(57)【要約】【課題】安価な構成でもって地山に水を噴射してカッタビットの摩耗低減を図り得るシールド掘進機を提供する。【解決手段】シールド本体１の前端部にカッタビット１５が複数個取り付けられたカッタヘッド３が回転自在に設けられてなるシールド掘進機であって、シールド本体１の外周壁部１ａの前部に、前方に開口する水噴射穴２１を形成するとともに、この水噴射穴２１に水を供給する水供給管２３を接続し、且つカッタヘッド３を、その外周端面が、シールド本体１に形成された水噴射穴２１より回転中心寄り位置となるような大きさに形成したものである。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド本体の前端部にカッタビットが複数個取り付けられたカッタヘッドが回転自在に設けられてなるシールド掘進機であって、
上記シールド本体の外周壁部の前部に、前方に開口する液体噴射穴を形成するとともに、この液体噴射穴に液体を供給する液体供給管を接続したことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
カッタヘッドを、その外周端面が、シールド本体に形成された液体噴射穴より回転中心寄り位置となるような大きさに形成したことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カッタビットが多数設けられたカッタヘッドを有するシールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機のシールド本体の前端部にはカッタヘッドが回転自在に設けられており、このカッタヘッドの回転により、その前面に放射状に設けられた多数のカッタビットにて地山が掘削されている。
【０００３】
そして、このカッタヘッドに設けられているカッタビットは、特にその外周に位置しているもの程、激しく摩耗するため、掘削途中でカッタビットを交換し得るように構成されている（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、掘削途中で、カッタビットを交換する作業は、非常に手間が掛かるため、できるだけ、カッタビットの寿命を延ばすように考慮されたものがある。例えば、カッタヘッドの前面に噴射ノズルを配置しておき、掘削中に、前方に向って高圧水を噴射して、前方の地山を柔らかくするようにしたものがある（特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２８０８７８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平９−３２８９９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の構成によると、カッタヘッドの前面に設けられた噴射ノズルから高圧水を噴射するようにしているが、カッタヘッドが回転する構造となっているため、シールド本体側に設けられた高圧水供給装置からカッタヘッド側に高圧水を導く構造がどうしても複雑となり、装置全体として、高価になるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、安価な構成で且つ前方に水などの液体を噴射しカッタビットの長寿命化を図り得るシールド掘進機を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るシールド掘進機は、シールド本体の前端部にカッタビットが複数個取り付けられたカッタヘッドが回転自在に設けられてなるシールド掘進機であって、
上記シールド本体の外周壁部の前部に、前方に開口する液体噴射穴を形成するとともに、この液体噴射穴に液体を供給する液体供給管を接続したものである。
【００１０】
また、請求項２に係るシールド掘進機は、請求項１に記載の掘進機におけるカッタヘッドを、その外周端面が、シールド本体に形成された液体噴射穴より回転中心寄り位置となるような大きさに形成したものである。
【００１１】
上記の構成によると、シールド本体の外周壁部に、前方に向って水などの液体を噴射させるようにしたので、例えば回転自在に構成されたカッタヘッド側から液体を噴射させる場合に比べて、その構造を簡単にすることができ、したがってシールド掘進機の製造コストを安価にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るシールド掘進機を、図１〜図５に基づき説明する。
【００１３】
このシールド掘進機は泥水式のもので、図１および図２に示すように、概略的には、外周壁部（スキンプレートともいう）１ａが円筒状に形成されてなるシールド本体（前胴と後胴とからなる中折れ式に構成されている）１と、このシールド本体１の前部内に配置された隔壁１ｂに、旋回軸受２を介してシールド本体１の中心軸回りに回転自在に支持されたカッタヘッド３と、シールド本体１内に配置されて上記カッタヘッド３を回転させる回転駆動装置４と、上記隔壁１ｂの上部に接続された泥水供給管５および隔壁１ｂの下部に接続された排泥管６とが具備されている。
【００１４】
上記カッタヘッド３には、中心部から放射状に且つ等間隔でもって突設された３本のカッタスポーク１１が具備されるとともに、これらカッタスポーク１１同士を連結する連結部材１２の中間位置から当該カッタスポーク１１と同様に放射状に突設された３本の中間部カッタスポーク１３が具備されており、そしてこれら各スポーク１１，１３の前方表面（地山側の前面）１１ａ，１３ａには、先行ビット１４が所定間隔おきに多数配置されるとともに、その両側面（カッタヘッド回転方向を基準にすれば、前面および後面に相当する）１１ｂ，１３ｂには、掘削用のカッタビット１５が所定間隔おきに多数配置されている。なお、カッタヘッド３の面板１６の各カッタスポーク１１，１３のカッタビット１４，１５に対応する両側には、掘削土砂を取り込むための土砂取込用開口部１６ａが形成されている。
【００１５】
そして、上記シールド本体１は、その外周部分で且つ前部において（前方フード部でもある）、掘進方向で前方に水を噴射し得るように構成されている。
すなわち、図３〜図５に示すように、シールド本体１の外周壁部１ａの周方向で複数箇所（例えば、等間隔おきで設けられる）には、シールド本体の前後方向（シールド本体軸心方向である）に沿って且つ一端側開口部２１ａがシールド本体１の前方の、つまりカッタヘッド３側の空間部１７に対向して配置されるとともに他端側開口部２１ｂがシールド本体１の内面に位置するようにされた水噴射穴（液体噴射穴）２１が形成され、さらにこの水噴射穴２１の他端側開口部２１ｂに、水ポンプ２２が設けられた水供給管（液体供給管）２３が接続されている。
【００１６】
また、上記水噴射穴２１から噴射された噴射水が、カッタビット１５による掘削部分まで届くように、カッタヘッド３の外周端面３ａ、すなわちカッタヘッド３の半径は、上記水噴射穴２１の一端側開口部２１ａより内側位置となるような長さにされており（つまり、カッタヘッドの外径がシールド本体の外径よりも小さくされている）、さらにカッタビット１５の内、最外周に位置するもののについては、一端側開口部２１ａよりの噴射水を避けるために、その後方部外面（背面）には凹状部１５ａが形成されている。
【００１７】
上記構成において、シールド掘進機によりトンネルを掘削する場合、当然に、カッタヘッド３を回転させながらシールド本体１を前進させることにより、地山に所定径の穴を掘削することになるが、この掘削時において、水噴射穴２１より、水が高圧（高圧でなくてもよく、地山の土質に応じた、すなわち地山をほぐす（弛める）ことができるような水圧であればよい）で且つ前方に向って噴射される。
【００１８】
この噴射水は、その前方、すなわちカッタヘッド３に設けられた最外周に位置するカッタビット１５の軌跡上に向かって噴射されることになる。
すなわち、最外周に位置するカッタビット１５の回転軌跡上に噴射されるため、当該カッタビット１５により押圧されて圧密になろうとする部分または圧密状態になっている部分が噴射水によりほぐされて最外周付近の土砂の流れがスムーズとなり、したがってカッタビット１５周りに土砂が付着するのが防止されてカッタビット１５の摩耗が著しく低減される。
【００１９】
このように、シールド本体１の外周壁部１ａから地山に向って水を噴射させるようにしたので、例えば従来例にて説明したように、回転自在に構成されたカッタヘッド側から水を噴射させる場合に比べて、当然に、その構造を簡単にすることができ、したがってシールド掘進機自体の製造コストを安価にすることができる。
【００２０】
また、カッタヘッド３の後方に位置するシールド本体１側から水を前方に向って噴射するようにしているので、カッタビット１５の回転軌跡上に位置する地山部分をほぐすことができ、すなわちカッタビット１５自身の掘削時の移動によって生じる土砂の圧密部を直接ほぐすことができ、例えばカッタヘッドの前面から、またはシールド本体側からカッタヘッドを貫通させて、カッタヘッド前方の地山をほぐすようにしたものに比べて、地山を崩壊させることなくカッタビットの摩耗をより確実に低減させることができ、したがってカッタビットの長寿命化に繋がる。
【００２１】
さらに、水をシールド本体１の前端から前方に噴射するようにしているので、例えば斜め前方（勿論、外方に向って）に噴射させるものに比べて、カッタヘッド周囲の地山を崩壊させるといった心配がない。
【００２２】
ところで、上記実施の形態においては、水噴射穴から水を噴射させるように説明したが、例えば地山の土質を柔らかくする薬液を噴射させるようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明のシールド掘進機の構成によると、シールド本体の外周壁部に設けられた液体噴射穴から、前方に向って水などの液体を噴射させるようにしたので、例えば従来のように回転自在に構成されたカッタヘッド側から液体を噴射させる場合に比べて、その構造を簡単にすることができ、したがってシールド掘進機の製造コストを安価にすることができる。
【００２４】
また、カッタヘッドの後方に位置するシールド本体側から液体を前方に向って噴射するようにしているので、カッタビットの回転軌跡上に位置する地山部分をほぐすことができ、すなわちカッタビット自身の掘削時の移動によって生じる土砂の圧密部を直接ほぐすことができ、例えばカッタヘッドの前面から、またはシールド本体側からカッタヘッドを貫通させて、カッタヘッド前方の地山をほぐすようにしたものに比べて、より確実に、カッタビットの摩耗の低減化が図られ、カッタビットの長寿命化に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るシールド掘進機の断面図である。
【図２】同シールド掘進機の正面図である。
【図３】同シールド掘進機の要部断面図である。
【図４】同シールド掘進機の要部正面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【符号の説明】
１      シールド本体
１ａ    外周壁部
３      カッタヘッド
１１      カッタスポーク
１３      中間カッタスポーク
１５      カッタビット
１５ａ    凹状部
２１      水噴射穴
２２      水ポンプ
２３      水供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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