JP3065574B2 - シールド掘進機の補助カッター装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、シール
ド掘進機における補助カッター装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】地中にトンネルを掘るシールド掘進機の
多くには、図３(ａ)のように、最前部にある回転式カッ
ターディスク１のうちに補助カッター装置１０”が備わ
っている。補助カッター装置１０”は「コピーカッタ
ー」や「オーバーカッター」などとも呼ばれるもので、
カッターディスク１の外周上にカッタービット１１を突
出させたうえカッターディスク１とともに回転すること
により、カッターディスク１のみでは掘削できない外周
付近の余掘りを行う。シールド掘進機が、補助カッター
装置１０”を用いて必要な箇所で余掘りを行うことによ
り、カーブしたトンネルを掘削する（いわゆる曲進す
る）こと等が容易になる。

【０００３】補助カッター装置１０”は、一般的には図
３(ｂ)のような構造を有している。すなわち、カッター
ディスク１内に、その外周から半径方向外向きに伸縮ロ
ッド（ピストンロッド等）１２が出没し得るように駆動
手段（油圧シリンダ等）１３を組み込まれ、その伸縮ロ
ッド１２の先端にカッタービット１１を取り付けられて
いる。駆動手段１３により伸縮ロッド１２を伸ばしてカ
ッタービット１１をカッターディスク１の外周上に突出
させる（図３(ｂ)の仮想線を参照）と、そのカッタービ
ット１１によりシールド掘進機の回りを余掘りすること
ができる。突出したカッタービット１１が掘削する土砂
は、カッタービット１１の周囲に形成された取込み口１
５から掘進機前方にある空間部分（カッターチャンバ
ー）に取り込まれ、その空間から、スクリューコンベヤ
や排泥管等によって外部に排出される。

【０００４】シールド掘進機における補助カッター装置
は、たとえば特開平８−１０９７９３号公報に記載され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】補助カッター装置によ
ってシールド掘進機の周囲を余掘りするとき、カッター
ビットを取り付けている駆動手段の伸縮ロッド（たとえ
ば図３(ｂ)における符号１２）には曲げ荷重が作用す
る。そのため、従来の補助カッター装置にはつぎのよう
な課題が存在していた。すなわち、イ ) 地盤の硬い地域を掘削する場合や、地盤改良等のた
めに硬質のコンクリート等が埋設された部分を掘削する
場合には伸縮ロッドにかかる曲げ荷重が大きくなるた
め、何らの対策もとっていなければ伸縮ロッドが塑性変
形するまでに曲がってしまう恐れがある。伸縮ロッドが
長く伸びたときほどそれに作用する曲げモーメントが大
きくなり、ロッドが曲がってしまう可能性は高くなる。

【０００６】ロ) 伸縮ロッドの曲がりを防止するために
はそのロッドを太くすればよいが、そのためには、その
駆動手段を組み込むカッターディスクを大型（とくに、
シールド掘進機の前後方向の寸法を増す）にしなければ
ならず、シールド掘進機の全体を大型化する必要が生じ
てしまう。シールド掘進機が大型化すれば、一般的には
曲進性能が低下するため余掘りの量を増す必要が生じて
しまい、さらに大きな油圧シリンダ等が必要になる可能
性もある。

【０００７】ハ) 補助カッター装置を機能させる際、切
羽から受ける不均一な掘削抵抗とそれによる自身の弾性
変形とに基づいて伸縮ロッドやカッタービットが振動を
起こしやすい。その振動は、シールド掘進機の全体に伝
わるため、精密機器の不具合や配管の接続の緩みなどを
引き起こす原因にもなりかねない。

【０００８】請求項の発明は、曲げ荷重に抗することが
できるとともに、上記のような課題を解決することので
きる補助カッター装置を提供せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載したシー
ルド掘進機の補助カッター装置は、シールド掘進機の回
転式カッターディスクに配置され、同ディスクの外周上
にカッタービットを出没させるもので、カッタービット
に接触してその変位を抑制する支持具を、カッターチャ
ンバー内への土砂の取込み口を塞ぐことのないようにカ
ッターディスク上に設けたことを特徴とする。

【００１０】補助カッター装置におけるカッタービット
の出没は、油圧シリンダ等のような駆動手段が伸縮ロッ
ドを伸縮させることによって行うが、請求項１のこの補
助カッター装置では、伸縮ロッドに作用する曲げ荷重が
小さく抑えられる。上記の支持具がカッタービットに接
触してその変位を抑制するので、伸縮ロッドを伸ばして
カッターディスクの外周上にカッタービットを突出させ
て余掘りを行うとき切羽や土砂からカッタービットが力
を受けても、その力の多くが上記支持具にて支えられる
からである。したがって、伸縮ロッドをそれほど太くし
なくても同ロッドが塑性変形することを防止できるほ
か、同ロッドの弾性変形を制限することに基づいて振動
を抑制することもできる。

【００１１】また、上記の支持具はカッターチャンバー
内への土砂の取込み口を塞ぐことのないものであるた
め、この補助カッター装置が余掘りしたことにより生じ
た土砂の排出はスムーズに行われ得る。支持具がもしも
取込み口を塞いでしまうようだと、仮にカッターチャン
バー内にコンベヤ等の排土手段が配置されているとして
も、余掘されて生じた行き場のない土砂がシールド掘進
機の外周付近に残ったままになるため、シールド掘進機
がいわゆる曲進施工を円滑には行えないことになる。し
かし、この請求項１の補助カッター装置ではカッターチ
ャンバー内への土砂の取り込みが円滑に行われるため、
同チャンバー内に適切な排土手段がある以上は、余掘り
にて生じた土砂がスムーズに外部に排出され、カーブの
掘削等が円滑に行われる。

【００１２】以上のほか、この補助カッター装置では、
カッタービットや伸縮ロッドに対する回り止めの機能を
支持具にもたせることも可能である。カッタービットを
出没させる駆動手段としては、多くの場合に円筒状の油
圧シリンダが使用され、そのシリンダに内蔵される円柱
状のピストンに伸縮ロッドが連結されるのが一般的であ
る。しかし、そのような駆動手段では、特別な構成を付
加しないと、カッタービットとともに伸縮ロッドが自身
の軸心回りに回転する。その点、請求項１の補助カッタ
ー装置では、カッタービットに接触させる支持具の数や
配置位置を適切に定めた場合、それら支持具によって伸
縮ロッド等の回転を止めることが可能なのである。カッ
タービットの回転をこうして止めることができると、カ
ッタービットを常に適切な向きに保って効率的に余掘り
を行うことができるうえ、上記のように回り止めのため
の特殊な構成を駆動手段にもたせる必要がなくなるので
ある。

【００１３】請求項２に記載した補助カッター装置は、
上記の支持具として、カッターディスクの正逆回転方向
に延びた棒状の（つまり長さに比べて断面積の小さい）
ものと、カッタービットのすぐ後部（シールド掘進機の
進行方向にみて後ろの部分）においてカッターディスク
上に設けられた当て板状の（つまり、カッタービットと
その後方のカッターディスク上の面との間にはさまれる
厚さが、それと直角な方向の寸法に比べて小さい）もの
とを配置したことを特徴とする。

【００１４】このように支持具を設けると、伸縮ロッド
の塑性変形や振動を防止するという支持具の作用が効率
的に発揮される。余掘りの際にカッタービットに作用す
る荷重は、カッターディスクの回転とシールド掘進機の
前進にともなって発生するのに対し、上記した棒状の支
持具は前者にともなう力の向きに延びていてその力に抗
しやすく、一方の当て板状の支持具も、カッタービット
の後方に配置されていて後者にともなう力に抗しやすい
からである。

【００１５】棒状の支持具は、長いうえに断面積が小さ
いため、カッタービットの側部（つまりカッターディス
クの回転方向に隣接する箇所）に広い土砂取込み口を形
成することを可能にする。長いために、その基部を取り
付けたカッターディスク上の部分と、その先端部を接触
させたカッタービットとの間（つまり土砂取込み口の間
口）に大きな距離をとることを可能にし、また断面積が
小さいために、その取込み口を遮る割合が小さいからで
ある。なお、棒状の支持具によってカッタービットの側
部に土砂取込み口が確保されるとカッタービットの後部
には同様の取込み口は不要であるため、当該後部にも同
様の支持具を配置するには及ばない。この請求項２の補
助カッター装置では、カッタービットの後部には上記の
とおり厚さの小さい当て板状の支持具を設けているた
め、補助カッター装置の配置部分を含むカッターディス
クの厚さ（シールド掘進機の進行方向に沿った寸法）を
増す必要性をなくし、シールド掘進機をコンパクトに構
成することを可能にする。

【００１６】請求項３の補助カッター装置は、上記した
棒状の支持具として、カッタービットがわずかに変位し
たとき接触するように（つまり、カッタービットの各面
との間にわずかな隙間を有するように）長さ調整され
た、伸縮不能のものを使用することを特徴とする。

【００１７】余掘りの際にカッタービットを支える意味
では、各支持具をカッタービットの各面に押し付けたう
え相当の圧力をかけておくのがよい。しかし、前述した
ようにカッタービットはカッターディスクの外周上へ突
出すべく伸縮ロッドによって出没するため、棒状の支持
具が常にカッタービットと接触状態にあると、両者間の
摩擦力によってその支持具が曲げ変形を受けたり接触部
分が激しく摩耗したりしがちである。その点、この請求
項３の補助カッター装置では、上記のようにカッタービ
ットがわずかに変位したとき棒状の支持具と接触するよ
うに、常態では当該支持具とカッタービットとの間に隙
間をとっているため、そのような不都合は起こりにく
い。

【００１８】そしてこの補助カッター装置では、補助カ
ッター装置が余掘りを始めたことにより伸縮ロッドがた
わむなどしてカッタービットが変位したときには、カッ
タービットが支持具に接触して支えられその変位を抑制
されるため、伸縮ロッドにかかる曲げ荷重は大きくなら
ない。なお、その棒状の支持具が伸縮不能なものである
ため、この補助カッター装置には低コストで簡単に構成
されるという利点もある。

【００１９】請求項４の補助カッター装置は、上記した
棒状の支持具として、カッタービットが出没動作をする
ときカッタービットから離れることのできる伸縮式のも
のを使用することを特徴とする。

【００２０】請求項４のこの補助カッター装置では、余
掘りの際にカッタービットや伸縮ロッドに作用する荷重
を最小限にするとともに、カッタービットと上記棒状の
支持具との間の摩耗を少なくすることができる。伸縮ロ
ッドの機能によってカッタービットが出没動作をすると
きは、そのカッタービットと支持具との間の摩耗を防ぐ
ために当該支持具がカッタービットから離れ、出没動作
が停止したときには、カッタービットを十分に支えるべ
く支持具がカッタービットに接触するからである。支持
具をカッタービットに接触させた状態では、カッタービ
ットの変位を最も小さく保ち、カッタービットや伸縮ロ
ッドに作用する曲げ荷重を最小限に抑えることができる
のは言うまでもない。

【００２１】棒状の支持具が伸縮機能を有するため、カ
ッターディスクの回転方向の関係で余掘り中にも荷重の
作用しないものについては、その長さを縮めてカッター
ビットから離しておくことができる。そのようにすれ
ば、カッタービットの側部にある土砂の取込み口を大き
く開放して、土砂を一層スムーズにカッターチャンバー
へ導くことができる。

【００２２】請求項５に記載の補助カッター装置は、上
記した棒状の支持具を、流体圧シリンダを含めて構成し
たことを特徴とする。このような補助カッター装置で
は、カッタービットの振動を抑制することができ、それ
によって精密機器の不具合や配管の接続の緩みなどの不
都合を回避できるという利点がある。流体圧シリンダを
含む支持具には、同シリンダに連結された流体圧供給経
路内に流量調整弁を含めること等によって比較的容易に
クッション効果をもたせることができ、カッタービット
の動きを減衰させ得るからである。

【００２３】

【発明の実施の形態】発明の実施について第一の形態を
図１(ａ)〜(ｃ)に示す。図１(ａ)は、シールド掘進機の
一部を正面から見たものであって補助カッター装置（コ
ピーカッター装置などとも呼ばれる）１０の正面図であ
る。また、同(ｂ)は同(ａ)におけるｂ−ｂ矢視図、同
(ｃ)は同(ｂ)におけるｃ部詳細図である。図示した補助
カッター装置１０は、図３(ａ)に示したものと同様のシ
ールド掘進機においてカッターディスク１の複数箇所に
配置されたものの一つであり、つぎのように構成したも
のである。

【００２４】すなわち、まず、図３(ｂ)における補助カ
ッター装置１０”と同様にカッターディスク１内に油圧
シリンダ１３を組み込み、その伸縮ロッド１２の先端に
図１(ａ)のとおりカッタービット１１を取り付ける。油
圧シリンダ１３内に油圧作動油を送ることにより伸縮ロ
ッド１２が伸縮しカッタービット１１が出没するが、伸
縮ロッド１２を伸ばした際には、仮想線で示すようにカ
ッタービット１１がカッターディスク１の外周から半径
方向外向きに突出する。カッタービット１１はそのよう
に突出した状態でカッターディスク１と一体的に回転す
ることにより、カッターディスク１よりも外方の土壁を
余掘りするわけである。

【００２５】カッターディスク１の前面の一部に図１
(ｂ)のように凹部１ａを形成し、補助カッター装置１０
はその凹部１ａの内に配置している。そしてカッタービ
ット１１の側部、つまりカッターディスク１の回転方向
における前後の部分には、上記の凹部１ａから後方のカ
ッターチャンバー（図示せず。カッターディスク１のす
ぐ後部に形成した空間）内へ通じる土砂の取込み口１５
を設けている。カッタービット１１が掘削した土砂は、
主としてこの取込み口１５よりカッターチャンバー内に
入り、さらに、そのチャンバー内に配置したスクリュー
コンベヤ等（図示せず）によって外部に排出される。

【００２６】補助カッター装置１０が余掘りを行う際、
カッタービット１１にはカッターディスク１の回転方向
とは反対向きの力と進行方向後方向きの力とが作用す
る。カッターディスク１とともに回転することによって
地山から前者の力を受け、また後方のシールドジャッキ
（図示せず）の作用でシールド掘進機が前進するにとも
なって、やはり地山から後者の力を受けるのである。し
かも、シールド掘進機のローリング変位を修正する等の
目的でカッターディスク１の回転方向はしばしば逆転さ
せられるため、前者の力は正・逆両方向に作用する。余
掘りの際には伸縮ロッド１２が伸びていて上記の力によ
り同ロッド１２に大きな曲げモーメントが作用するこ
と、および、近年では地盤改良等により人工的に硬質に
形成されたコンクリート部分をも掘削・余掘りする必要
があることを考慮して、この補助カッター装置１０で
は、伸縮ロッド１２が曲がったり激しく振動したりする
のを防止すべく、カッタービット１１の側面および背面
に図１(ａ)・(ｂ)のような支持具２１・３１を配置し
た。

【００２７】まず支持具２１は、棒状のものとし、軸心
をカッターディスク１の正・逆回転方向に向けて各２本
（補助カッター装置１０の一組につき合計４本）を配置
し、カッターディスク１上のフレーム１ｂ上に基部を固
定するとともに先端部をカッタービット１１の側面に向
ける。支持具２１をカッタービット１１の両方の側面に
向けたのは、上記のようにカッターディスク１が正逆両
方向に回転することを考慮し、回転方向によらずカッタ
ービット１１を支持し得るようにするためである。支持
具２１を棒状、つまり細長い形状にしたのは、土砂の取
込み口１５の内に広い開口を確保するためである。すな
わち、まず支持具２１を長く形成したために、カッター
ビット１１とフレーム１ｂとの間隔（取込み口１５のい
わば間口）を広くとることができた。また支持具２１を
細い（横断面積の小さい）ものとしたために、それら相
互間に十分な隙間を確保して土砂の流入口が遮られない
ようにできたのである。こうして、広い開口を確保した
ために、この補助カッター装置１０のカッタービット１
１が掘削した土砂は当該取込み口１５をスムーズに通っ
てカッターチャンバーへ至り、円滑に排出されることに
なる。

【００２８】支持具２１は鋼製のロッドであって伸縮不
能であるが、その先端部には、図１(ｃ)のようにねじ込
み式のヘッド２３を取り付け、支持具２１について長さ
調整ができるようにしている。ヘッド２３は、ネジ部２
３ａを支持具本体２２のネジ穴に差したうえ、回り止め
のためにナット２４をはめている。掘進の開始に先だっ
てヘッド２３により支持具２１の長さ調整を行い、ヘッ
ド２３の先端面とカッタービット１１の側面との間にわ
ずかな隙間（たとえば０．１〜０．２ｍｍ程度）が生じ
るようにしておく。このようにしておけば、カッタービ
ット１１を単に出没させる間にはカッタービット１１や
ヘッド２３が激しく摩耗したり支持具２１が曲がったり
することがなく、また実際に余掘りを行う際には、伸縮
ロッド１２がたわむ等によりカッタービット１１がわず
かに変位しただけで支持具２１に接触するため、地山か
ら作用する力（カッターディスク１の回転方向と反対向
きの力）が支持具２１に伝達され支えられる。

【００２９】一方、支持具３１は、カッタービット１１
のすぐ後部においてカッターディスク１に固定した当て
板状のもので、図１(ａ)のようにカッタービット１１と
の接触面は広いが、その面と直角な方向に測る厚さは図
１(ｂ)のように小さい。その厚さが小さいために、カッ
ターディスク１の厚さ（進行方向に沿った寸法であり図
１(ｂ)上で上下に表れるもの）をほとんど増大させる必
要がなく、したがってシールド掘進機をコンパクトに構
成することができる。支持具３１の表面には厚さ調整用
のライナ（図示せず）を取り付けることにより、その表
面とカッタービット１１の背面との間にわずかな隙間
（やはり０．１〜０．２ｍｍ程度）ができるようにして
いる。このような隙間を設けておけば、支持具２１の場
合と同様、支持具３１・カッタービット１１間の摩耗が
少なく、また、進行方向後方向きの力に対してカッター
ビット１１を支えるという支持具３１の本来の機能も発
揮される。なお、土砂は、上記のようにカッタービット
１１の側部から上記の取込み口１５を経てカッターチャ
ンバー内に取り込まれるため、カッタービット１１の背
面にある支持具３１の周囲には取込み口を確保する必要
はない。

【００３０】この補助カッター装置１０では、支持具２
１・３１を図１(ｂ)のように間隔をおいて複数箇所に配
置しているため、カッタービット１１や伸縮ロッド１２
の回り止めがなされるという効果もある。すなわち、カ
ッタービット１１に対して地山から不均一に力がかかる
と、その力が、図１(ｂ)において紙面と直角な軸心の回
りにカッタービット１１を回転させるモーメントとして
作用する場合がある。油圧シリンダ１３も伸縮ロッド１
２も断面が円形であるため、とくに対策をとらなけれ
ば、その場合にカッタービット１１とともに伸縮ロッド
１２が回転してしまうことになる。しかし、支持具２１
・３１を上記のように配置したこの補助カッター装置１
０では、油圧シリンダ１３等に特殊な構成を施さなくて
も、支持具２１・３１によってカッタービット１１や伸
縮ロッド１２の回転が止められるのである。

【００３１】つづいて図２(ａ)〜(ｃ)には、発明の実施
について第二の形態を紹介する。図２(ａ)は補助カッタ
ー装置１０’の正面図であり、同(ｂ)は同(ａ)における
ｂ−ｂ矢視図である。また同(ｃ)は、その補助カッター
装置１０’の特殊な使用態様を示す正面図である。この
補助カッター装置１０’も、図３(ａ)に示したものと同
様のシールド掘進機において、やはりカッターディスク
１の複数箇所に配置されたものの一つである。

【００３２】補助カッター装置１０’の基本的な構造
は、後述する支持具４１の構成を除いて基本的には図１
の装置１０と同様である（同一の構成部分には同一の符
号を付けている）。すなわち、カッターディスク１内に
油圧シリンダ１３を組み込んでその伸縮ロッド１２を介
しカッタービット１１をカッターディスク１の外周上に
出没させる点や、排土のための土砂の取込み口１５をカ
ッタービット１１の側部に設けている点、また、余掘り
を行うときカッタービット１１に作用する進行方向後方
向きの力を支えるためカッタービット１１のすぐ後部に
おいてカッターディスク１に当て板状の支持具３１を固
定している点など、装置１０’と装置１０との間に差異
はない。その支持具３１の表面に厚さ調整用のライナを
取り付けていて、カッタービット１１の背面との間にわ
ずかな隙間を設けている点も同様である。

【００３３】図２の補助カッター装置１０’が図１の装
置１０と相違するのは、カッターディスク１の回転方向
と反対向きに作用する力からカッタービット１１を支え
る棒状の支持具４１として、油圧シリンダ４２を主体と
するものを使用している点である。支持具４１は、カッ
ターディスク１のフレーム１ｂにシリンダ（本体）４２
を取り付けることによりカッターディスク１上に配置
し、その内部のピストン４３ａと一体になった伸縮ロッ
ド４３の先端をカッタービット１１の側面に向けてい
る。シリンダ４２の内部のうちピストン４３ａよりも基
端側の空間に油圧を供給すると、図２(ａ)・(ｂ)のよう
に伸縮ロッド４３を伸ばしてその先端をカッタービット
１１の側面に押し付けることができ、ピストン４３ａよ
りも先端側に油圧を供給すると伸縮ロッド４３を引っ込
めてカッタービット１１から離すことができる。補助カ
ッター装置１０’の一組について支持具４１は合計２本
としたが、カッターディスク１が正逆両方向に回転する
ことを考慮してカッタービット１１の両方の側に各１本
を配置している。

【００３４】支持具４１が棒状のものであり、その数も
多くないため、取込み口１５からの土砂の取り込みはス
ムーズに行える。また、支持具３１および支持具４１に
よって、図１の装置１０の場合と同様にカッタービット
１１や伸縮ロッド１２の回り止めをなすことができる。
つまり、図２(ｂ)のように支持具３１・４１を間隔をお
いて複数配置しているため、支持具４１を伸ばしてその
先端をカッタービット１１に接触させた状態では、油圧
シリンダ１３等に回り止め用の特殊な構成がなくとも、
図２(ｂ)の紙面と直角な軸心の回りにカッタービット１
１が回転しようとする力に抗し得るのである。

【００３５】油圧シリンダ４２を含むこの支持具４１
は、カッタービット１１がその油圧シリンダ１３の作用
でカッターディスク１の半径方向に移動（出没）する間
には伸縮ロッド４３の先端をカッタービット１１から離
しておき、カッタービット１１が出没動作を終えた時点
でその先端をカッタービット１１の側面に押し付ける、
という使い方をするのが好ましい。そのようにすれば、
カッタービット１１の出没につれて支持具４１の先端と
の間に摩耗が進行したり支持具２１に曲げ力がかかった
りする不都合がない一方、実際に余掘りを行う際にはカ
ッタービット１１が支持具４１によりしっかりと支えら
れる。

【００３６】支持具４１における伸縮ロッド４３の先端
をカッタービット１１に押し付けた状態では、油圧シリ
ンダ４２（ピストン４３ａよりも基端側）に供給する油
圧等を適切にコントロールするのがよい。シリンダ４２
のうちピストン４３ａよりも基端側の空間に供給した作
動油について、たとえば圧力を一定に保つとともにシリ
ンダ４２からの流出速度を制限しておけば、伸縮ロッド
４３はカッタービット１１に作用する力を支えるだけで
なく、カッタービット１１の衝撃的もしくは振動的な変
位を減衰させる機能をも発揮するからである。

【００３７】また、余掘りを行う際、カッタービット１
１の両方の側に設けた支持具４１のうち一方は図２(ｃ)
のように引っ込めておくのも好ましい。余掘り中のカッ
タービット１１には、カッターディスク１と一体に回転
するのにともなって回転向き（図２(ｃ)では白抜き矢印
で示す）とは反対向きの力が作用するが、カッターディ
スク１の回転向きが逆転しない限り、それと逆向きの力
は作用しない。そのため、カッターディスク１の回転向
きを一定に保っている間は、一方の支持具４１（つまり
カッタービット１１に対して反回転向きに隣接する側に
あるもの）のみをカッタービット１１に当てておけば足
りる。むしろ、他方の支持具４１（つまりカッタービッ
ト１１に対して回転向きに隣接する側のもの）について
は、伸縮ロッド４３をシリンダ４２内におさめて短くし
ておく方が、土砂の取込み口１５を大きく開放できて円
滑な排土を行うことができるのである。

【００３８】

【発明の効果】請求項１に記載したシールド掘進機の補
助カッター装置には、つぎの効果がある。すなわち、 a) 支持具がカッタービットに接触してその変位を抑え
るので、カッタービットを出没させる伸縮ロッドに作用
する曲げ荷重が、小さく抑えられる。したがって、地盤
の硬い地域や地盤改良のために硬質のコンクリート等が
埋設された部分を掘削する場合にも、伸縮ロッドをそれ
ほど太くすることなく同ロッドの変形を防止でき、また
同ロッドおよびシールド掘進機の振動を抑制することが
できる。

【００３９】b) 土砂の取込み口が支持具によって塞が
れないので、排土のためのカッターチャンバー内への土
砂の取り込みが円滑に行われる。つまり余掘りによる土
砂の排出がスムーズで、したがって、カーブしたトンネ
ルの掘削も円滑に行える。

【００４０】c) カッタービットや伸縮ロッドに対する
回り止めの機能を支持具に付与することができるので、
効率的に余掘りを行うことができるうえ、回り止めのた
めの特殊な構成を駆動手段に追加する必要がない。

【００４１】また、請求項２に記載した補助カッター装
置の場合は、 d) カッタービットが地山から受ける力の方向に各支持
具が配置されているため、伸縮ロッドの変形や振動が有
効に防止される。

【００４２】e) カッタービットの側部に棒状の支持具
を使用するため、その側部の付近に広い土砂取込み口を
形成でき、したがって上記b)の効果が得られやすい。

【００４３】f) カッタービットの後部には当て板状の
支持具を使用するため、カッターディスクの厚さを増し
たりシールド掘進機を大型にしたりする必要がない。

【００４４】請求項３の補助カッター装置では、 g) カッタービットがカッターディスクの外周上へ出没
するとき、カッタービットとの摩擦によって棒状の支持
具が曲げ変形を受けたり激しく摩耗したりする不都合が
生じない。そしてそれにもかかわらず、余掘りの際には
その棒状の支持具がカッタービットを支え、伸縮ロッド
の曲げ荷重を低減する。

【００４５】h) 棒状の支持具が伸縮不能の簡単なもの
であるため、装置が低コストで構成される。

【００４６】請求項４の補助カッター装置では、 i) カッタービットが出没動作をする時は支持具をカッ
タービットから離し、出没動作が停止したとき支持具を
カッタービットに当てることができるため、カッタービ
ットと支持具との間の摩耗を抑えるとともに、余掘りの
際のカッタービットや伸縮ロッドの荷重を最小限にする
ことができる。

【００４７】j) 余掘り中、荷重の作用しない側にある
支持具を短くすることにより、土砂の取込み口をさらに
大きく開放して上記e)の効果を増大させることができ
る。

【００４８】さらに、請求項５に記載の補助カッター装
置の場合は、 k) 流体圧シリンダを含む支持具にクッション効果をも
たせてカッタービットの動きを減衰させることができ、
それによってシールド掘進機内の精密機器の不具合や配
管の接続の緩みなどを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施について第一の形態を示す図であ
り、図１(ａ)は補助カッター装置１０についての正面
図、同(ｂ)は同(ａ)におけるｂ−ｂ矢視図、また同(ｃ)
は同(ｂ)におけるｃ部詳細図である。

【図２】発明の実施について第二の形態を示すもので、
図２(ａ)は補助カッター装置１０’の正面図、同(ｂ)は
同(ａ)におけるｂ−ｂ矢視図、また同(ｃ)は、その補助
カッター装置１０’の特殊な使用態様を示す正面図であ
る。

【図３】一般的なシールド掘進機を示す斜視図（図３
(ａ)）、およびそのｂ部詳細図であって一般的な補助カ
ッター装置１０”を示す正面図（同(ｂ)）である。

【符号の説明】

１ カッターディスク １０・１０’ 補助カッター装置 １１ カッタービット １２ 伸縮ロッド １５ 土砂の取込み口 ２１・４１ 棒状の支持具 ３１ 当て板状の支持具 ４２ 油圧（流体圧）シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/08

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機の回転式カッターディス
   クに配置され、同ディスクの外周上にカッタービットを
   出没させる補助カッター装置であって、 カッタービットに接触してその変位を抑制する支持具
   が、カッターチャンバー内への土砂の取込み口を塞ぐこ
   とのないようにカッターディスク上に設けられているこ
   とを特徴とするシールド掘進機の補助カッター装置。
2. 【請求項２】 上記の支持具が、カッターディスクの正
   逆回転方向に延びた棒状のものと、カッタービットのす
   ぐ後部においてカッターディスク上に設けられた当て板
   状のものとを含むことを特徴とする請求項１に記載のシ
   ールド掘進機の補助カッター装置。
3. 【請求項３】 上記した棒状の支持具が、カッタービッ
   トがわずかに変位したとき接触するように長さ調整され
   た伸縮不能のものであることを特徴とする請求項２に記
   載のシールド掘進機の補助カッター装置。
4. 【請求項４】 上記した棒状の支持具が、カッタービッ
   トが出没動作をするときカッタービットから離れること
   のできる伸縮式のものであることを特徴とする請求項２
   に記載のシールド掘進機の補助カッター装置。
5. 【請求項５】 上記した棒状の支持具が流体圧シリンダ
   を含むものであることを特徴とする請求項４に記載のシ
   ールド掘進機の補助カッター装置。