(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のカッタビットを有するカッタヘッドが筒状をなす掘削機本体の前端部に揺動支持機構によって該カッタヘッドの平面内を揺動可能に支持されたトンネル掘削機において、前記カッタヘッドの外周部に前記掘削機本体の内面に対向して礫を破砕する破砕用突起を設けたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
請求項１記載のトンネル掘削機において、前記掘削機本体の下部内面には礫を収集する礫収集部が設けられる一方、該礫収集部に対向して前記カッタヘッドの下部に破砕用突起が設けられたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項３】
掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッドを揺動支持機構によって該カッタヘッドの平面内で揺動させながら、該掘削機本体を前進することで、該カッタヘッドに固定された多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削する一方、カッタヘッドの外周部に設けられた破砕用突起が掘削された礫を前記掘削機本体の内面との間で挟み込んで破砕することを特徴とするトンネル掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削機に関し、特に、掘削時に発生した礫を破砕可能としたものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なトンネル掘削機は、円筒形の掘削機本体の前部に円形のカッタヘッドが回転自在に装着されてなり、このカッタヘッドに装着された駆動モータによってカッタヘッドが旋回させながら掘削機本体を前進させることで、地盤を掘削してトンネルを構築するものである。ところで、掘削形成するトンネルは、地下鉄が走行するためのものの他に、駅の地下道や下水道などとして用いられるものがあり、そのトンネルの断面は円形のみならず、楕円形や四角形、馬蹄形などとなっている。
【０００３】
図６に四角形断面のトンネルを掘削可能な従来のシールド掘削機の概略を示す。同図に示すように、断面が四角い筒状をなす掘削機本体１０１の前部には隔壁１０２が設けられており、この隔壁１０２には２つのカッタ駆動装置１０３，１０４が装着されている。そして、この各カッタ駆動装置１０３，１０４は所定量偏心した出力軸１０５，１０６を有しており、各出力軸１０５，１０６の先端部はカッタヘッド１０７に回動自在に連結されている。このカッタヘッド１０７は四角形状であって、掘削機本体１０１より若干小さい形状となっており、前面部に図示しないカッタと共に礫破砕用カッタ１０８が固定されている。
【０００４】
従って、各カッタ駆動装置１０３，１０４によって出力軸１０５，１０６を回転することでカッタヘッド１０７を平面内を揺動しながら、図示しないシールドジャッキを伸長して掘削機本体１０１を前進すると、カッタヘッド１０７の前面部に設けられたカッタによって前方の地盤を掘削してトンネルを掘削し、この掘削時の発生した礫は礫破砕用カッタ１０８によって破砕される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のシールド掘削機にあっては、掘削時の発生した礫が礫破砕用カッタ１０８によって破砕されるが、このとき、この礫破砕用カッタ１０８による礫の破砕反力は掘削面によって受け止められることとなる。ところが、掘削面となる前方の地盤が軟弱である場合に、礫破砕用カッタ１０８による礫の破砕反力を受け止めのことができず、礫は支持力不足となって破砕することができないことがある。すると、カッタヘッド１０７と掘削面との間に礫が多数残留することとなり、掘削作業を行うことができなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであって、掘削時の発生した礫を確実に破砕して掘削作業の円滑化を図ったトンネル掘削機及び掘削方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【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トンネル掘削機は、多数のカッタビットを有するカッタヘッドが筒状をなす掘削機本体の前端部に揺動支持機構によって該カッタヘッドの平面内を揺動可能に支持されたトンネル掘削機において、前記カッタヘッドの外周部に前記掘削機本体の内面に対向して礫を破砕する破砕用突起を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、カッタヘッドを揺動支持機構によってこのカッタヘッドの平面内で揺動させながら掘削機本体を前進することで、カッタヘッドに固定された多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削し、このときに発生した礫はカッタヘッドの外周部に設けられた破砕用突起によって掘削機本体の内面とに押圧されて破砕されることとなる。
【０００９】
また、本発明のトンネル掘削機は、前記掘削機本体の下部内面には礫を収集する礫収集部が設けられる一方、該礫収集部に対向して前記カッタヘッドの下部に破砕用突起が設けられたことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、掘削時に発生した礫は礫収集部に収集されることとなり、カッタヘッドの下部に設けられた破砕用突起が礫収集部内の礫を破砕する。
【００１１】
また、本発明のトンネル掘削方法は、掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッドを揺動支持機構によって該カッタヘッドの平面内で揺動させながら、該掘削機本体を前進することで、該カッタヘッドに固定された多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削する一方、カッタヘッドの外周部に設けられた破砕用突起が掘削された礫を前記掘削機本体の内面との間で挟み込んで破砕することを特徴とするものである。
【００１２】
従って、掘削時に発生した礫は確実に破砕される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１に本発明の第１実施形態に係るトンネル掘削機の正面視、図２にこのトンネル掘削機の断面を示す。
【００１５】
本実施形態のトンネル掘削機は、図１及び図２に示すように、四角形断面のトンネルを掘削することができるものである。即ち、断面が四角い筒状をなす掘削機本体１１の前部には隔壁１２が設けられており、この隔壁１２には揺動支持機構としての上下に２つのカッタ駆動装置１３，１４が装着されている。そして、この各カッタ駆動装置１３，１４は所定量偏心した出力軸１５，１６を有しており、各出力軸１５，１６の先端部はカッタヘッド１７に回動自在に連結されている。このカッタヘッド１７は四角形状であって、掘削機本体１１より若干小さい形状となっており、前面部にカッタビット１８が固定されている。
【００１６】
また、カッタヘッド１７の下部には後面側に突起体１９が固定されており、この突起体１９の下面には破砕用突起としての複数の礫破砕用カッタ２０が固定されている。
【００１７】
従って、各カッタ駆動装置１３，１４によって出力軸１５，１６を回転することでカッタヘッド１７を平面内を揺動しながら、図示しないシールドジャッキを伸長して掘削機本体１１を前進すると、カッタヘッド１７の前面部に設けられたカッタビット１８によって前方の地盤を掘削してトンネルを掘削する。この掘削時に発生した礫は、下方に移動して掘削機本体１１の前部に至ることとなり、この礫は揺動するカッタヘッド１７の下部に固定された礫破砕用カッタ２０によって破砕される。この場合、礫破砕用カッタ２０による礫の破砕反力は掘削機本体１１によって受け止められることとなり、礫は確実に破砕される。
【００１８】
図３に本発明の第２実施形態に係るトンネル掘削機の正面視、図４にこのトンネル掘削機の断面、図５に図４のＶ−Ｖ断面を示す。
【００１９】
本実施形態のトンネル掘削機において、図３乃至図５に示すように、断面が四角い筒状をなす掘削機本体２１の前部には隔壁２２が設けられており、この隔壁２２には上下に２つのカッタ駆動装置２３，２４が装着されている。そして、この各カッタ駆動装置２３，２４は所定量偏心した出力軸２５，２６を有しており、各出力軸２５，２６の先端部はカッタヘッド２７に回動自在に連結されている。このカッタヘッド２７は四角形状であって、掘削機本体２１より若干小さい形状となっており、前面部にカッタビット２８が固定されている。
【００２０】
また、カッタヘッド２７の下部には後面側に突起体２９が固定されており、この突起体２９の下面には複数の礫破砕用カッタ３０が固定されている。一方、掘削機本体１１の下部内面には礫を収集する礫収集部としての礫溜３１が固定されている。この礫溜３１は底部３１ａとその両側に固定された側板部３１ｂとによって構成されている。
【００２１】
従って、各カッタ駆動装置２３，２４によって出力軸２５，２６を回転することでカッタヘッド２７を平面内を揺動しながら、図示しないシールドジャッキを伸長して掘削機本体２１を前進すると、カッタヘッド２７の前面部に設けられたカッタビット２８によって前方の地盤を掘削してトンネルを掘削する。この掘削時に発生した礫は、下方に移動して掘削機本体２１の前部に設けられた礫溜３１に収集されることとなり、この礫は揺動するカッタヘッド２７の下部に固定された礫破砕用カッタ２０によって破砕される。この場合、礫破砕用のカッタ３０による礫の破砕反力は掘削機本体２１の礫溜３１によって受け止められることとなり、礫は側方に逃げずに確実に破砕される。
【００２２】
【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トンネル掘削機によれば、多数のカッタビットを有するカッタヘッドを筒状をなす掘削機本体の前端部に揺動支持機構によってこのカッタヘッドの平面内を揺動可能に支持し、カッタヘッドの外周部に掘削機本体の内面に対向して礫を破砕する破砕用突起を設けたので、掘削時に発生した礫はカッタヘッドと共に揺動する破砕用突起によって掘削機本体の内面に押圧されて破砕することとなり、掘削時の発生した礫を確実に且つ短時間で破砕して掘削作業の円滑化を図ることができる。
【００２３】
また、本発明のトンネル掘削機によれば、掘削機本体の下部内面に礫を収集する礫収集部を設ける一方、この礫収集部に対向してカッタヘッドの下部に破砕用突起を設けたので、掘削時に発生した礫は礫収集部に収集され、カッタヘッドと共に揺動する破砕用突起が礫収集部内の礫を破砕することとなり、礫の逃げ位して各時差の破砕することができる。
【００２４】
また、本発明のトンネル掘削方法によれば、掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッドを揺動支持機構によってカッタヘッドの平面内で揺動させながらこの掘削機本体を前進することで、カッタヘッドに固定された多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削する一方、カッタヘッドの外周部に設けられた破砕用突起が掘削された礫を掘削機本体の内面との間で挟み込んで破砕するようにしたので、掘削時の発生した礫を確実に且つ短時間で破砕して掘削作業の円滑化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実施形態に係るトンネル掘削機の正面図である。
【図２】トンネル掘削機の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るトンネル掘削機の正面図である。
【図４】トンネル掘削機の断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】四角形断面のトンネルを掘削可能な従来のシールド掘削機の概略図である。
【符号の説明】
１１，２１  掘削機本体
１３，１４，２３，２４  カッタ駆動装置（揺動支持機構）
１７，２７  カッタヘッド
１８，２８  カッタビット
２０，３０  礫破砕用カッタ（礫破砕用突起）
３１  礫溜（礫収集部）
【図１】
0003605240.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003605240.tif 000005
【図５】
0003605240.tif 000006
【図６】
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