(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッタヘッドの前面に設けられるディスクカッタ装置において、
（ａ）ディスクカッタ本体、
（ｂ）このディスクカッタ本体が取り付けられる外周面が略円筒形状の台座、
（ｃ）この台座の外周部に設けられその台座を軸線方向に摺動自在に支持するホルダおよび
（ｄ）前記台座の外周面と前記ホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に油圧を供給して前記台座を前記ホルダに対して摺動させる油圧供給手段
を備えることを特徴とするディスクカッタ装置。
【請求項２】
さらに、前記ホルダに対して前記台座がその軸線に直交する平面内で回動するのを防止する回り止め手段が設けられる請求項１に記載のディスクカッタ装置。
【請求項３】
前記ディスクカッタ本体が前記台座に組み付けられるとともに、前記ホルダに前記台座が組み付けられて、これらディスクカッタ本体，台座およびホルダが一体化され、この一体化された組立体が前記ホルダを貫通するボルトによって前記カッタヘッドに取り付けられる構造とされている請求項１または２に記載のディスクカッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクカッタ装置に関し、より詳しくはカッタヘッドの前面に設けられて出代が調整できるようにされたディスクカッタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トンネル掘削機においては、シールド本体の前部にカッタヘッドが回転自在に取り付けられるとともに、このカッタヘッドの前面に多数個のディスクカッタが回転自在に取り付けられてなり、カッタヘッドの回転に伴いディスクカッタが自転することで前方の切羽が掘削されるようになっている。
【０００３】
ところで、この種のトンネル掘削機では、カッタヘッドの外周側に設けられるディスクカッタの出代を調整する出代調整機構が設けられていて、曲線施工時のように余掘りを必要とする場合にその出代調整機構によってディスクカッタの出代を大きくするようにされている。従来、この出代の調整は、チャンバー内に作業者が入って手作業によりシム調整を行うことによりなされていた。このため、作業に危険が伴うとともに、作業効率が極めて悪いという問題点があった。
【０００４】
そこで、このディスクカッタの出代調整を容易に行えるようにしたものが従来よりいろいろと提案されている。例えば実開平５−２７１９７号公報においては、図８に示されているように、コピーディスクカッタ組立体５１が取り付けられたカッタケース５２を４本の油圧ジャッキ５３により移動させるようにしたものが開示されている。また、例えば特開平８−１９３４９４号公報においては、図９に示されているように、ディスクカッタ６１をジャッキ６２の伸縮ロッド６３先端に直接、回転自在に支持するようにしたものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記前者の公報（実開平５−２７１９７号公報）に記載のものでは、４本の油圧ジャッキによってカッタケースを移動させるように構成されているために、全ての油圧ジャッキを同期させて移動させるのが極めて困難であって、この同期操作がうまくできない場合にカジリが発生するという問題点がある。
【０００６】
一方、前記後者の公報（特開平８−１９３４９４号公報）に記載のものでは、１本のジャッキによってディスクカッタを移動させる構成であるために、前述のような同期操作についての問題点を解消することは可能であるが、ディスクカッタとジャッキとを含めた長手方向長さが極めて長くなって、カッタヘッドチャンバー内に飛び出してしまい、このチャンバー内に設置されているスクリューコンベア等に干渉するといった問題点がある。特に、この後者の出代調整機構は、機内の他の部材との干渉の問題から、外径が３ｍ未満のトンネル掘削機（例えば小口径のセミシールドやシールド掘進機等）には適用することができない。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、複数個のジャッキを用いることなく、しかも極めてコンパクトな構造にして小口径のトンネル掘削機にも装着することのできるディスクカッタ装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明によるディスクカッタ装置は、
カッタヘッドの前面に設けられるディスクカッタ装置において、
（ａ）ディスクカッタ本体、
（ｂ）このディスクカッタ本体が取り付けられる外周面が略円筒形状の台座、
（ｃ）この台座の外周部に設けられその台座を軸線方向に摺動自在に支持するホルダおよび
（ｄ）前記台座の外周面と前記ホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に油圧を供給して前記台座を前記ホルダに対して摺動させる油圧供給手段
を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、ホルダの内周面に沿って外周面が略円筒形状の台座が配され、この台座にディスクカッタ本体が取り付けられていて、台座の外周面とホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に油圧供給手段により油圧が供給されることで、台座がホルダに対して軸線方向に摺動される。このようにディスクカッタ本体を支持する台座をピストンとし、ホルダをシリンダとしてディスクカッタ本体の出代を調整するように構成されているので、この出代調整機構としてのジャッキがカッタヘッドチャンバー内へ飛び出る従来構造のものに比べて極めてコンパクトな構造とすることができ、小口径トンネル掘削機に対しても装着することが可能となる。また、１つのディスクカッタ本体に対して複数個のジャッキを設ける必要もないので、ディスクカッタ本体の出し入れ時にカジリ等の不具合が発生することもなくスムーズな出し入れが可能である。さらに、本発明によれば、ディスクカッタ本体の機内側にジャッキ等の邪魔になる部材がないので、このディスクカッタ本体の着脱を容易に行うことができる。
【００１０】
本発明においては、さらに、前記ホルダに対して前記台座がその軸線に直交する平面内で回動するのを防止する回り止め手段が設けられるのが好ましい。このような回り止め手段を設けることで、台座、言い換えればディスクカッタ本体をホルダに対して強固に固定することができ、このディスクカッタ本体がホルダに対して不用意に動いたりするのを確実に防止することができる。
【００１１】
また、前記ディスクカッタ本体が前記台座に組み付けられるとともに、前記ホルダに前記台座が組み付けられて、これらディスクカッタ本体，台座およびホルダが一体化され、この一体化された組立体が前記ホルダを貫通するボルトによって前記カッタヘッドに取り付けられる構造とするのが好適である。このような構造によれば、ディスクカッタ本体，台座およびホルダを予めサブアッセンした状態で、カッタヘッドに取り付けることができるので、このディスクカッタ装置のカッタヘッドへの取り付け作業を極めて簡素化することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるディスクカッタ装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例に係るディスクカッタ装置を装着したシールド掘進機の縦断面図、図２は、同シールド掘進機の正面図である。
【００１４】
本実施例のシールド掘進機１においては、シールド本体２の前部にカッタヘッドサポート３が固定され、このカッタヘッドサポート３に軸受４を介してカッタヘッド５が回転自在に支承されている。このカッタヘッド５の前面には多数個のディスクカッタ装置６が配されている。また、シールド本体２には隔壁７が固定され、この隔壁７と前記カッタヘッド５との間には、掘削土砂を取り込むためのチャンバー８が画成されている。
【００１５】
前記ディスクカッタ装置６のうち、カッタヘッド５の外周側に設けられるディスクカッタ装置６（本実施例では、図２で符号６Ａ，６Ｂ，６Ｃで示す３個のディスクカッタ装置）には、出代調整機構（嵩上げ機構）９が設けられている。以下、この出代調整機構９の詳細構造を、図３（ディスクカッタ装置の断面図），図４（図３のＡ矢視図）および図５（図３の要部拡大図）を参照しながら説明する。
【００１６】
この出代調整機構９は、ディスクカッタ本体１０が支持される台座１１と、この台座１１の外周部に設けられるホルダ１２とを備える構造とされている。台座１１は、外周面が略円筒形状で、内周面に中央へ向けて突出する複数個（本実施例では４個）の受け座１１ａを有しており、これら受け座１１ａに前記ディスクカッタ本体１０が載置されて下方からボルト１３により固定されるようになっている。一方、前記ホルダ１２は、前記台座１１の外周面と摺接するように配され、このホルダ１２を貫通する複数本（本実施例では１６本）のボルト１４によってカッタヘッド５に固定されている。なお、ホルダ１２の各部材間は４本のボルト１５によって互いに固定されている。
【００１７】
前記台座１１の外周面にはスプライン歯１６が設けられ、このスプライン歯１６がホルダ１２内周面の溝部に嵌合することで、小さな面圧でホルダ１２に対する台座１１の回り止めができる構造とされている。また、ホルダ１２には２系統のオイル通路１７，１８が形成され、各オイル通路１７，１８が、台座１１，ホルダ１２の摺動面に形成されるチャンバー１９，２０にそれぞれ開口することで、ホルダ１２をシリンダとし台座１１をピストンとして、ホルダ１２に対して台座１１、言い換えればディスクカッタ本体１０が前後方向（図５で矢印Ｂ−Ｃ方向）に移動できるようにされている。なお、これらホルダ１２と台座１１との摺接面には、オイルシールとしてのピストンシール２１並びにＵパッキン２２，２３と、ダストシールとしてのＵパッキン２４，２５が介挿されている。また、ホルダ１２を構成する各部材間にはＯリング２６，２７が介挿されている。
【００１８】
このように構成されているディスクカッタ装置６において、通常の掘進時には、オイル通路１８を介してチャンバー１９に油圧が供給されているために、台座１１（ディスクカッタ本体１０）はホルダ１２に対して収縮した位置（図３で実線で示す位置）にある。この状態で、カッタヘッド５を回転させながらシールド本体２を前進させることにより、前方の切羽はディスクカッタ装置６のディスクカッタ本体１０により掘削され、掘削土砂はチャンバー８内に取り込まれてスクリューコンベア２８により後方へ搬出される。
【００１９】
次に、曲線施工時のように余掘りを必要とする場合には、図示されない油圧供給手段よりオイル通路１７を介してチャンバー２０内に油圧が供給される。これによって、ホルダ１２に対して台座１１、言い換えればディスクカッタ本体１０が嵩上げ量δだけ前進され、曲線施工に必要な余掘り量が容易に確保される。この場合、図２に示される３つのディスクカッタ装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃの各嵩上げ量は、それぞれカッタヘッド５の回転方向に沿って順次大きくなるように設定するのが余掘りをよりスムーズに行う上で好ましい。
【００２０】
本実施例において、ディスクカッタ装置６のカッタヘッド５への組み付けに際しては、まずディスクカッタ本体１０をボルト１３によって台座１１に固定するとともに、この台座１１をホルダ１２に組み付けることで、これらディスクカッタ本体１０，台座１１およびホルダ１２をボルト１５により一体化し、この一体化された組立体をホルダ１２を貫通するように設けられるボルト１４によってカッタヘッド５に取り付けるようにする。こうすることで、ディスクカッタ本体１０，台座１１およびホルダ１２を予めサブアッセンした状態でカッタヘッド５に取り付けることができ、現場でディスクカッタの構成部材を組立てながら直接取り付けるといった煩雑な作業が不要になって、ディスクカッタ装置６のカッタヘッド５への取り付け作業を極めて簡素化することができる。
【００２１】
また、ディスクカッタ本体１０のみを交換する場合には、このディスクカッタ本体１０を固定しているボルト１３を外すことで、カッタヘッド５の前方側へ容易に取り外すことができ、またボルト１３を外した状態で、ディスクカッタ本体１０を９０°回動させて機内側へも容易に取り外すことができる。
【００２２】
以上のように、本実施例によれば、ディスクカッタ本体１０を支持する台座１１をピストンとし、ホルダ１２をシリンダとしてディスクカッタ本体１０の出代を調整するようにされているので、この出代調整機構としてのジャッキがカッタヘッドチャンバー内へ飛び出る従来構造のものに比べて極めてコンパクトな構造とすることができる。したがって、小口径トンネル掘削機に適用して好適なディスクカッタ装置を得ることができる。また、１つのディスクカッタ本体１０に対して複数個のジャッキを設ける必要もないので、これら複数個のジャッキが同期操作できない場合に生じるカジリ等の不具合の発生を回避することができる。さらに、ディスクカッタ本体１０として、従来一般に使用されているものをそのまま用いることができるという利点も有している。
【００２３】
図６，図７には、本発明の他の実施例に係るディスクカッタ装置が示されている。
【００２４】
先の実施例においては、ホルダ１２に対する台座１１の回り止め構造として、スプライン嵌合を用いるものを説明したが、本実施例においては、台座１１の外周面の下部に内側へ窪む平面視八角形の段部１１ｂを形成し、この段部１１ｂに嵌合するようにホルダ１２の下面に八角形の回り止め板２９をボルト３０で固定するように構成している。なお、これ以外の点については、先の実施例と基本的に異なるところがない。したがって、先の実施例と共通する部分に同一符号を付すに止めてその詳細な説明を省略するものとする。
【００２５】
本実施例の構造によっても、先の実施例と同様の作用効果を奏するものである。本実施例において、回り止め板２９の形状は、八角形に限る必要はなく、その他の多角形とすることができる。
【００２６】
なお、ホルダ１２に対する台座１１の回り止め構造としては、前述のスプライン嵌合によるもの、多角形板によるもののほか、キーとキー溝との嵌合によるものなどいろいろな変形例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るディスクカッタ装置を装着したシールド掘進機の縦断面図である。
【図２】図２は、本実施例のシールド掘進機の正面図である。
【図３】図３は、本実施例のディスクカッタ装置の断面図である。
【図４】図４は、図３のＡ矢視図である。
【図５】図５は、図３の要部拡大図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施例に係るディスクカッタ装置の断面図である。
【図７】図７は、図６のＡ矢視図である。
【図８】図８は、従来のディスクカッタ装置を示す図である。
【図９】図９は、従来の他のディスクカッタ装置を示す図である。
【符号の説明】
１  シールド掘進機
２  シールド本体
３  カッタヘッドサポート
４  軸受
５  カッタヘッド
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ  ディスクカッタ装置
７  隔壁
８  チャンバー
９  出代調整機構（嵩上げ機構）
１０  ディスクカッタ本体
１１  台座
１１ａ  受け座
１２  ホルダ
１３，１４，１５  ボルト
１６  スプライン歯
１７，１８  オイル通路
１９，２０  チャンバー
２１  ピストンシール
２２，２３，２４，２５  Ｕパッキン
２６，２７  Ｏリング
２８  スクリューコンベア
２９  回り止め板
３０  ボルト
【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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【図６】
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【図７】
0003758816.tif 000008
【図８】
0003758816.tif 000009
【図９】
0003758816.tif 000010