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公開番号2025070451
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023180769
出願日2023-10-20
発明の名称トンネル掘削機
出願人戸田建設株式会社,JIMテクノロジー株式会社
代理人あいわ弁理士法人
主分類E21D 9/087 20060101AFI20250424BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】トンネル掘削機を後退させることを抑制して、ビットを簡単に交換させることが可能なトンネル掘削機を提供すること。
【解決手段】トンネル掘削機の回転ヘッド2に設けられ、回転ヘッド2の回転円の接線方向に沿った回転軸を中心に回転可能であって、回転軸の周方向に複数の交換ビット61を有する外周交換ビット体6と、回転ヘッド2に設けられ、回転ヘッド2から外側に向けて移動可能な移動ビット101を有する移動ビット体10とを備え、移動ビット体10は、トンネル掘削機がトンネル前後方向で停止している状態で、回転軸の回転によって複数の交換ビット61が移動する軌跡の範囲である交換ビット軌跡範囲を掘削することが可能に配置されている。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
回転ヘッドを有するトンネル掘削機であって、
前記回転ヘッドに設けられ、前記回転ヘッドの回転円の接線方向に沿った回転軸を中心に回転可能であって、前記回転軸の周方向に複数の交換ビットを有する交換ビット体と、
前記回転ヘッドに設けられ、前記回転ヘッドから外側に向けて移動可能な移動ビットを有する移動ビット体と、を備え、
前記移動ビット体は、前記トンネル掘削機がトンネル前後方向で停止している状態で、前記交換ビット体の前記回転軸の回転によって前記複数の交換ビットが移動する軌跡の範囲である交換ビット軌跡範囲を掘削することが可能に配置されている
ことを特徴とするトンネル掘削機。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記交換ビット体の前記複数の交換ビットの少なくとも１つは、切羽側面を掘削可能に配置されており、
前記移動ビット体は、前記回転ヘッドから外側であって切羽側面に向けて移動可能な移動ビットを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
【請求項３】
前記交換ビット体の前記複数の交換ビットの少なくとも１つは、切羽前面を掘削可能に配置されており、
前記移動ビット体は、前記回転ヘッドから外側であって切羽前面に向けて移動可能な移動ビットを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
【請求項４】
前記移動ビット体は、前記回転ヘッドに複数設けられており、各々の前記移動ビットが前記交換ビット軌跡範囲内において異なる範囲で掘削することが可能に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載のトンネル掘削機。
【請求項５】
回転ヘッドを有するトンネル掘削機であって、
前記回転ヘッドに設けられ、前記回転ヘッドの回転円の接線方向に沿った回転軸を中心に回転可能であって、前記回転軸の周方向に複数の交換ビットを有する交換ビット体を備え、
前記交換ビット体は、前記回転ヘッドにおける通常掘削位置から外側に向けて前記交換ビットを移動可能であって、
前記交換ビット体は、該交換ビット体が通常掘削位置から外側に向けて移動した状態において、前記通常掘削位置における前記交換ビット体の前記回転軸の回転によって前記複数の交換ビットが移動する軌跡の範囲である交換ビット軌跡範囲を掘削することが可能に配置されている
ことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項６】
前記交換ビット体の前記複数の交換ビットの少なくとも１つは、切羽側面を掘削可能に配置されており、
前記交換ビット体は、前記回転ヘッドから外側であって切羽側面に向けて移動可能な交換ビットを有する
ことを特徴とする請求項５に記載のトンネル掘削機。
【請求項７】
前記交換ビット体の前記複数の交換ビットの少なくとも１つは、切羽前面を掘削可能に配置されており、
前記交換ビット体は、前記回転ヘッドから外側であって切羽前面に向けて移動可能な交換ビットを有する
ことを特徴とする請求項５に記載のトンネル掘削機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転ヘッドを有するトンネル掘削機に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、シールド掘進機等のトンネル掘削機によるトンネル工事は、大口径化、長距離化、大深度化が顕著である。
長距離のトンネル掘削においては、掘削の途中で回転ヘッドに設けられたビットが摩耗することが懸念される。
【０００３】
特に砂層や砂礫層を長距離掘削すると、ビット先端の超硬チップがすり減り或いは欠けたりするため、ビットを交換する必要がある。
【０００４】
ビットを交換するには、切羽前面を地盤改良し、カッターと隔壁の間のチャンバーに作業者が入って、人力でビットを交換していたが、地盤改良に高額な費用と時間を要するだけでなく、狭い空間で重いビットを運搬・固定するのは危険な重労働である。
【０００５】
また、川底や海底下での泥水シールド掘進機では、潜水夫がチャンバー内に潜り、高圧作業によりビットを交換していた。
しかし、高圧下での作業には、時間的な制限があり、減圧症のリスクも大きいため、ビット交換作業はコスト上昇、工期延長の原因となっている。
【０００６】
特許文献１には、切羽に対して回転し、径方向に延びるように配置されたヘッド部材を有するカッタヘッドと、ヘッド部材の回転方向に沿って延びる軸廻りに回転自在で、且つ、少なくとも一端部がヘッド部材の側部からヘッド部材外へと突出する回転軸と、該回転軸のヘッド部材外へと突出された端部に、その回転方向に所定間隔を隔てて設けられた複数のビットと、回転軸の回転を拘束するための回転拘束手段と、回転拘束手段による回転軸の回転拘束を解除した状態でその回転軸を回転させるための回転手段とを備えるビット切替装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第４８９１６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような回転可能な複数のビットを有する装置では、危険でコストの高い交換作業を必要とせず、簡単に摩耗したビットから新しいビットに交換することができる。
ビット交換の際には、掘進機を停止させて、複数のビットが設けられた回転軸を回転させて、摩耗前の新しいビットを掘削面に位置させることになる。
【０００９】
しかし、地山の表面はビットが摩耗して短くなった分だけ掘削されておらず、新しくて長いビットは地山の表面に干渉されて適切な位置まで回転させることができない。
このため、切羽前面に対して配置されたビットの交換では、ビットが摩耗した分、すなわち、新しいビットが地山の表面に干渉する分だけ、トンネル掘削機を後退させることが必要になる。
【００１０】
これに対して、上記特許文献１に記載のビット切替装置では、当初使用するビットの高さを、次に使用するビットの高さよりも大きくしてある。
このようにすると、次に使用するビットは短いので、耐用期間が短くなってしまう。
（【００１１】以降は省略されています）

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