JP6597924B1 - Drilling bit - Google Patents

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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2An excavation bit capable of efficiently cutting a soft rock layer is provided. SOLUTION: Two or more plate-shaped cutting edge tips 20 and a substantially cylindrical main body 10 for fixing the cutting edge tips 20 are provided, and the front of the cutting edge tips 20 in the tool rotation direction is provided. The first dent 12 for forming a space in the first dent, the second dent 13 continuous to the first dent 12, and one of the cutting edge tips 20 when viewed from the front end is the rotation center axis of the main body 10. The first recess 12 is formed adjacent to a part of the rake face of each cutting edge tip 20 and opened toward the tip of the main body 10, and the second recess 13 is The ratio of the first recess 12 and the second recess 13 is 65% or more and 75% with respect to the region defined by the tool diameter when viewed from the front end. Drilling bit 100 which is: [Selection] Figure 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。 The present invention relates to a bit used for a drilling tool, and more particularly to a bit used for a double-pipe type drilling tool.

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。 As a tool conventionally used for excavation, a double-pipe excavation tool as disclosed in Patent Document 1 is known. The double-pipe type drilling tool is composed of an inner bit with a drilling blade on the front and a cylindrical outer bit with a drilling blade on the front or side, and the inner bit is inserted into the outer bit and can be removed. And drilling while rotating and hitting the integrated drill bit.

特開2010−14450号公報JP 2010-14450 A

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。 Regardless of the shape of the bit, the soft rock layer requires a larger amount of discharged sediment per rotation than the hard rock layer. However, in the bit having a shape as disclosed in Patent Document 1, it is difficult to take in the discharged earth and sand because it works per point. The earth and sand that could not be taken in would cause clogging, and the excavation work had to be interrupted, or the machine itself could be damaged. In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an excavation bit that can efficiently cut a soft rock layer and form earth and sand that can be easily taken up.

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。
The excavation bit according to the present invention includes two or more plate-shaped cutting edge tips and a substantially cylindrical main body portion for fixing the cutting edge tips, and the main body portion attaches the cutting edge tips. A first dent for forming a space in front of the tool rotation direction with respect to each of the cutting edge tips, a second dent continuous to the first dent, and the first dent A flow path for injecting a fluid from an opening formed in the depression, and when viewed from the tip, one of the cutting edge tips is disposed beyond the rotation center axis of the main body, The first recess is formed adjacent to a part of the rake face of each cutting edge tip and opened toward the tip of the main body, and the second recess is directed to the tip of the main body. Open and formed,
The flow path is formed inside the main body, and when viewed from the tip, the ratio of the first depression and the second depression is 65% or more and 75% or less with respect to the region defined by the tool diameter. It is.

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。 According to the excavation bit of the present invention, since a plurality of plate-like cutting edge tips are used, the cutting edge performs work per line (surface), and the soft rock layer can be excavated effectively. Further, since the cutting edge tip is disposed beyond the rotation axis of the tool, excavation can be efficiently performed. In addition, a large depression is formed adjacent to the rake face of the cutting edge tip, and water is ejected from an opening formed in the surface of the depression, so that the generated earth and sand can be efficiently pushed to the ground.

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。FIG. 1 is a perspective view of a drill bit according to the first embodiment of the present invention. 図2は図1の掘削ビットを先端視した図である。FIG. 2 is a front view of the excavation bit of FIG. 図3は図2のIII−III断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 図4は図1の掘削ビットの側面図である。4 is a side view of the excavation bit of FIG. 図5は図1の掘削ビットの側面図である。FIG. 5 is a side view of the excavation bit of FIG. 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。FIG. 6 is a perspective view showing only the main body of the excavation bit of FIG. 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。FIG. 7 is a perspective view showing only the cutting edge tip of the excavation bit of FIG. 1. 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。FIG. 8 is a perspective view of a drill bit according to the second embodiment of the present invention. 図9は図8の掘削ビットを先端視した図である。FIG. 9 is a front view of the excavation bit of FIG. 図10は図8の掘削ビットの側面図である。FIG. 10 is a side view of the excavation bit of FIG. 図11は図8の掘削ビットの側面図である。FIG. 11 is a side view of the excavation bit of FIG.

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。 An embodiment of a drill bit according to the present invention will be described with reference to the drawings. The excavation bit 100 of this embodiment is a bit used for a double pipe excavation tool, and has a shape similar to a so-called roof type. Specifically, the excavation bit 100 includes a generally cylindrical main body 10 and two plate-shaped cutting edge tips 20 attached to the tip of the main body 10.

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。 As shown in FIG. 7, the rake face 21 of the cutting edge tip 20 includes a longest first side ridge 21a, a second side ridge 21b that extends perpendicularly from the first side ridge 21a, and a third side ridge 21b. The side ridge portion 21c and the fourth side ridge portion 21d and the fifth side ridge portion 21e that intersect with each other at an obtuse angle and are connected to the second side ridge portion 21b and the third side ridge portion 21c. It has a pentagonal shape. The fourth side ridge part 21d and the fifth side ridge part 21e act as cutting edges, and the fifth side ridge part 21e is longer than the fourth side ridge part 21d. The side surface connected to the first side ridge portion 21a serves as a contact surface with the tip mounting portion formed on the main body portion 10, and restrains the movement of the cutting edge tip 20 in the tool rotation axis direction.

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。 As shown in FIGS. 1 to 6, the main body 10 has a groove-shaped tip attachment portion 11 formed at the tip thereof, a first recess 12 provided in the front of the tool rotation direction of each cutting edge tip 20, and A second depression 13 formed adjacent to the first depression 12, a single large flow path 14 formed inside the main body 10, and the first depression 12 branched from the large flow path 14. And a small channel 15 that forms an opening.

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。 The tip attaching portion 11 is composed of four surfaces, one abutting against the side surface connected to the first side ridge portion 21a of the cutting edge tip 20, and one facing the rake face 21 of the cutting edge tip 20. One is in contact with the side connected to the second side ridge portion 21 b of the cutting edge tip 20, and one is in contact with the rake face 21 of the cutting edge tip 20.

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。
The first recess 12 is formed adjacent to the rake face 21 of the cutting edge tip 20. Therefore, a part of the rake face 21 is exposed. The first recess 12 is formed of a curved surface and is opened toward the tip of the main body 10. In other words, the first recess 12 is formed in a shape like the main body portion 10 is rolled from the tip. Therefore, a sufficient space is ensured so that the earth and sand generated by excavation can move smoothly. Similarly, the second recess 13 is also formed of a curved surface and is opened toward the tip of the main body 10.
When the front end of the main body 10 is viewed, as shown in FIG. 2, the ratio of the two first dents 12 and two second dents 13 to the region S defined by the tool diameter D is 65% or more and 75%. It is as follows.
As shown in FIG. 2, the respective cutting edge tips 20 are arranged so as to be adjacent to each other so as not to form a gap as much as possible in the vicinity of the tool rotation center axis, and to straddle the virtual line L that bisects the region S.

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。 Next, the effect produced by the excavation bit 100 will be described. The cutting edge tip 20 included in the excavation bit 100 is disposed so that one end thereof exceeds the rotation center axis of the excavation bit 100, and accordingly, the cutting edge is also disposed so as to exceed the rotation center axis. Furthermore, in addition to the first recess 12, a second recess 13 is also formed, and an opening of the small flow path 15 is formed in the second recess 13. As a result, the earth and sand can be efficiently pushed backward by the water sprayed from the opening of the small flow path 15. Further, when the excavation bit 100 is viewed from the tip, since the first depression 12 and the second depression 13 are 65% or more and 75% or less with respect to the region S, the excavation bit 100 has sufficient strength. In addition, a space large enough to allow the jetted water to pass through is secured, and the weight is also reduced.

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。 Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the same functions as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment, and the description thereof is omitted, which is different from the first embodiment. Only the part will be described.

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。
The excavation tool 200 of the second embodiment includes three cutting edge tips 20, one of which is disposed beyond the rotation center axis of the excavation tool 200. A first recess 12 is formed adjacent to each cutting edge tip 20, and a second recess 13 is formed adjacent to the first recess 12.
Thus, when three or more cutting edge tips 20 are provided, if at least one of them is disposed beyond the rotation center axis of the excavation tool 200, the same efficient excavation as that in the first embodiment becomes possible. .

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。 As mentioned above, although one embodiment was described as an example about the present invention, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, four or more cutting edge tips 20 may be used.

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Main-body part, 11 ... Tip attachment part, 12 ... 1st hollow, 13 ... 2nd hollow, 14 ... Large flow path, 15 ... Small flow path, 20 ... Cutting edge chip, 21 ... Rake face, 100 ... Drill bit, S ... Area defined by tool diameter

Claims (1)

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、
前記切れ刃チップの第1の端面は、第1の辺稜部と、前記第1の辺稜部に対して垂直に接続する第2の辺稜部および第3の辺稜部と、前記第2の辺稜部に接続する第4の辺稜部と、前記第3の辺稜部に接続する第5の辺稜部とを有する五角形であって、且つ前記第4の辺稜部と前記第5の辺稜部とは鈍角に交差し、前記第5の辺稜部は前記第4の辺稜部よりも長く、前記切れ刃チップの前記第1の辺稜部に接続する前記第1の端面とは異なる第2の端面が当接面として作用し、
前記本体部は、前記切れ刃チップの前記第2の端面に当接する当接面を有する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
Two or more plate-shaped cutting edge tips;
A substantially cylindrical main body for fixing the cutting edge tip,
The first end surface of the cutting edge tip includes a first side ridge portion, a second side ridge portion and a third side ridge portion that are connected perpendicularly to the first side ridge portion, and the first side ridge portion, A pentagon having a fourth side ridge connected to the second side ridge, and a fifth side ridge connected to the third side ridge, and the fourth side ridge and the The fifth side ridge intersects an obtuse angle, the fifth side ridge is longer than the fourth side ridge, and is connected to the first side ridge of the cutting edge tip. A second end surface different from the end surface of the first surface acts as a contact surface;
The main body portion has a tip attachment portion for attaching the cutting edge tip having a contact surface that comes into contact with the second end surface of the cutting edge tip ;
A first recess for forming a space in front of the tool rotation direction with respect to each of the cutting edge tips;
A second depression formed continuously with the first depression;
A flow path for injecting fluid from an opening formed in the first depression,
When viewed from the tip, one of the cutting edge tips is disposed beyond the rotation center axis of the main body,
The first recess is formed adjacent to a part of the rake face of each cutting edge tip and opened toward the tip of the main body,
The second depression is formed to open toward the tip of the main body,
The flow path is formed inside the main body,
A drill bit in which the ratio of the first depression and the second depression is 65% or more and 75% or less with respect to the region defined by the tool diameter when viewed from the tip.
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