WO2022091865A1 - 掘削ビット - Google Patents

Abstract

この掘削ビットは、工具中心軸（Ｏ）を中心とするビット本体（２）と、ビット本体（２）の先端面（２１）から突出する複数の掘削チップ（３）と、ビット本体（２）の先端面（２１）から外周面（２２）にわたって配置される排出流路（４）と、ビット本体（２）の内部を延び、先端面（２１）に開口するブロー孔（５）とを備える。排出流路（４）は、先端面（２１）に位置して工具径方向に延びる溝状であり、ブロー孔（５）が開口する第１流路（４１）と、先端面（２１）のうちブロー孔（５）よりも工具径方向の外側に位置して第１流路（４１）と連通し、工具周方向に延びる第２流路（４２）とを有する。

Description

掘削ビット

　本発明は、掘削ビットに関する。
　本願は、２０２０年１０月２８日に、日本に出願された特願２０２０－１８０５５３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来の掘削ビットとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。掘削ビットは、工具中心軸を中心とするビット本体と、ビット本体の先端面から突出する複数の掘削チップと、ビット本体の先端面から外周面にわたって配置される排出流路と、ビット本体の内部を延び、先端面に開口するブロー孔とを備える。特許文献１では、排出流路として、ビット本体の先端面に工具径方向に延びる溝および工具周方向に延びる溝が設けられており、これらの溝の交差部（接続部）に、ブロー孔が開口している。この構成により、ブロー孔から流出した水や圧縮エア等の流体を、ビット本体の先端面に広範囲に行き渡らせて、繰粉（地盤や岩盤を破砕して生じた土砂。ズリ）の排出性を高めているものと思われる。

国際公開第２０１５／１１３６９４号

　しかしながら、従来の掘削ビットでは、ブロー孔から流出した流体の流速が低下しやすく、繰粉をより効率よく排出させる点に改善の余地があった。

　本発明は、ビット本体の先端面に広範囲に流体を供給しつつ、繰粉を効率よく排出できる掘削ビットを提供することを目的の一つとする。

　本発明の掘削ビットの一つの態様は、工具中心軸を中心とするビット本体と、前記ビット本体の先端面から突出する複数の掘削チップと、前記ビット本体の先端面から外周面にわたって配置される排出流路と、前記ビット本体の内部を延び、前記先端面に開口するブロー孔とを備える。前記排出流路は、前記先端面に位置して工具径方向に延びる溝状であり、前記ブロー孔が開口する第１流路と、前記先端面のうち前記ブロー孔よりも工具径方向の外側に位置して前記第１流路と連通し、工具周方向に延びる第２流路とを有する。

　本発明の掘削ビットによれば、排出流路が、工具径方向に延びる第１流路と、工具周方向に延びる第２流路とを有するので、ビット本体の先端面に広範囲に流体を行き渡らせることができる。
　具体的に、第２流路は、ブロー孔よりも工具径方向の外側に位置している。このため、ブロー孔から第１流路に流出した流体は、第１流路に沿って工具径方向に流れ、その後、第２流路に流入して工具周方向にも流れる。このように、ブロー孔から第１流路に流出した流体が、まず工具径方向の外側へ向けて流れることにより、流体の流速の低下が抑えられ、繰粉をビット本体の後端側へ向けて押し出す力が安定して高められる。したがって、繰粉を効率よく安定して排出させることができる。

　また本発明によれば、繰粉を効率よく排出できるので、掘削チップによる破砕性つまり掘削性能が良好に維持される。具体的には、例えば従来のように破砕された繰粉がビット先端に残ることで２次破砕されるような不具合が、本発明では抑制される。このため、削孔速度を向上でき、単位時間あたりの掘進距離を延ばすことができる。その結果、掘削ビットが疲労限界を迎えるまでに掘削できる時間（距離）を延長することができ、つまり工具寿命の長寿命化を図ることができる。

　上記掘削ビットにおいて、前記第２流路は、前記第１流路との接続部分から、工具周方向のうち少なくとも工具回転方向とは反対側へ向けて延びていてもよい。

　この場合、掘削時に、掘削ビットが工具中心軸回りの工具回転方向に回転させられたときに、第２流路を流れる流体が、工具回転方向とは反対側へ向けて、つまり工具周方向において第１流路から離れる向きへと流れやすくなる。このため、繰粉をより効率よく排出できる。

　上記掘削ビットにおいて、前記排出流路は、前記外周面に位置して工具軸方向に延びる溝状であり、前記第１流路の工具径方向の外端部と接続される第３流路を有していてもよい。

　この場合、第１流路を工具径方向の外側へ向けて流れる流体が、第３流路を通してビット本体の後端側へと流される。排出流路においてビット本体の後端側へ向かう流体の流速の低下が抑えられるため、繰粉を後端側へ押し出す力が良好に維持され、繰粉の排出性が安定して高められる。

　上記掘削ビットにおいて、前記先端面は、工具軸方向の先端側を向くフェイス面と、前記フェイス面の工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い工具軸方向の後端側に位置するゲージ面とを有していてもよい。複数の前記掘削チップは、前記フェイス面に配置されるフェイスチップと、前記ゲージ面に配置されるゲージチップとを含み、工具軸方向から見て、前記フェイスチップの前記工具中心軸回りの回転軌跡に対して、前記ブロー孔が、工具径方向の内側に位置し、または重なっていてもよい。

　この場合、フェイスチップが掘削して生じた繰粉が、ブロー孔から流出した流体によって工具径方向の外側へ向けて流れやすい。このため、ビット先端に繰粉が残されるような不具合が抑制される。
　フェイスチップの工具中心軸回りの回転軌跡と、ブロー孔とが、互いに重なる場合には、ブロー孔から流出した流体が、流出直後に工具周方向へと流れるようなことがフェイスチップにより抑えられる。このため、ブロー孔から工具径方向へ向けた流体の流れがより安定し、流体の流速が高められる。

　上記掘削ビットにおいて、前記先端面は、工具軸方向の先端側を向くフェイス面と、前記フェイス面の工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い工具軸方向の後端側に位置するゲージ面とを有していてもよい。複数の前記掘削チップは、前記フェイス面に配置されるフェイスチップと、前記ゲージ面に配置される複数のゲージチップとを含んでいてもよい。前記ゲージ面は、工具周方向に並ぶ複数の座面を有し、前記ゲージチップは、各前記座面にそれぞれ設けられ、前記座面は、工具周方向の一方側へ向かうに従い、工具軸方向の後端側に位置し、前記第２流路は、前記座面上に位置し、前記第１流路との接続部分から工具周方向の他方側に延びていてもよい。

　この場合、ゲージチップが配置される座面が第２流路としても機能するので、ビット本体の先端面の構造を簡素化しつつ、上述の本発明による作用効果が得られる。

　上記掘削ビットにおいて、複数の前記掘削チップのうち、前記第１流路と工具周方向に隣り合う所定の掘削チップのチップ中心軸は、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向において前記第１流路から離れていてもよい。

　本発明では、第１流路を流れる流体の流速が高められる分、第１流路近傍の摩耗の進行が早まる可能性がある。そこで上記構成を採用することにより、第１流路と隣り合う所定の掘削チップと、第１流路との間の肉厚が大きく確保されて、第１流路近傍の摩耗による掘削チップのビット本体からの脱落が抑制される。

　上記掘削ビットにおいて、前記先端面は、工具軸方向の先端側を向くフェイス面と、前記フェイス面の工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い工具軸方向の後端側に位置するゲージ面と、を有し、複数の前記掘削チップは、前記フェイス面に配置されるフェイスチップと、前記ゲージ面に配置されるゲージチップと、を含み、前記ゲージチップのチップ中心軸が、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向のうち工具回転方向とは反対側に向けて延びていてもよい。

　この場合、掘削時にゲージチップは、工具回転方向への回転力によりゲージチップに作用する曲げ応力を、チップ軸方向への圧縮応力として受け止めて緩和することができる。このため、ゲージチップの折損等が抑制される。

　上記掘削ビットにおいて、前記先端面は、工具軸方向の先端側を向くフェイス面と、前記フェイス面の工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い工具軸方向の後端側に位置するゲージ面と、を有し、複数の前記掘削チップは、前記フェイス面に配置されるフェイスチップと、前記ゲージ面に配置されるゲージチップと、を含み、前記フェイスチップのチップ中心軸が、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向のうち工具回転方向とは反対側に向けて延びていてもよい。

　この場合、掘削時にフェイスチップは、工具回転方向への回転力によりフェイスチップに作用する曲げ応力を、チップ軸方向への圧縮応力として受け止めて緩和することができる。このため、フェイスチップの折損等が抑制される。

　上記掘削ビットにおいて、前記掘削チップは、チップ軸方向の先端部に配置される凸曲面状の刃先部を有し、前記刃先部の曲率半径が、前記掘削チップの外径寸法の１／２未満であってもよい。

　この場合、掘削チップはいわゆるスパイクチップ等である。すなわち、掘削チップの先端部が尖って形成されるため、削孔速度をより高めることができる。また、掘削チップが先鋭形状とされることにより、掘削チップの先端部近傍において流体が流れるスペースが確保され、繰粉の排出性がより高められる。

　上記掘削ビットにおいて、前記排出流路は、前記外周面に位置して工具軸方向に延びる溝状であり、前記第２流路と連通する第４流路を有していてもよい。

　この場合、第２流路を流れる流体が、第４流路を通してビット本体の後端側へと流される。このため、繰粉の排出性がより高められる。

　上記掘削ビットにおいて、前記第１流路は、前記ブロー孔よりも工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い溝幅が狭くなる流速増加部を有していてもよい。

　この場合、ブロー孔から第１流路に流出した流体が、工具径方向の外側へ向けて流速増加部を流れることによって、より流速が高められる。このため、繰粉の排出性が安定して高められる。

　上記掘削ビットにおいて、前記第１流路は、工具径方向の外側へ向かうに従い溝幅が広くなる流量増加部を有し、前記ブロー孔は、前記流量増加部に開口していてもよい。

　この場合、ブロー孔から流量増加部に流出した直後の流体が、溝幅が広い方向へ向けて、つまり工具径方向の外側へ向けて流れやすくなる。すなわち、ブロー孔から流量増加部に流出した流体のうち、工具径方向の内側へ向けて流れる流体の流量に比べて、工具径方向の外側へ向けて流れる流体の流量が多くなるため、流体が全体として工具径方向の外側へ向けて流れやすくなる。このため、第１流路の流体が、工具径方向の外側へ向けて安定して流れやすくなり、繰粉の排出性を高めることができる。

　上記掘削ビットにおいて、前記第１流路は、工具周方向に並んで複数設けられ、複数の前記第１流路は、各前記第１流路の工具径方向の内端部を介して、互いに接続されていてもよい。

　この場合、ビット本体の先端面の中央部（工具中心軸上）近傍においても、繰粉の排出性を安定して高めることができる。

　本発明の一つの態様の掘削ビットによれば、ビット本体の先端面に広範囲に流体を供給しつつ、繰粉を効率よく排出できる。

図１は、本実施形態の掘削ビットを示す斜視図である。 図２は、本実施形態の掘削ビットを示す正面図である。 図３は、図２の掘削ビットのIII矢視を示す側面図である。 図４は、図２の掘削ビットのIV矢視を示す側面図である。 図５は、本実施形態の変形例の掘削ビットを示す斜視図である。 図６は、本実施形態の変形例の掘削ビットを示す正面図である。 図７は、図６の掘削ビットのVII矢視を示す側面図である。 図８は、図６の掘削ビットのVIII矢視を示す側面図である。

　本発明の一実施形態の掘削ビット１について、図面を参照して説明する。
　本実施形態の掘削ビット１は、図示しない中継ロッドを介してドリフター等の掘削装置と連結され、地盤や岩盤の掘削つまり削孔の形成に用いられる。

　図１から図４に示すように、掘削ビット１は、工具中心軸Ｏを中心とする柱状のビット本体２と、ビット本体２の両端部（第１端部２ａおよび第２端部２ｂ）のうち第１端部２ａに配置され、チップ中心軸Ｃを中心とする回転対称となる位置に、柱状の掘削チップ３と、ブロー孔５と、排出流路４とを備える。

〔方向の定義〕
　本実施形態では、ビット本体２の工具中心軸Ｏが延びる方向を工具軸方向と呼ぶ。工具軸方向のうち、ビット本体２の第２端部２ｂから第１端部２ａへ向かう方向を、工具軸方向の先端側または単に先端側と呼び、第１端部２ａから第２端部２ｂへ向かう方向を、工具軸方向の後端側または単に後端側と呼ぶ。
　工具中心軸Ｏと直交する方向を工具径方向と呼ぶ。工具径方向のうち、工具中心軸Ｏに近づく方向を工具径方向の内側と呼び、工具中心軸Ｏから離れる方向を工具径方向の外側と呼ぶ。
　工具中心軸Ｏ回りに周回する方向を工具周方向と呼ぶ。工具周方向のうち、掘削時に掘削装置および中継ロッドによって掘削ビット１が回転させられる方向を、工具回転方向Ｔと呼び、これとは反対の回転方向を、工具回転方向Ｔとは反対側または単に反工具回転方向と呼ぶ。なお本実施形態では、工具周方向の一方側が、工具回転方向Ｔに相当し、工具周方向の他方側が、反工具回転方向に相当する。

　また、掘削チップ３のチップ中心軸Ｃが延びる方向をチップ軸方向と呼ぶ。掘削チップ３は、その一端部がビット本体２の表面から突出しており、その他端部がビット本体２の内部に埋め込まれている。本実施形態では、チップ軸方向のうち、掘削チップ３の他端部から一端部へ向かう方向を、チップ軸方向の先端側と呼び、一端部から他端部へ向かう方向を、チップ軸方向の後端側と呼ぶ。
　チップ中心軸Ｃと直交する方向をチップ径方向と呼ぶ。
　チップ中心軸Ｃ回りに周回する方向をチップ周方向と呼ぶ。

〔ビット本体〕
　ビット本体２は、例えば鋼製である。ビット本体２は、工具軸方向に延びる円柱状である。図３および図４に示すように、ビット本体２の第１端部２ａつまり先端部は、先端部以外の部分よりも外径が大きい。特に図示しないが、ビット本体２は、工具軸方向の後端側を向く端面つまり後端面に開口し、工具軸方向に同軸に延びる雌ネジ穴を有する。雌ネジ穴は、ビット本体２の第１端部２ａ以外の部分、つまり先端部以外の部分に配置される。この構成より、ビット本体２は、工具軸方向の後端側に開口する有底円筒状であるとも言える。

　特に図示しないが、ビット本体２の雌ネジ穴には、中継ロッドの先端部の雄ネジが螺着される。ビット本体２には、掘削装置から中継ロッドを介して、工具中心軸Ｏ回りの回転力、工具軸方向の先端側への推力および打撃力が伝えられる。これにより掘削ビット１は、地盤や岩盤を破砕しながら進むことができ、削孔を形成する。またビット本体２の内部（雌ネジ穴内）には、内部に流路を有する中継ロッド等を介して水や圧縮エア等の流体が供給される。

　ビット本体２は、先端面２１と、外周面２２と、を有する。
　先端面２１は、工具軸方向の先端側を向くフェイス面２３と、フェイス面２３の工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い工具軸方向の後端側に位置するゲージ面２４とを有する。すなわちゲージ面２４は、工具軸方向の先端側かつ工具径方向の外側を向く。

　図１および図２に示すように、フェイス面２３は、工具周方向に並ぶ複数のフェイス座面２３ａを有する。本実施形態ではフェイス座面２３ａが、フェイス面２３に沿って、工具中心軸Ｏを中心として工具周方向に１２０°間隔で並んで３つ設けられている。図３および図４に示すように、フェイス座面２３ａは、工具中心軸Ｏと垂直な方向に拡がる平面である。各フェイス座面２３ａには、図示しない円形の取付穴がそれぞれ開口する。各取付穴は、フェイス座面２３ａと直交する方向、つまり工具中心軸Ｏと平行（工具軸方向）に延びる。

　図１および図２に示すように、ゲージ面２４は、工具周方向に並ぶ複数のゲージ座面（座面）２４ａを有する。本実施形態ではゲージ座面２４ａが、ゲージ面２４に沿って工具周方向に略６０°毎に並んで６つ設けられる。ゲージ座面２４ａは、工具軸方向の先端側かつ工具径方向の外側を向く（すなわち工具軸方向の先端側と工具径方向の外側との中間方向を向く）平面である。ゲージ座面２４ａは、工具周方向の一方側つまり工具回転方向Ｔへ向かうに従い、工具軸方向の後端側に位置する傾斜面である。またゲージ座面２４ａは、工具回転方向Ｔへ向かうに従い、工具径方向の内側に位置する傾斜面でもある。各ゲージ座面２４ａには、図示しない円形の取付穴がそれぞれ開口する。各取付穴は、ゲージ座面２４ａと直交する方向、つまり工具中心軸Ｏに対して傾斜する方向に延びる。具体的に、各取付穴の中心軸と工具中心軸Ｏとは、ねじれの位置にある。

　図３および図４に示すように、外周面２２のうち先端部は、先端部以外の部分よりも外径が大きい。外周面２２の先端部は、工具軸方向の先端側へ向かうに従い外径が大きくなるテーパ状である。外周面２２の先端部は、ゲージ面２４の工具径方向の外端部と接続される。

〔掘削チップ〕
　掘削チップ３は、例えば超硬合金製である。なお掘削チップ３は、そのチップ軸方向の先端部に、多結晶ダイヤモンド焼結体製等の硬質層が被覆されていてもよい。

　掘削チップ３は、ビット本体２の先端面２１から突出する。掘削チップ３は、先端面２１に複数設けられる。各掘削チップ３は、フェイス座面２３ａおよびゲージ座面２４ａの各取付穴に対して、圧入や焼き嵌め等によって締まり嵌めされたり、ロウ付けされたりすることにより固定される。各掘削チップ３のチップ中心軸Ｃは、各掘削チップ３が配置されるフェイス座面２３ａまたはゲージ座面２４ａに対して、直交する方向に延びる。

　具体的に、掘削チップ３のチップ軸方向の先端部は、ビット本体２の先端面２１から突出し、外部に露出される。特に図示しないが、掘削チップ３のチップ軸方向の先端部以外の部分は、取付穴内に埋め込まれる。掘削チップ３のチップ軸方向の先端部は、チップ軸方向の先端側へ向かうに従い外径が小さくなる。掘削チップ３のチップ軸方向の先端部以外の部分は、チップ軸方向に沿って外径が一定とされた円柱状である。

　本実施形態の掘削チップ３は、チップ軸方向の先端部が略円錐状とされた、いわゆるスパイクチップである。
　掘削チップ３は、チップ軸方向の先端部に配置される凸曲面状の刃先部３ａと、チップ軸方向の先端部に配置され、刃先部３ａよりもチップ軸方向の後端側に位置するテーパ部３ｂと、を有する。

　刃先部３ａは、掘削チップ３のチップ軸方向の最先端に位置する。刃先部３ａは、略半球状である。例えばチップ中心軸Ｃを含む掘削チップ３の縦断面視において、刃先部３ａの曲率半径は、掘削チップ３の外径寸法（チップ径方向の直径寸法）の１／２未満である。なお、上記掘削チップ３の外径寸法とは、掘削チップ３の最大径部分の外径寸法を指しており、具体的には、掘削チップ３の先端部以外の部分（円柱状部分）の外径寸法である。
　テーパ部３ｂは、刃先部３ａのチップ軸方向の後端部に接続される。テーパ部３ｂは、チップ軸方向の後端側へ向かうに従い外径が大きくなるテーパ状である。

　図１に示すように、複数の掘削チップ３は、フェイス面２３に配置されるフェイスチップ３Ａと、ゲージ面２４に配置されるゲージチップ３Ｂとを含む。本実施形態では、フェイスチップ３Ａの外径寸法に比べて、ゲージチップ３Ｂの外径寸法が大きい。また、フェイスチップ３Ａのチップ軸方向の先端部がフェイス面２３から突出する突出量に比べて、ゲージチップ３Ｂのチップ軸方向の先端部がゲージ面２４から突出する突出量が大きい。

　フェイスチップ３Ａは、フェイス面２３に複数設けられる。すなわち、複数の掘削チップ３には、複数のフェイスチップ３Ａが含まれる。本実施形態ではフェイスチップ３Ａが、フェイス面２３に工具周方向に並んで３つ設けられる。フェイスチップ３Ａは、各フェイス座面２３ａにそれぞれ設けられる。本実施形態では、１つのフェイス座面２３ａに対して、１つのフェイスチップ３Ａが配置される。図２から図４に示すように、フェイスチップ３Ａのチップ中心軸Ｃは、工具軸方向に延びる。

　図１に示すように、ゲージチップ３Ｂは、ゲージ面２４に複数設けられる。すなわち、複数の掘削チップ３には、複数のゲージチップ３Ｂが含まれる。本実施形態ではゲージチップ３Ｂが、ゲージ面２４に工具周方向に並んで６つ設けられる。ゲージチップ３Ｂは、各ゲージ座面２４ａにそれぞれ設けられる。本実施形態では、１つのゲージ座面２４ａに対して、１つのゲージチップ３Ｂが配置される。図２から図４に示すように、ゲージチップ３Ｂのチップ中心軸Ｃは、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具径方向の内側へ向けて延びる。ゲージチップ３Ｂのチップ中心軸Ｃは、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向のうち工具回転方向Ｔとは反対側に向けて延びる。

〔ブロー孔〕
　図１および図２に示すように、ブロー孔５は、ビット本体２の内部を延び、先端面２１に開口する。ブロー孔５は、円孔状である。ブロー孔５は、ビット本体２の先端面２１から工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具径方向の内側に位置する。つまりブロー孔５は、工具中心軸Ｏに対して傾斜して延びる。特に図示しないが、ブロー孔５は、ビット本体２の雌ネジ穴の内部と連通する。

　工具軸方向から見て、フェイスチップ３Ａの工具中心軸Ｏ回りの回転軌跡（図示省略）に対して、ブロー孔５は、工具径方向の内側に位置し、または重なる。本実施形態では、図２に示すように工具軸方向から見て、フェイスチップ３Ａの工具中心軸Ｏ回りの回転軌跡と、ブロー孔５とが、互いに重なる。
　ブロー孔５は、複数設けられる。本実施形態ではブロー孔５が、工具周方向に並んで３つ設けられ、隣り合う二つのフェイスチップ３Ａの間にブロー孔５がそれぞれ形成されている。

〔排出流路〕
　図１および図２に示すように、排出流路４は、ビット本体２の先端面２１から外周面２２にわたって配置される。排出流路４は、ビット本体２の先端面２１から外周面２２の先端部にわたって延びる。排出流路４には、ビット本体２の内部からブロー孔５を通して流体が供給される。排出流路４は、掘削チップ３が地盤や岩盤を破砕して生じた繰粉を、流体とともにビット本体２の先端面２１から外周面２２へ流し、ビット本体２の後端側へ送るための流路である。

　排出流路４は、第１流路４１と、第２流路４２と、第３流路４３と、第４流路４４と、を有する。排出流路４は、第１流路４１、第２流路４２、第３流路４３および第４流路４４の組を、複数組有する。本実施形態では、第１流路４１、第２流路４２、第３流路４３および第４流路４４の組が、工具周方向に並んで３組設けられる。すなわち、第１流路４１、第２流路４２、第３流路４３および第４流路４４はそれぞれ、工具周方向に並んで複数（各３つ）設けられる。

　第１流路４１は、先端面２１に位置して工具径方向に延びる溝状であり、第１流路４１の途中にブロー孔５が開口する。第１流路４１は、工具径方向において、工具周方向に隣り合う一対のフェイスチップ３Ａ，３Ａ間、および、工具周方向に隣り合う一対のゲージチップ３Ｂ，３Ｂ間にわたって配置される。第１流路４１は、工具周方向に隣り合う一対のフェイス座面２３ａ，２３ａ間、および、工具周方向に隣り合う一対のゲージ座面２４ａ，２４ａ間を、工具径方向に延びる。具体的に、第１流路４１は、工具径方向の外側へ向かうに従い、工具軸方向の後端側に位置する。特に図示しないが、工具中心軸Ｏを含む縦断面視で、第１流路４１の溝底は、直線状に延びる。

　複数の掘削チップ３のうち、第１流路４１と工具周方向に隣り合う所定の掘削チップ３のチップ中心軸Ｃは、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向において第１流路４１から離れる。具体的に本実施形態では、複数の掘削チップ３のうち、第１流路４１の反工具回転方向に隣り合う所定のゲージチップ３Ｂのチップ中心軸Ｃが、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、第１流路４１から反工具回転方向に離れる。

　第１流路４１は、流量増加部４１ａと、流速増加部４１ｂと、を有する。
　流量増加部４１ａは、第１流路４１のうち工具径方向の内側部分に配置される。流量増加部４１ａは、工具径方向の外側へ向かうに従い溝幅が広くなる。流量増加部４１ａには、ブロー孔５が開口する。

　流速増加部４１ｂは、第１流路４１のうち工具径方向の外側部分に配置される。流速増加部４１ｂは、工具径方向の外側へ向かうに従い溝幅が狭くなる。流速増加部４１ｂは、ブロー孔５よりも工具径方向の外側に配置される。

　流速増加部４１ｂは、工具周方向において互いに対向する一対の溝壁を有する。一対の溝壁のうち、流速増加部４１ｂの反工具回転方向の端部に位置して工具回転方向Ｔを向く一方の溝壁の工具軸方向の高さは、流速増加部４１ｂの工具回転方向Ｔの端部に位置して反工具回転方向を向く他方の溝壁の工具軸方向の高さよりも低い。このため、流速増加部４１ｂを流れる流体の一部は、一方の溝壁を越えて、流速増加部４１ｂの反工具回転方向に隣接するゲージ座面２４ａ上へと流れる。

　複数の第１流路４１は、各第１流路４１の工具径方向の内端部を介して、互いに接続される。本実施形態では、３つの第１流路４１の各流量増加部４１ａの工具径方向の内端部同士が、互いに直接的に接続される。複数の第１流路４１は、工具中心軸Ｏ上を通して互いに連通する。

　第２流路４２は、先端面２１のうちブロー孔５よりも工具径方向の外側に位置して第１流路４１と連通し、工具周方向に延びる。第２流路４２は、第１流路４１との接続部分から、工具周方向のうち少なくとも工具回転方向Ｔとは反対側へ向けて延びる。本実施形態では第２流路４２が、第１流路４１の流速増加部４１ｂの反工具回転方向に隣接するゲージ座面２４ａ上を含む。すなわち、第２流路４２は、ゲージ座面２４ａ上に位置し、第１流路４１との接続部分から工具周方向の他方側つまり反工具回転方向に延びる。なお第２流路４２は、工具周方向に隣り合う一対の第１流路４１，４１間に位置する複数（２つ）のゲージ座面２４ａにわたって延びていてもよい。

　第３流路４３は、外周面２２に位置して工具軸方向に延びる溝状であり、第１流路４１の工具径方向の外端部と接続される。第３流路４３は、外周面２２の先端部に配置され、その工具軸方向の先端部が先端面２１に開口する。具体的に、第３流路４３は、流速増加部４１ｂの工具径方向の外端部と接続され、ゲージ面２４に開口する。第３流路４３は、工具周方向において一対のゲージチップ３Ｂ，３Ｂ間に位置する。第３流路４３の溝幅は、第１流路４１の溝幅以上である。第３流路４３の溝底は、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具径方向の外側に位置する。つまり第３流路４３は、工具軸方向の後端側へ向かうに従い溝深さが浅くなる。

　第４流路４４は、外周面２２に位置して工具軸方向に延びる溝状であり、第２流路４２と連通する。第４流路４４は、外周面２２の先端部に配置され、その工具軸方向の先端部が先端面２１に開口する。具体的に、第４流路４４は、ゲージ面２４に開口する。第４流路４４は、工具周方向において一対のゲージチップ３Ｂ，３Ｂ間に位置する。第４流路４４は、第１流路４１および第３流路４３の反工具回転方向に位置する。第４流路４４の溝幅は、第１流路４１の溝幅以上である。本実施形態では、第４流路４４の溝幅と第３流路４３の溝幅とが、互いに略同じである。第４流路４４の溝底は、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具径方向の外側に位置する。つまり第４流路４４は、工具軸方向の後端側へ向かうに従い溝深さが浅くなる。

〔本実施形態による作用効果〕
　以上説明した本実施形態の掘削ビット１によれば、排出流路４が、工具径方向に延びる第１流路４１と、工具周方向に延びる第２流路４２と、を有するので、ビット本体２の先端面２１に広範囲に流体を行き渡らせることができる。
　具体的に、第２流路４２は、ブロー孔５よりも工具径方向の外側に位置している。このため、ブロー孔５から第１流路４１に流出した流体は、第１流路４１に沿って工具径方向に流れ、その後、第２流路４２に流入して工具周方向にも流れる。このように、ブロー孔５から第１流路４１に流出した流体が、まず工具径方向の外側へ向けて流れることにより、流体の流速の低下が抑えられ、繰粉をビット本体２の後端側へ向けて押し出す力が安定して高められる。したがって、繰粉を効率よく安定して排出させることができる。

　また本実施形態によれば、繰粉を効率よく排出できるので、掘削チップ３による破砕性つまり掘削性能が良好に維持される。具体的には、例えば従来のように破砕された繰粉がビット先端に残ることで、繰粉が２次破砕されるような不具合が、本実施形態では抑制される。このため、削孔速度を向上でき、単位時間あたりの掘進距離を延ばすことができる。その結果、掘削ビット１が疲労限界を迎えるまでに掘削できる時間（距離）を延長することができ、つまり工具寿命の長寿命化を図ることができる。

　また本実施形態では、第２流路４２が、第１流路４１との接続部分から、工具周方向のうち少なくとも工具回転方向Ｔとは反対側へ向けて延びる。
　この場合、掘削時に、掘削ビット１が工具中心軸Ｏ回りの工具回転方向Ｔに回転させられたときに、第２流路４２を流れる流体が、工具回転方向Ｔとは反対側へ向けて、つまり工具周方向において第１流路４１から離れる向きへと流れやすくなる。このため、繰粉をより効率よく排出できる。

　また本実施形態では、排出流路４が、工具軸方向に延びる第３流路４３を有しており、第１流路４１を工具径方向の外側へ向けて流れる流体が、第３流路４３を通してビット本体２の後端側へと流される。排出流路４においてビット本体２の後端側へ向かう流体の流速の低下が抑えられるため、繰粉を後端側へ押し出す力が良好に維持され、繰粉の排出性が安定して高められる。

　また本実施形態では、図２に示すように工具軸方向から見て、フェイスチップ３Ａの工具中心軸Ｏ回りの回転軌跡（図示省略）に、ブロー孔５の少なくとも一部が重なる。または、特に図示しないが工具軸方向から見て、フェイスチップ３Ａの工具中心軸Ｏ回りの回転軌跡よりも、ブロー孔５が工具径方向の内側に位置する。
　この場合、フェイスチップ３Ａが掘削して生じた繰粉が、ブロー孔５から流出した流体によって工具径方向の外側へ向けて流れやすい。このため、ビット先端に繰粉が残されるような不具合が抑制される。
　なお本実施形態のように、フェイスチップ３Ａの工具中心軸Ｏ回りの回転軌跡と、ブロー孔５とが、互いに重なる場合には、ブロー孔５から流出した流体が、流出直後に工具周方向へと流れるようなことがフェイスチップ３Ａにより抑えられる。このため、ブロー孔５から工具径方向へ向けた流体の流れがより安定し、流体の流速が高められる。

　また本実施形態では、ゲージチップ３Ｂが設けられるゲージ座面（座面）２４ａが、工具周方向の一方側（工具回転方向Ｔ）へ向かうに従い、工具軸方向の後端側に位置し、第２流路４２は、ゲージ座面２４ａ上に位置し、第１流路４１との接続部分から工具周方向の他方側（反工具回転方向）に延びる。
　この場合、ゲージチップ３Ｂが配置されるゲージ座面２４ａが第２流路４２としても機能するので、ビット本体２の先端面２１の構造を簡素化しつつ、上述の本実施形態による作用効果が得られる。

　また本実施形態では、複数の掘削チップ３のうち、第１流路４１と工具周方向に隣り合う所定の掘削チップ３、具体的には、第１流路４１の反工具回転方向に隣り合う所定のゲージチップ３Ｂのチップ中心軸Ｃが、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向において第１流路４１から離れる。
　本実施形態では、上述のように第１流路４１を流れる流体の流速が高められる分、第１流路４１近傍の摩耗の進行が早まる可能性がある。そこで上記構成を採用することにより、第１流路４１と隣り合う所定の掘削チップ３（ゲージチップ３Ｂ）と、第１流路４１との間の肉厚が大きく確保されて、第１流路４１近傍の摩耗による掘削チップ３のビット本体２からの脱落が抑制される。

　また本実施形態では、ゲージチップ３Ｂのチップ中心軸Ｃが、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向のうち工具回転方向Ｔとは反対側に向けて延びる。
　この場合、掘削時にゲージチップ３Ｂは、工具回転方向Ｔへの回転力によりゲージチップ３Ｂに作用する曲げ応力を、チップ軸方向への圧縮応力として受け止めて緩和することができる。このため、ゲージチップ３Ｂの折損等が抑制される。

　また本実施形態では、掘削チップ３の刃先部３ａの曲率半径が、掘削チップ３の先端部以外の部分の外径（直径）寸法の１／２未満である。
　この場合、掘削チップ３はいわゆるスパイクチップ等であり、掘削チップ３の先端部が尖って形成されるため、削孔速度をより高めることができる。また、掘削チップ３が先鋭形状とされることにより、掘削チップ３の先端部近傍において流体が流れるスペースが確保され、繰粉の排出性がより高められる。

　また本実施形態では、排出流路４が、工具軸方向に延びる第４流路４４を有しており、第２流路４２を流れる流体が、第４流路４４を通してビット本体２の後端側へと流される。このため、繰粉の排出性がより高められる。

　また本実施形態では、第１流路４１が流速増加部４１ｂを有し、流速増加部４１ｂは、ブロー孔５よりも工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い溝幅が狭くなる。
　この場合、ブロー孔５から第１流路４１に流出した流体が、工具径方向の外側へ向けて流速増加部４１ｂを流れることによって、より流速が高められる。このため、繰粉の排出性が安定して高められる。

　また本実施形態では、第１流路４１が流量増加部４１ａを有し、流量増加部４１ａは、工具径方向の外側へ向かうに従い溝幅が広くなり、流量増加部４１ａにブロー孔５が開口する。
　この場合、ブロー孔５から流量増加部４１ａに流出した直後の流体が、溝幅が広い方向へ向けて、つまり工具径方向の外側へ向けて流れやすくなる。すなわち、ブロー孔５から流量増加部４１ａに流出した流体のうち、工具径方向の内側へ向けて流れる流体の流量に比べて、工具径方向の外側へ向けて流れる流体の流量が多くなるため、流体が全体として工具径方向の外側へ向けて流れやすくなる。このため、第１流路４１の流体が、工具径方向の外側へ向けて安定して流れやすくなり、繰粉の排出性を高めることができる。

　また本実施形態では、第１流路４１が、工具周方向に並んで複数設けられ、複数の第１流路４１は、各第１流路４１の工具径方向の内端部を介して、互いに接続される。
　この場合、ビット本体２の先端面２１の中央部（工具中心軸Ｏ上）近傍においても、繰粉の排出性を安定して高めることができる。

　また本実施形態では、掘削チップ３のチップ中心軸Ｃが、掘削チップ３が配置されるフェイス座面２３ａまたはゲージ座面２４ａに対して、直交する方向に延びる。
　この場合、掘削チップ３が摩耗して再研磨を行う際には、各座面２３ａ，２４ａを基準とすることにより正確に再研磨を行うことができる。

〔本発明に含まれるその他の構成〕
　なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。なお、変形例の図示においては、前述の実施形態と同じ構成要素に同一の符号を付し、主として異なる点について説明する。

　図５から図８は、前述の実施形態で説明した掘削ビット１の変形例を示す。この変形例では、掘削ビット１の排出流路４が、複数の第１流路４１の工具径方向の内端部に接続される接続流路４５を有する。接続流路４５は、ビット本体２の先端面２１から工具軸方向の後端側に窪む凹状であり、工具中心軸Ｏ上に位置する。接続流路４５は、各第１流路４１同士を互いに連通させる。

　またこの変形例では、フェイス座面２３ａが、工具周方向の一方側つまり工具回転方向Ｔへ向かうに従い、工具軸方向の後端側に位置する傾斜面である。そして、フェイスチップ３Ａのチップ中心軸Ｃは、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向のうち工具回転方向Ｔとは反対側に向けて延びる。
　この場合、掘削時にフェイスチップ３Ａは、工具回転方向Ｔへの回転力によりフェイスチップ３Ａに作用する曲げ応力を、チップ軸方向への圧縮応力として受け止めて緩和することができる。このため、フェイスチップ３Ａの折損等が抑制される。

　またこの変形例では、複数の掘削チップ３のうち、第１流路４１の反工具回転方向に隣り合う所定のフェイスチップ３Ａのチップ中心軸Ｃが、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、第１流路４１から反工具回転方向に離れる。つまり、第１流路４１と工具周方向に隣り合う所定の掘削チップ３のチップ中心軸Ｃは、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向において第１流路４１から離れる。
　上記構成を採用することにより、第１流路４１と隣り合う所定の掘削チップ３（フェイスチップ３Ａ）と、第１流路４１との間の肉厚が大きく確保されて、第１流路４１近傍の摩耗による掘削チップ３のビット本体２からの脱落が抑制される。

　なお上記変形例において、排出流路４の第２流路４２は、ゲージ座面２４ａ上に位置するほか、フェイス座面２３ａ上の一部（工具径方向の外端部）にも位置していてもよい。

　また前述の実施形態では、１つのフェイス座面２３ａに対して、１つのフェイスチップ３Ａが配置され、１つのゲージ座面２４ａに対して、１つのゲージチップ３Ｂが配置されている例を挙げたが、これに限らない。１つのフェイス座面２３ａに対して、複数のフェイスチップ３Ａが配置されていたり、１つのゲージ座面２４ａに対して、複数のゲージチップ３Ｂが配置されていたりしてもよい。

　また前述の実施形態では、工具周方向の一方側が、工具回転方向Ｔに相当し、工具周方向の他方側が、反工具回転方向に相当する例を挙げたが、これに限らない。工具周方向の一方側が、反工具回転方向に相当し、工具周方向の他方側が、工具回転方向Ｔに相当してもよい。

　また前述の実施形態では、掘削チップ３がスパイクチップである例を挙げたが、これに限らない。掘削チップ３は、例えば、その先端部が砲弾型とされたいわゆるバリスティックチップ等であってもよい。
　また、チップ中心軸Ｃを含む掘削チップ３の縦断面視において、刃先部３ａの曲率半径が、掘削チップ３の外径寸法の１／２未満であると説明したが、例えばチップ中心軸Ｃに対して傾斜する断面視において、刃先部３ａの曲率半径が、掘削チップ３の外径寸法の１／２未満であってもよい。

　本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態および変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。

　本発明の掘削ビットによれば、ビット本体の先端面に広範囲に流体を供給しつつ、繰粉を効率よく排出できる。したがって、産業上の利用可能性を有する。

　１…掘削ビット
　２…ビット本体
　３…掘削チップ
　３Ａ…フェイスチップ
　３Ｂ…ゲージチップ
　３ａ…刃先部
　４…排出流路
　５…ブロー孔
　２１…先端面
　２２…外周面
　２３…フェイス面
　２４…ゲージ面
　２４ａ…ゲージ座面（座面）
　４１…第１流路
　４１ａ…流量増加部
　４１ｂ…流速増加部
　４２…第２流路
　４３…第３流路
　４４…第４流路
　Ｃ…チップ中心軸
　Ｏ…工具中心軸
　Ｔ…工具回転方向 

Claims (13)

1. 　工具中心軸を中心とするビット本体と、
   　前記ビット本体の先端面から突出する複数の掘削チップと、
   　前記ビット本体の先端面から外周面にわたって配置される排出流路と、
   　前記ビット本体の内部を延び、前記先端面に開口するブロー孔とを備え、
   　前記排出流路は、
   　前記先端面に位置して工具径方向に延びる溝状であり、前記ブロー孔が開口する第１流路と、
   　前記先端面のうち前記ブロー孔よりも工具径方向の外側に位置して前記第１流路と連通し、工具周方向に延びる第２流路とを有する、
   　掘削ビット。
2. 　前記第２流路は、前記第１流路との接続部分から、工具周方向のうち少なくとも工具回転方向とは反対側へ向けて延びる、
   　請求項１に記載の掘削ビット。
3. 　前記排出流路は、前記外周面に位置して工具軸方向に延びる溝状であり、前記第１流路の工具径方向の外端部と接続される第３流路を有する、
   　請求項１または２に記載の掘削ビット。
4. 　前記先端面は、
   　工具軸方向の先端側を向くフェイス面と、
   　前記フェイス面の工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い工具軸方向の後端側に位置するゲージ面とを有し、
   　複数の前記掘削チップは、
   　前記フェイス面に配置されるフェイスチップと、
   　前記ゲージ面に配置されるゲージチップとを含み、
   　工具軸方向から見て、前記フェイスチップの前記工具中心軸回りの回転軌跡に対して、前記ブロー孔が、工具径方向の内側に位置し、または重なる、
   　請求項１から３のいずれか１項に記載の掘削ビット。
5. 　前記先端面は、
   　工具軸方向の先端側を向くフェイス面と、
   　前記フェイス面の工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い工具軸方向の後端側に位置するゲージ面とを有し、
   　複数の前記掘削チップは、
   　前記フェイス面に配置されるフェイスチップと、
   　前記ゲージ面に配置される複数のゲージチップとを含み、
   　前記ゲージ面は、工具周方向に並ぶ複数の座面を有し、
   　前記ゲージチップは、各前記座面にそれぞれ設けられ、
   　前記座面は、工具周方向の一方側へ向かうに従い、工具軸方向の後端側に位置し、
   　前記第２流路は、前記座面上に位置し、前記第１流路との接続部分から工具周方向の他方側に延びる、
   　請求項１から４のいずれか１項に記載の掘削ビット。
6. 　複数の前記掘削チップのうち、前記第１流路と工具周方向に隣り合う所定の掘削チップのチップ中心軸は、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向において前記第１流路から離れる、
   　請求項１から５のいずれか１項に記載の掘削ビット。
7. 　前記先端面は、
   　工具軸方向の先端側を向くフェイス面と、
   　前記フェイス面の工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い工具軸方向の後端側に位置するゲージ面とを有し、
   　複数の前記掘削チップは、
   　前記フェイス面に配置されるフェイスチップと、
   　前記ゲージ面に配置されるゲージチップとを含み、
   　前記ゲージチップのチップ中心軸が、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向のうち工具回転方向とは反対側に向けて延びる、
   　請求項１から６のいずれか１項に記載の掘削ビット。
8. 　前記先端面は、
   　工具軸方向の先端側を向くフェイス面と、
   　前記フェイス面の工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い工具軸方向の後端側に位置するゲージ面とを有し、
   　複数の前記掘削チップは、
   　前記フェイス面に配置されるフェイスチップと、
   　前記ゲージ面に配置されるゲージチップとを含み、
   　前記フェイスチップのチップ中心軸が、工具軸方向の後端側へ向かうに従い、工具周方向のうち工具回転方向とは反対側に向けて延びる、
   　請求項１から７のいずれか１項に記載の掘削ビット。
9. 　前記掘削チップは、チップ軸方向の先端部に配置される凸曲面状の刃先部を有し、
   　前記刃先部の曲率半径が、前記掘削チップの外径寸法の１／２未満である、
   　請求項１から８のいずれか１項に記載の掘削ビット。
10. 　前記排出流路は、前記外周面に位置して工具軸方向に延びる溝状であり、前記第２流路と連通する第４流路を有する、
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の掘削ビット。
11. 　前記第１流路は、前記ブロー孔よりも工具径方向の外側に配置され、工具径方向の外側へ向かうに従い溝幅が狭くなる流速増加部を有する、
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の掘削ビット。
12. 　前記第１流路は、工具径方向の外側へ向かうに従い溝幅が広くなる流量増加部を有し、　前記ブロー孔は、前記流量増加部に開口する、
    　請求項１から１１のいずれか１項に記載の掘削ビット。
13. 　前記第１流路は、工具周方向に並んで複数設けられ、
    　複数の前記第１流路は、各前記第１流路の工具径方向の内端部を介して、互いに接続される、
    　請求項１から１２のいずれか１項に記載の掘削ビット。

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