JP2001342798A - トンネル掘削機並びにローラカッタの取付構造及び交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 土水圧に影響されることなく容易にローラカ
ッタの交換が行えるトンネル掘削機並びにローラカッタ
の取付構造及び交換方法を提供する。 【解決手段】 掘削機本体１の前部に回転自在に装着さ
れるカッタヘッド３を作業者の出入りが可能に筺体状に
形成すると共に、該カッタヘッド３の前面部に取り付け
られるローラカッタ５を円筒状支持体１３に回転自在に
支持し、該円筒状支持体１３をカッターヘッド３の前面
部に形成された前後両端面開放の受け筒１４に挿脱可能
に嵌合すると共に支持体１３内部に掘削土砂排出用の水
を循環可能とし、且つ前記円筒状支持体１３が受け筒１
４から離脱する際に同受け筒１４を閉塞するゲート１９
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中にトンネルを
掘削・形成するトンネル掘削機並びにローラカッタの取
付構造及び交換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、土圧式シールド掘削機等におい
て、礫層に対しカッタビットのチップの欠損や剥離を防
止するために、ローラカッタ（ディスクカッタも含む）
が併用されることは良く知られている。

【０００３】例えば、図３に示すように、掘削機本体10
0 の隔壁101 に回転自在に装着されたカッタヘッド102
の前面部に、適当数のローラカッタ103 がボルト、クサ
ビ等で固定・装着されていた。そして、ローラカッタ10
3 の交換の際は、カッタヘッド102 と隔壁101 とで画成
されたチャンバ室104 内に作業者が入り、ボルト、クサ
ビ等の固定具を取り外していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、ロー
ラカッタ103 の交換の際は、作業者がチャンバ室104 内
に入らなければならないため、土水圧の作用する条件下
では圧気作業によりチャンバ室104 内に入らなければな
らず、劣悪作業になる。また、さらに土水圧が高くなれ
ば、この圧気作業も作業環境上不可能となり、ローラカ
ッタ103 の交換も不可能となるという問題点があった。

【０００５】本発明は、上述した実情に鑑みてなされた
もので、土水圧に影響されることなく容易にローラカッ
タの交換が行えるトンネル掘削機並びにローラカッタの
取付構造及び交換方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明のトンネル掘削機は、掘削機本体の前部に回転自在
に装着されるカッタヘッドを作業者の出入りが可能に筺
体状に形成すると共に、該カッタヘッドの前面部に取り
付けられるローラカッタを筒状支持体に回転自在に支持
し、該筒状支持体をカッターヘッドの前面部に形成され
た前後両端面開放の受け筒部に挿脱可能に嵌合すると共
に支持体内部に掘削物排出用の流体を循環可能とし、且
つ前記筒状支持体が受け筒部から離脱する際に同受け筒
部を閉塞するゲートを設けたことを特徴とする。

【０００７】本発明のローラカッタの取付構造は、筺体
状カッタヘッドの前面部に形成された前後両端面開放の
受け筒部と、該受け筒部に挿脱可能に嵌合してローラカ
ッタを回転自在に支持すると共に内部に掘削物排出用の
流体が循環される筒状支持体と、該筒状支持体が受け筒
部から離脱する際に同受け筒部を閉塞し得るゲートとを
備えたことを特徴とする。

【０００８】本発明のローラカッタの交換方法は、前記
ローラカッタの取付構造を有し、筒状支持体を受け筒部
から離脱した後に、同筒状支持体に対しローラカッタの
みを交換することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るトンネル掘削
機並びにローラカッタの取付構造及び交換方法を実施例
により図面を用いて詳細に説明する。

【００１０】［実施例］ ［構成］図１は本発明の一実施例を示す、ローラカッタ
取付部の断面図、図２は同じく土圧式シールド掘削機の
要部断面図である。

【００１１】図２に示すように、掘削機本体１の隔壁
（バルクヘッド）２には、図示しない出入口を介して作
業者の出入りが可能に筺体状に形成されたカッタヘッド
３が、中間支持方式により回転自在に装着される。カッ
タヘッド３の前面部である面板４には図示しない多数の
カッタビットと適当数のローラカッタ（ディスクカッタ
を含む）５が装着される。そして、カッタヘッド３の後
部にはリングギア６が固定される。

【００１２】前記隔壁２には、カッタヘッド駆動手段と
してのカッタ旋回モータ７が取り付けられ、このカッタ
旋回モータ７の駆動ギア８が前記リングギア６に噛み合
っている。従って、カッタ旋回モータ７を稼働して駆動
ギア８を回転駆動すると、リングギア６を介してカッタ
ヘッド３が回転される。尚、図中９はスクリューコンベ
アで、カッタヘッド３と隔壁２とで画成されたチャンバ
室１０内の掘削土砂を外部に排出し得るようになってい
る。１１は油圧配管等のロータリジョイントである。

【００１３】前記ローラカッタ５は、図１に示すよう
に、後端面が取付板１２で閉塞された円筒状支持体１３
の前端開口部に回転自在に支持される。この円筒状支持
体１３は、カッタヘッド３の面板４に貫通・固着された
前後両端面開放の受け筒１４内に挿脱可能に嵌合し、取
付板１２部においてボルト１５で受け筒１４の後端面に
結合・固定される。

【００１４】前記取付板１２には、送水短管１６と排水
短管１７が貫通支持され、これらによって円筒状支持体
１３の内部に、掘削土砂排出用の流体としての水が循環
されるようになっている。即ち、前記送水短管１６は図
示しない水供給源にホース等を介して接続されると共に
前記排水短管１７も同じくホース等を介して図示しない
排水処理部に接続される。

【００１５】前記受け筒部１４の長手方向中間部には、
ガイド部材１８を介してゲート１９が受け筒部１４を横
切る方向へ摺動自在に支持され、円筒状支持体１３が受
け筒部１４から離脱する（抜け出す）際に、ゲート１９
が受け筒部１４を横切って同受け筒部１４を閉塞し得る
ようになっている。即ち、圧気状態の切刃側と大気圧下
のカッタヘッド３の内部との連通を遮断するのである。

【００１６】前記ゲート１９は、カッタヘッド３の面板
４等に取り付けられる油圧ジャッキにより開閉駆動して
も良いし、手動でも良い。尚、図中２０はＯリングで、
２１はパッキンである。

【００１７】［作用・効果］このように構成されるた
め、カッタ旋回モータ７を稼働させてカッタヘッド３を
回転させた状態で図示しない推進ジャッキを伸ばして掘
削機本体１を推進（前進）させると、カッタヘッド３に
装着された多数のカッタビット及びローラカッタ５が前
方の地盤を掘削する。掘削された土砂はチャンバ室１０
からスクリューコンベヤ９等によって外部に排出され
る。

【００１８】この際、ローラカッタ５の取付部において
は、ローラカッタ５で掘削された土砂が円筒状支持体１
３の内部に取り込まれるが、この掘削土砂は送水管１６
及び排水管１７により内部を循環する水に混入されて外
部に円滑に排出される。これにより、ローラカッタ５後
方の土砂の圧密が防止され、ローラカッタ５の性能低下
や破損等が回避される。

【００１９】そして、ローラカッタ５を交換する際は、
大気圧下の筺体状のカッタヘッド３内に作業者が入り、
ボルト１５を緩めて円筒状支持体１３を受け筒１４から
離脱させ（抜き出し）、その後円筒状支持体１３に対し
ローラカッタ５を交換すれば良い。場合によっては、送
水管１６及び排水管１７からホース等を外して円筒状支
持体１３毎新しいものと交換しても良い。

【００２０】前記円筒状支持体１３を受け筒１４から離
脱させる際には、その途中で（円筒状支持体１３の後端
がゲート１９部を通過した時点で）、受け筒１４がゲー
ト１９で閉塞されるので、切刃側の掘削土砂や圧気が受
け筒１４を介してカッタヘッド３内に流入することが防
止される。

【００２１】このように本実施例の土圧式シールド掘削
機にあっては、土水圧に影響されることなく、大気圧下
で容易にローラカッタ５を交換することができる。ま
た、ローラカッタのみを交換する場合は、交換部品が最
少単位で済むという利点ある。

【００２２】尚、本実施例では、本発明のトンネル掘削
機を土圧式シールド掘削機として説明したが、泥水式シ
ールド掘削機に適用しても良く、また岩盤を掘削するト
ンネルボーリングマシンに適用することもできる。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能
であることはいうまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１に係るトンネル掘削機は、掘削機本体の前部に回
転自在に装着されるカッタヘッドを作業者の出入りが可
能に筺体状に形成すると共に、該カッタヘッドの前面部
に取り付けられるローラカッタを筒状支持体に回転自在
に支持し、該筒状支持体をカッターヘッドの前面部に形
成された前後両端面開放の受け筒部に挿脱可能に嵌合す
ると共に支持体内部に掘削物排出用の流体を循環可能と
し、且つ前記筒状支持体が受け筒部から離脱する際に同
受け筒部を閉塞するゲートを設けたことを特徴とするの
で、ローラカッタを交換する際は、大気圧下のカッタヘ
ッド内で筒状支持体を受け筒部から離脱して行うことが
でき、土水圧に影響されることなく容易に交換すること
ができる。

【００２４】本発明の請求項２に係るローラカッタの取
付構造は、筺体状カッタヘッドの前面部に形成された前
後両端面開放の受け筒部と、該受け筒部に挿脱可能に嵌
合してローラカッタを回転自在に支持すると共に内部に
掘削物排出用の流体が循環される筒状支持体と、該筒状
支持体が受け筒部から離脱する際に同受け筒部を閉塞し
得るゲートとを備えたことを特徴とするので、請求項１
と同様の作用・効果が得られる。

【００２５】本発明の請求項３に係るローラカッタの交
換方法は、請求項２に係るローラカッタの取付構造を有
し、筒状支持体を受け筒部から離脱した後に、同筒状支
持体に対しローラカッタのみを交換することを特徴とす
るので、請求項１と同様の作用・効果に加えて交換部品
が最少単位で済むという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、ローラカッタ取付部
の断面図である。

【図２】同じく土圧式シールド掘削機の要部断面図であ
る。

【図３】従来例の土圧式シールド掘削機の要部断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 掘削機本体 ２ 隔壁 ３ カッタヘッド ４ 面板 ５ ローラカッタ ６ リングギア ７ カッタ旋回モータ ８ 駆動ギア ９ スクリューコンベア １０ チャンバ室 １１ ロータリジョイント １２ 取付板 １３ 円筒状支持体 １４ 受け筒 １５ ボルト １６ 送水管 １７ 排水管 １８ ガイド部材 １９ ゲート ２０ Ｏリング ２１ パッキン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削機本体の前部に回転自在に装着され
   るカッタヘッドを作業者の出入りが可能に筺体状に形成
   すると共に、該カッタヘッドの前面部に取り付けられる
   ローラカッタを筒状支持体に回転自在に支持し、該筒状
   支持体をカッターヘッドの前面部に形成された前後両端
   面開放の受け筒部に挿脱可能に嵌合すると共に支持体内
   部に掘削物排出用の流体を循環可能とし、且つ前記筒状
   支持体が受け筒部から離脱する際に同受け筒部を閉塞す
   るゲートを設けたことを特徴とするトンネル掘削機。
2. 【請求項２】 筺体状カッタヘッドの前面部に形成され
   た前後両端面開放の受け筒部と、該受け筒部に挿脱可能
   に嵌合してローラカッタを回転自在に支持すると共に内
   部に掘削物排出用の流体が循環される筒状支持体と、該
   筒状支持体が受け筒部から離脱する際に同受け筒部を閉
   塞し得るゲートとを備えたことを特徴とするローラカッ
   タの取付構造。
3. 【請求項３】 請求項２のローラカッタの取付構造を有
   し、筒状支持体を受け筒部から離脱した後に、同筒状支
   持体に対しローラカッタのみを交換することを特徴とす
   るローラカッタの交換方法。