JPS587094A - トンネル掘進機 - 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】 本発明は、回転体に掘削用ピットを配置した全断面ロー
タリーカッタ一式トンネル掘進機に係シ、特に回転体前
面から掘削面に一対して流体を供給しながら掘削するこ
とによシ、掘削用ピットの損耗を防止すると共に、掘削
面の自然崩壊を防止するトンネル掘進機に関する。

この種トンネル掘進機の従来のものは、カッターフェー
ス面に水または界面活性剤を含む流体等を掘削面に供給
する流体出口を設けた構造を有し図ないし第２図により
説明する。１は円筒状をなすシールド本体、２は該シー
ルド本体↓の前面に回転自在に装着されたカッタードラ
ムであシ、該カッタードラム２は、シャフト偵の先端に
固、定され、シャツ）４０は、シールド本体に証設され
゛た隔壁４３の中心に取付けられた軸受材に貫通して支
持され、かつ隔壁招と一体に設けられた＊ａ支持部８に
よシ後端側が支持され、前端部にはセンターカッター４
が取付けられている。駆動支持部８に取付ゆられた駆動
モータ７の出力軸に固定された駆動ピニオン６は、シャ
ツ）４０に嵌着された駆動ギヤ５と噛合し、駆動モータ
７を駆動させることによシシャフト切、カッタードラム
２が回転するように構成されている。

カッタードラム２は、シャフト切に放射状に取付けられ
た複数本の中空角筒状をなすカッタース。

ボーク１５ａ〜１５ｄおよびカッター面板１６ａ〜１６
ｄと、これらの外周部を一体化する外周りング４１とか
らなシ、これらのカッター“ドラム構成部材間に土砂３
頁 １５畠〜１５ｄの前面部の両側には掘削用ビット３が複
数本づつ取付けられてお夛、各カッタースポーク１５１
〜１５ｄのビット３０半径方向の取付位置はそれ−ｔ’
ｔＬ各カッタースポーク毎に異ならせておシ、これによ
って、カッタードラム２が一回転した場合には掘削面全
面の掘削がなされるようにしている。

また、外周りング４１の前面にも掘削用ビット３が取付
げられている。

各カッタースポーク１５ａ〜１５ｄの前板部の中央部に
は、半径方向に複数個の流体供給口１３が穿設されてお
夛、流体は、流体供給口４１２からロータリージヨイン
ト１１、シャフト鉛内の流体供給管ｎ１各カツタースポ
ーク内の流体供給前回および各流体供給前回から分岐さ
せた流体供給管Ｚ（＆を通して、前記流体供給°口１３
から切羽面へと供給されるようになっている。なお、流
体の一部は、センターカッター４の流体供給口１４およ
びカッター面板１６の流体供給口１３からも切羽面へと
供給される。９は排土搬送装置、１０は排出取込口であ
る。

このトンネル掘進機においては、前記カッタードラム２
を回転させ、かつ流体供給口１３　、１４から水あるい
は界面活性剤を含む流体等を供給し、掘削した土砂を排
出搬送装置９によって外部に排土しながら掘削を行う。

この掘削において、第′２図の矢印４５の方向くカッタ
ードラム２を回転させて切羽面の切削を行った場合、カ
ッター不ポーク１５ｍを中心にみると、該カッタースポ
ーク１５０ビツト３が同心円状の切削軌跡を残し、この
切削軌跡間をカッタースＩ−り１５　ｂ　＊　１５　ｃ
　＊　１５　ｄの各ビットが追跡切削して１回転した時
には掘削面が平面をなすように掘削が行われる。第４図
はこの掘削の様子を説明するもので、あけ１つのカッタ
ースＩ−りのビットによる切羽断面で、上半はカッ・タ
ースポークｔＳａのビット、下半はカッタースポーク１
５ｅのビットによるもので、上半部について追跡すると
、カッタースポーク１５ｂ　、１５ａ　、１５ｄの順に
切羽面を通過することによｆｉ、３５．３６．３７に示
すよ１間 うな切羽断面が順に得られる。なお、３５〜３７にお　
　゛いては、既に削シ取られた部分について、点線で示
している。そして最終的には詔に示すような切７ｒ 刷新面形状、すなわち掘削面が平面をなす形状が得られ
る。

しかし、この従来のものにおいては、流体をカッタ−７
エース面（カッター面板１６およびカッタースＩ−り１
５の前面）から供給しているため、次のような欠点があ
る。

まず、掘削時においては、カッタースポーク１５、カッ
ター面板１６、ビット３および土砂取込口４２は切削土
砂や切羽面で覆われた状態となっているため、流体供給
口１３からビット先端部に向けて流体を供給しても、土
砂が障害となってビット先端部の切削刃には届かない。

このように、切削負担の最もかかるビット先端部および
その近傍に供給されないため、流′体として水を使用し
た場合は、水の持つ冷却および潤滑等の効果がなく、ビ
ット３の損耗の軽減がなされない。

また、流体として、界面活性剤を含む流体を供給した場
合も同様に、水を使用する場合と同じ理由でビットの損
耗の軽減はなされず、また、供給圧力と界面活性剤を含
む流体の持つ安定化作用による切羽面の安定泥壁は、カ
ッターフェース２＞Ｅ　１回転した後にはほとんど残っ
ておらず、・切羽の安定性を向上させるという目的が達
成できないみ第４図の斜線部は安定泥壁を示すもので、
第１′Ｊ）工程詞で形成される安定泥壁は第２の工、１
ｉ３５で切削され、ＩＩ２の工程あで形成される安定泥
壁は第３の王権あて切削され、最終工Ｓ舅では３２で示
す部分以外には安定泥壁は残らず、切羽の安定が著しく
低下する。

本発明の目的は、切羽面に供給する流体によるビット冷
却および切羽面安定化が有効に行える流体供給構造を有
するトンネル掘進機を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明においては、掘削用ビ
ット内に流体供給口がビット先端部ないしはその近傍の
位置にある流体供給路を設けることＫよシ、ビット先端
ないしはその近傍部から流体を切羽面供給するようにし
たことを特徴とする。

以下１本発明の一実施例を第５図ないし第８図により説
明する。本実施例のトンネル掘進機は、、７頁 第１図ないし＠３図のものと基本的構成を同じくしてお
シ、これらの図面と同一符号は同一の構成部品を示して
いるのでその重複する説明を省く。

カッタードラム２は、前述の従来例と同様にシャツ）４
０に対して放射状に複数本取付けられたカッタースポー
ク１５ａ〜１５ｄおよびカッター面板１６ａ〜１６ｄと
、これらの外周に取付けられた外周リング４１とを備え
、前述と同様の位置関係を有して、これらの前面に掘削
用ビット加が取付けられている。

第７図、第８図に示すように、各ピッ）２０はビット本
体ス内に流体供給路部、２９を有し、流体供給１ｉＩ２
８の先端部には、ピット本体スから切削面への流体流出
口となるノズルＩが流体供給路部に連通して植設されて
おシ、該ノズルｎは、ピット本体スの先端に植設された
切削刃怒の近傍に位置する。流体供給路列の基端側には
、各カッタースポーク１５　ｍ　−１５ｄ内に既設した
流体供給管るから分岐させた配管２３ｍに接続される流
体供給口（資）を有する。また、ピット本体あの切削側
の面には、切削刃がおよびノズルｄの部分を除いて、硬
装肉盛部５が形成されている。

本実施例において、水または界面活性剤を含む流体を、
流体供給口１２、ロータリージョイン＋　１１、流体供
給管”　ｅ　２３　＋　２３ｍ　、ピットの流体供給路
列Ｚを介してノズルｎから切羽面に供給しながらカッタ
ードラム２を回転させて掘削を行えば、流体がピット内
を通過しながら切削面に供給されるために、ピットの冷
却効果が上が９、損耗が防止されると共に、界面活性剤
を含む流体を用いた場合には、切羽面には安定泥壁が良
好に形成される。

第９図は本実施例において、安定泥壁が形成される様子
を示したもので、従来と異なシ、切削面に突出したピッ
トに流体供給口である一ノズル・釘が設けられているた
めに、ピッ）２０により切削した部分間において、切１
１１１１　藺丙部に流体が浸潤しく斜線部５１で示す）
、この流体供給が各カッ・タースポークのピット毎に３
４．３５．３６．３７の各工程において行われることに
よ・シ、最終的には羽に示すように、切削面全面にわた
って、はぼ均一化された安定泥壁部が形成される。

９頁 第１０図および第１１図は本発明の他の実施例を示すも
ので、カッタースポーク１５１〜１５４に取付けるピッ
トの一部を、父に示すように大型のものとし、かつ鋏大
濫のピットの先端近傍にもノズルｎを設け、かつこれら
の大型のピッ）５２の各カッタースＩ−り１５１〜１５
ｄ上ＫＴｈＩｌｆる半径方向の取付位置を互いに異なら
噛たものであシ、本実施例によれば、大型のピッ）Ｋよ
〕深い切削Ｗ＃詞が切削でき、この深い切削溝８よシさ
らに深く流体が浸潤（５５）するため、よシ安定した安
定泥壁が形成される。

なお本実施例において杜、外周リング４１に取付けるピ
ット５３にもノズル２７を設けた例を示している。

第１２図、第８図は本発明によるピッ）２０または認の
他の例を示すもので、ピット本体ス内の流体供給路列を
切削刃渇の植込み位置に沿って設け、切削刃漢の直後の
部分から流体が流出するようにしたものである。本実施
例によれば最も高温となる切削刃がの部分が有効に冷却
されるため、冷却および潤滑効果をさらに高めることが
できる。

なお、上記実施例においては、いずれも流体供給用ノズ
ルを１個のみ設けた例について示したが、該ノズルを各
ピットに複数個設けるようにしてもよく、かつ本考案の
適用できるトンネル掘進Ｃ機の基本的構成は図示例のも
のに限らないことは２言うまでもない。

以上述べたように、本発明のトンネル掘進Ｃは、掘削用
ピット内に流体供給路を設げると共に、ピット先端部な
いしはその近傍−流体供給ノズルを設けたので、冷却、
潤滑用流体を供給した場合、掘削用ピットの冷却、潤滑
効果がよシ高められ、ピットの損耗が軽減される。また
、流体として界面活性剤を含むものを用いた場合には、
冷却、潤滑効果の向上が達成されることは勿論、さらに
、切羽面内に安定泥壁が連続的に形成されていくため、
切羽の肌落ちおよび崩壊が発生し難くなるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトンネル掘進機の一実施例を示す縦断面
図、第２図はその前面図、第３図は第２図ＯＡ−人断面
図、第４図は従来のトンネル掘進１１　　　頁。 機における掘削進行状況説明図、第５図は本発明による
トンネル掘進機の一実施例を示す縦断面図第６図はその
前面図、第７図紘本発明による１削用ビットの一例を示
す断面図、第８図は第７’ｌ！ｌｉｏのＢ矢視図、第９
図は該実施例における掘削進行状況説明図、第１０図紘
本発明の他の実施−の縦断面図、第１１図はその前面図
、第１２図は本発明による掘削用ビットの他の例を示す
断面図、第１３図はそのＣ矢視図である。 ２・・・カッタードラム、１５・・・カッタースデーク
、１６・・・カッター面板、２０，５２，５３・・・掘
削用ピット、ｎ、２３・・・流体供給管、３・・・切削
刃、４・・・ノズル、列、２９・・・流体供給路。 特許出願人　　　前田建設工業株式会社ｌ　　　　日立
建機株式会社 代理人　弁理士　　　秋　　本　　正　　実特開昭５８
−７０９４（４） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５ｖ４ 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 全断面ロータリーカッタ一式トンネル掘進機において、
   掘削用ビット内に流体供給路を設けると共に、掘削用ピ
   ットの先端部ないしはその近傍に該流体供給路に連通す
   るノズルを設け、切羽安定、ピット損耗防止用流体を該
   ノズルから流出させる如く構成したことを特徴とするト
   ンネル掘進機。