JPH06264688A - シールド掘削機用カッタヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カッタビット背面への掘削土砂の圧接を防止
して耐久性の向上を図ったシールド掘削機用カッタヘッ
ドを提供する。 【構成】 シールド掘削機の切羽部前面にその回転軸か
ら放射状にスポークが取付られ、そのスポークの回転方
向前側及び後側に正転用カッタビット及び逆転用カッタ
ビットが取付けられたシールド掘削機用カッタヘッドに
おいて、少なくとも逆転用カッタビット４１の背面に切
削方向に対して所定の逃げ角αで、厚さＴ、背面に対す
る角度βの掘削土砂切削刃４７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシールド掘削機の切羽部
前面に取付けられたシールド掘削機用カッタヘッドに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図６に一般的なシールド掘削機のカッタ
ヘッドの正面、図７に図６のVII−VII、図８乃至図１０
に従来のカッタビットの概略を示す。

【０００３】シールド掘削機は前面の切羽部に装着され
たカッタヘッドが回転することにより地盤を掘削し、そ
の掘削して形成したトンネル内壁にセグメントを構築
し、且つ、セグメントより反力を取って掘削機本体のシ
ールドジャッキによって前進することができるようにな
っている。図６に示すように、このカッタヘッド１１に
おいて、カッタフェース１２には回転軸１３から放射状
に３本のカッタスポーク１４が取付けられている。各カ
ッタスポーク１４には複数の正転用カッタビット１５及
び逆転用カッタビット１６が取付けられている。また、
カッタフェース１２には各カッタスポーク１４の両側に
位置してカッタビット１５，１６による掘削土砂を排出
するスリット１７が形成されている。

【０００４】即ち、カッタスポーク１４にはその正回転
方向Ｆ側を向いて正転用カッタビット１５が複数並んで
取付けられ、カッタスポーク１４の逆回転方向Ｂ側を向
いて逆転用カッタビット１６が複数並んで、且つ、正転
用カッタビット１５と対応して取付けられている。図７
に示すように、カッタスポーク１４は四角い筒形状をな
し、このカッタスポーク１４に固定ボルト１８により各
カッタビット１５，１６が固定されている。カッタビッ
ト１５，１６は、図８に示すように、シャンク材にて形
成されたカッタビット本体２１の先端部にろう付け剤２
２によって超硬質チップ２３が取付けられて構成されて
いる。この超硬質チップ２３は土砂を掘削するためにタ
ングステンカーバイト等を主成分として形成されてい
る。２４は取付孔である。

【０００５】このように構成されたカッタヘッド１１に
おいて、回転軸１３が正回転（図６及び図７において矢
印Ｆ方向）して各カッタスポーク１４に取付けられたカ
ッタビット１５，１６が回転すると、カッタビット１５
のチップ２３が切羽面２６を掘削して新しい切羽面２７
を形成していく。そして、このときに発生する掘削土砂
２８はスリット１７に入って排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のカッタヘッドにおいて、このカッタヘッド１１は回
転するだけではなく、シールド掘削機によって前方への
推進力が与えられており、前方（図７において上方）に
推進しながらカッタビット１５により土砂を掘削してい
く。従って、カッタヘッド１１（シールド掘削機）の推
進方向に直交する垂直面２９に対して切羽面２７は所定
角度θだけ傾斜して形成されることとなる。そのため、
図６に示すように、正転用カッタビット１５と逆転用カ
ッタビット１６の取付高さが同一であるので、土砂を掘
削する正転用カッタビット１５に対して、使用していな
い逆転用カッタビット１６は背面が切羽面２７に常時圧
接することとなる。

【０００７】すると、図８に示すように、カッタビット
１６の背面に切羽面２７の土砂が圧接することで、その
部分が磨耗して抉り取られて空間部３０が形成され、チ
ップ２３が脱落してしまうという問題があった。そこ
で、図９に示すように、カッタビット１６の背面に補強
用の肉盛り部３１を形成したり、図１０に示すように、
カッタビット１６の背面に補強用の肉盛り部３２をＷ字
形状に形成したりしたものが提案されている。しかし、
両者共に補強としては不十分であり、長期使用に当たっ
て、図８及び図９の示すように、背面に抉り取られて空
間部３０が形成されてしまい、前述と同様の問題が発生
してしまう。

【０００８】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、カッタビット背面への掘削土砂の圧接を防止
して耐久性の向上を図ったシールド掘削機用カッタヘッ
ドを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のシールド掘削機用カッタヘッドは、シール
ド掘削機の切羽部前面にその回転軸から放射状にスポー
クが取付られ、該スポークの回転方向前側及び後側に該
回転方向を向いて正転及び逆転用カッタビットが取付け
られたシールド掘削機用カッタヘッドにおいて、少なく
とも前記逆転用カッタビットの背面に切削方向に対して
所定の逃げ角を有する掘削土砂切削刃が形成されたこと
を特徴とするものである。

【００１０】

【作用】逆転用カッタビットの背面に掘削土砂切削刃が
形成されたことで、シールド掘削機の推進に伴う正転用
カッタビットによる土砂の掘削時に、逆転用カッタビッ
トの背面に接触する掘削土砂は切削刃によって掘削され
て排除され、この逆転用カッタビットの背面の磨耗が防
止される。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１２】図１に本発明の第１実施例に係るシールド
掘削機用カッタヘッドを表すカッタビットの概略、図２
に図１のII−II断面を示す。

【００１３】本実施例のシールド掘削機用カッタヘッド
にあっては、少なくとも逆転用カッタビットの背面に切
削方向に対して所定の逃げ角を有する掘削土砂切削刃が
形成されている。即ち、図１及び図２に示すように、逆
転用カッタビット４１において、シャンク材によって形
成されたカッタビット本体４２の先端部にはろう付け剤
４３によって超硬質チップ４４が取付けられており、こ
の超硬質チップ４４は土砂を掘削するためにタングステ
ンカーバイト等を主成分として形成されている。なお、
４５は図示しないカッタヘッドへの取付孔である。

【００１４】また、このカッタビット４１の背面にはカ
ッタヘッドによる切削方向に対して所定の逃げ角を有す
る掘削土砂切削刃が形成されている。即ち、カッタビッ
ト４１の背面にはチップ４４に隣接して平面視が三角形
状をなす硬化させた肉盛り部４６が形成されており、そ
の肉盛り部４６におけるチップ４４と反対側の端面が掘
削土砂切削刃４７となっている。この掘削土砂切削刃４
７はカッタヘッドによる切削方向Ｆに対して角度αに形
成されており、その厚さはＴで、カッタビット４１の背
面に対して角度βに形成されている。

【００１５】従って、図示しない正転用カッタビットが
土砂を掘削するときに、逆転用カッタビット４１の背面
に土砂の切羽面が圧接する。このとき、掘削土砂はカッ
タビット４１の背面に形成された掘削土砂切削刃４７に
よって掘削され、図１に矢印で示すように、カッタビッ
ト４１の両側方に排除されてこのカッタビット１の背面
が磨耗することはない。

【００１６】図３に本発明の第２実施例に係るシールド
掘削機用カッタヘッドを表すカッタビットの概略を示
す。図３に示すように、本実施例のカッタビット５１に
おいて、カッタビット本体５２の先端部にはろう付け剤
５３によって超硬質チップ５４が取付けられており、カ
ッタビット本体５２の基端部には図示しないカッタヘッ
ドへの取付孔５５が形成されている。また、このカッタ
ビット５１の背面には平面視がくの字形状をなす一対の
肉盛り部５６が形成されており、その肉盛り部５６が掘
削土砂切削刃となっている。この掘削土砂切削刃５７
は、前述と同様に、カッタヘッドによる切削方向Ｆに対
して角度αに形成されており、その厚さはＴで、カッタ
ビット５１の背面に対して角度βに形成されている。

【００１７】従って、土砂掘削時にカッタビット５１の
背面に圧接する土砂はこの一対の掘削土砂切削刃５６に
よって掘削され、図３に矢印で示すように、カッタビッ
ト５１の両側方に排除される。

【００１８】図４に本発明の第３実施例に係るシールド
掘削機用カッタヘッドを表すカッタビットの平面、図５
に図４のＶ−Ｖ断面を示す。図４及び図５に示すよう
に、本実施例のカッタビット６１において、カッタビッ
ト本体６２の先端部にはろう付け剤６３によって超硬質
チップ６４が取付けられており、カッタビット本体６２
の基端部には図示しないカッタヘッドへの取付孔６５が
形成されている。また、このカッタビット６１の背面に
は凹部６６が形成されており、この凹部６６にはろう付
け剤６７によって平面視が三角形状をなす超硬質チップ
６８が取付けられており、その超硬質チップ６８が掘削
土砂切削刃となっている。この掘削土砂切削刃６８は、
前述と同様に、カッタヘッドによる切削方向Ｆに対して
角度αに形成されており、その厚さはＴで、カッタビッ
ト６１の背面に対して角度βに形成されている。

【００１９】従って、土砂掘削時にカッタビット６１の
背面に圧接する土砂はこの一対の掘削土砂切削刃６８に
よって掘削され、図４に矢印で示すように、カッタビッ
ト６１の両側方に排除される。

【００２０】なお、上述の実施例において、掘削土砂切
削刃をカッタビット本体の中心から左右両側に角度α傾
斜させて形成したが、カッタビット本体の側部から一方
にのみ角度α傾斜させて形成しても良いものである。ま
た、掘削土砂切削刃の形成方法も硬化肉盛りやチップの
埋め込みに限るものではなく、他の方法でも良いもので
ある。更に、本実施例では、掘削土砂切削刃を逆転用カ
ッタビットの背面に形成したが、正転用カッタビットの
背面に形成しても良いものである。

【００２１】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のシールド掘削機のカッタヘッドによれば、
シールド掘削機の切羽部前面のスポークに回転方向前側
及び後側に正転及び逆転用カッタビットを取付け、少な
くとも逆転用カッタビットの背面に切削方向に対して所
定の逃げ角を有する掘削土砂切削刃を形成したので、シ
ールド掘削機の推進に伴う正転用カッタビットによる土
砂の掘削時に逆転用カッタビットの背面に接触する掘削
土砂が切削刃によって掘削されて排除され、この逆転用
カッタビットの背面の磨耗が防止され、耐久性の向上を
図ることができる。また、逆転用カッタビットの背面の
磨耗が防止されることで、シールド掘削機の掘進速度を
上げて作業能率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るシールド掘削機用カ
ッタヘッドを表すカッタビットの斜視図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】本発明の第２実施例に係るシールド掘削機用カ
ッタヘッドを表すカッタビットの斜視図である。

【図４】本発明の第３実施例に係るシールド掘削機用カ
ッタヘッドを表すカッタビットの平面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】一般的なシールド掘削機のカッタヘッドの正面
図である。

【図７】図６のVII−VII図である。

【図８】従来のカッタビットの斜視図である。

【図９】従来のカッタビットの斜視図である。

【図１０】従来のカッタビットの斜視図である。

【符号の説明】

４１，５１，６１ カッタビット ４２，５２，６２ カッタビット本体 ４４，５４，６４ チップ ４７，５６，５７，６８ 掘削土砂切削刃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘削機の切羽部前面にその回転
   軸から放射状にスポークが取付られ、該スポークの回転
   方向前側及び後側に該回転方向を向いて正転及び逆転用
   カッタビットが取付けられたシールド掘削機用カッタヘ
   ッドにおいて、少なくとも前記逆転用カッタビットの背
   面に切削方向に対して所定の逃げ角を有する掘削土砂切
   削刃が形成されたことを特徴とするシールド掘削機用カ
   ッタヘッド。