JPH11336480A - カッタ装置及びトンネル掘削機 - Google Patents
カッタ装置及びトンネル掘削機Info
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- JPH11336480A JPH11336480A JP14532798A JP14532798A JPH11336480A JP H11336480 A JPH11336480 A JP H11336480A JP 14532798 A JP14532798 A JP 14532798A JP 14532798 A JP14532798 A JP 14532798A JP H11336480 A JPH11336480 A JP H11336480A
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
作業の作業効率を低下させることなく、装置の小型軽量
化を図る。 【解決手段】 カッタヘッド13のカッタスポーク21
に沿って取付けられたガイドレール23の後端部に、主
ホルダ24及び従ホルダ25を移動してカッタビット2
2を収容可能な収容庫32を着脱自在に設け、この収容
庫32内にスクリュー軸33を支持して駆動モータ36
によって回転可能とすると共に、このスクリュー軸33
に主ホルダ24が着脱可能な移動ブロック34を螺合す
る。
Description
ッタ装置、並びにこのカッタ装置が装着されたトンネル
掘削機に関し、特に、カッタヘッドに装着されたカッタ
ビットの交換作業に関する。
形状をなす掘削機本体の前部に駆動回転自在なカッタヘ
ッドが回転自在に装着される一方、後部には円周方向に
複数のシールドジャッキが並設されると共に、セグメン
トエレクタ装置が装着されて構成されている。このシー
ルド掘削機を用いてトンネルを掘削形成する場合、カッ
タヘッドを回転させながら、シールドジャッキを伸長し
て既設のセグメントへの押し付け反力によって掘削機本
体を前進させることで、前方の地盤を掘削する。そし
て、掘削土砂を外部に排出すると共に、セグメントエレ
クタ装置によってセグメントをトンネル壁面に組付けて
所定長さのトンネルを構築していく。
傾向にあり、シールド掘削機による掘削作業中にカッタ
ヘッドに装着されたカッタビットが摩耗してしまうこと
がある。このカッタビットが摩耗すると、岩盤の掘削効
率が低下してしまうので、掘削作業を停止して磨耗した
カッタビットを交換しなければならない。上述した従来
のシールド掘削機にあっては、まず、カッタビットを交
換するシールド掘削機の前方の地点の地盤を薬液の注入
や凍結などにより固化改良し、この地盤改良地点までト
ンネル掘削機を掘進させる。ここで、シールド掘削機を
停止してチャンバ室内の掘削土砂を全て排出し、作業者
がこのチャンバ室内に入ってカッタビットの交換作業、
即ち、磨耗したカッタビットを取り外して新しいカッタ
ビットを取付けている。
ッタビットの交換作業にあっては、地盤の改良を行うた
めに使用する薬液などに費用がかかって不経済であると
共に、作業時間が長くかかってしまい作業性が良くな
い。また、作業者はチャンバ室内の狭い空間で作業を行
うことなり、不自由な作業となって作業者にかかる負担
が大きくなってしまうという問題がある。そこで、カッ
タビットを移動自在に支持してカッタヘッド内に移動し
て、掘削機本体内でカッタビットの交換作業を行うよう
にしたものが提案されている。
にカッタビットの収容庫及び収容のための駆動機構を表
す概略を示す。
において、円筒形状をなすスキンプレート101の前部に
は軸受102によってカッタヘッド103が回転自在に装着さ
れ、カッタヘッド103の後部にはリングギア104が固定さ
れる一方、スキンプレート101には駆動モータ105が取付
けられ、この駆動モータ105の駆動ギア106がリングギア
104に噛み合っている。従って、駆動モータ105を駆動す
ると、駆動ギア106及びリングギア104を介してカッタヘ
ッド103を回転することができる。
クヘッド107が取付けられ、カッタヘッド103とこのバル
クヘッド107との間にチャンバ108が形成されており、ス
キンプレート101に固定されたスクリューコンベヤ109の
前端部がこのチャンバ108に位置している。なお、110は
スキンプレート101の後部に周方向に複数並設されたシ
ールドジャッキであり、図示しないが、スキンプレート
101の後部にはセグメントエレクタが設けられている。
部には4つのカッタスポーク111が放射状に固定され、
各カッタスポーク111には多数のカッタビット112が交換
可能に装着されている。即ち、カッタヘッド103の前面
部に固定されたカッタスポーク111にはガイドレール113
が固定されており、このガイドレール113はカッタヘッ
ド103の外周側では直線状をなし、中心部側では後方に
ほぼ90度屈曲している。そして、このガイドレール11
3には多数の主ホルダ114及び従ホルダ115が交互に屈曲
自在に連結された状態で移動自在であり、各主ホルダ11
4にカッタビット112が着脱自在に取付けられている。そ
して、ガイドレール113の中途部には従ホルダ115を挾持
して閉塞する第1ゲート116が開閉自在に設けられ、後
端部には第2ゲート117が開閉自在に設けられている。
従って、第1ゲート116あるいは第2ゲート117を閉止す
ることで、切羽側と掘削機本体11側を区画することが
できる。
14及び従ホルダ115を移動してカッタビット112を収容可
能な収容庫118が着脱自在となっている。図8に示すよ
うに、この収容庫118は多数連結された主ホルダ114及び
従ホルダ115の全長より若干長い長さとなっており、全
ての主ホルダ114及び従ホルダ115を収容できるようにな
っている。そして、この収容庫118の後部には移動ジャ
ッキ119が装着されており、この移動ジャッキ119の駆動
ロッド120の先端部が収容庫118内に挿通して主ホルダ11
4(あるいは従ホルダ115)に連結可能となっている。
機において、図7に示すように、駆動モータ105によっ
てカッタヘッド103を回転させながら、シールドジャッ
キ110を伸長すると、既設のセグメントへの押し付け反
力によってスキンプレート101が前進し、多数のカッタ
ビット112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108内に取り込まれ、スクリュ
ーコンベヤ109によって外部に排出される。次に、シー
ルドジャッキ110の何れか一つを縮み方向に作動して既
設のセグメントとの間に空所を形成し、セグメントエレ
クタによってこの空所に新しいセグメントを装着する。
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。
するには、まず、第1ゲート116を閉止した状態で、ガ
イドレール113の後端部に収容庫118を取付け、移動ジャ
ッキ119の駆動ロッド120の先端部を主ホルダ114に連結
してから収容庫118内に水を注入し、この収容庫118内の
水圧とガイドレール113側、つまり、切羽側の圧力とを
同じにする。次に、第1ゲート116を開放し、移動ジャ
ッキ119の駆動ロッド120を収縮することで、主ホルダ11
4及び従ホルダ115を収納庫118側に移動し、カッタビッ
ト112を収容庫118内に収容する。そして、第2ゲート11
7を閉止してから、収納庫118側の水を排出する。
14から磨耗したカッタビット112を取り外し、新しいカ
ッタビット112を取付ける。カッタビット112の交換作業
が完了すると、収納庫118内に水を注水してから第2ゲ
ート117を開放し、移動ジャッキ119の駆動ロッド120を
伸長することで、主ホルダ114及び従ホルダ115と共にカ
ッタビット112を収納庫118から送出し、このカッタビッ
ト112をカッタヘッド103の前面部側に位置させる。その
後、第1ゲート116を閉止してから収納庫118内の水を排
出して作業が完了する。
来のシールド掘削機にあっては、磨耗したカッタビット
112の交換作業時に、ガイドレール113の後端部に収容庫
118を取付け、移動ジャッキ119を収縮することで、主ホ
ルダ114及び従ホルダ115と共にカッタビット112を収容
庫118内に収容している。そのため、この移動ジャッキ1
19は、収容庫118の長さ、つまり、多数連結された主ホ
ルダ114及び従ホルダ115の全長分だけの伸縮量を有する
駆動ロッド120が必要となり、掘削機本体内の大きなス
ペースを専有してしまうという問題がある。また、図9
に示すように、移動ジャッキ119aに分割式駆動ロッド12
0aを用いることで、移動ジャッキ119aの全長を短くする
ことも考えられるが、収容庫118へのカッタビット112の
収納作業時には、その都度駆動ロッド120aのつなぎ替え
をしなければならず、作業が面倒なものとなって、作業
効率が低下してしまうという問題がある。
あって、カッタビット交換作業の作業効率を低下させる
ことなく、装置の小型軽量化を図ったカッタ装置及びト
ンネル掘削機を提供することを目的とする。
めの本発明のカッタ装置は、装置本体の前部に駆動回転
可能に装着されたカッタヘッドと、該カッタヘッドの前
面に径方向に沿って設けられて一端部側が前記装置本体
内部側に屈曲したガイドレールと、該ガイドレールに沿
って移動自在に支持されると共に互いに屈曲可能に連結
された複数のホルダと、該複数のホルダに装着されたカ
ッタビットと、前記ガイドレールの前記一端部に連結さ
れて前記ホルダ及び前記カッタビットを収容可能な収容
庫と、該ガイドレール側と該収容庫とを連通及び遮断可
能な開閉扉と、前記ホルダに着脱可能であって前記収容
庫内に回転自在に支持されたスクリュー軸に螺合して移
動自在に支持された移動ブロックと、該スクリュー軸を
回転する駆動モータとを具えたことを特徴とするもので
ある。
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放射状に固
定された複数のカッタスポークと、該カッタスポークに
沿って設けられて中心部側が前記カッタヘッド内部に屈
曲したガイドレールと、該ガイドレールに沿って移動自
在に支持されると共に互いに屈曲可能に連結された複数
のホルダと、該複数のホルダに装着されたカッタビット
と、前記ガイドレールの一端部側の前記カッタヘッドに
連結されて前記ホルダ及び前記カッタビットを収容可能
な収容庫と、該ガイドレール側と該収容庫とを連通及び
遮断可能な開閉扉と、前記ホルダに着脱可能であって前
記収容庫内に回転自在に支持されたスクリュー軸に螺合
して移動自在に支持された移動ブロックと、該スクリュ
ー軸を回転する駆動モータとを具えたことを特徴とする
ものである。
に基づいて詳細に説明する。
置が装着されたシールド掘削機の前部概略断面、図2に
このシールド掘削機の正面視、図3に収容庫の断面、図
4に図3のIV−IV断面、図5及び図6に本実施形態のシ
ールド掘削機におけるカッタビット交換作業を表す説明
を示す。
ルド掘削機において、図1及び図2に示すように、掘削
機本体としてのスキンプレート11は円筒形状をなし、
このスキンプレート11の前部には軸受12によってカ
ッタヘッド13が回転自在に装着されている。このカッ
タヘッド13の後部にはリングギア14が固定される一
方、スキンプレート11には駆動モータ15が取付けら
れ、この駆動モータ15の駆動ギア16がリングギア1
4に噛み合っている。従って、駆動モータ15を駆動す
ると、駆動ギア16及びリングギア14を介してカッタ
ヘッド13を回転することができる。
ド13の後方に位置してバルクヘッド17が取付けられ
ており、カッタヘッド13とこのバルクヘッド17との
間にチャンバ18が形成されている。そして、スキンプ
レート11に固定されたスクリューコンベヤ19の前端
部がこのチャンバ18に位置している。なお、20はシ
ールドジャッキであって、スキンプレート11の後部に
は円周方向に複数並設されており、このシールドジャッ
キ20が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に押し付け
ることで、その反力によりスキンプレート11を前進す
ることができる。また、スキンプレート11の後部には
図示しないセグメントエレクタが設けられている。
3の前面部に4つのカッタスポーク21が放射状に固定
され、各カッタスポーク21には多数のカッタビット2
2が装着されており、このカッタビット22が磨耗して
掘削能率が低下したときには、カッタビット22を新し
いものと容易に交換できるようになっている。
が箱型形状をなすカッタスポーク21が固定されてお
り、このカッタスポーク21にはガイドレール23が固
定されている。このガイドレール23はカッタヘッド1
3の外周側では径方向に沿った直線状をなし、中心部側
がカッタヘッド13の内部側にほぼ90度屈曲して軸方
向に沿った直線状となっている。そして、このガイドレ
ール23には多数の主ホルダ24及び従ホルダ25が交
互に屈曲自在に連結された状態で移動自在に支持されて
おり、カッタヘッド13の前面部側に位置する各主ホル
ダ24にはカッタビット22が着脱自在に取付けられて
いる。
金具26により蓋(図6(c)参照)27が着脱自在に固
定されており、互いに連結された多数の主ホルダ24及
び従ホルダ25がこの蓋27により移動不能に位置決め
される。そして、ガイドレール23の中途部には従ホル
ダ25を挾持してこのガイドレール23を閉塞する一対
の第1ゲート28が駆動モータ29によって開閉自在に
設けられている。また、ガイドレール23の後端部には
ガイドレール23を閉塞する第2ゲート30が駆動モー
タ31によって開閉自在に設けられている。
ト28を閉止すると、この一対の第1ゲート28が従ホ
ルダ25を挾持してガイドレール23を閉塞すること
で、切羽側と掘削機本体11側を区画することができ
る。また、同様に、駆動モータ31によって第2ゲート
30を閉止すると、この第2ゲート30がガイドレール
23を閉塞することで、切羽側と掘削機本体11側を区
画することができる。
3の後端部には、主ホルダ24及び従ホルダ25を移動
してカッタビット22を収容可能な収容庫32が着脱自
在となっている。図3及び図4に示すように、この収容
庫32内には上下一対のスクリュー軸33が軸受部34
によって回転自在に支持されており、この各スクリュー
軸33には移動ブロック34が螺合している。そして、
この移動ブロック34には主ホルダ24(あるいは従ホ
ルダ25)が着脱可能となっている。また、各スクリュ
ー軸33の一端部には従動ギヤ35が固定される一方、
収容庫32には駆動モータ36が装着されており、この
駆動モータ36の駆動ギヤ37が各従動ギヤ35に噛み
合っている。
動ギヤ37及び従動ギヤ35を介して各スクリュー軸3
3が同方向に回転し、このスクリュー軸33に沿って移
動ブロック34を移動することで、この移動ブロック3
4に連結された主ホルダ24及び従ホルダ25と共にカ
ッタビット22を移動し、収容庫32内に収容、あるい
は送出しを行うことができる。
削機によるトンネル掘削作業、並びにカッタビット交換
作業について説明する。
2に示すように、複数のシールドジャッキ20を伸長
し、既設のセグメント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、駆動モータ15によっ
てカッタヘッド13を回転させることで、多数のカッタ
ビット22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18内に取り込まれ、スクリュ
ーコンベヤ19によって外部に排出される。次に、シー
ルドジャッキ20の何れか一つを縮み方向に作動して既
設のセグメントとの間に空所を形成し、セグメントエレ
クタによってこの空所に新しいセグメントを装着する。
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。
って行っていくと、カッタビット22が磨耗して掘削能
力が低下するため、このカッタビット22の交換が必要
となる。図1及び図3に示すように、カッタビット22
は主ホルダ24に装着されて従ホルダ25と共に屈曲可
能に連結され、各カッタスポーク21のガイドレール2
3に移動自在となっている。また、ガイドレール23の
屈曲側(カッタヘッド13の中心部側)において、図5
(a)に示すように、第1ゲート28が閉止することで従
ホルダ25を挾持してガイドレール23を閉塞し、ガイ
ドレール23側を前後に区画している。そして、固定金
具26を弛緩して蓋27を取り外すことで主ホルダ24
及び従ホルダ25を移動可能とし、ガイドレール23の
後端部に収容庫32を取付け、後端部の主ホルダ24を
移動ブロック34に連結する。
ず、収容庫32内に水を注入し、この収容庫32内の水
圧とガイドレール23側、つまり、切羽側の圧力とを同
じにする。次に、図5(c)に示すように、駆動モータ2
9によって第1ゲート28を移動してガイドレール23
側と収容庫32内とを連通し、駆動モータ36を駆動し
て各スクリュー軸33を同方向に回転することで、図6
(a)に示すように、移動ブロック34と共に主ホルダ2
4及び従ホルダ25を収納庫32側に移動し、カッタビ
ット22を収容庫32内に収容する。そして、第2ゲー
ト30が閉止することでガイドレール23を閉塞し、ガ
イドレール23側と収納庫32側とを区画してから、収
納庫32側の水を排出する。
上蓋を開けて内部に入り、主ホルダ24から磨耗したカ
ッタビット22を取り外し、新しいカッタビット22を
取付ける。カッタビット22の交換作業が完了すると、
上蓋を閉じてから収納庫32内に水を注水してから、第
2ゲート30を開放し、駆動モータ36を駆動して各ス
クリュー軸33を前述とは逆方向に回転することで、図
6(b)に示すように、移動ブロック34と共に主ホルダ
24及び従ホルダ25を収納庫32から前方に移動し、
カッタビット22を収容庫32からカッタヘッド13の
前面部側に送出す。そして、図6(c)に示すように、第
1ゲート28が閉止することでガイドレール23側を前
後に区画し、収納庫32側の水を排出する。最後に、ガ
イドレール23の後端部から収容庫32を取外し、固定
金具26を締緩して蓋27を取付けて主ホルダ24及び
従ホルダ25を移動不能とすることで、新しいカッタビ
ット22がカッタヘッド13の前面部に位置保持される
こととなり、交換作業が完了する。
あっては、カッタヘッド13のカッタスポーク21に沿
って取付けられたガイドレール23の後端部に、主ホル
ダ24及び従ホルダ25を移動してカッタビット22を
収容可能な収容庫32を着脱自在に設け、この収容庫3
2内にスクリュー軸33を支持して駆動モータ36によ
って回転可能とすると共に、このスクリュー軸33に主
ホルダ24が着脱可能な移動ブロック34を螺合してあ
る。従って、駆動モータ36を駆動し、スクリュー軸3
3を回転して移動ブロック34を移動することで、この
移動ブロック34に連結された主ホルダ24及び従ホル
ダ25と共にカッタビット22を移動して収容庫32内
に収容、あるいは送出しを連続して行うことができる。
このようにカッタビット22を移動する駆動源として駆
動モータ36を用いたことで、従来のように移動ジャッ
キを用いたものに比べて装置が小型化し、掘削機本体1
1内の専用スペースが小さくなる。
ド掘削機に用いて説明したが、開放型シールド掘削機や
トンネルボーリングマシンなどに用いることもでき、あ
るいは、立坑の掘削機に用いることもできる。
ように本発明のカッタ装置によれば、装置本体の前部に
カッタヘッドを駆動回転可能に装着し、このカッタヘッ
ドの前面に一端部側が装置本体内部側に屈曲したガイド
レールを配設し、互いに屈曲可能に連結された複数のホ
ルダをこのガイドレールに沿って移動自在に支持して各
ホルダにカッタビットを装着し、ガイドレールの一端部
にホルダ及びカッタビットを収容可能な収容庫を連結し
てガイドレール側と収容庫とを開閉扉によって連通及び
遮断可能とし、ホルダに着脱可能であって収容庫内に回
転自在に支持されたスクリュー軸に移動ブロックを螺合
して移動自在に支持し、このスクリュー軸を駆動モータ
によって回転可能としたので、駆動モータによりスクリ
ュー軸を回転して移動ブロックを移動することで、この
移動ブロックに連結されたホルダと共にカッタビットを
移動して収容庫内に収容、あるいは送出しを連続して行
うことができ、また、このカッタビットを移動する駆動
源として駆動モータを用いたことで、カッタビット交換
作業の作業効率を低下させずに、装置の小型軽量化を図
ることができる。
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複数のカッタスポークを放射状に固
定してこのカッタスポークに中心部側が前記カッタヘッ
ド内部に屈曲したガイドレールを装着し、互いに屈曲可
能に連結された複数のホルダをこのガイドレールに沿っ
て移動自在に支持して各ホルダにカッタビットを装着
し、ガイドレールの一端部にホルダ及びカッタビットを
収容可能な収容庫を連結してガイドレール側と収容庫と
を開閉扉によって連通及び遮断可能とし、ホルダに着脱
可能であって収容庫内に回転自在に支持されたスクリュ
ー軸に移動ブロックを螺合して移動自在に支持し、この
スクリュー軸を駆動モータによって回転可能としたの
で、駆動モータによりスクリュー軸を回転して移動ブロ
ックを移動することで、この移動ブロックに連結された
ホルダと共にカッタビットを移動して収容庫内に収容、
あるいは送出しを連続して行うことができ、また、この
カッタビットを移動する駆動源として駆動モータを用い
たことで、カッタビット交換作業の作業効率を低下させ
ずに、装置の小型軽量化を図ることができ、掘削機本体
内の専用スペースを小さくすることができる。
れたシールド掘削機の前部概略断面図である。
ット交換作業を表す説明図である。
ット交換作業を表す説明図である。
構を表す概略図である。
概略図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 装置本体の前部に駆動回転可能に装着さ
れたカッタヘッドと、該カッタヘッドの前面に径方向に
沿って設けられて一端部側が前記装置本体内部側に屈曲
したガイドレールと、該ガイドレールに沿って移動自在
に支持されると共に互いに屈曲可能に連結された複数の
ホルダと、該複数のホルダに装着されたカッタビット
と、前記ガイドレールの前記一端部に連結されて前記ホ
ルダ及び前記カッタビットを収容可能な収容庫と、該ガ
イドレール側と該収容庫とを連通及び遮断可能な開閉扉
と、前記ホルダに着脱可能であって前記収容庫内に回転
自在に支持されたスクリュー軸に螺合して移動自在に支
持された移動ブロックと、該スクリュー軸を回転する駆
動モータとを具えたことを特徴とするカッタ装置。 - 【請求項2】 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
の前面部に放射状に固定された複数のカッタスポーク
と、該カッタスポークに沿って設けられて中心部側が前
記カッタヘッド内部に屈曲したガイドレールと、該ガイ
ドレールに沿って移動自在に支持されると共に互いに屈
曲可能に連結された複数のホルダと、該複数のホルダに
装着されたカッタビットと、前記ガイドレールの一端部
側の前記カッタヘッドに連結されて前記ホルダ及び前記
カッタビットを収容可能な収容庫と、該ガイドレール側
と該収容庫とを連通及び遮断可能な開閉扉と、前記ホル
ダに着脱可能であって前記収容庫内に回転自在に支持さ
れたスクリュー軸に螺合して移動自在に支持された移動
ブロックと、該スクリュー軸を回転する駆動モータとを
具えたことを特徴とするトンネル掘削機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14532798A JP3634625B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | カッタ装置及びトンネル掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14532798A JP3634625B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | カッタ装置及びトンネル掘削機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11336480A true JPH11336480A (ja) | 1999-12-07 |
JP3634625B2 JP3634625B2 (ja) | 2005-03-30 |
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