JP4706639B2

JP4706639B2 - Drilling tools

Info

Publication number: JP4706639B2
Application number: JP2007009353A
Authority: JP
Inventors: 米雄日和佐; 良一鶴
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2027-01-18
Also published as: JP2008174968A

Description

本発明は、トンネル掘削や鉱山掘削、採石等において衝撃式掘削工具として用いられるいわゆるボタンビットと称される掘削工具に関するものである。 The present invention relates to a so-called button bit used as an impact type drilling tool in tunnel excavation, mine excavation, quarrying, and the like.

一般に、硬岩体の掘削に用いられる上記ボタンビットのような掘削工具は、概略円柱状をなす鋼製のシャンク（工具本体）の先端部にボタンタイプ等の略円柱状のチップを複数植設してなり、削岩機等から付与された回転力、打撃力、および推力をこのチップの先端から岩盤に伝達して岩盤を破砕しながら穿孔する工具である。上記シャンクの先端部は、その外周側のゲージ部とこれよりも内周側のインナー部とから構成されていて、それぞれに削孔の外周部近傍の岩盤を破砕するゲージチップとこれよりも中心部の岩盤を破砕するインナーチップが植設されており、このうちゲージチップは、その先端がインナーチップの先端よりも僅かに軸線方向後方に位置させられるとともに、その中心線がシャンクの中心軸線に対して一定の角度で先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜させられる一方、インナーチップはその中心線が軸線に略平行に植設されている。 In general, drilling tools such as the above-mentioned button bits used for excavation of hard rock bodies are planted with a plurality of substantially cylindrical tips such as button types at the tip of a steel shank (tool body) that is roughly cylindrical. Thus, this is a tool for drilling while crushing the rock mass by transmitting the rotational force, striking force, and thrust applied from the rock drill or the like to the rock mass from the tip of the tip. The tip of the shank is composed of a gauge part on the outer peripheral side and an inner part on the inner peripheral side, and a gauge tip for crushing the rock near the outer peripheral part of the drilling hole and the center of the gauge tip. Inner tips that crush the bedrock are planted, of which the tip of the gauge tip is positioned slightly rearward in the axial direction from the tip of the inner tip, and its center line is the center axis of the shank. On the other hand, the inner tip is inclined so as to go to the outer peripheral side as it goes to the tip side at a constant angle, while the center line of the inner tip is implanted substantially parallel to the axis.

ここで、この種のボタンビットとしては、例えば特許文献１にビット本体（工具本体）の先端面の内側と外側とに、円柱状をなす複数の内側チップと外側チップとを同心状に植設してなり、外側チップをビット本体の後端側から先端側に向かうにしたがってビット本体の軸線から離間するように傾斜させて配置したボタンビットにおいて、外側チップと内側チップとのビット本体軸線方向の位置と径方向の距離とを所定の範囲に設定したものが提案されている。
特開昭６１−２２５４８８号公報 Here, as this kind of button bit, for example, in Patent Document 1, a plurality of cylindrical inner tips and outer tips are implanted concentrically on the inside and outside of the tip surface of the bit body (tool body). In the button bit arranged so that the outer chip is inclined so as to be separated from the axis of the bit body as it goes from the rear end side to the front end side of the bit body, in the bit body axial direction of the outer chip and the inner chip A device in which the position and the radial distance are set within a predetermined range has been proposed.
JP-A-61-2225488

ところで、上記ボタンビットのような掘削工具では、ゲージチップは傾斜して植設されているため、穿孔時の反力を工具本体の軸線方向だけでなくその植設角度に応じた分力として径方向外周側からも受けることになり、さらに工具本体の回転角速度は一定でもゲージ部の回転速度はインナー部の回転速度より速くなるので、穿孔時にはインナーチップに比べてゲージチップにより大きな負荷がかかることになる。ここで、このような負荷によるゲージチップの摩耗や損傷は、穿孔径の減径のみならず掘削速度等の工具性能や掘削不可能となるまでの削孔距離すなわち工具寿命に大きく影響を及ぼしてこれらを左右する要因となるため、従来のボタンビットにおいては、ゲージ部における掘削面積をゲージチップの数で除したゲージチップ１つ当たりの掘削面積を、インナー部における掘削面積をインナーチップの数で除したインナーチップ１つ当たりの掘削面積よりも大幅に小さく設定して、個々のゲージチップへの負荷を軽減するようにしていた。 By the way, in a drilling tool such as the above-mentioned button bit, since the gauge tip is inclined and planted, the reaction force at the time of drilling is determined not only as the axial direction of the tool body but also as a component force according to the planting angle. Since the rotation speed of the gauge part is faster than the rotation speed of the inner part even when the rotation angular velocity of the tool body is constant, the gauge tip is subjected to a greater load than the inner tip when drilling. become. Here, the wear and damage of the gauge tip due to such a load greatly affects not only the drilling diameter reduction but also the tool performance such as the drilling speed and the drilling distance until the drilling becomes impossible, that is, the tool life. In order to determine these factors, in conventional button bits, the excavation area per gauge tip obtained by dividing the excavation area at the gauge portion by the number of gauge tips, and the excavation area at the inner portion by the number of inner tips. It was set to be significantly smaller than the excavation area per inner chip divided so as to reduce the load on each gauge chip.

しかしながら、掘削する岩盤の圧縮強度が特に１５０ＭＰａ程度あるいはそれ以上の硬質な岩層を掘削する場合には、こうしてゲージチップ１つ当たりの掘削面積をインナーチップ１つ当たりの掘削面積より大幅に小さく設定すると、却って掘削速度が大きく低下して、同時に工具寿命の短縮を招く場合があることが分かった。なお、このように掘削速度の低下とともに工具寿命が短縮してしまうのは、ボタンビット等の上記衝撃式掘削工具の寿命はチップおよび工具本体の耐用限度で決まり、これらチップおよび工具本体の耐用限度は理論的には掘削を通して作用した打撃数と回転数の累計によって定まるので、例えば削岩機から掘削工具に付与される打撃力や回転力、推力等と単位時間当たりの打撃数および回転数が一定の場合は、掘削速度が遅いと所定の距離を掘削するのに長時間を要して、それだけ打撃数と回転数の累計も増大するためである。 However, when excavating a hard rock layer with a compressive strength of about 150 MPa or more, the excavation area per gauge tip is set to be significantly smaller than the excavation area per inner tip. On the other hand, it was found that the excavation speed was greatly reduced, and at the same time the tool life could be shortened. Note that the tool life is shortened as the excavation speed decreases as described above. The life of the above-mentioned impact type drilling tools such as button bits is determined by the service life limit of the tip and the tool body. Theoretically, it is determined by the cumulative number of hits and rotations that acted through excavation, so for example, the impact force, rotational force, thrust, etc. applied to the excavation tool from the rock drill and the number of impacts and revolutions per unit time In a fixed case, if the excavation speed is slow, it takes a long time to excavate a predetermined distance, and the cumulative number of hits and revolutions increases accordingly.

本発明は、このような背景の下になされたもので、特に上述のような硬岩層の掘削を行う場合に、掘削速度の低下を極力抑制して、安定した長い工具寿命を確保することが可能な掘削工具を提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background. In particular, when excavating the hard rock layer as described above, it is possible to suppress a decrease in excavation speed as much as possible and ensure a stable long tool life. The aim is to provide a possible drilling tool.

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、概略円柱状をなす工具本体の先端面の内外周に複数のチップが植設され、このうち上記先端面の外周側に植設される上記チップは、その中心線が先端側に向かうに従い上記工具本体の軸線に対して外周側に向かうように傾斜したゲージチップとされるとともに、上記先端面の内周側に植設される上記チップは、その中心線が上記軸線と略平行とされて先端が上記ゲージチップよりも該軸線方向先端側に突出したインナーチップとされており、上記軸線方向先端側から見て、上記先端面上において上記軸線を中心として上記ゲージチップに外接する円と内接する円との間の部分の面積をこのゲージチップの数で除した数値Ａ１と、上記ゲージチップに内接する円と上記インナーチップのうち最外周に位置するものに内接する内接円との間の部分の面積をこの最外周に位置するインナーチップの数と上記内接円上に位置するインナーチップの植設面積に対する上記内接円外に位置する部分の面積の割合との和で除した数値Ａ２との比Ａ１／Ａ２が０．７〜０．９の範囲内とされていることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems and achieve such an object, according to the present invention, a plurality of chips are implanted on the inner and outer periphery of the tip surface of the tool body having a substantially cylindrical shape. The tip implanted on the side is a gauge tip that is inclined so that its center line goes to the outer peripheral side with respect to the axis of the tool body as the center line goes to the tip side, and on the inner peripheral side of the tip surface The tip to be implanted is an inner tip whose center line is substantially parallel to the axis and whose tip protrudes further toward the tip side in the axial direction than the gauge tip, and is viewed from the tip side in the axial direction. A numerical value A1 obtained by dividing the area of the portion between the circle circumscribed by the gauge tip and the inscribed circle around the axis on the tip surface by the number of the gauge tips, and a circle inscribed by the gauge tip, Inner above The area of the portion between the inscribed circle that is inscribed in the outermost one of the chips is the number of inner chips located on the outermost circumference and the planting area of the inner chip located on the inscribed circle The ratio A1 / A2 with respect to the numerical value A2 divided by the sum of the area ratio of the portion located outside the inscribed circle is within a range of 0.7 to 0.9.

このように、軸線方向先端視においてゲージチップに外接する円と内接する円との間の部分の面積（軸線に垂直な平面への投影面積）をこのゲージチップの数で除した数値Ａ１、すなわちゲージチップ１つ当たりの掘削面積を、上記ゲージチップに内接する円と、上記インナーチップのうち特に最外周に位置するものに内接する内接円との間の部分の面積（やはり、軸線に垂直な平面への投影面積）を、この最外周のインナーチップの数と上記内接円上に位置するインナーチップの植設面積に対する上記内接円外に位置する部分の面積の割合との和で除した数値Ａ２、すなわちインナー部の最外周におけるインナーチップ１つ当たりの掘削面積に対して、上記比Ａ１／Ａ２が０．７〜０．９の範囲内とすることにより、本発明の掘削工具によれば、上記ゲージ部に植設されるゲージチップとインナー部のうちケージ部側の最外周に植設されるインナーチップとでバランスをとりながら掘削を行うことができ、特に圧縮強度が１５０ＭＰａ以上の硬岩層を掘削する場合でも掘削速度の低下を抑えることができる。 In this way, the numerical value A1 obtained by dividing the area of the portion between the circle circumscribing the gauge chip and the circle inscribed in the axial front end view (projected area onto the plane perpendicular to the axis) by the number of gauge chips, The excavation area per gauge tip is the area of the portion between the circle inscribed in the gauge tip and the inscribed circle inscribed in the inner tip, particularly the outermost one (again, perpendicular to the axis) The projected area on a flat plane) is the sum of the number of outermost inner tips and the ratio of the area of the portion located outside the inscribed circle to the planted area of the inner tip located on the inscribed circle. The ratio A1 / A2 is within the range of 0.7 to 0.9 with respect to the divided numerical value A2, that is, the excavation area per inner tip on the outermost periphery of the inner part, thereby enabling the excavation tool of the present invention to By For example, excavation can be performed while maintaining a balance between the gauge tip implanted in the gauge portion and the inner tip implanted on the outermost periphery on the cage portion side of the inner portion, and in particular, the compressive strength is 150 MPa or more. Even when excavating a hard rock layer, a decrease in excavation speed can be suppressed.

すなわち、このような硬岩層の掘削においては、かかる硬岩層が硬質である一方で脆いことに伴い、先行するインナーチップによって破砕されて脆くなった削孔の外周側部分を、後続するゲージチップによって破砕して削孔するような掘削形態となる。従って、従来のように単にゲージチップ１つ当たりの掘削面積をインナーチップ１つ当たりの掘削面積より大幅に小さく設定しただけでは、先行するインナーチップによる硬岩層の脆弱化が不十分となって、その分ゲージチップに大きな負荷を強いることになっていたものを、本発明では上述のように上記比Ａ１／Ａ２を０．７〜０．９の範囲として、工具本体先端面の内周側のインナー部のうち、この削孔の外周側部分における硬岩層の脆弱化を促す最外周のインナーチップの数を、チップ１つ当たりの掘削面積でゲージチップとバランスをとりつつ確保することにより、この最外周のインナーチップによって確実に脆弱化された硬岩層をゲージチップによって効率的に破砕して掘削速度の低下を抑え、これに伴い工具寿命の延長を図ることができるのである。 That is, in the excavation of such a hard rock layer, the outer peripheral side portion of the drilled hole which has been crushed by the preceding inner tip and becomes brittle due to the brittleness of the hard rock layer is hard by the subsequent gauge tip. The excavation form is such that the holes are crushed and drilled. Therefore, simply setting the excavation area per gauge chip to be significantly smaller than the excavation area per inner chip as in the past, the weakening of the hard rock layer by the preceding inner chip becomes insufficient, Accordingly, in the present invention, as described above, the ratio A1 / A2 is set in the range of 0.7 to 0.9, and the tool tip end face on the inner peripheral side of the tool tip is increased accordingly. By ensuring the number of inner tips on the outermost periphery that promote the weakening of the hard rock layer in the outer peripheral portion of the drilling hole while keeping the balance with the gauge tip in the excavation area per tip, The hard rock layer, which has been securely weakened by the outermost inner tip, can be efficiently crushed by the gauge tip to suppress the decrease in excavation speed, and the tool life can be extended accordingly. But they can.

ここで、上記比Ａ１／Ａ２が０．９より大きく、すなわちインナー部最外周のインナーチップ１つ当たりの掘削面積に対してゲージチップ１つ当たりの掘削面積が略同等に近いか、それ以上であると、インナーチップによる破砕で十分に脆弱化されなかった多くの掘削面積をゲージチップで掘削することになって、ゲージチップの摩耗や損傷が著しくなり、掘削速度の低下とともに工具寿命が短縮されることになる。一方、逆に上記比Ａ１／Ａ２が０．７より小さく、すなわちインナー部最外周のインナーチップ１つ当たりの掘削面積よりもゲージチップ１つ当たりの掘削面積が小さくなりすぎると、最外周のインナーチップへの負荷が大きくなり、これらのチップがゲージチップよりも早く磨耗して、やはり掘削速度の低下を招くと同時に工具寿命も短くなってしまう。 Here, the ratio A1 / A2 is larger than 0.9, that is, the excavation area per gauge tip is substantially equal to or greater than the excavation area per inner tip of the innermost outer periphery. In this case, many drilling areas that were not sufficiently weakened by crushing with the inner tip were to be drilled with the gauge tip, resulting in significant wear and damage to the gauge tip, which shortened the drilling speed and shortened the tool life. Will be. On the other hand, if the ratio A1 / A2 is smaller than 0.7, that is, if the excavation area per gauge tip is smaller than the excavation area per inner tip on the innermost outer circumference, The load on the inserts is increased, and these inserts wear faster than the gauge inserts, which also reduces the excavation speed and at the same time shortens the tool life.

このように、本発明の掘削工具によれば、特に圧縮強度が１５０ＭＰａ以上の硬岩層を掘削する際に、掘削速度の低下を抑制して安定した長い工具寿命を確保することが可能となる。 Thus, according to the excavation tool of the present invention, when excavating a hard rock layer having a compressive strength of 150 MPa or more, it is possible to suppress a decrease in excavation speed and ensure a stable long tool life.

図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、工具本体１は鋼材等により形成されて軸線Ｏを中心とした概略円柱状をなし、その後端部（図１および図３において左側部分）には、当該工具本体１を削岩機から延びるロッドの先端に取り付けるための取付ネジ孔２が形成されるとともに、先端部には工具本体１よりも硬質な超硬合金等の材料によって形成されたチップ３が植設されていて、上記削岩機から付与された回転力、打撃力、および推力をこのチップ３から岩盤に伝達して岩盤を破砕しながら穿孔してゆく。 1 to 4 show an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the tool body 1 is formed of a steel material or the like and has a substantially cylindrical shape centering on the axis O, and the tool body 1 is drilled at the rear end (left side in FIGS. 1 and 3). An attachment screw hole 2 for attachment to the tip of a rod extending from the machine is formed, and a tip 3 made of a material such as cemented carbide harder than the tool body 1 is implanted at the tip, The rotational force, striking force, and thrust applied from the rock drill are transmitted from the tip 3 to the rock and drilled while crushing the rock.

上記工具本体１の先端面は、その外周側の軸線Ｏを中心とした環状をなすゲージ部４とこれよりも内周側の円状をなすインナー部５とから構成されており、これらゲージ部４およびインナー部５に上記チップ３が植設されていて、それぞれゲージチップ３Ａおよびインナーチップ３Ｂとされている。ここで、上記ゲージ部４は、内周側から外周側に向かうに従い軸線Ｏ方向後端側に向かうように傾斜した円錐面状とされる一方、インナー部５は軸線Ｏに垂直な平面によって構成されている。 The tip surface of the tool body 1 is composed of a gage portion 4 having an annular shape centering on the axis O on the outer peripheral side, and an inner portion 5 having a circular shape on the inner peripheral side than the gage portion 4. The chip 3 is implanted in the 4 and the inner part 5 to form a gauge chip 3A and an inner chip 3B, respectively. Here, the gauge portion 4 has a conical surface shape that is inclined toward the rear end side in the axis O direction from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, while the inner portion 5 is configured by a plane perpendicular to the axis O. Has been.

また、上記取付ネジ孔２の孔底からは軸線Ｏに沿って先端側に凹む凹部２Ａが形成されるとともに、この凹部２Ａの先端からは、一対のブロー孔６が先端側に向かうに従い互いに反対向きに外周側に向かって傾斜するように形成されていて、これらのブロー孔６はそれぞれ上記先端面のインナー部５に開口させられている。 Further, a recess 2A that is recessed toward the distal end along the axis O is formed from the bottom of the mounting screw hole 2, and the pair of blow holes 6 are opposite to each other as the pair of blow holes 6 move toward the distal end from the distal end of the recess 2A. These blow holes 6 are respectively opened in the inner portion 5 of the tip surface.

一方、工具本体１の外周面は、その外形が後端から先端側に向けて、一定外径で延びた後に軸線Ｏ方向略中央部から凹曲面部を介して一段縮径した一定外径で延び、さらにその先端側で再び凹曲面部を介して拡径して、先端部では先端側に向かうに従い漸次拡径する円錐面状とされて上記ゲージ部４の外周縁に交差するように形成されている。さらに、この外周面には、工具本体１の後端から先端の上記ゲージ部４外周縁との交差稜線部にかけて延びる外周凹溝７が複数条（本実施形態では８条）、周方向に間隔をあけて形成されている。 On the other hand, the outer peripheral surface of the tool body 1 has a constant outer diameter whose outer shape extends from the rear end toward the front end side with a constant outer diameter and then is reduced by one step from the substantially central portion in the axis O direction via the concave curved surface portion. Further, the diameter of the tip portion is expanded again through the concave curved surface portion, and the tip portion is formed into a conical surface shape that gradually increases in diameter toward the tip side so as to intersect the outer peripheral edge of the gauge portion 4. Has been. Furthermore, a plurality of outer circumferential grooves 7 extending from the rear end of the tool body 1 to the intersecting ridge line portion with the outer periphery of the gauge portion 4 (eight in this embodiment) are spaced apart in the circumferential direction on the outer circumferential surface. It is formed with a gap.

また、これらの外周凹溝７は、先端側のゲージ部４外周縁との交差稜線部から上述のように外周面が一段縮径した部分の先端側の凹曲面部にかけては、図２に示すように軸線Ｏ方向先端側から見て上記一対のブロー孔６の開口部を結ぶ直線Ｌに該軸線Ｏにおいて直交する直線Ｍ上に位置するものが、溝底が凹円弧等の凹曲面状とされた溝幅の狭い断面略Ｖ字状とされ、この溝底が先端側に向かうに従い図３上側に示すように内周側に向かうように傾斜して、先端面においてインナー部５の外周縁より僅かに内周側に切れ込むように形成されるとともに、残りの外周凹溝７はこれよりも溝幅が広く、内周側に向けて半径が小さくなる複数段の凹円弧等により構成された断面形状とされて軸線Ｏに平行に延び、先端面においてもゲージ部４だけに開口するように形成されている。一方、この先端側の凹曲面部よりも後端側では、外周凹溝７は、図４に示すように上記削岩機から付与される回転力の回転方向Ｔ側からこの回転方向Ｔの後方側に向けて内周側に一定の勾配で傾斜するように凹んだ後、凹曲面状の溝底部を介して上記勾配より急勾配で外周側に切れ上がるように形成されており、かつ複数の外周凹溝７同士で互いに等しい断面形状とされている。 Further, these outer circumferential grooves 7 are shown in FIG. 2 from the intersecting ridge line portion with the outer peripheral edge of the gauge portion 4 on the distal end side to the concave curved surface portion on the distal end side of the portion where the outer circumferential surface is reduced by one step as described above. As seen from the front side in the direction of the axis O, the groove L is located on a straight line M that connects the openings of the pair of blow holes 6 and is perpendicular to the axis O, and the groove bottom has a concave curved surface shape such as a concave arc. The groove is formed in a substantially V-shaped section with a narrow groove width, and the groove bottom is inclined toward the inner peripheral side as shown in the upper side of FIG. It is formed so as to be cut slightly to the inner peripheral side, and the remaining outer peripheral concave groove 7 is constituted by a plurality of concave arcs having a groove width wider than this and a radius decreasing toward the inner peripheral side. It has a cross-sectional shape and extends parallel to the axis O, and only on the gauge part 4 at the tip surface. It is formed to the mouth. On the other hand, on the rear end side of the concave curved surface portion on the front end side, the outer circumferential groove 7 is arranged in the rear of the rotational direction T from the rotational direction T side of the rotational force applied from the rock drill as shown in FIG. It is formed so as to incline toward the inner peripheral side with a constant gradient toward the inner side, and then cuts to the outer peripheral side with a steeper slope than the above gradient through the concave curved groove bottom, and a plurality of outer peripheries The concave grooves 7 have the same cross-sectional shape.

さらに、工具本体１の後端面においては、上記取付ネジ孔２の開口部周縁から軸線Ｏに対する半径方向に放射状に延びるように複数条（本実施形態では外周凹溝７の半数の４条）の突条部８が周方向に等間隔に形成されている。これらの突条部８は、その軸線Ｏ方向後方側への突端面となる後端面８Ａが、上記半径方向に亙って周方向の幅が一定とされた軸線Ｏに垂直な平坦面とされて、この後端面８Ａの上記回転方向Ｔ側の辺稜部は軸線Ｏに直交する方向に延びており、この辺稜部の外周端は、工具本体１の外周面と上記残りの外周凹溝７との回転方向Ｔ後方側の稜線部の後端と一致させられている。 Furthermore, on the rear end surface of the tool main body 1, a plurality of strips (four strips of the half of the outer circumferential groove 7 in the present embodiment) extend radially from the periphery of the opening of the mounting screw hole 2 in the radial direction with respect to the axis O. The protrusions 8 are formed at equal intervals in the circumferential direction. These projecting ridge portions 8 have a rear end surface 8A that is a projecting end surface toward the rear side in the axis O direction, and a flat surface perpendicular to the axis O in which the width in the circumferential direction is constant over the radial direction. Then, the side ridge portion on the rotation direction T side of the rear end surface 8A extends in a direction orthogonal to the axis O, and the outer peripheral end of the side ridge portion is the outer peripheral surface of the tool body 1 and the remaining outer peripheral groove 7. And the rear end of the ridge line portion on the rear side in the rotation direction T.

また、周方向に隣接する突条部８間に形成されることになる凹所８Ｂは、回転方向Ｔ側の突条部８の上記後端面８Ａから回転方向Ｔ後方側に向けて、一定の角度で傾斜するように先端側に凹んだ後、凹曲面状の底部を介して上記角度より急勾配、特に本実施形態では軸線Ｏに平行に延びるように後端側に切れ上がって、回転方向Ｔ後方側の突条部８の後端面８Ａにおける上記回転方向Ｔ側の辺稜部に交差するように形成されるとともに、この凹所８Ｂの軸線Ｏ方向後端側を向く底面は、特に上記底部において外周側に向かうに従い軸線Ｏ方向先端側に向かうように傾斜させられている。 Further, the recess 8B formed between the protrusions 8 adjacent to each other in the circumferential direction is fixed from the rear end surface 8A of the protrusion 8 on the rotation direction T side toward the rear side in the rotation direction T. After being dented to the front end side so as to be inclined at an angle, it is steeper than the above angle through the bottom of the concave curved surface, in particular in this embodiment, it is cut off to the rear end side so as to extend parallel to the axis O, and the rotational direction The bottom surface facing the rear end side in the axis O direction of the recess 8B is formed so as to intersect the side ridge portion on the rotation direction T side in the rear end surface 8A of the projecting portion 8 on the T rear side. The bottom portion is inclined so as to go to the front end side in the direction of the axis O as it goes to the outer peripheral side.

このような工具本体１の上記先端面に植設される上記チップ３は、ゲージチップ３Ａおよびインナーチップ３Ｂとも同一の形状のものであって、本実施形態では先端部が略半球状等の凸曲面とされたボタンタイプとされるとともに基端部は円柱状とされており、この基端部が工具本体１に形成された孔部に埋設されて先端部のみが工具本体１先端面に突出するように、圧入あるいは焼き嵌め等により固定されている。なお、このチップ３は、その先端部が円錐の突端を球面状としたスパイクタイプのものや、砲弾形状のものとされていてもよい。 The tip 3 implanted on the tip surface of the tool body 1 has the same shape for both the gauge tip 3A and the inner tip 3B. In the present embodiment, the tip portion has a convex shape such as a substantially hemispherical shape. The button type is a curved surface and the base end is cylindrical, and the base end is embedded in a hole formed in the tool body 1 so that only the tip protrudes from the tip of the tool body 1. As shown, it is fixed by press fitting or shrink fitting. The tip 3 may be of a spike type with a tip of a cone having a spherical tip or a shell shape.

このうちインナーチップ３Ｂは、本実施形態では工具本体１先端面の上記インナー部５において、軸線Ｏ方向先端側から見てこのインナー部５がなす円に内接するように最外周に位置する４つのインナーチップ３Ｂと、これらのインナーチップ３Ｂよりも内周側に植設された３つのインナーチップ３Ｂとの、合計７つのインナーチップ３Ｂが、それぞれその中心線Ｃを軸線Ｏに平行にして植設されている。ここで、最外周に位置する４つのインナーチップ３Ｂは、それぞれ図２に示すように周方向において上記直線Ｌ，Ｍ間の略中央に植設されて、上記中心線Ｃが軸線Ｏを中心とした１つの円周上に等間隔に位置するように配設されている。 Among these, in this embodiment, the inner chip 3B has four inner peripheral parts 5 positioned on the outermost periphery so as to be inscribed in a circle formed by the inner part 5 when viewed from the front end side in the axis O direction. A total of seven inner chips 3B of the inner chips 3B and the three inner chips 3B planted on the inner peripheral side of these inner chips 3B are implanted with their center lines C parallel to the axis O, respectively. Has been. Here, the four inner chips 3B located on the outermost periphery are respectively planted at the approximate center between the straight lines L and M in the circumferential direction as shown in FIG. 2, and the center line C is centered on the axis O. They are arranged at equal intervals on one circumference.

一方、内周側の３つのインナーチップ３Ｂは、いずれもその中心線Ｃが上記直線Ｍ上に位置して上記軸線Ｏからの距離が順次大きくなるように配置されていて、内周側から順に、上記軸線Ｏ上から僅かに外れた位置に植設された最内周のインナーチップ３Ｂと、このインナーチップ３Ｂとは軸線Ｏを挟んで反対側に植設されたインナーチップ３Ｂと、このインナーチップ３Ｂとはさらに軸線Ｏを挟んで反対側、すなわち上記最内周のインナーチップ３Ｂと同じ側に植設された外周側のインナーチップ３Ｂとから構成され、互いの軸線Ｏ回りの回転軌跡が部分的に重なり合うようにされるとともに、上記外周側のインナーチップ３Ｂは最外周に位置する４つのインナーチップ３Ｂとも回転軌跡が部分的に重なり合うように植設されている。なお、これら合計７つのインナーチップ３Ｂは、互いに同寸法とされていて、そのインナー部５からの突出高さも等しくされている。 On the other hand, the three inner chips 3B on the inner peripheral side are all arranged such that the center line C is located on the straight line M and the distance from the axis O is sequentially increased. The innermost inner chip 3B planted at a position slightly off the axis O, the inner chip 3B, the inner chip 3B planted on the opposite side across the axis O, and the inner chip 3B The tip 3B is further composed of an inner tip 3B on the opposite side across the axis O, that is, on the same side as the innermost inner tip 3B. The inner chips 3B on the outer peripheral side are planted so as to partially overlap with the four inner chips 3B located on the outermost periphery, while partially overlapping. The seven inner chips 3B in total have the same dimensions, and the protruding heights from the inner portion 5 are also equal.

これに対して、ゲージチップ３Ａは、ゲージ部４における上記外周凹溝７の開口部の間にそれぞれ１つずつの合計８つが、周方向に等間隔に、かつ周方向に隣接するもの同士で間に位置する外周凹溝７の溝幅中心に対して対称に位置するように植設されている。また、これらのゲージチップ３Ａは、その中心線Ｃが工具本体１の軸線Ｏに対して互いに等しい角度で先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜させられていて、本実施形態では図３に示すように工具本体１先端面の円錐面状に形成されたゲージ部４に垂直となるように植設されており、その先端は上記外周側部分のインナーチップ３Ｂの先端よりも僅かに軸線Ｏ方向後端側に位置させられ、かつ８つのゲージチップ３Ａ同士では軸線Ｏ方向に互いに等しい位置とされている。なお、これら８つのゲージチップ３Ａ同士も互いに同形同大とされている。 On the other hand, the gauge chip 3A includes a total of eight, one each between the openings of the outer circumferential groove 7 in the gauge portion 4, and are adjacent to each other in the circumferential direction at equal intervals. It is planted so as to be located symmetrically with respect to the groove width center of the outer circumferential concave groove 7 located therebetween. Further, these gauge tips 3A are inclined so that their center lines C are directed toward the outer peripheral side toward the tip side at the same angle with respect to the axis O of the tool body 1, and in this embodiment, they are inclined as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the tool body 1 is implanted so as to be perpendicular to the gauge portion 4 formed in the conical shape of the tip surface of the tool body 1, and its tip is slightly more axial than the tip of the inner tip 3B on the outer peripheral side portion. The eight gauge chips 3A are positioned on the rear end side in the O direction, and are equal to each other in the axis O direction. The eight gauge chips 3A are also the same shape and size.

さらに、これら８つのゲージチップ３Ａは、工具本体１先端面から突出した先端部における基端部側の該先端面との境界となるその周縁部が、図３に示されるようにその工具本体１外周側の縁部は工具本体１の外周面と交差するゲージ部４の外周縁に略内接するように、また工具本体１内周側の縁部は工具本体１の先端面においてインナー部５と交差するゲージ部４の内周縁に外接するように、すなわちインナー部５がなす上記円に外接するように、それぞれ植設されている。言い換えれば、このゲージチップ３Ａの基端部が埋設される工具本体１に形成された上記孔部の開口縁部が、工具本体１外周側ではゲージ部４の外周縁に略内接するように、また工具本体１内周側ではゲージ部４の内周縁に外接するように形成されており、本実施形態ではゲージチップ３Ａに外接する円と内接する円はそれぞれ上記ゲージ部４の外内周縁と略一致し、軸線Ｏ方向先端側から見たその間の部分の面積は、上記外周凹溝７や上記孔部の開口面積も含めたゲージ部４がなす上記円錐状面を軸線Ｏに垂直な平面に投影した面積となる。 Further, these eight gauge tips 3A have a peripheral portion that becomes a boundary with the distal end surface on the proximal end side of the distal end portion protruding from the distal end surface of the tool body 1 as shown in FIG. The edge on the outer peripheral side is substantially inscribed in the outer peripheral edge of the gauge part 4 intersecting with the outer peripheral surface of the tool body 1, and the edge on the inner peripheral side of the tool body 1 is connected to the inner part 5 on the tip surface of the tool body 1. They are respectively planted so as to circumscribe the inner peripheral edge of the intersecting gauge portions 4, that is, so as to circumscribe the circle formed by the inner portion 5. In other words, the opening edge portion of the hole formed in the tool body 1 in which the base end portion of the gauge tip 3A is embedded is substantially inscribed to the outer peripheral edge of the gauge portion 4 on the outer peripheral side of the tool body 1. Further, the tool body 1 is formed so as to circumscribe the inner peripheral edge of the gauge portion 4 on the inner peripheral side. In this embodiment, the circle circumscribed by the gauge tip 3A and the inscribed circle are respectively the outer inner peripheral edge of the gauge portion 4 and the outer periphery. The area of the portion between them substantially coincided and viewed from the front end side in the direction of the axis O is a plane perpendicular to the axis O of the conical surface formed by the gauge portion 4 including the outer circumferential groove 7 and the opening area of the hole. It is the area projected on.

一方、インナーチップ３Ｂは、上述のようにインナー部５の最外周に位置する同形同大の４つのインナーチップ３Ｂの中心線Ｃが軸線Ｏを中心とした１つの円周上に等間隔に位置するように配設されていることから、その先端部の基端側周縁部には、図２に示すように軸線Ｏを中心とした単一の内接円Ｂが内接することになるとともに、内周側の３つのインナーチップ３Ｂのうち、これら最外周に位置するインナーチップ３Ｂと回転軌跡が部分的に重なる上記外周側の１つのインナーチップ３Ｂはこの内接円Ｂ上に位置することになる。従って、この内周側のインナーチップ３Ｂのうち外周側のインナーチップ３Ｂは、その植設面積すなわち該インナーチップ３Ｂが植設される上記孔部の断面積のうち一部が上記内接円Ｂの外周側に位置することになり、またゲージチップ３Ａにはインナー部５がなす上記円が内接していることから、本実施形態ではこのインナー部５におけるその外周縁と上記円Ｂとの間の円環状部分の面積が、ゲージチップ３Ａに内接する円と上記最外周のインナーチップ３Ｂに内接する内接円Ｂとの間の部分の面積となる。 On the other hand, in the inner chip 3B, as described above, the center lines C of four inner chips 3B of the same shape and the same size located on the outermost periphery of the inner portion 5 are equally spaced on one circumference centered on the axis O. Since it is disposed so as to be positioned, a single inscribed circle B centering on the axis O is inscribed at the proximal end side peripheral portion of the distal end portion as shown in FIG. Of the three inner chips 3B on the inner peripheral side, the inner chip 3B on the outer peripheral side whose rotation trajectory partially overlaps with the inner chip 3B positioned on the outermost peripheral position is positioned on the inscribed circle B become. Therefore, the inner tip 3B on the outer peripheral side of the inner tip 3B on the inner peripheral side has a planting area, that is, a part of the cross-sectional area of the hole in which the inner tip 3B is planted is the inscribed circle B. Since the circle formed by the inner portion 5 is inscribed in the gauge chip 3A, in the present embodiment, the gap between the outer peripheral edge of the inner portion 5 and the circle B is determined. The area of the annular portion is the area of the portion between the circle inscribed in the gauge tip 3A and the inscribed circle B inscribed in the outermost inner tip 3B.

そして、工具本体１の先端面上において、軸線Ｏ方向先端側から見た上記ゲージチップ３Ａに外接する円と内接する円との間の部分の上記面積をゲージチップ３Ａの数で除した数値Ａ１と、ゲージチップ３Ａに内接する円と上記最外周のインナーチップ３Ｂに内接する内接円Ｂとの間の部分の面積をこの最外周に位置するインナーチップ３Ｂの数と上記内接円Ｂ上に位置するインナーチップ３Ｂの植設面積に対する上記内接円Ｂ外に位置する部分の面積の割合との和で除した数値Ａ２との比Ａ１／Ａ２は、０．７〜０．９の範囲内とされている。すなわち、本実施形態では、ゲージ部４がなす上記円錐状面の軸線Ｏに垂直な面への投影面積をゲージチップ３Ａの数８で除した数値Ａ１と、インナー部５がなす上記円と内接円Ｂとの間の円環状部分の面積を、最外周のインナーチップ３Ｂの数４と、内周側のインナーチップ３Ｂのうち外周側の１つのインナーチップ３Ｂの植設面積に対する上記内接円Ｂ外に位置する一部の面積の割合との和で除した数値Ａ２との比Ａ１／Ａ２が０．７〜０．９の範囲内とされている。 Then, a numerical value A1 obtained by dividing the area of the portion between the circle circumscribing the inscribed circle and the inscribed circle on the distal end surface of the tool body 1 from the distal end side in the axis O direction by the number of the gauge chips 3A. And the area of the portion between the circle inscribed in the gauge chip 3A and the inscribed circle B inscribed in the outermost inner chip 3B, the number of inner chips 3B located in the outermost circumference and the inscribed circle B The ratio A1 / A2 of the numerical value A2 divided by the sum of the ratio of the area of the portion located outside the inscribed circle B to the planting area of the inner chip 3B located in the range of 0.7 to 0.9 It is said to be inside. That is, in this embodiment, the numerical value A1 obtained by dividing the projected area of the conical surface formed by the gauge portion 4 onto the surface perpendicular to the axis O is divided by the number 8 of the gauge tip 3A, and the circle formed by the inner portion 5 and the inner circle. The area of the annular portion between the contact circle B and the inscribed area with respect to the number 4 of the outermost inner chips 3B and the planting area of one inner chip 3B on the outer peripheral side among the inner chips 3B on the inner peripheral side. The ratio A1 / A2 with the numerical value A2 divided by the sum of the proportion of the partial area located outside the circle B is in the range of 0.7 to 0.9.

このように構成された掘削工具によれば、工具本体１先端面のゲージ部４において個々のゲージチップ３Ａが岩盤を掘削する掘削面積と、部分的に回転軌跡が重なるインナーチップ３Ｂも含めてインナー部５の最外周で個々のインナーチップ３Ｂが岩盤を掘削する掘削面積との割合が、ゲージチップ３Ａの掘削面積がインナーチップ３Ｂの掘削面積に対して０．７〜０．９の範囲内とされるので、ゲージチップ３Ａ１つ当たりの掘削面積に対して最外周のインナーチップ３Ｂ１つ当たりの掘削面積が大きくなりすぎることがなく、これらのチップ３によってバランスをとりながら掘削を行うことができる。このため、特に圧縮強度が１５０ＭＰａあるいはそれ以上の硬岩層を掘削する場合において、これらゲージチップ３Ａと最外周のインナーチップ３Ｂとのアンバランスによる掘削速度の低下を抑えることができる。 According to the excavation tool configured in this way, the inner area including the excavation area where the individual gauge tips 3A excavate the rock in the gauge portion 4 on the tip surface of the tool body 1 and the inner tip 3B partially overlapping the rotation trajectory. The ratio of the excavation area of each inner chip 3B excavating the rock in the outermost periphery of the part 5 is such that the excavation area of the gauge chip 3A is within a range of 0.7 to 0.9 with respect to the excavation area of the inner chip 3B. Therefore, the excavation area per outermost inner chip 3B does not become too large with respect to the excavation area per gauge chip 3A, and excavation can be performed while maintaining a balance with these chips 3. For this reason, especially when a hard rock layer having a compressive strength of 150 MPa or more is excavated, it is possible to suppress a decrease in excavation speed due to imbalance between the gauge tip 3A and the outermost inner tip 3B.

すなわち、かかる掘削工具によって上述のような硬岩層の掘削を行う場合には、ゲージチップ３Ａよりも先端が突出したインナー部５のインナーチップ３Ｂが先行することによって掘削される削孔の中心部が破砕されるとともに、硬質である一方で脆性傾向の高い硬岩層が破砕されることで中心部の周辺も脆くなり、こうして脆くなった中心部周辺の削孔外周側の硬岩層を後続するゲージチップ３Ａがさらに破砕して掘削することにより、所定の内径の削孔が形成される。 That is, when excavating a hard rock layer as described above with such an excavation tool, the center portion of the drilling hole to be excavated is preceded by the inner tip 3B of the inner portion 5 protruding from the tip of the gauge tip 3A. The crushing of the hard rock layer that is crushed and hard but also brittle tends to be fragile around the center, and thus the gage tip that follows the hard rock layer on the outer periphery of the drilled hole around the center. When 3A is further crushed and excavated, a hole having a predetermined inner diameter is formed.

そして、上記構成の掘削工具では、このように削孔の外周側の硬岩層を脆弱化させるインナー部５のうちでも最外周のインナーチップ３Ｂの個々の掘削面積が、削孔外周側を破砕して掘削するゲージチップ３Ａの個々の掘削面積に対して１．１〜１．４倍程度までとなり、すなわちゲージチップ３Ａ１つ当たりの掘削面積に対する最外周のインナーチップ３Ｂ１つ当たりの掘削面積を十分に抑えることができるので、個々の最外周インナーチップ３Ｂにおいては掘削時の負荷を抑制して硬岩層を効率的に破砕するとともに確実にその脆弱化を促すことができ、これに伴いゲージチップ３Ａによって硬岩層も効率的に破砕することができて、硬岩層でも掘削速度の低下を抑えることが可能となるのである。 In the excavation tool having the above-described configuration, the individual excavation area of the outermost inner tip 3B among the inner portions 5 that weaken the hard rock layer on the outer peripheral side of the drilling hole crushes the outer peripheral side of the drilling hole. It is about 1.1 to 1.4 times the individual excavation area of the gauge tip 3A to be excavated, that is, the excavation area per outermost inner tip 3B relative to the excavation area per gauge tip 3A is sufficiently large Therefore, in the individual outermost inner tip 3B, the hard rock layer can be efficiently crushed by suppressing the load at the time of excavation, and the weakening can be surely promoted. The hard rock layer can also be crushed efficiently, and the decrease in excavation speed can be suppressed even in the hard rock layer.

従って、上記構成の掘削工具によれば、こうして掘削速度の低下が抑えられることにより、所定の深さの削孔を形成する場合に掘削時間が増大するのも抑制することができ、例えば削岩機から掘削工具に付与される打撃力や回転力、推力等と単位時間当たりの打撃数および回転数が一定であれば、チップ３および工具本体１に作用する打撃数と回転数の累計が増大するのを防ぐことができるため、このようなチップ３や工具本体１への負荷が増大することによって摩耗や損傷が促進されるのも防ぐことができ、効率的な掘削を図りながらも工具寿命の延長を促して、上述のような硬岩層に対しても安定した掘削を行うことが可能となる。 Therefore, according to the excavation tool having the above-described configuration, it is possible to suppress an increase in excavation time when a drilling hole having a predetermined depth is formed by suppressing a decrease in excavation speed in this manner. If the striking force, rotational force, thrust, etc. applied to the excavating tool from the machine and the number of striking and the number of revolutions per unit time are constant, the cumulative number of striking and number of revolutions acting on the tip 3 and the tool body 1 will increase. Therefore, it is possible to prevent the wear and damage from being promoted by increasing the load on the tip 3 and the tool body 1 as described above. Therefore, stable excavation can be performed even for the hard rock layer as described above.

ここで、上記比Ａ１／Ａ２が０．９より大きくなって、すなわちインナー部５の最外周のインナーチップ３Ｂ１つ当たりの掘削面積に対してゲージチップ３Ａ１つ当たりの掘削面積が均等に近くなったり、それ以上となると、このゲージチップ３Ａの摩耗や損傷が著しく促進されて、掘削速度が低下するとともに工具寿命も短縮されることになる。また、ゲージチップ３Ａの数を同じとして比Ａ１／Ａ２を大きくした場合には、相対的にインナー部５の最外周に位置するインナーチップ３Ｂの数が多くなるため、インナー部５の中央で発生した穿孔屑の排出が阻害されるとともに、工具本体１全体に植設されるチップ３の数が増加するため、１つ当たりのチップ３による破砕量は低下し、コストが上昇するのみで穿孔速度や寿命がコスト上昇に見合わない割高な掘削工具となってしまう。その一方で、上記比Ａ１／Ａ２が０．７より小さくなって、ゲージチップ３Ａ１つ当たりの掘削面積よりインナー部５の最外周のインナーチップ３Ｂ１つ当たりの掘削面積が大きくなり過ぎると、削孔の外周側の硬岩層の脆弱化が不充分となり、このインナー部５最外周のインナーチップ３Ｂの磨耗進行が早く進むため、やはり工具寿命が早期に費える結果となる。 Here, the ratio A1 / A2 is larger than 0.9, that is, the excavation area per gauge tip 3A is evenly close to the excavation area per inner tip 3B on the outermost periphery of the inner portion 5. If it is more than that, the wear and damage of the gauge tip 3A is remarkably promoted, the excavation speed is lowered and the tool life is shortened. Further, when the ratio A1 / A2 is increased with the same number of gauge chips 3A, the number of inner chips 3B located on the outermost periphery of the inner part 5 is relatively increased, so that the chip is generated at the center of the inner part 5. As the number of chips 3 implanted in the entire tool body 1 is increased and the amount of crushing by the chips 3 is reduced, the drilling speed is increased only by increasing the cost. It becomes a high-priced excavating tool whose life is not commensurate with the cost increase. On the other hand, when the ratio A1 / A2 is smaller than 0.7 and the excavation area per outermost inner tip 3B of the inner portion 5 is excessively larger than the excavation area per gauge tip 3A, Since the hard rock layer on the outer peripheral side of the inner portion 5 becomes insufficiently weakened, and the wear progress of the inner tip 3B on the outermost periphery of the inner portion 5 progresses quickly, the tool life is also expended early.

なお、本実施形態では、ゲージチップ３Ａに外接する円がゲージ部４の外周縁と、ゲージチップ３Ａに内接する円がゲージ部４の内周縁すなわちインナー部５の外周縁と、それぞれ略一致させられているが、例えばゲージチップ３Ａがゲージ部４の内周縁と間隔をあけて外周側に植設させられている場合には、このゲージチップ３Ａに内接する円はゲージ部４の内周縁（インナー部５の外周縁）よりも外周側に位置することになり、上記数値Ａ１はこの外周側に位置した内接円と軸線Ｏ方向先端視においてゲージチップ３Ａに外接する円との間の面積に基づいて計算される。一方、インナーチップ３Ｂがインナー部５の外周縁との間に間隔をあけて内周側に植設されていても、上記数値Ａ２はゲージチップ３Ａの内接する円とインナーチップ３Ｂに内接する内接円Ｂとの間の部分の面積に基づいて計算される。 In the present embodiment, the circle circumscribing the gauge tip 3A substantially coincides with the outer peripheral edge of the gauge portion 4, and the circle inscribed in the gauge tip 3A substantially coincides with the inner peripheral edge of the gauge portion 4, that is, the outer peripheral edge of the inner portion 5. However, for example, when the gauge tip 3A is implanted on the outer peripheral side with a gap from the inner peripheral edge of the gauge portion 4, the circle inscribed in the gauge tip 3A is the inner peripheral edge of the gauge portion 4 ( The numerical value A1 is an area between the inscribed circle located on the outer circumferential side and the circle circumscribing the gauge chip 3A when viewed from the front in the axis O direction. Calculated based on On the other hand, even if the inner chip 3B is planted on the inner peripheral side with a space between the inner peripheral part 5 and the outer peripheral edge, the numerical value A2 is an inscribed inner circle of the gauge chip 3A and the inner chip 3B. It is calculated based on the area of the part between the tangent circle B.

また、本実施形態では、工具本体１の後端面に複数の突条部８が形成されており、これらの突条部８の間に画成される凹所８Ｂは、掘削時の回転方向Ｔ後方側に向けて一定の角度で先端側に凹むように傾斜した後に、この角度よりも急勾配で後端側に切れ上がるように形成されて、回転方向Ｔ後方側の突条部８において突端面となる後端面８Ａにその回転方向Ｔ側の辺稜部で交差させられており、この辺稜部の周辺が回転方向Ｔに向けて先鋭化された切れ刃エッジ状を呈している。しかも、工具本体１の外周面に形成される上記外周凹溝７も、この凹所８Ｂに連通することになる後端側部分では、掘削時の回転方向Ｔ後方側に向けて一定の勾配で工具本体１の内周側に凹むように傾斜した後に、これよりも急勾配で外周側に切れ上がるように形成されているので、掘削終了後に形成された削孔から工具本体１を引き抜く場合でも、工具本体１を掘削時の回転方向Ｔと同方向に回転させながら後退させることにより、後端面８Ａの切れ刃エッジ状の上記辺稜部周辺によって硬岩層を切り崩し、かつその切屑を上記凹所８Ｂから外周凹溝７を介して円滑に排出しながら引き抜くことができ、上述のように圧縮強度が高い硬岩層においても確実に工具本体１を回収することが可能となる。 Moreover, in this embodiment, the some protrusion part 8 is formed in the rear-end surface of the tool main body 1, The recessed part 8B defined between these protrusion parts 8 is rotation direction T at the time of excavation. After inclining so as to be recessed toward the front end side at a constant angle toward the rear side, it is formed so as to be cut off toward the rear end side with a steeper slope than this angle, and the projecting end face at the protrusion 8 on the rear side in the rotation direction T The rear end surface 8A is crossed at a side ridge portion on the rotation direction T side, and the periphery of the side ridge portion has a cutting edge shape sharpened toward the rotation direction T. Moreover, the outer peripheral groove 7 formed on the outer peripheral surface of the tool body 1 also has a constant gradient toward the rear side in the rotational direction T during excavation at the rear end side portion that communicates with the recess 8B. After tilting so as to be recessed toward the inner peripheral side of the tool body 1, it is formed so as to be cut to the outer peripheral side with a steeper slope than this, so even when the tool body 1 is pulled out from the hole formed after the end of excavation, By reversing the tool main body 1 while rotating in the same direction as the rotation direction T during excavation, the hard rock layer is broken around the edge of the edge of the cutting edge of the rear end face 8A, and the chips are cut into the recess 8B. Thus, the tool body 1 can be reliably recovered even in the hard rock layer having high compressive strength as described above.

以下、本発明の実施例を挙げて、上述した本発明による効果を実証する。本実施例では、上述した実施形態に基づいて上記数値Ａ１、Ａ２の比Ａ１／Ａ２を次表１に示すように０．７６、０．８５とした２種の掘削工具を製造し、これらによって岩盤圧縮強度を変えた複数の地盤を掘削したときの掘削速度と、岩盤圧縮強度が１５０ＭＰａの硬岩層を掘削速度０．８ｍ／分で掘削したときのチップ３が磨耗して再研磨が必要となるまで穿孔長すなわちチップ３の磨耗寿命を測定した。この結果を、比Ａ１／Ａ２が０．７６のものを実施例１、比Ａ１／Ａ２が０．８５のものを実施例２として、掘削速度については図５に、工具寿命については図６にそれぞれ示す。なお、このときの掘削条件は、工具本体１の回転数が１８０ｒｐｍ、打撃数は２８００回／分、削岩機から付与される推力は８００００Ｎであった。また、これらの実施例１、２に対して上記比Ａ１／Ａ２を０．５９、０．６８、０．９３、１．０１としたものを比較例１〜４として表１に示すとともに、これら比較例１〜４により実施例１、２と同様の掘削を行った結果を図５、図６に合わせて示す。 Examples of the present invention will be given below to demonstrate the effects of the present invention described above. In this example, two types of excavation tools having a ratio A1 / A2 of the numerical values A1 and A2 of 0.76 and 0.85 as shown in the following table 1 are manufactured based on the above-described embodiment, and these are used. The excavation speed when excavating a plurality of grounds with different rock mass compressive strength and the tip 3 when excavating a hard rock layer with a rock mass compressive strength of 150 MPa at an excavation speed of 0.8 m / min need to be reground. The perforation length, that is, the wear life of the tip 3 was measured until it was. The results are shown in Example 1 in which the ratio A1 / A2 is 0.76 and in Example 2 in which the ratio A1 / A2 is 0.85. FIG. 5 shows the excavation speed and FIG. 6 shows the tool life. Each is shown. The excavation conditions at this time were as follows: the rotational speed of the tool body 1 was 180 rpm, the number of impacts was 2800 times / minute, and the thrust applied from the rock drill was 80000N. In addition, in Examples 1 and 2, the ratio A1 / A2 of 0.59, 0.68, 0.93, 1.01 is shown in Table 1 as Comparative Examples 1 to 4, and these The results of excavation similar to Examples 1 and 2 in Comparative Examples 1 to 4 are shown in FIGS. 5 and 6.

ただし、これら実施例１、２および比較例１〜４の掘削工具において工具本体１およびチップ３の形状、寸法は互いに等しく、ゲージ径が公称８９ｍｍ、ゲージ部４外周縁の直径（工具本体１の先端面上において軸線Ｏを中心としてゲージチップ３Ａに外接する円の直径）は９１ｍｍ、工具本体１の先端面上において軸線Ｏを中心としてゲージチップ３Ａに内接する円の直径は６９．５ｍｍ、ゲージ部４の軸線Ｏに垂直な平面に対する傾斜角θ（図３参照）は３５°で、ゲージ部４の内外周縁間の部分の面積は２７０９ｍｍ^２、インナーチップ３Ｂのうちインナー部５の最外周に位置するものに内接する内接円Ｂの直径は４７．０ｍｍで、これら最外周のインナーチップ３Ｂに内外接する円の間の部分の面積は２００３ｍｍ^２であった。また、ゲージチップ３Ａは直径１２ｍｍ、全長１８ｍｍ、インナーチップ３Ｂは直径１１ｍｍ、全長１８ｍｍのいずれもボタンチップで、その先端の工具本体１先端面からの突出高さはゲージチップ３Ａが６．２ｍｍ、インナーチップ３Ｂは５．８ｍｍであった。 However, in the excavation tools of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4, the shape and dimensions of the tool body 1 and the tip 3 are equal to each other, the gauge diameter is nominally 89 mm, and the diameter of the outer periphery of the gauge portion 4 (of the tool body 1 The diameter of the circle circumscribing the gauge tip 3A around the axis O on the tip surface is 91 mm, and the diameter of the circle inscribed in the gauge tip 3A around the axis O on the tip surface of the tool body 1 is 69.5 mm. The inclination angle θ (see FIG. 3) with respect to the plane perpendicular to the axis O of the portion 4 is 35 °, the area of the portion between the inner and outer peripheral edges of the gauge portion 4 is 2709 mm ² , and the outer periphery of the inner portion 5 of the inner chip 3B The diameter of the inscribed circle B inscribed in the position was 47.0 mm, and the area of the portion between the circles inscribed and circumscribed on the outermost inner chip 3B was 2003 mm ² . The gauge tip 3A has a diameter of 12 mm and a total length of 18 mm, and the inner tip 3B has a diameter of 11 mm and a total length of 18 mm. The tip of the tip from the tip of the tool body 1 is 6.2 mm. The inner chip 3B was 5.8 mm.

さらに、これら実施例１、２および比較例１〜４では、ゲージチップ３Ａの数は上記実施形態と同じく８つで、インナー部５の最外周に位置するインナーチップ３Ｂの数を変えることによって上記数値Ａ２を変化させ、これに伴い上記比Ａ１／Ａ２もそれぞれ上述の値となるように変化させるようにした。これらゲージチップ３Ａの数、およびゲージ部４における上記面積をこのゲージチップ３Ａの数で除した数値Ａ１と、インナー部５の最外周に位置するインナーチップ３Ｂの数、およびインナー部５における上記面積をインナーチップ３Ｂの数で除した数値Ａ２とを、表１に合わせて示す。なお、比較例１、実施例１、および比較例３においてインナー部５の最外周に位置するインナーチップ３Ｂの数が３．５、４．５、および５．５とされているのは、インナー部５の内周側に位置するインナーチップ３Ｂのうち外周側に位置するものが、その植設面積の半分を上記内接円Ｂの外側に位置させているためである。 Further, in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4, the number of gauge chips 3A is eight as in the above-described embodiment, and the number of the inner chips 3B located on the outermost periphery of the inner portion 5 is changed to change the above. The numerical value A2 was changed, and accordingly, the ratio A1 / A2 was also changed to the above-mentioned value. The number A1 obtained by dividing the number of gauge chips 3A and the area in the gauge part 4 by the number of gauge chips 3A, the number of inner chips 3B located on the outermost periphery of the inner part 5, and the area in the inner part 5 Table 1 shows a numerical value A2 obtained by dividing by the number of inner chips 3B. In Comparative Example 1, Example 1, and Comparative Example 3, the numbers of inner chips 3B located on the outermost periphery of the inner portion 5 are 3.5, 4.5, and 5.5. This is because the inner chip 3B positioned on the inner peripheral side of the portion 5 is positioned on the outer peripheral side because half of the planted area is positioned outside the inscribed circle B.

これら図５および図６の結果より、まず比Ａ１／Ａ２が０．７より小さい０．５９および０．６８であった比較例１、２では、岩盤が軟らかい場合は悪い結果ではなかったが、岩盤圧縮強度が１００ＭＰａを越えると、岩盤圧縮強度が高くなるほど穿孔速度が著しく遅くなる結果となり、またチップ３の磨耗寿命も他の比較例３、４や実施例１、２と比べて短い傾向となった。これは、これら比較例１、２ではインナーチップ３Ｂのうち外周側に位置するインナーチップ３Ｂの数が少なく、岩盤が硬くなると削孔の外周部付近の岩盤の脆化が不充分となり、かつ、この外周側に位置するインナーチップ３Ｂの磨耗進行が早く進むためである。 From the results of FIG. 5 and FIG. 6, in Comparative Examples 1 and 2 where the ratio A1 / A2 was 0.59 and 0.68 which was smaller than 0.7, the rock was not a bad result when it was soft, When the rock compression strength exceeds 100 MPa, the higher the rock compression strength is, the more the drilling speed is remarkably reduced, and the wear life of the tip 3 tends to be shorter than those of other comparative examples 3 and 4 and examples 1 and 2. became. This is because in Comparative Examples 1 and 2, the number of inner tips 3B located on the outer peripheral side of the inner tips 3B is small, and when the rock is hard, the embrittlement of the rock near the outer periphery of the drilling hole becomes insufficient, and This is because the wear progress of the inner chip 3B located on the outer peripheral side proceeds faster.

一方、比Ａ１／Ａ２が０．９よりも大きい０．９３および１．０１とされた比較例３、４では、硬岩層での穿孔速度の低下は少ないが、絶対的な穿孔速度自体が全体的に遅い結果となり、またチップ３の磨耗寿命も、比較例１、２よりは長寿命であるものの、十分に満足しうる結果は得られなかった。これは、インナー部５における最外周のインナーチップ３Ｂの数が多すぎて、工具本体１の先端面の中心付近で発生した穿孔屑の排出が阻害され、さらには工具本体１全体のチップ３の数が増加することによってチップ３の１つ当たりの破砕量が低下するため、個々のチップ３の磨耗寿命は延びても効率的な掘削は却って阻害されるためである。 On the other hand, in Comparative Examples 3 and 4 in which the ratio A1 / A2 is 0.93 and 1.01 larger than 0.9, there is little decrease in the drilling speed in the hard rock layer, but the absolute drilling speed itself is the whole. However, although the wear life of the chip 3 was longer than that of Comparative Examples 1 and 2, a sufficiently satisfactory result was not obtained. This is because the number of outermost inner tips 3B in the inner portion 5 is too large, and the discharge of drilling waste generated near the center of the tip surface of the tool body 1 is hindered. This is because as the number increases, the amount of crushing per chip 3 decreases, so that efficient excavation is hindered even if the wear life of each chip 3 is extended.

これら比較例１〜４に対して、上記比Ａ１／Ａ２が０．７６および０．８５とされた本発明に係わる実施例１、２では、ゲージチップ３Ａとインナー部５最外周のインナーチップ３Ｂとによる上述の掘削作用がバランスしており、図５に示したように地盤の圧縮強度が低い段階から高い掘削速度を得ることができるとともに、岩盤圧縮強度が高くなっても穿孔速度の低下は比較例１、２と比べても小さく、総じて比較例１〜４よりも高い穿孔速度が得られていて、この傾向は岩盤圧縮強度が１５０ＭＰａを越えて２００ＭＰａの硬岩層に対しても大きく損なわれることはなかった。また、こうして高い穿孔速度を得ることができたのに伴い工具寿命も、図６に示したように比較例１、２は勿論、比較例３、４と比べてもより長寿命となっているのが分かる。 In Examples 1 and 2 according to the present invention in which the ratio A1 / A2 is 0.76 and 0.85 with respect to these Comparative Examples 1 to 4, the gauge chip 3A and the inner chip 3B at the outermost periphery of the inner part 5 are used. The above-described excavation action is balanced, and as shown in FIG. 5, it is possible to obtain a high excavation speed from the stage where the compressive strength of the ground is low, and the drilling speed decreases even if the rock compressive strength increases. Compared with Comparative Examples 1 and 2, the drilling speed is generally smaller than that of Comparative Examples 1 to 4, and this tendency is greatly impaired even for hard rock layers with a rock mass compression strength exceeding 150 MPa and 200 MPa. It never happened. Further, as the high drilling speed can be obtained in this way, the tool life is longer than that of Comparative Examples 3 and 4 as well as Comparative Examples 1 and 2 as shown in FIG. I understand.

本発明の掘削工具の一実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows one Embodiment of the excavation tool of this invention. 図１に示す実施形態を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。It is the front view which looked at the embodiment shown in Drawing 1 from the axis line O direction tip side. 図１に示す実施形態の側断面図である。It is a sectional side view of the embodiment shown in FIG. 図１に示す実施形態を軸線Ｏ方向後端側から見た背面図である。It is the rear view which looked at the embodiment shown in Drawing 1 from the axis line O direction rear end side. 本発明に係わる実施例１、２および比較例１〜４による掘削結果において、岩盤圧縮強度と穿孔速度との関係を示す図である。In the excavation result by Examples 1, 2 and Comparative Examples 1-4 concerning this invention, it is a figure which shows the relationship between rock mass compressive strength and a drilling speed. 本発明に係わる実施例１、２および比較例１〜４による掘削結果において、工具寿命（岩盤圧縮強度１５０ＭＰａの時にチップ３が再研磨必要となるまでの穿孔長）を示す図である。In the excavation result by Example 1, 2 which concerns on this invention, and Comparative Examples 1-4, it is a figure which shows tool life (The drilling length until the chip | tip 3 needs to be re-grinded when the rock mass compressive strength is 150 Mpa).

Explanation of symbols

１工具本体
３チップ
３Ａゲージチップ
３Ｂインナーチップ
４ゲージ部
５インナー部
７外周凹溝
８突条部
Ｏ工具本体１の軸線
Ｃチップ３の中心線
Ｔ掘削時の工具本体１の回転方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tool body 3 Tip 3A Gauge tip 3B Inner tip 4 Gauge part 5 Inner part 7 Outer peripheral groove 8 Projection part O Axis line of tool body 1 C Centerline of chip 3 T Direction of rotation of tool body 1 at the time of excavation

Claims

A plurality of chips are implanted on the inner and outer circumferences of the tip surface of the tool body having a substantially cylindrical shape, and the tool is implanted on the outer circumference side of the tip surface. The tip is a gauge tip that is inclined toward the outer peripheral side with respect to the axis of the main body, and the tip that is implanted on the inner peripheral side of the tip end surface has a center line that is substantially parallel to the axis. Is an inner tip that protrudes further toward the tip end side in the axial direction than the gauge tip, and is inscribed in a circle circumscribing the gauge tip centered on the axis line on the tip end surface when viewed from the tip end side in the axial direction. Between the numerical value A1 obtained by dividing the area between the circle and the number of gauge tips, and a circle inscribed in the gauge tip and an inscribed circle inscribed in the innermost tip of the inner tip portion A numerical value A2 obtained by dividing the area by the sum of the number of inner tips located on the outermost periphery and the ratio of the area of the portion located outside the inscribed circle to the planted area of the inner tips located on the inscribed circle; The excavation tool, wherein the ratio A1 / A2 is in the range of 0.7 to 0.9.