(57)【要約】【課題】芯ズレを防止しつつも超硬合金の使用量を極力減らすことができる、穿孔ビットを提供すること。【解決手段】複数のハウス形チップ１２ａ〜１２ｆが台金１のチップ保持面１２上に放射状に配設され、回転により複数のハウス形チップ１２ａ〜１２ｆが当る位置をずらしながら前後方向の振動により穿孔対象物に対し衝撃を与えて穿孔を行う穿孔ビット１であって、複数のハウス形チップ１２ａ〜１２ｆには、超硬合金からなる超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅと、台金１と一体に成形された台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆと、があり、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅと、台金一体ハウス形チップと２ｂ，２ｄ，２ｆがチップ保持面１２上に分散して配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台金のチップ保持面上に複数のハウス形チップが放射状に配設され、回転により前記複数のハウス形チップが当る位置をずらしながら前後方向の振動により穿孔対象物に対し衝撃を与えて穿孔を行う穿孔ビットであって、
前記複数のハウス形チップには、
超硬合金からなる超硬合金ハウス形チップと、
前記台金と一体に成形された台金一体ハウス形チップと、があり、
前記超硬合金ハウス形チップと、前記台金一体ハウス形チップとが前記チップ保持面上に分散して配設されている、
ことを特徴とする穿孔ビット。
【請求項２】
請求項１記載の穿孔ビットにおいて、
前記超硬合金ハウス形チップと前記台金一体ハウス形チップとを前記チップ保持面に交互に配設していき、
前記超硬合金ハウス形チップと前記台金一体ハウス形チップとのうち数が少ない方がなくなった場合、余った方を連続して配設することにより分散して配設する、
ことを特徴とする穿孔ビット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の穿孔ビットにおいて、
前記複数の超硬合金ハウス形チップのうち、一の超硬合金ハウス形チップは
当該超硬合金ハウス形チップの外側端部から内側端部までの長手方向の長さが、前記チップ保持面の半径とほぼ同一であり、当該超硬合金ハウス形チップの外側端部が前記チップ保持面の外周側面に位置し、かつ、当該超硬合金ハウス形チップの内側端部が前記チップ保持面の中心に位置するように配設される、
ことを特徴とする穿孔ビット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、削岩機やロックボルト等の先端に装着されて使用されるもので、台金の前端面であるチップ保持面上に、いわゆるハウス形（チゼル形ともいう。）と呼ばれる複数のハウス形チップを設け、回転により複数のハウス形チップが当る位置をずらしながら前後方向の振動により穿孔対象物に対し衝撃を与えて穿孔を行う穿孔ビットに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄製の台金にいわゆるハウス形と呼ばれる超硬合金からなる複数の超硬合金ハウス形チップが設けられた穿孔ビットは、例えば、削岩機やロックボルト等の先端に装着されて、回転により複数の超硬合金ハウス形チップが当る位置をずらしながら前後方向の振動により穿孔対象物に対し衝撃を与えて穿孔行う。このような穿孔ビットでは、複数の超硬合金ハウス形チップを台座の先端部であるチップ装着面にロウ付けにより固着すると共に、台金の外周側面を窪ませて、スライム（くり粉）の排出溝を形成することが基本形態とされている（例えば、特許文献１、２参照。）。そして、かかる超硬合金ハウス形チップを採用した穿孔ビットは、ロックボルトの先端に装着して使用された場合、例えば、１分間に数百回転しながらその１０倍近い回数、穿孔ビットの軸心方向に前後方向に振動して、岩石等の穿孔対象物に打撃を加え、排出溝からロックボルトの後端部方向にスライム（くり粉）を排出しながら、穿孔ビットの最大外径に応じた削孔径の長孔を形成して進む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７００３５号公報
【特許文献２】実開平６−６７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、超硬合金ハウス形チップは、超硬合金を使用しているため高価であり、なるべく超硬合金の使用量が少ないほどコスト低減効果が大きい。特に、ロックボルトの先端に穿孔ビットを連結した自穿孔ロックボルトの場合、ロックボルトと穿孔ビットとをそのまま地中に埋め込む１回使い切りタイプのものであるため、なるべくコスト削減することが要求されている。
【０００５】
その一方、ハウス形チップの数を減らした場合には、チップ数が減少することにより、芯ズレ、すなわち回転軸がずれやすくなり、直進性が悪化する。
【０００６】
また、チップ装着面では、中心から離れ外周側に近づくほど、台金が回転する際の移動（回転）距離が長くなり、打撃による穿孔を受け持つ面積が増えるので、チップであるハウス形チップには大きな穿孔負荷がかかり、超硬合金チップであることが不可欠である。これに対し、チップ装着面の中心側では、その中心に近づくほど、台金が回転する際の移動（回転）距離が短くなり、打撃による穿孔を受け持つ面積が狭くなるので、チップにかかる穿孔負荷が小さく、超硬合金ハウス形チップを省略しても、あるいは超硬合金ハウス形チップより軟質なチップでも、穿孔能力にそれほど影響を与えることがない。
【０００７】
そこで、本発明は、芯ズレを防止しつつも超硬合金の使用量を極力減らすことができる、穿孔ビットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の穿孔ビットは、台金のチップ保持面上に複数のハウス形チップが放射状に配設され、回転により前記複数のハウス形チップが当る位置をずらしながら前後方向の振動により穿孔対象物に対し衝撃を与えて穿孔を行う穿孔ビットであって、前記複数のハウス形チップには、超硬合金からなる超硬合金ハウス形チップと、前記台金と一体に成形された台金一体ハウス形チップと、があり、前記超硬合金ハウス形チップと、前記台金一体ハウス形チップとが前記チップ保持面上に分散して配設されている、ことを特徴とする穿孔ビットである。
これにより、チップ保持面には、超硬合金ハウス形チップの代わりに台金一体ハウス形チップが配設されている箇所もあるので、全てのチップが超硬合金ハウス形チップの場合と比較すると、芯ズレを防止しつつも超硬合金の使用量を極力減らすことができる。
また、前記超硬合金ハウス形チップと前記台金一体ハウス形チップとを前記チップ保持面に交互に配設していき、前記超硬合金ハウス形チップと前記台金一体ハウス形チップとのうち数が少ない方がなくなった場合、余った方を連続して配設することにより分散して配設する、ようにしても良い。
このようにした場合、超硬合金ハウス形チップと台金一体ハウス形チップとを交互に並ぶので、台金の回転と相俟って穿孔能力をさほど低下させることなく超硬合金の使用量を極力減らして穿孔することが可能となる。
また、前記複数の超硬合金ハウス形チップのうち、一の超硬合金ハウス形チップは、当該超硬合金ハウス形チップの外側端部から内側端部までの長手方向の長さが、前記チップ保持面の半径とほぼ同一であり、当該超硬合金ハウス形チップの外側端部が前記チップ保持面の外周側面に位置し、かつ、当該超硬合金ハウス形チップの内側端部が前記チップ保持面の中心に位置するように配設される、ようにしても良い。
このようにした場合、一の超硬合金ハウス形チップの内側端部がチップ保持面の中心に位置するので、超硬合金ハウス形チップの使用量を減らしつつも穿孔負荷（穿孔量）の小さいチップ保持面の中心部分における穿孔能力を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の穿孔ビットでは、超硬合金ハウス形チップと台金一体ハウス形チップとがチップ保持面上に分散して配設されているので、超硬合金製の超硬合金ハウス形チップの代わりに台金一体ハウス形チップが配設されている箇所も存在することになり、全てのチップが超硬合金ハウス形チップの場合と比較すると、芯ズレを防止しつつも超硬合金の使用量を極力減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の穿孔ビットの平面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１に示す実施形態の穿孔ビットの正面図、Ｉ−Ｉ線断面図である。
【図３】実施形態の穿孔ビットにロックボルトを連結し、自穿孔ロックボルトとして穿孔を行っている状態を示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、実施形態の穿孔ビットの他の例を示す平面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、実施形態の穿孔ビットのさらに他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明にかかる穿孔ビットの実施形態について説明する。本実施形態の穿孔ビットは、例えば、削岩機やロックボルト、特に、ロックボルトの先端に装着されるもので、超硬合金からなる複数の超硬合金ハウス形チップが台金のチップ装着面上に放射状に配設され、回転により前記複数の超硬合金ハウス形チップが当る位置をずらしながら前後方向の振動により穿孔対象物に対し衝撃を与えて穿孔を行う穿孔ビットである。
【００１２】
図１は、実施形態の穿孔ビットＡの平面図、図２（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１に示す実施形態の穿孔ビットＡの正面図、Ｉ−Ｉ線断面図である。
【００１３】
実施形態の穿孔ビットＡは、複数のハウス形チップが台金１のチップ装着面１２上に放射状に配設され、回転により複数の超硬合金ハウス形チップが当る位置をずらしながら前後方向の振動により穿孔対象物に対し衝撃を与えて穿孔を行う穿孔ビットである。
【００１４】
穿孔ビットＡの回転数は、例えば、１分間に２００回転程度であり、前後方向の振動による打撃数は、１分間に約１８００回程度であり、回転数の９倍であり、１回の打撃で４０度ずつの穿孔ビットＡが回転することにより、ハウス形チップ２ａ〜２ｆが当る位置を回転させ、９回の打撃で１回転する。
【００１５】
台金１は、図２（ａ）に示すように、削岩機やロックボルト等の先端部（図示せず）が連結される連結面１１と、当該穿孔ビットＡの軸心方向に対し垂直な平面に複数（本実施形態では、説明の便宜上、例えば、６個とする。）のハウス形チップが配置されるチップ装着面１２と、連結面１１とチップ装着面１２との間に、穿孔（削孔）時に直進性を保つため当該穿孔ビットＡの中心Ｃを軸とした周側面を有する複数のガイド面１３ａ１〜１３ａ６と、そのガイド面１３ａ１〜１３ａ６より窪み、穿孔時に発生するスライムを排出するための複数の排出溝１３ｂ１１〜１３ｂ６１を形成する排出溝面１３ｂ１〜１３ｂ６が設けられた外周側面１３と、を有する。
【００１６】
連結面１１には、図２（ｂ）に示すように、圧縮空気圧送用の中空孔（図示せず）を備えた削岩機のロッドや中空ロッドからなるロックボルト（図３参照。）等の先端部が螺合するネジ穴等の連結穴１１ａが形成されている。そして、連結穴１１ａの先端には、削岩機やロックボルト等の中空孔を介して送られてくる圧縮空気を各ブローホール１３ｂ１２〜１３ｂ６２に分岐するための圧縮空気溜り１１ａ２が設けられている。
【００１７】
チップ装着面１２には、図１に示すように、当該穿孔ビットの中心Ｃに対し、６個のハウス形チップ、すなわち超硬合金からなる超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅと、台金１と一体に成形された台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆとが、等角度に交互に分散して配設されている。
【００１８】
つまり、本実施形態の穿孔ビットＡでは、図１に示すように、当該穿孔ビットの中心Ｃに対し超硬合金からなる超硬合金ハウス形チップ２ａ、台金一体ハウス形チップ２ｂ、超硬合金ハウス形チップ２ｃ、台金一体ハウス形チップ２ｄ、超硬合金ハウス形チップ２ｅ、台金一体ハウス形チップ２ｆというように、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅと台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆとが交互に６０度毎に配設されている。
【００１９】
ここで、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅは、例えば、炭化タングステン等の超硬合金から構成されており、チップ装着面１２上に中心Ｃ側を離して配置し、ロウ付け等により固着されている。超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅは、炭化タングステン等の超硬合金から構成されているため高価である。そのため、１回限りの使用を前提とする自穿孔ロックボルト用の穿孔ビットでは、高価な超硬合金の使用量を減らすと、コストダウンを図ることができる。なお、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅは、両刃であり、その両刃は鋭角に形成された先端を有している。
【００２０】
その一方、チップ保持面１２上には、図１等に示すように、超硬合金ハウス形チップ２ａの内側端部２ａ２と、超硬合金ハウス形チップ２ｃの内側端部２ｃ２と、超硬合金ハウス形チップ２ｅの内側端部２ｅ２との間の中心Ｃ付近に隙間が空くので、台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆは、その隙間が空かないように、チップ装着面１２の中心Ｃを介して連続し１２０度間隔で台金１と一体成形されている。なお、台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆは、チップ先端の高さや角度、幅などの外観形状は、ほぼ超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅと同様に形成されている。なお、本発明では、台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆが、チップ装着面１２の中心Ｃを介して連続してなくても、すなわち分離して形成されていも勿論よく、また、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅとチップ先端の高さや角度、幅などが異なっていても勿論よい。
【００２１】
そのため、本実施形態の穿孔ビットＡによれば、チップ保持面１２には、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅが設けられている箇所と、ほぼ超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅと同一形状の台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆが設けられている箇所が混在するものの、ガイド面１３ａ１〜１３ａ６の数や大きさは、全て超硬合金ハウス形チップを設ける場合と何ら変わりがないので、穿孔ビットＡの芯ズレを防止しつつも超硬合金の使用量を極力減らすことができる。
【００２２】
また、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅと台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆとがチップ保持面１２上に交互に並ぶので、台金１の回転と相俟って、穿孔能力をさほど低下させることなく、超硬合金の使用量を極力減らして穿孔することが可能となる。つまり、本実施形態の穿孔ビットＡでは、その回転と前後動とにより、例えば、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅが岩盤等を打撃して破砕後、破砕された岩等を隣の台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆにより削ったり、潰すことになり、効率良く穿孔（削孔）することができる。
【００２３】
また、本実施形態の穿孔ビットＡでは、外周側面１３に、穿孔ビットＡの芯ズレを防止するため当該穿孔ビットＡの中心Ｃを軸とした周側面を有する複数のガイド面１３ａ１〜１３ａ６を有すると共に、６個の排出溝１３ｂ１１〜１３ｂ６１を形成する６個の排出溝面１３ｂ１〜１３ｂ６とを有するので、穿孔ビットＡの直進性を保ちつつもスライム（くり粉）の排出性も確保することができる。
【００２４】
図３は、実施形態の穿孔ビットＡにロックボルトＢを連結してなる自穿孔ロックボルトの形態で穿孔を行っている状態を示す図である。
【００２５】
図３に示すように、実施形態の穿孔ビットＡでは、台金１の外周側面１３の形状が、先端側であるチップ装着面１２から後端側である連結面１１側に向かうに従い細くなるように直線的にテーパー状に傾斜しているので、穿孔ビットＡの軸心方向に対し垂直な段部が形成されている台金のものと比較すると、自穿孔ロックボルトを引き戻そうとした場合には、スライムが削孔壁と穿孔ビットＡまたはロックボルトＢとの間を移動し易くなり、自穿孔ロックボルトの引き戻し操作が円滑になり、操作性（作業性）が向上する。
【００２６】
このように、実施形態の穿孔ビットＡをロックボルトＢ先端に連結した自穿孔ロックボルトは、法面等の地盤への穿孔（削孔）後は、地中に埋めたままとする１回きりの使用となるので、前述のように、超硬合金の使用量を減らした穿孔ビットＡは、コスト削減の点からとても有効になる。
【００２７】
なお、本実施形態の穿孔ビットＡでは、図１に示すように、チップ装着面１２上に、同じ長さの超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅを、台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆと交互に分散して配設して説明したが、本発明ではこれに限らず、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅの長さを変えるようにしても良い。具体的には、図４（ａ）に示すように、例えば、一の超硬合金ハウス形チップ２ｅ’のみ、当該超硬合金ハウス形チップ２ｅ’の外側端部２ｅ１’から内側端部２ｅ２’までの長手方向の長さを、チップ装着面１２の半径とほぼ長さに伸ばして、当該超硬合金ハウス形チップ２ｅ’の外側端部２ｅ１’がチップ装着面１２の外周側に位置し、かつ、当該超硬合金ハウス形チップ２ｅ’の内側端部２ｅ２’がチップ装着面１２の中心Ｃに位置するようにしても勿論よい。
【００２８】
これにより、図４（ａ）に示す穿孔ビットＡの場合、一の超硬合金ハウス形チップ２ｅ’の内側端部２ｅ２’は、チップ装着１２面の中心Ｃに位置するので、台金１と一体の台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄ，２ｆにより超硬合金の使用量を減らしつつもチップ装着面１２の中心Ｃ部分における穿孔能力を向上させることができる。
【００２９】
また、図４（ｂ）に示すように、例えば、一の超硬合金ハウス形チップ２ｅ’のみ図４（ａ）に示すものと同様に長くしつつも、さらに一の超硬合金ハウス形チップ２ａ’のみ超硬合金ハウス形チップ２ｃより短くしても勿論良い。つまり、図４（ｂ）では、長手方向の長さを、超硬合金ハウス形チップ２ｅ’＞超硬合金ハウス形チップ２ｃ＞超硬合金ハウス形チップ２ａ’としている。
【００３０】
これにより、図４（ｂ）に示す穿孔ビットＡの場合、穿孔負荷（穿孔量）の大きいチップ装着面１２の外周側には、超硬合金ハウス形チップ２ａ’，２ｃ，２ｅ’が存在する一方、その外周側から穿孔負荷（穿孔量）の小さいチップ装着面１２の中心ｃに近づくほど、超硬合金ハウス形チップ２ｃ，２ｅ’、超硬合金ハウス形チップ２ｅ’となるので、この点でも、効率よく、超硬合金の使用量を減らすことができる。
【００３１】
また、本実施形態の穿孔ビットＡでは、説明の便宜上、図１に示すように、チップ装着面１２上に、６個のハウス形チップ２ａ〜２ｆをチップ保持面１２上に交互に分散して配設して説明したが、本発明ではこれに限らず、４個のハウス形チップでも、５個のハウス形チップでも、さらには、７個以上のハウス形チップでも勿論良く、また、その長手方向の長さは、３種類でも、４種類以上の長さでも勿論よい。
【００３２】
例えば、４個のハウス形チップを搭載する穿孔ビットＡ’では、図５（ａ）に示すように、２個の超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃと、２個の台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄとを、ほぼ９０度間隔で交互に配設している。この場合、図５（ａ）に示すように、チップ保持面１２上において、超硬合金ハウス形チップ２ａの内側端部２ａ２と超硬合金ハウス形チップ２ｃの内側端部２ｃ２との間の中心Ｃ付近に隙間が空くので、その隙間が空かないように、台金一体ハウス形チップ２ｂと台金一体ハウス形チップ２ｄとが連続するように、台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｄとを台金１と一体成形する。
【００３３】
また、例えば、５個のハウス形チップを搭載する穿孔ビットＡ”では、図５（ｂ）に示すように、３個の超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅと、２個の台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｆとを、例えば、ほぼ７２度の等間隔で交互に配設している。ただし、この場合、図５（ｂ）に示すように、超硬合金ハウス形チップの方が数が１個多いので、超硬合金ハウス形チップ２ｃ，２ｅとが隣接するように配接する。また、チップ保持面１２上において、超硬合金ハウス形チップ２ａ，２ｃ，２ｅの内側端部２ａ２，２ｃ２，２ｅ２間の中心Ｃ付近に隙間が空くので、その隙間が空かないように、台金一体ハウス形チップ２ｂと台金一体ハウス形チップ２ｆとが連続するように、台金一体ハウス形チップ２ｂ，２ｆとを台金１と一体成形している。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ，Ａ’，Ａ”  穿孔ビット
Ｂ  ロックボルト
１  台金
１１  連結面
１１ａ  連結穴
１２  チップ装着面
１３  外周側面
１３ａ１〜１３ａ６  ガイド面
１３ｂ１〜１３ｂ６  排出溝面
１３ｂ１１〜１３ｂ６１  排出溝
１３ｂ１２〜１３ｂ６２  ブローホール
２ａ〜２ｆ，２ａ’，２ｅ’  ハウス形チップ
２ａ，２ａ’，２ｃ，２ｅ，２ｅ’  超硬合金ハウス形チップ
２ａ１，２ａ１’，２ｃ１，２ｅ１，２ｅ１’  外側端部
２ａ２，２ａ２’，２ｃ２，２ｅ２，２ｅ２’  内側端部
２ｂ，２ｄ，２ｆ  台金一体ハウス形チップ
【図１】
2012237151.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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