JP2006299667A - Bit replenishing mechanism and tunnel excavator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シールド工法、山岳工法、推進工法などに使用されるトンネル掘削機およびこのトンネル掘削機に使用されるビット補充機構に関するものである。 The present invention relates to a tunnel excavator used for a shield method, a mountain method, a propulsion method, and the like, and a bit replenishment mechanism used for the tunnel excavator.
トンネル掘削機には、シールド工法に用いられるシールドマシンや、山岳工法に用いられるトンネルボーリングマシン(TBM)や、推進工法に用いられる推進マシンなどがある。例えば、シールド掘進機(シールドマシン)は、筒状のシールド本体の先端にセンターシャフトを介して取付けたカッタヘッドを回転させることによって地山を掘削し、トンネルを構築して行くようにしたものである。なお、カッタヘッドには、ほぼ円板状をしたカッタフェイスや、ほぼ放射状をしたカッタスポークなどが存在する。 The tunnel excavator includes a shield machine used for the shield method, a tunnel boring machine (TBM) used for the mountain method, and a propulsion machine used for the propulsion method. For example, a shield machine (shield machine) is designed to excavate natural ground by rotating a cutter head attached to the tip of a cylindrical shield body via a center shaft and build a tunnel. is there. Note that the cutter head includes a substantially disc-shaped cutter face and a substantially radial cutter pork.
上記カッタヘッドには、ティースビット、先行ビット、シェルビットなど、機能、用途、形状・構造などが異なる複数種類のビット(掘削歯)が取付けられている。通常の場合、ビットは、カッタヘッドに対し、溶接によって直接固定されるか、或いは、ブラケットとボルトを用いて固定されている。 A plurality of types of bits (excavating teeth) having different functions, applications, shapes and structures, such as a tooth bit, a leading bit, and a shell bit, are attached to the cutter head. In the usual case, the bit is fixed directly to the cutter head by welding, or is fixed using a bracket and a bolt.
このような、シールド掘進機では、掘削距離の長距離化などに伴い、摩耗したビットを途中で交換などする必要が生じている。 In such a shield machine, as the excavation distance becomes longer, it is necessary to replace the worn bit on the way.
ビットを交換する手段としては、従来、カッタヘッドをシールド本体内に取込んで、シールド本体内でビットを交換したりするものや、カッタヘッドの裏面とシールド本体の先端との間に形成されるチャンバーへ作業員が出て手作業でビットを交換する(溶接固定の場合には摩耗したビットを切断して新しいビットを再溶接する、ボルト固定の場合には摩耗したビットを取外して新しいビットを締結固定する)ものなどがあった。 As a means for exchanging the bit, conventionally, the cutter head is taken into the shield body and the bit is exchanged in the shield body, or formed between the back surface of the cutter head and the tip of the shield body. An operator enters the chamber and manually replaces the bit (cuts the worn bit and re-welds the new bit if welding is fixed, removes the worn bit and removes the new bit if bolted. There was something to fasten and fix.
しかし、カッタヘッドをシールド本体内に取込むようにする場合には、装置構成が大掛かりとなるため、シールド掘進機の製作費用が高くなり、ビット交換に費やす工程や工期も余分に掛ってしまう。 However, when the cutter head is taken into the shield body, the apparatus configuration becomes large, so that the manufacturing cost of the shield machine increases, and the process and work period for exchanging the bits are also increased.
また、最も実績の有る手段である、チャンバーへ作業員が出て手作業でビットを交換する場合、予めビットの交換位置を決めておき、その箇所を地上から地盤改良して安定化させ、ここへシールド掘進機を突入させて停止させた後、作業員がチャンバーへ出て作業を行うなどする必要があるが、チャンバー内の作業環境、地山崩壊の危険性、地上部地盤改良箇所の作業帯確保、改良地盤での掘進速度低下に伴う工事費の増大など、各種の問題が存在している。また、交換できるビットが限られてしまうという問題や、カッタヘッドがスポークタイプの場合には、カッタスポークの巨大化を伴うため、掘削メカニズムへの悪影響なども懸念されている。 In addition, when an operator goes out to the chamber, which is the most proven means, and replaces the bit manually, the bit replacement position is determined in advance, and the location is stabilized and improved from the ground. After entering the shield machine and stopping it, it is necessary for the worker to go out to the chamber and work, etc., but the work environment in the chamber, the risk of collapse of the ground, work on the ground improvement site There are various problems such as securing the belt and increasing the construction cost due to the decrease in the excavation speed on the improved ground. In addition, there is a concern that the exchangeable bits are limited, and that when the cutter head is a spoke type, the cutout pork is enormous and the drilling mechanism is adversely affected.
そこで、このような問題を解消するため、簡単にビットを交換できる機構の開発が望まれている。このようなものとして、カッタスポークに対して移動自在に設けたカッタ列をセンターシャフトを介してシールド本体内へ取込み交換し得るようにしたもの(特許文献1)や、半分の長さを有するカッタスポークを伸縮自在に設けてカッタスポークと共にビットを内側掘削位置から外側掘削位置へと移動させるようにしたもの(特許文献2)などがある。
しかしながら、特許文献1のものは、センターシャフトを介してシールド本体内へカッタ列を取込み、シールド本体内でカッタ列を交換するようにしているので、センターシャフトを太くしたり、シールド本体内に交換スペースを確保したりする必要があるなど、装置構成が大掛かりになるという問題が依然として解決されておらず、また、摩耗したカッタ列や新しいカッタ列に対する保管場所が別途必要になるという問題があった。
However, in
また、特許文献2のものは、半分の長さを有するカッタスポークを特別に設ける必要があるため、通常のカッタスポークを設けるスペースの減少を招いて構造的に不利であると共に、半分の長さを有するカッタスポークを全体として伸縮させるようにしているため、このカッタスポークに伸縮機構を組込んだり伸縮に伴う強度の向上を図ったりするために、このカッタスポークの構造が複雑になると共に大掛かりな補強対策が必要になるという問題があった。
Moreover, since the thing of the
上記課題を解決するために、請求項1に記載された発明では、所要数のビットを有するカッタヘッドの内周部に補充用ビットを待機させておき、前記ビットの摩耗に伴い、カッタヘッドの内周部で待機していた補充用ビットのみをカッタヘッドに対して外周部へと移動可能に構成したビット補充機構およびトンネル掘削機を特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention described in
請求項2に記載された発明では、複数の補充用ビットを帯状に配列して補充用ビット列とすると共に、カッタヘッドに内周部から外周部へと延びる移動用溝部を形成して、前記補充用ビット列を移動用溝部に沿ってカッタヘッドの内周部から外周部へと移動可能に構成した請求項1記載のビット補充機構およびトンネル掘削機を特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of replenishing bits are arranged in a belt shape to form a replenishing bit string, and a moving groove extending from the inner periphery to the outer periphery is formed in the cutter head, so that the replenishment is performed. The bit replenishing mechanism and the tunnel excavator according to
請求項3に記載された発明では、移動用溝部の内周部側の部分を外周部側の部分よりも深く形成して、移動前の補充用ビットを他のビットよりも引込んだ状態で待機可能とした請求項2記載のビット補充機構およびトンネル掘削機を特徴としている。
In the third aspect of the present invention, the inner peripheral portion of the moving groove is formed deeper than the outer peripheral portion, and the replenishing bit before moving is pulled in more than the other bits. A bit replenishing mechanism and a tunnel excavator according to
請求項4に記載された発明では、移動用溝部をカッタヘッドの外周部側の端部まで延設すると共に、補充用ビット列の外周部側の端部に最外周ビットを設けて、補充用ビット列の移動後にカッタヘッドの外周部に最外周ビットを出現可能とした請求項2または3記載のビット補充機構およびトンネル掘削機を特徴としている。
According to the fourth aspect of the present invention, the moving groove portion extends to the end portion on the outer peripheral portion side of the cutter head, and the outermost peripheral bit is provided at the end portion on the outer peripheral portion side of the replenishing bit row, so that the replenishing bit row is provided. 4. A bit replenishing mechanism and a tunnel excavator according to
請求項5に記載された発明では、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のビット補充機構を備えたトンネル掘削機を特徴としている。
The invention described in
請求項1の発明によれば、所要数のビットを有するカッタヘッドの内周部に補充用ビットを待機させておき、前記ビットの摩耗に伴い、カッタヘッドの内周部で待機していた補充用ビットのみをカッタヘッドに対して外周部へと移動可能に構成したことにより、外周部のビットが摩耗した時にカッタヘッドの外周部に対して補充用ビットを補充することが可能となる。なお、カッタヘッドの内周部は、周動距離が短く且つ本来のビットと補充用ビットとが二重に設置されているため、外周部のビットと比べて摩耗が少ないので、本来のビットと補充用ビットとは共に温存された状態となっている。よって、補充用ビットを外周部へ移動した後も支障なく掘削を継続することができる。また、補充用ビットのみを、カッタヘッドに対して内周部から外周部へと移動させるだけの構造なので、通常のカッタヘッドにほぼそのまま適用することができ、掘削機構に悪影響を及ぼすことなく簡単な構成で確実にビット補充を行うことが可能となる。また、ビット補充が随時可能となるので、ビット補充の場所や時期を特定する必要をなくすことができる。合わせて、地上からの地盤改良が不要となるので、これに伴う種々の制限から解放され、工期、費用等の面で負担を大幅に低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, the replenishment bit is made to wait on the inner peripheral portion of the cutter head having the required number of bits, and the replenishment that has been waiting on the inner peripheral portion of the cutter head in accordance with wear of the bit. Since only the working bit can be moved to the outer peripheral portion with respect to the cutter head, it becomes possible to replenish the replenishing bit to the outer peripheral portion of the cutter head when the outer peripheral bit is worn. In addition, the inner peripheral part of the cutter head has a short moving distance and the original bit and the replenishing bit are doubled, so there is less wear compared with the bit on the outer peripheral part. Both the replenishment bit is in a state of being preserved. Therefore, excavation can be continued without any trouble even after the refilling bit is moved to the outer peripheral portion. In addition, since only the refilling bit is moved from the inner periphery to the outer periphery with respect to the cutter head, it can be applied almost as it is to a normal cutter head, and it does not adversely affect the excavation mechanism. Bit replenishment can be reliably performed with a simple configuration. In addition, since bit replenishment is possible at any time, it is possible to eliminate the need to specify the location and timing of bit replenishment. In addition, since ground improvement from the ground becomes unnecessary, it is freed from various limitations associated therewith, and the burden can be greatly reduced in terms of construction period and cost.
請求項2の発明によれば、複数の補充用ビットを帯状に配列して補充用ビット列とすると共に、カッタヘッドに内周部から外周部へと延びる移動用溝部を形成して、前記補充用ビット列を移動用溝部に沿ってカッタヘッドの内周部から外周部へと移動可能に構成したことにより、簡単な構成および最小限のスペースで迅速にビットを補充する機構を実現することができる。しかも、補充用ビットを終始カッタヘッド上に置いておくことができるので、補充用ビットの着脱・収納・回収が不要であり、これに伴う、着脱スペース・収納スペース・回収スペースや、着脱機構・収納機構・回収機構も不要となる。 According to a second aspect of the present invention, a plurality of replenishing bits are arranged in a belt shape to form a replenishing bit string, and a moving groove extending from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion is formed in the cutter head, whereby the replenishing bit is formed. Since the bit string is configured to be movable from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion of the cutter head along the moving groove portion, it is possible to realize a mechanism for quickly replenishing bits with a simple configuration and a minimum space. Moreover, since the replenishment bit can be placed on the cutter head throughout, there is no need to attach / remove / store / recover the replenishment bit. A storage mechanism / recovery mechanism is also unnecessary.
請求項3の発明によれば、移動用溝部の内周部側の部分を外周部側の部分よりも深く形成して、移動前の補充用ビットを他のビットよりも引込んだ状態で待機させるようにしたことにより、待機時に補充用ビットが掘削したズリに曝され難くなるため、移動前における補充用ビットの摩耗を最小限に抑えることができる。 According to the third aspect of the present invention, the inner groove portion of the moving groove is formed deeper than the outer peripheral portion, and the refilling bit before moving is in a state of being pulled in more than the other bits. By doing so, it becomes difficult for the replenishing bit to be exposed to the excavated gap during standby, so wear of the replenishing bit before movement can be minimized.
請求項4の発明によれば、移動用溝部をカッタヘッドの外周部側の端部まで延設すると共に、補充用ビット列の外周部側の端部に最外周ビットを設けて、補充用ビット列の移動後にカッタヘッドの外周部に最外周ビットを出現可能としたことにより、最外周ビットの補充が可能となる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のビット補充機構と同様の作用効果を有するトンネル掘削機を得ることができる。
According to invention of
掘削機構に悪影響を及ぼさずに簡単な構成で確実にビット補充を行い得るようにするという目的を、所要数のビットを有するカッタヘッドの内周部に補充用ビットを待機させておき、ビットの摩耗に伴い、カッタヘッドの内周部で待機していた補充用ビットのみをカッタヘッドに対して外周部へと移動可能に構成する、という手段で実現した。 The purpose of ensuring that the bit can be replenished with a simple configuration without adversely affecting the excavation mechanism is to wait for the replenishment bit on the inner periphery of the cutter head having the required number of bits. This is realized by means that only the replenishment bit waiting on the inner peripheral portion of the cutter head is movable to the outer peripheral portion with respect to the cutter head with wear.
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described together with illustrated examples.
図1〜図13は、この発明の実施例を示すものである。 1 to 13 show an embodiment of the present invention.
まず、構成について説明する。トンネル掘削機1には、シールド工法に用いられるシールドマシンや、山岳工法に用いられるトンネルボーリングマシン(TBM)や、推進工法に用いられる推進マシンなどがある。例えば、シールド掘進機2(シールドマシン)は、筒状のシールド本体3(図3参照)の先端に取付けたカッタヘッド4を回転させることによって地山を掘削しつつ、シールド本体3の内部で掘削坑の内壁となるセグメント(覆工体)を組み立てて行き、且つ、セグメントに反力を支持させてシールド本体3を推進させることにより、トンネルなどを構築して行くようにしたものである。通常、シールド本体3は円筒状を呈しており、シールド本体3の軸線に設けられたセンターシャフト5を回転中心としてカッタヘッド4が回転されるようになっている。これに対応して、カッタヘッド4もシールド本体3先端の円形形状に見合った形状のものが取付けられている。例えば、カッタヘッド4には、円板状をしたカッタフェイス6や、放射状をしたカッタスポークなどがある。この実施例の場合、カッタフェイス6となっているが、カッタスポークであっても良い。カッタフェイス6の裏面と、シールド本体3先端に設けられたフード部3aおよび圧力隔壁3bとの間には、土圧室などと呼ばれるチャンバー7が形成される。
First, the configuration will be described. The
そして、上記カッタヘッド4の前面には、図1に示すように、先行して地山をほぐすことにより他のビットの掘削性を良くすると共にこれらの摩耗を防止する先行ビット11や、先行ビット11でほぐした地山を掘削するティースビット12(またはメインビット)や、カッタヘッド4前面の最も外周寄りの部分に特に設けられる外周ビット13や最外周ビットなど、機能、用途、形状・構造などが異なる複数種類のビット(掘削歯)が取付けられている。なお、最外周ビットには、シェルビットやトリムビットやゲージビットなどの機能、用途、形状・構造の異なる各種のものが存在する。
As shown in FIG. 1, a leading
カッタヘッド4の回転中心部分には、フィッシュテールやセンターコーンなどのセンター部材21が取付けられている。上記した各種類のビットは、カッタヘッド4の回転中心に対して、例えば、放射状や環状や螺旋状などに複数配置される。上記した各種類のビットは、通常、カッタヘッド4に固定される固定ビットとされる。
A
また、一般に、カッタヘッド4がカッタフェイス6の場合、カッタヘッド4(或いはシールド本体3)の半径方向へ延びる短冊状或いはスリット状の土砂取込口22が形成され、この土砂取込口22の両側部に沿って複数対のティースビット12がほぼ向い合せに配置される。なお、図1中、符号23はカッタヘッド4の外側面に取付けられたコピーカッタである。このコピーカッタ23は、ジャッキ(コピージャッキ)などによってほぼ半径方向へ突出収納可能とされて、カッタヘッド4による掘削範囲の更に外側を掘削可能な可動ビットである。
In general, when the
そして、この実施例のものでは、上記した掘削に必要な所要数のビットを有するカッタヘッド4の内周部に補充用ビット25を待機させておき、上記各ビットの摩耗に伴い、カッタヘッド4の内周部で待機していた補充用ビット25のみをカッタヘッド4に対して外周部へと移動可能に構成する。
In this embodiment, the
この際、好ましくは、補充用ビット25は、通常のカッタヘッド4に納められるものとする。即ち、補充用ビット25によって、通常のカッタヘッド4自体の形状・構造がほとんど変更されないようにする。例えば、カッタヘッド4に、補充用ビット25のための張出部などが形成されないようにする。また、シールド本体3やセンターシャフト5に影響が及ばないようにする。
At this time, it is preferable that the refilling
上記を具体化するために、複数の補充用ビット25を帯状に配列して補充用ビット列26とすると共に、カッタヘッド4に内周部から外周部へと延びる移動用溝部29を形成して、複数の補充用ビット25を移動用溝部29に沿ってカッタヘッド4の内周部から外周部へと移動可能に構成する。図1では、移動用溝部29は、カッタヘッド4の外周部側の端部に達しない長さとされているが、後述するように、カッタヘッド4の外周部側の端部に達する長さとすることもできる。ここで、補充用ビット25を帯状に配列して補充用ビット列26とするのに、例えば、後述する移動台座30を用いる。そして、この移動台座30を移動用溝部29内にスライド可能に設置する。補充用ビット25および移動台座30は、カッタヘッド4のほぼ面方向へ移動可能とする。
In order to embody the above, a plurality of replenishing
なお、この実施例では、補充用ビット25を、先行ビット11としている。そして、補充用ビット列26をカッタヘッド4のほぼ半径方向へ向けると共に、移動用溝部29および移動台座30をカッタヘッド4のほぼ半径方向へ延設して、補充用ビット列26をその配列方向、即ち、カッタヘッド4のほぼ半径方向へ移動可能としている。このようにすることにより、最小限のスペースで補充用ビット25を納めることが可能となる。ただし、帯状の補充用ビット25の配列方向および移動方向などは、これに限るものではない。また、移動台座30に対する補充用ビット25の配置や傾斜角度などは、カッタヘッド4の径寸法や掘削する地山などに合わせて決定するようにする。
In this embodiment, the
移動前の補充用ビット25を、図3、図4に示すように、カッタヘッド4の表面に対し他のビットと同一レベルで待機させることもできる(表面配置タイプ)。また、移動前の補充用ビット25を、他のビットよりも低いレベルで待機させることもできる。低いレベルで待機させる場合には、図6、図7に示すように、補充用ビット25をカッタヘッド4の内部に完全に収納させることもできるし(収納タイプ)、或いは、補充用ビット25をカッタヘッド4内に一部収納(例えば半分程度収納)させることもできる(半収納タイプ)。低いレベルに配置する場合には、移動用溝部29の内周部側の部分を外周部側の部分よりも深く形成して(潜行部29a)、移動前の補充用ビット25を他のビットよりも引込んだ状態で待機可能とする。この際の、補充用ビット25の収納角度などは、カッタヘッド4の径寸法および厚さ寸法や掘削する地山などに合わせて決定するようにする。また、移動用溝部29内周部側の潜行部29aは、図3、図4に示すような曲線的な傾斜形状としても良いが、直線的な傾斜形状とすることも、傾斜形状と直線形状とをつないだものとすることもできる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the refilling
また、図12、図13に示すように、移動用溝部29をカッタヘッド4の外周部側の端部まで延設すると共に(延設部29b)、補充用ビット列26の外周部側の端部にトリムビットなどの最外周ビット32を設けて、補充用ビット列26の移動後にカッタヘッド4の外周部に最外周ビット32を出現可能とすることもできる。この際、図13に示すように、最外周ビット32の幅寸法を移動用溝部29の幅寸法よりも大きくして幅方向へはみ出すようにすることもできる。この場合には、上述の表面配置タイプとする。なお、最外周ビット32の幅寸法を移動用溝部29の幅寸法よりも小さくして幅方向へはみ出さないようにすることもできる。この場合には、表面配置タイプでも収納タイプでも半収納タイプでも選ぶことができる。
As shown in FIGS. 12 and 13, the moving
ここで、複数の補充用ビット25を帯状に配列して補充用ビット列26とするための移動台座30は、図3〜図5に示すような台座プレート型タイプのもの(移動台座30a)や、図6〜図11に示すようなスプロケットタイプのもの(移動台座30b)などとすることもできる。台座プレート型タイプの移動台座30aは、構造が簡単なので、表面配置タイプに適している。また、スプロケットタイプの移動台座30bは、変形可能なので、収納タイプや半収納タイプに適している。
Here, the moving
台座プレート型タイプの移動台座30aおよびその移動用溝部29は、図5では、幅方向の断面が台形状とされているが、断面形状はこれに限るものではない。この場合には、カッタヘッド4の表面側の幅寸法が内面側の幅寸法よりも大きくなっているので、図示しない外れ止め用のガイドが設けられる。
The pedestal plate
スプロケットタイプの移動台座30bは、図8、図10に示すように、複数のスプロケット片35を連結部を介して移動方向へ連結したものである。連結部は、連結用突片36と受け凹部37と挟着具38とで構成されている。即ち、移動台座30bの両端部を除く各スプロケット片35の一端部(この場合にはカッタヘッド4の外周部側の端部)に、連結用突片36が形成され、他端部(この場合にはカッタヘッド4の内周部側の端部)に連結用突片36を収容する受け凹部37が形成される。そして、受け凹部37の内部に、連結用突片36の幅方向の両側面を挟着する挟着具38が設けられる。連結用突片36の上記両側面には、挟着具38に挟着される窪み部39が形成されている。挟着具38は、窪み部39に落ち込むボール38aと、このボール38aを突出方向へ付勢するスプリング38bとによって構成されている。そして、このボールを支点としてスプロケット片35が回動され、移動用溝部29内周部側の潜行部29aに追随されるようになっている。スプロケット片35が回動したときの相互干渉を防止するため、各スプロケット片35の移動方向の両端部で且つカッタヘッド4内面側の部分には、相互干渉用テーパ部35aが形成されている。また、スプロケットタイプの移動台座30bおよびその移動用溝部29は、図9では、幅方向の断面におけるカッタヘッド4内面側の部分に、それぞれアリ部35cおよびアリ溝部29cを有してアリ嵌めされているが、断面形状はこれに限るものではない。
As shown in FIGS. 8 and 10, the sprocket
この他にも、移動台座30は、一体型タイプや、嵌合タイプや、チェーンタイプなどとすることもできる。
In addition, the
上記移動台座30は、ロールベアリング41やボールベアリング42などの軸受を用いて支持および潤滑な移動を行わせることにより、移動用溝部29に対する付着、摩擦、競りを防止させ得るようにすることができる。なお、この実施例では、ロールベアリング41は移動台座30の底部に、ボールベアリング42は移動台座30の両側部にそれぞれ設置されている。
The moving
移動台座30を移動させるために移動手段44を設ける。この移動手段44には、油圧モータによる駆動機構、ギア機構、ラックアンドピニオン機構による駆動機構、チェーン等を用いた牽引による駆動機構、図8に示すような油圧ジャッキ45等を用いた駆動機構などを用いることができる。この移動手段44は、カッタヘッド4の内部に設けられる。
A moving
移動台座30は、移動の前後で固定できるようにする。移動台座30の固定手段には、油圧モータによる駆動自体をロックするもの、ギア機構、ラックアンドピニオン機構による駆動自体をロックするもの、チェーン等の牽引装置自体をロックするもの、油圧ジャッキ45等の回路をロックするもの、移動台座30の移動完了後にロックピンを用いてロックするものなどを用いることができる。ロックピンは、バネ式、油圧式、機械式、楔式などとすることができる。この固定手段は、カッタヘッド4の内部に設けられる。
The
移動用溝部29には、掘削したズリによる閉塞を防止するための閉塞防止手段を設けることができる。閉塞防止手段としては、高圧ジェット配管を配設して、高圧水にて閉塞部分を洗浄するもの、カッタヘッド4の背面部分を開放して閉塞を起こし難い構造としたもの、カッタヘッド4の背面部分を開放し閉塞部分のズリを圧壊して開放部分へと排出させるようにするものなどとすることができる。
The moving
次に、この実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
トンネル掘削機1としてのシールド掘進機2は、筒状のシールド本体3の先端に取付けたカッタヘッド4を回転させることによって地山を掘削しつつ、シールド本体3の内部で掘削坑の内壁となるセグメント(覆工体)を組み立てて行き、且つ、セグメントに反力を支持させてシールド本体3を推進させることにより、トンネルなどを構築して行く。地山を掘削したズリは土砂取込口22からチャンバー7内へ入り、チャンバー7から図示しないコンベヤなどによって機外へ排出される。
The
そして長距離掘削などを行う場合に、途中で表面のビットが摩耗するので、摩耗したビットを補充する工程を行う。ビットの補充は以下のように行う。即ち、カッタヘッド4の内周部で待機していた補充用ビット25をカッタヘッド4の外周部へと移動させる。より具体的には、複数の補充用ビット25を帯状に配列して補充用ビット列26としておき、補充用ビット列26を移動用溝部29に沿ってカッタヘッド4の内周部から外周部へと移動させる。補充用ビット列26の配列および移動には移動台座30を用い、この移動台座30を移動用溝部29に沿ってスライドさせるようにする。移動台座30の移動には、カッタヘッド4の内部に設けられた移動手段44を用いる。なお、移動の前後において移動台座30は固定手段により固定される。また、移動に際し、移動用溝部29は、閉塞防止手段によって掘削したズリによる閉塞状態が解除される。
When long-distance excavation or the like is performed, the surface bit wears out in the middle, so a process of replenishing the worn bit is performed. Bit replenishment is performed as follows. That is, the
このように、この実施例によれば、所要数のビットを有するカッタヘッド4の内周部に補充用ビット25を待機させておき、ビットの摩耗に伴い、カッタヘッド4の内周部で待機していた補充用ビット25のみをカッタヘッド4に対して外周部へと移動可能に構成したことにより、外周部のビットが摩耗した時にカッタヘッド4の外周部に対して補充用ビット25を補充することが可能となる。なお、カッタヘッド4の内周部は、周動距離が短く且つ本来のビットと補充用ビット25とが二重に設置されているため、外周部のビットと比べて摩耗が少ないので、本来のビットと補充用ビット25とは共に温存された状態となっている。よって、補充用ビット25を外周部へ移動した後も支障なく掘削を継続することができる。
As described above, according to this embodiment, the refilling
また、補充用ビット25のみを、カッタヘッド4に対して内周部から外周部へと移動させるだけの構造なので、掘削機構に悪影響を及ぼすことなく簡単な構成で確実にビット補充を行うことが可能となる。また、ビット補充が随時可能となるので、ビット補充の場所や時期を特定する必要をなくすことができる。合わせて、地上からの地盤改良が不要となるので、これに伴う種々の制限から解放され、工期、費用等の面で負担を大幅に低減することができる。
In addition, since only the
この際、複数の補充用ビット25を帯状に配列して補充用ビット列26とすると共に、カッタヘッド4に内周部から外周部へと延びる移動用溝部29を形成して、複数の補充用ビット25を移動用溝部29に沿ってカッタヘッド4の内周部から外周部へと移動可能に構成したことにより、簡単な構成および最小限のスペースで迅速にビットを補充する機構を実現することができる。しかも、補充用ビット25を終始カッタヘッド4上に置いておくことができるので、補充用ビット25の着脱・収納・回収が不要であり、これに伴う、着脱スペース・収納スペース・回収スペースや、着脱機構・収納機構・回収機構も不要となる。
At this time, a plurality of replenishing
また、移動用溝部29の内周部側の部分を外周部側の部分よりも深く形成して、移動前の補充用ビット25を他のビットよりも引込んだ状態で待機させるようにしたことにより、待機時に補充用ビット25が掘削したズリに曝され難くなるため、移動前における補充用ビット25の摩耗を最小限に抑えることができる。
In addition, the inner peripheral portion of the moving
更に、移動用溝部29をカッタヘッド4の外周部側の端部まで延設すると共に、補充用ビット列26の外周部側の端部に最外周ビット32を設けて、補充用ビット列26の移動後にカッタヘッド4の外周部に最外周ビット32を出現可能としたことにより、最外周ビット32の補充が可能となる。
Further, the moving
そして、上記構成のビット補充機構を備えることにより、上記と同様の作用効果を有するシールド掘進機2などのトンネル掘削機1を得ることができる。
By providing the bit replenishment mechanism having the above-described configuration, the
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the embodiments are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the configurations of the embodiments. Needless to say, design changes and the like within the scope of the present invention are included in the present invention.
1 トンネル掘削機
4 カッタヘッド
25 補充用ビット
26 補充用ビット列
29 移動用溝部
30 移動台座
32 最外周ビット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ビットの摩耗に伴い、カッタヘッドの内周部で待機していた補充用ビットのみをカッタヘッドに対して外周部へと移動可能に構成したことを特徴とするビット補充機構およびトンネル掘削機。 Wait for the replenishment bit on the inner periphery of the cutter head having the required number of bits,
A bit replenishing mechanism and a tunnel excavator characterized in that only the replenishment bit waiting on the inner peripheral portion of the cutter head can be moved to the outer peripheral portion with respect to the cutter head in accordance with wear of the bit.
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