(57)【要約】      （修正有）【課題】カッタビット片同士の間に掘削土砂が溜まることを防止し、カッタビット片の根元部の流れ摩耗を回避する。【解決手段】トンネル長手方向の軸廻りに正回転又は逆回転駆動されるカッタヘッド４に、その回転径方向Ｂに間隔を隔てて配設されるカッタビット片５ａ、５ｂと、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に設けられたスペーサ１３とから成り、カッタビット片５ａ、５ｂは、カッタヘッド４に溶接されるシャンク８と、シャンク８にカッタヘッド４の回転周方向Ａに間隔を隔てて設けられた一対の超硬チップ６、７と、回転周方向Ａの中央が窪むように谷状に形成された背面部９とを有し、スペーサ１３は、カッタヘッド４の回転時にカッタビット片５ａ、５ｂの背面部９の谷底９ｃからカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に流れ込む掘削土砂を回転周方向Ａの一方と他方とに排出するため、山状に形成されたスペーサ用土砂流し部１４を有する。【選択図】図３
2010216177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル掘削機に備えられトンネル長手方向の軸廻りに正回転又は逆回転駆動されるカッタヘッドに装着されるカッタビットであって、
上記カッタヘッドに、その回転径方向に間隔を隔てて配設されるカッタビット片と、これらカッタビット片同士の間に設けられたスペーサとから成り、
上記カッタビット片は、上記カッタヘッドに溶接されるシャンクと、該シャンクに上記カッタヘッドの回転周方向に間隔を隔てて設けられた一対の超硬チップと、これら超硬チップ間の上記シャンクの切羽側面に、上記カッタヘッドの回転周方向の中央が窪むように谷状に形成された背面部とを有し、
上記スペーサは、上記カッタヘッドの回転時に上記カッタビット片の背面部の谷底から上記カッタビット片同士の間に流れ込む掘削土砂を上記カッタヘッドの回転周方向の一方と他方とに排出するため、山状に形成されたスペーサ用土砂流し部を有する
ことを特徴とするトンネル掘削機用のカッタビット。
【請求項２】
上記スペーサ用土砂流し部は、上記カッタヘッドの回転径方向に沿った稜線を有する頂部と、該頂部から上記カッタヘッドの回転周方向の一方と他方とに夫々傾斜された斜面部とを有する請求項１に記載のトンネル掘削機用のカッタビット。
【請求項３】
上記カッタビット片は、その背面部の谷底に、上記カッタヘッドの回転時に上記超硬チップから上記カッタヘッドの回転周方向に沿ってこの谷底に流れ込む掘削土砂を上記カッタヘッドの回転径方向の内外に排出するため、山状に形成されたビット片用土砂流し部を有する請求項１又は２に記載のトンネル掘削機用のカッタビット。
【請求項４】
上記ビット片用土砂流し部は、上記カッタヘッドの回転周方向に沿った稜線を有する頂部と、該頂部から上記カッタヘッドの回転径方向の内外に夫々傾斜された斜面部とを有する請求項３に記載のトンネル掘削機用のカッタビット。
【請求項５】
上記スペーサ用土砂流し部の頂部は、上記ビット片用土砂流し部の斜面の下端と同じ位置又はその下端よりも反切羽側に位置された請求項４に記載のトンネル掘削機用のカッタビット。
【請求項６】
上記カッタビット片の背面部は、一方の超硬チップから上記回転周方向の中央に向けて傾斜された傾斜山部と、他方の超硬チップから上記中央に向けて傾斜された傾斜山部とを有し、
各傾斜山部は、上記回転周方向に延びる稜線と、その稜線から上記回転径方向の内外に夫々傾斜された斜面とを有する
請求項１〜５のいずれかに記載のトンネル掘削機用のカッタビット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘削機に備えられトンネル長手方向の軸廻りに正回転又は逆回転駆動されるカッタヘッドに取り付けられるカッタビットに係り、特に、正回転用の超硬チップと逆回転用の超硬チップとを共通のシャンクに設けたカッタビット片をカッタヘッドの回転径方向に間隔を隔てて配置したトンネル掘削機用のカッタビットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、トンネル掘削機（シールド掘進機）１は、一般に、筒状のシールドフレーム２と、シールドフレーム２内を前後に仕切る隔壁３と、隔壁３に回転可能に支持されたカッタヘッド４と、カッタヘッド４に取り付けられたカッタビット５と、カッタヘッド４を正回転又は逆回転する駆動装置（図示せず）と、シールドフレーム２内でセグメントをリング状に組み立てるエレクタ（図示せず）と、エレクタで組み立てられたセグメントに反力を取ってシールドフレーム２を前進させるシールドジャッキ（図示せず）とを備えており、シールドジャッキによりカッタヘッド４を切羽に押し付けた状態でカッタヘッド４を正回転又は逆回転することで、カッタビット５で切羽を切削する。なお、カッタヘッド４は、図例では、回転中心に配置されたセンター部４ａにカッタスポーク４ｂを放射状に取り付けた所謂スポークタイプであるが、面板状のタイプもある。
【０００３】
図２に示すように、カッタヘッド４（カッタスポーク４ｂ）に取り付けられるカッタビット５Ｊとして、カッタヘッド４が正回転されたときに切羽を切削する正回転用の超硬チップ６と、カッタヘッド４が逆回転されたときに切羽を切削する逆回転用の超硬チップ７とを、共通のシャンク８に設けた双頭式のカッタビット５Ｊが知られている（特許文献１参照）。このカッタビット５Ｊは、カッタヘッド４に溶接されるシャンク８と、シャンク８にカッタヘッド４の回転周方向Ａに間隔を隔てて設けられた一対の超硬チップ６、７と、超硬チップ６、７間のシャンク８の切羽側面（切羽対向面）に、回転周方向Ａの中央が窪むように谷状（Ｖ字状）に形成された背面部９とを備えている。この背面部９は、一方の超硬チップ６に続く斜面９ａと、他方の超硬チップ７に続く斜面９ｂと、これら斜面９ａ、９ｂが交わる谷底９ｃとから成る。かかるカッタビット５Ｊは、カッタヘッド４が正回転されたときには正回転用の超硬チップ６で切羽を切削し、カッタヘッド４が逆回転されたときには逆回転用の超硬チップ７で切羽を切削する。
【０００４】
このような双頭式のカッタビット５Ｊにおいては、カッタヘッド４の回転に伴って超硬チップ６又は７で掘削された切羽の土砂は、背面部９の斜面９ａ又は９ｂを下って谷底９ｃに至り、最終的には、谷底９ｃから回転径方向Ｂの内外に流れ落ちる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８４９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、切羽の性状（固さ、粘性等）によっては、切羽からカッタビット５Ｊに加わる掘削反力の低減を図るため、カッタビット５Ｊをカッタヘッド４にその回転径方向Ｂに或る程度狭い間隔Ｗ（例えばカッタビット５Ｊの厚さＴと同様程度の間隔：Ｗ＝Ｔ）を隔てて溶接するケースが有る。
【０００７】
この場合、各カッタビット５Ｊの超硬チップ６又は７で掘削された掘削土砂は、背面部９の斜面９ａ又は９ｂを下って谷底９ｃに至り、谷底９ｃから回転径方向Ｂの内外に流れ落ちる際、一部がカッタビット５Ｊ同士の間に合流して流れ落ちるため、カッタビット５Ｊ同士の間に付着することがある。カッタビット５Ｊ同士の間に付着して溜まった掘削土砂は、シールドジャッキによるカッタヘッド４の切羽への押付力により圧密され、カッタビット５Ｊの根元部（カッタビット５Ｊのカッタヘッド４への溶接部）８ａに固着する可能性がある。
【０００８】
こうして、圧密されて固着された掘削土砂は、カッタヘッド４の振動等に起因して根元部（溶接部）８ａから離脱するとき、シールドジャッキによる押付力で根元部８ａに押し付けられつつ離脱するので、根元部（溶接部）８ａが摩耗（流れ摩耗）し易い。根元部（溶接部）８ａが或る程度摩耗すると、溶接強度が低下し、カッタビット５Ｊがカッタヘッド４から欠落する可能性がある。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、簡単な構造で、カッタヘッドの回転径方向に間隔を隔てて装着されるカッタビット（カッタビット片）同士の間に掘削土砂が溜まることを防止でき、カッタビット（カッタビット片）の根元部の流れ摩耗を回避でき、寿命を延ばすことができるトンネル掘削機用のカッタビットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために創案された本発明は、トンネル掘削機に備えられトンネル長手方向の軸廻りに正回転又は逆回転駆動されるカッタヘッドに装着されるカッタビットであって、上記カッタヘッドに、その回転径方向に間隔を隔てて配設されるカッタビット片と、これらカッタビット片同士の間に設けられたスペーサとから成り、上記カッタビット片は、上記カッタヘッドに溶接されるシャンクと、該シャンクに上記カッタヘッドの回転周方向に間隔を隔てて設けられた一対の超硬チップと、これら超硬チップ間の上記シャンクの切羽側面に、上記カッタヘッドの回転周方向の中央が窪むように谷状に形成された背面部とを有し、上記スペーサは、上記カッタヘッドの回転時に上記カッタビット片の背面部の谷底から上記カッタビット片同士の間に流れ込む掘削土砂を上記カッタヘッドの回転周方向の一方と他方とに排出するため、山状に形成されたスペーサ用土砂流し部を有するものである。
【００１１】
上記スペーサ用土砂流し部は、上記カッタヘッドの回転径方向に沿った稜線を有する頂部と、該頂部から上記カッタヘッドの回転周方向の一方と他方とに夫々傾斜された斜面部とを有していてもよい。
【００１２】
上記カッタビット片は、その背面部の谷底に、上記カッタヘッドの回転時に上記超硬チップから上記カッタヘッドの回転周方向に沿ってこの谷底に流れ込む掘削土砂を上記カッタヘッドの回転径方向の内外に排出するため、山状に形成されたビット片用土砂流し部を有していてもよい。
【００１３】
上記ビット片用土砂流し部は、上記カッタヘッドの回転周方向に沿った稜線を有する頂部と、該頂部から上記カッタヘッドの回転径方向の内外に夫々傾斜された斜面部とを有していてもよい。
【００１４】
上記スペーサ用土砂流し部の頂部は、上記ビット片用土砂流し部の斜面の下端と同じ位置又はその下端よりも反切羽側に位置されていてもよい。
【００１５】
上記カッタビット片の背面部は、一方の超硬チップから上記回転周方向の中央に向けて傾斜された傾斜山部と、他方の超硬チップから上記中央に向けて傾斜された傾斜山部とを有し、各傾斜山部は、上記回転周方向に延びる稜線と、その稜線から上記回転径方向の内外に夫々傾斜された斜面とを有していてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るトンネル掘削機用のカッタビットによれば、簡単な構造で、カッタビット片同士の間に掘削土砂が溜まることを防止でき、カッタビット片の根元部の流れ摩耗を回避でき、寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】トンネル掘削機としてのシールド掘進機の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図である。
【図２】従来例を示すトンネル掘削機用のカッタビットの斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るトンネル掘削機用のカッタビットの斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るトンネル掘削機用のカッタビットの斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るトンネル掘削機用のカッタビットの斜視図である。
【図６】図５のカッタビットの三面図であり、（ａ）はカッタヘッドの回転径方向Ｂから見た正面図、（ｂ）は回転周方向Ａから見た側面図、（ｃ）は切羽側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図３を用いて、本発明の第１実施形態に係るトンネル掘削機用のカッタビット５を説明する。
【００２０】
図３に示すように、カッタヘッド４（カッタスポーク４ｂ）には、カッタヘッド４が正回転又は逆回転駆動された際に切羽を切削するためのカッタビット５が装着されている。なお、このカッタヘッド４は、既述の図１に示すトンネル掘削機（シールド掘進機）１のカッタヘッド４と同様の構成であり、トンネル長手方向の軸廻りに正回転又は逆回転駆動される。また、カッタヘッド４は、スポークタイプに限らず、面板タイプでもよいことは勿論である。
【００２１】
カッタビット５は、カッタヘッド４の回転径方向Ｂに間隔が隔てられた一対のカッタビット片５ａ、５ｂと、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に設けられたスペーサ１３とから主に構成されている。カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間隔Ｗは、切羽の性状（固さ、粘性等）に応じて設定されるが、カッタビット片５ａ、５ｂの厚さＴの３０％程度から１５０％程度となっている（本実施形態では８０％程度）。カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間隔Ｗが、厚さＴの１５０％を超える広い間隔になると掘削反力を分散する機能が低下する上にカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に掘削土砂が溜まり難くなり、厚さＴの３０％未満の狭い間隔に設定されることは実際上余り無いからである。
【００２２】
各カッタビット片５ａ、５ｂは、同一の構成であり、カッタヘッド４に溶接されるシャンク（母材）８と、シャンク８にカッタヘッド４の回転周方向Ａに間隔を隔てて設けられた一対の超硬チップ６、７と、これら超硬チップ６、７間のシャンク８の切羽側面（切羽対向面）に、カッタヘッド４の回転周方向Ａの中央が窪むように谷状に形成された背面部９とを有する。一対の超硬チップ６、７は、一方がカッタヘッド４が正回転されたときに切羽を切削する正回転用の超硬チップ６であり、他方がカッタヘッド４が逆回転されたときに切羽を切削する逆回転用の超硬チップ７である。背面部９は、一方の超硬チップ６に続く斜面９ａと、他方の超硬チップ７に続く斜面９ｂと、これら斜面９ａ、９ｂ同士の底部分に配置された谷底９ｃとから成る。このようなカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間には、スペーサ１３が設けられている。
【００２３】
スペーサ１３は、回転径方向Ｂから見て将棋の駒のような五角形状の板材から成り、切羽側の部分に、山状に形成されたスペーサ用土砂流し部１４を有する。スペーサ用土砂流し部１４は、カッタヘッド４の回転径方向Ｂに沿った稜線を有する頂部１５と、頂部１５からカッタヘッド４の回転周方向Ａの一方と他方とに夫々傾斜された斜面部１６、１７とを有し、カッタヘッド４の回転時に各カッタビット片５ａ、５ｂの背面部９の谷底９ｃからカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に流れ込む掘削土砂をカッタヘッド４の回転周方向Ａの一方と他方とに排出するようになっている。なお、頂部１５の稜線は、シャープなエッジ状となっているものに限られず、滑らかなカーブ状（逆放物線状等）となっていてもよく、斜面部１６、１７は、平面状に限られず、凸状又は凹状に湾曲されていてもよい。また、スペーサ用土砂流し部１４の頂部１５は、本実施形態では、各カッタビット片５ａ、５ｂの背面部９の谷底９ｃと同じ高さとなっているが、谷底９ｃよりも反切羽側に位置されていてもよい。
【００２４】
上述した一対のカッタビット片５ａ、５ｂ及びスペーサ１３は、各ビット片５ａ、５ｂのシャンク８とスペーサ１３とが一体成形されていてもよいが、これらが別々に成形されて溶接等により重ねて固定されていてもよく、また、別々に成形されて別々にカッタヘッド４に固定（溶接）されてもよい。
【００２５】
第１実施形態の作用を述べる。
【００２６】
カッタビット片５ａ、５ｂが切羽に押し付けられた状態でカッタヘッド４が正回転（又は逆回転）されると、各カッタビット片５ａ、５ｂの正回転用の超硬チップ６（又は逆回転用の超硬チップ７）により切削された切羽の掘削土砂は、カッタヘッド４の回転に伴ってその超硬チップ６（７）から背面部９の斜面９ａ（９ｂ）を下って谷底９ｃに至り、最終的には、谷底９ｃから回転径方向Ｂの内外に流れ落ち、一部がカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に合流するように導かれる。カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に導かれた掘削土砂は、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に設けられたスペーサ１３のスペーサ用土砂流し部１４の頂部１５によってカッタヘッド４の回転周方向Ａの一方と他方とに分流され、斜面部１６、１７に沿って流れて回転周方向Ａの一方と他方とに排出される。よって、掘削土砂が、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に溜まることが防止される。
【００２７】
特に、本実施形態では、スペーサ用土砂流し部１４の頂部１５がカッタビット片５ａ、５ｂの背面部９の谷底９ｃと同じ高さとなっているので、双方のカッタビット片５ａ、５ｂの谷底９ｃからカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に導かれた掘削土砂は、スペーサ用土砂流し部１４の頂部１５によってスムーズ且つ的確に回転周方向Ａの一方と他方とに分流されることになり、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に溜まることを完全に回避できる。なお、頂部１５が谷底９ｃよりも反切羽側に位置されていても、同様の作用効果が得られる。
【００２８】
このように、本実施形態に係るカッタビット５においては、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に掘削土砂が溜まることを防止できるので、カッタビット片５ａ、５ｂのシャンク８の根元部（カッタビット片５ａ、５ｂのカッタヘッド４への溶接部）８ａの摩耗（流れ摩耗）を回避でき、カッタビット５の寿命を延ばすことができる。
【００２９】
よって、本実施形態に係るカッタビット５によれば、図２に示す従来タイプよりも、カッタビット５の寿命を延ばすことができ、長距離掘進に対応できる。
【００３０】
また、この効果は、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に土砂流し部１４を有するスペーサ１３を設けるという極めて簡単な構成で達成しているので、カッタビット５の製造コストを殆ど上昇させることなく寿命の延長が可能となる。
【００３１】
次に、図４を用いて、本発明の第２実施形態に係るトンネル掘削機用のカッタビットを説明する。
【００３２】
この第２実施形態に係るカッタビット５Ｘは、前述した第１実施形態に係るカッタビット５と基本的な構成は同様であり、各カッタビット片５ａ、５ｂが、背面部９の谷底９ｃに、山状に形成されたビット片用土砂流し部１０を有する点のみが異なっている。よって、第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳しい説明を省略し、相違点であるビット片用土砂流し部１０に焦点を絞って説明する。
【００３３】
ビット片用土砂流し部１０は、カッタヘッド４の回転周方向Ａに沿った稜線を有する頂部１０ａと、頂部１０ａからカッタヘッド４の回転径方向Ｂの内外に夫々傾斜された斜面部１０ｂ、１０ｃとを有し、カッタヘッド４の回転時に超硬チップ６（７）からカッタヘッド４の回転周方向Ａに沿ってこの谷底９ｃに流れ込む掘削土砂をカッタヘッド４の回転径方向Ｂの内外に排出するものである。なお、頂部１０ａの稜線は、シャープなエッジ状となっているものに限られず、滑らかなカーブ状（逆放物線状等）となっていてもよく、斜面部１０ｂ、１０ｃは、平面状に限られず、凸状又は凹状に湾曲されていてもよい。このビット片用土砂流し部１０は、シャンク８の背面部９の谷底９ｃに形成された凹部１１に設けられている。
【００３４】
凹部１１は、カッタヘッド４の回転径方向Ｂに沿って溝状に形成されており、背面部９の各斜面９ａ、９ｂから夫々反切羽方向に沿って延出された垂直面部１１ａ、１１ｂと、これら垂直面部１１ａ、１１ｂの延出端同士を接続して切羽と略平行に形成された底面部１１ｃとを有し、底部コ字断面の溝状に構成されている。そして、その底面部１１ｃに、ビット用土砂流し部１０が一体的に形成されている。本実施形態では、ビット用土砂流し部１０の頂部１０ａは、凹部１１の上端１２（垂直面部１１ａと斜面９ａとの接続端、垂直面部１１ｂと斜面９ｂとの接続端）と同じ位置となっているが、上端１２よりも反切羽側に位置されていてもよい。
【００３５】
このように凹部１１にビット用土砂流し部１０が形成されたカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間には、スペーサ用土砂流し部１４を備えたスペーサ１３が介設されている。スペーサ用土砂流し部１４の頂部１５は、この第２実施形態ではビット片用土砂流し部１０の斜面部１０ｂの下端１８と同じ高さとなっているが、下端１８よりも反切羽側に位置されていてもよい。
【００３６】
第２実施形態の作用を述べる。
【００３７】
カッタヘッド４が正回転（又は逆回転）された際、超硬チップ６（７）で切削された掘削土砂は、カッタヘッド４の回転に伴ってその回転周方向Ａに沿って背面部９の斜面９ａ（９ｂ）を下って谷底９ｃに至り、谷底９ｃの凹部１１に設けられたビット用土砂流し部１０の頂部１０ａによってカッタヘッド４の回転径方向Ｂの内外に分流され、斜面部１０ｂ、１０ｃによって回転径方向Ｂの内方と外方とに導かれ、一部がカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に導かれ、残りがそれとは反対側に排出される。
【００３８】
ここで、本実施形態では、ビット用土砂流し部１０の頂部１０ａが凹部１１の上端１２と同じ位置になっているので、超硬チップ６（７）からカッタヘッド４の回転周方向Ａに沿って凹部１１の上端１２に至った掘削土砂は、土砂流し部１０の頂部１０ａによってスムーズ且つ的確に回転径方向Ｂの内外に分流され、凹部１１に溜まることを略完全に回避できる。なお、土砂流し部１０の頂部１０ａが、凹部１１の上端１２よりも反切羽側に位置されていても、同様の作用効果が得られる。
【００３９】
斜面部１０ｂからカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に導かれた掘削土砂は、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に設けられたスペーサ１３のスペーサ用土砂流し部１４の頂部１５によってカッタヘッド４の回転周方向Ａの一方と他方とに分流され、斜面部１６、１７に沿って流れて回転周方向Ａの一方と他方とに排出される。よって、掘削土砂が、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に溜まることが防止される。
【００４０】
ここで、本実施形態では、スペーサ用土砂流し部１４の頂部１５がビット用土砂流し部１０の斜面１０ｂの下端１８と同じ高さとなっているので、双方のカッタビット片５ａ、５ｂの斜面１０ｂからカッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に導かれた掘削土砂は、スペーサ用土砂流し部１４の頂部１５によってスムーズ且つ的確に回転周方向Ａの一方と他方とに分流されることになり、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に固着して溜まることを完全に回避できる。なお、スペーサ用土砂流し部１４の頂部１５が、斜面部１０ｂの下端１８よりも反切羽側に位置されていても、同様の作用効果が得られる。
【００４１】
第２実施形態に係るカッタビット５Ｘによれば、第１実施形態に係るカッタビット５と同様に、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間にスペーサ用土砂流し部１４を有するスペーサ１３を介設するという簡単な構造で、カッタビット片５ａ、５ｂ同士の間に掘削土砂が溜まることを防止でき、カッタビット片５ａ、５ｂのシャンク８の根元部（溶接部）８ａの流れ摩耗を回避できる上、カッタビット片５ａ、５ｂの背面部９の谷底９ｃにビット片用土砂流し部１０を形成したので、超硬チップ６、７で掘削した掘削土砂が背面部９の谷底９ｃに溜まることはなく、背面部９の流れ摩耗をも防止できる。
【００４２】
すなわち、カッタビット片の背面部９の谷底９ｃに掘削土砂が溜まると、その掘削土砂は、シールドジャッキによるカッタヘッド４の切羽への押付力によって切羽と谷底９ｃとの間で圧密されて谷底９ｃに固着する場合があり、その場合、圧密されて固着された掘削土砂は、カッタヘッド４の振動や回転径方向Ｂの土砂流れ等によって谷底９ｃから離脱するとき、シールドジャッキによる押付力により谷底９ｃに押し付けられつつ離脱するので、背面部９が流れ摩耗し易いのであるが、第２実施形態では、掘削土砂がカッタビット片５ａ、５ｂの背面部９の谷底９ｃ（凹部１１）に溜まらないので、背面部９の流れ摩耗を回避できる。
【００４３】
このように、第２実施形態に係るカッタビット５Ｘによれば、簡単な構成で、カッタビット片５ａ、５ｂの背面部９の谷底９ｃにおける流れ摩耗を防止できると共に、カッタビット片５ａ、５ｂの根元部（溶接部）８ａの流れ摩耗を防止できるので、切削の寿命を低コストで延ばすことができ、長距離掘進に対応できる。
【００４４】
次に、図５、図６を用いて、本発明の第３実施形態に係るトンネル掘削機用のカッタビットを説明する。
【００４５】
この第３実施形態に係るカッタビット５Ｙは、土中の杭等の障害物を切削したり、発進立坑の出口部や到達立坑の入口部に設けられた掘削可能壁を掘り抜く際に、その障害物や掘削可能壁を切削するための支障物等切削用のビットであり、カッタヘッド４（カッタスポーク４ｂ）の回転径方向Ｂに間隔を隔てて配置される一対のカッタビット片２１、２２と、それらカッタビット片２１、２２同士の間に介設されたスペーサ２３とから構成されている。
【００４６】
カッタビット片２１、２２は同一の構成であるので、以下、一方のカッタビット片２１とスペーサ２３とを説明する。なお、図中、一方のカッタビット片２１の部材の符号の一部は、記入スペースの都合上、他方のカッタビット片２２の対応する部材に付している。
【００４７】
カッタビット片２１は、第１実施形態と同様のカッタヘッド４（カッタスポーク４ｂ）に装着されるシャンク２４と、シャンク２４に、カッタヘッド４の回転周方向Ａに間隔を隔てて設けられた一対の超硬チップ２５、２６と、これら超硬チップ２５、２６間のシャンク２４の切羽側面に、カッタヘッド４の回転周方向Ａの中央が窪むように谷状に形成された背面部２７とを有する。
【００４８】
背面部２７は、一方の超硬チップ２５から回転周方向Ａの中央に向けて傾斜された傾斜山部２８と、他方の超硬チップ２６から回転周方向Ａの中央に向けて傾斜された傾斜山部２９と、これら斜面山部２８、２９同士の底部分に配置された谷底３０とから成る。各傾斜山部２８、２９は、回転周方向Ａに延びる稜線３１と、その稜線３１から回転径方向Ｂの内外に傾斜された斜面３２、３３と、中央に向けて傾斜された三角状の斜面３４とを有する。
【００４９】
また、シャンク２４の側面部３５は、中央にて切羽・反切羽方向に延びる稜線３６と、その稜線３６から左右に傾斜された斜面３７、３８とを有し、山状に形成されている。かかるシャンク２４に取り付けされる超硬チップ２５、２６は、背面部２７の部分、側面部３５の部分が夫々山状に形成されていて、切羽側の先端に頂点３９を有する。
【００５０】
シャンク２４の背面部２７の谷底３０には、超硬チップ２５、２６からカッタヘッド４の回転周方向Ａに沿ってこの谷底３０に流れ込む掘削土砂をカッタヘッド４の回転径方向Ｂの内外に排出するため、山状に形成されたビット用土砂流し部４０が設けられている。詳しくは、背面部２７の谷底３０は、カッタヘッド４の回転径方向Ｂに沿って溝状に形成された凹部４１を有し、凹部４１は、各斜面３４の下端から反切羽方向に夫々延出された垂直面部と、これら垂直面部の端部同士を接続する底面部とから構成され、この底面部に、ビット用土砂流し部４０が設けられている。
【００５１】
ビット用土砂流し部４０は、カッタヘッド４の回転周方向Ａに沿った稜線を有する頂部４２と、頂部４２からカッタヘッド４の回転径方向Ｂの内外に夫々傾斜された斜面部４３と、斜面部４３とシャンク２４の正面４４とを接続するようにして傾斜された一対の三角状の斜面部４５とを有する。なお、頂部４２の稜線は、シャープなエッジ状となっているものに限られず、滑らかなカーブ状（逆放物線状等）となっていてもよく、斜面部４３、４５は、平面状に限られず、凸状又は凹状に湾曲されていてもよい。また、土砂流し部４０の頂部４２は、凹部４１の上端５０（斜面３４の下端）と同じ位置となっているが、凹部４１の上端５０よりも反切羽側に位置されていてもよい。
【００５２】
スペーサ２３は、カッタビット片２１、２２同士の間に配設され、図６（ａ）に示すように、正面から見て将棋の駒のような五角形状の板材から成り、切羽側の部分に、山状に形成されたスペーサ用土砂流し部４６を有する。スペーサ用土砂流し部４６は、カッタヘッド４の回転径方向Ｂに沿った稜線を有する頂部４７と、頂部４７からカッタヘッド４の回転周方向Ａの一方と他方とに夫々傾斜された斜面部４８とを有し、山状に形成されている。なお、頂部４７の稜線は、シャープなエッジ状となっているものに限られず、滑らかなカーブ状（逆放物線状等）となっていてもよく、斜面部４８は、平面状に限られず、凸状又は凹状に湾曲されていてもよい。また、スペーサ用土砂流し部４６の頂部４７は、ビット用土砂流し部４０の斜面４５の下端６０と同じ位置となっているが、下端６０よりも反切羽側に位置されていてもよい。
【００５３】
これらカッタビット片２１、２２及びスペーサ２３は、各ビット片２１、２２のシャンク２４とスペーサ２３とが一体成形されていてもよいが、これらが別々に成形されて溶接等により重ねて固定されていてもよく、また、別々に成形されて別々にカッタヘッド４に固定（溶接）されてもよい。
【００５４】
第３実施形態の作用を述べる。
【００５５】
土中の杭等の障害物を切削したり、発進立坑の出口部や到達立坑の入口部に設けられた掘削可能壁を掘り抜く際、カッタビット５Ｙがそれら被切削物に押し付けられた状態でカッタヘッド４を正回転（又は逆回転）する。こうしてカッタビット５Ｙを構成するカッタビット片２１、２２で杭等の障害物や掘削可能壁を切削するが、このとき各ビット片２１、２２は切削反力を分散し、個々のビット片２１、２２に加わる切削反力が過剰になることを回避する。
【００５６】
カッタビット片２１、２２の正回転用の超硬チップ２５（又は逆回転用の超硬チップ２６）により切削された掘削土砂は、カッタヘッド４の回転に伴ってその超硬チップ２５（２６）から背面部２７の斜面３４を下って谷底３０に至り、土砂流し部４０によってカッタヘッド４の回転径方向Ｂの内外に排出される。よって、このカッタビット５Ｙにおいても、第２実施形態と同様に、背面部２７の谷底３０に掘削土砂が溜まらなくなり、背面部２７の流れ摩耗を回避でき、寿命を延ばすことができる。
【００５７】
ここで、上述した杭等の障害物や掘削可能壁を切削して得られた掘削土砂は、通常の土砂よりも流動性が悪く、各カッタビット片２１、２２の背面部２７の谷底３０に溜まりやすいのであるが、第３実施形態によれば、流動性が悪い掘削土砂であっても、ビット用土砂流し部４０によって谷底３０における土砂の流れが確保され、背面部２７の谷底３０に溜まらなくなるので、寿命を的確に延ばすことができる。
【００５８】
また、各カッタビット片２１、２２の各ビット用土砂流し部４０から、これらビット片２１、２２同士の間に導かれた掘削土砂は、カッタヘッド４の回転に伴い、スペーサ用土砂流し部４６によってカッタヘッド４の回転周方向Ａの一方と他方とに排出される。よって、カッタビット片２１、２２同士の間に掘削土砂が溜まらなくなり、各ビット片２１、２２の根元部（カッタヘッド４への溶接部）２４ａの流れ摩耗を回避でき、寿命を延ばすことができる。
【００５９】
ここで、上述したように、杭等の障害物や掘削可能壁を切削して得られた掘削土砂は、通常の土砂よりも流動性が悪く、上記根元部２４ａに溜まりやすいのであるが、本実施形態によれば、流動性が悪い掘削土砂であっても、スペーサ用土砂流し部４６によってカッタビット片２１、２２間における土砂の流れが確保されて溜まらなくなるので、寿命を的確に延ばすことができる。
【００６０】
また、上述したカッタビット片２１、２２の背面部２７の流れ摩耗、カッタビット片２１、２２のシャンク２４の根元部２４ａの流れ摩耗を防止するという効果は、カッタビット片２１、２２の背面部２７の谷底３０にビット用土砂流し部４０を設け、カッタビット片２１、２２同士の間にスペーサ用土砂流し部４６を有するスペーサ２３を介設するという極めて簡単な構成で達成しているので、カッタビット５Ｙの製造コストを殆ど上昇させることなく寿命の延長が可能となる。
【００６１】
本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば、カッタビット片を３個以上回転径方向Ｂに間隔を隔ててカッタヘッド４に装着（溶接）し、各カッタビット片同士の間に夫々スペーサ用土砂流し部を有するスペーサを介設してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  トンネル掘削機としてのシールド掘進機
４  カッタヘッド
５  カッタビット
５ａ  カッタビット片
５ｂ  カッタビット片
６  超硬チップ
７  超硬チップ
８  シャンク
８ａ  根元部
９  背面部
９ｃ  谷底
１０  土砂流し部
１０ａ  頂部
１０ｂ  斜面部
１０ｃ  斜面部
１３  スペーサ
１４  スペーサ用土砂流し部
１５  頂部
１６  斜面部
１７  斜面部
１８  下端
Ａ  回転周方向
Ｂ  回転径方向
２１  カッタビット片
２２  カッタビット片
２３  スペーサ
２４  シャンク
２４ａ  根元部
２５  超硬チップ
２６  超硬チップ
２７  背面部
２８  傾斜山部
２９  傾斜山部
３１  稜線
３２  斜面
３３  斜面
４０  ビット用土砂流し部
４２  頂部
４３  斜面部
４５  斜面
４６  スペーサ用土砂流し部
４７  頂部
４８  斜面部
６０  下端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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