JPH09291792A

JPH09291792A - カッタヘッド

Info

Publication number: JPH09291792A
Application number: JP10649496A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Mori; 輝幸森; Hirohiko Obayashi; 博彦大林; Toshifumi Inoue; 年史井上; Masaru Murakami; 賢村上; Fumihiko Ishise; 文彦石瀬
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】トンネル掘削機のカッタヘッドにおいて、カ
ッタビットが摩耗しても掘削効率の低下を防止し、且
つ、安全性並びに作業能率の向上を図る。【解決手段】カッタヘッド３１のカッタスポーク３２
に複数の第１カッタビット３３を固定すると共に、この
複数の第１カッタビット３３に隣接して複数の第２カッ
タビット４３を回動自在に取付け、通常、この第２カッ
タビット４３をカッタヘッド３１の内部に収容した収容
位置に保持し、第１カッタビット３３の摩耗時には、回
転ジャッキ４７によってカッタヘッド３１の前面から突
出した突出位置に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削機本体の前部
に装着されて地盤を掘削する複数のカッタビットを有す
るカッタヘッド、並びに、このカッタヘッドが装着され
たトンネル掘削機、このカッタヘッドを用いたトンネル
掘削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に一般的なシールド掘削機の概略断
面、図６にこのシールド掘削機の正面視、図７にカッタ
ビットの装着状態を表す従来のカッタヘッドの要部断面
（図６のVII−VII断面）、図８に長期使用によるカッタ
ビットの摩耗状態を表す概略を示す。

【０００３】図５及び図６に示すように、一般的なシー
ルド掘削機において、掘削機本体としての円筒形状をな
すスキンプレート１１の前部にはカッタヘッド１２が回
転自在に装着されており、このカッタヘッド１２の前面
には放射状をなしてスポーク１３が固定され、このスポ
ーク１３に多数のカッタビット１４が固定されている。
そして、カッタヘッド１２の後部にはリングギア１５が
固定される一方、スキンプレート１１には油圧モータ１
６が取付けられ、この油圧モータ１６の駆動ギア１７が
このリングギア１５に噛み合っている。従って、油圧モ
ータ１６を駆動して駆動ギア１７を回転駆動すると、リ
ングギア１５を介してカッタヘッド１２を回転すること
ができる。

【０００４】また、スキンプレート１１にはカッタヘッ
ド１２の後方に位置してバルクヘッド１８が取付けられ
ており、カッタヘッド１２とこのバルクヘッド１８との
間にチャンバ室１９が形成されている。そして、このチ
ャンバ室１９には一端がシールド掘削機の外部に延設さ
れた送泥管２０及び排泥管２１の他端が開口しており、
排泥管２１の開口部分の近傍には掘削土砂と泥水とを攪
拌、混合するアジテータ２２が設置されている。

【０００５】更に、スキンプレート１１の後部外周辺に
は円周方向に複数のシールドジャッキ２３が並設されて
おり、このシールドジャッキ２３がシールド掘削機の掘
進方向後方に伸長して掘削したトンネル内周面に構築さ
れた図示しない既設のセグメントＳに押し付けること
で、その反力によりスキンプレート１１、即ち、シール
ド掘削機全体を前進することができる。一方、スキンプ
レート１１の後部中央部にはセグメントエレクタ２４が
設けられており、このセグメントエレクタ２４はシール
ドジャッキ２３によって前進したスキンプレート１１と
既設のセグメントＳとの間の空所に新しいセグメントＳ
を装着してトンネルを構築することができる。

【０００６】ところで、前述したカッタビット１４は、
図７に示すように、スポーク１３の両側に溶接あるいは
ボルトアップによって固定されている。このカッタビッ
ト１４は地盤を破砕するカッタビットチップ１４ａとこ
のカッタビットチップ１４ａを保持してカッタビット本
体を構成するカッタビットシャンク１４ｂから構成され
ている。そして、このカッタビットチップ１４ａはＷＣ
系超硬合金等の対土砂摩耗性に優れた高硬度の材料で造
られる一方、カッタビットシャンク１４ｂはカッタビッ
トチップ１４ａほどの硬度は必要ではないが、土砂の流
動摩耗に耐え得る硬度は必要で、且つ、加工性の良い材
料が必要であって工具鋼などが使用される。

【０００７】従って、図５に示すように、トンネルを掘
削形成するには、まず、複数のシールドジャッキ２３を
伸長し、既設のセグメントＳへの押し付け反力によって
スキンプレート１１を前進させる一方、油圧モータ１６
によりカッタヘッド１２を回転させ、多数のカッタビッ
ト１４によって前方の地盤を掘削する。そして、カッタ
ビット１４によって掘削された土砂はチャンバ室１９内
に取り込まれ、送泥管２０から給水されてアジテータ２
２により掘削土砂と送水とが攪拌、混合され、排泥管２
１により外部に排出される。次に、シールドジャッキ２
３の何れか一つを縮み方向に作動して既設のセグメント
Ｓとの間に空所を形成し、セグメントエレクタ２４によ
ってこの空所に新しいセグメントＳを装着する。この作
業の繰り返しによって所定長さのトンネルを掘削形成し
ていく。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、掘削形成するト
ンネルは長距離化の傾向にあり、シールド掘削機による
掘削作業中にカッタヘッド１２に装着されたカッタビッ
ト１４が摩耗し、土砂の掘削抵抗が増大して掘削効率が
低下したり、掘削不能になってしまう。即ち、カッタヘ
ッド１２が図７に示す矢印方向に正回転するとき、前方
（図７にて右方）のカッタビット１４のチップ１４ａが
地山に対して所定切込み量だけ地盤を掘削し、掘削土砂
はカッタビット１４の正面部に沿って掘削機後方に移動
することとなり、この掘削土砂によってカッタビット１
４の正面部に摩耗が発生し易い。また、このとき、掘削
土砂は後方（図７にて左方）のカッタビット１４の背面
部に沿って移動しすることとなり、この掘削土砂によっ
てカッタビット１４の背面部にも摩耗が発生し易い。な
お、カッタヘッド１２の逆回転時には、逆の作用とな
る。すると、カッタビット１４は長期の使用により、図
８に示すように、チップ１４ａの先端部に摩耗が発生し
て先鋭でなくなる共に、正面部１４Ｆに摩耗Ｐ₁、背面
部１４Ｒに摩耗Ｐ₂がそれぞれ発生し、地盤の掘削や土
砂の排出に支障をきたしてしまうという問題がある。

【０００９】そのため、このカッタビット１４が摩耗し
た場合には、掘削作業を停止して摩耗したカッタビット
を交換しなければならない。従来は、シールド掘削機に
よる掘削作業を停止し、まず、カッタビット１４を交換
するシールド掘削機の前方の地盤を薬液の注入や凍結な
どにより固化改良し、且つ、完全に止水してからこの地
盤改良地点までトンネル掘削機を掘進させる。ここで、
シールド掘削機を停止してチャンバ室１６内の掘削土砂
を全て排出し、作業者がこのチャンバ室１９内に入り、
また、カッタヘッド１２の前方の出たりしてカッタビッ
ト１４の交換作業、即ち、摩耗したカッタビット１４を
取り外して新しいカッタビットを取付けていた。

【００１０】ところが、このシールド掘削機におけるカ
ッタビットの交換作業にあっては、地盤の改良を行うた
めに薬液などの費用がかかり不経済であると共に、作業
時間も長くかかってしまい作業性が良くない。また、作
業者はチャンバ室１９内の狭い空間やカッタヘッド１２
の前方の空間で作業を行うことなり、不自由で危険な作
業となって作業者にかかる負担が大きくなってしまうと
いう問題がある。

【００１１】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、カッタビットが摩耗しても掘削効率の低下を防
止し、且つ、安全性並びに作業能率の向上を図ったカッ
タヘッド並びにトンネル掘削機、トンネル掘削方法を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のカッタヘッドは、掘削機本体の前部に装着
されて地盤を掘削する複数のカッタビットが装着された
カッタヘッドにおいて、前記掘削機本体の前部に複数の
第１カッタビットが固定されると共に、該複数の第１カ
ッタビットにそれぞれ隣接して複数の第２カッタビット
が回動自在に取付けられ、該第２カッタビットは駆動手
段によって前記カッタヘッド内部に収容された収容位置
と該カッタヘッド前面から突出した突出位置とに移動自
在に支持されたことを特徴とするものである。

【００１３】従って、掘削作業の開始当初は、第１カッ
タビットは先端が鋭利であり、第２カッタビットはカッ
タヘッド内部に収容された収容位置にある。この状態
で、掘削機本体の前進に伴ってカッタヘッドが稼働する
と、このカッタヘッドに取付けられた複数の第１カッタ
ビットが地盤を掘削してトンネルを形成する。そして、
長期の間、掘削作業を行うと、第１カッタビットの先端
部が摩耗し、土砂の掘削抵抗が増大して掘削効率が低下
するので、このときは、カッタヘッド内部の収容位置に
ある第２カッタビットを、駆動手段によってこのカッタ
ヘッド前面から突出した突出位置に移動させることで、
この第２カッタビットが露出することとなり、新しい第
２カッタビットによって地盤の掘削作業が連続して行わ
れる。

【００１４】また、本発明のトンネル掘削機は、筒状の
掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進手段と、
前記掘削機本体の前部に駆動回転自在に装着されたカッ
タヘッドと、該カッタヘッドを駆動回転するカッタヘッ
ド駆動手段と、前記カッタヘッドの前面部に固定された
放射状をなすスポークと、該スポークに固定された複数
の第１カッタビットと、該複数の第１カッタビットにそ
れぞれ隣接して前記スポーク回動自在に取付けらた第２
カッタビットと、該第２カッタビットを前記カッタヘッ
ド内部に収容された収容位置と該カッタヘッド前面から
突出した突出位置とに移動自在としたカッタビット駆動
手段とを具えたことを特徴とするものである。

【００１５】従って、掘削作業の開始当初は、第１カッ
タビットは先端が鋭利であり、第２カッタビットはカッ
タヘッド内部に収容された収容位置にある。この状態
で、カッタヘッド駆動手段によってカッタヘッドを駆動
回転しながら、推進手段によって掘削機本体を前進させ
ることで、カッタヘッドの前面部に固定された第１カッ
タビットが前方の地盤を破砕してトンネルを掘削する。
そして、長期の使用によって第１カッタビットの先端部
が摩耗し、土砂の掘削抵抗が増大して掘削効率が低下す
るので、このときは、カッタヘッド内部の収容位置にあ
る第２カッタビットを、カッタビット駆動手段によって
このカッタヘッド前面から突出した突出位置に移動させ
ることで、この第２カッタビットが露出することとな
り、新しい第２カッタビットによって地盤の掘削作業が
連続して行われる。

【００１６】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駆動回転しな
がら該掘削機本体を前進させることで該カッタヘッドの
前面部に固定された多数の第１カッタビットが前方の地
盤を掘削してトンネルを形成し、該第１カッタビットに
摩耗が進行して掘削能力が低下したときには、前記カッ
タヘッド内に収容された第２カッタビットを該カッタヘ
ッド前方に突出し、該第２カッタビットによって地盤を
掘削してトンネルを形成するようにしたことを特徴とす
るものである。

【００１７】従って、トンネルの掘削中に、第１カッタ
ビットの摩耗が進行したとき、カッタヘッド内に収容さ
れた第２カッタビットをカッタヘッド前方に突出し、こ
の第２カッタビットによって掘削作業を連続して行うこ
とが可能となり、掘削効率が低下することはない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１９】本発明のカッタヘッドは、掘削機本体の前
部に装着されて地盤を掘削する複数のカッタビットが装
着されたものである。即ち、カッタヘッド本体には、先
端部に硬質のチップを有する第１カッタビットが複数固
定されている。また、この複数の第１カッタビットにそ
れぞれ隣接した位置に第２カッタビットが複数取付けら
れている。この各第２カッタビットはカッタヘッド本体
に回動自在に取付けられており、駆動手段としての油圧
ジャッキなどによって回動することができる。そして、
この各第２カッタビットは、通常、カッタヘッドの内部
に収容された収容位置に位置しており、必要に応じて、
油圧ジャッキを伸長、あるいは、収縮することで、カッ
タヘッドの前面から外方に突出した突出位置に移動する
ことができるようになっている。

【００２０】従って、掘削機本体の前進に伴ってカッタ
ヘッドが稼働すると、このカッタヘッドに固定された鋭
利な第１カッタビットが地盤を掘削して掘削作業を行
う。そして、長期にわたって掘削作業を行うと、掘削地
盤によって第１カッタビットのチップ先端が摩耗し、土
砂の掘削抵抗が増大して掘削効率が低下するので、交換
が必要となる。このとき、カッタヘッド内部の収容位置
にある第２カッタビットを、駆動手段によってこのカッ
タヘッド前面から突出した突出位置に移動させること
で、この第２カッタビットが露出し、且つ、摩耗した第
１カッタビットに代わって第２カッタビットが前方に突
出することとなり、この新しい第２カッタビットによっ
て地盤の掘削作業が連続して行われる。

【００２１】このように長期の使用によって第１カッタ
ビットが摩耗すると、この摩耗した第１カッタビットに
代えて先鋭の新しい第２カッタビットを突出させること
で、作業を中断することなく、第１及び第２カッタビッ
トによって掘削作業を連続して行うことができる。

【００２２】また、本発明のトンネル掘削機は、前述し
たカッタヘッドをトンネル掘削機の前面部に回転自在に
装着したものである。このトンネル掘削機は、筒状の掘
削機本体が油圧ジャッキなどの推進手段によって前進可
能であり、前部に回転自在なカッタヘッドが装着され、
モータなどのカッタヘッド駆動手段によって駆動回転で
きるようになっている。そして、このカッタヘッドの前
面部には放射状をなしてスポークが固定され、このスポ
ークには先端にチップを有する第１カッタビットが複数
固定されている。また、この複数の第１カッタビットに
それぞれ隣接した位置には第２カッタビットが複数取付
けられており、この第２カッタビットはそれぞれスポー
クに回動自在に取付けられ、油圧ジャッキなどのカッタ
ビット駆動手段によって回動することができる。そし
て、この各第２カッタビットは、通常、カッタヘッドの
内部に収容された収容位置に位置しており、必要に応じ
て、油圧ジャッキを伸長、あるいは、収縮することで、
カッタヘッドの前面から外方に突出した突出位置に移動
することができるようになっている。

【００２３】従って、カッタヘッド駆動手段によってカ
ッタヘッドを駆動回転しながら、推進手段によって掘削
機本体を前進させることで、カッタヘッドの前面部に固
定された鋭利な第１カッタビットが前方の地盤を掘削し
てトンネルを形成する。そして、長期にわたって掘削作
業を行うと、掘削地盤によって第１カッタビットのチッ
プ先端が摩耗し、土砂の掘削抵抗が増大して掘削効率が
低下するので、交換が必要となる。このとき、カッタヘ
ッドの内部の収容位置にある第２カッタビットを、カッ
タビット駆動手段によってこのカッタヘッド前面から突
出した突出位置に移動させることで、この第２カッタビ
ットが露出し、且つ、摩耗した第１カッタビットに代わ
って第２カッタビットが前方に突出することとなり、こ
の新しい第２カッタビットによって地盤の掘削作業が連
続して行われる。

【００２４】このように長期の使用によって第１カッタ
ビットが摩耗すると、この摩耗した第１カッタビットに
代えて先鋭の新しい第２カッタビットを突出させること
で、掘削作業を中断することなく、掘削機は第１カッタ
ビット摩耗前と同様に地盤を掘削し、掘削効率を低下さ
せずに連続してトンネルを形成できる。

【００２５】更に、本発明のトンネル掘削方法は、前述
したトンネル掘削機を用いてトンネルを掘削する方法で
あり、カッタヘッドを駆動回転しながら掘削機本体を前
進させることで、カッタヘッドの前面部に固定された多
数の第１カッタビットが前方の地盤を掘削してトンネル
を形成し、この第１カッタビットに摩耗が進行して掘削
能力が低下したときには、カッタヘッド内に収容された
第２カッタビットをカッタヘッド前方に突出し、この第
２カッタビットによって地盤を掘削してトンネルを形成
するものである。

【００２６】このように長期の使用によって第１カッタ
ビットが摩耗すると、この摩耗した第１カッタビットに
代えて先鋭の新しい第２カッタビットが突出させること
で、掘削作業を中断することなく、カッタビット摩耗前
と同様に地盤を掘削し、掘削効率を低下させずに連続し
てトンネルを形成できる。

【００２７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２８】図１に本発明の第１実施例に係るトンネル
掘削機としてのシールド掘削機に装着されたカッタヘッ
ドの要部断面、図２に第１実施例における第２カッタビ
ットの突出状態を表すカッタヘッドの要部断面を示す。

【００２９】本実施例のシールド掘削機に装着されたカ
ッタヘッドにおいて、図１に示すように、カッタヘッド
３１のカッタスポーク３２には多数（本実施例では一
つ）の第１カッタビット３３が溶接などによって取付け
られており、この第１カッタビット３３の先端部には第
１カッタビットチップ３４が装着されている。また、カ
ッタスポーク３２にはこの第１カッタビット３３に隣接
して開口部４１が形成されており、この開口部４１の前
部に固定されたブラケット４２には第２カッタビット４
３の基端部が回動軸４４によって回動自在に取付けられ
ている。そして、この第２カッタビット４３の先端部に
は第２カッタビットチップ４５が装着されている。

【００３０】また、カッタスポーク３２の内部には掘進
方向前後に沿ってジャッキガイド４６が移動自在に支持
されると共に、カッタビット駆動手段としての回転ジャ
ッキ４７が装着されており、この回転ジャッキ４７の駆
動ロッド４８の先端部がジャッキガイド４６に連結され
ている。そして、このジャッキガイド４６と第２カッタ
ビット４３との間には連結リンク４９が架設され、それ
ぞれ連結軸５０，５１によって回動自在に連結されてい
る。また、カッタスポーク３２とジャッキガイド４６と
の摺接部には回転ジャッキ４７側への掘削土砂の侵入を
防止するシール部材５２が取付けられている。従って、
第２カッタビット４３は、通常、カッタヘッド３１のカ
ッタスポーク３２の内部に収容された収容位置に位置し
ており、必要に応じて回転ジャッキ４７を伸長すること
で、開口部４１からカッタスポーク３２の前面に突出す
る突出位置に移動することができるようになっている。

【００３１】なお、前述したように、通常、第２カッタ
ビット４３はカッタスポーク３２内に収容されており、
この状態で開口部４１には粘土等の柔らかい素材の充填
材が装着されており、回転ジャッキ４７によってこの第
２カッタビット４３が突出するときには、第２カッタビ
ット４３が充填材を破壊して突出できるようになってい
る。

【００３２】ここで、上述した本実施例のシールド掘削
機に装着されたカッタヘッド３１の作用について説明す
る。

【００３３】トンネルを掘削形成する場合、通常、複数
のシールドジャッキを伸長してスキンプレートを前進さ
せる一方、油圧モータによりカッタヘッド３１を回転さ
せ、多数のカッタビット３３（４３）によって前方の地
盤を掘削して行う。本実施例のカッタヘッド３１にあっ
ては、図１に示すように、当初、カッタスポーク３２に
固定された第１カッタビット３３が多数外部に露出して
おり、この第１カッタビット３３の鋭利な各カッタビッ
トチップ３４が前方の地盤を掘削する。一方、回転ジャ
ッキ４７は収縮しており、第２カッタビット４３はカッ
タヘッド３１のカッタスポーク３２の内部に収容された
収容位置に位置しており、開口部４１には粘土等の柔ら
かい素材の充填材が装着されることで、カッタスポーク
３２内部への掘削土砂の侵入を防止している。

【００３４】そして、第１カッタビット３３によって掘
削された土砂は、図示しない排土装置によって外部に排
出される。一方、シールドジャッキの何れか一つを縮み
方向に作動して既設のセグメントとの間に空所を形成
し、セグメントエレクタによってこの空所に新しいセグ
メントを装着して所定長さのトンネルを掘削形成してい
く。

【００３５】このようなトンネル掘削機の作動によって
トンネルを長期にわたって掘削形成すると、カッタヘッ
ド３１において、第１カッタビット３３及び第１カッタ
ビットチップ３４の先端部は、図１に二点鎖線で示すよ
うに、摩耗してしまう。この場合、本実施例では、この
摩耗した第１カッタビット３３に代わって第２カッタビ
ット４３を露出することで対応する。

【００３６】即ち、図１に示す状態から、回転ジャッキ
４７を伸長駆動すると、図２に示すように、駆動ロッド
４８を介してジャッキガイド４６が前進し、連結リンク
４９を介して第２カッタビット４３が回動する。する
と、カッタスポーク３２の内部の収容位置にある第２カ
ッタビット４３が充填材を破壊し、開口部４１からカッ
タスポーク３２（カッタヘッド３１）の前面に突出した
突出位置に移動して露出する。従って、摩耗した第１カ
ッタビット３３に代わって第２カッタビット４３がカッ
タヘッド３１の前方に突出することとなり、この新しい
第２カッタビット４３によって前方の地盤の掘削作業を
連続して行うことができる。

【００３７】このように長期の使用によって第１カッタ
ビット３３が摩耗すると、この摩耗した第１カッタビッ
ト３３に代えて先鋭の新しい第２カッタビット４３を突
出させることで、掘削作業を中断することなく、掘削機
は第１カッタビット３３の摩耗前と同様に地盤を掘削
し、掘削効率を低下させずに連続してトンネルを形成で
きる。

【００３８】図３に本発明の第２実施例に係るトンネル
掘削機としてのシールド掘削機に装着されたカッタヘッ
ドの要部断面、図４に第２実施例における第２カッタビ
ットの突出状態を表すカッタヘッドの要部断面を示す。

【００３９】本実施例のシールド掘削機に装着されたカ
ッタヘッドにおいて、図３に示すように、カッタヘッド
６１のカッタスポーク６２には多数の第１カッタビット
６３が取付けられており、この第１カッタビット６３の
先端部には第１カッタビットチップ６４が装着されてい
る。また、カッタスポーク６２にはこの第１カッタビッ
ト６３に隣接して開口部７１が形成されており、この開
口部７１に固定されたブラケット７２には第２カッタビ
ット７３が回動軸７４によって回動自在に取付けられて
おり、先端部には第２カッタビットチップ７５が装着さ
れている。

【００４０】また、カッタスポーク６２の内部には掘進
方向左右に沿ってジャッキガイド７６が移動自在に支持
されると共に、回転ジャッキ７７が装着されており、こ
の回転ジャッキ７７の駆動ロッド７８の先端部がジャッ
キガイド７６に連結されている。そして、このジャッキ
ガイド７６と第２カッタビット７３とは連結リンク７９
及び連結軸８０，８１によって回動自在に連結されてい
る。また、カッタスポーク６２とジャッキガイド７６と
の摺接部にはシール部材８２が取付けられている。な
お、第２カッタビット７３がカッタスポーク６２内に収
容された状態で、開口部７１には粘土等の柔らかい素材
の充填材が装着されている。

【００４１】ここで、上述した本実施例のシールド掘削
機に装着されたカッタヘッド７１の作用について説明す
る。

【００４２】トンネルを掘削形成する場合、通常、複数
のシールドジャッキを伸長してスキンプレートを前進さ
せる一方、油圧モータによりカッタヘッド６１を回転さ
せ、多数のカッタビット６３（７３）によって前方の地
盤を掘削して行う。本実施例のカッタヘッド６１にあっ
ては、図３に示すように、当初、カッタスポーク６２に
固定された第１カッタビット６３が多数外部に露出して
おり、この第１カッタビット６３の鋭利な各カッタビッ
トチップ６４が前方の地盤を掘削する。一方、回転ジャ
ッキ７７は収縮しており、第２カッタビット７３はカッ
タヘッド６１の内部に収容されており、開口部７１には
粘土等の柔らかい素材の充填材が装着されることで、カ
ッタスポーク６２内部への掘削土砂の侵入を防止してい
る。

【００４３】このようなトンネル掘削機の作動によって
トンネルを長期にわたって掘削形成すると、カッタヘッ
ド６１において、第１カッタビット６３及び第１カッタ
ビットチップ６４の先端部は、図３に二点鎖線で示すよ
うに、摩耗してしまう。この場合、本実施例では、この
摩耗した第１カッタビット６３に代わって第２カッタビ
ット７３を露出することで対応する。

【００４４】即ち、図３に示す状態から、回転ジャッキ
７７を伸長駆動すると、図４に示すように、駆動ロッド
７８を介してジャッキガイド７６が前進し、連結リンク
７９を介して第２カッタビット７３が回動する。する
と、カッタスポーク６２の内部の収容位置にある第２カ
ッタビット７３が開口部７１からカッタスポーク６２
（カッタヘッド６１）の前面に突出した突出位置に移動
して露出する。従って、摩耗した第１カッタビット６３
に代わって第２カッタビット７３がカッタヘッド６１の
前方に突出することとなり、この新しい第２カッタビッ
ト７３によって前方の地盤の掘削作業を連続して行うこ
とができる。

【００４５】このように長期の使用によって第１カッタ
ビット６３が摩耗すると、この摩耗した第１カッタビッ
ト６３に代えて先鋭の新しい第２カッタビット７３を突
出させることで、掘削作業を中断することなく、掘削機
は第１カッタビット６３の摩耗前と同様に地盤を掘削
し、掘削効率を低下させずに連続してトンネルを形成で
きる。そして。この本実施例にあっては、回転ジャッキ
７７によってジャッキガイド７６を掘進方向左右に移動
して収容位置にある第２カッタビット７３をカッタヘッ
ド６１の前方に突出するようにしたので、カッタスポー
ク６２の厚さを薄くして小型化に寄与することができ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のカッタヘッドによれば、掘削機本体の前部
に複数の第１カッタビットを固定すると共に、この第１
カッタビットに隣接して複数の第２カッタビットを回動
自在に取付け、この第２カッタビットを駆動手段によっ
てカッタヘッド内部に収容された収容位置とカッタヘッ
ド前面から突出した突出位置とに移動自在に支持したの
で、長期の使用によって第１カッタビットが摩耗する
と、摩耗した第１カッタビットに代えて先鋭の第２カッ
タビットを突出させることで、作業を中断することな
く、２つのカッタビットによって掘削作業を連続して行
うこととなり、掘削効率の低下を防止することができ
る。

【００４７】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
筒状の掘削機本体を推進手段によって前進可能とし、こ
の掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッドをカッタ
ヘッド駆動手段によって駆動回転可能とし、カッタヘッ
ドのスポークに第１カッタビットを固定すると共に、こ
の第１カッタビットに隣接して第２カッタビットを回動
自在に取付け、この第２カッタビットをカッタビット駆
動手段によってカッタヘッド内部に収容された収容位置
とカッタヘッド前面から突出した突出位置とに移動自在
としたので、長期の使用によって第１カッタビットが摩
耗すると、摩耗した第１カッタビットに代えて先鋭の第
２カッタビットを突出させることで、掘削作業を中断す
ることなく、掘削機は第１カッタビット摩耗前と同様に
地盤を掘削し、掘削効率を低下させずに連続してトンネ
ルを掘削でき、また、従来のように狭い空間などでカッ
タビットを交換する必要がなくなり、安全性並びに作業
能率の向上を図ることができる。

【００４８】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駆動
回転しながらこの掘削機本体を前進させることでカッタ
ヘッドの前面部に固定された多数の第１カッタビットが
前方の地盤を掘削してトンネルを形成し、この第１カッ
タビットに摩耗が進行したときには、カッタヘッド内に
収容された第２カッタビットをカッタヘッド前方に突出
し、この第２カッタビットによって地盤を掘削してトン
ネルを形成するようにしたので、カッタビットの交換作
業を行うことなく連続して地盤を掘削することができ、
掘削効率の低下を防止して安全性並びに作業能率の向上
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実施例に係るトンネル掘削機とし
てのシールド掘削機に装着されたカッタヘッドの要部断
面図である。

【図２】第１実施例における第２カッタビットの突出状
態を表すカッタヘッドの要部断面図である。

【図３】本発明の第２実施例に係るトンネル掘削機とし
てのシールド掘削機に装着されたカッタヘッドの要部断
面図である。

【図４】第２実施例における第２カッタビットの突出状
態を表すカッタヘッドの要部断面図である。

【図５】一般的なシールド掘削機の概略断面図である。

【図６】一般的なシールド掘削機の正面図である。

【図７】カッタビットの装着状態を表す従来のカッタヘ
ッドの要部断面（図６のVII−VII断面）図である。

【図８】長期使用によるカッタビットの摩耗状態を表す
概略図である。

【符号の説明】

３１，６１カッタヘッド３２，６２カッタスポーク３３，６３第１カッタビット３４，６４第１カッタビットチップ４１開口部４３，７３第２カッタビット４５，７５第２カッタビットチップ４６，７６ジャッキガイド４７，７７回転ジャッキ（カッタビット駆動手段）

フロントページの続き (72)発明者村上賢兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者石瀬文彦兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削機本体の前部に装着されて地盤を掘
削する複数のカッタビットが装着されたカッタヘッドに
おいて、前記掘削機本体の前部に複数の第１カッタビッ
トが固定されると共に、該複数の第１カッタビットにそ
れぞれ隣接して複数の第２カッタビットが回動自在に取
付けられ、該第２カッタビットは駆動手段によって前記
カッタヘッド内部に収容された収容位置と該カッタヘッ
ド前面から突出した突出位置とに移動自在に支持された
ことを特徴とするカッタヘッド。
【請求項２】筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前
進させる推進手段と、前記掘削機本体の前部に駆動回転
自在に装着されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを駆
動回転するカッタヘッド駆動手段と、前記カッタヘッド
の前面部に固定された放射状をなすスポークと、該スポ
ークに固定された複数の第１カッタビットと、該複数の
第１カッタビットにそれぞれ隣接して前記スポーク回動
自在に取付けらた第２カッタビットと、該第２カッタビ
ットを前記カッタヘッド内部に収容された収容位置と該
カッタヘッド前面から突出した突出位置とに移動自在と
したカッタビット駆動手段とを具え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
ッドを駆動回転しながら該掘削機本体を前進させること
で該カッタヘッドの前面部に固定された多数の第１カッ
タビットが前方の地盤を掘削してトンネルを形成し、該
第１カッタビットに摩耗が進行して掘削能力が低下した
ときには、前記カッタヘッド内に収容された第２カッタ
ビットを該カッタヘッド前方に突出し、該第２カッタビ
ットによって地盤を掘削してトンネルを形成するように
したことを特徴とするトンネル掘削方法。