JP7303067B2 - Bits for shield machines and obstacle cutting - Google Patents

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Description

本発明は、シールド掘進機および障害物切削用ビットに関し、特に、地中の障害物を切削することが可能なシールド掘進機および障害物切削用ビットに関する。 The present invention relates to a shield machine and an obstacle-cutting bit, and more particularly to a shield machine and an obstacle-cutting bit capable of cutting an underground obstacle.

従来、地中の障害物を切削することが可能なシールド掘進機が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a shield machine capable of cutting underground obstacles is known (see Patent Literature 1, for example).

上記特許文献1には、母材と、母材に固定された複数の超硬チップとを含む障害物切削用ビットを備えたシールド掘進機が開示されている。複数の超硬チップは、カッタヘッドの回転方向に間隔を隔てて配置されている。障害物切削用ビットは、障害物と接触しやすくする目的で、カッタヘッドの回転方向において、両端に超硬チップが配置されている。 The aforementioned Patent Document 1 discloses a shield machine equipped with an obstacle-cutting bit including a base material and a plurality of carbide tips fixed to the base material. A plurality of carbide tips are spaced apart in the direction of rotation of the cutter head. The obstacle-cutting bit has cemented carbide tips at both ends in the rotating direction of the cutter head for the purpose of facilitating contact with the obstacle.

特許第6487277号公報Japanese Patent No. 6487277

しかしながら、上記特許文献1に記載のシールド掘進機では、カッタヘッドの回転方向において、両端に超硬チップが配置されていることから、両端の超硬チップの全体にわたって障害物が接触しやすいものの、両端の超硬チップが欠損しやすいという問題点がある。 However, in the shield machine described in Patent Document 1, since the carbide tips are arranged at both ends in the rotation direction of the cutter head, obstacles tend to come into contact with the entirety of the carbide tips at both ends. There is a problem that the cemented carbide tips at both ends are easily damaged.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、硬質チップの欠損を抑制することが可能なシールド掘進機および障害物切削用ビットを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to provide a shield machine and a bit for cutting an obstacle that can suppress chipping of hard tips. It is to be.

上記目的を達成するために、この発明のシールド掘進機は、母材と、母材よりも掘進方向に突出した状態で母材に固定されるとともに、母材よりも硬質な複数の硬質チップとを含み、地中の障害物を切削する複数の障害物切削用ビットと、障害物切削用ビットが設置され、掘進に伴い回転するカッタヘッドと、掘進方向の先端にカッタヘッドが設置されるシールド掘進機本体とを備え、複数の障害物切削用ビットの各々は、複数の硬質チップがカッタヘッドの回転方向に間隔を隔てて配置されており、カッタヘッドの回転方向において、カッタヘッドの回転方向の最も外側に位置する硬質チップが、カッタヘッドの回転方向の両端に位置する母材よりも内側に配置されるように構成され、障害物切削用ビットは、カッタヘッドの半径方向における母材および硬質チップの両方の外周側に設けられた第1傾斜面を有し、第1傾斜面は、カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、掘進方向の先端から、掘進方向とは反対方向に傾斜しているIn order to achieve the above object, the shield machine of the present invention includes a base material, and a plurality of hard chips that are fixed to the base material in a state of protruding from the base material in the excavation direction and are harder than the base material. Includes a plurality of obstacle cutting bits for cutting underground obstacles, a cutter head that rotates with excavation, and a shield with a cutter head installed at the tip of the excavation direction Each of the plurality of obstacle-cutting bits has a plurality of hard tips spaced apart in the rotation direction of the cutter head. The hard tip located on the outermost side of the cutter head is arranged inside the base material located on both ends in the rotation direction of the cutter head , and the obstacle cutting bit is arranged between the base material and the base material in the radial direction of the cutter head. The first inclined surfaces are provided on both outer peripheral sides of the hard tip. is slanted in the opposite direction .

この発明のシールド掘進機では、上記のように、カッタヘッドの回転方向の最も外側に位置する硬質チップを、カッタヘッドの回転方向の両端に位置する母材よりも内側に配置することによって、カッタヘッドの回転方向において障害物切削用ビットの両端に硬質チップを配置することなく、両端を硬質チップよりも軟質の(靭性が高く欠けにくい)母材により形成することができる。このため、カッタヘッドの回転方向の最も外側の硬質チップを、回転方向の両側から母材により強固に挟み込むことができるとともに、硬質チップの露出を抑制して、硬質チップの全体に障害物が接触することを防止することができる。その結果、硬質チップの欠損を抑制することができる。なお、従来のように、カッタヘッドの回転方向の両端に硬質チップを配置した場合、カッタヘッドの回転方向の後方端部に配置された硬質チップ(以下、後端の硬質チップ)が障害物に接触する際に、後端の硬質チップに対して、カッタヘッドの回転方向の後方に向けて大きな力が作用する。ここで、後端の硬質チップはカッタヘッドの回転方向の前方に位置する母材の引張力のみで主に支えられる状態にあるため、後端の硬質チップがカッタヘッドの回転方向の後方に母材から剥がれやすい。一方、本発明のように、カッタヘッドの回転方向の最も外側の硬質チップを、回転方向の両側から母材により強固に挟み込むことにより、後端の硬質チップに欠損が生じることや、当該硬質チップが母材から剥がれることを効果的に防止することができる。また、障害物切削用ビットの先端に第1傾斜面を設けない場合(先端を矩形状にする場合)と比較して、掘進方向の先端を先細りさせることができる。その結果、切削時における掘進方向の先端付近の発熱量を抑制することができるので、障害物切削用ビット(硬質チップ)が折れやすくなるのを抑制することができる。また、半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、掘進方向の先端から、掘進方向とは反対方向に第1傾斜面を傾斜させることによって、第1傾斜面に沿って切り屑を流すことができるので、切り屑を効果的にチャンバに取り込むことができる。 In the shield machine of the present invention, as described above, the hard tip located on the outermost side in the rotating direction of the cutter head is arranged inside the base material located on both ends in the rotating direction of the cutter head, thereby Without arranging hard tips on both ends of the obstacle-cutting bit in the rotational direction of the head, both ends can be formed of a base material that is softer (higher toughness and less likely to chip) than the hard tips. Therefore, the outermost hard tip in the rotating direction of the cutter head can be firmly sandwiched between the base material from both sides in the rotating direction, and the exposure of the hard tip is suppressed so that the entire hard tip does not come into contact with an obstacle. can be prevented. As a result, chipping of the hard tip can be suppressed. When hard tips are arranged at both ends of the cutter head in the rotation direction as in the conventional art, the hard tips arranged at the rear end in the rotation direction of the cutter head (hereinafter referred to as the hard tip at the rear end) become obstacles. At the time of contact, a large force acts rearward in the rotating direction of the cutter head on the hard tip at the trailing end. Here, since the hard tip at the rear end is mainly supported only by the tensile force of the base material positioned forward in the rotational direction of the cutter head, the hard tip at the rear end is positioned rearward in the rotational direction of the cutter head. Easy to peel off from material. On the other hand, as in the present invention, the outermost hard tip in the rotating direction of the cutter head is firmly sandwiched between the base material from both sides in the rotating direction. can be effectively prevented from peeling off from the base material. In addition, compared to the case where the tip of the obstacle-cutting bit is not provided with the first inclined surface (the tip is rectangular), the tip in the digging direction can be tapered. As a result, the amount of heat generated in the vicinity of the tip in the excavation direction during cutting can be suppressed, so that the obstacle-cutting bit (hard tip) can be suppressed from being easily broken. In addition, by inclining the first inclined surface in the direction opposite to the excavation direction from the tip of the excavation direction as it goes from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the radial direction, chips are flowed along the first inclined surface. so that chips can be effectively entrained in the chamber.

この場合、好ましくは、複数の硬質チップは、第1傾斜面と連続するように掘進方向の先端に設けられ、掘進方向と略直交する平坦面を有する。このように構成すれば、掘進方向に対して傾斜した面を有する先端により障害物の切削を行う場合と比較して、平坦面により、障害物に対する硬質チップの接触面積を比較的大きくして、硬質チップに応力が集中するのを抑制することができる。このため、硬質チップの欠損をより抑制することができる。 In this case, preferably, the plurality of hard tips are provided at the tip in the excavation direction so as to be continuous with the first inclined surface, and have a flat surface substantially orthogonal to the excavation direction. With this configuration, compared to the case where the tip having a surface inclined with respect to the excavation direction cuts the obstacle, the flat surface makes the contact area of the hard tip with respect to the obstacle relatively large, Concentration of stress on the hard tip can be suppressed. Therefore, it is possible to further suppress breakage of the hard tip.

上記硬質チップが平坦面を有する構成において、好ましくは、複数の硬質チップの各々の平坦面は、略同一平面上に配置されている。このように構成すれば、複数の硬質チップの各々の平坦面を掘進方向において略同じ位置に配置することができるので、障害物の切削時に、同時に複数の硬質チップを障害物に接触させることができる。このため、効果的に障害物を切削することができる。 In the configuration in which the hard chips have flat surfaces, preferably, the flat surfaces of the plurality of hard chips are arranged substantially on the same plane. With this configuration, the flat surfaces of the plurality of hard tips can be arranged at approximately the same position in the excavation direction, so that the plurality of hard tips can be brought into contact with the obstacle at the same time when cutting the obstacle. can. Therefore, the obstacle can be cut effectively.

上記シールド掘進機において、好ましくは、障害物切削用ビットは、カッタヘッドの回転方向における母材の両端に設けられた一対の第2傾斜面を有し、一対の第2傾斜面は、カッタヘッドの回転方向における障害物切削用ビットの内側から両端側である外側に向かうにつれて、カッタヘッドの回転方向の最も外側に位置する硬質チップの外側端面から、掘進方向とは反対方向に傾斜している。このように構成すれば、カッタヘッドの回転方向における母材の両端に設けられた一対の第2傾斜面により、母材に障害物が接触するのを抑制することができる。その結果、母材の摩耗を抑制することができる。また、切削に寄与しない母材と障害物との接触を低減し、障害物切削用ビットの掘削性能低下を抑制することができる。 In the above shield machine, preferably, the obstacle-cutting bit has a pair of second inclined surfaces provided at both ends of the base material in the rotating direction of the cutter head, and the pair of second inclined surfaces From the inner side of the bit for cutting obstacles toward the outer side, which is both end sides, in the rotational direction of the cutter head, the outer end face of the hard tip located on the outermost side in the rotational direction of the cutter head is inclined in the direction opposite to the digging direction. . According to this configuration, the pair of second inclined surfaces provided at both ends of the base material in the rotation direction of the cutter head can prevent obstacles from coming into contact with the base material. As a result, wear of the base material can be suppressed. In addition, it is possible to reduce the contact between the base material that does not contribute to cutting and the obstacle, thereby suppressing the deterioration of the drilling performance of the obstacle-cutting bit.

上記シールド掘進機において、好ましくは、障害物切削用ビットは、カッタヘッドの半径方向の内周側の面に設けられた凹部を有し、凹部は、カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向けて窪むとともに、カッタヘッドの回転方向に沿った凹形状に形成されている。このように構成すれば、切削によって生まれた空間を障害物切削用ビットが通過するときに、カッタヘッドの回転方向に沿った形状の凹部によって、障害物切削用ビットのカッタヘッドの半径方向の内周側の面に障害物が接触するのを抑制することができる。すなわち、凹部によって、障害物から障害物切削用ビットを逃がすことができる。その結果、障害物切削用ビットに対して、内周側から外周側に向かう力が作用するのを抑制することができるので、硬質チップの欠損をより抑制することができる。 In the above-described shield machine, preferably, the obstacle-cutting bit has a recess provided on a radially inner peripheral surface of the cutter head, and the recess extends from the radially inner peripheral side to the outer peripheral side of the cutter head. It is recessed toward the side and is formed in a concave shape along the rotating direction of the cutter head. With this configuration, when the obstacle-cutting bit passes through the space created by cutting, the concave portion shaped along the rotation direction of the cutter head causes the obstacle-cutting bit to move radially inward of the cutter head. It is possible to prevent obstacles from coming into contact with the circumferential surface. That is, the recess allows the obstacle-cutting bit to escape from the obstacle. As a result, it is possible to suppress the force directed from the inner peripheral side to the outer peripheral side from acting on the obstacle-cutting bit, so it is possible to further suppress breakage of the hard tip.

この場合、好ましくは、障害物切削用ビットは、カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、凹部の窪み量が段階的に小さくなるように、複数種類設けられている。このように構成すれば、凹部の窪み量をカッタヘッドの半径方向の位置に応じた適切な値に設定することができるので、内周側の面に障害物が接触するのを効果的に抑制することができる。その結果、硬質チップの欠損を一層抑制することができる。 In this case, preferably, a plurality of types of obstacle-cutting bits are provided so that the amount of depression of the concave portion gradually decreases from the radially inner side to the outer side of the cutter head. With this configuration, the depth of the concave portion can be set to an appropriate value according to the radial position of the cutter head, thereby effectively suppressing the contact of the obstacle with the inner peripheral surface. can do. As a result, chipping of the hard tip can be further suppressed.

上記シールド掘進機において、好ましくは、障害物切削用ビットは、カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、1つの障害物切削用ビットが含む硬質チップの数が段階的に多くなるように、複数種類設けられている。このように構成すれば、障害物切削用ビットの周速が特に速くなる(障害物切削用ビットの単位時間当たりの移動量が特に大きくなる)カッタヘッドの半径方向の外周側の障害物切削用ビットに対して、より多くの硬質チップを設けることができる。その結果、カッタヘッドの半径方向の外周側においても、効果的に障害物を切削することができる。なお、カッタヘッドの半径方向の外周側である程、障害物切削用ビットの周速が速くなるため、障害物との摩擦により発生する熱が多くなり、障害物切削用ビットの温度が上昇する。このため、硬質チップの抗折力の低下が内周側よりも大きくなる。そこで、上記のように、カッタヘッドの半径方向の外周側に硬質チップをより多く配置して、冗長性を高めることができる。 In the shield machine, preferably, the number of hard chips included in one obstacle-cutting bit increases stepwise from the radially inner side to the outer side of the cutter head. A plurality of types are provided as follows. With this configuration, the peripheral speed of the obstacle-cutting bit becomes particularly high (the amount of movement of the obstacle-cutting bit per unit time becomes particularly large). More hard tips can be provided for the bit. As a result, the obstacle can be effectively cut even on the outer peripheral side in the radial direction of the cutter head. As the peripheral speed of the obstacle-cutting bit increases toward the outer circumference of the cutter head in the radial direction, more heat is generated due to friction with the obstacle, and the temperature of the obstacle-cutting bit rises. . For this reason, the decrease in transverse rupture strength of the hard tip is greater than that on the inner peripheral side. Therefore, as described above, redundancy can be enhanced by arranging more hard tips on the radially outer peripheral side of the cutter head.

この発明の障害物切削用ビットは、掘進に伴い回転するカッタヘッドに設置される母材と、母材よりも掘進方向に突出した状態で母材に固定されるとともに、母材よりも硬質な複数の硬質チップとを備え、複数の硬質チップがカッタヘッドの回転方向に間隔を隔てて配置されており、カッタヘッドの回転方向において、カッタヘッドの回転方向の最も外側に位置する硬質チップが、カッタヘッドの回転方向の両端に位置する母材よりも内側に配置されるように構成され、カッタヘッドの半径方向における母材および硬質チップの両方の外周側に設けられた傾斜面をさらに備え、傾斜面は、カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、掘進方向の先端から、掘進方向とは反対方向に傾斜しているThe obstacle-cutting bit of the present invention is fixed to a base material that is installed on a cutter head that rotates along with excavation, and is fixed to the base material in a state of protruding in the excavation direction beyond the base material, and is harder than the base material. a plurality of hard tips, the plurality of hard tips being spaced apart in the rotation direction of the cutter head, and the outermost hard tip positioned in the rotation direction of the cutter head in the rotation direction of the cutter head, Further comprising an inclined surface configured to be arranged inside the base material positioned at both ends in the rotation direction of the cutter head, and provided on the outer peripheral side of both the base material and the hard tip in the radial direction of the cutter head, The inclined surface is inclined in the direction opposite to the excavation direction from the tip in the excavation direction as it goes from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the radial direction of the cutter head.

この発明の障害物切削用ビットでは、上記のように構成することによって、上記シールド掘進機と同様に、硬質チップの欠損を抑制することができる。また、障害物切削用ビットの先端に傾斜面を設けない場合(先端を矩形状にする場合)と比較して、掘進方向の先端を先細りさせることができる。その結果、切削時における掘進方向の先端付近の発熱量を抑制することができるので、障害物切削用ビット(硬質チップ)が折れやすくなるのを抑制することができる。また、半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、掘進方向の先端から、掘進方向とは反対方向に傾斜面を傾斜させることによって、傾斜面に沿って切り屑を流すことができるので、切り屑を効果的にチャンバに取り込むことができる。 In the obstacle-cutting bit of the present invention, by being configured as described above, it is possible to suppress breakage of the hard tip, as in the case of the shield machine. In addition, compared to the case where the tip of the obstacle-cutting bit does not have an inclined surface (the tip has a rectangular shape), the tip in the digging direction can be tapered. As a result, the amount of heat generated in the vicinity of the tip in the excavation direction during cutting can be suppressed, so that the obstacle-cutting bit (hard tip) can be suppressed from being easily broken. In addition, by inclining the inclined surface in the direction opposite to the excavation direction from the tip of the excavation direction toward the outer peripheral side in the radial direction, chips can flow along the inclined surface. Chips can be effectively entrained in the chamber.

本発明によれば、上記のように、硬質チップの欠損を抑制することができる。 According to the present invention, as described above, chipping of the hard tip can be suppressed.

実施形態によるシールド掘進機の模式的な縦断面図である。1 is a schematic longitudinal sectional view of a shield machine according to an embodiment; FIG. 実施形態によるシールド掘進機を掘進方向側(前方側)から見た模式的な正面図である。1 is a schematic front view of a shield machine according to an embodiment as seen from the direction of excavation (front side); FIG. 図2の500‐500線に沿った断面図である。Figure 500 is a cross-sectional view along line 500-500 of Figure 2; 実施形態による3種類の障害物掘削用ビットの凹部の窪み量を比較するための図である。FIG. 10 is a diagram for comparing recessed amounts of recesses of three types of obstacle-excavating bits according to the embodiment; 実施形態による第2ビット(障害物掘削用ビット)の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a second bit (obstacle-excavating bit) according to the embodiment; 実施形態による第2ビット(障害物掘削用ビット)を3方向から示した3面図である。FIG. 4 is a trihedral view showing a second bit (obstacle-excavating bit) according to the embodiment from three directions; 実施形態による第1ビット(障害物掘削用ビット)を3方向から示した3面図である。FIG. 3 is a trihedral view showing the first bit (obstacle-excavating bit) according to the embodiment from three directions; 実施形態によるカッタヘッドの半径方向における障害物掘削用ビットの配置について説明するための模式的な図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the arrangement of obstacle-excavating bits in the radial direction of the cutter head according to the embodiment; 変形例による障害物掘削用ビットを掘進方向側(前方側)から見た図である。It is the figure which looked at the bit for excavating an obstacle by a modification from the excavation direction side (front side).

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments will be described based on the drawings.

[実施形態]
図1~図8を参照して、実施形態のシールド掘進機100について説明する。
[Embodiment]
A shield machine 100 according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG.

(シールド掘進機の全体構成)
図1に示すように、シールド掘進機100は、シールド掘進機本体1と、シールド掘進機本体1の掘進方向の先端に設置されるカッタヘッド2と、カッタヘッド2に設置される複数の障害物切削用ビット3および複数の土砂掘削用ビットSとを備えている。
(Overall Configuration of Shield Machine)
As shown in FIG. 1, the shield machine 100 includes a shield machine main body 1, a cutter head 2 installed at the tip of the shield machine main body 1 in the excavation direction, and a plurality of obstacles installed on the cutter head 2. A cutting bit 3 and a plurality of earth and sand excavation bits S are provided.

ここで、各図において、シールド掘進機100の掘進方向をX1方向により示し、その反対方向をX2方向により示す。また、上下方向をZ方向で示し、X方向およびZ方向に直交する横方向(幅方向)をY方向により示す。 Here, in each figure, the X1 direction indicates the excavation direction of the shield machine 100, and the X2 direction indicates the opposite direction. Also, the vertical direction is indicated by the Z direction, and the horizontal direction (width direction) perpendicular to the X and Z directions is indicated by the Y direction.

さらに、カッタヘッド2の回転方向をROにより示し、カッタヘッド2の半径方向をRAにより示す。また、カッタヘッド2の半径方向のうち、内周側から外周側を向く方向をRA1により示し、その反対方向をRA2により示す。 Furthermore, the direction of rotation of the cutter head 2 is indicated by RO, and the radial direction of the cutter head 2 is indicated by RA. Further, of the radial directions of the cutter head 2, the direction from the inner peripheral side to the outer peripheral side is indicated by RA1, and the opposite direction is indicated by RA2.

カッタヘッド2は、掘進に伴い掘進方向に延びる中心軸線α周りに回転するように構成されている。なお、カッタヘッド2の回転は、掘削状況などに応じて、正転および逆転を切り換え可能なように構成されている。シールド掘進機100は、障害物切削用ビット3により掘進経路上に存在する障害物Oを切削により除去する機能を有する。 The cutter head 2 is configured to rotate about a central axis α extending in the direction of excavation as the excavation progresses. It should be noted that the rotation of the cutter head 2 can be switched between normal rotation and reverse rotation according to the excavation situation and the like. The shield excavator 100 has a function of cutting and removing an obstacle O present on the tunneling path by means of the obstacle cutting bit 3 .

障害物Oとは、地中にあるH形鋼杭や鉄筋コンクリートなどである。シールド掘進機100は、障害物Oを切削するための専用の障害物切削用ビット3を備えている。なお、障害物Oが柔らかい地盤の中にあると、障害物切削時に障害物切削用ビット3が障害物Oに接触することによって、障害物Oが逃げてしまい(移動してしまい)、切削が適切に行われない場合がある。そこで、軟弱地盤の場合、障害物切削時には、地盤に薬液を注入して地盤を固める地盤改良工事が事前に行われる。 Obstacles O are H-shaped steel piles, reinforced concrete, and the like in the ground. The shield machine 100 is equipped with a dedicated obstacle-cutting bit 3 for cutting the obstacle O. As shown in FIG. If the obstacle O is in the soft ground, the obstacle O may escape (move) when the obstacle cutting bit 3 comes into contact with the obstacle O when cutting the obstacle. It may not be done properly. Therefore, in the case of soft ground, ground improvement work is carried out in advance to harden the ground by injecting a chemical solution into the ground before cutting an obstacle.

本実施形態では、シールド掘進機100が泥土圧式のシールド掘進機である例を示している。泥土圧式のシールド掘進機100では、カッタヘッド2により掘削された土砂にチャンバ11内で作泥材が注入されて土砂と混合され、掘削土砂が不透水性と塑性流動性を持つ泥土に変換される。掘削土砂(泥土)は、チャンバ11内および排土装置13内に充満する。シールド掘進機100は、掘削土砂(泥土)をチャンバ11内および排土装置13内に充満させた状態を維持してシールドジャッキ12の推力によりチャンバ11内に圧力を発生させることにより、地山側の圧力(切羽の土圧および地下水圧)に対抗させる。シールド掘進機100は、掘進量と排土量とのバランスによって圧力の平衡を図りながら掘進する。 In this embodiment, an example in which the shield machine 100 is a mud pressure type shield machine is shown. In the mud pressure type shield excavator 100, the mud excavated by the cutter head 2 is mixed with the mud excavated by the cutter head 2 in the chamber 11, and the excavated earth and sand are converted into mud having water impermeability and plastic fluidity. be. The excavated soil (mud) fills the chamber 11 and the earth removing device 13 . The shield machine 100 maintains a state in which the chamber 11 and the earth removing device 13 are filled with excavated earth and sand (mud), and generates pressure in the chamber 11 by the thrust of the shield jack 12, so that the ground is removed. To counter the pressure (face earth pressure and ground water pressure). The shield excavator 100 excavates while balancing the pressure by balancing the amount of excavation and the amount of excavated soil.

(シールド掘進機本体の構成)
図1に示すように、シールド掘進機本体1は、胴体10と、チャンバ11と、シールドジャッキ12と、排土装置13とを備えている。
(Construction of main body of shield machine)
As shown in FIG. 1, the shield machine main body 1 includes a body 10, a chamber 11, a shield jack 12, and an earth removing device 13. As shown in FIG.

胴体10は、円筒状の前胴部10aおよび後胴部10bから構成されている。前胴部10aは、掘進方向の先端にカッタヘッド2が設置され、シールドジャッキ12によって推進力が付与されてカッタヘッド2により地山の掘進を行う部分である。後胴部10bは、前胴部10aの掘進(X1方向への前進)に伴って、トンネルの周壁を形成するために、図示しないエレクタによってセグメントSGを壁面に配列しながら進行する部分である。胴体10の内部空間は、掘進方向側(X1方向側)のチャンバ11と、掘進方向とは反対側(X2方向側)の作業空間WSとの2つの空間に、隔壁14によって仕切られている。 The body 10 is composed of a cylindrical front body 10a and a rear body 10b. The front body portion 10a is a portion in which the cutter head 2 is installed at the tip in the excavation direction, and propulsive force is imparted by the shield jack 12 so that the cutter head 2 excavates the natural ground. The rear section 10b advances while arranging the segments SG on the wall surface by an erector (not shown) in order to form the peripheral wall of the tunnel as the front section 10a excavates (advances in the X1 direction). The internal space of the body 10 is partitioned by a partition wall 14 into two spaces, a chamber 11 on the excavation direction side (X1 direction side) and a work space WS on the opposite side to the excavation direction (X2 direction side).

チャンバ11は、カッタヘッド2の後面側(X2方向側)に設けられている。チャンバ11は、カッタヘッド2、前胴部10aおよび隔壁14によって囲まれた空間(作泥土室)である。チャンバ11内の泥土圧は、地山側からカッタヘッド2に作用する圧力と概ね平衡状態となるように維持される。 The chamber 11 is provided on the rear surface side (X2 direction side) of the cutter head 2 . The chamber 11 is a space (mud chamber) surrounded by the cutter head 2, the front body 10a and the partition wall 14. As shown in FIG. The mud pressure in the chamber 11 is maintained in approximately equilibrium with the pressure acting on the cutter head 2 from the ground side.

シールドジャッキ12は、セグメントSGを後方(X2方向)に押圧して胴体10(シールド掘進機100)を推進させるように構成されている。シールドジャッキ12は、胴体10の周方向に沿って並ぶように、後胴部10bに複数取り付けられている。 The shield jack 12 is configured to push the segment SG backward (X2 direction) to propel the body 10 (shield machine 100). A plurality of shield jacks 12 are attached to the rear body portion 10 b so as to be arranged along the circumferential direction of the body 10 .

排土装置13は、スクリュコンベアにより構成されている。排土装置13は、胴体10内に傾斜して配置された円筒形状のケーシング13aと、ケーシング13a内に配置されたスクリュ13bとを含んでいる。 The earth removing device 13 is composed of a screw conveyor. The earth unloading device 13 includes a cylindrical casing 13a arranged at an angle inside the body 10, and a screw 13b arranged inside the casing 13a.

ケーシング13aの一端開口は、チャンバ11の下方側に接続されている。スクリュ13bは、回転することによって、チャンバ11から取り込んだ掘削土砂に、ケーシング13aの他端開口に向かう搬送力を付与するように構成されている。ケーシング13aの他端開口は、土砂を排出するように構成されている。排土装置13の下流側には、排土装置13(ケーシング13a)から排出された土砂を抗外に向けて搬送する土砂搬送装置B(たとえばベルトコンベア)が設けられている。なお、排土装置13は、チャンバ11内の土砂を排出する機能だけではなく、チャンバ11内の土砂を排出してチャンバ11内の圧力を調整する機能も有している。 One end opening of the casing 13 a is connected to the lower side of the chamber 11 . The screw 13b is configured to rotate to impart a conveying force to the excavated earth and sand taken from the chamber 11 toward the other end opening of the casing 13a. The other end opening of the casing 13a is configured to discharge earth and sand. On the downstream side of the earth removing device 13, an earth and sand conveying device B (for example, a belt conveyor) is provided for conveying the earth and sand discharged from the earth removing device 13 (casing 13a) toward the outside of the pit. The earth removing device 13 has not only the function of discharging the earth and sand inside the chamber 11 but also the function of discharging the earth and sand inside the chamber 11 to adjust the pressure inside the chamber 11 .

(カッタヘッドの構成)
図2に示すように、カッタヘッド2は、掘進方向から見て円形状に形成されている。カッタヘッド2には、複数の障害物切削用ビット3および複数の土砂掘削用ビットSが設置されている。詳細には、たとえば、カッタヘッド2には、溶接により、障害物切削用ビット3および土砂掘削用ビットSが前面(X1方向側の面)に固定されている。カッタヘッド2は、中心軸線α回りに回転することによって、土砂掘削用ビットSにより地山を掘削するように構成されている。なお、溶接ではなく、ボルト接合により、カッタヘッド2に障害物切削用ビット3および土砂掘削用ビットSを固定してもよい。
(Configuration of cutter head)
As shown in FIG. 2, the cutter head 2 is formed in a circular shape when viewed from the excavation direction. The cutter head 2 is provided with a plurality of obstacle cutting bits 3 and a plurality of earth and sand excavation bits S. Specifically, for example, the cutter head 2 has an obstacle-cutting bit 3 and an earth-and-sand excavating bit S fixed to its front surface (X1-direction side surface) by welding. The cutter head 2 is configured to excavate the natural ground with the earth and sand excavation bit S by rotating around the central axis α. The obstacle-cutting bit 3 and the earth-and-sand excavating bit S may be fixed to the cutter head 2 by bolting instead of welding.

カッタヘッド2には、障害物切削用ビット3をX方向に進退移動させることによって、障害物切削用ビット3により障害物Oの切削を行う状態(障害物切削状態)(図3参照)と、土砂掘削用ビットSにより土砂の掘削を行う状態との2つの状態(土砂掘削状態)とを切り換える切換機構(図示せず)が設けられている。切換機構は、障害物切削用ビット3を前後(X方向)に移動させるジャッキなどのアクチュエータである。 The cutter head 2 has a state in which an obstacle O is cut by the obstacle-cutting bit 3 (obstacle-cutting state) (see FIG. 3) by moving the obstacle-cutting bit 3 back and forth in the X direction (see FIG. 3); A switching mechanism (not shown) is provided for switching between two states (earth and sand excavation state), ie, a state in which the earth and sand excavation bit S is used to excavate the earth and sand. The switching mechanism is an actuator such as a jack that moves the obstacle-cutting bit 3 back and forth (in the X direction).

詳細には、切換機構は、通常時(土砂掘削状態)では、土砂掘削用ビットSの先端よりも掘進方向とは反対側(X2方向側)に障害物切削用ビット3の先端を配置するように構成されている。すなわち、切換機構は、通常時では、土砂掘削用ビットSよりも後退した位置に障害物切削用ビット3を配置すること(退避させること)により、障害物切削用ビット3の摩耗を防止(抑制)するように構成されている。 Specifically, the switching mechanism is arranged so that the tip of the obstacle-cutting bit 3 is arranged on the side opposite to the excavation direction (X2 direction side) from the tip of the earth-and-sand excavating bit S in the normal state (earth and sand excavation state). is configured to That is, the switching mechanism normally prevents (suppresses) wear of the obstacle-cutting bit 3 by arranging (retracting) the obstacle-cutting bit 3 at a position retreated from the earth and sand excavation bit S. ).

また、切換機構は、障害物Oに遭遇した時には、土砂掘削状態から障害物切削状態に切り換えるように構成されている。すなわち、切換機構は、土砂掘削用ビットSの先端(X1方向の端部)よりも掘進方向(X1方向)に障害物切削用ビット3の先端(X1方向の端部)を移動させるように構成されている。これによって、シールド掘進機100は、障害物切削用ビット3により障害物Oを切削することが可能となる。 Further, the switching mechanism is configured to switch from the earth and sand excavation state to the obstacle cutting state when an obstacle O is encountered. That is, the switching mechanism is configured to move the tip (X1-direction end) of the obstacle-cutting bit 3 in the excavation direction (X1-direction) more than the tip (X1-direction end) of the earth-and-sand excavation bit S. It is As a result, the shield machine 100 can cut the obstacle O with the obstacle-cutting bit 3 .

カッタヘッド2は、複数(4つ)の放射状の第1スポーク部20と、単一の回転中心部21と、円環状の外周リング22と、掘削土砂をチャンバ11に取り込む複数の土砂取込口23と、複数(4つ)の放射状の第2スポーク部24とを備えている。 The cutter head 2 includes a plurality (four) of radial first spokes 20, a single rotation center 21, an annular outer ring 22, and a plurality of earth and sand intake ports for taking excavated earth and sand into the chamber 11. 23 and a plurality of (four) radial second spoke portions 24 .

第1スポーク部20は、カッタヘッド2の内周側(中心軸線α)から外周側に向けて、カッタヘッド2の半径方向(RA方向)に沿うように直線状に延びている。複数(4つ)の放射状の第1スポーク部20は、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、十字状に配置されている。すなわち、直線状に並ぶ2つの第1スポーク部20の一方側セットの中心線β1と、直線状に並ぶ2つの第1スポーク部20の他方側セットの中心線β2とは、互いに直交している。 The first spoke portion 20 linearly extends along the radial direction (RA direction) of the cutter head 2 from the inner peripheral side (center axis line α) of the cutter head 2 toward the outer peripheral side. A plurality of (four) radial first spoke portions 20 are arranged in a cross shape when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction side). That is, the center line β1 of one side set of the two linearly arranged first spoke portions 20 and the center line β2 of the other side set of the two linearly arranged first spoke portions 20 are orthogonal to each other. .

第1スポーク部20には、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、第1スポーク部20の中心線β1およびβ2(カッタヘッド2の半径方向)に沿って障害物切削用ビット3が並ぶように設置されている。また、第1スポーク部20には、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、障害物切削用ビット3をカッタヘッド2の回転方向(RO方向)の両側から挟み込むように土砂掘削用ビットSのメインビットS1が設置されている。 Obstacle-cutting bits 3 are provided on the first spoke portion 20 along center lines β1 and β2 (radial direction of the cutter head 2) of the first spoke portion 20 when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction side). are placed side by side. Further, the first spoke portion 20 is provided with an obstacle-cutting bit 3 for sand excavation so as to be sandwiched from both sides in the rotation direction (RO direction) of the cutter head 2 when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction side). A main bit S1 of bit S is provided.

回転中心部21は、中心軸線α上に配置されている。回転中心部21には、複数(4つ)の第1スポーク部20の内周側の端部が接続されている。回転中心部21の前面には、フィッシュテールビット21aが設けられている。 The rotation center portion 21 is arranged on the central axis α. The rotation center portion 21 is connected to the inner peripheral side ends of the plurality (four) of the first spoke portions 20 . A fishtail bit 21 a is provided on the front surface of the rotation center portion 21 .

外周リング22は、カッタヘッド2の最外周位置(トンネルの内表面の近傍)に配置されている。外周リング22には、第1スポーク部20および第2スポーク部24の外周側の端部が接続されている。 The outer ring 22 is arranged at the outermost peripheral position of the cutter head 2 (near the inner surface of the tunnel). The outer peripheral ring 22 is connected to the outer peripheral ends of the first spokes 20 and the second spokes 24 .

外周リング22には、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、所定距離を隔てて複数の土砂掘削用ビットSの先行ビットS2が、カッタヘッド2の回転方向に並ぶように設置されている。 On the outer peripheral ring 22, when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction), preceding bits S2 of a plurality of earth and sand excavation bits S are arranged at a predetermined distance in the rotation direction of the cutter head 2. ing.

第2スポーク部24は、カッタヘッド2の内周側から外周側に向けて、カッタヘッド2の半径方向に沿うように直線状に延びている。第2スポーク部24は、カッタヘッド2の回転方向において、複数(4つ)の第1スポーク部20の間にそれぞれ設けられている。 The second spoke portion 24 linearly extends along the radial direction of the cutter head 2 from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the cutter head 2 . The second spoke portions 24 are provided between the plurality (four) of the first spoke portions 20 in the rotation direction of the cutter head 2 .

第2スポーク部24には、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、第2スポーク部24の中心線γ(カッタヘッド2の半径方向)に沿って土砂掘削用ビットSの先行ビットS2が並ぶように設置されている。また、第2スポーク部24には、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、先行ビットS2をカッタヘッド2の回転方向の両側から挟み込むように土砂掘削用ビットSのメインビットS1が設置されている。 The second spoke portion 24 has a leading bit of the earth and sand excavation bit S along the center line γ (radial direction of the cutter head 2) of the second spoke portion 24 when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction side). It is installed so that S2 may line up. Further, the second spoke portion 24 is provided with the main bit S1 of the sand excavating bit S so as to sandwich the preceding bit S2 from both sides in the rotation direction of the cutter head 2 when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction side). is set up.

図1に示すように、カッタヘッド2の後面側には、カッタヘッド2を回転させる機構として、X方向に延びる梁状のカッタコラムM1、円環状部材M2、および、カッタ駆動源M3が設けられている。 As shown in FIG. 1, a beam-like cutter column M1 extending in the X direction, an annular member M2, and a cutter driving source M3 are provided on the rear side of the cutter head 2 as a mechanism for rotating the cutter head 2. ing.

カッタコラムM1は、前方端部がカッタヘッド2に取り付けられ、後方端部が円環状部材M2に取り付けられている。円環状部材M2は、前胴部10aの隔壁14に支持された軸受によって中心軸線α回りに回転可能なように構成されている。カッタヘッド2は、カッタコラムM1および円環状部材M2を介して、カッタ駆動源M3によって回転駆動されるように構成されている。カッタ駆動源M3は、隔壁14の後方に配置されており、円環状部材M2に駆動トルクを付与して回転駆動するように構成されている。つまり、カッタヘッド2、カッタコラムM1および円環状部材M2が、カッタ駆動源M3によって一体的に回転(旋回)されるように構成されている。カッタ駆動源M3は、たとえば、油圧モータにより構成される。 The cutter column M1 has a front end attached to the cutter head 2 and a rear end attached to the annular member M2. The annular member M2 is configured to be rotatable about the central axis α by bearings supported by the partition wall 14 of the front body portion 10a. The cutter head 2 is configured to be rotationally driven by a cutter drive source M3 via a cutter column M1 and an annular member M2. The cutter driving source M3 is arranged behind the partition wall 14, and is configured to apply driving torque to the annular member M2 to rotate it. That is, the cutter head 2, the cutter column M1, and the annular member M2 are configured to be integrally rotated (turned) by the cutter drive source M3. The cutter driving source M3 is composed of, for example, a hydraulic motor.

(障害物切削用ビットの構成)
図2に示すように、障害物切削用ビット3には、複数種類のビットが設けられている。詳細には、障害物切削用ビット3には、第1ビット4、第2ビット5および第3ビット6の3種類のビットが設けられている。第1ビット4、第2ビット5および第3ビット6は、それぞれ、複数設けられている。
(Structure of bit for cutting obstacles)
As shown in FIG. 2, the obstacle-cutting bit 3 is provided with a plurality of types of bits. Specifically, the obstacle-cutting bit 3 is provided with three types of bits: a first bit 4 , a second bit 5 and a third bit 6 . A plurality of first bits 4, second bits 5, and third bits 6 are provided.

第1ビット4は、カッタヘッド2の半径方向(RA方向)において、3種類のビットの中で、最も内周側に配置されている。第3ビット6は、カッタヘッド2の半径方向において、3種類のビットの中で、最も外周側に配置されている。第2ビット5は、カッタヘッド2の半径方向において、第1ビット4と第3ビット6との間に配置されている。 The first bit 4 is arranged on the innermost side among the three types of bits in the radial direction (RA direction) of the cutter head 2 . The third bit 6 is arranged on the outermost side of the three types of bits in the radial direction of the cutter head 2 . The second bit 5 is arranged between the first bit 4 and the third bit 6 in the radial direction of the cutter head 2 .

第1ビット4、第2ビット5および第3ビット6は、基本構成は同じである。第1ビット4、第2ビット5および第3ビット6の相違点は、主に以下の2つである。 The first bit 4, the second bit 5 and the third bit 6 have the same basic configuration. The differences between the first bit 4, the second bit 5 and the third bit 6 are mainly the following two points.

図4に示すように、1つ目の相違点として、障害物切削用ビット3は、カッタヘッド2の半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、内周側の面(43a、53a、63a)に設けられた凹部(47、57、67)の窪み量(D1、D2、D3)が段階的に小さくなるように、複数種類設けられている。すなわち、第1ビット4の凹部47の窪み量D1、第2ビット5の凹部57の窪み量D2、および、第3ビット6の凹部67の窪み量D3は、この順番(第1ビット4、第2ビット5および第3ビット6の順番)で小さくなる。 As shown in FIG. 4, the first difference is that the obstacle-cutting bit 3 has inner peripheral surfaces (43a, 53a, A plurality of types are provided so that the depression amounts (D1, D2, D3) of the recesses (47, 57, 67) provided in 63a) are gradually reduced. That is, the recess amount D1 of the recess 47 of the first bit 4, the recess amount D2 of the recess 57 of the second bit 5, and the recess amount D3 of the recess 67 of the third bit 6 are in this order (first bit 4, second bit 5 and third bit 6).

2つ目の相違点として、障害物切削用ビット3は、カッタヘッド2の半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、1つの障害物切削用ビット3が含む硬質チップ(42、52、62)の数が段階的に多くなるように、複数種類設けられている。すなわち、少なくとも、第3ビット6の硬質チップ62の数は、第1ビット4の硬質チップ42の数よりも多くなる。 The second difference is that the hard chips (42, 52, 62) are provided in a plurality of types so that the number of 62) increases step by step. That is, at least the number of hard tips 62 of the third bit 6 is greater than the number of hard tips 42 of the first bit 4 .

なお、各図では、硬質チップ42、52および62と、母材41、51および61とを容易に区別可能なように、硬質チップ42、52および62にハッチング(斜線)を付して図示しているが、このハッチングは断面を示すものではない。 In each figure, the hard tips 42, 52 and 62 are hatched (diagonal lines) so that the hard tips 42, 52 and 62 can be easily distinguished from the base materials 41, 51 and 61. However, this hatching does not indicate a cross section.

以下では、まず、4つの硬質チップ52を有する第2ビット5について説明する。その後、凹部67の窪み量が凹部57とは異なる点を除き、第2ビット5と同一形状の第3ビット6ついて説明し、最後に、2つの硬質チップ42を有する第1ビット4について説明する。 The second bit 5 having four hard tips 52 will first be described below. After that, the third bit 6, which has the same shape as the second bit 5 except that the recessed portion 67 is different from the recessed portion 57, will be described. Finally, the first bit 4 having two hard tips 42 will be described. .

〈第2ビットの構成〉
図2に示すように、第2ビット5は、各々の第1スポーク部20に複数(3つずつ)設置されている。複数(3つ)の第1ビット4は、中心線β1(β2)上に等間隔で並ぶように配置されている。
<Configuration of the second bit>
As shown in FIG. 2 , a plurality (three each) of the second bits 5 are installed on each of the first spoke portions 20 . A plurality (three) of first bits 4 are arranged on the center line β1 (β2) at regular intervals.

図5および図6に示すように、第2ビット5(障害物切削用ビット3)は、母材51(シャンク)と、母材51よりも掘進方向(X1方向)に突出した状態で母材51に固定される複数(4つ)の硬質チップ52とを含んでいる。 As shown in FIGS. 5 and 6, the second bit 5 (obstacle-cutting bit 3) is attached to a base material 51 (shank) while protruding in the excavation direction (X1 direction) from the base material 51. and a plurality (four) of hard tips 52 secured to 51 .

母材51は、硬質チップ52よりも靭性に富んだ材料により形成されている。母材51は、たとえば、S45Cなどの鋼材料により形成されている。硬質チップ52は、母材51よりも硬質な材料により形成されている。硬質チップ52は、たとえば、超硬合金により形成されている。 The base material 51 is made of a material having higher toughness than the hard tip 52 . The base material 51 is made of a steel material such as S45C, for example. The hard tip 52 is made of a material harder than the base material 51 . The hard tip 52 is made of cemented carbide, for example.

第2ビット5は、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、概して、カッタヘッド2の半径方向が短手方向となり、カッタヘッド2の回転方向(RO方向)が長手方向となるように配置されている。複数(4つ)の硬質チップ52は、カッタヘッド2の回転方向に間隔を隔てて配置されている。 The second bit 5 is arranged so that when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction), the radial direction of the cutter head 2 is generally the lateral direction, and the rotational direction (RO direction) of the cutter head 2 is the longitudinal direction. are placed in A plurality of (four) hard tips 52 are arranged at intervals in the rotation direction of the cutter head 2 .

第2ビット5は、カッタヘッド2の回転方向の両端に硬質チップ52が配置されることなく、カッタヘッド2の回転方向の両端が母材51のみにより構成されている。すなわち、第2ビット5(複数の障害物切削用ビット3の各々)は、カッタヘッド2の回転方向において、カッタヘッド2の回転方向の最も外側に位置する硬質チップ52が、カッタヘッド2の回転方向の両端に位置する母材51よりも内側に配置されるように構成されている。要するに、第2ビット5は、カッタヘッド2の回転方向において、すべての硬質チップ52が両側から母材51により挟まれている。 The second bit 5 does not have a hard tip 52 at both ends of the cutter head 2 in the rotational direction, and has only base material 51 at both ends in the rotational direction of the cutter head 2 . That is, the second bit 5 (each of the plurality of obstacle-cutting bits 3 ) has a hard tip 52 located on the outermost side in the rotational direction of the cutter head 2 , which is positioned so that the cutter head 2 rotates. It is configured to be arranged inside the base material 51 positioned at both ends in the direction. In short, the second bit 5 has all the hard tips 52 sandwiched by the base material 51 from both sides in the rotating direction of the cutter head 2 .

すなわち、第2ビット5(障害物切削用ビット3)は、カッタヘッド2の回転方向の両側から硬質チップ52を母材51により強固に支持することによって、硬質チップ52の欠けを抑制可能なように構成されている。 That is, the second bit 5 (obstacle-cutting bit 3) is configured such that chipping of the hard tip 52 can be suppressed by firmly supporting the hard tip 52 from both sides in the rotation direction of the cutter head 2 by the base material 51. is configured to

内周側の面53aおよび外周側の面53bは、ともに掘進方向に延びている。また、掘進方向側の面は、掘進方向に交差する方向に延びている。 The inner peripheral surface 53a and the outer peripheral surface 53b both extend in the excavation direction. In addition, the face on the excavation direction side extends in a direction intersecting the excavation direction.

複数(4つ)の硬質チップ52は、概して、カッタヘッド2の半径方向(RA方向)に延びており、互いに平行に配置されている。なお、硬質チップ52と、母材51とは、それぞれの露出する外表面が、段差なく連続的になるように配置され、内周側の面53aを構成している。また、硬質チップ52と、母材51とは、障害物切削用ビット3の外周側の面53bにおいて、面一で配置(同一平面上に配置)されている。 The plurality (four) of hard tips 52 generally extend in the radial direction (RA direction) of the cutter head 2 and are arranged parallel to each other. The hard tip 52 and the base material 51 are arranged such that their exposed outer surfaces are continuous without steps, forming an inner peripheral surface 53a. Further, the hard tip 52 and the base material 51 are arranged flush (arranged on the same plane) on the outer peripheral surface 53b of the obstacle-cutting bit 3 .

第2ビット5(障害物切削用ビット3)は、カッタヘッド2の半径方向における母材51および硬質チップ52の両方の外周側に設けられた第1傾斜面54を有している。 The second bit 5 (obstacle-cutting bit 3 ) has a first inclined surface 54 provided on the outer peripheral sides of both the base material 51 and the hard tip 52 in the radial direction of the cutter head 2 .

第1傾斜面54は、カッタヘッド2の回転方向(障害物切削用ビット3の長手方向)において、第2ビット5の全域に設けられている。第1傾斜面54は、カッタヘッド2の半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、掘進方向の先端から、掘進方向とは反対方向に傾斜している。すなわち、第2ビット5(障害物切削用ビット3)は、掘進方向に向かうにつれて、カッタヘッド2の半径方向の厚みが徐々に小さくなる(先細りする)ように形成されている。 The first inclined surface 54 is provided over the entire area of the second bit 5 in the rotating direction of the cutter head 2 (longitudinal direction of the obstacle-cutting bit 3). The first inclined surface 54 is inclined in the direction opposite to the excavation direction from the tip in the excavation direction as it goes from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the radial direction of the cutter head 2 . That is, the second bit 5 (obstacle-cutting bit 3) is formed such that the thickness in the radial direction of the cutter head 2 gradually decreases (tapers) toward the digging direction.

一例ではあるが、第1傾斜面54の掘進方向に直交する面(後述する平坦面55)に対する傾斜角度は、20度以上45度未満が好ましい。また、第1傾斜面54の掘進方向に直交する面に対する傾斜角度は、25度以上35度未満がより好ましい。さらに、第1傾斜面54の掘進方向に直交する面に対する傾斜角度は、約30度が一層好ましい。 As an example, the inclination angle of the first inclined surface 54 with respect to the surface perpendicular to the excavation direction (flat surface 55 described later) is preferably 20 degrees or more and less than 45 degrees. Further, the inclination angle of the first inclined surface 54 with respect to the plane orthogonal to the excavation direction is more preferably 25 degrees or more and less than 35 degrees. Furthermore, the inclination angle of the first inclined surface 54 with respect to the plane orthogonal to the excavation direction is more preferably about 30 degrees.

第1傾斜面54は、硬質チップ52により構成される硬質チップ側第1傾斜面54aと、母材51により構成される母材側第1傾斜面54bとにより形成されている。硬質チップ側第1傾斜面54aと、母材側第1傾斜面54bとは、カッタヘッド2の回転方向(RO方向)において、交互に配置されている。また、硬質チップ側第1傾斜面54aは、母材側第1傾斜面54b(母材51)よりも掘進方向に所定距離だけ突出している。一例ではあるが、硬質チップ側第1傾斜面54aの母材51からの掘進方向への突出量dは、約1.6mm以上2.0mm以下であるのが好ましい。 The first inclined surface 54 is formed by a hard-tip-side first inclined surface 54 a formed by the hard tip 52 and a base-material-side first inclined surface 54 b formed by the base material 51 . The hard tip side first inclined surfaces 54a and the base material side first inclined surfaces 54b are alternately arranged in the rotation direction (RO direction) of the cutter head 2 . The hard-tip-side first inclined surface 54a protrudes by a predetermined distance in the excavation direction from the base material-side first inclined surface 54b (base material 51). As an example, the amount d of protrusion of the hard-tip-side first inclined surface 54a from the base material 51 in the excavation direction is preferably about 1.6 mm or more and 2.0 mm or less.

なお、複数(4つ)の母材側第1傾斜面54bは、(略)同一平面上に位置している。また、複数の母材側第1傾斜面54bは、両端に位置する面を除いて、(略)同一平面上に位置している。 The plurality (four) of the base material side first inclined surfaces 54b are (substantially) located on the same plane. In addition, the plurality of base material side first inclined surfaces 54b are positioned (substantially) on the same plane except for the surfaces positioned at both ends.

なお、一例ではあるが、障害物切削用ビット3の短手方向の厚み(カッタヘッド2の半径方向)は、障害物切削用ビット3の全体の剛性、障害物の切削時の変形、および、カッタヘッド2に対して強固に固定することなどを考慮して、60mm以上とするのが好ましい。ここで、上記説明したように障害物切削用ビット3は、第1傾斜面54によって、掘進方向に向かうにつれて徐々に先細りするように形成されている。これによって、障害物切削用ビット3の切削量を小さくすることが可能となる。 As an example, the thickness of the obstacle-cutting bit 3 in the transverse direction (radial direction of the cutter head 2) depends on the overall rigidity of the obstacle-cutting bit 3, deformation during cutting of the obstacle, and It is preferable to set the length to 60 mm or more in consideration of firmly fixing to the cutter head 2 . Here, as described above, the obstacle-cutting bit 3 is formed by the first inclined surface 54 so as to gradually taper in the digging direction. This makes it possible to reduce the cutting amount of the obstacle cutting bit 3 .

その結果、障害物切削用ビット3は、硬質チップ52の抗折力を比較的大きくすることが可能となる。詳細には、障害物切削用ビット3が障害物を取り除くためにした仕事は熱に変わる。このため、取り除く範囲を小さくするほど発熱量は少なくなる。そして、硬質チップ52は、温度上昇にともない抗折力が低下するので、発熱量を少なくすることによって、硬質チップ52の温度上昇を小さくし、硬質チップ52の抗折力の低下も小さくすることが可能となる。これにより、硬質チップ52が損傷する可能性を低減することが可能である。また、障害物切削用ビット3の切削量を小さくことにより、省エネルギーで切削することが可能となる。 As a result, the obstacle-cutting bit 3 can make the transverse rupture strength of the hard tip 52 relatively large. Specifically, the work done by the obstacle-cutting bit 3 to remove the obstacle is converted into heat. Therefore, the smaller the area to be removed, the smaller the amount of heat generated. Since the bending strength of the hard tip 52 decreases as the temperature rises, by reducing the amount of heat generated, the temperature rise of the hard tip 52 can be reduced, and the reduction in bending strength of the hard tip 52 can also be reduced. becomes possible. This can reduce the possibility that the hard tip 52 will be damaged. Further, by reducing the cutting amount of the obstacle cutting bit 3, cutting can be performed with energy saving.

第2ビット5(障害物切削用ビット3(母材51および複数の硬質チップ52))は、第1傾斜面54(の掘進方向の端部)と連続するように掘進方向の先端に設けられた平坦面55を有している。 The second bit 5 (obstacle-cutting bit 3 (base material 51 and a plurality of hard tips 52)) is provided at the tip in the excavation direction so as to be continuous with (the end in the excavation direction) the first inclined surface 54. It has a flat surface 55 .

平坦面55は、掘進方向と略直交する方向に延びている。 The flat surface 55 extends in a direction substantially orthogonal to the excavation direction.

平坦面55は、硬質チップ52により構成される硬質チップ側平坦面55aと、母材51により構成される母材側平坦面55bとにより形成されている。硬質チップ側平坦面55aと、母材側平坦面55bとは、カッタヘッド2の回転方向において、交互に配置されている。また、硬質チップ側平坦面55aは、母材側平坦面55bよりも掘進方向に所定距離(厚み)だけ突出している。一例ではあるが、硬質チップ側平坦面55aは、母材側平坦面55bよりも掘進方向に1.6mmだけ突出している。なお、硬質チップ側平坦面55aは、特許請求の範囲の「平坦面」の一例である。 The flat surface 55 is formed of a hard chip side flat surface 55 a composed of the hard chip 52 and a base material side flat surface 55 b composed of the base material 51 . The hard tip side flat surface 55a and the base material side flat surface 55b are alternately arranged in the rotation direction of the cutter head 2 . The hard chip side flat surface 55a protrudes from the base material side flat surface 55b by a predetermined distance (thickness) in the excavation direction. As an example, the hard tip side flat surface 55a protrudes from the base material side flat surface 55b by 1.6 mm in the excavation direction. The hard chip side flat surface 55a is an example of the "flat surface" in the scope of claims.

なお、複数(4つ)の硬質チップ側平坦面55aは、(略)同一平面上に位置している(配置されている)。また、複数(3つ)の母材側平坦面55bは、(略)同一平面上に位置している(配置されている)。すなわち、複数(4つ)の硬質チップ側平坦面55aおよび複数(3つ)の母材側平坦面55bは、ともに、掘進方向(X方向)に(略)直交する方向に延びている。硬質チップ側平坦面55aの回転方向の両側の端面は、露出している。また、硬質チップ側平坦面55aは、母材側平坦面55bよりもX1方向側に配置されている。すなわち、硬質チップ側平坦面55aと母材側平坦面55bとは、不連続である。 The plurality (four) of the hard tip side flat surfaces 55a are (substantially) positioned (arranged) on the same plane. In addition, the plurality (three) of the base material side flat surfaces 55b are (substantially) positioned (arranged) on the same plane. That is, both the plurality (four) of the hard tip side flat surfaces 55a and the plurality (three) of the base material side flat surfaces 55b extend in a direction (substantially) perpendicular to the digging direction (X direction). Both end surfaces in the rotational direction of the hard tip side flat surface 55a are exposed. The hard chip side flat surface 55a is arranged on the X1 direction side of the base material side flat surface 55b. That is, the hard tip side flat surface 55a and the base material side flat surface 55b are discontinuous.

第2ビット5(障害物切削用ビット3)は、すべての硬質チップ52が、障害物切削用ビット3の進行方向(回転方向)における硬質チップ52の前方端部側の端面で切削するように構成されている。このように構成することによって、障害物切削用ビット3の進行方向(回転方向)において、硬質チップ52の中央や後方側で切削する場合に比べて、硬質チップ52に生じる引張応力を低減することができる。なお、硬質チップ52の回転方向の両端面は、硬質チップ52の欠け防止を目的として、わずかに面取りされている。 The second bit 5 (obstacle-cutting bit 3) is arranged so that all the hard tips 52 are cut by the front end face of the hard tip 52 in the traveling direction (rotational direction) of the obstacle-cutting bit 3. It is configured. By configuring in this way, the tensile stress generated in the hard tip 52 can be reduced compared to cutting at the center or rear side of the hard tip 52 in the traveling direction (rotational direction) of the obstacle-cutting bit 3. can be done. Both end surfaces of the hard tip 52 in the rotational direction are slightly chamfered for the purpose of preventing chipping of the hard tip 52 .

第2ビット5(障害物切削用ビット3)は、カッタヘッド2の回転方向における母材51の両端に設けられた一対の第2傾斜面56を有している。 The second bit 5 (the obstacle-cutting bit 3 ) has a pair of second inclined surfaces 56 provided at both ends of the base material 51 in the rotation direction of the cutter head 2 .

一対の第2傾斜面56は、カッタヘッド2の回転方向における障害物切削用ビット3の内側から両端側である外側に向かうにつれて、カッタヘッド2の回転方向の最も外側に位置する硬質チップ52の外側端面52aから、掘進方向とは反対方向に傾斜している。第2傾斜面56は、カッタヘッド2の半径方向(RA方向)(障害物切削用ビット3の短手方向)において、第2ビット5の全域に設けられている。 The pair of second inclined surfaces 56 extend from the inner side of the obstacle-cutting bit 3 in the rotating direction of the cutter head 2 toward the outer side, which is both end sides, of the outermost hard tip 52 in the rotating direction. From the outer end face 52a, it is inclined in the direction opposite to the digging direction. The second inclined surface 56 is provided over the entire area of the second bit 5 in the radial direction (RA direction) of the cutter head 2 (the lateral direction of the obstacle-cutting bit 3).

一例ではあるが、第2傾斜面56の掘進方向に直交する面(平坦面55)に対する傾斜角度は、20度以上45度未満が好ましい。また、第2傾斜面56の掘進方向に直交する面に対する傾斜角度は、25度以上35度未満がより好ましい。さらに、第2傾斜面56の掘進方向に直交する面に対する傾斜角度は、約30度が一層好ましい。 As an example, the inclination angle of the second inclined surface 56 with respect to the surface (flat surface 55) perpendicular to the excavation direction is preferably 20 degrees or more and less than 45 degrees. Further, the inclination angle of the second inclined surface 56 with respect to the plane perpendicular to the excavation direction is more preferably 25 degrees or more and less than 35 degrees. Further, the angle of inclination of the second inclined surface 56 with respect to the plane orthogonal to the excavation direction is more preferably about 30 degrees.

第2傾斜面56は、外周側部分56aと、内周側部分56bとにより形成されている。 The second inclined surface 56 is formed by an outer peripheral portion 56a and an inner peripheral portion 56b.

外周側部分56aは、第1傾斜面54としても機能する面(第1傾斜面54と重なる)面である。内周側部分56bは、カッタヘッド2の半径方向において、外周側部分56aの内周側に配置されている。内周側部分56b(の掘進方向の端部)は、平坦面55と連続している一方、外周側部分56aは、平坦面55と連続していない。 The outer peripheral portion 56 a is a surface that also functions as the first inclined surface 54 (overlaps with the first inclined surface 54 ). The inner peripheral portion 56b is arranged on the inner peripheral side of the outer peripheral portion 56a in the radial direction of the cutter head 2 . The inner peripheral portion 56 b (the end portion thereof in the excavation direction) is continuous with the flat surface 55 , while the outer peripheral portion 56 a is not continuous with the flat surface 55 .

第2ビット5(障害物切削用ビット3)は、カッタヘッド2の半径方向の内周側の面53aに設けられた凹部57を有している。 The second bit 5 (the obstacle-cutting bit 3 ) has a recess 57 provided in the radially inner peripheral surface 53 a of the cutter head 2 .

凹部57は、カッタヘッド2の半径方向の内周側から外周側に向けて窪むとともに、カッタヘッド2の回転方向に沿った凹形状に形成されている。 The recessed portion 57 is recessed from the radially inner peripheral side of the cutter head 2 toward the outer peripheral side thereof, and is formed in a concave shape along the rotating direction of the cutter head 2 .

凹部57は、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、カッタヘッド2の回転方向に沿うように、複数の平坦面を繋ぐことによって形成されている。複数の平坦面の境界は、硬質チップ52と母材51との境界でもある。すなわち、凹部57は、滑らかな円弧形状に形成されているわけではない。 The concave portion 57 is formed by connecting a plurality of flat surfaces along the rotation direction of the cutter head 2 when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction side). The boundaries of the plurality of flat surfaces are also the boundaries between the hard tip 52 and the base material 51 . That is, the concave portion 57 is not formed in a smooth arc shape.

上記の通り、第2ビット5の凹部57の窪み量D2(図4参照)は、第3ビット6の凹部67の窪み量D3(図4参照)よりも大きい。また、第2ビット5の凹部57の窪み量D2は、第1ビット4の凹部47の窪み量D1(図4参照)よりも小さい。すなわち、カッタヘッド2の回転方向において、凹部57の内表面に沿った(仮想)円弧の曲率は、凹部47の内表面に沿った(仮想)円弧の曲率よりも小さく、凹部67の内表面に沿った(仮想)円弧の曲率よりも大きい。 As described above, the depression amount D2 of the recess 57 of the second bit 5 (see FIG. 4) is larger than the depression amount D3 of the recess 67 of the third bit 6 (see FIG. 4). Further, the depression amount D2 of the recess 57 of the second bit 5 is smaller than the depression amount D1 of the recess 47 of the first bit 4 (see FIG. 4). That is, in the rotation direction of the cutter head 2 , the curvature of the (virtual) arc along the inner surface of the recess 57 is smaller than the curvature of the (virtual) arc along the inner surface of the recess 47 , and the curvature of the (virtual) arc along the inner surface of the recess 67 greater than the curvature of the (virtual) arc along.

なお、凹部57は、カッタヘッド2の半径方向の内周側の面53aの全域に設けられてはいない。カッタヘッド2の半径方向の内周側の面53aは、カッタヘッド2の回転方向の両端側の部分が、カッタヘッド2の半径方向に窪むことのない平坦面に形成されている。すなわち、カッタヘッド2の半径方向の内周側の面53aは、カッタヘッド2の回転方向の両端側の部分が、カッタヘッド2の半径方向に直交する面により形成されている。 Note that the recessed portion 57 is not provided over the entire surface 53a of the cutter head 2 on the inner peripheral side in the radial direction. The radially inner peripheral surface 53 a of the cutter head 2 is formed into a flat surface that is not recessed in the radial direction of the cutter head 2 at both ends in the rotational direction of the cutter head 2 . That is, the radially inner peripheral surface 53 a of the cutter head 2 is formed by a surface orthogonal to the radial direction of the cutter head 2 at both ends in the rotational direction of the cutter head 2 .

〈第3ビットの構成〉
図4に示すように、第3ビット6は、凹部67を有しており、上記説明したように凹部67の窪み量D3が第2ビット5の凹部57の窪み量D2と異なる点を除いて、第2ビット5と同一形状を有している。このため、以下、簡単に説明する。
<Structure of the 3rd bit>
As shown in FIG. 4, the third bit 6 has a recess 67, except that the depth D3 of the recess 67 differs from the depth D2 of the recess 57 of the second bit 5 as described above. , and the second bit 5 have the same shape. Therefore, a brief description will be given below.

第3ビット6(障害物切削用ビット3)は、母材61(シャンク)と、母材61よりも掘進方向(X1方向)に突出した状態で母材61に固定される複数(2つ)の硬質チップ62とを含んでいる。 The third bit 6 (obstacle-cutting bit 3) includes a base material 61 (shank) and a plurality (two) of which are fixed to the base material 61 in a state of protruding from the base material 61 in the excavation direction (X1 direction). and a hard tip 62 of .

図2に示すように、第3ビット6は、カッタヘッド2の回転方向(RO方向)において、カッタヘッド2の回転方向の最も外側に位置する硬質チップ62が、カッタヘッド2の回転方向の両端に位置する母材61よりも内側に配置されるように構成されている。要するに、第3ビット6は、カッタヘッド2の回転方向において、すべての硬質チップ62が両側から母材61により挟まれている。 As shown in FIG. 2 , the third bit 6 has hard tips 62 located on the outermost side of the cutter head 2 in the rotational direction (RO direction) of the cutter head 2 . It is configured to be arranged inside the base material 61 located at the . In short, the third bit 6 has all the hard tips 62 sandwiched by the base material 61 from both sides in the rotating direction of the cutter head 2 .

第3ビット6は、カッタヘッド2の半径方向において、第2ビット5の外周側に配置されている。第3ビット6は、各々の第1スポーク部20に複数(7つまたは8つずつ)設置されている。複数の第3ビット6は、中心線β1(β2)上に等間隔で並ぶように配置されている。 The third bit 6 is arranged on the outer peripheral side of the second bit 5 in the radial direction of the cutter head 2 . A plurality of third bits 6 (7 or 8 each) are installed on each first spoke portion 20 . The plurality of third bits 6 are arranged on the center line β1 (β2) at regular intervals.

複数(4つ)の硬質チップ62(の露出する外表面)は、障害物切削用ビット3の内周側の面63aと、掘進方向側の面(平坦面65)と、外周側の面63bとに跨るように配置されている。 The plural (four) hard tips 62 (exposed outer surfaces) are composed of an inner peripheral side surface 63a, a digging direction side surface (flat surface 65), and an outer peripheral side surface 63b of the obstacle-cutting bit 3. It is arranged so as to straddle the

第3ビット6(障害物切削用ビット3)は、カッタヘッド2の半径方向における母材61および硬質チップ62の両方の外周側に設けられた第1傾斜面64を有している。 The third bit 6 (obstacle-cutting bit 3 ) has a first inclined surface 64 provided on the outer peripheral sides of both the base material 61 and the hard tip 62 in the radial direction of the cutter head 2 .

第3ビット6(障害物切削用ビット3(母材61および複数の硬質チップ62))は、第1傾斜面64(の掘進方向の端部)と連続するように掘進方向の先端に設けられた平坦面65を有している。 The third bit 6 (the obstacle-cutting bit 3 (base material 61 and a plurality of hard tips 62)) is provided at the tip in the excavation direction so as to be continuous with (the end in the excavation direction) the first inclined surface 64. It has a flat surface 65 .

第3ビット6(障害物切削用ビット3)は、カッタヘッド2の回転方向における母材61の両端に設けられた一対の第2傾斜面66を有している。 The third bit 6 (obstacle-cutting bit 3 ) has a pair of second inclined surfaces 66 provided at both ends of the base material 61 in the rotation direction of the cutter head 2 .

〈第1ビットの構成〉
図2に示すように、第1ビット4は、回転中心部21の前面に複数(2つ)設置されている。2つの第1ビット4は、中心線β1上の中心線β2に対して対称となる位置に配置されている。
<Structure of the 1st bit>
As shown in FIG. 2 , a plurality (two) of the first bits 4 are installed on the front surface of the rotation center portion 21 . The two first bits 4 are arranged on the center line β1 at symmetrical positions with respect to the center line β2.

図7に示すように、第1ビット4(障害物切削用ビット3)は、母材41(シャンク)と、母材41よりも掘進方向(X1方向)に突出した状態で母材41に固定される複数(2つ)の硬質チップ42とを含んでいる。 As shown in FIG. 7, the first bit 4 (obstacle-cutting bit 3) is fixed to a base material 41 (shank) in a state of protruding from the base material 41 in the excavation direction (X1 direction). and a plurality (two) of hard tips 42 which are connected to each other.

複数(2つ)の硬質チップ42は、カッタヘッド2の回転方向に間隔を隔てて配置されている。なお、複数(2つ)の硬質チップ42は、第2ビット5の複数(4つ)の硬質チップ42のように互いに平行に配置されていない。すなわち、複数(2つ)の硬質チップ42は、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、カッタヘッド2の半径方向の外周側に向かうにつれて、互いに離間するように配置されている(ハの字状に配置されている)。 A plurality (two) of hard tips 42 are arranged at intervals in the rotation direction of the cutter head 2 . The plurality (two) of hard tips 42 are not arranged parallel to each other, unlike the plurality (four) of hard tips 42 of the second bit 5 . That is, the plurality (two) of hard tips 42 are arranged so as to be spaced apart from each other toward the radially outer peripheral side of the cutter head 2 when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction side) ( are arranged in a V shape).

ここで、第1ビット4の複数(2つ)の硬質チップ42を互いに平行に配置してみた場合と比較すると、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、複数(2つ)の硬質チップ42を上記ハの字状に配置した方が硬質チップ42の内周側の角部の角度が鈍くなる。すなわち、硬質チップ42が欠けにくくなる。なお、第2ビット5および第3ビット6も、第1ビット4と同様に、硬質チップ42をハの字状に配置してもよい。 Here, when compared with the case of arranging a plurality (two) of hard tips 42 of the first bit 4 in parallel with each other, a plurality (two) of hard tips 42 are seen from the excavation direction (as seen from the X1 direction). When the hard tip 42 is arranged in the above-described V-shape, the angle of the corner portion on the inner peripheral side of the hard tip 42 becomes blunt. That is, the hard tip 42 is less likely to chip. The hard tips 42 of the second bit 5 and the third bit 6 may be arranged in the same manner as the first bit 4 in the shape of an inverted V.

一例ではあるが、第1ビット4の長手方向の長さ(カッタヘッド2の回転方向に沿った長さ)は、第2ビット5の長手方向の長さの約3分の2の大きさである(図4参照)。 As an example, the length in the longitudinal direction of the first bit 4 (the length along the direction of rotation of the cutter head 2) is approximately two-thirds the length in the longitudinal direction of the second bit 5. (see Figure 4).

第1ビット4(複数の障害物切削用ビット3の各々)は、カッタヘッド2の回転方向において、カッタヘッド2の回転方向の最も外側に位置する硬質チップ42が、カッタヘッド2の回転方向の両端に位置する母材41よりも内側に配置されるように構成されている。要するに、第1ビット4は、カッタヘッド2の回転方向において、すべての硬質チップ42が両側から母材41により挟まれて支持されている。 The first bit 4 (each of the plurality of obstacle-cutting bits 3) has a hard tip 42 located on the outermost side in the rotational direction of the cutter head 2, which is positioned in the rotational direction of the cutter head 2. It is configured to be arranged inside the base material 41 positioned at both ends. In short, the first bit 4 is supported with all the hard tips 42 sandwiched by the base material 41 from both sides in the rotating direction of the cutter head 2 .

複数(2つ)の硬質チップ42(の露出する外表面)は、障害物切削用ビット3の内周側の面43aと、掘進方向側の面(平坦面45)と、外周側の面43bとに跨るように配置されている。 The plural (two) hard tips 42 (exposed outer surfaces thereof) are composed of an inner peripheral side surface 43a of the obstacle cutting bit 3, a digging direction side surface (flat surface 45), and an outer peripheral side surface 43b. It is arranged so as to straddle the

第1ビット4(障害物切削用ビット3)は、カッタヘッド2の半径方向(RA方向)における母材41および硬質チップ42の両方の外周側に設けられた第1傾斜面44を有している。 The first bit 4 (obstacle-cutting bit 3) has a first inclined surface 44 provided on the outer peripheral side of both the base material 41 and the hard tip 42 in the radial direction (RA direction) of the cutter head 2. there is

第1ビット4(障害物切削用ビット3(母材41および複数の硬質チップ42))は、第1傾斜面44(の掘進方向の端部)と連続するように掘進方向の先端に設けられた平坦面45を有している。 The first bit 4 (obstacle-cutting bit 3 (base material 41 and a plurality of hard tips 42)) is provided at the tip in the excavation direction so as to be continuous with (the end in the excavation direction) the first inclined surface 44. It has a flat surface 45 .

第1ビット4(障害物切削用ビット3)は、カッタヘッド2の回転方向における母材41の両端に設けられた一対の第2傾斜面46を有している。 The first bit 4 (obstacle-cutting bit 3 ) has a pair of second inclined surfaces 46 provided at both ends of the base material 41 in the rotation direction of the cutter head 2 .

第1ビット4は、カッタヘッド2の半径方向の内周側の面43aに設けられた凹部47を有している。 The first bit 4 has a recessed portion 47 provided in a radially inner peripheral surface 43 a of the cutter head 2 .

(カッタヘッドの半径方向における障害物切削用ビットの配置)
図8を参照して、カッタヘッド2(図2参照)の半径方向(RA方向)における障害物切削用ビット3の配置について説明する。
(Arrangement of bits for cutting obstacles in the radial direction of the cutter head)
The arrangement of the obstacle-cutting bit 3 in the radial direction (RA direction) of the cutter head 2 (see FIG. 2) will be described with reference to FIG.

複数の障害物切削用ビット3は、掘進方向から見て(X1方向側から見て)、障害物O(図2参照)のカッタヘッド2と重なる部分の(略)全体を切削可能なように構成されている。 The plurality of obstacle-cutting bits 3 are arranged so as to be able to cut (substantially) the entire portion of the obstacle O (see FIG. 2) that overlaps with the cutter head 2 when viewed from the excavation direction (viewed from the X1 direction side). It is configured.

すなわち、複数の障害物切削用ビット3は、カッタヘッド2の半径方向において、隙間なく連続して配置されている。詳細には、カッタヘッド2の半径方向において、中心線β1上の複数の障害物切削用ビット3と、中心線β2上の複数の障害物切削用ビット3とが、交互に隙間なく配置されている。なお、カッタヘッド2の半径方向において、中心線β1上の複数の障害物切削用ビット3と、中心線β2上の複数の障害物切削用ビット3とが、互いにオーバーラップしていてもよい。 That is, the plurality of obstacle-cutting bits 3 are arranged continuously without gaps in the radial direction of the cutter head 2 . Specifically, in the radial direction of the cutter head 2, a plurality of obstacle-cutting bits 3 on the center line β1 and a plurality of obstacle-cutting bits 3 on the center line β2 are alternately arranged without gaps. there is In the radial direction of the cutter head 2, the plurality of obstacle-cutting bits 3 on the center line β1 and the plurality of obstacle-cutting bits 3 on the center line β2 may overlap each other.

要するに、シールド掘進機100(図2参照)は、カッタヘッド2を回転させた際に、中心線β1上の複数の障害物切削用ビット3の内周側(外周側)の面と、中心線β2上の複数の障害物切削用ビット3の外周側(内周側)の面とが、略重なる位置を通過するように構成されている。つまり、複数の障害物切削用ビット3は、カッタヘッド2を回転させた際に、切削される部分の間に切削されない部分が生じないようにして、障害物〇の切削面に段差が生じないようにすることによって、障害物〇の切削面の全体を均等に切削可能なように配置されている。 In short, in the shield machine 100 (see FIG. 2), when the cutter head 2 is rotated, the inner peripheral side (outer peripheral side) surfaces of the plurality of obstacle-cutting bits 3 on the center line β1 and the center line It is configured to pass through a position where the outer peripheral side (inner peripheral side) surfaces of the plurality of obstacle-cutting bits 3 on β2 substantially overlap. In other words, when the cutter head 2 is rotated, the plurality of obstacle-cutting bits 3 are arranged so that no part is not cut between the parts to be cut, so that there is no step on the cutting surface of the obstacle O. By doing so, it is arranged so that the entire cutting surface of the obstacle ◯ can be cut evenly.

(実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of Embodiment)
The following effects can be obtained in this embodiment.

本実施形態では、上記のように、カッタヘッド2の回転方向の最も外側に位置する硬質チップ42(52、62)を、カッタヘッド2の回転方向(RO方向)の両端に位置する母材41(51、61)よりも内側に配置することによって、カッタヘッド2の回転方向において障害物切削用ビット3の両端に硬質チップ42(52、62)を配置することなく、両端を硬質チップ42(52、62)よりも軟質の(靭性が高く欠けにくい)母材41(51、61)により形成することができる。このため、カッタヘッド2の回転方向の最も外側の硬質チップ42(52、62)を、回転方向の両側から母材41(51、61)により強固に挟み込むことができるとともに、硬質チップ42(52、62)の露出を抑制して、硬質チップ42(52、62)の全体に障害物Oが接触することを防止することができる。その結果、硬質チップ42(52、62)の欠損を抑制することができる。なお、従来のように、カッタヘッドの回転方向の両端に硬質チップを配置した場合、カッタヘッドの回転方向の後方端部に配置された硬質チップ(以下、後端の硬質チップ)が障害物に接触する際に、後端の硬質チップに対して、カッタヘッドの回転方向の後方に向けて大きな力が作用する。ここで、後端の硬質チップはカッタヘッドの回転方向の前方に位置する母材の引張力のみで主に支えられる状態にあるため、後端の硬質チップがカッタヘッドの回転方向の後方に母材から剥がれやすい。一方、本実施形態のように、カッタヘッド2の回転方向の最も外側の硬質チップ42(52、62)を、回転方向の両側から母材41(51、61)により強固に挟み込むことにより、後端の硬質チップ42(52、62)に欠損が生じることや、当該硬質チップ42(52、62)が母材41(51、61)から剥がれることを効果的に防止することができる。 In the present embodiment, as described above, the hard tips 42 (52, 62) located on the outermost side in the rotation direction of the cutter head 2 are attached to the base materials 41 located on both ends in the rotation direction (RO direction) of the cutter head 2. By arranging the hard tips 42 (52, 62) on both ends of the obstacle-cutting bit 3 in the rotating direction of the cutter head 2, the hard tips 42 (51, 61) are arranged inside the two ends (51, 61). 52, 62) which is softer (higher toughness and less likely to chip). Therefore, the outermost hard tip 42 (52, 62) in the rotational direction of the cutter head 2 can be firmly sandwiched between the base materials 41 (51, 61) from both sides in the rotational direction, and the hard tip 42 (52) , 62) to prevent the obstacle O from contacting the entire hard chip 42 (52, 62). As a result, chipping of the hard tip 42 (52, 62) can be suppressed. When hard tips are arranged at both ends of the cutter head in the rotational direction, as in the conventional art, the hard tips arranged at the rear end in the rotational direction of the cutter head (hereinafter referred to as the hard tip at the rear end) may become obstacles. At the time of contact, a large force acts on the hard tip at the trailing end toward the rear in the direction of rotation of the cutter head. Here, since the hard tip at the rear end is mainly supported only by the tensile force of the base material positioned forward in the rotational direction of the cutter head, the hard tip at the rear end is positioned rearward in the rotational direction of the cutter head. Easy to peel off from material. On the other hand, as in the present embodiment, the outermost hard tip 42 (52, 62) in the rotational direction of the cutter head 2 is firmly sandwiched between the base materials 41 (51, 61) from both sides in the rotational direction, whereby It is possible to effectively prevent the end hard tips 42 (52, 62) from being chipped and the hard tips 42 (52, 62) from being separated from the base material 41 (51, 61).

本実施形態では、上記のように、障害物切削用ビット3は、カッタヘッド2の半径方向(RA方向)における母材41(51、61)および硬質チップ42(52、62)の両方の外周側に設けられた第1傾斜面44(54、64)を有し、第1傾斜面44(54、64)は、カッタヘッド2の半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、掘進方向の先端から、掘進方向とは反対方向に傾斜している。これにより、障害物切削用ビット3の先端に第1傾斜面44(54、64)を設けない場合(先端を矩形状にする場合)と比較して、掘進方向の先端を先細りさせることができる。その結果、切削時における掘進方向の先端付近の発熱量を抑制することができるので、障害物切削用ビット3(硬質チップ42(52、62))が折れやすくなるのを抑制することができる。また、半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、掘進方向の先端から、掘進方向とは反対方向に第1傾斜面44(54、64)を傾斜させることによって、第1傾斜面44(54、64)に沿って切り屑を流すことができるので、切り屑を効果的にチャンバに取り込むことができる。 In the present embodiment, as described above, the obstacle-cutting bit 3 is configured to extend both the outer peripheries of the base material 41 (51, 61) and the hard tip 42 (52, 62) in the radial direction (RA direction) of the cutter head 2. The first inclined surfaces 44 (54, 64) extend in the excavation direction from the radially inner side of the cutter head 2 toward the outer peripheral side. From the tip of the pit, it slopes in the direction opposite to the direction of excavation. As a result, the tip of the obstacle-cutting bit 3 can be tapered in the excavation direction compared to the case where the tip of the obstacle-cutting bit 3 is not provided with the first inclined surface 44 (54, 64) (when the tip is rectangular). . As a result, the amount of heat generated in the vicinity of the tip in the excavation direction during cutting can be suppressed, so that the obstacle-cutting bit 3 (hard tip 42 (52, 62)) can be suppressed from being easily broken. In addition, by inclining the first inclined surface 44 (54, 64) in the direction opposite to the excavation direction from the tip of the excavation direction toward the outer peripheral side in the radial direction, the first inclined surface 44 ( 54, 64) so that the chips can be effectively entrained in the chamber.

本実施形態では、上記のように、複数の硬質チップ42(52、62)は、第1傾斜面44(54、64)と連続するように掘進方向の先端に設けられ、掘進方向と略直交する平坦面45(55、65)を有する。これにより、掘進方向に対して傾斜した面を有する先端により障害物Oの切削を行う場合と比較して、平坦面45(55、65)により、障害物Oに対する硬質チップ42(52、62)の接触面積を比較的大きくして、硬質チップ42(52、62)に応力が集中するのを抑制することができる。このため、硬質チップ42(52、62)の欠損をより抑制することができる。 In this embodiment, as described above, the plurality of hard tips 42 (52, 62) are provided at the leading end of the excavation direction so as to be continuous with the first inclined surface 44 (54, 64), and are substantially perpendicular to the excavation direction. It has a flat surface 45 (55, 65). As a result, the hard tip 42 (52, 62) cuts the obstacle O with the flat surface 45 (55, 65), compared to the case where the obstacle O is cut by the tip having a surface inclined with respect to the excavation direction. can be made relatively large to suppress concentration of stress on the hard tip 42 (52, 62). Therefore, chipping of the hard tip 42 (52, 62) can be further suppressed.

本実施形態では、上記のように、複数の硬質チップ52(42、62)の各々の硬質チップ側平坦面55aは、略同一平面上に配置されている。このように構成すれば、複数の硬質チップ52(42、62)の各々の硬質チップ側平坦面55aを掘進方向において略同じ位置に配置することができるので、障害物Oの切削時に、同時に複数の硬質チップ52(42、62)を障害物Oに接触させることができる。このため、効果的に障害物Oを切削することができる。 In this embodiment, as described above, the hard tip side flat surfaces 55a of the plurality of hard tips 52 (42, 62) are arranged substantially on the same plane. With this configuration, the hard tip side flat surfaces 55a of the plurality of hard tips 52 (42, 62) can be arranged at substantially the same position in the excavation direction. can be brought into contact with the obstacle O. Therefore, the obstacle O can be cut effectively.

本実施形態では、上記のように、障害物切削用ビット3は、カッタヘッド2の回転方向における母材41(51、61)の両端に設けられた一対の第2傾斜面46(56、66)を有し、一対の第2傾斜面46(56、66)は、カッタヘッド2の回転方向における障害物切削用ビット3の内側から両端側である外側に向かうにつれて、カッタヘッド2の回転方向の最も外側に位置する硬質チップ42(52、62)の外側端面(52a)から、掘進方向とは反対方向に傾斜している。これにより、カッタヘッド2の回転方向における母材41(51、61)の両端に設けられた一対の第2傾斜面46(56、66)により、母材41(51、61)に障害物Oが接触するのを抑制することができる。その結果、母材41(51、61)の摩耗を抑制することができる。また、切削に寄与しない母材41(51、61)と障害物Oとの接触を低減し、障害物切削用ビット3の掘削性能低下を抑制することができる。 In this embodiment, as described above, the obstacle-cutting bit 3 includes a pair of second inclined surfaces 46 (56, 66) provided at both ends of the base material 41 (51, 61) in the rotation direction of the cutter head 2. ), and the pair of second inclined surfaces 46 ( 56 , 66 ) extend in the rotational direction of the cutter head 2 from the inner side of the obstacle-cutting bit 3 toward the outer side, i.e., both end sides. From the outer end face (52a) of the hard tip 42 (52, 62) located on the outermost side of the tip, it is inclined in the direction opposite to the digging direction. As a result, the pair of second inclined surfaces 46 (56, 66) provided at both ends of the base material 41 (51, 61) in the rotation direction of the cutter head 2 causes the obstacle O to the base material 41 (51, 61). contact can be suppressed. As a result, wear of the base material 41 (51, 61) can be suppressed. Moreover, the contact between the base material 41 (51, 61) that does not contribute to cutting and the obstacle O can be reduced, and the deterioration of the excavation performance of the obstacle-cutting bit 3 can be suppressed.

本実施形態では、上記のように、障害物切削用ビット3は、カッタヘッド2の半径方向の内周側の面43a(53a、63a)に設けられた凹部47(57、67)を有し、凹部47(57、67)は、カッタヘッド2の半径方向の内周側から外周側に向けて窪むとともに、カッタヘッド2の回転方向に沿った凹形状に形成されている。これにより、切削によって生まれた空間を障害物切削用ビット3が通過するときに、カッタヘッド2の回転方向に沿った形状の凹部47(57、67)によって、障害物切削用ビット3のカッタヘッド2の半径方向の内周側の面43a(53a、63a)に障害物Oが接触するのを抑制することができる。すなわち、凹部47(57、67)によって、障害物Oから障害物切削用ビット3を逃がすことができる。その結果、障害物切削用ビット3に対して、内周側から外周側に向かう力が作用するのを抑制することができるので、硬質チップ42(52、62)の欠損をより抑制することができる。 In this embodiment, as described above, the obstacle-cutting bit 3 has the recesses 47 (57, 67) provided in the radially inner peripheral surface 43a (53a, 63a) of the cutter head 2. The recesses 47 (57, 67) are recessed from the radially inner side to the outer side of the cutter head 2 and are formed in a concave shape along the rotation direction of the cutter head 2. As shown in FIG. As a result, when the obstacle-cutting bit 3 passes through the space created by cutting, the recess 47 (57, 67) shaped along the rotational direction of the cutter head 2 allows the cutter head of the obstacle-cutting bit 3 to move. It is possible to suppress the obstacle O from coming into contact with the radially inner peripheral surface 43a (53a, 63a) of 2. That is, the obstacle-cutting bit 3 can escape from the obstacle O by the concave portion 47 (57, 67). As a result, it is possible to suppress the force from acting on the obstacle-cutting bit 3 from the inner peripheral side to the outer peripheral side, so that chipping of the hard tip 42 (52, 62) can be further suppressed. can.

本実施形態では、上記のように、障害物切削用ビット3は、カッタヘッド2の半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、凹部47、57および67の窪み量が段階的に小さくなるように、複数種類設けられている。これにより、凹部47、57および67の窪み量をカッタヘッド2の半径方向の位置に応じた適切な値に設定することができるので、内周側の面43a、53aおよび63aに障害物Oが接触するのを効果的に抑制することができる。その結果、硬質チップ42、52および62の欠損を一層抑制することができる。 In the present embodiment, as described above, in the obstacle-cutting bit 3, the depression amounts of the concave portions 47, 57, and 67 decrease stepwise from the radially inner peripheral side to the outer peripheral side of the cutter head 2. As shown, multiple types are provided. As a result, the depth of the recesses 47, 57 and 67 can be set to an appropriate value according to the position of the cutter head 2 in the radial direction. Contact can be effectively suppressed. As a result, chipping of the hard tips 42, 52 and 62 can be further suppressed.

本実施形態では、上記のように、障害物切削用ビット3は、カッタヘッド2の半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、1つの障害物切削用ビット3が含む硬質チップ42、52および62の数が段階的に多くなるように、複数種類設けられている。これにより、障害物切削用ビット3の周速が特に速くなる(障害物切削用ビット3の単位時間当たりの移動量が特に大きくなる)カッタヘッド2の半径方向の外周側の障害物切削用ビット3に対して、より多くの硬質チップ42、52および62を設けることができる。その結果、カッタヘッド2の半径方向の外周側においても、効果的に障害物Oを切削することができる。なお、カッタヘッド2の半径方向の外周側である程、障害物切削用ビット3の周速が速くなるため、障害物Oとの摩擦で発生する熱が多くなり、障害物切削用ビット3の温度が上昇する。このため、硬質チップ42(52、62)の抗折力の低下が内周側よりも大きくなる。そこで、上記のように、カッタヘッド2の半径方向の外周側に硬質チップ42(52、62)をより多く配置することによって、冗長性を高めることができる。 In this embodiment, as described above, the hard chips 42 and 52 included in one obstacle-cutting bit 3 increase from the radially inner side to the outer side of the cutter head 2 toward the outer peripheral side. and 62 are provided in a plurality of types so that the number thereof increases stepwise. As a result, the peripheral speed of the obstacle-cutting bit 3 becomes particularly fast (the amount of movement of the obstacle-cutting bit 3 per unit time becomes particularly large). 3, more hard tips 42, 52 and 62 can be provided. As a result, the obstacle O can be effectively cut even on the outer peripheral side of the cutter head 2 in the radial direction. In addition, since the peripheral speed of the obstacle-cutting bit 3 increases toward the radially outer side of the cutter head 2, the amount of heat generated by friction with the obstacle O increases. Temperature rises. Therefore, the decrease in the transverse rupture strength of the hard tip 42 (52, 62) is greater than that on the inner peripheral side. Therefore, redundancy can be enhanced by arranging more hard tips 42 (52, 62) on the radially outer peripheral side of the cutter head 2 as described above.

[変形例]
なお、今回開示された実施形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
It should be noted that the embodiments and modifications disclosed this time should be considered as examples in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiments, and includes all modifications (modifications) within the scope and meaning equivalent to the scope of claims.

たとえば、上記実施形態では、泥土圧式シールド掘進機に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、泥水式シールド掘進機に適用してもよい。泥水式シールド掘進機の場合には、チャンバ内に泥水を送り込んで掘削土砂をスラリー化し、スラリー化した掘削土砂を排土装置から排出する。 For example, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a mud pressure shield machine is shown, but the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to a slurry shield machine. In the case of a slurry shield tunneling machine, slurry is fed into the chamber to slurry the excavated earth and sand, and the slurried excavated earth and sand is discharged from the earth removing device.

また、上記実施形態では、カッタヘッドに3種類(第1ビット、第2ビット、第3ビットの3種類)の障害物切削用ビットを設置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、カッタヘッドに1、2または4種類以上の障害物切削用ビットを設置してもよい。 In the above embodiment, an example in which three types of obstacle-cutting bits (first bit, second bit, and third bit) are installed in the cutter head is shown, but the present invention is not limited to this. do not have. In the present invention, one, two, four or more types of obstacle-cutting bits may be installed on the cutter head.

また、上記実施形態では、カッタヘッドのスポークに障害物切削用ビットを設置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、カッタヘッドの面板などに障害物切削用ビットを設置してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the obstacle-cutting bit is installed on the spoke of the cutter head is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the obstacle cutting bit may be installed on the face plate of the cutter head or the like.

また、上記実施形態では、カッタヘッドに対する複数の障害物切削用ビットの配置の一例を示したにすぎず、本発明はこれに限られない。 Moreover, in the above-described embodiment, only an example of the arrangement of the plurality of obstacle-cutting bits with respect to the cutter head is shown, and the present invention is not limited to this.

また、上記実施形態では、カッタヘッドの半径方向の外周側に傾斜面(第1傾斜面)を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を、カッタヘッドの半径方向の内周側に傾斜面を設けてもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the inclined surface (first inclined surface) is provided on the radially outer peripheral side of the cutter head has been shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, an inclined surface may be provided on the radially inner peripheral side of the cutter head.

また、上記実施形態では、カッタヘッドの前面を、平坦形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、カッタヘッドの中央部を、前方(掘進方向)に突出するようなコーン形状などに形成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the front surface of the cutter head is formed in a flat shape has been shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the central portion of the cutter head may be formed in a cone shape or the like that protrudes forward (digging direction).

また、上記実施形態では、1つの障害物切削用ビットに対して2つまたは4つの硬質チップを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、1つの障害物切削用ビットに対して3つまたは5つ以上の硬質チップを設けてもよい。 Further, in the above embodiment, an example in which two or four hard tips are provided for one obstacle-cutting bit has been shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, 3 or 5 or more hard tips may be provided for one obstacle-cutting bit.

また、上記実施形態では、第2ビット(第3ビット)の複数の硬質チップを平行に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第2ビット(第3ビット)の複数の硬質チップを平行に配置しなくてもよい。たとえば、第1ビットのように、第2ビット(第3ビット)の複数の硬質チップを、カッタヘッドの内周側から外周側に向かうにつれて、互いに離間していくように(ハの字状に)配置してもよい。 Moreover, in the above-described embodiment, an example in which a plurality of hard tips of the second bit (third bit) are arranged in parallel has been shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the hard tips of the second bit (third bit) need not be arranged in parallel. For example, like the 1st bit, the plurality of hard tips of the 2nd bit (3rd bit) are spaced apart from each other as they go from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the cutter head (in a V-shape). ) may be placed.

また、上記実施形態では、1つの障害物切削用ビットに含まれる各々の硬質チップの先端(平坦面)が、同一平面上に位置する構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、1つの障害物切削用ビットに含まれる各々の硬質チップの先端(平坦面)が、掘進方向にずれた位置に配置されていてもよい。 Further, in the above embodiment, an example is shown in which the tips (flat surfaces) of the hard tips included in one obstacle-cutting bit are positioned on the same plane, but the present invention is not limited to this. do not have. In the present invention, the tip (flat surface) of each hard tip included in one obstacle-cutting bit may be arranged at a position shifted in the digging direction.

また、上記実施形態では、障害物切削用ビットの凹部を、掘進方向側から見て、カッタヘッドの回転方向に沿うように、複数の平坦面を繋ぐことによって形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、障害物切削用ビットの凹部を、掘進方向側から見て、カッタヘッドの回転方向に沿うように、円弧状に形成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the concave portion of the obstacle-cutting bit is formed by connecting a plurality of flat surfaces along the rotation direction of the cutter head when viewed from the excavation direction side. The invention is not limited to this. In the present invention, the concave portion of the obstacle-cutting bit may be formed in an arcuate shape along the rotation direction of the cutter head when viewed from the excavation direction side.

また、上記実施形態では、カッタヘッドの半径方向において、複数の障害物切削用ビットを、等間隔で配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、カッタヘッドの半径方向において、複数の障害物切削用ビットを、外周側に向かうにつれて徐々に間隔を大きくし、または、小さくして配置してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which a plurality of obstacle-cutting bits are arranged at regular intervals in the radial direction of the cutter head has been shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, in the radial direction of the cutter head, the plurality of obstacle-cutting bits may be arranged with gradually increasing or decreasing intervals toward the outer peripheral side.

また、上記実施形態では、硬質チップを、超硬合金により形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、硬質チップを、工具鋼などの母材よりも硬質な材料により形成してもよい。なお、超硬合金は脆性材料である一方、工具鋼は超硬合金よりも延性に富んでおり、脆性材料ではない。 Further, in the above embodiment, an example in which the hard tip is made of cemented carbide is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the hard tip may be made of a material harder than the base material, such as tool steel. Cemented carbide is a brittle material, whereas tool steel is more ductile than cemented carbide and is not a brittle material.

また、上記実施形態では、障害物切削用ビットに対して、掘進方向(X方向)の全域に凹部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、掘進方向(X方向)において、障害物切削用ビットに対して、硬質チップがある範囲のみに凹部を設けてもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which recesses are provided in the entire area of the obstacle-cutting bit in the excavation direction (X direction), but the present invention is not limited to this. In the present invention, in the excavation direction (X direction), the recess may be provided only in the range where the hard tip is present with respect to the obstacle-cutting bit.

また、上記実施形態では、障害物切削用ビットの内周側の面において、硬質チップと母材とのそれぞれの露出する外表面を、段差なく連続的になるように配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図9に示す変形例の障害物切削用ビット203のように、障害物切削用ビット203の内周側の面253aにおいて、硬質チップ52と母材251とのそれぞれの露出する外表面を、段差STが生じるように配置してもよい。たとえば、硬質チップ52に挟まれる母材251の内周側の面253aを、カッタヘッドの半径方向に略直交する方向に延びるように形成して、硬質チップ52と母材251との間に僅かな段差STを設けてもよい。このように母材251を形成することによって、容易に障害物切削用ビット203を製作することができる。 Further, in the above-described embodiment, the exposed outer surfaces of the hard tip and the base material on the inner peripheral surface of the obstacle-cutting bit are arranged so as to be continuous without steps. , the present invention is not limited to this. In the present invention, like the obstacle-cutting bit 203 of the modified example shown in FIG. The surface may be arranged so as to create a step ST. For example, the inner peripheral surface 253 a of the base material 251 sandwiched between the hard tips 52 is formed to extend in a direction substantially perpendicular to the radial direction of the cutter head, so that a slight gap is formed between the hard tip 52 and the base material 251 . A step ST may be provided. By forming the base material 251 in this manner, the obstacle-cutting bit 203 can be easily manufactured.

1 シールド掘進機本体
2 カッタヘッド
3、203 障害物掘削用ビット
41、51、61、251 母材
42、52、62 硬質チップ
43a、53a、63a、253a 内周側の面
44、54、64 第1傾斜面
46、56、66 第2傾斜面
47、57、67 凹部
52a (カッタヘッドの回転方向の最も外側に位置する硬質チップの)外側端面
55a 硬質チップ側平坦面(平坦面)
100 シールド掘進機
O 障害物
1 Shield Machine Main Body 2 Cutter Head 3, 203 Obstacle Excavation Bit 41, 51, 61, 251 Base Material 42, 52, 62 Hard Tip 43a, 53a, 63a, 253a Inner Surface 44, 54, 64 1 slanted surface 46, 56, 66 2nd slanted surface 47, 57, 67 recessed portion 52a outer end surface (of the hard tip located on the outermost side in the direction of rotation of the cutter head) 55a flat surface on the hard tip side (flat surface)
100 Shield Machine O Obstacle

Claims (8)

母材と、前記母材よりも掘進方向に突出した状態で前記母材に固定されるとともに、前記母材よりも硬質な複数の硬質チップとを含み、地中の障害物を切削する複数の障害物切削用ビットと、
前記障害物切削用ビットが設置され、掘進に伴い回転するカッタヘッドと、
前記掘進方向の先端に前記カッタヘッドが設置されるシールド掘進機本体とを備え、
前記複数の障害物切削用ビットは、前記複数の硬質チップが前記カッタヘッドの回転方向に間隔を隔てて配置されており、前記カッタヘッドの回転方向において、前記カッタヘッドの回転方向の最も外側に位置する前記硬質チップが、前記カッタヘッドの回転方向の両端に位置する前記母材よりも内側に配置されるように構成され
前記障害物切削用ビットは、前記カッタヘッドの半径方向における前記母材および前記硬質チップの両方の外周側に設けられた第1傾斜面を有し、
前記第1傾斜面は、前記カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、前記掘進方向の先端から、前記掘進方向とは反対方向に傾斜している、シールド掘進機。
and a plurality of hard tips that are harder than the base material and that are fixed to the base material in a state of protruding from the base material in the excavation direction, for cutting underground obstacles. an obstacle-cutting bit;
a cutter head on which the obstacle-cutting bit is installed and which rotates along with excavation;
a shield excavator body in which the cutter head is installed at the tip in the tunneling direction;
In the plurality of obstacle-cutting bits, the plurality of hard tips are arranged at intervals in the rotation direction of the cutter head, and are arranged on the outermost side in the rotation direction of the cutter head. The hard tip positioned is arranged inside the base material positioned at both ends in the rotation direction of the cutter head ,
The obstacle-cutting bit has a first inclined surface provided on the outer peripheral side of both the base material and the hard tip in the radial direction of the cutter head,
The shield excavator, wherein the first inclined surface is inclined in a direction opposite to the excavation direction from a tip in the excavation direction as it goes from an inner peripheral side to an outer peripheral side in a radial direction of the cutter head.
前記複数の硬質チップは、前記第1傾斜面と連続するように前記掘進方向の先端に設けられ、前記掘進方向と略直交する平坦面を有する、請求項に記載のシールド掘進機。 2. The shield excavator according to claim 1 , wherein said plurality of hard tips are provided at a tip in said excavation direction so as to be continuous with said first inclined surface, and have a flat surface substantially orthogonal to said excavation direction. 前記複数の硬質チップの各々の前記平坦面は、略同一平面上に配置されている、請求項に記載のシールド掘進機。 3. The shield machine according to claim 2 , wherein said flat surfaces of each of said plurality of hard tips are arranged substantially on the same plane. 前記障害物切削用ビットは、前記カッタヘッドの回転方向における前記母材の両端に設けられた一対の第2傾斜面を有し、
前記一対の第2傾斜面は、前記カッタヘッドの回転方向における前記障害物切削用ビットの内側から両端側である外側に向かうにつれて、前記カッタヘッドの回転方向の最も外側に位置する前記硬質チップの外側端面から、前記掘進方向とは反対方向に傾斜している、請求項1~のいずれか1項に記載のシールド掘進機。
The obstacle-cutting bit has a pair of second inclined surfaces provided at both ends of the base material in the rotation direction of the cutter head,
The pair of second inclined surfaces of the hard tip positioned on the outermost side in the rotational direction of the cutter head, as they go from the inner side of the obstacle-cutting bit toward the outer side, i.e., both end sides, in the rotational direction of the cutter head. The shield excavator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the outer end face is inclined in a direction opposite to the excavation direction.
前記障害物切削用ビットは、前記カッタヘッドの半径方向の内周側の面に設けられた凹部を有し、
前記凹部は、前記カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向けて窪むとともに、前記カッタヘッドの回転方向に沿った凹形状に形成にされている、請求項1~のいずれか1項に記載のシールド掘進機。
The obstacle-cutting bit has a recess provided on the radially inner peripheral surface of the cutter head,
5. The recess according to any one of claims 1 to 4 , wherein the recess is recessed from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the radial direction of the cutter head and is formed in a concave shape along the rotating direction of the cutter head. Shield machine according to paragraph.
前記障害物切削用ビットは、前記カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、前記凹部の窪み量が段階的に小さくなるように、複数種類設けられている、請求項に記載のシールド掘進機。 6. The obstacle-cutting bit according to claim 5 , wherein a plurality of types of said bits for cutting obstacles are provided so that the amount of depression of said concave portion gradually decreases as it goes from the radially inner peripheral side to the outer peripheral side of said cutter head. A shield machine as described. 前記障害物切削用ビットは、前記カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、1つの前記障害物切削用ビットが含む前記硬質チップの数が段階的に多くなるように、複数種類設けられている、請求項1~のいずれか1項に記載のシールド掘進機。 The number of hard chips included in one obstacle-cutting bit increases stepwise from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the radial direction of the cutter head. The shield machine according to any one of claims 1 to 6 , provided with a type. 掘進に伴い回転するカッタヘッドに設置される母材と、
前記母材よりも掘進方向に突出した状態で前記母材に固定されるとともに、前記母材よりも硬質な複数の硬質チップとを備え、
前記複数の硬質チップが前記カッタヘッドの回転方向に間隔を隔てて配置されており、前記カッタヘッドの回転方向において、前記カッタヘッドの回転方向の最も外側に位置する前記硬質チップが、前記カッタヘッドの回転方向の両端に位置する前記母材よりも内側に配置されるように構成され
前記カッタヘッドの半径方向における前記母材および前記硬質チップの両方の外周側に設けられた傾斜面をさらに備え、
前記傾斜面は、前記カッタヘッドの半径方向の内周側から外周側に向かうにつれて、前記掘進方向の先端から、前記掘進方向とは反対方向に傾斜している、障害物切削用ビット。
A base material installed on a cutter head that rotates as the excavation progresses,
a plurality of hard chips that are fixed to the base material in a state of protruding in the excavation direction from the base material and are harder than the base material,
The plurality of hard tips are spaced apart in the rotation direction of the cutter head, and the outermost hard tip in the rotation direction of the cutter head is the cutter head. It is configured to be arranged inside the base material located at both ends in the rotational direction of the
further comprising an inclined surface provided on the outer peripheral side of both the base material and the hard tip in the radial direction of the cutter head,
The inclined surface is inclined in a direction opposite to the excavation direction from the tip of the excavation direction as it goes from the radially inner peripheral side to the outer peripheral side of the cutter head.
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