JPH045398A - シールド掘削機のカッター板 - 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） 本発明はトンネルを掘削するに従って摩耗するカッター
板において、カッタービットをその摩耗度に応じてカッ
ター面板からの突出量を調整可能にしたシールド掘削機
におけるカッター仮に関するものである。

（従来の技術） シールド掘削機のカッター板には、その面仮に土砂取込
開口部が放射状に穿設されていると共に該土砂取込開口
部に沿って複数個のカッタービットを装着した保持部材
が一体的に設けられてあり、シールド掘削機の推進と共
にカッター板の回転によって切羽地盤を掘削し、掘削し
た土砂は土砂取込開口部から機内に取り込むように構成
されている。

而して、切羽地盤を掘削する上記カッタービットは、従
来から、カッター板の面板からの突出長さを掘削すべき
地盤の地質に応して一定量に設定されたものを使用し、
その一定長さのカッタービットを前記保持一部材に一体
的に固着した構造を採用している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようにカッター板の面仮に対して所
定の突出量に設定したカッタービットを保持部材に一体
的に固着すると、掘削初期においては、該カッタービッ
トの掘削能力を効果的に発揮させることができるが、掘
削が進行するに従って該カッタービットが摩耗し、その
掘削能力が著しく低下して遂には掘削不能となるもので
あり、従って、比較的短いトンネルの掘削しか行えない
ばかりでなく、掘進に従って掘削能率が徐々に低下する
という問題点がある。

二のような問題点は、カッター板の面板からの突出長さ
を大きくした状態でカッタービットを装着しておけば解
消できるものと考えられるが、その突出量を必要以上に
大きくすれば、切羽の安定が図れないばかりでなく、カ
ッター板において、カッタービットの折損が生しるもの
であり、そのため、上記のように、掘削に最適な突出量
でもってカッタービットを保持部材に固着しているもの
である。

さらに、切羽地盤を掘削するカッタービットはカッター
板の中心側から外周側に配設される程、その摩耗度が大
きくなるものであり、従って、上記従来のカッタ板のよ
うに、該カッター板の外周側に配設されているカッター
板において、カッタービットと内周側に配設されている
カッタービットとを全て同一の長さでもって突設してお
（と、外周側のカッタービットが短期間で摩損して中心
側のカッタービットよりもカッター板からの突出長さが
短くなり、カッター板全体の掘削能力が低下するもので
ある。

又、掘削地盤中に存在する礫等によってさらには土質の
変化によって、ある部分のカッタービットが大きく摩損
した場合、該カッタービットをそれ以後の掘削に使用す
ることができなくなって掘削能率の低下につながるとい
う問題点がある。

本発明はこのような問題点を解消し得るシールド掘削機
のカッター板の提供を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のシールド掘削機の
カッター板は、土砂取込開口部にカッタービット保持部
材を配設し、該保持部材に一定間隔毎に複数個のカッタ
ービットを設けてなるカッター板において、カッタービ
ットを前記保持部材の前面から前方に向かってその突出
長さを調整可能に該保持部材に配設した構造を有するも
のである。

この場合、前記カッタービットを数個を一組として各組
のカッタービットを単独的に保持部材の前面からの突出
長さを調整可能に構成しておいてもよい。

（作　　用） シールド掘削機の推進と共にカッター板の回転によって
切羽地盤を掘削する際に、地盤の土質に応した長さだけ
全てのカッタービットを保持部材の前面から突出させた
状態にして掘削を開始するものであり、さらに、切羽地
盤の掘削に従ってカッタービットは摩耗するが、その摩
耗度に応して各カッタービットを徐々に所定長さだけ前
方に突出させ、カッター板に配設した全てのカッタービ
ットを最適な掘削能力が得られるように維持しながら掘
削を行うものである。

（実　施　例） 本発明の実施例を図面について説明すると、（］）はシ
ールド掘削機で、そのスキンプレート（２）の開口前端
にカッター板（３）を配設し、該カッター板（３）を隔
壁（４）にその後面に突設した支持梁（５）を介して回
転自在に支持させである。

このカッターＩｔＪｉ（３）の面板（３ａ）中心部には
センター板において、カッタービット（６）を突設して
いると共に、該センター板において、カッタービット（
６）の周囲からカッター板（３）の外周縁に向かってカ
ッタービット保持部材（７）が放射状に形成されてあり
、これらの保持部材（７）の両側端縁に沿ってカッター
＋ｆｆｌ　（３）の前後面間に貫通する土砂取込開口部
（８）　（８）が穿設されである。

保持部材（７）は、第４〜７図に示すように、その前面
がカッター板（３）の面板（３ａ）と面一に連なる中空
角筒形状に形成されていると共に、その両側縁部には、
前後面間に連通ずる挿通孔（９）を長さ方向（カッター
板の径方向）に小間隔毎に設けである。

これらの挿通孔（９）は、保持部材（７）の両側面に長
さ方向に小間隔毎に突出部（７ａ）　（７ａ）を形成す
ると共に、該突出部（７ａ）　（７ａ）の下半部外側端
間に側板（７ｂ）　（７ｂ）を固着することにより、保
持部材（７）の両側面と隣接する突出部（７ａ）　（７
ａ）の対向面間並びに側板（７ｂ）によって囲まれた空
間部で形成しているものであり、側板（７ｂ）の前端面
は保持部材（７）の前面から後方に没入しているもので
ある。

このように形成されている各挿通孔（９）に、カッター
ピッ）（１０）の基端面に一体的に固着している棒状の
アーム００が出没自在に挿通されてあり、該アーム（１
１）の基部側は保持部材（７）の後面から後方に突出さ
せていると共に保持部材（７）を挟んで両側に対向する
対のカッタービット００）　（１０）のアーム（印（１
１）の基端間は保持部材（力の後方において支持台Ｑ２
）の両測部前面に一体に固着してあり、さらに、保持部
材（７）内に油圧シリンダー０３）を配設してその一端
を保持部材（７）の前面側内面に枢着すると共に該ロッ
ド（１３ａ）を保持部材（７）の後面を貫通して前記支
持台（１２）の前面中央部に枢着、連結させである。

従って、シリンダー０３）のロッド（１３ａ）を収縮さ
せると、支持台（１２）が前方に引き寄せられて対のカ
ッタービット（１０）　００）がシリンダー０３）のロ
ッド収縮量に応じて前方に突出するものである。

なお、カッター板において、カッタービット００）が最
も後退した位置、即ち、その後端面が前記側板（７ｂ）
の前面に当接した状態において、保持部材（７）の前面
から突出している該カッタービット００）の突出長さが
従来のカッタービットの掘削開始長さに略等しく形成さ
れてあり、この状態からカッタービット００）の摩耗量
に応じて上記にように前方に押し出すようにしである。

又、保持部材（７）を挟んで両側に対向する多対のカッ
タービット（１０）（１０）を支持台（＋２）を介して
夫々単独的にシリンダー０３）により前進させるように
してもよいが、本発明実施例においては第４図に示すよ
うに、保持部材（７）の長さ方向（カッター板の径方向
）にカッター板において、カッタービットａωを数対毎
にアーム（１１）を介して１個の支持台０２）に一体に
固着し、カッター板（３）の内径部と中間部及び外径部
で夫々複数対のカッター板において、カッタービット０
■を進退自在に構成しているものである。

さらに、前記カッター板（３）の面板（３ａ）中心部に
突設したセンタービット（６）は、第８．９図に示すよ
うに、面板（３ａ）の中心に穿設した孔に面板（３ａ）
の背面側から嵌着している支持部材０４）にその後半部
を前後動自在に嵌合させてあり、該センタービット（６
）の後端面と支持部材圓の後端中央部間に油圧シリンダ
ー０５）を連結してこのシリンダー０５）の作動により
面板（３ａ）を突出量を調整可能に構成されである。

カッター板（３）の後面中央部にはこのカッター板（３
）内に連通ずる油圧送給配管０６）の先端が一体に連結
していると共に該油圧送給配管０６）の後端部は、第１
図に示すように前記隔壁（４）に回転自在に支持されて
あり、隔壁（４）がらシールド掘削機（１）の機内に突
出した油圧送給配管θ０の後端にスイベル０力を介して
複数本の油圧ホース０８）を接続し、各油圧ホース０８
）を油圧送給配管θω内からカッター板（３）内を通し
て夫々前記シリンダー〇３）０ωに連通させ、各シリン
ダー０３）面を単独的に作動させるようにしである。

シールド掘削機（１）は公知のように、前記隔壁（４）
の背面側にカッター板（３）の回転駆動用モータ０９）
を配設していると共に前端開口部を隔壁（４）を貫通し
てカッター板（３）と隔壁（４）間の土砂取入室ＱΦに
臨ませたスクリューコンベア等の排土装置（２Ｉ）を設
けてあり、さらに、複数本の推進ジヤツキ（２２）とセ
グメント組立装置（２３）を配設しである。

以上のように構成したシールド掘削機（１）は、スキン
プレート（２）のテール部内で組立てたセグメント（２
４）に反力を支持させて推進ジヤツキ（２２）を作動さ
せることにより前進させると共にモータ（１９）の作動
によってカッター板（３）を回転させることにより切羽
地盤を掘削しながらトンネルを形成していくものであり
、掘削した土砂は土砂取込開口部（８）から土砂取入室
ＱＯ内に取り込み、排土装置（２１）を通じてトンネル
内に搬送している。

切羽地盤の掘削は、カッター板（３）の面板（３ａ）に
放射状に配設した保持部材（７）に突設しているカッタ
ー板において、カッタービットａωにより行われ、該カ
ッタービット０ωはシールド掘削機（１）の掘進に従っ
てその先端から摩耗していく。

そして、シールド掘削機（１）の掘進によって適宜長さ
のトンネルが掘削され、カッタービット０ωの先端部が
摩損すると、油圧ホースＱＢ）を通じて保持部材（７）
内に設けているシリンダー０３）に圧油を供給し、支持
台０２）を前進させることによって、該支持台α２に固
着しているアーム０１）を介し、カッタービット０ωを
上記摩損した寸法に応じて前方に突出させるものである
。

この際、カッター板（３）の内周側に配設しているカッ
ター板において、カッタービット０ωよりも外周側に配
設しているカッター板において、カッタービットａωの
方がその摩損量が大きいので、外周側に配設している複
数対のカッタービット００）の支持台０２）を内周側の
支持台α２）よりも大きく前進させ、切羽地盤を全ての
カッタービット００）により均一に掘削させるように調
整する。

又、カッター板において、カッタービット０ωの先端が
礫等の存在によって欠損した場合には、該カッター板に
おいて、カッタービットＯｏ）を装着している支持台０
２）を前進させて他のカッタービットａωと同等の掘削
能力となるように調整する。

一方、カッター板（３）の中心部から突出しているセン
タービット（６）においても掘削に従って摩損するので
、その摩耗量に応じて油圧シリンダー０５）を作動させ
ることにより、前方に突出させるものである。

次に、第１０図は本発明の変形例を示すもので、前記実
施例においては、径方向に複数分割した支持台（ｉ２）
に夫々、対のカッター板において、カッタービット（６
）を装着しているが、支持台０２）を分割することなく
、土砂取込開口部（８）の背面側に沿ってカッター板（
３）の径方向に配設した一本の支持アーム（１２”）と
しているものであり、この支持アーム（１２’）に長さ
方向に一定間隔毎にカッター板（３）の外周側に向かう
に従って長さが大きく形成したカッタービット（６）を
突設すると共に該支持アーム（１２”）の内端部を、セ
ンタービット（６）を設けている前記支持部材側の外周
面に前後方向に回動自在に枢着（２５）　Ｌ、さらに、
その後面外端部と前記隔壁（４）に回転自在に支持され
たカッター板の背面部間を油圧シリンダー（２６）によ
り連結してなるものである。

このように構成すると、油圧シリンダー（２６）を伸長
させれば、保持部材（７）はその内端側から外端側に向
かって前方への移動量が太き（なり、摩耗が激しい外端
側のカッタービット程、大きく突出させることができて
、カッター板全面に亘り、各カッター板において、カッ
タービット０ωによる掘削作用の均一化を図ることがで
きるものである。

（効　　果） 以上のように本発明のシールド掘削機におけるカッター
板によれば、土砂取込開口部にカッター板において、カ
ッタービット保持部材を配設し、該保持部材に一定間隔
毎に複数個のカッター板において、カッタービットを設
けてなるカッター板において、カッタービットを前記保
持部材の前面から前方に向かってその突出長さを調整可
能に該保持部材に配設した構造としているので、シール
ド掘削機の推進と共にカッター板の回転によって切羽地
盤を掘削する際に、切羽地盤の掘削に従って摩耗するカ
ッター板において、カッタービットをその摩耗度に応じ
て適宜長さ前方に突出させることができると共に摩耗度
が激しいカッター板の外周側に配設されているカッター
ビット程、その突出長さを大きくすることができ、さら
に、礫等の存在によって刃先が破損したカッタービット
に対してはその破損量に応じて単独的に前方に突出させ
ることができるので、カッター仮に配設した全ての力、
７タービ１．トを切羽地盤の掘削に最適な位置に調整し
て切羽地盤を常に均−且つ能率よく掘削することができ
るものであり、長いトンネルの築造においても全長に亘
ってカッター板において、カッタービットを掘削開始時
と同じ掘削能力となるようにしながら円滑に掘削し得る
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は簡略縦断
側面図、第２図はその正面図、第３図は力、タービット
を配設した保持部材部分の拡大正面図、第４図は第３図
、Ａ−Ａ線における縦断側面図、第５図は第３図、Ｂ−
Ｂ線における断面図、第６図はカシター板において、カ
ッタービットが摩損した状態の断面図、第７図はカッタ
ー板において、カッタービットを一定量、突出させた状
態の断面図、第８図はセンター板において、カッタービ
ット部分の縦断面図、第９図はその横断面図、第１０図
は本発明の変形例を示す簡略縦断側面図である。 （１）・・・シールド掘削機、（３）・・・カッター板
、（３ａ）・・・面板、（６）・・・センタービット、
（７）・・・保持部材、（８）・・・土砂取込開口部、
（９）・・・挿通孔、ａω・・・カッター板において、
カッタービット、（１１）・・・アーム、０２）・・・
支持台、（１２’）支持アーム、０３）０５）（２６）
・・・油圧シリンダー−七ぺ βへ −しＸ シｌ？Ｉｌへ 影へ６Ｉハ 之へ７７へ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、土砂取込開口部にカッタービット保持部材を配
   設し、該保持部材に一定間隔毎に複数個のカッタービッ
   トを設けてなるカッター板において、カッタービットを
   前記保持部材の前面から前方に向かってその突出長さを
   調整可能に該保持部材に配設していることを特徴とする
   シールド掘削機のカッター板。
2. （２）、前記各カッタービットを単独的に保持部材の前
   面からの突出長さを調整可能に構成していることを特徴
   とする請求項（１）記載のシールド掘削機のカッター板
   。
3. （３）、前記カッタービットを数個を一組として各組の
   カッタービットを単独的に保持部材の前面からの突出長
   さを調整可能に構成していることを特徴とする請求項（
   １）記載のシールド掘削機のカッター板。
4. （４）、複数個のカッタービットを支持フレームに長さ
   方向に一体間隔毎に装着し、この支持フレームの内端部
   をカッター板の中心部に前後方向に回動自在に枢着して
   カッター板の内周側のカッタービットから外周側のカッ
   タービットに向かって保持部材の前面からの突出量を順
   次増大させるように構成していることを特徴とする請求
   項（１）記載のシールド掘削機のカッター板。