JPH10259693A

JPH10259693A - ローラカッタ

Info

Publication number: JPH10259693A
Application number: JP6417997A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Mori; 輝幸森
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: JP3453271B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ローラカッタにおいて、油圧給排管や電送ケ
ーブル等の損傷を防止しながら装置の大型化を阻止する
と共にローラカッタの掘削能率を上げて安全性並びに作
業能率の向上を図る。【解決手段】カッタヘッドに固定されたカッタスポー
ク１３に支持軸３３を固定し、この支持軸３３に中空部
３４を形成してこの中空部３４に油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂を
配設する一方、支持軸３３の外周部にローラカッタ１５
を回転自在に装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下地盤の掘削機
やトンネル掘削機などのカッタ装置に装着され、前方の
地盤を掘削するローラカッタ、並びに、このローラカッ
タが装着されたトンネル掘削機、トンネル掘削方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図４に一般的なシールド掘削機の概略断
面、図５にこのシールド掘削機の正面視、図６に従来の
ローラカッタの支持構造を表すカッタヘッドの要部断面
（図５のVI−VI断面）、図７に図６のVII−VII断面を示
す。

【０００３】一般的なシールド掘削機において、図４及
び図５に示すように、掘削機本体としての円筒形状をな
すスキンプレート１１の前部にはカッタヘッド１２が回
転自在に装着されており、このカッタヘッド１２の前面
には放射状をなしてカッタスポーク１３が固定され、こ
のカッタスポーク１３には多数のカッタビット１４及び
ローラカッタ１５が装着されている。そして、カッタヘ
ッド１２の後部にはリングギア１６が固定される一方、
スキンプレート１１には油圧モータ１７が取付けられ、
この油圧モータ１７の駆動ギア１８がこのリングギア１
６に噛み合っている。従って、油圧モータ１７を駆動し
て駆動ギア１８を回転駆動すると、リングギア１６を介
してカッタヘッド１２を回転することができる。

【０００４】また、カッタヘッド１２にはその外周部に
コピーカッタ１９が装着され、このコピーカッタ１９は
油圧ジャッキ２０によってカッタヘッド１２から外方に
出没可能となっている。そして、スキンプレート１１に
はカッタヘッド１２の後方に位置してバルクヘッド２１
が取付けられており、カッタヘッド１２とこのバルクヘ
ッド２１との間にチャンバ室２２が形成されている。そ
して、このチャンバ室２２には一端がシールド掘削機の
外部に延設された送泥管２３及び排泥管２４の他端が開
口しており、排泥管２４の開口部分の近傍には掘削土砂
と泥水とを攪拌、混合するアジテータ２５が設置されて
いる。

【０００５】更に、スキンプレート１１の後部外周辺に
は円周方向に複数のシールドジャッキ２６が並設されて
おり、このシールドジャッキ２６がシールド掘削機の掘
進方向後方に伸長して掘削したトンネル内周面に構築さ
れた図示しない既設のセグメントＳに押し付けること
で、その反力によりスキンプレート１１、即ち、シール
ド掘削機全体を前進することができる。一方、スキンプ
レート１１の後部中央部にはセグメントエレクタ２７が
設けられており、このセグメントエレクタ２７はシール
ドジャッキ２６によって前進したスキンプレート１１と
既設のセグメントＳとの間の空所に新しいセグメントＳ
を装着してトンネルを構築することができる。

【０００６】従って、トンネルを掘削形成するには、ま
ず、複数のシールドジャッキ２６を伸長し、既設のセグ
メントＳへの押し付け反力によってスキンプレート１１
を前進させる一方、油圧モータ１７によりカッタヘッド
１２を回転させ、多数のカッタビット１４及びローラカ
ッタ１５によって前方の地盤を掘削する。そして、掘削
された土砂はチャンバ室２２内に取り込まれ、送泥管２
３から給水されてアジテータ２５により掘削土砂と送水
とが攪拌、混合され、排泥管２４により外部に排出され
る。次に、シールドジャッキ２６の何れか一つを縮み方
向に作動して既設のセグメントＳとの間に空所を形成
し、セグメントエレクタ２７によってこの空所に新しい
セグメントＳを装着する。この作業の繰り返しによって
所定長さのトンネルを掘削形成していく。

【０００７】ところで、このように構成されたシールド
掘削機において、カッタヘッド１２には、前述したよう
に、コピーカッタ１９の油圧ジャッキ２０が配設され、
また、図示しないが、土圧計や油圧計などが配設されて
いる。そのため、スキンプレート１１側からこの油圧ジ
ャッキ２０へ油圧を給排する油圧給排管や土圧計及び油
圧計へ電力を供給する電送ケーブル、データを送信する
制御ケーブルなどを配索する必要がある。

【０００８】従来は、図６及び図７に示すように、カッ
タスポーク１３の所定位置に左右一対の取付台101を固
定してこの取付台101に支持軸102を取付け、この支持軸
102にベアリング103によってローラチップ１５ａを有す
るローラカッタ１５が枢着されている。そして、このカ
ッタスポーク１３内の隅部に油圧給排管Ｐや電送ケーブ
ルＣを配索していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のシー
ルド掘削機にあっては、ローラカッタ１５がカッタスポ
ーク１３に固定された支持軸102に支持され、このカッ
タスポーク１３内に油圧給排管Ｐや電送ケーブルＣが配
索されている。そのため、掘削作業中に、油圧給排管
Ｐ、電送ケーブルＣにローラカッタ１５や掘削土砂など
が接触してこの油圧給排管Ｐや電送ケーブルＣを損傷さ
せてしまう虞があり、このことを考慮して油圧給排管Ｐ
や電送ケーブルＣなどを配索しなければならず、カッタ
スポーク１３が大型化してしまうか、ローラカッタ１５
を小型化することによって掘削能率が低下してしまうと
いう問題があった。

【００１０】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、油圧給排管や電送ケーブル等の損傷を防止しな
がら装置の大型化を阻止すると共にローラカッタの掘削
能率を上げて安全性並びに作業能率の向上を図ったロー
ラカッタ並びにトンネル掘削機、トンネル掘削方法を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のローラカッタは、カッタヘッドの前部に支
持軸をもって回転自在に支持された地盤を掘削するロー
ラカッタにおいて、前記支持軸の内部に油圧配管を配設
するための中空部が形成されたことを特徴とするもので
ある。

【００１２】また、本発明のローラカッタにおいて、前
記支持軸は各軸端部が前記カッタヘッドのカッタスポー
クに固定され、該カッタスポークが円形中空形状に形成
されたことを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明のトンネル掘削機は、筒状の
掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進手段と、
前記掘削機本体の前部に駆動回転自在に装着されたカッ
タヘッドと、該カッタヘッドを駆動回転するカッタヘッ
ド駆動手段と、前記カッタヘッドの前面部に固定された
放射状をなすカッタスポークと、該カッタスポークに固
定されて内部に油圧配管を配設するための中空部が形成
された支持軸と、該支持軸に回転自在に装着されたロー
ラカッタとを具えたことを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明のトンネル掘削方法は、掘削
機本体を推進可能とし、該掘削機本体の前部に回転自在
なカッタヘッドを装着してカッタヘッド駆動手段によっ
て駆動回転可能とすると共に、該カッタヘッドの前面部
に固定された放射状をなすカッタスポークに内部に油圧
配管を配設するための中空部が形成された支持軸を固定
し、該支持軸にローラカッタを回転自在に装着すること
でトンネル掘削機を構成し、該トンネル掘削機を用いて
前方の地盤を掘削してトンネルを形成することを特徴と
するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１６】図１に本発明の第１実施形態に係るローラ
カッタの要部断面、図２に図１のII−II断面を示す。

【００１７】本実施形態のシールド掘削機にら装着され
たローラカッタにおいて、図１及び図２に示すように、
図示しない掘削機本体としてのスキンプレートの前部に
はカッタヘッド１２が回転自在に装着されており、この
カッタヘッド１２の前面には放射状をなしてカッタスポ
ーク１３が固定されている。そして、このカッタスポー
ク１３には多数のカッタビット１４とローラカッタ１５
が装着されている。即ち、カッタスポーク１３は内部が
中空である箱形形状をなしており、長手方向に沿ってそ
の両側にはカッタビット１４が固定されている。また、
カッタスポーク１３の所定位置には切欠部３１が形成さ
れ、ここ切欠部３１にはカッタスポーク１３の端部に対
向して取付台３２ａ，３２ｂが固定されている。そし
て、この各取付台３２ａ，３２ｂに架設されるように支
持軸３３が配設され、端部がこの取付台３２ａ，３２ｂ
に固定されている。

【００１８】この支持軸３３は内部に中空部３４が形成
されており、外周部に複数のベアリング３５を介して２
つのローラカッタ１５が回転自在に取付けられており、
このローラカッタ１５は外周部にカッタチップ１５ａが
溶着されている。そして、カッタスポーク１３の内部に
はその長手方向に沿って２本の油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂が配
設され、この各油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂は支持軸３３の中空
部３４を挿通している。この油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂は、例
えば、図示しないコピーカッタ駆動用油圧ジャッキを作
動させるための油圧給排管であって、スキンプレートの
油圧給排源からカッタヘッド１２の中心部を通ってカッ
タスポーク１３及び支持軸３３まで延設され、カッタヘ
ッド１２の外周部に取付けられた油圧ジャッキに接続さ
れている。

【００１９】なお、図示したカッタスポーク１３及び支
持軸３３の中空部３４には、コピーカッタ駆動用油圧ジ
ャッキの油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂を配設したが、別のカッタ
スポーク及び支持軸の中空部には電送ケーブルや制御ケ
ーブルが配設されている。このケーブルはカッタヘッド
に装着された土圧計や油圧計、あるいはカッタビット１
４の摩耗検出するセンサなどのケーブルとして適用され
るものである。

【００２０】このように本実施形態では、カッタスポー
ク１３に固定された支持軸３３に中空部３４を形成して
油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂を配設する一方、支持軸３３の外周
部にローラカッタ１５を回転自在に装着したことで、掘
削中に、この油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂にローラカッタ１５や
掘削土砂が接触することはなく、油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂の
損傷が防止される。また、カッタスポーク１３をローラ
カッタ１５と油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂との接触を考慮してそ
の大きさ設定する必要もなく、カッタスポーク１３の大
型化が抑制される一方で、油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂に関係な
くローラカッタ１５の外径を大きくすることができると
共に、支持軸３３及びベアリング３５を大きくすること
で、支持剛性が向上し、ローラカッタ１５による掘削能
力を増加することができる。

【００２１】図３に本発明の第２実施形態に係るローラ
カッタの要部断面を示す。

【００２２】本実施例のシールド掘削機に装着されたロ
ーラカッタにおいて、図３に示すように、カッタヘッド
１２の前面に固定されたカッタスポーク４０は内部が中
空である円筒形状をなしており、このカッタスポーク４
０の所定位置には切欠部４１が形成され、ここ切欠部４
１にはカッタスポーク４０の端部に対向して取付台４２
ａ，４２ｂが固定されている。そして、この各取付台４
２ａ，４２ｂに架設されるように支持軸４３が配設さ
れ、端部がこの取付台４２ａ，４２ｂに固定されてい
る。この支持軸４３は中空部４４を有しており、外周部
に複数のベアリング４５を介して２つのローラカッタ１
５が回転自在に取付けられている。そして、カッタスポ
ーク４０１内部にはその長手方向に沿って２本の油圧配
管Ｐ₁，Ｐ₂が配設され、この各油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂は
支持軸４３の中空部４４を挿通している。

【００２３】このように本実施形態では、カッタスポー
ク４０を円筒形状とし、このカッタスポーク４０に固定
された支持軸４３に中空部４４を形成して油圧配管
Ｐ₁，Ｐ ₂を配設する一方、支持軸４３の外周部にロー
ラカッタ１５を回転自在に装着したことで、掘削中に、
このローラカッタ１５と油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂とが接触す
ることはなく、油圧配管Ｐ₁，Ｐ₂の損傷が防止され
る。また、カッタスポーク４０を支持軸４３と同様に円
筒形状としたことで、カッタスポーク４０自体の強度が
上がり、また、ローラカッタ１５とこのカッタスポーク
４０の外径を同一とすることができ、このローラカッタ
１５の支持剛性が向上し、ローラカッタ１５による掘削
能力を増加することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明のローラカッタによれば、ローラカッタを
カッタヘッドの前部に支持軸をもって回転自在に支持
し、この支持軸の内部に油圧配管を配設するための中空
部を形成したので、油圧配管は外部と隔離されることと
なり、掘削中にこの油圧配管にローラカッタや掘削土砂
などが接触することはなく損傷を防止して安全性及び信
頼性の向上を図ることができると共に、油圧配管の配設
位置を考慮する必要がなくなって装置の大型化を抑制す
ることができる一方、ローラカッタ及び支持軸の外径を
大きくすることで支持剛性が上がり、ローラカッタによ
る掘削能力を増加することができる。

【００２５】また、本発明のローラカッタによれば、支
持軸の各軸端部をカッタヘッドのカッタスポークに固定
し、このカッタスポークを円形中空形状に形成したの
で、支持軸とカッタスポークとが一体的となってカッタ
スポーク自体の強度を向上することができる。

【００２６】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
筒状の掘削機本体を推進手段によって前進可能とすると
共に、この掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッド
をカッタヘッド駆動手段によって駆動回転可能とし、カ
ッタヘッドの前面部に固定された放射状をなすカッタス
ポークに支持軸を固定して、この支持軸にローラカッタ
を回転自在に装着し、この支持軸の内部に油圧配管を配
設するための中空部を形成したので、油圧配管はカッタ
スポークと支持軸とに被覆されて外部から隔離されるこ
ととなり、掘削中にこの油圧配管にローラカッタや掘削
土砂などが接触することはなく損傷を防止して安全性及
び信頼性の向上を図ることができると共に、ローラカッ
タ及び支持軸の外径を大きくすることで支持剛性が上が
り、掘削作業能率の向上を図ることができる。

【００２７】また、本発明のトンネル掘削方法によれ
ば、掘削機本体を前進可能とし、この掘削機本体の前部
に回転自在なカッタヘッドを装着してカッタヘッド駆動
手段によって駆動回転可能とすると共に、このカッタヘ
ッドの前面部に固定された放射状をなすカッタスポーク
に内部に油圧配管を配設するための中空部が形成された
支持軸を固定し、この支持軸にローラカッタを回転自在
に装着することでトンネル掘削機を構成し、トンネル掘
削機を用いて前方の地盤を掘削してトンネルを形成する
ようにしたので、油圧配管はカッタスポークと支持軸と
に被覆されて外部から隔離されることとなり、掘削中に
この油圧配管にローラカッタや掘削土砂などが接触する
ことはなく損傷を防止して安全性及び信頼性の向上を図
ることができると共に、掘削作業能率の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るローラカッタの要
部断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係るローラカッタの要
部断面図である。

【図４】一般的なシールド掘削機の概略断面図である。

【図５】一般的なシールド掘削機の正面図である。

【図６】従来のローラカッタの支持構造を表すカッタヘ
ッドの要部断面（図５のVI−VI断面）図である。

【図７】図６のVII−VII断面図である。

【符号の説明】

１２カッタヘッド１３，４０カッタスポーク１４カッタビット１５ローラカッタ３２ａ，３２ｂ．４２ａ，４２ｂ取付台３３，４３支持軸３４，４４中空部３５，４５ベアリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カッタヘッドの前部に支持軸をもって回
転自在に支持された地盤を掘削するローラカッタにおい
て、前記支持軸の内部に油圧配管を配設するための中空
部が形成されたことを特徴とするローラカッタ。
【請求項２】請求項１記載のローラカッタにおいて、
前記支持軸は各軸端部が前記カッタヘッドのカッタスポ
ークに固定され、該カッタスポークが円形中空形状に形
成されたことを特徴とするローラカッタ。
【請求項３】筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前
進させる推進手段と、前記掘削機本体の前部に駆動回転
自在に装着されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを駆
動回転するカッタヘッド駆動手段と、前記カッタヘッド
の前面部に固定された放射状をなすカッタスポークと、
該カッタスポークに固定されて内部に油圧配管を配設す
るための中空部が形成された支持軸と、該支持軸に回転
自在に装着されたローラカッタとを具えたことを特徴と
するトンネル掘削機。
【請求項４】掘削機本体を推進可能とし、該掘削機本
体の前部に回転自在なカッタヘッドを装着してカッタヘ
ッド駆動手段によって駆動回転可能とすると共に、該カ
ッタヘッドの前面部に固定された放射状をなすカッタス
ポークに内部に油圧配管を配設するための中空部が形成
された支持軸を固定し、該支持軸にローラカッタを回転
自在に装着することでトンネル掘削機を構成し、該トン
ネル掘削機を用いて前方の地盤を掘削してトンネルを形
成することを特徴とするトンネル掘削方法。