JPH08246793A - トンネル掘進機のディスクカッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摩耗限界までの使用時間を増加させて交換回
数を低減することのできるトンネル掘進機のディスクカ
ッタを提供する。 【構成】 ゲージディスクカッタ８の刃先先端８ｂ全周
を含む平面２０より掘進方向について後方側のディスク
カッタ外周部８ｄを掘進方向について前方側のディスク
カッタ外周部８ｃとほぼ同じ硬度とすると共に、ディス
クカッタの刃先先端８ｂ全周を含む平面２０前後の各外
周部８ｃ，８ｄを非対称に形成し、かつ掘進機本体外径
およびその延長線より外方の刃先部分の体積を、ディス
クカッタの刃先先端８ｂ全周を含む平面２０前後の各外
周部が対称のディスクカッタより多く形成したトンネル
掘進機のディスクカッタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、岩盤層や大きな礫を含
んだ地層を掘削するときに、トンネル掘進機本体より所
定大きいトンネルを余掘りするためのゲージカッタとし
て使用されるトンネル掘進機のディスクカッタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】トンネル掘進機のディスクカッタに関す
る従来の技術について、次に第１〜第３の従来技術によ
り説明する。図８は一般に使用されている第１の従来技
術で、（Ａ）は摩耗前の施工状態を示す図、（Ｂ）は摩
耗後の施工状態を示す図、図９は第２の従来技術で、
（Ａ）はディスクカッタの軸断面図、（Ｂ）は（Ａ）の
一部平面図、図１０は第３の従来技術に関するディスク
カッタの軸断面図である。

【０００３】第１の従来技術を示す、図８（Ａ）におい
てゲージディスクカッタ５０は、図１と同様なトンネル
掘進機本体の前部に回転自在に装着されたカッタヘッド
の前面外周部に回転自在、かつ刃先先端がトンネル掘進
機本体の外径より所定量大きい外径を掘削するように設
置される。また、ゲージディスクカッタ５０の各外周面
５２ａ，５２ｂは刃先先端全周を含む平面５１に対して
対称に形成され、かつ刃先脚部５３ａ，５３ｂの幅Ｌ1
はゲージディスクカッタ５０本体の幅Ｌに比べて小さい
幅に形成されている。

【０００４】第１の従来技術によれば、トンネル掘進機
の推進により地山５６に押圧されるゲージディスクカッ
タ５０は、カッタヘッドの回転に伴って回転して、トン
ネル掘進機本体の外径より所定量大きい外径のトンネル
５４を掘削して、トンネル掘進機本体の推進抵抗を減少
させながらトンネルを施工している。このようにゲージ
ディスクカッタ５０がトンネル５４を掘削すると、図８
（Ｂ）にて斜線で示す、ゲージディスクカッタ５０の刃
先部分が摩耗して、掘削外径が５４から５４ａまでδだ
け減少してトンネル掘進機本体の外径に近づくと、トン
ネル掘進機本体の推進抵抗が増加するため、ゲージディ
スクカッタ５０を交換する必要がある。

【０００５】第２の従来技術として、図９に示される
「特公昭５６−１４８３６」について説明する。カッタ
リング６０は、図１と同様なトンネル掘進機本体の前部
に回転自在に装着されたカッタヘッドの前面外周部に回
転自在、かつ刃先先端がトンネル掘進機本体の外径より
所定量大きい外径を掘削するように設置される。カッタ
母材６１の円周上に掘削方向に編して左右非対称的に刃
部６２が設けてある。そして刃部６２の掘削方向と反対
方向の側面ａは緩傾斜面に形成され、掘削方向の側面ｂ
は急傾斜面に形成されている。そして側面ａの焼入れ硬
度は低く、側面ｂの焼入れ硬度は高く形成されている。
すなわち、このカッタリング６０はあたかも片刃のナイ
フの如く、側面ｂ側において鋭くナイブエッジを形成
し、しかもこの面の硬度は側面ａより高硬度に形成され
ている。

【０００６】第２の従来技術によれば、カッタリング６
０は第１の従来技術と同様にして、トンネル掘進機本体
の外径より所定量大きい外径のトンネルを掘削して、ト
ンネル掘進機本体の推進抵抗を減少させながらトンネル
を施工する。トンネルの掘削中においてカッタリング６
０を岩盤の切羽に当ててこれを回転させると共に、押進
させて岩盤の切削を行うが、その際カッタヘッドの母材
６１の側面ｂは急傾斜面をなして、あたかも片刃のナイ
フとなっていて、岩盤に充分切込むことができる。そし
てカっタ母材６１の反対側の側面ａは緩傾斜をなし、し
かもその焼入れ硬度を落として軟かくしているので、硬
度の高い急傾斜の側面ｂの岩盤に対する切込みないしは
押進による抵抗をこの側面ａが充分に受け止めることが
できるので刃部６２の切損を防止している。この緩傾斜
で硬度の低い側面ａは、反対側の側面ｂによる切込みと
その押進によって割れの生じた岩盤と直接接触するが、
この面は緩傾斜であってその面積がひろくしかもその硬
度は軟らかいのでその抵抗を、その摩耗に代えてよくこ
れを受け止めることができ刃こぼれすることはない。ま
た、この側面ａが多少摩耗しても他の側面ｂに基づく刃
部６２の切込みによる切削能力には余り影響がない。そ
して急傾斜で硬度の高い側面ｂによる切削ないしは割れ
の入った岩盤を、この側面ａでよく受止めてその方向に
排除させている。また、超硬チップ６３を刃部６２に１
列にこれを点設することにより、刃部の作用効果を損な
うことなく、更にその切削効率を上げている。

【０００７】第３の従来技術として、図１０に示される
「特開平３−１１５６９９」について説明する。シール
ド掘進機本体の前部に設けられ、ドーム曲面部に超硬チ
ップ７１を埋め込んだディスクカッタ７２Ａが多数装着
されたドーム状カッタヘッドにおいて、ドーム曲面部に
装着するディスクカッタ７２Ａの超硬チップ７１を掘進
方向に向いた面７１ａとその反対側の面７１ｂとで形成
される刃先を持つチゼル片チップ７１とし、このチップ
７１をその掘進方向に向いた面７１ａがチップ７１先端
を含む掘進方向と直角の面７９より出張らないような角
度でカッタ母材７０中に埋め込まれている。超硬チップ
７１の刃先形状は、チップ７１埋込み方向に対して前記
掘進方向に向いた面７１ａのなす角度θ1 と前記反対側
の面７１ｂのなす角度θ2 とがθ1＜θ2 となってお
り、チップ７１を埋め込んだカッタ母材７０の近傍は肉
盛層７２により補強されている。

【０００８】前記第３の従来技術によれば、ドーム曲面
部に装着するディスクカッタの超硬チップ７１の埋込み
方向とチップ刃先形状を前記のようにすることにより、
巨礫を包みこんでいる周囲の地山強度が弱く巨礫が動く
ため十二分な推力と回転力を伝えられない巨礫まじり地
層における孔壁に押し込めないような巨礫に対してチッ
プ刃先がより掘進方向に近い角度で、しかも面でなく線
で当たるため、極めて小さい推力で食い込むような食い
込み性の良いものとなるので、クサビ効果を利用して巨
礫を充分に破砕することができると共に、新たに巨礫を
掘進方向に向いているチップ刃先と刃先との間で掘進方
向に積極的にひねり起こす掘削効果を合わせて与えるこ
とにより周囲の地山強度が弱い巨礫まじり地層の巨礫も
必要最低限の推力で充分破砕している。また、周囲の地
山強度がある程度得られるような巨礫まじり地層におい
ては、ディスクカッタの食い込み性が良いことから、従
来のディスクカッタと同程度の推力を加えることによ
り、少ないパス数（刃先が通過する回数）で巨礫を破砕
することが可能となり、回転スピードの小さいシールド
掘進機においても、大きな掘進速度を得ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上の第１〜第３の従
来技術を含めゲージディスクカッタ一般において、摩耗
限界δは掘削外径により決定されるために、ディスクカ
ッタ自体はまだ使用可能な状態であるにもかかわらず、
摩耗限界δに達したがために交換を余儀なくされるのが
通常である。図８においてゲージディスクカッタ５０を
より外方に設置すれば、摩耗限界δを大きくしてディス
クカッタ自体の限界まで使用することが可能ではある
が、そうすると摩耗していない状態（新品時）における
余掘り量が非常に大きくなってしまう。ゲージディスク
カッタ５０による余掘り量を大きくしすぎるとは、裏込
材や覆工材の使用量が多くなることや地山の安定を損な
う等の問題があるため好ましくなく、従ってゲージディ
スクカッタ５０を余り外方に設置することはできない。
さらにゲージディスクカッタ５０はカッタヘッド内周部
に設けられたその他のディスクカッタに比べて掘削距離
当たりの転走距離が大きいため、摩耗の進行も速い。こ
れらの理由により、ゲージディスクカッタ５０はカッタ
ヘッド内周に設けられたその他のディスクカッタに比べ
て交換頻度が非常に大きくなるのが常である。第１の従
来技術によれば、刃先脚部の幅Ｌ1 はゲージディスクカ
ッタ５０本体の幅Ｌに比べて比較的小さく形成されてい
るため、図８（Ｂ）に示すように、ゲージディスクカッ
タ５０の刃先部分が摩耗してゲージディスクカッタ５０
による掘削外径が摩耗限界δまで減少する間の刃先部分
の摩耗体積（斜線部）が小さく、従って摩耗限界δに達
するまでの時間が短いという前記問題は避けられなかっ
た。

【００１０】第２の従来技術においては、最も摩耗し易
い刃部６２の刃先端部分では刃先端前後で対称形状に形
成されていると共に、掘削方向と反対方向の刃部６２側
面ａの焼入れ硬度は低く、側面ｂの焼入れ硬度は高く形
成されている。従って、刃部６２の側面ａの硬度が低い
ために、この側面ａで掘削を行うとたちまち摩耗してカ
ッタリング６０の交換を頻繁に行わなければならない欠
点があった。また、超硬チップ６３を刃部６２に１列に
これを点設することにより、カッタリング６０の摩耗を
防止できるが、超硬チップ６３自体が高価格であるだけ
でなく、超硬チップ６３を刃部６２に点設するためにコ
ストが嵩むと共に、前記刃部６２側面ａの摩耗により超
硬チップ６３が脱落し易い問題があった。

【００１１】また、第３の従来技術によれば、ディスク
カッタ７２Ａのドーム曲面部に装着された超硬チップ７
１は、その掘進方向に向いた面７１ａとその反対側の面
７１ｂとが、その刃先を通る、超硬チップのインサート
方向と面７１ｂとのなす角度（＝θ2 ）が面７１ａとの
なす角度（＝θ1 ）より大きい非対称に形成されてい
る。しかし、これはカッタ母材７０の刃先形状ではな
く、カッタ母材７０に装着される超硬チップ７１の刃先
形状であり、その目的もチップ刃先の食い込み性を良く
し、クサビ効果を利用して巨礫を破砕すると共に、掘進
方向に向いているチップ刃先と刃先との間で巨礫を掘進
方向に積極的にひねり起こす掘削効果を与えて、周囲の
地山強度が弱い地層の巨礫を必要最低限の推力で破砕す
るものである。 従って、このディスクカッタ７２Ａを
通常の地山強度の掘削に使用する場合には、超硬チップ
７１自体が高価格であるだけでなく、超硬チップ７１を
カッタ母材７０に点設するためのコストが嵩むという問
題があった。

【００１２】本発明は前記各従来技術における問題に鑑
み、トンネル掘進機のディスクカッタのコスト低減と、
刃先摩耗寿命の向上を図ることを目的としてなされたも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタは、
トンネル掘進機本体に回転自在に装着されたカッタヘッ
ドの外周部に設置されるディスクカッタにおいて、その
ディスクカッタの刃先先端全周を含む平面より掘進方向
について後方側のディスクカッタ外周部を掘進方向につ
いて前方側のディスクカッタ外周部とほぼ同じ硬度とす
ると共に、ディスクカッタの刃先先端全周を含む平面前
後の各外周部を非対称に形成し、かつ掘進機本体外径お
よびその延長線より外方の刃先部分の体積を、ディスク
カッタの刃先先端全周を含む平面前後の各外周部が対称
のディスクカッタより多く形成した。前記トンネル掘進
機のディスクカッタは、掘進方向について後方側のディ
スクカッタ外周部のディスクカッタ回転軸方向幅を、掘
進方向について前方側のディスクカッタ外周部のディス
クカッタ回転軸方向幅より大きく形成してもよく、ま
た、掘進方向について後方側のディスクカッタ外周部に
所定の逃げ角を形成してもよい。

【００１４】

【作用】前記構成によれば次のように作用する。トンネ
ル掘進機の推進により地山に押圧されるゲージディスク
カッタは、カッタヘッドの回転に伴って回転して、トン
ネル掘進機本体の外径より所定量大きい外径のトンネル
を掘削して、トンネル掘進機本体の推進抵抗を減少させ
ながらトンネルを施工する。このようにディスクカッタ
がトンネルを掘削すると、ゲージディスクカッタの刃先
部分が摩耗して掘削外径が減少してゆく。掘削外径が減
少してトンネル掘進機本体の外径に近づくと、トンネル
掘進機本体の推進抵抗が増加するため、ディスクカッタ
を交換する必要がある。本発明におけるトンネル掘進機
のディスクカッタは、その刃先先端全周を含む平面より
掘進方向について後方側のディスクカッタ外周部を掘進
方向について前方側のディスクカッタ外周部とほぼ同じ
硬度とすると共に、掘進機本体外径およびその延長線よ
り突出した刃先部分の体積を、ディスクカッタの刃先先
端全周を含む平面前後の各外周部が対称のディスクカッ
タより多くなるように形成して、ディスクカッタの刃先
部分の摩耗体積を増加させたので、ディスクカッタの摩
耗により掘削外径が減少してトンネル掘進機本体の外径
に近づいて、摩耗限界になるまでの時間を増加させるこ
とができる。

【００１５】また、前記トンネル掘進機のディスクカッ
タは、掘進方向について後方側のディスクカッタ外周部
のディスクカッタ回転軸方向幅を、掘進方向について前
方側のディスクカッタ外周部のディスクカッタ回転軸方
向幅より大きくすれば、掘進方向について前方側のディ
スクカッタ外周部のディスクカッタ回転軸方向幅を増加
するより有効に、掘進機本体外径およびその延長線より
突出した刃先部分の体積、すなわち摩耗体積を増加させ
てディスクカッタの交換時間を延長することができる。
また、前記掘進方向について後方側のディスクカッタ外
周部に所定の逃げ角を形成すれば、ディスクカッタと地
山との摩擦によるトンネル掘進機の掘進抵抗を減少する
ことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係るトンネル掘進機のディス
クカッタの各実施例について図１〜図７により詳述す
る。図１は、本発明に係るトンネル掘進機のディスクカ
ッタを装着したトンネル掘進機の側断面図、図２は、本
発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタの第１実施
例を示す図で、（Ａ）は摩耗前、（Ｂ）は摩耗後の状態
を示す図、図３は、本発明に係るトンネル掘進機のディ
スクカッタの第２実施例に至る段階を説明するための図
で、（Ａ）は前記第１の従来技術を示す図、（Ｂ）は
（Ａ）の構成から第２実施例に至る理由を説明するため
の図、図４は、本発明に係るトンネル掘進機のディスク
カッタの第２実施例を示す図で、（Ａ）は摩耗前、
（Ｂ）は摩耗後の状態を示す図、図５は、本発明に係る
トンネル掘進機のディスクカッタの第３実施例を示す図
で、（Ａ）は摩耗前、（Ｂ）は摩耗後の状態を示す図、
図６は、本発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタ
の第４実施例を示す図で、（Ａ）は摩耗前、（Ｂ）は摩
耗後の状態を示す図、図７は、本発明に係るトンネル掘
進機のディスクカッタの第５実施例を示す図で、（Ａ）
は摩耗前、（Ｂ）は摩耗後の状態を示す図である。

【００１７】図１において、トンネル掘進機１は外シー
ルド２と内シールド３がスラストシリンダ４によりスラ
イド可能に連結されている。外シールド２に装着された
カッタヘッドサポート５には、前面にディスクカッタ
７、ゲージカッタとしてのディスクカッタ８を装着した
カッタヘッド６が回転自在に装着され、カッタヘッドサ
ポート５に固定された駆動電動機９により回転駆動され
る。掘削された土砂はカッタヘッド６後方のチャンバ１
０内に取り込まれ、ホッパシュート１１からベルトコン
ベヤ１２によりトンネル後方に排出される。また、内シ
ールド３に固定されたフレーム１３とグリッパフレーム
１４とにはグリッパシリンダ１５が連結されており、グ
リッパシリンダ１５の伸縮によりグリッパフレーム１４
を内シールド３内から掘削したトンネル壁に押しつけ
て、内シールド３の前後動を固定し、スラストシリンダ
４により外シールド２を前方に推進してカッタヘッド６
に推力を与えている。一方、内シールド３内には、掘削
されたトンネル内にセグメント１６を組み立てるための
セグメントエレクタ１７が設置されている。

【００１８】図１の作用について説明する。外シールド
２に固定されたカッタヘッドサポート５に回転自在に装
着されると共に、前面にディスクカッタ７およびゲージ
カッタとしてのディスクカッタ８が装着されたカッタヘ
ッド６は、カッタヘッドサポート５に固定した駆動電動
機９により回転駆動される。また、内シールド３内のグ
リッパシリンダ１５を伸長すると、グリッパフレーム１
４が内シールド３内から掘削したトンネル壁に押しつけ
られて、内シールド３の前後動が固定される。その状態
でスラストシリンダ４を伸長すると、外シールド２が前
方に推進されてカッタヘッド６に推力を与えるため、回
転駆動しているカッタヘッド６前面に装着されたディス
クカッタ７およびゲージカッタとしてのディスクカッタ
８により地山が掘進される。掘削された土砂はカッタヘ
ッド６後方のチャンバ１０内に取り込まれ、ホッパシュ
ート１１からベルトコンベヤ１２によりトンネル後方に
排出される。また、掘削されたトンネルには内シールド
３内に設置されているセグメントエレクタ１７によりセ
グメント１６が組み立てられる。

【００１９】次に、図２に示す本発明に係るトンネル掘
進機のディスクカッタの第１実施例について説明する。
なお、図１と同様な部品には同一符号を付してその説明
を省略し、図３以降の各実施例の説明では、各ディスク
カッタの同様な部位には同一符号を付して説明する。図
２（Ａ）においてディスクカッタ８は、その回転軸１８
をカッタヘッド６の回転軸に対してトンネル後方に広が
る向きに、カッタヘッド６の前面外周部に装着されてお
り、本体８ａの幅Ｌのほぼ中心に刃先先端８ｂを有し、
この刃先先端８ｂ全周を含む平面２０に対して、掘進方
向について前後側の各外周部８ｃ，８ｄが等しい刃先角
αで、それぞれの刃幅Ｌ1 ，Ｌ2 に形成されている。前
側外周部８ｃと後側外周部８ｄそれぞれの刃幅Ｌ1 ，Ｌ
2 端部は所定幅Ｌ3の脚部８ｅ，８ｆを介して本体８ａ
外周に接続されるように形成され、カッタヘッド６の回
転と推進力により地山１９に圧接されながら、自転する
ことによりトンネル掘進機１の外シールド２の外径より
所定量大きいトンネル周壁２１と、前壁２２を掘削す
る。トンネル周壁２１と前壁２２との掘削により、ディ
スクカッタ８の前側外周部８ｃと後側外周部８ｄは、図
２（Ｂ）にて右上り斜線で示す部分が摩耗するため、摩
耗後のディスクカッタ８ではトンネル周壁２１ａと前壁
２２ａとが掘削されることになる。このディスクカッタ
８の摩耗限界δは、トンネル周壁２１ａが外シールド２
の外径より小さくならないように定められ、摩耗量がδ
に達すると、ディスクカッタの交換が必要となる。

【００２０】ゲージディスクカッタ８は掘進機の前進に
よって前側外周部８ｃの方向に進んでゆくので、ゲージ
ディスクカッタ８による地山の掘削は主として前側外周
部８ｃで行われる。このため前側外周部８ｃの刃幅Ｌ1
は小さくし、抵抗を小さくして効率的な掘削が行えるよ
うにするのがよい。一方後側外周部８ｄは地山の掘削に
はあまり関与しないので、その刃幅Ｌ2 を大きくしても
掘削性に対する影響は小さい。そこで図２（Ｂ）の斜線
部の体積が大きくなるように後側外周部８ｄの刃幅Ｌ2
を大きくするのが寿命向上に対して効果的である。この
ようにすることにより、摩耗限界δに達するまでに摩耗
すべき体積が増えるので摩耗が進みにくくなる。

【００２１】図３（Ａ）のように、ディスクカッタ８の
刃先角αが大きい場合には、第１実施例における後側外
周部８ｄの刃幅Ｌ2 と同じ刃幅にとると、図３（Ｂ）に
示すように、ディスクカッタ８の後側外周部８ｄが、刃
先８ｂで掘削されるべきトンネル周壁２１より外方に突
出するため、ディスクカッタ８に作用する抵抗が大きく
なりトンネル掘進機１の推進抵抗の増加やそれによる摩
耗の増加につながることになる。そこで、第２実施例を
示す図４（Ａ）のように、大きい刃先角αの刃幅Ｌ1 を
刃先先端８ｂ全周を含む平面２０前後で同じにとり、刃
先８ｂで掘削されるトンネル周壁２１より内方になるよ
うな逃げ角βを形成した後側外周部８ｇを、後側外周部
８ｄの刃幅Ｌ1 に続いて本体８ａ端部までの刃幅Ｌ4 に
形成してある。ディスクカッタ８の刃先形状をこのよう
に形成すれば、図４（Ｂ）に斜線で示す摩耗部分の体積
を、図２における第１実施例より多くとることができ
る。

【００２２】図５（Ａ）に示す第３実施例は、図２に示
す第１実施例において、後側外周部８ｄを本体８ａ端部
まで延長して形成し、図５（Ｂ）にて斜線で示す摩耗部
分の体積を増加させる以外は第１実施例と同様であるた
め、説明を省略する。図６（Ａ）に示す第４実施例は、
ディスクカッタ８の後側外周部８ｄの刃先角αを前側外
周部８ｃの刃先角γより大きく形成すると共に、トンネ
ル周壁２１との間に所定量の逃げ角βを形成することに
より、ディスクカッタ８の全刃先角（α＋γ）をシャー
プにとりつつ図６（Ｂ）に斜線で示す摩耗部分の体積
を、最大限多くとるようにした実施例である。

【００２３】図７に示す第５実施例は、図３で説明した
ように刃先角αが大きい場合において、ディスクカッタ
８の後側外周部８ｄの刃先角αを前側外周部８ｃの刃先
角γより小さく形成すると共に、トンネル周壁２１との
間に所定量の逃げ角βを形成することにより、ディスク
カッタ８に作用する抵抗を増大させることなく、図７
（Ｂ）に斜線で示す摩耗部分の体積を多くとるようにし
た実施例である。以上の第１実施例〜第５実施例におい
ては、ディスクカッタ８の前側外周部８ｃおよび後側外
周部８ｄ，８ｇを直線で形成したが、これに限るもので
はなく任意の曲線でもよいことは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るトン
ネル掘進機のディスクカッタはゲージディスクカッタと
して使用されたとき次の効果が得られる。 （１）ディスクカッタの摩耗限界までの被摩耗体積を最
大限多くとるように、ディスクカッタの前側外周部およ
び後側外周部を形成して、ディスクカッタが摩耗限界に
至るまでの使用時間を延長したので、ディスクカッタの
交換回数を大幅に低減でき、カッタコストや交換に要す
る工数を減らすことができる。 （２）また、ディスクカッタが摩耗限界に至るまでの使
用時間を延長したので、ディスクカッタの交換のために
必要なトンネル掘進機の停止時間を低減してトンネル掘
進作業効率を向上できる。 （３）ディスクカッタの刃先先端全周を含む平面に対し
て後側外周部において、ディスクカッタの摩耗限界まで
の被摩耗体積を最大限多くとるようにすれば、ディスク
カッタの掘削性を損なうことなく、カッタ寿命を伸ばす
ことができる。 （４）ディスクカッタの刃先先端全周を含む平面に対す
る後側外周部において、トンネル周壁に対して所定量の
逃げ角を形成すれば、トンネル掘進機の推進抵抗を抑え
ながらディスクカッタの摩耗限界までの被摩耗体積を最
大限多くとることができる。 （５）摩耗限界までの摩耗を考慮したディスクカッタに
より、カッタ母材に超硬製チップインサートを点設する
形式のディスクカッタに比べて大幅なコスト低減とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタ
を装着したトンネル掘進機の側断面図である。

【図２】本発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタ
の第１実施例を示す図で、（Ａ）は摩耗前、（Ｂ）は摩
耗後の状態を示す図である。

【図３】本発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタ
の第２実施例に至る段階を説明するための図で、（Ａ）
は前記第１の従来技術を示す図、（Ｂ）は（Ａ）の構成
から第２実施例に至る理由を説明するための図である。

【図４】本発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタ
の第２実施例を示す図で、（Ａ）は摩耗前、（Ｂ）は摩
耗後の状態を示す図である。

【図５】本発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタ
の第３実施例を示す図で、（Ａ）は摩耗前、（Ｂ）は摩
耗後の状態を示す図である。

【図６】本発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタ
の第４実施例を示す図で、（Ａ）は摩耗前、（Ｂ）は摩
耗後の状態を示す図である。

【図７】本発明に係るトンネル掘進機のディスクカッタ
の第５実施例を示す図で、（Ａ）は摩耗前、（Ｂ）は摩
耗後の状態を示す図である。

【図８】第１の従来の技術を示す図である。

【図９】第２の従来の技術を示す図である。

【図１０】第３の従来の技術を示す図である。

【符号の説明】

１・・・トンネル掘進機 ２・・・外シールド ３・・・内シールド ４・・・スラストシリンダ ５・・・カッタヘッドサポート ６・・・カッタヘッド ７・・・ディスクカッタ ８・・・ディスクカッタ（ゲージカッタ） ８ａ・・・本体 ８ｂ・・・刃先先端 ８ｃ・・・前側外周部 ８ｄ，８ｇ・・・後側外周部 ８ｅ・・・前側脚部 ８ｆ・・・後側脚部 ９・・・駆動電動機 １０・・・チャンバ １１・・・ホッパシュート １２・・・ベルトコンベヤ １３・・・フレーム １４・・・グリッパフレーム １５・・・グリッパシリンダ １６・・・セグメント １７・・・セグメントエレクタ １８・・・回転軸 １９・・・地山 ２０・・・刃先先端全周を含む平面 α・・・刃先角（後側刃先角） γ・・・前側刃先角 β・・・逃げ角。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル掘進機本体に回転自在に装着さ
   れたカッタヘッドの外周部に設置されるディスクカッタ
   において、そのディスクカッタの刃先先端全周を含む平
   面より掘進方向について後方側のディスクカッタ外周部
   を掘進方向について前方側のディスクカッタ外周部とほ
   ぼ同じ硬度とすると共に、ディスクカッタの刃先先端全
   周を含む平面前後の各外周部を非対称に形成し、かつ掘
   進機本体外径およびその延長線より外方の刃先部分の体
   積を、ディスクカッタの刃先先端全周を含む平面前後の
   各外周部が対称のディスクカッタより多く形成すること
   を特徴とするトンネル掘進機のディスクカッタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のトンネル掘進機のディス
   クカッタにおいて、前記掘進方向について後方側のディ
   スクカッタ外周部のディスクカッタ回転軸方向幅を、掘
   進方向について前方側のディスクカッタ外周部のディス
   クカッタ回転軸方向幅より大きく形成することを特徴と
   するトンネル掘進機のディスクカッタ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のトンネル掘進機のカッタ
   ヘッドにおいて、前記掘進方向について後方側のディス
   クカッタ外周部に所定の逃げ角を形成することを特徴と
   するトンネル掘進機のディスクカッタ。