JPH01310088A - トンネル掘進機の余掘り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、切羽を回転掘削するカッターホイルを有する
トンネル掘進機の余掘り装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のトンネル掘進機における余掘り装置を第５図およ
び第６図により説明する。第５図はトンネル掘進機の前
部の側断面図、第６図は第５図のＶｌ−ｖｔ矢視図であ
る１図において１はカッターホイル、２はカッターホイ
ル１にラジアル方向に配置されているスポークで１通常
２以上の複数本が設けられる。３はスポーク２の切羽側
の面に所定のピッチで配設されている切羽掘削用の複数
のカッタービットである。４は余掘り用のカッター、５
はスポーク２の内部に収納されているジヤツキで、カッ
ター４と連結されカッター４をカッターホイル１の外周
１ａより外方へ所定のストロークで伸縮自在に突出可能
にしている。６はカッターホイルｌを回動させる駆動用
のモータである。

〔発明が解決しようとする課題〕

トンネル掘進機の掘進方向が直線の場合は、カッター４
は使用されることなくスポーク２内に引き込められ、カ
ッター４による掘進中の抵抗を生じないようにしている
。しかし掘進中その方向を変更する場合、例えば右また
は左にカーブする場合は、トンネル掘進機の主として左
右の土砂をカーブする曲率に応じて余掘りする必要があ
りカッター４が使用される。余掘りはカッター４を、前
記カーブする曲率に応じてジヤツキ５によりカッターホ
イル１の外周１ａより外方へ所定のストロークだけ伸縮
自在に突出させ、カッターホイル１をモータ６により所
定の回転角だけ揺動させまたは全周を回動させることに
より行われるが、余掘りする土砂の種類が例えば堅い地
山や礫を含む地層等の場合および余掘り量が大でカッタ
ー４の突出量が大きい場合には、カッター４の受ける掘
削抵抗が特に大きくなるからカッター４およびカッター
４を伸縮自在に支持するスポーク２にはその掘削抵抗に
耐え得る強度が要求される。このため従来は第５図に示
すように、カッター４の直接土砂を掘削する刃部とジヤ
ツキ５との間にあってジヤツキ５の伸縮時にスポーク２
の支持部材２ａの内面と摺動する摺動部４ａの断面寸法
を大きくするとともにその長さ寸法をできるだけ長くし
、同時に支持部材２ａもできるだけ長くして前記掘削抵
抗による支持反力を軽減するようにしている。

しかし、前記支持部材２ａの各部寸法は、トンネル掘進
機全体の構成から決められカッターホイル１におけるス
ポーク２の限られた空間内に制限されるから所望の寸法
を確保し得ない場合が多く。

結果的に摺動部４ａの断面寸法および長さ寸法も同様に
制限を受けることになる。一方、前記カッター４の直接
土砂を掘削する刃部は、その寸法が長いほど刃による土
砂の切削ができるため余掘り時の切れ味はよくなるが１
反面、掘削抵抗による折損や曲り等の損傷が増加するた
め前記刃部のラジアル方向の寸法は通常の切羽切削用の
カッタ−ビット３程度に制限される。このような寸法的
制限はあっても比較的軟らかい地山や、余掘り量が少な
くカッター４の外周１ａより外方への突出量が前記刃部
のみで足りる掘削のような場合には、掘削抵抗も小さく
余掘りは可能であるが、カッター４の数がスポーク２の
数に制限されて少ないためカッター４の摩耗度がどうし
ても大きくなるという避けられない問題点を有する。さ
らに余掘り量が多くなり前記刃部のみの突出量では足り
ない場合は、前記寸法的な制限による影響は一層大きく
　なる、すなわち余掘り量が大きくなると摺動部４ａも
外周ｌａ外に突出させられた状態で掘削することになる
が、折角突出量を大きくしても摺動部４ａには土砂掘削
用の刃が付いていないから。

カッター４の突出部のうち有効に余掘りできるのは先端
部の刃部のみで他は余掘りに貢献できないばかりか掘削
抵抗を増加させるのみとなる。掘削抵抗の増加は、カッ
ター４の摩耗度をさらに助長するとともに、前記カッタ
ー４の突出量の増加に伴い支持部材２ａと摺動部４８間
の掘削抵抗に対抗するラップ長さを減少させ該ラップ部
の支持反力をますます増大させることになり、スポーク
２およびカッター４の変形、き裂発生等の強度上および
安全上の問題点を有していた。

本発明は、上記の問題点に鑑み、余掘りに際しカッター
ホイル外周より外方へ突出させた突出部の切羽側の面全
体を有効に余掘り可能にし、掘削抵抗の軽減とともにカ
ッターの摩耗を減少させ。

しかも強度的に不安がなく安定して作業することができ
るトンネル掘進機の余掘り装置を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のトンネル掘進機の余
掘り装置は、カッターホイルのスポークを摺動可能に、
かったがいに回動不能に嵌合した筒状の内スポークと外
スポークとに分割し、内スポークをカッターホイルに固
着するとともにその内部に外スポークを伸縮自在に摺動
させるジヤツキを設け、外スポークの切羽側の面に切羽
切削用のカッタービットを配設し、外スポークが前記ジ
ヤツキによりカッターホイルの外周より外方へ突出させ
られた際、前記カッタービットにより余掘りするように
したことを特徴とする。

そして外スポークの切羽側の面に設けられる切羽切削用
のカッタービットのうち、外スポークがカッターホイル
の外周より外方へ突出させられる範囲の面のカッタービ
ットを、他よりピッチを密にして配設することが好まし
い。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照して
説明する６図中第５図および第６図と同じ符号のものは
おなしものまたは同機能のものを示す０図において７は
内スポーク、８は外スポークで１両者はラジアル方向に
摺動可能に、かったがいに回動不能に嵌合した筒状（例
えば断面が角形）に形成されている。そして外スポーク
８のトンネル掘進機の軸線方向の幅Ｂはカッターホイル
の幅と同じ寸法になっている。内スポーク７の基端側は
カッターホイル１に固着されており、その内部には外ス
ポーク８をラジアル方向に伸縮自在に摺動させるジヤツ
キ（通常は油圧ジヤツキ）９が収納されている。ジヤツ
キ９の一端側は図に示すように内スポーク７の基端側か
固着されている付近のカッターホイル１または内スポー
ク７に連結され、他端側は外スポーク８の閉塞側の面８
ａに連結されでいる。一方、外スポーク８の切羽側の面
８ｂには、切羽切削用の複数のカッタービット３が所定
のピッチで配設されている。この場合配設されているカ
ッタービット３のうち、外スポーク８がカッターホイル
１の外周１ａより外方へ突出させられる範囲の面８ｂに
設けられるカッタービット３は、基端側の他のカッター
ビット３よリピッチを密にして固設されている。ジヤツ
キ９のストロークは所望の余掘り量、つまり外スポーク
８の面８ｂに配設されている外端部のカッタービット３
がカッターホイル１の外周より外方の所定位置に達する
までの距離に対応させて決められている。

いまトンネル掘進機を所定のルートより方向変換する場
合は、その方向変換のカーブに対応した余掘り量になる
ようにジヤツキ９を作動して第３図および第４図に示す
ように所定のストロークＬだけ伸縮させ、同時にカッタ
ーホイル１を回動または揺動させる。この場合余堀りは
、従来のように余掘り用のカッターではなく外スポーク
８の面８ｂに配設された切羽切削用のカッタービット３
で掘削される。このためカッタービット３と相対してい
る余掘り位置における切羽面は、奈掘り量の大小に関係
なく通常の切羽切削と同様に切削されることになる。こ
れをカッタービット３についてみると、カッタービット
３の外スポーク８の面８ｂよりの突出量は、従来のカッ
タービット３と同じで従来の余掘り用のカッターのラジ
アル方向への突出量に比べてかなり小さくなり、カッタ
−ビット３自体の曲げ強度上の不安が解消され、また同
時に余掘りは複数のカッタービット３で行われることに
なるから、カッタービット３の１個当りの掘削抵抗は軽
減され併せてカッタービット３の摩耗も減少して所望の
余掘り範囲を全域にわたり切削することが可能になる。

これは余掘り範囲の面８ｂに設けられるカッタービット
３の配置のピッチを密にすることにより余掘り範囲の全
域を一層万遍なく掘削することができるようになりより
効果的となる。他方、カッタービット３を配設した外ス
ポーク８は、従来のカッターホイル１のスポークと同じ
外形寸法および断面寸法にすることができるから十分な
剛性を有するように形成することが可能であり、また外
スポーク８と嵌合する内スポーク７も外スポーク８とほ
ぼ同じ寸法に形成されその基端側かカッターホイル１に
従来のスポークと同様に固着されているから、直進時に
おける通常の切羽切削による抵抗に対抗することができ
るのはもちろん、余掘り時における掘削抵抗に対しても
従来の余掘り用カッターのみの強度で対向するのと異な
り内スポーク７および外スポーク８の全体の強度で対抗
することになり、カッタービット３とともに内スポーク
７および外スポーク８の変形、き裂等の発生を防止して
安定した余掘り動作を確保することができる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によるトンネル掘進機の余掘
り装置は以下に記載されるような効果を奏する。

カッターホイルのスポークをラジアル方向に摺動可能に
、かったがいに回動不能に嵌合した筒状の内スポークと
外スポークとに分割し、内スポークをカッターホイルに
固着するとともに、内スポーク内部に外スポークの外端
部をカッターホイルの外周より外方へ伸縮自在に突出さ
せられるジヤツキを設け、外スポークの切羽側の面に切
羽切削用のカッタービットを配設するようにしたことに
より、外スポークの切羽側の面より突出するカッタービ
ットの突出量を小さくして複数のカッタービットにより
余掘りすることができるから、所望の余掘り範囲を全域
にわたり掘削抵抗を軽減し同時にカッタービットの摩耗
を減少させて能率よく掘削することが可能になる。また
、掘削抵抗に対しては内スポークおよび外スポーク全体
で対抗するから強度的な不安がなく安定して作業を行う
ことができる。

また、外スポークの切羽側の面の余掘り範囲に配置され
るカッタービットのピッチを他より密にすることにより
、余掘り範囲の全域を万遍なく一層効果的に掘削するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明に係わるトンネル掘進機の
余掘り装置の一実施例を示す図で、第１図は余掘り作業
をしていない直進掘削時の姿勢のカッターホイルのスポ
ーク部分の断面図、第２図は第１図の■−■矢視図、第
３図は外スポークをジヤツキにより外方へ伸長した余掘
り作業時の姿勢を示す断面図、第４図は第３図のＩＶ−
ＩＶ矢視図である。 第５図は従来の余掘り装置を備えたトンネル掘進機の前
部の側断面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ矢視図であ
る。 特許出願人　　日立建機株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ラジアル方向に複数のスポークを配置し、該スポー
   クの切羽側の面に切羽掘削用のカッタービットを所定の
   ピッチで配設した回動可能なカッターホイルを有し、該
   カッターホイルにカッターホイルの外周より外方へ所定
   のストロークで突出可能にカッターを設け、該カッター
   によりカッターを突出させた位置における土砂を掘削す
   るようにしたトンネル掘進機の余掘り装置において、前
   記カッターホイルのスポークを摺動可能に、かつたがい
   に回動不能に嵌合した筒状の内スポークと外スポークと
   に分割し、内スポークをカッターホイルに固着するとと
   もに内スポークの内部に外スポークをそのラジアル方向
   の外端部がカッターホイルの外周より外方の所定位置に
   達するまで伸縮自在に突出させるジャッキを設け、外ス
   ポークの切羽側の面に切羽切削用のカッタービットを所
   定のピッチで配設し、外スポークがカッターホイルの外
   周より突出させられた際、その突出した範囲に配設され
   た前記カッタービットにより該カッタービットの位置に
   おける土砂を掘削するようにしたことを特徴とするトン
   ネル掘進機の余掘り装置。 ２、外スポークの切羽側の面に設けられるカッタービッ
   トのうち、外スポークがカッターホイルの外周より外方
   へ突出させられる範囲の面のカッタービットを、他より
   ピッチを密にして配設した請求項１のトンネル掘進機の
   余掘り装置。