JP2002242590A - シールド掘進機の予備カッター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高精度の加工を行うことなく、確実にロック機
能を働かせることができるシールド掘進機の予備カッタ
ー装置を提供する。 【解決手段】カッターヘッド３の前面部に形成した開口
１０より内方へ向けてガイド壁部１３，１４を延ばす。
ガイド壁部１３，１４に沿って予備カッタービット９を
前端に有する可動部材１６を突出可能に設ける。ガイド
壁部１３，１４の間に回転板３１を回転可能に設け、そ
の回転板３１が、前記可動部材１６が摺動可能に挿通さ
れる貫通孔３１ｃを有する。可動部材１６が突出し前記
回転板３１に対する前記可動部材１６の貫通状態が解除
されたとき、スプリング部材４１が、回転板３１を、ス
トッパ部材３４が当接する所定角度だけ回転させ、前記
回転板３１によって可動部材１６の後退を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トンネル掘削用
のシールド掘進機の予備カッター装置に関するものであ
って、いわゆるノムスト（ＮＯＭＳＴ）工法によってシ
ールド掘進機を発進させる場合に、同工法に特有の高強
度のコンクリート壁（ノムスト壁）を切削するなど、硬
質部材の切削に好適なカッターである予備カッター装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、掘削予定のトンネルを長距離
掘進し、カッタービットが摩耗し、カッタービットの切
削不能となった場合や、ノムスト壁（ＮＯＭＳＴ壁）を
掘削する場合、予備カッタービットで掘削できるように
するために、シールド掘進機の予備カッター装置を用い
ることが行われている。

【０００３】例えば特開平１０−１６９３７４号公報に
記載されるように、前部にカッターヘッドを設け、この
カッターヘッドに土砂掘削用のカッターを有するスポー
クを設けてなるトンネル掘削機において、前記スポーク
の外側を覆うように前後に摺動可能な外殻フレームを設
けるとともに、この摺動体に土砂掘削用のカッターを設
け、かつ前記スポークに設けられるカッターのうちのい
ずれか一方のカッターを使用位置若しくは退避位置に摺
動させるように前記摺動体を駆動するスライドシリンダ
を設けたものが知られている。

【０００４】また、特開平９−１００６９７号公報に記
載されるように、掘削機本体の前部にカッターヘッドが
駆動回転自在に装着され、該カッターヘッドに固定カッ
タービットと共に装着される交換カッタービットのカッ
タービット交換装置において、前記交換用カッタービッ
トが出没自在に収容されるケーシングと、前記交換用カ
ッタービットに連結された連結ロッドと、該連結ロッド
を軸方向に移動する移動手段と、前記連結ロッドに外部
から係止することで前記交換用カッタービットを突出位
置にて保持するロック手段を備え、前記ロック手段とし
て、前記連結ロッドに穴を設け、カッタービット作動時
に、バネでロックピンを連結ロッドの穴に嵌合させるよ
うに構成したものも知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置においては、次のような問題がある。 （１）前記特開平１０−１６９３７４号公報に記載のも
のは、スライドシリンダが外殻フレームを使用位置に固
定するロック機構を備える必要があり、構造が複雑とな
り、コストアップの原因となっている。 （２）前記特開平９−１００６９７号公報に記載のもの
は、ロックピンを係止凹部に嵌合させる構造であるた
め、それらの嵌合によりロック機能が作動するか否か不
確実で、信頼性の点で問題がある。また、それらを確実
に嵌合させようとすれば、高い加工精度が必要とされ、
コストアップの原因となる。

【０００６】この発明は、高精度の加工を行うことな
く、確実にロック機能を働かせることができるシールド
掘進機の予備カッター装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、回転可能に支持されるカッター
ヘッド内に設けられ、前記カッターヘッドの前面部より
前方又は半径方向外方に予備カッタービットが突出可能
に設けられたシールド掘進機の予備カッター装置であっ
て、前記カッターヘッドの前面部に形成された開口より
後方に向けて延びるガイド壁と、前記ガイド壁に沿って
突出可能に設けられ前記予備カッタービットを前端に有
する可動部材と、前記ガイド壁の中間部分に回転可能に
設けられ、前記可動部材が摺動可能に貫通する回転板
と、前記可動部材が突出し前記可動部材が前記回転板を
貫通する状態が解除されたとき、前記回転板を水平面内
で回転し、前記回転板によって前記可動部材の後退を規
制させる回転板回転制御手段とを備えるものである。こ
こで、「カッターヘッドの前面部より前方又は半径方向
外方に予備カッタービットが突出可能に」とは、予備カ
ッタービットが、カッターヘッドの前面部（カッターフ
ェイス）に対し直交する方向（前方）に突出する場合だ
けでなく、カッターフェイスに対し傾斜する方向（半径
方向外方）に突出する場合にも適用できることを意味す
る。また、「回転板回転制御手段」は、後述するよう
に、スプリング部材のスプリング力を利用して回転板を
回転するように構成することが、構造を簡単にする上
で、最も有利であるが、本発明はそれに限定されるもの
ではなく、前記可動部材が突出し前記可動部材が前記回
転板を貫通している状態が解除されたときに、前記回転
板を水平面内で回転させ、前記可動部材の後退を規制す
るものであれば用いることができる。

【０００８】請求項１の発明によれば、予備カッターに
よる掘削を必要とするときに、可動部材をガイド壁に沿
って摺動させ開口を通じて突出させることで、カッター
ヘッドの前面部より予備カッタービットを前方又は半径
方向外方に突出させる。このとき、可動部材が回転板か
ら前端側に抜け出て、回転板を摺動可能に貫通している
状態が解除されるので、前記回転板が回転可能な状態と
なる。これにより、回転板回転制御手段によって、回転
板が水平面内にて所定角度だけ回転せしめられ、前記回
転板によって前記可動部材の後退を規制する状態とな
る。この状態では、カッターヘッドを回転して掘削作業
を行うときの、切羽からの反力（スラスト力）は、可動
部材、回転板及びガイド壁を経て、カッターヘッドによ
って支持されることになるので、大きな反力が作用して
も、予備カッタービットが後退するということがなく、
掘削作業を安定して行える。

【０００９】請求項２に記載のように、前記回転板回転
制御手段は、前記回転板とガイド壁との間に設けられ前
記回転板を所定方向に回転させる方向に付勢するスプリ
ング部材と、前記回転板に設けられ前記回転板の所定角
度以上の回転を規制するストッパ部材とを有する構成と
することができる。

【００１０】請求項２の発明によれば、可動部材が突出
して回転板を貫通する状態が解除されたときに、スプリ
ング部材のスプリング力によって回転板が所定方向に回
転を始め、ストッパ部材によって回転が規制されるまで
所定角度だけ回転板が回転することになる。

【００１１】請求項３に記載のように、前記回転板回転
制御手段は、前記回転板とガイド壁との間に設けられ前
記回転板を所定方向に回転させる方向に付勢するスプリ
ング部材を有し、このスプリング部材は、前記可動部材
が前記回転板を摺動可能に貫通している状態では、前記
回転板を所定角度だけ回転させるのに必要な量だけ撓ん
でいる構成とすることができる。

【００１２】請求項３の発明によれば、可動部材が突出
して回転板を貫通している状態が解除されたときに、ス
プリング部材のスプリング力によって、回転板が所定方
向に所定角度だけ回転する。このとき、スプリング部材
の撓みが解消された状態となる。

【００１３】請求項４に記載のように、前記ガイド壁
は、前記開口より後方に向けて延びる第１のガイド壁部
と、該第１のガイド壁部の後端と空間部を存して配置さ
れる第２のガイド壁部とを有し、前記空間部に前記回転
板と前記回転板回転制御手段とが配置されているように
することができる。

【００１４】請求項４の発明によれば、第１のガイド壁
部と第２のガイド壁部との中間部分に空間部が設けら
れ、その空間部に回転板と回転板回転制御手段とが配置
されるようにしているので、回転板及び回転板回転制御
手段が、あまりスペースをとることなく、無理なく配置
される。

【００１５】請求項５に記載のように、前記可動部材
は、前記ガイド壁に沿って油圧ジャッキ機構によって、
摺動し、前記開口により突出せしめられるようにしても
よい。

【００１６】請求項５の発明によれば、可動部材のガイ
ド壁に沿って摺動し、開口よりの突出を油圧ジャッキ機
構によって行うようにしているので、圧油の供給という
簡単な制御で可動部材を突出させることができる。

【００１７】請求項６に記載のように、前記油圧ジャッ
キ機構は、前記可動部材の内部を前端側の第１の室及び
後端側の第２の室に区画するピストンと、該ピストンに
一端部が連結され他端部が前記可動部材を貫通して外部
に延び前記カッターヘッドの固定されるピストンロッド
と、前記ピストン及びピストンロッドを貫通して設けら
れ前記第１の室に圧油を供給する油通路とを有する構成
とすることができる。

【００１８】請求項６の発明によれば、油通路を通じて
圧油が前端側の第１の室に供給され、第１の室の容積が
膨張することで、可動部材が、カッターヘッドに固定さ
れるピストン及びピストンロッドに対し前方へ移動せし
められ、可動部材がガイド壁に摺動し開口より突出せし
められる。これによって、カッターヘッドの前面部より
外方又は半径方向外方に予備カッタービットが、可動部
材の前部と共に突出することになる。また、掘削作業時
には、油圧ジャッキ機構にスラスト力が作用しないの
で、油圧ジャッキ機構は予備カッタービットを押し出さ
せるだけの推力の小さいもので十分であり、小型の油圧
ジャッキ機構を使用できるため、カッターヘッド又はス
ポーク内の限られた空間内に無理なく配置される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に沿って説明する。

【００２０】図１は本発明に係る予備カッター装置が装
着されたシールド掘進機の正面図である。

【００２１】図１に示すように、このシールド掘進機１
の円筒状シールドの前端にカッターヘッド３が回転可能
に支持され、このカッターヘッド３の前面部（カッター
フェイス６）は、円周方向に９０度の間隔をあけてスポ
ーク４が配設されている。このスポーク４の両側には、
一定幅の土砂取り込み口５がカッターフェイス６に開設
されている。

【００２２】前記スポーク４には、複数の固定カッター
ビット７が、両側縁部に沿って間隔を存して前方に突設
されている。また、油圧ジャッキ機構（図示せず）にて
外周部に出没可能なコピーカッター８も設けられてお
り、トンネル屈曲部などでコピーカッター８を突出させ
て掘削作業を行うようになっている。

【００２３】また、前記カッターヘッド３の前面部の一
部を構成するスポーク４の中心線上には、半径方向に間
隔を存して、第１の予備カッタービット９が突出するた
めの断面矩形状の開口１０が形成される一方、最も外周
側には、第２の予備カッタービット１１が突出するため
の開口１２が形成されている、そして、前記カッターヘ
ッド３の前面部より前方又は半径方向外方に第１及び第
２の予備カッタービット９，１１が、開口１０，１２を
通じて突出可能に設けられた第１及び第２の予備カッタ
ー装置Ｓ１，Ｓ２が構成されている。 ＜第１の予備カッター装置＞前記開口１０には、図２に
示すように、前記開口１０より、後方（内方）に向けて
延びる所定深さの筒状の第１のガイド壁部１３が形成さ
れている。この第１のガイド壁部１３は、断面ほぼ四角
形状で、全周に亘ってほぼ同一の肉厚とされ、角部が湾
曲形状となっている。

【００２４】また、前記第１のガイド壁部１３の後方に
は、回転可能に設けられた円板形状の回転板３１を介し
て、前記第１のガイド壁部１３に対応する第２のガイド
壁部１４が配設されている。よって、第１及び第２のガ
イド壁１３，１４の中間部分に回転板３１が位置してい
ることになる。また、前記両ガイド壁部１３，１４の外
側面の間には、連結板部材３２が設けられることで、両
ガイド壁部１３，１４は一体化され、ガイド壁となって
いる。連結板部材３２は、両ガイド壁部１３，１４の外
側面のほぼ１／３の幅とされている。前記両ガイド壁部
１３，１４の間に形成される空間部３３に、回転板３１
が回転可能に配置されている。なお、第２のガイド壁部
１４は、内部に軸受２０が設けられる第１のガイド壁部
１３よりも厚さが厚く形成され、内周面及び外周面が前
記軸受２０の内周面及び第１のガイド壁部１３の外周面
とほぼ面一となっている。

【００２５】そして、前記スポーク４の開口１０を通じ
て、第１の予備カッタービット９を前端に有する可動部
材１６が、油圧ジャッキ機構１７にて、第１及び第２の
ガイド壁１３，１４に沿って突出可能に設けられてい
る。この第１の予備カッタービット９は、通常掘削時に
は、図２に示すように、カッターヘッド３内に全体が収
納され、第１の予備カッタービット９がスポーク４の表
面（カッターフェイス６）より突出しない状態とされ
る。その一方、カッタービット作動時には、図７に示す
ように、第１の予備カッタービット９が油圧ジャッキ機
構１７にて切り羽側に押し出され、第１の予備カッター
ビット９が可動部材１６の前端部と共にスポーク４の表
面より突出した状態とされ、第１の予備カッタービット
９による掘削可能な状態とされる。

【００２６】前記可動部材１６は、一端部（前端部）が
閉塞された断面矩形状の筒状部材１８と、この筒状部材
１８の他端部（後端部）を螺合により、シール性を確保
して閉塞する蓋部材１９とによって構成され、その前面
部のほぼ中央位置に前記第１の予備カッタービット９が
固着され、一体化されている。なお、筒状部材１８は、
断面矩形状である必要はなく、カッターヘッド３に対し
て回転しない非円形断面であればよい。

【００２７】この可動部材１６は、軸受２０を介して、
前記第１のガイド壁部１３内に摺動可能に設けられてい
る。なお、第１の予備カッタービット９は、図３に示す
ように、両端部が超硬チップ９ａでもって構成されてお
り、ノムスト壁に対する切削性に優れるものである。

【００２８】前記可動部材１６（筒状部材１８）には、
ピストン２１が止水シール２２を介して摺動可能に嵌挿
され、そのピストン２１によって内部が２つの室、すな
わち、筒状部材１８とピストン２１との間に形成される
前端側の第１の室２７（図７参照）と、筒状部材１８と
ピストンロッド２３の外周面との間に形成される後端側
の第２の室２８（図２参照）とに区画されている。そし
て、前記ピストン２１にピストンロッド２３の一端部
（閉塞端部）が同軸状に連結され、このピストンロッド
２３の他端小径部が、蓋部材１９（可動部材１６）を貫
通し、取付部材２４を介してカッターヘッド６（フレー
ム６ａ）に固定されている。なお、蓋部材１９とピスト
ンロッド２３との間にも、止水シール２５が設けられて
いる。

【００２９】そして、ピストン２１及びピストンロッド
２３には、それらを貫通する油通路２６が形成され、こ
の油通路２６を通じて圧油を前記第１の室２７に供給す
ることで、フレーム６ａ（カッターヘッド６）に固定さ
れているピストン２１及びピストンロッド２３に対し筒
状部材１８を相対移動させ、図７に示すように、第１の
予備カッタービット９を突出させるようになっている。
このようにして、前記可動部材１６を第１及び第２のガ
イド壁１３，１４に沿って突出させ、第１の予備カッタ
ービット８を突出させる油圧ジャッキ機構１７が構成さ
れている。

【００３０】また、前記回転板３１は、図５に示すよう
に、前記ガイド壁部１３，１４の外側面間の間隔Ｌ１
（図４参照）に相当する寸法の直径を有する円板形状の
基部３１ａと、この基部３１ａの一側に連設され前記筒
状部材１８の断面における対角線長さにほぼ相当する寸
法Ｌ２の直径を有する突部３１ｂとを有し、それらを貫
通する断面ほぼ正方形状（非円形断面形状）の貫通孔３
１ｃが開設されている。従って、貫通孔３１ｃは可動部
材１６が摺動可能に貫通している。また、この回転板３
１の基部３１ａには、前記連結板部材３２の間に形成さ
れる空間部を通じて半径方向外方に突出するロッド状の
ストッパ部材３４が連設されると共に、後述する部分円
弧形状のスプリング部材４１の一端部が係止される係止
孔３１ｄが開設されている。このスプリング部材４１と
ストッパ部材３４とによって、前記可動部材１６が突出
し前記可動部材１６が前記回転板３１を貫通している状
態が解除されたとき、前記回転板３１を水平面内で回転
させ、前記回転板３１によって前記可動部材１６の後退
を規制する回転板回転制御手段が構成されている。

【００３１】前記回転板３１の基部３１ａのうち突部３
１ｂがない部分であって回転板３１とガイド壁１３との
間にスプリング部材４１が設けられている。このスプリ
ング部材４１は、図６に示すように、ほぼ９０度の範囲
を占め回転板３１上に載置される部分円弧状の本体部４
１ａと、この本体部４１ａの一端から本体部４１ａに直
交する方向に延びる一端部４１ｂと、前記本体部４１ａ
の他端から前記一端部４１ｂとは反対方向に延びる他端
部４１ｃとを有する。

【００３２】前記可動部材１６がカッターヘッド３内に
収納された状態では、前記スプリング部材４１の一端部
４１ｂを前記回転板３１の係止孔３１ｄに係止する一
方、他端部４１ｃを第１のガイド壁部１３の端面に形成
された係止孔１３ａに係止することで、スプリング部材
４１が撓んで、前記回転板３１を回転させる方向に付勢
するようになっている。この状態では、ストッパ部材３
４は、１つの連結板部材３２の側縁部に当接している
（図６参照）。そして、前記可動部材１６が突出し、前
記回転板３１の回転の規制が解除されると、前記スプリ
ング部材４１のスプリング力によって回転板３１が回転
する。そして、回転板３１が所定角度（例えばほぼ４５
度）回転されたときに、ストッパ部材３４が、隣の連結
板部材３２の側縁部に接触し、それ以上の回転を規制す
るようになっている（図９参照）。つまり、ストッパ部
材３４の回転が隣り合う連結板部材３２の間の空間部だ
け回転できるので、回転板３１の回転もその空間部の範
囲にだけに規制され、そのように回転板３１が回転され
たときは可動部材１６８第１のガイド壁部１３の貫通孔
９に対し、回転板３１の貫通孔３１ｃが周方向において
ずれた状態となり、回転板３１によって可動部材１６の
後退が規制される。なお、前記油圧ジャッキ機構１７が
動作して可動部材１６が突出したときは、その可動部材
１６の後端が回転板３１よりも前方（突出側）に位置し
ている必要がある。

【００３３】なお、５１は可動部材１６の摺動が容易と
なるようにグリースが充填される穴である。 ＜第２の予備カッター装置＞前記開口１２には、図１０
及び図１１に示すように構成される。ここで、第２の予
備カッター装置Ｓ２は、第２の予備カッタービット１１
の突出方向が異なるだけで、第１の予備カッター装置Ｓ
１と基本的に同様の構成であるので、その詳細な説明を
省略し、異なる点について説明する。

【００３４】スポーク４の周縁部の開口１０より内方
（後方）に向けてほぼ４５度の角度をなすように傾斜し
て延びる所定深さの角筒状のガイド壁部１３Ａ，１４Ａ
が形成されている。そして、前記スポーク４の開口１０
を通じて、第２の予備カッタービット１１を前端に有す
る可動部材１６Ａが、油圧ジャッキ機構１７Ａにて半径
方向外方に突出可能に設けられている。

【００３５】前記可動部材１６Ａは、断面矩形状の筒状
部材１８Ａを有するが、その前端面が前記筒状部材１８
Ａの軸線に対して傾斜した面とされ、その面の外側縁側
に第２のカッタービット１１（超硬チップ１１ａ）が固
着されている。スプリング部材３３Ａ及び回転板３１Ａ
を用いて、可動部材１６Ａの後退を規制するのは第１の
予備カッター装置と同様である。

【００３６】上記のように構成すれば、通常のトンネル
掘削時には、第１の予備カッタービット９は、図２及び
図１０に示すように、第１の室２７に圧油が供給されて
おらず、第１の予備カッタービット９は、可動部材１６
と共にカッターヘッド３内に全体が収納され、第１の予
備カッタービット９がスポーク４の表面より突出しない
状態とされる。第２の予備カッタービット１１も同様に
スポーク４の表面より突出しない状態とされる。

【００３７】よって、この場合は、固定カッタービット
７などによって、掘削作業が行われ、予備カッタービッ
ト９，１１による作業は行われない。なお、この状態で
は、スプリング部材４１は大きく撓んだ状態にあり、回
転板３１に対して所定の方向に回転させるスプリング力
を作用しているが、回転板３１の貫通孔３１ｃを可動部
材１６が貫通した状態にあるので、回転板３１の回転が
規制されている。

【００３８】そして、掘削予定のトンネルを長距離掘進
し、固定カッタービット７が摩耗し、固定カッタービッ
ト７の切削不能となった場合や、ノムスト壁（ＮＯＭＳ
Ｔ壁）を掘削する場合に、予備カッタービット９で掘削
できるようにするために、図７及び図１１に示すよう
に、油通路２６を通じて第１の室２７に圧油が供給さ
れ、ピストン２１及びピストンロッド２３はフレーム６
ａに固定されているので、可動部材１６従って第１の予
備カッタービット９が油圧ジャッキ機構１７にて切り羽
側に押し出されることとなり、第１の予備カッタービッ
ト９がスポーク４の表面より突出した状態とされる。こ
れにより、回転板３１の貫通孔３１ｃから可動部材１６
が抜け出て、可動部材１６による回転板３１の回転規制
が解除され、前記回転板３１が回転自由な状態になる。

【００３９】このような回転自由な状態になると、スプ
リング部材４１のスプリング力によって、回転板３１が
所定の方向に回転することになるが、所定角度だけ回転
すると回転板３１と一体に回転するストッパ部材３４が
隣の連結板部材３２に当接し、回転板３１のそれ以上の
回転が規制される。すなわち、ストッパ部材３４は、連
結板部材３２間の回転が許容される角度だけしか回転す
ることができないので、回転板３１の回転も一定の角度
範囲に規制されることになる。

【００４０】この状態では、回転板３１の貫通孔３１ｃ
と可動部材１６との断面形状とがほぼ同一であるにもか
かわらず、それらが円周方向においてずれているので、
第１の予備カッタービット９に作用する推力を可動部材
１６が受け、それによって可動部材１６が後退しようと
しても、回転板３１に規制されて後退することができな
い。よって、スプリング部材４１と回転板３１とが、カ
ッタービット９の押し出しを維持する維持手段として機
能するようになる。

【００４１】なお、第１の予備カッタービット９の推力
は、可動部材１６と回転板３１との４個所の重なり部
分、フレーム６ａ、連結板部材３２及びガイド壁部１
３，１４に順に伝達されることになる。

【００４２】従って、掘削予定のトンネルの途中や最終
位置にノムスト壁が設けられている場合にも、予備カッ
タービット９を突出させて新しいカッタービットでノム
スト壁を掘削することができる。それと共に、回転板回
転制御手段にて回転板３１の回転を制御し、回転板３１
によって可動部材１６の後退を規制しているので、油圧
ロックに比べて構造を簡単にすることができ、また、掘
削作業も安定して行うことができる。このとき、第２の
予備カッタービット１１も同様にして突出して、後退が
規制された状態とされ、同様な作用効果を発揮する。

【００４３】前記実施の形態においては、連結板部材３
２にストッパ部材３４が当接することで、所定角度以上
の回転板３１の回転を規制するようにしているが、本発
明はそれに限定されるものではなく、スプリング部材自
体の形状の変化により、回転板の所定量以上の回転を規
制するようにし、ストッパ部材を省略することもでき
る。この場合は、基本的には図１〜図１２に示すものと
同様であるが、図１３〜１７に示すように、回転板の形
状とスプリング部材の係止構造が異なることになる。な
お、同一の構成要素については同一の符号を用い、その
詳細な説明を省略する。

【００４４】すなわち、ガイド壁１３Ｂ，１４Ｂは断面
矩形筒状で、その湾曲コーナ部において連結板部材３２
Ｂにて連結され、一体化されている。また、それらの連
結板部材３２Ｂのうちの特定の２つの連結板部材３２Ｂ
の間にも、両ガイド壁部１３Ｂ，１４Ｂを連結する連結
板部材が３２Ｃが設けられている。回転板３１Ｂは、ガ
イド壁部１３Ｂ，１４Ｂの外側面の間隔に相当する寸法
よりも小さい直径の円板形状で、可動部材１６が摺動可
能な貫通孔３１ｅが形成されている（図１４参照）。部
分円弧状のスプリング部材４１Ｂは、一端部が回転板３
１Ｂの係止孔３１ｆに、他端部が連結板部材３２の係止
孔３２ａにそれぞれ係止されている。前記可動部材１６
が収納され前記可動部材１６が回転板３１Ｂを摺動可能
に貫通している状態では、図１３及び図１５に示すよう
に、回転板３１Ｂを所定角度だけ回転させる量だけスプ
リング部材４１Ｂを撓ませ、前記回転板３１Ｂを回転さ
せる方向に付勢するようにしている。そして、圧油が作
用して可動部材１６が突出すると、可動部材１６による
回転板３１Ｂの回転の規制が解除される。すると、前記
スプリング部材４１Ｂのスプリング力によって自然な状
態に戻ろうとして回転板３１Ｂが回転し、回転板３１Ｂ
がほぼ４５度回転されたときに、スプリング部材４１Ｂ
が自然な状態になり、回転板３１Ｂを回転させなくな
る。これによって、可動部材１６の後退が規制され、前
記実施の形態の場合と同様に、予備カッタービット９Ａ
の突出状態は維持される。

【００４５】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように実施
され、以下に述べるような効果を奏する。

【００４６】請求項１の発明は、回転板を回転させるこ
とによって、前端に予備カッタービットを有する可動部
材の後退を規制するようにしているので、簡単な構造で
もって、大きな反力（スラスト力）が作用しても、予備
カッタービットが後退することなく、掘削作業を安定さ
せることができる。そして、予備カッタービットが必要
なときだけ、外方又は半径方向外方に突出させて使用す
ることができ、しかも使用時には、反力（スラスト力）
は、最終的にカッターヘッドによって支持されるから、
ノムスト壁に対しても確実にトンネルを掘削することが
できる。

【００４７】よって、掘削予定のトンネルの途中や最終
位置にノムスト壁が設けられている場合にも、予備カッ
タービットを突出させて新しいカッタービットでノムス
ト壁を掘削することができると共に、回転板回転制御手
段にて回転板の回転を制御して可動部材の後退を規制す
るようにしているので、油圧ロックに比べて構造を簡単
にすることができ、また、掘削作業も安定して行うこと
ができる。

【００４８】請求項２に記載のように、可動部材が突出
して回転板に対する貫通が解除されたときに、スプリン
グ部材のスプリング力によって回転板を回転させ、スト
ッパ部材にて所定角度以上の回転を規制するようにすれ
ば、簡単な構造でもって回転板の回転を規制することが
できる。

【００４９】また、請求項３に記載のように、可動部材
が突出して回転板に対する貫通が解除されたときに、ス
プリング部材のスプリング力によって、回転板が所定角
度だけ回転し、スプリング部材の撓みが解消された状態
となるようにすれば、請求項２の発明において必要とさ
れるストッパ部材も必要なくなり、より一層簡単な構造
でもって回転板の回転を規制することができる。

【００５０】請求項４に記載のように、第１のガイド壁
部と第２のガイド壁部とを空間部を存して設け、その空
間部にスプリング部材を設けるようにすれば、回転板回
転制御手段を構成するスプリング部材を無理なく配置す
ることができる。

【００５１】請求項５に記載のように、可動部材の突出
を油圧ジャッキ機構によって行うようにすれば、圧油の
供給という簡単な制御だけで可動部材を突出させること
ができる。

【００５２】請求項６に記載のように、前記油圧ジャッ
キ機構を、前記可動部材の内部を前端側の第１の室及び
後端側の第２の室に区画するピストンと、該ピストンに
一端部が連結され他端部が前記可動部材を貫通してカッ
ターヘッドに固定されるピストンロッドと、前記ピスト
ン及びピストンロッドを貫通して設けられ前記第１の室
に圧油を供給する油通路とを有する構成とすれば、油通
路を通じて圧油を第１の室に供給することで、可動部材
を突出させ、それによって予備カッタービットを前記カ
ッターヘッドの前面部より外方又は半径方向外方に簡単
に突出させることができる。また、掘削作業時には、油
圧ジャッキ機構にスラスト力が作用しないので、油圧ジ
ャッキ機構は予備カッタービットを押し出させるだけの
推力の小さいもので十分であり、小型の油圧ジャッキ機
構を使用できるため、カッターヘッド内の限られた空間
内に無理なく配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る予備カッター装置が用いられるシ
ールド掘進機のカッターヘッドの正面図である。

【図２】図１のII-II線における断面図である。

【図３】図２のＡ方向矢視図である。

【図４】図２のIV-IV線における断面図である。

【図５】本発明に係る回転板を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図６】図２のVI-VI線における断面図である。

【図７】本発明に係る第１の予備カッタービットが突出
した状態を示す図２と同様な図である。

【図８】図７のVIII-VIII線における断面図である。

【図９】図７のIX-IX線における断面図である。

【図１０】図１のX-X線における断面図である。

【図１１】本発明に係る第２の予備カッタービットが突
出した状態を示す図１０と同様な図である。

【図１２】図１１のＣ方向矢視図である。

【図１３】他の実施の形態についての図２と同様の図で
ある。

【図１４】本発明の他の実施の形態に係る回転板を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図１５】図１３のXV-XV線における断面図である。

【図１６】他の実施の形態についての図７と同様な図で
ある。

【図１７】図１６におけるXVII-XVII線における断面図
である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ３ カッターヘッド ４ スポーク ９ 第１の予備カッタービット １０ 開口 １１ 第２の予備カッタービット １２ 開口 １３ 第１のガイド壁部 １４ 第２のガイド壁部 １６ 可動部材 １６Ａ 可動部材 １７ 油圧ジャッキ機構 ２１ ピストン ２３ ピストンロッド ２６ 油通路 ２７ 第１の室 ２８ 第２の室 ３１ 回転板 ３１ｃ 貫通孔 ３２ 連結板部材 ３３ 空間部 ３４ ストッパ部材 ４１ スプリング部材 Ｓ１ 第１の予備カッター装置 Ｓ２ 第２の予備カッター装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に支持されるカッターヘッド内
   に設けられ、前記カッターヘッドの前面部より前方又は
   半径方向外方に予備カッタービットが突出可能に設けら
   れたシールド掘進機の予備カッター装置であって、 前記カッターヘッドの前面部に形成された開口より後方
   に向けて延びるガイド壁と、 前記ガイド壁に沿って突出可能に設けられ前記予備カッ
   タービットを前端に有する可動部材と、 前記ガイド壁の中間部分に回転可能に設けられ、前記可
   動部材が摺動可能に貫通する回転板と、 前記可動部材が突出し前記可動部材が前記回転板を貫通
   する状態が解除されたとき、前記回転板を水平面内で回
   転し、前記回転板によって前記可動部材の後退を規制さ
   せる回転板回転制御手段とを備えることを特徴とするシ
   ールド掘進機の予備カッター装置。
2. 【請求項２】 前記回転板回転制御手段は、前記回転板
   とガイド壁との間に設けられ前記回転板を所定方向に回
   転させる方向に付勢するスプリング部材と、前記回転板
   に設けられ前記回転板の所定角度以上の回転を規制する
   ストッパ部材とを有する請求項１記載のシールド掘進機
   の予備カッター装置。
3. 【請求項３】 前記回転板回転制御手段は、前記回転板
   とガイド壁との間に設けられ前記回転板を所定方向に回
   転させる方向に付勢するスプリング部材を有し、このス
   プリング部材は、前記可動部材が前記回転板を摺動可能
   に貫通している状態では、前記回転板を所定角度だけ回
   転させるのに必要な量だけ撓んでいる請求項１記載のシ
   ールド掘進機の予備カッター装置。
4. 【請求項４】 前記ガイド壁は、前記開口より後方に向
   けて延びる第１のガイド壁部と、該第１のガイド壁部の
   後端と空間部を存して配置される第２のガイド壁部とを
   有し、前記空間部に前記回転板と前記回転板回転制御手
   段とが配置されている請求項１〜３のいずれかに記載の
   シールド掘進機の予備カッター装置。
5. 【請求項５】 前記可動部材は、前記ガイド壁に沿って
   油圧ジャッキ機構によって、摺動し、前記開口により突
   出せしめられる請求項１〜４のいずれかに記載のシール
   ド掘進機の予備カッター装置。
6. 【請求項６】 前記油圧ジャッキ機構は、前記可動部材
   の内部を前端側の第１の室及び後端側の第２の室に区画
   するピストンと、該ピストンに一端部が連結され他端部
   が前記可動部材を貫通して外部に延び前記カッターヘッ
   ドの固定されるピストンロッドと、前記ピストン及びピ
   ストンロッドを貫通して設けられ前記第１の室に圧油を
   供給する油通路とを有する請求項５記載のシールド掘進
   機の予備カッター装置。