JPS6233395B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 土ボーリング機械のためのロータリカツター
ヘツドにして、カツターヘツドを回転軸線のまわ
りに回転できるよう土ボーリング機械上に取付け
る後方部分とこの後方部分の前方にこれと一体に
取付けられた前方部分とを有する主フレームと、
複数個のローラカツターと該ローラカツターを前
記主フレームの前方部分内に取付けるためのカツ
ター取付け装置を有し、前記ローラカツターの
夫々は前記主フレームの前方部分の前方に突出し
カツターヘツドの回転による同心状の切り目を切
る外周切断刃部分をもち、更に、前記主フレーム
の前方部分に重なるように前記カツターヘツドに
装架された複数個の半径方向にへだたたりをおい
た切羽支持リング部材を有し、該切羽支持リング
の夫々は前記ローラカツターの外周刃の僅か後方
に取付けられてこの外周刃と重なる部分を除いて
円周的に連続しているローラカツターヘツド。

２ 請求の範囲第１項によるロータリカツターヘ
ツドにして、前記切羽支持リング部材はローラカ
ツターの外周刃と干渉する位置において該ローラ
カツターを収容するのに要する最少量だけ切り欠
かれているロータリカツターヘツド。

３ 請求の範囲第１項又は第２項によるロータリ
カツターにして、前記切羽支持リング部材の夫々
は外方に向いた面セクシヨンと該面セクシヨンよ
り幅の小さい一体の内方におかれたシヤンクセク
シヨンを有し、シヤンクセクシヨンの夫々は前記
主フレームの前方部分の重なつた部分に固定され
た部分を有するロータリカツターヘツド。

４ 請求の範囲第１項、第２項又は第３項のいづ
れか１項によるロータリカツターヘツドにして、
隣接する切羽支持リング部材は前記主フレームの
前方部分の前方に位置する環状の開口を形成し、
該環状の開口は、その全円周にわたりほぼ一定の
幅を有するロータリカツターヘツド。

５ 請求の範囲第４項によるロータリカツターヘ
ツドにして、前記環状開口とカツターヘツドの中
心その間の距離が増加するにつれて該環状の開口
の幅が漸次増加するロータリカツターヘツド。

６ 請求の範囲第１項から第５項までのいづれか
１項によるロータリカツターヘツドにして、前記
切羽支持リング部材の夫々の前面上に摩耗ビード
を有し、該摩耗ビードは前記対応する切羽支持リ
ング部材の作られる材料よりかなり堅い材料で形
成され、これにより前記切羽支持リング部材を掘
さく中の材料による摩滅から保護するロータリカ
ツターヘツド。

７ 請求の範囲第１項から第６項までのいづれか
１項によるロータリカツターヘツドにして、前記
ローラカツターの間において前記主フレームの前
方領域及び周縁領域とを通つて延びる複数個の細
長い切断土材料通路と、前記主フレームの前方部
分の面を各ローラカツターと各切断土材料通路と
の間及びその周りの全領域において閉塞する固定
装置とを有するロータリカツターヘツド。

８ 請求の範囲第７項によるロータリカツターヘ
ツドにして、前記切羽支持リング部材は少くとも
前記切断土材料通路の位置するカツターヘツドの
前方部分の領域においてカツターヘツド上に位置
するロータリカツターヘツド。

９ 請求の範囲第７項又は第８項のいづれか１項
によるロータリカツターヘツドにして、前記切断
土材料通路の夫々は前記カツターヘツド主フレー
ムの前方部分の前方側に形成された正面開口と、
前記切断土材料通路の正面開口の夫々の従尾縁の
部分にそつて位置する複数個のスクレーパカツタ
ーと、前記切断土材料通路開口の夫々の従尾縁に
位置するスクレーパカツター取付けプレート装置
とを有し、該スクレーパカツター取付けプレート
装置は前記カツターヘツドの開口から外方に延び
て前記切羽支持リング部材の下側に交差し、前記
スクレーパカツターの夫々は前記スクレーパカツ
ター取付けプレート装置の対応部分に取外しでき
るように取付けられて隣接する切羽支持リング部
材の側方と前方との間に延びているロータリカツ
ターヘツド。

１０ 請求の範囲第１項から第９項までのいづれ
か１項によるロータリカツターヘツドにして、カ
ツターヘツドの内部外周部分におかれた複数個の
すくい壁を含み、該すくい壁の夫々はカツターヘ
ツドの円周に直角にかつカツターヘツドの回転軸
線の周りの半径方向におかれ、前記すくい壁の
夫々は、前記主フレームの後方且つ半径方向内側
に向いた部分に夫々接する前方且つ半径方向外側
に向いた縁部と、前記主フレームの後方部分の前
方に向いた隣接する部分に接する後方を向いた縁
部とを有するロータリカツターヘツド。

１１ 請求の範囲第１項から第１０項までのいづ
れか１項によるロータリカツターヘツドにして、
前記ローラカツターの夫々は前記外周切断刃部分
により包囲される環状リムを含み、前記ローラカ
ツターの夫々は、対応する外周切断刃部分のほぼ
全部の深さが前記切羽支持リング部材の前部面に
より形成される包絡面の前方に突出するロータリ
カツターヘツド。

１２ 請求の範囲第１項から第１１項までのいづ
れか１項によるロータリカツターヘツドにして、
前記ローラカツターの夫々はデイスクカツターを
有し、該デイスクカツターの夫々はカツターヘツ
ドの回転軸線にきわめて近接した位置から漸進的
に半径方向外方にへだてられカツターヘツドの回
転により同心状の切り目を切るロータリカツター
ヘツド。

明細書 本発明は岩石ボーリング機械特にかかる機械に
用いられる新しいロータリカツターヘツド構造に
係る。

回転式カツターヘツドは各種トンネル掘さく機
に関連して使用されている。少し異なつたトンネ
ル掘さく機の２つの例が1975年１月21日認可の米
国特許第3861748号とカルロ ゴランドリ（Carlo
Gorandori）著作にして1976年６月14日頃出版さ
れた1976アール・イー・テー・シー（RETC）議
事録の第21章に記載されている。これら２種類の
出版物により記載されるトンネル掘さく機にはカ
ツターヘツドと後方に突出するビームより構成さ
れるフレームが基本的に含まれる。前方に向けら
れたカツターを保持するカツターヘツドがカツタ
ーヘツド支持具上に取付けられ掘さく中のトンネ
ルの長手方向中心に相当する軸線の周りに回転で
きるようになつている。カツターヘツド支持具お
よび普通ビームの少くとも前方部分は掘さく中の
トンネルの直径より適当に小さな直径を有する筒
状シールドにより囲まれている。トンネルの側壁
に衝接するよう側方外方に押しつけるための１組
のグリツパーシユーを含む後部グリツパー組立体
がビームの全長にそい摺動できるよう支持されて
いる。もし、比較的やわらかな土質でボーリング
機械を使用せねばならぬ場合には、後部シールド
を設けビームの後方部分を囲むことができる。後
部シールドには後部グリツパーシユーが伸びちぢ
みする貫通開口が設けられる。

長手方向におかれた推力ラムがカツターヘツド
支持具と後部グリツパー組立体を相互接続しビー
ムにそつて後部グリツパー組立体を長手方向に相
対運動させる。もつとも一般的なスラストラムは
1975年８月31日認可の米国特許第3203737と既述
の米国特許第3861748号に記載されている。

運転時、後部グリツパー組立体がビーム上の前
方に位置する時グリツパーシユーは油圧的に外方
に動かされトンネルの側壁と把握係合する。次
に、ロータリカツターヘツドが駆動モータにより
回転され他方スラストラムは同時に伸ばされカツ
ターヘツドとビームを含む主フレームを長手方向
前方に押す。このスラストラムがその走行の前進
限度に達すると、後部グリツパーシユーはトンネ
ル壁から引き戻される。その後、スラストシリン
ダーが後退しグリツパー組立体を前方の新しい位
置に引張る。次に、前部グリツパーシユーが引き
戻され他方後部グリツパーシユーは外方に伸ばさ
れトンネル壁に接触し新しいボーリング工程を開
始する。

さまざまなタイプのカツターヘツドが上述の土
じようボーリング機械に関連して一般に使用され
ている。本発明が係る様式のカツターヘツドは
「開放正面」のカツターヘツドと呼ばれカツター
ヘツドの正面に開口があり掘さくした材料をボー
リング中のトンネルの後方に運び去るようこの材
料をカツターヘツド自体を通じて直接後方に送る
ことができるようにする。

代表的なカツター構成を有する開放正面タイプ
のカツターヘツドは1973年９月４日認可の米国特
許第3375332号に記載されている。この特殊なカ
ツターヘツドには、土じよう材料に同心形の切り
口を切るためのカツターヘツド上に位置した複数
のデイスクカツター組立体が含まれる。デイスク
カツターの円周切断刃は切断刃で切断した切り口
間に位置する岩石材料を砕き移動する働きを行う
傾斜した切断面の側面を有す。大部分のカツター
組立体は放射状のスポークビームの前方壁上に取
付けられ、これらビームはカツターヘツド構造の
一部を形成する。他のカツター組立体は放射状の
スポークビームから角度的に外れている補助フレ
ーム構造の正面側に取付けられている。

第２のタイプの開放正面カツターヘツドは上述
のカルロ ゴランドリの出版物に記載されてい
る。この第２タイプの開放正面のロータリカツタ
ーヘツドには前方に開き放射状に延びる複数本の
といが有る。ローラカツターがとい内部に取付け
られカツターヘツドが回転すると同心状の切り口
を切断する。突き出たリングを形成する扇形部は
放射状のといの間にあるカツターヘツドの領域を
占める。ゴランドリの出版物の記載によれば、リ
ングはばらばらな材料をトンネル面に対して支持
しこの材料をトンネル掘さく機械を傷つけないよ
う充分に小さな片状に破砕することができる。従
つて、リング扇形部はといの底部上方のリング扇
形部の僅か前方にカツターの切刃が突出できるよ
うな高さに持ち上げられる。カツターヘツドの回
転方向について云うと、各リング扇形部の従尾端
部分は夫々の放射状に延びるといの前方壁を形成
するシヨベルに固定して取付けられる。砕かれた
土の材料は理論上隣接するリング扇形部間に位置
する環状開口を通りカツターヘツドを貫き後方に
送られる。

この特殊なタイプのカツターヘツドの欠点は、
「リング」は扇形部分よりなり従つて連続してい
ないと云う事実に基く。余りにも大きくリング間
の環状開口を通じて送れない岩石片は各リング扇
形部の端末部分に位置するシヨベル壁に衝接する
迄上記開口の全長にそつて滑動する。そこで、カ
ツターヘツドが回転を続けたりその前部とトンネ
ルの面の間で回転できなくなる程固く押し込まれ
た際岩石の大きな塊まりがカツターヘツドを傷つ
け、従つてトンネル掘さく機械を後退させかかる
大きな塊りの岩石材料を手で砕く必要がある。

更に、この第２のタイプのカツターヘツドにお
ける１つ１つのリング扇形部分の若干は同一の幅
をもたず扇形部の端末部分に近づくにつれ幅が大
きくなり、従つて環状開口はこれらの領域では幅
がせまくなつている。従つて、環状開口にそつて
滑動する砕いた岩石片はリング扇形部間にくさび
状に押し込められ、このためカツターヘツドを通
じ後方に自由に抜けるのが阻止される。

本発明はボーリング機械のためのロータリカツ
ターヘツドに係り、このカツターヘツドは、カツ
ターヘツドを回転軸線の周りに回転できるようボ
ーリング機械上に取付ける主フレームと、複数個
のローラカツターとこのカツターを前記主フレー
ムの後側から前記カツターヘツド内に取付けるた
めのカツター装着装置を有し、夫々のローラカツ
ターは前記主フレームの前方に突出しカツターヘ
ツドの回転により同心状の切り口を切断する外周
切刃部分を設けており、更に、前記ローラカツタ
ー間におかれ前記主フレームを通じて延びる複数
本の切断土材料の通路と、カツターヘツド上にお
かれ前記主フレームの前方前記ローラカツター外
周刃の僅か後方におかれた複数個の半径方向にへ
だたりをおいた切羽支持リング部材を有し、該切
羽支持リング部材はローラカツターの適正配置に
干渉する所以外では円周にわたり連続性をもち、
前記切羽支持リング部材はかかるローラカツター
干渉位置のいづれの位置においてもローラカツタ
ーを収容するに要する最少量切りとられている。

本発明によれば、リング部材は所要の最大サイ
ズの岩石が通り抜け更に切断土材料の通路に送ら
れるよう充分な間隔で半径方向にへだてられる。
更に、切羽支持リング部材の構造によれば、トン
ネル正面にあるばらばらな材料がカツターヘツド
を通過する割合より早い割合でつぶれるのが防止
されるだけでなく、余りにも大きくリング部材間
を直接とおることのできない岩石の塊まりがリン
グ部材の正面上を円周にそい又は隣接リング部材
間を滑りカツターに達し、そこで塊まりは隣接リ
ング部材を通り突抜けられる程小片に砕かれる。
リング部材は連続性を有し又隣接リング部材間の
環状開口は夫々一定の幅をもつので、岩石片は隣
接リング部材の間を自由に滑り、その間リング部
材の刃とは単に線接触をするにすぎない。

本発明の更に他の好適な特徴によれば、カツタ
ーヘツドの正面はローラカツター取付具内又は切
断土材料の通路内を除いてすべての領域で閉塞さ
れている。

本発明の別の好適な特徴によれば、夫々の切断
土材料通路正面開口の従尾端にある隣接する切羽
支持リング部材間に半径方向に配したスクレーパ
カツターが位置する。スクレーパカツターは夫々
切羽支持リング部材の前方なるもローラカツター
外周切断刃部分の後方に突出する先導刃又はチツ
プ部分を有す。スクレーパカツターを通路開口の
従尾縁に配置することはリング部材間を走行する
粉砕材料が通路内に入りこむのを妨げはしない。

本発明の別の好適な趣旨は切羽支持リング部材
の夫夫の前面に格子模様におかれた摩耗ビードの
設置にある。この摩耗ビードは、対応する切羽支
持リング部材が作られる材料よりかなり堅い材料
より形成され、これにより切羽支持リング部材が
カツターヘツドの作動中掘さく中の岩石により摩
滅するのを保護する。

本発明の更に他の好適な趣旨によれば、複数の
すくい壁がカツターヘツドの内部空間内におかれ
夫々のすくい壁の面が環状ビームの円周に対して
垂直かつカツターヘツドの回転軸線を中心として
放射状におかれるような配列をしている。夫々の
１つのすくい壁は環状ビームの前方に向いた表面
と対応する放射状のスポークビームの夫々の後方
かつ半径方向内側に向けた部分との間に延びる。

本発明の好適実施例につき添付図面参照の下に
下記説明する。図面を通し同じ部材表示は同じ部
品を示すものである。

第１図は本発明により作られた代表的なカツタ
ーヘツドとトンネルボーリング機械のカツターヘ
ツド支持具の部分を一部軸方向断面で示した拡大
局部側面図、 第２図は代表的なカツターヘツドの正面図、 第３図は代表的カツターヘツドフレームの前部
を切りとつた状態で正面から上部および側面の方
に見下ろした斜視図、 第４図は第３図と同様なるも代表的な基本のカ
ツターヘツドフレームの上部前面部分を切りとつ
た状態でこの後側の方を見た図面、 第５図は第４図に示す代表的な基本のカツター
ヘツドフレームを一部切りとつた後正面図、 第６図は第１図に示すカツターヘツドを線６―
６にそつてとつた拡大局部断面図、 第７図は第６図に示すカツターヘツドを線７―
７にそつてとつた拡大局部断面図、 第８図は第６図に示すカツターヘツドを線８―
８にそつてとつた拡大局部断面図、 第９図はカツター取付けの１つの方法を例示し
た代表的中間ローラカツターの一部断面一部立面
の拡大局部断面図、 第１０図は分割断面図で外方部分は第９図の線
１０ａ―１０ａにそつてとられ、下方部分は第９
図の線１０ｂ―１０ｂにそつてとられ、 第１１図は代表的な中間カツターおよびその対
応する取付け構造の分解斜視図である。

先づ第１図において、本発明により構成されか
つ出願人に現在知られている本発明の最善の実施
例を示す代表的なロータリカツターヘツド２０の
側面図が示される。カツターヘツド２０はトンネ
ル掘り機械の前方部分に取付けられボーリング中
のトンネルＴの長手方向中心線にほゞ相当する軸
線を中心として回転できるようになつている。ト
ンネル掘り機械２２の前進方向はカツターヘツド
２０の回転軸線と一致し、トンネル掘り機械はカ
ツターヘツド２０に従いカツターヘツドで形成し
た開口内に入りこむ。

図示の好適実施例において、カツターヘツド２
０に含まれる主フレーム２４は第３図より第５図
までにもつとも明白に示されているように中央ハ
ブ構造２６を有し、このハブから６本の個別の放
射状スポークビーム２８が半径方向外方に延び次
に後方に延び環状ボツクスビーム３０の形態をし
た環状部材と交差しており、このボツクスビーム
３０によりカツターヘツド２０がトンネル掘り機
械２２に取付けられる。中央カツター組立体３２
が中央ハブ２６内部に取付けられ、複数個の中間
カツター３４、ゲージカツター３６およびその関
連するカツター取付具３８，４０が夫々上記スポ
ークビーム２８の夫々の対応するサイドプレート
部材４２と４４の間に収容されている。カツター
ヘツド２０には又、複数本のほゞ放射状に細長い
切断土材料通路４６と、カツターヘツド主フレー
ム２４の前方でこれをおおうようにおかれた半径
方向にへだたりをおいた切羽支持リング部材４８
がある。第２図、６図および第７図に示すよう
に、半径方向に配置したスクレーパカツター５０
が隣接する切羽支持リング部材４８間の各切断土
材通路の従尾端に位置している。切断土材通路４
６内および各カツター取付具３８，４０内の領域
を除いて主フレーム２４の正面は第１図および第
２図に示すようにプレート５２でおおわれてい
る。

第３図から第５図までにおいて、主フレーム２
４にはボツクス状の中央ハブ構造２６と環状ボツ
クスビーム３０の間に相互接続した複数本の放射
状のスポークビーム２８が有る。ハブ構造２６は
ほゞその形状が六角形で６つの外周壁５４が有
り、この壁の夫々から１本のスポークビーム２８
が外方に放射状に延びるようになつている。ハブ
構造２６の形状と対応するスポークビーム２８の
数は、特定サイズのカツターヘツドおよび掘さく
中の土じよう材料に必要なカツター３４，３６の
相対的半径方向配置と全個数いかんによる。矩形
状の開口５６がハブ２６の中心を貫いて延びこの
開口５６はハブ前方壁５８で窓６０により寸法が
おとされている。又、２個の円形孔６２が孔構造
２６の外周縁の反対部を通じて延びている。

夫々の放射状のスポークビーム２８には、複数
個の仕切り又は横断壁６３により互に平行にへだ
たりをおいて配置された１対のサイドプレート部
材４２，４４が有り仕切り壁６３はサイドプレー
ト部材４２，４４の全長にそつてへだたりをおき
両部材を横方向に接続する。サイドプレート部材
４２，４４の夫々の内端はハブの外周壁５４のか
どに固定され隣接するスポークビーム２８の隣接
するサイドプレート部材４２，４４がそのかどで
互に交差する。各部材４２，４４に含まれる前方
部分６４，６６が第３図および第４図のトンネル
軸線に垂直な平面上に横たわりバブ構造２６から
外方に放射状に延びる。外端では、各サイドプレ
ート部材４２，４４は後方に曲げられ夫々外端部
分６８，７０を形成し、これら外端部分は環状ボ
ツクスビーム３０の切頭円錐形の前方壁７２に固
定して当接している。しかしながら、前方部分６
４，６６と外端部分６８，７０の位置はカツター
ヘツド２０の正面又は前方部分に相当し、この正
面又は前方部分はカツターヘツド２０の全体に垂
直に正面部分と外周又はゲージ部分の両方を含
む。第１図にもつとも良く示されるように、サイ
ドプレート部材４２と４４の前縁部は大体におい
て、外周にほゞ円形のわん曲をもつた比較的平ら
な冠状に切断されるのが望ましいトンネル正面の
所望の輪郭に従う。

第１図、３図および第４図に示す前方壁７２以
外に環状ボツクスビーム３０には又切頭円錐形外
周第１壁７８と第２壁８０が含まれる。第２壁８
０は前方壁７２の外方又は円周縁と交差する。切
頭円錐形の外方後部壁８２は外周第２壁８０の縁
部から半径方向内部に延び下方後方壁として働く
取付けリング８４と交差する。最後に、円筒形の
内方壁８６が前方壁７２の半径方向内方縁と取付
けリング８４の前面８８を相互接続する。

主フレーム２４を後方にわん曲したスポークビ
ーム２８と環状ボツクスビーム３０で構成するこ
とによりカツターヘツド２２内に充分な大きさの
内部空間が得られ、作業員がこの内部空間に入り
カツター３２，３４および３６をカツターヘツド
２０の背後からこれらを取付けたり取外すことが
できる。

第１図において、カツターヘツド２０は支持具
９２上に取付けた大直径のベヤリング９０により
回転できるよう支持されている。ベヤリング９０
の両端の回転部材と非回転部材の間に防じんシー
ル９４と９６が設けられている。更に、カツター
ヘツド支持具９２には中央の軸方向通路９８があ
り、この通路を通じてホツパー１０２を含むコン
ベヤー組立体１００の前方部分が延びている。ホ
ツパー１０２はカツターヘツド２０により砕かれ
た土じよう材料を採集し次いでコンベヤーベルト
１０４上にのせトンネル機械２２とトンネルＴを
通じて後方に除去する。

第１図および第２図にもつとも良く示されるよ
うに、中央のカツター組立体３２がハブ構造２６
の後方からハブ開口５６内に取付けられる。図示
例における中央カツター組立体３４には４個の整
列したデイスクカツター１０５が含まれる。デイ
スクカツター１０５の夫夫とハブ窓６０の周囲の
間に空隙がありデイスクカツター１０５により砕
かれ切断された土じよう材料が開口５６を通じ後
方に送られる。

シングルの中間デイスクカツターユニツト３４
とシングルのデイスクカツターユニツト２６が対
応する取付具３８，４０内に取付けられている。
取付け具３８，４０はスポークビームサイドプレ
ート部材４２と４４の間に固定位置ぎめされカツ
ター３４，３６および中央カツター１０５の外周
切断縁１０６はカツターヘツド２０の回転にとも
ない応動してトンネル面内の同心状切り目を切断
する。夫々のデイスクカツター３４，３６および
１０５には又上記円周切断縁１０６の側面をなす
傾斜破断面１０８が含まれトンネル面における岩
石材料を砕く。

夫々のカツター取付具３８は第９図より１１図
までに示される如く、サイドプレート部材４２と
４４の間および隣接仕切り壁６３の間に定位置溶
接されカツター仕切り室又は壁１０９を形成す
る。夫々のカツター３４と対応する壁１０９の間
に空隙が設けられ砕かれた土じよう材料がそこを
通り後方に送られる。夫々のカツター壁１０９は
カツターヘツド２０の背後からカツター３４を収
納し又荷重移送ブロツク１１０の使用により壁１
０９内にこのカツター３４を固定保持するよう構
成されている。ブロツク１１０は夫々のカツター
端部材１１４の後方に向いた面１１２と夫々の壁
１０９の端部壁１２０に形成したチヤネル１１８
の前方に向いた面１１６の間に位置ぎめされる。
荷重移送ブロツク１１０が定位置におかれると、
キヤツプスクリユー１２２がブロツク１１０に設
けた空隙開口を通し挿入され次に端部壁１２０に
設けたねじつきの盲孔に係合させることができ
る。このように、各端部壁１２０は主フレーム２
４の一体部分を構成するのでカツター３４にかか
るスラスト荷重は荷重移送ブロツク１１０を介し
直接カツターヘツド主フレーム２４に圧縮されて
送られる。

更に、夫々のゲージカツター３６および関連す
る取付具４０の構造は上述の中間カツター３４と
中間カツター取付具３８の構造と同じである。

第２図にもつとも明かに示すように、複数個の
軸方向デイスク型ローラカツター１２４が隣接ス
ポークビーム２８間のカツターヘツド２０の領域
内におかれる。上述の中間カツター３４とゲージ
カツター３６と同じ方法で軸方向カツター１２４
の夫々が対応する取付具１２６内に取付けられ、
この取付具は第５図のフレーム開口１２８に固定
したボツクス状壁１２７をもつ。開口１２８は平
行間隔におかれた１対の側壁１３０によりその１
部が形成されている。この側壁１３０の夫夫は後
方に延び、サイドプレート部材外端セクシヨン６
８，７０と同じ方法で環状ボツクスビーム前方壁
７２に衝接している。更に、夫々のフレーム開口
には外方端壁１３２と内方端壁１３４があり、こ
の２つの壁は平行にへだてられ主フレーム２４の
回転中心に始まり各フレーム開口１２８の中心を
通り半径方向外方に延びる半径線に垂直におかれ
る。

カツター３４と３６と同じ要領で補助カツター
１２４を主フレーム２４の背面から壁１２７より
取り外したり交換することができる。同様に、
夫々の補助カツター１２６とその対応する壁１２
７の間に空隙スペースが設けられこのスペースを
通り砕かれた材料が後方に送られる。更に、各補
助カツター１２４には外周切削縁１０６とこれの
側面を形成する傾斜破断面１０８がありデイスク
カツター３４，３６，１０５と共同作動しトンネ
ル面内の同心状切り目を切り除く。

第２図および第３図に示すように、カツターヘ
ツド２０には複数本の放射状に延びる切断土じよ
う材料通路４６が隣接する放射状のスポークビー
ム２８間の領域のカツターヘツド２０を横切つて
延びている。夫々の通路４６はハブ構造２６近く
の中央位置から始まりほゞ半径方向外方に延び環
状ボツクスビーム３０の外周で切れ終わる。通路
４６の夫々には、外方弓形部分１３８と中間弓形
部分１４０および内方弓形部分１４２より形成さ
れる先導壁１３７があり、内方弓形部分１４２は
隣接するスポークビームサイドプレート部材４２
にほゞ平行しておかれている。各通路４６には
又、外方従尾壁１４４があり、この壁１４４は先
導壁中間弓形部分１４０にほゞ平行におかれてい
る。各従尾壁１４４の内端は対応するスポークビ
ームサイドプレート部材４２に斜めに交差し、サ
イドプレート部材４２は又各通路４６の従尾壁の
内部のセクシヨンを形成する。通路の先導壁１３
７と外方従尾壁１４４の深さはスポークビームサ
イドプレート部材４２と４４の深さに等しく、従
つて先導壁弓形部分１３６，１４０の後方に向い
た縁部はスポークビームサイドプレート部材４
２，４４と同じ要領で環状ボツクスビーム３０の
前方壁７２に交差する。

第２図および第３図にもつとも明白に示される
ように、各通路４６の外方放射状端は開口してお
り、カツターヘツド２０の外周近くにおかれる砕
いた土じよう材料が流入できる。各通路４６の内
端は傾斜した内方端壁１４６により形成され、壁
１４６は先導壁中間弓形部分１４０に垂直におか
れかつ先導壁１３６の内方弓形部分１４２と対応
するスポークビームサイドプレート部材４２の内
端に交差する。

第５図にもつとも明白に示されるように、通路
４６の殆ど全部の後部はプレート１４８により閉
塞され、先導壁内方弓形部分１４２と内端壁１４
６およびプレート１４８の弓形縁１５２により形
成された円形扇形形状の開口１５０は除かれる。

通路４６を通り後方に走行する砕かれた土じよ
う材料の大部分は特別の通路４６が回転の上部に
ある間カツターヘツド２０の内部に達す。従つ
て、材料は直接ホツパー１０２に落下する。カツ
ターヘツド２０の回転の下部に通路４６がある時
切りとつた土じよう材料の残りの大部分がカツタ
ーヘツドの内部に達し、第１図および第４図の如
く１連のすくい壁１５４によりカツターヘツド２
０の内周にそい上方にすくいとられ運ばれる。こ
のすくい壁１５４は第１図にもつとも明かなよう
に正面縁１５６と外方縁１５８をもち、これら２
つの縁部は対応するスポークビームサイドプレー
ト部材の隣接縁に衝接している。すくい壁は夫々
環状ビーム３０の前方壁７２の隣接部分に衝接す
る後部縁１６０がある。従つて、各すくい壁１５
４は対応するスポークビームサイドプレート壁４
２と本質的に同一平面上に横たわることが判る。
可撓性の弾性材料で作られた唇部１６２は各すく
い壁１５４の内方縁部と矩形状プレート１６４の
間でキヤツプスクリユー１６６を用いてはさま
れ、キヤツプスクリユー１６６はプレート１６４
に設けた空隙孔を通じて延び内方縁部分に設けた
整列したねじ貫通孔内にわたる。唇部１６２は関
連壁１５４とホツパー１０２を部分的にかこむト
ンネル機械２２の対応する固定部分の間にシール
を設けこれにより砕かれた土じよう材料がホツパ
ー１０２に落下するのに充分な高さに達する前に
すくい壁から内方に滑りおちるのを防止する。唇
部１６２によりぬぐわれるトンネル機械の部分は
本発明の１部を構成するものではない。

第１図および第２図において、主フレーム２４
の殆ど全体の正面および円周面はプレート５２に
よりおおわれている。このプレート５２でおおわ
れていない唯一の領域は中央ハブ開口５６内の領
域であり、カツター取付具３８，４０，１２６切
断土じよう材料通路４６、矩形状正面開口１６８
である。開口１６８は作業員が例えば緊急事態の
場合カツターヘツド２０の正面側にはいり込むこ
とができるよう設けられている。しかしながら、
面支持リング部材４８の上方に横たわる部分は第
１に取り外さねばならぬ。又、プレート１６２内
には３つのほゞ矩形状の円周開口１７０がある。
この開口１７０は第５図に示したようにカツター
ヘツド２０の円周の周りにへだたりをおいておか
れ、第１外周壁７８に相当するカツターヘツド２
０の部分と環状ボツクスビーム３０の外方後部壁
８０を通じて延びている。更に、プレート１７２
が夫々の円周上の開口１７０の従尾縁に位置し第
５図の環状ボツクスビーム３０の外方の後部壁８
０の後面の僅か後方に延びている。円周上の開口
１７０によりカツターヘツド２０の後側に集めら
れていた材料がカツターヘツド支持具９２の前方
正面壁１７３に前方に押し出される際カツターヘ
ツドの内部に入ることができる。

第１図から第３図、第７図および第８図におい
て、複数個の同心状の半径方向にへだてられた切
羽支持リング部材４８がハブ構造２６近くの主フ
レームの中心領域を除いたカツターヘツド主フレ
ーム２４の殆ど全体の正面および外周又はゲージ
領域上方に横たわつている。従つて、この切羽支
持リング部材４８は切断土じよう材通路４６のお
かれた少くともカツターヘツド２０の放射状領域
におかれ、この領域にはゲージカツター３６の位
置する領域が含まれる。理想的には、切羽支持リ
ング部材４８をカツターヘツド主フレーム２４の
中央領域内にでもおくことが望ましい。しかしな
がら、主フレーム２４の中央領域にかかるリング
部材４８をおくことは切断土じよう材通路４６が
又相当量だけ放射状内方に延びていない限り利点
のあるものではない。図示の代表的カツターヘツ
ド２０の場合、カツターヘツド２０の中心のため
の適宜構造支持を設ける必要のあるような非常に
大きな中央ハブ構造２６があるため通路４６の延
長は可能でなかつた。

横断面より見て、各リング部材４８にはフラン
ジ部材１７２の形態をした外方に突出する面セク
シヨンが含まれ、このフランジ部材はデイスクカ
ツター３４，３６，１０５および１２４の外周切
断縁１０６により形成される包囲面に切線方向に
おかれ、この包囲面はトンネル面の所要の輪かく
に一致する。各リング部材４８にはウエブ部材１
７４の形をした一体の内方に向けられたシヤンク
部分があり、このウエブ部材は対応するフランジ
部材１７２と協動し同じＴ字型の横断面を形成す
る。各リング部材４８を対応するウエブ部材１７
４より幅の大きなフランジ部材１７２を設けて構
成することにより切断土じよう材料の拡がる拡大
スペースが得られる。従つて、切羽支持リング部
材４８の全部は夫々のリング部材４８が均一の断
面寸法でその正面部分がシヤンク部分より幅が大
きい限り同一の横断面寸法である必要はなく、又
断面形状が同じである必要すらない。各ウエブ部
材１７４の自由又は内側縁部１７８は直接その下
方に横たわるスポークビーム２８と前方プレート
５２およびカツター取付具３８，４０，１２６の
対応する部分に固定して取付けられている。

リング部材４８は、第１図に示すように、各デ
イスクカツター３４，３６，１０５および１２４
の環状リムを包囲する外周切削縁１０６がリング
部材フランジセクシヨン１７２の僅か前方に突出
できるよう前方プレート５２の外方に充分距離を
おいて位置している。切羽支持リング部材４８は
その間の環状開口が一定の幅であるように間隔を
おかれ、直接に切削土じよう材料通路４６を通る
には余りにも大きな岩石のかたまりがフランジ部
材１７２と単に線接触をしながら隣接するリング
部材４８にそつて自由に滑動し更にデイスクカツ
ター３４，１０５又は１２４、スクレーパカツタ
ー５０により細片に破断されるにいたる。隣接の
リング部材４８間のへだたりはカツターヘツド２
０の中心からの半径方向距離が増加するにつれ漸
次減少することが望ましい。この間隔の変化は、
重力によりカツターヘツド２０の中央領域よりも
周辺領域により多くの岩石材料が落下し易いと云
う事実から必要とされることである。従つて、外
周におかれた切羽支持リング部材間のより小さな
間隔により岩材料の若干がカツターヘツド２０の
中心の方に移動せしめられ、かかる材料はこの中
心に収容ができる。図示の如く、リング部材４８
は２個ないし３個の外周切削刃１０６が隣接する
リング部材フランジ１７２間に配置できるよう充
分へだたりをおいておかれ、これは又隣接リング
部材４８間を通過できる砕粒の大きさを制限する
ものである。かかる粒の大きさは、カツター３
４，３６，１０５および１２４による過度な反復
切削を不要ならしめるよう充分大きく同時にコン
ベヤ１０４が傷つけられることなくかかる粒を処
理できる程充分小さいことが望ましい。

リング部材４８は又、トンネル面を支持し、ば
らばらの材料がカツターヘツド２０を通り後方に
送られることのできる速さより速い速度又はコン
ベヤ１０４の処理できる速さより速に速度でトン
ネル正面から落ちるのを防ぐ役割をはたす。従つ
て、各リング部材４８はその連続がデイスクカツ
ター３４，３６又は１２４の適宜配置にぶつかる
所を除いてはほゞ円周上連続的に構成される。可
能な個所でリング部材４８は、干渉するデイスク
カツター外周切削刃１０６に空隙を設けるのに足
る最小量だけ刻み目がつけられる。また、第２図
に示す領域でリング部材を切断する代りに、リン
グ部材にデイスクカツター４３，３６又は１２４
の外周刃１０６が貫通突出できるような精密嵌合
孔を設けることができる。従つて、カツターヘツ
ド２０が回転する際、隣接するリング部材４８間
の開口を僅か部分的に通過した土じよう材料の１
部分がリング部材フランジ部材１７２の縁部間に
そい自由に滑りその後隣接リング部材４８間を通
るのに充分小さな大きさに破砕される。更に、隣
接リング部材４８間を落下しない材料はフランジ
部材１７２の面上を自由に滑りデイスクカツター
３６，１０５又は１２４に当り粉砕される。フラ
ンジ部材１７２は比較的幅がせまいので、トンネ
ル正面に対し大きな摩擦抵抗力を与えることはな
く粉砕材料とフランジ部材１７２の前面の間に無
制限の相対運動が可能となる。

第２図より第４図までに示した如く、摩耗ビー
ド格子１８４が各リングフランジ部材１７２の全
外面にわたりあや模様で溶接などにより付着され
ダイヤモンド状の模様を形成している。この摩耗
ビード１８４はリング部材４８自体が作られる材
料よりかなり堅い材料よりなりこれにより本発明
のカツターヘツド２０使用の際フランジ部材１７
２が岩石により摩滅されるのを防止する。

次に、第２図、第６図および第７図において、
複数個のスクレーパカツター５０が各通路４６の
前方開口の従尾縁にそつて位置している。このス
クレーパカツター５０は取付けプレート１８６上
に取付けられ、取付けプレート１８６の夫々は各
通路４６の従尾縁にそつておかれる。更に、各取
付けプレート１８６は前部プレート５２から外方
に延びカツターヘツド２０の回転方向に前方に傾
斜し上に横たわる切羽支持リング部材４８の後面
と交差し、隣接リング部材４８間の環状開口にそ
つて滑りつつある材料のためのストツプ又は障害
物を形成し更にかかる材料を第７図および第８図
の通路４６に向ける。夫々のスクレーパカツター
５０は隣接する切羽支持リング部材フランジ部材
１７２間にきちんと受け入れることができ、フラ
ンジ部材１７２の前方しかもカツター外周刃１０
６の後方に突出する。

更に、各スクレーパカツター５０には取付けプ
レート１８６の対応する先導面と重なり合うシヤ
ンク部分１９０と、第６図より第９図までに示す
如く各取付けプレート１８６の先導縁部分１９４
の外方に突出しこれと重なり合うとがつた先端又
は刃先部分１９２を有する。スクレーパカツター
５０は夫々取付けプレート１８６上にキヤツプス
クリユー１９６により取外しできるように取付け
られ、キヤツプスクリユー１９６は取付けプレー
ト１８６に設けた空隙孔を通じて延び各スクレー
パカツター５０のシヤンク部分１９０に設けた整
列したねじ立てした貫通孔にねじこめられ、必要
な場合このスクレーパカツターの取替えを可能に
している。しかしながら、刃先部分１９２は鍛練
した材料で作られデイスクカツター３４の外周切
削刃１０６などよりかなり分厚いので、カツター
５０は殆ど交換する必要がないようになつてい
る。その上、カツター５０は例えば掘さく中の土
じよう材の特性がその使用を必要としない場合こ
れを取り除くことができる。

第２図にもつとも明かに示されるように、カツ
ターヘツド２０には又前方に向いた複数個のノズ
ル１９８が反対方向に延びるスポークビーム２８
に隣接しておかれトンネル切羽Ｔに向け水を放出
又は噴射しカツターヘツド２０作動時におけるじ
んあい発生量を最小限におさえる。ノズル１９８
はホース２００の使用により相互に流体連通する
よう相互接続され、ホース２００はアングル部材
２０２によりおおわれ保護されている。ホース２
００の代りに他の導管例えばパイプなども代用で
きるものである。

運転時、カツターヘツド２０が回転し同時にト
ンネル掘り機２２により前進する際、デイスクカ
ツター３４，３６，１０５，１２４がトンネル切
羽に同心状の切り目を切り円周切削刃１０６の側
面を構成する傾斜ブレーカ面１０８が切り目間に
ある岩石材料を粉砕し移動する。次にこの砕かれ
た岩石材料は、隣接する切羽支持リング部材４８
間に送られ次いで通路４６を通りカツターヘツド
２０の後方に送られる。

直接隣接リング部材４８間に送られるには余り
にも大きな材料は隣接リング部材４８で形成した
環状開口にそつて滑動し最後にスクレーパカツタ
ー５０に達する。ここで、スクレーパカツター５
０は材料を隣接リング部材間を通るのに充分小さ
なサイズに粉砕する。更に、このリング部材４８
は、ばらばらの大きな岩石材のかたまりをデイス
クカツター３４，３６，１０５，１２４とスクレ
ーパカツター５０により破砕できるまでトンネル
切羽に支持する働きを行う。岩石材がカツターヘ
ツド２０の内部に達すると、かかる材料は直接ホ
ツパー１０２に落下するか又はカツターヘツド２
０の内周にそつてすくい壁１５４により上方に上
昇又は運ばれ最后に充分高く持上げられホツパー
１０２内に滑り落ち次にコンベヤ１０４上にのせ
られトンネルＴの後方に運ばれる。