JP6965095B2 - 掘削用ビット - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1実施形態に係る掘削用ビットについて、図1〜図5を用いて説明する。図1は、第1実施形態に係る掘削用ビットの斜視図である。図2は、第1実施形態に係る掘削用ビットの正面図である。図3は、第1実施形態に係る掘削用ビットの側面図である。図4は、第1実施形態に係る掘削用ビットのブレード付近の拡大断面図である。詳細には、中心軸に対して平行な拡大断面図(図2に示すA−A断面図)である。図5は、第1実施形態に係る掘削用ビットのブレード付近の拡大断面図である。詳細には、中心軸に対して垂直な拡大断面図(図3に示すB−B断面図)である。図6は、第1実施形態に係る掘削用ビットの液体用穴付近の拡大断面図である。
ブレード20は、ビット本体10の先端から基端に向けて、ブレード20の回転方向R1と逆方向R2にねじれた螺旋状に設けられることが好ましい(図1〜図3を参照)。ただし、ブレード20は、中心軸J1と平行に設けられてもよく(不図示)、ブレード20の回転方向R1にねじれて、螺旋状に設けられてもよい(不図示)。
ブレード20には、いわゆるアンダーカット加工が施されていてもよい。これにより、アンダーカットの形状によっては、水の流れをコントロールすることができる。
なお、以下において、頂部21のうち径方向外側D1を向く面を特に「側面側頂部212」と表記する場合があり、それ以外の面を特に「先端側頂部211」と表記する場合がある。本実施形態においては、頂部21の先端側にある面が先端側頂部211であり(図4を参照)、径方向外側D1にある面が側面側頂部212である(図5を参照)
1つのブレード20に対して複数の掘削チップ25が固着される場合、掘削チップ25は、頂部21が延びる方向に沿って1列に固着されてもよく(図1〜図3を参照)、2列以上に固着されてもよい(不図示)。
ブレード20毎に、固着される掘削チップ25の個数は同じであってもよく(不図示)、異なってもよい(図1〜図3を参照)。
また、掘削チップ25が固着されないブレード20があってもよい。
また、第1面22に超砥粒26が固着される場合には、第1面22の超砥粒26が摩耗止めの役割を果たすことにより、第1面22の摩耗が抑えられる。そのため、第1面22が摩耗粉と接した場合の、掘削用ビット1の回転方向と逆方向R2への耐摩耗性が向上する。
また、側面側頂部212と比べて先端側頂部211では、掘削チップ25が固着されていることなどから、摩耗止めの必要性は少ない。そのため、先端側頂部211に超砥粒26が固着されない場合には、ブレード20に対して必要な超砥粒26の量が過剰にならず、製造コストが抑えられる。
続いて、掘削用ビット1の製造方法について説明する。
例えば、ビット本体10と、ブレード20とは、所定の超鋼粉末を金属バインダーで焼き固めることで一体的に製造される。又は、ビット本体10とブレード20とは、所定の金属材料を加工する(例えば、削り出す)ことで一体的に製造される。ここで、ブレード20には掘削チップ25や、超砥粒26が固着されるので、掘削チップ25や超砥粒26の大きさを考慮して、加工が行われてもよい。具体的には、本実施形態においては、ブレード20の頂部21には掘削チップ25が固着されるので、掘削チップ25を固着するための凹部が設けられるように、加工が行われてもよい。また、ブレード20の頂部21(特に側面側頂部212)には超砥粒26が固着されるので、超砥粒26の平均粒径の2倍の長さを掘削用ビット1の外径から減寸して、焼き固め又は削り出しが行われてもよい。
超砥粒26は、例えば、溶射、電着、ろう付け等の従来公知の技術により、ブレード20の表面に単層又は多層に固着される。別の見方をすると、固着層27は、例えば、溶射、電着、ろう付け等の従来公知の技術により、ブレード20の表面に設けられる。
以上説明したように構成された第1実施形態に係る掘削用ビット1は、中心軸J1の回りに回転するビット本体10と、中心軸J1から放射状に延びる複数のブレード20と、ブレード20に固着されるダイヤモンド焼結体からなる掘削チップ25と、を備える掘削用ビット1であって、ブレード20は、ビット本体10の先端側から径方向外側D1に亘って延びる頂部21と、頂部21に隣接し且つブレード20の回転方向R1を向く第1面22と、頂部21に隣接し且つブレードの回転方向R1と逆方向R2を向く第2面23と、を有し、少なくとも頂部21には、超砥粒26が固着される。
そのため、第1実施形態に係る掘削用ビット1によれば、超砥粒26が摩耗止めの役割を果たすことにより、ブレード20の摩耗(特に中心軸方向D2への摩耗)が抑えられる。これにより、耐摩耗性を備えた掘削用ビット1が得られる。
まず、本発明の第2実施形態に係る掘削用ビットについて、図7〜図9を用いて説明する。
図7は、第2実施形態に係る掘削用ビットのブレード付近の中心軸に対して平行な拡大断面図(図4対応図)である。図8は、第2実施形態に係る掘削用ビットのブレード付近の中心軸に対して垂直な拡大断面図(図5対応図)である。図9は、第2実施形態に係る掘削用ビットの液体用穴付近の拡大断面図である。
続いて、掘削用ビット1Aの製造方法について、具体的には硬質層29A及び硬質層39Aの形成方法について説明する。
硬質層29A及び硬質層39Aは、めっきによるコーティングにより、ブレード20Aの表面と、液体用穴30Aの内表面にそれぞれ形成される。
以上説明したように構成された第2実施形態に係る掘削用ビット1Aは、中心軸J1の回りに回転するビット本体10と、中心軸J1から放射状に延びる複数のブレード20Aと、ブレード20Aに固着されるダイヤモンド焼結体からなる掘削チップ25と、を備える掘削用ビット1Aであって、少なくともブレード20Aの表面には、酸化物又はセラミックスを含む硬質層29Aが設けられる。
そのため、第2実施形態に係る掘削用ビット1Aによれば、 硬質層29Aが摩耗止めの役割を果たすことにより、ブレード20Aの摩耗が抑えられる。これにより、耐摩耗性を備えた掘削用ビット1が得られる。
まず、本発明の第3実施形態に係る掘削用ビットについて、図10〜図12を用いて説明する。
図10は、第3実施形態に係る掘削用ビットのブレード付近の中心軸に対して平行な拡大断面図(図4対応図)である。図11は、第3実施形態に係る掘削用ビットのブレード付近の中心軸に対して垂直な拡大断面図(図5対応図)である。図12は、第3実施形態に係る掘削用ビットの液体用穴付近の拡大断面図である。
以上説明したように構成された第3実施形態に係る掘削用ビット1Bは、中心軸J1の回りに回転するビット本体10と、中心軸J1から放射状に延びる複数のブレード20Bと、ブレード20Bに固着されるダイヤモンド焼結体からなる掘削チップ25と、を備える掘削用ビット1であって、ブレード20Bは、ビット本体10の先端側から径方向外側D1に亘って延びる頂部21と、頂部21に隣接し且つブレード20Bの回転方向R1を向く第1面22と、頂部21に隣接し且つブレードの回転方向R1と逆方向R2を向く第2面23と、を有し、少なくとも頂部21には、超砥粒26Bが固着される。更に、第1面22及び第2面23の表面には、酸化物又はセラミックスを含む硬質層29Bが設けられる。
そのため、第3実施形態に係る掘削用ビット1Bによれば、超砥粒26B及び硬質層29Bが摩耗止めの役割を果たすことにより、ブレード20Bの摩耗が抑えられる。これにより、耐摩耗性を備えた掘削用ビット1Bが得られる。
例えば、ブレード20の表面に超砥粒26、26Bが固着される例、硬質層29A、29Bが形成される例及び液体用穴30の内表面に硬質層39A、39Bが形成される例について説明した。しかし、本明細書における「表面」及び「内表面」は、必ずしも最表面である必要はない。例えば超砥粒や硬質層の上に他の構成(コーティング層等)が設けられてもよい。
10 ビット本体
20、20A、20B ブレード
21 頂部
22 第1面
23 第2面
25 掘削チップ
26、26B 超砥粒
29A、29B 硬質層
30、30A、30B 液体用穴
39A、39B 硬質層
J1 中心軸
D1 径方向外側
R1 回転方向
R2 逆方向
Claims (5)
- 中心軸の回りに回転するビット本体と、前記中心軸から放射状に延びる複数のブレードと、前記ブレードに固着されるダイヤモンド焼結体からなる掘削チップと、を備える掘削用ビットであって、
前記ブレードは、前記ビット本体の先端側から径方向外側に亘って延びる頂部と、前記頂部に隣接し且つ前記ブレードの回転方向を向く第1面と、前記頂部に隣接し且つ前記ブレードの回転方向と逆方向を向く第2面と、を有し、
少なくとも前記頂部には、超砥粒が固着される掘削用ビット。 - 前記第1面及び前記第2面の表面には、酸化物又はセラミックスを含む硬質層が設けられる請求項1に記載の掘削用ビット。
- 中心軸の回りに回転するビット本体と、前記中心軸から放射状に延びる複数のブレードと、前記ブレードに固着されるダイヤモンド焼結体からなる掘削チップと、を備える掘削用ビットであって、
液体が流通する液体用穴を更に備え、
前記ブレードの表面及び前記液体用穴の内表面には、酸化物又はセラミックスを含む硬質層が設けられる掘削用ビット。 - 液体が流通する液体用穴を更に備え、
前記液体用穴の内表面には、酸化物又はセラミックスを含む硬質層が設けられる請求項1又は2に記載の掘削用ビット。 - 前記液体用穴は、湾曲している請求項3又は4に記載の掘削用ビット。
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