JPH1018775A

JPH1018775A - カッタヘッド

Info

Publication number: JPH1018775A
Application number: JP17453696A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Mori; 輝幸森; Mitsuo Morisato; 美津夫森里; Hirohiko Obayashi; 博彦大林; Masaru Murakami; 賢村上; Toshifumi Inoue; 年史井上
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 1998-01-20

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
に複数のカッタビットホルダ３４を回動自在に装着し、
この各カッタビットホルダ３４に第１カッタビット３７
及び第２カッタビット３８を隣接して固定し、通常は、
第１カッタビット３７を前方に突出した突出位置に位置
させ、この第１カッタビット３７の摩耗時には、回動ジ
ャッキ４０によってカッタビットホルダ３４を回動する
ことで、磨耗した第１カッタビット３７を収容位置に移
動する一方、第２カッタビット３８を前方に突出した突
出位置に移動する。

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６に一般的なシールド掘削機の概略断
面、図７にこのシールド掘削機の正面視、図８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７のVIII−VIII断面）、図９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６及び図７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８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６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８に示す矢印方向に正回転するとき、前方
（図８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８にて左方）のカッタビット１４の背面
部に沿って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、前述とは逆の作
用となる。このようにカッタビット１４は長期の使用に
より、図９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Ｐ
₁、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、前部に複数のカッタビットホル
ダが回動自在に装着され、該各カッタビットホルダに第
１カッタビットが固定されると共に、前記各カッタビッ
トホルダに該第１カッタビットに隣接して第２カッタビ
ットが固定され、前記カッタビットホルダを回動するこ
とで前記第１カッタビットあるいは前記第２カッタビッ
トのいずれか一方を内部に収容した収容位置に移動する
一方、前記他方を前方に突出した突出位置に移動可能な
カッタビット交換手段が設けら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、カッタビット交換手段によって
カッタビットホルダを回動することで、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ヘッド前
面から突出した突出位置に移動させ、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。

【００１４】また、本発明のカッタヘッドにおいて、前
記各カッタビットホルダには前記第１カッタビット及び
前記第２カッタビットが所定角度範囲にわたって弧状を
なすように連続して形成されたことを特徴とするもので
ある。

【００１５】従って、長期の使用によって第１カッタビ
ットの先端部が摩耗すると、カッタビット交換手段によ
ってカッタビットホルダを回動することで、カッタヘッ
ド前面からの突出箇所が第１カッタビットから第２カッ
タビットに移行し、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。

【００１６】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、該スポークに回動自在に装着
された複数のカッタビットホルダと、該各カッタビット
ホルダに固定された第１カッタビットと、前記各カッタ
ビットホルダに該第１カッタビットに隣接して固定され
た第２カッタビットと、前記カッタビットホルダに連結
されて該カッタビットホルダを回動することで前記第１
カッタビットあるいは前記第２カッタビットのいずれか
一方を内部に収容した収容位置に移動する一方、前記他
方を前方に突出した突出位置に移動可能なカッタビット
交換手段とを具えたことを特徴とするものである。

【００１７】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、カッタビット交換手段によってカ
ッタビットホルダを回動することで、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ヘッド前面
から突出した突出位置に移動させ、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。

【００１８】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
の前面部に回動自在に装着されたカッタビットホルダの
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、前記カッタビットホルダを回動して
該第１カッタビットに隣接した第２カッタビットを収容
位置から前記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。

【００１９】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。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２１】図１に本発明の第１実施形態に係るトンネ
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に図１のII−II断面、図３に第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。

【００２２】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及び図２に示すように、カッ
タヘッド３１のカッタスポーク３２にはその長手方向
（掘進方向前後方向）に沿って多数（本実施例では２
つ）のカッタビットハウジング３３が固定されており、
このカッタビットハウジング３３内には円盤状のカッタ
ビットホルダ３４が位置し、このカッタビットホルダ３
４と一体の回転軸３５が軸受３６を介して回動自在に支
持されている。このカッタビットホルダ３４の外周部に
は第１カッタビット３７と第２カッタビット３８とが周
方向に隣接して固定されている。この各カッタビット３
７，３８はシャンク３７ａ，３８ａとチップ３７ｂ，３
８ｂとから構成されている。なお、カッタビットハウジ
ング３３とカッタビットホルダ３４及び回転軸３５との
間には土砂の侵入を防止するシール部材３９が介装され
ている。

【００２３】また、カッタスポーク３２の内部にはその
長手方向に沿ってカッタビット交換手段としての回転ジ
ャッキ４０が装着されており、この回転ジャッキ４０は
伸縮自在な駆動ロッド４１を有している。そして、連結
ロッド４２の一端部がこの駆動ロッド４１の先端部と連
結軸４３によって連結され、連結ロッド４２の他端部が
回転軸３５に固結されている。通常、回転ジャッキ４０
の駆動ロッド４１は収縮状態にあって、第１カッタビッ
ト３７はカッタヘッド３１の前面部から突出した突出位
置に位置している。一方、第２カッタビット３８はカッ
タヘッド３１（カッタスポーク３２）の内部に収容した
収容位置に位置している。そして、必要に応じて回転ジ
ャッキ４０の駆動ロッド４１を伸長し、連結ロッド４２
を介して回転軸３５及びカッタビットホルダ３４を所定
角度回動することで、収容位置に位置ある第２カッタビ
ット３８をカッタヘッド３１の前面部から突出した突出
位置に移動することができる。なお、第２カッタビット
３８はカッタスポーク３２内に収容された状態で、周辺
の間隙部には図示しない粘土等の柔らかい素材の充填材
が装着されており、土砂などの侵入を防止する一方、回
転ジャッキ４０によってこの第２カッタビット３８が突
出するときには、この充填材を破壊して突出できるよう
になっている。

【００２４】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。

【００２５】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３７（３７）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、掘削当初、回転ジャッキ４０
の駆動ロッド４１は収縮状態にあり、カッタビットホル
ダ３４に固定された第１カッタビット３７が多数外部に
露出しており、この第１カッタビット３７の鋭利な各チ
ップ３７ｂが前方の地盤を掘削する。一方、第２カッタ
ビット３８はカッタヘッド３１の内部に収容した収容位
置に位置している。

【００２６】そして、第１カッタビット３７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。

【００２７】このようなシールド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３７のチップ３７ｂ
の先端部が摩耗してしまう。この場合、本実施例では、
この摩耗した第１カッタビット３７に代わって第２カッ
タビット３８を露出することで対応する。

【００２８】即ち、図１に示す状態から、回転ジャッキ
４０を駆動し、図３に示すように、駆動ロッド４１を伸
長すると、連結ロッド４２を介してカッタビットホルダ
３４が所定角度回動する。すると、収容位置に位置ある
第２カッタビット３８はカッタヘッド３１の前面部から
突出した突出位置に移動し、外部に露出する。従って、
摩耗した第１カッタビット３７に代わって第２カッタビ
ット３８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３８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。

【００２９】このように長期の使用によって第１カッタ
ビット３７が摩耗すると、この摩耗した第１カッタビッ
ト３７に代えて先鋭の新しい第２カッタビット３８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３７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。

【００３０】図３に本発明の第２実施形態に係るトンネ
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。

【００３１】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４に示すように、カッタヘッド
５１のカッタスポーク５２にはその長手方向に沿って多
数（本実施例では２つ）のカッタビットハウジング５３
が固定されており、このカッタビットハウジング５３内
には円盤状のカッタビットホルダ５４が位置し、このカ
ッタビットホルダ５４と一体の回転軸５５が回動自在に
支持されている。このカッタビットホルダ５４の外周部
には、前述した第１実施形態の第１カッタビット３７及
び第２カッタビット３８とが一体に形成された扇状をな
すカッタビット５６が、所定角度範囲にわたって形成さ
れている。このカッタビット５６はシャンク５６ａとチ
ップ５６ｂとから構成されている。

【００３２】また、カッタスポーク５２の内部にはその
長手方向に沿ってカッタビット交換手段としての回転ジ
ャッキ５７が装着されており、この回転ジャッキ５７は
伸縮自在な駆動ロッド５８を有している。そして、連結
ロッド５９の一端部がこの駆動ロッド５８の先端部と連
結軸６０によって連結され、連結ロッド５９の他端部が
回転軸５５に固結されている。通常、回転ジャッキ５７
の駆動ロッド５８は収縮状態にあって、カッタビット５
６は時計回り方向への回動限に位置しており、必要に応
じて回転ジャッキ５７の駆動ロッド５８を伸長し、連結
ロッド５９を介して回転軸５５及びカッタビットホルダ
５４を所定角度回動することで、カッタビット５６を反
時計回り方向への回動限に移動することができる。

【００３３】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。

【００３４】図４に示すように、掘削当初、回転ジャッ
キ５７の駆動ロッド５８は収縮状態にあり、カッタビッ
ト５６はカッタビットホルダ５４と共に時計回り方向へ
の回動限に位置しており、このカッタヘッド３１の前面
部から外方に突出したカッタビット５６の鋭利なチップ
５６ｂの一部が前方の地盤を掘削する。そして、シール
ド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５１において、外方に突出し
たカッタビット５６のチップ５６ｂの一部が摩耗してし
まう。この場合、回転ジャッキ５７を駆動し、図５に示
すように、駆動ロッド５８を伸長すると、連結ロッド５
９を介してカッタビットホルダ５４が反時計回り方向に
所定角度回動する。すると、突出位置にあったカッタビ
ット５６のチップ５６ｂの摩耗範囲Ａが収容位置に移動
する一方、収納位置にあったカッタビット５６のチップ
５６ｂの鋭利な範囲Ｂがカッタヘッド５１の前面部から
突出した突出位置に移動し、外部に露出する。従って、
カッタビット５６の摩耗範囲Ａに代わって鋭利な範囲Ｂ
がカッタヘッド５１の前方に突出することとなり、この
カッタビット５６の新しい部分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。

【００３５】このようにカッタビット５６を扇状をなす
ようにカッタビットホルダ５４の所定角度範囲にわたっ
て形成したので、長期の使用によってカッタビット５６
の一部が摩耗しても、カッタビットホルダ５４を少しず
つ回動することで、カッタビット５６の摩耗部分を鋭利
な部分に代えていくことができ、掘削作業を中断するこ
となく、掘削機は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。この本実施形態にあっては、カッタビット５６の寿
命を更に延長することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明のカッタヘッドによれば、前部に複数のカ
ッタビットホルダを回動自在に装着し、このカッタビッ
トホルダに第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カッタビットを固定し、
カッタビット交換手段によってカッタビットホルダを回
動することで、第１カッタビットあるいは第２カッタビ
ットのいずれか一方を内部に収容した収容位置に移動す
る一方、他方を前方に突出した突出位置に移動可能とし
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、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。

【００３７】また、本発明のカッタヘッドによれば、カ
ッタビットホルダに第１カッタビット及び第２カッタビ
ットが所定角度範囲にわたって弧状をなすように連続し
て形成したので、長期の使用によって露出したカッタビ
ットが摩耗すると、摩耗した部分に代えて先鋭の部分を
露出させることで、作業を中断することなく掘削作業を
連続して行うことができると共に、カッタビットを所定
角度ずつ回動して露出させることでカッタビットの寿命
を延長することができる。

【００３８】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
ドのスポークに複数のカッタビットホルダを回動自在に
装着し、このカッタビットホルダに第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
ッタビットを固定し、カッタビット交換手段によってカ
ッタビットホルダを回動することで第１カッタビットあ
るいは第２カッタビットのいずれか一方を内部に収容し
た収容位置に移動する一方、他方を前方に突出した突出
位置に移動可能としたので、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。

【００３９】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回動自在に装着されたカッタビット
ホルダの第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、カッタビットホルダを回
動して第１カッタビットに隣接した第２カッタビットを
収容位置から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実施形態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】図１のII−II断面図である。

【図３】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４】本発明の第２実施形態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５】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６】一般的なシールド掘削機の概略断面図である。

【図７】一般的なシールド掘削機の正面図である。

【図８】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７のVIII−VIII断面）図である。

【図９】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)発明者井上年史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、前部に複数のカッタビットホルダが回動自在に
装着され、該各カッタビットホルダに第１カッタビット
が固定されると共に、前記各カッタビットホルダに該第
１カッタビットに隣接して第２カッタビットが固定さ
れ、前記カッタビットホルダを回動することで前記第１
カッタビットあるいは前記第２カッタビットのいずれか
一方を内部に収容した収容位置に移動する一方、前記他
方を前方に突出した突出位置に移動可能なカッタビット
交換手段が設けられたことを特徴とするカッタヘッド。
【請求項２】請求項１記載のカッタヘッドにおいて、
前記各カッタビットホルダには前記第１カッタビット及
び前記第２カッタビットが所定角度範囲にわたって弧状
をなすように連続して形成されたことを特徴とするカッ
タヘッド。
【請求項３】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
ークに回動自在に装着された複数のカッタビットホルダ
と、該各カッタビットホルダに固定された第１カッタビ
ットと、前記各カッタビットホルダに該第１カッタビッ
トに隣接して固定された第２カッタビットと、前記カッ
タビットホルダに連結されて該カッタビットホルダを回
動することで前記第１カッタビットあるいは前記第２カ
ッタビットのいずれか一方を内部に収容した収容位置に
移動する一方、前記他方を前方に突出した突出位置に移
動可能なカッタビット交換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４】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回動自在に装着されたカ
ッタビットホルダの第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、前記カッタビッ
トホルダを回動して該第１カッタビットに隣接した第２
カッタビットを収容位置から前記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。