JP2003082986A - ローラーカッター摩耗検知装置 - Google Patents
ローラーカッター摩耗検知装置Info
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- JP2003082986A JP2003082986A JP2001266909A JP2001266909A JP2003082986A JP 2003082986 A JP2003082986 A JP 2003082986A JP 2001266909 A JP2001266909 A JP 2001266909A JP 2001266909 A JP2001266909 A JP 2001266909A JP 2003082986 A JP2003082986 A JP 2003082986A
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- cutter
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ローラーカッターの摩耗状態を掘削機本体側
から長期間安定して検知することができる装置がない。 【解決手段】 カッターヘッド１に、このカッターヘッ
ド１に設けたローラーカッター３の半径方向からこのロ
ーラーカッター３の刃先６に向って磁界８を形成して距
離を検出する渦電流式センサー７を設け、この渦電流式
センサー７の検出信号からこのローラーカッター３の摩
耗状態を掘削機本体９に設けた制御装置１０で検知する
ように構成して、カッターヘッド１に設けたローラーカ
ッター３の摩耗状態を安定して検知する。
から長期間安定して検知することができる装置がない。 【解決手段】 カッターヘッド１に、このカッターヘッ
ド１に設けたローラーカッター３の半径方向からこのロ
ーラーカッター３の刃先６に向って磁界８を形成して距
離を検出する渦電流式センサー７を設け、この渦電流式
センサー７の検出信号からこのローラーカッター３の摩
耗状態を掘削機本体９に設けた制御装置１０で検知する
ように構成して、カッターヘッド１に設けたローラーカ
ッター３の摩耗状態を安定して検知する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、トンネル掘削機
のカッターヘッドに設けられたローラーカッターの摩耗
状態を検知するための摩耗検知装置に関するものであ
る。
のカッターヘッドに設けられたローラーカッターの摩耗
状態を検知するための摩耗検知装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、岩盤等の硬岩層を掘削するト
ンネル掘削機（本願発明では、硬岩層を掘削するトンネ
ル掘削機および複合地層を掘削するトンネル掘進機等、
ローラーカッターを具備した掘削機を全て含む。以下、
総称して「トンネル掘削機」という。）のカッターヘッ
ドには、硬岩層を掘削（圧砕）するローラーカッターが
設けられている。このローラーカッターは、切羽に押圧
された状態でカッターヘッドを回転させることにより転
動して岩盤を掘削している。
ンネル掘削機（本願発明では、硬岩層を掘削するトンネ
ル掘削機および複合地層を掘削するトンネル掘進機等、
ローラーカッターを具備した掘削機を全て含む。以下、
総称して「トンネル掘削機」という。）のカッターヘッ
ドには、硬岩層を掘削（圧砕）するローラーカッターが
設けられている。このローラーカッターは、切羽に押圧
された状態でカッターヘッドを回転させることにより転
動して岩盤を掘削している。
【０００３】一方、近年、このようなトンネル掘削機に
よる掘削距離は延長されており、掘削距離の長距離化に
伴い、岩盤を圧砕するローラーカッターの保守管理が重
要となっている。このローラーカッターにおける重要な
保守管理項目の１つとして、ローラーカッターの刃先
（先端）の摩耗量測定がある。ローラーカッターの刃先
が摩耗すると掘削性能が低下するため、その摩耗量に応
じて交換する必要がある。つまり、このローラーカッタ
ーの摩耗量測定は、掘削性能を左右する重要項目であ
る。
よる掘削距離は延長されており、掘削距離の長距離化に
伴い、岩盤を圧砕するローラーカッターの保守管理が重
要となっている。このローラーカッターにおける重要な
保守管理項目の１つとして、ローラーカッターの刃先
（先端）の摩耗量測定がある。ローラーカッターの刃先
が摩耗すると掘削性能が低下するため、その摩耗量に応
じて交換する必要がある。つまり、このローラーカッタ
ーの摩耗量測定は、掘削性能を左右する重要項目であ
る。
【０００４】従来、このローラーカッターの摩耗量測定
は作業員の手作業によるものがほとんどであり、この作
業に比較的多くの時間をさかなければならないので、そ
の間、トンネル掘削機が停止して掘削効率を悪化させて
いる。特に、泥水、土圧式トンネル掘削機のように切羽
側を密閉したトンネル掘削機におけるローラーカッター
の摩耗量測定は、被圧下では測定が困難であるため、チ
ャンバー内の泥水または泥土を排出してからチャンバー
内に入らなければならないので、地盤改良や、泥水、泥
土を抜いた後のチャンバー内の清掃等を含めると煩雑で
あるとともに、更なる効率の悪化を招いてしまう。
は作業員の手作業によるものがほとんどであり、この作
業に比較的多くの時間をさかなければならないので、そ
の間、トンネル掘削機が停止して掘削効率を悪化させて
いる。特に、泥水、土圧式トンネル掘削機のように切羽
側を密閉したトンネル掘削機におけるローラーカッター
の摩耗量測定は、被圧下では測定が困難であるため、チ
ャンバー内の泥水または泥土を排出してからチャンバー
内に入らなければならないので、地盤改良や、泥水、泥
土を抜いた後のチャンバー内の清掃等を含めると煩雑で
あるとともに、更なる効率の悪化を招いてしまう。
【０００５】そこで、この種の従来技術である特開平６
−１１７１８８号公報記載のローラービットの摩耗検知
装置では、ローラーの刃先に当接するようにミニジャッ
キを出没自在に設け、このミニジャッキの突出量を内視
鏡で観察することによって摩耗状態を検知しようとして
いる。
−１１７１８８号公報記載のローラービットの摩耗検知
装置では、ローラーの刃先に当接するようにミニジャッ
キを出没自在に設け、このミニジャッキの突出量を内視
鏡で観察することによって摩耗状態を検知しようとして
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では、ローラーの摩耗状態を検知するために精密
機器である内視鏡をローラーの取付部（カッターヘッ
ド）に設けているため、硬岩層を掘削する時の振動や粉
塵によって動作不良を起こすおそれが高く、検知機器の
寿命や信頼性に問題を生じるとともに、長期間の安定し
たローラー摩耗状態の検知が難しい。
来技術では、ローラーの摩耗状態を検知するために精密
機器である内視鏡をローラーの取付部（カッターヘッ
ド）に設けているため、硬岩層を掘削する時の振動や粉
塵によって動作不良を起こすおそれが高く、検知機器の
寿命や信頼性に問題を生じるとともに、長期間の安定し
たローラー摩耗状態の検知が難しい。
【０００７】また、前記したような泥水、土圧式トンネ
ル掘削機の場合、ローラーの周囲に泥水や土圧が常に存
在しているため、内視鏡を設けて摩耗状態を検知するこ
とは困難である。
ル掘削機の場合、ローラーの周囲に泥水や土圧が常に存
在しているため、内視鏡を設けて摩耗状態を検知するこ
とは困難である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本願発明は、カッターヘッドに、該カッタ
ーヘッドに設けたローラーカッターの半径方向から該ロ
ーラーカッターの刃先に向って音波又は光線を発して距
離を検出する距離センサーを設け、該距離センサーの検
出信号から該ローラーカッターの摩耗状態を掘削機本体
に設けた制御装置で検知するように構成している。この
ように、ローラーカッターの刃先に向って音波又は光線
を発して距離を検出する距離センサーを設け、この距離
センサーによってローラーカッターとの間の距離を検出
してローラーカッターの摩耗を検知するようにしている
ので、カッターヘッドに設けたローラーカッターの摩耗
を非接触で検知することができる。また、泥水や土圧式
の場合でもこれらの圧を抜くことなくローラーカッター
の摩耗検知ができる。さらに、ローラーカッターの摩耗
検知作業を自動化することも可能となり、ローラーカッ
ターの摩耗検知作業の短時間化および人的省力化を可能
として施工管理の効率化に貢献することもできる。
するために、本願発明は、カッターヘッドに、該カッタ
ーヘッドに設けたローラーカッターの半径方向から該ロ
ーラーカッターの刃先に向って音波又は光線を発して距
離を検出する距離センサーを設け、該距離センサーの検
出信号から該ローラーカッターの摩耗状態を掘削機本体
に設けた制御装置で検知するように構成している。この
ように、ローラーカッターの刃先に向って音波又は光線
を発して距離を検出する距離センサーを設け、この距離
センサーによってローラーカッターとの間の距離を検出
してローラーカッターの摩耗を検知するようにしている
ので、カッターヘッドに設けたローラーカッターの摩耗
を非接触で検知することができる。また、泥水や土圧式
の場合でもこれらの圧を抜くことなくローラーカッター
の摩耗検知ができる。さらに、ローラーカッターの摩耗
検知作業を自動化することも可能となり、ローラーカッ
ターの摩耗検知作業の短時間化および人的省力化を可能
として施工管理の効率化に貢献することもできる。
【０００９】前記距離センサーを渦電流式センサーで構
成し、該渦電流式センサーで形成した磁界の変化でロー
ラーカッターの摩耗状態を検出するように構成すれば、
導体である金属のローラーカッター刃先に向けて磁界を
形成し、その磁界の変化からローラーカッターの先端ま
での距離を算出してローラーカッターの摩耗量に換算す
ることができるので、土砂中でも安定してローラーカッ
ターの摩耗量を掘削機本体側から検出することができ
る。
成し、該渦電流式センサーで形成した磁界の変化でロー
ラーカッターの摩耗状態を検出するように構成すれば、
導体である金属のローラーカッター刃先に向けて磁界を
形成し、その磁界の変化からローラーカッターの先端ま
での距離を算出してローラーカッターの摩耗量に換算す
ることができるので、土砂中でも安定してローラーカッ
ターの摩耗量を掘削機本体側から検出することができ
る。
【００１０】また、前記距離センサーを超音波センサー
で構成し、該超音波センサーから発した超音波の反射波
でローラーカッターの摩耗状態を算出するように構成す
れば、ローラーカッターの刃先に向けて超音波を発し、
その反射波を受ける時間から距離を算出してローラーカ
ッターの摩耗量に換算することができるので、簡単な構
成でローラーカッターの摩耗量を掘削機本体側から検出
することができる。
で構成し、該超音波センサーから発した超音波の反射波
でローラーカッターの摩耗状態を算出するように構成す
れば、ローラーカッターの刃先に向けて超音波を発し、
その反射波を受ける時間から距離を算出してローラーカ
ッターの摩耗量に換算することができるので、簡単な構
成でローラーカッターの摩耗量を掘削機本体側から検出
することができる。
【００１１】さらに、前記距離センサーをレーザーで構
成し、該レーザーから発したレーザー光線の反射光でロ
ーラーカッターの摩耗状態を算出するように構成して
も、ローラーカッターの刃先に向けてレーザー光線を発
し、その反射光を受ける時間から距離を算出してローラ
ーカッターの摩耗量に換算することができるので、簡単
な構成でローラーカッターの摩耗量を掘削機本体側から
検出することができる。
成し、該レーザーから発したレーザー光線の反射光でロ
ーラーカッターの摩耗状態を算出するように構成して
も、ローラーカッターの刃先に向けてレーザー光線を発
し、その反射光を受ける時間から距離を算出してローラ
ーカッターの摩耗量に換算することができるので、簡単
な構成でローラーカッターの摩耗量を掘削機本体側から
検出することができる。
【００１２】また、制御装置に、前記距離センサーの検
出信号を時間単位で管理し、該管理する検出信号からロ
ーラーカッターの摩耗状態を検知する機能を具備させれ
ば、ローラーカッターに偏摩耗等を生じても検知するこ
とができるので、ローラーカッターの回転不良等を早期
発見することが可能となる。
出信号を時間単位で管理し、該管理する検出信号からロ
ーラーカッターの摩耗状態を検知する機能を具備させれ
ば、ローラーカッターに偏摩耗等を生じても検知するこ
とができるので、ローラーカッターの回転不良等を早期
発見することが可能となる。
【００１３】さらに、本願発明は、カッターヘッドに、
該カッターヘッドに設けたローラーカッターの半径方向
から該ローラーカッターの刃先に向って近接スイッチを
設け、該近接スイッチの検出信号の有無から該ローラー
カッターの摩耗状態を掘削機本体に設けた制御装置で検
知するように構成している。このように近接スイッチを
設ければ、ローラーカッターの刃先が摩耗してこの近接
スイッチの検知距離から外れると、掘削機本体側の制御
装置でローラーカッターの刃先が摩耗したことを検知す
ることができるので、カッターヘッドに設けたローラー
カッターの摩耗を非接触で検知することができる。ま
た、泥水や土圧式の場合でもこれらの圧を抜くことなく
ローラーカッターの摩耗検知ができる。さらに、ローラ
ーカッターの摩耗検知作業を自動化することも可能とな
り、ローラーカッターの摩耗検知作業の短時間化および
人的省力化を可能として施工管理の効率化に貢献するこ
ともできる。
該カッターヘッドに設けたローラーカッターの半径方向
から該ローラーカッターの刃先に向って近接スイッチを
設け、該近接スイッチの検出信号の有無から該ローラー
カッターの摩耗状態を掘削機本体に設けた制御装置で検
知するように構成している。このように近接スイッチを
設ければ、ローラーカッターの刃先が摩耗してこの近接
スイッチの検知距離から外れると、掘削機本体側の制御
装置でローラーカッターの刃先が摩耗したことを検知す
ることができるので、カッターヘッドに設けたローラー
カッターの摩耗を非接触で検知することができる。ま
た、泥水や土圧式の場合でもこれらの圧を抜くことなく
ローラーカッターの摩耗検知ができる。さらに、ローラ
ーカッターの摩耗検知作業を自動化することも可能とな
り、ローラーカッターの摩耗検知作業の短時間化および
人的省力化を可能として施工管理の効率化に貢献するこ
ともできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本願発明の第１実施形態
を示すローラーカッター摩耗検知装置の構成図であり、
図２は同摩耗検知装置におけるローラーカッター部の一
部断面した側面図である。なお、図１に示す１点鎖線の
左側がカッターヘッド側、右側が掘削機本体側を示して
いる。
面に基づいて説明する。図１は本願発明の第１実施形態
を示すローラーカッター摩耗検知装置の構成図であり、
図２は同摩耗検知装置におけるローラーカッター部の一
部断面した側面図である。なお、図１に示す１点鎖線の
左側がカッターヘッド側、右側が掘削機本体側を示して
いる。
【００１５】図示するように、カッターヘッド１に設け
られたローラーカッター固定用カッターホルダー２には
ローラーカッター３が設けられている。このローラーカ
ッター３は、支持軸４によってカッターホルダー２に支
持されており、この支持軸４の周囲でカッター５が回転
可能なように設けられている。
られたローラーカッター固定用カッターホルダー２には
ローラーカッター３が設けられている。このローラーカ
ッター３は、支持軸４によってカッターホルダー２に支
持されており、この支持軸４の周囲でカッター５が回転
可能なように設けられている。
【００１６】そして、ローラーカッター３の支持軸４か
ら半径方向に向ったカッターホルダー２に、カッター５
の刃先６に向って距離センサーたる渦電流式センサー７
が設けられている。この渦電流式センサー７は、ローラ
ーカッター３の半径方向から刃先６に向って磁界８を形
成するように設けられており、カッター５とカッターヘ
ッド１とが近接した支持軸４の側方位置に設けられてい
る。つまり、ローラーカッター３の軸心に向って設けら
れている。また、この渦電流式センサー７は、掘削機本
体９側に設けられた制御装置１０と配線１１で接続され
ており、渦電流式センサー７によってローラーカッター
３の刃先６に向って形成された磁界８の検出信号が制御
装置１０に入力されている。
ら半径方向に向ったカッターホルダー２に、カッター５
の刃先６に向って距離センサーたる渦電流式センサー７
が設けられている。この渦電流式センサー７は、ローラ
ーカッター３の半径方向から刃先６に向って磁界８を形
成するように設けられており、カッター５とカッターヘ
ッド１とが近接した支持軸４の側方位置に設けられてい
る。つまり、ローラーカッター３の軸心に向って設けら
れている。また、この渦電流式センサー７は、掘削機本
体９側に設けられた制御装置１０と配線１１で接続され
ており、渦電流式センサー７によってローラーカッター
３の刃先６に向って形成された磁界８の検出信号が制御
装置１０に入力されている。
【００１７】制御装置１０には、渦電流式センサー７の
検出信号から算出したローラーカッター３の刃先６まで
の距離データが時間単位で管理されており、この距離デ
ータを所定時間当りの平均値として、その平均値からロ
ーラーカッター３の摩耗状態を検知する機能が具備され
ている。例えば、ローラーカッター３が１回転する間に
複数回検出して複数の距離データを求め、ローラーカッ
ター３が数回転する間におけるこれらの距離データの平
均値を出すことにより、ローラーカッター３の不均一な
摩耗状態によって距離データに誤差を生じている場合で
も、その距離データを平均化して正確な距離データを検
出できるようにしている。しかも、このようにローラー
カッター３の刃先外周における複数の位置での距離デー
タを管理することにより、ローラーカッター３の回転不
良等を早期発見することもでき、ローラーカッター３の
偏摩耗等を未然に防止することも可能である。
検出信号から算出したローラーカッター３の刃先６まで
の距離データが時間単位で管理されており、この距離デ
ータを所定時間当りの平均値として、その平均値からロ
ーラーカッター３の摩耗状態を検知する機能が具備され
ている。例えば、ローラーカッター３が１回転する間に
複数回検出して複数の距離データを求め、ローラーカッ
ター３が数回転する間におけるこれらの距離データの平
均値を出すことにより、ローラーカッター３の不均一な
摩耗状態によって距離データに誤差を生じている場合で
も、その距離データを平均化して正確な距離データを検
出できるようにしている。しかも、このようにローラー
カッター３の刃先外周における複数の位置での距離デー
タを管理することにより、ローラーカッター３の回転不
良等を早期発見することもでき、ローラーカッター３の
偏摩耗等を未然に防止することも可能である。
【００１８】なお、前記例では距離センサーを渦電流式
センサー７で構成した例を説明しているが、この渦電流
式センサー７に代えて超音波センサーを用い、この超音
波センサーから発する超音波の反射波で距離データを得
るように構成してもよい。また、前記渦電流式センサー
７に代えてレーザーを用い、このレーザーから発するレ
ーザー光線の反射光で距離データを得るように構成して
もよい。距離センサーに、これら渦電流式センサー、超
音波センサー、レーザーのいずれを用いるかは、地質や
掘削条件等に応じて決定すればよい。
センサー７で構成した例を説明しているが、この渦電流
式センサー７に代えて超音波センサーを用い、この超音
波センサーから発する超音波の反射波で距離データを得
るように構成してもよい。また、前記渦電流式センサー
７に代えてレーザーを用い、このレーザーから発するレ
ーザー光線の反射光で距離データを得るように構成して
もよい。距離センサーに、これら渦電流式センサー、超
音波センサー、レーザーのいずれを用いるかは、地質や
掘削条件等に応じて決定すればよい。
【００１９】図３は図１に示す摩耗検知装置を設けるト
ンネル掘削機の一例を示す断面図である。図示するトン
ネル掘削機１２は、複数のローラーカッター３が設けら
れたカッターヘッド１と、前胴１３と後胴１４とにグリ
ッパー１５が設けられた掘削機本体９とを具備してお
り、後胴１４には掘削後にセグメント１６を組むエレク
タ１７と、組んだセグメント１６に掘削反力を取って掘
進するシールドジャッキ１８が設けられている。このト
ンネル掘削機１２は泥水式のトンネル掘削機であり、送
泥管１９と排泥管２０とがチャンバー２１内と連通する
ように設けられている。
ンネル掘削機の一例を示す断面図である。図示するトン
ネル掘削機１２は、複数のローラーカッター３が設けら
れたカッターヘッド１と、前胴１３と後胴１４とにグリ
ッパー１５が設けられた掘削機本体９とを具備してお
り、後胴１４には掘削後にセグメント１６を組むエレク
タ１７と、組んだセグメント１６に掘削反力を取って掘
進するシールドジャッキ１８が設けられている。このト
ンネル掘削機１２は泥水式のトンネル掘削機であり、送
泥管１９と排泥管２０とがチャンバー２１内と連通する
ように設けられている。
【００２０】そして、前記カッターヘッド１に設けられ
た複数のローラーカッター３に前記渦電流式センサー７
が設けられている。この渦電流式センサー７に接続され
た配線１１は、カッターヘッド１と掘削機本体９との間
に設けられたスイベルジョイント２２を介して接続され
ている。
た複数のローラーカッター３に前記渦電流式センサー７
が設けられている。この渦電流式センサー７に接続され
た配線１１は、カッターヘッド１と掘削機本体９との間
に設けられたスイベルジョイント２２を介して接続され
ている。
【００２１】なお、カッターヘッド１の外周側は内周側
に比べてローラーカッター３の摩耗が早いため、外周側
のローラーカッター３のみに渦電流式センサー７を設け
るようにしてもよい。また、中間部のローラーカッター
３に渦電流式センサー７を設けて、全体的な摩耗状態を
予測するようにしてもよい。この渦電流式センサー７を
設ける個数や位置は適宜決定すればよい。
に比べてローラーカッター３の摩耗が早いため、外周側
のローラーカッター３のみに渦電流式センサー７を設け
るようにしてもよい。また、中間部のローラーカッター
３に渦電流式センサー７を設けて、全体的な摩耗状態を
予測するようにしてもよい。この渦電流式センサー７を
設ける個数や位置は適宜決定すればよい。
【００２２】以上のように構成されたローラーカッター
摩耗検知装置２３によれば、以下のようにしてローラー
カッターの摩耗状態を検知することができる。まず、ロ
ーラーカッター３の摩耗量は、所定距離を掘削する毎に
制御装置１０で渦電流式センサー７を入状態にすること
により、この渦電流式センサー７が導体である金属のロ
ーラーカッター刃先６に向けて磁界８を形成するので、
このローラーカッター３の刃先６部で生じる磁界８の変
化が検出信号として制御装置１０で検出され、その検出
信号から制御装置１０内で渦電流式センサー７からロー
ラーカッター３の刃先６までの距離が算出されて、その
距離と掘削前の距離との差から算出される。しかも、こ
の渦電流式センサー７の場合、金属によって生じる磁界
８の変化からローラーカッター３の刃先６の位置を検出
するので、渦電流式センサー７とローラーカッター３の
刃先６との間に土砂や石等が存在しても正確にローラー
カッター３の刃先６位置を認識することができる。
摩耗検知装置２３によれば、以下のようにしてローラー
カッターの摩耗状態を検知することができる。まず、ロ
ーラーカッター３の摩耗量は、所定距離を掘削する毎に
制御装置１０で渦電流式センサー７を入状態にすること
により、この渦電流式センサー７が導体である金属のロ
ーラーカッター刃先６に向けて磁界８を形成するので、
このローラーカッター３の刃先６部で生じる磁界８の変
化が検出信号として制御装置１０で検出され、その検出
信号から制御装置１０内で渦電流式センサー７からロー
ラーカッター３の刃先６までの距離が算出されて、その
距離と掘削前の距離との差から算出される。しかも、こ
の渦電流式センサー７の場合、金属によって生じる磁界
８の変化からローラーカッター３の刃先６の位置を検出
するので、渦電流式センサー７とローラーカッター３の
刃先６との間に土砂や石等が存在しても正確にローラー
カッター３の刃先６位置を認識することができる。
【００２３】そして、このようにして算出された摩耗量
が所定の摩耗量に達していれば、ローラーカッター３が
摩耗したと判断し、交換が必要である旨の信号が作業者
に発せられる。この信号は、例えば、点滅ランプ等によ
って行われる。
が所定の摩耗量に達していれば、ローラーカッター３が
摩耗したと判断し、交換が必要である旨の信号が作業者
に発せられる。この信号は、例えば、点滅ランプ等によ
って行われる。
【００２４】したがって、チャンバー２１内に作業者が
入ることなく、掘削機本体９側からローラーカッター３
の摩耗状態を検知することが容易に可能となる。また、
この渦電流式センサー７によるローラーカッター３の摩
耗検知を制御装置１７で自動制御することも可能であ
り、ローラーカッター３の摩耗量計測作業の自動化、人
的省力化を図ることが可能となる。
入ることなく、掘削機本体９側からローラーカッター３
の摩耗状態を検知することが容易に可能となる。また、
この渦電流式センサー７によるローラーカッター３の摩
耗検知を制御装置１７で自動制御することも可能であ
り、ローラーカッター３の摩耗量計測作業の自動化、人
的省力化を図ることが可能となる。
【００２５】さらに、このローラーカッター摩耗検知装
置２３によれば、泥水、土圧式トンネル掘削機であって
も、チャンバー内の泥水、土圧を抜くことなくローラー
カッター３の摩耗量計測作業を掘削機本体９側から安定
して行うことができるので、施工の効率化、およびトン
ネル掘削機の稼働率向上を実現することができる。
置２３によれば、泥水、土圧式トンネル掘削機であって
も、チャンバー内の泥水、土圧を抜くことなくローラー
カッター３の摩耗量計測作業を掘削機本体９側から安定
して行うことができるので、施工の効率化、およびトン
ネル掘削機の稼働率向上を実現することができる。
【００２６】図４は本願発明の第２実施形態を示すロー
ラーカッター摩耗検知装置の構成図であり、図５は同摩
耗検知装置におけるローラーカッター部の一部断面した
側面図である。この第２実施形態では、上述した第１実
施形態における距離センサーたる渦電流式センサー（超
音波センサー、レーザー）に代えて、近接スイッチを距
離センサーとして設けたものである。なお、上述した第
１実施形態における構成と同一の構成には、同一符号を
付して、その説明は省略する。
ラーカッター摩耗検知装置の構成図であり、図５は同摩
耗検知装置におけるローラーカッター部の一部断面した
側面図である。この第２実施形態では、上述した第１実
施形態における距離センサーたる渦電流式センサー（超
音波センサー、レーザー）に代えて、近接スイッチを距
離センサーとして設けたものである。なお、上述した第
１実施形態における構成と同一の構成には、同一符号を
付して、その説明は省略する。
【００２７】図示するように、ローラーカッター３の支
持軸４から半径方向に向ったカッターホルダー２に、カ
ッター５の刃先６に向って近接スイッチ２４が設けられ
ている。この近接スイッチ２４は、電波または磁界２５
をローラーカッター３の半径方向から刃先６に向って発
するように設けられており、カッター５とカッターヘッ
ド１とが近接した支持軸４の側方位置に設けられてい
る。つまり、ローラーカッター３の軸心に向って設けら
れている。また、この近接スイッチ２４は、掘削機本体
９側に設けられた制御装置１０と配線１１で接続されて
おり、近接スイッチ２４から発する電波または磁界２５
の検出信号の有無が制御装置１０で監視されている。
持軸４から半径方向に向ったカッターホルダー２に、カ
ッター５の刃先６に向って近接スイッチ２４が設けられ
ている。この近接スイッチ２４は、電波または磁界２５
をローラーカッター３の半径方向から刃先６に向って発
するように設けられており、カッター５とカッターヘッ
ド１とが近接した支持軸４の側方位置に設けられてい
る。つまり、ローラーカッター３の軸心に向って設けら
れている。また、この近接スイッチ２４は、掘削機本体
９側に設けられた制御装置１０と配線１１で接続されて
おり、近接スイッチ２４から発する電波または磁界２５
の検出信号の有無が制御装置１０で監視されている。
【００２８】この近接スイッチ２４によれば、ローラー
カッター３が摩耗していない時には、ローラーカッター
３の刃先６が近接スイッチ２４に接近しているので検出
信号を発し、ローラーカッター３が摩耗した時には、ロ
ーラーカッター３の刃先６が近接スイッチ２４の設定値
から離れるので検出信号が停止することとなる。
カッター３が摩耗していない時には、ローラーカッター
３の刃先６が近接スイッチ２４に接近しているので検出
信号を発し、ローラーカッター３が摩耗した時には、ロ
ーラーカッター３の刃先６が近接スイッチ２４の設定値
から離れるので検出信号が停止することとなる。
【００２９】以上のように構成されたローラーカッター
摩耗検知装置２６によれば、掘削当初は、近接スイッチ
２４とローラーカッター３の刃先６との距離が接近して
いるため、近接スイッチ２４からはローラーカッター３
の刃先６に向けて常に検出信号が発された状態となる。
このようにローラーカッターの刃先６の摩耗量が設定値
以内の場合には、近接スイッチ２４は常に検出信号を発
した状態となる。
摩耗検知装置２６によれば、掘削当初は、近接スイッチ
２４とローラーカッター３の刃先６との距離が接近して
いるため、近接スイッチ２４からはローラーカッター３
の刃先６に向けて常に検出信号が発された状態となる。
このようにローラーカッターの刃先６の摩耗量が設定値
以内の場合には、近接スイッチ２４は常に検出信号を発
した状態となる。
【００３０】そして、ローラーカッター３の刃先６が摩
耗して摩耗量が設定値を超えると、近接スイッチ２４か
らの検出信号が停止される。この近接スイッチ２４の信
号停止は制御装置１０によって監視されているため、こ
の信号停止によって制御装置１０はローラーカッター３
が所定の摩耗量に達したと判断し、ローラーカッター３
の交換が必要である旨の信号を発する。例えば、作業者
に点滅ランプ等で知らせる。
耗して摩耗量が設定値を超えると、近接スイッチ２４か
らの検出信号が停止される。この近接スイッチ２４の信
号停止は制御装置１０によって監視されているため、こ
の信号停止によって制御装置１０はローラーカッター３
が所定の摩耗量に達したと判断し、ローラーカッター３
の交換が必要である旨の信号を発する。例えば、作業者
に点滅ランプ等で知らせる。
【００３１】したがって、チャンバー２１内に作業者が
入ることなく、掘削機本体９側からローラーカッター３
の摩耗状態を検知することが容易に可能となる。また、
この第２実施形態におけるローラーカッター摩耗検知装
置２６によっても、ローラーカッター３の摩耗検知を制
御装置１０で自動制御することが可能であり、ローラー
カッター３の摩耗量計測作業の自動化、人的省力化を図
ることが可能となる。
入ることなく、掘削機本体９側からローラーカッター３
の摩耗状態を検知することが容易に可能となる。また、
この第２実施形態におけるローラーカッター摩耗検知装
置２６によっても、ローラーカッター３の摩耗検知を制
御装置１０で自動制御することが可能であり、ローラー
カッター３の摩耗量計測作業の自動化、人的省力化を図
ることが可能となる。
【００３２】さらに、このローラーカッター摩耗検知装
置２６も、泥水式又は土圧式トンネル掘削機の場合であ
ってもチャンバー内の泥水、土圧を抜くことなくローラ
ーカッター３の摩耗量計測作業を掘削機本体９側から安
定して行うことができるので、施工の効率化、およびト
ンネル掘削機の稼働率向上を実現することができる。
置２６も、泥水式又は土圧式トンネル掘削機の場合であ
ってもチャンバー内の泥水、土圧を抜くことなくローラ
ーカッター３の摩耗量計測作業を掘削機本体９側から安
定して行うことができるので、施工の効率化、およびト
ンネル掘削機の稼働率向上を実現することができる。
【００３３】なお、上述した実施形態は一実施形態であ
り、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は
可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定される
ものではない。
り、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は
可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定される
ものではない。
【００３４】
【発明の効果】本願発明は、以上説明したような形態で
実施され、以下に記載するような効果を奏する。
実施され、以下に記載するような効果を奏する。
【００３５】カッターヘッドに設けたローラーカッター
の摩耗状態を掘削機本体側から安定して検知することが
でき、また、泥水や土圧式の場合でも安定したローラー
カッターの摩耗検知ができるので、ローラーカッターの
摩耗検知作業の短時間化および人的省力化が可能とな
る。
の摩耗状態を掘削機本体側から安定して検知することが
でき、また、泥水や土圧式の場合でも安定したローラー
カッターの摩耗検知ができるので、ローラーカッターの
摩耗検知作業の短時間化および人的省力化が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施形態を示すローラーカッタ
ー摩耗検知装置の構成図である。
ー摩耗検知装置の構成図である。
【図２】図１に示す摩耗検知装置におけるローラーカッ
ター部の一部断面した側面図である。
ター部の一部断面した側面図である。
【図３】図１に示す摩耗検知装置を設けるトンネル掘削
機の一例を示す断面図である。
機の一例を示す断面図である。
【図４】本願発明の第２実施形態を示すローラーカッタ
ー摩耗検知装置の構成図である。
ー摩耗検知装置の構成図である。
【図５】図４に示す摩耗検知装置におけるローラーカッ
ター部の一部断面した側面図である。
ター部の一部断面した側面図である。
１…カッターヘッド
２…カッターホルダー
３…ローラーカッター
４…支持軸
５…カッター
６…刃先
７…渦電流式センサー
８…磁界
９…掘削機本体
１０…制御装置
１１…配線
１２…トンネル掘削機
１３…前胴
１４…後胴
１５…グリッパー
１６…セグメント
１７…エレクタ
１８…シールドジャッキ
１９…送泥管
２０…排泥管
２１…チャンバー
２２…スイベルジョイント
２３…ローラーカッター摩耗検知装置
２４…近接スイッチ
２５…電波または磁界
２６…ローラーカッター摩耗検知装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2D054 BA07 BB06 BB07 GA06 GA17
GA42 GA65 GA82 GA83 GA84
GA92
Claims (6)
- 【請求項１】 カッターヘッドに、該カッターヘッドに
設けたローラーカッターの半径方向から該ローラーカッ
ターの刃先との間の距離を非接触で検出する距離センサ
ーを設け、該距離センサーの検出信号から該ローラーカ
ッターの摩耗状態を掘削機本体に設けた制御装置で検知
するように構成したローラーカッター摩耗検知装置。 - 【請求項２】 前記距離センサーを渦電流式センサーで
構成し、該渦電流式センサーで形成した磁界の変化でロ
ーラーカッターの摩耗状態を検出するように構成したこ
とを特徴とする請求項１記載のローラーカッター摩耗検
知装置。 - 【請求項３】 前記距離センサーを超音波センサーで構
成し、該超音波センサーから発した超音波の反射波でロ
ーラーカッターの摩耗状態を算出するように構成したこ
とを特徴とする請求項１記載のローラーカッター摩耗検
知装置。 - 【請求項４】 前記距離センサーをレーザーで構成し、
該レーザーから発したレーザー光線の反射光でローラー
カッターの摩耗状態を算出するように構成したことを特
徴とする請求項１記載のローラーカッター摩耗検知装
置。 - 【請求項５】 制御装置に、前記距離センサーの検出信
号を時間単位で管理し、該管理する検出信号からローラ
ーカッターの摩耗状態を検知する機能を具備させたこと
を特徴とする請求項１記載のローラーカッター摩耗検知
装置。 - 【請求項６】 カッターヘッドに、該カッターヘッドに
設けたローラーカッターの半径方向から該ローラーカッ
ターの刃先に向って近接スイッチを設け、該近接スイッ
チの検出信号の有無から該ローラーカッターの摩耗状態
を掘削機本体に設けた制御装置で検知するように構成し
たローラーカッター摩耗検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266909A JP2003082986A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | ローラーカッター摩耗検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266909A JP2003082986A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | ローラーカッター摩耗検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003082986A true JP2003082986A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19093118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001266909A Pending JP2003082986A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | ローラーカッター摩耗検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003082986A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US12037906B2 (en) | 2019-05-31 | 2024-07-16 | Komatsu Ltd. | Tunnel boring machine, measurement method, and measurement system |
-
2001
- 2001-09-04 JP JP2001266909A patent/JP2003082986A/ja active Pending
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040511 |