JPH10246093A - ローラカッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カッター刃先部に取付けた超硬チップの脱落
を防止し得るようにする。 【解決手段】 ローラカッター本体１６のカッター刃先
部１７に切欠き２１を形成し、該切欠き２１に超硬チッ
プ２０を嵌め込み、該超硬チップ２０をカッター刃先部
１７に対してロー付け固定するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ローラカッタに関
するものであり、より詳しくは、カッター刃先部に取付
けた超硬チップの脱落を防止し得るようにしたローラカ
ッタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】土中にトンネルを掘るために、従来よ
り、シールド掘進機が使われている。

【０００３】上記シールド掘進機は、図８に示すよう
に、筒形のシールドフレーム１の先端面にカッター２が
取付けられた面板３を回転自在に取付けて、面板３を回
転させることにより、カッター２で土砂を掘削するよう
にし、シールドフレーム１の内部に設けたセグメント組
立装置４により、カッター２で掘削した掘削坑内に円弧
状をしたセグメント５と呼ばれるコンクリート製などの
ブロックを円形などに組立てて、コンクリート製のトン
ネル６を構築させるようにし、更に、シールドフレーム
１の内部に設けたシールドジャッキ７により、トンネル
６の既設部分の先端に反力を支持させて、シールドフレ
ーム１を推進させるようにしたものである。

【０００４】尚、８は掘削された土砂などを外部へ搬出
させるためのスクリュコンベヤ、９は駆動力伝達機構１
０を介して面板３を回転駆動するためのモータである。

【０００５】そして、シールド掘進機の中には、カッタ
ー２としてより強力なローラカッター１１を備えて、岩
盤などの極く硬い地盤を掘削することができるようにし
たものがある。

【０００６】上記ローラカッター１１は、図９・図１０
に示すように、前記面板３に軸体１２の両端を支持する
ための軸体支持部１３を取付け、該軸体支持部１３に支
持された軸体１２に軸受１４とシール１５とを介してほ
ぼ円筒状のローラカッター本体１６を回転自在に支承
し、ローラカッター本体１６の外周にカッター刃先部１
７となる突条を形成したものである。

【０００７】尚、図９では、カッター刃先部１７が二重
に形成された状態となっているが、カッター刃先部１７
は一重としても三重以上としても良い。

【０００８】該ローラカッター１１は、面板３の回転に
伴って、軸体１２を中心にローラカッター本体１６及び
カッター刃先部１７が回わされることにより、岩盤など
に対して高い掘削能力を得ることが可能となる。

【０００９】そして、ローラカッター１１のカッター刃
先部１７は、従来は、ローラカッター本体１６と一体に
形成して焼入れを行うことにより硬化させたものが用い
られていたが、焼入れでカッター刃先部１７を硬化させ
たとしても耐摩耗性が十分であるとは言えないので、現
在では、図示しないが、焼入鋼でリング状のカッター刃
先部１７を形成してカッター刃先部１７を交換可能とし
たものや、図９・図１０に示すように、カッター刃先部
１７の頂部に焼入鋼よりも１０〜２０倍も耐摩耗性が高
いとされる超硬チップ１８を所定の間隔で圧入などによ
り埋め込んで延命化し得るようにしたものなどが使われ
るようになっている。

【００１０】尚、超硬チップ１８と同じ材質でリング状
のカッター刃先部１７を形成してカッター刃先部１７を
交換可能とすることも考えられるが、超硬チップ１８と
同じ材質は硬い反面、脆いため、リング状に形成した場
合、一箇所にヒビが入っただけで、全体の破損を引き起
こしかねないので、実用化されていない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記カ
ッター刃先部１７頂部に超硬チップ１８を所定の間隔で
複数埋め込んだローラカッター１１には、以下のような
問題があった。

【００１２】即ち、掘削時に岩盤などに直接当たるの
は、カッター刃先部１７の頂部なので、この部分に超硬
チップ１８を所定の間隔で埋め込むことにより、カッタ
ー刃先部１７頂部の摩耗は大幅に低減されるものの、超
硬チップ１８を保持しているカッター刃先部１７の側部
が、岩盤などに直接当たらなくても掘削された岩盤など
の破片によって、図１１に仮想線で示すように摩耗・減
肉されて行くので、摩耗・減肉によってカッター刃先部
１７側部による保持力がなくなって圧入された超硬チッ
プ１８が抜け落ちる可能性がある。

【００１３】そこで、カッター刃先部１７の側部に硬化
肉盛１９を施して、カッター刃先部１７の側部の摩耗を
低減させるようにしているが、硬化肉盛１９では、まだ
摩耗低減効果が十分であるとは言えなかった。

【００１４】本発明は、上述の実情に鑑み、カッター刃
先部に取付けた超硬チップの脱落を防止し得るようにし
たローラカッタを提供することを目的とするものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ローラカッタ
ー本体１６のカッター刃先部１７に形成した所要数の切
欠き２１に超硬チップ２０を嵌め込みロー付け固定した
ことを特徴とするローラカッタにかかるものである。

【００１６】この場合において、カッター刃先部１７
に、ロー付け超硬チップ２０と、圧入式の超硬チップ１
８とが混在して取付けられるようにしても良い。

【００１７】或いは、カッター刃先部１７に、ロー付け
超硬チップ２０のみが取付けられるようにしても良い。

【００１８】又、カッター刃先部１７の切欠き２１とロ
ー付け超硬チップ２０との間に相互に係止し合うチップ
係止部２４を形成するようにしても良い。

【００１９】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００２０】ローラカッター本体１６のカッター刃先部
１７に形成した切欠き２１に超硬チップ２０を嵌め込
み、該超硬チップ２０をカッター刃先部１７に対してロ
ー付け固定することにより、超硬チップの抜けの心配の
ないカッター刃先部１７を作ることが可能となる。

【００２１】カッター刃先部１７に、ロー付け超硬チッ
プ２０と、圧入式の超硬チップ１８とが混在して取付け
られるようにすることも可能である。

【００２２】或いは、カッター刃先部１７に、ロー付け
超硬チップ２０のみが取付けられるようにすることも可
能である。

【００２３】又、カッター刃先部１７の切欠き２１とロ
ー付け超硬チップ２０との間に相互に係止し合うチップ
係止部２４を形成することにより、カッター刃先部１７
とロー付け超硬チップ２０との結合力をより強めること
が可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００２５】図１〜図３は、本発明の第一の実施の形態
である。

【００２６】ローラカッターの基本的な構造について
は、図８〜図１１と同様であるため、同一の部分につい
ては同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【００２７】尚、１９はカッター刃先部１７の表面に施
された硬化肉盛である。

【００２８】本発明では、カッター刃先部１７の頂部
に、超硬チップ２０をロー付けにより取付けるようにす
る。

【００２９】具体的には、カッター刃先部１７の頂部に
取付けられた圧入式の超硬チップ１８に対し、数個に一
個程度の割合でロー付け超硬チップ２０を設けるように
する。

【００３０】尚、図１では圧入式の超硬チップ１８が三
個に対してロー付け超硬チップ２０が一個の割合で設け
られているが、両者の割合はこれに限るものではない。

【００３１】そして、ロー付け超硬チップ２０は、図３
に示すように、カッター刃先部１７の断面形状と同じ
く、先のとがったほぼ三角或形状いは五角形状をしたも
のであり、ローラカッター本体１６の周方向Ａに対して
所要の厚みを有している。

【００３２】そして、カッター刃先部１７に、超硬チッ
プ２０よりも僅かに大きな切欠き２１を形成し、該切欠
き２１に超硬チップ２０を遊嵌して、超硬チップ２０の
底面及び前記周方向Ａの両端面と切欠き２１との間にで
きる間隙に溶融したロー材２２を流し込むことにより、
超硬チップ２０をカッター刃先部１７やローラカッター
本体１６に対して一体的に固着させるようにする。

【００３３】尚、圧入式の超硬チップ１８はほぼ円柱型
をしており、カッター刃先部１７に圧入式の超硬チップ
１８よりも僅かに小さい円柱状のチップ圧入保持用穴２
３を形成し、チップ圧入保持用穴２３の周囲を加熱しつ
つ、チップ圧入保持用穴２３に圧入式の超硬チップ１８
を圧入することにより取付けられている。

【００３４】次に、作動について説明する。

【００３５】ローラカッターによって岩盤を掘削する過
程については図８の場合と同様なので説明を省略する。

【００３６】本発明では、掘削時に岩盤などに直接当た
るのは、カッター刃先部１７の頂部なので、この部分に
圧入式の超硬チップ１８やロー付け超硬チップ２０を所
定の間隔で取付けることにより、カッター刃先部１７頂
部の摩耗を大幅に低減させることができる。

【００３７】そして、圧入式の超硬チップ１８だけだ
と、前記したように、超硬チップ１８を保持しているカ
ッター刃先部１７の側部が、岩盤などに直接当たらなく
ても掘削された岩盤などの破片によって、摩耗・減肉さ
れて行くので、摩耗・減肉によってカッター刃先部１７
側部による保持力がなくなって圧入された超硬チップ１
８が抜け落ちる可能性があるが、本発明では、超硬チッ
プ２０をロー材２２によってカッター刃先部１７やロー
ラカッター本体１６に対し一体的に固着しているので、
全ての圧入式の超硬チップ１８が抜け落ちたとしても、
ロー付け超硬チップ２０を残すことが可能となり、ロー
付け超硬チップ２０だけでも、ある程度の掘削能力を保
つことができる。

【００３８】しかも、上記に加えて、ロー付け超硬チッ
プ２０は、カッター刃先部１７の側部の摩耗を低減し
て、圧入式の超硬チップ１８の抜け落ちを低減・防止す
る効果を発揮することができる。

【００３９】即ち、ロー付け超硬チップ２０を埋め込ま
ない場合、カッター刃先部１７の側部が、ローラカッタ
ー１１の周方向Ａに対しほぼ均等に摩耗されて行くのに
対し、超硬チップ２０をロー付けすると、ロー付け超硬
チップ２０は、カッター刃先部１７と同じ断面形状をし
て側面がカッター刃先部１７の側部にまで及んでいるの
で、少くともロー付け超硬チップ２０側面の周囲の部分
の摩耗が抑えられるようになる。

【００４０】これにより、カッター刃先部１７の側部を
ローラカッター１１の周方向Ａに沿って見た場合、ロー
付け超硬チップ２０側面の周囲が部分的に摩耗し残され
た状態となるため、ロー付け超硬チップ２０を設けた部
分に近い圧入式の超硬チップ１８に対する保持力が残さ
れることとなり、当該圧入式の超硬チップ１８の抜け落
ちを防止することが可能となる。

【００４１】このように、本発明によれば、ローラカッ
ター１１の寿命を延ばすことが可能となる。

【００４２】図４は、本発明の第二の実施の形態であ
り、ロー付け超硬チップ２０及び切欠き２１の側面形状
（ローラカッター１１を軸線方向から見た形状）を、外
周側が上底となり内周側が下底となる台形状などとし
て、カッター刃先部１７の切欠き２１とロー付け超硬チ
ップ２０との間に相互に係止し合うチップ係止部２４を
形成するようにしたものである。

【００４３】このように、チップ係止部２４を形成する
ことによって、ロー付け超硬チップ２０とカッター刃先
部１７との間の結合力をより強めることが可能となり、
又、横力などに対してもチップ係止部２４を形成しない
場合よりも強い構造とすることができる。

【００４４】尚、チップ係止部２４の形状は、台形状に
限るものではない。

【００４５】上記以外については、前記実施の形態と同
様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることが
できる。

【００４６】図５・図６は、本発明の第三の実施の形態
であり、カッター刃先部１７に対して、取付ける超硬チ
ップを、全てロー付け超硬チップ２０としたものであ
る。

【００４７】このようにすることにより、超硬チップの
抜けの心配のないカッター刃先部１７を形成することが
可能となる。

【００４８】尚、ロー付け超硬チップ２０のロー付け
は、圧入式の超硬チップ１８を圧入する場合に比べて入
熱が大きくなるため、カッター刃先部１７の熱歪を避け
る上で、圧入式の超硬チップ１８ほど密に取付けること
が難しいことから、図１のように圧入式の超硬チップ１
８を主として所々にロー付け超硬チップ２０を取付ける
ようにする代りに、ロー付け超硬チップ２０を主とし
て、ロー付け超硬チップ２０の間に、圧入式の超硬チッ
プ１８よりも小型の圧入式小型超硬チップ２５を適宜取
付けるようにしても良い。

【００４９】上記以外については、前記実施の形態と同
様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることが
できる。

【００５０】図７は、本発明の第四の実施の形態であ
り、図５・図６の場合に、ロー付け超硬チップ２０及び
切欠き２１の側面形状（ローラカッター１１を軸線方向
から見た形状）を、外周側が上底となり内周側が下底と
なる台形状などとして、カッター刃先部１７の切欠き２
１とロー付け超硬チップ２０との間に相互に係止し合う
チップ係止部２４を形成するようにしたものである。

【００５１】このように、チップ係止部２４を形成する
ことによって、ロー付け超硬チップ２０とカッター刃先
部１７と間の結合力を、より強めることが可能となり、
又、横力などに対してもチップ係止部２４を形成しない
場合よりも強い構造とすることができる。

【００５２】尚、チップ係止部２４の形状は、台形状に
限るものではない。

【００５３】上記以外については、前記実施の形態と同
様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることが
できる。

【００５４】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、各実施の形態の上記以外の組合
せも可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のローラカ
ッタによれば、カッター刃先部に取付けた超硬チップの
脱落を防止することができるという優れた効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の概略側面図であ
る。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。

【図４】本発明の第二の実施の形態を示す部分拡大側面
図である。

【図５】本発明の第三の実施の形態を示す部分拡大側面
図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。

【図７】本発明の第四の実施の形態を示す部分拡大側面
図である。

【図８】岩盤用のシールド掘進機の概略全体側方断面図
である。

【図９】図８のローラカッターの拡大断面図である。

【図１０】図９の側面図である。

【図１１】カッター刃先部側部の摩耗の状態を示す図９
の拡大図である。

【符号の説明】

１６ ローラカッター本体 １７ カッター刃先部 １８ 圧入式の超硬チップ ２０ ロー付け式の超硬チップ ２１ 切欠き ２４ チップ係止部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラカッター本体（１６）のカッター
   刃先部（１７）に形成した所要数の切欠き（２１）に超
   硬チップ（２０）を嵌め込みロー付け固定したことを特
   徴とするローラカッタ。
2. 【請求項２】 カッター刃先部（１７）に、ロー付け超
   硬チップ（２０）と、圧入式の超硬チップ（１８）とが
   混在して取付けられた請求項１記載のローラカッタ。
3. 【請求項３】 カッター刃先部（１７）に、ロー付け超
   硬チップ（２０）のみが取付けられた請求項１記載のロ
   ーラカッタ。
4. 【請求項４】 カッター刃先部（１７）の切欠き（２
   １）とロー付け超硬チップ（２０）との間に相互に係止
   し合うチップ係止部（２４）を形成した請求項１乃至３
   いずれかに記載のローラカッタ。