(57)【要約】【課題】本発明は、掘削時に地盤層の変化があってもヘッドを交換することなく、そのまま掘削作業が可能となり掘削作業効率を向上し掘削工期を短縮することができる掘削用ビットを提供する。【解決手段】掘削用ビット１を、シャンク２と、このシャンク２先端に固着されるチップ４とから構成し、このチップ４を、刃先先端が平面視上記シャンク２の両側面２Ａ、２Ｂから先端に向けて傾斜する両上部稜線を刃先とする第１刃先４Ａ、第２刃先４Ｂとが交叉する先端を尖端状に形成して、尖端部のチップ４上面から垂直下方に延びる稜線を第３刃先４Ｃとし、第３の刃先４Ｃ下端に垂線に対し２５度から５０度の範囲で内側に傾斜する下部稜線４Ｄを形成し、第１刃先４Ａに対する平行な厚みＢが１２ｍｍから３０ｍｍの範囲であって、第３の刃先４Ｃ稜線の垂直長さＣを４ｍｍからチップ４の上下面までの垂直高さＷの１／２の範囲で構成する。【選択図】　　　図３
2004092101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機における掘削回転体に固着される掘削用ビット１に於いて、
上記掘削用ビット１は、シャンク２と、該シャンク２先端に形成される凹溝にロー付けにより固着されるチップ４とから成り、該チップ４は、刃先先端が、平面視上記シャンク２の一方の側面２Ａから先端に向けて傾斜する上部稜線を刃先とする第１刃先４Ａと、平面視他方の側面２Ｂから先端に向けて傾斜する上部稜線を刃先とする第２刃先４Ｂとで尖端状に形成されると共に、尖端部のチップ４上面から垂直下方に延びる所定長さの稜線を第３刃先４Ｃとして形成され、且つ該第３の刃先４Ｃ下端には、垂線に対し２５度から５０度の範囲で内側に傾斜する下部稜線４Ｄが形成されて成り、平面視第１刃先に対する平行な厚みＢが１２ｍｍから３０ｍｍの範囲であって、上記第３の刃先４Ｃ稜線の垂直長さＣが、４ｍｍからチップ４の上下面までの垂直高さＷの１／２の範囲で形成され、上記第１刃先４Ａの傾斜側面が掘削方向上面を向くように上記掘削回転体の先端に固着されていることを特徴とする掘削用ビット。
【請求項２】
上記チップ４は、上記第１刃先４Ａの後端に該第１刃先４Ａの稜線に連続する稜線を有する稜線摩耗防止用チップ６が上記シャンク２上部の傾斜稜線の範囲で連設されている請求項１に記載の掘削用ビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削用回転体の先端に固着されるアースオーガ等の掘削用ビットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、掘削用ビットは、地盤を掘削するアースオーガ等の自走可能な掘削機の駆動軸に取付けられたスパイラル羽根の先端に多数装着されてあり、地盤を掘削する際には、スパイラル羽根を回転させて多数のビットにより地盤が掘削される。掘削による土砂は、スパイラル羽根の回転により円筒状のヘッド内部を通して上部に排出されるようになっている。
【０００３】
従来のビットは、大別して一般土砂、地盤用の平形ビットと、コニカル等の円錐状のビットとが有り、使用地盤の種類に応じて使い分けられている。図６及び図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように平形ビット３０３は、シャンク３０２の先端に平形チップ３０１を固着し、スパイラル羽根３０４の先端に固着されている。
【０００４】
このような従来のビットにおいて、シャンク３０２の先端に固着されるチップは、タングステン系超硬合金等の対土砂磨耗性に優れた高硬度の材料で製造されており、シャンク３０２のチップ取付け部にろう付け等によって取付けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、地盤の掘削に際し、粘土質の土壌が固く締まった土坦層は、図６及び図７に示すような通常の平形ビット３０３では、通常の地盤は、ある程度崩れながら掘削されていくが、土坦層と言われる地盤は、地盤の粘土が固く固まったもので、図のように平刃先の場合は刃先が地盤内部に入って行かず掘削が困難となる問題を有していた。
【０００６】
そこで、平らな通常のビットでは土坦層が掘削し難いため、コニカル等の円錐状のビットが多く使用されている。
【０００７】
このような土坦層は、コニカルビットを取付けたヘッドで掘削することができるが、この土坦層の掘削が終了して多少の岩石が混じる普通の地盤に移動した場合には、チップが欠損したり外れたりする問題が発生するため、普通地盤用のヘッドが必要なため２種類のヘッドを準備しなければならないため、ヘッドの取り扱い作業に手間がかかり掘削作業効率が低下する問題を有していた。
【０００８】
更に、コニカルビットはチップが小さく、ロー付け強度が低いためヘッド自体に作用する重量が制限され、掘削機械の大きな重量が作用した場合に地面に置いただけでもチップが離脱してしまうことがあり、チップの交換等に時間を要し、掘削工期が長期化する問題を有していた。
【０００９】
一方、剣先形のビットでは、刃先が尖っているため、土坦層に入っていくことが出来るが、平形ビット３０３と比較して土砂をすくうことが出来ず、現実的には土坦層の掘削には適していない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的とする所は、掘削時に地盤層の変化があってもヘッドを交換することなく、そのまま掘削作業が可能となり掘削作業効率を向上し掘削工期を短縮することができる掘削用ビットを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】
上記目的を達成するために、本発明は次の技術的手段を有する。即ち、明明の実施の形態に対応する添付図面に使用した符号を用いて説明すると、掘削機における掘削回転体に固着される掘削用ビット１に於いて、上記掘削用ビット１は、シャンク２と、該シャンク２先端に形成される凹溝にロー付けにより固着されるチップ４とから成り、該チップ４は、刃先先端が、平面視上記シャンク２の一方の側面２Ａから先端に向けて傾斜する上部稜線を刃先とする第１刃先４Ａと、平面視他方の側面２Ｂから先端に向けて傾斜する上部稜線を刃先とする第２刃先４Ｂとで尖端状に形成されると共に、尖端部のチップ４上面から垂直下方に延びる所定長さの稜線を第３刃先４Ｃとして形成され、且つ該第３の刃先４Ｃ下端には、垂線に対し２５度から５０度の範囲で内側に傾斜する下部稜線４Ｄが形成されて成り、平面視第１刃先に対する平行な厚みＢが１２ｍｍから３０ｍｍの範囲であって、上記第３の刃先４Ｃ稜線の垂直長さＣが、４ｍｍからチップ４の上下面までの垂直高さＷの１／２の範囲で形成され、上記第１刃先４Ａの傾斜側面が掘削方向上面を向くように上記掘削回転体の先端に固着されていることを特徴とする掘削用ビットである。
上記によれば、アースオーガ等の掘削機で硬い地盤や岩盤を掘削する際に、掘削回転体（例えばスパイラル羽根の先端）に第１刃先４Ａの傾斜側面が掘削方向上面を向くように固着された掘削用ビット１が回転駆動される。この掘削用ビット１による掘削が開始されると、シャンク２の先端に固着されたチップ４に強い負荷が断続、または連続的に作用し、同時にチップ４の稜線方向にも大きな切削抵抗が作用する。
従って、チップ４を上記のように構成することにより、掘削用ビット１の先端が尖端状に形成されているので、硬い土坦層でも地盤に入って行くことができ、第１刃先４Ａの傾斜側面が掘削方向上面を向くように上記掘削回転体（例えばスパイラル羽根）の先端に固着されているので、掘削した土砂をすくい外部に掻き出すことができる。また、地盤層の変化等により大きな切削抵抗が生じてもチップ４の強度が維持されて、掘削時における欠損などの発生を抑制することができ、これによって、ヘッドを交換することなくそのまま掘削作業を継続することが可能となり、掘削作業効率が向上し掘削工期を短縮することができる。
【００１２】
また本発明は、上記チップ４が、上記第１刃先の後端に該第１刃先の稜線に連続する稜線を有する稜線摩耗防止用チップ６が上記シャンク上部の傾斜稜線の範囲で連設されている掘削用ビットである。
上記によれば、アースオーガ等の掘削機で硬い地盤や岩盤を掘削する際に、シャンク２の先端に固着されたチップ４ないし、該チップ４の第１刃先の後端に連設配置された稜線摩耗防止用チップ６の連続する稜線に大きな切削抵抗が作用する。
従って、チップ４の第１刃先の稜線延長線上に作用する大きな切削抵抗により発生するシャンク部稜線の摩耗は、上記第１刃先４Ａの稜線に連続する稜線摩耗防止用チップ６によって防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の掘削用ビットを示す平面図、図２は同じく掘削用ビットの側面図、図３の（Ａ）はシャンク先端に固着されたチップの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ矢視図、図４の（Ａ）は第１刃先後端に稜線摩耗防止用チップを連設したチップの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ矢視図であり、図５の（Ａ）はスパイラル羽根の先端に掘削用ビットを固着した状態を示す正面図、（Ｂ）はその側面図である。
【００１４】
図１ないし図３において、符号１は本発明の掘削用ビットを示しており、この掘削用ビット１は、図示しないアースオーガ等の自走可能な掘削機の駆動軸に取付けられたスパイラル羽根の先端に溶接等により複数個並べて取付けられ、スパイラル羽根の回転によりビットが地盤を掘削し、スパイラル羽根の直径に等しい穴が掘削される。掘削による土砂は、スパイラル羽根の回転により円筒状のヘッド内部を通して上部に排出されるようになっている。
【００１５】
本発明の掘削用ビット１は、図１、図２に示すように、シャンク２と、このシャンク２先端に固着されるチップ４及び稜線摩耗防止用チップ６とから成り、このチップ４は、例えばタングステン系超硬合金により構成されており、軟鉄又は構造用合金鋼で構成されるシャンク２先端に形成される凹状角溝にロー付けにより固着されている。
【００１６】
ここで、本発明の掘削用ビット１におけるチップ４の形状は、本実施形態では、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、刃先先端が、平面視シャンク２の一方の側面２Ａから先端に向けて角度θ＝３５°で傾斜する上部稜線を刃先とする第１刃先４Ａと、平面視他方の側面２Ｂから先端に向けて傾斜する上部稜線を刃先とする第２刃先４Ｂとの交叉する角度がβ＝６１°４２′で尖端状に形成されると共に、尖端部のチップ４の上面から垂直下方に延びる所定長さの稜線を第３刃先４Ｃとして形成され、且つこの第３の刃先４Ｃの下端には、垂線に対し角度α＝３５°３７′で内側に傾斜する下部稜線４Ｄが形成され、第１刃先４Ａの稜線に沿った長さはＡ＝４０ｍｍ、第１刃先４Ａと平行な厚みはＢ＝２０ｍｍ、第３の刃先４Ｃ稜線の垂直長さはＣ＝１０ｍｍ、及びチップ４の上下面までの垂直高さはＷ＝５０ｍｍで形成されている。
【００１７】
次に、上記のように構成された掘削用ビット１は、平面視シャンク２の一方の側面２Ａから先端に向けて角度θ＝３５°で傾斜する第１刃先４Ａの傾斜側面が、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す掘削方向上面を向くようにスパイラル羽根１０の先端に固着される。
【００１８】
次に、掘削用ビットに使用されるチップの形状に対する掘削時の比較例に付き図３の（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
【００１９】
比較例１；
下部稜線４Ｄの垂線に対する角度α＜２５°の場合では、土坦層へのビットの食い込みが悪く、掘削抵抗が大きくなるため掘削が出来なかった。また、α＞５０°の場合では、刃先強度が弱く、普通地盤の掘削時に小さな礫程度でもチップ４が欠損した。従って、下部稜線４Ｄの垂線に対する角度は、２５°＜α＜５０°が掘削上最適な角度として得られる。
【００２０】
比較例２；
下部稜線４Ｄの垂線に対する角度がα＝２５°において、第１刃先４Ａに対する平行な厚みが、Ｂ＜１２ｍｍの場合では、チップ４自身の強度が不足してチップの欠損が発生した。また、Ｂ＞３０ｍｍの場合では、銀ロー付け歪からチップ４にクラックが入る可能性を有し、クラックが発生しない場合でも残留歪のため掘削時にチップ４が欠損した。従って、第１刃先４Ａに対する平行な厚みＢは、１２ｍｍ＜Ｂ＜３０ｍｍが掘削上最適な厚みとして得られる。
【００２１】
一方、α＝５０°において、Ｂ＜１８ｍｍの場合では、チップ４自身の強度が不足してチップ４の欠損が発生した。また、Ｂ＞３０ｍｍの場合では、銀ロー付け歪からチップ４にクラックが入る可能性を有し、クラックが発生しない場合でも残留歪のため掘削時にチップ４が欠損した。従って、第１刃先４Ａに対する平行な厚みＢは、１８ｍｍ＜Ｂ＜３０ｍｍが掘削上最適な厚みとなる。
【００２２】
比較例３；
チップ４の尖端部上面から垂直下方に延びる第３刃先４Ｃの垂直長さＣが、４ｍｍ＞Ｃの場合では、普通地盤を掘削した場合に、小さな礫程度でも刃先が欠損した。また、チップ４の上下面までの垂直高さＷ／２に対する垂直長さＣが、Ｗ／２＜Ｃの場合では、土坦層掘削時に刃先に作用する掘削抵抗が大きく、掘削が困難になった。従って、第３刃先４Ｃの垂直長さＣは、４ｍｍ＜Ｃ＜Ｗ／２が掘削上最適な垂直長さとなる。
【００２３】
上記のような寸法、形状の範囲で形成されたチップ４を使用した掘削用ビット１が、溶接等によりアースオーガ等の掘削機のスパイラル羽根１０（図５参照）の先端に複数個並べて取付けられ、スパイラル羽根と共に複数の掘削用ビット１を回転駆動して掘削が開始されると、シャンク２の先端に固着されたチップ４に強い負荷が断続、または連続的に作用し、同時にチップ４の稜線方向にも大きな切削抵抗が作用する。
【００２４】
従って、上記のような形状のチップ４を用いた掘削用ビット１では、平面視チップ４の先端刃先の形状が第１刃先４Ａと第２刃先４Ｂとが交叉した鋭く尖った角度βで形成されているため土坦層に充分対応することができる。
【００２５】
更に、このチップ４は、その質量がコニカル状の円錐状ビットに比べて大きくロー付け強度も充分あるため、掘削の過程で地盤層の変化等により普通地盤層になった場合でも、多少の礫にも対応することが出来るため、ヘッドを交換することなくそのまま同一チップ４を使用して掘削作業を継続することが可能となり、掘削作業効率が向上し掘削工期を短縮することができる。
【００２６】
また、剣先チップと比較し、平面視シャンク２の一方の側面２Ａから先端に向けて角度θ＝３５°で傾斜する第１刃先４Ａの傾斜側面が、掘削方向上面を向くようにスパイラル羽根１０の先端に固着されているので、硬い土坦層でも地盤に入って行くことができることは勿論、掘削した土砂をすくい外部に掻き出すことができる。
【００２７】
次に図１、図２及び図４には、稜線摩耗防止用チップ６が示されており、この稜線摩耗防止用チップ６は、シャンク２上部の第１刃先４Ａの稜線に沿った傾斜稜線の範囲で第１刃先４Ａの後端に連設してロー付けにより固着され、上記傾斜稜線に沿って形成された断面角型の凹溝内に差し込まれロー付けにより固着されている。
【００２８】
そして、掘削用ビット１のシャンク２には、上記チップ４及び稜線摩耗防止用チップ６を除くチップ４の固着部周囲、ないしシャンク２の外周面（××印部）８Ａ、８Ｂが、溶接等により硬化肉盛りされている。
【００２９】
そこで、アースオーガ等の掘削機で硬い地盤や岩盤を掘削する際は、シャンク２の先端に固着されたチップ４の切削面、ないしこのチップ４に隣接配置した稜線摩耗防止用チップ６の連続する稜線に大きな掘削抵抗が作用する。
【００３０】
従って、上記のように構成された本発明の掘削用ビットによれば、チップ４の第１刃先４Ａの稜線延長線上に作用する大きな切削抵抗により発生するシャンク部稜線の摩耗は、上記第１刃先４Ａの稜線に連続する稜線摩耗防止用チップ６によって防止することができる。
【００３１】
また、シャンク２が、上記チップ４を除くチップ４の固着部周囲ないしその外周面が硬化肉盛りされているので、チップ固着部周囲ないし、その外周面（××印部）８Ａ、８Ｂに強い負荷や摩擦が作用した場合でも、硬化肉盛りされているロー付け部により摩耗を回避することができる。
【００３２】
そしてまた、本掘削用ビット１のロー付け面積は、コニカルビットと比較して１０倍程度大きいため、掘削機械の重量がヘッドに作用してもロー付けが外れることがなく、作業上ヘッドの取り扱いが容易になる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明によると次の様な効果を奏する。
【００３４】
即ち、請求項１によると、掘削用ビットの先端が尖端状に形成されているので、硬い土坦層でも地盤に入って行くことができ、第１刃先の傾斜側面が掘削方向上面を向くように上記掘削回転体（例えばスパイラル羽根）の先端に固着されているので、掘削した土砂を外部にすくい出すことができる。また、硬い地盤や岩盤を掘削する過程で地盤層の変化等によりチップに大きな切削抵抗が生じても、その強度が維持されて掘削時における欠損などの発生を抑制することができ、これによって、ヘッドを交換することなくそのまま掘削作業を継続することが可能となり、掘削作業効率が向上し掘削工期を短縮することができる。
【００３５】
また、請求項２によると、チップの第１刃先の稜線延長線上に作用する大きな切削抵抗により発生するシャンク部稜線の摩耗は、上記第１刃先の稜線に連続する稜線摩耗防止用チップによって防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る掘削用ビットを示す平面図である。
【図２】同じく掘削用ビットの側面図である。
【図３】（Ａ）はシャンク先端に固着されたチップの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ矢視図である。
【図４】（Ａ）は第１刃先後端に稜線摩耗防止用チップを連設したチップの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ矢視図である。
【図５】（Ａ）はスパイラル羽根の先端に掘削用ビットを固着した状態を示す正面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図６】先端に従来の平形ビットを固着した状態を示すスパイラル羽根の正面図である。
【図７】（Ａ）はスパイラル羽根の先端に従来の平形ビットを固着した状態を示す正面図、（Ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　掘削用ビット
２　　　　　　　　シャンク
２Ａ、２Ｂ　　　　シャンクの側面
４　　　　　　　　チップ
４Ａ　　　　　　　第１刃先
４Ｂ　　　　　　　第２刃先
４Ｃ　　　　　　　第３刃先
４Ｄ　　　　　　　下部稜線
６　　　　　　　　稜線摩耗防止用チップ
８Ａ、８Ｂ　　　　ロー付け部
１０　　　　　　　スパイラル羽根
α　　　　　　　　垂線に対する下部稜線の角度
θ　　　　　　　　平面視シャンクの一方の側面に対する第１刃先の傾斜角
Ｂ　　　　　　　　第１刃先に対するチップの平行な厚み
Ｃ　　　　　　　　第３刃先の垂直長さ
Ｗ　　　　　　　　チップの上下面までの垂直高さ
【図１】
2004092101.tif 000003
【図２】
2004092101.tif 000004
【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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