(57)【要約】【課題】特に硬い洪積粘土層であっても貫入し易く、切削抵抗を大幅に削減でき、さらにカッタトルクを軽減して容易に切削することのできるカッタービットを提供する。【解決手段】シールド掘進機の先端部に設けられて切羽を切削するカッタービット１は、先端に切羽の切削面Ａに貫入される剣先部２１が形成されたスコップ状のビット本体２を有している。そして、ビット本体２は、スコップ状の上向きに湾曲した湾曲部２２が切削面Ａに略平行となるように接触して切削面Ａを薄くすくい取るように切削し、湾曲部２２の裏側に形成される下方に開口した開口部２３内に切削した土砂がすくい入れられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機の先端部に設けられて切羽を切削するカッタービットであって、
先端に切羽の切削面に貫入される剣先部が形成されたスコップ状のビット本体を有し、
前記ビット本体は、スコップ状の上向きに湾曲した湾曲部が前記切削面に略平行となるように接触して切削面を薄くすくい取るように切削し、前記湾曲部の裏側に形成される下方に開口した開口部内に切削した土砂がすくい入れられることを特徴とするカッタービット。
【請求項２】
前記剣先部及び前記湾曲部の外周縁部は、超硬チップにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカッタービット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機に設けられて切羽を回転しながら切削するカッタービットに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、トンネルを掘削する場合、シールド掘進機が用いられており、このシールド掘進機の前面には回転駆動されるカッターフェースが設けられ、カッターフェースには地山を切削する切削部の回転方向側に超硬チップを有するカッタービットが多数取り付けられている。そして、カッターフェースが回転することにより、カッタービットに設けられた超硬チップが土砂を切削し、トンネルが形成されるようになっている。
一般に、カッタービットは、略楔形状をした母材の一端部側の上部に超硬チップが設けられている。超硬チップは上面視略矩形状をなしており、その刃先が略直線状となっている。そのため、切削面である切羽に対して所定角度で傾斜するように切削する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−５４３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のカッタービットを使用したシールド掘進機によってトンネルを掘削する場合、土質が砂地盤の際には円滑に掘進していくことができるが、粘土層の地盤であったりシルト層の地盤であると、カッタービットが略楔形状で超硬チップの刃先が略直線状となっており切羽面に対して所定角度で傾斜するように接触することから、切削面にカッタービットが貫入しづらく、これらの層に対して切削するというよりは掻き乱すことの方が多かった。また、切削抵抗が大きく、カッタトルクも増大し、切削が困難であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、特に硬い洪積粘土層であっても貫入し易く、切削抵抗を大幅に削減でき、さらにカッタトルクを軽減して容易に切削することのできるカッタービットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、例えば図１(a)〜(c)に示すように、シールド掘進機の先端部に設けられて切羽を切削するカッタービット１であって、
先端に切羽の切削面Ａに貫入される剣先部２１が形成されたスコップ状のビット本体２を有し、
前記ビット本体は、スコップ状の上向きに湾曲した湾曲部２２が前記切削面に略平行となるように接触して切削面を薄くすくい取るように切削し、前記湾曲部の裏側に形成される下方に開口した開口部２３内に切削した土砂がすくい入れられることを特徴とする。
【０００５】
請求項１の発明によれば、先端に剣先部が形成されたスコップ状のビット本体を有しているので、ビット本体の剣先部が切削面に貫入し、切削面に対して湾曲部が略平行に接触して薄くすくい取るように切削し、これによって切削した土砂が湾曲部の裏側の開口部内にすくい入れられる。したがって、従来のようにカッタービットの先端部周面が直線状をなしている場合は、切削というよりは掻き乱すことの方が多かったが、本発明では、切削面に対して湾曲部で土砂を薄くすくい取るように切削するので硬い洪積粘土層であっても剣先部によって切削面が容易に貫入されて、切削抵抗も小さく、カッタトルクも大幅に軽減することができ、容易に切削することが可能となる。
【０００６】
請求項２の発明は、例えば図１(a)〜(c)に示すように、請求項１に記載のカッタービットにおいて、
前記剣先部及び前記湾曲部の外周縁部は、超硬チップ２４により形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明によれば、剣先部及び湾曲部の外周縁部は、超硬チップにより形成されているので、切削面を確実に切削することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るカッタービットによれば、先端に剣先部が形成されたスコップ状のビット本体を有しているので、ビット本体の剣先部が切削面に貫入し、切削面に対して湾曲部が略平行に接触して薄くすくい取るように切削し、これによって切削した土砂が湾曲部の裏側の開口部内にすくい入れられる。したがって、硬い洪積粘土層であっても貫入し易く、切削抵抗も小さく、カッタトルクも大幅に軽減することができ、容易に切削することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るカッタービットを示しており、(a)は正面図、(b)は上面図、(c)は(a)における右方向（カッタービットの開口部側）から見た際の右側面図である。
本発明に係るカッタービットは、トンネルを施工する際に使用されるシールド掘進機に設けられるものである。シールド掘進機は、切羽に当接するカッターフェースを回転駆動して切羽を掘削し、シールドジャッキの反力を覆工済みのセグメントから取ってシールドジャッキの推進力で掘進していく周知の装置であり、カッタービットはカッターフェースの先端面に複数取り付けられる。
【００１０】
図１(a)〜(c)に示すように、カッタービット１は切削面Ａを切削するスコップ状のビット本体２と、ビット本体２に設けられてカッターヘッドに取り付けられる略矩形状の取付部３とから構成されている。
スコップ状のビット本体２は、その先端に切羽の切削面Ａに貫入される先の尖った剣先部２１が形成されている。また、ビット本体２は、スコップ状の上向きに湾曲した湾曲部２２が切削面Ａに略平行となるように接触して切削面Ａを薄くすくい取るように切削し、この湾曲部２２の裏側に形成される下方に開口した開口部２３内に切削した土砂がすくい入れられるようになっている。
具体的にビット本体２は、図１(a)に示すように正面から見ると、剣先部２１を先端として剣先部２１に向けて上方に傾斜するなだらかな山形状となっている。この山形状の傾斜角θ１は約１６８°に設定されている。また、正面から見て剣先部２１のなす角度θ２は約２３°の鋭角に設定されている。
また、図１(b)に示すように上面から見ると、剣先部２１から左右対称に湾曲する湾曲部２２が形成され、剣先部２１と湾曲部２２とによって上面視Ｕ字型状とされている。
一方、図１(c)に示すように右側面から見ると、湾曲部２１によって、その裏側には下方に開口する開口部２３が形成されており、湾曲部２１の裏面の形状は略半円形状とされている。
したがって、このビット本体２において湾曲部２１が逃げ面とされ、開口部２３がすくい面とされている。
【００１１】
また、ビット本体２のうち剣先部２１及び湾曲部２２の外周縁部が超硬チップ２４によって形成され、その他の部分は合金が母材とされている。すなわち、図１(b)に示すように剣先部２１及び湾曲部２２の外周に沿ってＵ字型となるように超硬チップ２４が母材に埋設されている。合金としては、例えばクロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼などの耐摩鋼からなるものが好ましい。
【００１２】
取付部３は合金が母材とされ、カッターヘッドにピンやボルト等によって締結される締結穴３１が形成されている。また、取付部３とビット本体２との連結部分のうちの内周面３２は、図１(c)に示すようにＲ加工が施されている。これによって掘削土砂が開口部２３内へとすくい入れられた際に、取付部３とビット本体２との間で掘削土砂が貯留することなくスムーズに掘削土砂をシールド掘進機側へと取り込むことができるように形成されている。
【００１３】
次に、上述の構成からなるカッタービット１の作用について説明する。
シールド掘進機の駆動モータが駆動することによってカッターフェースが回転し、これに伴ってカッタービット１が回転する。すると、まず、カッタービット１のビット本体２のうち、剣先部２１が切羽の切削面Ａに突き刺すように貫入し、湾曲部２２が切削面Ａに対して略平行に接触するとともに切削面Ａを薄くすくい上げるように切削していく。これによって切削された土砂は湾曲部２２の裏側の開口部２３内にすくい入れられて、その後、取付部３側へと流れ落ちてシールド掘進機内に取り込まれる。
【００１４】
以上、本発明の実施の形態のカッタービット１によれば、先端に剣先部２１が形成されたスコップ状のビット本体２を有しているので、切削面Ａに対して湾曲部２２で土砂を薄くすくい取るように切削することによって、従来のように切削面Ａを掻き乱すことなく、硬い洪積粘土層であっても剣先部２１が切削面Ａに容易に貫入し、切削抵抗も小さく、カッタトルクも大幅に軽減することができ、容易に切削することが可能となる。
【００１５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、取付部３の形状は特に図示した形状に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態を示すためのもので、(a)はカッタービットの正面図、(b)はカッタービットの上面図、(c)はカッタービットの右側面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  カッタービット
２  ビット本体
２１  剣先部
２２  湾曲部
２３  開口部
２４  超硬チップ
Ａ  切削面
【図１】
2006214124.tif 000003