JP2797026B2 - シールド掘進機のカッタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はシールド掘進機のカッタ装置に関する。

〈従来の技術〉 一般にこの種のカッタ装置はシールド本体の前面で回
転可能なカッタディスクと、カッタディスクの前面に植
設した多数のカッタビットで構成されている。

また従来のカッタビットは掘削面に対して平行な二つ
の刃（チップ）を有し、カッタディスクの接線方向に沿
って多数設置され、カッタディスクの正逆転に対応して
掘削面を掘削できる構造を有している。

〈従来の技術の問題点〉 前記した従来の掘削技術にあってはつぎのような問題
点がある。

〈イ〉 施工の経済性の観点から非円形断面の掘削が注
目されている。

ところが、非円形断面の掘削に従来の回転掘削技術の
応用を試みても、全断面の掘削が困難である。

〈ロ〉 カッタビットは掘削能力が回転方向のみに限定
され、それ以外の方位の掘削能力を持たない。

〈ハ〉 以上のことから、非円形断面の掘削に好適な掘
削技術の提案が望まれている。

〈本発明の目的〉 本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、非円形断面の掘削に最適なシールド掘
削機のカッタ装置を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 すなわち、本発明はシールド本体の前面でシールド本
体に内接しながら公転する公転盤と、公転盤の前面に突
設した複数のカッタビットで構成するシールド掘進機の
カッタ装置において、カッタビットが掘削面に対して交
差する方向に沿った複数のチップを備えていることを特
徴とする、シールド掘進機のカッタ装置である。

〈本発明の構成〉 次に本発明について説明する。

〈イ〉シールド掘進機の全体の構成 第１図にシールド掘進機の縦断面図を示し、第２図に
カッタフェイスの正面図を示す。

シールド掘進機の基本構成はシールド本体１の外形と
カッタ装置２を除く他は従来機と同様である。

従来機と同様の構成については説明を省略する。

筒状のシールド本体１の形状は、例えば楕円形、矩
形、などの非円形に形成してある。

本実施例ではシールド本体１が卵形を呈する場合につ
いて説明する。

〈ロ〉カッタ装置 シールド本体１の前面に配置したカッタ装置２は、シ
ールド本体１内で公転自在に配置された公転盤３と、公
転盤３の前面に取り付けられたカッタビットで構成され
る。

本発明では公転盤３に回転運動を与えて掘削するので
はなく、公転運動を与えて掘削する方式である。

〈ハ〉公転盤 公転盤３の外形はシールド本体１の外形より小さい相
似形を有し、その一部に削土取り込み用の開口31が開設
してある。

〈ニ〉公転盤の公転手段 シールド本体１の内周面に沿って公転盤３を公転させ
るには例えばつぎの構造を採用できる。

すなわち、シールド本体１側にシールド本体１と同軸
方向に複数の支軸５、６を軸支し、支軸５、６の円周部
に公転軸51、61を延長し、各公転軸51、61の端を公転盤
３の背面側にすることにより、図示しない駆動源から両
支軸５、６に同一方向に回転を与えることで、公転盤３
をシールド本体１に内接させながら公転させることがで
きる。

公転盤３に公転を与える場合に重要なことは、支軸
５、６と公転軸51、61とが偏心していることと、各公転
軸51、61が各支軸５、６に対して等しい回転角で以て公
転盤３に接続していることと、支軸５、６に同一方向の
回転を与えることである。

〈ホ〉カッタビット 第３図にカッタビット４の一例を示す。

カッタビット４は多角柱状の本体41と、本体41の峰部
に沿って埋設した複数の側面チップ42で構成される。

本発明ではカッタビット４が公転盤３の運動を受けて
公転することを利用して、全方位に掘削できるように構
成してある。

〈作用〉 つぎにカッタ装置の作動について説明する。

〈イ〉公転盤の公転 第１、２図に示す支軸５、６に同一方向の回転を与え
ることにより、公転軸51、61を介して公転盤３がシール
ド本体１との内接位置を移動しながら公転する。

〈ロ〉カッタビットによる掘削 公転盤３の公転により、各カッタビット４も一斉に公
転する。

その結果、第４図の一点鎖線で示すようにカッタビッ
ト４の公転に伴い各側面チップ42が順次掘削を行う。

１つのカッタビット４の掘削形は、支軸５、６と公転
軸51、61との偏心距離を半径とする円柱形となる。

各カッタビット４による掘削軌跡の一部が相互にラッ
プするように各ビット４が配置してあるから、公転盤３
の全面は勿論、シールド本体１の全断面の範囲を掘削で
きる。

〈その他の実施例〉 第５図に他のカッタビット７を示す。

カッタビット７は全体が先細りの錐体形を呈し、各峰
部に沿って側面チップ72が設けてある。

本実施例の場合は側面チップ72が掘削面に対して一定
の角度で傾斜しているから、一つのカッタビット７の掘
削形は円錐形となる。

〈本発明の効果〉 本発明は上記したような構造を採用するから次のよう
な効果を期待することができる。

〈イ〉 従来のカッタ装置は、カッタディスクの回転運
動を利用してカッタビットで掘削面と平行な面を掘削し
ていたために、非円形断面の掘削には不向きであった。

本発明では、掘削面と交差する方向に沿って複数のチ
ップを具備するカッタビットに公転運動を与えること
で、全方位の掘削が可能となる。

そのため、非円形断面の掘削に最適である。

〈ロ〉 各カッタビットが同一距離の公転運動を行う。

そのため各カッタビットの掘削抵抗を均一化でき、し
かもカッタビットの各チップが順次掘削に供せられて各
チップの摩耗量が減少するから、カッタビットの長寿命
化と掘削距離の長距離化が図れる。

〈ハ〉 カッタビットは回転せずに公転するから、削土
を特定方向に集積することなく、良好な掘削効率を持続
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：シールド掘進の縦断面図 第２図：カッタ装置の正面図 第３図：カッタビットの斜視図 第４図：カッタビットの掘削軌跡を示す説明図 第５図：他のカッタビットの斜視図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 文哉 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 須田 正男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド本体の前面でシールド本体に内接
   しながら公転する公転盤と、公転盤の前面に突設した複
   数のカッタビットで構成するシールド掘進機のカッタ装
   置において、 カッタビットが掘削面に対して交差する方向に沿った複
   数のチップを備えていることを特徴とする、 シールド掘進機のカッタ装置。