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JPH06100068B2 - Cutter head of shield excavator and disk cutter used for the cutter head - Google Patents

Cutter head of shield excavator and disk cutter used for the cutter head

Info

Publication number
JPH06100068B2
JPH06100068B2 JP25201489A JP25201489A JPH06100068B2 JP H06100068 B2 JPH06100068 B2 JP H06100068B2 JP 25201489 A JP25201489 A JP 25201489A JP 25201489 A JP25201489 A JP 25201489A JP H06100068 B2 JPH06100068 B2 JP H06100068B2
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JP
Japan
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cutter
tip
disc
cutter head
disk
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JP25201489A
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Inventor
泰昭 石川
竹志 吉田
英嗣 山崎
伸好 玉地
茂 熊倉
智 鈴木
猛雄 飯田
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、巨礫の破砕とひねり起す掘削とに適したシー
ルド掘削機のカッタヘッドおよび該カッタヘッドに用い
るディスクカッタに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cutter head of a shield excavator suitable for crushing boulders and excavation with twisting, and a disk cutter used for the cutter head.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

巨礫まじり地層を掘削するシールド掘削機としては、下
記の理由により前部の多数のディスクカッタを装着した
ドーム状カッタヘッドを持つシールド掘削機が一般に使
用されている。
A shield excavator having a dome-shaped cutter head equipped with a large number of front disk cutters is generally used as a shield excavator for excavating a boulder-mixed stratum.

(i)ドーム状カッタヘッドの最外周部までディスクカ
ッタを配置して礫を掘り起こしたり破砕したりするた
め。
(I) In order to dig up and crush gravel by arranging the disk cutter up to the outermost peripheral portion of the dome-shaped cutter head.

(ii)ドーム状カッタヘッドの最外周部まで開口部を設
けて礫を機内に取り込むため。
(Ii) In order to take gravel into the machine by providing an opening up to the outermost peripheral portion of the dome-shaped cutter head.

(iii)切羽上部の礫を取り込んだり、切羽周囲の孔壁
に礫を押し込んだりしやすくするため。
(Iii) To make it easier to take in the gravel above the face and push the gravel into the hole wall around the face.

第6図,第7図にディスクカッタを装着したドーム状カ
ッタヘッドを持つシールド掘削機の従来例を示す。
6 and 7 show a conventional example of a shield excavator having a dome-shaped cutter head equipped with a disk cutter.

図において、1はシールド掘削機本体で、前部に多数の
ディスクカッタ2Bを装着したドーム状カッタヘッド3が
設けられており、このカッタヘッド3を回転駆動源4に
より回転させて地山18を掘削するようになっている。カ
ッタヘッド3の後方には隔壁1aとシール機構8,9,10によ
り本体1内と区画された密封構造のカッタヘッドチャン
バ6が設けられていて、ディスクカッタ2Bにより破砕さ
れた礫は、カッタヘッド3の前面に設けられた開口部3a
からカッタヘッドチャンバ6内に取り込まれ、ここから
スクリュウコンベヤ7により本体1の後方へ搬出される
ようになっている。また、礫の排出をスクリュウコンベ
ア7のかわりに泥水の循環(図示省略)により行なうシ
ールド掘削機もある。
In the figure, reference numeral 1 is a shield excavator main body, which is provided with a dome-shaped cutter head 3 having a large number of disk cutters 2B mounted on the front portion thereof. It is supposed to be excavated. Behind the cutter head 3, there is provided a cutter head chamber 6 of a sealed structure which is partitioned from the inside of the main body 1 by a partition wall 1a and sealing mechanisms 8, 9 and 10, and gravel crushed by the disc cutter 2B is cut by the cutter head 3. Opening 3a provided on the front surface of 3
It is taken in from the cutter head chamber 6 to the rear of the main body 1 by the screw conveyor 7. There is also a shield excavator that discharges gravel by circulating muddy water (not shown) instead of the screw conveyor 7.

ディスクカッタ2Bは、ディスクとよばれる山形断面の刃
部を単列あるいは複列に設けた回転掘削具で、第6図に
示すようにディスク枚数が2枚あるいは3枚で隣り合う
ディスク径が等しいシリンダ形のツインディスクカッタ
あるいはトライディスクカッタで刃先を焼入れしたもの
や刃先に超硬チップの埋め込んだもの、あるいはディス
ク枚数が1枚のシングルディスクカッタで刃先を焼入れ
したものが一般に使用されている。また、カッタヘッド
3のドーム曲面部に装着するディスクカッタ2Bの他の例
としては、ディスク枚数が2枚あるいは3枚で隣り合う
ディスク径が異なる切頭円錐形のツインディスクカッタ
あるいはトライディスクカッタで刃先を焼入れしたもの
や刃先に超硬チップを埋め込んだものを使用することも
ある。
The disc cutter 2B is a rotary excavator in which single-row or double-row blades with a mountain-shaped cross section called a disc are provided. As shown in FIG. 6, the number of discs is two or three and the diameters of adjacent discs are equal. It is generally used that the blade tip is hardened with a cylinder type twin disc cutter or tri-disc cutter, the blade tip is embedded with a cemented carbide tip, or the blade tip is hardened with a single disc cutter having one disc. Another example of the disc cutter 2B mounted on the curved dome portion of the cutter head 3 is a truncated conical twin disc cutter or tri-disc cutter having two or three discs with different disc diameters. There are also cases where the blade edge is hardened or a cemented carbide tip is embedded in the blade edge.

次に、これら各種カッタのさらに詳しい内容と巨礫の破
砕機構について説明する。
Next, more detailed contents of these various cutters and a crushing mechanism of boulders will be described.

第8図は従来使われているディスクカッタの代表的な例
を示したもので、(a)は焼入れ刃先型のシリンダ形ツ
インディスクカッタ、(b)は焼入れ刃先型の切頭円錐
形トライディスクカッタ、(c)は超硬チップ埋込み刃
先型のシリンダ形ツインディスクカッタ、(d)は超硬
チップ埋込み刃先型の切頭円錐形トライディスクカッタ
の外観図である。これらのディスクカッタ2Bは、内蔵し
たベアリングを介して軸23に回転自在に支持され、軸23
を図示しないフレームに固定した状態でカッタヘッド3
に装着されるようになっている。
FIG. 8 shows a typical example of a conventionally used disc cutter. (A) is a hardened blade type cylinder type twin disc cutter, (b) is a hardened blade type frustoconical tri-disc. FIG. 3 is a view of a cutter, (c) is a cylinder type twin disc cutter with a cemented carbide tip embedded cutting edge type, and (d) is an external view of a frustoconical tri-disc cutter with a cemented carbide tip embedded cutting edge type. These disc cutters 2B are rotatably supported by a shaft 23 through a built-in bearing,
With the cutter head 3 fixed to a frame (not shown)
It is designed to be attached to.

焼入れ刃先型カッタは、刃先を別物として交換できる長
所があり、刃先角度は掘削性と刃先寿命や強度のかね合
いから一般に90゜〜105゜で、刃先形状は対称形であ
る。
The quenching blade tip type cutter has the advantage that the blade tip can be replaced as a separate item, and the blade tip angle is generally 90 ° to 105 ° due to the trade-off between excavability, blade life and strength, and the blade tip shape is symmetrical.

超硬チップ埋込み刃先型カッタは、焼入れ刃先型より超
硬チップの硬度が高いことから耐摩耗性にすぐれてお
り、やはり刃先角度は一般に90゜〜105゜(刃先角度90
゜以下の例もある)で、刃先形状は対称形である。超硬
チップ21の形状には、先端が丸いドーム形と先端が尖っ
たチゼル形とがあるが、巨礫破砕用にはチゼル形でチッ
プを埋込んだものが適している。
Carbide tip embedded cutting edge type cutters have superior wear resistance because the hardness of the carbide tips is higher than the hardened cutting edge type cutters, and the cutting edge angle is generally 90 ° to 105 ° (cutting edge angle 90
In some cases, the cutting edge shape is symmetrical. The cemented carbide tip 21 has a dome shape with a round tip and a chisel shape with a sharp tip, but a chisel shape with a tip embedded is suitable for crushing boulders.

切頭円錐形カッタは、ディスク枚数が複数枚のディスク
カッタで、隣り合うディスクのうちカッタヘッドの中心
に近い内側のディスク径をカッタヘッドの中心から遠い
外側のディスク径より小さくしたものである。すなわ
ち、第9図に示すように、カッタの外形をなす円錐24の
頂点をカッタヘッド中心のカッタ公転軸25に近付けるほ
ど、カッタが転動する際の内側のディスクと外側のディ
スクの自,公転の回転ずれが小さくなり、スリップが小
さくなることから、カッタ刃先の摩耗を少なくし、巨礫
を現位置から動かさずに破砕する効果を狙ったものとい
える。
The frusto-conical cutter is a disc cutter having a plurality of discs, in which the inner disc diameter of adjacent discs near the center of the cutter head is smaller than the outer disc diameter of the disc far from the center of the cutter head. That is, as shown in FIG. 9, the closer the apex of the cone 24, which is the outer shape of the cutter, to the cutter revolving shaft 25 at the center of the cutter head, the closer the inner and outer discs rotate when the cutter rolls. It can be said that the aim is to reduce the abrasion of the cutter blade edge and to crush the boulder without moving it from the current position, because the rotation deviation of the blade becomes smaller and the slip becomes smaller.

これらのディスクカッタによる巨礫の主破砕機構は、第
10図(a),(b)に示すように、シールド掘削機のあ
り余る推力でカッタ刃先を巨礫31に押し付け回転させる
ことにより、巨礫にV溝やクラック32を形成し、さらに
隣り合うディスク間で圧縮方向には強いがせん断方向に
は弱い巨礫31にくさび効果を利用して、隣接破砕とよば
れるせん断方向の破砕33を起こさせることにある。但
し、この主破砕機構により巨礫に隣接破砕を起させるた
めには、巨礫を包みこんでいる周囲の地山が推力による
押付力や回転力による転動力に対して、巨礫が埋没した
り移動したりしない程度の反力をとれるだけの強度をも
っている必要がある。
The main crushing mechanism of boulders by these disk cutters is
As shown in Figs. 10 (a) and 10 (b), the cutter blade edge is pressed against the boulder 31 by the excessive thrust of the shield excavator and rotated to form a V groove or a crack 32 in the boulder, and further between adjacent disks. Therefore, the wedge effect is applied to boulder 31 that is strong in the compression direction but weak in the shear direction to cause crushing 33 in the shear direction called adjacent crushing. However, in order to cause adjacent crushing of boulders by this main crushing mechanism, the surrounding rocks surrounding the boulders are buried or moved due to the pushing force by the thrust and the rolling force by the rotational force. It is necessary to have a strength enough to take a reaction force that does not cause a lump.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来使われているディスクカッタには次のような欠点が
ある。
Conventionally used disk cutters have the following drawbacks.

(1) シングルディスクカッタ(焼入れ刃先型)の欠
点 主としてカッタヘッドチャンバが密閉形でない開放
形で、かつカッタヘッド回転数が大きい岩盤用トンネル
掘削機に用いられている。これをカッタヘッドチャンバ
が密閉形でスクリュウコンベア遠で排土するシールド掘
削機に適用すると、ディスクカッタ自体の大きさとカッ
タヘッドの礫取込み用開口部を確保するためのスペース
上の制約から、巨礫に隣接破砕を起こさせるような数多
くのディスクを装備することが他のディスクカッタより
困難である。
(1) Disadvantages of a single disk cutter (hardened blade tip type) It is mainly used in a rock tunnel excavator whose cutter head chamber is not a closed type and has a large cutter head rotation speed. If this is applied to a shield excavator that has a closed cutter head chamber and discharges soil away from the screw conveyor, it will result in boulders due to the size of the disk cutter itself and the space constraints for securing an opening for the cutter head to collect debris. It is more difficult than other disc cutters to equip a large number of discs that cause adjacent crushing.

単列の刃では、必ずしも刃先が礫の中心に当るとは
限らないので、刃先が転動してくる度に礫が動いて、V
溝やクラックが形成されにくく、巨礫をうまく破砕でき
ない。
With a single-row blade, the blade tip does not always hit the center of the gravel, so the gravel moves each time the blade tip rolls,
Grooves and cracks are hard to form, and boulders cannot be crushed well.

超硬チップ埋込み型刃先より硬度の低い焼入れ型刃
先であるため、転動距離が長いドーム曲面部のディスク
カッタ(フラットヘッド部のディスクカッタに比べ転動
距離が2倍以上)として使用する場合、刃先の寿命が短
く、掘進途中で刃先リングの交換を必要とする。
Since it is a quenching type cutting edge with a hardness lower than that of a cemented carbide tip embedded type cutting edge, when used as a dome curved surface disk cutter with a long rolling distance (twice the rolling distance compared to the flat head disk cutter), The life of the cutting edge is short and it is necessary to replace the cutting edge ring during excavation.

ドーム曲面部に装着した場合、第11図に示すように
カッタ軸が掘進方向と直角の垂直切羽面19より最大70゜
程度傾斜することになり、刃先がドーム掘削面30と直角
の方向に向いてしまうため、小礫を切羽周囲の孔壁に押
し込むことはできても、孔壁に押し込めないような巨礫
に対しては、刃先の方向が掘進方向から大きくはずれ、
巨礫に線でなく面(しかも垂直切羽面19より掘進方向に
出張った面)26で当ることになる。
When mounted on the curved surface of the dome, as shown in Fig. 11, the cutter axis inclines up to 70 ° from the vertical facet 19 which is perpendicular to the excavation direction, and the cutting edge faces in the direction perpendicular to the dome excavation surface 30. Therefore, even if it is possible to push small pebbles into the hole wall around the face, but for boulders that cannot be pushed into the hole wall, the direction of the cutting edge deviates greatly from the excavation direction,
The boulders are hit with a surface (and a surface that travels in the direction of excavation from the vertical facet 19) 26 rather than a line.

巨礫を包みこんでいる周囲の地山強度が高い巨礫まじり
地層の場合には、巨礫が動かないため十二分な推力と回
転力を伝えられるから、巨礫に面26で当っても面26によ
るくさび効果を利用して巨礫を破砕することができる。
In the case of a boulder-mixed stratum that encloses boulders and has a high ground strength, since boulders do not move, sufficient thrust and rotational force can be transmitted. Boulders can be crushed using the wedge effect.

しかし、一般に巨礫まじり地層には巨礫を包みこんでい
る周囲の地山強度が弱い場合が多く、この場合は巨礫が
動くために十二分な推力と回転力を伝えられないから、
面26で当ると、巨礫への食い込み性が悪く、面26による
くさび効果がドーム掘削面30にうまく働かず巨礫をうま
く破砕することができない。
However, in general, there are many cases where the strength of the surrounding rocks that enclose boulders is weak in the boulder-mixed stratum, and in this case, because the boulders move, sufficient thrust and rotational force cannot be transmitted,
When hitting the surface 26, the biteability to the boulder is poor, and the wedge effect of the surface 26 does not work well on the dome excavation surface 30 and the boulder cannot be crushed well.

また、巨礫が動かない程度まで推力を増していこうとす
ると、刃先が十分貫入しない状態でシールド掘削機が持
つ数百tもの推力が特定のディスクカッタに集中して加
わって、刃先やカッタ内蔵ベアリングが破損してしま
う。さらに、切羽下部の巨礫を破砕できないと、掘削機
が巨礫にのり上げる恐れもある。
Also, if you try to increase the thrust to the extent that boulders do not move, the shield excavator's hundreds of tons of thrust are concentrated and applied to a specific disc cutter with the blade tip not fully penetrating, and the blade tip and the bearing with built-in cutter are attached. Will be damaged. Furthermore, if the boulders under the face cannot be crushed, the excavator may climb up to the boulders.

一方、ディスクカッタを装着したシールド掘削機と岩盤
用トンネル掘削機のカッタヘッド外周部の回転スピード
を比較してみると、前者は後者のトンネル掘削機の場合
の1/5程度の約20m/minとなっている。これは密閉形カッ
タチャンバのシール機構の回転による摩擦(熱)に対す
る強度上の制約などの為である。
On the other hand, comparing the rotation speed of the cutter head outer circumference of the shield excavator equipped with a disk cutter and the rock tunnel excavator, the former is about 20 m / min which is about 1/5 of the latter tunnel excavator. Has become. This is because of a restriction on the strength against friction (heat) due to the rotation of the sealing mechanism of the closed cutter chamber.

このように、第11図のシールド掘削機のカッタヘッド外
周部のディスクカッタ2Bの回転スピードはトンネル掘削
機の場合の1/5程度の小さいため、掘進速度を確保する
ためには、推力をまして1回転当りの巨礫への食い込み
を大きくする必要があるが、食い込み性の悪いディスク
カッタに対して推力を増していくと、前にも述べたよう
に刃先が十分貫入しない状態でシールド掘削機がもつ過
大な推力が特定のディスクカッタに集中して加わって、
刃先や内蔵ベアリングが破損してしまう。また、刃先や
内蔵ベアリングが破損しないように推力を低く抑える
と、食い込みが悪くなり、巨礫を破砕するために必要な
パス数(刃先の通過する回数)が多く必要となる一方、
回転スピードは遅い為、掘進速度が小さくなってしま
う。
In this way, the rotational speed of the disk cutter 2B on the outer peripheral portion of the cutter head of the shield excavator in FIG. 11 is about 1/5 that of a tunnel excavator, which is smaller than that of the tunnel excavator. It is necessary to increase the bite into the boulder per revolution, but if the thrust is increased with respect to the disc cutter with poor biteability, the shield excavator with the blade edge not fully penetrating as described above. The excessive thrust that it has concentrates on a specific disc cutter and adds,
The cutting edge and built-in bearing will be damaged. In addition, if the thrust is kept low to prevent damage to the cutting edge and built-in bearing, biting will deteriorate and a large number of passes (the number of times the cutting edge passes) will be required to crush boulders, while
Since the rotation speed is slow, the digging speed becomes small.

(2) シリンダ形のツインディスクカッタあるいはト
ライディスクカッタ(焼入れ刃先型)の欠点 (1)の,の欠点は解消されるが、(1)の,
と同じ欠点を有するほか、次のの欠点を有する。
(2) Disadvantages of cylinder type twin disc cutter or try disc cutter (quenching edge type) Although the disadvantages of (1) and (1) are solved,
In addition to the same drawbacks as above, it has the following drawbacks.

カッタヘッドの中心に近い内側のディスクとカッタ
ヘッドの中心から遠い外側のディスクの自,公転の回転
ずれが大きいため、カッタがスリップして摩耗したり、
転動してくる度に巨礫を動かしてうまく破砕できない。
Since the inner disk near the center of the cutter head and the outer disk far from the center of the cutter head have large rotational deviations between their own and revolution, the cutter slips and wears,
Every time it rolls, it cannot move well by moving boulders.

(3) 切頭円錐形のツインディスクカッタあるいはト
ライディスクカッタ(焼入れ刃先型)の欠点 (1)の,および(2)のの欠点は解消される
が、(1)の,と同じ欠点を有する。
(3) The drawbacks of the truncated cone twin disc cutter or the tri-disc cutter (quenched blade edge type), the drawbacks of (1) and (2) are solved, but they have the same drawbacks of (1). .

(4) 切頭円錐形のツインディスクカッタあるいはト
ライディスクカッタ(超硬チップ埋込み刃先型)の欠点 (1)の,,および(2)のの欠点は解消され
るが、(1)のと同じ欠点を有する。
(4) Disadvantages of frustoconical twin disc cutter or tri-disc cutter (carbide tip embedded cutting edge type) The disadvantages of (1) and (2) are solved, but the same as (1) It has drawbacks.

これは、第12図に示すように、超硬チップ21が切頭円錐
形の円錐面と直角方向に埋め込まれており、かつチップ
刃先形状が対称のチゼル形であるため、(1)ので述
べたのと同様に、ドーム曲面部では刃先が掘進方向から
大きくはずれ、巨礫に面で当ることによる。
This is described in (1) because the cemented carbide tip 21 is embedded in a direction perpendicular to the conical surface of the frusto-conical shape and the tip edge shape is symmetrical as shown in FIG. In the same way as in the case of the dome, the edge of the curved surface of the dome deviates greatly from the direction of excavation and hits the boulder.

さらに、次のの欠点を有する。Further, it has the following drawbacks.

礫の硬さにもよるが、一般に硬い超硬チップ21が摩
耗限界に達する前に、より硬度の低いチップ周辺の母材
20が摩耗してしまい、超硬チップ21が脱落する傾向があ
る。
Although it depends on the hardness of the gravel, before the hard carbide tip 21 which is generally hard reaches the wear limit, the base material around the tip with a lower hardness
The carbide tip 21 tends to be worn out and the carbide tip 21 tends to fall off.

以上述べたように、従来のドーム状カッタヘッドは、ド
ーム曲面部に装着するディスクカッタに(1),
(2),(3),(4)のいずれのディスクカッタを使
用しても、巨礫を包みこんでいる周囲の地山強度が弱い
場合は巨礫を十分に破砕できないという大きな欠点を有
していた。
As described above, the conventional dome-shaped cutter head is used for the disk cutter mounted on the dome curved surface (1),
Even if any of the disc cutters (2), (3) and (4) is used, it has a big drawback that the boulder cannot be sufficiently crushed when the strength of the surrounding rock surrounding the boulder is weak. It was

本発明の目的は、ドーム曲面部に装着するディスクカッ
タを、巨礫を包みこんでいる周囲の地山強度が弱い場合
でも巨礫に対して小さい推力で食い込むような食い込み
性の良いものとし、第10図に示すくさび効果の外に新た
に巨礫を掘進方向に積極的にひねり起す掘削効果を併せ
て与えることにより、必要最低限の推力で能率よく巨礫
を十分に破砕できるようにしたシールド掘削機のカッタ
ヘッドおよび該カッタヘッドに用いるディスクカッタを
提供することにある。
An object of the present invention is to make the disk cutter mounted on the dome curved surface part have good biteability such that it bites into boulders with a small thrust even when the surrounding natural strength surrounding the boulders is weak. In addition to the wedge effect shown in the figure, by adding a new excavation effect that newly causes boulders to actively twist in the direction of excavation, a shield excavator capable of efficiently crushing boulders efficiently with the minimum necessary thrust. It is an object to provide a cutter head and a disk cutter used for the cutter head.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために請求項1記載の発明は、シー
ルド掘削機本体の前部に設けられ、ドーム曲面部に超硬
チップに埋め込んだディスクカッタが多数装着されたド
ーム状カッタヘッドにおいて、ドーム曲面部に装着する
ディスクカッタの超硬チップを掘進方向に向いた面とそ
の反対側の面とで形成される刃先を持つチゼル形チップ
とし、該チップをその掘進方向に向いた面がチップ先端
を含む掘進方向と直角の面より出張らないような角度で
カッタ母材中に埋め込んだことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is a dome-shaped cutter head which is provided in a front part of a shield excavator main body and in which a large number of disk cutters embedded in a cemented carbide tip are mounted on a curved surface of a dome. A hard tip of a disk cutter to be mounted on a curved surface is a chisel-shaped tip having a cutting edge formed by a surface facing the excavation direction and a surface on the opposite side, and the tip facing the excavation direction is the tip end of the tip. It is characterized in that it is embedded in the cutter base metal at an angle that prevents business trips from a plane perpendicular to the direction of excavation including.

また、請求項4記載の発明は、シールド掘削機本体の前
部に設けられたドーム状カッタヘッドのドーム曲面部に
多数装着して使用される超硬チップ埋め込み刃先型ディ
スクカッタにおいて、該ディスクカッタの超硬チップを
使用状態で掘進方向に向いた面とその反対側の面とで形
成される刃先を持つチゼル形チップとし、該チップをそ
の掘進方向に向いた面がチップ先端を含む掘進方向と直
角の面より出張らないような角度でカッタ母材中に埋め
込んだことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cemented carbide tip-embedded cutting edge type disc cutter, which is used by mounting a large number on a dome curved surface portion of a dome-shaped cutter head provided at a front portion of a shield excavator body. In the state of use, a chisel-shaped tip having a cutting edge formed by a surface facing the excavation direction and a surface opposite to the cemented carbide tip is used, and the surface facing the excavation direction includes the tip of the tip. It is characterized in that it is embedded in the cutter base material at an angle so that it will not travel on the right angle.

〔作用〕[Action]

ドーム曲面部に装着するディスクカッタの超硬チップの
埋込み方向とチップ刃先形状を上記のようにすることに
より、巨礫を包みこんでいる周囲の地山強度が弱く巨礫
が動くため十二分な推力と回転力を伝えられない巨礫ま
じり地層における孔壁に押し込めないような巨礫に対し
てチップ刃先がより掘進方向に近い角度で、しかも面で
なく線で当るため、きわめて小さい推力で食い込むよう
な食い込み性の良いものとなるので、くさび効果を利用
して巨礫を十分に破砕することができるとともに、新た
に巨礫を掘進方向に向いているチップ刃先と刃先との間
で掘進方向に積極的にひねり起す掘削効果を併せて与え
ることにより周囲の地山強度が弱い巨礫まじり地層の巨
礫も必要最低限の推力で十分破砕することができる。
By setting the embedding direction of the cemented carbide tip of the disk cutter attached to the dome curved surface and the shape of the tip of the tip as described above, the strength of the surrounding rock surrounding the boulder is weak and the boulder moves more than enough thrust. And the turning force cannot be transmitted to the boulder that cannot be pushed into the hole wall in the stratum, the tip edge of the tip hits the line more closely than the excavation direction, and not the surface, but bites with an extremely small thrust. Since it has good properties, it is possible to sufficiently crush boulders using the wedge effect, and actively twist the boulders in the excavation direction between the tip and the cutting edge that are newly oriented in the excavation direction. By also providing the excavation effect that occurs, it is possible to sufficiently crush the boulders in the boulder-mixed strata with weak ground strength with the minimum necessary thrust.

また、周囲の地山強度がある程度得られるような巨礫ま
じり地層においては、従来のディスクカッタと同程度の
推力を加えることにより、本発明によるディスクカッタ
の食い込み性が良いことから、少ないパス数(刃先が通
過する回数)で巨礫を破砕することが可能となり、回転
スピードの小さいシールド掘削機においても、大きな掘
進速度を得ることができる。
Further, in a boulder-mixed stratum such that the surrounding ground strength can be obtained to some extent, by applying the same thrust as that of the conventional disc cutter, the disc cutter according to the present invention has a good biting property, and thus a small number of passes ( The boulder can be crushed depending on the number of times the blade edge passes), and a large excavation speed can be obtained even in a shield excavator having a low rotation speed.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に、礫の排出をスクリュウコンベアや泥水の循環
により行なうシールド掘削機のカッタヘッドのドーム曲
面部に装着するディスクカッタを本発明による超硬チッ
プ埋込み刃先型の切頭円錐形トライディスクカッタとし
た実施例を示す。本実施例の切頭円錐形トライディスク
カッタとしての基本的構成は従来使われているものと同
じであり、第1図は超硬チップ21を埋め込んだディスク
カッタ2Aの刃部のみを断面で示したものである。
FIG. 1 shows a disk cutter to be mounted on the dome curved surface of the cutter head of a shield excavator which discharges gravel by a screw conveyor or circulation of muddy water, according to the present invention. The following is an example. The basic configuration of the frustoconical tri-disc cutter of this embodiment is the same as that conventionally used, and FIG. 1 shows only the blade portion of the disc cutter 2A in which the carbide tip 21 is embedded in cross section. It is a thing.

第1図において、18は掘削対象となる地山、19は超硬チ
ップ21のチップ先端を含み、掘進方向と直角の垂直切羽
面、30はカッタヘッド3とドーム曲面部のディスクカッ
タ2Aによって形成されるドーム掘削面である。
In FIG. 1, 18 is a ground to be excavated, 19 is a vertical facet which includes the tip of a carbide tip 21 and is perpendicular to the direction of excavation, 30 is formed by a cutter head 3 and a disk cutter 2A of a dome curved surface portion. It is a dome excavation surface.

ディスクカッタ2Aに埋め込む超硬チップ21としては、掘
進方向に向いた面21aとその反対側の面21bとで形成され
る刃先を持つチゼル形チップ(第3図参照)が用いられ
ている。チップ刃先のくさび効果が掘進方向に働き、チ
ップ刃先の食い込み性が良くなるように、超硬チップ21
の刃先を掘進方向に向ける。すなわち、チップの掘進方
向に向いた面21aには、垂直切羽面19より出張らないよ
うに、すくい角α(α≧0度、本実施例ではα=0度)
を与え、またチップの反対側の面21bには、掘削抵抗と
ならないように、ドーム掘削面30に対する逃げ角β(β
>5度、本実施例ではβ=30度)を与えている。βは大
きくなるほど面21bの当りが弱くなり、掘削抵抗小とな
る。また、チップの埋め込み方向とチップの掘進方向に
向いた面21aのなす角度θと、チップ埋め込み方向と
前記チップの反対側の面21bのなす角度θとが、θ
>θ(ドーム曲面部の最外周カッタの本実施例ではθ
=30度、θ=60度)であるような非対称のチップ刃
削形状とする。
As the cemented carbide tip 21 to be embedded in the disc cutter 2A, a chisel-shaped tip (see FIG. 3) having a cutting edge formed by a surface 21a facing the excavation direction and a surface 21b on the opposite side thereof is used. Carbide tip 21 so that the wedge effect of the tip edge works in the direction of excavation and improves the biteability of the tip edge.
Point the cutting edge of to the direction of digging. That is, the rake angle α (α ≧ 0 degree, in this embodiment α = 0 degree) is set on the surface 21a of the chip facing the excavation direction so as not to travel beyond the vertical facet 19.
In addition, on the surface 21b on the opposite side of the tip, the clearance angle β (β
> 5 degrees, β = 30 degrees in this embodiment). The larger β becomes, the weaker the contact with the surface 21b becomes, and the smaller the excavation resistance becomes. Further, an angle θ 1 formed by the surface 21a facing the chip embedding direction and the chip excavation direction and an angle θ 2 formed by the chip embedding direction and the surface 21b on the opposite side of the chip are θ 2
> Θ 1 (θ in the present embodiment of the outermost peripheral cutter on the dome curved surface portion)
1 = 30 degrees, θ 2 = 60 degrees).

超硬チップ21のチップ刃先形状を上記のようにすると、
第12図に示す従来の超硬チップ埋め込み刃先型ディスク
カッタに比べ、チップ刃先が巨礫に対してより掘進方向
に近い角度で、しかも面ではなく線で当たるようになる
ため、きわめて小さい推力で食い込むような食い込み性
がよいものとなることは明らかである。さらに、新たに
巨礫を掘進方向にすくい角をもって向いているチップ刃
先と刃先との間で掘進方向に積極的にひねりおこす掘削
効果を併せて与えることが出来るから周囲の地山強度が
弱い巨礫まじり地層の巨礫も必要最低限の推力で能率よ
く十分破砕することができる。
When the tip edge shape of the carbide tip 21 is set as above,
Compared to the conventional cemented carbide tip-embedded cutting edge type disc cutter shown in Fig. 12, the tip edge comes into contact with boulders at an angle closer to the excavation direction and with a line rather than a surface, so it bites with an extremely small thrust. It is clear that such biteability is good. In addition, since a new digging effect that positively twists in the digging direction between the tip and the cutting edge of the boulder facing the digging direction in the digging direction can be given, the surrounding ground strength is weak. The boulders in the formation can be efficiently and sufficiently crushed with the minimum required thrust.

また、上記のようにチップ刃先形状を非対称形とするこ
とにより、超硬チップ21を保持する母材の厚さを十分確
保しつつ、ディスクカッタ刃先間の谷部の逃げ27を大き
くすることが可能となり、超硬チップ埋め込み刃先型デ
ィスクカッタの寿命に大きな影響を与える母材摩耗によ
るチップ脱落を防止する上でも、掘削面が掘進の妨げに
ならない点でも効果がある。即ち、もし、第13図(a)
に示すように、θ=θ(図示例ではθ=θ=45
度)とした対称形状の標準チップを用いて、チップの掘
進方向に向いた面21aには、垂直切羽面19より出張らな
いように、すくい角α(α≧0度、図示例ではα=0
度)を与え、またチップの反対側の面21bには、掘削抵
抗とならないように、ドーム掘削面30に対する逃げ角β
(β>5度、図示例ではβ=30度)を与えると、チップ
を保持するためにチップの背面側の母材を厚くする必要
が生じる。一方、ディスクカッタの掘削で礫等の破砕片
が生じる過程において、掘削面がディスクカッタの刃先
間の谷部に盛り上がるように形成されるため、ディスク
カッタの谷部の逃げ27が小さい場合、破砕片が生ずる前
に掘削面とディスクカッタの谷部がせってしまい、掘進
を妨げる恐れがある。また、このθ=θの対称チッ
プを用いて、第13図(b)の上記の非対称チップを使用
した場合と同様の谷部の逃げ27をとったとすると、チッ
プを保持する母材の厚さが薄くなり、チップの脱落が問
題となる。従って、第13図(b)に示すように、上記の
非対称チップを用いることにより超硬チップ21を保持す
る母材の厚さを十分確保しつつ、ディスクカッタ刃先間
の谷部の逃げ27を大きくすることができる。
Further, by making the tip edge shape asymmetrical as described above, it is possible to increase the clearance 27 of the valley portion between the disk cutter blade edges while ensuring a sufficient thickness of the base material holding the carbide tip 21. It is possible to prevent the chips from falling off due to the wear of the base material, which has a great influence on the service life of the cutting edge type disk cutter with a super hard chip embedded therein, and is also effective in that the excavation surface does not hinder the excavation. That is, if Fig. 13 (a)
, Θ 1 = θ 2 (in the illustrated example, θ 1 = θ 2 = 45
), A rake angle α (α ≧ 0 °, α = 0 ° in the illustrated example) so that the face 21a facing the excavation direction of the chip does not travel beyond the vertical facet 19. 0
The clearance angle β with respect to the dome excavation surface 30 is given to the surface 21b on the opposite side of the tip to prevent excavation resistance.
If (β> 5 degrees, β = 30 degrees in the illustrated example) is given, it becomes necessary to thicken the base material on the back surface side of the chip in order to hold the chip. On the other hand, when crushed pieces such as gravel are generated during excavation of the disc cutter, the excavation surface is formed so as to rise in the valley between the cutting edges of the disc cutter, so if the clearance 27 in the valley of the disc cutter is small, crush There is a risk that the excavation surface and the valley of the disc cutter will fall before the fragments are generated, which will hinder the excavation. Further, if the same clearance 27 as in the case of using the asymmetrical tip shown in FIG. 13 (b) is taken by using this symmetric tip of θ 1 = θ 2 , the base material holding the tip is Since the thickness becomes thin, chipping off becomes a problem. Therefore, as shown in FIG. 13 (b), by using the above-mentioned asymmetric tip, the clearance 27 between the disc cutter blade edges can be eliminated while ensuring a sufficient thickness of the base material holding the cemented carbide tip 21. Can be large.

本実施例では、さらに母材摩耗対策として、同じディス
クのチップとチップの間の面およびディスク側面に母材
より硬度の高い表面硬装肉盛22を施し補強している。第
2図は第1図のA矢視図で表面硬装肉盛22を施した部分
に斜線を付して示す。
In the present embodiment, as a measure against wear of the base material, surface hard facing 22 having a hardness higher than that of the base material is applied to the surfaces of the same disk between the chips and the side surface of the disk for reinforcement. FIG. 2 is a view showing the surface-hardened overlay 22 in the arrow A view of FIG. 1 with diagonal lines.

第4図は本発明によるディスクカッタを装着したカッタ
ヘッドのドーム曲面部の断面図で、ドーム曲面部のディ
スクカッタを、ディスク枚数が3枚のドライディスクカ
ッタで、かつ隣り合うディスクのうちカッタヘッドの中
心に近い内側のディスク径を外側のディスク径より小さ
くした切頭円錐形カッタとし、そのカッタに埋め込む超
硬チップの埋込み方向とチップ刃先形状を第1図のよう
にしたディスクカッタ2Aをカッタヘッド3のドーム曲面
部に多数(本図にはその中の3個を示す)装着し、これ
らのディスクカッタによってドーム掘削面30を形成する
ようにした例である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a dome curved surface portion of a cutter head equipped with a disk cutter according to the present invention. The disk cutter on the dome curved surface portion is a dry disk cutter having three disks, and the cutter head among adjacent disks. The disc cutter 2A has a frustoconical cutter in which the inner disc diameter near the center of the is smaller than the outer disc diameter, and the embedding direction of the cemented carbide tip embedded in the cutter and the tip edge shape are as shown in Fig. 1. This is an example in which a large number (three of which are shown in the figure) are mounted on the curved dome portion of the head 3 and the dome excavation surface 30 is formed by these disk cutters.

第5図は本発明によるディスクカッタを装着したドーム
状カッタヘッドの一例を示す正面図で、カッタヘッド3
の外周部であるドーム曲面部に装着するディスクカッタ
は、切頭円錐形のトライディスクカッタで、そのカッタ
に埋め込む超硬チップの埋込み方向とチップ刃先形状を
第1図のようにしたディスクカッタ2Aとし、ドーム曲面
部より内側のフラットヘッド部に装着するディスクカッ
タは、従来使われているものと同じ焼入れ刃先型で隣り
合うディスク径が等しいシリンダ形ディスクカッタ(あ
るいはカッタ軸と直角方向に超硬チップを埋め込み、か
つチップ刃先形状を対称形とした超硬チップ埋込み刃先
型のシリンダ形ディスクカッタ)2Bとしたものである。
FIG. 5 is a front view showing an example of a dome-shaped cutter head equipped with a disc cutter according to the present invention, which is a cutter head 3
The disk cutter to be attached to the dome curved surface that is the outer peripheral part of the disk is a frusto-conical tri-disk cutter. The embedding direction of the cemented carbide tip and the tip shape of the tip are as shown in Fig. 1. The disk cutter to be mounted on the flat head inside the dome curved surface is the same quenching blade type as the one used in the past and is a cylinder type disk cutter with the same diameter of adjacent disks (or cemented carbide in the direction perpendicular to the cutter axis). This is a cemented carbide tip-embedded tip type cylindrical disk cutter) 2B in which the tip is embedded and the tip edge shape is symmetrical.

第5図において、3aはカッタヘッド3の礫取込み用開口
部、3bはカッタヘッド3に取り付けられたカッタビッ
ト、3cはカッタヘッド前面の表面硬装肉盛部(斜線を付
して示す)である。
In FIG. 5, 3a is an opening for taking in the gravel of the cutter head 3, 3b is a cutter bit attached to the cutter head 3, and 3c is a surface hard facing portion (shown with diagonal lines) on the front surface of the cutter head. is there.

第14図に、ゲージカッタに関する一実施例を示す。本実
施例のゲージカッタは、ゲージカッタの最外周の刃先
に、刃先の背面側21bのトンネル内周面40に対する逃げ
角γ(γ≧0、本実施例ではγ=10度)を与え、かつ、
内周側の刃先は本発明による刃先を採用したものであ
る。すなわち、ゲージカッタにおいては最外周の刃先の
背面側は、より内周側の刃先の様にドーム状の掘削面で
はなくて、掘削された円形断面のトンネルの内周面を向
く様になる。ここで、ゲージカッタの最外周の刃先より
外周側には、最外周の刃先の背面側の礫を隣接破砕して
くれる刃先がない。もし最外周の刃先が掘進方向より外
側に張り出しており、かつ強度の大きい礫の出現が予想
される様な地山が対象の場合は、刃先の背面側で礫を圧
砕せざるを得ず、掘進の抵抗となる恐れがある。この様
な場合は、ゲージカッタの最外周の刃先に関して、トン
ネルの内周面に対して刃先の背面側が掘進方向に対して
抵抗とならないように、ゲージカッタの最外周の刃先の
背面側のトンネル内周面に対する逃げ角γ(γ≧0)を
与えた方がよい場合がある。
FIG. 14 shows an example of the gauge cutter. The gauge cutter of this embodiment provides the outermost blade edge of the gauge cutter with a clearance angle γ (γ ≧ 0, γ = 10 degrees in this embodiment) with respect to the tunnel inner peripheral surface 40 on the back side 21b of the blade tip, and ,
The cutting edge according to the present invention is adopted as the cutting edge on the inner peripheral side. That is, in the gauge cutter, the back surface side of the outermost blade edge faces the inner peripheral surface of the excavated circular section tunnel, not the dome-shaped excavation surface like the inner peripheral blade edge. Here, there is no cutting edge on the outer peripheral side of the outermost cutting edge of the gauge cutter that crushes adjacent gravel on the back side of the outermost cutting edge. If the cutting edge of the outermost periphery is protruding outward from the excavation direction, and if the ground is such that strong gravel is expected to appear, there is no choice but to crush the gravel on the back side of the cutting edge, There is a risk of resistance to digging. In such a case, regarding the outermost cutting edge of the gauge cutter, the tunnel on the rear side of the outermost cutting edge of the gauge cutter should be set so that the rear side of the cutting edge does not resist the excavation direction with respect to the inner peripheral surface of the tunnel. It may be better to give a clearance angle γ (γ ≧ 0) to the inner peripheral surface.

なお、本明細書中のドーム曲面部なる用語は、ドーム状
カッタヘッドのフラットヘッド部(掘進方向と直角な平
面部)と区別するために名付けたもので、フラットヘッ
ド部周辺の通常曲面に形成されている部分を指すが、そ
のディスクカッタを装着した部分が局部的に平面に形成
されていようとも、実質的に均質の域を出るものではな
い。
Note that the term dome curved surface portion in this specification is named to distinguish it from the flat head portion of the dome-shaped cutter head (a flat surface portion perpendicular to the direction of excavation), and is formed on a normal curved surface around the flat head portion. However, even if the portion on which the disc cutter is mounted is locally formed in a flat surface, it does not leave a substantially homogeneous region.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、下記の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.

(1) カッタヘッドのドーム曲面部に装着するディス
クカッタの超硬チップを掘進方向に向いた面とその反対
側の面とで形成される刃先を持つチゼル形チップとし、
該チップを、その掘進方向に向いた面がチップ先端を含
む掘進方向と直角の面より出張らないような角度で前記
ディスクカッタに埋め込むことにより、巨礫を包みこん
でいる周囲の地山強度が弱く、巨礫が動くため十二分な
推力と回転力を伝えられない巨礫まじり地層における孔
壁に押し込めないような巨礫に対してチップ刃先がより
掘進方向に近い角度で当るようになるので、くさび効果
を十分に発揮させることができ、貫入抵抗も小さい。す
なわち、巨礫に対して刃先が面でなく線で当るため、き
わめて食い込み性が良いものとなり、くさび効果を利用
して巨礫をうまく破砕できるという大きな効果をもたら
すとともに、新たに巨礫を掘進方向にすくい角をもって
向いているチップ刃先と刃先との間で掘進方向に積極的
にひねり起す掘削効果も併せてもたらすので、巨礫も必
要最低限の推力で能率よく十分破砕することができる。
したがって、刃先が貫入しない状態で掘削機のあり余る
推力が集中して加わることにより、カッタの刃先や内蔵
ベアリングが破損することを防止でき、また掘削機が破
砕できない巨礫にのり上げてしまう恐れもなくなる。さ
らに、チップ刃先形状を、チップ埋め込み方向に対して
前記掘進方向に向いた面のなす角度θと前記反対側の
面のなす角度θとがθ>θであるような非対称形
とすることで、食い込み性を良くするとともに、チップ
を保持する母材の厚さを十分確保できるため、母材摩耗
によるチップ脱落を防止する上でも効果がある。
(1) A chisel-shaped tip having a cutting edge formed by a surface of a hard disk tip of a disk cutter to be mounted on the curved surface of the dome of the cutter head and a surface on the opposite side,
By embedding the chip in the disc cutter at an angle such that the surface facing the direction of excavation does not travel than the surface at right angles to the direction of excavation including the tip of the chip, the strength of the surrounding rock surrounding the boulder is increased. Since the boulders are weak and the thrust and rotational force cannot be transmitted because the boulders move, the tip blade edge will hit the boulders that cannot be pushed into the hole wall in the stratum in the formation at an angle closer to the excavation direction. The effect can be fully exerted and the penetration resistance is small. That is, since the cutting edge hits against the boulder with a line rather than a surface, it has extremely good biteability, and has a great effect that the boulder can be crushed well by utilizing the wedge effect, and a new boulder is scooped in the direction of excavation. Since an excavation effect of positively twisting and raising in the excavation direction is also provided between the tip edge and the edge pointed at an angle, boulders can be efficiently and sufficiently crushed with the minimum necessary thrust.
Therefore, the excessive thrust of the excavator is concentrated in a state where the blade edge does not penetrate, and it is possible to prevent the blade edge of the cutter and the built-in bearing from being damaged, and the excavator may also climb up to crushed boulders. Disappear. Further, the tip edge shape is an asymmetrical shape such that the angle θ 1 formed by the surface facing the excavation direction with respect to the chip embedding direction and the angle θ 2 formed by the opposite surface are θ 2 > θ 1. By doing so, it is possible to improve the biteability and to secure a sufficient thickness of the base material that holds the chips, which is also effective in preventing the chips from falling off due to wear of the base material.

(2) 焼入れ刃先より硬度の高い超硬チップ埋込み刃
先としたため、転動距離の長いドーム曲面部のディスク
カッタを長寿命とすることができ、焼入れ刃先のように
推進途中で刃先を交換する必要がない。
(2) Since the blade tip has a cemented carbide tip with a hardness higher than that of the quenching blade tip, the disk cutter on the dome curved surface with a long rolling distance can have a long life, and it is necessary to replace the blade tip during propulsion like the quenching blade tip. There is no.

(3) カッタヘッドのドーム曲面部に装着するディス
クカッタをツインディスクカッタあるいはトライディス
クカッタとすることにより、礫取込み用の開口部を十分
確保しながら、巨礫に対して隣接破砕を起こさせること
ができ、また2枚あるいは3枚の刃で当るために巨礫が
動きにくいから、V溝やクラックが形成されやすく、破
砕効果が大きい。特に、本発明のようにドーム曲面部の
カッタ刃先が推進方向に近い角度で巨礫に当るようにす
ると、刃先の食い込みにより一層巨礫が動きにくくなる
ので効果的である。
(3) By using a twin disk cutter or a tri-disk cutter as the disk cutter to be mounted on the curved surface of the dome of the cutter head, it is possible to cause adjacent crushing of boulders while ensuring a sufficient opening for gravel intake. Since it can be done, and the boulder is hard to move because it is hit by two or three blades, V grooves and cracks are easily formed, and the crushing effect is great. In particular, when the cutter blade edge of the dome curved surface portion hits the boulder at an angle close to the propelling direction as in the present invention, it is effective because the boulder becomes more difficult to move due to the biting of the blade edge.

(4) ドーム曲面部のディスクカッタを切頭円錐形カ
ッタとすることにより、カッタヘッド径方向の内側ディ
スクと外側ディスクの自,公転の回転ずれが小さくなる
ので、カッタのスリップが小さくなり、摩耗しにくい。
また、カッタのスリップが小さいと、巨礫を現位置から
動かす作用が小さくなり、巨礫をうまく隣接破砕するこ
とができる。特に、本発明のようにドーム曲面部のカッ
タ刃先が推進方向に近い角度で巨礫に当るようにする
と、貫入抵抗が小さいから刃先の摩耗が少なく、かつ刃
先の食い込みにより一層巨礫が動きにくくなるので、破
砕効果はさらに大きくなる。
(4) By using a frusto-conical cutter as the disk cutter on the dome curved surface, the inner disk and the outer disk in the radial direction of the cutter head have a smaller rotational deviation between their own rotation and revolution, which reduces the slippage of the cutter and reduces wear. Hard to do.
Further, when the cutter has a small slip, the action of moving the boulder from the current position becomes small, and the boulder can be crushed adjacently. In particular, when the cutter blade edge of the dome curved surface portion hits the boulder at an angle close to the propulsion direction as in the present invention, the penetration resistance is small, the blade edge is less worn, and the boulder becomes harder to move due to the bite of the blade edge. , The crushing effect is even greater.

(5) 超硬チップを埋め込んだカッタの同じディスク
のチップとチップの間の面およびディスク側面に表面硬
装肉盛を施し補強することにより、チップが摩耗限界に
達する前にチップ周辺の母材が摩耗してチップ脱落に至
ることを防止できる。また、母材摩耗対策としては、上
記したチップとチップの間の面およびディスク側面に別
の超硬チップを埋め込むことも考えられるが、それより
も経済性にすぐれている。
(5) Base metal around the tip before the tip reaches the wear limit by applying hard facing to the surface of the same disc of the cutter with the cemented carbide tip embedded between the tips and the side of the disc to reinforce the surface. It is possible to prevent the chips from being worn and the chips coming off. Further, as a measure against the wear of the base material, it is possible to embed another cemented carbide tip on the surface between the tips and the side surface of the disk, but it is more economical than that.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第5図は本発明の実施例を示す図で、第1図は
ドーム曲面部に装着するディスクカッタの要部断面図、
第2図は第1図のA矢視図、第3図はディスクカッタに
埋め込む超硬チップの斜視図、第4図はディスクカッタ
を装着したドーム曲面部の断面図、第5図はディスクカ
ッタを装着したカッタヘッドの正面図、第6図は巨礫破
砕用シールド掘削機の従来例を示す断面図、第7図はそ
のカッタヘッド正面図、第8図は従来使われているディ
スクカッタの代表例を示す外観図、第9図は切頭円錐形
カッタの説明図、第10図は巨礫破砕機構の説明図、第11
図および第12図は従来使われているディスクカッタの掘
削状態を示す要部断面図、第13図は対称チップと非対称
チップの比較説明用断面図、第14図はゲージカッタに関
する本発明の一実施例の断面図である。 1……シールド掘削機本体、2A……本発明によるディス
クカッタ、2B……従来使われているディスクカッタ、3
……ドーム状カッタヘッド、19……垂直切羽面、20……
カッタ母材、21……超硬チップ、21a……チップの掘進
方向に向いた面、21b……チップの反対側の面、22……
表面硬装肉盛、27……ディスクカッタ刃先間の谷部の逃
げ、30……ドーム掘削面、40……トンネルの内周面。
1 to 5 are views showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a sectional view of a main part of a disk cutter mounted on a curved surface of a dome,
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of a cemented carbide tip embedded in a disc cutter, FIG. 4 is a cross-sectional view of a curved surface of a dome on which the disc cutter is mounted, and FIG. 5 is a disc cutter. Fig. 6 is a front view of a cutter head equipped with a blade, Fig. 6 is a cross-sectional view showing a conventional example of a shield excavator for crushing boulders, Fig. 7 is a front view of the cutter head, and Fig. 8 is a typical disk cutter used in the past. An external view showing an example, FIG. 9 is an explanatory view of a frustoconical cutter, FIG. 10 is an explanatory view of a boulder crushing mechanism, and FIG.
FIG. 12 and FIG. 12 are cross-sectional views of a main part showing an excavated state of a conventional disk cutter, FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a comparison between a symmetrical tip and an asymmetrical tip, and FIG. It is sectional drawing of an Example. 1 ... shield excavator main body, 2A ... disk cutter according to the present invention, 2B ... conventionally used disk cutter, 3
...... Dome-like cutter head, 19 ...... Vertical face, 20 ......
Cutter base material, 21 …… Carbide chip, 21a …… Surface of the chip facing the excavation direction, 21b …… Surface opposite to the chip, 22 ……
Hard facing surface, 27 …… Escape of valley between disc cutter edges, 30 …… Dome excavation surface, 40 …… Inner surface of tunnel.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 竹志 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 山崎 英嗣 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 玉地 伸好 茨城県古河市下山町2丁目544番地 (72)発明者 熊倉 茂 茨城県猿島郡総和町稲宮879―2 (72)発明者 鈴木 智 東京都港区高輪3丁目23番14号 日本通信 建設株式会社内 (72)発明者 飯田 猛雄 東京都港区高輪3丁目23番14号 日本通信 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−6498(JP,A) 特開 昭54−154135(JP,A) 特開 昭63−122896(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Yoshida 650 Jinrachicho, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture Tsuchiura Plant, Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Ceremony Company Tsuchiura Plant (72) Inventor Nobuyoshi Tamachi 2-544 Shimoyama-cho, Furukawa City, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Shigeru Kumakura 879-2 Inamiya, Sowa-cho, Sarushima-gun, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Satoshi Suzuki Tokyo 3-23-14 Takanawa, Minato-ku, Japan Communications Construction Co., Ltd. (72) Inventor Takeo Iida 3-23-14, Takanawa, Minato-ku, Tokyo, Japan Communications Construction Co., Ltd. (56) Reference JP-A-64-6498 (JP, A) JP-A-54-154135 (JP, A) JP-A-63-122896 (JP, A)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シールド掘削機本体の前部に設けられ、ド
ーム曲面部に超硬チップを埋め込んだディスクカッタが
多数装着されたドーム状カッタヘッドにおいて、ドーム
曲面部に装着するディスクカッタの超硬チップを掘進方
向に向いた面とその反対側の面とで形成される刃先を持
つチゼル形チップとし、該チップをその掘進方向に向い
た面がチップ先端を含む掘進方向と直角の面より出張ら
ないような角度でカッタ母材中に埋め込んだことを特徴
とするシールド掘削機のカッタヘッド。
1. A dome-shaped cutter head provided in the front part of a shield excavator main body, wherein a large number of disk cutters having cemented carbide tips embedded in the dome curved surface portion are mounted. The tip is a chisel-shaped tip having a cutting edge formed by a surface facing the excavation direction and a surface on the opposite side, and the surface of the tip facing the excavation direction travels from a surface perpendicular to the excavation direction including the tip of the chip. A cutter head for a shield excavator, which is characterized in that it is embedded in the cutter base material at an angle that does not prevent it.
【請求項2】前記超硬チップの刃先形状を、チップ埋込
み方向に対して前記掘進方向に向いた面のなす角度θ
と前記反対側の面のなす角度θとがθ>θである
ような非対称形としたことを特徴とする請求項1記載の
シールド掘削機のカッタヘッド。
Wherein a cutting edge shape of the hard tip, the angle of the surface facing the excavation direction the chip embedded direction theta 1
The cutter head for a shield excavator according to claim 1, wherein the angle θ 2 formed by the opposite surface and the opposite surface is asymmetrical such that θ 1 > θ 2 .
【請求項3】前記ドーム曲面部に装着するディスクカッ
タを、ディスク枚数が2枚あるいは3枚のツインディス
クカッタあるいはトライディスクカッタで、かつ隣り合
うディスクのうちカッタヘッドの中心に近い方のディス
クの径をカッタヘッドの中心から遠い方のディスクの径
より小さくした切頭円錐形カッタとし、その各ディスク
に前記超硬チップを埋め込んだディスクカッタを装着し
た請求項1または2記載のシールド掘削機のカッタヘッ
ド。
3. A disc cutter to be mounted on the curved surface of the dome is a twin disc cutter or a tri-disc cutter having two or three discs, and the disc that is closer to the center of the cutter head among adjacent discs. 3. A shield excavator according to claim 1 or 2, wherein a frusto-conical cutter having a diameter smaller than that of a disk farther from the center of the cutter head is provided, and each disk is equipped with a disk cutter having the cemented carbide tip embedded therein. Cutter head.
【請求項4】シールド掘削機本体の前部に設けられたド
ーム状カッタヘッドのドーム曲面部に多数装着して使用
される超硬チップ埋め込み刃先型ディスクカッタにおい
て、該ディスクカッタの超硬チップを使用状態で掘進方
向に向いた面とその反対側の面とで形成される刃先を持
つチゼル形チップとし、該チップをその掘進方向に向い
た面がチップ先端を含む掘進方向と直角の面より出張ら
ないような角度でカッタ母材中に埋め込んだことを特徴
とするシールド掘削機のカッタヘッド用ディスクカッ
タ。
4. A cemented carbide tip-embedded cutting edge type disc cutter, which is used by mounting a large number on a dome curved surface portion of a dome-shaped cutter head provided in the front part of a shield excavator main body, wherein the cemented carbide tip of the disc cutter is A chisel-shaped tip having a cutting edge formed by a surface facing the excavation direction in use and a surface opposite to the excavation direction, and the surface facing the excavation direction of the tip is a plane perpendicular to the excavation direction including the tip of the tip. A disc cutter for a cutter head of a shield excavator, which is embedded in the cutter base material at an angle so as not to travel.
【請求項5】前記超硬チップの刃先形状を、チップ埋め
込み方向に対して前記掘進方向に向いた面のなす角度θ
と前記反対側の面のなす角度θとがθ>θであ
るような非対称形としたことを特徴とする請求項4記載
のシールド掘削機のカッタヘッド用ディスクカッタ。
5. An angle θ formed by the surface of the cutting edge of the cemented carbide tip with respect to the chip embedding direction facing the excavation direction.
5. The disk cutter for a cutter head of a shield excavator according to claim 4, wherein the angle θ 2 formed by 1 and the opposite surface is asymmetrical such that θ 2 > θ 1 .
【請求項6】前記ディスクカッタを、ディスク枚数が2
枚あるいは3枚のツインディスクカッタあるいはトライ
ディスクカッタで、かつ隣り合うディスクのうちカッタ
ヘッドの中心に近い方のディスクの径をカッタヘッドの
中心から遠い方のディスクの径より小さくした切頭円錐
形カッタとし、その各ディスクに前記超硬チップを埋め
込んだ請求項4または5記載のシールド掘削機のカッタ
ヘッド用ディスクカッタ。
6. The number of disks is 2 for the disk cutter.
3 or 3 twin disc cutters or tri-disc cutters, and a frusto-conical shape in which the diameter of the disc adjacent to the center of the cutter head is smaller than the diameter of the disc far from the center of the cutter head 6. A disk cutter for a cutter head of a shield excavator according to claim 4, wherein the cutter is a cutter, and each of the disks is embedded with the carbide tip.
【請求項7】前記ディスクカッタの同じディスクに埋め
込んだ超硬チップと超硬チップの間の面およびディスク
側面に表面硬装肉盛を施し補強した請求項4〜6のいず
れかに記載のシールド掘削機のカッタヘッド用ディスク
カッタ。
7. The shield according to any one of claims 4 to 6, wherein a surface between the cemented carbide chips embedded in the same disc of the disc cutter and a side face of the disc are hardened by hardfacing. Disk cutter for cutter head of excavator.
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