JP6489705B2 - Drilling bit - Google Patents
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Description
本発明は掘削機に用いられる掘削ビットに関するものである。 The present invention relates to a drill bit used in an excavator.
近年、掘削工事においては、コスト低減の観点から、掘削ビットの長寿命化が望まれている。一般に、掘削ビットは、鋼材からなるシャンク(母材)に対して超硬合金製のチップを取り付けたものが知られている。長寿命化を図った掘削ビットとして特許文献1は、比較的軟性のチップと、比較的硬性のチップとを併用したものを開示している。
In recent years, in excavation work, it has been desired to extend the life of excavation bits from the viewpoint of cost reduction. Generally, a drill bit is known in which a cemented carbide tip is attached to a shank (base material) made of steel.
特許文献1が開示する掘削ビットの寿命は決して十分なものではなく、さらに長寿命な掘削ビットが要求されている。本発明は、上記実情に鑑みて、より長寿命な掘削ビットを提供することを目的とする。
The lifetime of the drill bit disclosed in
本発明に係る掘削ビットは、第1の端面と、前記第1の端面に対向する第2の端面と、前記第1の端面から前記第2の端面まで貫通する貫通穴と、を有し、超硬合金からなる第1チップと、第3の端面と、前記第3の端面に対向する第4の端面と、を有し、前記第1チップの硬度以下の硬度である超硬合金からなる第2チップと、前記第1チップの貫通穴に挿入され、ダイヤモンド焼結体からなる第3チップと、鋼材からなり、底面と前記底面の周囲に配置される一つの立壁とで構成されるチップ取り付け部を有する母材と、を備え、前記第2チップの前記第4の端面は前記チップ取り付け部の前記底面にろう付けで接合され、前記第1チップの前記第2の端面および前記第3チップは前記第2チップの前記第3の端面にろう付けで接合される掘削ビットである。 The excavation bit according to the present invention has a first end face, a second end face facing the first end face, and a through hole penetrating from the first end face to the second end face, It has a first chip made of cemented carbide, a third end face, and a fourth end face facing the third end face, and is made of a cemented carbide having a hardness equal to or lower than the hardness of the first chip. A chip composed of a second chip, a third chip inserted into the through hole of the first chip and made of a diamond sintered body, and made of a steel material and comprising a bottom surface and one standing wall arranged around the bottom surface A base material having a mounting portion, wherein the fourth end surface of the second chip is joined to the bottom surface of the chip mounting portion by brazing, and the second end surface of the first chip and the third chip The chip is joined to the third end face of the second chip by brazing. Is a drill bit.
本発明に係る掘削ビットは、第3チップが円柱状であると好ましい。 In the excavation bit according to the present invention, the third tip is preferably cylindrical.
本発明に係る掘削ビットは、第1チップが四角柱であって、第1チップの第1の端面とその側面との交差稜線部に面取りが施されていると好ましい。 In the excavation bit according to the present invention, it is preferable that the first tip is a quadrangular prism, and a chamfer is applied to the intersection ridge line portion between the first end surface of the first tip and the side surface thereof.
本発明に係る掘削ビットは、第1チップの側面の一部が母材のチップ取り付け部が有する立壁にろう付けされ、第2チップの側面の一部がチップ取り付け部の立壁にろう付けされると好ましい。 In the excavation bit according to the present invention, a part of the side surface of the first tip is brazed to the standing wall of the tip mounting portion of the base material, and a part of the side surface of the second tip is brazed to the standing wall of the tip mounting portion. And preferred.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1に示すように、円盤状のカッターフェイス100は、掘削機(図示せず)の先端に回転可能に配置され、本実施形態の掘削ビット1はカッターフェイス100の盤面に取り付けられる。具体的には、一部の掘削ビット1はカッターフェイス100の縁に沿って配置され、別の掘削ビット1はカッターフェイス100の中心から放射状に配置される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, a disc-
図2から図8に示すように、掘削ビット1は、円形の貫通穴を有する第1チップ10と、第1チップ10に接合される第2チップ20と、第1チップ10の貫通穴に挿入される第3チップ30と、第1チップ10および第2チップ20を取り付けるためのチップ取り付け部41を有する母材40と、を備える。
As shown in FIGS. 2 to 8, the
第1チップ10は第1の端面11と第1の端面11に対向する第2の端面12とを有する、おおよそ四角柱に近似できる形状である。以下の説明においては、第1チップ10の第1の端面11を「上面11」と便宜的に呼称し、第2の端面12を「下面12」と便宜的に呼称する。
The
第2チップ20は第3の端面21と、第3の端面21に対向する第4の端面22と、を有する、第1チップ10よりも相対的に薄い四角形平板形状である。
ここで「薄い」とは、第2チップ20の第3の端面21から第4の端面22までの距離が、第1チップ10の上面11から下面12までの距離よりも短いことを意味している。
以下の説明においては、第2チップ20の第3の端面21を「上面21」と便宜的に呼称し、第4の端面22を「下面22」と便宜的に呼称する。
The
Here, “thin” means that the distance from the
In the following description, the
第3チップ30は、円柱状でダイヤモンド焼結体からなる。以下の説明においては、第3チップ30を構成する面のうち第2チップ20と当接する面を「下面32」と便宜的に呼称し、下面32に対向し、外に露出する面を「上面31」と便宜的に呼称する。
The 3rd chip |
第1チップ10の上面11と上面11に接続する側面13との交差稜線部が掘削に関与する部分となり、そこには面取り部14がある。すなわち、第1チップ10は三つの掘削に関与する部分を有する。図8の断面図に示すように、第1チップ10は上面11から下面12までを貫く円形の貫通穴15を有する。第1チップ10の下面12と第2チップ20の上面21とはろう付けによって接合される。第1チップ10の側面13の一部は、母材40に形成されたチップ取り付け部41を構成する立壁43にろう付けで接合される。第1チップ10は超硬合金からなり、硬度は84HRA以上89HRA以下であることが好ましい。
An intersection ridge line portion between the
第3チップ30は第1チップ10に形成された貫通穴15に挿入される。第3チップ30の下面32から上面31までの距離は第1チップ10のそれに等しく、第3チップ30の上面31および下面32は第1チップ10の上面11および下面12と面一になる。
第3チップ30は第1チップ10よりも硬く、その硬度は6000HV以上12000HV以下であることが好ましい。
第1チップ10の貫通穴15に挿入された第3チップ30の下面32は、第2チップ20の上面21にろう付けで接合される。
The
The
The
第2チップ20の外郭形状の大きさは、第1チップ10の下面12の大きさにほぼ等しい。
第2チップ20の下面22は、母材40に形成されたチップ取り付け部41の載置面42(底面)にろう付けによって接合され、第2チップ20の側面23の一部はチップ取り付け部41の立壁43にろう付けによって接合される。
第2チップ20は超硬合金からなり、その硬度は第1チップ10の硬度と同じかそれよりも低い。
The size of the outer shape of the
The
The
母材40は鋼材からなり、図7に示すように、角部に比較的大きな切り欠き部を有しており、正面視したときの形状はおおよそL字形状である。
その切り欠き部は一体化された第1チップ10、第2チップ20、および第3チップ30が載置されるチップ取り付け部41となる。
チップ取り付け部41は載置面42と、載置面から立ち上がる一つの立壁43と、で構成され、立壁43がある箇所以外は外部に開放されている。すなわち、チップ取り付け部41の周囲にある壁は立壁43一つだけである。したがって、チップ取り付け部41に取り付けられた第1チップ10および第2チップ20の側面の大部分は露出する。このように、母材40をL字形状にし、チップ取り付け部41の立壁43を一つだけにすることで、略四角柱の外郭形状の第1チップ10の掘削に関与する部分が増える。つまり、立壁43の数を極力減らすことで、第1チップ10の上面11と側面13との交差稜線部のうち露出する部分が増え、効率的に掘削できるようになる。
母材40の上面44の一部はチップ取り付け部41から離れるにしたがって載置面42に近付く向きに傾斜する傾斜面45になっている。
傾斜面45は上面44の端に位置しており、母材40の右側面に接続している。
As shown in FIG. 7, the
The cutout portion becomes a
The
A part of the
The
次に、実施形態に係る掘削ビット1の効果について説明する。掘削ビット1は、図1に示すようにカッターフェイス100の盤面に溶接によって固定される。カッターフェイス1の回転に際して第1チップ10が地盤に当接して当該地盤を掘削する。掘削ビット1は、第3チップ30によって高い耐摩耗性が得られ、また第3チップ30に加わる衝撃を第1チップ10が緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、掘削ビット1の長寿命化を図ることができる。
Next, the effect of the
また、第1チップ10および第3チップ30と母材40との間には、第1チップ10と同等かより小さい硬度の超硬合金からなる第2チップ20が介在している。母材40は熱膨張しやすく、第1チップ10および第3チップ30は母材40よりも熱膨張しにくいので、直接これらが接合されていると通常ならば相互間で応力ひずみが生じるが、第2チップ20があることによって、その応力歪みが緩和される。このため、第1チップ10と第3チップ30とにクラックを生じる事態が緩和される。
Further, between the
第1チップ10の側面13の一部および第2チップ20の側面23の一部がチップ取り付け部41の立壁43にろう付けされることにより、より強固に固定され、掘削時に岩盤からこれらチップに加わる力に対する抵抗力が向上する。そのため、掘削ビット1の寿命が延びる。
A part of the
母材40の上面44に傾斜面45が設けられることにより、破砕した岩石の破片(いわゆる繰粉)を効果的に機械の後方に排出できるようになる。
By providing the
掘削ビット1においては、第1チップ10および第3チップ30と第2チップ20とは、ろう付けによって接合されることで、締結部材や接着剤などのその他の接合方法よりも強い耐衝撃性で接合される。200N/mm2以上の強度と低い接合温度で足りるという観点から、銀ろう付けが好ましい。
In the
本発明は上記の実施形態に限定されず種々の変形が可能である。
例えば、母材40に形成されるチップ取り付け部41に関して、上記実施形態では載置面42と立壁43とが直接接続されているが、載置面42と立壁43との間に第2チップ20の縁が接触することを防止する為のぬすみが形成されていてもよい。ぬすみの有無自体は本願発明の実質的な効果に影響を与えない。
上記実施形態では第3チップ30は円柱状であったが、第3チップ30の形状に特に限定はなく、例えば直方体であってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
For example, regarding the
In the said embodiment, although the 3rd chip |
1…掘削ビット
10…第1チップ
20…第2チップ
30…第3チップ
40…母材
41…チップ取り付け部
100…カッターフェイス
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1チップの貫通穴に挿入され、ダイヤモンド焼結体からなる第3チップと、
第3の端面と、前記第3の端面に対向する第4の端面と、を有する第2チップと、
鋼材からなり、底面と前記底面の周囲に配置される一つの立壁とで構成されるチップ取り付け部を有する母材と、を備え、
前記第2チップは、硬度が、前記第1チップおよび前記第3チップと前記母材との相互間の応力歪みを緩和させる程度に前記第1チップの硬度以下である超硬合金からなり、
前記第2チップの前記第4の端面は前記チップ取り付け部の前記底面にろう付けで接合され、
前記第1チップの前記第2の端面および前記第3チップは前記第2チップの前記第3の端面にろう付けで接合される掘削ビット。 A first tip made of a cemented carbide, having a first end face, a second end face facing the first end face, and a through hole penetrating from the first end face to the second end face. When,
A third chip inserted into the through hole of the first chip and made of a diamond sintered body;
A second chip which chromatic and third end surface, and a fourth end surface opposed to the third end surface of the,
Comprising a base material having a chip mounting portion made of a steel material and composed of a bottom surface and a single standing wall arranged around the bottom surface,
The second chip is made of a cemented carbide having a hardness equal to or less than the hardness of the first chip to a degree that relieves stress strain between the first chip and the third chip and the base material,
The fourth end surface of the second chip is joined to the bottom surface of the chip mounting portion by brazing,
A drill bit in which the second end surface of the first tip and the third tip are joined to the third end surface of the second tip by brazing.
前記第3チップの硬度が6000HV以上12000HV以下である請求項1の掘削ビット。 2. The excavation bit according to claim 1, wherein the hardness of the first tip is not less than 84 HRA and not more than 89 HRA, and the hardness of the third tip is not less than 6000 HV and not more than 12000 HV.
前記第2チップの前記第3の端面および第4の端面に接続する側面の一部は、前記チップ取り付け部の前記立壁にろう付けで接合される請求項1から4のいずれかに記載の掘削ビット。 A part of the side surface connected to the first end surface and the second end surface of the first chip is joined to the standing wall of the chip mounting portion by brazing,
5. The excavation according to claim 1, wherein a part of a side surface connected to the third end surface and the fourth end surface of the second tip is joined to the standing wall of the tip attachment portion by brazing. bit.
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