(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ロッドの先端に取り付けられて軸線回りに回転されるビット本体の先端側に掘削部が設けられ、掘削時には上記ビット本体の回転・前進に伴い上記掘削部によって削孔を形成するとともに、掘削終了後は上記ビット本体の回転・後退によって上記削孔から引き抜かれる掘削ビットであって、上記ビット本体の後端側には、上記ビット本体の削孔からの引き抜き時の回転方向側を向く前壁面と、この回転方向の後方側を向く後壁面とを備えた掻き出し羽根が設けられ、この掻き出し羽根の上記前壁面が、外周側に向かうに従い上記引き抜き時の回転方向の後方側に後退するように傾斜させられていることを特徴とする掘削ビット。
【請求項２】
上記前壁面が、上記軸線を含んで該前壁面の内周側縁部を通る平面に対してなす傾斜角が１０〜３５°の範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載の掘削ビット。
【請求項３】
上記掻き出し羽根の後壁面が、外周側に向かうに従い上記ビット本体の先端側に向けて傾斜させられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の掘削ビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削ロッドの先端に取り付けられて地盤等への削孔の形成に使用される掘削ビットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の掘削ビットとしては、略有底円筒状のビット本体の内周に設けられた雌ねじ部によって掘削ロッド先端に締結されるとともに、このビット本体の先端側に向けられる底部にはチップが植設されるなどして掘削部が設けられ、その中心軸線回りに掘削ロッドとともに回転されつつ前進させられることにより、上記掘削部によって地盤等に削孔を形成するものが一般的によく知られている。そして、このような掘削ビットでは、所定の深さまで削孔が形成された後は、やはり掘削ロッドごとビット本体を後退させることにより、掘削ロッドおよび掘削ビットを削孔から引き抜くことになるが、ここで削孔を形成した地盤が崩落性の高いものであると、掘削時に掘削ビットが前進するうちに上記掘削部によって形成された削孔内に崩落した地盤のズリが堆積し、掘削終了後にやはり軸線回りに回転させつつ掘削ロッドを後退させて削孔から掘削ビットを引き抜こうとしても、この堆積したズリにビット本体が引っかかって抜き出すことができなくなるおそれがある。
【０００３】
そこで、このような場合には、例えば図５ないし図７に示すように、ビット本体１の後端面１Ａに上記ズリを掻き出すための掻き出し羽根２が設けられた、いわゆるリトラクビットと称される掘削ビットが用いられる。すなわち、これらの図に示すリトラクビットでは、軸線Ｏを中心とする略有底円筒状の上記ビット本体１の内周部に上述した雌ねじ部３が形成されるとともに、先端側に向けられる底部には超硬合金等の硬質材料よりなる複数のチップ４…が植設されて掘削部５が形成される一方、このビット本体１の上記後端面１Ａには、上記内周部の後端側開口部周辺に、複数の上記掻き出し羽根２…が周方向に等間隔に形成されている。これらの掻き出し羽根２…は、ビット本体１の後端面１Ａが側面視に「レ」字状に切り欠かれることにより形成されたものであって、引き抜き時のビット本体１の回転方向Ｔ側を向く前壁面２Ａと、この回転方向Ｔの後方側を向く後壁面２Ｂとを備え、削孔からの引き抜き時にはビット本体１を上記回転方向Ｔに回転させながら後退させるのに伴い、上記前壁面２Ａによってズリを掻き出すようにして排出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来このようなリトラクビットにおいては、図７に示されるように、掻き出し羽根２の上記前壁面２Ａがビット本体１の軸線Ｏを含んだ平面Ｐ上に位置するように形成されており、従ってビット本体１の回転に伴いこの前壁面２Ａがズリを掻き出す際には、堆積したズリに前壁面２Ａが上記径方向の全体にわたって一度に食いつき、この食いついたズリをそのまま上記前壁面２Ａによって上記回転方向Ｔに押し出しつつ、該前壁面２Ａに沿ってビット本体１の先端側、すなわち上記「レ」字状の切り欠きの底部側に押し込んで排出するような状態となる。このため、上記切り欠き内でのズリの詰まりが多くて効率的な排出が阻害されるおそれがあるとともに、上記切り欠きの底部に押し込まれたズリの負荷によって、この底部から、すなわちビット本体１の周方向に隣接する掻き出し羽根２，２のうち回転方向Ｔ側の掻き出し羽根２の後壁面２Ｂと回転方向Ｔ後方側の掻き出し羽根２の前壁面２Ａとが交差する谷部から、ビット本体１にクラックが発生してしまうおそれもあった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、掻き出し羽根を備えた上述のようなリトラクビットタイプの掘削ビットにおいて、ズリの効率的な排出を促しつつ、この掻き出し羽根への負荷を軽減して損傷を防ぐことが可能な掘削ビットを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、掘削ロッドの先端に取り付けられて軸線回りに回転されるビット本体の先端側に掘削部が設けられ、掘削時には上記ビット本体の回転・前進に伴い上記掘削部によって削孔を形成するとともに、掘削終了後は上記ビット本体の回転・後退によって上記削孔から引き抜かれる掘削ビットであって、上記ビット本体の後端側に、上記ビット本体の削孔からの引き抜き時の回転方向側を向く前壁面と、この回転方向の後方側を向く後壁面とを備えた掻き出し羽根を設け、この掻き出し羽根の上記前壁面を、外周側に向かうに従い上記引き抜き時の回転方向の後方側に後退するように傾斜させたことを特徴とする。従って、このように構成された掘削ビットでは、ビット本体が上記回転方向に回転しながら後退することにより、掻き出し羽根の前壁面はその内周側から徐々にズリに食いついてこれを外周側に押し出すように排出することとなり、このため効率的なズリの排出を行うことができるとともに、ズリが前壁面前方の切り欠きの底部に押し込まれることが少なく、この部分に大きな負荷が作用するのを避けることができる。
【０００７】
ここで、このように外周側に向かうに従い回転方向後方に傾斜した上記前壁面が、上記軸線を含んで該前壁面の内周側縁部を通る平面に対してなす傾斜角は、１０〜３５°の範囲とされるのが望ましい。これは、この傾斜角が１０°を下回るほど小さいと、前壁面の傾斜が軸線からの径方向に近くなりすぎて上述の作用効果が十分に発揮されなくなるおそれがあり、逆にこの傾斜角が３５°を上回るほど大きいと、この前壁面と掻き出し羽根のビット本体内周側を向く面との交差角度が小さくなり、この交差部分の強度が損なわれて欠けなどが生じるおそれがあるからである。また、上記掻き出し羽根の後壁面を、外周側に向かうに従い上記ビット本体の先端側に向けて傾斜させれば、この後壁面と、その回転方向後方に隣接する掻き出し羽根の前壁面との谷部も外周側に向けて先端側に傾斜させることができ、この谷部でのクラックの発生や上述した切り欠き内でのズリの詰まりを一層確実に防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においても、そのビット本体１１は軸線Ｏを中心とした外形略有底円筒状をなし、このビット本体１１の後端面１１Ａに掻き出し羽根１２が形成されている。また、このビット本体１１の内周部には、図示されない掘削ロッドの先端外周部に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部１３が形成されるとともに、これにより掘削ロッド先端に取り付けられた状態で先端側（図１において右側）を向く上記有底円筒の底部には、やはり超硬合金等の硬質材料よりなる複数のボタン状のチップ１４…が植設され、掘削部１５が形成されている。なお、このビット本体１１の外周面は、先端側で一段くびれるように形成されていて、このくびれ部１１Ｃよりも先端側の外周面は先端側に向かうに従い漸次拡径するように形成され、またビット本体１１の先端面１１Ｂは、その内周側が軸線Ｏを中心とした円形とされるとともに、外周側は後端側に向かう傾斜面（円錐状面）とされて上記拡径する外周面に交差するようにされていて、上記チップはこの先端面１１Ｂの内外周にそれぞれ複数ずつ配設されている。
【０００９】
さらに、このビット本体１１の上記くびれ部１１Ｃよりも先端側の外周面には、幅広で深い断面円弧状をなす複数の凹溝１６Ａと、幅狭で浅く断面Ｖ字状をなす複数の凹溝１６Ｂとが、本実施形態では互いに同数（本実施形態では３つ）ずつ周方向に等間隔に交互にならぶように、かつそれぞれが軸線Ｏに平行に延びるように形成されており、上記先端面１１Ｂの外周側に配設されるチップ１４…は、周方向に隣接するこれらの凹溝１６Ａ…，１６Ｂ…同士の間に一つずつ、その半球状の突端が、この先端面１１Ｂの外周側がなす上記傾斜面に垂直に突き出すように傾斜して植設されている。一方、先端面１１Ｂ内周側の軸線Ｏを中心とする円形面には、３つのチップ１４…がそれぞれ軸線Ｏに平行に植設されて、先端側からみて軸線Ｏから偏心した中心点の周りに三角形状に配設されている。また、雌ねじ部１３が形成されたビット本体１１内周部の底面からは、この円形面の一対のチップ１４，１４の間と、２つの上記凹溝１６Ｂ，１６Ｂの溝底とにかけて、上記掘削ロッドの内部を通して先端側に供給される圧縮空気を噴出するためのブローホール１７がそれぞれ形成されている。
【００１０】
さらに、上記くびれ部１１Ｃから後端側のビット本体１１外周面には、それぞれやはり軸線Ｏに平行に延びる互いに同形同大の４条の凹溝１６Ｃ…が周方向に等間隔をあけて形成されている。この凹溝１６Ｃは、上記凹溝１６Ａよりも幅広で、かつ凹溝１６Ｂと同程度の溝深さとされ、当該掘削ビットの引き抜き時のビット本体１１の回転方向（図３において反時計回り方向）Ｔの後方側に向かうに従い内周側に向かって凹む略平面状の底面と、この底面の回転方向Ｔ後方側から断面円弧状をなして外周側に立ち上がる壁面とによって画成されている。そして、上記掻き出し羽根１２…は、ビット本体１１の後端面１１Ａにおいて、周方向に隣接するこれらの凹溝１６Ｃ…同士の間に一つずつ形成され、従って本実施形態では４つの掻き出し羽根１２…が周方向に等間隔に形成されることとなる。
【００１１】
これらの掻き出し羽根１２…は、やはりビット本体１１の後端面１１Ａに側面視「レ」字状をなす切り欠きが周方向に等間隔に上記凹溝１７…の位置に形成されることによって画成されたものであり、互いに同形同大とされ、それぞれ軸線Ｏに平行に延びて上記回転方向Ｔ側を向く前壁面１２Ａと、回転方向Ｔの後方側を向いてこの回転方向Ｔ後方側に向かうに従いビット本体１１の先端側に一定角度で傾斜する後壁面１２Ｂとを備えており、またこれら前後壁面１２Ａ，１２Ｂが交差する掻き出し羽根１２最後端部分には、軸線Ｏに垂直な平坦面１２Ｃがビット本体１１の内周側から外周側に延びるように形成されている。さらに、上記後壁面１２Ｂは、内周側から外周側に向かうに従いビット本体１１の先端側に向かうようにも傾斜させられており、また周方向に隣接する掻き出し羽根１２のうち、回転方向Ｔ側の掻き出し羽根１２の後壁面１２Ｂと回転方向Ｔ後方側の掻き出し羽根１２の前壁面との交差する谷部、すなわち上記「レ」字状の切り欠きの底部は、断面凹円弧状をなして滑らかに連なるように、かつやはり内周側から外周側に向かうに従いビット本体１１の先端側に向かうようにも傾斜させられている。
【００１２】
そして、この掻き出し羽根１２の上記前壁面１２Ａは、図３に示すようにビット本体１１の内周側から外周側に向かうに従い上記回転方向Ｔの後方側に向かうように傾斜させられており、軸線Ｏを含んでこの前壁面１２Ａの内周側縁部を通る平面Ｐに対して該前壁面１２Ａがなす交差角θは、本実施形態では１０〜３５°の範囲とされている。言い換えれば、各掻き出し羽根１２の前壁面１２Ａは、該前壁面１２Ａに平行で軸線Ｏを含む平面Ｑに対しては、その回転方向Ｔ側に隣接して配置されることとなる。
【００１３】
従って、このように構成されたリトラクビットタイプの掘削ビットにおいては、掘削終了後にビット本体１１を軸線Ｏ回りに回転方向Ｔに回転しつつ上記掘削ロッドごと後端側に後退させると、削孔内に崩落したズリがビット本体１１後端の上記掻き出し羽根１２…によって掻き出され、これにより、かかるズリに阻まれることなくビット本体１１を削孔から引き抜くことができる。そして、この掻き出し羽根１２の前壁面１２Ａが外周側に向かうに従い回転方向Ｔの後方側に向かうように傾斜しているので、この前壁面１２Ａはその内周側から徐々にズリに食いついてゆくこととなり、掻き出し羽根１２に作用する負荷を低減することができるとともに、こうして掻き出されたズリは、ビット本体１１の後退に伴いその先端側に押し出されるうちに、この前壁面１２Ａに案内されるようにして外周側へと送り出されてゆくため、効率的なズリの排出を図ることができる。
【００１４】
さらに、こうしてズリが外周側に送り出されて排出されることにより、このズリが、当該前壁面１２Ａとその回転方向Ｔ側に隣接する掻き出し羽根１２の後壁面１２Ｂとの交差する谷部、すなわち上記切り欠きの底部にまで至ることが少なく、この谷部への負荷をも低減することができて、該谷部からビット本体１１にクラックが生じたりするのも防止することができる。しかも、本実施形態では、上記後壁面１２Ｂが外周側に向けてもビット本体１１の先端側に傾斜しているため、この谷部も同じく内周側から外周側に向かうに従い先端側に傾斜させられることとなり、従ってこの谷部にズリが押し込まれても円滑に外周側に排出して上記切り欠きへのズリの詰まりを防止することができ、一層効率的なズリの排出とより確実な損傷の防止とを図ることができる。さらにまた、こうして上記谷部が傾斜させられることにより、この谷部とビット本体１１の外周面との交差角を鈍角とすることができるので、この谷部における強度を確保してクラック等をさらに一層確実に防止することもできる。
【００１５】
なお、上記前壁面１２Ａがなす傾斜角θは、これが小さすぎると該前壁面１２Ａがこれに平行で軸線Ｏを含む平面Ｑに近づきすぎ、すなわち上述した従来の掘削ビットに近くなって、上述したズリの排出効率の向上やビット本体１１の損傷防止といった効果が十分に得られなくなるおそれが生じる。その一方で、逆に上記傾斜角θが大きすぎると、この前壁面１２Ａの内周側の縁部周辺において、当該前壁面１２Ａとビット本体１１の内周面との交差角が小さくなり、この部分の強度が損なわれて却って欠け等の損傷が生じやすくなるおそれがある。このため、上記傾斜角θは、本実施形態のように１０〜３５°の範囲に設定されるのが望ましい。
【００１６】
また、本実施形態ではこの前壁面１２Ａがビット本体１１の軸線Ｏに平行に形成されているが、例えばビット本体１１の先端側に向かうに従い回転方向Ｔ側に傾斜する傾斜面としたり、これとは逆に先端側に向かうに従い回転方向Ｔの後方側に傾斜する傾斜面としたりしてもよい。ただし、後者の場合、前壁面１２Ａの回転方向Ｔへの傾斜は後壁面１２Ｂの傾斜よりも緩やかであるのが望ましい。また、この前壁面１２Ａや上記後壁面１２Ｂを曲面状に形成したり、複数段に曲折する多段面状に形成したりしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、掻き出し羽根の前壁面を外周側に向けて引き抜き時の回転方向後方側に傾斜させることにより、削孔内に崩落したズリをこの引き抜き時に効率的に排出しながらビット本体を後退させることができるとともに、このズリによる負荷によってビット本体にクラック等の損傷が生じたりするのも未然に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を示す側面図である。
【図２】  図１に示す実施形態の先端面１１Ｂを示す正面図である。
【図３】  図１に示す実施形態の後端面１１Ａを示す背面図である。
【図４】  図１における矢線Ｚ方向視の部分側面図である。
【図５】  従来のリトラクビットタイプの掘削ビットを示す側面図である。
【図６】  図５に示す従来例の正面図である。
【図７】  図５に示す従来例の背面図である。
【符号の説明】
１１  ビット本体
１１Ａ  ビット本体１１の後端面
１２  掻き出し羽根
１２Ａ  掻き出し羽根１２の前壁面
１２Ｂ  掻き出し羽根１２の後壁面
１５  掘削部
Ｏ  ビット本体１１の中心軸線
Ｔ  引き抜き時のビット本体１１の回転方向
Ｐ  軸線Ｏを含んで前壁面１２Ａの内周側縁部を通る平面
θ  前壁面１２Ａが平面Ｐに対してなす傾斜角
【図１】
0004006950.tif 000002
【図２】
0004006950.tif 000003
【図３】
0004006950.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004006950.tif 000006
【図６】
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【図７】
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