(57)【要約】【課題】軟性超硬合金チップと硬性超硬合金チップとを適宜併用した形態で長寿命化を図ることができるカッタービットを提供する。【解決手段】Ｅ５の材質の軟性チップ２１２Ａと、Ｅ４〜Ｅ１（好ましくはＥ２）の材質の硬性チップ２１２Ｂとを併用し、かつ、各チップ２１２Ａ，２１２Ｂと母材２１１との間に接合材２１３を介在してろう付けした。このように構成した先行ビット（カッタービット）２１は、硬性チップ２１２Ｂによって高い耐摩耗性が得られ、また硬性チップ２１２Ｂに加わる衝撃を軟性チップ２１２Ａが緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、長寿命化を図ることができ、かつ、途中交換せずに長距離掘削を行う先行ビット（カッタービット）２１が得られる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材からなる母材に対して超硬合金からなるチップをろう付けしてあり、掘削機に用いられるカッタービットにおいて、
比較的軟性な材質の超硬合金からなる軟性チップと前記軟性チップよりも硬性な材質の超硬合金からなる硬性チップとで構成したチップと、
前記軟性チップに材質が近似し当該軟性チップよりも軟性の材質からなり、少なくとも前記硬性チップと前記母材との間に介在して相互のろう付けに供する接合材と
を備えたことを特徴とするカッタービット。
【請求項２】
前記軟性チップの硬さは８４〜８９ＨＲＡであり、前記硬性チップの硬さは８５〜９２ＨＲＡであることを特徴とする請求項１に記載のカッタービット。
【請求項３】
前記軟性チップの硬さは８６〜８７ＨＲＡであり、前記硬性チップの硬さは８７〜９１ＨＲＡであることを特徴とする請求項１に記載のカッタービット。
【請求項４】
前記軟性チップに設けた貫通孔に前記硬性チップを挿通して配置し、前記軟性チップおよび前記硬性チップと前記母材との間に前記接合材を介在してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のカッタービット。
【請求項５】
前記接合材の材質と同等の材質によって前記接合材に設けてあり、前記軟性チップの貫通孔の一部と、前記母材に設けた凹部とに挿入する補強部を設けたことを特徴とする請求項４に記載のカッタービット。
【請求項６】
前記軟性チップを外側に配置する態様で前記軟性チップと前記硬性チップとを積層して配置し、前記軟性チップおよび前記硬性チップと前記母材との間に前記接合材を介在してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のカッタービット。
【請求項７】
前記母材のビット先端部に表出した部位の一部に前記接合材を介して前記硬性チップまたは前記硬性チップの超硬合金と同等の材料をさらに配設したことを特徴とする請求項６に記載のカッタービット。
【請求項８】
前記母材のビット先端部に表出した部位の一部に前記軟性チップまたは前記軟性チップの超硬合金と同等の材料をさらに配設したことを特徴とする請求項６に記載のカッタービット。
【請求項９】
前記軟性チップを分割して配置したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のカッタービット。
【請求項１０】
前記硬性チップを分割して配置したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のカッタービット。
【請求項１１】
前記母材よりも硬性であり軟性な材質の超硬合金からなる材料、または軟性な材質の超硬合金よりも軟性な材料を前記母材が表出する部位に配設したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のカッタービット。
【請求項１２】
鋼材からなる母材に対して超硬合金からなるチップをろう付けしてあり、掘削機に用いられるカッタービットの製造方法において、
比較的軟性な材質の超硬合金からなる軟性チップと前記軟性チップよりも硬性な材質の超硬合金からなる硬性チップと前記軟性チップに材質が近似し当該軟性チップよりも軟性の材質からなる接合材とを接合する工程と、
少なくとも前記硬性チップと前記母材との間に介在する態様で前記接合材と前記母材とをろう付けする工程と
を含むことを特徴とするカッタービットの製造方法。
【請求項１３】
前記軟性チップと前記硬性チップと前記接合材とを接合する工程にて、少なくとも前記軟性チップと前記硬性チップとを拡散接合により接合する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載のカッタービットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトンネル掘削用シールド掘進機などの掘削機に用いられるカッタービットおよびカッタービットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、シールド工事においては、地上条件やコスト低減の観点から、立坑を減らして長距離掘進化が望まれている。このため、立坑間の掘進途上、すなわち地中でのカッタービット交換が必要になる。一般に、カッタービットは、鋼材からなるシャンク（母材）に対して超硬合金製のチップを取り付けたものが知られている。
【０００３】
上記シールド工事で使われている一般的なカッタービットのチップは、８６〜８７ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ５の材質の超硬合金である。このＥ５チップは、他の材質（ＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１）と比較して摩耗耐力である硬さは落ちるが、衝撃に対する欠けに強いために信頼性が持て多く採用されている。また、Ｅ５チップは、鋼材からなる母材に対してろう付けする場合に、当該Ｅ５チップよりも摩擦耐力のある他の材質（ＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１）と比較して応力歪みが少なくクラックが生じ難いことも多く採用されている要因である。
【０００４】
そして、超硬チップが欠損摩耗した場合には、カッタービットの交換が行われることになる。カッタービットの交換は、シールド掘進機の前方地盤に補助工法によって止水を施し、チャンバー内から手作業で行うか、もしくはシールド掘削機に交換装置を装備して行う。すなわち、カッタービットの長寿命化を図れば当該カッタービットの交換は少なくなり、掘削効率が向上することになる。
【０００５】
従来、寿命を長くすることを目的としたカッタービットが以下に開示されている。具体的には、台金（母材）の先端面に先端部が突出するように硬性のチップを植設したカッタービットがある。このカッタービットのチップは、先端部から基端部に向けて複数段に分けて植設してあり、少なくとも一部の段のチップの材質が、他の段のチップと異なる材質としてある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
他に、硬さ、靭性などの材質が異なる超硬合金製のチップ片を各間に銅板を挿入してろう付けした多層チップを構成し、この多層チップを台金にろう付けしたカッタービットがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
他に、硬性チップと軟性チップとを交互に積層してカッタービット本体（母材）に固着したものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
他に、チップの刃先部を超微粒子超硬合金により構成し、刃先部を除くチップの本体部を中粒もしくは粗粒の超硬合金により構成して台金にろう付けにより接合したものがある（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１９３７９５号公報
【特許文献２】特開平９−７８９８６号公報
【特許文献３】実開平５−１６８９７号公報
【特許文献４】実開平４−５３８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
寿命を長くするには、上述した従来のカッタービットのように軟性超硬合金チップと硬性超硬合金チップとを併用することが考えられる。しかし、従来のカッタービット（特許文献１〜３参照）では、硬性の超硬合金が母材に対して直接ろう付けしてある。母材は熱膨張が大きく、硬性超硬合金チップは熱膨張が小さい。このため、応力歪みによって硬性超硬合金チップにクラックが生じやすく、製造が困難であるという問題がある。
【００１１】
また、従来のカッタービット（特許文献４参照）では、チップ本体部の軟性超硬合金チップを母材にろう付けしてある点では問題がないが、刃先部を硬性超硬合金チップで構成してあるため、靭性が低く刃先部が欠損し易いという問題がある。
【００１２】
このように、従来のカッタービットは、軟性超硬合金チップと硬性超硬合金チップとを適切に併用することは困難であり、実質的に長寿命のカッタービットを得ることができなかった。
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みて、軟性超硬合金チップと硬性超硬合金チップとを適宜併用した形態で長寿命化を図ることができるカッタービットを提供することを目的とする。また、長寿命化を図ったカッタービットを容易に製造することができるカッタービットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るカッタービットは、鋼材からなる母材に対して超硬合金からなるチップをろう付けしてあり、掘削機に用いられるカッタービットにおいて、比較的軟性な材質の超硬合金からなる軟性チップと前記軟性チップよりも硬性な材質の超硬合金からなる硬性チップとで構成したチップと、前記軟性チップに材質が近似し当該軟性チップよりも軟性の材質からなり、少なくとも前記硬性チップと前記母材との間に介在して相互のろう付けに供する接合材とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項２に係るカッタービットは、上記請求項１において、前記軟性チップの硬さは８４〜８９ＨＲＡであり、前記硬性チップの硬さは８５〜９２ＨＲＡであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項３に係るカッタービットは、上記請求項１において、前記軟性チップの硬さは８６〜８７ＨＲＡであり、前記硬性チップの硬さは８７〜９１ＨＲＡであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項４に係るカッタービットは、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記軟性チップに設けた貫通孔に前記硬性チップを挿通して配置し、前記軟性チップおよび前記硬性チップと前記母材との間に前記接合材を介在してなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項５に係るカッタービットは、上記請求項４において、前記接合材の材質と同等の材質によって前記接合材に設けてあり、前記軟性チップの貫通孔の一部と、前記母材に設けた凹部とに挿入する補強部を設けたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項６に係るカッタービットは、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記軟性チップを外側に配置する態様で前記軟性チップと前記硬性チップとを積層して配置し、前記軟性チップおよび前記硬性チップと前記母材との間に前記接合材を介在してなることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項７に係るカッタービットは、上記請求項６において、前記母材のビット先端部に表出した部位の一部に前記接合材を介して前記硬性チップまたは前記硬性チップの超硬合金と同等の材料をさらに配設したことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項８に係るカッタービットは、上記請求項６において、前記母材のビット先端部に表出した部位の一部に前記軟性チップまたは前記軟性チップの超硬合金と同等の材料をさらに配設したことを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項９に係るカッタービットは、上記請求項１〜８のいずれか一つにおいて、前記軟性チップを分割して配置したことを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項１０に係るカッタービットは、上記請求項１〜９のいずれか一つにおいて、前記硬性チップを分割して配置したことを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１１に係るカッタービットは、上記請求項１〜１０のいずれか一つにおいて、前記母材よりも硬性であり軟性な材質の超硬合金からなる材料、または軟性な材質の超硬合金よりも軟性な材料を前記母材が表出する部位に配設したことを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項１２に係るカッタービットの製造方法は、鋼材からなる母材に対して超硬合金からなるチップをろう付けしてあり、掘削機に用いられるカッタービットの製造方法において、比較的軟性な材質の超硬合金からなる軟性チップと前記軟性チップよりも硬性な材質の超硬合金からなる硬性チップと前記軟性チップに材質が近似し当該軟性チップよりも軟性の材質からなる接合材とを接合する工程と、前記少なくとも前記硬性チップと前記母材との間に介在する態様で前記接合材と前記母材とをろう付けする工程とを含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項１３に係るカッタービットの製造方法は、上記請求項１２において、前記軟性チップと前記硬性チップと前記接合材とを接合する工程にて、少なくとも前記軟性チップと前記硬性チップとを拡散接合により接合する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るカッタービットは、比較的軟性な材質の超硬合金からなる軟性チップと、軟性チップよりも硬性な材質の超硬合金からなる硬性チップと、軟性チップに材質が近似し当該軟性チップよりも軟性の材質からなり、少なくとも硬性チップと母材との間に介在して相互のろう付けに供する接合材とを備えた。このカッタービットによれば、硬性チップによって高い耐摩耗性が得られ、また硬性チップに加わる衝撃を軟性チップが緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、長寿命化を図ることができ、かつ、途中交換せずに長距離掘削を行うカッタービットを得ることができる。
【００２８】
本発明に係るカッタービットの製造方法は、軟性チップと硬性チップと接合材とを接合する工程と、少なくとも硬性チップと母材との間に介在する態様で接合材と母材とをろう付けする工程とを含む。すなわち、チップと母材との相互間の応力歪みを接合材が緩和するので、製造途中でチップ（特に硬性チップ）にクラックを生じる事態を防ぐ。この結果、長寿命化を図ったカッタービットを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るカッタービットの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３０】
図１は本発明に係るカッタービットを適用したカッターフェイスを盤面側から見た図である。図１に示すようにカッターフェイス１は、円盤状に形成してあり、掘削機（図示せず）の先端に回転可能に配置してある。カッターフェイス１の盤面１１側には、カッタービットが取り付けてある。カッタービットには、先行ビット２１と、外周保護ビット２２と、メインビット２３としてのカッタービット２３Ａおよびトリムビット２３Ｂとがある。先行ビット２１は、カッターフェイス１の盤面１１に設けた開口部１２の外縁および盤面１１に配置してある。外周保護ビット２２は、カッターフェイス１の盤面１１の外周縁に配置してある。メインビット２３は、開口部１２の内縁に配置してあって、トリムビット２３Ｂはカッターフェイス１の盤面１１の外周縁から外方に突出し、カッタービット２３Ａはその他に設けてある。また、カッターフェイス１の中央には、センタービット２４が配置してある。
【００３１】
そして、掘削機（図示せず）は、カッターフェイス１を回転させることで、先行ビット２１によって地盤を掘削し、この掘削した土砂をメインビット２３によって開口部１２を介して掘削機（図示せず）の内部に送り込む。外周保護ビット２２は、カッターフェイス１の外周を保護するためのものである。
【００３２】
以下、カッタービットについて説明する。まず、先行ビット２１の実施の形態１を説明する。図２は本発明に係るカッタービットである先行ビットの実施の形態１を示す正面図、図３は図２に示す先行ビットの平面図、図４は図２に示す先行ビットの側面図、図５は図３におけるＩ―Ｉ断面図、図６は図２に示す先行ビットの他の例を示す断面図である。
【００３３】
図２〜図５に示すように先行ビット２１は、鋼材からなる母材２１１に対して超硬合金からなるチップ２１２を配設してある。チップ２１２は、軟性チップ２１２Ａと、硬性チップ２１２Ｂとを有している。
【００３４】
軟性チップ２１２Ａは、比較的軟性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における軟性チップ２１２Ａの材質は、８６〜８７ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ５を適用してある。この軟性チップ２１２Ａには、ビット先端からビット基端に向けて貫通する貫通孔２１２Ａａが設けてある。この貫通孔２１２Ａａは、本実施の形態では円形状の開口形に形成してあって複数（３箇所）設けてある。なお、貫通孔２１２Ａａの開口形は、円形状に限定されない。
【００３５】
硬性チップ２１２Ｂは、軟性チップ２１２Ａよりも硬性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における硬性チップ２１２Ｂの材質は、８７〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１であって、好ましくは８９〜９１ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ２を適用してある。この硬性チップ２１２Ｂは、軟性チップ２１２Ａの貫通孔２１２Ａａに開口形に合わせて挿通するように棒状に形成してある。すなわち、硬性チップ２１２Ｂは、本実施の形態では、円柱形状に形成してある。
【００３６】
上記チップ２１２は、軟性チップ２１２Ａと硬性チップ２１２Ｂとをろう付けによって相互に固着してある。なお、ろう付けに使用するろう材は、例えば銀ろう、銅ろう、リン銅ろう、ニッケルろう、パラジュウムろう、のうちの少なくとも１種類からなり、以下の全ての実施の形態において同様である。
【００３７】
上記チップ２１２と母材２１１との間には、接合材２１３が介在してある。接合材２１３は、軟性チップ２１２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２１２Ａよりも軟性の材質からなる。本実施の形態における接合材２１３の材質は、軟性チップ２１２Ａより軟らかく母材２１１よりも硬い超硬合金である。この接合材２１３は、軟性チップ２１２Ａおよび硬性チップ２１２Ｂと、母材２１１との間に介在してろう付けによって相互の固着に供する。
【００３８】
図５に示すように接合材２１３には、補強部２１３Ａが設けてある。補強部２１３Ａは、接合材２１３の材質と同等の材質によって接合材２１３に設けてあり、チップ２１２側および母材２１１側に向けて突設してある。そして、補強部２１３Ａは、軟性チップ２１２Ａの貫通孔２１２Ａａの一部と、母材２１１に設けた凹部とに挿入してろう付けによって固着してある。
【００３９】
図２〜図４に一点鎖線で示すように先行ビット２１の外部に表出する母材２１１の部位には、硬化肉盛２１４が設けてある。硬化肉盛２１４は、母材２１１よりも硬性であり軟性な材質の超硬合金からなる材料、または軟性チップ２１２Ａよりも軟性な材料であって、例えばＪＩＳ：Ｅ５より軟性の硬さＨＶ＝６００〜１０００の材質からなり、母材２１１の外面に直接および所定深さに切削して溶接によって設けてある。なお、軟性チップ２１２Ａよりも軟性な材料とは、マルテンサイト系、オーステナイト系、高マンガン・オーステナイト系、高クロム鉄系、タングステン炭化物系、のうちの１種類からなる材料である。
【００４０】
なお、軟性チップ２１２Ａおよび硬性チップ２１２Ｂは、図６に示すようにビット先端からビット基端に向けて複数に分割して設けてあり、ろう付けによって固着した構成としてもよい。
【００４１】
このように構成した先行ビット２１は、図１に示すように母材２１１を介してカッターフェイス１の盤面１１に溶接によって固定される。そして、カッターフェイス１の回転に際してチップ２１２の側方である軟性チップ２１２Ａ側が地盤に当接して当該地盤を掘削することになる。すなわち、先行ビット２１は、硬性チップ２１２Ｂによって高い耐摩耗性が得られ、また硬性チップ２１２Ｂに加わる衝撃を軟性チップ２１２Ａが緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、先行ビット２１の長寿命化を図ることができ、先行ビット２１を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００４２】
また、上述した先行ビット２１は、軟性チップ２１２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２１２Ａよりも軟性の材質からなる接合材２１３を、チップ２１２と母材２１１との間に介在してろう付けしてある。すなわち、母材２１１は熱膨張が大きく、軟性チップ２１２Ａおよび硬性チップ２１２Ｂは熱膨張が小さいが、相互間の応力歪みを接合材２１３が緩和するので、チップ２１２（特に硬性チップ２１２Ｂ）にクラックを生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、上記構成の先行ビット２１の製造が容易になる。
【００４３】
さらに、上述した先行ビット２１は、接合材２１３に補強部２１３Ａを設けてある。この結果、チップ２１２と母材２１１との接合をより強固にすることが可能になる。
【００４４】
さらにまた、上述した先行ビット２１は、外部に表出する母材２１１の部位に硬化肉盛２１４が設けてある。硬化肉盛２１４は、母材２１１の摩耗止めとして作用する。この結果、先行ビット２１の長寿命化を図ることができ、先行ビット２１を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００４５】
また、上述した先行ビット２１は、軟性チップ２１２Ａを複数に分割して設けてある。この結果、掘削に際して分割した一部の軟性チップ２１２Ａが欠損しても、分割した他の軟性チップ２１２Ａが共に欠損する事態を防ぐので、先行ビット２１の長寿命化を図ることができ、先行ビット２１を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００４６】
次に、先行ビット２１の実施の形態２を説明する。図７は本発明に係るカッタービットである先行ビットの実施の形態２を示す正面図、図８は図７に示す先行ビットの平面図、図９は図７に示す先行ビットの側面図、図１０は図８におけるII―II断面図である。なお、先行ビット２１の実施の形態２において、上述した先行ビット２１の実施の形態１と同様の部分には、同一の符号を付す。
【００４７】
図７〜図１０に示すように先行ビット２１は、鋼材からなる母材２１１に対して超硬合金からなるチップ２１２を配設してある。チップ２１２は、軟性チップ２１２Ａと、硬性チップ２１２Ｂとを有している。
【００４８】
軟性チップ２１２Ａは、比較的軟性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における軟性チップ２１２Ａの材質は、８６〜８７ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ５を適用してある。
【００４９】
硬性チップ２１２Ｂは、軟性チップ２１２Ａよりも硬性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における硬性チップ２１２Ｂの材質は、８７〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１であって、好ましくは８９〜９１ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ２を適用してある。
【００５０】
上記チップ２１２は、母材２１１をビット先端まで延在して設け、図７および図１０に示すように正面から見て母材２１１の両側部および中央部に設けた切欠２１１Ａに配置してある。そして、先行ビット２１の両側部において、図７および図１０の上方および側方に向けて開放する略Ｌ字形に切り欠いた切欠２１１Ａに対し、最も側方（外側）に軟性チップ２１２Ａを配置し、この軟性チップ２１２Ａの内側に硬性チップ２１２Ｂを積層して配置してある。この場合、軟性チップ２１２Ａと硬性チップ２１２Ｂとをろう付けによって相互に固着してある。また、先行ビット２１の中央部において、母材２１１のビット先端部に表出した部位の一部には、図７および図１０の上方に向けて開放する切欠２１１Ａに対して硬性チップ２１２Ｂ、または硬性チップ２１２Ｂの超硬合金と同等な材料を配置してある。
【００５１】
上記チップ２１２と母材２１１との間には、接合材２１３が介在してある。接合材２１３は、軟性チップ２１２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２１２Ａよりも軟性の材質からなる。本実施の形態における接合材２１３の材質は、軟性チップ２１２Ａより軟らかく母材２１１よりも硬い超硬合金である。この接合材２１３は、軟性チップ２１２Ａおよび硬性チップ２１２Ｂ（硬性チップ２１２Ｂの超硬合金と同等な材料を含む）と、母材２１１との間に介在してろう付けによって相互の固着に供する。
【００５２】
図７〜図９に一点鎖線で示すように先行ビット２１の外部に表出する母材２１１の部位には、硬化肉盛２１４が設けてある。硬化肉盛２１４は、母材２１１よりも硬性であり軟性な材質の超硬合金からなる材料、または軟性チップ２１２Ａよりも軟性な材料であって、例えばＪＩＳ：Ｅ５より軟性の硬さＨＶ＝６００〜１０００の材質からなり、母材２１１の外面に直接および所定深さに切削して溶接によって設けてある。なお、軟性チップ２１２Ａよりも軟性な材料とは、マルテンサイト系、オーステナイト系、高マンガン・オーステナイト系、高クロム鉄系、タングステン炭化物系、のうちの１種類からなる材料である。
【００５３】
このように構成した先行ビット２１は、図７に示すように母材２１１を介してカッターフェイス１の盤面１１に溶接によって固定される。そして、カッターフェイス１の回転に際してチップ２１２の側方に配置した軟性チップ２１２Ａ側が地盤に当接して当該地盤を掘削することになる。すなわち、先行ビット２１は、硬性チップ２１２Ｂによって高い耐摩耗性が得られ、また硬性チップ２１２Ｂに加わる衝撃を軟性チップ２１２Ａが緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、先行ビット２１の長寿命化を図ることができ、先行ビット２１を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００５４】
また、上述した先行ビット２１は、軟性チップ２１２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２１２Ａよりも軟性の材質からなる接合材２１３を、チップ２１２と母材２１１との間に介在してろう付けしてある。すなわち、母材２１１は熱膨張が大きく、軟性チップ２１２Ａおよび硬性チップ２１２Ｂは熱膨張が小さいが、相互間の応力歪みを接合材２１３が緩和するので、チップ２１２（特に硬性チップ２１２Ｂ）にクラックを生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、上記構成の先行ビット２１の製造が容易になる。
【００５５】
さらに、上述した先行ビット２１は、外部に表出する母材２１１の部位に硬化肉盛２１４が設けてある。硬化肉盛２１４は、母材２１１の摩耗止めとして作用する。この結果、先行ビット２１の長寿命化を図ることができ、先行ビット２１を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。また、上述した先行ビット２１は、母材２１１のビット先端部に表出した部位の一部に、接合材２１３を介して硬性チップ２１２Ｂ、または硬性チップ２１２Ｂの超硬合金と同等な材料を配置してある。この硬性チップ２１２Ｂ（硬性チップ２１２Ｂの超硬合金と同等な材料を含む）は、母材２１１の摩耗止めとして作用する。この結果、先行ビット２１の長寿命化を図ることができ、先行ビット２１を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００５６】
なお、図には明示しないが、上述した先行ビット２１の実施の形態２において、軟性チップ２１２Ａや硬性チップ２１２Ｂは、ビット先端からビット基端に向けて複数に分割して設けてあり、ろう付けによって固着した構成としてもよい。この結果、掘削に際して分割した一部の軟性チップ２１２Ａや硬性チップ２１２Ｂが欠損しても、分割した他の軟性チップ２１２Ａや硬性チップ２１２Ｂが共に欠損する事態を防ぐので、先行ビット２１の長寿命化を図ることができ、先行ビット２１を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。また、軟性チップ２１２Ａおよび硬性チップ２１２Ｂを分割する場合には、それぞれビット先端からビット基端に向けて段違いに分割することが好ましい。これにより、軟性チップ２１２Ａおよび硬性チップ２１２Ｂが共に欠損する事態を防止できる。
【００５７】
なお、図には明示しないが、上述した先行ビット２１の実施の形態２において、その中央部で母材２１１のビット先端部に表出した部位の一部には、図７および図１０の上方に向けて開放する切欠２１１Ａに対して軟性チップ２１２Ａ、または軟性チップ２１２Ａの超硬合金と同等な材料を配置してもよい。この場合、軟性チップ２１２Ａ（軟性チップ２１２Ａの超硬合金と同等な材料を含む）と母材２１１との間に接合材２１３を介在させずにろう付けしてもよい。そして、このように配置した軟性チップ２１２Ａ（軟性チップ２１２Ａの超硬合金と同等な材料を含む）も母材２１１の摩耗止めとして作用する。この結果、先行ビット２１の長寿命化を図ることができ、先行ビット２１を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００５８】
次に、外周保護ビット２２を説明する。図１１は本発明に係るカッタービットである外周保護ビットの実施の形態を示す正面図、図１２は図１１に示す外周保護ビットの平面図、図１３は図１１に示す外周保護ビットの側面図、図１４は図１３におけるIII―III断面図、図１５は図１１におけるIＶ―IＶ断面図である。
【００５９】
図１１〜図１５に示すように外周保護ビット２２は、鋼材からなる母材２２１に対して超硬合金からなるチップ２２２を配設してある。チップ２２２は、軟性チップ２２２Ａと、硬性チップ２２２Ｂとを有している。
【００６０】
軟性チップ２２２Ａは、比較的軟性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における軟性チップ２２２Ａの材質は、８６〜８７ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ５を適用してある。
【００６１】
硬性チップ２２２Ｂは、軟性チップ２２２Ａよりも硬性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における硬性チップ２２２Ｂの材質は、８７〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１であって、好ましくは８９〜９１ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ２を適用してある。
【００６２】
上記チップ２２２は、母材２２１をビット先端まで延在して設け、図１１および図１４に示すように正面から見て母材２２１の両側部および中央部に設けた切欠２２１Ａに配置してある。そして、外周保護ビット２２の両側部において、図１１および図１４の上方および側方に向けて開放する略Ｌ字形に切り欠いた切欠２２１Ａに対し、最も側方（外側）に軟性チップ２２２Ａを配置し、この軟性チップ２２２Ａの内側に硬性チップ２２２Ｂを積層して配置してある。この場合、軟性チップ２２２Ａと硬性チップ２２２Ｂとをろう付けによって相互に固着してある。また、外周保護ビット２２の中央部において、母材２２１のビット先端部に表出した部位の一部には、図１１および図１４の上方に向けて開放する切欠２２１Ａに対して硬性チップ２２２Ｂ、または硬性チップ２２２Ｂの超硬合金と同等な材料を配置してある。
【００６３】
チップ２２２と母材２２１との間には、接合材２２３が介在してある。接合材２２３は、軟性チップ２２２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２２２Ａよりも軟性の材質からなる。本実施の形態における接合材２２３の材質は、軟性チップ２２２Ａより軟らかく母材２２１よりも硬い超硬合金である。この接合材２２３は、軟性チップ２２２Ａおよび硬性チップ２２２Ｂ（硬性チップ２２２Ｂの超硬合金と同等な材料を含む）と、母材２２１との間に介在してろう付けによって相互の固着に供する。
【００６４】
図１１〜図１３に一点鎖線で示すように外周保護ビット２２の外部に表出する母材２２１の部位には、硬化肉盛２２４が設けてある。硬化肉盛２２４は、母材２２１よりも硬性であり軟性な材質の超硬合金からなる材料、または軟性チップ２２２Ａよりも軟性な材料であって、例えばＪＩＳ：Ｅ５より軟性の硬さＨＶ＝６００〜１０００の材質からなり、母材２２１の外面に直接および所定深さに切削して溶接によって設けてある。なお、軟性チップ２２２Ａよりも軟性な材料とは、マルテンサイト系、オーステナイト系、高マンガン・オーステナイト系、高クロム鉄系、タングステン炭化物系、のうちの１種類からなる材料である。
【００６５】
このように構成した他の構成の外周保護ビット２２は、図１１に示すように母材２２１を介してカッターフェイス１の盤面１１に溶接によって固定される。そして、カッターフェイス１の回転に際してチップ２２２の側方に配置した軟性チップ２２２Ａ側が地盤に当接して当該地盤を掘削することになる。すなわち、外周保護ビット２２は、硬性チップ２２２Ｂによって高い耐摩耗性が得られ、また硬性チップ２２２Ｂに加わる衝撃を軟性チップ２２２Ａが緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、外周保護ビット２２の長寿命化を図ることができ、外周保護ビット２２を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００６６】
また、上述した外周保護ビット２２は、軟性チップ２２２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２２２Ａよりも軟性の材質からなる接合材２２３を、チップ２２２と母材２２１との間に介在してろう付けしてある。すなわち、母材２２１は熱膨張が大きく、軟性チップ２２２Ａおよび硬性チップ２２２Ｂは熱膨張が小さいが、相互間の応力歪みを接合材２２３が緩和するので、チップ２２２（特に硬性チップ２２２Ｂ）にクラックを生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、上記構成の外周保護ビット２２の製造が容易になる。
【００６７】
さらに、上述した外周保護ビット２２は、外部に表出する母材２２１の部位に、硬化肉盛２２４が設けてある。硬化肉盛２２４は、母材２２１の摩耗止めとして作用する。この結果、外周保護ビット２２の長寿命化を図ることができ、外周保護ビット２２を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。また、上述した外周保護ビット２２は、母材２２１のビット先端部に表出した部位の一部に、接合材２２３を介して硬性チップ２２２Ｂ、または硬性チップ２２２Ｂの超硬合金と同等な材料を配置してある。この硬性チップ２２２Ｂ（硬性チップ２２２Ｂの超硬合金と同等な材料を含む）は、母材２２１の摩耗止めとして作用する。この結果、外周保護ビット２２の長寿命化を図ることができ、外周保護ビット２２を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００６８】
なお、図には明示しないが、上述した外周保護ビット２２において、軟性チップ２２２Ａや硬性チップ２２２Ｂは、ビット先端からビット基端に向けて複数に分割して設けてあり、ろう付けによって固着した構成としてもよい。この結果、掘削に際して分割した一部の軟性チップ２２２Ａや硬性チップ２２２Ｂが欠損しても、分割した他の軟性チップ２２２Ａや硬性チップ２２２Ｂが共に欠損する事態を防ぐので、外周保護ビット２２の長寿命化を図ることができ、外周保護ビット２２を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。また、軟性チップ２２２Ａおよび硬性チップ２２２Ｂを分割する場合には、それぞれビット先端からビット基端に向けて段違いに分割することが好ましい。これにより、軟性チップ２２２Ａおよび硬性チップ２２２Ｂが共に欠損する事態を防止できる。
【００６９】
なお、図には明示しないが、上述した外周保護ビット２２において、その中央部で母材２２１のビット先端部に表出した部位の一部には、図１１および図１４の上方に向けて開放する切欠２２１Ａに対して軟性チップ２２２Ａ、または軟性チップ２２２Ａの超硬合金と同等な材料を配置してもよい。この場合、軟性チップ２２２Ａ（軟性チップ２２２Ａの超硬合金と同等な材料を含む）と母材２２１との間に接合材２２３を介在させずにろう付けしてもよい。そして、このように配置した軟性チップ２２２Ａ（軟性チップ２２２Ａの超硬合金と同等な材料を含む）も母材２２１の摩耗止めとして作用する。この結果、外周保護ビット２２の長寿命化を図ることができ、外周保護ビット２２を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００７０】
次に、メインビット２３の実施の形態１を説明する。図１６は本発明に係るカッタービットであるメインビットの実施の形態１を示す側面図、図１７は図１６に示すメインビットの平面図である。
【００７１】
図１６および図１７に示すようにメインビット２３は、鋼材からなる母材２３１の先端に対して超硬合金からなるチップ２３２を配設してある。チップ２３２は、軟性チップ２３２Ａと、硬性チップ２３２Ｂとを有している。
【００７２】
軟性チップ２３２Ａは、比較的軟性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における軟性チップ２３２Ａの材質は、８６〜８７ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ５を適用してある。この軟性チップ２３２Ａには、図１６において上方から下方に向けて貫通する貫通孔２３２Ａａが設けてある。この貫通孔２３２Ａａは、本実施の形態では円形状の開口形に形成してあって複数（３箇所）設けてある。なお、貫通孔２３２Ａａの開口形は、円形状に限定されない。
【００７３】
硬性チップ２３２Ｂは、軟性チップ２３２Ａよりも硬性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における硬性チップ２３２Ｂの材質は、８７〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１であって、好ましくは８９〜９１ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ２を適用してある。この硬性チップ２３２Ｂは、軟性チップ２３２Ａの貫通孔２３２Ａａに開口形に合わせて挿通するように棒状に形成してある。すなわち、硬性チップ２３２Ｂは、本実施の形態では、円柱形状に形成してある。
【００７４】
上記チップ２３２は、軟性チップ２３２Ａと硬性チップ２３２Ｂとをろう付けによって相互に固着してある。このチップ２３２は、図１６に示すように側面から見て上方および先端に向けて開放する略Ｌ字形に切り欠いた切欠２３１Ａに対して配置してある。
【００７５】
チップ２３２と母材２３１との間には、接合材２３３が介在してある。接合材２３３は、軟性チップ２３２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２３２Ａよりも軟性の材質からなる。本実施の形態における接合材２３３の材質は、軟性チップ２３２Ａより軟らかく母材２３１よりも硬い超硬合金である。この接合材２３３は、軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂと、母材２３１との間に介在してろう付けによって相互の固着に供する。
【００７６】
なお、軟性チップ２３２Ａは、図１７に示すように側方に複数に分割して設けてあり、ろう付けによって固着した構成としてもよい。
【００７７】
このように構成したメインビット２３は、図には明示しないがチップ２３２を設けた側に相反する側の母材２３１の基端をカッターフェイス１の盤面１１にボルト止めによって固定される。そして、カッターフェイス１の回転に際してチップ２３２の先端（図１６の上端）である軟性チップ２３２Ａ側が地盤に当接して当該地盤を掘削することになる。すなわち、メインビット２３は、硬性チップ２３２Ｂによって高い耐摩耗性が得られ、また硬性チップ２３２Ｂに加わる衝撃を軟性チップ２３２Ａが緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、メインビット２３の長寿命化を図ることができ、メインビット２３を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００７８】
また、上述したメインビット２３は、軟性チップ２３２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２３２Ａよりも軟性の材質からなる接合材２３３を、チップ２３２と母材２３１との間に介在してろう付けしてある。すなわち、母材２３１は熱膨張が大きく、軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂは熱膨張が小さいが、相互間の応力歪みを接合材２３３が緩和するので、チップ２３２（特に硬性チップ２３２Ｂ）にクラックを生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、上記構成のメインビット２３の製造が容易になる。
【００７９】
また、上述したメインビット２３は、軟性チップ２３２Ａを複数に分割して設けてある。この結果、掘削に際して分割した一部の軟性チップ２３２Ａが欠損しても、分割した他の軟性チップ２３２Ａが共に欠損する事態を防ぐので、メインビット２３の長寿命化を図ることができ、メインビット２３を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００８０】
次に、メインビット２３の実施の形態２を説明する。図１８は本発明に係るカッタービットであるメインビットの実施の形態２を示す側面図、図１９は図１８に示すメインビットの平面図である。なお、メインビット２３の実施の形態２において、上述したメインビット２３の実施の形態１と同様の部分には、同一の符号を付す。
【００８１】
図１８および図１９に示すようにメインビット２３は、鋼材からなる母材２３１の先端に対して超硬合金からなるチップ２３２を配設してある。チップ２３２は、軟性チップ２３２Ａと、硬性チップ２３２Ｂとを有している。
【００８２】
軟性チップ２３２Ａは、比較的軟性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における軟性チップ２３２Ａの材質は、８６〜８７ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ５を適用してある。
【００８３】
硬性チップ２３２Ｂは、軟性チップ２３２Ａよりも硬性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における硬性チップ２３２Ｂの材質は、８７〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１であって、好ましくは８９〜９１ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ２を適用してある。
【００８４】
上記チップ２３２は、図１８の上方および先端に向けて開放する略Ｌ字形に切り欠いた切欠２３１Ａに対して配置してある。そして、最も先端側（外側）に軟性チップ２３２Ａを配置し、この軟性チップ２３２Ａの内側に硬性チップ２３２Ｂを積層し、さらに硬性チップ２３２Ｂの内側に軟性チップ２３２Ａを積層して軟性チップ２３２Ａで硬性チップ２３２Ｂを挟んだ形態で配置してある。この場合、軟性チップ２３２Ａと硬性チップ２３２Ｂとをろう付けによって相互に固着してある。
【００８５】
チップ２３２と母材２３１との間には、接合材２３３が介在してある。接合材２３３は、軟性チップ２３２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２３２Ａよりも軟性の材質からなる。本実施の形態における接合材２３３の材質は、軟性チップ２３２Ａより軟らかく母材２３１よりも硬い超硬合金である。この接合材２３３は、軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂと、母材２３１との間に介在してろう付けによって相互の固着に供する。
【００８６】
なお、積層した軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂは、図１９に示すように側方に複数に分割して設けてあり、ろう付けによって固着した構成としてもよい。さらに、積層した軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂは、図１８に示すように上下に複数に分割して設けてあり、ろう付けによって固着した構成としてもよい。
【００８７】
このように構成したメインビット２３は、図には明示しないがチップ２３２を設けた側に相反する側の母材２３１の基端をカッターフェイス１の盤面１１にボルト止めによって固定される。そして、カッターフェイス１の回転に際してチップ２３２の先端（図１８の上端）である軟性チップ２３２Ａ側が地盤に当接して当該地盤を掘削することになる。すなわち、メインビット２３は、硬性チップ２３２Ｂによって高い耐摩耗性が得られ、また硬性チップ２３２Ｂに加わる衝撃を軟性チップ２３２Ａが緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、メインビット２３の長寿命化を図ることができ、メインビット２３を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００８８】
また、上述したメインビット２３は、軟性チップ２３２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２３２Ａよりも軟性の材質からなる接合材２３３を、チップ２３２と母材２３１との間に介在してろう付けしてある。すなわち、母材２３１は熱膨張が大きく、軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂは熱膨張が小さいが、相互間の応力歪みを接合材２３３が緩和するので、チップ２３２（特に硬性チップ２３２Ｂ）にクラックを生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、上記構成のメインビット２３の製造が容易になる。
【００８９】
また、上述したメインビット２３は、積層した軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂを複数に分割して設けてある。この結果、掘削に際して分割した一部の軟性チップ２３２Ａまたは硬性チップ２３２Ｂが欠損しても、分割した他の軟性チップ２３２Ａまたは硬性チップ２３２Ｂが共に欠損する事態を防ぐので、メインビット２３の長寿命化を図ることができ、メインビット２３を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００９０】
次に、メインビット２３の実施の形態３を説明する。図２０は本発明に係るカッタービットであるメインビットの実施の形態３を示す先端から見た正面図、図２１は図２０に示すメインビットの側面図、図２２は図２０に示すメインビットの平面図である。なお、メインビット２３の実施の形態３において、上述したメインビット２３の実施の形態１と同様の部分には、同一の符号を付す。
【００９１】
図２０〜図２２に示すようにメインビット２３は、鋼材からなる母材２３１の先端に対して超硬合金からなるチップ２３２を配設してある。チップ２３２は、軟性チップ２３２Ａと、硬性チップ２３２Ｂとを有している。
【００９２】
軟性チップ２３２Ａは、比較的軟性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における軟性チップ２３２Ａの材質は、８６〜８７ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ５を適用してある。この軟性チップ２３２Ａには、図２１において先端から基端に向けて貫通する貫通孔２３２Ａａが設けてある。この貫通孔２３２Ａａは、本実施の形態では円形状の開口形に形成してあって複数（３箇所）設けてある。なお、貫通孔２３２Ａａの開口形は、円形状に限定されない。
【００９３】
硬性チップ２３２Ｂは、軟性チップ２３２Ａよりも硬性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における硬性チップ２３２Ｂの材質は、８７〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１であって、好ましくは８９〜９１ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ２を適用してある。この硬性チップ２３２Ｂは、軟性チップ２３２Ａの貫通孔２３２Ａａに開口形に合わせて挿通するように棒状に形成してある。すなわち、硬性チップ２３２Ｂは、本実施の形態では、円柱形状に形成してある。
【００９４】
上記チップ２３２は、軟性チップ２３２Ａと硬性チップ２３２Ｂとをろう付けによって相互に固着してある。このチップ２３２は、図２１に示すように側面から見て上方および先端に向けて開放する略Ｌ字形に切り欠いた切欠２３１Ａに対して配置してある。
【００９５】
チップ２３２と母材２３１との間には、接合材２３３が介在してある。接合材２３３は、軟性チップ２３２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２３２Ａよりも軟性の材質からなる。本実施の形態における接合材２３３の材質は、軟性チップ２３２Ａより軟らかく母材２３１よりも硬い超硬合金である。この接合材２３３は、軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂと、母材２３１との間に介在してろう付けによって相互の固着に供する。
【００９６】
このように構成したメインビット２３は、図には明示しないがチップ２３２を設けた側に相反する側の母材２３１の基端をカッターフェイス１の盤面１１にボルト止めによって固定される。そして、カッターフェイス１の回転に際してチップ２３２の先端（図１６の上端）である軟性チップ２３２Ａ側が地盤に当接して当該地盤を掘削することになる。すなわち、メインビット２３は、硬性チップ２３２Ｂによって高い耐摩耗性が得られ、また硬性チップ２３２Ｂに加わる衝撃を軟性チップ２３２Ａが緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、メインビット２３の長寿命化を図ることができ、メインビット２３を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【００９７】
また、上述したメインビット２３は、軟性チップ２３２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２３２Ａよりも軟性の材質からなる接合材２３３を、チップ２３２と母材２３１との間に介在してろう付けしてある。すなわち、母材２３１は熱膨張が大きく、軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂは熱膨張が小さいが、相互間の応力歪みを接合材２３３が緩和するので、チップ２３２（特に硬性チップ２３２Ｂ）にクラックを生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、上記構成のメインビット２３の製造が容易になる。
【００９８】
次に、メインビット２３の実施の形態４を説明する。図２３は本発明に係るカッタービットであるメインビットの実施の形態４を示す先端から見た正面図、図２４は図２３に示すメインビットの側面図、図２５は図２３に示すメインビットの平面図である。なお、メインビット２３の実施の形態４において、上述したメインビット２３の実施の形態１と同様の部分には、同一の符号を付す。
【００９９】
図２３〜図２５に示すようにメインビット２３は、鋼材からなる母材２３１の先端に対して超硬合金からなるチップ２３２を配設してある。チップ２３２は、軟性チップ２３２Ａと、硬性チップ２３２Ｂとを有している。
【０１００】
軟性チップ２３２Ａは、比較的軟性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における軟性チップ２３２Ａの材質は、８６〜８７ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ５を適用してある。
【０１０１】
硬性チップ２３２Ｂは、軟性チップ２３２Ａよりも硬性な材質の超硬合金からなる。本実施の形態における硬性チップ２３２Ｂの材質は、８７〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１であって、好ましくは８９〜９１ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ２を適用してある。
【０１０２】
上記チップ２３２は、図２４の上方および先端に向けて開放する略Ｌ字形に切り欠いた切欠２３１Ａに対して配置してある。そして、最も上側（外側）に軟性チップ２３２Ａを配置し、この軟性チップ２３２Ａの下側（内側）に硬性チップ２３２Ｂを積層し、さらに硬性チップ２３２Ｂの下側（内側）に軟性チップ２３２Ａを積層して軟性チップ２３２Ａで硬性チップ２３２Ｂを挟んだ形態で配置してある。この場合、軟性チップ２３２Ａと硬性チップ２３２Ｂとをろう付けによって相互に固着してある。
【０１０３】
チップ２３２と母材２３１との間には、接合材２３３が介在してある。接合材２３３は、軟性チップ２３２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２３２Ａよりも軟性の材質からなる。本実施の形態における接合材２３３の材質は、軟性チップ２３２Ａより軟らかく母材２３１よりも硬い超硬合金である。この接合材２３３は、軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂと、母材２３１との間に介在してろう付けによって相互の固着に供する。
【０１０４】
なお、積層した軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂは、図２５に示すように側方に複数に分割して設けてあり、ろう付けによって固着した構成としてもよい。さらに、積層した軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂは、図２４に示すように先端方向に複数に分割して設けてあり、ろう付けによって固着した構成としてもよい。
【０１０５】
このように構成したメインビット２３は、図には明示しないがチップ２３２を設けた側に相反する側の母材２３１の基端をカッターフェイス１の盤面１１にボルト止めによって固定される。そして、カッターフェイス１の回転に際してチップ２３２の先端（図２３の上端）である軟性チップ２３２Ａ側が地盤に当接して当該地盤を掘削することになる。すなわち、メインビット２３は、硬性チップ２３２Ｂによって高い耐摩耗性が得られ、また硬性チップ２３２Ｂに加わる衝撃を軟性チップ２３２Ａが緩衝するために耐衝撃性も向上する。この結果、メインビット２３の長寿命化を図ることができ、メインビット２３を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【０１０６】
また、上述したメインビット２３は、軟性チップ２３２Ａの超硬合金に材質が近似し当該軟性チップ２３２Ａよりも軟性の材質からなる接合材２３３を、チップ２３２と母材２３１との間に介在してろう付けしてある。すなわち、母材２３１は熱膨張が大きく、軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂは熱膨張が小さいが、相互間の応力歪みを接合材２３３が緩和するので、チップ２３２（特に硬性チップ２３２Ｂ）にクラックを生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、上記構成のメインビット２３の製造が容易になる。
【０１０７】
また、上述したメインビット２３は、積層した軟性チップ２３２Ａおよび硬性チップ２３２Ｂを複数に分割して設けてある。この結果、掘削に際して分割した一部の軟性チップ２３２Ａまたは硬性チップ２３２Ｂが欠損しても、分割した他の軟性チップ２３２Ａまたは硬性チップ２３２Ｂが共に欠損する事態を防ぐので、メインビット２３の長寿命化を図ることができ、メインビット２３を途中交換せずに長距離掘削を行うことが可能になる。
【０１０８】
ところで、図２６は一般的な従来のカッタービットである先行ビットを示す平面図、図２７は図２６に示す先行ビットの正面図である。図２６および図２７に示す一般的な先行ビット１００は、鋼材からなる母材１０１の先端両側部に主にＪＩＳ：Ｅ５（またはＥ３）の超硬合金からなるチップ１０２がろう付けによって固着してある。チップ１０２の大きさは、幅Ｗが２０ｍｍ〜４０ｍｍ、高さＴが２０ｍｍ〜６０ｍｍ、厚さＨが１０ｍｍ〜３０ｍｍである。この先行ビット１００に基づいて、例えば従前２ｋｍを交換なしで掘削するカッタービットに対し、１０ｋｍを交換なしで掘削する長距離掘削用の長寿命カッタービットを設計しようとすると、チップ１０２の大きさは、幅Ｗが２倍、高さＴが３倍〜１０倍、厚さＨが２倍〜３倍となる。すなわち、高さＴが高すぎて設計が困難になる。しかし、上述した本発明に係るカッタービット（例えば先行ビット２１）では、Ｅ５の材質の軟性チップ２１２Ａと、Ｅ４〜Ｅ１（好ましくはＥ２）の材質の硬性チップ２１２Ｂとを併用し、かつ、各チップ２１２Ａ，２１２Ｂと母材２１１との間に接合材２１３を介在してろう付けした。この結果、高い耐摩耗性および耐衝撃性を備えた長距離掘削用の長寿命カッタービット（例えば先行ビット２１）が得られるとともに、チップ２１２の高さＨを一般的なチップ１０２に対して２倍程度の大きさで設計することが可能になる。
【０１０９】
このように、上述したカッタービットでは、長寿命化を実現して、長距離掘削に際して途中交換を不要にすることが可能になる。また、長寿命化によって交換用のカッタービットを備えた機械式交換装置が不要になるため、掘削機の構成を簡素化してコストを低減することが可能になる。さらに、機械的交換装置を収めることのできない中口径（カッターフェイス直径５ｍ〜７ｍ程度）の掘削機でも長距離掘削を行うことが可能になる。
【０１１０】
なお、図には明示しないが、カッタービットであるセンタービット２４においても、上述した先行ビット２１、外周保護ビット２２あるいはメインビット２３と同様の構成とすることが可能である。
【０１１１】
なお、上述した各実施の形態では、軟性チップ２１２Ａ、２２２Ａ，２３２Ａの材質を８６〜８７ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ５を適用し、硬性チップ２１２Ｂ，２２２Ｂ，２３２Ｂの材質を８７〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ４〜Ｅ１（好ましくは８９〜９１ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ２）を適用してあるが、これに限定されない。例えば、軟性チップ２１２Ａ、２２２Ａ，２３２Ａの材質を８７〜８８ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ４を適用し、硬性チップ２１２Ｂ，２２２Ｂ，２３２Ｂの材質を８８〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ３〜Ｅ１（好ましくはＪＩＳ：Ｅ２）を適用してもよい。さらに、軟性チップ２１２Ａ、２２２Ａ，２３２Ａの材質を８８〜８９ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ３を適用し、硬性チップ２１２Ｂ，２２２Ｂ，２３２Ｂの材質を８９〜９２ＨＲＡの硬さであるＪＩＳ：Ｅ２〜Ｅ１（好ましくはＪＩＳ：Ｅ２）を適用してもよい。また、軟性チップ２１２Ａ、２２２Ａ，２３２Ａの材質を８４〜８９ＨＲＡの硬さとし、硬性チップ２１２Ｂ，２２２Ｂ，２３２Ｂの材質を８５〜９２ＨＲＡの硬さとしてもよい。
【０１１２】
また、上述した各実施の形態において、軟性チップ２１２Ａ、２２２Ａ，２３２Ａと、硬性チップ２１２Ｂ，２２２Ｂ，２３２Ｂと、接合材２１３，２２３，２３３とを予めろう付けや拡散接合によって接合したチップ２１２，２２２，２３２を、母材２１１，２２１，２３１に対してろう付けしてもよい。このようにすれば、チップ２１２，２２２，２３２と母材２１１，２２１，２３１との相互間の応力歪みを緩和するので、製造途中でチップ２１２，２２２，２３２（特に硬性チップ２１２Ｂ，２２２Ｂ，２３２Ｂ）にクラックを生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、上記構成の長寿命カッタービット（２１，２２，２３）の製造が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明に係るカッタービットを適用したカッターフェイスを盤面側から見た図である。
【図２】本発明に係るカッタービットである先行ビットの実施の形態１を示す正面図である。
【図３】図２に示す先行ビットの平面図である。
【図４】図２に示す先行ビットの側面図である。
【図５】図３におけるＩ―Ｉ断面図である。
【図６】図２に示す先行ビットの他の例を示す断面図である。
【図７】本発明に係るカッタービットである先行ビットの実施の形態２を示す正面図である。
【図８】図７に示す先行ビットの平面図である。
【図９】図７に示す先行ビットの側面図である。
【図１０】図８におけるII―II断面図である。
【図１１】本発明に係るカッタービットである外周保護ビットの実施の形態を示す正面図である。
【図１２】図１１に示す外周保護ビットの平面図である。
【図１３】図１１に示す外周保護ビットの側面図である。
【図１４】図１３におけるIII―III断面図である。
【図１５】図１１におけるIＶ―IＶ断面図である。
【図１６】本発明に係るカッタービットであるメインビットの実施の形態１を示す側面図である。
【図１７】図１６に示すメインビットの平面図である。
【図１８】本発明に係るカッタービットであるメインビットの実施の形態２を示す側面図である。
【図１９】図１８に示すメインビットの平面図である。
【図２０】本発明に係るカッタービットであるメインビットの実施の形態３を示す先端から見た正面図である。
【図２１】図２０に示すメインビットの側面図である。
【図２２】図２０に示すメインビットの平面図である。
【図２３】本発明に係るカッタービットであるメインビットの実施の形態４を示す先端から見た正面図である。
【図２４】図２３に示すメインビットの側面図である。
【図２５】図２３に示すメインビットの平面図である。
【図２６】一般的な従来のカッタービットである先行ビットを示す平面図である。
【図２７】図２６に示す先行ビットの正面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１    カッターフェイス
１１    盤面
１２    開口部
２１    先行ビット
２１１    母材
２１１Ａ    切欠
２１２    チップ
２１２Ａ    軟性チップ
２１２Ａａ    貫通孔
２１２Ｂ    硬性チップ
２１３    接合材
２１３Ａ    補強部
２１４    硬化肉盛
２２    外周保護ビット
２２１    母材
２２１Ａ    切欠
２２２    チップ
２２２Ａ    軟性チップ
２２２Ｂ    硬性チップ
２２３    接合材
２２４    硬化肉盛
２３    メインビット
２３Ａ    カッタービット
２３Ｂ    トリムビット
２３１    母材
２３１Ａ    切欠
２３２    チップ
２３２Ａ    軟性チップ
２３２Ａａ    貫通孔
２３２Ｂ    硬性チップ
２３３    接合材
２４    センタービット
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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