(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビット頭部の穿孔方向側の端面に設けられた装着穴内には、ボタン状の超硬チップが植え込まれ、この超硬チップの先端部分がビット頭部から突出するようになっている穿孔用ビットにおいて、
前記ビット頭部の最外周側に位置する装着穴は、外周縁の一部が切り欠かれることにより開き角閘を構成するとともに、この開き角閘が、装着穴の軸中心線上の中心点Ｏを基準にしたときに、４５°≦θ≦１３５°の範囲内で設定され、
また、前記開き角θを構成した装着穴内の超硬チップは、その植え込み部分の一部がビット頭部の外周側面から突出するとともに、ビット頭部の外周側面からの突出量δが、超硬チップの直径Ｄを基準にしたときに、０．０５Ｄ≦δ≦０．３Ｄの範囲内で設定されていることを特徴とする穿孔用ビット。
【請求項２】
前記超硬チップは、前記装着穴内では、ろう付けによって固着されるようにした請求項１記載の穿孔用ビット。
【請求項３】
前記ビット頭部の端面は、環状面または略円形面を形成している請求項１記載または請求項２記載の穿孔用ビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、岩盤、砂礫層などに適用される穿孔用ビットに関し、特に、ビット頭部の最外周側に設けられる装着穴に着目して、この装着穴に植え込まれる超硬チップにおけるゲージ機能が高められるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の穿孔用ビットは、ビット頭部が穿孔方向側で、略円形面を呈するようにした場合及び環状面を呈する場合があり、前者に属するものとして、例えば、特公昭45−10401号公報など、後者に属するものとして、特開平５−149074号公報などが開示されている。
【０００３】
前者の衝撃ビットは、ビット頭部の最外周側にある超硬チップ及びこれよりも内側にある超硬チップの２つに区分し、最外周側の超硬チップの先端部分をビット頭部の外周面よりも突出させることによりゲージ機能を持たせたものである。
【０００４】
また、後者のリングビットは、先端側の超硬チップに対して、ビット頭部の外周側にゲージ機能をもつ補助チップが備えられるようにしたものである。
【０００５】
そして、前述した衝撃ビット及びリングビットは、穿孔方向側にある超硬チップは、取付け強度の観点から、最外周部分においても、装着穴がビット本体の外周縁を切り欠くことなく完円状態を呈している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した衝撃ビットは、最外周部分にある超硬チップの先端部分が、穿孔時の穴径に対するゲージ機能を有するためには、突出量を大きくしなければならない。この結果、他の部分に配置されている超硬チップよりも摩耗が大きくなり、植え込み個数、突出量などの関係において適切でないと、これが原因で短寿命になるという問題点を有している。
【０００７】
また、後者のリングビットは、補助チップの配置によって、ゲージ機能が高められているが、補助チップの植え込み個数が多いと、先端側の超硬チップが摩耗すれば、この時点で寿命に至るという問題点を有している。
【０００８】
このようなことから、本発明では、上述した問題点を解消するため、ビット頭部の最外周部分に設けられる装着穴に着目して、これに植え込まれる超硬チップには、有効なゲージ機能が付加されるようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、ビット頭部の穿孔方向側の端面に設けられた装着穴内には、ボタン状の超硬チップが植え込まれ、しかもこの超硬チップの先端部分が、ビット頭部から突出する穿孔用ビットを前提にして改善したものである。
【００１０】
すなわち、前記ビット頭部の最外周側に位置する装着穴は、外周縁の一部が切り欠かれることにより開き角θを構成するとともに、この開き角θが、装着穴の軸中心線上の中心点Ｏを基準にしたときに、４５°≦θ≦１３５°の範囲内で設定される。また、開き角θを構成した装着穴内の超硬チップは、その植え込み部分の一部がビット頭部の外周側面から突出するとともに、ビット頭部の外周側面からの突出量艟が、超硬チップの直径Ｄを基準にしたときに、０．０５Ｄ≦δ≦０．３Ｄの範囲内で設定される。これらの範囲は、主として超硬チップのゲージ機能及び取付け剛性に関係して選択されたものである。
【００１１】
そして、本発明の穿孔用ビットは、前記装着穴内では、前記超硬チップをろう付けによって固着されることが好ましく、また本発明の穿孔用ビットは、ビット頭部の端面が、環状面または略円形面を形成しているものが対象になる。
【００１２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、岩盤、砂礫層などに適用される穿孔用ビットに関し、特に、ビット頭部の最外周側に設けられる装着穴に着目して、この装着穴に植え込まれる超硬チップにおけるゲージ機能が高められるようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明穿孔用ビットの一実施例について、図を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本発明の穿孔用ビット１を示した平面図及び正面図で、穿孔用ビット１は、ビット頭部２及び胴部３からなり、ビット頭部２の略円形状を呈する端面2aには、ボタン状の超硬チップ４が外周部分及び内側部分に分かれて植え込まれている。図示の場合、外周部分では、２個一組で計８個配置され、内側部分では、４個配置されている。
【００１４】
この超硬チップ４は、ビット頭部２の端面2aから、その先端部分4aが突出するが、この形状としては、図１及び図２に示されるような最先端を平面とした二段円錐状など各種のものが適用される。そして、この超硬チップ４は、ビット頭部２の端面2aに穿設されて装着穴５内に植え込まれ、通常圧入、ろう付けなどによって固定される。
【００１５】
また、前記ビット本体２は、前記超硬チップ４の掘削作用により発生する掘削屑を排出するため、端面2a及び外周側面2bの交叉部分には、例えば２個配列になっている超硬チップ４に対して排出溝６，７が形成され、端面2aの内側部分には、胴部３の後方から穿設された連結穴（図示せず）に連通するエアー又は注水のための開口８，９がそれぞれ形成されている。
【００１６】
そして、前記ビット頭部２の端面2aで、最外周部分に位置する装着穴５は、図示の場合、傾斜面部分に穿設されているが、ビット頭部２の外周側面2bの外周縁が一部切り欠かれる。これは、この装着穴５内の超硬チップ４における穿孔時の穴壁に対するゲージ機能を付加して、掘削屑の排出性を良好にする配慮であり、また超硬チップ４を植え込むのに必要な一定幅を有する外周部分において、外周縁の一部切り欠きを許容したことで、最外周部分に位置する超硬チップ４の直径を他の内側に位置する超硬チップ４の直径よりも大きくする設定できることも意味する。
【００１７】
図３及び図４は、本発明穿孔用ビットにおける他の実施例を示した平面図及び正面図であり、ビット頭部２の端面2aが環状面状を呈するリングビット１に適用したものである。
【００１８】
そして、このリングビット１は、前述した穿孔用ビット１に対して同一部分には同一符号を付して説明するが、図示の場合、前記超硬チップ４は、ビット頭部２の環状を呈する端面2aでは、外周側及び内周側において、２：１の割合で分けられ、外周側及び内周側に向かう傾斜面部分にそれぞれ穿設された装着穴５内に植え込まれ、最終的には圧入、ろう付けなどによって固定されている。
【００１９】
また、ビット頭部２には、超硬チップ４の作用により発生する掘削屑の排出を円滑にするため、三つの部分からなる排出溝10a, 10b, 10cが形成されている。
【００２０】
なお、このリングビット１は、ビット頭部２の内周側に、他のビット（図示せず）を組み込む場合もあるが、単独で使用する場合においては、内周側の装着穴５についても、前述した目的をもって内周縁の一部が切り欠かれるように構成することもできる。
【００２１】
ところで、前記ビット頭部２の端面2aで最外周側に位置する装着穴５は、図５(a)(b)乃至図８(a)(b)で示されるように、ビット頭部２の外周側面2bの外周縁が一部切り欠かれる。これは、前述したように、穿孔時における穴壁に対するゲージ機能を高める配慮である。
図５(a)(b)乃至図８(a)(b)は、超硬チップ４の先端部分4aの形状、端面2aの傾斜角α、超硬チップ４の植え込み角βによる組合せの各場合を示した説明図である。
【００２２】
そして、図５(a)(b)では、超硬チップ４の先端部分の形状は、半球面の曲率半径(D/2)よりも幾分大きな曲率半径をもち、またその最先端を平面としたものであって、ビット頭部２の端面2aにおける傾斜角αを30°、ビット頭部２の穿孔方向に対する超硬チップ４の軸方向線11に対する植え込み角βを30°にそれぞれ設定したものである。また、この超硬チップ４は、ビット頭部２の外周側面2bに対し、突出量δを形成するとともに、外周側面2bの外周縁が一部切り欠かれることによって開き角θを構成する。
【００２３】
これに対し、図６(a)(b)では、超硬チップ４の先端部分の形状は、二段円錐状で、その最先端を平面としたものであって、前記傾斜角αを15°、超硬チップ４の前記植え込み角βを30°にそれぞれ設定したものである。そして、この超硬チップ４は、前述のものと同様、ビット頭部２の外周側面2bに対し、突出量δを形成するとともに、外周側面2bの外周縁が一部切り欠かれることによって開き角θを構成する。
【００２４】
さらに、図７(a)(b)では、超硬チップ４の先端部分の形状は、一段円錐状のいわゆるテーパー状で、その最先端を平面としたものであり、前記傾斜角αを15°、超硬チップ４の前記植え込み角βを０°に設定したものである。そして、この超硬チップ４は、前述のものと同様、ビット頭部２の外周部分2aに対し、突出量δを形成するとともに、外周側面2bの外周縁が一部切り欠かれることによって開き角θを構成する。なお、この実施例の場合は、外周縁の切り欠き部分が軸方向で大きく延びているため、強度的にはろう付けによることが好ましい。
【００２５】
また、図８(a)(b)では、超硬チップ４の先端部分の形状は、半球状としたもので、前記傾斜角αを０°、超硬チップ４の前記植え込み角βを30°に設定したものである。そして、この超硬チップ４は、前述のものと同様、ビット頭部２の外周部分2aに対し、突出量δを形成するとともに、外周側面2bの外周縁が一部切り欠かれることによって開き角θを構成する。
このようにして構成された穿孔用ビット１は、前述した傾斜角αについては、通常０°≦α≦50°の範囲内で設定され、植え込み角βについては、通常０°≦β≦45°の範囲内で設定される。
【００２６】
また、前述したビット頭部２の最外周側に位置する装着穴５は、前述したように外周縁の一部が切り欠かれることにより開き角θを構成する。
【００２７】
例えば図５(b)を基に説明すれば、装着穴５の軸中心線11の中心点Ｏを基準にしたときには、半径方向線12, 13が構成されるが、開き角θは、この中心点Ｏと外周縁の切り欠き端とを結んだときに形成される角度であり、45°≦θ≦135°の範囲内で設定される。開き角θが45°未満であると、超硬チップ４におけるゲージ機能の効果が少なく、開き角θが135°をこえると超硬チップ４の取付け強度が損なわれるからである。
【００２８】
さらに、前記開き角θを構成した装着穴５内の超硬チップ４は、例えば図５(a)で示されるように、外周側面2bからの突出量δが、超硬チップ４の直径Ｄを基準にしたときに、0.05 D≦δ≦0.3Dの範囲内で設定されている。突出量δが0.05D未満であると、超硬チップ４による掘削屑の排出性が悪くなり、またゲージ機能も小さくなるからである。一方、突出量δが0.3Dをこえると、超硬チップ４の摩耗量が増大し、取付け強度も減少するため不具合になるからである。
【００２９】
これに対し、前述した従来品では、装着穴５の切り欠きを全く考慮していないため、前記軸中心線11が必然的にビット頭部２の内側に寄せられる構成になっている。この結果、従来品では、前述した突出量δを確保するためには、超硬チップ４の端面2aからの突出量h1を大きくしなければならず、却って突出量h1を大きくすることで、超硬チップ４の摩耗量の増大、破壊などが生じる。
【００３０】
なお、前述した突出量h1については、特公昭63−5549号公報によれば、超硬チップ４の直径Ｄに対して、0.6〜1.0Dが適切であるとされている。したがって、従来の穿孔用ビット１では、前述した突出量h1の範囲内では、突出量δを確保しにくい構成になっている。要するに、通常の従来品では、最外周部分の超硬チップ４には、ゲージ機能が付加しにくい構成になっている。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、ビット頭部２の端面2aで最外周側に穿設された装着穴４は、ビット頭部２の外周縁が一部切り欠かれることにより特定範囲内の開き角θが構成され、しかもこの開き角θを有する装着穴４内に植え込まれる超硬チップ４が、ビット頭部２の外周側面2bに対し、特定範囲の突出量δを構成するようにしたものである。
【００３２】
したがって、本発明の穿孔用ビット１は、最外周側に位置する超硬チップ４には、穿孔時における穴壁に対するゲージ機能が付加されることから、岩盤、砂礫層などにおける地層の穿孔作業では、掘削屑の排出がよくなり、掘削能率が向上するという利点を有する。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明穿孔用ビットの一実施例を示す要部の平面図である。
【図２】図１に対する正面図である。
【図３】本発明穿孔用ビットの他の一実施例を示す要部の平面図である。
【図４】図４に対する正面図である。
【図５】本発明穿孔用ビットの一実施例におけるビット頭部の最外周部分に位置する植え込み状態を示す説明図で、(a)は正面方向からの説明図、(b)は上方向からの説明図である。
【図６】本発明穿孔用ビットの他の一実施例におけるビット頭部の最外周部分に位置する植え込み状態を示す説明図で、(a)は正面方向からの説明図、(b)は上方向からの説明図である。
【図７】本発明穿孔用ビットの別の一実施例におけるビット頭部の最外周部分に位置する植え込み状態を示す説明図で、(a)は正面方向からの説明図、(b)は上方向からの説明図である。
【図８】本発明穿孔用ビットのさらに他の一実施例におけるビット頭部の最外周部分に位置する植え込み状態を示す説明図で、(a)は正面方向からの説明図、(b)は上方向からの説明図である。
【符号の説明】
１  穿孔用ビット
２  ビット頭部
2a  端面
2b  外周側面
３  胴部
４  超硬チップ
4a  先端部分
4b  植え込み部分
５  装着穴
６  排出溝
７  排出溝
８  開口
９  開口
10a  排出溝
10b  排出溝
10c  排出溝
11  軸方向線
12  半径方向線
13  半径方向線
【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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