JP2796269B2 - Tunnel excavator cutter ring structure - Google Patents
Tunnel excavator cutter ring structureInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この出願に係る発明は、主に
岩盤を掘削するトンネル掘削機のカッターリング構造に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cutter ring structure for a tunnel excavator for excavating rock.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、主として岩盤を掘削するトンネル
掘削機としては、図７に示すように、掘削機本体５１の
前部に駆動源により回転するカッタヘッド５２が設けら
れ、このカッタヘッド５２の前面にブラケット５３を介
して回転自在に支承されたローラカッター本体Ｂにカッ
ターリング５４が取付けられたものが公知である（例え
ば実開昭５８−１６９５号公報参照）。2. Description of the Related Art Conventionally, as a tunnel excavator for excavating rock mainly, as shown in FIG. 7, a cutter head 52 rotated by a driving source is provided at a front portion of an excavator body 51, and the cutter head 52 It is known that a cutter ring 54 is attached to a roller cutter body B rotatably supported on a front surface via a bracket 53 (see, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-1695).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このようなカッターリ
ング５４の材料として多く使用されているのは合金鋼で
ある。しかし、掘削対象となる岩盤が硬質の岩盤である
と、刃先の耐磨耗性が不足して磨耗の進行が速くなるた
め、カッターリングの交換頻度が増して掘削能率が低下
するという問題があった。この合金鋼において、耐磨耗
性向上のために成分調整や熱処理によって現状より硬度
を増加させると、靱性が著しく低下して掘削時の衝撃に
よって割れが生じる場合がある。An alloy steel is often used as a material for such a cutter ring 54. However, if the rock to be excavated is hard rock, the wear resistance of the cutting edge is insufficient, and the wear progresses quickly.Therefore, there is a problem that the frequency of exchanging the cutter ring increases and the excavation efficiency decreases. Was. In this alloy steel, if the hardness is increased from the current state by adjusting the composition or heat treatment for improving the wear resistance, the toughness is remarkably reduced, and cracks may occur due to the impact during excavation.
【０００４】一方、合金鋼の機械的特性の改良はほぼ限
界に達しており、大きな硬度上昇は望めないという背景
もある。On the other hand, the improvement of the mechanical properties of alloy steel has almost reached its limit, and there is also a background that a large increase in hardness cannot be expected.
【０００５】そこで、極めて高い硬度レベルを有する炭
化タングステン（ＷＣ）を主成分とする、いわゆる超硬
合金をカッターリングに用いようとする提案がなされて
いる。しかし、超硬合金は通常の切削工具の刃先などの
小型部品については比較的容易に製造できるが、カッタ
ーリング全体のような大型部品については製造が困難で
あり、さらに、超硬合金は線膨張率が合金鋼に比較して
小さいため、現在のカッターリングの取付け方法として
一般に採用されている「焼ばめ法」の使用も難しいと考
えられているため、超硬合金製のカッターリングは未だ
実用化されていない。[0005] Therefore, there has been proposed to use a so-called cemented carbide mainly composed of tungsten carbide (WC) having an extremely high hardness level for a cutter ring. However, cemented carbide can be manufactured relatively easily for small parts such as the cutting edge of ordinary cutting tools, but it is difficult to manufacture large parts such as the entire cutter ring. Because the rate is small compared to alloy steel, it is considered difficult to use the “shrink fit” method that is generally adopted as the current method of mounting the cutter ring, so cutter rings made of cemented carbide are still not used Not practical.
【０００６】このような問題を解決するために上記公報
記載の考案では、図８に示すように、カッターリング５
４を、断面がほぼ山形をなす環状に形成されたカッター
リング本体５４ａと該カッターリング本体５４ａの頂部
に形成された環状溝５４ｂ内に埋設された超硬合金製チ
ップ５４ｃから構成し、この超硬合金製チップ５４ｃを
「ろう付け」によってカッターリング本体５４ａに固着
している。In order to solve such a problem, according to the invention described in the above publication, as shown in FIG.
4 is composed of an annular cutter ring body 54a having a substantially mountain-shaped cross section and a cemented carbide tip 54c embedded in an annular groove 54b formed at the top of the cutter ring body 54a. The hard alloy tip 54c is fixed to the cutter ring main body 54a by "brazing".
【０００７】しかしながら、この「ろう付け」は、作業
時の温度上昇が大きく、超硬合金が劣化するという問題
がある。また、「ろう付け」による接合部においては強
度が低下するため、その部分が掘削時の衝撃に耐えられ
ないという問題も生じる。このことは特開昭６３−１２
２８９６号公報記載の発明のような鋳包み法で超硬合金
製チップを固着する方法であっても同様の問題がある。[0007] However, this "brazing" has a problem that the temperature rise during operation is large and the cemented carbide is deteriorated. In addition, since the strength is reduced at the joint part by "brazing", there is a problem that the part cannot withstand the impact during excavation. This is disclosed in JP-A-63-12.
The same problem occurs even when the cemented carbide chip is fixed by the cast-in method as in the invention described in Japanese Patent No. 2896.
【０００８】また、ろう付け等の方法で部分的に超硬合
金チップを接合したカッターリングを焼きばめ法でロー
ラカッター本体に固着しようとしても、焼きばめ時に熱
膨張率の違いによる熱応力が発生し、超硬合金の一部が
破損することがあり、この方法も実用に適さない。Further, even if a cutter ring partially cemented with a cemented carbide tip by brazing or the like is to be fixed to the roller cutter body by shrink fitting, the thermal stress due to the difference in coefficient of thermal expansion during shrink fitting. May occur and part of the cemented carbide may be damaged, and this method is not suitable for practical use.
【０００９】以上で明らかなように、合金鋼に代えて超
硬合金をトンネル掘削機のカッターリングとして使用す
る技術は未だ確立されていない。As is apparent from the above, the technique of using cemented carbide instead of alloy steel as a cutter ring of a tunnel excavator has not yet been established.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この出願に係る発明は、合金鋼より格段に優れた耐
磨耗性を有する超硬合金を岩盤を掘削するカッターリン
グの中央部に用い、その両側部に鋼リングを用いること
によって掘削時の耐磨耗性を向上させるとともにローラ
カッター本体への固着が容易に可能なようにする。ま
た、カッターリングの内周面とローラカッター本体の外
周面とに凹凸部を形成してこれらを嵌合させることによ
り、ローラカッター本体にカッターリングを容易に固着
することができるようにする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to the present application provides a cemented carbide having much higher wear resistance than alloy steel in the center of a cutter ring for excavating rock. By using steel rings on both sides thereof, the wear resistance during excavation is improved, and the steel ring can be easily fixed to the roller cutter body. Further, by forming irregularities on the inner peripheral surface of the cutter ring and the outer peripheral surface of the roller cutter body and fitting them together, the cutter ring can be easily fixed to the roller cutter body.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】この出願に係る発明は、トンネル
掘削機のカッタヘッドに取付けるローラカッター本体に
固着する環状でほぼ山形断面のカッターリング構造にお
いて、前記カッターリングの山形断面を幅方向に３分割
して中央部突出リングとその両側部の側部リングとから
構成し、該両側部の側部リングを鋼リングによって形成
し、中央部突出リングを８０〜９０重量％のＷＣと１０
〜２０重量％のＣｏからなる超硬合金リングによって形
成し、該中央部突出リングと前記側部リングとを連結部
材で連結して一体化し、該一体化したカッターリングの
両側部の側部リングをローラカッター本体に固着してカ
ッターリング全体を取付けたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention according to the present application is directed to a cutter ring structure having an annular and substantially angled section fixed to a roller cutter body attached to a cutter head of a tunnel excavator. It is divided into a central protruding ring and side rings on both sides thereof, the side rings on both sides are formed by steel rings, and the central protruding ring is made of 80 to 90% by weight of WC and 10% by weight.
中央 20% by weight of a cemented carbide ring made of Co, the central protruding ring and the side ring are connected by a connecting member and integrated, and side rings on both sides of the integrated cutter ring Is fixed to the roller cutter body, and the entire cutter ring is attached.
【００１２】このように、カッターリングを中央部の超
硬合金リングとその両側部の鋼リングとに３分割し、こ
れらを連結部材で一体化することによって、高強度の超
硬合金リングで地盤を容易に掘削することができ、両側
部の鋼リングによりローラカッター本体へカッターリン
グ全体を容易に固着することができる。連結部材で一体
化したカッターリングは両側部の鋼リングでローラカッ
ター本体に固着されているのでローラカッターと一体的
に転動する。As described above, the cutter ring is divided into a cemented carbide ring at the center and steel rings at both sides of the cutter ring, and these are integrated by a connecting member. Can be easily excavated, and the entire cutter ring can be easily fixed to the roller cutter body by the steel rings on both sides. Since the cutter ring integrated by the connecting member is fixed to the roller cutter body by the steel rings on both sides, the cutter ring rolls integrally with the roller cutter.
【００１３】また、トンネル掘削機のカッタヘッドに取
付けるローラカッター本体に固着する環状でほぼ山形断
面のカッターリング構造において、前記カッターリング
の山形断面を幅方向に３分割して中央部突出リングとそ
の両側部の側部リングとから構成し、該両側部の側部リ
ングを鋼リングによって形成し、中央部突出リングを８
０〜９０重量％のＷＣと１０〜２０重量％のＣｏからな
る超硬合金リングによって形成し、該中央部突出リング
の両側面に凸部又は凹部を形成し、該中央部突出リング
と接する両方の側部リングの側面に前記凸部又は凹部と
嵌合する凹部又は凸部を形成し、該側部リングの凹部又
は凸部と前記中央部突出リングの凸部又は凹部とを嵌合
させて一体化し、該一体化したカッターリングの両側部
の側部リングをローラカッター本体に固着してカッター
リング全体を取付けても、中央部の超硬合金リングで地
盤を容易に掘削することができ、両側部の鋼リングによ
りローラカッター本体へカッターリング全体を容易に固
着することができる。３分割したカッターリングは中央
部の超硬合金リングとその両側部の鋼リングとが凹凸部
によって嵌合しているため、一体的に転動する。Further, in a cutter ring structure having an annular and substantially angled cross section fixed to a roller cutter body attached to a cutter head of a tunnel excavator, the angled cross section of the cutter ring is divided into three in the width direction to form a central projecting ring and Side rings on both sides, the side rings on both sides are formed by steel rings, and the central protruding ring is 8
It is formed by a cemented carbide ring composed of 0 to 90% by weight of WC and 10 to 20% by weight of Co, and a convex portion or a concave portion is formed on both side surfaces of the central protruding ring, and both are in contact with the central protruding ring. Forming a concave portion or a convex portion that fits with the convex portion or the concave portion on the side surface of the side ring, and fitting the concave portion or the convex portion of the side ring and the convex portion or the concave portion of the central protruding ring. Integrally, even if the side rings on both sides of the integrated cutter ring are fixed to the roller cutter body and the entire cutter ring is attached, the ground can be easily excavated with the cemented carbide ring in the center, The steel ring on both sides allows the entire cutter ring to be easily fixed to the roller cutter body. Since the cemented carbide ring at the center and the steel rings at both sides of the cutter ring are fitted by the concave and convex portions, the cutter ring divided into three rolls integrally.
【００１４】さらに、これらにおいて一体化したカッタ
ーリングの両側部の側部リングを焼きばめ法又は溶接に
よってローラカッター本体に固着すれば、この両側部リ
ングが鋼リングであるのでローラカッター本体への固着
が容易にでき、しかも鋼リングでの固着であるため超硬
合金には残留応力が残らない。Furthermore, if the side rings on both sides of the integrated cutter ring are fixed to the roller cutter body by shrink-fitting or welding, these side rings are steel rings, so Adhesion can be easily performed, and since the adhesion is made by a steel ring, no residual stress remains in the cemented carbide.
【００１５】[0015]
【００１６】さらに、これらのＷＣの一部または全部の
代わりにＴｉＣ、ＶＣ、ＴａＣまたはＣｒ3 Ｃ2 を使用
し、Ｃｏの一部または全部の代わりにＮｉまたはＦｅを
使用しても、耐磨耗性の高いカッタリングとなる。Furthermore, even if TiC, VC, TaC or Cr 3 C 2 is used in place of part or all of these WC, and Ni or Fe is used in place of part or all of Co, the wear resistance is improved. This results in highly wearable cutting.
【００１７】[0017]
【実施例】まず、この出願に係る発明に使用する超硬合
金を用いたトンネル掘削機のカッターリングを説明す
る。このカッターリングは、本出願人が合金鋼より格段
に優れた耐磨耗性を有する超硬合金製のトンネル掘削機
のカッターリングとして先に出願した発明である。この
発明は、図４に示すように、８６重量％ＷＣ−１４重量
％Ｃｏの組成を有する超硬合金を用いて一体として形成
したカッターリングＲと、合金鋼を用いて一体として形
成したカッターリングｒを同一のローラカッター本体Ｂ
に取り付けて実際に掘削を行った。掘削条件は、掘削距
離＝１９６．７ｍ、掘削時間＝１８３時間である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a cutter ring of a tunnel excavator using a cemented carbide used in the invention according to the present application will be described. This cutter ring is an invention previously filed by the applicant as a cutter ring of a cemented carbide tunnel excavator having much higher wear resistance than alloy steel. As shown in FIG. 4, the present invention relates to a cutter ring R integrally formed by using a cemented carbide having a composition of 86% by weight WC-14% by weight Co, and a cutter ring integrally formed by using alloy steel. r is the same roller cutter body B
And actually drilled. The excavation conditions are excavation distance = 196.7 m and excavation time = 183 hours.
【００１８】その結果、図５のカッターリング刃先の磨
耗状況を示す断面図に示すように、超硬合金製カッター
リングＲの刃先部Ｒａの磨耗寸法(a) は、合金鋼製カッ
ターリングｒの刃先部ｒａの磨耗寸法(b) の約１／１０
以下となり、超硬合金製カッターリングＲが耐磨耗性に
優れていることが明らかに判る。As a result, as shown in the cross-sectional view showing the state of wear of the cutter ring cutting edge in FIG. 5, the wear dimension (a) of the cutting edge Ra of the cemented carbide cutter ring R is different from that of the alloy steel cutter ring r. About 1/10 of the wear size (b) of the cutting edge ra
The results below clearly show that the cemented carbide cutter ring R is excellent in wear resistance.
【００１９】なお、このようなＷＣ系超硬合金は、ＷＣ
の微粉末をＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ等により焼結して製造する
ことができる。その特性を模式的に示せば、図６の線図
に示すように、ＷＣの量により変化する。すなわち、硬
さはＷＣの量が減少すると低下する傾向にあり、線膨張
率と衝撃値はＷＣの量が減少すると大きくなる。Incidentally, such a WC-based cemented carbide is made of WC
Can be manufactured by sintering fine powder of Co, Ni, Fe or the like. If its characteristics are schematically shown, it changes with the amount of WC as shown in the diagram of FIG. That is, the hardness tends to decrease as the amount of WC decreases, and the coefficient of linear expansion and the impact value increase as the amount of WC decreases.
【００２０】このような超硬合金のカッターリングＲを
用いたこの出願に係るトンネル掘削機のカッタリング構
造の実施例を図面に基づいて以下に説明する。An embodiment of a cutting structure of a tunnel excavator according to the present application using such a cemented carbide cutter ring R will be described below with reference to the drawings.
【００２１】図１は第１実施例を示す部分断面図であ
り、上述した図４に示すようなローラカッター本体Ｂに
固着する環状でほぼ山形断面のカッターリングＲを中央
部突出リング１とその両側部の側部リング２とに幅方向
を３分割しており、図示するような断面のリング３枚に
よって環状のカッターリング全体が構成されている。な
お、Ｒａは刃先部であり、Ｒｂは内周面である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a first embodiment, in which an annular, substantially angled-section cutter ring R fixed to a roller cutter body B as shown in FIG. The widthwise direction is divided into three portions with the side ring 2 on both sides, and the entire annular cutter ring is constituted by three rings having a cross section as shown in the figure. Note that Ra is a blade edge portion, and Rb is an inner peripheral surface.
【００２２】そして、この３分割した内の両側部の２枚
の側部リング２を鋼リングによって形成し、中央部突出
リング１を８０〜９０重量％のＷＣと１０〜２０重量％
のＣｏからなる超硬合金リングによって形成している。
この中央部突出リング１には貫通孔１ａが設けられ、両
側部に設けられた側部リング２には上記貫通孔１ａと同
径の貫通孔２ａを設けるとともに、所定深さの座グリ部
２ｂが形成されている。そして、これらの貫通孔１ａ，
２ａに連結部材たるボルト３を挿入してナット４で固定
して一体化すれば、カッターリングＲとしては、中央部
が超硬合金でその両側部が鋼からなる材質で形成され
る。なお、上記ボルト３は複数本設けられており、環状
の両リング１，２を所定角度間隔で連結することによっ
て全体を一体化している。また、この例では、座グリ部
２Ｂを形成することにより、ボルト頭部３ａとナット４
をカッターリングＲ内に没入させてこれらが突出しない
ようにしている。The two side rings 2 on both sides of the three divided parts are formed by steel rings, and the central protruding ring 1 is made of 80 to 90% by weight of WC and 10 to 20% by weight.
Is formed by a cemented carbide ring made of Co.
The center protruding ring 1 is provided with a through hole 1a, the side rings 2 provided on both sides are provided with a through hole 2a having the same diameter as the through hole 1a, and a counterbore 2b having a predetermined depth. Are formed. And these through holes 1a,
If a bolt 3 as a connecting member is inserted into 2a and fixed with a nut 4 to be integrated, the cutter ring R is made of a material made of cemented carbide at the center and steel at both sides. A plurality of bolts 3 are provided, and the whole is integrated by connecting both annular rings 1 and 2 at predetermined angular intervals. In this example, by forming the spot facing portion 2B, the bolt head 3a and the nut 4 are formed.
Are immersed in the cutter ring R so that they do not protrude.
【００２３】このようにして一体化されたカッターリン
グＲは、鋼製の側部リング２部をローラカッター本体Ｂ
に焼きばめ法で固着することによって取付けられてい
る。このカッターリングＲの取り付けは、鋼製の部分を
焼きばめ法によってローラカッター本体Ｂへ固着するこ
ととなるため、従来の合金鋼と同様の方法によって容易
に固着することが可能となるとともに、鋼製の部分の焼
きばめであるため超硬合金に残留応力が残らないように
できる。また、ボルト３で一体化したカッターリングＲ
は両側部の鋼リングでローラカッター本体Ｂに固着され
ているのでローラカッター本体Ｂと一体的に転動するこ
ととなる。なお、この固着は後述するような溶接であっ
てもよい。The cutter ring R integrated in this manner is composed of a steel side ring 2 and a roller cutter body B.
It is attached by sticking to the shrink fit method. Since the steel ring is fixed to the roller cutter body B by shrink-fitting when the cutter ring R is attached, the cutter ring R can be easily fixed by the same method as the conventional alloy steel, Since the steel part is shrink-fitted, no residual stress remains in the cemented carbide. Also, cutter ring R integrated with bolt 3
Are fixed to the roller cutter body B by the steel rings on both sides, so that they roll together with the roller cutter body B. This fixation may be welding as described later.
【００２４】以上のように構成された第１実施例のカッ
ターリング構造Ｍ1 によれば、岩盤を掘削する部分は超
硬合金の中央部突出リング１であるため高強度の超硬合
金によって地盤を容易に掘削することができ、上述した
図５に示すように従来の合金鋼製のカッターリングに比
べて高寿命を発揮することが可能となる。また、カッタ
ーリングＲのローラカッター本体Ｂへの固着は鋼製の両
側部リング２であるため容易に固着することができる。According to the cutter ring structure M 1 of the first embodiment configured as described above, since the portion where the rock is excavated is the central protruding ring 1 of cemented carbide, the ground is made of high-strength cemented carbide. Can be easily excavated, and as shown in FIG. 5 described above, a longer life can be exhibited as compared with a conventional alloy steel cutter ring. Further, since the cutter ring R is fixed to the roller cutter body B by the steel side rings 2, the cutter ring R can be easily fixed.
【００２５】次に、図２(a) に示す斜視図と(b) に示す
部分断面図に基づいて第２実施例を説明する。図示する
ように、この例でも上記実施例と同様に、環状でほぼ山
形断面のカッターリングＲを中央部突出リング５と側部
リング７とに幅方向を３分割しており、図示するような
断面のリング３枚によって環状のカッターリング全体が
構成されている。Next, a second embodiment will be described with reference to a perspective view shown in FIG. 2A and a partial sectional view shown in FIG. As shown in the drawing, in this example, similarly to the above-described embodiment, the cutter ring R having an annular shape and a substantially angled cross section is divided into three in the width direction into a center projecting ring 5 and a side ring 7, and as shown in the drawing. The whole annular cutter ring is constituted by three rings having a cross section.
【００２６】そして、この例でも３分割した２枚の側部
リング７を鋼リングによって形成し、中央部突出リング
５を８０〜９０重量％のＷＣと１０〜２０重量％のＣｏ
からなる超硬合金リングによって形成しており、この例
では、中央部突出リング５の両側面に凸部６を形成し、
この中央部突出リング５と接する両側部の側部リング７
の側面に上記凸部６と嵌合する凹部８を形成しており、
この中央部突出リング５と側部リング７とに形成した凸
部６と凹部８とを嵌合させることによってこれらを一体
化してカッターリングＲを構成している。従って、カッ
ターリングＲは、岩盤を掘削する中央部突出リング５が
超硬合金でその両側部の側部リング７が鋼製となってい
る。Also in this example, two side rings 7 divided into three parts are formed by steel rings, and the central protruding ring 5 is made of 80 to 90% by weight of WC and 10 to 20% by weight of Co.
In this example, the protrusions 6 are formed on both side surfaces of the center protruding ring 5,
Side rings 7 on both sides in contact with the center protruding ring 5
A concave portion 8 that fits with the convex portion 6 is formed on the side surface of
The cutter ring R is formed by fitting the convex portion 6 and the concave portion 8 formed on the central protruding ring 5 and the side ring 7 and thereby integrating them. Therefore, in the cutter ring R, the center protruding ring 5 for excavating the rock is made of cemented carbide, and the side rings 7 on both sides thereof are made of steel.
【００２７】このようにして一体化されたカッターリン
グＲは、鋼製の側部リング７部をローラカッター本体Ｂ
に溶接９等の手段で固着することによって取付けられて
いる。なお、この固着は上述した焼きばめ法であっても
よい。このカッターリングＲの取り付けは、カッターリ
ングＲの鋼製の部分を鋼製のローラカッター本体Ｂに固
着することとなるため、超硬合金部分を高温加熱するこ
とによる超硬合金の劣化を防止して容易に固着すること
が可能となる。この場合には上述した第１実施例と同様
に超硬合金に残留応力を残さないようにできる。この例
でもカッターリングＲは両側部の鋼リングでローラカッ
ター本体Ｂに固着されてローラカッター本体Ｂと一体的
に転動する。The cutter ring R integrated as described above is constructed such that the steel side ring 7 is joined to the roller cutter body B.
Is fixed by welding 9 or the like. This fixing may be performed by the shrink-fitting method described above. When the cutter ring R is attached, the steel part of the cutter ring R is fixed to the steel roller cutter body B, so that the deterioration of the cemented carbide caused by heating the cemented carbide part to a high temperature is prevented. And can be easily fixed. In this case, no residual stress can be left in the cemented carbide as in the first embodiment described above. Also in this example, the cutter ring R is fixed to the roller cutter body B by the steel rings on both sides, and rolls integrally with the roller cutter body B.
【００２８】以上のように構成されたカッターリング構
造Ｍ2 によれば、上述した第１実施例と同様に、岩盤を
掘削する部分は超硬合金の中央部突出リング５であるた
め高強度の超硬合金によって地盤を容易に掘削すること
ができ、上述した図５に示すように従来の合金鋼製のカ
ッターリングｒに比べて高寿命を発揮することが可能と
なる。According to the cutter ring structure M 2 configured as described above, as in the first embodiment described above, since the portion where the rock is excavated is the central protruding ring 5 made of cemented carbide, high strength is obtained. The ground can be easily excavated by the cemented carbide, and as shown in FIG. 5 described above, a longer life can be exhibited as compared with the conventional alloy steel cutter ring r.
【００２９】なお、この例では中央部突出リング５の両
側部に凸部６を形成し、側部リング７の側面にこの凸部
６と嵌合する凹部８を形成した例を説明したが、この凹
凸形状は逆の構成であっても可能であり、製作条件等に
応じて逆の構成を採用してもよい。In this embodiment, an example has been described in which the convex portions 6 are formed on both sides of the central protruding ring 5 and the concave portions 8 which are fitted with the convex portions 6 are formed on the side surfaces of the side ring 7. The concavo-convex shape may be the reverse configuration, and the reverse configuration may be adopted according to manufacturing conditions and the like.
【００３０】また、他の例として図３の斜視図に示す第
３実施例のカッターリング構造Ｍ3を以下に説明する
と、この例では、カッターリングＲ全体を超硬合金によ
って形成しており、ローラカッター本体Ｂ（図４参照）
の外周面に凹凸部（図示略）を形成し、この凹凸部に嵌
合する凹凸部１０をカッターリングＲの内周面Ｒｂに形
成し、このカッターリングＲをローラカッター本体Ｂへ
嵌合させることによってカッターリングＲをローラカッ
ター本体Ｂへ固着するものである。このような凹凸部１
０によって固着すれば、ローラカッター本体Ｂにカッタ
ーリングＲを固着することが容易に可能となり、超硬合
金で形成されたカッターリングＲは地盤を容易に掘削す
るとともに長寿命を発揮することができる。As another example, the cutter ring structure M 3 of the third embodiment shown in the perspective view of FIG. 3 will be described below. In this example, the entire cutter ring R is formed of a cemented carbide. Roller cutter body B (see FIG. 4)
An uneven portion (not shown) is formed on an outer peripheral surface of the cutter ring R, and an uneven portion 10 fitted to the uneven portion is formed on an inner peripheral surface Rb of the cutter ring R, and the cutter ring R is fitted to the roller cutter body B. Thereby, the cutter ring R is fixed to the roller cutter body B. Such uneven portion 1
If it is fixed by 0, the cutter ring R can be easily fixed to the roller cutter body B, and the cutter ring R made of cemented carbide can easily excavate the ground and exhibit a long life. .
【００３１】なお、上記超硬合金は、ＷＣの一部または
全部の代わりにＴｉＣ、ＶＣ、ＴａＣまたはＣｒ3 Ｃ2
を使用し、Ｃｏの一部または全部の代わりにＮｉまたは
Ｆｅを使用しても、耐磨耗性の高いカッタリングを構成
することが可能である。この超硬合金の材質は岩盤や掘
削距離等に応じて決定すればよい。The cemented carbide is made of TiC, VC, TaC or Cr 3 C 2 instead of part or all of WC.
Even if Ni or Fe is used instead of part or all of Co, cutting with high wear resistance can be formed. The material of the cemented carbide may be determined according to the bedrock, excavation distance, and the like.
【００３２】[0032]
【発明の効果】この出願に係る発明は、以上説明したよ
うに構成しているので、以下に記載するような効果を奏
する。The invention according to the present application is configured as described above, and has the following effects.
【００３３】請求項１〜４に係るトンネル掘削機のカッ
タリング構造によれば、高強度の超硬合金によって形成
したカッターリング中央の先端部で地盤を容易に掘削す
ることができ、また耐磨耗性も高くなり掘削効率を大幅
に向上させることが可能となる。しかもローラカッター
本体への固着を容易に行える。According to the cutting structure of the tunnel excavator according to the first to fourth aspects, the ground can be easily excavated at the tip of the center of the cutter ring formed of a high-strength cemented carbide, and the wear resistance can be improved. The wearability is also increased, and the excavation efficiency can be greatly improved. Moreover, it can be easily fixed to the roller cutter body.
【００３４】特に、請求項１に係るトンネル掘削機のカ
ッタリング構造によれば、３分割したカッターリングを
連結部材で容易に一体化でき、一体化したカッターリン
グは両側部の鋼リングによってローラカッター本体へ容
易に固着することができる。In particular, according to the cutting structure of the tunnel excavator according to the first aspect, the cutter ring divided into three can be easily integrated by the connecting member, and the integrated cutter ring is formed by the steel cutter on both sides of the roller cutter. It can be easily fixed to the main body.
【００３５】特に、請求項２に係るトンネル掘削機のカ
ッタリング構造によれば、３分割したカッターリングの
中央部突出リングと側部リングとの側面に形成した凸部
又は凹部を嵌合させればこれらを一体化でき、一体化し
たカッターリングは両側部の鋼リングによってローラカ
ッター本体へ容易に固着することができる。In particular, according to the cutter structure of the tunnel excavator according to the second aspect, the convex or concave portions formed on the side surfaces of the central projecting ring and the side ring of the three-part cutter ring can be fitted. For example, these can be integrated, and the integrated cutter ring can be easily fixed to the roller cutter body by the steel rings on both sides.
【００３６】特に、請求項３に係るトンネル掘削機のカ
ッタリング構造によれば、中央部突出リングと側部リン
グとからなるカッターリングの鋼製の側部リングを、従
来と同様の焼きばめ法又は溶接によってローラカッター
本体へ容易に固着することができる。[0036] In particular, according to the cutting structure of the tunnel excavator according to the third aspect, the steel side ring of the cutter ring composed of the center projecting ring and the side ring is shrink-fitted as in the conventional case. It can be easily fixed to the roller cutter body by a method or welding.
【００３７】[0037]
【００３８】特に、請求項４に係るトンネル掘削機のカ
ッタリング構造によれば、材質の一部または全部を代え
ても請求項１〜３のいずれかに記載の効果を奏すること
ができる。In particular, according to the cutting structure of the tunnel excavator according to the fourth aspect , the effect according to any one of the first to third aspects can be obtained even if part or all of the material is changed.
【図１】この出願に係るカッターリング構造の第１実施
例を示す部分断面図である。FIG. 1 is a partial sectional view showing a first embodiment of a cutter ring structure according to the present application.
【図２】この出願に係るカッターリング構造の第２実施
例を示す図面であり、(a) は斜視図、(b) は部分断面図
である。FIG. 2 is a drawing showing a second embodiment of the cutter ring structure according to the present application, wherein (a) is a perspective view and (b) is a partial cross-sectional view.
【図３】この出願に係るカッターリング構造の第３実施
例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a third embodiment of the cutter ring structure according to the present application.
【図４】超硬合金のカッターリングをローラカッターに
装着した状態を示す一部断面した正面図である。FIG. 4 is a partially sectional front view showing a state in which a cutter ring made of a cemented carbide is mounted on a roller cutter.
【図５】カッターリング刃先の磨耗状況を示す断面図で
あり、(a) は超硬合金製のものを示し、(b) は合金鋼製
のものを示す。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the state of wear of the cutting edge of the cutter ring. FIG. 5 (a) shows a blade made of cemented carbide, and FIG. 5 (b) shows a blade made of alloy steel.
【図６】ＷＣ−Ｃｏ超硬合金のＷＣ量による特性の変化
を模式的に示す線図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a change in characteristics of a WC-Co cemented carbide according to a WC amount.
【図７】従来のトンネル掘削機前部を示す断面図であ
る。FIG. 7 is a sectional view showing a front part of a conventional tunnel excavator.
【図８】従来のローラカッターおよびカッターリングを
示す拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged sectional view showing a conventional roller cutter and cutter ring.
１，５…中央部突出リング ２，７…側部リング ３…ボルト ４…ナット ６…凸部 ８…凹部 ９…溶接 １０…凹凸部 Ｒ…カッターリング Ｂ…ローラカッター本体 Ｍ1,Ｍ2,Ｍ3 …カッターリング構造1,5 ... central protruding ring 2,7 ... side ring 3 ... bolt 4 ... nuts 6 ... protrusion 8 ... recess 9 ... welding 10 ... irregular portion R ... cutter ring B ... roller cutter body M 1, M 2, M 3 ... cutter ring structure
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 苧野 兵衛 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)発明者 岡崎 章三 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)発明者 近藤 保徳 兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番 ３号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (72)発明者 福田 有孝 兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番 ３号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (56)参考文献 特表 平３−503429（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−21191（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−48333（ＪＰ，Ｕ) 実公 平２−42791（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 9/10 E21D 9/08──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hyoe Ramino 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Akashi Plant (72) Inventor Shozo Okazaki 1-1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Inside the Akashi factory of Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Yasunori Kondo 1-3-1, Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Kobe head office (72) Inventor Yutaka Fukuda Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo 1-3 1-3 Higashi-Kawasakicho Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Head Office (56) References Japanese Translation of PCT International Publication No. Hei 3-503429 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-21191 (JP, A) , U) Jikyo Hei 2-42791 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) E21D 9/10 E21D 9/08
Claims (4)
るローラカッター本体に固着する環状でほぼ山形断面の
カッターリング構造において、 前記カッターリングの山形断面を幅方向に３分割して中
央部突出リングとその両側部の側部リングとから構成
し、該両側部の側部リングを鋼リングによって形成し、
中央部突出リングを８０〜９０重量％のＷＣと１０〜２
０重量％のＣｏからなる超硬合金リングによって形成
し、該中央部突出リングと前記側部リングとを連結部材
で連結して一体化し、該一体化したカッターリングの両
側部の側部リングをローラカッター本体に固着してカッ
ターリング全体を取付けたことを特徴とするトンネル掘
削機のカッターリング構造。1. A cutter ring structure having an annular and substantially angled cross section fixed to a roller cutter body attached to a cutter head of a tunnel excavator, wherein the angled cross section of the cutter ring is divided into three in the width direction to form a central projecting ring and And a side ring on both sides, wherein the side rings on both sides are formed by steel rings,
80 to 90% by weight of WC and 10 to 2
It is formed by a cemented carbide ring made of 0% by weight of Co, and the central protruding ring and the side ring are connected by a connecting member to be integrated, and the side rings on both sides of the integrated cutter ring are formed. A cutter ring structure for a tunnel excavator, wherein an entire cutter ring is fixed to a roller cutter body.
るローラカッター本体に固着する環状でほぼ山形断面の
カッターリング構造において、 前記カッターリングの山形断面を幅方向に３分割して中
央部突出リングとその両側部の側部リングとから構成
し、該両側部の側部リングを鋼リングによって形成し、
中央部突出リングを８０〜９０重量％のＷＣと１０〜２
０重量％のＣｏからなる超硬合金リングによって形成
し、該中央部突出リングの両側面に凸部又は凹部を形成
し、該中央部突出リングと接する両方の側部リングの側
面に前記凸部又は凹部と嵌合する凹部又は凸部を形成
し、該側部リングの凹部又は凸部と前記中央部突出リン
グの凸部又は凹部とを嵌合させて一体化し、該一体化し
たカッターリングの両側部の側部リングをローラカッタ
ー本体に固着してカッターリング全体を取付けたことを
特徴とするトンネル掘削機のカッターリング構造。2. A cutter ring structure having an annular and substantially angled cross section fixed to a roller cutter body attached to a cutter head of a tunnel excavator, wherein the angled cross section of the cutter ring is divided into three in the width direction to form a central projecting ring and And a side ring on both sides, wherein the side rings on both sides are formed by steel rings,
80 to 90% by weight of WC and 10 to 2
0% by weight of a cemented carbide ring made of Co, and convex portions or concave portions are formed on both side surfaces of the central protruding ring, and the convex portions are formed on the side surfaces of both side rings in contact with the central protruding ring. Or, forming a concave portion or a convex portion to be fitted with the concave portion, fitting the concave portion or the convex portion of the side ring and the convex portion or the concave portion of the central protruding ring to be integrated, and forming the integrated cutter ring. A cutter ring structure for a tunnel excavator, characterized in that both side rings are fixed to a roller cutter body and the entire cutter ring is attached.
部リングを焼きばめ法又は溶接によってローラカッター
本体に固着したことを特徴とする請求項１又は請求項２
記載のトンネル掘削機のカッターリング構造。3. The roller cutter body according to claim 1, wherein side rings on both sides of the integrated cutter ring are fixed to the roller cutter body by shrink fitting or welding.
The cutter ring structure of the tunnel excavator according to the above.
Ｃ、ＶＣ、ＴａＣまたはＣｒ3 Ｃ2 を使用し、Ｃｏの一
部または全部の代わりにＮｉまたはＦｅを使用すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のトン
ネル掘削機のカッタリング構造。4. Ti or Ti instead of part or all of WC
C, VC, TaC or use the Cr3 C2, cutter tunnel boring machine according to any one of claim 1 3, wherein the use of Ni or Fe in place of some or all of the Co Ring structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342706A JP2796269B2 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Tunnel excavator cutter ring structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342706A JP2796269B2 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Tunnel excavator cutter ring structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09184390A JPH09184390A (en) | 1997-07-15 |
| JP2796269B2 true JP2796269B2 (en) | 1998-09-10 |
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ID=18355865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7342706A Expired - Fee Related JP2796269B2 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Tunnel excavator cutter ring structure |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2796269B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101619704B1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-05-18 | 한국생산기술연구원 | Method for manufacturing cutter ring for disk cutter using can manufactured for net shaping and cutter ring for disk cutter manufactured by the method |
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|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-12-28 JP JP7342706A patent/JP2796269B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101619704B1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-05-18 | 한국생산기술연구원 | Method for manufacturing cutter ring for disk cutter using can manufactured for net shaping and cutter ring for disk cutter manufactured by the method |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH09184390A (en) | 1997-07-15 |
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