JP2002339694A - トンネル掘削機 - Google Patents

トンネル掘削機

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JP2002339694A
JP2002339694A JP2001150391A JP2001150391A JP2002339694A JP 2002339694 A JP2002339694 A JP 2002339694A JP 2001150391 A JP2001150391 A JP 2001150391A JP 2001150391 A JP2001150391 A JP 2001150391A JP 2002339694 A JP2002339694 A JP 2002339694A
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JP
Japan
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cutter
cutter head
support box
tunnel excavator
excavation
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Koji Yamazaki
幸司 山崎
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル掘削機において、掘削反力を確実に
受け止めることができる一方で装置の大型化を阻止して
掘削効率の向上を図る。 【解決手段】 カッタヘッド19のスポーク22の先端
部に油圧ジャッキ36により支持箱34を移動自在に支
持し、この支持箱34にはオーバーカッタ28を傾斜し
て回動自在に支持し、カッタヘッド19を支持箱34の
裏側まで延設して受け部38を形成することで、オーバ
ーカッタ28の掘削反力を油圧ジャッキ36と受け部3
8とに分散して受け止める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、余掘機能を有する
シールド掘削機やトンネルボーリングマシンなどのトン
ネル掘削機に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、トンネル掘削機は、円筒形状を
なす掘削機本体の前部に円盤形状をなすカッタヘッドが
回転自在に装着され、このカッタヘッドが駆動装置によ
り駆動回転可能に支持される一方、後部には掘削機本体
を前進させる多数のシールドジャッキが装着されると共
に、既設トンネルの内壁面にセグメントを組み付けるエ
レクタ装置が装着されて構成されている。従って、駆動
装置によりカッタヘッドを回転させながらシールドジャ
ッキを伸長させると、既設セグメントからの反力を得て
掘削機本体が前進し、カッタヘッドに取付けられた多数
のカッタビットが前方の地盤を掘削し、トンネルを形成
することができる。
【0003】このようなトンネル掘削機において、カー
ブ施工時や掘進方向の修正時などには、オーバーカッタ
やコピーカッタなどの余掘装置を用いてトンネル掘削を
行っている。このような余掘装置を備えたトンネル掘削
機としては、例えば、特開平7−82988号公報に開
示されたものがある。
【0004】この公報に開示されたシールド掘進機の余
掘装置は、カッタヘッドの外周部に支持体を移動自在に
支持し、この支持体の先端部にローラビットを傾斜状態
で回転自在に支持し、油圧ジャッキの伸張時に支持体を
介してローラビットを外方に突き出し、油圧ジャッキの
収縮時に支持体を介してローラビットを引っ込めるよう
に構成されている。従って、カーブ施工時などの際に
は、カッタヘッドを回転した状態でローラビットを外方
に突き出すことで、シールド本体の径方向に余掘量を大
きくとることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、余掘装置にお
いて油圧ジャッキによりローラビットを外方に突き出し
て余掘作業を行う場合、掘削地盤は岩盤であり、この掘
削作業時には大きな掘削反力がローラビットに作用す
る。ところが、上述した従来のシールド掘進機の余掘装
置にあっては、先端部にローラビットが装着された支持
体を油圧ジャッキが伸縮させる構造であるため、余掘作
業時にローラビットに作用する掘削反力は直接油圧ジャ
ッキに作用する。そのため、この掘削反力により油圧ジ
ャッキが収縮してしまい、十分な余掘量を確保すること
ができずに掘削効率が低下してしまうという問題があ
る。そこで、油圧ジャッキの推力を大きくすることが考
えられるが、これにより油圧ジャッキが大型化して配設
スペースが拡大してしまう。
【0006】また、余掘作業時には、ローラビットによ
る岩盤掘削で発生した土砂を確実に排出して掘削効率を
向上させる必要がある。通常、ローラビットは岩盤に押
し付けて連れ回りさせながら、この岩盤を掘削(破砕)
するものであり、掘削土砂はローラビットの刃に連れ回
りしながら後方に移動する。上述した従来のシールド掘
進機の余掘装置にあっては、ローラビットの回転方向後
方には支持体が位置しているため、掘削土砂がうまくカ
ッタチャンバに排出されず、ローラビットの周辺に滞留
して掘削性能が低下してしまうという問題がある。
【0007】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、掘削反力を確実に受け止めることができる一方
で装置の大型化を阻止して掘削効率の向上を図ったトン
ネル掘削機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項1の発明のトンネル掘削機は、筒状をなす掘
削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキ
と、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着された
カッタヘッドと、該カッタヘッドの外周部に前方に傾斜
して配設されると共に径方向外方に出没自在に支持され
たオーバーカッタと、該オーバーカッタを出没させる駆
動ジャッキと、前記オーバーカッタの後方に配設されて
該オーバーカッタに作用する掘削反力を受ける受け部と
を具えたことを特徴とするものである。
【0009】請求項2の発明のトンネル掘削機では、前
記オーバーカッタは支持箱に回動自在に支持され、該支
持箱は前記カッタヘッドに放射状に配設されたカッタス
ポークの先端部に移動自在に支持され、該カッタスポー
ク内に装着された前記駆動ジャッキにより移動自在であ
り、前記受け部は前記支持箱を摺動自在に支持するよう
に前記カッタヘッドに形成されたことを特徴としてい
る。
【0010】請求項3の発明のトンネル掘削機では、前
記カッタスポークと前記支持箱との間に楕円嵌合部が設
けられ、該楕円嵌合部にシール部材が介装されたことを
特徴としている。
【0011】請求項4の発明のトンネル掘削機では、前
記支持箱の両側にスクレーパが装着されたことを特徴と
している。
【0012】請求項5の発明のトンネル掘削機では、前
記オーバーカッタの後方にチャンバに連通する排土孔が
設けられたことを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0014】図1に本発明の一実施形態に係るトンネル
掘削機の概略断面、図2に本実施形態のトンネル掘削機
の正面視、図3に余掘装置の正面視、図4に図3のIV−
IV断面、図5にディスクカッタの突出状態を表す余掘装
置の断面、図6に余掘装置の概略斜視を示す。
【0015】本実施形態のトンネル掘削機において、図
1及び図2に示すように、掘削機本体11は円筒形状を
なし、ほぼ同径の前胴12及び後胴13が球面軸受14
を介して屈曲自在に連結されて構成されている。この前
胴12の前部にはバルクヘッド15が形成され、このバ
ルクヘッド15に回転体16が回転自在に支持され、こ
の回転体16の後部にはリングギヤ17が固結される一
方、前部には連結ビーム18を介してカッタヘッド19
が装着されている。また、前胴12には複数の駆動モー
タ20が装着され、各駆動モータ20の駆動ギア21が
リングギア17に噛み合っている。従って、駆動モータ
20を駆動して駆動ギア21を回転駆動すると、リング
ギア17、回転体16、連結ビーム18を介してカッタ
ヘッド19を回転することができる。
【0016】このカッタヘッド19は、中心部から放射
状に6つのスポーク22が配設されると共に、その間に
面板23が配設されてなり、各スポーク22の両側に土
砂取込開口24が形成されている。そして、この各スポ
ーク22及び面板23に多数のカッタビット25及びデ
ィスクカッタ26が装着されている。また、カッタヘッ
ド19の外周部には各スポーク22に対応して余掘装置
としてのコピーカッタ27とオーバーカッタ28がそれ
ぞれ180度対向する位置に設けられている。このコピ
ーカッタ27は軟弱地盤用のものであり、油圧ジャッキ
29によりカッタヘッド19の外周部から径方向外方に
出没可能となっている。
【0017】一方、オーバーカッタ28は岩盤用のもの
であり、以下に詳説する。図3乃至図6に示すように、
スポーク22は四角筒形状をなし、先端部に2つの仕切
り壁30,31が固定され、この仕切り壁30,31の
間に楕円筒形状をなすガイド筒32が固定されている。
このガイド筒32には楕円柱形状をなすガイド部材33
が軸方向移動自在に嵌合しており、このガイド部材33
の先端部には支持箱34が連結され、この支持箱34は
スポーク22に軸方向移動自在に嵌合している。そし
て、この支持箱34内にはオーバーカッタ28がカッタ
ヘッド19の径方向に沿った軸線Aに対してほぼ45度
傾斜した軸線Bに沿った支持軸35により回動自在に支
持されている。一方、スポーク22内には仕切り壁30
よりもカッタヘッド19の中心側に位置して油圧ジャッ
キ36が配設されており、この油圧ジャッキ36の駆動
ロッド37がガイド部材33に連結されている。
【0018】また、カッタヘッド19(スポーク22の
底板)はオーバーカッタ28が収納状態(図4に示す状
態)にて支持箱34の裏側まで延設して受け部38を構
成しており、支持箱34とこの受け部38との間にはナ
イロンブッシュ39が介装されている。そして、オーバ
ーカッタ28の回転方向後方には掘削土砂を後述するチ
ャンバ50に排出する排土孔40,41が支持箱34及
びカッタヘッド19(スポーク22の底板)に形成され
て設けられている。
【0019】更に、ガイド筒32とガイド部材33との
嵌合部にシール部材42が介装されると共に、グリース
が注入され、また、スポーク22と支持箱34との嵌合
部にシール部材43が介装されており、油圧ジャッキ3
6側への掘削土砂の侵入を防止している。そして、支持
箱34の前面には補強板44が固定され、支持箱34の
両側面には複数のスクレーパ45が取付けられている。
【0020】また、図1及び図2に示すように、前胴1
2と後胴13との間には中折ジャッキ46が架設されて
おり、この中折ジャッキ46の伸縮動作により掘削機本
体11の掘進方向を変更することができる。そして、後
胴13には周方向に沿って複数のシールドジャッキ47
が周方向に沿って複数並設されており、このシールドジ
ャッキ47を掘進方向後方に伸長して掘削したトンネル
内周面に構築された既設セグメントSに押し付けること
で、その反力により掘削機本体11を前進することがで
きる。更に、後胴13の後端部には旋回リング48が旋
回可能に支持されており、この旋回リング48にセグメ
ントを組立てるエレクタ装置49が装着されている。ま
た、カッタヘッド19と前胴12のバルクヘッド15と
の間には掘削土砂を取り込むチャンバ50が設けられて
おり、掘削機本体11の配設された図示しない排土装
置、例えば、スクリューコンベヤ、送水管及び排泥管な
どにより外部に排出可能となっている。
【0021】ここで、上述した実施形態のトンネル掘削
機によるトンネル掘削作業について説明する。
【0022】図1及び図2に示すように、まず、駆動モ
ータ20によってカッタヘッド19を回転させながら、
シールドジャッキ43を伸長して既設セグメントSから
掘削反力を得て掘削機本体11を前進させると、旋回す
るカッタヘッド19のカッタビット25及びディスクカ
ッタ26により前方の地盤を掘削することができる。そ
して、カッタヘッド19の地盤掘削によって発生する土
砂は土砂取込開口24からチャンバ50内に取り込ま
れ、排土装置により外部に排出されると共に、エレクタ
装置49が既設トンネル内に搬入されたセグメントSを
リング状に組み付けてトンネルを構築する。
【0023】このようなトンネル掘削作業において、カ
ーブ施工時や掘進方向の修正時などには、余掘装置を用
いて掘進方向前方の地盤と共に側方の地盤を掘削する。
即ち、掘削地盤が軟弱であれば、カッタヘッド19の所
定回転角度範囲に油圧ジャッキ29を伸縮してコピーカ
ッタ27を出没させることで、カッタヘッド19の側方
を掘削して掘削機本体11の進行方向を変更する。ま
た、掘削地盤が硬質な岩盤であれば、カッタヘッド19
の所定回転角度範囲に油圧ジャッキ36を伸縮して支持
箱34を介してオーバーカッタ28を出没させること
で、カッタヘッド19の側方を掘削して掘削機本体11
の進行方向を変更する。
【0024】このオーバーカッタ28を用いた余掘作業
では、油圧ジャッキ36を伸張してオーバーカッタ28
を岩盤に押し付けて連れ回りさせながら、この岩盤を掘
削(破砕)しており、オーバーカッタ28に対して掘削
反力が作用する。ところが、オーバーカッタ28に作用
する掘削反力は、このオーバーカッタ28を支持する支
持箱34から少なくとも2つに分散され、油圧ジャッキ
36と受け部38(カッタヘッド19)に作用する。そ
のため、油圧ジャッキ36に作用する掘削反力は小さい
ものとなってこの油圧ジャッキ36が収縮することな
く、一方、受け部38はカッタヘッド19の一部である
ために変形せずに確実に掘削反力を受け止めることがで
き、適正な余掘量を確保することができる。そのため、
油圧ジャッキ36を大型化することなくコンパクト化が
図れる。
【0025】また、オーバーカッタ28は岩盤に押圧し
て連れ回りさせながら、この岩盤を掘削するため、掘削
土砂は回転するオーバーカッタ28に連られて後方に移
動する。この場合、オーバーカッタ28の回転方向後方
には排土孔40,41が設けられているため、掘削土砂
はこの排土孔40,41を通ってチャンバ50にスムー
スに排出される。そして、オーバーカッタ28を岩盤に
押圧して掘削するとき、各スクレーパ45が掘削面をか
きとって土砂を土砂取込開口24に導く。そのため、オ
ーバーカッタ28の周辺に土砂が滞留することはなく、
適正な掘削性能を確保することができる。
【0026】また、油圧ジャッキ36の伸縮により支持
箱34がスポーク22内を往復摺動してオーバーカッタ
28が出没するようになっており、その摺動部分から掘
削土砂がスポーク22の内部に侵入しやすいが、ガイド
筒32とガイド部材33との嵌合部にシール部材42が
介装されてグリースが注入され、スポーク22と支持箱
34との嵌合部にシール部材43が介装されている。そ
のため、二重のシールにより油圧ジャッキ36側への掘
削土砂の侵入を防止することができ、ガイド筒32とガ
イド部材33とは楕円形状をもって嵌合しており、シー
ルが容易となる。なお、スポーク22と支持箱34との
嵌合部も楕円の嵌合形状としてもよいが、楕円に限ら
ず、角部がない嵌合であればシール性が向上する。
【0027】なお、上述した実施形態において、受け部
38をカッタヘッド19(スポーク22の底板)を支持
箱34の裏側まで延設して構成したが、支持箱34を掘
削機本体11の先端部に摺動自在に支持して構成しても
よい。
【0028】
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項1の発明のトンネル掘削機によれば、掘削
機本体の前部にカッタヘッドを駆動回転可能に装着し、
このカッタヘッドの外周部に前方に傾斜して配設された
オーバーカッタを駆動ジャッキにより径方向外方に出没
自在に支持し、このオーバーカッタの後方にオーバーカ
ッタに作用する掘削反力を受ける受け部を配設したの
で、オーバーカッタに作用する掘削反力は駆動ジャッキ
と受け部に分散して作用するため、掘削反力により駆動
ジャッキが収縮することなく、この掘削反力を確実に受
け止めて適正な余掘量を確保することができ、装置の大
型化を阻止して掘削効率を向上することができる。
【0029】請求項2の発明のトンネル掘削機によれ
ば、オーバーカッタを支持箱に回動自在に支持し、この
支持箱をカッタヘッドに放射状に配設されたカッタスポ
ークの先端部に移動自在に支持し、このカッタスポーク
内に装着された前記駆動ジャッキにより移動自在とし、
受け部を支持箱を摺動自在に支持するようにカッタヘッ
ドに形成したので、駆動ジャッキにより支持箱を介して
オーバーカッタを適正に出没させることができると共
に、掘削反力を効率よく駆動ジャッキと受け部に分散す
ることができる。
【0030】請求項3の発明のトンネル掘削機によれ
ば、カッタスポークと支持箱との間に楕円嵌合部を設
け、この楕円嵌合部にシール部材を介装したので、角部
がなくなってシールが容易となり、掘削土砂の内部へ侵
入を確実に阻止することができる。
【0031】請求項4の発明のトンネル掘削機によれ
ば、支持箱の両側にスクレーパを装着したので、オーバ
ーカッタを地盤掘削するとき、スクレーパが掘削面をか
きとって土砂を排出するため、オーバーカッタの周辺に
土砂が滞留することはなく、適正な掘削性能を確保する
ことができる。
【0032】請求項5の発明のトンネル掘削機によれ
ば、オーバーカッタの後方にチャンバに連通する排土孔
を設けたので、掘削土砂は回転するオーバーカッタに連
られて後方に移動し、排土孔を通ってスムースに排出さ
れることとなり、オーバーカッタの周辺に土砂が滞留す
ることはなく、適正な掘削性能を確保することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るトンネル掘削機の概
略断面図である。
【図2】本実施形態のトンネル掘削機の正面図である。
【図3】余掘装置の正面図である。
【図4】図3のIV−IV断面図である。
【図5】ディスクカッタの突出状態を表す余掘装置の断
面図である。
【図6】余掘装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
11 掘削機本体 12 前胴 13 後胴 19 カッタヘッド 20 駆動モータ 22 スポーク 28 オーバーカッタ 29 油圧ジャッキ 32 ガイド筒 33 ガイド部材 34 支持箱 36 油圧ジャッキ 38 受け部 39 ナイロンブッシュ 40,41 排土孔 45 スクレーパ 50 チャンバ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体
    を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に
    駆動回転可能に装着されたカッタヘッドと、該カッタヘ
    ッドの外周部に前方に傾斜して配設されると共に径方向
    外方に出没自在に支持されたオーバーカッタと、該オー
    バーカッタを出没させる駆動ジャッキと、前記オーバー
    カッタの後方に配設されて該オーバーカッタに作用する
    掘削反力を受ける受け部とを具えたことを特徴とするト
    ンネル掘削機。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のトンネル掘削機におい
    て、前記オーバーカッタは支持箱に回動自在に支持さ
    れ、該支持箱は前記カッタヘッドに放射状に配設された
    カッタスポークの先端部に移動自在に支持され、該カッ
    タスポーク内に装着された前記駆動ジャッキにより移動
    自在であり、前記受け部は前記支持箱を摺動自在に支持
    するように前記カッタヘッドに形成されたことを特徴と
    するトンネル掘削機。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のトンネル掘削機におい
    て、前記カッタスポークと前記支持箱との間に楕円嵌合
    部が設けられ、該楕円嵌合部にシール部材が介装された
    ことを特徴とするトンネル掘削機。
  4. 【請求項4】 請求項2記載のトンネル掘削機におい
    て、前記支持箱の両側にスクレーパが装着されたことを
    特徴とするトンネル掘削機。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のトンネル掘削機におい
    て、前記オーバーカッタの後方にチャンバに連通する排
    土孔が設けられたことを特徴とするトンネル掘削機。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101283075B (zh) * 2005-10-03 2012-08-08 法商Bic公司 燃料电池盒中产生氢效率的优化
CN102733814A (zh) * 2012-01-19 2012-10-17 江苏凯宫隧道机械有限公司 仿形刀装置
CN104265315A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 中铁工程装备集团有限公司 新型可扩挖硬岩隧道掘进机
JP2019085795A (ja) * 2017-11-08 2019-06-06 株式会社鴻池組 掘進機及びその運転方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101283075B (zh) * 2005-10-03 2012-08-08 法商Bic公司 燃料电池盒中产生氢效率的优化
CN102733814A (zh) * 2012-01-19 2012-10-17 江苏凯宫隧道机械有限公司 仿形刀装置
CN102733814B (zh) * 2012-01-19 2014-12-24 江苏凯宫隧道机械有限公司 仿形刀装置
CN104265315A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 中铁工程装备集团有限公司 新型可扩挖硬岩隧道掘进机
JP2019085795A (ja) * 2017-11-08 2019-06-06 株式会社鴻池組 掘進機及びその運転方法
JP7069450B2 (ja) 2017-11-08 2022-05-18 株式会社鴻池組 掘進機及びその運転方法

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