(57)【要約】【課題】溶射皮膜の剥離が抑制され、それによって、より確実に耐摩耗性を向上させることができる掘削用ピックを提供する。【解決手段】以下のように直線Ｌ１と半直線Ｌ２を定義するときに、直線Ｌ１と掘削用ピックの中心軸Ｘのなす角θ１が半直線Ｌ２と同中心軸Ｘのなす角θ２以上であって、なおかつ、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらないように或いは接するように構成する。直線Ｌ１：チップ１２の尖端部１２ａの頂点Ｖと、同尖端部１２ａの側面上にあって同尖端部１２ａの基端に位置する点Ａとを結ぶ直線。半直線Ｌ２：ピックボディ１１の頭部１１ａの側面上にあって同頭部１１ａの先端に位置する点をＢとしたときに、その点Ｂにおいて溶射皮膜１３表面に接して掘削用ピックの中心軸Ｘに交差する直線に含まれる半直線であって、点Ｂを始点として掘削用ピックの基端方向に延びる半直線。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円錐形状の尖端部（１２ａ）を有するチップ（１２）が、ピックボディ（１１）の、表面に溶射皮膜（１３）が設けられて略円錐台形状をなす頭部（１１ａ）に固着された掘削用ピックであって、
以下のように直線Ｌ１と半直線Ｌ２を定義するときに、直線Ｌ１と掘削用ピックの中心軸（Ｘ）のなす角θ１（ただし、θ１＜９０°）が半直線Ｌ２と同中心軸（Ｘ）のなす角θ２（ただし、θ２＜９０°）以上であって、なおかつ、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらないように或いは接するように構成されたことを特徴とする掘削用ピック。
直線Ｌ１：チップ（１２）の尖端部（１２ａ）の頂点（Ｖ）と、同尖端部（１２ａ）の略円錐面形状をなす側面上にあって同尖端部（１２ａ）の基端に位置する点Ａとを結ぶ直線。
半直線Ｌ２：ピックボディ（１１）の頭部（１１ａ）の略円錐面形状をなす側面上にあって同頭部（１１ａ）の先端に位置する点をＢとしたときに、その点Ｂにおいて溶射皮膜（１３）表面に接して掘削用ピックの中心軸（Ｘ）に交差する直線に含まれる半直線であって、点Ｂを始点として掘削用ピックの基端方向に延びる半直線。（ただし、点Ｂは、掘削用ピックの中心軸（Ｘ）を中心とした周方向において点Ａと同一箇所に位置する。）
【請求項２】
前記点Ａと前記点Ｂとの間の距離が、０〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の掘削用ピック。
【請求項３】
前記溶射皮膜が、サーメット粉末と金属粉末が混合された溶射粉末を溶射して設けたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の掘削用ピック。
【請求項４】
前記溶射皮膜が、使用時の摩擦によって損耗したピックボディの頭部表面に溶射材料を溶射して設けたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の掘削用ピック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば掘削機のカッターヘッドに取着して使用される掘削用ピックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の掘削用ピックでは、耐摩耗性を向上させるべく、表面に溶射皮膜を設ける試みがなされている。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１７８５３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、単純に溶射皮膜を設けただけでは、その溶射皮膜が使用時に容易に剥離して耐摩耗性が充分に改善されないことがある。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、溶射皮膜の剥離が抑制され、それによって、より確実に耐摩耗性を向上させることができる掘削用ピックを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、略円錐形状の尖端部（１２ａ）を有するチップ（１２）が、ピックボディ（１１）の、表面に溶射皮膜（１３）が設けられて略円錐台形状をなす頭部（１１ａ）に固着された掘削用ピックであって、以下のように直線Ｌ１と半直線Ｌ２を定義するときに、直線Ｌ１と掘削用ピックの中心軸（Ｘ）のなす角θ１（ただし、θ１＜９０°）が半直線Ｌ２と同中心軸（Ｘ）のなす角θ２（ただし、θ２＜９０°）以上であって、なおかつ、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらないように或いは接するように構成されたことを要旨とする。直線Ｌ１：チップ（１２）の尖端部（１２ａ）の頂点（Ｖ）と、同尖端部（１２ａ）の略円錐面形状をなす側面上にあって同尖端部（１２ａ）の基端に位置する点Ａとを結ぶ直線。半直線Ｌ２：ピックボディ（１１）の頭部（１１ａ）の略円錐面形状をなす側面上にあって同頭部（１１ａ）の先端に位置する点をＢとしたときに、その点Ｂにおいて溶射皮膜（１３）表面に接して掘削用ピックの中心軸（Ｘ）に交差する直線に含まれる半直線であって、点Ｂを始点として掘削用ピックの基端方向に延びる半直線。（ただし、点Ｂは、掘削用ピックの中心軸（Ｘ）を中心とした周方向において点Ａと同一箇所に位置する。）
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の掘削用ピックにおいて、前記点Ａと前記点Ｂとの間の距離が、０〜１０ｍｍであることを要旨とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の掘削用ピックにおいて、前記溶射皮膜が、サーメット粉末と金属粉末が混合された溶射粉末を溶射して形成されたものであることを要旨とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の掘削用ピックにおいて、前記溶射皮膜が、使用時の摩擦によって損耗したピックボディの頭部表面に溶射材料を溶射して設けたものであることを要旨とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図１、図２を用いて説明する。
図１は本実施形態の掘削用ピック１０を示す半断面図である。同図に示すように、本実施形態の掘削用ピック１０は、ピックボディ１１と、そのピックボディ１１の頭部１１ａに固着されたチップ１２とから構成されている。
【００１０】
ピックボディ１１は、硬質の金属材料で形成されたピックボディ本体１１ｂを備え、表面に溶射皮膜１３が設けられて略円錐台形状をなす頭部１１ａを先端（図１では上端）に有している。このピックボディ１１の頭部１１ａの先端面には凹所１４が設けてあり、前記チップ１２は該凹所１４にはめ込まれた状態でロウ付け又は圧入によって頭部１１ａに固着されている。なお、溶射皮膜１３の厚さは、本実施形態の場合、０．２ｍｍに設定されている。
【００１１】
一方、チップ１２は超硬材料（例えば主としてタングステンカーバイドとコバルトから構成された焼結材料）で形成され、略円錐形状の尖端部１２ａを先端（図１では上端）に有している。上述したとおり、チップ１２は、凹所１４にはめ込まれた状態で頭部１１ａに固着されているが、少なくとも尖端部１２ａは凹所１４から突出し外部に露出している。
【００１２】
ここで、図１に示す直線Ｌ１及び半直線Ｌ２について説明する。直線Ｌ１は、チップ１２の尖端部１２ａの頂点Ｖと、同尖端部１２ａの略円錐面形状をなす側面上にあって同尖端部１２ａの基端に位置する点Ａとを結ぶ直線である。一方、半直線Ｌ２は、ピックボディ１１の頭部１１ａの略円錐面形状をなす側面上にあって同頭部１１ａの先端に位置する点をＢとしたときに、その点Ｂにおいて溶射皮膜１３表面に接して掘削用ピック１０の中心軸Ｘに交差する直線に含まれる半直線である。そして、なおかつ点Ｂを始点として掘削用ピック１０の基端方向（図１では下方）に延びる半直線である。ただし、点Ｂは、掘削用ピック１０の中心軸Ｘを中心とした周方向において点Ａと同一箇所に位置する。また、チップ１２の尖端部１２ａの基端とは、凹所１４から突出して外部に露出しているチップ１２の先端部分のうちで最も大径でなおかつ頂点Ｖにより近い部位をいう。
【００１３】
本実施形態の掘削用ピック１０は、直線Ｌ１と掘削用ピック１０の中心軸Ｘのなす角θ１（ただし、θ１＜９０°）が、半直線Ｌ２と同中心軸Ｘのなす角θ２（ただし、θ２＜９０°）以上となるように構成されている。ちなみに、本実施形態の場合、θ１の値は４６°、θ２の値は３０°に設定され、θ１からθ２を減じた値（θ１−θ２）は１６°になっている。
【００１４】
また、本実施形態の掘削用ピック１０は、図１に示すように、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらないように構成されている。
さらに、点Ａと点Ｂの間の距離ｄは、本実施形態の場合、２ｍｍに設定されている。
【００１５】
次に、前記溶射皮膜１３の形成の際に用いられる溶射材料について説明する。
溶射皮膜１３の形成の際に用いられる溶射材料としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３及び酸化クロム等のセラミックス粉末、Ｆｅ合金、Ｎｉ合金及びＣｏ合金等の金属粉末、ＷＣ／Ｃｏ、ＷＣ／ＣｒＣ／Ｎｉ及びＣｒＣ／ＮｉＣｒ等のサーメット粉末、ならびにプラスチック粉末等からなる群より選ばれる少なくとも１種類を含む溶射粉末などが挙げられる。その中でも好ましいのは、サーメット粉末を含む溶射粉末であり、より好ましいのはサーメット粉末と金属粉末が混合された溶射粉末である。さらに最も好ましいのは、サーメット粉末を８０〜９７重量％、金属粉末を３〜２０重量％含有し、前記金属粉末に占めるクロムの量が０〜５５重量％で、なおかつ同金属粉末に占めるクロムとニッケルを合わせた量が９０重量％以上である溶射粉末である。
【００１６】
以上説明した掘削用ピック１０は、掘削機のカッターヘッドに取着して使用される。図２は本実施形態の掘削用ピック１０の使用状態を示す側面図である。掘削用ピック１０は、カッターヘッドの略半球面形状をなす表面に二重螺旋状に配置され、図２に示すように、カッターヘッドの表面に固着されたピックボックス２１に装着させて掘削に使用される。
【００１７】
以下、前記溶射材料についてさらに詳細に説明する。
先に述べたとおり、溶射皮膜１３の形成の際に用いられる溶射材料として、より好ましいのは、サーメット粉末と金属粉末が混合された溶射粉末であるが、この溶射粉末に占めるサーメット粉末の量は８０〜９７重量％が好ましく、同じく金属粉末の量は３〜２０重量％が好ましい。
【００１８】
ここで、まずはじめに前記溶射粉末に含まれるサーメット粉末について説明する。
前記溶射粉末に含まれるサーメット粉末としては、次の（１）及び（２）のサーメット粉末が好ましい。（１）タングステンカーバイド及びクロムカーバイドを主体とするセラミック成分と、ニッケルを主体とする金属成分を複合化したサーメット粉末。（２）タングステンカーバイドを主体とするセラミック成分と、コバルト及びクロムを主体とする金属成分を複合化したサーメット粉末。
【００１９】
なお、タングステンカーバイドには、ＷＣ、Ｗ２Ｃがあるが、上記（１）及び（２）のサーメット粉末中のタングステンカーバイドはＷＣが好ましい。また、クロムカーバイドにはＣｒ３Ｃ２、Ｃｒ７Ｃ３、Ｃｒ２３Ｃ６があるが、上記（１）のサーメット粉末中のクロムカーバイドはＣｒ３Ｃ２又はＣｒ７Ｃ３が好ましく、Ｃｒ３Ｃ２がより好ましい。ＷＣやＣｒ３Ｃ２、Ｃｒ７Ｃ３であれば、その酸化及び／又は脱炭反応に起因して溶射皮膜１３の特性が低下するのを抑制することができる。
【００２０】
サーメット粉末中のセラミック成分は溶射皮膜１３の耐摩耗性の向上に主に寄与するものであり、そのうちクロムカーバイドは溶射皮膜１３の耐食性の向上にも寄与する。一方、サーメット粉末の金属成分は、結合材として機能して溶射皮膜１３の靭性の向上に主に寄与するものであり、そのうちニッケル及びクロムは溶射皮膜１３の耐食性の向上にも寄与する。
【００２１】
上記（１）のサーメット粉末に占めるセラミック成分の量は、タングステンカーバイドについては６０〜８５重量％が好ましく、６５〜８０重量％がより好ましい。またクロムカーバイドについては１０〜３０重量％が好ましく、１５〜２５重量％がより好ましい。一方、同サーメット粉末に占めるニッケルの量は、４〜１５重量％が好ましく、５〜１２重量％がより好ましい。
【００２２】
上記（２）のサーメット粉末に占めるタングステンカーバイドの量は、８０〜９２重量％が好ましく、８４〜９０重量％がより好ましい。一方、同サーメット粉末に占める金属成分の量は、コバルトについては４〜２０重量％が好ましく、６〜１２重量％がより好ましい。また、クロムについては２〜１５重量％が好ましく、２〜１０重量％がより好ましい。
【００２３】
サーメット粉末中のセラミック成分の平均粒子径は、タングステンカーバイドについては２〜２０μｍが好ましく、５〜１２μｍがより好ましい。また、クロムカーバイドについては、１〜１０μｍが好ましく、３〜７μｍがより好ましい。これらの平均粒子径が過小であると、溶射皮膜１３の耐衝撃性及び耐摩耗性の低下を招くおそれがあり、逆に過大であると溶射効率が低下するほか、原料成分が均一に分散した球状の顆粒を得ることが困難になる。一方、金属成分であるニッケル、コバルト及びクロムの平均粒子径は、５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましい。これらの平均粒子径が過小であると、一般にコスト高になる傾向があり、逆に過大であると原料成分が均一に分散した球状の顆粒を得ることが困難になる。
【００２４】
サーメット粉末中のセラミック成分に含まれる遊離炭素の量は、タングステンカーバイドについては０．０５重量％以下が好ましく、クロムカーバイドについて０．１重量％以下がより好ましい。この遊離炭素の量が過大であると、溶射皮膜１３内部の結合力が低下して耐衝撃性が低下するおそれがある。
【００２５】
サーメット粉末はセラミック成分及び金属成分の原料粉末を混合し、公知の造粒−焼結法、焼結−粉砕法又は溶融−粉砕法によって製造される。そのうち造粒−焼結法でサーメット粉末を製造する場合には、原料粉末を混合しスラリー中で均一分散させた後、５〜７５μｍの粒度分布となるよう造粒し、９００℃以上で５時間以上焼結を行なうことが好ましい。焼結条件は、原料粉末の組成および溶射粉末に求められる特性により最適化する必要があるが、一般に一定温度で５時間以上焼結することにより、均一で硬質な球状粒子を得ることができる。また、焼結にあたっては、原料粉末を造粒したものが酸化しないように真空または不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。原料粉末を５〜７５μｍの粒度分布となるように造粒し、それを焼結し解砕、分級した場合には、高速フレーム溶射に適した粒度分布が６〜６３μｍのサーメット粉末を得ることができる。ただし、溶射装置の種類や溶射条件に応じて、所望の粒度分布を有するサーメット粉末を得るべく、造粒、解砕及び分級の条件は適宜変更してもよい。
【００２６】
続いて、前記溶射粉末に含まれる金属粉末について説明する。
先にも述べたとおり、前記溶射粉末に含まれる金属粉末としては、クロムの含有量が０〜５５重量％であって、なおかつクロムとニッケルを合わせた含有量が９０重量％以上のものが好ましい。クロムの含有量が５５重量％を超える場合やクロムとニッケルを合わせた含有量が９０重量％を下回る場合には、溶射皮膜１３の耐衝撃性が低下するおそれがある。なお、金属粉末中のクロムの含有量は５〜３０重量％がより好ましく、クロムの含有量を上記範囲とすれば溶射皮膜１３の耐食性及び耐摩耗性の低下を招くことなく耐衝撃性を向上させることができる。
【００２７】
金属粉末に含まれる炭素の量は０．４重量％以下が好ましく、０．２重量％以下がより好ましい。また、金属粉末に含まれるケイ素、ホウ素、アルミニウム、マンガン、チタン、鉄、硫黄及びモリブデン（以下、これら八種の元素をケイ素等という）を合わせた量は１０重量％以下が好ましく、３重量％以下がより好ましい。炭素の含有量が０．４重量％を超える場合やケイ素等を合わせた含有量が１０重量％を超える場合には、溶射皮膜１３の耐衝撃性が低下するおそれがある。なお、これら金属粉末に含まれる炭素及びケイ素等は、金属粉末の調製工程で不純物として混入する炭素及びケイ素等、アトマイズ時の微粉末化やその他の目的で添加される炭素及びケイ素等、並びに金属地金中に不純物として含まれる炭素及びケイ素等に由来するものである。
【００２８】
金属粉末は、一般に水アトマイズ法やガスアトマイズ法などのアトマイズ法により製造される。なお金属粉末の粒度分布は、上記サーメット粉末の粒度分布と同等であることが好ましい。
【００２９】
以上説明したサーメット粉末と金属粉末を混合して調製される溶射粉末は、フレーム溶射法、プラズマ溶射法などあらゆる溶射法に適用可能であるが、その中でも高速フレーム溶射法に適用した場合に特に効果的である。また高速フレーム溶射法の中でも、溶射装置としてＰＲＡＸＡＩＲ／ＴＡＦＡ社製のＪＰ−５０００又はＵＮＩＱＵＥ　ＣＯＡＴ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ社製のＩＮＴＥＬＬＩ−ＪＥＴ　ＨＶＡＦを用いた高速フレーム溶射法が特に好ましい。
【００３０】
本実施形態によって得られる作用効果について、以下に記載する。
・　本実施形態の掘削用ピック１０は、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらないように構成されている。そのため、チップ１２の側面からピックボディ１１の側面にかけての部分に出っ張る箇所がなくなって、掘削使用時に土砂等によって溶射皮膜１３に加わる衝撃を軽減することができる。よって、溶射皮膜１３の剥離を抑制することができ、ピックボディ１１の耐摩耗性をより確実に向上させることができ、ひいてはチップ１２の脱落などピックボディ１１の摩耗に起因する弊害の発生を抑制することができる。
【００３１】
・　溶射皮膜１３を、サーメット粉末を含む溶射粉末を溶射して設けたものとすれば、溶射皮膜１３の耐摩耗性を向上させることができる。サーメット粉末を含む溶射粉末を溶射して設けた溶射皮膜１３の耐摩耗性が向上する理由は、サーメット粉末中の金属成分に由来する金属マトリックスが、硬質のセラミックス成分を保持し、その脱落を抑制するように働くためと推測される。
【００３２】
また、溶射皮膜１３を、一次粒子径が比較的大きなサーメット粉末、例えばサーメットを構成するＷＣ及びＣｒＣの一次粒子径がそれぞれ２〜２０μｍ及び１〜１０μｍであるサーメット粉末を含む溶射粉末を溶射して設けたものとすれば、溶射皮膜１３の耐摩耗性をさらに向上させることができる。一次粒子径が比較的大きなサーメット粉末を含む溶射粉末を溶射して設けた溶射皮膜１３の耐摩耗性が向上する理由は、金属成分に由来する金属マトリックスに接するセラミックス成分の表面積が大きくなり、その脱落が一層抑制されるためと推測される。
【００３３】
・　溶射皮膜１３を、サーメット粉末と金属粉末が混合された溶射粉末を溶射して設けたものとすれば、溶射皮膜１３の耐剥離性を向上させることができる。
サーメット粉末と金属粉末が混合された溶射粉末を溶射して設けた溶射皮膜１３の耐剥離性が向上する理由は、以下に説明する金属粉末に由来する構造が溶射皮膜１３の内部に形成されるためと推察される。すなわち、サーメット粉末と金属粉末が混合された溶射粉末を溶射してできる溶射皮膜１３を観察すると、金属粉末成分が適度な厚みを有した状態で積層し比較的大きな金属相として点在した構造が内部に確認される。この金属相が、溶射皮膜１３に外力が加わったときに緩衝材として機能して外力を吸収分散するように作用することにより、溶射皮膜１３の耐剥離性が大きく向上するものと推察される。
【００３４】
また、溶射皮膜１３を、サーメット粉末を８０〜９７重量％、金属粉末を３〜２０重量％含有し、前記金属粉末に占めるクロムの量が０〜５５重量％で、なおかつ同金属粉末に占めるクロムとニッケルを合わせた量が９０重量％以上である溶射粉末を溶射して設けたものとすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００３５】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・　前記実施形態では、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらないように掘削用ピック１０を構成したが、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が接するように掘削用ピック１０を構成してもよい。このように構成した場合も、前記実施形態の場合と同様、溶射皮膜１３の剥離が抑制されるので、ピックボディ１１の耐摩耗性をより確実に向上させることができる。
【００３６】
・　前記実施形態では、点Ａと点Ｂとの間の距離ｄを２ｍｍに設定したが、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらない限り、距離ｄはどのような値であってもよい。ただし、距離ｄは、好ましくは０〜１０ｍｍ、より好ましくは０〜３ｍｍ、最も好ましくは０〜２ｍｍである。この距離ｄが過大であると、凹所１４から外側に突出するチップ１２の量が相対的に増大するために、チップ１２の保持力が低下するおそれがある。
【００３７】
・　前記実施形態では、θ１を４６°に設定したが、θ１の値は、θ２以上であれば、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらない限り、どのような値であってもよい。ただし、θ１は、好ましくは２０〜７５°、より好ましくは２５〜５０°である。θ２の値にもよるが、θ１が過大であると、チップ１２が鈍角になることに起因して掘削効率が低下するおそれがある。逆にθ１が過小であると、初期の掘削効率は向上するが、ピックボディ１１の頭部１１ａの凹所１４部分における肉厚が小さくなることに起因してチップ１２の保持力が低下するおそれがある。
【００３８】
・　前記実施形態では、θ１−θ２を１６°に設定したが、θ１−θ２の値は、０（ゼロ）以上であれば、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらない限り、どのような値であってもよい。ただし、θ１−θ２は、好ましくは０〜４５°、より好ましくは０〜３５°、最も好ましくは０〜２５°である。θ１−θ２が過大であると、ピックボディ１１の頭部１１ａの凹所１４部分における肉厚が小さくなることに起因してチップ１２の保持力が低下するおそれがある。逆にθ１−θ２が過小であると、ピックボディ１１の耐摩耗性を向上させ得ないおそれがある。
【００３９】
・　前記実施形態では、溶射皮膜１３の厚みを０．２ｍｍとしたが、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わらない限り、溶射皮膜１３の厚みはどのような値であってもよい。ただし、溶射皮膜１３の厚みは、好ましくは０．０５〜１ｍｍ、より好ましくは０．１〜０．７ｍｍ、最も好ましくは０．２〜０．５ｍｍである。この厚みが過大であるとコスト高になり、逆に過小であると、ピックボディ１１が比較的早期に露出することがあり十分な耐摩耗性が得られない。
【００４０】
・　前記実施形態では、ピックボディの頭部１１ａの表面全体に溶射粉末を溶射して溶射皮膜１３を設けたが、溶射皮膜１３は、頭部１１ａの少なくとも先端を含む部分に設けてあればよく、必ずしも頭部１１ａの表面全体に設けられていなくてもよい。
【００４１】
・　掘削使用によって摩耗したピックボディ１１の頭部１１ａ表面に溶射材料を溶射して溶射皮膜１３を再び設けるようにしてもよい。
・　従来型の掘削用ピックが、掘削使用によって本発明の条件を満たす形状に損耗したときには、その掘削用ピックに溶射皮膜１３を設けることによって、本発明の掘削用ピック１０を構成するようにしてもよい。
【００４２】
・　掘削用ピック１０は、掘削機以外の加工機械のカッターヘッド、例えばアスファルト混合物又はコンクリートで舗装された路面を切削する切削機のカッターヘッドに取着されてもよい。換言すれば、掘削用ピック１０は、切削用ピックとして使用されてもよい。前記切削機のカッターヘッドは一般にドラム形であって、掘削用ピックを装着可能なピックボックスは、そのカッターヘッドの表面に一重螺旋状又は多重螺旋状に並んで設けられている。
【００４３】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜１３及び比較例１〜３）
実施例１〜１３，比較例１〜３の掘削用ピックとして、「θ１」、「θ２」、「θ１−θ２」、「直線Ｌ１と半直線Ｌ２の関係」、「溶射材料」、「溶射皮膜の厚さ」、「距離ｄ」が表１にそれぞれ示される通りのものを作製した。そして、下記のようにして、各例の掘削用ピックについて「耐摩耗性」、「耐剥離性」、「チップ脱落」、「掘削効率」、「製造コスト」、それぞれに関する評価を行なうとともに、以上五項目についての総合評価を行なった。その評価結果を表１に示す。
【００４４】
ただし、実施例１３の掘削用ピックは、θ２が３０°であったものが掘削使用によって摩耗しθ２が２５°になったピックボディの頭部表面に溶射粉末を溶射して溶射皮膜を設けたものである。また、比較例１の掘削用ピックは、図３に示すように、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わる形状のものであり、比較例２の掘削用ピックは、比較例１の掘削用ピックのピックボディ頭部に溶射皮膜を設けたものである。さらに、比較例３の掘削用ピックは、実施例２の掘削用ピックのピックボディ頭部に溶射皮膜を設けなかったものである。
【００４５】
（耐摩耗性に関する評価）
日本鉱機株式会社製の掘削機（ＲＨ−８Ｊ−７００−ＷＪ型）のカッターヘッドに各例の掘削用ピックを取着し、地山（岩種；凝灰質泥岩・砂岩、ｑｕ＝７．５Ｎ／ｍｍ２）の掘削を実施した。掘削距離２４ｍ、カッタ運転時間３８．６時間の掘削を実施した後、各例の掘削用ピックの重量減を測定した。比較例１の掘削用ピックの重量減を１としたときの重量減が０．１未満のものを◎、０．１以上０．２未満のものを○、０．２以上０．５未満のものを△、０．５以上０．８未満のものを×、０．８以上のものを××、と評価した。
【００４６】
（耐剥離性に関する評価）
上記耐摩耗性の評価の場合と同じように掘削を実施した後、掘削用ピックの溶射皮膜の状態を目視によって確認した。そして、掘削使用前と変化が認められなかったものを◎、剥離はないものの溶射皮膜にクラックの発生が認められたものを○、ピックボディ頭部の一部において溶射皮膜の剥離が認められたものを△、ピックボディの頭部先端を含む広い範囲で溶射皮膜の剥離が認められたものを×と評価した。
【００４７】
（チップ脱落に関する評価）
上記耐摩耗性の評価の場合と同じような方法で掘削を実施し、掘削距離７５ｍと１５０ｍの時点で、掘削用ピックのチップとピックボディ頭部周辺の状態を目視によって確認した。そして、以下の基準で評価を行なった。◎：掘削距離１５０ｍまで掘削した後でも、掘削使用前と殆ど変化が認められなかった。○：掘削距離７５ｍの時点では殆ど変化が認められなかったが、１５０ｍまで掘削した後、ピックボディの頭部（溶射皮膜を含む）の一部にわずかに摩耗が認められた。△：掘削距離７５ｍの時点で既にピックボディの頭部（溶射皮膜を含む）に摩耗が認められたが、掘削距離１５０ｍまで掘削した後でもチップの脱落が発生しなかった。×：掘削距離１５０ｍまで掘削した時点で、チップの脱落が発生した。××：掘削距離７５ｍの時点で、ピックボディの頭部が摩耗しチップの脱落が発生した。
【００４８】
（掘削効率に関する評価）
掘削用ピックのθ１を比較した。θ１の値が２５°以上５０°未満のものを◎、２０°以上２５°未満及び５０°以上７５°未満のものを○、２０°未満及び７５°以上のものを×、と評価した。
【００４９】
（製造コストに関する評価）
各例の掘削用ピックの製造コストを比較した。比較例１の掘削用ピックを１としたとき、製造コストが１以下のものを◎、１より大きく１．２以下のものを○、１．２より大きく１．４以下のものを△、１．４より大きいものを×、と評価した。
【００５０】
（総合評価）
上記の耐摩耗性、耐剥離性、チップ脱落、掘削効率、製造コストに関する各評価について、それぞれ◎を２０点、○を１５点、△を１０点、×を５点、××を０点とした。そのとき、合計が９５点以上のものを◎、８５〜９４点のものを○、７５〜８４点のものを△、いずれかの項目に×の評価があるものを×、いずれかの項目に××の評価があるものを××と評価した。
【００５１】
（実施例２１〜３３及び比較例１１〜１３）
実施例２１〜３３，比較例１１〜１３の掘削用ピックとして、「θ１」、「θ２」、「θ１−θ２」、「直線Ｌ１と半直線Ｌ２の関係」、「溶射材料」、「溶射皮膜の厚さ」、「距離ｄ」が表１にそれぞれ示される通りのものを作製した。そして、下記のようにして、各例の掘削用ピックについて「耐摩耗性」、「耐剥離性」、「チップ脱落」、「切削効率」、「製造コスト」、それぞれに関する評価を行なうとともに、以上五項目についての総合評価を行なった。その評価結果を表１に示す。
【００５２】
ただし、実施例３３の掘削用ピックは、θ２が９°であったものが切削使用によって摩耗し、θ２が２２°になったピックボディの頭部表面に溶射粉末を溶射して溶射皮膜を設けたものである。また、比較例１１の掘削用ピックは、図５に示すように、直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わる形状のものであり、比較例１２の掘削用ピックは、比較例１１の掘削用ピックのピックボディ頭部に溶射皮膜を設けたものである。さらに、比較例１３の掘削用ピックは、実施例２２（図４参照）の掘削用ピックのピックボディ頭部に溶射皮膜を設けなかったものである。
【００５３】
なお、実施例２１〜３３及び比較例１１〜１３では、ピックボディはＳＣＭ４３９の焼入れ焼戻し材からなり、チップはＥ３種超硬材料（ＪＩＳ　Ｍ　３９１６）からなる。
【００５４】
（耐摩耗性に関する評価）
酒井重工業株式会社製の切削機「ＥＲ５５０Ｆ」（総重量２９０００Ｋｇ）のアスファルト切削用のカッターヘッドに、実施例２１〜３３及び比較例１１〜１３の掘削用ピックを取着し、アスファルト混合物（密粒度アスファルト混合物（骨材最大粒径１３ｍｍ））で舗装された路面の切削を実施した。切削面積を５０００ｍ２、作業速度を１５ｍ／分、切削深さを５０ｍｍに設定して切削を実施した後、各例の掘削用ピックの重量減を測定した。比較例１１の掘削用ピックの重量減を１としたときの重量減が０．１未満のものを◎、０．１以上０．２未満のものを○、０．２以上０．５未満のものを△、０．５以上０．８未満のものを×、０．８以上のものを××と評価した。
【００５５】
図６は前記カッターヘッドの展開図を示す。実施例２１〜３３及び比較例１１〜１３の掘削用ピックは、カッターヘッドの表面を螺旋状に延びる４つの仮想線Ｓ１〜Ｓ４（図６に示す二点鎖線）の上、より詳しくは、各仮想線Ｓ１〜Ｓ４の中央近くの部分の上にピックボックスを介して取着される。仮想線Ｓ１，Ｓ２は、カッターヘッドの軸方向中央部分から軸方向一端に向かって二重螺旋状に延びる。仮想線Ｓ３，Ｓ４は、カッターヘッドの軸方向中央部分から軸方向他端に向かって二重螺旋状に延びる。仮想線Ｓ１，Ｓ２の巻き方向は、仮想線Ｓ３，Ｓ４の巻き方向とは逆である。
【００５６】
カッターヘッドの外径は９０ｃｍ、カッターヘッドの軸方向長さは２．０５ｍ、カッターヘッドの中心軸と仮想線Ｓ１〜Ｓ４とのなす角は３０°、同じ仮想線Ｓ１〜Ｓ４上において隣り合う掘削用ピックの間の距離は１３１ｍｍ、切削時のカッターヘッドの回転速度は１２０ｒｐｍである。
【００５７】
（耐剥離性に関する評価）
上記耐摩耗性の評価の場合と同じように切削を実施した後、掘削用ピックの溶射皮膜の状態を目視によって確認した。そして、使用前と変化が認められなかったものを◎、剥離はないものの溶射皮膜にクラックの発生が認められたものを○、ピックボディ頭部の一部において溶射皮膜の剥離が認められたものを△、ピックボディの頭部先端を含む広い範囲で溶射皮膜の剥離が認められたものを×と評価した。
【００５８】
（チップ脱落に関する評価）
上記耐摩耗性の評価の場合と同じような方法で切削を実施し、切削面積５０００ｍ２と７５００ｍ２の時点で、掘削用ピックのチップとピックボディ頭部周辺の状態を目視によって確認した。そして、以下の基準で評価を行なった。◎：切削面積７５００ｍ２まで掘削した後でも、使用前と殆ど変化が認められなかった。○：切削面積５０００ｍ２の時点では殆ど変化が認められなかったが、７５００ｍ２まで切削した後、ピックボディの頭部（溶射皮膜を含む）の一部にわずかに摩耗が認められた。△：切削面積５０００ｍ２の時点で既にピックボディの頭部（溶射皮膜を含む）に摩耗が認められたが、切削面積７５００ｍ２まで切削した後でもチップの脱落が発生しなかった。×：切削面積７５００ｍ２の時点で、ピックボディの頭部が摩耗してチップの脱落が発生した。××：切削面積５０００ｍ２の時点で、ピックボディの頭部が摩耗してチップの脱落が発生した。
【００５９】
（切削効率に関する評価）
掘削用ピックのθ１を比較した。θ１の値が２０°以上３５°未満のものを◎、１５°以上２０°未満及び３５°以上５０°未満のものを○、１５°未満及び５０°以上のものを×、と評価した。なお、θ１が２０°よりも小さいと、初期の切削効率は向上するが、チップの保持力が低下するため多くの場合全体としての切削効率が低下する。θ１が１５°よりも小さいとその傾向は特に顕著となる。一方、θ１が３５°よりも大きいと、掘削用ピックの切削能力が低下するため、切削効率は低下する。θ１が５０°よりも大きいとその傾向は特に顕著となる。
【００６０】
（製造コストに関する評価）
各例の掘削用ピックの製造コストを比較した。比較例１１の掘削用ピックを１としたとき、製造コストが１以下のものを◎、１より大きく１．２以下のものを○、１．２より大きく１．４以下のものを△、１．４より大きいものを×、と評価した。
【００６１】
（総合評価）
上記の耐摩耗性、耐剥離性、チップ脱落、切削効率、製造コストに関する各評価について、それぞれ◎を２０点、○を１５点、△を１０点、×を５点、××を０点とした。そのとき、合計が９５点以上のものを◎、８５〜９４点のものを○、７５〜８４点のものを△、いずれかの項目に×の評価があるものを×、いずれかの項目に××の評価があるものを××と評価した。
【００６２】
【表１】
2004003325.tif 000003
なお、上記表１中の溶射材料の欄に示すａ〜ｃは次の通りである。
【００６３】
（溶射材料ａ）
タングステンカーバイド７０重量％、クロムカーバイド２０重量％及びニッケル１０重量％が複合化されたサーメット粉末９０重量％と、ニッケルからなる金属粉末１０重量％とを混合して調製された溶射粉末。
【００６４】
（溶射材料ｂ）
タングステンカーバイド７０重量％、クロムカーバイド２０重量％及びニッケル１０重量％が複合化されたサーメット粉末９０重量％と、ニッケルクロム合金からなる金属粉末１０重量％とを混合して調製された溶射粉末。
【００６５】
（溶射材料ｃ）
タングステンカーバイド８８重量％及びコバルト１２重量％が複合化されたサーメット粉末。
【００６６】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・　前記溶射粉末が、サーメット粉末を８０〜９７重量％、金属粉末を３〜２０重量％含有し、前記金属粉末に占めるクロムの量が０〜５５重量％で、なおかつ同金属粉末に占めるクロムとニッケルを合わせた量が９０重量％以上であることを特徴とする請求項３に記載の掘削用ピック。
【００６７】
（定義）
・　本明細書中における「略円錐形状」、「略円錐台形状」とは、それぞれ円錐形状、円錐台形状を含むのはもちろん、円錐面が凸面状に湾曲又は屈曲されたものや円錐面が凹面状に湾曲又は屈曲されたものをも含む。
【００６８】
・　本明細書において、「直線Ｌ１と半直線Ｌ２が接する」とは、半直線Ｌ２の始点（点Ｂ）が直線Ｌ１上にある場合、あるいは、直線Ｌ１が半直線Ｌ２を含む場合のいずれかをいう。すなわち、それ以外の形で直線Ｌ１と半直線Ｌ２が共有点を有する場合を「直線Ｌ１と半直線Ｌ２が交わる」という。
【００６９】
・　本明細書においては、半直線Ｌ２が点Ｂにおいてのみ溶射皮膜１３表面に接触する場合だけでなく、半直線Ｌ２が溶射皮膜１３表面に含まれる場合も、半直線Ｌ２が点Ｂにおいて溶射皮膜１３表面に接するという。
【００７０】
・　本明細書中における「平均粒子径」とは、レーザ回折式粒度測定機（ＬＡ−３００；株式会社堀場製作所製）を用いて求められるＤ５０の値をいう。
・　本明細書中における「粒度分布」は、下限の値については、レーザ回折式粒度測定機（ＬＡ−３００）を用いて求められる値であって、その値以下の粒度を有する粒子の割合が５％以下となるような値をいう。また、上限の値については、ロータップ法（ＪＩＳ　Ｒ６００２）を用いて求められる値であって、その値以上の粒度を有する粒子の割合が５％以下となるような値をいう。従って、粒度分布が５〜７５μｍであれば、レーザ回折式粒度測定機を用いて求められる５μｍ以下の粒子の割合が５％以下であり、ロータップ法を用いて求められる７５μｍ以上の粒子の割合が５％以下であることを示す。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、溶射皮膜の剥離が抑制され、それによって、より確実に耐摩耗性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の掘削用ピックを示す半断面図。
【図２】同掘削用ピックの使用状態を示す側面図。
【図３】比較例１の掘削用ピックを示す側面図。
【図４】実施例２２の掘削用ピックを示す半断面図。
【図５】比較例１１の掘削用ピックを示す側面図。
【図６】切削機のカッターヘッドの展開図。
【符号の説明】
１０…掘削用ピック、１１…ピックボディ、１１ａ…ピックボディの頭部、１２…チップ、１２ａ…チップの尖端部、１３…溶射皮膜、Ｖ…チップの尖端部の頂点、Ｘ…掘削用ピックの中心軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004003325.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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