JP3924679B2 - Drilling bit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削用回転体の先端に固着されるアースオーガ等の掘削用ビットの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知の通り、掘削用ビットは、地盤を掘削するアースオーガ等の自走可能な掘削機の駆動軸に取付けられたスパイラル羽根の先端に多数装着されてあり、地盤を掘削する際には、スパイラル羽根を回転させて多数のビットにより地盤が掘削される。掘削による土砂は、スパイラル羽根の回転により円筒状のヘッド内部を通して上部に排出されるようになっている。
【0003】
従来のビットは、大別して一般土砂、地盤用の平形ビットと、コニカル等の円錐状のビットとが有り、使用地盤の種類に応じて使い分けられている。図6及び図7(A)、(B)に示すように平形ビット303は、シャンク302の先端に平形チップ301を固着し、スパイラル羽根304の先端に固着されている。
【0004】
このような従来のビットにおいて、シャンク302の先端に固着されるチップは、タングステン系超硬合金等の対土砂磨耗性に優れた高硬度の材料で製造されており、シャンク302のチップ取付け部にロー付け等によって取付けられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、地盤の掘削に際し、粘土質の土壌が固く締まった土坦層は、図6及び図7に示すような通常の平形ビット303では、通常の地盤は、ある程度崩れながら掘削されていくが、土坦層と言われる地盤は、地盤の粘土が固く固まったもので、図のように平刃先の場合は刃先が地盤内部に入って行かず掘削が困難となる問題を有していた。
【0006】
そこで、平らな通常のビットでは土坦層が掘削し難いため、コニカル等の円錐状のビットが多く使用されている。
【0007】
このような土坦層は、コニカルビットを取付けたヘッドで掘削することができるが、この土坦層の掘削が終了して多少の岩石が混じる普通の地盤に移動した場合には、チップが欠損したり外れたりする問題が発生するため、普通地盤用のヘッドが必要なため2種類のヘッドを準備しなければならないため、ヘッドの取り扱い作業に手間がかかり掘削作業効率が低下する問題を有していた。
【0008】
更に、コニカルビットはチップが小さく、ロー付け強度が低いためヘッド自体に作用する重量が制限され、掘削機械の大きな重量が作用した場合に地面に置いただけでもチップが離脱してしまうことがあり、チップの交換等に時間を要し、掘削工期が長期化する問題を有していた。
【0009】
一方、剣先形のビットでは、刃先が尖っているため、土坦層に入っていくことが出来るが、平形ビット303と比較して土砂をすくうことが出来ず、現実的には土坦層の掘削には適していない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的とする所は、掘削時に地盤層の変化があってもヘッドを交換することなく、そのまま掘削作業が可能となり掘削作業効率を向上し掘削工期を短縮することができる掘削用ビットを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決する為の手段】
上記目的を達成するために、本発明は次の技術的手段を有する。即ち、明明の実施の形態に対応する添付図面に使用した符号を用いて説明すると、掘削機における掘削回転体に固着され、シャンク2と、該シャンク2先端に形成される凹溝にロー付けにより固着されるチップ4とから成り上記チップ4は、刃先先端が平面視上記シャンク2の一方の側面2Aから先端に向けて傾斜する上部稜線を刃先とする第1刃先4Aと、平面視他方の側面2Bから先端に向けて傾斜する上部稜線を刃先とする第2刃先4Bとで尖端状に形成されると共に、上記尖端部のチップ4上面から垂直下方に延びる所定長さの稜線を第3刃先4Cとして形成され、且つ該第3の刃先4C下端には内側に傾斜する下部稜線4Dが形成され、上記第1刃先4Aの後端には、該第1刃先4Aの稜線に連続する稜線を有する稜線摩耗防止用チップ6が上記シャンク2上部の傾斜稜線の範囲で連設されて成る掘削用ビット1に於いて、上記チップ4は、平面視上記第1刃先4Aと第2刃先4Bとが交叉した尖端部が61度から62度の鋭く尖った角度βで形成され、且つ上記第3の刃先4C下端に形成される下部稜線4Dが垂線に対する角度αが25度から50度の範囲で内側に傾斜するように形成され、平面視第1刃先4Aに対する平行な厚みBが12mmから30mmの範囲であって、上記第3の刃先4C稜線の垂直長さCが、4mmからチップ4の上下面までの垂直高さWの1/2の範囲で形成され、上記第1刃先4Aの傾斜側面が掘削方向上面を向くように上記掘削回転体の先端に固着されていることを特徴とする掘削用ビットである。
上記によれば、アースオーガ等の掘削機で硬い地盤や岩盤を掘削する際に、掘削回転体(例えばスパイラル羽根の先端)に第1刃先4Aの傾斜側面が掘削方向上面を向くように固着された掘削用ビット1が回転駆動される。この掘削用ビット1による掘削が開始されると、シャンク2の先端に固着されたチップ4に強い負荷が断続、または連続的に作用し、同時にチップ4の稜線方向にも大きな切削抵抗が作用する。
従って、チップ4を上記のように構成することにより、掘削用ビット1の先端が尖端状に形成されているので、硬い土坦層でも地盤に入って行くことができ、第1刃先4Aの傾斜側面が掘削方向上面を向くように上記掘削回転体(例えばスパイラル羽根)の先端に固着されているので、掘削した土砂をすくい外部に掻き出すことができる。また、地盤層の変化等により大きな切削抵抗が生じてもチップ4の強度が維持されて、掘削時における欠損などの発生を抑制することができ、これによって、ヘッドを交換することなくそのまま掘削作業を継続することが可能となり、掘削作業効率が向上し掘削工期を短縮することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の掘削用ビットを示す平面図、図2は同じく掘削用ビットの側面図、図3の(A)はシャンク先端に固着されたチップの平面図、(B)は(A)のX矢視図、図4の(A)は第1刃先後端に稜線摩耗防止用チップを連設したチップの平面図、(B)は(A)のY矢視図であり、図5の(A)はスパイラル羽根の先端に掘削用ビットを固着した状態を示す正面図、(B)はその側面図である。
【0013】
図1ないし図3において、符号1は本発明の掘削用ビットを示しており、この掘削用ビット1は、図示しないアースオーガ等の自走可能な掘削機の駆動軸に取付けられたスパイラル羽根の先端に溶接等により複数個並べて取付けられ、スパイラル羽根の回転によりビットが地盤を掘削し、スパイラル羽根の直径に等しい穴が掘削される。掘削による土砂は、スパイラル羽根の回転により円筒状のヘッド内部を通して上部に排出されるようになっている。
【0014】
本発明の掘削用ビット1は、図1、図2に示すように、シャンク2と、このシャンク2先端に固着されるチップ4及び稜線摩耗防止用チップ6とから成り、このチップ4は、例えばタングステン系超硬合金により構成されており、軟鉄又は構造用合金鋼で構成されるシャンク2先端に形成される凹状角溝にロー付けにより固着されている。
【0015】
ここで、本発明の掘削用ビット1におけるチップ4の形状は、本実施形態では、図4の(A)、(B)に示すように、刃先先端が、平面視シャンク2の一方の側面2Aから先端に向けて角度θ=35°で傾斜する上部稜線を刃先とする第1刃先4Aと、平面視他方の側面2Bから先端に向けて傾斜する上部稜線を刃先とする第2刃先4Bとの交叉する角度βが61度から62度の範囲に有り、本実施例ではβ=61°42′で尖端状に形成されると共に、尖端部のチップ4の上面から垂直下方に延びる所定長さの稜線を第3刃先4Cとして形成され、且つこの第3の刃先4Cの下端には、垂線に対し角度α=35°37′で内側に傾斜する下部稜線4Dが形成され、第1刃先4Aの稜線に沿った長さはA=40mm、第1刃先4Aと平行な厚みはB=20mm、第3の刃先4C稜線の垂直長さはC=10mm、及びチップ4の上下面までの垂直高さはW=50mmで形成されている。
【0016】
次に、上記のように構成された掘削用ビット1は、平面視シャンク2の一方の側面2Aから先端に向けて角度θ=35°で傾斜する第1刃先4Aの傾斜側面が、図5(A)、(B)に示す掘削方向上面を向くようにスパイラル羽根10の先端に固着される。
【0017】
次に、掘削用ビットに使用されるチップの形状に対する掘削時の比較例に付き図3の(A)、(B)を参照して説明する。
【0018】
比較例1;
下部稜線4Dの垂線に対する角度α<25°の場合では、土坦層へのビットの食い込みが悪く、掘削抵抗が大きくなるため掘削が出来なかった。また、α>50°の場合では、刃先強度が弱く、普通地盤の掘削時に小さな礫程度でもチップ4が欠損した。従って、下部稜線4Dの垂線に対する角度は、25°<α<50°が掘削上最適な角度として得られる。
【0019】
比較例2;
下部稜線4Dの垂線に対する角度がα=25°において、第1刃先4Aに対する平行な厚みが、B<12mmの場合では、チップ4自身の強度が不足してチップの欠損が発生した。また、B>30mmの場合では、銀ロー付け歪からチップ4にクラックが入る可能性を有し、クラックが発生しない場合でも残留歪のため掘削時にチップ4が欠損した。従って、第1刃先4Aに対する平行な厚みBは、12mm<B<30mmが掘削上最適な厚みとして得られる。
【0020】
一方、α=50°において、B<18mmの場合では、チップ4自身の強度が不足してチップ4の欠損が発生した。また、B>30mmの場合では、銀ロー付け歪からチップ4にクラックが入る可能性を有し、クラックが発生しない場合でも残留歪のため掘削時にチップ4が欠損した。従って、第1刃先4Aに対する平行な厚みBは、18mm<B<30mmが掘削上最適な厚みとなる。
【0021】
比較例3;
チップ4の尖端部上面から垂直下方に延びる第3刃先4Cの垂直長さCが、4mm>Cの場合では、普通地盤を掘削した場合に、小さな礫程度でも刃先が欠損した。また、チップ4の上下面までの垂直高さW/2に対する垂直長さCが、W/2<Cの場合では、土坦層掘削時に刃先に作用する掘削抵抗が大きく、掘削が困難になった。従って、第3刃先4Cの垂直長さCは、4mm<C<W/2が掘削上最適な垂直長さとなる。
【0022】
上記のような寸法、形状の範囲で形成されたチップ4を使用した掘削用ビット1が、溶接等によりアースオーガ等の掘削機のスパイラル羽根10(図5参照)の先端に複数個並べて取付けられ、スパイラル羽根と共に複数の掘削用ビット1を回転駆動して掘削が開始されると、シャンク2の先端に固着されたチップ4に強い負荷が断続、または連続的に作用し、同時にチップ4の稜線方向にも大きな切削抵抗が作用する。
【0023】
従って、上記のような形状のチップ4を用いた掘削用ビット1では、平面視チップ4の先端刃先の形状が第1刃先4Aと第2刃先4Bとが交叉した鋭く尖った角度βで形成されているため土坦層に充分対応することができる。
【0024】
更に、このチップ4は、その質量がコニカル状の円錐状ビットに比べて大きくロー付け強度も充分あるため、掘削の過程で地盤層の変化等により普通地盤層になった場合でも、多少の礫にも対応することが出来るため、ヘッドを交換することなくそのまま同一チップ4を使用して掘削作業を継続することが可能となり、掘削作業効率が向上し掘削工期を短縮することができる。
【0025】
また、剣先チップと比較し、平面視シャンク2の一方の側面2Aから先端に向けて角度θ=35°で傾斜する第1刃先4Aの傾斜側面が、掘削方向上面を向くようにスパイラル羽根10の先端に固着されているので、硬い土坦層でも地盤に入って行くことができることは勿論、掘削した土砂をすくい外部に掻き出すことができる。
【0026】
次に図1、図2及び図4には、稜線摩耗防止用チップ6が示されており、この稜線摩耗防止用チップ6は、シャンク2上部の第1刃先4Aの稜線に沿った傾斜稜線の範囲で第1刃先4Aの後端に連設してロー付けにより固着され、上記傾斜稜線に沿って形成された断面角型の凹溝内に差し込まれロー付けにより固着されている。
【0027】
そして、掘削用ビット1のシャンク2には、上記チップ4及び稜線摩耗防止用チップ6を除くチップ4の固着部周囲、ないしシャンク2の外周面(××印部)8A、8Bが、溶接等により硬化肉盛りされている。
【0028】
そこで、アースオーガ等の掘削機で硬い地盤や岩盤を掘削する際は、シャンク2の先端に固着されたチップ4の切削面、ないしこのチップ4に隣接配置した稜線摩耗防止用チップ6の連続する稜線に大きな掘削抵抗が作用する。
【0029】
従って、上記のように構成された本発明の掘削用ビットによれば、チップ4の第1刃先4Aの稜線延長線上に作用する大きな切削抵抗により発生するシャンク部稜線の摩耗は、上記第1刃先4Aの稜線に連続する稜線摩耗防止用チップ6によって防止することができる。
【0030】
また、シャンク2が、上記チップ4を除くチップ4の固着部周囲ないしその外周面が硬化肉盛りされているので、チップ固着部周囲ないし、その外周面(××印部)8A、8Bに強い負荷や摩擦が作用した場合でも、硬化肉盛りされているロー付け部により摩耗を回避することができる。
【0031】
そしてまた、本掘削用ビット1のロー付け面積は、コニカルビットと比較して10倍程度大きいため、掘削機械の重量がヘッドに作用してもロー付けが外れることがなく、作業上ヘッドの取り扱いが容易になる。
【0032】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明によると次の様な効果を奏する。
【0033】
即ち、請求項1によると、掘削用ビットの平面視上記第1刃先と第2刃先とが交叉した尖端部の角度が61度から62度の範囲の鋭く尖った角度で形成されているので、硬い土坦層でも地盤に入って行くことができ、第1刃先の傾斜側面が掘削方向上面を向くように上記掘削回転体(例えばスパイラル羽根)の先端に固着されているので、掘削した土砂を外部にすくい出すことができる。また、硬い地盤や岩盤を掘削する過程で地盤層の変化等によりチップに大きな切削抵抗が生じても、その強度が維持されて掘削時における欠損などの発生を抑制することができ、これによって、ヘッドを交換することなくそのまま掘削作業を継続することが可能となり、掘削作業効率が向上し掘削工期を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る掘削用ビットを示す平面図である。
【図2】 同じく掘削用ビットの側面図である。
【図3】 (A)はシャンク先端に固着されたチップの平面図、(B)は(A)のX矢視図である。
【図4】 (A)は第1刃先後端に稜線摩耗防止用チップを連設したチップの平面図、(B)は(A)のY矢視図である。
【図5】 (A)はスパイラル羽根の先端に掘削用ビットを固着した状態を示す正面図、(B)はその側面図である。
【図6】 先端に従来の平形ビットを固着した状態を示すスパイラル羽根の正面図である。
【図7】 (A)はスパイラル羽根の先端に従来の平形ビットを固着した状態を示す正面図、(B)はその側面図である。
【符号の説明】
1 掘削用ビット
2 シャンク
2A、2B シャンクの側面
4 チップ
4A 第1刃先
4B 第2刃先
4C 第3刃先
4D 下部稜線
6 稜線摩耗防止用チップ
8A、8B ロー付け部
10 スパイラル羽根
α 垂線に対する下部稜線の角度
θ 平面視シャンクの一方の側面に対する第1刃先の傾斜角
B 第1刃先に対するチップの平行な厚み
C 第3刃先の垂直長さ
W チップの上下面までの垂直高さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of an excavation bit such as an earth auger that is fixed to the tip of a rotary excavation body.
[0002]
[Prior art]
As is well known, many excavation bits are attached to the tip of a spiral blade attached to the drive shaft of a self-propelled excavator such as an earth auger for excavating the ground. The ground is excavated by a number of bits by rotating the blades. The earth and sand by excavation is discharged to the upper part through the inside of the cylindrical head by the rotation of the spiral blade.
[0003]
Conventional bits are broadly classified into general earth and sand, flat bits for ground, and conical bits such as conical, and are used properly according to the type of ground used. As shown in FIGS. 6, 7 </ b> A, and 7 </ b> B, the
[0004]
In such a conventional bit, the tip fixed to the tip of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the ground is excavated, the soil layer in which clayey soil is tightly solid is excavated in a normal
[0006]
Therefore, a conical bit such as a conical is often used because it is difficult to excavate the soil layer with a normal flat bit.
[0007]
Such a soil-bearing layer can be excavated with a head equipped with a conical bit, but when the soil-bearing layer is excavated and moved to a normal ground with some rocks, the chip is missing. Since there is a problem that the head for ordinary ground is necessary, two types of heads must be prepared, and the work of handling the head is troublesome and the efficiency of excavation work is reduced. It was.
[0008]
Furthermore, since the conical bit has a small tip and low brazing strength, the weight acting on the head itself is limited, and when a large weight of the excavating machine acts, the tip may be detached even if it is placed on the ground, There was a problem that the excavation work period was prolonged due to the time required for exchanging the chips.
[0009]
On the other hand, with the sword-shaped bit, the blade edge is sharp, so it can enter the soil layer, but compared to the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the object of the present invention is to enable excavation work without exchanging the head even if there is a change in the ground layer during excavation, thereby improving the excavation work efficiency and shortening the excavation work period. The purpose is to provide a bit.
[0011]
[Means for solving the problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following technical means. In other words, using the reference numerals used in the accompanying drawings corresponding to the embodiments of the present invention, it is fixed to the excavator rotating body in the excavator and brazed to the
According to the above, when excavating a hard ground or rock with an excavator such as an earth auger, the inclined side surface of the
Therefore, by configuring the
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view showing an excavation bit according to the present invention, FIG. 2 is a side view of the excavation bit, FIG. 3A is a plan view of a chip fixed to the tip of a shank, and FIG. 4A is a plan view of a tip in which a tip for preventing ridge wear is connected to the rear end of the first blade edge, and FIG. 4B is a plan view of the tip of FIG. 5 (A) is a front view showing a state in which the excavation bit is fixed to the tip of the spiral blade, and (B) is a side view thereof.
[0013]
In FIG. 1 to FIG. 3, reference numeral 1 denotes an excavation bit according to the present invention. The excavation bit 1 is a spiral blade attached to a drive shaft of a self-propelled excavator such as an earth auger (not shown). A plurality of pieces are mounted side by side by welding or the like, and a bit excavates the ground by the rotation of the spiral blade, and a hole equal to the diameter of the spiral blade is excavated. The earth and sand by excavation is discharged to the upper part through the inside of the cylindrical head by the rotation of the spiral blade.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 2, the excavation bit 1 of the present invention comprises a
[0015]
Here, the shape of the
[0016]
Next, in the excavation bit 1 configured as described above, the inclined side surface of the
[0017]
Next, a comparative example at the time of excavation with respect to the shape of the tip used for the excavation bit will be described with reference to FIGS.
[0018]
Comparative Example 1;
When the angle α <25 ° with respect to the vertical line of the
[0019]
Comparative Example 2;
When the angle of the
[0020]
On the other hand, when α = 50 ° and B <18 mm, the strength of the
[0021]
Comparative Example 3;
When the vertical length C of the
[0022]
A plurality of excavation bits 1 using the
[0023]
Therefore, in the excavation bit 1 using the
[0024]
Furthermore, since the
[0025]
Further, as compared with the tip of the sword tip, the
[0026]
Next, FIGS. 1, 2, and 4 show a ridge
[0027]
The
[0028]
Therefore, when excavating hard ground or rock with an excavator such as an earth auger, the cutting surface of the
[0029]
Therefore, according to the excavation bit of the present invention configured as described above, the wear of the shank portion ridge line generated by a large cutting resistance acting on the ridge line extension line of the
[0030]
Further, since the
[0031]
Also, since the brazing area of the excavating bit 1 is about 10 times larger than that of the conical bit, the brazing will not be disengaged even if the weight of the excavating machine acts on the head, and the head is handled in the work. Becomes easier.
[0032]
【The invention's effect】
As described in detail above, the present invention has the following effects.
[0033]
That is, according to claim 1, since the angle of the pointed end portion where the first blade edge and the second blade edge intersect with each other in plan view of the excavation bit is formed at a sharply sharp angle in the range of 61 degrees to 62 degrees , Even a hard soil layer can enter the ground, and since the inclined side surface of the first cutting edge faces the upper surface in the excavation direction, it is fixed to the tip of the excavation rotating body (for example, spiral blade). It can be scooped out. In addition, even if a large cutting resistance is generated on the chip due to changes in the ground layer during excavation of hard ground or rock, its strength is maintained and the occurrence of defects during excavation can be suppressed, The excavation work can be continued without changing the head, and the excavation work efficiency can be improved and the excavation work period can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an excavation bit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the excavation bit.
3A is a plan view of a chip fixed to the tip of a shank, and FIG. 3B is a view taken in the direction of arrow X in FIG.
4A is a plan view of a tip in which a tip for preventing ridge wear is connected to the rear end of the first cutting edge, and FIG. 4B is a view taken in the direction of arrow Y in FIG.
5A is a front view showing a state in which an excavation bit is fixed to the tip of a spiral blade, and FIG. 5B is a side view thereof.
FIG. 6 is a front view of a spiral blade showing a state in which a conventional flat bit is fixed to the tip.
7A is a front view showing a state in which a conventional flat bit is fixed to the tip of a spiral blade, and FIG. 7B is a side view thereof.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
上記チップ4は、平面視上記第1刃先4Aと第2刃先4Bとが交叉した尖端部の角度βが61度から62度の範囲の鋭く尖った角度で形成され、且つ上記第3の刃先4C下端に形成される下部稜線4Dが、垂線に対し25度から50度の範囲で内側に傾斜する角度αに形成され、平面視第1刃先4Aに対する平行な厚みBが12mmから30mmの範囲であって、上記第3の刃先4C稜線の垂直長さCが、4mmからチップ4の上下面までの垂直高さWの1/2の範囲で形成され、上記第1刃先4Aの傾斜側面が掘削方向上面を向くように上記掘削回転体の先端に固着されていることを特徴とする掘削用ビット。 The tip 4 includes a shank 2 and a tip 4 that is fixed by brazing to a groove formed at the tip of the shank 2. The tip 4 has a tip of the shank 2 in plan view. A first cutting edge 4A having an upper ridge line inclined from one side surface 2A toward the tip as a cutting edge, and a second cutting edge 4B having an upper ridge line inclined from the other side surface 2B toward the tip in plan view as a cutting edge. And a ridge line having a predetermined length extending vertically downward from the upper surface of the tip 4 of the tip is formed as a third cutting edge 4C, and a lower ridge line 4D inclined inward is formed at the lower end of the third cutting edge 4C. is formed, above the rear end of the first cutting edge 4A, Ru formed ridge antiwear chip 6 having a ridge that is continuous with the edge line of the first cutting edge 4A is continuously provided in a range of inclination ridge of the shank 2 upper Drilling bit 1 In and,
The tip 4 is formed with a sharp pointed angle in which the angle β at which the first blade edge 4A and the second blade edge 4B intersect each other in plan view is in the range of 61 degrees to 62 degrees, and the third blade edge 4C. lower ridge 4D formed at the lower end is formed at an angle α inclined inwardly in the range of 50 degrees from 25 degrees to the perpendicular, in a range of 30mm from the parallel thickness B is 12mm for the plan view the first cutting edge 4A The vertical length C of the ridgeline of the third cutting edge 4C is formed in a range of 1/2 of the vertical height W from 4 mm to the upper and lower surfaces of the chip 4, and the inclined side surface of the first cutting edge 4A is excavated. An excavation bit characterized by being fixed to the tip of the excavation rotating body so as to face the upper surface in the direction.
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