(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポークの前面に右回転用ビットと左回転用ビットとを備えたカッタの回転により切羽の掘削を行うようにしているシールド掘進機の掘削方法であって、スポークをスポークの軸心を中心に回転可能に支持し、カッタの右回転時には左回転用ビットに対して右回転用ビットが前側に張出すようにスポークを回転させ、カッタの左回転時には右回転用ビットに対して左回転用ビットが前側に張出すようにスポークを回転させることにより、非掘削側のカッタ刃を切羽から待避させ、且つ土砂の性状に応じて掘削側のカッタ刃のすくい角を調整して掘削を行うことを特徴とするシールド掘進機の掘削方法。
【請求項２】
スポークの前面に右回転用ビットと左回転用ビットとを備えたカッタの回転により切羽の掘削を行うようにしているシールド掘進機のカッタであって、左回転用ビットに対して右回転用ビットを前側に張出させた位置と、右回転用ビットに対して左回転用ビットを前側に張出させた位置とに調節できるようスポークを、スポークの軸心を中心に回転可能に支持し、前記スポークの回転を駆動し且つ前側に張出させたビットのすくい角を調整して固定できる回転駆動装置を備えたことを特徴とするシールド掘進機のカッタ。
【請求項３】
カッタ刃が、右回転用ビットと左回転用ビットとを一体に備えておりその前面がフラット面を有している両刃形カッタ刃であることを特徴とする請求項２記載のシールド掘進機のカッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機の掘削方法及びカッタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来のシールド掘進機の一例を示したものであり、シールド装置１の前部には、軸受２を介してシールド装置１の中心を中心に回転するカッタ３が備えられている。図５に示すカッタ３は、放射状に延びる複数のスポーク４を前側に備えており、スポークの前面には複数のカッタ刃５が固定されている。そして、カッタ駆動モータ６の駆動によりギヤ６ａを介してカッタ３を回転させて、前記スポーク４のカッタ刃５により切羽７を掘削するようにしている。
【０００３】
シールド装置１のシールドフレーム８の内側後部では、図示しないセグメント組立装置によってセグメントの組立が行われており、シールド装置１は、この組立てられたセグメントを足掛かりに、推進ジャッキ９によって前進されるようになっている。図中１０は土砂排出用のスクリューである。
【０００４】
シールド掘進機においては、カッタ３の回転駆動による反力によってシールド装置１が回転するのを防止するために、カッタ３は右方向と左方向とに任意に回転できるようにしている。
【０００５】
このため、スポーク４に固定するようにしているカッタ刃５は、カッタの右回転でも左回転でも切羽を掘削できる必要があり、このために、従来のカッタ刃５は、図６、図７に示すように、スポーク４の前面に、右回転用ビット５Ａと左回転用ビット５Ｂとを別個に備えるようにしている。そして、右回転用ビット５Ａと左回転用ビット５Ｂとは、図７に示すようにスポーク４に対して同一高さで前方に突出している。図中１１は各カッタ刃の先端に備えられた超硬チップである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来装置においては、次のような問題を有していた。
【０００７】
即ち、カッタ３のスポーク４に備えられる右回転用ビット５Ａと左回転用ビット５Ｂとは、スポーク４から同一の高さで前方に突出しているために、カッタ３を図８に示すように右回転させて右回転用ビット５Ａにより切羽７の掘削を行うときには、掘削を行っていない左回転用ビット５Ｂが切羽７に接して回転している。また、カッタ３を左回転させて左回転用ビット５Ｂにより切羽７の掘削を行うときには、掘削を行っていない右回転用ビット５Ａが切羽７に接して回転している。
【０００８】
このように、従来のカッタ３においては、カッタ３の回転方向によって切羽７の掘削に用いられていないカッタ刃が常時切羽７に接して擦られるために、カッタ刃５の超硬チップ１１が摩耗し、カッタ刃５の寿命が大幅に短縮されてしまうという問題を有していた。
【０００９】
また、従来の通常のカッタ刃５は、右回転用ビット５Ａと左回転用ビット５Ｂとが別個に構成されてスポーク４に固定されているために、カッタ刃５の設置数が多く、形状も複雑となるために、製造コストが増大するという問題を有していた。また、このように右回転用ビット５Ａと左回転用ビット５Ｂとが別個であると、カッタ刃５を溶接によってスポーク４に固定する作業も増加して、作業時間が増加することによるコストの増加の問題も有していた。
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべくなしたもので、カッタ刃の寿命を延長することができ、しかもカッタ刃の製造を容易にしたシールド掘進機の掘削方法及びカッタを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スポークの前面に右回転用ビットと左回転用ビットとを備えたカッタの回転により切羽の掘削を行うようにしているシールド掘進機の掘削方法であって、スポークをスポークの軸心を中心に回転可能に支持し、カッタの右回転時には左回転用ビットに対して右回転用ビットが前側に張出すようにスポークを回転させ、カッタの左回転時には右回転用ビットに対して左回転用ビットが前側に張出すようにスポークを回転させることにより、非掘削側のカッタ刃を切羽から待避させ、且つ土砂の性状に応じて掘削側のカッタ刃のすくい角を調整して掘削を行うことを特徴とするシールド掘進機の掘削方法、に係るものである。
【００１２】
本発明は、スポークの前面に右回転用ビットと左回転用ビットとを備えたカッタの回転により切羽の掘削を行うようにしているシールド掘進機のカッタであって、左回転用ビットに対して右回転用ビットを前側に張出させた位置と、右回転用ビットに対して左回転用ビットを前側に張出させた位置とに調節できるようスポークを、スポークの軸心を中心に回転可能に支持し、前記スポークの回転を駆動し且つ前側に張出させたビットのすくい角を調整して固定できる回転駆動装置を備えたことを特徴とするシールド掘進機のカッタ、に係るものである。
【００１３】
上記手段において、カッタ刃が、右回転用ビットと左回転用ビットとを一体に備えておりその前面がフラット面を有している両刃形カッタ刃である。
【００１４】
本発明によれば、以下のように作用する。
【００１５】
スポークの回転により、左回転用ビットに対して右回転用ビットを前側に張出させた位置と、右回転用ビットに対して左回転用ビットを前側に張出させた位置とに調節することができ、且つスポークの回転駆動と回転位置の固定とを行えるようにしているので、カッタの回転方向に応じてスポークを回転させて非掘削側のカッタ刃が切羽から待避した状態で掘削を行うことができ、よってカッタ刃の寿命を大幅に延長することができる。
【００１６】
この時、カッタの回転方向に応じて使用するカッタ刃を切替えるためにスポークを回転させる操作は、スポークの小さな角度範囲での回転でよく、よってスポークを回転させるための装置も簡単な構成とすることができる。
【００１７】
更に、スポークを回転することによって、カッタ刃のすくい角を任意に調節することができ、よって土砂の性状に対応した良好な掘削を容易行うことが可能になる。
【００１８】
更に、カッタ刃を、右回転用ビットと左回転用ビットとが一体に形成され、且つ前面にフラット面が形成された両刃形カッタ刃とすることにより、カッタ刃の形状を簡略化でき、製造も容易となり、カッタ刃をスポークに溶接固定する作業工数も削減できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すものであり、図５に示したシールド掘進機と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、本発明の特徴部分についてのみ詳述する。
【００２１】
図１のように、前面にカッタ刃５を固定しているスポーク４の夫々を、その軸心を中心に回転できるように軸受１２によりカッタ３に支持する。更に、カッタ３の中心に固定筒体１３を設け、該固定筒体１３の内部に軸受１４を介してスポーク駆動シャフト１５を配設する。更に、前記各スポーク４におけるカッタ３の中心側端部と、スポーク駆動シャフト１５の前端とを、傘歯車１６により動力が伝達可能に接続する。又、スポーク駆動シャフト１５の後端部にウォームホイール１７を固設し、該ウォームホイール１７に噛合するスポーク回転用ウォーム１８を設け、上記スポーク４と、スポーク駆動シャフト１５と、スポーク回転用ウォーム１８とにより回転駆動装置１９を構成する。
【００２２】
上記回転駆動装置１９は、前記スポーク４の回転を駆動できると共に、スポーク回転用ウォーム１８の回転を固定することによって、スポーク４の回転位置を固定できるようにしている。上記スポーク回転用ウォーム１８は、駆動モータ等にて駆動できるようにしたものでもよく、また、スポーク回転用ウォーム１８を手動で回転できるようにしたものでもよい。
【００２３】
図１に示したカッタ３においては、スポーク４に固定しているカッタ刃５は、図６、図７に示したように、右回転用ビット５Ａと左回転用ビット５Ｂとが別個に備えられたものであってもよい。
【００２４】
一方、図２、図３では、スポーク４の前面に固定するカッタ刃５を、両刃形カッタ刃２０としている。両刃形カッタ刃２０は、右回転用ビット５Ａと左回転用ビット５Ｂとが一体に成形されており、且つ前面にフラット面２１を備えた形状を有している。
【００２５】
前記回転駆動装置１９によれば、図６、７に示したカッタ刃５、及び図２、図３に示した両刃形カッタ刃２０において、左回転用ビット５Ｂに対して右回転用ビット５Ａを前側に張出させた位置と、右回転用ビット５Ａに対して左回転用ビット５Ｂを前側に張出させた位置との間で回転させることができ、このときのスポーク４の回転範囲は、例えば略３０〜６０゜の範囲とすることができる。
【００２６】
なお、図１に示す回転駆動装置１９では、スポーク４の回転位置を任意の位置で固定することができるようになっているが、例えば図４に示す実線位置と破線位置の間で回転ができて、実線位置と破線位置の２点でのみ固定できるようになっていてもよい。
【００２７】
以下に上記形態の作用を説明する。
【００２８】
図１のカッタ３において、スポーク４に図２、図３に示す両刃形カッタ刃２０を備えた場合の作用を説明すると、カッタ３が右方向に回転される際には、回転駆動装置１９によりスポーク４を図４に実線で示すように所要角度左側に回転させ、左回転用ビット５Ｂに対して右回転用ビット５Ａが前側に突出した状態になるようにして切羽７の掘削を行う。
【００２９】
この時、掘削を行わない左回転用ビット５Ｂは切羽７から離れて退避しているために、左回転用ビット５Ｂの超硬チップ１１が摩耗することはない。
【００３０】
また、カッタ３が左方向に回転される際には、回転駆動装置１９によりスポーク４を図４に破線で示すように所要角度右側に回転させ、右回転用ビット５Ａに対して左回転用ビット５Ｂが前側に突出した状態になるようにして切羽７の掘削を行う。
【００３１】
この時、掘削を行わない右回転用ビット５Ａは切羽７から離れて退避しているために、右回転用ビット５Ａの超硬チップ１１が摩耗することはない。
【００３２】
このように、非掘削側のカッタ刃を切羽７から退避しておくことによりカッタ刃５の寿命を延長できる効果は、図６、図７に示した従来のカッタ刃５を備えた場合においても同様に発揮できる。
【００３３】
更に、上記したようにスポーク４を回転させる際に、スポーク４の回転角度を調節して固定すると、切羽７に対するすくい角αを任意に調節することができ、よって土砂の性状に対応した好適な掘削を行うことが可能になる。
【００３４】
また、図２、図３に示すように、カッタ刃５を、右回転用ビット５Ａと左回転用ビット５Ｂとが一体に形成され、且つ前面にフラット面２１が形成された両刃形カッタ刃２０とすると、カッタ刃５の形状を簡略なものとすることができる。従って、カッタ刃５の製造が容易になり、更にカッタ刃５をスポーク４に溶接固定する作業工数も削減できる。
【００３５】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、回転駆動装置には種々の方式のものが採用できること、カッタ刃の形状は種々変更し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、スポークの回転により、左回転用ビットに対して右回転用ビットを前側に張出させた位置と、右回転用ビットに対して左回転用ビットを前側に張出させた位置とに調節することができ、且つスポークの回転駆動と回転位置の固定とを行えるようにしているので、カッタの回転方向に応じてスポークを回転させて非掘削側のカッタ刃が切羽から待避した状態で掘削を行うことができ、よってカッタ刃の寿命を大幅に延長できる効果がある。
【００３７】
また、スポークを回転することによって、カッタ刃のすくい角を任意に調節することができ、よって土砂の性状に対応した良好な掘削を容易に行うことができる効果がある。
【００３８】
更に、カッタ刃を、右回転用ビットと左回転用ビットとが一体に形成され、且つ前面にフラット面が形成された両刃形カッタ刃とすることにより、カッタ刃の形状を簡略化でき、製造も容易となり、カッタ刃をスポークに溶接固定する作業工数も削減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する形態の一例を示す切断側面図である。
【図２】  図１におけるスポークのＩＩ方向拡大矢視図である。
【図３】  図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】  図３の両刃形カッタ刃の作用を示す説明図である。
【図５】  従来のシールド掘進機の一例を示す切断側面図である。
【図６】  図５におけるスポークのＶＩ方向拡大矢視図である。
【図７】  図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視図である。
【図８】  図７のカッタ刃の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
３  カッタ
４  スポーク
５  カッタ刃
５Ａ        右回転用ビット
５Ｂ        左回転用ビット
７  切羽
１９  回転駆動装置
２０  両刃形カッタ刃
２１  フラット面
α  すくい角
【図１】
0004228503.tif 000002
【図２】
0004228503.tif 000003
【図３】
0004228503.tif 000004
【図４】
0004228503.tif 000005
【図５】
0004228503.tif 000006
【図６】
0004228503.tif 000007
【図７】
0004228503.tif 000008
【図８】
0004228503.tif 000009