JPH11210379A - トンネル掘進機のカッタービット及びカッターヘッド - Google Patents
トンネル掘進機のカッタービット及びカッターヘッドInfo
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- JPH11210379A JPH11210379A JP10013717A JP1371798A JPH11210379A JP H11210379 A JPH11210379 A JP H11210379A JP 10013717 A JP10013717 A JP 10013717A JP 1371798 A JP1371798 A JP 1371798A JP H11210379 A JPH11210379 A JP H11210379A
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
- E21D9/087—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 岩盤トンネルやシールドトンネル等の掘進の
ために、硬い岩盤でも切削可能なティースビットを提供
することと、また岩盤から軟弱地盤まで多種多様な地質
において、長距離に渡り切削刃を交換すること無く掘進
することができるトンネル掘進機のカッターヘッドを提
供すること。 【解決手段】 楔型カッタービット１０の切削部１３の
刃先に切削チップ１２を埋設し、切削部を刃先にむかっ
て幅が縮小するように形成し、カッターヘッドに凹嵌部
１５ｂを備えた取付台座１５を固定し、この取付台座の
凹嵌部に楔型カッタービットの取付け部１４を嵌合固定
する。この楔型カッタービットは刃先が切羽に向かって
最も突出するようにカッターヘッド２０に配置し、ロー
ラービット２４は刃先が楔型カッタービットの刃先より
も後方に位置するように取付け、ショートティースビッ
ト４０は刃先がローラービットの刃先よりも後方に位置
するように取付ける。
ために、硬い岩盤でも切削可能なティースビットを提供
することと、また岩盤から軟弱地盤まで多種多様な地質
において、長距離に渡り切削刃を交換すること無く掘進
することができるトンネル掘進機のカッターヘッドを提
供すること。 【解決手段】 楔型カッタービット１０の切削部１３の
刃先に切削チップ１２を埋設し、切削部を刃先にむかっ
て幅が縮小するように形成し、カッターヘッドに凹嵌部
１５ｂを備えた取付台座１５を固定し、この取付台座の
凹嵌部に楔型カッタービットの取付け部１４を嵌合固定
する。この楔型カッタービットは刃先が切羽に向かって
最も突出するようにカッターヘッド２０に配置し、ロー
ラービット２４は刃先が楔型カッタービットの刃先より
も後方に位置するように取付け、ショートティースビッ
ト４０は刃先がローラービットの刃先よりも後方に位置
するように取付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、岩盤掘削用のトンネル
掘進機、シールド掘進機もしくは小口径推進機械のよう
なトンネル掘進機のカッタービット及びカッターヘッド
に関する。
掘進機、シールド掘進機もしくは小口径推進機械のよう
なトンネル掘進機のカッタービット及びカッターヘッド
に関する。
【０００２】
【従来の技術】岩盤等を掘削してトンネルを構築するた
めには多くの場合、カッターヘッドにローラービットの
みを備えるトンネル掘進機を使用しており、土質が変化
すればその都度、カッターヘッドの切削刃を交換する必
要があり煩雑であった。また岩盤に粘性土が多く含まれ
る場合には、粘性土がローラービットに付着して、切削
が不可能になるという欠点があった。
めには多くの場合、カッターヘッドにローラービットの
みを備えるトンネル掘進機を使用しており、土質が変化
すればその都度、カッターヘッドの切削刃を交換する必
要があり煩雑であった。また岩盤に粘性土が多く含まれ
る場合には、粘性土がローラービットに付着して、切削
が不可能になるという欠点があった。
【０００３】一方、シールドトンネル等を構築するため
には多くの場合、ローラービットや図４(a)〜(c)に示し
たティースビット４０等を備えるトンネル掘進機を使用
し、このティースビット４０は、カッターヘッドのスポ
ーク２１等に設けられた取付台座４１にボルト２５で固
定される。ここで、ティースビット４０は、図４(c)に
示したように取付台座４１の平らな面に固定されるた
め、カッタービットの取付け部に、側方から直接的に大
きな荷重が作用した場合には、取付けボルト２５に剪断
破壊を生じることがある。また予想以上に硬質の切羽、
例えば、一軸圧縮強度が１５０kgf／cm2以上の岩盤が出
現した場合にはティースビット４０が破損したり、ある
いは、掘削不能に至ることがあり、掘進作業が中断され
て工期が長くなるという問題点が有る。
には多くの場合、ローラービットや図４(a)〜(c)に示し
たティースビット４０等を備えるトンネル掘進機を使用
し、このティースビット４０は、カッターヘッドのスポ
ーク２１等に設けられた取付台座４１にボルト２５で固
定される。ここで、ティースビット４０は、図４(c)に
示したように取付台座４１の平らな面に固定されるた
め、カッタービットの取付け部に、側方から直接的に大
きな荷重が作用した場合には、取付けボルト２５に剪断
破壊を生じることがある。また予想以上に硬質の切羽、
例えば、一軸圧縮強度が１５０kgf／cm2以上の岩盤が出
現した場合にはティースビット４０が破損したり、ある
いは、掘削不能に至ることがあり、掘進作業が中断され
て工期が長くなるという問題点が有る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決せんとしたものであって、その課題は、岩盤トンネ
ルやシールドトンネル等の掘進のために、硬い岩盤、例
えば一軸圧縮強度が５００kgf／cm2程度までの硬い岩盤
でも切削可能なカッタービット（特に、ティースビッ
ト）を提供することにある。
解決せんとしたものであって、その課題は、岩盤トンネ
ルやシールドトンネル等の掘進のために、硬い岩盤、例
えば一軸圧縮強度が５００kgf／cm2程度までの硬い岩盤
でも切削可能なカッタービット（特に、ティースビッ
ト）を提供することにある。
【０００５】また本発明の別の課題は、岩盤から軟弱地
盤まで多種多様な地質において、長距離に渡り切削刃を
交換すること無く掘進することができるトンネル掘進機
のカッターヘッドを提供することにある。
盤まで多種多様な地質において、長距離に渡り切削刃を
交換すること無く掘進することができるトンネル掘進機
のカッターヘッドを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、取付け部と切削部とからなるカッタービ
ットであって、トンネル掘進機のカッターヘッドには凹
嵌部を備えた取付台座を固定し、該取付台座の凹嵌部に
前記カッタービットの取付け部を嵌合して固定すること
を特徴とするトンネル掘進機のカッタービットを提供す
る。このように取付台座の凹嵌部にカッタービットの取
付け部を嵌合して固定すれば、該カッタービットの取付
け部に、側方から直接的に大きな荷重が作用することを
防止できて、取付けボルト等の剪断破壊を防止すること
ができる。なお、カッタービットの取付け部を取付けボ
ルトで取付台座に固定する場合には、ボルト軸が取付面
に対して交差するように設けることが好ましい。
決するために、取付け部と切削部とからなるカッタービ
ットであって、トンネル掘進機のカッターヘッドには凹
嵌部を備えた取付台座を固定し、該取付台座の凹嵌部に
前記カッタービットの取付け部を嵌合して固定すること
を特徴とするトンネル掘進機のカッタービットを提供す
る。このように取付台座の凹嵌部にカッタービットの取
付け部を嵌合して固定すれば、該カッタービットの取付
け部に、側方から直接的に大きな荷重が作用することを
防止できて、取付けボルト等の剪断破壊を防止すること
ができる。なお、カッタービットの取付け部を取付けボ
ルトで取付台座に固定する場合には、ボルト軸が取付面
に対して交差するように設けることが好ましい。
【０００７】本発明においては、前記カッタービットの
切削部の刃先に削岩用チップを埋設し、該切削部を刃先
にむけて幅が縮小するように形成しても良く、このよう
にカッタービットの切削部を形成すれば、岩石に直接的
に接触する面積は減少して切削抵抗を弱めることができ
て、さらに、取付け部の幅が相対的に広くなるため取付
強度が向上するという利点が有る。ここで、前記削岩用
チップとは一軸圧縮強度が５００kgf／cm2程度までの硬
い岩盤を切削することができる材質であれば良く、例え
ば超硬合金を使用することができる。また前記削岩用チ
ップは、幅方向において中央等の一ヵ所が尖るように角
度をつけても良く、これにより、削岩用チップに作用す
る切削抵抗をさらに弱めることができる。
切削部の刃先に削岩用チップを埋設し、該切削部を刃先
にむけて幅が縮小するように形成しても良く、このよう
にカッタービットの切削部を形成すれば、岩石に直接的
に接触する面積は減少して切削抵抗を弱めることができ
て、さらに、取付け部の幅が相対的に広くなるため取付
強度が向上するという利点が有る。ここで、前記削岩用
チップとは一軸圧縮強度が５００kgf／cm2程度までの硬
い岩盤を切削することができる材質であれば良く、例え
ば超硬合金を使用することができる。また前記削岩用チ
ップは、幅方向において中央等の一ヵ所が尖るように角
度をつけても良く、これにより、削岩用チップに作用す
る切削抵抗をさらに弱めることができる。
【０００８】また本発明では、請求項２に記載のカッタ
ービットと、ローラービットと、礫用ビットとが設けら
れたトンネル掘進機のカッターヘッドであって、前記カ
ッタービットはその刃先が切羽に向かって最も突出する
ように配置し、前記ローラービットはその刃先が前記カ
ッタービットの刃先よりも後方に位置するように取付
け、さらに、前記礫用ビットはその刃先が前記ローラー
ビットの刃先よりも後方に位置するように取付けたこと
を特徴とするトンネル掘進機のカッターヘッドを提供す
る。
ービットと、ローラービットと、礫用ビットとが設けら
れたトンネル掘進機のカッターヘッドであって、前記カ
ッタービットはその刃先が切羽に向かって最も突出する
ように配置し、前記ローラービットはその刃先が前記カ
ッタービットの刃先よりも後方に位置するように取付
け、さらに、前記礫用ビットはその刃先が前記ローラー
ビットの刃先よりも後方に位置するように取付けたこと
を特徴とするトンネル掘進機のカッターヘッドを提供す
る。
【０００９】このような位置関係で各ビットを配置した
場合、最初に、請求項２に記載のカッタービットが８０
〜９０％の確率で岩を切削し、残りの１０〜２０％の岩
をローラービットが切削する。次いで、請求項２に記載
のカッタービットが摩耗又は欠落した場合には、ローラ
ービットが６０〜７０％の確率で岩を切削し、残りの３
０〜４０％の岩を礫用ビットが切削する。さらに、ロー
ラービットも破損した場合には、礫用ビットが１００％
の負担で切削し、これが破損した時点で、各切削刃を全
て取り替える。したがって、岩盤や岩石を多く含む地盤
においても、長距離に渡り切削刃を交換すること無く掘
進することができる。また、上記の位置関係で各ビット
を配置すれば、特に地質変化が激しい岩盤から軟弱地盤
まで複雑に混在した地質であっても、各ビットが有効に
切削するため、長距離に渡り切削刃を交換すること無く
掘進することができる。
場合、最初に、請求項２に記載のカッタービットが８０
〜９０％の確率で岩を切削し、残りの１０〜２０％の岩
をローラービットが切削する。次いで、請求項２に記載
のカッタービットが摩耗又は欠落した場合には、ローラ
ービットが６０〜７０％の確率で岩を切削し、残りの３
０〜４０％の岩を礫用ビットが切削する。さらに、ロー
ラービットも破損した場合には、礫用ビットが１００％
の負担で切削し、これが破損した時点で、各切削刃を全
て取り替える。したがって、岩盤や岩石を多く含む地盤
においても、長距離に渡り切削刃を交換すること無く掘
進することができる。また、上記の位置関係で各ビット
を配置すれば、特に地質変化が激しい岩盤から軟弱地盤
まで複雑に混在した地質であっても、各ビットが有効に
切削するため、長距離に渡り切削刃を交換すること無く
掘進することができる。
【００１０】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。図１は本発明のトンネル掘進機のカッターヘッ
ドの一実施例を示す正面図であり、図２(a)〜(d)は本発
明のカッタービットの一実施例であって、図２(a)は図
２(b)における一点鎖線IIa−IIa方向から見た平面図で
あり、図２(b)は側面図であり、図２(c)は図２(b)にお
ける一点鎖線IIc−IIc方向から見た正面図であり、図２
(d)は図２(b)における一点鎖線IIc−IIcに沿った断面図
である。また図３は各切削刃の高さ方向の位置関係を示
した説明図である。
明する。図１は本発明のトンネル掘進機のカッターヘッ
ドの一実施例を示す正面図であり、図２(a)〜(d)は本発
明のカッタービットの一実施例であって、図２(a)は図
２(b)における一点鎖線IIa−IIa方向から見た平面図で
あり、図２(b)は側面図であり、図２(c)は図２(b)にお
ける一点鎖線IIc−IIc方向から見た正面図であり、図２
(d)は図２(b)における一点鎖線IIc−IIcに沿った断面図
である。また図３は各切削刃の高さ方向の位置関係を示
した説明図である。
【００１１】本発明のトンネル掘進機のカッターヘッド
２０は、図１に示したように、中央から放射状に延びる
複数のスポーク２１と、このスポーク２１，２１の間に
開口部２３を介して設けられた面板２２とを備え、各ス
ポーク２１の軸方向両側には複数の楔型ビット１０と慣
用のティースビット４０とがそれぞれ取付台座１５，４
１を介して固定され、各スポーク２１の所定の位置には
ローラービット２４が設けられる。
２０は、図１に示したように、中央から放射状に延びる
複数のスポーク２１と、このスポーク２１，２１の間に
開口部２３を介して設けられた面板２２とを備え、各ス
ポーク２１の軸方向両側には複数の楔型ビット１０と慣
用のティースビット４０とがそれぞれ取付台座１５，４
１を介して固定され、各スポーク２１の所定の位置には
ローラービット２４が設けられる。
【００１２】ここで、前記楔型ビット１０は、図３に示
したように、その刃先が地山３０に向かって最も突出す
るような位置で固定し、またローラービット２４はその
刃先が楔型ビット１０の刃先よりも所定長さａだけ後方
に位置するように取付け、ティースビット４０は、その
刃先がローラービット２４の刃先よりも所定長さｂだけ
後方に位置すると共に楔型ビット１０の刃先よりも所定
長さｃだけ後方に位置するように取付ける。なお、上記
長さａは３０〜２０mm程度、長さｂは２５〜２０mm程
度、長さｃは５０〜４０mm程度であることが好ましい。
したように、その刃先が地山３０に向かって最も突出す
るような位置で固定し、またローラービット２４はその
刃先が楔型ビット１０の刃先よりも所定長さａだけ後方
に位置するように取付け、ティースビット４０は、その
刃先がローラービット２４の刃先よりも所定長さｂだけ
後方に位置すると共に楔型ビット１０の刃先よりも所定
長さｃだけ後方に位置するように取付ける。なお、上記
長さａは３０〜２０mm程度、長さｂは２５〜２０mm程
度、長さｃは５０〜４０mm程度であることが好ましい。
【００１３】また、前記楔型ビット１０は、図２(a)〜
(d)に示したように取付け部１４と切削部１３とからな
り、この取付け部１４には複数のボルト孔１４ａを形成
し、一方、切削部１３にはその先端に切削チップ１２、
上面に補強チップ１１を埋設する。そして、切削部１３
には、先端に向かって幅が縮小するようにテーパー部分
１３ａを形成し、さらに、切削チップ１２にも中央が尖
るようにテーパー部分１２ａを形成する。このような形
状に切削部１３と切削チップ１２とを形成すれば、切羽
の岩石に直接接触する面積が減少するため、切削抵抗を
弱めることができる。なお、上記切削チップ１２と補強
チップ１１とは、コバルトとタングステンを含む超硬合
金を使用し、銀ロウによりビット本体に取付けている。
(d)に示したように取付け部１４と切削部１３とからな
り、この取付け部１４には複数のボルト孔１４ａを形成
し、一方、切削部１３にはその先端に切削チップ１２、
上面に補強チップ１１を埋設する。そして、切削部１３
には、先端に向かって幅が縮小するようにテーパー部分
１３ａを形成し、さらに、切削チップ１２にも中央が尖
るようにテーパー部分１２ａを形成する。このような形
状に切削部１３と切削チップ１２とを形成すれば、切羽
の岩石に直接接触する面積が減少するため、切削抵抗を
弱めることができる。なお、上記切削チップ１２と補強
チップ１１とは、コバルトとタングステンを含む超硬合
金を使用し、銀ロウによりビット本体に取付けている。
【００１４】さらに、前記取付台座１５は、凹嵌部１５
ｂの両側に凸部１５ａ，１５ａを有する形状に形成し、
この凹嵌部１５ｂにはボルト孔を穿設し、溶接によって
スポーク２１に固着する。そして、上記楔型ビット１０
を凹嵌部１５ｂに嵌合するように配置してボルト２５に
より固定する。ボルト２５は、図２に示したように、そ
の軸方向が楔型ビット１０と取付台座１５との当接面に
対して直交するように螺合されるものの、楔型ビット１
０の取付け部１４の両側面には凸部１５ａ，１５ａが突
出するように配置されるため、ここに側方から大きな外
力が作用しても、ボルト２５は剪断破壊を生じること無
く、楔型ビット１０の取付け部１４は保護される。
ｂの両側に凸部１５ａ，１５ａを有する形状に形成し、
この凹嵌部１５ｂにはボルト孔を穿設し、溶接によって
スポーク２１に固着する。そして、上記楔型ビット１０
を凹嵌部１５ｂに嵌合するように配置してボルト２５に
より固定する。ボルト２５は、図２に示したように、そ
の軸方向が楔型ビット１０と取付台座１５との当接面に
対して直交するように螺合されるものの、楔型ビット１
０の取付け部１４の両側面には凸部１５ａ，１５ａが突
出するように配置されるため、ここに側方から大きな外
力が作用しても、ボルト２５は剪断破壊を生じること無
く、楔型ビット１０の取付け部１４は保護される。
【図１】本発明のトンネル掘進機のカッターヘッドの正
面図である。
面図である。
【図２】(a)は本発明のカッタビットの平面図であり、
(b)はその側面図であり、(c)はその正面図であり、(d)
はその断面図である。
(b)はその側面図であり、(c)はその正面図であり、(d)
はその断面図である。
【図３】各切削刃の高さ方向の位置関係を示した説明図
である。
である。
【図４】(a)〜(c)はそれぞれ従来のティースビットを示
す平面図、側面図及び断面図である。
す平面図、側面図及び断面図である。
１０ 楔型カッタービット（カッタービット） １２ 切削チップ（削岩用チップ） １３ 切削部 １４ 取付け部 １５ 取付台座 １５ｂ 凹嵌部 ２０ カッターヘッド ２４ ローラービット ４０ ショートティースビット（礫用ビット）
フロントページの続き (72)発明者 園田 徹士 東京都港区北青山２−５−８ 株式会社間 組内 (72)発明者 山口 忠美 東京都港区北青山２−５−８ 株式会社間 組内
Claims (3)
- 【請求項１】 取付け部と切削部とからなるカッタービ
ットであって、トンネル掘進機のカッターヘッドには凹
嵌部を備えた取付台座を固定し、該取付台座の凹嵌部に
前記カッタービットの取付け部を嵌合して固定すること
を特徴とするトンネル掘進機のカッタービット。 - 【請求項２】 前記カッタービットの切削部の刃先に削
岩用チップが埋設され、該切削部は刃先にむかって幅が
縮小するように形成されたことを特徴とする請求項１に
記載のトンネル掘進機のカッタービット。 - 【請求項３】 請求項２に記載のカッタービットと、ロ
ーラービットと、礫用ビットとが設けられたトンネル掘
進機のカッターヘッドであって、前記カッタービットは
その刃先が切羽に向かって最も突出するように配置し、
前記ローラービットはその刃先が前記カッタービットの
刃先よりも後方に位置するように取付け、さらに、前記
礫用ビットはその刃先が前記ローラービットの刃先より
も後方に位置するように取付けたことを特徴とするトン
ネル掘進機のカッターヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10013717A JPH11210379A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | トンネル掘進機のカッタービット及びカッターヘッド |
| KR1019990002436A KR100309173B1 (ko) | 1998-01-27 | 1999-01-26 | 터널굴진기의 커터비트 및 커터헤드 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10013717A JPH11210379A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | トンネル掘進機のカッタービット及びカッターヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11210379A true JPH11210379A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11841007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10013717A Pending JPH11210379A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | トンネル掘進機のカッタービット及びカッターヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11210379A (ja) |
| KR (1) | KR100309173B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107542476A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-01-05 | 中船重型装备有限公司 | 一种抗冲击盾构机刮刀 |
| CN110259471A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-09-20 | 中交第三航务工程局有限公司 | 一种全覆盖地开挖超净硬岩盾构机的滚刀刀圈 |
| CN113187501A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-07-30 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种隧道掘进机用卡口式刀座结构 |
-
1998
- 1998-01-27 JP JP10013717A patent/JPH11210379A/ja active Pending
-
1999
- 1999-01-26 KR KR1019990002436A patent/KR100309173B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107542476A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-01-05 | 中船重型装备有限公司 | 一种抗冲击盾构机刮刀 |
| CN110259471A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-09-20 | 中交第三航务工程局有限公司 | 一种全覆盖地开挖超净硬岩盾构机的滚刀刀圈 |
| CN113187501A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-07-30 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种隧道掘进机用卡口式刀座结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990068146A (ko) | 1999-08-25 |
| KR100309173B1 (ko) | 2001-09-26 |
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