JPH04507119A - 土のオーガー用掘削刃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 のオーガー　Ｊｌ １肚立豆更 本願発明は一般的に土のオーガー（らせん状部）に関するものでより詳しくは、 岩石の組成の中に穴を掘るように適合された土のオーガー用の掘削刃に関するも のである。

！■立！■ 土の中に穴を掘るための土のオーガーは公知の技術においてよく知られて居り、 米国特許第４，３８０．２７１号に例示されている。この特許は２重のフライト を含むオーガーについて記述している。夫々のフライトには案内ビットの近くか ら始まる先導刃とチャックの近くで終る跡につける刃とがある。フライトは同時 に中心軸のまわりにらせん状を描いている。複数の掘削刃はオーガーのフライト の先導刃に沿って放射状に段階的に設けられている。穿孔作業中に、オーガーが 土の中に進むにつれて切削歯は次第に増加する径の環状部分を切削する。

代表的には土のオーガーに関連して用いられる切削歯は作業端に終る主体の部分 と、オーガーの先導刃上のホールダー構造のソケットの中に挿入するための主体 部分から上に伸びるシャンク（＠）とを含む。主体部分は作業端に近く凹所を形 成するようつき上がらされた先導面を有する。１個又は複数の平らな形のインサ ートが凹所に配置され点を形成するよう形づくられている。

上述の掘削刃は長年に亘って適合して作業をして来た一方において、下記の問題 の中の１個又は複数のものが屡々遭遇された： （１）　高度の摩耗領域において刃の設計が適当な保護を与えない。このため切 削作業中に、岩石の組成によるすりへらす作用のために本体は過度に摩耗する傾 向がある。

（２）　岩の面に対して磨滅するカーバイドインサートの大きな表面領域のため にカーバイドインサートの定格を超える過度負荷を生ずる。その結果インサート が欠けたり、割れたりして刃がそれ以上穿孔できないようにする。

（３）　カーバイドインサートの大きな表面領域と取付は角度のために侵入の率 をさまたげ穿孔の性能を減少させる過度な抵抗を発生させる。

従って掘削刃の設計における若干の改良が必要とされる。

Ｉの　・　・ 本願発明は岩石の組成の中に穴をあけるための土のオーガーに関するものである 。このオーガーは２重のフライトを含んでいる。夫々のフライトには先導刃と中 心軸のまわりのらせん状スパイラルがある。複数の支持ブロックが掘削刃を受け 入れ、維持するために夫々のフライトの先導刃に固定されている。好ましくは掘 削刃は次第に径が増加するはっきりした環状の領域の中で最も内側の掘削刃から 最も外側の掘削刃迄切削するよう配置されている。

夫々の掘削刃は作業端に終る主体部分と刃の支持ブロックに差込むための主体部 分から上に伸びるシャンクとを含む。複数ののみ状のカーバイドのインサートが 掘削刃の作業端に埋め込まれ刃のシャンクの平面に関して前方に傾斜している。

攻撃角と云われるこの角度は好ましくは２０″と７０°の間である。インサート を角度をもって配置することによりインサートが以前の装置よりも高い負荷に耐 えられるようにする。更に１のみ”状の形式のインサートは抵抗を減少し侵入の 率を増加することにより穿孔の効率を改善する。

本願発明の実施例においてインサートは通常横の切削刃を形成するように収斂す る前方向と後方向に傾斜する面をもつ円筒状の基部に近い端と遠い末端とを含む 円筒状のプラグ（栓）より成る。

基部に近い端は傾斜した支持面に埋め込まれインサートは切削刃が支持表面に平 行になるように向けられる。

前述の説明に基いて本願発明の主な目的は夫々の穿孔オーガー用の掘削刃の設計 と性能に改良をほどこすことである。

もう一つの本願発明の目的はオーガーの侵入の率を大巾に増加させるオーガー用 の掘削刃の設計を与えることである。

更に本願発明の目的は従来の設計よりも高い負荷に耐えることができるオーガー 用の掘削刃の設計を与えることである。

本願発明の更にもう一つの目的はすりへらす摩耗、欠けること、割れることに強 いオーガー用掘削刃の設計を与えることである。

本願発明の其の他の目的及び利点は次の説明とこのような発明を例示する添付図 面を研究することから一見して明らかとなるであろう。

第１図は土の穿孔オーガーの立面図である。

第２図はフライト構造の先導刃を示すオーガーの部分的平面図である。

第３図は掘削男前両立面図である。

第４図は作業端の１部を切断した掘削刃の側両立面図である。

第５図は掘削刃の透視図である。

第６図は掘削刃の第２の実施例の前両立面図である。

第７図は作業端の１部を切断した第２の実施例の掘削刃の側両立面図である。

Ｉ　の　か−起、述− 図１においては土の中に穴を掘るオーガー１０が示されている。

オーガー１０には中心シャフト１２がある。案内ビット１４はシャフト１２の低 い方の端に固定されている。シャフトの上端はオーガーを駆動シャフト（図示さ れていない）に接続するチャック１６で終っている オーガー１０は更にらせん状のウェブの形をしたフライト構造１８及び２０の１ 組を含む。フライト構造１８及び２０は中心シャフトにしっかりと固定されそこ から放射状に伸びている。フライト構造１８及び２０は夫々先導刃２４を含み、 これは案内ビット１４の近くで終っている。

フライト構造の先導刃２４は通常の設計の指示ブロック３２を複数含む。夫々の ブロック３２は掘削刃４ｏのシャンク部分を受け入れるためのブロック３２を通 って伸びる刃の受け入れポケット３４を形成されている。最も内側の支持ブロッ ク３２ａは案内ビット１４の近くのフライト構造の最も内側の端に沿って配置さ れており、最も内側の掘削刃を取付けるための手段を与えている。支持ブロック ３２ｄはフライト構造の外側の縁に近く位置し、一方１個又は複数個の中間支持 ブロック３２ｂ及び３２ｃは最も内側と最も外側の支持ブロックの間に配置され ている。掘削刃４０は支持ブロック３２の夫々のポケットの中に受け入れられ、 刃の受け入れポケット３４の凡ての間で交換可能である。

図２に最もよく示されているように刃を保持するブロック３２はフライト構造１ ８及び２０の夫々の先導端２４に沿って段階的に放射状に間隔を。

おいて配置されている。掘削刃４０は夫々シャフト１２の中心線軸方向に関して 異る放射状平面の中にある。更に掘削刃４ｏは夫々シャフト１２の中心線に関し て放射状に間隔をもって配置されているのでオーガーが回転すると、掘削刃４０ は直径が増加する一連の同心の穴を切削する。

図３から図５においては掘削刃４０の詳細が示されている。

夫々の掘削刃４０は、支持ブロック３２の刃の受け入れポケット３４の中に挿入 される上方に伸びるシャンク４４のついた主体部分４２を含む。

シャンク４４は四角の形を持つので類似の寸法と形をもつポケット３４のある支 持ブロック３２の中に置かれると、刃４０はブロック３２の中では決して回転し ない。シャンク４４の上端は刃４０を支持ブロック３２の中に固定するための１ 組の開口部４６を含む。シャンク４４は支持ブロック３２の中のポケット３４を 通過するのでその中の穴４６はフライト構造１８及び２０の上の表面を通り越す 。くさびピン４８又は他の適当な装置が刃４０をポケット３４の中に保つため穴 ４６を通って挿入されることができる。

刃４０の主体部分４２は通常の平らな先導面５０、追跡面５２、ゲージ側面５３ 及び作業端部分５４とを含む６作業端部分５４は複数の丸味を帯びたげんこつ状 の突起５６からなりたっている。

げんこつ状の突起５６は図４に最もよく見られるように先導面５０から追跡面５ ２の方向に上に向で傾斜し、凹み領域５５によって分離されている。丸味を帯び た突起５６の前端は傾斜したインサート支持表面５８の中で終って居り、この表 面５８は刃４０の先導面５０に近い。

挿入空隙６２は傾斜した支持表面５８の中に形成され、これはその形においてこ こでは円筒状であるように示されている。夫々の空隙６２は好ましくはタングス テンカーバイドのような極めてかたい物質から形成された掘削インサート６４を 受け入れる。

掘削インサート６４は通常円筒状の基部に近い端を有しこれは空隙６２の中に適 合しろう付は其の他の適当な手段でその場所に保持される。遠く離れた端は外に 向って支持表面５８から突出し、前方と後方に傾斜した表面６６及び６８を含み これは横の切削刃７０を与えるように収束している。

好ましくはインサート６４の切削刃７０は支持表面５８に平行でありこの表面の 中にインサート６４は取付けられる。

図４においては、インサート６４が空隙６２の中に取付けられるのでインサート の軸は刃のシャンク４４の平面から前方に２０″と７０″の間の角度で且つ好ま しくは約４５°で傾斜していることがわかる。攻撃角として参考されるこの角度 はインサートが従来の装置に較べてより高い負荷に耐えることを可能としている 。

図３においてはカーバイドインサート６４はピラミッド状に配置されているので 中心のインサート６４は刃の尖端を形成していることがわかる。

そのどちら側かの残りのインサート６４は中心のインサートから次第に低く位置 され中心のインサート６４から方向を変えられている。又刃４０はこの点におけ るすりへらす摩耗を防ぐために主体部分４２のゲージ側面上にタングステンカー バイドのような硬い耐摩耗材から作られた平らな耐摩耗インサート７２を含むこ とがわかる。第２の耐摩耗インサート７２刃は４０の内側に近い作業端５４上に おかれている。

本願発明のもう一つの実施例においては図６及び図７に示されたように、本体部 分の作業端５４が改造されている。特にはっきりした丸味を帯びた突起を持つ代 りにこの実施例においてはアーチ形の傾斜した支持表面５８がある。支持表面５ ８は勿論本願発明においてはその数には制限はないけれども３個のインサート６ ４を保つように設計されている。中心のインサートは刃の尖端を形成し一方どち ら側かのインサートはより低く中心のインサートに関して角度をもって設置され ている。

前の実施例のようにインサート６４は刃のシャンクの平面に関して約４５°の角 度で作業端５４の中に取付けされている。（図７参照）又各インサート６４の横 の切削刃７０は支持表面５８に平行である。更にオーガー刃の第２の実施例は２ 個の円錐形の耐摩耗インサート７２を含む。その１個は主体部分のゲージ側面上 にあり、１つは刃の内側に近い作業端５４の上にある。

本願発明のオーガー刃４０は平らな形のインサートを利用する従来の設計に対し て数多くの明確な利点を有する。従来の設計においては最高の摩と破損の領域は ゲージの隅と尖端に起る。本願発明においてはのみ状のカーバイドのインサート ６４をこれらの重要な位置に置いている。追加のインサート６４は摩耗領域の残 りをカバーする。更に刃のシャンクの平面に関して前方にインサート６４を傾斜 させることにより、より高い負荷が破損したり欠けたりすることなしにインサー ト６４を通じて伝達されることができる。より高い負荷によってより大きな岩の 割れを起しこのことは穿孔性能を向上させる。

本願発明は勿論発明の精神と本質的な特徴から離れることなくここに規定された ちの以外の特定の方法により実施され得るものである。従って本願発明は凡ゆる 点において例示的なものであって決して制限的なものではなく、追加された請求 項の意味と同等の範囲の中で起る凡ての変更はこの中に包含されるように意図さ れるものである。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．土の中に穴を掘る上の穿孔工具であって、（イ）（１）その下端において案 内ビットに終る中心シャフトと； （２）そのシャフトに固定され、一般的にそこから放射状に伸びるフライト構造 で、案内ビットの近くの先導端に終ってい るものと； （３）中心シャフトに近い最も内側の位置からフライト構造の外側の縁に近い最 も 外側の位置に伸びるフライト構造の先 導端に沿って放射状に間隔をおいた複 数の支持ブロックで夫々はその中に形 成された刃の受け入れポケットを持つ ものと； を含むオーガーと： （ロ）（１）先導面、後部面と作業端とを有する主体部分と； （２）主体部分から上方に伸び対応する支持ブロックのポケットの中に挿入でき る シャンクと； （３）主体部分の作業端の中に埋込まれた硬質の耐摩耗材から作られ、穿孔作業 中 作業物質とかみ合うそこから外に向っ て突き出ている複数の掘削インサート と； から成る夫々の掘削刃が対応する支持 ブロックの中に取付けられている複数 の掘削インサートとから成り、ここに おいてインサートの軸は掘削刃のシャ ンクの平面に関して前方に傾斜し２０ °と７０°の間の攻撃角を形成してい る。 ２．請求項１に記載の土の穿孔工具において、インサートの攻撃角は約４５°で ある。 ３．請求項１に記載の土の穿孔工具において、インサートは一般的に横の切削刃 を形成するように収束する前方と後方に傾斜した面を持つ円筒形のプラグを形成 する。 ４．請求項３に記載の土の穿孔工具において、インサートの前方に傾斜した面は 掘削刃のシャンクの平面に平行である。 ５．請求項１に記載の土の穿孔工具において、作業される物質に対して主体部分 の摩耗によって起される摩耗の量を減らすために夫々の切削刃は少くとも１つの 主体部分のゲージ側面に埋込まれた耐摩耗インサートを含む。 ６．土のオーガー用の掘削刃において、（イ）前の面、後の面、ゲージ側面及び 作業端を有する主体部分と； （ロ）主体部分から上に伸び、オーガーの支持ブロックの中に受け入れられるシ ャンクと；（ハ）作業される物質とかみ合う主体部分の作業端に埋め込まれそこ から外に伸びる硬い耐摩耗材料から作られた複数の掘削インサートであって、イ ンサートは夫々横の切削刃を形成するように収束する前と後に傾斜した面をもつ ，一般的に円筒状の基部に近い端と末端とを含むものとから成り、ここにおいて 夫々のインサートの軸はシャンクの平面に関して前に傾斜している。 ７．請求項６に記載の掘削刃において、シャンクの平面と、インサートの軸との 間の角度は約２０°と７０°の間である。 ８．請求項７に記載の掘削刃において、シャンクの平面と、インサートとの間の 角度は約４５°である。 ９．請求項６に記載の掘削刃において、前方に傾斜したインサートの面はシャン クの平面に平行な面の中に配置されている。 １０．請求項６に記載の掘削刃は更に摩耗を減らすために主体部分のゲージ側面 に埋め込まれた硬い耐摩耗材料から作られた耐摩耗インサートを含む。 １１．土の穿孔オーガー用の掘削刃は （イ）先導面あとに続く面、ゲージ側面及び作業端とを持ち、ここにおいて作業 端は複数の丸い突起からなり、その夫々は主体部分の先導面に近くに角度をもっ て向けられた支持表面をもつ主体部分と； （ロ）夫々の支持表面に形成された複数の浅い空隙と； （ハ）硬い耐摩耗性材料から作られた複数の掘削インサートであって、夫々のイ ンサートは支持表面の１つの中の夫々の空隙の中へ挿入される一般的に円筒形の 基部に近い端と、横の切削刃を形成するよう収束する前と後に傾斜した面をもつ 末端とを持つものとより成り、ここにおいて当該切削インサートは穿孔作業の間 に作業物質とかみ合うように適合されている。 １２．請求項９に記載の掘削刃において、掘削インサートの軸は、２０°と７０ °の間の攻撃角を持つようにシャンクの平面に関して前方に傾斜している。 １３．請求項１０に記載の掘削刃において、攻撃角は約４５°である。 １４．請求項１０に記載の掘削刃において、前方に傾斜した掘削インサートの面 はシャンクの平面に一般的に平行に配置されている。 １５．請求項１０に記載の掘削刃は更に、主体部分の摩耗を妨げるために主体部 分のゲージ側面に埋め込まれた少くとも１つの耐摩耗インサートを含む。