(57)【要約】      （修正有）【課題】全周旋回掘削機用のチップの熱残留による亀裂発生等の不具合を是正するとともに、ボディ外面の磨耗等の不具合を抑制し、ビット全般としての耐久性の向上を図るビット及びファーストチューブを提供する。【解決手段】全周回転するケーシングパイプの先端に取り付けられるビットにおいて、ビット１が外刃である場合、ボディ２に形成した取付け溝にチップ３を装着すると、チップの旋回の外側面３ｏの一部が、ボディのストッパ部に面接触して外側への移動が規制されるようにし、ストッパ部に面接触していないチップの外側面３ｏの残りの部分が、ボディの旋回の外側面２ｏを超えて外側に突出するようにし、またチップの旋回の内側面３ｕは開放されるようにする。そしてボディ２とチップ３の接触面同士を銀ロウで接合する。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
全周回転するケーシングパイプの先端に取り付けられ且つ外刃と内刃からなるビットであって、前記ビットは、超硬素材からなるチップと、このチップを保持し且つ前記ケーシングパイプの所定箇所に取付け可能なボディを備え、前記ビットが外刃の場合、前記ボディには、前記チップを旋回の内側面から旋回の外側面に向けてスライド式に差し込んで取付けることのできる取付け溝が形成されるとともに、前記チップの旋回の外側面の一部は、ボディのストッパ部に面接触して外側への移動が規制され、このストッパ部に面接触していないチップの外側面の残りの部分は、ボディの旋回の外側面を超えて外側に突出し、またチップの旋回の内側面は開放され、さらにボディとチップの接触面同士はロウ付けされていることを特徴とするビット。
【請求項２】
全周回転するケーシングパイプの先端に取り付けられ且つ外刃と内刃からなるビットであって、前記ビットは、超硬素材からなるチップと、このチップを保持し且つ前記ケーシングパイプの所定箇所に取付け可能なボディを備え、前記ビットが内刃の場合、前記ボディには、前記チップを旋回の外側面から旋回の内側面に向けてスライド式に差し込んで取付けることのできる取付け溝が形成されるとともに、前記チップの旋回の内側面の一部は、ボディのストッパ部に面接触して内側への移動が規制され、このストッパ部に面接触していないチップの内側面の残りの部分は、ボディの旋回の内側面を超えて内側に突出し、またチップの旋回の外側面は開放され、さらにボディとチップの接触面同士はロウ付けされていることを特徴とするビット。
【請求項３】
請求項１の外刃と請求項２の内刃が交互に互い違いに配置されることを特徴とするファーストチューブ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、硬土質層や玉石層や岩盤や鉄筋コンクリートなどの掘削でケーシングパイプの先端に取り付けられるビットおよびケーシングパイプに複数のビットが取り付けられたファーストチューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、硬土質層や玉石層や岩盤や鉄筋コンクリートなどを掘削する際、全周回転するケーシングパイプの先端に複数のビットを取り付けて掘削するような掘削機において、ビットとして、鋼材等から形成されるボディの先端に、超硬材料からなるチップを取り付けることにより掘削能力を高めるような技術が知られている。この際、ボディとチップの接合にあたり、銀ロウでロウ付けするのが一般的であるが、このような銀ロウ接合の場合、ボディとチップと銀ロウを８００℃程度に加熱して銀ロウを溶かすことにより接合している。
この際、ボディとチップの熱膨張係数が大きく異なるため、接合後ボディの収縮によってチップに大きな残留応力が発生し、耐久性を損なうという問題があり、このような熱歪による残留応力を緩和するため、ボディとチップをロウ付けする際、ボディのロウ付け部に、ボディより熱膨張係数の少ない材料を溶着して溶着層を形成し、その上に超硬材料であるチップをロウ付けするような技術（例えば、特許文献１参照。）や、チップを幅方向に２分割するとともに、２分割したチップを小片と大片とで構成し、大片にチップの最先端部分を含ませるようにした技術（例えば、特許文献２参照。）や、ロウ付け部となるチップとボディとの間に軟金属である銅を挟み込んで残留応力を緩和するような技術等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−５７５９２号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０７５２２９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記特許文献１の技術のような場合、チップとボディの接合作業が複雑化し、手間がかかると同時にコストがかかるという問題があった。また、特許文献２の技術の場合も、掘削中にボディの外面が地層等に接触して磨耗しやすく、また、チップとボディとの間に銅を挟み込むような技術も銅が軟鋼であることから、その部分が破断して接合強度の低下を招き、ビット全体の耐久性という観点から改良の余地があった。
【０００５】
そこで本考案は、チップの熱残留による亀裂発生等の不具合を是正するとともに、ボディ外面の磨耗等の不具合を抑制し、ビット全般としての耐久性の向上を図ることを目的とする。
なお、本明細書において、「ビット」とは、ケーシングパイプに取り付けられる鋼材等のボディと超硬合金のチップからなる個々のビットを意味し、「ファーストチューブ」とは、先端のケーシングパイプに複数のビットが取り付けられた状態の全体のものを意味するものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本考案は、全周回転するケーシングパイプの先端に取り付けられ且つ外刃と内刃からなるビットであって、前記ビットとして、超硬素材からなるチップと、このチップを保持し且つ前記ケーシングパイプの所定箇所に取付け可能なボディから構成し、前記ビットが外刃の場合に、前記ボディには、前記チップを旋回の内側面から旋回の外側面に向けてスライド式に差し込んで取付けることのできる取付け溝を形成するとともに、前記チップの旋回の外側面の一部を、ボディのストッパ部に面接触させて外側への移動を規制し、このストッパ部に面接触していないチップの外側面の残りの部分を、ボディの旋回の外側面を超えて外側に突出させ、また、チップの旋回の内側面を開放し、さらにボディとチップの接触面同士をロウ付けするようにした。
【０００７】
ここで、全周回転するケーシングパイプの先端には、ケーシングパイプの外側の地層等を掘削するための外刃と、ケーシングパイプの内側の地層等を掘削するための内刃からなるチップが適宜箇所に装着されるが、チップが外刃の場合、ボディに形成した取付け溝にチップを装着し、チップの旋回の外側面の一部を、ボディのストッパ部に面接触させて外側への移動を規制すると同時に、チップの旋回の内側面を開放することにより、チップとボディの接触領域を適度に増やしながらチップの熱歪による残留応力を緩和することができ、しかも両者の接合強度を高めることができる。すなわち、チップの外側への移動はストッパ部によって阻止され、内側への移動は、ストッパ部とチップの接合によって阻止される。また、ストッパ部に面接触していないチップの外側面の残りの部分を、ボディの旋回の外側面を超えて外側に突出させることにより、掘削時に、ボディの外側面が地層等に直接接触してボディが磨耗するような不具合を抑制することができる。
【０００８】
また、チップが内刃の場合、ボディには、チップを旋回の外側面から旋回の内側面に向けてスライド式に差し込んで取付けることのできる取付け溝を形成することで、チップの旋回の内側面の一部を、ボディのストッパ部に面接触させて内側への移動を規制すると同時に、チップの旋回の外側面を開放することで、チップとボディの接触領域を適度に増やしながらチップの熱歪による残留応力を緩和することができ、しかも両者の接合強度を高めることができる。すなわち、この際は、チップの内側への移動はストッパ部によって阻止され、外側への移動は、ストッパ部とチップの接合によって阻止される。また、ストッパ部に面接触していないチップの内側面の残りの部分を、ボディの旋回の内側面を超えて内側に突出させることで、掘削時に、ボディの内側面が地層等に直接接触してボディが磨耗するような不具合を抑制することができる。
【０００９】
そして、上記のような外刃と内刃とを交互に互い違いに配置することにより、ファーストチューブとして全体の耐久性を高めることができ、しかも掘削能力を高めることができる。
【考案の効果】
【００１０】
ケーシングパイプの先端に外刃と内刃からなるビットが適宜箇所に取り付けられるビットにおいて、チップが外刃の場合、ボディに、チップを旋回の内側面から旋回の外側面に向けてスライド式に差し込んで取付けることのできる取付け溝を形成し、チップの旋回の外側面の一部を、ボディのストッパ部に面接触させて外側への移動を規制し、このストッパ部に面接触していないチップの外側面の残りの部分を、ボディの旋回の外側面を超えて外側に突出させ、また、チップの旋回の内側面を開放し、さらにボディとチップの接触面同士をロウ付けすることにより、チップの熱歪による応力を分散しつつチップとボディの接合強度を高め、また、ボディ外側面の磨耗等による耐久性の低下を抑制することができる。
また、ビットが内刃の場合、ボディに、チップを旋回の外側面から旋回の内側面に向けてスライド式に差し込んで取付けることのできる取付け溝を形成し、チップの旋回の内側面の一部を、ボディのストッパ部に面接触させて内側への移動を規制すると同時に、チップの旋回の外側面を開放することにより、チップの熱歪による応力を分散しつつチップとボディの接合強度を高め、また、ボディ内側面の磨耗等による耐久性の低下を抑制することができる。
そして、外刃と内刃の両方にこの技術を採用し、両者を交互に配置することで、ファーストチューブとして全体の耐久性を高めることができ、しかも掘削能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案に係る外刃のビットの正面図である。
【図２】同背面図である。
【図３】図1のＡ方向から見た側面図である。
【図４】同平面図である。
【図５】チップをボディに取り付けるための取付け溝の説明図である。
【図６】チップの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向から見た側面図である。
【図７】ケーシングパイプに対するビットの取付け状態の一例を示す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
本考案のビットおよびファーストチューブの一例について添付した図面に基づき説明する。
本考案に係るビットは、全旋回掘削機用のビット製作時のチップの熱残留による亀裂発生等の不具合を是正するとともに、掘削時のボディ外側面の磨耗等の不具合を抑制することで、ビット全般としての耐久性の向上を図ることができるようにされている。
【００１３】
すなわち、本全旋回掘削機用のビット１は、ケーシングパイプ５（図７）の先端に複数個が所定間隔置きに取り付け可能とされ、図１乃至図４に示すように、ケーシングパイプの装着部に取付け可能なボディ２と、このボディ２の先端に取り付けられて一体化される超硬材料からなるチップ３を備えており、本実施形態では、ボディ２の素材は鋼材から構成されている。
そして、このビット１は、ケーシングパイプの外側の地層等を掘削する外刃と、ケーシングパイプの内側の地層等を掘削する内刃からなるが、以下、外刃の例を代表例として説明する。なお、ビット１が外刃である場合、図１の正面側が旋回の内側面で、背面側の図２に示す面が旋回の外側面となり、ボディ２については、図１の正面側が旋回の内側面２ｕで、背面側の図２に示す面が旋回の外側面２ｏに、チップ３については、図１の正面側が旋回の内側面３ｕで、背面側の図２に示す面が旋回の外側面３ｏになる。
【００１４】
そして、ボディ２とチップ３を接合するにあたり、ボディ２とチップ３と銀ロウを８００℃程度に加熱して銀ロウを溶かすことにより、ロウ付けするのが一般的であることは前述の通りであるが、ボディ２とチップ３の熱膨張係数が大きく異なるため、接合後ボディ２の収縮によってチップ３に大きな残留応力が発生することも前記した通りである。
【００１５】
また、チップ３をボディ２にロウ付けする際、ボディ２に取付け溝を形成し、この取付け溝にチップ３を嵌合させてロウ付けする技術は各種方式のものが知られているが、本考案では、この取付け溝やチップの形状等に特徴を有している。
【００１６】
ボディ２に形成される取付け溝４は、図５に示すように、ボディ２の旋回の内側面２ｕから旋回の外側面２ｏに向けてチップ３をスライド式に差し込んで装着することができるような形態にされ、ボディ２の旋回の外側面２ｏには、チップ３の外側への移動を規制するためのストッパ部２ｓが形成されている。そして、このストッパ部２ｓの内面側は、取付け溝４の幅方向両端から溝の内側に向けて円弧状にされるとともに、溝の中央部では所定間隔で隙間が形成されるような形態である。
【００１７】
一方、この取付け溝４に取り付けられるチップ３は、図６に示すように、取付け溝４よりやや狭い幅で、旋回の外側面３ｏが円弧状にされるとともに、旋回の内側面３ｕに向けて高さが低くなるよう傾斜する傾斜面ｋが形成され、ボディ３の旋回の内側面３ｕから旋回の外側面３ｏに向けてチップ３を取付け溝４に差し込むと、チップ３の旋回の外側面３ｏの円弧状の両側部分がストッパ部２ｓに面接触してそれ以上の外側への移動が規制され、円弧状のチップ３の旋回の外側面３ｏの中央の一部が、ストッパ部２ｓの隙間を通り抜けて、ボディ２の旋回の外側面２ｏを超えて更に外側に突出するようにされている。（図３、図４）
【００１８】
また、当然のことながら、チップ３の旋回の内側面３ｕは開放しており、ボディ２とチップ３の接触部分は、チップ２の幅方向両サイドと、チップ２の底面と、ストッパ部２ｓに接触する部分である。
そして、ボディ２とチップ３が接触する部分は溶けた銀ロウが流し込まれて接合している。この銀ロウを流し込む際、ストッパ部２ｓとストッパ部２ｓの間に隙間が形成されているため、ロウ付け時の熱歪による残留応力が緩和されるとともに、ロウ付けのための加熱時に、酸化防止剤の沸騰で生じる不活性ガスを効率よく抜くことができ、溝内部へのガス溜りが抑制される。
【００１９】
このようなビット１は、チップ３とボディ２の接触領域が適度であるため両者の接合強度を高めることができ、チップ３が旋回の外側に移動しようとしてもストッパ部２ｓによって阻止されており、旋回の内側に移動しようとしてもストッパ部２ｓとチップ３の接合によって阻止される。しかもチップ３の内側面３ｕが開放しているため、チップ３の熱歪による残留応力が緩和される。
更に、ストッパ部２ｓに面接触していないチップ３の中央部分の一部が、ストッパ部２ｓの隙間からボディ２の旋回の外側面２ｏを超えて外側に突出しているため、掘削時に、ボディ２の外側面２ｏが地層等に直接接触することなく、ボディ２が磨耗するような不具合を抑制することができる。
【００２０】
ところで、以上の説明はビット１が外刃である場合を例にとったが、本考案では、同じような方式を内刃の場合にも適用している。
【００２１】
すなわち、ビットが内刃である場合、地層等を掘削するのがケーシングパイプの内側であるので、ボディには、旋回の外側面から旋回の内側面に向けてチップをスライド式に差し込んで取付けることのできる取付け溝を形成するとともに、ボディの旋回の内側面に、チップの内側への移動を規制するストッパ部を形成し、且つ、チップの旋回の内側面の一部がストッパ部に接触した状態で、チップの旋回の内側面の残りの部分が、ボディの内側面を越えて内側に突出するようにする。
そして、ボディとチップの接触部分には溶けた銀ロウが流し込まれて接合されている。
【００２２】
この場合も、チップとボディの接触領域が適度であるため両者の接合強度を高めることができ、チップが旋回の内側に移動しようとしてもストッパ部によって阻止されており、旋回の外側に移動しようとしてもストッパ部とチップの接合によって阻止される。しかもチップの外側面が開放しているため、チップの熱歪による残留応力が緩和される。
更に、ストッパ部に面接触していないチップの中央部分の一部は、ボディの旋回の内側面を超えて内側に突出しているため、掘削時に、ボディの内側面が地層等に直接接触することなく、ボディが磨耗するような不具合を抑制することができる。
【００２３】
そして本実施例では、図６に示すように、外刃と内刃を交互に互い違いになるように配置している。
この結果、ファーストチューブ全般の耐久性を高めることができ、しかも掘削能力を高めることができる。
【００２４】
なお、本考案は以上のような実施形態に限定されるものではない。本考案の実用新案登録請求に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本考案の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
全旋回掘削機用のビットとして、チップに残留する熱歪による応力を緩和し耐久性を高めることができ、掘削能力が向上するため、建築業界等における広い分野での普及が期待される。
【符号の説明】
【００２６】
１…ビット、２…ボディ、２ｏ…ボディの旋回の外側面、２ｕ…ボディの旋回の内側面、３…チップ、３ｏ…チップの旋回の外側面、３ｕ…チップの旋回の内側面、４…取付け溝、５…ケーシングパイプ。
【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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