JPH0978986A - 層状チップを備えたカッタービット - Google Patents
層状チップを備えたカッタービットInfo
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- JPH0978986A JPH0978986A JP23665995A JP23665995A JPH0978986A JP H0978986 A JPH0978986 A JP H0978986A JP 23665995 A JP23665995 A JP 23665995A JP 23665995 A JP23665995 A JP 23665995A JP H0978986 A JPH0978986 A JP H0978986A
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超硬合金製チップを装着したカッタービット
において、同カッタービットのチップの摩耗の進行度を
遅くすることにより、カッタービットの寿命を延長し、
交換頻度を少なくして掘削作業の効率化をなす。 【解決手段】 超硬合金製のチップを台金にろう付けし
てなる掘削機用カッタービットにおいて、上記超硬合金
製チップは、複数層のチップ片を同チップ片間に銅板を
挿入してろう付けされてなる多層チップに構成されると
ともに、上記各超硬合金製チップ片を、硬さ、靱性等の
材質が異なるように構成して、チップ片の同時欠損を阻
止し、チップ全体としての寿命を延長する。
において、同カッタービットのチップの摩耗の進行度を
遅くすることにより、カッタービットの寿命を延長し、
交換頻度を少なくして掘削作業の効率化をなす。 【解決手段】 超硬合金製のチップを台金にろう付けし
てなる掘削機用カッタービットにおいて、上記超硬合金
製チップは、複数層のチップ片を同チップ片間に銅板を
挿入してろう付けされてなる多層チップに構成されると
ともに、上記各超硬合金製チップ片を、硬さ、靱性等の
材質が異なるように構成して、チップ片の同時欠損を阻
止し、チップ全体としての寿命を延長する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削用シ
ールド掘進機、トンネルボーリングマシン、等の各種掘
削機械に取付けられるカッタービットのうち、超硬合金
製のチップを装着したカッタービットに関する。
ールド掘進機、トンネルボーリングマシン、等の各種掘
削機械に取付けられるカッタービットのうち、超硬合金
製のチップを装着したカッタービットに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】各種掘削機に取付けら
れるカッタービットは、硬質岩盤等の掘削に対応するた
め、先端に超硬合金をろう付けされたものが多用されて
いる。
れるカッタービットは、硬質岩盤等の掘削に対応するた
め、先端に超硬合金をろう付けされたものが多用されて
いる。
【０００３】図５にはかかる超硬合金製のカッタービッ
ト１０の従来の１例が示されている。図において１は鋼
材からなる台金、２は同台金の先端にろう付け３により
固着された超硬合金製チップである。
ト１０の従来の１例が示されている。図において１は鋼
材からなる台金、２は同台金の先端にろう付け３により
固着された超硬合金製チップである。
【０００４】上記従来のカッタービット１０によってト
ンネル掘削を行う場合、掘削に伴ってカッタービット１
０が摩耗するとともに、岩礫が混在した土質や硬地盤で
は超硬合金製のチップ２が衝撃的な荷重によって欠損す
ることがある。図６には、図５に示されるような単層の
超硬合金製チップ２が欠損摩耗した状況を示す。同図に
おいて４が欠損摩耗部である。
ンネル掘削を行う場合、掘削に伴ってカッタービット１
０が摩耗するとともに、岩礫が混在した土質や硬地盤で
は超硬合金製のチップ２が衝撃的な荷重によって欠損す
ることがある。図６には、図５に示されるような単層の
超硬合金製チップ２が欠損摩耗した状況を示す。同図に
おいて４が欠損摩耗部である。
【０００５】図６に示すように、超硬合金製チップ２が
欠損すると、鋼製の台金１は耐摩耗性が小さいために摩
耗し易く、カッタービット１０は早期に図６に示すよう
な状態となって、カッタービットとしての機能が失われ
る。したがって、従来のカッタービット１０にあって
は、超硬合金製チップ２が欠損を起すと、極めて短寿命
となる。
欠損すると、鋼製の台金１は耐摩耗性が小さいために摩
耗し易く、カッタービット１０は早期に図６に示すよう
な状態となって、カッタービットとしての機能が失われ
る。したがって、従来のカッタービット１０にあって
は、超硬合金製チップ２が欠損を起すと、極めて短寿命
となる。
【０００６】図５，６に示されるような単層のチップを
備えたカッタービットの他に、例えば実開平６−１２５
９７号あるいは実開平６−７４６９７号にて提案されて
いるような、超硬合金製のチップを多層に分割して台金
にろう付けしてなるカッタービットがある。
備えたカッタービットの他に、例えば実開平６−１２５
９７号あるいは実開平６−７４６９７号にて提案されて
いるような、超硬合金製のチップを多層に分割して台金
にろう付けしてなるカッタービットがある。
【０００７】しかしながら上記多層チップを固着してな
るカッタービットは、同一材質の超硬合金製チップ片を
層状にろう付けして構成されているため、各チップ片で
耐欠損性能が同等となり、同時に欠損を起こし易く、カ
ッタービットの寿命延長効果は少ない。
るカッタービットは、同一材質の超硬合金製チップ片を
層状にろう付けして構成されているため、各チップ片で
耐欠損性能が同等となり、同時に欠損を起こし易く、カ
ッタービットの寿命延長効果は少ない。
【０００８】上記のように、カッタービット１０が欠損
または摩耗によってその機能を喪失すると、トンネル掘
削能力が無くなるため、トンネルの掘削を停止するとと
もに、トンネル掘削機を一たん後退させてカッタービッ
トの交換が行われる。この際において、切羽が軟土質の
場合には、地盤を自立させるために液体窒素による地盤
凍結を行わなければならない。したがって、上記カッタ
ービットの欠損は、トンネル施工の大幅な遅延と、カッ
タービットの交換、補修に伴う掘削費用の増大をもたら
す。
または摩耗によってその機能を喪失すると、トンネル掘
削能力が無くなるため、トンネルの掘削を停止するとと
もに、トンネル掘削機を一たん後退させてカッタービッ
トの交換が行われる。この際において、切羽が軟土質の
場合には、地盤を自立させるために液体窒素による地盤
凍結を行わなければならない。したがって、上記カッタ
ービットの欠損は、トンネル施工の大幅な遅延と、カッ
タービットの交換、補修に伴う掘削費用の増大をもたら
す。
【０００９】本発明の目的は、超硬合金製チップを装着
したカッタービットにおいて、同カッタービットのチッ
プの摩耗の進行度を遅くすることにより、カッタービッ
トの寿命を延長し、交換頻度を少なくして掘削作業の効
率化をなすことにある。
したカッタービットにおいて、同カッタービットのチッ
プの摩耗の進行度を遅くすることにより、カッタービッ
トの寿命を延長し、交換頻度を少なくして掘削作業の効
率化をなすことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする手段は、超硬合金製のチ
ップを台金にろう付けしてなる掘削機用カッタービット
において、上記超硬合金製チップは、複数層のチップ片
を同チップ片間に銅板を挿入してろう付けされてなる多
層チップに構成されるとともに、上記各超硬合金製チッ
プ片を、硬さ、靱性等の材質が異なるもので構成したこ
とを特徴とする層状チップを備えたカッタービットにあ
る。
決するもので、その要旨とする手段は、超硬合金製のチ
ップを台金にろう付けしてなる掘削機用カッタービット
において、上記超硬合金製チップは、複数層のチップ片
を同チップ片間に銅板を挿入してろう付けされてなる多
層チップに構成されるとともに、上記各超硬合金製チッ
プ片を、硬さ、靱性等の材質が異なるもので構成したこ
とを特徴とする層状チップを備えたカッタービットにあ
る。
【００１１】上記手段によれば、掘削作業中、外層（最
先端層）のカッタービットチップ片が欠損摩耗しても、
これの内層側のチップ片が掘削機能を果たすので、カッ
タービットの交換を必要とせず、カッタービット交換の
ための工程が省略でき掘削作業が効率化される。
先端層）のカッタービットチップ片が欠損摩耗しても、
これの内層側のチップ片が掘削機能を果たすので、カッ
タービットの交換を必要とせず、カッタービット交換の
ための工程が省略でき掘削作業が効率化される。
【００１２】また材質の異なる超硬合金製のチップ片を
層状に組合せているので、掘削部の土質層に適合した硬
さと靱性とを備えたチップ片を掘削土質層の変化に対応
して組合せることができ、多層のチップ片が同時に欠損
することは無く、これによってチップ片の耐久性が向上
し、併せて上記のように欠損、摩耗したチップ片に代え
て他層のチップ片が掘削機能を果たすことから層状チッ
プ全体としての寿命が大幅に延長される。
層状に組合せているので、掘削部の土質層に適合した硬
さと靱性とを備えたチップ片を掘削土質層の変化に対応
して組合せることができ、多層のチップ片が同時に欠損
することは無く、これによってチップ片の耐久性が向上
し、併せて上記のように欠損、摩耗したチップ片に代え
て他層のチップ片が掘削機能を果たすことから層状チッ
プ全体としての寿命が大幅に延長される。
【００１３】つまり、最外層のチップ片が欠損しても、
次の中間層及びその次の最内層と、順次高靱性とするこ
とができ、このようにすれば順次耐欠損性が高まり、チ
ップ及びカッタービットの長寿命化が達成される。さら
には、トンネル施工部分の土質に対応した超硬合金製チ
ップ片の材質を配列することもでき、このようにすれ
ば、砂礫層での欠損防止及び粘土質での摩耗を最小限に
押えることができることとなる。
次の中間層及びその次の最内層と、順次高靱性とするこ
とができ、このようにすれば順次耐欠損性が高まり、チ
ップ及びカッタービットの長寿命化が達成される。さら
には、トンネル施工部分の土質に対応した超硬合金製チ
ップ片の材質を配列することもでき、このようにすれ
ば、砂礫層での欠損防止及び粘土質での摩耗を最小限に
押えることができることとなる。
【００１４】さらに１つのチップ片に亀裂が生じても、
チップ片間に挿入した軟質の銅板の部位で亀裂が制止さ
れることとなり、他のチップ片は亀裂から保護される。
チップ片間に挿入した軟質の銅板の部位で亀裂が制止さ
れることとなり、他のチップ片は亀裂から保護される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を詳細に説明する。図１には本発明の実施の第１形
態に係るカッタービットの側面図が示されている。
形態を詳細に説明する。図１には本発明の実施の第１形
態に係るカッタービットの側面図が示されている。
【００１６】図１において、１は鋼材からなる台金、５
ａ、５ｂ、５ｃは超硬合金からなるチップ片（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）である。上記各チップ片５ａ，５ｂ，５
ｃは層状に組合わされ、各チップ片間には薄肉銅板６が
挿入され、上記台金１にろう付け３により固着されると
ともに、各チップ片間も上記銅板６を介してろう付けし
て固着されている。
ａ、５ｂ、５ｃは超硬合金からなるチップ片（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）である。上記各チップ片５ａ，５ｂ，５
ｃは層状に組合わされ、各チップ片間には薄肉銅板６が
挿入され、上記台金１にろう付け３により固着されると
ともに、各チップ片間も上記銅板６を介してろう付けし
て固着されている。
【００１７】さらに上記層状に組合わされた超硬合金製
チップ片（Ａ）５ａ，（Ｂ）５ｂ，（Ｃ）５ｃは、少な
くとも硬さ及び靱性が異なるように、つまり材質が異な
るように構成されている。
チップ片（Ａ）５ａ，（Ｂ）５ｂ，（Ｃ）５ｃは、少な
くとも硬さ及び靱性が異なるように、つまり材質が異な
るように構成されている。
【００１８】上記チップ片（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の材
質の組合せの好適例は次の通りである。
質の組合せの好適例は次の通りである。
【００１９】 硬さ：ＨＶ 靱性：KIC(Kgf/mm3/2) 先端のチップ片（Ａ） １２００〜１３００ ≧３０（ＪＩＳＥ３相当） 中央のチップ片（Ｂ） １１００〜１２００ ≧４０（ＪＩＳＥ４相当） 内側のチップ片（Ｃ） １０００〜１１００ ≧５０（ＪＩＳＥ５相当） 上記のように、この実施形態における３層のチップ片
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、カッタービット１０の先端
側のチップ片（Ａ）５ａが最も硬さが高く、靱性が低
く、内側になるに従い硬さが低く、靱性が高くなるよう
に構成される。上記チップ片は４枚以上装着することも
でき、この場合も上記と同様な材質に構成される。
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、カッタービット１０の先端
側のチップ片（Ａ）５ａが最も硬さが高く、靱性が低
く、内側になるに従い硬さが低く、靱性が高くなるよう
に構成される。上記チップ片は４枚以上装着することも
でき、この場合も上記と同様な材質に構成される。
【００２０】上記のように、本発明の実施形態にあって
は、超硬合金製多層状チップの各チップ片（Ａ）５ａ，
（Ｂ）５ｂ，（Ｃ）５ｃの材質を変え、その好適な組合
せとして、上記のような、最先端層のチップ片（Ａ）５
ａを高硬度低靱性、中間層（Ｂ）５ｂを中硬度中靱性、
最内層（Ｃ）５ｃを低硬度高靱性のような組合せとして
いる。このような材質の組合せによれば硬地盤掘削時に
最先端層のチップ片（Ａ）５ａが欠損しても、次の中間
層５（Ｂ）、さらにその次の最内層５（Ｃ）が、順次よ
り高靱性となっているので、何れかの層で耐欠損性を有
し、カッタービットとしての機能は損われない。また、
トンネル施工部の土質分布に応じて、土質の順番に対応
した超硬合金製のチップ片材質を配列しておけば、硬地
盤部分は低硬度高靱性によって掘削して欠損を防止し、
軟土質部分に達したら高硬度低靱性材によって掘削して
摩耗を最小限に抑制し、効率の良い掘削が可能となる。
は、超硬合金製多層状チップの各チップ片（Ａ）５ａ，
（Ｂ）５ｂ，（Ｃ）５ｃの材質を変え、その好適な組合
せとして、上記のような、最先端層のチップ片（Ａ）５
ａを高硬度低靱性、中間層（Ｂ）５ｂを中硬度中靱性、
最内層（Ｃ）５ｃを低硬度高靱性のような組合せとして
いる。このような材質の組合せによれば硬地盤掘削時に
最先端層のチップ片（Ａ）５ａが欠損しても、次の中間
層５（Ｂ）、さらにその次の最内層５（Ｃ）が、順次よ
り高靱性となっているので、何れかの層で耐欠損性を有
し、カッタービットとしての機能は損われない。また、
トンネル施工部の土質分布に応じて、土質の順番に対応
した超硬合金製のチップ片材質を配列しておけば、硬地
盤部分は低硬度高靱性によって掘削して欠損を防止し、
軟土質部分に達したら高硬度低靱性材によって掘削して
摩耗を最小限に抑制し、効率の良い掘削が可能となる。
【００２１】また、夫々の超硬合金製チップ片の間には
銅板６を挿入してあるので、隣接のチップ片５ａ−５ｂ
が亀裂を起しても、この亀裂は銅板６の部分で停止し、
隣接するチップ片に悪影響を及ぼすことはない。すなわ
ち、上記銅板は、亀裂進展の停止効果を有する。
銅板６を挿入してあるので、隣接のチップ片５ａ−５ｂ
が亀裂を起しても、この亀裂は銅板６の部分で停止し、
隣接するチップ片に悪影響を及ぼすことはない。すなわ
ち、上記銅板は、亀裂進展の停止効果を有する。
【００２２】図２は上記層状チップ５を備えたカッター
ビット１０の最先端のチップ片（Ａ）５ａが欠損摩耗し
た段階の状況を示す。図に示されるように、上記チップ
片（Ａ）が欠損しても中間層のチップ片（Ｂ）５ｂによ
って掘削することができる。
ビット１０の最先端のチップ片（Ａ）５ａが欠損摩耗し
た段階の状況を示す。図に示されるように、上記チップ
片（Ａ）が欠損しても中間層のチップ片（Ｂ）５ｂによ
って掘削することができる。
【００２３】図３には本発明の実施の第２形態が示され
ている。また、図４には、この第２形態に係るカッター
ビットによって施工されるトンネル施工部分７の土質が
示されており、この土質は前半では砂礫層８、後半では
粘土質９となっている。尚７１は施工済トンネルであ
る。図３に示されるカッタービット１０は、図４のトン
ネル施工部分７に対応して、２層の超硬合金製チップ片
（Ｄ），（Ｅ）としたものであり、外層（先端）の超硬
合金製チップ片（Ｄ）５ｄと内層の超硬合金製チップ片
（Ｅ）５ｅとが銅板６を挿入したろう付けによって接合
されている。
ている。また、図４には、この第２形態に係るカッター
ビットによって施工されるトンネル施工部分７の土質が
示されており、この土質は前半では砂礫層８、後半では
粘土質９となっている。尚７１は施工済トンネルであ
る。図３に示されるカッタービット１０は、図４のトン
ネル施工部分７に対応して、２層の超硬合金製チップ片
（Ｄ），（Ｅ）としたものであり、外層（先端）の超硬
合金製チップ片（Ｄ）５ｄと内層の超硬合金製チップ片
（Ｅ）５ｅとが銅板６を挿入したろう付けによって接合
されている。
【００２４】外層の超硬合金製チップ片（Ｄ）５ｄは砂
礫層８を掘削するためのものであり、耐欠損性が必要と
なるので、硬さＨＶ９００〜１０００（ＪＩＳＥ５より
低硬度）として靱性を高めた材質にて構成する。また、
内層の超硬合金製チップ片（Ｅ）５ｅは粘土質９を掘削
するためのものであり、欠損の可能性は極めて小さいの
で、硬さＨＶ１２００〜１３００（ＪＩＳＥ３相当）と
高めて耐摩耗性を確保する。
礫層８を掘削するためのものであり、耐欠損性が必要と
なるので、硬さＨＶ９００〜１０００（ＪＩＳＥ５より
低硬度）として靱性を高めた材質にて構成する。また、
内層の超硬合金製チップ片（Ｅ）５ｅは粘土質９を掘削
するためのものであり、欠損の可能性は極めて小さいの
で、硬さＨＶ１２００〜１３００（ＪＩＳＥ３相当）と
高めて耐摩耗性を確保する。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、複数の超硬合金製チップ片を層状にし
てろう付けしているので、外層側の超硬合金製チップ片
が欠損摩耗しても、次の層のチップ片が掘削機能を果す
ため、超硬合金製単層チップにて構成された従来のカッ
タービットに較べ寿命が延長される。
本発明によれば、複数の超硬合金製チップ片を層状にし
てろう付けしているので、外層側の超硬合金製チップ片
が欠損摩耗しても、次の層のチップ片が掘削機能を果す
ため、超硬合金製単層チップにて構成された従来のカッ
タービットに較べ寿命が延長される。
【００２６】また、材質の異なるチップ片を層状に組合
せているので、掘削部の土質層に適合した材質（硬さ、
靱性等）を備えたチップ片を掘削土質の変化に対応して
組合せることができることから、チップ片自体の耐久性
が向上し、かつ多層のチップ片が同時に欠損することは
無く、層状のチップ全体の寿命が大幅に延長される。
せているので、掘削部の土質層に適合した材質（硬さ、
靱性等）を備えたチップ片を掘削土質の変化に対応して
組合せることができることから、チップ片自体の耐久性
が向上し、かつ多層のチップ片が同時に欠損することは
無く、層状のチップ全体の寿命が大幅に延長される。
【００２７】さらに超硬合金製チップ片間に挿入した銅
板は亀裂進展阻止効果を有し、外層側のチップ片が亀裂
を起しても、この亀裂の内層側のチップ片への進展が阻
止される。
板は亀裂進展阻止効果を有し、外層側のチップ片が亀裂
を起しても、この亀裂の内層側のチップ片への進展が阻
止される。
【００２８】従って本発明によれば、カッタービットの
寿命が従来のものに較べて大幅に延長され、チップの欠
損、摩耗によるカッタービットの交換の頻度が低減さ
れ、掘削作業能率の向上と掘削費用の低減が実現でき
る。
寿命が従来のものに較べて大幅に延長され、チップの欠
損、摩耗によるカッタービットの交換の頻度が低減さ
れ、掘削作業能率の向上と掘削費用の低減が実現でき
る。
【図１】本発明の実施の第１形態に係るカッタービット
の構造図。
の構造図。
【図２】上記実施形態に係るカッタービットの欠損状況
図。
図。
【図３】本発明の実施の第２形態に係るカッタービット
の構造図。
の構造図。
【図４】上記第２形態に係るカッタービットを使用する
トンネル施工部分の土質分布図。
トンネル施工部分の土質分布図。
【図５】従来のカッタービットの構造図。
【図６】従来のカッタービットの欠損状況図。
１ 台金 ３ ろう付け部 ５ 層状チップ ５ａ チップ片（Ａ） ５ｂ チップ片（Ｂ） ５ｃ チップ片（Ｃ） ５ｄ チップ片（Ｄ） ５ｅ チップ片（Ｅ） ６ 銅板 １０ カッタービット
Claims (1)
- 【請求項１】 超硬合金製のチップを台金にろう付けし
てなる掘削機用カッタービットにおいて、上記超硬合金
製チップは、複数層のチップ片を同チップ片間に銅板を
挿入してろう付けされてなる多層チップに構成されると
ともに、上記各超硬合金製チップ片を、硬さ、靱性等の
材質が異なるもので構成したことを特徴とする層状チッ
プを備えたカッタービット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23665995A JPH0978986A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 層状チップを備えたカッタービット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23665995A JPH0978986A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 層状チップを備えたカッタービット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0978986A true JPH0978986A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=17003893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23665995A Withdrawn JPH0978986A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 層状チップを備えたカッタービット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0978986A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007224549A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Tungaloy Corp | ビット |
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- 1995-09-14 JP JP23665995A patent/JPH0978986A/ja not_active Withdrawn
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