JPH1037680A - 螺旋形刃部を有する螺旋形ローラカッタおよびトンネル掘進機のカッタヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既設管６に埋設された鉄筋７を効率よく、確
実に切断可能な複数条の螺旋形ローラカッタ３を備えた
トンネル掘進機のカッタヘッド１を提供する。 【解決手段】 カッタヘッド１の略半径方向に伸びる回
転軸線２回りに、回転自在なローラカッタを装着したト
ンネル掘進機のカッタヘッド１において、前記ローラカ
ッタは外周面に複数条の螺旋形刃部３ａを有する螺旋形
ローラカッタ３であることを特徴とするトンネル掘進機
のカッタヘッド１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数条の螺旋形ロー
ラカッタを備えるトンネル掘進機のカッタヘッドに関
し、特に既設管に埋設された鉄筋を効率よく、確実に切
断可能な複数条の螺旋形ローラカッタを備えたトンネル
掘進機のカッタヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】 （１）第１の従来技術として、図７〜図１２に示す「実
開平４−１２２７９８」について説明する。図７はシー
ルド掘進機の全体図で、（Ａ）はシールド掘進機の縦断
面図、（Ｂ）カッタヘッドの前面図、図８はカッタヘッ
ドに装着されたローラビットを示す図で、（Ａ）は螺旋
刃型ローラビットの取付図、（Ｂ）は横刃型ローラビッ
トの取付図、図９はカッタヘッドに装着されたローラビ
ットと既設管を示す図で、（Ａ）は縦刃型ローラビット
の取付図、（Ｂ）は既設管を示す斜視図、図１０は横刃
型ローラビットの作用説明図で、（Ａ）は既設管の破砕
面を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は
（Ａ）のＣ−Ｃ断面図、図１１は縦刃型ローラビットの
作用説明図で、（Ａ）は既設管の破砕面を示す図、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−
Ｃ断面図、図１２は螺旋刃形ローラビットの作用説明図
で、（Ａ）は既設管の破砕面を示す図、（Ｂ）は（Ａ）
のＢ−Ｂ断面図である。

【０００３】図７〜図９において、シールド掘進機６１
のカッタヘッド７１前面に、半径方向に沿う面内にカッ
タヘッド７１の回転軸心Ｏ1 の周囲に所定角度毎に放射
方向に配置された支持軸心Ｏ2 〜Ｏ4 を中心としてそれ
ぞれ回転自在に支持された複数のローラビット７４〜７
６が配設され、これらは支持軸心Ｏ2 を含む複数の面に
沿ってそれぞれ刃部７４ｂが形成された縦刃型ローラビ
ット７４と、支持軸心Ｏ3 回りに螺旋状に刃部７５ｂが
形成された螺旋刃型ローラビット７５と、支持軸心Ｏ4
と直交する面内で支持軸心方向所定間隔毎に円形刃部７
６ｂが形成された横刃型ローラビット７６とで構成され
ている。前記複数のローラビット７４〜７６は、その軸
部７４ａ〜７６ａがそれぞれ軸受７７を介してカッタヘ
ッド７１に回転自在に支持されている。図９（Ｂ）にお
ける既設管７２はコンクリート管壁７２ａと、縦鉄筋７
２ｂと横鉄筋７２ｃとからなる。

【０００４】（ａ）横刃型ローラビット７６の作用につ
いて説明する。図１０は既設管７２の破砕面を示す図
で、横刃型ローラビット７６による既設管７２の被破砕
面上の４本の軌跡７６ｃは、カッタヘッド７１の回転中
心Ｏ1 に対して同心円状になるため、カッタヘッド７１
の回転方向Ｓ1 方向に折り曲げられる縦鉄筋７２ｂを切
断する可能性は殆どなく、コンクリート管壁７２ａを破
砕するために設置されている。 （ｂ）縦刃型ローラビット７４の作用について説明す
る。図１１は既設管７２の破砕面を示す図で、縦刃型ロ
ーラビット７４の切削面上の軌跡７４ｃは、カッタヘッ
ド７１の回転方向Ｓ1 方向に折り曲げられる縦鉄筋７２
ｂと、縦刃型ローラビット７４のピッチ間隔で直交して
縦鉄筋７２ｂをチップに切断する。 （ｃ）螺旋刃型ローラビット７５は次に記す第２の従来
技術の作用と共に説明する。

【０００５】（２）第２の従来技術として、図１３に示
す「実開平１−１３８９９５」について説明する。「先
導管５２の先端に装着されて地中を推進する先導装置５
１の先端部に、前面にディスクカッタ５４，５５を有す
るカッタヘッド５３を回転自在に設けた小口径管推進機
械において、上記ディスクカッタ５４，５５をカッタ本
体５４ａ，５５ａの外周面に螺旋状に刃５４ｂ，５５ｂ
を突設することにより構成してなる小口径管推進機械の
ディスクカッタ装置」が記載されている。

【０００６】図１２は既設管７２の被破砕面を示す図
で、螺旋刃型ローラビット７５、および第２の従来技術
の作用を説明する。第１の従来技術に示す螺旋刃型ロー
ラビット７５、および第２の従来技術に示す装置におい
ては、図１２（Ａ）に示すように、各ローラカッタ７
５，５４、５５の刃が螺旋状であるため、その刃先７５
ｂ，５４ｂ、５５ｂの軌跡７５ｃ（二点鎖線）は、カッ
タヘッド７１の回転方向Ｓ1 に沿う軌跡（一点鎖線）か
ら角度θ1 をなす（理由については本発明の実施例参
照）。そのためカッタヘッド７１の回転方向Ｓ1 に折り
曲げられる縦鉄筋７２ｂ（実線部）は、破線で示す位置
まで若干の角度θ2 だけ向きが変えられるが切断される
までには至らない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

（１）第１の従来技術における横刃型ローラビット７６
は、コンクリート管壁７２ａを破砕するために設けられ
たもので、縦鉄筋７２ｂを切断することは殆どない。 （２）第１従来技術における縦刃型ローラビット７４の
切削面上の軌跡７４ｃは、図１１に示すように縦鉄筋７
２ｂに直交するため、縦刃型ローラビット７４のピッチ
間隔で縦鉄筋７２ｂをチップ状に切断できる。しかし図
１１（Ｂ）に示すように縦刃型ローラビット７４の刃先
７４ｂを縦鉄筋７２ｂに押し付ける押付力Ｆ1 により、
縦鉄筋７２ｂがコンクリート管７２ａにめり込んで十分
な反力がとれない。そのため縦鉄筋７２ｂを確実に切断
できない問題があった。 （３）カッタヘッド７１の回転方向Ｓ1 に折り曲げられ
る縦鉄筋７２ｂ（実線部）を、破線で示す位置まで若干
の角度θ2 だけ変向させることができるが、図１２から
わかるように縦鉄筋７２ｂを切断することは殆ど不可能
である。角度θ1 を大きくすれば破線で示す角度θ2 も
増大して縦鉄筋７２ｂを切断し易くなるが、一条の螺旋
ではピッチ角θ1 を大きくすると、刃のピッチが大きく
なるため縦鉄筋７２ｂを適当な長さに切断することがで
きない問題があった。

【０００８】本発明は前記各従来技術における問題を解
決するためになされたもので、既設管に埋設された鉄筋
を効率よく、かつ確実に切断可能な複数条の螺旋形ロー
ラカッタを備えたトンネル掘進機のカッタヘッドを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段、および作用・効果】前記
目的を達成するために、第１の発明に係る螺旋形刃部を
有する螺旋形ローラカッタは、外周面に螺旋形刃部を有
する螺旋形ローラカッタにおいて、前記螺旋形刃部を複
数条とすることを特徴とする。

【００１０】第１の発明によれば、螺旋を複数条とする
ことによりピッチ角が大きく、かつ刃と刃との間隔を狭
くした螺旋形ローラカッタを形成することができる。な
ぜならば１条の刃でピッチ角を大きくしようとすると、
刃のピッチを広げることとなり、刃と刃の間隔も当然広
くなってしまう。そこで複数条にすると、１つの条の間
に他の条を入れて作製するので、ピッチ角を大きくして
も、刃と刃との間隔を１条の場合より狭く、かつ任意に
設定できる。

【００１１】第２の発明に係る螺旋形刃部を有する螺旋
形ローラカッタは、第１の発明において、外周面の螺旋
形刃部は歯幅方向にテーパ形状をなすことを特徴とす
る。

【００１２】第２の発明によれば、外周面の螺旋形刃部
は歯幅方向にテーパ形状をなすため、歯溝は小径側から
大径側に向かって徐々に広くなる。そのため破砕された
コンクリートは刃溝に詰まることなく排出が容易にな
る。

【００１３】第３の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、カッタヘッドの略半径方向に伸びる回転軸線
回りに、回転自在なローラカッタを装着したトンネル掘
進機のカッタヘッドにおいて、前記ローラカッタは第１
または第２の発明の螺旋形ローラカッタであることを特
徴とする。

【００１４】第３の発明によれば、複数条の螺旋形刃部
を有する螺旋形ローラカッタをトンネル掘進機のカッタ
ヘッドに設けることにより、鉄筋入りのコンクリート破
砕作業において、カッタヘッドの回転方向に折り曲げら
れた鉄筋の軸方向と、螺旋形刃部とのなす角が大きくな
るので、螺旋形ローラカッタのころがり作用により小さ
い押付力で鉄筋を効率よく切断できる。また刃と刃との
間隔が狭くなると、鉄筋等の破砕を細かく行うことがで
きる。また複数条の数を変えてピッチ角の大きさを切削
物に応じた適正値に選定することにより、カッタヘッド
の回転方向に折り曲げられた鉄筋先端部を螺旋形ローラ
カッタが捕らえ易くすると共に、螺旋形ローラカッタが
捕らえた鉄筋を螺旋形ローラカッタのころがり作用で切
断し易く、かつ切断された鉄筋の長さが螺旋形刃部のピ
ッチ長に近づくように短くすることができる。

【００１５】従って次のような顕著な効果がある。 （１）螺旋形ローラカッタのころがり作用で鉄筋先端部
を切断することにより、螺旋形ローラカッタの押付力を
小さくできる。そのため第２の従来技術における縦刃形
ローラビットのように、鉄筋がコンクリートに埋没する
ことなく確実に切断され易くなる。 （２）コンクリートから出た鉄筋先端部はカッタヘッド
の略回転方向に折り曲げられるが、螺旋形ローラカッタ
の螺旋形刃部がこの鉄筋先端部上を転動する軌跡が短く
なり、鉄筋の切断面積が減少して破砕力が小さくなる。
また鉄筋の切断面と鉄筋の軸方向とのなす角が直角に近
づいて、鉄筋の切断片が短くなるためカッタヘッドやス
クリュコンベヤに絡み付くことなく、通常の掘削土砂と
同様に搬送し易くなる。

【００１６】第４の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第３の発明において、前記螺旋形ローラカッ
タの螺旋形刃部のピッチ角を２０度〜８０度とすること
を特徴とする。

【００１７】第４の発明によれば、ピッチ角を大きくと
ると鉄筋の切断面を転動する作用が減少し、ピッチ角を
小さくとると螺旋形ローラカッタが破砕面上を転動する
軌跡が、カッタヘッドの回転接線方向に近づいて鉄筋を
捕らえ難くなる。従って螺旋形刃部のピッチ角を２０度
〜８０度とすれば、カッタヘッドの回転方向に折り曲げ
られた鉄筋先端部を、螺旋形ローラカッタが捕らえ易く
なると共に、螺旋形ローラカッタが捕らえた鉄筋を螺旋
形ローラカッタのころがり作用で切断し易くなる。従っ
て螺旋形刃部のピッチ角は切削物に応じて既設管の鉄筋
を確実に切断できる値に調整される。

【００１８】第５の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第３または第４の発明において、前記螺旋形
ローラカッタはそのピッチ角が互いに逆向きの方向にあ
る二種類の螺旋形ローラカッタを装着したことを特徴と
する。

【００１９】第５の発明によれば、カッタヘッドにはピ
ッチ角が互いに逆向きの方向にある二種類の螺旋形ロー
ラカッタが装着されているため、コンクリート管の破砕
面上における二種類の螺旋形ローラカッタの各刃部の軌
跡は交差するため、コンクリート管の破砕面から露出し
た鉄筋が一方の螺旋形ローラカッタの刃溝方向に曲げら
れることがあっても、他方の螺旋形ローラカッタにより
切断できる。

【００２０】第６の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第３または第４の発明において、複数条であ
る螺旋形ローラカッタに加えてカッタヘッドの略半径方
向に伸びる回転軸線回りに回転自在で、かつ外周面に前
記回転軸線と直交する円板形刃部を有する円板形ローラ
カッタおよび一条の螺旋形刃部を有する螺旋形ローラカ
ッタのいずれか一方を備えることを特徴とする。

【００２１】第６の発明によれば、複数条の螺旋形ロー
ラカッタによりカッタヘッドの回転方向に折り曲げられ
た鉄筋を、螺旋形ローラカッタのころがり作用により小
さい押付力で効率よく切断できる。このとき螺旋形刃部
の刃溝方向に折り曲げられる鉄筋があっても、円板形ロ
ーラカッタおよび一条の螺旋形ローラカッタのころがり
作用により、螺旋形ローラカッタと同様に小さい押付力
で鉄筋を効率よく切断する。

【００２２】第７の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第３〜６の発明において、前記特定種類のロ
ーラカッタの切削面と、他種類のローラカッタの切削面
とをトンネル掘進方向に所定量ずらして設置することを
特徴とする。

【００２３】第７の発明によれば、既設管の更新におい
て種類の異なるローラカッタをトンネル掘進方向に所定
量ずらすことにより、各工程に適したローラカッタによ
ってコンクリート部分を破砕し、それより所定量後方に
設置された他種類のローラカッタの切削面により鉄筋を
切断して、コンクリートの破砕と、鉄筋の切断に適した
各ローラカッタを選定することにより、それぞれのロー
ラカッタの耐久性が大幅に向上する。

【００２４】第８の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第３〜７の発明において、前記カッタヘッド
は、フープ筋の埋設された既設管を破砕するときには、
既設管の破砕面と未破砕既設管内のフープ筋とのなす角
が鋭角の方向から鈍角の方向へ回転することを特徴とす
る。

【００２５】第８の発明によれば、既設管の破砕面とコ
ンクリート内のフープ筋とのなす角が鋭角の方向から鈍
角の方向へカッタヘッドを回転させると、フープ筋がカ
ッタヘッドに絡まることなく確実に切断される。従って
フープ筋の切断効率が向上すると共に、鉄筋が短く切断
されるため切断された鉄筋もカッタヘッドやスクリュコ
ンベヤに絡み付くことなく、通常の掘削土砂と同様に搬
送効率を向上できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るトンネル掘進
機のカッタヘッドの実施例について図１〜図６により詳
述する。図１は本発明に係るトンネル掘進機のカッタヘ
ッドの第１実施例を示す図、図２は図１に示す螺旋形ロ
ーラカッタの詳細図、図３は本発明の第１実施例におけ
る作用説明図、図４は本発明に係るトンネル掘進機のカ
ッタヘッドの第２実施例を示す図、図５は本発明に係る
トンネル掘進機のカッタヘッドの第３実施例を示す図、
図６は本発明に係るトンネル掘進機のカッタヘッドによ
り、破砕するフープ筋入りのコンクリート管を示す図で
ある。

【００２７】図１および図２により、本発明の第１実施
例の構成について説明する。トンネル掘進機のカッタヘ
ッド１には、カッタヘッド１の一つの直径方向に回転軸
線２を有し、外周面にピッチ角が４５度の複数条の螺旋
形刃部３ａを形成した二つの螺旋形ローラカッタ３，３
が回転自在に装着されている。この螺旋形ローラカッタ
３の取付穴縁部にはカッタヘッド１の回転方向に向かっ
てカッタビット４が固定されている。螺旋形ローラカッ
タ３，３が装着された一つの直径方向と直行する直径方
向には通常のディスクカッタ５，５が回転自在に装着さ
れている。

【００２８】図１および図２の構成による作用について
図３と共に説明する。カッタヘッド１が矢印Ｓ1 方向に
回転すると、螺旋形ローラカッタ３は既設管の破砕面に
押し付けられてＳ2 方向に回転する。図１（Ｂ）はトン
ネル掘進機の推進方向に向かって見た既設管６の破砕面
を示す図である。従って図１（Ａ）とは左右方向が逆に
なる。既設管６に埋め込まれた鉄筋７の先端部は、既設
管６のコンクリート部８の破砕面から突出するが、カッ
タヘッド１によりその回転方向であるＳ1 方向に折り曲
げられる。

【００２９】またカッタヘッド１の回転により回転され
る螺旋形ローラカッタ３の破砕面上における螺旋形刃部
３ａの軌跡１０は、図１（Ｂ）に二点鎖線で示すよう
に、既設管６の内周方向に向かって移動しながらＳ3 方
向に移動するため、前記鉄筋７の先端部はこの軌跡１０
によりΔＬの長さに切断される。軌跡１０の鉄筋７の軸
線方向に沿うピッチをｐ、カッタヘッド１の回転接線と
螺旋形刃部３ａの軌跡１０とのなす角度をθ、鉄筋７の
直径をｄとすると、切断される鉄筋７の長さΔＬは次の
ようになる。 ΔＬ＝ｐ＋（ｄ／２ｔａｎθ） となり、螺旋形刃部３ａの軌跡１０のピッチｐより（ｄ
／２ｔａｎθ）だけ長くなる。従ってθを９０度にすれ
ばΔＬ＝ｐとなり最も短くなるが、これは第１の従来技
術の縦刃型ローラビット７４に相当し、螺旋形ローラカ
ッタ３によるころがり切断の効果が得られない。

【００３０】即ち軌跡１０のピッチ角θ（螺旋形刃部３
ａと既設管６の破砕面とに滑りがなければ、螺旋形刃部
３ａのピッチ角に等しい）を大きくとると、第１の従来
技術における縦刃形ローラビット７４に近づいて鉄筋７
の切削面を転動する作用が減少する。また軌跡１０のピ
ッチ角θを小さくとると第２の従来技術における横刃形
ローラビット７６に近づいて、螺旋形ローラカッタ３が
切削面上を転動する軌跡が、カッタヘッド１の回転接線
方向Ｓ1 に近づいて鉄筋７を捕らえ難くなる。また例
え、鉄筋７を捕らえ得たとしても鉄筋７の軸線と切断面
とのなす角が小さいため、切断された鉄筋７が長くなり
カッタヘッドやスクリュコンベヤに絡まり易くなるため
切削物に応じて適正なθが選定されるが、前記理由から
４５度が目安となる。

【００３１】図３（Ａ）において、図１および図２に示
す螺旋形ローラカッタ３の螺旋形刃部３ａの１ピッチ分
に相当するディスクカッタ９により、カッタヘッド１の
回転方向Ｓ1 方向に折り曲げられた鉄筋７先端部の切断
作用について説明する。カッタヘッド１の回転方向Ｓ1
方向に折り曲げられた鉄筋７先端部は、Ｓ2 方向に回転
するディスクカッタ９の刃部９ａにより、コンクリート
部８の破砕面に押付力Ｆにより押し付けられて切断され
る。このようにディスクカッタ９が回転しながら鉄筋７
先端部に押し付けられることにより、単にディスクカッ
タ９を鉄筋７先端部に押し付けるときに比べて、鉄筋７
が切断され易くなるため、ディスクカッタ９の押付力Ｆ
を小さくすることができる。従って鉄筋７先端部がコン
クリート部８内にめり込むことなく、確実にディスクカ
ッタ９の刃部９ａにより切断される。

【００３２】図３（Ｂ）において、特定種類のローラカ
ッタとしての螺旋形ローラカッタ３外周部の前端位置
は、他種類のローラカッタとしての円板形ローラカッタ
１２外周部の前端位置より、所定距離Ｌ1 だけ後方に設
置されている。

【００３３】次に図３（Ｂ）の構成による図９（Ｂ）に
示す既設管７２の破砕作用について説明する。既設管７
２をカッタヘッド１に設置された各カッタにより破砕す
ると、円板形ローラカッタ１２は螺旋形ローラカッタ３
よりＬ1 だけ前方に設置されているため、先ず円板形ロ
ーラカッタ１２によりコンクリート部７２ａを破砕する
とその破砕面から縦筋７２ｂが露出する。この縦筋７２
ｂはカッタヘッド１によりその回転方向に折り曲げられ
た後、螺旋形ローラカッタ３により切断される。このよ
うにコンクリート部７２ａの破砕は円板形ローラカッタ
１２により、縦筋７２ｂの切断は螺旋形ローラカッタ３
により、それぞれ略専用に使用することができるため各
ローラカッタを効率良く使用できる。

【００３４】図４により、本発明の第２実施例の構成に
ついて説明する。図１（Ａ）に示す二つの螺旋形ローラ
カッタ３，３の内、図で上方の螺旋形ローラカッタ３
を、逆のピッチ角の螺旋形ローラカッタ２３で置き換え
てカッタヘッド１ａに回転自在に装着する以外は、図１
（Ａ）に示すカッタヘッド１と同様であるため詳細な説
明を省略する。

【００３５】図４により、本発明の第２実施例の作用に
ついて説明する。図４において図１、図２および図３に
記載した説明と同様の部分については説明を省略し、異
なる部分についてのみ説明する。カッタヘッド１ａが矢
印Ｓ1 方向に回転すると、螺旋形ローラカッタ２３は破
砕面に押し付けられているためＳ2a方向に回転させられ
る。従って図４（Ｂ）に二点鎖線で示すように、カッタ
ヘッド１ａの回転により回転される螺旋形ローラカッタ
２３の破砕面上における刃部軌跡１０ａにより、コンク
リート部８を破砕すると共に、この破砕されたコンクリ
ート部８の破砕面から突出した鉄筋７の先端部は、カッ
タヘッド１の回転方向に折り曲げられた後、螺旋形ロー
ラカッタ２３により切断される。また螺旋形ローラカッ
タ３は破砕面に押し付けられているためＳ2 方向に回転
させられる。従って図１（Ｂ）に二点鎖線で示す刃部軌
跡１０と同様な刃部軌跡１０になるため、破砕されたコ
ンクリート部８の破砕面から突出した鉄筋７の先端部
は、カッタヘッド１の回転方向に折り曲げられた後、螺
旋形ローラカッタ２３と螺旋形ローラカッタ３とにより
細かく切断される。

【００３６】図５により、本発明の第３実施例の構成に
ついて説明する。図１（Ａ）に示す二つの螺旋形ローラ
カッタ３，３の一つを、公知の円板形ローラカッタ１２
に置き換えてカッタヘッド１ａに回転自在に装着する以
外は、図１（Ａ）に示すカッタヘッド１と同様であるた
め詳細な説明を省略する。

【００３７】図５により、本発明の第３実施例の作用に
ついて説明する。図５において図１、図２および図３に
記載した説明と同様の部分については説明を省略し、異
なる部分についてのみ説明する。カッタヘッド１ａが矢
印Ｓ1 方向に回転すると、円板形ローラカッタ１２は破
砕面に押し付けられているためＳ4 方向に回転させられ
る。また図５（Ｂ）に二点鎖線で示すように、カッタヘ
ッド１の回転により回転される円板形ローラカッタ１２
の破砕面上における４本の刃部軌跡１１により、コンク
リート部８を破砕する。この破砕されたコンクリート部
８の破砕面から突出した鉄筋７の先端部は、カッタヘッ
ド１の回転方向に折り曲げられる。

【００３８】このように円板形ローラカッタ１２でコン
クリート部８の破砕を行えば、螺旋形ローラカッタ３は
コンクリート部８を破砕する負担が低減するため、鉄筋
７の切断作用と、耐久性が大幅に向上する。また円板形
ローラカッタ１２の破砕面が螺旋形ローラカッタの切削
面より所定量前方になるように設置すれば、円板形ロー
ラカッタ１２で確実にコンクリート部８の破砕が行なわ
れるため、螺旋形ローラカッタ３はコンクリート部８を
破砕する負担が更に低減され、鉄筋７の切断作用、およ
び耐久性がより一層向上される。

【００３９】図６に示す既設管６ａには縦筋１３と、横
筋として螺旋状のフープ筋７ａがコンクリート部８ａに
埋め込まれている。この既設管６ａを本発明のカッタヘ
ッド１、または１ａにより掘削すると、横筋がフープ筋
７ａであるため、フープ筋７ａの先端部はコンクリート
部８ａの破砕面８ｂに対して傾斜した状態で破砕面８ｂ
から突出する。そのため図６に示す既設管６ａの破砕面
８ｂと未破砕既設管内のフープ筋７ｂとのなす角が鈍角
βの方向から鋭角αの方向へ、矢印Ｘ方向にカッタヘッ
ド１を回転させると、フープ筋７ａ先端から付根部に向
かってカッタヘッド１が回転することになるため、フー
プ筋７ａがカッタヘッド１に絡みつく。従って破砕面８
ｂにおけるフープ筋７ａの付根部のコンクリート部８ａ
が崩れて、カッタヘッド１に装着された各ローラカッタ
３，２３，１２の押付け力に対する十分な反力がとれな
いため、各ローラカッタ３，２３，１２の押付力が減少
しフープ筋７ａを確実に切断できない。

【００４０】また矢印Ｙ方向からカッタヘッド１を回転
させると、フープ筋７ａの付根部から先端に向かってカ
ッタヘッド１が回転することになるため、フープ筋７ａ
がカッタヘッド１に絡みつくことがない。従って破砕面
８ｂにおけるフープ筋７ａの付根部のコンクリート部８
ａが崩れることなく、各ローラカッタ３，２３，１２の
押付力が増加してフープ筋７ａを確実に切断できる。な
お縦筋１３の切断については従来と同様のため説明を省
略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトンネル掘進機のカッタヘッドの
第１実施例を示す図で、（Ａ）はカッタヘッドの前面
図、（Ｂ）は鉄筋入りコンクリート管の破砕面、および
作用説明図である。

【図２】図１に示す螺旋形ローラカッタの詳細図で、
（Ａ）は正面図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例における作用説明図で、
（Ａ）は螺旋形ローラカッタによるころがり切断作用を
示す図、（Ｂ）は二種類のローラカッタ外周部の各前端
位置が異なるカッタヘッドの破砕作用を示す図である。

【図４】本発明に係るトンネル掘進機のカッタヘッドの
第２実施例を示す図で、（Ａ）はカッタヘッドの前面
図、（Ｂ）は鉄筋入りコンクリート管の破砕面、および
作用説明図である。

【図５】本発明に係るトンネル掘進機のカッタヘッドの
第３実施例を示す図で、（Ａ）はカッタヘッドの前面
図、（Ｂ）は鉄筋入りコンクリート管の破砕面、および
作用説明図である。

【図６】本発明に係るトンネル掘進機のカッタヘッドに
より、破砕するフープ筋入りのコンクリート管を示す図
で、（Ａ）は外形斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ部のＶ矢
視詳細図である。

【図７】第１の従来技術を示すシールド掘進機の全体図
で、（Ａ）はシールド掘進機の縦断面図、（Ｂ）カッタ
ヘッドの前面図である。

【図８】図６のカッタヘッドに装着されたローラビット
を示す図で、（Ａ）は螺旋刃型ローラビットの取付図、
（Ｂ）横刃型ローラビットの取付図である。

【図９】図６のカッタヘッドに装着されたローラビット
と既設管を示す図で、（Ａ）は縦刃型ローラビットロー
ラビットの取付図、（Ｂ）は既設管の斜視図である。

【図１０】図７の横刃型ローラビットの作用説明図で、
（Ａ）は既設管の破砕面を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ
−Ｂ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図１１】図８の縦刃型ローラビットの作用説明図で、
（Ａ）は既設管の破砕面を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ
−Ｂ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図１２】図７の螺旋刃型ローラビットの作用説明図
で、（Ａ）は既設管の破砕面を示す図、（Ｂ）は（Ａ）
のＢ−Ｂ断面図である。

【図１３】第２の従来技術を示す図で、（Ａ）はシール
ド掘進機の前面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図で、
シールド掘進機の縦断面図である。

【符号の説明】 １，１ａ，１ｂ…カッタヘッド、２…回転軸線、３，２
３…螺旋形ローラカッタ、３ａ，２３ａ…螺旋形刃部、
４…カッタビット、５…ディスクカッタ、６，６ａ…既
設管、７…鉄筋、７ａ，７ｂ…フープ筋、８，８ａ…コ
ンクリート部、８ｂ…破砕面、９…ディスクカッタ、９
ａ…刃部、１０，１０ａ…螺旋形刃部軌跡、１１…円板
形ローラカッタ刃部軌跡、１２…円板形ローラカッタ、
１３…縦筋。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に螺旋形刃部を有する螺旋形ロー
   ラカッタにおいて、前記螺旋形刃部を複数条とすること
   を特徴とする螺旋形刃部を有する螺旋形ローラカッタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の螺旋形刃部を有する螺旋
   形ローラカッタにおいて、外周面の螺旋形刃部は歯幅方
   向にテーパ形状をなすことを特徴とする螺旋形刃部を有
   する螺旋形ローラカッタ。
3. 【請求項３】 カッタヘッドの略半径方向に伸びる回転
   軸線回りに、回転自在なローラカッタを装着したトンネ
   ル掘進機のカッタヘッドにおいて、前記ローラカッタは
   請求項１または請求項２記載の螺旋形ローラカッタであ
   ることを特徴とするトンネル掘進機のカッタヘッド。
4. 【請求項４】 請求項３記載のトンネル掘進機のカッタ
   ヘッドにおいて、前記螺旋形ローラカッタの螺旋形刃部
   のピッチ角は２０度〜８０度とすることを特徴とするト
   ンネル掘進機のカッタヘッド。
5. 【請求項５】 請求項３および４記載のトンネル掘進機
   のカッタヘッドにおいて、前記螺旋形ローラカッタはピ
   ッチ角が互いに逆向きの方向にある二種類の螺旋形ロー
   ラカッタよりなることを特徴とするトンネル掘進機のカ
   ッタヘッド。
6. 【請求項６】 請求項３および４記載のトンネル掘進機
   のカッタヘッドにおいて、複数条である螺旋形ローラカ
   ッタに加えてカッタヘッドの略半径方向に伸びる回転軸
   線回りに回転自在で、かつ外周面に前記回転軸線と直交
   する円板形刃部を有する円板形ローラカッタおよび一条
   の螺旋形刃部を有する螺旋形ローラカッタのいずれか一
   方を備えることを特徴とするトンネル掘進機のカッタヘ
   ッド。
7. 【請求項７】 請求項３〜６記載のトンネル掘進機のカ
   ッタヘッドにおいて、前記特定種類のローラカッタの切
   削面と、他種類のローラカッタの切削面とをトンネル掘
   進方向に所定量ずらして設置することを特徴とするトン
   ネル掘進機のカッタヘッド。
8. 【請求項８】 請求項３〜７記載のトンネル掘進機のカ
   ッタヘッドにおいて、前記カッタヘッドは、フープ筋の
   埋設された既設管を破砕するときには、既設管の破砕面
   と未破砕既設管内のフープ筋とのなす角が鋭角の方向か
   ら鈍角の方向へ回転することを特徴とするトンネル掘進
   機のカッタヘッド。