JP2002081292A - カッタヘッド構造 - Google Patents
カッタヘッド構造Info
- Publication number
- JP2002081292A JP2002081292A JP2000274948A JP2000274948A JP2002081292A JP 2002081292 A JP2002081292 A JP 2002081292A JP 2000274948 A JP2000274948 A JP 2000274948A JP 2000274948 A JP2000274948 A JP 2000274948A JP 2002081292 A JP2002081292 A JP 2002081292A
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- Japan
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- cutter head
- wall surface
- scraper
- earth
- chamber
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 トンネル機械の口径の大小に拘わらず、チャ
ンバー壁面に付着した土砂を確実に掻き取る。 【解決手段】 先導管本体２の前部に回転自在に設けら
れるカッタヘッド３の内壁面１０ａを、先導管本体２の
中心部に設けられる排土口９に向けて先窄まり形状に
し、かつその排土口９の上部であってカッタヘッド３の
内壁面１０ａに隣接する位置にその内壁面１０ａに付着
する土砂を掻き取るスクレーパ１２を固設する。
ンバー壁面に付着した土砂を確実に掻き取る。 【解決手段】 先導管本体２の前部に回転自在に設けら
れるカッタヘッド３の内壁面１０ａを、先導管本体２の
中心部に設けられる排土口９に向けて先窄まり形状に
し、かつその排土口９の上部であってカッタヘッド３の
内壁面１０ａに隣接する位置にその内壁面１０ａに付着
する土砂を掻き取るスクレーパ１２を固設する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小口径推進機のよ
うなトンネル機械に用いられるカッタヘッド構造に関す
るものである。
うなトンネル機械に用いられるカッタヘッド構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、小口径推進機のようなトンネル機
械のカッタヘッド構造として、図６（ａ）（ｂ）に示さ
れる構造のものが知られている。この従来構造において
は、先導管本体５０の前部にカッタヘッド５１が回転自
在に設けられるとともに、この先導管本体５０の中心部
に排土用のスクリューコンベア５２が設けられ、カッタ
ヘッド５１の回転により掘削された土砂はそのカッタヘ
ッド５１後方に設けられた円筒状のチャンバー５３内に
取り込まれた後、スクリューコンベア５２によって後方
へ排出されるようになっている。
械のカッタヘッド構造として、図６（ａ）（ｂ）に示さ
れる構造のものが知られている。この従来構造において
は、先導管本体５０の前部にカッタヘッド５１が回転自
在に設けられるとともに、この先導管本体５０の中心部
に排土用のスクリューコンベア５２が設けられ、カッタ
ヘッド５１の回転により掘削された土砂はそのカッタヘ
ッド５１後方に設けられた円筒状のチャンバー５３内に
取り込まれた後、スクリューコンベア５２によって後方
へ排出されるようになっている。
【０００３】ここで、チャンバー５３内の上部には正面
視で略三角形形状（図６（ｂ）参照）のスクレーパ５４
が固設され、チャンバー５３内に取り込まれた土砂は、
カッタヘッド５１の回転とともにそのチャンバー５３内
の上部へ矢印Ｐで示す方向に持ち上げられた後、スクレ
ーパ５４によって掻き取られてスクリューコンベア５２
上に落とし込まれる。
視で略三角形形状（図６（ｂ）参照）のスクレーパ５４
が固設され、チャンバー５３内に取り込まれた土砂は、
カッタヘッド５１の回転とともにそのチャンバー５３内
の上部へ矢印Ｐで示す方向に持ち上げられた後、スクレ
ーパ５４によって掻き取られてスクリューコンベア５２
上に落とし込まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来構造においては、掘削土砂が粘性の高い土質の場合
に、その土砂がスクレーパ５４によって掻き落とされず
に記号Ｑにて示される領域に堆積し易くなり、この結果
チャンバー５３内が閉塞してカッタヘッド５１が回転不
能に陥るといった問題点がある。
来構造においては、掘削土砂が粘性の高い土質の場合
に、その土砂がスクレーパ５４によって掻き落とされず
に記号Ｑにて示される領域に堆積し易くなり、この結果
チャンバー５３内が閉塞してカッタヘッド５１が回転不
能に陥るといった問題点がある。
【０００５】この問題点は、図７に模式的に示されるよ
うに、トンネル機械の口径が大きくなる程、土砂の流れ
方向Ｐに対するスクレーパ５４の掻き取り面の角度θが
大きくなるために、より顕著になる。この角度θを小さ
くするためには、スクレーパ５４を大きくするか（図７
の記号Ｒ参照）、スクレーパ５４を支持する部分を小さ
くする（図７の記号Ｓ参照）ことが必要になるが、スク
レーパ５４を大きくすると、カッタヘッド５１前面から
の土砂流れを阻害するという問題点があり、支持部分を
小さくすると、スクレーパ５４のトンネル前後方向の剛
性が不足することになって、礫等が噛み込んだ際にその
スクレーパ５４が破損してしまうという問題点がある。
うに、トンネル機械の口径が大きくなる程、土砂の流れ
方向Ｐに対するスクレーパ５４の掻き取り面の角度θが
大きくなるために、より顕著になる。この角度θを小さ
くするためには、スクレーパ５４を大きくするか（図７
の記号Ｒ参照）、スクレーパ５４を支持する部分を小さ
くする（図７の記号Ｓ参照）ことが必要になるが、スク
レーパ５４を大きくすると、カッタヘッド５１前面から
の土砂流れを阻害するという問題点があり、支持部分を
小さくすると、スクレーパ５４のトンネル前後方向の剛
性が不足することになって、礫等が噛み込んだ際にその
スクレーパ５４が破損してしまうという問題点がある。
【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、トンネル機械の口径の大小に拘わらず、チ
ャンバー壁面に付着した土砂を確実に掻き取ることので
きるカッタヘッド構造を提供することを目的とするもの
である。
れたもので、トンネル機械の口径の大小に拘わらず、チ
ャンバー壁面に付着した土砂を確実に掻き取ることので
きるカッタヘッド構造を提供することを目的とするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、本発明によるカッタヘッド構造
は、先導管本体の前部に回転自在に設けられるカッタヘ
ッドの内壁面を、前記先導管本体の中心部に設けられる
排土口に向けて先窄まり形状にし、かつその排土口の上
部であって前記カッタヘッドの内壁面に隣接する位置に
その内壁面に付着する土砂を掻き取るスクレーパを固設
することを特徴とするものである。
的を達成するために、本発明によるカッタヘッド構造
は、先導管本体の前部に回転自在に設けられるカッタヘ
ッドの内壁面を、前記先導管本体の中心部に設けられる
排土口に向けて先窄まり形状にし、かつその排土口の上
部であって前記カッタヘッドの内壁面に隣接する位置に
その内壁面に付着する土砂を掻き取るスクレーパを固設
することを特徴とするものである。
【０００８】本発明によれば、先導管本体の中心部に設
けられる排土口に向けて先窄まり状に形成されるカッタ
ヘッド内壁面が回転されるとともに、この回転する内壁
面の隣接位置にスクレーパが配されているので、このス
クレーパを、カッタヘッド内壁面に略直交する方向に所
要の厚みを有して剛性を確保し、かつそのスクレーパの
掻き取り面と土砂の流れ方向とのなす角（すくい角）を
小さくして土砂流れがスムーズに行える構造とすること
ができる。また、カッタヘッド内壁面、言い換えればチ
ャンバー内壁面に沿わせてスクレーパが配置できるの
で、トンネル機械の口径の大小に拘わらず、スクレーパ
をコンパクトな構成とすることができる。したがって、
チャンバー内に取り込んだ土砂を排土口にスムーズに導
入できるとともに、チャンバー壁面に付着した土砂を確
実に掻き取ることができる。こうして、粘土質の土砂で
あっても、土砂の堆積による土砂取り込み不良を防止で
きるとともに、カッタヘッドの回転抵抗の増大を防止で
きる効果を奏する。
けられる排土口に向けて先窄まり状に形成されるカッタ
ヘッド内壁面が回転されるとともに、この回転する内壁
面の隣接位置にスクレーパが配されているので、このス
クレーパを、カッタヘッド内壁面に略直交する方向に所
要の厚みを有して剛性を確保し、かつそのスクレーパの
掻き取り面と土砂の流れ方向とのなす角（すくい角）を
小さくして土砂流れがスムーズに行える構造とすること
ができる。また、カッタヘッド内壁面、言い換えればチ
ャンバー内壁面に沿わせてスクレーパが配置できるの
で、トンネル機械の口径の大小に拘わらず、スクレーパ
をコンパクトな構成とすることができる。したがって、
チャンバー内に取り込んだ土砂を排土口にスムーズに導
入できるとともに、チャンバー壁面に付着した土砂を確
実に掻き取ることができる。こうして、粘土質の土砂で
あっても、土砂の堆積による土砂取り込み不良を防止で
きるとともに、カッタヘッドの回転抵抗の増大を防止で
きる効果を奏する。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明によるカッタヘッド
構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ
説明する。
構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ
説明する。
【００１０】図１には、本発明の一実施形態に係る小口
径推進機の縦断面図が示され、図２には、同小口径推進
機の正面図が示されている。また、図３には、図１のＡ
−Ａ断面図が示されている。
径推進機の縦断面図が示され、図２には、同小口径推進
機の正面図が示されている。また、図３には、図１のＡ
−Ａ断面図が示されている。
【００１１】本実施形態の小口径推進機１は、先導管本
体２と、この先導管本体２の前部に回転可能に装着され
るカッタヘッド３と、埋設管の後端面を押圧して前記先
導管本体２に推進力を付与する図示されない推進装置を
備えて構成され、前記カッタヘッド３が回転されるとと
もに、前記推進装置が埋設管の後端面を押圧することで
切羽を掘削しつつ推進されるようになっている。ここ
で、前記カッタヘッド３は、そのカッタヘッド３を支持
する支持部材４がベアリング５を介して先導管本体２に
支持されることで、その先導管本体２に対し回転可能に
支持される。
体２と、この先導管本体２の前部に回転可能に装着され
るカッタヘッド３と、埋設管の後端面を押圧して前記先
導管本体２に推進力を付与する図示されない推進装置を
備えて構成され、前記カッタヘッド３が回転されるとと
もに、前記推進装置が埋設管の後端面を押圧することで
切羽を掘削しつつ推進されるようになっている。ここ
で、前記カッタヘッド３は、そのカッタヘッド３を支持
する支持部材４がベアリング５を介して先導管本体２に
支持されることで、その先導管本体２に対し回転可能に
支持される。
【００１２】前記先導管本体２の中心部にはスクリュー
コンベア６が配され、カッタヘッド３により掘削されて
機内に取り込まれた土砂はそのスクリューコンベア６に
導入され、このスクリューコンベア６によって後方へ排
出される。
コンベア６が配され、カッタヘッド３により掘削されて
機内に取り込まれた土砂はそのスクリューコンベア６に
導入され、このスクリューコンベア６によって後方へ排
出される。
【００１３】前記カッタヘッド３には、面板上の外周側
に複数個（本実施形態では３個）のテーパディスクカッ
タ７が配されるとともに、中央部に径方向に複数個（本
実施形態では２個）のストレートディスクカッタ８が配
されている。これらディスクカッタ７，８はいずれも支
持軸周りにカッタリングを回転自在に支持してなる構造
であって、カッタヘッド３の回転に伴いカッタリングが
切羽に接触して自転することで切羽面が掘削されるよう
になっている。
に複数個（本実施形態では３個）のテーパディスクカッ
タ７が配されるとともに、中央部に径方向に複数個（本
実施形態では２個）のストレートディスクカッタ８が配
されている。これらディスクカッタ７，８はいずれも支
持軸周りにカッタリングを回転自在に支持してなる構造
であって、カッタヘッド３の回転に伴いカッタリングが
切羽に接触して自転することで切羽面が掘削されるよう
になっている。
【００１４】前記カッタヘッド３の後部には、先導管本
体２の中心部に設けられる排土口（スクリューコンベア
６の土砂取込口）９に向けてその内壁面１０ａが先窄ま
り形状のドラム１０が一体的に設けられており、これに
よってそのドラム１０の内壁面（カッタヘッド３の内壁
面）１０ａに取り囲まれる内部空間にコーン状のチャン
バー１１が区画形成されている。このチャンバー１１
は、カッタヘッド３により掘削された土砂を取り込むと
ともに、取り込んだ土砂をそのコーン状の内壁面によっ
て排土口９を介してスクリューコンベア６に導く役目を
する。
体２の中心部に設けられる排土口（スクリューコンベア
６の土砂取込口）９に向けてその内壁面１０ａが先窄ま
り形状のドラム１０が一体的に設けられており、これに
よってそのドラム１０の内壁面（カッタヘッド３の内壁
面）１０ａに取り囲まれる内部空間にコーン状のチャン
バー１１が区画形成されている。このチャンバー１１
は、カッタヘッド３により掘削された土砂を取り込むと
ともに、取り込んだ土砂をそのコーン状の内壁面によっ
て排土口９を介してスクリューコンベア６に導く役目を
する。
【００１５】前記排土口９の上部であって前記ドラム１
０の内壁面１０ａに隣接する位置には、先導管本体２側
にスクレーパ１２が固設されている。このスクレーパ１
２は、図４（斜視図）および図５（Ｂ矢視図）からも明
らかなように、左右対称の略台形柱状でその台形柱の下
底がドラム１０の内壁面１０ａに沿わせられるととも
に、上底がチャンバー１１の内側へ向けられて配置され
ている。また、前記スクレーパ１２においては、土砂の
流れ方向Ｃに対する掻き取り面１２ａの角度αができる
だけ小さく（本実施形態では５４°にされている。）な
るようにされ、これによりチャンバー１１内における土
砂の流動方向の上流側に位置するスクレーパ１２の側面
（掻き取り面１２ａ）によって掘削土砂をスムーズに案
内して排土口９に導入できるようにされている。
０の内壁面１０ａに隣接する位置には、先導管本体２側
にスクレーパ１２が固設されている。このスクレーパ１
２は、図４（斜視図）および図５（Ｂ矢視図）からも明
らかなように、左右対称の略台形柱状でその台形柱の下
底がドラム１０の内壁面１０ａに沿わせられるととも
に、上底がチャンバー１１の内側へ向けられて配置され
ている。また、前記スクレーパ１２においては、土砂の
流れ方向Ｃに対する掻き取り面１２ａの角度αができる
だけ小さく（本実施形態では５４°にされている。）な
るようにされ、これによりチャンバー１１内における土
砂の流動方向の上流側に位置するスクレーパ１２の側面
（掻き取り面１２ａ）によって掘削土砂をスムーズに案
内して排土口９に導入できるようにされている。
【００１６】以上のように構成されているので、この小
口径推進機１を用いて地山の掘削を行う際には、カッタ
ヘッド３を回転させつつ後方の推進装置により先導管本
体２を推進させると、面板の開口部からチャンバー１１
内に掘削土砂が取り込まれる。この取り込まれた土砂
は、チャンバー１１の外壁面（ドラム１０の内壁面１０
ａ）が排土口９へ向けて先窄まり形状となっているの
で、その内壁面１０ａに沿って排土口９側へ向けて移動
しつつ、カッタヘッド３の回転に伴ってドラム１０の内
壁面１０ａにより持ち上げられた後、スクレーパ１２に
よって掻き取られて排土口９を通ってスクリューコンベ
ア６上に落とし込まれる。
口径推進機１を用いて地山の掘削を行う際には、カッタ
ヘッド３を回転させつつ後方の推進装置により先導管本
体２を推進させると、面板の開口部からチャンバー１１
内に掘削土砂が取り込まれる。この取り込まれた土砂
は、チャンバー１１の外壁面（ドラム１０の内壁面１０
ａ）が排土口９へ向けて先窄まり形状となっているの
で、その内壁面１０ａに沿って排土口９側へ向けて移動
しつつ、カッタヘッド３の回転に伴ってドラム１０の内
壁面１０ａにより持ち上げられた後、スクレーパ１２に
よって掻き取られて排土口９を通ってスクリューコンベ
ア６上に落とし込まれる。
【００１７】本実施形態によれば、スクレーパ１２が、
回転されるドラム１０の内壁面１０ａに沿わせて配置さ
れているので、粘性の高い地山を掘削する場合でも、従
来構造（チャンバー内壁が固定式のもの）のように土砂
がチャンバー内壁面に付着することがなく、また付着し
たとしてもスクレーパ１２によって確実に掻き落とすこ
とができる。また、このスクレーパ１２の掻き取り面１
２ａと土砂の流れ方向Ｃとのなす角αを小さくすること
ができるので、掻き取り動作をスムーズに行うことがで
きて、スクレーパ１２の隣接部分に土砂の堆積が起こり
にくく、閉塞が生じるのを確実に防ぐことができる。し
かも、このスクレーパ１２はドラム１０の内壁面１０ａ
に略直交する方向には所要の厚みを有しているので、十
分な剛性を確保することができる。さらに、チャンバー
内壁面に沿わせてスクレーパ１２が配置できるので、ト
ンネル機械の口径の大小に拘わらず、スクレーパ１２を
コンパクトにできるという効果もある。こうして、粘土
質の土砂であっても、土砂の堆積による土砂取り込み不
良を防止することができ、またカッタヘッド３の回転抵
抗の増大を防止することができる。
回転されるドラム１０の内壁面１０ａに沿わせて配置さ
れているので、粘性の高い地山を掘削する場合でも、従
来構造（チャンバー内壁が固定式のもの）のように土砂
がチャンバー内壁面に付着することがなく、また付着し
たとしてもスクレーパ１２によって確実に掻き落とすこ
とができる。また、このスクレーパ１２の掻き取り面１
２ａと土砂の流れ方向Ｃとのなす角αを小さくすること
ができるので、掻き取り動作をスムーズに行うことがで
きて、スクレーパ１２の隣接部分に土砂の堆積が起こり
にくく、閉塞が生じるのを確実に防ぐことができる。し
かも、このスクレーパ１２はドラム１０の内壁面１０ａ
に略直交する方向には所要の厚みを有しているので、十
分な剛性を確保することができる。さらに、チャンバー
内壁面に沿わせてスクレーパ１２が配置できるので、ト
ンネル機械の口径の大小に拘わらず、スクレーパ１２を
コンパクトにできるという効果もある。こうして、粘土
質の土砂であっても、土砂の堆積による土砂取り込み不
良を防止することができ、またカッタヘッド３の回転抵
抗の増大を防止することができる。
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る小口径推進
機の縦断面図である。
機の縦断面図である。
【図２】図２は、本実施形態の小口径推進機の正面図で
ある。
ある。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、図１のＡ−Ａ断面における斜視図であ
る。
る。
【図５】図５は、図１のＡ−Ａ断面におけるＢ矢視図で
ある。
ある。
【図６】図６は、従来構造を示す小口径推進機の縦断面
図（ａ）およびそのＦ−Ｆ断面図（ｂ）である。
図（ａ）およびそのＦ−Ｆ断面図（ｂ）である。
【図７】図７は、従来構造のスクレーパの問題点を説明
する図である。
する図である。
１ 小口径推進機 ２ 先導管本体 ３ カッタヘッド ６ スクリューコンベア ９ 排土口 １０ ドラム １０ａ 内壁面 １１ チャンバー １２ スクレーパ １２ａ 掻き取り面
Claims (1)
- 【請求項１】 先導管本体の前部に回転自在に設けられ
るカッタヘッドの内壁面を、前記先導管本体の中心部に
設けられる排土口に向けて先窄まり形状にし、かつその
排土口の上部であって前記カッタヘッドの内壁面に隣接
する位置にその内壁面に付着する土砂を掻き取るスクレ
ーパを固設することを特徴とするカッタヘッド構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000274948A JP2002081292A (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | カッタヘッド構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000274948A JP2002081292A (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | カッタヘッド構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002081292A true JP2002081292A (ja) | 2002-03-22 |
Family
ID=18760641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000274948A Pending JP2002081292A (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | カッタヘッド構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002081292A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112360482A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-12 | 安徽唐兴机械装备有限公司 | 一种双刀可相互刮土的顶管机刀盘 |
-
2000
- 2000-09-11 JP JP2000274948A patent/JP2002081292A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112360482A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-12 | 安徽唐兴机械装备有限公司 | 一种双刀可相互刮土的顶管机刀盘 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20060125 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20070803 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070814 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071204 |