JPH0642292A - 立坑用シールド掘進機のカッタ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削された土砂や泥水を積極的にカッタ中心
部へ集土させる立坑用シールド掘進機のカッタ構造を提
供すること。 【構成】 下方に掘進する立坑用シールド掘進機１の下
端部にカッタスポーク３を放射状に回転自在に設けると
共に、該カッタスポーク３の外周先端３ｂを回転方向前
方に傾斜させたことを特徴とする立坑用シールド掘進機
のカッタ構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉛直下方に掘進する立
坑用シールド掘進機に係り、特に、掘削土砂をカッタ中
心側に集土させるようにした立坑用シールド掘進機のカ
ッタ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、図４に示すように、トンネル工事
の起点・終点となる立坑を泥水式シールド掘進機１によ
って形成する試みがなされている。上記掘進機１の下端
にはモータにより回転駆動され切羽を掘削するカッタ２
が設けられており、その掘削土砂がカッタ背面部のカッ
タ室に取り込まれるようになっている。カッタ室に取り
込まれた土砂は、送泥管（図示せず）により供給された
送泥水により泥水状態となり、排泥管（図示せず）を通
って流体輸送される。

【０００３】上記カッタは、図５に示すように、放射状
に配置された複数のカッタスポーク３を有しており、こ
れらカッタスポーク３に実質的に切羽を掘削するカッタ
ビット４が列状に配置されている。ここで、上記掘進機
１が鉛直下方に掘進する場合、送泥管から供給された送
泥水は下方の切羽５に溜まることになるので、図４に示
すように上記カッタ２全体をコーン状とし、上記泥水を
最下部であるカッタ中心に集め、集められた土砂混じり
の泥水をカッタ２の中心に開口された排泥口６を介して
流体排出するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように掘
削された土砂や泥水を重力によって最下部（カッタ中
心）の排泥口６に集めることは、積極的な集土とはいえ
ず実際には効率が悪く、土砂や泥水が排泥口６に集土さ
れにくい。

【０００５】よって、排土効率が悪くなって切羽５面に
掘削土砂・泥水が停滞してしまい、カッタスポーク３お
よびカッタビット４の摩耗が増大する。また、掘進スピ
ードが遅くなり、シールドジャッキ７の負荷も大きくな
る。

【０００６】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、掘削された土砂や泥水を積極的にカッタ中心部
へ集土させる立坑用シールド掘進機のカッタ構造を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、下方に掘進する立坑用シールド掘進機の下
端部にカッタスポークを放射状に回転自在に設けると共
に、該カッタスポークの外周先端を回転方向前方に傾斜
させたことを特徴とする立坑用シールド掘進機のカッタ
構造。

【０００８】

【作用】下方に掘進すべく掘進機の下端部に設けられた
カッタスポークが回転すると、掘削された土砂や泥水
は、外周先端が回転方向前方に傾斜されたカッタスポー
クに案内されて外周部からカッタ中心部へと集土され
る。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１および図４に示すように、カッタ２
は、鉛直に配置された円筒状のシールドフレーム８の下
端部に回転自在に設けられており、モータによって回転
駆動されるようになっている。このカッタ２は、小径の
中央カッタ部２ａとその周りに取り付けられた外周カッ
タ部２ｂとからなり、図示しないモータによって回転駆
動される。また、このカッタ２は、下方に尖ったコーン
形状に成形されており、中心部が最下端となるようにな
っている。

【００１１】上記中央カッタ部２ａには、四本のカッタ
スポーク３ａが放射状に設けられており、各カッタスポ
ーク３ａの両側にそれぞれ土砂取込口９が開口してい
る。これらカッタスポーク３ａには、実質的に切羽５を
掘削するカッタビット４が列状に取り付けられている。
また、この中央カッタ部２ａの中心には、三角板状のセ
ンタービット１０が取り付けられていると共に、掘削さ
れた土砂や泥水を吸い込む排泥口６が開口されている。

【００１２】他方、上記外周カッタ部２ｂには、Ｖ字型
のカッタスポーク３ｂが周方向に間隔を隔てて八個設け
られており、各Ｖ字型カッタスポーク３ｂの間およびＶ
字の間が土砂取込口１１となっている。これらＶ字型カ
ッタスポーク３ｂには、カッタビット４が列状に取り付
けられている。ここで、このようにＶ字型カッタスポー
ク３ｂを配置することは、カッタスポーク３の外周先端
をその回転方向前方に所定角度θ傾斜させたことと同様
となる。

【００１３】例えば、図１中カッタ２が反時計廻りに回
転する場合、図２に示す如く切羽５の土砂はＶ字型カッ
タスポーク３ｂの左側スポーク３ｂ₁ に当たるので、こ
の左側スポーク３ｂ₁ が実質的なカッタスポークとな
る。この左側スポーク３ｂ₁ の外周先端は、カッタ回転
方向前方に所定角度θ傾斜することになる。逆に、図１
中カッタ２が時計廻りに回転する場合には、Ｖ字型カッ
タスポーク３ｂの右側スポーク３ｂ₂ が実質的なカッタ
スポークとなり、この外周先端がカッタ回転方向前方に
所定角度θ傾斜することになる。

【００１４】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。

【００１５】図１に示す如くカッタ２を反時計廻りに回
転させると、その回転に伴って図２に示すようにカッタ
室内に滞留している泥水は、Ｖ字型カッタスポーク３ｂ
の左側スポーク３ｂ₁ およびその背面リブ１２に当た
る。すると、これら左側スポーク３ｂ₁ および背面リブ
１２がカッタ中心からの放射線に対して所定角度θ傾け
られて配置されているため、その泥水はこれら左側カッ
タスポーク３ｂ₁ および背面リブ１２に沿って案内され
て、外周部からカッタ中心部へと集土される。すなわ
ち、カッタ室内の泥水に外周部から中心へ向かう渦巻状
の流れが形成される。

【００１６】また、図３に示すように、上記左側カッタ
スポーク３ｂ₁ に取り付けられたカッタビット４にもス
ポークと同様の角度θが付くので、カッタ２の回転に伴
って切羽５面の掘削土砂がビット４に案内されて外周部
からカッタ中心部へと集土されることになる。すなわ
ち、切羽５面の掘削土砂にも外周部から中心へ向かう渦
巻状の流れが形成される。

【００１７】このように、カッタ２の回転に伴って外周
部からカッタ中心部へと集土された掘削土砂や泥水は、
カッタ中心部に開口された排泥口６から吸い込まれ、流
体輸送される。

【００１８】上述の如く、新たに集土装置を加えること
なく、カッタ２の回転を利用して掘削土砂や泥水を積極
的にカッタ中心部に集土させ、カッタ中心部の排泥口６
から排出するようにしたので、排土効率が可及的に向上
する。よって、切羽５面に掘削土砂・泥水が停滞するこ
とはなく、カッタスポーク３およびカッタビット４の摩
耗が減少する。また、掘進スピードが速くなり、シール
ドジャッキ７の負荷が小さくなる。また、Ｖ字型カッタ
スポーク３ｂのＶ字間にも土砂取込口１１が開口されて
いるので、そこから掘削土砂が逃げ、掘削土砂の押し付
けに基づくカッタスポーク３ｂおよびカッタビット４の
摩耗が減少する。

【００１９】なお、上記掘進機は親子シールドであり、
立坑を所定深まで鉛直下方に掘進した後、外周カッタ部
２ｂを中央カッタ部２ａから切り離し、シールドフレー
ム８内部の球体シールド１３を回転させ、子シールドマ
シン１４により横坑を掘進するようになっている。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果を発揮できる。

【００２１】新たに集土装置を加えることなく即ち低コ
ストで、掘削土砂および泥水の集土効率を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての立坑用シールド掘進
機のカッタの正面図である。

【図２】上記カッタの要部拡大図である。

【図３】上記カッタのビット部の拡大図である。

【図４】立坑用シールド掘進機の断面図である。

【図５】従来例を示す立坑用シールド掘進機のカッタの
正面図である。

【符号の説明】

１ 立坑用シールド掘進機 ２ カッタ ２ａ 中央カッタ部 ２ｂ 外周カッタ部 ３ カッタスポーク ３ａ 中央カッタ部のカッタスポーク ３ｂ 外周先端としてのＶ字型カッタスポーク ４ カッタビット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂間 茂 東京都調布市西つつじヶ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社内 (72)発明者 別所 俊彦 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 小林 信明 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 金子 研一 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 伊藤 広幸 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 飛田 一幸 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下方に掘進する立坑用シールド掘進機の
   下端部にカッタスポークを放射状に回転自在に設けると
   共に、該カッタスポークの外周先端を回転方向前方に傾
   斜させたことを特徴とする立坑用シールド掘進機のカッ
   タ構造。