(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状に形成され前端面に複数の刃体が互いに所定間隔で設けられた大径のビット本体と、このビット本体の前端面の中央部に同軸状に突設される中実で小径の先導ビット部からなり、前記ビット本体前端面の刃体間に通孔を設けた穿孔ビットであって、前記先導ビット部が略円柱状でその刃体を含む先端側部分が楔状のテーパ面に形成されるとともに、当該各テーパ面に連接する周面に切欠部が設けられ、前記通孔がそれら切欠部の近傍に開口していることを特徴とする穿孔ビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば削岩機や自穿孔ロックボルトの先端に装着して使用する穿孔ビットに係り、詳しくはビット本体の前端に小径の先導部が設けられた段状の穿孔ビットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、親子ビットに代表されるこの種の段状の穿孔ビットとしては、実公平２−４２７９２号、実開昭５９−９８９８３号、実公昭４７−４８８３号、実公昭４６−１３５２２号、実公昭４０−９６８１号等に記載のものが知られている。その構成は、中空状で削岩機等の回転ロッドとの連結手段として後端側にテーパ孔、ネジ部等が形成されるとともに、前端面には超硬合金からなる山形状、ボタン状等の刃体の複数が互いに所定の間隔で植設された大径のビット本体（親ビット）と、これと同軸状でその前端面の中央部に一体成形もしくは別体として連結により突設される小径の先導ビット部（子ビット）からなり、さらに先導ビット部には、その先端にビット本体と同様な刃体が植設されるとともに、その周面あるいは前記刃体の近くにビット本体の中空部と連通する通孔が設けられている。そして、穿孔時においては、削岩機等の打撃回転駆動装置からビット本体の中空部を介して供給される空気、水等の加圧流体を当該通孔から噴出させることにより、削孔に伴って発生する繰粉を後方に排出させるものであって、他の形状の穿孔ビットに比べて位置決めが容易で直進性に優れるという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これら従来技術では、いずれも加圧流体の噴出孔が先導ビット部に設けられているので、その流路を確保する上で必然的に先導ビット部の外径が大きくなり、それに伴い後端側のビット本体の外径も大きくなってしまう。このため、一段状である単ビットに比べて小径化には限界があり、小径の削孔には適用できない問題点がある。したがって、自穿孔ロックボルトのように、ロックボルト本体の挿入に必要な最低限の大きさの孔を削孔すればよい場合であっても、先端に装着するビットの外径が大きいために必要以上の大きさの孔を削孔しなければならず、それだけ仕事量が増大し、作業性向上の妨げとなっていた。
【０００４】
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みなされたもので、穿孔の際の位置決めが正確かつ容易で、削孔時における直進性に優れる段状の穿孔ビットの利点を保持しながらビット全体の小径化が可能となり、しかも繰粉の排出が良好で削孔能力に優れた穿孔ビットの提供をその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、中空状に形成され前端面に複数の刃体が互いに所定間隔で設けられた大径のビット本体と、このビット本体の前端面の中央部に同軸状に突設される中実で小径の先導ビット部からなり、前記ビット本体前端面の刃体間に通孔を設けた穿孔ビットにおいて、前記先導ビット部が略円柱状でその刃体を含む先端側部分が楔状のテーパ面に形成されるとともに、当該各テーパ面に連接する周面に切欠部が設けられ、前記通孔がそれら切欠部の近傍に開口しているという技術手段を採用した。
【０００６】
この構成によれば、先導ビット部が中央部分に突設されるとともに複数の刃体が植設された大径のビット本体の前端面に、その内空部に連通する通孔を設け、この通孔から噴出される水や空気等の加圧流体により繰粉を排出するものであるから、先導ビット部には加圧流体の流路が不要となり、その外径は小さいものでよい。このため、繰粉の排出性を良好に維持したまま、ビット本体の外径もそれに応じて小径化が可能になる。
【０００７】
なお、前記ビット本体の外周面に軸心方向の溝部を設け、前記通孔を当該溝部近傍に開口させた場合には、削孔に伴って発生する繰粉が、ビット本体の通孔から噴出する加圧流体の噴射圧力によりビット後方に排出されることになるが、通孔すなわち噴出口に近いビット本体の外周面には、その軸心方向に沿って溝部が存在することにより、その噴射圧力が効果的に作用してビット本体の後方にスムーズに排出される。なお、ビット本体の溝部は、通孔の近傍に加えて他の部位に設けても良く、その数や形状についても特に限定されない。
【０００８】
さらに、前記先導ビット部が略円柱状であって、その刃体を含む先端側部分を楔状のテーパ面に形成するとともに、当該各テーパ面に連接する周面に切欠部を設け、前記通孔をそれら切欠部の近傍に開口させたので、先導ビット部の周面に設けられた切欠部の存在により、先導ビット部の外周面と削孔の内周面との間には常に間隙が形成され、さらに切欠部に続いてその前方に刃体を頂点とするテーパ面が存在することから、先端に設けられた刃体に対して加圧流体の供給が確実に行われ、繰粉の排出に効果的に寄与する。なお、この切欠部は、例えば平坦状にしたり、あるいは溝状などにしてもよい。
【０００９】
そして、前記通孔をビット本体の軸心に対して斜め外方に開口させた場合には、通孔から斜め方向に噴出した加圧流体が、ビット本体の前面に生じる繰粉を削孔の周面側へと寄せ、ビット本体の周面との間から後方への排出に有効に作用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１ないし図３は、本発明に係る穿孔ビットの第一実施例を示すもので、それぞれ正面図、平面図および断面図である。図示の穿孔ビット１は、大径のビット本体２と、その前端面側の中央に同軸状に突設される小径の先導ビット部３とから構成される二段状のいわゆる親子ビットで、それらビット本体２と先導ビット部３とは、例えば鋳造により一体成形することができる。
【００１１】
前記ビット本体２は、全体形状として一方に底面部分が存在する略円筒状で、且つその底面側の端部２ａの外径が他端側よりも幾分大きく形成されている。そして、当該底面の外側すなわち前端側には、図２に示されるとおり、後に詳述する先導ビット部３を囲むように９０度の間隔で放射状に４個の切溝２ｂが形成されるとともに、それら各切溝２ｂの内部に山形状の超硬合金からなる刃体２ｃがロー付けにより植設されている。また、四個所の刃体２ｃ間のうちで先導ビット部３を挟む対向位置の二個所には、刃体２ｃ間の中間すなわち刃体２ｃに対して４５度離れた位置に通孔２ｄが開口し、これら通孔２ｄは、図３から明らかなようにビット本体２の軸心に対して傾斜状態でその内空部２ｅに連通している。なお、実施例では内空部２ｅの内周面がロープねじ状に形成され、ロックボルト本体等との連結に供される。さらに、ビット本体２における底面側の端部２ａの外周面には、前記通孔２ｄと同様に各刃体２ｃ間の中間位置にその軸心方向に沿って４個の溝部２ｆが設けられ、前記通孔２ｄが当該溝部２ｆの前端側において開口した構成となっている。
【００１２】
一方、先導ビット部３は中実で全体として略円柱状を呈し、その先端には上記ビット本体２の刃体２ｃと同じ素材からなる山形状の刃体３ａが、先導ビット部３の直径とほぼ同じ長さでその刃先が前記２個の通孔２ｄの中心を結ぶ線と直交するように植設されるとともに、この刃体３ａを挟むようにその刃面に続いてほぼ同じ角度のテーパ面３ｂが形成され、先導ビット部３の先端部分が楔状に近い形状に形成されている。さらに、先導ビット部３の外周面には、それらテーパ面３ｂにそれぞれ連接して平坦状の切欠部３ｃが互いに平行関係で各１個設けられ、図３に示されるように、これら切欠部３ｃの基端側はビット本体２の通孔２ｄに近接し、刃体３ａの両側に各１個ずつ配置された溝部２ｆ、通孔２ｄおよび切欠部３ｃの中心がほぼ一直線上に並んだ位置関係になっている。なお、先導ビット部３の突出量は、その先端に位置する刃体３ａへの加圧流体の供給の面からあまり長くないほうが好ましい。
【００１３】
このように、本発明による穿孔ビット１では、ビット本体２の前端面に加圧流体の噴出口を設けることにより、先導ビット部３の内部には加圧流体の流路が不要になったことから、従来の親子ビットに比べて先導ビット部の外径を小さくすることが可能となり、その結果、ビット本体の外径もそれに応じて小さくすることができる。したがって、例えば自穿孔ロックボルトにこの穿孔ビット１を適用した場合には、ロックボルト本体の挿入に必要な最低限の大きさの削孔を形成すればよいので、ロックボルト本体の外径に近い小さな外径の穿孔ビット１を選択することにより、親子ビットの特長を維持したまま削孔作業の能率向上につながる。この場合、加圧流体の供給量が同じであるなら、削孔径が小さい分だけ繰粉の排出性は高まる。さらに、大径のビット本体２の前端面に通孔２ｄを設けるものであるから、小径の先導ビット部に通孔を形成する従来例に比べると、繰粉の排出性に影響する通孔の開口面積やその位置を選択する際の自由度が高まる。因みに、従来の親子ビットでは６０ｍｍ程度のビット径が最小であるが、本発明のようにビット本体２の端面に通孔２ｄを設けることにより、従来の親子ビットでは困難であったビット径が４０〜５５ｍｍ程度で且つ削孔能力においても遜色のないものを製造することができる。
【００１４】
次に、上記実施例の穿孔ビット１の使用状態について説明する。例えば、この穿孔ビット１は、外周面の全長に渡りロープねじが形成された中空状の全ねじロックボルト本体に装着することにより、自穿孔ロックボルトとすることができる。この場合、ビット本体２の内空部２ｅを介してロックボルト本体（図示せず）に嵌着される。そして、使用時には、ロックボルト本体の後端側を削岩機のシャンクアダプター等に取り付け、その回転および打撃力により岩盤を穿孔する。なお、削岩機にはコンプレッサーが連結され、加圧した空気または水をシャンクアダプターの中空部を介してロックボルト本体に供給できるようになっている。そして、これら加圧流体は、ロックボルト本体の中空部を通って穿孔ビット１内に到達し、さらに通孔２ｄから前方に噴出される。ビット本体２の前面に噴出された加圧流体は、先導ビット部３の外周面に存在する２個所の切欠部３ｃからテーパ面３ｂを介して先端の刃体３ａに到達し、そこで発生する繰粉を効率よく後方に排出し、穿孔ビット１の振れを有効に阻止しながら精度の高い真直状態で穿孔することができる。さらに、ビット本体２の刃体２ｃにより削られた繰粉は、加圧流体により削孔の内周面近くに寄せられた後、ビット本体２の外周面に設けられた溝部２ｆを通って後方に排出される。この場合、溝部２ｆが通孔２ｄの近くに存在するため、その噴射圧力が有効に作用して排出性は良好である。削孔が完了したら、孔内を洗浄した後、同じ流路を利用して適宜グラウト材を注入して孔内に充満させる。
【００１５】
上記実施例において、ビット本体２における削岩機等の回転するロッドに対する連結手段としては、上記内空部２ｅをロープねじに代えてテーパ孔としたり、あるいはビット本体２の外周面に雄ねじを形成するなど、使用条件等に応じて適宜変更することはもちろん可能である。
【００１６】
図４は、本発明に係る穿孔ビットの他の実施例を示す平面図である。この穿孔ビット１０では、ビット本体１１と先導ビット部１２の個々の形状については前記実施例と同様であるが、両者の相対位置が４５度ずれている点で異なり、ビット本体１１の刃体と先導ビット部１２の刃体とが十字状に配置された関係になっている。この場合には、ビット本体１１の通孔１１ａと先導ビット部１２のテーパ面１２ａとが前記実施例のものよりもその分だけ遠くなることから、繰粉の排出性が幾分低下する。その反面、鋳造によりビット本体と先導ビット部を一体成形する場合には、この形状のほうが製造しやすいという利点がある。
【００１７】
なお、上記両実施例では、通孔が２個のものについて説明したが、もちろん１個もしくは３個以上でもよく、ビット本体の前端面における開口位置も刃体の形状、大きさ、数等に応じて適宜選択することができる。また、刃体の形状については、山形状以外にボタン状でもよく、先導ビット部とビット本体の刃体の形状が異なっていても何ら支障はない。さらに、ビット本体と先導ビット部が別体のものやビット本体が二段以上のもの、削孔機のビットへの適用など、この発明の技術思想内での種々の変更実施はもちろん可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る穿孔ビットは、加圧流体の流路を内部に備える従来の先導ビット部に代えて、中実で小径の先導ビットをビット本体の中央部に同軸状に突設するとともに、ビット本体の前端面に通孔を開口させ、さらに先導ビット部を略円柱状としてその刃体を含む先端側部分を楔状のテーパ面に形成するとともに、当該各テーパ面に連接する周面に切欠部を設け、通孔をそれら切欠部の近傍に開口させ、この通孔から噴出する加圧流体により繰粉を排出させる構成であるから、従来の親子ビットと称される段状ビットの特長である良好な位置決め精度や直進性を維持したまま、削孔能力に大きな影響を及ぼす繰粉の排出性を低下させることなく、ビット全体の径を小さくすることが可能である。このため、例えば自穿孔ロックボルトのように、単に挿入を目的とする削孔作業においては、余分な削孔を行うことなく最小径の孔を形成すればよいので、作業効率の向上につながる。
【００１９】
さらに、上記構成において、ビット本体の外周面に軸心方向の溝部を設け、通孔を当該溝部近傍に開口させ、また通孔をビット本体の軸心に対して斜め外方に開口させた場合など、いずれも削孔時に発生する繰粉の排出性向上に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による穿孔ビットの一例を示す正面図である。
【図２】  上記穿孔ビットの平面図である。
【図３】  図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】  本発明による穿孔ビットの他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
１，１０…穿孔ビット、２，１１…ビット本体、３，１２…先導ビット部、
２ｃ，３ａ…刃体、２ｄ，１１ａ…通孔、２ｅ…内空部、２ｆ…溝部、
３ｂ，１２ａ…テーパ面、３ｃ…切欠部
【図１】
0004285713.tif 000002
【図２】
0004285713.tif 000003
【図３】
0004285713.tif 000004
【図４】
0004285713.tif 000005