JP6739195B2 - カッタビット - Google Patents
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Description
カッタビットは、地山の切削に伴い磨耗する。磨耗したカッタビットは、掘削作業を中断して交換する必要があるが、掘削作業を中断すると、工期短縮化の妨げになるとともに、工事費の低減化の妨げになる。カッタビット全体を強度の高い材料により構成すれば、カッタビットの交換頻度を低減させることが可能であるものの、コストが高くなるとともに、掘削機への取り付け方法も制限されてしまう。そのため、長距離掘削に耐え得る機能を有しており、交換作業を省略あるいは交換作業の回数を低減させることを可能としたカッタビットが開発されている。
また、特許文献2には、施工範囲の地層(地質)および層厚に適合した材質および枚数のチップが母材に貼りつけられたカッタビットが開示されている。このカッタビットによれば、施工時の土質の変化に対応してチップが積層されているため、カッタビットの長寿命化を図ることができる。
また、特許文献2のカッタビットは、チップが2面のみにおいてろう付けされているため、外力により想定よりも早く母材から脱落するおそれがあった。
本発明は、前記の問題点を解決するものであり、チップの脱落を防止することでカッタビットの長寿命化を図り、かつ、切削能力の向上を図ることを可能としたカッタビットを提案することを課題とする。
かかるカッタビットによれば、刃材が母材に埋め込まれているため、固定面(ろう付け面)が多く、刃材が脱落し難い。そのため、カッタビットの長寿命化を図ることができる。また、上段刃部の前面側の露出面が大きいため、母材の摩耗を最小限に抑えることができ、ひいては、早期に刃材が脱落することを防止することができる。
ここで、本明細書において、「前面」はカッタビットの進行方向前側の面であり、「後面」はカッタビットの進行方向後側の面である。また、「背面」は地山(切削面)に対向する面であり、「底面」はカッタヘッド側の面である。
なお、前記カッタビットは、前記上段刃部の後面および底面は直交しており、前記下段刃部の後面は前記上段刃部の後面の延長線上にあり、前記下段刃部の前面は当該下段刃部の後面と平行であり、前記下段刃部の底面は前記上段刃部の底面と平行で、かつ、当該上段刃部の底面よりも小さい幅を有したものであるのが望ましい。
かかるカッタビットによれば、刃材の前面側の露出面を大きくすることが可能となるため、母材の摩耗を最小限に抑えることができ、また、刃材が早期に脱落することを防止することができる。
母材2は、いわゆるシャンク材である。本実施形態の母材2は、第一刃材3および第二刃材4よりも膨張係数が大きく、かつ、構造部材として十分な剛性、強度を有する材料により構成されている。本実施形態では、母材2を構成する材料として、SS材やS45C材等を使用するが、母材2を構成する材料は限定されるものではない。
母材2には、図2に示すように、その先端側に開口する凹部21が形成されている。本明細書において、母材の先端とは、母材2の前面22と背面23との角部をいう。凹部21は、母材2の先端に形成された欠損部分である。本実施形態の凹部21の底部には、階段状の段差が形成されている。第一刃材3および第二刃材4は、母材2に直接固定(ろう付け)される。
母材2の後面24は、カッタビット1の進行方向後側の面であり、底面25は、図示せぬカッタヘッドに当接する面である。母材2の後面24と底面25は、直角に交わっている。なお、後面24および底面25の必ずしも直角である必要はない。
底面25には、段差が形成されていて、カッタヘッドに係止することが可能に構成されている。なお、底面25の段差は必要に応じて形成すればよい。また、母材2の形状は限定されない。
上段刃部31は、断面視四角形状を呈しており、上段刃部31先端(前面と背面との交差部)は鋭角となっている。一方、上段刃部31の後端(底面と後面との交差部)は直角になっている。さらに、前面下側の端部(前面と底面との交差部)は鋭角、後面上側の端部(背面と後面との交差部)は鈍角になっている。また、上段刃部31は、前面側の露出面が背面側の露出面よりも大きい。
上段刃部31の前面は、母材2の前面22と面一になるように形成されている。すなわち、上段刃部31の前面は、母材2の前面22の欠損部分に配置されている。上段刃部31の背面は、母材2の背面23と面一になるように形成されている。すなわち、上段刃部31の背面は、母材2の背面23の欠損部分の一部に配置されている。上段刃部31の底面の一部は、母材2にろう付けされていて、当該底面の他の部分には下段刃部32が一体に形成されている。
下段刃部32の前面、後面および底面は、凹部21内において母材2または第二刃材4にろう付け固定されている。なお、下段刃部32の前面および底面は、凹部21の内面に直接固定されていて、下段刃部32の後面は第二刃材4に固定されている。
まず、図3(a)に示す一般的な貼り付けタイプのカッタビット10に対して、図3(b)に示すように、刃材30の背面後端(点A)を中心として、刃材30を回転させる。このときの回転角度θ2は、例えば、カッタビット1の先端の角度θ1の1/2とする。なお、回転角度θ2の大きさは限定されるものではない。
次に、図3(c)に示すように、回転させた刃材30の前面と底面との角(点B)からカッタビット1の底面と平行な線(水平線)を延ばし前面との交点(点C)を設定する。点Cを上段刃部31の前面の端点とし、点Cから刃材30の前面に垂線をおろし、この垂線を上段刃部31の底面とすることで、第一刃材3の形状を決定する。
第二刃材4の底面および後面は、母材2の凹部21の内面に直接固定されている。また、第二刃材32の前面は、第一刃材31の後面および母材2に固定されている。
第一刃材3の背面には、第二刃材4が積層されているため、第一刃材3が摩耗等によって脱落しても、第二刃材4が現れる。したがって、カッタビット1を交換せずとも連続して切削することができる。
凹部21には、段差が形成されているため、第二刃材4についても凹部21内において3面でろう付けすることができる。そのため、第二刃材4が早期に脱落(抜け出す)することが防止されている。
本発明のカッタビット1は、トンネル施工に使用するシールド機、推進機、TBMや、現場打ち杭の施工、地中連続壁の施工等に伴う掘削孔や掘削溝等の施工に使用する掘削機等、あらゆる種類の掘削機に適用することができる。
また、カッタビット1は、先行ビット、メインビット、双頭ビット等、あらゆる種類のカッタビットに適用することができる。
刃材(第一刃材3および第二刃材4)を構成する材料は、限定されるものではなく、予想される地質等に応じて適宜決定すればよい。また、第一刃材3と第二刃材4には、異なる材質のカッタチップを使用してもよいし、同じ材質のカッタチップを使用してもよい。
2 母材
21 凹部
22 前面
23 背面
24 後面
25 底面
3 第一刃材(刃材)
31 上段刃部
32 下段刃部
4 第二刃材(補助刃材)
Claims (2)
- 母材と、前記母材に固定された刃材と、前記刃材の後面側に積層された補助刃材と、を備えるカッタビットであって、
前記母材には、その先端側に開口し、底部に段差を有する凹部が形成されており、
前記刃材は、前記母材の先端部において前面および背面が露出している上段刃部と、前記凹部に埋め込まれた下段刃部とを有し、
前記上段刃部は、前面側の露出面が背面側の露出面よりも大きく、
前記下段刃部は、前記凹部内において前面および底面が前記母材に直接固定されているとともに、後面が前記補助刃材に固定されていて、
前記補助刃材は、背面が前記母材の先端部において露出しているとともに、前記凹部内において前面、後面および底面が前記母材に直接固定されていることを特徴とする、カッタビット。 - 前記上段刃部の後面および底面は直交しており、
前記下段刃部の後面は、前記上段刃部の後面の延長線上にあり、
前記下段刃部の前面は、当該下段刃部の後面と平行であり、
前記下段刃部の底面は、前記上段刃部の底面と平行で、かつ、当該上段刃部の底面よりも小さい幅を有していることを特徴とする、請求項1に記載のカッタビット。
Priority Applications (1)
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JP2016052274A JP6739195B2 (ja) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | カッタビット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016052274A JP6739195B2 (ja) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | カッタビット |
Publications (2)
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JP2017166216A JP2017166216A (ja) | 2017-09-21 |
JP6739195B2 true JP6739195B2 (ja) | 2020-08-12 |
Family
ID=59909838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2016052274A Active JP6739195B2 (ja) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | カッタビット |
Country Status (1)
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- 2016-03-16 JP JP2016052274A patent/JP6739195B2/ja active Active
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