JP5198364B2

JP5198364B2 - Multiple bits

Info

Publication number: JP5198364B2
Application number: JP2009142111A
Authority: JP
Inventors: 譲吉田; 隆中根; 泰司森田; 英明足立; 直小林
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2029-06-15
Also published as: JP2010285842A

Description

本発明は、トンネル掘削機のカッタヘッドに取り付けられて切羽を切削するカッタビットに係り、特に、長距離施工に対応すべく長寿命化を図った多重ビットに関する。 The present invention relates to a cutter bit that is attached to a cutter head of a tunnel excavator and cuts a face, and more particularly to a multiple bit that has a long life to cope with long-distance construction.

トンネル掘削機は、一般に、掘進方向と平行な軸廻りに回転駆動されるカッタヘッドを備えており、そのカッタヘッドには、切羽を切削するためのカッタビットが取り付けられている。かかるカッタビットは、切羽を切削することで摩耗するため、長距離施工においてはビット交換等の対策が必要となる。長距離施工に対応すべく長寿命化を図ったカッタビットとして、特許文献１に記載された多重ビットが知られている。 A tunnel excavator generally includes a cutter head that is driven to rotate about an axis parallel to the excavation direction, and a cutter bit for cutting the face is attached to the cutter head. Since such cutter bits are worn by cutting the face, measures such as bit replacement are required for long-distance construction. A multiple bit described in Patent Document 1 is known as a cutter bit that has a long life in order to cope with long-distance construction.

この多重ビットは、トンネル掘削機のカッタヘッドに取り付けられた内側ビットと、内側ビットを覆うように断面逆Ｖ字状に形成された外側ビットと、外側ビットを内側ビットの切削方向前側部（カッタヘッド回転方向前側部）に押し付けた状態でカッタヘッドに溶接された前側楔部材と、外側ビットを内側ビットの切削方向後側部（カッタヘッド回転方向後側部）に押し付けた状態でカッタヘッドに溶接された後側楔部材とを備えている。外側ビットの、楔部材に対する接触面と内側ビットに対する接触面とは、外開きに形成されている。 The multiple bit includes an inner bit attached to a cutter head of a tunnel excavator, an outer bit formed in an inverted V shape so as to cover the inner bit, and an outer bit connected to a front side in a cutting direction of the inner bit (cutter). The front wedge member welded to the cutter head in a state of being pressed against the front side of the head rotation direction, and the cutter head in a state of pressing the outer bit against the rear side of the inner bit in the cutting direction (the rear side of the cutter head rotation direction). And a welded rear wedge member. The contact surface of the outer bit with respect to the wedge member and the contact surface with respect to the inner bit are formed so as to open outward.

かかる多重ビットによれば、断面逆Ｖ字状の外側ビットの頂部が切羽を切削することで摩耗し、外側ビットがカッタヘッド回転方向の前後に分割されると、分割された各ピースは、上記接触面が外開きに形成されているので、カッタヘッドから夫々脱落し、内側ビットが露出する。すなわち、外側ビットが所定量摩耗すると、外側ビットが特別なアクチュエータを用いることなくカッタヘッドから外れ、内側ビットが露出する。 According to such a multiple bit, when the top portion of the outer bit having an inverted V-shaped cross section is worn by cutting the face, and the outer bit is divided before and after the cutter head rotation direction, each divided piece is Since the contact surface is formed so as to open outwardly, the contact bit is detached from the cutter head, and the inner bit is exposed. That is, when the outer bit is worn by a predetermined amount, the outer bit is detached from the cutter head without using a special actuator, and the inner bit is exposed.

特開２００７−３２７２６６号公報JP 2007-327266 A

上記多重ビットにおいては、外側ビットを前側楔部材及び後側楔部材で内側ビットに押し付けて支持しているので、外側ビットを適正な位置にガタなくしっかりと支持するためには、前側楔部材及び後側楔部材のカッタヘッドへの取付位置を微調節した上で、各楔部材をカッタヘッドに溶接する必要がある。よって、その位置調節に時間が掛かり、製作期間の長期化を招き、コストアップとなる。 In the multiple bit, the outer bit is pressed against and supported by the inner wedge bit by the front wedge member and the rear wedge member. Therefore, in order to firmly support the outer bit at an appropriate position without looseness, the front wedge member and It is necessary to finely adjust the attachment position of the rear wedge member to the cutter head and then weld each wedge member to the cutter head. Therefore, it takes time to adjust the position, leading to an increase in the manufacturing period, resulting in an increase in cost.

そこで、本発明の目的は、構造が簡素であり、容易に低コストで製造できる多重ビットを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multiple bit that has a simple structure and can be easily manufactured at low cost.

上記目的を達成するために本発明に係る多重ビットは、トンネル掘削機のカッタヘッドに取り付けられる内側ビットと、該内側ビットの切削方向前側部と切削方向後側部とに夫々形成された外開きのテーパー穴と、各テーパー穴に夫々挿入されたテーパーピンと、上記内側ビットに、その切削チップを覆って装着された外側ビットと、該外側ビットに設けられ、上記内側ビットに当接して上記外側ビットの位置を定める位置決め部と、上記外側ビットの端部と上記テーパーピンの頂部とを接合する溶接部とを備え、該溶接部が、上記位置決め部よりも上記内側ビットの切削チップから遠い位置にあるものである。 In order to achieve the above object, a multiple bit according to the present invention includes an inner bit attached to a cutter head of a tunnel excavator, and an outer opening formed respectively on a front side portion and a rear side portion in the cutting direction of the inner bit. A taper hole, a taper pin inserted into each taper hole, an outer bit attached to the inner bit so as to cover the cutting tip, and an outer bit provided on the outer bit and in contact with the inner bit. A positioning part for determining the position of the bit; and a welding part for joining the end part of the outer bit and the top part of the taper pin, the welding part being farther from the cutting tip of the inner bit than the positioning part. It is what.

上記外側ビットの位置決め部を上記内側ビットに当接させたとき、上記外側ビットの端部と上記テーパーピンの頂部との間に、隙間が設けられていてもよい。 When the positioning portion of the outer bit is brought into contact with the inner bit, a gap may be provided between the end portion of the outer bit and the top portion of the taper pin.

本発明に係る多重ビットによれば、構造が簡素であり、製作における品質管理が容易となる。 According to the multiplex bit according to the present invention, the structure is simple and the quality control in production becomes easy.

本発明の一実施形態に係る多重ビットが装着されたカッタヘッドを有するトンネル掘削機（シールド掘進機）の側断面図である。1 is a side sectional view of a tunnel excavator (shield excavator) having a cutter head equipped with multiple bits according to an embodiment of the present invention. 図１のシールド掘進機の正面図である。It is a front view of the shield machine of FIG. 図３（ａ）は図２の仮想線で囲んだ部分の拡大図、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。3A is an enlarged view of a portion surrounded by an imaginary line in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. 3A. 図４（ａ）は、本実施形態に係る多重ビットで切羽を切削する様子を示す側断面図であり、図４（ｂ）は、外側ビットの摩耗が進行して破損した様子を示す側断面図であり、図４（ｃ）は、内側ビットで切羽を切削する様子を示す側断面図である。FIG. 4A is a side cross-sectional view showing a state in which the face is cut with the multiple bit according to the present embodiment, and FIG. 4B is a side cross-sectional view showing a state in which the outer bit is worn and damaged. FIG. 4C is a side sectional view showing a state in which the face is cut with the inner bit. 図５（ａ）は本発明の変形実施形態に係る多重ビットをカッタヘッドに装着し切羽側から見た正面図であり、図５（ｂ）は、その多重ビットをカッタヘッドの径方向から見た側面図である。FIG. 5 (a) is a front view of a multiple bit according to a modified embodiment of the present invention mounted on a cutter head and viewed from the face side, and FIG. 5 (b) is a view of the multiple bit from the radial direction of the cutter head. FIG. 図６（ａ）は本発明の別の変形実施形態に係る多重ビットをカッタヘッドに装着し切羽側から見た正面図であり、図６（ｂ）は、その多重ビットをカッタヘッドの径方向から見た側面図である。6A is a front view of a multiple bit according to another modified embodiment of the present invention mounted on a cutter head and viewed from the face side, and FIG. 6B is a radial direction of the cutter head. It is the side view seen from. 本発明のさらに別の変形実施形態に係る多重ビットをカッタヘッドに装着し、カッタヘッドの径方向から見た側面図である。FIG. 9 is a side view of a multiplex bit according to still another modified embodiment of the present invention mounted on a cutter head and viewed from the radial direction of the cutter head.

本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１、図２に示すように、シールド掘進機１は、円筒状のシールドフレーム２と、シールドフレーム２内を掘進方向の前後に仕切る隔壁３と、隔壁３に掘進方向と平行な軸回りに回転可能に支持されたカッタヘッド４と、シールドフレーム２内でセグメントをリング状に組み立てるエレクタ（図示せず）と、シールドフレーム２の内面に装着され、リング状に組み立てられたセグメントに反力を取ってシールドフレーム２を前進させるシールドジャッキ（図示せず）とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the shield machine 1 includes a cylindrical shield frame 2, a partition wall 3 that partitions the inside of the shield frame 2 in the front and rear direction of the digging direction, and an axis parallel to the digging direction of the partition wall 3. A cutter head 4 rotatably supported, an erector (not shown) for assembling the segments in the shield frame 2 in a ring shape, and a reaction force applied to the inner surface of the shield frame 2 and assembled in the ring shape. And a shield jack (not shown) for moving the shield frame 2 forward.

カッタヘッド４は、回転中心Ｘに配置された中心部５と、中心部５に周方向に間隔を隔てて放射状に装着された複数のカッタスポーク６とを有し、図示しないモータ、ギヤ等からなる駆動手段により、回転中心Ｘを中心として時計回り又は反時計回りに回転駆動される。中心部５には、三角板状のフィッシュテールビット７が装着され、カッタスポーク６には、本実施形態に係る多重ビット８が、径方向に間隔を隔てて複数装着されている。 The cutter head 4 has a central portion 5 disposed at the rotation center X and a plurality of cutter spokes 6 radially attached to the central portion 5 at intervals in the circumferential direction. By the driving means, it is rotated clockwise or counterclockwise around the rotation center X. A triangular plate-shaped fishtail bit 7 is attached to the center portion 5, and a plurality of multiple bits 8 according to the present embodiment are attached to the cut spoke 6 at intervals in the radial direction.

フィッシュテールビット７及び多重ビット８は、シールドジャッキを伸長させることで地山の切羽に押し付けられ、その状態でカッタヘッド４が回転されることで切羽を切削する。図２の矢印Ａは、カッタヘッド４の回転に伴って多重ビット８が切羽を切削する切削方向を示し、回転中心Ｘを中心とした円の接線方向となる。上記切削方向は、カッタヘッド４が逆回転されると、矢印Ａとは逆方向になる。また、図１の矢印Ｂは、切羽方向を示す。 The fishtail bit 7 and the multiple bit 8 are pressed against the face of the natural ground by extending the shield jack, and the cutter head 4 is rotated in this state to cut the face. An arrow A in FIG. 2 indicates a cutting direction in which the multiple bit 8 cuts the face as the cutter head 4 rotates, and is a tangential direction of a circle around the rotation center X. The cutting direction is opposite to the arrow A when the cutter head 4 is rotated in the reverse direction. Moreover, the arrow B of FIG. 1 shows a face direction.

なお、カッタヘッド４は、本実施形態ではスポークタイプのものを示したが、面板タイプのものであってもよい。 The cutter head 4 is a spoke type in this embodiment, but may be a face plate type.

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係る多重ビット８は、トンネル掘削機１のカッタヘッド４に取り付けられる内側ビット１０と、内側ビット１０の切削方向前側部１０ｃと切削方向後側部１０ｄとに夫々形成された外開きのテーパー穴１２、１３と、各テーパー穴１２、１３に夫々挿入されたテーパーピン１４、１５と、内側ビット１０に、その切削チップ１０ｂを覆って装着された外側ビット１１と、外側ビット１１に設けられ、内側ビット１０に当接して外側ビット１１の位置を定める位置決め部１６、１７と、外側ビット１１の端部１１ｇ、１１ｈとテーパーピン１４、１５の頂部１４ｂ、１５ｂとを接合する溶接部１８、１９とを備えている。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the multiple bit 8 according to the present embodiment includes an inner bit 10 attached to the cutter head 4 of the tunnel excavator 1 and a front side portion in the cutting direction of the inner bit 10. 10c and the taper holes 12, 13 formed in the cutting direction rear side portion 10d, the taper pins 14, 15 respectively inserted in the respective taper holes 12, 13 and the cutting bit in the inner bit 10. An outer bit 11 mounted to cover 10b, positioning portions 16 and 17 provided on the outer bit 11 and abutting the inner bit 10 to determine the position of the outer bit 11, and end portions 11g and 11h of the outer bit 11; The welding parts 18 and 19 which join the top parts 14b and 15b of the taper pins 14 and 15 are provided.

内側ビット１０は、カッタスポーク６に溶接された支持体としての内側シャンク１０ａと、内側シャンク１０ａの頂部に鑞付けされた切削刃としての内側切削チップ１０ｂとを有する。なお、１０ｗは、内側シャンク１０ａをカッタスポーク６に溶接することで形成された溶接ビードである。内側シャンク１０ａはＳＳ材やＳＫＣ材等からなり、内側切削チップ１０ｂはタングステンカーバイト等の超硬合金からなる。 The inner bit 10 has an inner shank 10a as a support welded to the cutter pork 6 and an inner cutting tip 10b as a cutting blade brazed to the top of the inner shank 10a. Reference numeral 10w denotes a weld bead formed by welding the inner shank 10a to the cutter pork 6. The inner shank 10a is made of SS material, SKC material or the like, and the inner cutting tip 10b is made of cemented carbide such as tungsten carbide.

内側ビット１０の切削方向前側部１０ｃと切削方向後側部１０ｄとには、テーパー穴１２、１３が形成されている。テーパー穴１２は、内側シャンク１０ａの切削方向前側部１０ｃに形成され、テーパー穴１３は、切削方向後側部１０ｄに形成されており、夫々、入口が奥よりも広い外開きの形状となっている。テーパー穴１２、１３は、本実施形態では、切削方向前側部１０ｃと切削方向後側部１０ｄとに夫々２個ずつ形成されているが、１個でも３個以上でもよい（図５、図６参照）。また、テーパー穴１２、１３の断面形状は、円形に限られず、楕円形でも、陸上トラック形でもよい（図５参照）。 Tapered holes 12 and 13 are formed in the cutting direction front side portion 10 c and the cutting direction rear side portion 10 d of the inner bit 10. The taper hole 12 is formed in the cutting direction front side portion 10c of the inner shank 10a, and the taper hole 13 is formed in the cutting direction rear side portion 10d. Yes. In the present embodiment, two taper holes 12 and 13 are formed in each of the cutting direction front side portion 10c and the cutting direction rear side portion 10d, but may be one or three or more (FIGS. 5 and 6). reference). Moreover, the cross-sectional shape of the taper holes 12 and 13 is not limited to a circular shape, and may be an elliptical shape or a land track shape (see FIG. 5).

テーパー穴１２、１３には、テーパーピン１４、１５が夫々挿入されている。テーパーピン１４、１５は、ＳＣＭ材等から形成され、テーパー穴１２、１３に挿入されたピン本体１４ａ、１５ａと、ピン本体１４ａ、１５ａの上部に設けられた頂部１４ｂ、１５ｂとを有する。ピン本体１４ａ、１５ａは、テーパー穴１２、１３の内面に合致した截頭円錐状（円錐の頂部を切断除去した形状）に形成され、頂部１４ｂ、１５ｂは、ピン本体１４ａ、１５ａの頂面よりも大きな断面を有する円柱から成る。そして、ピン本体１４ａ、１５ａをテーパー穴１２、１３に挿入したとき、ピン本体１４ａ、１５ａの先端がテーパー穴１２、１３の底に接触せず、頂部１４ｂ、１５ｂの下面が内側シャンク１０に接触せず、ピン本体１４ａ、１５ａがテーパー穴１２、１３にガタなく密着するようになっている。本実施形態では、頂部１４ｂ、１５ｂは、円柱の一端を斜めにカットした傾斜面１４ｃ、１５ｃを有するが、この傾斜面１４ｃ、１５ｃは、溶接部１８、１９の溶接作業性を考慮して設けられたものであり、省略してもよい。また、頂部１４ｂ、１５ｂは、円柱に限られず角柱でもよく、また、ピン本体１４ａ、１５ａを軸方向に伸ばし、その頂面を頂部とすれば、円柱や角柱は不要となる。 Tapered pins 14 and 15 are inserted into the tapered holes 12 and 13, respectively. The taper pins 14 and 15 are formed of an SCM material or the like, and have pin main bodies 14a and 15a inserted into the taper holes 12 and 13, and top portions 14b and 15b provided on top of the pin main bodies 14a and 15a. The pin bodies 14a and 15a are formed in a frustoconical shape (a shape obtained by cutting and removing the tops of the cones) matching the inner surfaces of the tapered holes 12 and 13, and the top parts 14b and 15b are formed from the top surfaces of the pin bodies 14a and 15a. Also consists of a cylinder with a large cross section. When the pin bodies 14a and 15a are inserted into the tapered holes 12 and 13, the tips of the pin bodies 14a and 15a do not contact the bottoms of the tapered holes 12 and 13, and the bottom surfaces of the top portions 14b and 15b contact the inner shank 10. Instead, the pin main bodies 14a and 15a are in close contact with the tapered holes 12 and 13 without backlash. In the present embodiment, the top portions 14b and 15b have inclined surfaces 14c and 15c obtained by obliquely cutting one end of the cylinder. The inclined surfaces 14c and 15c are provided in consideration of the welding workability of the welded portions 18 and 19. May be omitted. Further, the top portions 14b and 15b are not limited to cylinders, and may be prisms. Further, if the pin bodies 14a and 15a are extended in the axial direction and the top surfaces thereof are the top portions, the columns and prisms are not necessary.

内側ビット１０には、その切削チップ１０ｂを覆うように形成された外側ビット１１が装着されている。外側ビット１１は、内側切削チップ１０ｂを覆うように断面逆Ｖ字状に形成された外側シャンク１１ａ（ＳＳ材、ＳＫＣ材等）と、外側シャンク１１ａの頂部に鑞付けされた外側切削チップ１１ｂ（タングステンカーバイト等）とを有する。外側シャンク１１ａは、内側ビット１０の切削方向Ａの前方に配置された前カバー部１１ｃと、内側ビット１０の切羽方向Ｂの上方に配置された後カバー部１１ｄと、これら前カバー部１１ｃと後カバー部１１ｄとを接続する接続部１１ｅとを有する。前カバー部１１ｃは、内側ビット１０のすくい面部１０ｅを覆うと共に外側ビット１１のすくい面部を成し、後カバー部１１ｄは、内側ビット１０の背面部１０ｆを覆うと共に外側ビット１１の背面部を成す。 The inner bit 10 is provided with an outer bit 11 formed so as to cover the cutting tip 10b. The outer bit 11 includes an outer shank 11a (SS material, SKC material, etc.) formed in an inverted V-shaped cross-section so as to cover the inner cutting tip 10b, and an outer cutting tip 11b brazed to the top of the outer shank 11a ( Tungsten carbide). The outer shank 11a includes a front cover portion 11c disposed in front of the cutting direction A of the inner bit 10, a rear cover portion 11d disposed above the face direction B of the inner bit 10, and the front cover portion 11c and the rear. And a connecting portion 11e for connecting the cover portion 11d. The front cover portion 11 c covers the rake face portion 10 e of the inner bit 10 and forms the rake face portion of the outer bit 11, and the rear cover portion 11 d covers the rear face portion 10 f of the inner bit 10 and forms the rear face portion of the outer bit 11. .

外側ビット１１には、内側ビット１０に当接して外側ビット１１の位置を定める位置決め部１６、１７が設けられている。位置決め部１６は、外側ビット１１の前カバー部１１ｃの内面に形成され、位置決め部１７は、外側ビット１１の後カバー部１１ｄの内面に形成されている。位置決め部１６とそれが当接する内側ビット１０のすくい面部１０ｅの一部、位置決め部１７とそれが当接する内側ビット１０の背面部１０ｆの一部は、夫々機械加工（切削加工）されており、外側ビット１１の内側ビット１０に対する位置が正確に定まるようになっている。外側ビット１１の内面の位置決め部１６、１７以外の部分は、機械加工されておらず、内側ビット１０から離間している。なお、本実施形態では、位置決め部１６、１７は、内側ビット１０に面接触しているが、外側ビット１１の位置を定めることができれば、線接触或いは点接触する形状でもよい。 The outer bit 11 is provided with positioning portions 16 and 17 that contact the inner bit 10 and determine the position of the outer bit 11. The positioning portion 16 is formed on the inner surface of the front cover portion 11 c of the outer bit 11, and the positioning portion 17 is formed on the inner surface of the rear cover portion 11 d of the outer bit 11. The positioning part 16 and a part of the rake face part 10e of the inner bit 10 with which the positioning part 16 abuts, and the positioning part 17 and a part of the rear part 10f of the inner bit 10 with which it abuts are respectively machined (cut). The position of the outer bit 11 with respect to the inner bit 10 is determined accurately. Portions other than the positioning portions 16 and 17 on the inner surface of the outer bit 11 are not machined and are separated from the inner bit 10. In the present embodiment, the positioning portions 16 and 17 are in surface contact with the inner bit 10, but may be in a line contact or point contact shape as long as the position of the outer bit 11 can be determined.

また、図７に示すように、背面側の位置決め部１７は内側ビット１０に当接するが、すくい面側の位置決め部１６は内側ビット１０に当接しない形状でもよい。この場合、位置決め部１６と内側ビット１０との隙間にスペーサ（図示せず）を挿入することで、外側ビット１１の内側ビット１０に対する位置を定め、外側ビット１１の端部１１ｇとテーパーピン１４の傾斜面１４ｃとを溶接してその位置を確定した後、スペーサを除去する。 In addition, as shown in FIG. 7, the positioning portion 17 on the back side contacts the inner bit 10, but the positioning portion 16 on the rake face side may not be in contact with the inner bit 10. In this case, by inserting a spacer (not shown) in the gap between the positioning portion 16 and the inner bit 10, the position of the outer bit 11 with respect to the inner bit 10 is determined, and the end 11 g of the outer bit 11 and the taper pin 14 are After welding the inclined surface 14c and determining its position, the spacer is removed.

図３（ｂ）、図７に示すように、外側ビット１１の端部１１ｇ、１１ｈとテーパーピン１４、１５の頂部１４ｂ、１５ｂとは、溶接部１８、１９によって接合されている。溶接部１８は、位置決め部１６よりも内側ビット１０の切削チップ１０ｂから遠い外側ビット１１の前カバー部１１ｃの端部１１ｇとテーパーピン１４の頂部１４ｂとを接合する。溶接部１９は、位置決め部１７よりも内側ビット１０の切削チップ１０ｂから遠い外側ビット１１の後カバー部１１ｄの端部１１ｈとテーパーピン１５の頂部１５ｂとを接合する。溶接部１８においては、前カバー部１１ｃの端部１１ｇとテーパーピン１４の頂部１４ｂとで開先が形成されるところ、その頂部１４ｂに傾斜面１４ｃが形成されているので、溶接ビードの容積が小さくなり、溶接作業性が向上する。同様に、溶接部１９においても、テーパーピン１５の頂部１５ｂに傾斜面１５ｃが形成されているので、溶接ビードの容積が小さくなって溶接作業性が向上する。また、これら溶接部１８、１９の開先角度は、テーパーピン１４、１５の傾斜面１４ｃ、１５ｃの傾斜角度を適宜変更することで、所望の開先角度を得ることができる。 As shown in FIGS. 3B and 7, the end portions 11 g and 11 h of the outer bit 11 and the top portions 14 b and 15 b of the taper pins 14 and 15 are joined by welded portions 18 and 19. The welded portion 18 joins the end portion 11g of the front cover portion 11c of the outer bit 11 and the top portion 14b of the taper pin 14 which are farther from the cutting tip 10b of the inner bit 10 than the positioning portion 16. The welded portion 19 joins the end portion 11 h of the rear cover portion 11 d of the outer bit 11 farther from the cutting tip 10 b of the inner bit 10 than the positioning portion 17 and the top portion 15 b of the taper pin 15. In the welded portion 18, a groove is formed by the end portion 11 g of the front cover portion 11 c and the top portion 14 b of the taper pin 14. Since the inclined surface 14 c is formed at the top portion 14 b, the volume of the weld bead is reduced. It becomes small and welding workability improves. Similarly, since the inclined surface 15c is formed in the top part 15b of the taper pin 15 also in the welding part 19, the volume of a weld bead becomes small and welding workability | operativity improves. Moreover, the groove angle of these welding parts 18 and 19 can obtain a desired groove angle by changing suitably the inclination angle of the inclined surfaces 14c and 15c of the taper pins 14 and 15. FIG.

本実施形態に係る多重ビット８においては、外側ビット１１の位置決め部１６、１７による内側ビット１０に対する位置決めを正確になし得るため、テーパー穴１２、１３にテーパーピン１４、１５を挿入した状態で、内側ビット１０に外側ビット１１を装着し、位置決め部１６、１７を内側ビット１０に当接させたとき、前カバー部１１ｃの端部１１ｇとテーパーピン１４の傾斜面１４ｃとの間、後カバー部１１ｄの端部１１ｈとテーパーピン１５の傾斜面１５ｃとの間に、夫々、隙間が形成されるようになっている。但し、位置決め部１６、１７が内側ビット１０に適切に接触した状態で、前カバー部１１ｃの端部１１ｇと後カバー１１ｂの端部１１ｈとが、夫々、テーパーピン１４、１５の傾斜面１４ｃ、１５ｃに丁度接触するようになっていてもよい。 In the multiple bit 8 according to this embodiment, in order to accurately position the outer bit 11 with respect to the inner bit 10 by the positioning portions 16 and 17, in a state where the taper pins 14 and 15 are inserted into the tapered holes 12 and 13, When the outer bit 11 is attached to the inner bit 10 and the positioning portions 16 and 17 are brought into contact with the inner bit 10, the rear cover portion is between the end portion 11g of the front cover portion 11c and the inclined surface 14c of the taper pin 14. A gap is formed between the end portion 11 h of 11 d and the inclined surface 15 c of the taper pin 15. However, in a state where the positioning portions 16 and 17 are in proper contact with the inner bit 10, the end portion 11g of the front cover portion 11c and the end portion 11h of the rear cover 11b are inclined surfaces 14c of the taper pins 14 and 15, respectively. You may come to just contact 15c.

上記多重ビット８の製造方法を述べる。 A method of manufacturing the multiplex bit 8 will be described.

予め、外側ビット１１の前カバー部１１ｃと後カバー部１１ｄとの内面に、位置決め部１６、１７を夫々機械加工により形成しておき、内側ビット１０の切削方向前側部１０ｃと切削方向後側部１０ｄとに、夫々外開きのテーパー穴１２、１３を形成し、位置決め部１６、１７が当接する部分を機械加工して面合わせしておく。 The positioning portions 16 and 17 are formed by machining on the inner surfaces of the front cover portion 11c and the rear cover portion 11d of the outer bit 11 in advance, and the cutting direction front side portion 10c and the cutting direction rear side portion of the inner bit 10 are formed. In 10d, tapered holes 12 and 13 having outward openings are formed, and the portions where the positioning portions 16 and 17 abut are machined and face-matched.

各テーパー穴１２、１３にテーパーピン１４、１５を夫々挿入し、内側ビット１０に外側ビット１１を被せ、位置決め部１６、１７を内側ビット１０に当接させて位置決めする。このとき、外側ビット１１の前カバー部１１ｃの端部１１ｇとテーパーピン１４の頂部１４ｂとの間、後カバー部１１ｄの端部１１ｈとテーパーピン１５の頂部１５ｂとの間に、夫々僅かな隙間が形成される。なお、隙間は零（軽く接触する状態）であってもよい。 Taper pins 14 and 15 are inserted into the respective taper holes 12 and 13, the inner bit 10 is covered with the outer bit 11, and the positioning portions 16 and 17 are brought into contact with the inner bit 10 for positioning. At this time, a slight gap is formed between the end portion 11g of the front cover portion 11c of the outer bit 11 and the top portion 14b of the taper pin 14, and between the end portion 11h of the rear cover portion 11d and the top portion 15b of the taper pin 15. Is formed. The gap may be zero (lightly touching state).

最後に、外側ビット１１の前カバー部１１ｃの端部１１ｇとテーパーピン１４の頂部１４ｂとの間、後カバー部１１ｄの端部１１ｈとテーパーピン１５の頂部１５ｂとの間を、夫々、溶接する。 Finally, welding is performed between the end portion 11g of the front cover portion 11c of the outer bit 11 and the top portion 14b of the taper pin 14, and between the end portion 11h of the rear cover portion 11d and the top portion 15b of the taper pin 15, respectively. .

なお、図７に示すように、すくい面側の位置決め部１６を内側ビット１０に当接しない形状とした場合には、上述したように、位置決め部１６と内側ビット１０との隙間にスペーサを挿入し、テーパーピン１４をテーパー穴１２に取り付けた状態で、外側ビット１１の内側ビット１０に対する位置を定め、外側ビット１１の端部１１ｇとテーパーピン１４の傾斜面１４ｃとを溶接してその位置を確定した後、スペーサを除去することになる。 As shown in FIG. 7, when the positioning portion 16 on the rake face side is not in contact with the inner bit 10, a spacer is inserted into the gap between the positioning portion 16 and the inner bit 10 as described above. Then, with the taper pin 14 attached to the taper hole 12, the position of the outer bit 11 relative to the inner bit 10 is determined, and the end 11g of the outer bit 11 and the inclined surface 14c of the taper pin 14 are welded to determine the position. After confirmation, the spacer is removed.

上記多重ビット８の切削について図４（ａ）〜図４（ｃ）を用いて説明する。 The cutting of the multiple bit 8 will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c).

図４（ａ）に示すように、外側ビット１１は、カッタヘッド４の回転によって、地山の切羽Ｋを切削する。このとき、外側ビット１１は、テーパーピン１４、１５により、内側ビット１０に支持されており、外側ビット１１に加わる切削反力は、テーパーピン１４、１５及びテーパー穴１２、１３を介して内側ビット１０に伝達され、カッタヘッド４に伝達される。 As shown in FIG. 4A, the outer bit 11 cuts the ground face K by the rotation of the cutter head 4. At this time, the outer bit 11 is supported by the inner bit 10 by the taper pins 14 and 15, and the cutting reaction force applied to the outer bit 11 passes through the taper pins 14 and 15 and the taper holes 12 and 13. 10 and transmitted to the cutter head 4.

上記切削反力の一部は、位置決め部１６、１７を介しても、内側ビット１０に伝達される。ここで、本実施形態の多重ビット８は、切削反力の一部を支持する位置決め部１６、１７が、外側ビット１１を内側ビット１０に固定するテーパーピン１４、１５よりも切削荷重入力点である外側切削チップ１１ｂに近いので、位置決め部１６、１７がテーパーピン１４、１５を挟んで反対側に配置されたものと比べると、切削反力を効率よく支持することができ、且つ、外側ビット１１を小型化できる。 A part of the cutting reaction force is also transmitted to the inner bit 10 via the positioning portions 16 and 17. Here, in the multiple bit 8 of the present embodiment, the positioning portions 16 and 17 that support a part of the cutting reaction force are at a cutting load input point than the taper pins 14 and 15 that fix the outer bit 11 to the inner bit 10. Since it is close to a certain outer cutting tip 11b, the cutting reaction force can be more efficiently supported and the outer bit can be compared with a case where the positioning portions 16, 17 are arranged on the opposite side across the taper pins 14, 15. 11 can be reduced in size.

外側ビット１１は、切羽Ｋを切削することで、外側切削チップ１１ｂ及び接続部１１ｅが次第に摩耗していく。摩耗が進行するに伴い、接続部１１ｅの肉厚が薄くなり、そこに生じる応力が大きくなる。摩耗が所定量（摩耗限界）まで進むと、図４（ｂ）に示すように、接続部１１ｅが破損し、外側ビット１１が、前カバー部１１ｃと後カバー部１１ｄとに分割される。 When the outer bit 11 cuts the face K, the outer cutting tip 11b and the connecting portion 11e gradually wear. As wear progresses, the thickness of the connecting portion 11e decreases, and the stress generated there increases. When the wear proceeds to a predetermined amount (wear limit), as shown in FIG. 4B, the connecting portion 11e is broken, and the outer bit 11 is divided into a front cover portion 11c and a rear cover portion 11d.

分割された前カバー部１１ｃ、後カバー部１１ｄは、テーパー穴１２、１３が外開きに形成されているので、カッタヘッド４の回転に伴って生じる細かな振動や横力或いはカッタヘッド４を逆回転させること等によって、内側ビット１０から外れ、カッタヘッド４から脱落する。 Since the divided front cover portion 11c and rear cover portion 11d have tapered holes 12 and 13 formed so as to open outwardly, fine vibrations or lateral forces generated by the rotation of the cutter head 4 or the cutter head 4 are reversed. By rotating or the like, the bit is detached from the inner bit 10 and dropped from the cutter head 4.

すなわち、前カバー部１１ｃの脱落方向（テーパーピン１４がテーパー穴１２から抜ける方向）と、後カバー部１１ｄの脱落方向（テーパーピン１５がテーパー穴１３から抜ける方向）とは、略１８０度異なっているところ、外側ビット１１の接続部１１ｅが摩耗破損する前は、前カバー部１１ｃ及び後カバー部１１ｄの各脱落方向への移動が接続部１１ｅにより拘束されているが、接続部１１ｅが摩耗破損すると、その拘束が無くなるため、前カバー部１１ｃ及び後カバー部１１ｄが夫々の脱落方向に移動して脱落する。 That is, the falling direction of the front cover portion 11c (the direction in which the tapered pin 14 comes out from the tapered hole 12) and the falling direction in the rear cover portion 11d (the direction in which the tapered pin 15 comes out from the tapered hole 13) are different by about 180 degrees. However, before the connection portion 11e of the outer bit 11 is worn and damaged, the movement of the front cover portion 11c and the rear cover portion 11d in the drop-off direction is restricted by the connection portion 11e, but the connection portion 11e is worn and damaged. Then, since the restraint disappears, the front cover part 11c and the rear cover part 11d move in the respective drop-off directions and drop off.

すると、図４（ｃ）に示すように、これまで外側ビット１１に覆われていて全く摩耗していない内側ビット１０が露出し、この新品状態の内側ビット１０によって切羽Ｋを切削できる。 Then, as shown in FIG. 4C, the inner bit 10 that has been covered by the outer bit 11 so far and has not been worn out is exposed, and the face K can be cut by the new inner bit 10.

このように、摩耗限界となった外側ビット１１が特別なアクチュエータを用いることなく自動的にカッタヘッド４から脱落し、それまで外側ビット１１によって摩耗から防護されていた内側ビット１０によって切削を継続できるので、ビット全体としての寿命が伸び、長距離施工に対応できる。 In this way, the outer bit 11 that has reached the wear limit is automatically detached from the cutter head 4 without using a special actuator, and cutting can be continued by the inner bit 10 that has been protected from wear by the outer bit 11 until then. Therefore, the life of the entire bit is extended, and it can be used for long-distance construction.

本実施形態に係る多重ビット８によれば、内側ビット１０に形成したテーパー穴１２、１３にテーパーピン１４、１５を差し込み、外側ビット１１を位置決め部１６、１７で位置決めして内側ビット１０に被せ、その状態で外側ビット１１の端部１１ｇ、１１ｈをテーパーピン１４、１５に溶接し、外側ビット１１を内側ビット１０に固定しているので、外側ビット１１を容易に精度良く位置決めして内側ビット１０に固定できる。 According to the multiple bit 8 according to the present embodiment, the taper pins 14 and 15 are inserted into the taper holes 12 and 13 formed in the inner bit 10, and the outer bit 11 is positioned by the positioning portions 16 and 17 and covered with the inner bit 10. In this state, the end portions 11g and 11h of the outer bit 11 are welded to the taper pins 14 and 15, and the outer bit 11 is fixed to the inner bit 10, so that the outer bit 11 can be easily positioned with high accuracy. 10 can be fixed.

すなわち、本実施形態の多重ビット８によれば、前記特許文献１に記載された発明における外側ビットを内側ビットに押し付けて支持する前側楔部材及び後側楔部材が不要となり、これら楔部材の位置を微調節しつつカッタヘッドに溶接するという煩雑な作業がなくなる。また、機械加工する部分は、外側ビット１１の位置決め部材１６、１７、及びそれが接触する内側ビット１０のすくい面部１０ｅ、背面部１０ｆの一部のみである。従って、文献１の前側楔部材及び後側楔部材と比べて、機械加工が必要な当接面及び被当接面の角度、種類、長さ等のバリエーションが少なくなり、機械加工のためのコストが抑えられる。 That is, according to the multiple bit 8 of the present embodiment, the front wedge member and the rear wedge member for pressing and supporting the outer bit against the inner bit in the invention described in Patent Document 1 are not required, and the positions of these wedge members are eliminated. The troublesome work of welding to the cutter head while fine-tuning is eliminated. Further, the parts to be machined are only the positioning members 16 and 17 of the outer bit 11 and a part of the rake face part 10e and the rear face part 10f of the inner bit 10 in contact therewith. Therefore, compared with the front wedge member and the rear wedge member disclosed in Document 1, variations in the angle, type, length, and the like of the contact surface and the contacted surface that require machining are reduced, and the cost for machining is reduced. Is suppressed.

このように、本実施形態に係る多重ビットによれば、構造が簡素になり、製作における品質管理が容易となる。 As described above, according to the multiplex bit according to the present embodiment, the structure is simplified, and quality control in production is facilitated.

本発明は上記実施形態に限られない。 The present invention is not limited to the above embodiment.

図５に示す変形実施形態の多重ビット８ａは、テーパー穴１２、１３及びテーパーピン１４、１５の断面形状を楕円乃至陸上トラック形とした点のみが前実施形態と異なり、その他は全て同様の構成となっている。図６に示す変形実施形態の多重ビット８ｂは、内側ビット１０及び外側ビット１１の幅を最初の実施形態よりも大きくし、テーパー穴１２、１３及びテーパーピン１４、１５の数を３個ずつとした点のみが最初の実施形態と異なり、その他は全て同様の構成となっている。これらの変形実施形態に関しては、共通の部品には共通の符号を付して説明を省略するが、最初の実施形態と同様の作用効果を奏する。 The multiple bit 8a of the modified embodiment shown in FIG. 5 is different from the previous embodiment only in that the sectional shape of the tapered holes 12, 13 and the tapered pins 14, 15 is an elliptical or land track shape. It has become. In the multiple bit 8b of the modified embodiment shown in FIG. 6, the width of the inner bit 10 and the outer bit 11 is made larger than that of the first embodiment, and the number of the tapered holes 12, 13 and the tapered pins 14, 15 is three. Only the points described above are different from those of the first embodiment, and all other configurations are the same. With respect to these modified embodiments, common parts are denoted by common reference numerals and description thereof is omitted, but the same effects as the first embodiment are obtained.

また、上記各実施形態においては、前カバー部１１ｃの脱落方向と後カバー部１１ｄの脱落方向とが略１８０度異なっているが、脱落方向の角度は、この角度に限られることはなく、接続部１１ｅが破損しない間、外側ビット１１が内側ビット１０から抜けない角度であればよい。理論的には、両脱落方向が同方向でなければ、接続部１１ｅが破損しない限り、外側ビット１１が内側ビット１０から外れない。但し、実際には、両脱落方向が成す角度があまり小さいと、各部材の撓み等により、接続部１１ｅが破損しなくても外側ビット１１が内側ビット１０から抜ける事態も考えられるので、両脱落方向の成す角度は９０度から１８０度程度であることが好ましい。 Further, in each of the above embodiments, the falling direction of the front cover portion 11c and the falling direction of the rear cover portion 11d differ by approximately 180 degrees, but the angle of the falling direction is not limited to this angle, and the connection Any angle that prevents the outer bit 11 from coming out of the inner bit 10 while the portion 11e is not damaged may be used. Theoretically, unless both drop-off directions are the same direction, the outer bit 11 does not come off the inner bit 10 unless the connecting portion 11e is damaged. However, in actuality, if the angle formed by the two drop-off directions is too small, it may be possible that the outer bit 11 may come out of the inner bit 10 even if the connecting portion 11e is not damaged due to bending of each member. The angle formed by the directions is preferably about 90 to 180 degrees.

また、上記各実施形態は二重ビットであるが、各実施形態における外側ビット１１の外側に別の外側ビット（最外側ビット）を同様にして装着し、三重ビットとしてもよい。この場合、外側ビット１１の前カバー部１１ｃと後カバー部１１ｄとに夫々外開きのテーパー穴を形成し、それらにテーパーピンを挿入し、最外側ビットをそれに形成された位置決め部を外側ビットに当接して位置決めして外側ビットに被せ、その位置決め部よりも外側ビットの切削チップから遠い最外側ビットの端部とテーパーピンの頂部とを溶接することになる。同様にして四重以上の多重ビットとしてもよい。 Further, although each of the above embodiments is a double bit, another outer bit (outermost bit) may be similarly attached to the outside of the outer bit 11 in each embodiment to form a triple bit. In this case, the front cover portion 11c and the rear cover portion 11d of the outer bit 11 are respectively formed with outwardly opening tapered holes, taper pins are inserted into them, and the outermost bit is used as the positioning portion formed on the outer bit. Abutting and positioning are put on the outer bit, and the end of the outermost bit farther from the cutting tip of the outer bit than the positioning portion and the top of the taper pin are welded. Similarly, four or more multiplexed bits may be used.

１トンネル掘削機（シールド掘進機）
４カッタヘッド
８多重ビット
１０内側ビット
１０ｂ切削チップ
１０ｃ切削方向前側部
１０ｄ切削方向後側部
１１外側ビット
１１ｇ端部
１１ｈ端部
１２テーパー穴
１３テーパー穴
１４テーパーピン
１４ｂ頂部
１５テーパーピン
１５ｂ頂部
１６位置決め部
１７位置決め部
１８溶接部
１９溶接部 1 Tunnel excavator (Shield excavator)
4 Cutter head 8 Multiple bit 10 Inner bit 10b Cutting tip 10c Cutting direction front side part 10d Cutting direction rear side part 11 Outer bit 11g End part 11h End part 12 Taper hole 13 Taper hole 14 Taper pin 14b Top part 15 Taper pin 15b Top part 16 Positioning Part 17 Positioning part 18 Welding part 19 Welding part

Claims

An inner bit attached to the cutter head of the tunnel excavator,
An outwardly opening tapered hole formed on each of the inner bit front side in the cutting direction and the rear side in the cutting direction;
A taper pin inserted into each taper hole;
An outer bit attached to the inner bit so as to cover the cutting tip;
A positioning portion provided on the outer bit and abutting the inner bit to determine the position of the outer bit;
A weld that joins the end of the outer bit and the top of the taper pin;
The multiple bit, wherein the welded portion is located farther from the cutting tip of the inner bit than the positioning portion.

The multiple bit according to claim 1, wherein a gap is provided between an end portion of the outer bit and a top portion of the taper pin when the positioning portion of the outer bit is brought into contact with the inner bit.