(57)【要約】【課題】高出力化されたさく岩機に対応可能なドリルツールおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ドリルツールＤＴは、ドリルツールＤＴの材質として、化学成分（重量％）が、Ｃ：０．２２〜０．２６、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．５５〜０．８０、Ｎｉ：２．６０〜３．００、Ｃｒ：１．００〜１．５０、Ｍｏ：０．２０〜０．３０、残部がＦｅ及び不可避的不純物で構成される合金鋼を採用し、浸炭後の焼入れをコールド油で油冷し、かつ、焼戻しの温度を４００〜４４０℃とする熱処理を施して製造される。【選択図】図２
2020117790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
さく岩機に用いられるドリルツールを製造する方法であって、
前記ドリルツールの素材として、材質の化学成分（重量％）が、Ｃ：０．２２〜０．２６、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．５５〜０．８０、Ｎｉ：２．６０〜３．００、Ｃｒ：１．００〜１．５０、Ｍｏ：０．２０〜０．３０、残部がＦｅ及び不可避的不純物で構成される合金鋼を採用し、該素材に熱処理として浸炭焼入れ焼戻しを施すに際し、浸炭後の焼入れをコールド油で油冷し、かつ、焼戻しの温度を４００〜４４０℃として前記ドリルツールを製造することを特徴とするドリルツールの製造方法。
【請求項２】
前記浸炭焼入れと前記焼戻しとの間に、サブゼロ処理を施す請求項１に記載のドリルツールの製造方法。
【請求項３】
前記焼戻しの後に、無電解ニッケルめっき処理を施し、その後に、前記焼戻し温度以下の温度で加熱する請求項１または２に記載のドリルツールの製造方法。
【請求項４】
素材材質の化学成分（重量％）が、Ｃ：０．２２〜０．２６、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．５５〜０．８０、Ｎｉ：２．６０〜３．００、Ｃｒ：１．００〜１．５０、Ｍｏ：０．２０〜０．３０、残部がＦｅ及び不可避的不純物で構成される合金鋼であり、組織状態がトルースタイトであり、表面硬度が４７〜５０ＨＲＣ、且つ、芯部硬度が４１〜４３ＨＲＣであり、φ４０ｍｍ×４８０ｍｍのテストピースに対する曲げ試験（ＪＩＳ  Ｚ２２４８に準拠）において荷重１５５ＫＮで２８〜２９．７ｍｍ撓みながらも破断しないことを特徴とするドリルツール。
【請求項５】
ドリルツールを構成するロッドは、中空円筒状のチューブ部と、該チューブ部の両端に接合されたオスネジ部およびメスネジ部と、を有するものであり、
前記ロッドが、前記オスネジ部および前記メスネジ部に限って、素材材質の化学成分（重量％）が、Ｃ：０．２２〜０．２６、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．５５〜０．８０、Ｎｉ：２．６０〜３．００、Ｃｒ：１．００〜１．５０、Ｍｏ：０．２０〜０．３０、残部がＦｅ及び不可避的不純物で構成される合金鋼であり、組織状態がトルースタイトであり、表面硬度が４７〜５０ＨＲＣ、且つ、芯部硬度が４１〜４３ＨＲＣであり、φ４０ｍｍ×４８０ｍｍのテストピースに対する曲げ試験（ＪＩＳ  Ｚ２２４８に準拠）において荷重１５５ＫＮで２８〜２９．７ｍｍ撓みながらも破断しない素材からなることを特徴とするドリルツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クローラドリルに搭載されるさく岩機等に用いられるドリルツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
クローラドリルは、走行台車に設けられたブームの先端にガイドシェルが装着され、ガイドシェルには、送り機構の駆動力によって前進後退するキャリッジが設けられ、キャリッジの上面には、さく岩機が搭載される。
図１２に一例を示すように、この種のさく岩機１１０には、シャンクロッド１５０が装着され、シャンクロッド１５０の先端にはスリーブ１６０を介してロッド１７０が螺着され、ロッド１７０の先端には不図示のビットが螺着される。以下、シャンクロッド、スリーブおよびロッドを総称したものとして、「ドリルツール」ＤＴｐともよぶ。
【０００３】
さく岩機１１０は、公知の打撃機構および回転機構を備える。回転機構は、同図に示すように、シャンクロッド１５０、チャック３５、チャックドライバ３４、駆動ギヤ３３、およびモータ３２を有する。回転機構は、モータ３２の回転駆動力を、駆動ギヤ３３、チャックドライバ３４、チャック３５、およびシャンクロッド１５０へと伝えてシャンクロッド１５０を回転させる。
打撃機構は、シリンダ２０に前進後退可能に設けられた打撃ピストン２１と図示しない切換バルブとを有し、打撃ピストン２１がシャンクロッド１５０の後端面５５を打撃する。シャンクロッド１５０は、打撃ピストン２１に打撃されることで、打撃エネルギーを、スリーブ１６０を介してロッド１７０およびビットに伝えるとともに、前述したように、回転機構の回転駆動力を、ロッド１７０およびビットに伝えることで岩盤を破砕する。
【０００４】
さく岩機１１０を構成する部材のうち、例えば、打撃ピストン２１とシャンクロッド１５０は、互いに衝突することから高い表面硬度を必要とする。そして、打撃ピストン２１は、シリンダ２０の内径に摺接し、シャンクロッド１５０は、フロントブッシュ４３の内径とスイベル４１のシール４２の内径に摺接している。
そのため、打撃ピストン２１とシャンクロッド１５０は、それぞれ高い耐摩耗性も合わせ持つ必要がある。したがって、打撃ピストン２１とシャンクロッド１５０の材質は、ニッケルクロムモリブデン鋼の合金鋼を採用し、これに浸炭焼入れによる熱処理を施している。さらに、シャンクロッド１５０には、上述したように、回転トルクも作用する。そのため、表面硬度と耐摩耗性に加えて高い靭性も求められる。
【０００５】
そこで、従来のさく岩機１１０において、シャンクロッド１５０、スリーブ１６０およびロッド１７０等のドリルツールＤＴｐとして、化学成分（重量％）がＮｉ：２．５〜３．５、Ｃｒ：０．３〜１．８、Ｍｏ：０．２〜０．７、Ｍｎ：０．３〜１．２、Ｃ：０．１〜０．２７、残部がＦｅおよび不可避的不純物で構成される合金鋼を用い、図１０に示す条件で表面処理を施すことで、表層部から中心部に向けて硬度が減少する表面硬化層を形成する技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３４２７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、さく岩機において高出力化が進み、上述したようなドリルツールＤＴｐでは強度が不足する場合が生じている。
すなわち、上述したさく岩機１１０のドリルツールＤＴｐに対し、回転の振れ止め機構としてフロントブッシュ４３とセントラライザ（不図示）が軸受部材として設けられるところ、これらの軸受部材も、さく岩機１０の高出力化の影響で早期に摩耗が進行する傾向にある。
軸受部材が摩耗すると、ドリルツールＤＴｐには、送り機構の推力によって曲げ応力が作用し、ドリルツールＤＴｐのネジ部５３に応力が集中して破損するおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、高出力化されたさく岩機に対応可能な、ドリルツールの製造方法およびドリルツールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るドリルツールの製造方法は、さく岩機に用いられるドリルツールを製造する方法であって、前記ドリルツールの素材として、材質の化学成分（重量％）が、Ｃ：０．２２〜０．２６、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．５５〜０．８０、Ｎｉ：２．６０〜３．００、Ｃｒ：１．００〜１．５０、Ｍｏ：０．２０〜０．３０、残部がＦｅ及び不可避的不純物で構成される合金鋼を採用し、該素材に熱処理として浸炭焼入れ焼戻しを施すに際し、浸炭後の焼入れをコールド油で油冷し、かつ、焼戻しの温度を４００〜４４０℃として前記ドリルツールを製造することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様に係るドリルツールの製造方法によれば、製造されたドリルツールの内部組織がトルースタイトとなり曲げ剛性が向上する。そのため、これにより製造されたドリルツールを、高出力化したさく岩機に用いた場合に、軸受部材の摩耗が進行してドリルツールに曲げ応力が作用しても、ドリルツールの損傷が防止または抑制される。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るドリルツールは、材質の化学成分（重量％）が、Ｃ：０．２２〜０．２６、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．５５〜０．８０、Ｎｉ：２．６０〜３．００、Ｃｒ：１．００〜１．５０、Ｍｏ：０．２０〜０．３０、残部がＦｅ及び不可避的不純物で構成される合金鋼であり、組織状態がトルースタイトであり、表面硬度が４７〜５０ＨＲＣ、且つ、芯部硬度が４１〜４３ＨＲＣであり、φ４０ｍｍ×４８０ｍｍのテストピースに対する曲げ試験（ＪＩＳ  Ｚ２２４８に準拠）において荷重１５５ＫＮで２８〜２９．７ｍｍ撓みながらも破断しないことを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様に係るドリルツールによれば、ドリルツールの内部組織がトルースタイトなので曲げ剛性が向上している。そのため、このドリルツールを、高出力化したさく岩機に用いた場合に、軸受部材の摩耗が進行してドリルツールに曲げ応力が作用しても、ドリルツールの損傷が防止または抑制される。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の一態様に係るドリルツールは、ドリルツールを構成するロッドは、中空円筒状のチューブ部と、該チューブ部の両端に接合されたオスネジ部およびメスネジ部と、を有するものであり、前記ロッドが、前記オスネジ部および前記メスネジ部に限って、素材材質の化学成分（重量％）が、Ｃ：０．２２〜０．２６、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．５５〜０．８０、Ｎｉ：２．６０〜３．００、Ｃｒ：１．００〜１．５０、Ｍｏ：０．２０〜０．３０、残部がＦｅ及び不可避的不純物で構成される合金鋼であり、組織状態がトルースタイトであり、表面硬度が４７〜５０ＨＲＣ、且つ、芯部硬度が４１〜４３ＨＲＣであり、φ４０ｍｍ×４８０ｍｍのテストピースに対する曲げ試験（ＪＩＳ  Ｚ２２４８に準拠）において荷重１５５ＫＮで２８〜２９．７ｍｍ撓みながらも破断しない素材からなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の一態様に係るドリルツールによれば、ドリルツールを構成するロッドは、中空円筒状のチューブ部を有するドリルチューブとされており、その両端のオスネジ部およびメスネジ部に限って、本発明のいずれか一の態様に係るドリルツールの製造方法により製造されたものとなる。
これにより、両端のねじ部に限って内部組織がトルースタイトなので曲げ剛性が向上している。そのため、このロッド（ドリルチューブ）を用いたドリルツールを、高出力化したさく岩機に用いた場合に、軸受部材の摩耗が進行してドリルツールに曲げ応力が作用しても、ドリルツールの損傷が防止または抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高出力化されたさく岩機に対応可能なドリルツールおよびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一態様に係るドリルツールを用いたさく岩機が装備されたクローラドリルの一実施形態を示す模式的全体図である。
【図２】図１に示すさく岩機の内部構造を示す模式的断面図である。
【図３】本発明に係るドリルツールの第１実施例での表面処理の工程図である。
【図４】本発明に係るドリルツールの第２実施例での表面処理の工程図である。
【図５】本発明に係るドリルツールのトルースタイト組織の顕微鏡写真である。
【図６】無電解ニッケルめっき処理を施したシャンクロッドの外観写真であって、同図（ａ）は耐久試験前、同図（ｂ）は耐久試験後のものである。
【図７】ドリルツールの変形例として、ロッドに替えて採用するドリルチューブの模式的縦断面図である。
【図８】曲げ試験に用いた試験装置を説明する模式図である。
【図９】シャンクロッド表面の浸炭層の表面硬度と焼戻し温度との関係を示すグラフである。
【図１０】従来のドリルツールでの表面処理の工程図である。
【図１１】従来のドリルツールでのマルテンサイト組織の顕微鏡写真である。
【図１２】従来のさく岩機の内部構造を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態であるさく岩機のドリルツールについて、図面を適宜参照しつつ説明する。図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。なお、以下に示す実施形態ないし実施例において、上述した従来のさく岩機と同様または対応する構成については同一の符号を付して説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態のクローラドリル１００は、走行台車１０１に設けられたブーム１０２の先端にガイドシェル１０３が装着され、ガイドシェル１０３には送り機構１０４の駆動力によって前進後退するキャリッジ１０５が設けられ、キャリッジ１０５の上面にはさく岩機１０が搭載されている。
さく岩機１０にはシャンクロッド５０が装着されており、シャンクロッド５０の先端にはスリーブ６０を介してロッド７０が螺着され、ロッド７０の先端にはビット８０が螺着されている。本実施形態では、シャンクロッド５０、スリーブ６０およびロッド７０が、課題を解決する手段に記載するドリルツールに対応している。以下、本明細書において、これらを総称してドリルツールＤＴとも呼称する。
【００１９】
さく岩機１０は、公知の打撃機構および回転機構を備える。図２に示すように、打撃機構は、シリンダ２０に前進後退可能に設けられた打撃ピストン２１と図示しない切換バルブとを有し、打撃ピストン２１が、後述するシャンクロッド５０の後端面５５を打撃するように構成されている。シリンダ２０は、ドリルツールＤＴが破砕対象から受ける反発を緩衝しながらドリルツールＤＴを破砕対象へと押し付ける公知のダンパ機構２２を備える。
【００２０】
回転機構は、フロントヘッド３０と、フロントヘッド３０の前方に設けられたフロントカバー３１とを有する筐体を備える。フロントカバー３１の前方にはフロントキャップ４０が装着され、フロントヘッド３０の後方にモータ３２が装着されている。フロントヘッド３０の内部には、モータ３２の出力軸に連結された駆動ギヤ３３が回転自在に支承されている。
回転機構の筐体内には、打撃ピストン２１と同軸線上に、シャンクロッド５０が設けられており、シャンクロッド５０と同軸にチャック３５およびチャックドライバ３４が設けられている。シャンクロッド５０は中央に摺動部５１、後端に外径角スプライン５２、前端にネジ部５３が形成された棒状部材であり、軸心にはフラッシング流体が流通する水孔５４が設けられている。
【００２１】
シャンクロッド５０の後端面５５とダンパ機構２２との間にはチャックドライバブッシュ３６が設けられている。チャックドライバ３４は、その内径に内径角スプライン３４ａおよび外径にギヤ部が形成されている。チャック３５は、その内径に内径角スプライン３５ａおよび外径に外径角スプライン３５ｂが形成されている。
シャンクロッド５０の外径角スプライン５２とチャック３５の内径角スプライン３４ａに、チャック３５の外径角スプライン３５ｂとチャックドライバ３４の内径角スプライン３４ａとそれぞれ嵌合しており、モータ３２の回転駆動力は駆動ギヤ３３、チャックドライバ３４、チャック３５を介してシャンクロッド５０へと伝えられる。
【００２２】
フロントキャップ４０内にはスイベル４１が回転可能に設けられており、スイベル４１の内径にはシール４２が装着されている。また、フロントキャップ４０の先端側には軸受部材であるフロントブッシュ４３が嵌着されている。シャンクロッド５０の摺動部５１は、シール４２の内径と摺接し、フロントブッシュ４３の内径によって回転および摺動可能に支持されている。
【００２３】
シャンクロッド５０の前端にはスリーブ６０が、互いのネジ部５３とネジ部６１が螺着して装着されている。スリーブ６０は図示しない前方側にもネジ部が形成されており、ロッド７０が螺着されている。
シャンクロッド５０は打撃ピストン２１に打撃されることで打撃エネルギーを、スリーブ６０を介してロッド７０およびビット８０に伝えるとともに、前述した通りに回転機構の回転駆動力をロッド７０およびビット８０に伝えることで破砕対象である岩盤を破砕する。
【００２４】
さく岩機１０を構成する主要な部材の材質は、チャック３５とフロントブッシュ４３が銅合金、スイベル４１がステンレス鋼である他は合金鋼である。このなかで、打撃ピストン２１とシャンクロッド５０については、互いに衝突を繰り返すことから高硬度かつ高耐摩耗性の優れたニッケルクロムモリブデン鋼を採用して、浸炭熱処理を行っている。
ここで、ドリルツールＤＴは、シャンクロッド５０がフロントブッシュ４３に、ロッド７０がセントラライザ１０６によってそれぞれ軸受支持されているが、さく岩機１０の高出力化に伴い軸受部材の摩耗の進行も早くなる傾向にある。
軸受部材の摩耗が進行してガタつきが大きくなると、送り機構１０４の推力によってドリルツールＤＴに曲げ応力が作用し、ネジ部などの応力集中箇所で破損が生じるおそれがある。そのため、ドリルツールＤＴは硬度および耐摩耗性に加えて曲げ剛性も求められる。
【００２５】
そこで、本実施形態のシャンクロッド５０は、素材材質の化学成分（重量％）が、Ｃ：０．２２〜０．２６、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．５５〜０．８０、Ｎｉ：２．６０〜３．００、Ｃｒ：１．００〜１．５０、Ｍｏ：０．２０〜０．３０、残部がＦｅ及び不可避的不純物で構成される合金鋼を用いている。
そして、この素材に対して、熱処理として浸炭焼入れ焼戻しを施すに際し、浸炭後の焼入れをコールド油で油冷し（油冷温度は、例えば６０〜８０℃）、かつ、焼戻しの温度を４００〜４４０℃とする熱処理を行って製造している。
【００２６】
これにより、本実施形態のシャンクロッド５０は、シャンクロッド表面の浸炭層によって表面硬度（４７〜５０ＨＲＣ：図９参照）と耐摩耗性が確保されつつ内部組織がトルースタイトとなり、曲げ強度が大幅に向上する。そのため、本実施形態のシャンクロッド５０は、高出力化されたさく岩機１０に対応が可能である。
しかし、本実施形態のシャンクロッド５０においては、曲げ強度が大幅に向上する代りに硬度が若干低下する。本発明者らは、この硬度の低下を補う手段として、サブゼロ処理と無電解ニッケルめっき処理が有効であることを見出した。
【００２７】
特に、無電解ニッケルめっき処理を施した後に、加熱温度を焼戻し温度の４００〜４４０℃まで上げることで、表面硬度を通常の浸炭焼入れによる表面硬度よりも高めることができる。
なお、シャンクロッド５０は、無電解ニッケルめっき処理により、摺動部５１、外径角スプライン５２およびネジ部５３といった外表面のみならず、水孔５４の内部に至るまで耐食性が向上する。そのため、本実施形態のシャンクロッド５０は、フラッシング流体として水を使うさく岩機１０に好適である。
【００２８】
以下、実施例および比較例に基づき説明する。
（第１実施例）
第１実施例では、材質の化学成分（重量％）が、Ｃ：０．２２〜０．２６、Ｓｉ：０．１５〜０．３５、Ｍｎ：０．５５〜０．８０、Ｎｉ：２．６０〜３．００、Ｃｒ：１．００〜１．５０、Ｍｏ：０．２０〜０．３０、残部がＦｅ及び不可避的不純物で構成される合金鋼（以下、「本発明用合金鋼」とも呼ぶ）を用いて、シャンクロッドの実寸に近いφ４０ｍｍ×４８０ｍｍのテストピースを用意した。
第１実施例では、このテストピースに対し、図３に示すように、浸炭焼入れ工程：昇温→９３０℃浸炭×２１０ｍｉｎ→９３０℃拡散×２１０ｍｉｎ→８２０℃×６０ｍｉｎ→６０℃のコールド油で油冷、焼戻し工程：４００℃×１８０ｍｉｎで熱処理を施した。
【００２９】
第１実施例でのテストピースの組織状態は、図５に示すように、トルースタイトであった。また、その硬度は、表面が４７．５ＨＲＣ、且つ、芯部が４１ＨＲＣであった。ＪＩＳ  Ｚ２２４８に準拠して実施した曲げ試験（以下同じ）の結果は、荷重１５５．０ＫＮで２９．７ｍｍ撓んだが破断はしなかった。
ここで、曲げ試験に用いた試験装置は、図８に模式図を示すように、テストピースＰの両端を支持するブッシュＢは、テストピースＰの中央が押圧されたとき、テストピースＰの曲がりに追従して回動するように設定されているものを用いている。なお、同図に符号Ｆで示す矢印は、テストピースＰの中央が押圧されるイメージを示し、同図に符号Ｒで示す矢印は、曲がりに追従して両端のブッシュＢが回動するイメージを示している。
【００３０】
（第２実施例）
第２実施例では、第１実施例と同様の本発明用合金鋼製のテストピースを用意した。第２実施例では、このテストピースに対し、浸炭焼入れ工程および焼戻し工程を、第１実施例と同じ条件で実施するとともに、図４に示すように、浸炭焼入れ工程と焼戻し工程との間にサブゼロ処理（−１５０℃×６０ｍｉｎ）を施した。
第２実施例でのテストピースの組織状態はトルースタイトであって、第１実施例よりも緻密化されていた。その硬度は、表面が５１ＨＲＣ、且つ、芯部が４３ＨＲＣであった。曲げ試験の結果は、荷重１５５．２ＫＮで２８．０ｍｍ撓んだが破断はしなかった。
【００３１】
（第３実施例）
第３実施例では、素材として、本発明用合金鋼でシャンクロッド５０を作製し、このシャンクロッド５０に対し、第１実施例と同様の熱処理を施した後に、無電解ニッケルめっき処理を施し、さらに、３００℃に加熱処理を実施した。
第３実施例のシャンクロッド５０の組織状態はトルースタイトであった。その硬度は、表面が６４ＨＲＣ、且つ、芯部が４１ＨＲＣであった。曲げ試験は実施しなかった。
第３実施例のシャンクロッド５０を上述したさく岩機１０に組み込み、圧力２３．５ＭＰａで３０ｍｉｎ作動させる耐久試験（通常の作動圧力は１７．５ＭＰａ）を行った。その結果、第３実施例のシャンクロッド５０は、摺動部での変色はあるものの、損傷は見当たらなかった。図６は、耐久試験の前（ａ）および耐久試験の後（ｂ）の、第３実施例のシャンクロッド５０の外観写真である。
【００３２】
（第１比較例）
第１比較例では、第１実施例と同様の本発明用合金鋼製のテストピースを用意した。このテストピースに対し、図１０に示すように、浸炭焼入れ工程：昇温→９３０℃浸炭×２１０ｍｉｎ→９３０℃拡散×２１０ｍｉｎ→８５０℃×３０ｍｉｎ→空冷、焼戻し工程：１９０℃×２４０ｍｉｎで熱処理を施した。
第１比較例のテストピースの組織状態は、図１１に示すように、マルテンサイトであった。その硬度は、表面が５８．５ＨＲＣ、且つ、芯部が４０ＨＲＣであった。曲げ試験の結果は、荷重１３０．３ＫＮで８．４ｍｍ撓んで破断した。
【００３３】
（第２比較例）
第２比較例では、第１実施例と同様の本発明用合金鋼製のテストピースを用意した。このテストピースに対し、浸炭焼入れ工程：昇温→９３０℃浸炭×２１０ｍｉｎ→９３０℃拡散×２１０ｍｉｎ→８５０℃×３０ｍｉｎ→空冷、焼戻し工程：２５０℃×２４０ｍｉｎで熱処理を実施した。
第２比較例のテストピースの組織状態はマルテンサイトであった。その硬度は、表面が５６．５ＨＲＣ、且つ、芯部が４０ＨＲＣであった。曲げ試験の結果は、荷重１３１．５ＫＮで８．５ｍｍ撓んで破断した。
【００３４】
（第３比較例）
第３比較例では、第１実施例と同様の本発明用合金鋼製のテストピースを用意した。このテストピースに対し、浸炭焼入れ工程：昇温→９３０℃浸炭×２１０ｍｉｎ→９３０℃拡散×２１０ｍｉｎ→８２０℃×６０ｍｉｎ→６０℃油冷、焼戻し工程：１８０℃×１８０ｍｉｎで熱処理を施した。
第３比較例のテストピースの組織状態はマルテンサイトであった。その硬度は表面が５９ＨＲＣ、且つ、芯部が４３ＨＲＣであった。曲げ試験の結果は、荷重１１４．３ＫＮで３．７ｍｍ撓んで破断した。
【００３５】
（第４比較例）
第４比較例では、第１実施例と同様の本発明用合金鋼製のテストピースを用意した。このテストピースに対し、浸炭焼入れ工程：昇温→９３０℃浸炭×２１０ｍｉｎ→９３０℃拡散×２１０ｍｉｎ→８２０℃×６０ｍｉｎ→６０℃油冷、焼戻し工程：２５０℃×１８０ｍｉｎで熱処理を実施した。
第４比較例のテストピースの組織状態はマルテンサイトであった。その硬度は、表面が５６．５ＨＲＣ、且つ、芯部が４５ＨＲＣであった。曲げ試験の結果は、荷重１２８．１ＫＮで４．０ｍｍ撓んで破断した。
【００３６】
上述した第１〜第３実施例および第１〜第４比較例の熱処理条件を表１に、評価結果を表２にまとめて示す。
【００３７】
【表１】
2020117790.tif 000003
【００３８】
【表２】
2020117790.tif 000004
【００３９】
次に、ドリルツールＤＴの変形例について説明する。
図７はドリルツールＤＴの変形例である、ドリルツールＤＴ'の構成として、上記ロッド７０に替えて採用するドリルチューブ９０の軸線に沿った縦断面図である。
同図に示すように、このドリルチューブ９０は、中央に設けられた中空円筒状のチューブ９１と、チューブ９１の両端に接合されたオスネジ部９２およびメスネジ部９３と、を有する。
【００４０】
ドリルチューブ９０は、オスネジ部９２およびメスネジ部９３に限って、上記第１実施例に示した本発明用合金鋼を素材に用いるとともに、上記第１実施例に示した熱処理を施して製造したものである。なお、チューブ９１とオスネジ部９２およびメスネジ部９３とは、オスネジ部９２およびメスネジ部９３を熱処理した後に、相互を摩擦圧接して一体化する。
これにより、このドリルチューブ９０は、応力が集中しやすい、両端のねじ部に限って内部組織がトルースタイトなので曲げ剛性が向上している。そのため、このドリルチューブ９０を用いたドリルツールＤＴ'を、高出力化したさく岩機１０に用いた場合に、軸受部材の摩耗が進行してドリルツールＤＴ'に曲げ応力が作用しても、ドリルツールＤＴ'の損傷が防止または抑制される。
【００４１】
以上、本発明の実施形態および実施例並びに比較例を図面および表を適宜参照して説明したように、本発明によれば、高出力化されたさく岩機に対応可能なドリルツールおよびその製造方法を提供できる。
なお、本発明に係るさく岩機用のドリルツールは、上記実施形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しなければ、その他の種々の変形や各構成要素を変更することが許容されることは勿論である。
【００４２】
例えば、ロッド７０に関しても、ドリルチューブと同様に、全ての部位で本発明を実施するのではなく、応力が集中しやすいネジ部のみに本発明用合金鋼を素材として採用するとともに本発明に係る熱処理を施した後に、中央の直胴部とネジ部とを接合して一体化してもよい。
また、本明細書では、シャンクロッド５０のネジ部がオスネジ、スリーブのネジ部がメスネジ、ロッドのネジ部がオスネジという構成例を説明したが、これに限らす、これらのオス−メスの関係は自由に変更可能であり、例えば、ロッド７０のネジ部の一方をメスネジとしてスリーブを省略してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０    さく岩機
２０    シリンダ
２１    打撃ピストン
２２    ダンパ機構
３０    フロントヘッド
３１    フロントカバー
３２    モータ
３３    駆動ギヤ
３４    チャックドライバ
３４ａ    内径角スプライン
３５    チャック
３５ａ    内径角スプライン
３５ｂ    外径角スプライン
３６    チャックドライバブッシュ
４０    フロントキャップ
４１    スイベルボディ
４２    シール
４３    フロントブッシュ
５０    シャンクロッド
５１    摺動部
５２    外径角スプライン
５３    ネジ部
５４    水孔
５５    後端面
６０    スリーブ
６１    ネジ部
７０    ロッド
８０    ビット
９０    ドリルチューブ
９１    チューブ
９２    オスネジ部
９３    メスネジ部
１００    クローラドリル
１０１    走行台車
１０２    ブーム
１０３    ガイドシェル
１０４    送り機構
１０５    キャリッジ
１０６    セントラライザ
ＤＴ、ＤＴ'    ドリルツール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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