JP2938401B2 - 硬質壁切削用カッターおよびシールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるＮＯＭＳ
Ｔ工法によってシールド掘進機を発進させる場合に同工
法特有の高強度のコンクリート部材（ＮＯＭＳＴ部材）
を切削するなど、硬質壁の切削に好適なカッター（カッ
タービット）、およびそのようなカッターを備えるシー
ルド掘進機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機によってトンネルを掘削
する場合、同掘進機は、図４のような立坑Ａの内部から
発進させる。立坑Ａは、所定の深さにまで地上から穴を
掘り、内面に土留めの壁Ａ１を築いたうえ、必要な高さ
に発進用架台Ａ４を設置したものである。シールド掘進
機１は最前部に備える回転式のカッターディスク２によ
って地中を掘削するものだが、発進時には、このような
立坑Ａ内に入れられ、発進用架台Ａ４を後ろ向きに押し
ながらカッターディスク２を回転させることにより、土
留め壁Ａ１の一部を削って先への掘削を開始する。

【０００３】立坑の土留め壁Ａ１としては、内部に鉄筋
を配したコンクリートの壁をめぐらせたうえその内側に
支保Ａ３としての鉄骨を組んでいるが、シールド掘進機
１の発進経路にあたる部分（発進部分Ａ５）には、鉄骨
や鉄筋などを配置することができない。掘進機１のカッ
ターディスク２には地山を削るカッター（カッタービッ
ト）が多数取り付けられているものの、それらカッター
によっては鉄を削ることが不可能だからである。

【０００４】したがって土留め壁Ａ１のうち発進部分Ａ
５には、内側の支保Ａ３として、掘進機１の発進の際に
取り外しが可能な鉄骨が配置されるとともに、つぎのよ
うな工夫が施されている。すなわち、a)発進部分Ａ５の
コンクリート内には鉄筋類を含めないこととし、それに
よる壁の強度低下を補うため、発進に先だって当該部分
Ａ５の先の土砂に薬液を注入し地盤改良を施すか、b)鉄
筋に代わる補強部材を含んでいて、地盤改良を必要とし
ないほど高強度のコンクリート部材（掘進機１のカッタ
ーによって切削可能であるいわゆるＮＯＭＳＴ部材）に
よりその部分の壁を築くか−である。b)の工法は最近
開発されたものでＮＯＭＳＴ工法などと呼ばれ、特開平
６−１０８７７９号公報などに記載がある。a)の工法を
とる場合には地盤改良にかなりのコストを要すること等
から、近年ではb)の採用されるケースが増加しつつあ
る。

【０００５】上記b)の工法が採用される場合、シールド
掘進機１は、a)の場合とは違ってかなり高強度の（した
がって硬質の）コンクリート壁（硬質壁Ｂ）を掘削しな
いと発進することができない。そのため従来は、硬質壁
Ｂの切削に好適と考えられる図５のようなカッター（カ
ッタービット）３０がカッターディスク２上に複数取り
付けられ使用されている。このカッター３０は、図５
(ｃ)のように、中央部にエッジ３３を有するＶ字状（図
５(ｃ)の向きに見ると逆Ｖ字状）の切れ刃３２を有して
おり、発進部分Ａ５（図４）に設けられた硬質壁Ｂに対
して図５(ｄ)のようにＶ字状の溝Ｂｘを形成しながら切
削を進める。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したＮＯＭＳＴ部
材などの硬質壁を図５のようなカッターによって実際に
切削してみると、切削抵抗は比較的小さいものの切削の
能率がかなり低いことがわかる。切削能率が低いのは、
カッター３０の切れ刃３２には中央部にしかエッジ３３
がないため、図５(ｄ)のように複数条の溝Ｂｘを並列に
形成したとき、壁に割れを引き起こすクラックＢｚの起
点となる溝のコーナー部同士がかなり離れてしまうこ
と、また溝Ｂｘの間に残る硬質壁（被削材）の部分Ｂｙ
が先細り（基部太り）の台形状であって横向きの力を受
けても折れにくいこと、などに原因があると考えられ
る。切削能率が低いと、シールド掘進機がその硬質壁を
掘削するのに時間がかかり、またそのカッターディスク
上に配置すべきカッターの数が増えることになる。

【０００７】代替案として、図５のカッターの切れ刃を
直線状にし、その両端部にエッジを設けることも考えら
れる。そのようなカッターで、被削材に矩形断面の溝
（左右両側にコーナー部を有する溝）を形成することに
より、クラックの起点同士を近づけるとともに残存部分
を折れやすい形状にして掘削の能率を高めるのである。
しかし、カッターの切れ刃を直線状にしただけでは、切
削抵抗が大きくなり、シールド掘進機がカッターディス
クを回転させるのに大きなトルクを要することになる。

【０００８】また、トンネル掘削機（ＴＢＭ）に取り付
けて岩盤等の硬質地盤域の掘削に使用する回転型のロー
ラカッターを、シールド掘進機のカッターディスクに取
り付けてＮＯＭＳＴ部材等の硬質壁を掘削させることも
考えられる。しかし、ローラカッターは高コストである
うえ、シールド掘進機が主として掘削対象とする粘度質
の軟質地盤に対してはほとんど掘削能力を発揮しないた
め、コストに応じたメリットが得られないという不利が
ある。

【０００９】なお、以上のような事情は、いわゆるＮＯ
ＭＳＴ部材を切削対象とする場合に限らず、シールド掘
進機によって硬質壁を掘削する場合に一般的に当てはま
るものである。本発明は、シールド掘進機にてＮＯＭＳ
Ｔ部材などの硬質壁を掘削するにあたり、小さな切削抵
抗で能率的な切削を行うことのできるカッター（カッタ
ービット）、およびそのようなカッターを備えているた
めにカッターディスクの所要トルクが低くて掘削能率に
もすぐれ、またカッターの配置数が少なくてよいシール
ド掘進機を提供せんとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の硬質壁
切削用カッターは、まず、シールド掘進機の回転式カッ
ターディスクに取り付けられて硬質壁を切削するカッタ
ーにおいて、a)すくい面（すくい角を有する面）と逃げ
面（逃げ角を有する面）とにはさまれた切れ刃（稜線）
を直線状にして、その切れ刃の両端部に切り立ったエッ
ジ（かど）を設けるとともに、b)切削方向（上記エッジ
を含む両サイドの面に沿う方向）に対して直角でない傾
斜角をなすようにその切れ刃を形成した−ことを特徴
とする。

【００１１】このカッターは、まず、上記a)のように切
れ刃が直線状でその切れ刃の両端部に切り立ったエッジ
を有するため、図１(ｄ)に例示されるように、被削材に
矩形断面の溝を形成する。矩形断面の溝はクラックの起
点となるコーナー部を左右両側に有するため、隣接する
溝との間でコーナー部同士が接近しクラックがつながり
やすく、したがって溝の間に櫛形に残存する部分が折れ
やすい。そのため、隣接するカッター間に広めの間隔が
ある場合でも、被削材である硬質壁は、櫛形部分の形成
と折損等を繰り返しながら能率的に切削される。

【００１２】また、請求項１のこのカッターは、切れ刃
をはさんで上記a)のようにすくい面と逃げ面とを有する
うえ、b)のとおり切れ刃が切削方向に対して傾斜してい
るため、切削抵抗が低い。切削抵抗が低いのは、切れ刃
にすくい面等があることに加え、その切れ刃が切削方向
と傾斜していていわゆる三次元切削をなす状態にあるた
め、切れ刃やすくい面の表面を切りくずが滑りやすいこ
とによる。

【００１３】切削方向と傾斜している切れ刃等に沿って
側方（右または左のエッジ寄りにそれる向き）に移動す
る切りくずは、削り残されて溝の間に櫛形に残る被削材
の残存部分を横へ押すため、その残存部分を折る作用を
なす。上記a)によって形成された折れやすい櫛形部分
を、b)に基づいて移動する切りくずによって積極的に折
るわけであるから、切削能率はかなり高くなる。

【００１４】請求項１のこの硬質壁切削用カッターは、
さらに、c)上記の切れ刃を、切込み方向に対して直角で
ない傾斜角をなすように形成し、当該切れ刃のうち切削
方向について前方となる側を他の側よりも切込み方向に
大きく突出させていることを特徴とする。

【００１５】この請求項１のカッターは、前記のように
三次元切削をなすことに加え、c)のとおり切れ刃のうち
切削方向の前方にある側の切込みを大きくしたものであ
るから、被削材を切削するとき切りくずが、切削方向の
前方にあって切込み量も大きい側からそうでない側へ向
かって切れ刃等の面上を円滑に流れやすいため、切削抵
抗が一層に低い。

【００１６】請求項２に記載のシールド掘進機は、d)請
求項１の硬質壁切削用カッターを回転式カッターディス
クの前面に複数取り付け、e)カッターディスクの回転に
ともなう上記各カッターの軌跡間に半径方向の隙間がで
きるように、カッターディスクの回転中心からの距離を
異にして上記のカッターを配置した−ものである。

【００１７】請求項２のシールド掘進機は、上述した請
求項１の硬質壁切削用カッターをd)のようにカッターデ
ィスクの前面に複数取り付けたものであるため、硬質壁
に対する切削能率が高く切削抵抗が低い。このシールド
掘進機はカッターディスクとともにカッターを回転させ
るものであるため、カッターの切削抵抗が低いというこ
とは、カッターディスクの回転に必要な駆動トルクが小
さくて足りることを意味する。

【００１８】またこの請求項２のシールド掘進機では、
e)のとおり回転中心からの距離に相当の差を設けて（つ
まり半径方向の間隔を疎にとって）上記のカッターを配
置しているので、当該カッターの必要数が少ないうえ、
カッターディスクの回転に必要なトルクも小さい。これ
らは、硬質壁の全面に対してカッターの刃を当てるので
はないことによるが、全面にカッターを当てる必要がな
いのは、前記a)〜c)の構成を有する請求項１のカッター
をこのシールド掘進機が使用しているからである。つま
り、a)・b)について先に説明したように、当該カッター
は被削材に矩形断面の溝を形成し、櫛形に残存する部分
を折りながら硬質壁の切削を進めるため、カッターの軌
跡間に半径方向に相当大きな隙間があっても硬質壁の切
削を円滑に進めることができるのである。

【００１９】請求項３のシールド掘進機はさらに、f)カ
ッターディスクの回転方向（つまり各カッターの切削方
向）に対して直角でない傾斜角をなしている硬質壁切削
用カッターの切れ刃について、いずれもカッターディス
ク上の外周寄りの側が他の側よりも回転方向（切削方
向）に大きく突出するように当該カッターをカッターデ
ィスク上に取り付け、また、g)それらカッターのうち上
記軌跡が隣接する二つのものについては、カッターディ
スク上での位置を周方向に引き離して（つまり、軌跡の
隣接するカッターが一本の半径上には並ばないように）
配置した−ことを特徴とする。

【００２０】上記のカッターは硬質壁に矩形断面の溝を
形成したうえ残存する部分を切りくずで側方に押すこと
により折るものだが、請求項３のこのシールド掘進機で
は、上記f)のとおり、回転方向すなわち切削方向に対す
る切れ刃の傾斜がすべてのカッターについて同じであ
り、カッターディスクの外周寄りの側が他の側よりも回
転向きに大きく突出するようになっている。このような
構成によると、まず、切れ刃の傾斜の向きが一律であ
るために、被削材の残存部分を一定の向きに効果的に押
すほか、残存部分を必ずいずれかの向きに押すことにな
り、どの向きにも押されない残存部分がなくなるという
作用がある。また、すべてのカッターの切れ刃が外周
寄りほど回転向きに大きく突出するよう傾斜していて切
りくずを内周寄りに押し出すため、負荷の重い最外周の
カッターによる切削についても円滑化がはかれる。カッ
ターディスク上の最外周のカッターは周速が大きいため
に切削負荷が最も重いが、そのカッターの切れ刃につい
ても外周の側が回転向きに突出していて切りくずを内周
寄りに移動させるため、当該カッターのすぐ内側で櫛形
に残存する部分を楽に折りながら、円滑に切削を進め得
るからである。この利点は、仮に最外周のカッターの切
れ刃がこれと逆向きに傾斜していれば、そのカッター
は、カッターディスクより外側の全く切削していない
（したがって折ることの不可能な）被削材に向けて切り
くずを押し出すことになり負荷がさらに重くなってしま
う、と考えることにより理解しやすい。

【００２１】またこのシールド掘進機では、上記g)のよ
うに、硬質壁切削用カッターのうち回転時の軌跡が隣接
するものはカッターディスク上での位置を周方向に離し
て配置されているので、各カッターは、形成する溝をは
さんで櫛形に残存する各部分を比較的容易に折りながら
抵抗を小さく保って切削を進め得ることになる。各カッ
ターが残存部分に接触し、または各カッターから出る切
りくずが残存部分を押すとき、残存部分をはさんだその
カッターと反対の側には隣接のカッターが存在しないた
め、残存部分が変形しやすく、したがって折れやすいか
らである。

【００２２】なお、前述した請求項２のシールド掘進機
に関しては、硬質壁切削用カッターを、請求項３の掘進
機における上記f)の構成とは逆に、いずれの切れ刃もカ
ッターディスク上の内周寄りの側が他の側よりも回転方
向（切削方向）に大きく突出するように取り付けるのも
よい。このようにした場合には上記の作用が実現し得
ないことになるが、最外周のカッターの切削負荷は、最
外周においてカッターの数を特に多くすることによっ
て、または、すくい角や逃げ角もしくは切込み方向に対
する切れ刃の傾斜角を工夫することによって軽減するこ
とも可能である。

【００２３】請求項４のシールド掘進機は、以上のほ
か、h)回転式カッターディスクの前面に、上記の硬質壁
切削用カッターとともに土砂掘削用カッターを複数配置
し、前者の切れ刃を後者の切れ刃よりも先方（掘進方向
にいう先の方。カッターの切込み方向に一致する。以下
同様）に突出させていることを特徴とする。

【００２４】上記h)の構成を有するこの請求項４のシー
ルド掘進機は、図４のように立坑から発進するときは、
切れ刃が先方に突出している硬質壁切削用カッターによ
り硬質壁（ＮＯＭＳＴ部材など）を切削し、その切削を
終えて摩耗した時点では土砂掘削用カッターによって地
山を掘り進むことができる。前者のカッターは、回転式
のローラカッター等とは異なり、粘度質の土砂を含む地
山の掘削にも適しているため、硬質壁の切削完了後も前
者のカッターの切れ刃が後者より先方に突出している場
合には双方のカッターによって効率的に地山を掘削する
ことができる。また、前者（硬質壁切削用カッター）の
摩耗が極端には進んでいなければ、発進用の立坑のみで
はなく、中継等のための到達立坑における同様の硬質壁
の切削にも使用することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１〜図４に発明の実施について
一形態を示す。図１はシールド掘進機１（図４参照）の
前面のカッターディスク２について要部等を示す図で、
図１(ａ)は図３におけるＩ部の拡大図、同(ｂ)は同(ａ)
におけるｂ−ｂ矢視図、同(ｃ)は硬質壁Ｂに対する硬質
壁切削用カッター１０の軌跡等を示す正面図、同(ｄ)は
同(ｃ)におけるｄ−ｄ矢視図である。図２は硬質壁切削
用カッター１０について形状等を示す詳細図、図３はシ
ールド掘進機１のカッターディスク２を示す正面図、そ
して図４は、シールド掘進機１とその発進用の立坑Ａを
示す側面図である。

【００２６】シールド掘進機１は図４のように円筒形状
をしており、後部に備えるシールドジャッキ（図示せ
ず）にて前向きの推進力を得ながら最前部の回転式カッ
ターディスク２により地山を掘り進み、円形断面のトン
ネルを形成する。カッターディスク２を正面から見ると
図３のとおりであり、土砂の取込み口２ｂを間にはさん
で複数のフレーム２ａが放射状に設けられ、その上に多
数のカッター１０および２０が配置されている。また、
いくつかのフレーム２ａの外周部には、掘削するトンネ
ルの径を部分的に拡大するためのコピーカッター２ｃが
付属されている。

【００２７】トンネルの掘削を開始すべく図４のような
立坑Ａから発進する際、シールド掘進機１は、前述した
ように土留め壁Ａ１の発進部分Ａ５をまず掘削する必要
がある。この発進部分Ａ５は、一般にＮＯＭＳＴ部材と
呼ばれる硬質壁Ｂからできている。ＮＯＭＳＴ部材は、
たとえば石灰石を骨材とする圧縮強度８００ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 程度の高強度コンクリートのうちにやはり高強度の
炭素繊維を補強材として含むもので、周囲の土圧・水圧
を支え得る強度を有するとともに、掘進機１によって掘
削され得るという特性を有している。

【００２８】シールド掘進機１のカッターディスク２に
図３のように２種類のカッター１０および２０を配置し
ているのは、この掘進機１が、地山だけではなく上記の
ような硬質壁Ｂをも掘削する必要があるからである。す
なわち、カッターディスク２のフレーム２ａ上には、図
１(ａ)のように、土砂掘削用のカッター２０および硬質
壁Ｂの切削用カッター１０という２種類のカッターを互
いちがいに取り付けている。掘進機１がまず発進時に硬
質壁Ｂを掘削する必要があることから、同(ｂ)のように
カッター１０の切れ刃をカッター２０の切れ刃よりもわ
ずかに（約２５ｍｍ）先方に突出させている。なお、掘
削のためのカッターディスク２の回転向きは切り換えら
れることがあるため、カッター１０・２０の双方とも、
向きが１８０°異なるようにフレーム２ａの中央部をは
さんで対照的に配置している。

【００２９】土砂掘削用のカッター２０は、従来も使用
されている公知のもので、図１(ｂ)のとおり切削方向
（すなわちカッターディスク２の周方向）における前面
にすくい面２２αを備え、同(ａ)のように切削方向と直
角に延びた切れ刃２２を有しており、それをはさんで同
(ｂ)のとおり逃げ面２２βを備えている。比較的軟質の
土砂を掘削するためのものであるから、切れ刃２２の長
さは１２０ｍｍと比較的長い。このカッター２０は、ピ
ン２２を介してフレーム２ａのブラケットに取り付けて
いる。

【００３０】硬質壁Ｂの切削用であるもう一方のカッタ
ー１０については、つぎのように構成している。まず、
図２(ｂ)のように、工具鋼でできた本体部分のうちにタ
ングステンカーバイド（ＷＣ）製の超硬チップ１１を埋
め込んで固定し、同チップ１１の先端に切れ刃１２を形
成している。同(ｄ)に示すように、切削方向（すなわち
カッターディスク２ａの回転方向）にいう前方となる側
には１０〜１５°のすくい角αが設けてあり、被削材に
面する先方の側には５〜１０°の逃げ角βが形成してあ
る。すなわち、切れ刃１２をはさんですくい面１２αと
逃げ面１２βとを形成していることになる。同(ｃ)に表
れるカッター１０の幅は約５０ｍｍ、高さは約６５ｍｍ
である。

【００３１】カッター１０について、硬質壁Ｂの切削用
であることを考慮して構成した特徴的な点はつぎのとお
りである。第一には、図２(ａ)や同(ｃ)に示すとおり、
切れ刃１２をまっすぐな直線にするとともに、その両端
部に切り立ったエッジ１３を形成した点があげられる。
こうしたことにより、カッター１０は、図１(ｄ)に示す
ように硬質壁Ｂ上に矩形断面の溝Ｂａを形成する。かか
る溝Ｂａは、シャープなコーナー部を底部の左右両側に
有しており、それらコーナー部を起点として発生するク
ラックＢｃが、隣の溝Ｂａにまで到達しやすい。隣接す
る溝Ｂａ間でクラックＢｃがつながりやすいということ
は、両者の間に櫛形に残る残存部分Ｂｂが折れやすいこ
と、したがってカッター１０間の間隔（カッターディス
ク２上での半径方向の間隔）が広くても硬質壁Ｂを容易
に切削できることを意味する。

【００３２】第二の特徴として、図２(ａ)（すなわち、
図１(ａ)と同様にカッターディスク２の正面からカッタ
ー１０を見た図）に示すとおり、切れ刃１２を、切削方
向と直角をなす向きから傾斜角γ（３０〜４５°）だけ
傾けて形成したことがあげられる。傾斜角γは、ＪＩＳ
−Ｂ０１７０に規定されるサイドすくい角に相当する
が、切れ刃１２がこのように傾斜していると切りくずが
滑りやすく、切削抵抗は一般に低くなる。また、傾斜し
ているこの切れ刃１２やすくい面１２αに沿って切りく
ずが側方（図２(ａ)における下向き）へ移動して、硬質
壁Ｂの残存部分Ｂｂ（図１(ｄ)参照）を横へ押すため、
当該残存部分Ｂｂが一層折れやすく、したがってさらに
切削抵抗が低くなる。

【００３３】カッター１０に関する第三の特徴として、
図２(ｃ)のように、切れ刃１２のうち切削方向について
前方となる側（同(ａ)における上側）を切込み方向（同
(ｃ)における上方。カッターディスク２における先方）
にも大きめに突出させることによって、切れ刃１２と、
切込み方向に対して直角な方向との間に傾斜角κを形成
している。傾斜角κは、ＪＩＳ−Ｂ０１７０に規定され
る副切込み角に相当するが、カッター１０においては５
°前後に設定する。一般に言われるとおり、このような
傾斜角κを設けることによっても切削抵抗が低下する。

【００３４】シールド掘進機１のカッターディスク２の
前面には、上記のようなカッター１０を多数、図１(ｂ)
のように基部をフレーム２ａに対し溶接することによっ
て取り付けている。前記した傾斜角γ（図２(ａ)）に基
づいて切れ刃１２が被削材（硬質壁Ｂ）から斜め方向に
切削反力を受けるうえ、硬質壁Ｂの性状によっては切削
時にカッター１０が振動する可能性があることから、ズ
レやガタつきを起こしやすいピン結合によらず、溶接に
てカッター１０をカッターディスク２に固定したのであ
る。

【００３５】カッターディスク２におけるカッター１０
の配置は下記a)〜d)のように定めている。すなわち、 a) カッターディスク２が回転することにより各カッタ
ー１０は円周状の軌跡を描くが、同じ軌跡を複数のカッ
ター１０が描くように配置する。カッター１０の一つあ
たりの負担を軽くして各切れ刃１２の摩耗を少なく抑え
るためである。切削量の多い外周部分ほど、同じ軌跡内
のカッター１０の数を増やすのがよい。なお、前記のよ
うにカッター１０にて形成される矩形断面の溝Ｂａ（図
１(ｃ)・(ｄ)参照）は、ここでいう軌跡に沿ってできる
ものである。

【００３６】b) 各カッター１０は、カッターディスク
２の回転中心からの距離を異にして配置することによ
り、上記のように描かれる各軌跡の間に半径方向の隙間
ができるようにした。かかる半径方向の隙間が前記残存
部分Ｂｂを形づくるわけだが、このように隙間をとった
のは、隙間が全くない（つまり残存部分Ｂｂが生じな
い）ようにカッター１０を配置すると、カッターディス
ク２を回転させるために極めて大きなトルクが必要にな
るうえ、カッター１０の必要数が増してコストが膨らむ
こと、図１(ｄ)のようにカッター１０は硬質壁Ｂに矩
形断面の溝Ｂａを形成し、前記したように楽に残存部分
Ｂｂを折りながら切削を進めるため、軌跡間に相当大き
な隙間があっても、必要な硬質壁Ｂの全域を円滑に掘削
できること−が理由である。このような軌跡間の隙間
（つまり残存部分Ｂｂの幅）としてこのシールド掘進機
１では、約５０ｍｍをとっている。

【００３７】c) カッター１０の切れ刃１２についての
傾斜角γ（図２(ａ)参照）は、すべてのカッター１０に
ついて同じ向きに定め、図１(ａ)のようにカッターディ
スク２上の外周寄りの側が回転向き（つまり切削方向）
に大きく突出するようにしている。回転向きが逆になっ
たとき機能する逆向きのカッター１０についても同様で
ある。このようにすると、切れ刃１２等の傾斜に沿っ
て移動する切りくずが被削材の残存部分Ｂｂを漏れなく
一定の向きに押してそれを折り、円滑な切削を継続する
うえ、周速が大きいために切削負荷の重い最外周のカ
ッターも、その切りくずによってすぐ内側の残存部分Ｂ
ｂを折りながら進むすることにより、切削抵抗を低く保
つからである。

【００３８】d) 前記a)にいう軌跡が隣接する二つのカ
ッター１０については、カッターディスク２上での位置
を周方向に引き離して配置している。つまり、一条の残
存部分Ｂｂを、同じ半径上のすぐ内側および外側に並ぶ
二つのカッター１０によってはさみつけることのないよ
うに、各カッター１０の位置を定めている。こうしたこ
とにより、たとえば図１(ｃ)のように、すぐ外側のカッ
ター１０の切りくず等によって内側に押される残存部分
Ｂｂは、その内側で別のカッター１０に接することがな
いために容易に内側に変形し、比較的簡単に折れること
になる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に記載の硬質壁切削用カッター
は、残存部分の折れやすい矩形断面の溝を被削材に形成
するうえ、傾斜角を有する切れ刃の作用でその残存部分
を積極的に折るため、硬質壁に対する切削能率が高い。
また、切削方向に対して切れ刃が傾斜しているため切削
抵抗が低いという利点もある。

【００４０】またこの請求項１の硬質壁切削用カッター
は、切りくずの流れが円滑であるため切削抵抗がとくに
低い。

【００４１】請求項２に記載のシールド掘進機は、請求
項１の硬質壁切削用カッターをカッターディスクの前面
に複数取り付けたものであるため、硬質壁に対する切削
抵抗が低く切削能率が高い。カッターディスク上で回転
中心からの距離に相当の差を設けて上記カッターを配置
しているので、当該カッターの必要数が少ないうえ、カ
ッターディスクの所要トルクが小さい。

【００４２】請求項３のシールド掘進機は、硬質壁切削
用カッターについて、その配置や切れ刃の向きをさらに
工夫したものであるため、櫛形に残る被削材の残存部分
を効果的に折って一層円滑に硬質壁の掘削を進めること
ができる。

【００４３】請求項４のシールド掘進機は、さらに、上
記の硬質壁切削用カッターとともに土砂掘削用カッター
を適切に配置したので、立坑からの発進（および他の立
坑への到達）と通常の地山の掘削とをともに円滑に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施について一形態を示すべくシールド
掘進機１の前面のカッターディスク２等を表す図であ
る。図１(ａ)はカッターディスク２の一部（図３におけ
るＩ部）の拡大図、同(ｂ)は同(ａ)におけるｂ−ｂ矢視
図、同(ｃ)は硬質壁切削用カッター１０の軌跡等を被削
材である硬質壁Ｂとともに示す正面図、また同(ｄ)は同
(ｃ)におけるｄ−ｄ矢視図である。

【図２】シールド掘進機１に取り付けた硬質壁切削用カ
ッター１０について形状等を示す詳細図である。図２
(ａ)は平面図（カッターディスク２の正面から見た
図）、同(ｂ)は側面図、同(ｃ)は正面図（切削方向から
見た図）、同(ｄ)は同(ａ)における矢視ｄを示す図であ
る。

【図３】シールド掘進機１のカッターディスク２を示す
正面図である。

【図４】シールド掘進機１とその発進用の立坑Ａを示す
側面図（断面図）である。

【図５】従来の硬質壁切削用カッター３０の形状等を示
す図で、図５(ａ)は平面図、同(ｂ)は側面図、同(ｃ)は
正面図、そして同(ｄ)は、そのカッター３０が硬質壁Ｂ
を切削する状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ２ カッターディスク １０ 硬質壁切削用カッター １２ 切れ刃 １３ エッジ γ・κ 傾斜角 ２０ 土砂掘削用カッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森尾 三郎 兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番 ３号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (72)発明者 今川 勉 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 杉本 彰男 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 宮内 良和 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特公 昭57−33439（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平７−24477（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機の回転式カッターディス
   クに取り付けられて硬質壁を切削するカッターであっ
   て、 すくい面と逃げ面とにはさまれた切れ刃が直線状であり
   両端部に切り立ったエッジを有しているほか、その切れ
   刃が、切削方向に対して直角でない傾斜角をなしている
   こと、 および、切込み方向に対して上記の切れ刃が直角でない
   傾斜角をなしており、当該切れ刃のうち切削方向につい
   て前方となる側が他の側よりも切込み方向に大きく突出
   していること を特徴とする硬質壁切削用カッター。
2. 【請求項２】 請求項１の硬質壁切削用カッターが回転
   式カッターディスクの前面に複数取り付けられ、 カッターディスクの回転にともなう上記各カッターの軌
   跡間に半径方向の隙間ができるよう、カッターディスク
   の回転中心からの距離を異にして上記のカッターが配置
   されていることを特徴とするシールド掘進機。
3. 【請求項３】 上記カッターディスクの回転方向に対し
   て直角でない傾斜角をなしている上記硬質壁切削用カッ
   ターの切れ刃について、いずれもカッターディスク上の
   外周寄りの側が他の側よりも回転方向に大きく突出して
   おり、また、上記カッターのうち上記の軌跡が隣接する
   ものについては、カッターディスク上での位置が周方向
   に離れていることを特徴とする請求項２に記載のシール
   ド掘進機。
4. 【請求項４】 上記カッターディスクの前面に、上記の
   硬質壁切削用カッターとともに土砂掘削用カッターが複
   数配置され、前者の切れ刃が後者の切れ刃よりも先方に
   突出していることを特徴とする請求項２または３に記載
   のシールド掘進機。