JP3444755B2 - シールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カッタービットの
出退量を調節し得るシールド掘進機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のシールド掘進機として
は、例えば特開平６−２２９１９３号公報に示されるも
のがある。すなわち図１０および図１１に示すように、
従来のシールド掘進機は、掘進機本体の先端部にカッタ
ーヘッド５１が回転自在に設けられ、このカッターヘッ
ド５１は、面板５２と、この面板５２の後側に配置され
た後板５３と、前記面板５２と後板５３との間に配置さ
れた側板５４とから構成されている。

【０００３】前記面板５２の略中央からトンネルの切羽
面５５に向けてほぼ垂直な方向、すなわち面板５２にほ
ぼ垂直な方向に配置された垂直カッタービット５６と、
前記面板５２の隅部から面板５２に傾斜して配置された
一対の傾斜カッタービット５７とがビットガイド５８を
介して出退可能に設けられている。

【０００４】そして一個の垂直カッタービット５６と一
対の傾斜カッタービット５７とから構成されるカッター
ビット群に対し、このカッタービット群の突出量を調節
するジャッキ装置（例えば、油圧シリンダーなどが使用
される）５９が設けられ、このジャッキ装置５９は、前
記後板５３の略中央に固定され、ジャッキ装置５９のロ
ッド５９ａの移動方向は、前記垂直カッタービット５６
の出退方向すなわち、面板５２にほぼ垂直な方向とされ
ている。

【０００５】前記ロッド５９ａの先端部に断面傘形の当
接体６０が固定され、この当接体６０は、前記垂直カッ
タービット５６の基端面５６ａに摺動可能に当接すると
ともに面板５２に平行に配置された第一当接板６０ａ
と、前記傾斜カッタービット５７の基端面５７ａに摺動
可能に当接するとともに第一当接板６０ａの両端から後
板５３側に傾斜したハ字形の第二当接板６０ｂと、この
第二当接板６０ｂどうしに差渡された補強板６０ｃとか
ら形成され、前記ロッド５９ａの先端部は第一当接板６
０ａに固定されている。

【０００６】なお前記傾斜カッタービット５７と第二当
接板６０ｂの当接面とは円滑に当接され、当接体６０の
移動に伴い傾斜カッタービット５７の基端面５７ａが第
二当接板６０ｂの傾斜に沿って摺動するようになされて
いる。

【０００７】上記構成において、カッターヘッド５１を
回転すると、面板５２から突出した垂直カッタービット
５６および傾斜カッタービット５７が地山を掘削し、シ
ールド掘進機が地中を掘進する。

【０００８】ところで垂直カッタービット５６や傾斜カ
ッタービット５７の先端部分が摩耗し、面板５２からの
突出量が減少したときは、ジャッキ装置５９を操作して
ロッド５９ａを切羽面５５に向けて移動させる。そうす
ると、ロッド５９ａの先端部が当接体６０の第一当接板
６０ａに固定されているので、当接体６０自身がロッド
５９ａとともに切羽面５５に向けて移動する。このと
き、垂直カッタービット５６はその基端面５６ａが第一
当接板６０ａに押されて面板５２に垂直な方向に移動
し、傾斜カッタービット５７はその基端面５７ａが第二
当接板６０ｂに押されるとともに第二当接板６０ｂの当
接面に摺動しながらかつビットガイド５８に案内されて
突出方向を変更することなく移動し、面板５２からの突
出量を一定にすることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記構成によると、カ
ッタービット群一セットに一個のジャッキ装置を設けな
ければならないため、カッタヘッド全体では、ジャッキ
装置の数が多くなるなどの問題があり、また、カッター
ヘッドの外周に向かうに従い周速が大きくなり、外周寄
りのカッタービット群ほど摩耗量が大きくなることか
ら、外周寄りのカッタービットほどその突出量が大きく
なるように、各ジャッキ装置毎にそのロッド部の突出量
を変えなければならないなどの問題がある。

【００１０】そこで本発明は、ジャッキ装置の数を低減
でき、カッタービットの突出量の制御を容易に行うこと
ができるシールド掘進機を提供することを目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載のシールド掘進機
は、シールド掘進機本体の前部に回転自在に設けられた
カッターヘッドに放射状に設けられた溝状凹部に、複数
のカッタービットが、このカッタービットの出退量を調
節する出退量調節装置を介して所定方向に出退自在に設
けられたシールド掘進機であって、上記出退量調節装置
が、上記溝状凹部内の外周側端部に設けられたジャッキ
装置と、内周側端部に設けられた揺動支持部と、上記ジ
ャッキ装置のロッド部の先端部と揺動支持部とに亘って
取り付けられ上記揺動支持部を中心に揺動自在に設けら
れた棒状部材と、この棒状部材に、その軸心方向で摺動
自在に設けられた複数の摺動連結具とから成り、各摺動
連結具が上記各カッタービットの基端部にそれぞれ揺動
自在に連結されたことを特徴としたものである。

【００１２】したがって請求項１記載の発明によると、
カッタービットの先端部分が摩耗し、カッターヘッドか
らの突出量が減少したときは、出退量調節装置のジャッ
キ装置を操作してそのロッド部を切羽面に向けて突出さ
せる。このとき棒状部材が、揺動支持部を中心にその外
周側を切羽面に向けて揺動することで、各カッタビット
の突出量を、順次外周側にいくほど大きくしている。こ
れに伴い各摺動連結具は、それぞれジャッキ装置側へや
や摺動案内されることから、各カッタービットはスムー
ズに案内されて突出方向を変更することなく突出する。

【００１３】また本発明の請求項２記載のシールド掘進
機は、シールド掘進機本体の前部に回転自在に設けられ
たカッターヘッドに放射状に設けられた溝状凹部に、複
数のカッタービットが、このカッタービットの出退量を
調節する出退量調節装置を介して所定方向に出退自在に
設けられたシールド掘進機であって、上記出退量調節装
置が、上記溝状凹部内の両端部に設けられた一対のジャ
ッキ装置と、この一対のジャッキ装置のロッド部の先端
部間に亘って取り付けられた棒状部材と、この棒状部材
に、その軸心方向で摺動自在に設けられた複数の摺動連
結具とから成り、各摺動連結具が上記各カッタービット
の基端部にそれぞれ揺動自在に連結されたことを特徴と
したものである。

【００１４】したがって請求項２の発明によると、カッ
タービットの先端部分が摩耗し、カッターヘッドからの
突出量が減少したときは、出退量調節装置の各ジャッキ
装置を操作して各ロッド部を切羽面に向けて突出させ
る。このとき外周側端部に設けられたジャッキ装置のロ
ッド部の突出量を、内周側端部に設けられたジャッキ装
置のロッド部の突出量よりやや大きくすることで、棒状
部材が外周側端部の上方向きに揺動して移動することか
ら、各カッタービットの突出量を、順次外周側にいくほ
ど大きくしている。これに伴い各摺動連結具は、それぞ
れ外周側へやや摺動案内されることから、各カッタービ
ットはスムーズに案内されて突出方向を変更することな
く突出する。

【００１５】そして本発明の請求項３記載のシールド掘
進機は、シールド掘進機本体の前部に回転自在に設けら
れたカッターヘッドに放射状に設けられた溝状凹部に、
複数のカッタービットが、このカッタービットの出退量
を調節する出退量調節装置を介して所定方向に出退自在
に設けられたシールド掘進機であって、上記出退量調節
装置が、上記溝状凹部内の両端部に設けられた一対のジ
ャッキ装置と、この一対のジャッキ装置のロッド部の先
端部間に亘って連結されかつ上記各カッタービットの基
端部に設けられた球面状摺動部に摺動可能に当接する当
接面を有する当接体とから成り、上記カッターヘッドと
上記当接体との間には、上記各カッタービットの球面状
摺動部を当接体側に付勢する弾性部材が設けられたこと
を特徴としたものである。

【００１６】したがって請求項３の発明によると、各カ
ッタービットの先端部分が摩耗し、カッターヘッドから
の突出量が減少したときは、出退量調節装置の各ジャッ
キ装置を操作して各ロッド部を突出させる。このとき外
周側端部に設けられたジャッキ装置のロッド部の突出量
を、内周側端部に設けられたジャッキ装置のロッド部の
突出量よりやや大きくすることで、当接体の外周側が切
羽面に向けて揺動して移動することから、各カッタービ
ットの突出量を、順次外周側にいくほど大きくしてい
る。これに伴い垂直カッタービットはその球面状摺動部
が当接面に摺動しながらスムーズに案内されて突出方向
を変更することなく突出し、傾斜カッタービットはその
球面状摺動部が当接面に摺動しながらスムーズに案内さ
れて突出方向を変更することなく突出する。

【００１７】さらに本発明の請求項４記載のシールド掘
進機は、シールド掘進機本体の前部に回転自在に設けら
れたカッターヘッドに放射状に設けられた溝状凹部に、
複数のカッタービットが、このカッタービットの出退量
を調節する出退量調節装置を介して所定方向に出退自在
に設けられたシールド掘進機であって、上記出退量調節
装置が、上記溝状凹部内の両端部に設けられた軸受部材
と、両軸受部材に回動自在に支持された棒状部材と、こ
の棒状部材を回動させる棒状部材回動手段と、上記棒状
部材に沿って設けられた複数のカム体とから成り、上記
各カッタービットの基端面を、各カム体に当接しかつ各
カム体側に付勢させる弾性部材が設けられたことを特徴
としたものである。

【００１８】したがって請求項４の発明によると、各カ
ッタービットの先端部分が摩耗し、カッターヘッドから
の突出量が減少したときは、棒状部材回動手段を駆動さ
せて棒状部材を所定の回動位置に回動させる。このとき
各カム体の当接面が内周側から外周側にかけて次第に変
化するのに伴い、各カム体側に付勢された各カッタービ
ットは、順次外周側にいくほどその突出量が大きくな
る。

【００１９】さらに本発明の請求項５記載のシールド掘
進機は、上記請求項４記載の構成において、棒状部材回
動手段は、棒状部材に連結されたリンク部と、このリン
ク部に連結されたジャッキ装置とから構成されたことを
特徴としたものである。

【００２０】したがって請求項５の発明によると、各カ
ッタービットの先端部分が摩耗し、カッターヘッドから
の突出量が減少したときは、ジャッキ装置を駆動させて
カム体を所定の回動位置に回動させる。このとき各カム
体の当接面が内周側から外周側にかけて次第に変化する
のに伴い、各カム体側に付勢された各カッタービット
は、順次外周側にいくほどその突出量が大きくなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
るシールド掘進機を図１〜図９に基づいて説明する。

【００２２】すなわち本発明の第１の実施の形態におけ
るシールド掘進機は、図１に示すように、掘進機本体１
の先端部にカッターヘッド２が回転自在に設けられ、こ
のカッタヘッド２の面板３に放射状に溝状凹部４が形成
されている。この溝状凹部４は、面板３の後側に配置さ
れた後板４ａと、上記面板３と後板４ａとの間に配置さ
れた側板４ｂとから構成されている。すなわち、溝状凹
部４は、これらの各板３，４ａ，４ｂにより放射状に構
成されたスポーク内に形成されている。

【００２３】上記溝状凹部４からトンネルの切羽面５に
向けてほぼ垂直な方向、すなわち面板３にほぼ垂直な方
向に配置された複数のカッタービット６が、上記面板３
に放射状に設けられたビットガイド７を介して面板３か
ら、すなわちスポークから出退可能に設けられている。

【００２４】上記各溝状凹部４内には、各カッタービッ
ト６の出退量を調節する第１出退量調節装置８が設けら
れ、この第１出退量調節装置８は、上記凹部４内の後板
４ａの外周側端部に設けられそのロッド部９ａの移動方
向が上記カッタビット６の出退方向と同一のジャッキ装
置９と、上記凹部４内の後板４ａの内周側端部に、面板
３に垂直な方向に立設するよう設けられ、その先端部に
支持ピン１０ａを具備する支持体１０と、上記ジャッキ
装置９のロッド部９ａの先端部と支持体１０とに亘って
取り付けられこの支持体１０の支持ピン１０ａを中心に
揺動自在に設けられた棒状部材１１と、この棒状部材１
１の外周面に沿って摺動自在に外嵌された複数のリング
状連結具（摺動連結具の一例）１２とから構成されてい
るとともに、各リング状連結具１２は、上記各カッター
ビット６の基端部に設けられた連結ピン６ａを介して上
記溝状凹部４の長さ方向でそれぞれ揺動自在に連結され
ている。

【００２５】なおジャッキ装置９のロッド部９ａの退入
時において、上記棒状部材１１は、その軸心方向と面板
３とが平行になるよう設置されており、これに伴い各カ
ッタービット６の面板３からの突出量は同一となるよう
にされている。

【００２６】上記構成において、カッタヘッド２を回転
させると、面板３から突出したカッタービット６が地山
を掘削し、シールド掘進機が地中を掘進する。ところで
カッタービット６の先端部分が摩耗し、面板３からの突
出量が減少したときは、第１出退量調節装置８のジャッ
キ装置９を操作してそのロッド部９ａを切羽面５に向け
て突出させる。このとき棒状部材１１が、上記支持体１
０の支持ピン１０ａを中心にその外周側を切羽面５に向
けて揺動することで、各カッタビット６の突出量を、順
次外周側にいくほど大きくしている。これに伴い各リン
グ状連結具１２は、それぞれジャッキ装置９側へやや摺
動案内されることから、各カッタービット６は各ビット
ガイド７にスムーズに案内されて突出方向を変更するこ
となく突出する。なお外周寄りのカッタービット６ほど
その突出量を大きくしているのは、掘削が進むにしたが
って外周寄りのカッタービット６ほど摩耗量が大きくな
るためである。

【００２７】また掘削する土質の硬さなどの条件に応じ
て、シールド掘進機の運転中に各カッタービット６を連
続的に突出させる、すなわち運転中に摩耗した各カッタ
ービット６を常に初期の突出量に維持するようにカッタ
ービット６を連続的に突出させることができ、またシー
ルド掘進機の運転中に各カッタービット６を間欠的に突
出させる、すなわち運転中に次第に摩耗する各カッター
ビット６が摩耗限界に達したところで突出させることも
できる。さらにシールド掘進機の掘進速度に応じてその
突出量を変更できる。

【００２８】このように溝状凹部４内の片側すなわち外
周側端部のみに設けられたジャッキ装置９を駆動させる
ことによって、上記溝状凹部４に配置された全体のカッ
タービット６の突出量すなわち出退量を変えることがで
き、以って、従来において一個の垂直カッタービットと
一対の傾斜カッタービットとから構成されるカッタービ
ット群にそれぞれジャッキ装置が設けられた構成と比べ
て、ジャッキ装置の数を減らすことができる。

【００２９】次に本発明の第２の実施の形態におけるシ
ールド掘進機を図に基づいて説明する。なお、上記第１
の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付して説明
する。

【００３０】第２の実施の形態におけるシールド掘進機
は、図２および図３に示すように、各溝状凹部４内に各
カッタービット６の出退量を調節する第２出退量調節装
置１３が設けられており、この第２出退量調節装置１３
以外は、上記第１の実施の形態におけるシールド掘進機
と同一の構成となっている。すなわち２はカッターヘッ
ド，３は面板，４は、面板３，後板４ａ，側板４ｂによ
り構成されたスポーク内に形成された溝状凹部，６はカ
ッタービット，６ａは連結ピン，７はビットガイドであ
る。

【００３１】上記第２出退量調節装置１３は、上記凹部
４内の後板４ａの外周側端部と内周側端部にそれぞれ設
けられその各ロッド部１４ａの移動方向が上記カッター
ビット６の出退方向と同一の一対のジャッキ装置１４
と、この一対のジャッキ装置１４のロッド部１４ａの先
端部間に亘って取り付けられた棒状部材１５と、この棒
状部材１５の外周面に沿って摺動自在に外嵌された複数
のリング状連結具１６とから構成されているとともに、
各リング状連結具１６は、上記各カッタービット６の基
端部に設けられた連結ピン６ａを介して上記溝状凹部４
の長さ方向でそれぞれ揺動自在に連結されている。

【００３２】なお一対のジャッキ装置１４の各ロッド部
１４ａの退入時において、上記棒状部材１５は、その軸
心方向と面板３とが平行になるよう設置されており、こ
れに伴い各カッタービット６の面板３からの突出量は同
一となるようにされている。

【００３３】上記構成において、カッタヘッド２を回転
させると、面板３から、すなわちスポークから突出した
カッタービット６が地山を掘削し、シールド掘進機が地
中を掘進する。

【００３４】ところでカッタービット６の先端部分が摩
耗し、面板３からの突出量が減少したときは、第２出退
量調節装置１３の各ジャッキ装置１４を操作して各ロッ
ド部１４ａを切羽面５に向けて突出させる。このとき外
周側端部に設けられたジャッキ装置１４のロッド部１４
ａの突出量を、内周側端部に設けられたジャッキ装置１
４のロッド部１４ａの突出量よりやや大きくすること
で、棒状部材１５が外周側端部の上方向きに揺動して移
動することから、各カッタービット６の突出量を、順次
外周側にいくほど大きくしている。これに伴い各リング
状連結具１６は、それぞれ外周側へやや摺動案内される
ことから、各カッタービット６は各ビットガイド７にス
ムーズに案内されて突出方向を変更することなく突出す
る。なお、上記第２の実施の形態におけるシールド掘進
機においては、各ジャッキ装置１４の各ロッド部１４ａ
の突出量を変えて各カッタービット６の突出量を変えて
いるが、各カッタービット６の摩耗量があまり変わらな
い場合は、各ロッド部１４ａの突出量を同じにして各カ
ッタービット６の突出量を同一にすることもできる（図
３参照）。特に、小型のシールド掘進機において、この
各カッタービット６の摩耗量があまり変わらない場合に
各カッタービット６の突出量が同一にされる。

【００３５】また掘削する土質の硬さなどの条件に応じ
て、シールド掘進機の運転中に各カッタービット６を連
続的に突出させる、すなわち運転中に摩耗する各カッタ
ービット６を常に初期の突出量に維持するようにカッタ
ービット６を連続的に突出させることができ、またシー
ルド掘進機の運転中に各カッタービット６を間欠的に突
出させる、すなわち運転中に次第に摩耗する各カッター
ビット６が摩耗限界に達したところで突出させることも
できる。さらにシールド掘進機の掘進速度に応じてその
突出量を変更できる。

【００３６】このように溝状凹部４内の外周側端部と内
周側端部に設けられた一対のジャッキ装置１４を駆動さ
せて各ロッド部１４ａの突出量を変えることによって、
上記溝状凹部４に配置された全体のカッタービット６の
突出量すなわち出退量を変えることができ、以って、従
来において一個の垂直カッタービットと一対の傾斜カッ
タービットとから構成されるカッタービット群にそれぞ
れジャッキ装置が設けられた構成と比べて、ジャッキ装
置の数を減らすことができる。

【００３７】次に本発明の第３の実施の形態におけるシ
ールド掘進機を図に基づいて説明する。なお、上記第１
および第２の実施の形態と同一の部材には同一の符号を
付して説明する。

【００３８】第３の実施の形態におけるシールド掘進機
は、図４に示すように、掘進機本体１の先端部にカッタ
ーヘッド２が回転自在に設けられ、このカッタヘッド２
の面板３に放射状に溝状凹部４が形成されている。この
溝状凹部４は、面板３の後側に配置された後板４ａと、
上記面板３と後板４ａとの間に配置された側板４ｂとか
ら構成されている。すなわち、溝状凹部４は、これらの
各板３，４ａ，４ｂにより放射状に構成されたスポーク
内に形成されている。

【００３９】上記溝状凹部４の幅方向における中央近傍
からトンネルの切羽面５に向けてほぼ垂直な方向、すな
わち面板３にほぼ垂直な方向でかつ溝状凹部４の長さ方
向に沿って複数配置された垂直カッタービット１７と、
溝状凹部４の幅方向における隅部から面板３に傾斜しか
つ溝状凹部４の長さ方向に沿って複数配置された一対の
傾斜カッタービット１８とが、上記面板３に放射状に設
けられた筒状のビットガイド１９，２０を介して面板３
から、すなわちスポークから出退可能に設けられてい
る。

【００４０】上記各溝状凹部４内には、各カッタービッ
ト１７，１８の出退量を調節する第３出退量調節装置２
１が設けられ、この第３出退量調節装置２１は、上記凹
部４内の後板４ａの外周側端部と内周側端部にそれぞれ
設けられその各ロッド部２２ａの移動方向が上記垂直カ
ッタービット１７の出退方向と同一の一対のジャッキ装
置２２と、この一対のジャッキ装置２２のロッド部２２
ａの先端部間に亘って取り付けられた長板状でかつ断面
傘形の当接体２３とから構成されている。この当接体２
３は、前記垂直カッタービット１７の基端部に設けられ
た球面状摺動部１７ａに摺動可能に当接するとともに面
板３に平行に配置された第１当接板２３ａと、前記傾斜
カッタービット１８の基端部に設けられた球面状摺動部
１８ａに摺動可能に当接するとともに第１当接板２３ａ
の両端から後板４ａ側に傾斜したハ字形の第２当接板２
３ｂと、この第２当接板２３ｂどうしに差渡された補強
板２３ｃとから形成され、前記各ロッド部２２ａの先端
部は第１当接板２３ａに支持ピン２４を介して連結され
ている。

【００４１】また、上記各カッタービット１７，１８の
ビットガイド１９，２０と球面状摺動部１７ａ，１８ａ
との間には、圧縮ばね（弾性部材の一例）２５が設けら
れ、各カッタービット１７，１８の球面状摺動部１７
ａ，１８ａを当接体２３側に付勢するように構成されて
いる。

【００４２】なお一対のジャッキ装置２２の各ロッド部
２２ａの退入時において、上記第１当接体２３ａと面板
３とは平行になるように配置されており、これに伴い各
カッタービット１７，１８の面板３からの突出量は同一
となるようにされている。

【００４３】上記構成において、カッタヘッド２を回転
させると、面板３から突出したカッタービット１７，１
８が地山を掘削し、シールド掘進機が地中を掘進する。
ところで各カッタービット１７、１８の先端部分が摩耗
し、面板３からの突出量が減少したときは、第３出退量
調節装置２１の各ジャッキ装置２２を操作して各ロッド
部２２ａを突出させる。このとき外周側端部に設けられ
たジャッキ装置２２のロッド部２２ａの突出量を、内周
側端部に設けられたジャッキ装置２２のロッド部２２ａ
の突出量よりやや大きくすることで、当接体２３の外周
側が切羽面５に向けて揺動して移動することから、各カ
ッタービット１７，１８の突出量を、順次外周側にいく
ほど大きくしている。これに伴い垂直カッタービット１
７はその球面状摺動部１７ａが第１当接板２３ａの当接
面に摺動しながらかつビットガイド１９にスムーズに案
内されて突出方向を変更することなく突出し、傾斜カッ
タービット１８はその球面状摺動部１８ａが第２当接板
２３ｂの当接面に摺動しながらかつビットガイド２０に
スムーズに案内されて突出方向を変更することなく突出
する。なお、上記第３の実施の形態におけるシールド掘
進機においては、各ジャッキ装置２２の各ロッド部２２
ａの突出量を変えて各カッタービット１７，１８の突出
量を変えているが、各カッタービット１７，１８の摩耗
量があまり変わらない場合は、各ロッド部２２ａの突出
量を同じにして各カッタービット１７，１８の突出量を
同一にすることもできる。特に、小型のシールド掘進機
において、この各カッタービット１７，１８の摩耗量が
あまり変わらない場合に、各カッタービット１７，１８
の突出量が同一にされる。

【００４４】また掘削する土質の硬さなどの条件に応じ
て、シールド掘進機の運転中に各カッタービット１７，
１８を連続的に突出させる、すなわち運転中に摩耗する
各カッタービット１７，１８を常に初期の突出量に維持
するようにカッタービット１７，１８を連続的に突出さ
せることができ、またシールド掘進機の運転中に各カッ
タービット１７，１８を間欠的に突出させる、すなわち
運転中に次第に摩耗する各カッタービット１７，１８が
摩耗限界に達したところで突出させることもできる。さ
らにシールド掘進機の掘進速度に応じてその突出量を変
更できる。

【００４５】このように溝状凹部４内の外周側端部と内
周側端部に設けられた一対のジャッキ装置２２を駆動さ
せて各ロッド部２２ａの突出量を変えることによって、
上記溝状凹部４に配置された全体のカッタービット１
７，１８の突出量すなわち出退量を変えることができ、
以って、従来において一個の垂直カッタービットと一対
の傾斜カッタービットとから構成されるカッタービット
群にそれぞれジャッキ装置が設けられた構成と比べて、
ジャッキ装置の数を減らすことができる。

【００４６】次に本発明の第４の実施の形態におけるシ
ールド掘進機を図に基づいて説明する。なお、上記第１
〜第３の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付し
て説明する。

【００４７】第４の実施の形態におけるシールド掘進機
は、図５〜図７に示すように、掘進機本体１の先端部に
カッターヘッド２が回転自在に設けられ、このカッタヘ
ッド２の面板３に放射状に溝状凹部４が形成されてい
る。この溝状凹部４は、面板３の後側に配置された後板
４ａと、上記面板３と後板４ａとの間に配置された側板
４ｂとから構成されている。すなわち、溝状凹部４は、
これらの各板３，４ａ，４ｂにより放射状に構成された
スポーク内に形成されている。

【００４８】上記溝状凹部４からトンネルの切羽面５に
向けてほぼ垂直な方向、すなわち面板３にほぼ垂直な方
向に配置された複数のカッタービット２６が、上記面板
３に放射状に設けられたビットガイド２７を介して面板
３から、すなわちスポークから出退可能に設けられてい
る。

【００４９】上記各溝状凹部４内には、各カッタービッ
ト２６の出退量を調節する第４出退量調節装置２８が設
けられている。この第４出退量調節装置２８は、面板３
の溝状凹部４側で内周側端部と外周側端部とに設けられ
た両軸受部材２９に回動自在に支持され、所定間隔置き
に配置された楕円形状のカム部３０ａと軸部３０ｂとか
らなるカム体３０と、上記面板３の溝状凹部４側でかつ
外周側端部に設けられ、上記軸部３０ｂの外周側端部す
なわちカム体３０を回動させる駆動モーター（棒状部材
回動手段の一例）３１とから構成されている。

【００５０】上記各カム部３０ａは、その外周のカム面
が各カッタービット２６の基端部に設けられたばね受け
フランジ部２６ａに当接するように設けられており、ま
た各カム部３０ａは、カム体３０の所定の回動位置にお
いて、外周のカム面の当接位置を内周側から外周側にか
けて次第に変化させて各カッタービット２６の突出量を
順次外周側にいくほど大きくするように配置されるとと
もに、回動位置によって各カッタービット２６の出退量
が順次変わるように配置されている（図７参照）。

【００５１】またカム体３０の別の回動位置において、
外周のカム面が面板３と平行な同一線上に配置され、こ
れに伴い各カッタービット２６の面板３からの突出量は
同一となるようにされている。

【００５２】そして、上記各ビットガイド２７と、各カ
ッタービット２６のばね受けフランジ部２６ａとの間に
は、圧縮ばね（弾性部材の一例）３２が設けられ、各カ
ッタービット２６を、各カム部３０ａに当接しかつカム
体３０側に付勢させるように構成されている。

【００５３】上記構成において、カッタヘッド２を回転
させると、面板３から突出したカッタービット２６が地
山を掘削し、シールド掘進機が地中を掘進する。ところ
で各カッタービット２６の先端部分が摩耗し、面板３か
らの突出量が減少したときは、駆動モーター３１を駆動
させてカム体３０を所定の回動位置に回動させる。この
とき各カム部３０ａの当接面が内周側から外周側にかけ
て次第に変化するのに伴い、各カム部３０ａ側に付勢さ
れた各カッタービット２６は、順次外周側にいくほどそ
の突出量が大きくなる。

【００５４】なお、上記第４の実施の形態におけるシー
ルド掘進機においては、各カム部３０ａの外周のカム面
の当接位置を変えて各カッタービット２６の突出量を変
えているが、各カッタービット２６の摩耗量があまり変
わらない場合は、各カム部３０ａのカム面の当接位置を
同じにして各カッタービット２６の突出量を同一にする
こともできる。特に小型のシールド掘進機において、こ
の各カッタービット２６の摩耗量があまり変わらない場
合に、各カッタービット２６の突出量が同一にされる。

【００５５】また掘削する土質の硬さなどの条件に応じ
て、シールド掘進機の運転中に各カッタービット２６を
連続的に突出させる、すなわち運転中に摩耗する各カッ
タービット２６を常に初期の突出量に維持するようにカ
ッタービット２６を連続的に突出させることができ、ま
たシールド掘進機の運転中に各カッタービット２６を間
欠的に突出させる、すなわち運転中に次第に摩耗する各
カッタービット２６が摩耗限界に達したところで突出さ
せることもできる。さらにシールド掘進機の掘進速度に
応じてその突出量を変更できる。

【００５６】上記第４の実施の形態において、カム体３
０として楕円形状のカムを採用し、外周のカム面の当接
位置が変わるようにカム部３０ａを軸部３０ｂに取り付
けているが、軸部３０ｂの所定の回動範囲において、初
めは各カッタービット２６の突出量が同一であるが、所
定位置まで順次回動させる際に、カッタービット２６の
突出量が外周側にいくほど大きくなるようなカム部３０
ａであれば、いかなる形状のカム部３０ａであってもよ
い。

【００５７】このように溝状凹部４内に設けられた駆動
モーター３１を駆動させて各カム部３０ａの外周のカム
面の当接位置を変えることによって、上記溝状凹部４に
配置された全体のカッタービット２６の突出量すなわち
出退量を変えることができ、以って、従来において一個
の垂直カッタービットと一対の傾斜カッタービットとか
ら構成される複数のカッタービット群にそれぞれ出退駆
動用のジャッキ装置が設けられた構成に比べて、出退用
の駆動モーター３１は一台で済み、経済的である。

【００５８】次に本発明の第５の実施の形態におけるシ
ールド掘進機を図に基づいて説明する。なお、上記第１
〜第４の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付し
て説明する。

【００５９】第５の実施の形態におけるシールド掘進機
は、図８および図９に示すように、各溝状凹部４内に各
カッタービット２６の出退量を調節する第５出退量調節
装置３３が設けられており、この第５出退量調節装置３
３以外は、上記第４の実施の形態におけるシールド掘進
機と同一の構成となっている。すなわち２はカッターヘ
ッド，３は面板，４は、面板３，後板４ａ，側板４ｂに
より構成されたスポーク内に形成された溝状凹部，２６
はカッタービット，２７はビットガイド，２９は軸受部
材，３２は圧縮ばねである。

【００６０】上記第５出退量調節装置３３は、面板３の
溝状凹部４側で内周側端部と外周側端部とに設けられた
両軸受部材２９に回動自在に支持され、所定間隔置きに
配置された楕円形状のカム部３４ａと軸部３４ｂとから
なるカム体３４と、上記凹部４内の後板４ａの外周側端
部に設けられ、上記軸部３４ｂの外周側端部すなわちカ
ム体３４をリンク板３５を介して回動させるジャッキ装
置３６とから構成されている。上記各カム部３４ａは、
その外周のカム面が各カッタービット２６の基端部に設
けられたばね受けフランジ部２６ａに当接するように設
けられており、また各カム部３４ａは、カム体３４の所
定の回動位置において、外周のカム面の当接位置を内周
側から外周側にかけて次第に変化させて各カッタービッ
ト２６の突出量を順次外周側にいくほど大きくするよう
に配置されるとともに、回動位置によって各カッタービ
ット２６の出退量が順次変わるように配置されている。

【００６１】またカム体３４の別の回動位置において、
外周のカム面が面板３と平行な同一線上に配置され、こ
れに伴い各カッタービット２６の面板３からの突出量は
同一となるようにされている。

【００６２】そして、上記各ビットガイド２７と、各カ
ッタービット２６のばね受けフランジ部２６ａとの間に
は、圧縮ばね３２が設けられ、各カッタービット２６
を、各カム部３４ａに当接しかつカム体３４側に付勢さ
せるように構成されている。

【００６３】上記構成において、カッタヘッド２を回転
させると、面板３から、すなわちスポークから突出した
カッタービット２６が地山を掘削し、シールド掘進機が
地中を掘進する。

【００６４】ところで各カッタービット２６の先端部分
が摩耗し、面板３からの突出量が減少したときは、ジャ
ッキ装置３６を駆動させてカム体３４を所定の回動位置
に回動させる。このとき各カム部３４ａの当接面が内周
側から外周側にかけて次第に変化するのに伴い、各カム
部３４ａ側に付勢された各カッタービット２６は、順次
外周側にいくほどその突出量が大きくなる。

【００６５】なお、上記第５の実施の形態におけるシー
ルド掘進機においては、各カム部３４ａの外周のカム面
の当接位置を変えて各カッタービット２６の突出量を変
えているが、各カッタービット２６の摩耗量があまり変
わらない場合は、各カム部３４ａのカム面の当接位置を
同じにして各カッタービット２６の突出量を同一にする
こともできる。特に小型のシールド掘進機において、こ
の各カッタービット２６の摩耗量があまり変わらない場
合に、各カッタービット２６の突出量が同一にされる。

【００６６】また掘削する土質の硬さなどの条件に応じ
て、シールド掘進機の運転中に各カッタービット２６を
連続的に突出させる、すなわち運転中に摩耗する各カッ
タービット２６を常に初期の突出量に維持するようにカ
ッタービット２６を連続的に突出させることができ、ま
たシールド掘進機の運転中に各カッタービット２６を間
欠的に突出させる、すなわち運転中に次第に摩耗する各
カッタービット２６が摩耗限界に達したところで突出さ
せることもできる。さらにシールド掘進機の掘進速度に
応じてその突出量を変更できる。

【００６７】上記第５の実施の形態において、カム部３
４ａとして楕円形状のカムを採用し、外周のカム面の当
接位置が変わるように軸部３４ｂに取り付けているが、
軸部３４ｂの所定の回動範囲において、初めは各カッタ
ービット２６の突出量が同一であるが、所定位置まで順
次回動させる際に、カッタービット２６の突出量が外周
側にいくほど大きくなるようなカム体であれば、いかな
る形状のカム体であってもよい。

【００６８】このように溝状凹部４内に設けられたジャ
ッキ装置３６を駆動させて各カム部３４ａの外周のカム
面の当接位置を変えることによって、上記溝状凹部４に
配置された全体のカッタービット２６の突出量すなわち
出退量を変えることができ、以って、従来において一個
の垂直カッタービットと一対の傾斜カッタービットとか
ら構成される複数のカッタービット群にそれぞれ出退駆
動用のジャッキ装置が設けられた構成に比べて、出退駆
動用のジャッキ装置３６の数を減らすことができる。

【００６９】

【発明の効果】上記本発明のシールド掘進機によると、
出退駆動用の一台若しくは二台のジャッキ装置、または
出退駆動用の一台の棒状部材回動手段を溝状凹部に設け
るだけで溝状凹部の複数のカッタービットを突出させる
ことができることから、従来のように、一個の垂直カッ
タービットと一対の傾斜カッタービットとから構成され
る多数のカッタービット群にそれぞれ出退駆動用のジャ
ッキ装置が設けられた構成に比べて、出退駆動用のジャ
ッキ装置の数を減らすことができ、以って製造コストを
抑えることができる。

【００７０】また上述した一台若しくは二台のジャッキ
装置を駆動させて棒状部材若しくは当接体を揺動させる
ことにより、または一台の棒状部材回動手段を駆動させ
て棒状部材を回動させることにより、各カッタービット
の突出量の調節を一度にできるようにしたので、カッタ
ービット群毎にジャッキ装置をそれぞれ駆動させて各ロ
ッド部の突出量を制御する従来の構成に比べて、カッタ
ービットの突出量の制御を非常に容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるシールド掘
進機のカッターヘッドの要部断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態におけるシールド掘
進機のカッターヘッドの要部断面図である。

【図３】同シールド掘進機において、カッタービットの
突出量を同一にした状態を示すカッターヘッドの要部断
面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態におけるシールド掘
進機のカッターヘッドの要部断面図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態におけるシールド掘
進機のカッターヘッドの要部断面図である。

【図６】同シールド掘進機の出退量調節装置の要部断面
図である。

【図７】同シールド掘進機において、カッタービットを
突出した状態を示すカッターヘッドの要部断面図であ
る。

【図８】本発明の第５の実施の形態におけるシールド掘
進機のカッターヘッドの要部断面図である。

【図９】同シールド掘進機の出退量調節装置の要部断面
図である。

【図１０】従来のシールド掘進機におけるカッターヘッ
ドの全体正面図である。

【図１１】同シールド掘進機におけるカッターヘッドの
要部断面図である。

【符号の説明】

１ 掘進機本体 ２ カッターヘッド ４ 溝状凹部 ６ カッタービット ８ 第１出退量調節装置 ９ ジャッキ装置 ９ａ ロッド部 １０ 支持体 １１ 棒状部材 １２ リング状連結具 １３ 第２出退量調節装置 １４ ジャッキ装置 １４ａ ロッド部 １５ 棒状部材 １６ リング状連結具 １７ 垂直カッタービット １７ａ 球面状摺動部 １８ 傾斜カッタービット １８ａ 球面状摺動部 ２１ 第３出退量調節装置 ２２ ジャッキ装置 ２２ａ ロッド部 ２３ 当接体 ２５ 圧縮ばね ２６ カッタービット ２８ 第４出退量調節装置 ２９ 軸受部材 ３０ カム体 ３０ａ カム部 ３０ｂ 軸部 ３１ 駆動モーター ３２ 圧縮ばね ３３ 第５出退量調節装置 ３４ カム体 ３４ａ カム部 ３４ｂ 軸部 ３６ ジャッキ装置

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機本体の前部に回転自在に
   設けられたカッターヘッドに放射状に設けられた溝状凹
   部に、複数のカッタービットが、このカッタービットの
   出退量を調節する出退量調節装置を介して所定方向に出
   退自在に設けられたシールド掘進機であって、 上記出退量調節装置が、上記溝状凹部内の外周側端部に
   設けられたジャッキ装置と、内周側端部に設けられた揺
   動支持部と、上記ジャッキ装置のロッド部の先端部と揺
   動支持部とに亘って取り付けられ上記揺動支持部を中心
   に揺動自在に設けられた棒状部材と、この棒状部材に、
   その軸心方向で摺動自在に設けられた複数の摺動連結具
   とから成り、各摺動連結具が上記各カッタービットの基
   端部にそれぞれ揺動自在に連結されたことを特徴とする
   シールド掘進機。
2. 【請求項２】 シールド掘進機本体の前部に回転自在に
   設けられたカッターヘッドに放射状に設けられた溝状凹
   部に、複数のカッタービットが、このカッタービットの
   出退量を調節する出退量調節装置を介して所定方向に出
   退自在に設けられたシールド掘進機であって、 上記出退量調節装置が、上記溝状凹部内の両端部に設け
   られた一対のジャッキ装置と、この一対のジャッキ装置
   のロッド部の先端部間に亘って取り付けられた棒状部材
   と、この棒状部材に、その軸心方向で摺動自在に設けら
   れた複数の摺動連結具とから成り、各摺動連結具が上記
   各カッタービットの基端部にそれぞれ揺動自在に連結さ
   れたことを特徴とするシールド掘進機。
3. 【請求項３】 シールド掘進機本体の前部に回転自在に
   設けられたカッターヘッドに放射状に設けられた溝状凹
   部に、複数のカッタービットが、このカッタービットの
   出退量を調節する出退量調節装置を介して所定方向に出
   退自在に設けられたシールド掘進機であって、 上記出退量調節装置が、上記溝状凹部内の両端部に設け
   られた一対のジャッキ装置と、この一対のジャッキ装置
   のロッド部の先端部間に亘って連結されかつ上記各カッ
   タービットの基端部に設けられた球面状摺動部に摺動可
   能に当接する当接面を有する当接体とから成り、上記カ
   ッターヘッドと上記当接体との間には、上記各カッター
   ビットの球面状摺動部を当接体側に付勢する弾性部材が
   設けられたことを特徴とするシールド掘進機。
4. 【請求項４】 シールド掘進機本体の前部に回転自在に
   設けられたカッターヘッドに放射状に設けられた溝状凹
   部に、複数のカッタービットが、このカッタービットの
   出退量を調節する出退量調節装置を介して所定方向に出
   退自在に設けられたシールド掘進機であって、 上記出退量調節装置が、上記溝状凹部内の両端部に設け
   られた軸受部材と、両軸受部材に回動自在に支持された
   棒状部材と、この棒状部材を回動させる棒状部材回動手
   段と、上記棒状部材に沿って設けられた複数のカム体と
   から成り、上記各カッタービットの基端面を、各カム体
   に当接しかつ各カム体側に付勢させる弾性部材が設けら
   れたことを特徴とするシールド掘進機。
5. 【請求項５】 棒状部材回動手段は、棒状部材に連結さ
   れたリンク部と、このリンク部に連結されたジャッキ装
   置とから構成されたことを特徴とする請求項４記載のシ
   ールド掘進機。