説明

素材逸らせ段部を有する回転切削ビット

切削ビットは、先端面と側面と有する本体であって、側面が先端面の下側で前記本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を含む本体と、肩部の先端面にて本体に取り付けられ、本体より硬質のリングとを備える。切削ビットの摩耗寿命は、本体上のリングの位置と、本体の各部分の直径とに関する、特別な寸法関係を保つことにより延長される。


【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、軟らかい地盤を掘削したり、アスファルト道路など、地盤上の比較的軟らかい材料を破砕したりするために使用される切削工具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
採鉱、掘削、道路再舗装作業は一般に、被削材に対し回転切削ビットを推進させることにより行われている。回転切削ビットは、回転ドラムや固定された梁などの被駆動支持体に装着されて、相手材に対し押し付けられるようになっている。一つの典型的な回転切削ビットは、鋼シャンクの先端面にろう付けされた超硬チップを備えている。シャンクは、保持スリーブによってホルダに取り付けられる。保持スリーブは、ホルダに対して回転切削ビットを中心軸回りに自由に回転させることができるものである。一方、保持スリーブは、ホルダから軸方向に抜け出すことが抑制されている。チップは、自由に回転できるので、基本的に自己研磨性を有する。
【0003】
上述した切削機構は、岩や氷などの硬い材料や、アスファルトのような軟らかい材料を切削するために使用されている。岩を切削する際、ビットの最も早い摩耗速度は超硬チップで生じ、ビットの寿命が超硬チップによって決定されることとなる。しかしながら、アスファルトや石炭や塩等、比較的軟らかい材料を切削する際は、ビットの最も早い摩耗速度はシャンクで生じるようになる。すなわち、切削したアスファルトに擦れたり、シャンクが衝撃を受けたりすることで、シャンクに腐食が発生する。したがって、道路の再舗装作業でアスファルトを切削するとき、回転切削ビットの摩耗寿命は、シャンクによって決定されることとなる。
【0004】
アスファルトなどの比較的軟らかい材料の切削に使用する際に、摩耗寿命を延長させる切削ビットが望まれている。
【0005】
参照することにより組み込まれる米国特許第4,725,098号は、ビットヘッドに取り付けられた超硬チップの後側に隣接して、ビットヘッドのテーパ側面に溝が形成された切削ビットを開示する。表面硬化物が溝の中に埋め込まれ、それによって、側面と同一面上に、或いは側面から半径方向外側に僅かに突出して、防食用環状リングが形成されている。環状リングは、硬い材料から形成されているにもかかわらず、切削によりかなりの腐食を生じ、その寿命が短くなるということがあった。
【0006】
参照することにより組み込まれる米国特許出願第10/058,387号(出願日:2002年1月30日、発明の名称:素材逸らせ段部を有する回転切削工具、発明者:Kent Peay , Timothy J. Shean)は、テーパ側面から張り出した段部を有する切削ビットを開示している。段部は、ビット本体の他部分に一体化したり、或いはビット本体に保持される別体のリングとして形成したりすることが可能である。段部は、その上方の本体部分に対し、切削した相手材を堆積させるに十分な直径に形成され、下方のビット本体の材料を腐食から保護する。しかしながら、切削ビットのこのような段部は、摩耗しやすい傾向のあることが判明していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
長寿命の防食構造を有する回転切削ビットを提供することが望まれている。また、加工が簡単で、比較的少ない工程で製作することができる切削ビットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様によれば、切削ビットは、先端面及び側面を有する本体であって、側面は先端面の下側で本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を含み、肩部の上側に位置する本体の直径は肩部の直径より大きくないものである本体と、肩部の先端面にて本体に取り付けられ、本体より硬いリングとを備える。
【0009】
本発明の他の態様によれば、切削ビットは、先端面及び筒状側面部分を有する本体であって、筒状側面部分が先端面の下側で本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を含む本体と、肩部の先端面にて本体に取り付けられ、本体より硬いリングとを備える。先端面とリングの先端との間の距離を先端面と本体の底面との間の距離で割った値は、0.15〜0.5である。
【0010】
本発明のさらに他の態様によれば、切削ビットは、先端面及び筒状側面部分を有する本体であって、筒状側面部分が先端面の下側で本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を含む本体と、先端面に取り付けられた切削チップと、肩部の先端面にて本体に取り付けられ、本体より硬いリングとを備える。切削チップの底の直径を切削チップの底の位置における本体の直径で割った値は、0.72〜0.95である。
【0011】
本発明のさらに他の態様によれば、切削ビットは、先端面及び筒状側面部分を有する本体であって、筒状側面部分が先端面の下側で本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を含む本体と、先端面に取り付けられた切削チップと、肩部の先端面にて本体に取り付けられ、本体より硬いリングとを備える。切削ビットの直径をリングの外径で割った値は、0.60〜0.80である。
【0012】
本発明のさらに他の態様によれば、切削ビットは、先端面及び側面を有する本体であって、側面が、先端面の下側で本体の中心軸に対して略垂直に延びる第1の肩部と、第1の肩部の下側の第2の肩部とを含み、本体の直径は、第1の肩部の上側が第1の肩部よりも大きくないものであり、第2の肩部の上側が第2の肩部の直径よりも大きくないものである本体と、第1の肩部及び第2の肩部の各先端面にて本体にそれぞれ取り付けられた第1のリング及び第2のリングとを備える。
【0013】
本発明のさらに他の態様によれば、切削ビットに取り付けられる切削チップは、基部と、略凸形状の先端部と、基部と先端部との間に延びる略凹形状の側部とを備える。
【0014】
本発明のさらに他の態様によれば、切削ビットは、基部、略凸形状の先端部、及び基部と先端部との間に延びて交差点で先端部に交差する略凹形状の側部を有する切削チップを備える。この切削ビットはさらに、切削チップを取り付けた先端面、底部、及び先端面の下側で本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を有する本体と、肩部の先端面にて本体に取り付けられ、本体より硬いリングとを備える。交差点と底部とによって画定される仮想円錐部の内側にリングが配設される。
【0015】
本発明の目的及び利点は、添付図面に関連した本発明の好適な実施形態に関する以下の詳細な説明により、明らかになろう。図面において、類似の構成要素には同じ符号が付されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
図1及び図2は、本発明の一実施形態による切削ビット21である。切削ビット21は、先端面25と側面27とを有する本体23を備えている。側面27は、先端面25の下側で本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部29を含んでいる。切削チップ31は、好ましくは先端面25に、通常はろう付けにより取り付けられる。この切削チップは、本体23より硬くすることが好ましい。
【0017】
好ましくは本体23より硬いリング33は、肩部29の先端面35にろう付けなどにより取り付けられる。本体23は、肩部29の上側の直径を肩部より大きくない直径にすることが好ましく、また、本体23の側面27の少なくとも一部37を肩部29の上側で筒状、好ましくは円筒状にすることが好ましい。それによって、円形内径を有するリングを、肩部まで本体上で摺動させることができる。本体23は、好ましくは肩部29の上方の直径が肩部より大きくないから、本体に溝を形成するための加工コストが不要になる。また、本体23を冷間成形することが可能となる。リング33は、肩部29の上側に配置されるとともに、そのとき同時に本体23にろう付けされることが好ましい。これにより、特に溝を形成しなければならないビットと比較して、製作コストを小さくすることができる。しかしながら、要望や必要に応じて、肩部29を側面の溝の一部分として、リングを、例えば溝の上面と下面とによって適所に保持されるスプリットリングとすることも可能である。リング33は、略円形状として図示されるものであるが、所望により六角形や八角形等のいかなる形状にも形成することが可能である。
【0018】
図3に示す切削ビット21′では、本体23′は、第1の肩部29の下側に第2の肩部39を含んでいる。また、本体23′は、第2の肩部39の上側の直径が第2の肩部の直径より大きくないようにして、第2のリング41を、第2の肩部まで本体上で容易に摺動させ得るようにすることが好ましい。この第2のリング41は、第2の肩部の先端面にて本体に取り付けられるようになっている。しかしまた、要望や必要に応じて、肩部39を側面の溝の一部分として、リング41を、例えば溝の上面と下面とによって適所に保持されるスプリットリングとすることも可能である。
【0019】
先端面25とリング33の先端43との間の距離Aを、先端面と本体の底面45との間の距離Bで割った値が、0.15〜0.5であることが好ましい。これは、切削された相手材をリング33の上に堆積させるとともに、堆積した相手材が、さらなる相手材を逸らすことで、リングと切削チップ31との間での本体23の腐食を防止することを意図したものである。。フランジ47は、本体に一体化されることが好ましく、本体23の底に形成されることが好ましい。切削された相手材は、リング33の上に堆積するのと同様にして、フランジ47の上に堆積する。
【0020】
従来、切削チップと本体の底部フランジとの間で生じる摩耗形態は、図2の点線Xで示されるように、おおよそ「ゴルフティー」の形態を呈する傾向があった。重大な腐食を受けるところにリング33を設けることで、実質的に本体23からの材料の損失を減らすことができ、図2において陰の領域Yとして示される2つの「ゴルフティー」に似た様相になるというということが判った。本体の摩耗を抑制することが望まれる一方、切れ味が鈍り切削作用が悪くなることを避けるため、リング33を切削チップ31から十分に離れた距離に位置させることも望まれている。このことは、距離Aと距離Bとの間の関係を0.15〜0.5の範囲に保つことによって達成できる。第2の肩部39及びリング41を、図3に示されるように設ける場合は、先端面25と第2のリング41の先端49との間の距離A′を先端面と本体の底面45との距離Bで割った値を、第1のリングと同様に、0.15〜0.5にすることが好ましい。これにより、第1のリング33と第2のリング41との双方は、本体23の腐食が最大となったであろう領域に配置される。
【0021】
切削チップ31の直径Cを切削チップの底における本体23の直径Dで割った値は、0.72〜0.95であることが好ましい。先端面25は、縁壁51を設けるために凹ませることが好ましい。縁壁51には、切削チップ31がろう付けによって取り付けられる。縁壁49を設けた目的は、切削チップ31と先端面25との間から液状ろう材が流れ出すことを防止するためと、本体23が冷やされたときに応力を解放させるためである。C/Dが1に接近するに従い、縁壁51の厚みが薄くなり、より少ない材料で本体23が形成される。C/Dが1から0に向かうにしたがって、本体23の材料が増え、本体23の有益な寿命が、より硬い材料で形成された切削チップ31の寿命に近づくこととなる。
【0022】
切削チップ31の直径Cをリングの外径Eで割った値は、0.60〜0.80であることが好ましい。図1〜図3に示すように、切削チップ31は、縁壁49の内側で先端面25にろう付けされる底面52と、ブレークポイント55まで上向きに延びている凹面53と、略凸形状の先端部57とを有することが好ましい。図2及び図3に示すように、仮想円錐部59は、フランジ47の外縁の点61とブレークポイント55とを通って、本体23の中心軸に沿い、先端部57の上方に位置する点63まで延びている。リング33上の点を含む、切削ビット21上の点の全てを、仮想円錐部59の内側又は少なくとも実質的内側に保持することが望ましいことが判っている。仮想円錐部の外側に位置する点は、腐食が激しく生じる傾向がある。特にA/Bが0.15〜0.50でC/Dが0.72〜0.95のときに、C/Eを0.60〜0.80の範囲に保つことにより、リング33上の最も外側の点が、仮想円錐部59上又はその内側に入り、摩耗が少なくなる。リング33のみを有する切削ビットに関して上述した関係は、2つ以上のリングを有するビット、例えば図3に示すリング41を備えた切削ビット21′にも適用することができる。
【0023】
本発明をその好ましい実施形態に関して説明したが、ここでは説明されていない追加、削除、変更、代用を、添付のクレームに記載されている本発明の精神及び範囲を逸脱することなく為し得ることは、当業者に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の一実施形態による回転切削ビットの側面図である。
【図2】本発明の一実施形態による回転切削ビットの側面図であって、ビット上に被削材が蓄積した状態を示す。
【図3】本発明の他の実施形態による回転切削ビットの側面図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
先端面及び側面を有する本体であって、該側面が該先端面の下側で該本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を含み、該肩部の上側に位置する該本体の直径は該肩部の直径より大きくないものである本体と、
前記肩部の先端面にて前記本体に取り付けられ、前記本体より硬いリングと、
を備える切削ビット。
【請求項2】
前記先端面に取り付けられた切削チップをさらに備え、該切削チップは前記本体より硬い請求項1記載の切削ビット。
【請求項3】
前記本体は前記第1の肩部の下側に第2の肩部を含み、前記本体の直径は該第2の肩部の上側が該第2の肩部よりも大きくないものであり、
前記第2の肩部の先端面にて前記本体に取り付けられた第2のリングを備える請求項1記載の切削ビット。
【請求項4】
前記先端面と前記リングの先端との間の距離を前記先端面と前記本体の底面との間の距離で割った値が、0.15〜0.5である請求項1記載の切削ビット。
【請求項5】
前記先端面に取り付けられた切削チップをさらに備える請求項1記載の切削ビット。
【請求項6】
前記切削チップの底の直径を該切削チップの該底の位置における前記本体の直径で割った値が、0.72〜0.95である請求項5記載の切削ビット。
【請求項7】
前記切削チップの直径を前記リングの外径で割った値が、0.60〜0.80である請求項5記載の切削ビット。
【請求項8】
先端面及び筒状側面部分を有する本体であって、該筒状側面部分が該先端面の下側で該本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を含む本体と、
前記肩部の先端面にて前記本体に取り付けられ、前記本体より硬いリングとを備え、
前記先端面と前記リングの先端との間の距離を前記先端面と前記本体の底面との間の距離で割った値が、0.15〜0.5である、
切削ビット。
【請求項9】
前記本体は前記第1の肩部の下側に第2の肩部を含み、前記本体の直径は該第2の肩部の上側が該第2の肩部よりも大きくないものであり、
前記第2の肩部の先端面にて前記本体に取り付けられた第2のリングを備え、
前記先端面と前記第2のリングの先端との間の距離を前記先端面と前記本体の底面との間の距離で割った値が、0.15〜0.5である請求項8記載の切削ビット。
【請求項10】
前記先端面に取り付けられた切削チップをさらに備える請求項8記載の切削ビット。
【請求項11】
前記切削チップの底の直径を該切削チップの該底の位置における前記本体の直径で割った値が、0.72〜0.95である請求項10記載の切削ビット。
【請求項12】
前記切削ビットの直径を前記リングの外径で割った値が、0.60〜0.80である請求項10記載の切削ビット。
【請求項13】
先端面及び筒状側面部分を有する本体であって、該筒状側面部分が該先端面の下側で該本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を含む本体と、
前記先端面に取り付けられた切削チップと、
前記肩部の先端面にて前記本体に取り付けられ、前記本体より硬いリングとを備え、
前記切削チップの底の直径を該切削チップの該底の位置における前記本体の直径で割った値が、0.72〜0.95である、
切削ビット。
【請求項14】
前記本体は前記第1の肩部の下側に第2の肩部を含み、前記本体の直径は該第2の肩部の上側が該第2の肩部よりも大きくないものであり、
前記第2の肩部の先端面にて前記本体に取り付けられた第2のリングを備える請求項13記載の切削ビット。
【請求項15】
前記切削ビットの直径を前記リングの外径で割った値が、0.60〜0.80である請求項13記載の切削ビット。
【請求項16】
先端面及び筒状側面部分を有する本体であって、該筒状側面部分が該先端面の下側で該本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を含む本体と、
前記先端面に取り付けられた切削チップと、
前記肩部の先端面にて前記本体に取り付けられ、前記本体より硬いリングとを備え、
前記切削ビットの直径を前記リングの外径で割った値が、0.60〜0.80である、
切削ビット。
【請求項17】
前記本体は前記第1の肩部の下側に第2の肩部を含み、前記本体の直径は該第2の肩部の上側が該第2の肩部よりも大きくないものであり、
前記第2の肩部の先端面にて前記本体に取り付けられた第2のリングを備える請求項16記載の切削ビット。
【請求項18】
先端面及び側面を有する本体であって、該側面が、該先端面の下側で該本体の中心軸に対して略垂直に延びる第1の肩部と、前記第1の肩部の下側の第2の肩部とを含み、該本体の直径は、該第1の肩部の上側が該第1の肩部よりも大きくないものであり、該第2の肩部の上側が該第2の肩部よりも大きくないものである本体と、
前記第1の肩部及び前記第2の肩部の先端面にて前記本体にそれぞれ取り付けられた第1のリング及び第2のリングと、
を備える切削ビット。
【請求項19】
前記先端面と前記リングの先端との間の距離を前記先端面と前記本体の底面との間の距離で割った値が、0.15〜0.5である請求項18記載の切削ビット。
【請求項20】
前記先端面に取り付けられた切削チップをさらに備える請求項18記載の切削ビット。
【請求項21】
前記切削チップの底の直径を該切削チップの該底の位置における前記本体の直径で割った値が、0.72〜0.95である請求項18記載の切削ビット。
【請求項22】
前記第1のリングの外径に対する前記切削ビットの直径が0.60〜0.80である請求項18記載の切削ビット。
【請求項23】
前記第1及び第2のリングが前記本体より硬い請求項18記載の切削ビット。
【請求項24】
切削ビットに取り付けられる切削チップであって、
基部と、
略凸形状の先端部と、
前記基部と前記先端部との間に延びる略凹形状の側部と、
を備える切削チップ。
【請求項25】
基部、略凸形状の先端部、及び該基部と該先端部との間に延びて交差点で該先端部に交差する略凹形状の側部を有する切削チップと、
前記切削チップを取り付けた先端面、底部、及び該先端面の下側で本体の中心軸に対して略垂直に延びる肩部を有する本体と、
前記肩部の先端面にて前記本体に取り付けられ、前記本体より硬いリングとを備え、
前記交差点と前記底部とによって画定される仮想円錐部の内側に前記リングが配設される、
切削ビット。
【請求項26】
前記先端部と前記底部との間にある全ての部分が、前記仮想円錐部の略内側に配設される請求項25記載の切削ビット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公表番号】特表2007−502714(P2007−502714A)
【公表日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−523163(P2006−523163)
【出願日】平成16年8月11日(2004.8.11)
【国際出願番号】PCT/SE2004/001184
【国際公開番号】WO2005/017317
【国際公開日】平成17年2月24日(2005.2.24)
【出願人】(505277521)サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ (284)
【Fターム(参考)】