JPH10246094A - ローラカッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超硬チップを埋め込んだカッター刃先部の側
部の摩耗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の超硬チップ１
８を埋め込まれたカッター刃先部１７の側部に、側部摩
耗防止用補助超硬チップ２０を埋め込むようにしてい
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、ローラカッターに
関するものであり、より詳しくは、超硬チップを埋め込
んだカッター刃先部の側部の摩耗を防止し得るようにし
たローラカッター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３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４・図５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１７と
なる突条を形成したものである。

【０００７】尚、図４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４・図５に示すように、カッター刃先部１
７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６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１
７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、超硬チップ
を埋め込んだカッター刃先部の側部の摩耗を防止し得る
ようにしたローラカッター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の超硬チップ１８を埋め込まれたカッター刃
先部１７の側部に、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０
を埋め込んだことを特徴とするローラカッターにかかる
ものである。

【００１６】この場合において、側部摩耗防止用補助超
硬チップ２０を、カッター刃先部１７の側部における超
硬チップ１８間の位置で、且つ、カッター刃先部１７の
両方の側部で、千鳥状となるように配置しても良い。

【００１７】又、カッター刃先部１７がローラカッター
本体１６に対し二重に設けられている場合に、各カッタ
ー刃先部１７の外側の側部（ａ側部分）のみに側部摩耗
防止用補助超硬チップ２０を設けるようにするか、或い
は、カッター刃先部１７の内側の側部（ｂ側部分）のみ
に側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を設けるようにし
ても良い。

【００１８】更に、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０
の断面形状を長円形や楕円形として、その長軸がローラ
カッター１１の周方向へ向くように配置しても良い。

【００１９】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００２０】カッター刃先部１７の側部に、側部摩耗防
止用補助超硬チップ２０を埋め込むことにより、カッタ
ー刃先部１７の側部の摩耗を低減することが可能とな
る。

【００２１】即ち、側部摩耗防止用補助超硬チップ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の周方向に対しほぼ均等に摩耗されて
行くのに対し、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を埋
め込むと、少くとも側部摩耗防止用補助超硬チップ２０
の周囲の部分の摩耗が抑えられるようになる。

【００２２】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の周方向に沿って見た場合、側部摩
耗防止用補助超硬チップ２０の周囲が部分的に摩耗し残
された状態となるため、側部摩耗防止用補助超硬チップ
２０を設けた部分に近い超硬チップ１８の抜け落ちを防
止することが可能となる。

【００２３】そして、側部摩耗防止用補助超硬チップ２
０を、カッター刃先部１７の一方の側部につき、超硬チ
ップ１８間の位置で、且つ、上記位置に対し一つ置きに
配置するようにすると、一つの側部摩耗防止用補助超硬
チップ２０が二つの超硬チップ１８の抜け落ちを防止す
るように機能するので、少ない側部摩耗防止用補助超硬
チップ２０で全ての超硬チップ１８の抜け落ちを防止す
ることが可能となる。

【００２４】更に、カッター刃先部１７の一方の側部に
対し、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を一つ置きに
配置した場合には、更に、両方の側部で、側部摩耗防止
用補助超硬チップ２０が千鳥状に配置されるようにする
と、より効果的に超硬チップ１８の抜け落ちを防止する
ことが可能となる。

【００２５】或いは、カッター刃先部１７が二重に設け
られている場合などには、各カッター刃先部１７の外側
の側部（ａ側部分）のみに側部摩耗防止用補助超硬チッ
プ２０を設けるようにしたり、或いは、カッター刃先部
１７の内側の側部（ｂ側部分）のみに側部摩耗防止用補
助超硬チップ２０を設けるようにしたりすることが可能
であり、このようにすることにより、掘削された岩盤な
どの破片の流れなどに応じて、効率的に摩耗防止効果を
向上させるようにすることができる。

【００２６】又、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０の
断面形状を長円形や楕円形として、その長軸がローラカ
ッター１１の周方向へ向くように配置すると、同じ体積
の側部摩耗防止用補助超硬チップ２０で、より広い範囲
に対し摩耗を防止させることができるようになる。

【００２７】

【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。

【００２８】図１・図２は、本発明の実施の形態の一例
である。

【００２９】ローラカッターの基本的な構造について
は、図３〜図６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。

【００３０】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。

【００３１】本発明では、カッター刃先部１７の側部
に、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を埋め込むよう
にする。

【００３２】より具体的には、先ず、側部摩耗防止用補
助超硬チップ２０は、超硬チップ１８と同じ材質のもの
を使用するのが良い。例えば、タングステンカーバイド
系の焼結合金などを使用する。

【００３３】又、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０
は、図２に示すように、カッター刃先部１７の一方の側
部につき、超硬チップ１８間の位置で、且つ、上記位置
に対し一つ置きに配置するようにするのが好ましい。

【００３４】カッター刃先部１７の一方の側部に対し、
一つ置きに配置した場合には、更に、両方の側部で、側
部摩耗防止用補助超硬チップ２０が千鳥状に配置される
ようにするのが好ましい。

【００３５】或いは、カッター刃先部１７の片方の側部
のみに対し、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を取付
けるようにしても良い。この場合には、超硬チップ１８
間の位置全てに対し、側部摩耗防止用補助超硬チップ２
０を配置するようにしても良い。

【００３６】又、カッター刃先部１７が二重に設けられ
ている場合などには、掘削された岩盤などの破片の流れ
などに応じて、各カッター刃先部１７の外側の側部（ａ
側部分）のみに側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を設
けるようにしたり、或いは、カッター刃先部１７の内側
の側部（ｂ側部分）のみに側部摩耗防止用補助超硬チッ
プ２０を設けるようにしたりしても良い。

【００３７】そして、側部摩耗防止用補助超硬チップ２
０の断面形状は、円形や長円形や楕円形や多角形状など
どのような形状としても良いが、製作の手間や圧入作業
の手間などを考慮すると、円形とするのが好ましい。
又、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０の断面形状を長
円形や楕円形として、その長軸がローラカッター１１の
周方向へ向くように配置するようにしても良い。

【００３８】次に、作動について説明する。

【００３９】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３の場合と同様なので説明を省略する。

【００４０】本発明では、カッター刃先部１７の側部
に、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を埋め込むこと
により、カッター刃先部１７の側部の摩耗を低減するこ
とが可能となる。

【００４１】即ち、側部摩耗防止用補助超硬チップ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の周方向に対しほぼ均等に摩耗されて
行くのに対し、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を埋
め込むと、少くとも側部摩耗防止用補助超硬チップ２０
の周囲の部分の摩耗が抑えられるようになる。

【００４２】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の周方向に沿って見た場合、側部摩
耗防止用補助超硬チップ２０の周囲が部分的に摩耗し残
された状態となるため、側部摩耗防止用補助超硬チップ
２０を設けた部分に近い超硬チップ１８に対する保持力
が残されることとなり、当該超硬チップ１８の抜け落ち
を防止することが可能となる。

【００４３】そして、側部摩耗防止用補助超硬チップ２
０を、図２に示すように、カッター刃先部１７の一方の
側部につき、超硬チップ１８間の位置で、且つ、上記位
置に対し一つ置きに配置するようにすると、一つの側部
摩耗防止用補助超硬チップ２０が二つの超硬チップ１８
の抜け落ちを防止するように機能するので、少ない側部
摩耗防止用補助超硬チップ２０で全ての超硬チップ１８
の抜け落ちを防止することが可能となる。

【００４４】カッター刃先部１７の一方の側部に対し、
側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を一つ置きに配置し
た場合には、更に、両方の側部で、側部摩耗防止用補助
超硬チップ２０が千鳥状に配置されるようにすると、よ
り効果的に超硬チップ１８の抜け落ちを防止することが
可能となる。

【００４５】或いは、カッター刃先部１７の一方の側部
のみに対し、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０を取付
けるようにしても良く、この場合には、超硬チップ１８
間の位置全てに対し、側部摩耗防止用補助超硬チップ２
０を配置するようにすると、効果的である。

【００４６】又、カッター刃先部１７が二重に設けられ
ている場合などには、各カッター刃先部１７の外側の側
部（ａ側部分）のみに側部摩耗防止用補助超硬チップ２
０を設けるようにしたり、或いは、カッター刃先部１７
の内側の側部（ｂ側部分）のみに側部摩耗防止用補助超
硬チップ２０を設けるようにしたりすることができ、こ
のようにすることにより、掘削された岩盤などの破片の
流れなどに応じて、効率的に摩耗防止効果を向上させる
ようにすることができる。

【００４７】更に、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０
の断面形状は、円形や長円形や楕円形や多角形状などど
のような形状としても良いが、円形とすると、製作の手
間や圧入作業の手間などが少なくて済むようになる。

【００４８】又、側部摩耗防止用補助超硬チップ２０の
断面形状を長円形や楕円形として、その長軸がローラカ
ッター１１の周方向へ向くように配置すると、同じ体積
の側部摩耗防止用補助超硬チップ２０で、より広い範囲
に対し摩耗を防止させることができる。

【００４９】このように、本発明によれば、超硬チップ
１８を埋め込んだカッター刃先部１７の側部の摩耗を防
止することにより、ローラカッター１１の寿命を延ばす
ことが可能となる。

【００５０】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、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。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のローラカ
ッターによれば、超硬チップを埋め込んだカッター刃先
部の側部の摩耗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】本発明の実施の形態の一例の部分拡大断面図で
ある。

【図２】本発明のローラカッターを側方から見た図であ
る。

【図３】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４】図３のローラカッターの拡大断面図である。

【図５】図４の側面図である。

【図６】カッター刃先部側部の摩耗の状態を示す図４の
拡大図である。

【符号の説明】

１１ ローラカッター １６ ローラカッター本体 １７ カッター刃先部 １８ 超硬チップ ２０ 側部摩耗防止用補助超硬チップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラカッター本体（１６）の超硬チッ
   プ（１８）を埋め込まれたカッター刃先部（１７）の側
   部に、側部摩耗防止用補助超硬チップ（２０）を埋め込
   んだことを特徴とするローラカッター。
2. 【請求項２】 側部摩耗防止用補助超硬チップ（２０）
   を、カッター刃先部（１７）の側部における超硬チップ
   （１８）間の位置で、且つ、カッター刃先部（１７）の
   両方の側部で、千鳥状となるように配置した請求項１記
   載のローラカッター。
3. 【請求項３】 カッター刃先部（１７）がローラカッタ
   ー本体（１６）に対し二重に設けられている場合に、各
   カッター刃先部（１７）の外側の側部（ａ側部分）のみ
   に側部摩耗防止用補助超硬チップ（２０）を設けるよう
   にするか、或いは、カッター刃先部（１７）の内側の側
   部（ｂ側部分）のみに側部摩耗防止用補助超硬チップ
   （２０）を設けるようにした請求項１記載のローラカッ
   ター。
4. 【請求項４】 側部摩耗防止用補助超硬チップ（２０）
   の断面形状を長円形や楕円形として、その長軸がローラ
   カッター（１１）の周方向へ向くように配置した請求項
   １乃至３記載のローラカッター。