を用いてビット本体
１１に円筒状空間１３を形成させる場合、制御プログラ
ムが前記曲面１４切削用の曲面加工プログラムの一種類
だけで済むため、穿孔中における制御プログラムの切り
替えが不要となる。その結果、制御プログラムの切り替
えにより前記曲面１４に加工傷が生じることもなく、掘
削中における前記加工傷の形成箇所への応力集中と、そ
れに伴う前記加工傷の形成箇所からのビット本体１１の
折損が防止される。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の掘削ビット
においては、取付孔の円筒状空間の周囲が曲率の大きな
曲面で囲まれるため、掘削中における前記取付孔内周面
への応力集中とそれに伴う前記ビット本体の折損が防止
され、掘削時における捻れや衝撃に対して折損しにくい
掘削ビットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の掘削ビットに係る取付孔の形状の例を
示す断面図である。
【図２】従来の掘削ビットに係るビット本体の形状の例
を示す図である。
【図３】従来の掘削ビットに係る取付孔の形状の例を示
すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１，１１ ビット本体 ２ 孔 ３，１０ 取付孔 ３ａ，１０ａ 内周面 ３ｂ，１０ｂ 底面 ３ｃ，３ｄ，１０ｃ，１０ｄ，１４ 曲面 ４，１２ ネジ部 ５，１３ 円筒状空間 ６ 小径部 ７ ブロー穴
フロントページの続き (72)発明者 藤墳 和夫 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田 1528番地 三菱マテリアル株式会社 岐 阜製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21B 10/00 - 10/66

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円柱状をなすビット本体の先端部に刃体
    が設けられるとともに、前記ビット本体の基端面から先
    端方向に向けて、前記ビット本体と同軸をなし、かつ内
    周面の基端側にネジ部を有する取付孔が設けられ、前記
    取付孔に挿入されて前記ネジ部と螺合するロッドを介し
    て前記ビット本体に伝達された駆動力により掘削を行う
    掘削ビットにおいて、 前記取付孔の、前記ネジ部の先端側に円筒状空間が形成
    され、この円筒状空間を囲む前記取付孔の内周面が、前
    記ビット本体の肉厚が前記ネジ部の先端と前記取付孔の
    底面との間で最も薄くなる曲面とされ、かつ前記内周面
    と前記ネジ部の先端および前記底面とが、それぞれ前記
    曲面と連続する曲面で連結されていることを特徴とする
    掘削ビット。
  2. 【請求項２】 前記円筒状空間を囲む前記取付孔の内周
    面が、前記ビット本体の肉厚が前記ネジ部の先端と前記
    取付孔の底面との中点で最も薄くなるような曲面とされ
    ていることを特徴とする請求項１記載の掘削ビット。
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