JPH09217587A

JPH09217587A - カッタヘッド

Info

Publication number: JPH09217587A
Application number: JP2635396A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Mori; 輝幸森
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】トンネル掘削機において、カッタビットが摩
耗しても掘削効率の低下を防止し、且つ、安全性並びに
作業能率の向上を図る。【解決手段】第１のカッタビットチップ３３を有する
第１のカッタビットシャンク３４をカッタヘッド３１に
取付け、第２のカッタビットチップ３５を有する第２の
カッタビットシャンク３６をこの第１のカッタビットチ
ップ３３を被覆するように第１のカッタビットシャンク
３４の表層部に配設して表層部の前後位置のみにて固着
し、第２のカッタビットチップが摩耗したときに摩耗し
たチップが脱落して先鋭の新しい第１のカッタビットチ
ップを露出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削機本体の前部
に装着されて地盤を掘削する複数のカッタビットが取付
けられたカッタヘッド、並びに、このカッタヘッドが装
着されたトンネル掘削機、このカッタヘッドを用いたト
ンネル掘削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に一般的なシールド掘削機の断面、
図４にこのシールド掘削機の正面視、図５にカッタビッ
トの装着状態を表す従来のカッタヘッドを要部断面（図
４のＶ−Ｖ断面）、図６にカッタヘッドの正回転時にお
けるカッタビットの摩耗状況を表す概略、図７にカッタ
ヘッドの逆回転時におけるカッタビットの摩耗状況を表
す概略、図８に長期使用によるカッタビットの摩耗状態
を表す概略を示す。

【０００３】図３及び図４に示すように、地盤を掘削す
るシールド掘削機において、掘削機本体としての円筒形
状をなすスキンプレート１１の前部にはカッタヘッド１
２が回転自在に装着されており、このカッタヘッド１２
の前面には放射状をなしてスポーク１３が固定され、こ
のスポーク１３に多数のカッタビット１４が固定されて
いる。そして、カッタヘッド１２の後部にはリングギア
１５が固定される一方、スキンプレート１１には油圧モ
ータ１６が取付けられ、この油圧モータ１６の駆動ギア
１７がこのリングギア１５に噛み合っている。従って、
油圧モータ１６を駆動して駆動ギア１７を回転駆動する
と、リングギア１５を介してカッタヘッド１２を回転す
ることができる。

【０００４】また、スキンプレート１１にはカッタヘッ
ド１２の後方に位置してバルクヘッド１８が取付けられ
ており、カッタヘッド１２とこのバルクヘッド１８との
間にチャンバ室１９が形成されている。そして、このチ
ャンバ室１９には一端がシールド掘削機の外部に延設さ
れた送泥管２０及び排泥管２１の他端が開口しており、
排泥管２１の開口部分の近傍には掘削土砂と泥水とを攪
拌、混合するアジテータ２２が設置されている。

【０００５】更に、スキンプレート１１の後部外周辺に
は円周方向に複数のシールドジャッキ２３が並設されて
おり、このシールドジャッキ２３がシールド掘削機の掘
進方向後方に伸長して掘削したトンネル内周面に構築さ
れた図示しない既設のセグメントＳに押し付けること
で、その反力によりスキンプレート１１、即ち、シール
ド掘削機全体を前進することができる。一方、スキンプ
レート１１の後部中央部にはセグメントエレクタ２４が
設けられており、このセグメントエレクタ２４はシール
ドジャッキ２３によって前進したスキンプレート１１と
既設のセグメントＳとの間の空所に新しいセグメントＳ
を装着してトンネルを構築することができる。

【０００６】ところで、前述したカッタビット１４は、
図５に示すように、スポーク１３の両側に溶接あるいは
ボルトアップによって固定されている。このカッタビッ
ト１４は地盤を破砕するカッタビットチップ１４ａとこ
のカッタビットチップ１４ａを保持してカッタビット本
体を構成するカッタビットシャンク１４ｂから構成され
ている。そして、このカッタビットチップ１４ａはＷＣ
系超硬合金等の対土砂摩耗性に優れた高硬度の材料で造
られる一方、カッタビットシャンク１４ｂはカッタビッ
トチップ１４ａほどの硬度は必要ではないが、土砂の流
動摩耗に耐え得る硬度は必要で、且つ、加工性の良い材
料が必要であって工具鋼などが使用される。

【０００７】従って、図３に示すように、トンネルを掘
削形成するには、まず、複数のシールドジャッキ２３を
伸長し、既設のセグメントＳへの押し付け反力によって
スキンプレート１１を前進させる一方、油圧モータ１６
によりカッタヘッド１２を回転させ、多数のカッタビッ
ト１４によって前方の地盤を掘削する。そして、カッタ
ビット１４によって掘削された土砂はチャンバ室１９内
に取り込まれ、送泥管２０から給水されてアジテータ２
２により掘削土砂と送水とが攪拌、混合され、排泥管２
１により外部に排出される。次に、シールドジャッキ２
３の何れか一つを縮み方向に作動して既設のセグメント
Ｓとの間に空所を形成し、セグメントエレクタ２４によ
ってこの空所に新しいセグメントＳを装着する。この作
業の繰り返しによって所定長さのトンネルを掘削形成し
ていく。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、掘削形成するト
ンネルは長距離化の傾向にあり、シールド掘削機による
掘削作業中にカッタヘッド１２に装着されたカッタビッ
ト１４が摩耗し、土砂の掘削抵抗が増大して掘削効率が
低下したり、掘削不能になってしまう。即ち、図６に示
すように、カッタヘッド１２（カッタスポーク１３）の
正回転時には、カッタビット１４は地山境界Ａに対して
切込み量Ｌだけ地盤を掘削し、掘削土砂は矢印Ｓ₁に示
すようにカッタビット１４の正面部１４Ｆに沿って後方
に移動し、このとき、掘削土砂によってカッタビット１
４の正面部１４Ｆに摩耗Ｐ₁が発生してしまう。また、
図７に示すように、カッタヘッド１２（カッタスポーク
１３）の逆回転時には、図示しない反対側のカッタビッ
トが地山境界Ａの地盤を掘削するので、掘削土砂は矢印
Ｓ₂に示すようにカッタビット１４の背面部１４Ｒに沿
って後方及び側方に移動し、このとき、掘削土砂によっ
てカッタビット１４の背面部１４Ｒに摩耗Ｐ₂が発生し
てしまう。すると、カッタビット１４は長期の使用によ
り、図８に示すように、チップ１４ａの先端部に摩耗が
発生して先鋭でなくなる共に、正面部１４Ｆに摩耗
Ｐ₁、背面部１４Ｒに摩耗Ｐ₂がそれぞれ発生し、地盤
の掘削や土砂の排出に支障をきたしてしまうという問題
がある。

【０００９】そのため、このカッタビット１４が摩耗し
た場合には、掘削作業を停止して摩耗したカッタビット
を交換しなければならない。上述した従来のシールド掘
削機にあっては、まず、カッタビット１４を交換するシ
ールド掘削機の前方の地点の地盤を薬液の注入や凍結な
どにより固化改良し、且つ、完全に止水してからこの地
盤改良地点までトンネル掘削機を掘進させる。ここで、
シールド掘削機を停止してチャンバ室１６内の掘削土砂
を全て排出し、作業者がこのチャンバ室１９内に入り、
また、カッタヘッド１２の前方の出たりしてカッタビッ
ト１４の交換作業、即ち、摩耗したカッタビット１４を
取り外して新しいカッタビットを取付けている。

【００１０】ところが、このシールド掘削機におけるカ
ッタビットの交換作業にあっては、地盤の改良を行うた
めに薬液などの費用がかかり不経済であると共に、作業
時間も長くかかってしまい作業性が良くない。また、作
業者はチャンバ室１９内の狭い空間やカッタヘッド１２
の前方の空間で作業を行うことなり、不自由で危険な作
業となって作業者にかかる負担が大きくなってしまうと
いう問題がある。

【００１１】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、カッタビットが摩耗しても掘削効率の低下を防
止し、且つ、安全性並びに作業能率の向上を図ったカッ
タヘッド並びにトンネル掘削機、トンネル掘削方法を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のカッタヘッドは、掘削機本体の前部に装着
されて地盤を掘削する複数のカッタビットが取付けられ
たカッタヘッドにおいて、先端部に第１のカッタビット
チップを有する第１のカッタビットシャンクがカッタヘ
ッド本体に取付けられ、先端部に第２のカッタビットチ
ップを有する第２のカッタビットシャンクが前記第１の
カッタビットチップを被覆するように前記第１のカッタ
ビットシャンクの表層部に配設され、該第２のカッタビ
ットシャンクは前記第１のカッタビットシャンクの表層
部の前後位置のみにて固着されたことを特徴とするもの
である。

【００１３】従って、掘削機本体の前進に伴ってカッタ
ヘッドが稼働し、このカッタヘッドに取付けられた複数
のカッタビットが地盤を掘削するが、このとき、第２の
カッタビットチップが地盤を破砕して掘削作業を行う。
そして、長期の間掘削作業を行っていると、掘削地盤に
よって第２のカッタビットチップの先端部が摩耗すると
共に、掘削土砂によって第２のカッタビットシャンクと
第１のカッタビットシャンクとの表層部の固着部分が摩
耗し、両者の固定が解除されて第２のカッタビットチッ
プが第２のカッタビットシャンクと共に脱落する。する
と、第１のカッタビットシャンクに装着された第１のカ
ッタビットチップが露出し、この新しいカッタビットチ
ップによって地盤の掘削作業が連続して行われる。

【００１４】また、本発明のトンネル掘削機は、筒状の
掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進手段と、
前記掘削機本体の前部に駆動回転自在に装着されたカッ
タヘッドと、該カッタヘッドを駆動回転するカッタヘッ
ド駆動手段と、前記カッタヘッドの前面部に固定された
放射状をなすスポークと、先端部に第１のカッタビット
チップを有して該スポークの回転方向前後に装着された
第１のカッタビットと、先端部に第２のカッタビットチ
ップを有して前記第１のカッタビットチップを被覆する
ように前記第１のカッタビットの表層部の前後位置のみ
にて固着された第２のカッタビットとを具えたことを特
徴とするものである。

【００１５】従って、カッタヘッド駆動手段によってカ
ッタヘッドを駆動回転しながら、推進手段によって掘削
機本体を前進させることで、カッタヘッドの前面部に装
着された第２のカッタビットのチップが前方の地盤を破
砕してトンネルを掘削する。そして、長期の使用によっ
て第２のカッタビットチップの先端部が摩耗すると、こ
の第２のカッタビットチップの摩耗に伴って第２のカッ
タビットの表層部が摩耗し、第２のカッタビットと第１
のカッタビットとの固着が解除され、第２のカッタビッ
トが脱落する。すると、第１のカッタビットに装着され
た第１のカッタビットチップが露出し、この新しいカッ
タビットチップによって地盤の掘削作業が連続して行わ
れる。

【００１６】また、本発明のトンネル掘削方法は、掘削
機本体の前部に装着されたカッタヘッドを駆動回転しな
がら該掘削機本体を前進させることで該カッタヘッドの
前面部に装着された多数のカッタビットが前方の地盤を
破砕してトンネルを掘削するトンネル掘削方法におい
て、前記カッタヘッドの前面部に固定された放射状をな
すスポークには先端部に第１のカッタビットチップを有
する第１のカッタビットが装着されると共に、先端部に
第２のカッタビットチップを有する第２のカッタビット
が前記第１のカッタビットチップを被覆するように該第
１のカッタビットの表層部の前後位置のみにて固着され
ており、前記カッタヘッドが駆動回転することで前記第
２のカッタビットによって地盤を破砕してトンネルを掘
削し、該第２のカッタビットチップに摩耗が進行したと
きには、第１のカッタビットとの固着部にも摩耗が進行
することで、前記第２のカッタビットが脱落し、露出し
た前記第１のカッタビットによって地盤を破砕してトン
ネルを掘削するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１７】従って、トンネルの掘削中に、第２のカッ
タビットの摩耗が進行したとき、第１のカッタビットと
の固着部にも摩耗が進行してこの第２のカッタビットが
脱落し、第１のカッタビットが露出してこの第１のカッ
タビットによって掘削作業を連続して行うことが可能と
なりる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１９】本発明のカッタヘッドは、掘削機本体の前
部に装着されて地盤を掘削する複数のカッタビットが取
付けられたものである。即ち、カッタヘッド本体には、
先端部に第１のカッタビットチップが固定された第１の
カッタビットシャンクが取付けられている。そして、先
端部に第２のカッタビットチップが固定された第２のカ
ッタビットシャンクがこの第１のカッタビットチップを
被覆するように第１のカッタビットシャンクの表層部に
配設されており、この第２のカッタビットシャンクは第
１のカッタビットシャンクの表層部の前部及び後部位置
のみにてろう付けや溶着によって固着されている。

【００２０】従って、掘削機本体の前進に伴ってカッタ
ヘッドが稼働すると、このカッタヘッドに取付けられて
外部に露出している第２のカッタビットチップが地盤を
破砕して掘削作業を行う。そして、長期にわたって掘削
作業を行っていると、掘削地盤によって第２のカッタビ
ットチップの先端部が摩耗して交換が必要となる。この
とき、第２のカッタビットチップの摩耗に伴い、掘削土
砂によって第２のカッタビットシャンクと第１のカッタ
ビットシャンクとの表層部の固着部分が摩耗し、両者の
固定が解除されて第２のカッタビットチップが第２のカ
ッタビットシャンクと共に脱落する。すると、摩耗した
第２のカッタビットチップに代わって第１のカッタビッ
トシャンクに装着された第１のカッタビットチップが露
出し、この新しい第１のカッタビットチップによって地
盤の掘削作業が可能となる。

【００２１】このように長期の使用によって第２のカッ
タビットチップが摩耗すると、摩耗したチップが脱落し
て先鋭の新しい第１のカッタビットチップが露出するこ
ととなり、作業を中断することなく、２つのカッタビッ
トチップによって掘削作業を連続して行うことができ
る。

【００２２】また、本発明のカッタヘッドにおいて、第
１のカッタビットシャンクと第２のカッタビットシャン
クとの接触面部に絶縁体が介装され、一端部が導通検出
部に接続された一対の電気結線の他端部がこの絶縁体を
越えて第２のカッタビットシャンクの表層部に接続され
ている。

【００２３】従って、第２のカッタビットチップによっ
て地盤を掘削しているとき、導通検出部は一対の電気結
線及びこの第２のカッタビットチップの導通状態を検出
しており、長期の使用によって第２のカッタビットチッ
プが摩耗して脱落して新しい第１のカッタビットチップ
が露出するが、このとき、導通検出部は第２のカッタビ
ットチップの脱落によって電気結線を通した導通状態が
遮断され、第２のカッタビットチップの脱落及び第１の
カッタビットチップの露出を確認することができる。

【００２４】また、本発明のトンネル掘削機は、前述し
たカッタヘッドをトンネル掘削機の前面部に回転自在に
装着されたカッタヘッドに適用したものである。このト
ンネル掘削機は筒状の掘削機本体が油圧ジャッキなどの
推進手段によって前進可能であり、前部に回転自在なカ
ッタヘッドが装着され、モータなどのカッタヘッド駆動
手段によって駆動回転できるようになっている。そし
て、このカッタヘッドの前面部には放射状をなしてスポ
ークが固定され、先端部に第１のカッタビットチップを
有する第１のカッタビットがこのスポークの回転方向前
後に装着されている。そして、先端部に第２のカッタビ
ットチップを有する第２のカッタビットがこの第１のカ
ッタビットチップを被覆するように位置し、第１のカッ
タビットの表層部の前後位置のみにてろう付けや溶着に
よって固着されている。

【００２５】従って、当初、第１のカッタビットは隠れ
て第２のカッタビットのカッタビットチップが露出して
おり、この状態で、モータによってカッタヘッドを駆動
回転しながら、推進ジャッキによって掘削機本体を前進
させることで、第２のカッタビットのチップが前方の地
盤を破砕してトンネルを掘削する。そして、長期の使用
によってこの第２のカッタビットチップの先端部が摩耗
すると、この第２のカッタビットチップの摩耗に伴って
第２のカッタビットの表層部が摩耗し、第２のカッタビ
ットと第１のカッタビットとの固着が解除され、第２の
カッタビットが脱落する。すると、第１のカッタビット
に装着された第１のカッタビットチップが露出し、この
新しいカッタビットチップによって地盤の掘削作業が連
続して行われる。

【００２６】このように長期の使用によって第２のカッ
タビットチップが摩耗すると、摩耗したチップが脱落し
て先鋭の新しい第１のカッタビットチップが露出するこ
ととなり、掘削作業を中断することなく、掘削機はカッ
タビット摩耗前と同様に地盤を掘削し、掘削効率を低下
させずに連続してトンネルを掘削できる。

【００２７】更に、本発明のトンネル掘削方法は、前述
したトンネル掘削機を用いてトンネルを掘削する方法で
あり、掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッドを駆
動回転しながらこの掘削機本体を前進させることで、カ
ッタヘッドの前面部に装着された第２のカッタビットが
地盤を破砕してトンネルを掘削し、この第２のカッタビ
ットチップに摩耗が進行したときには、第１のカッタビ
ットとの固着部にも摩耗が進行することで、この第２の
カッタビットが脱落し、露出した第１のカッタビットに
よって地盤を破砕してトンネルを掘削する。

【００２８】このように長期の使用によってカッタビッ
トのチップが摩耗しても、摩耗したチップが脱落して先
鋭の新しいチップが露出することとなり、掘削作業を中
断することなく、チップ摩耗前と同様に地盤を掘削する
ことで、掘削効率を低下させずに連続してトンネルを掘
削できる。

【００２９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３０】図１に本発明の一実施例に係るシールド掘
削機に装着されたカッタヘッドの要部断面、図２に図１
のII部の詳細を示す。

【００３１】本実施例のシールド掘削機に装着されたカ
ッタヘッドにおいて、図１及び図２に示すように、カッ
タヘッド３１のスポーク３２には、先端部に第１のカッ
タビットチップ３３が固定されたカッタビット本体を構
成する第１のカッタビットシャンク３４が溶接などによ
って取付けられている。この第１のカッタビットシャン
ク３４は下面部がスポーク３２に固定され、上面先端部
が凹設されて表層凹部３４ａが形成されており、この表
層凹部３４ａの先端部に第１のカッタビットチップ３３
が固定されている。

【００３２】一方、先端部に第２のカッタビットチップ
３５が固定された第２のカッタビットシャンク３６はこ
の第１のカッタビットシャンク３４の表層凹部３４ａに
配設されることで、第１のカッタビットチップ３３を被
覆するように固定されている。即ち、この第２のカッタ
ビットシャンク３６はシャンク正面表層部３６ａとシャ
ンク背面表層部３６ｂとを有しており、各表層部３６
ａ，３６ｂの後端部が第１のカッタビットシャンク３４
にろう付け（シャンク間溶着部３７ａ，３７ｂ）によっ
て固定されている。なお、第１のカッタビットチップ３
３と第２のカッタビットチップ３５との間には軟鋼等の
柔らかい素材の充填材３８が介装されており、第１のカ
ッタビットチップ３３と充填材３８、充填材３８と第２
のカッタビットチップ３５とは固定されていない。

【００３３】また、第１のカッタビットシャンク３４と
第２のカッタビットシャンク３６のシャンク背面表層部
３６ｂとの接触面部には絶縁体３９が介装されている。
それぞれ被膜４０ａ，４１ａに被覆されたプラスとマイ
ナスとからなる一対の電気結線４０，４１はこの絶縁体
３９を貫通して第２のカッタビットシャンク３６側に延
設されている。そして、この電気結線４０，４１の各導
線４０ｂ，４１ｂがシャンク背面表層部３６ｂの下面に
接触している。なお、電気結線４０，４１の他端部は図
示しない導通検出部に接続されている。

【００３４】ここで、上述した本実施例のシールド掘削
機に装着されたカッタヘッド３１の作用について説明す
る。

【００３５】トンネルを掘削形成する場合、通常、複数
のシールドジャッキを伸長してスキンプレートを前進さ
せる一方、油圧モータによりカッタヘッド３１を回転さ
せ、多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削して
行う。本実施例のカッタヘッド３１にあっては、当初、
第１のカッタビットチップ３３は埋設され、第２のカッ
タビットチップ３５が外部に露出しており、この第２の
カッタビットチップ３５が前方の地盤を掘削して行う。

【００３６】また、この第２のカッタビットチップ３５
によって掘削作業を行う場合、第２のカッタビットシャ
ンク３６は第１のカッタビットシャンク３４に対して固
着状態にあるため、導通検出部は電気結線４０，４１の
他端が第２のカッタビットシャンク３６によって導通状
態にあることを検出し、第２のカッタビットチップによ
る掘削作業を確認することができる。

【００３７】そして、第２のカッタビットチップ３５に
よって掘削された土砂は図示しない排土装置によって外
部に排出される。一方、シールドジャッキの何れか一つ
を縮み方向に作動して既設のセグメントとの間に空所を
形成し、セグメントエレクタによってこの空所に新しい
セグメントを装着して所定長さのトンネルを掘削形成し
ていく。

【００３８】このようにトンネルを長期にわたって掘削
すると、カッタヘッド３１において、第２のカッタビッ
トチップの先端部が摩耗して交換が必要となる。この場
合、本実施例では、この第２のカッタビットチップ３５
の摩耗に伴い、掘削土砂によって第２のカッタビットシ
ャンク３６の表層部３６ａ，３６ｂが摩耗する。即ち、
カッタヘッド３１（カッタスポーク３２）の正回転時
（図１にて矢印Ｃ）に、第２のカッタビットチップ３５
が地盤を掘削し、掘削土砂が後方に移動するので、この
掘削土砂によってシャンク正面表層部３６ａが摩耗Ｐ₁
してしまう。また、カッタヘッド３１（カッタスポーク
３２）の逆回転時（図１にて矢印Ｄ）には、図示しない
反対側の第２のカッタビットチップが掘削し、掘削土砂
が第２のカッタビットチップ３５の背面側に移動するの
で、この掘削土砂によってシャンク背面表層部３６ｂが
摩耗Ｐ₂してしまう。

【００３９】このように第２のカッタビットチップ３５
のシャンク正面表層部３６ａ及びシャンク背面表層部３
６ｂが摩耗することで、シャンク間溶着部３７ａ，３７
ｂも摩耗することとなり、第１のカッタビットシャンク
３４と第２のカッタビットシャンク３６との固着状態が
解除される。そのため、先端部が摩耗した第２のカッタ
ビットチップ３５は第２のカッタビットシャンク３６と
共に脱落する。すると、このときに充填材３８も脱落
し、脱落した第２のカッタビットチップ３５に代わって
第１のカッタビットチップ３３が露出する。従って、カ
ッタヘッド３１はこの新しく露出した先鋭な第１のカッ
タビットチップ３３によって地盤の掘削作業が可能とな
る。

【００４０】また、この第２のカッタビットチップ３５
が脱落したとき、導通検出部は電気結線４０，４１の他
端がこの第２のカッタビットシャンク３６の脱落によっ
て導通状態が遮断されたことを検知するので、この第２
のカッタビットチップ３５の脱落及び第１のカッタビッ
トチップ３３の露出を確認することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のカッタヘッドによれば、先端部に第１のカ
ッタビットチップを有する第１のカッタビットシャンク
をカッタヘッド本体に取付け、先端部に第２のカッタビ
ットチップを有する第２のカッタビットシャンクをこの
第１のカッタビットチップを被覆するように第１のカッ
タビットシャンクの表層部に配設し、第２のカッタビッ
トシャンクを第１のカッタビットシャンクの表層部の前
後位置のみにて固着したので、長期の使用によって第２
のカッタビットチップが摩耗すると、摩耗したチップが
脱落して先鋭の新しい第１のカッタビットチップが露出
することとなり、作業を中断することなく、２つのカッ
タビットチップによって掘削作業を連続して行うこと
で、掘削効率の低下を防止することができる。

【００４２】また、本発明のカッタヘッドによれば、第
１のカッタビットシャンクと第２のカッタビットシャン
クの接触面部に絶縁体を介装し、一端部が導通検出部に
接続された一対の電気結線の他端部をこの絶縁体を越え
て第２のカッタビットシャンクの表層部に接続したの
で、導通検出部は第２のカッタビットチップの脱落によ
って電気結線を通した導通状態が遮断され、第２のカッ
タビットチップの脱落及び第１のカッタビットチップの
露出を確認することができ、掘削状況を随時把握するこ
とができる。

【００４３】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
筒状の掘削機本体を推進手段によって前進可能とし、こ
の掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッドをカッタ
ヘッド駆動手段によって駆動回転可能とし、先端部に第
１のカッタビットチップを有する第１のカッタビットを
カッタヘッドの前面部に固定されたスポークに装着する
と共に、先端部に第２のカッタビットチップを有する第
２のカッタビットを第１のカッタビットチップを被覆す
るように第１のカッタビットの表層部の前後位置のみに
て固着したので、長期の使用によって第２のカッタビッ
トチップが摩耗すると、摩耗したチップが脱落して先鋭
の新しい第１のカッタビットチップが露出することとな
り、掘削作業を中断することなく、掘削機はカッタビッ
ト摩耗前と同様に地盤を掘削し、掘削効率を低下させず
に連続してトンネルを掘削でき、また、従来のように狭
い空間などでカッタビットを交換する必要がなくなり、
安全性並びに作業能率の向上を図ることができる。

【００４４】また、本発明のトンネル掘削方法によれ
ば、掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッドを駆動
回転しながらこの掘削機本体を前進させることでカッタ
ヘッドの前面部に装着された第２のカッタビットによっ
て地盤を破砕してトンネルを掘削し、この第２のカッタ
ビットチップに摩耗が進行したときには、第１のカッタ
ビットとの固着部にも摩耗が進行することでこの第２の
カッタビットが脱落し、露出した第１のカッタビットに
よって地盤を破砕してトンネルを掘削するようにしたの
で、カッタビットの交換作業を行うことなく連続して地
盤を掘削することができ、掘削効率の低下を防止して安
全性並びに作業能率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るシールド掘削機に装着
されたカッタヘッドの要部断面図である。

【図２】図１のII部の詳細図である。

【図３】一般的なシールド掘削機の断面図である。

【図４】シールド掘削機の正面図である。

【図５】カッタビットの装着状態を表す従来のカッタヘ
ッドを要部断面（図４のＶ−Ｖ断面）図である。

【図６】カッタヘッドの正回転時におけるカッタビット
の摩耗状況を表す概略図である。

【図７】カッタヘッドの逆回転時におけるカッタビット
の摩耗状況を表す概略図である。

【図８】長期使用によるカッタビットの摩耗状態を表す
概略図である。

【符号の説明】

３１カッタヘッド３２カッタスポーク３３第１のカッタビットチップ３４第１のカッタビットシャンク３４ａ表層凹部３５第２のカッタビットチップ３６第２のカッタビットシャンク３６ａシャンク正面表層部３６ｂシャンク背面表層部３７ａ，３７ｂシャンク間溶着部３８充填材３９絶縁体４０，４１電気結線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削機本体の前部に装着されて地盤を掘
削する複数のカッタビットが取付けられたカッタヘッド
において、先端部に第１のカッタビットチップを有する
第１のカッタビットシャンクがカッタヘッド本体に取付
けられ、先端部に第２のカッタビットチップを有する第
２のカッタビットシャンクが前記第１のカッタビットチ
ップを被覆するように前記第１のカッタビットシャンク
の表層部に配設され、該第２のカッタビットシャンクは
前記第１のカッタビットシャンクの表層部の前後位置の
みにて固着されたことを特徴とするカッタヘッド。
【請求項２】請求項１記載のカッタヘッドにおいて、
前記第１のカッタビットシャンクと前記第２のカッタビ
ットシャンクの接触面部には絶縁体が介装され、一端部
が導通検出部に接続された一対の電気結線の他端部が前
記絶縁体を越えて前記第２のカッタビットシャンクの表
層部に接続されたことを特徴とするカッタヘッド。
【請求項３】筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前
進させる推進手段と、前記掘削機本体の前部に駆動回転
自在に装着されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを駆
動回転するカッタヘッド駆動手段と、前記カッタヘッド
の前面部に固定された放射状をなすスポークと、先端部
に第１のカッタビットチップを有して該スポークの回転
方向前後に装着された第１のカッタビットと、先端部に
第２のカッタビットチップを有して前記第１のカッタビ
ットチップを被覆するように前記第１のカッタビットの
表層部の前後位置のみにて固着された第２のカッタビッ
トとを具えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項４】掘削機本体の前部に装着されたカッタヘ
ッドを駆動回転しながら該掘削機本体を前進させること
で該カッタヘッドの前面部に装着された多数のカッタビ
ットが前方の地盤を破砕してトンネルを掘削するトンネ
ル掘削方法において、前記カッタヘッドの前面部に固定
された放射状をなすスポークには先端部に第１のカッタ
ビットチップを有する第１のカッタビットが装着される
と共に、先端部に第２のカッタビットチップを有する第
２のカッタビットが前記第１のカッタビットチップを被
覆するように該第１のカッタビットの表層部の前後位置
のみにて固着されており、前記カッタヘッドが駆動回転
することで前記第２のカッタビットによって地盤を破砕
してトンネルを掘削し、該第２のカッタビットチップに
摩耗が進行したときには、第１のカッタビットとの固着
部にも摩耗が進行することで、前記第２のカッタビット
が脱落し、露出した前記第１のカッタビットによって地
盤を破砕してトンネルを掘削するようにしたことを特徴
とするトンネル掘削方法。