JP2001049992A - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機Info
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- JP2001049992A JP2001049992A JP22315399A JP22315399A JP2001049992A JP 2001049992 A JP2001049992 A JP 2001049992A JP 22315399 A JP22315399 A JP 22315399A JP 22315399 A JP22315399 A JP 22315399A JP 2001049992 A JP2001049992 A JP 2001049992A
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Abstract
断力では掘削することができない。また、地山が軟質の
場合は固定カッターの押出し剪断力によって地山は掘削
可能であるが、この場合、掘削された地山が固定カッタ
ーの前方に堆積して掘削抵抗が大きくなり、固定カッタ
ーに損傷を与えてしまっていた。 【解決手段】 ルーロの三角形の外側にある長方形の長
辺の中央部の未掘削部25を掘削する残留部掘削装置2
6を設け、これにカッタースポーク2間に配置されて未
掘削部25の切羽面に沿って往復移動する残留部掘削カ
ッター40と、移動手段41とを備えることで、トンネ
ルの掘削断面G1を矩形断面に掘削することができ、残
留部掘削カッター40は、揺動動作によって未掘削部2
5を掘削するので、残留部掘削カッター40を左右ある
いは上下に移動させて未掘削部25を掘削する場合に比
べ、未掘削部25の掘削量を増加させることができる。
Description
基づき形成されたカッターヘッドを自転させるとともに
偏心した軸心回りで公転させることにより、断面が楕円
形状または矩形状のトンネルを掘削するためのシールド
掘進機に関する。
たカッターヘッドを自転させるとともに偏心した軸心回
りに公転させることにより、地山の断面を楕円形状また
は矩形状に掘削するためのシールド掘進機がある。例え
ば一例として、図10および図11(特開平6−336
898号公報)に示すものであり、このシールド掘進機
60によれば、ルーロの三角形内にある三本のスポーク
式のカッター61が、回転体62によって回転される
と、回転体62が所定の偏心量eでもってシールド本体
60の中心軸63に対して公転し、図示のようなほぼ長
方形の断面が掘削されるものである。しかし、上記のよ
うにして地山Gを掘削しても、ルーロの三角形の外側に
ある各長方形の長辺の中央部に未掘削部64が残ってし
まう。このため、上記従来のシールド掘進機60では、
各長方形の長辺の中央部に固定カッター65を配置し、
この固定カッター65の押出し剪断力によって長方形の
長辺の中央部の地山を掘削していた。
ールド掘進機60では、地山Gが硬質の場合、固定カッ
ター65の押込み剪断力では掘削することができない。
また、地山Gが軟質の場合は固定カッター65の押出し
剪断力によって地山は掘削可能であるが、この場合、掘
削された地山Gが固定カッターの前方に堆積して掘削抵
抗が大きくなり、固定カッター65に損傷を与えてしま
っていた。
シールド掘進機の提供を目的とする。
手段は、シールド本体の中心から所定量だけ偏心した偏
心軸心を中心にシールド本体の中心軸心回りに公転する
複数の回転体が、シールド本体の前部に並べて設けら
れ、これら回転体に、その中心軸心回りに自転する地山
掘削用の3本のカッター放射状に設けられ、各回転体を
回転させるとともにカッターを回転させることで、地山
の断面を楕円形状または矩形状に掘削するようにし、カ
ッター間の掘削面の周辺部に掘り残される残留部を掘削
するための残留部掘削装置が設けられ、この残留部掘削
装置は、カッター間に配置されて、残留部の切羽面に沿
って往復移動する残留部掘削カッターと、この残留部掘
削カッターを残留部の切羽面に平行に移動させるための
移動手段とを備えている。
体の中心から所定量だけ偏心した偏心軸心を中心に公転
させ、回転体に放射状に設けた3本のカッターを、回転
体の中心軸心回りに自転させ、回転体を回転させるとと
もにカッターを回転させることで地山を掘削するように
し、カッター間の掘削面の周辺部に掘り残される残留部
を、残留部の切羽面に沿って往復移動する残留部掘削カ
ッターと、これを往復移動させる移動手段とを有した残
留部掘削装置で、地山の断面を楕円形状または矩形状に
掘削する。
た揺動軸と、揺動軸を揺動させるためのシリンダ装置
と、残留部掘削カッターを前記揺動軸に揺動自在に取付
けた揺動アームとを備えている。この構成によれば、シ
リンダ装置を駆動して揺動軸を揺動させることにより、
残留部掘削カッターが残留部の切羽面に沿って往復移動
し、地山の断面を楕円形状または矩形状に掘削する。
に基づいて説明する。本発明の実施の形態に係るシール
ド掘進機において、カッターヘッドHは、ルーロの三角
形に内接して先端部にコピーカッター21を有する三本
のカッタースポーク2を有する掘削部22を一対で設け
ることにより構成されている。ここで、各掘削部22は
同様の構成なので、一方の掘削部22のみの構成を説明
する。
において、1はシールド本体、2はルーロの三角形に内
接する前記三本の前記カッタースポーク、3はカッター
スポーク2をP1回りに回転させるための自転歯車、4
はピニオン、5はピニオン4を駆動させるための駆動源
(駆動モータ)、6は歯車箱でカッタースポーク軸(回
転体)30に軸支されている。7は、歯車箱6とシール
ド本体1との間に取付けられて、歯車箱6が上下方向の
偏心量eで公転する際の偏心運動を許容するシリンダ装
置である。
偏心量eで公転する公転歯車、10はこの公転歯車9に
噛合するピニオン、11はその駆動源(駆動モータ)で
ある。上記のような掘削部22が、シールド本体1の左
右に一対で設けられている。このような構成において、
カッタースポーク2の自転方向とカッタースポーク軸3
0の公転方向が逆で、カッタースポーク軸30の公転速
度がカッタースポーク2の自転速度の3倍のとき、地山
Gの掘削断面G1は、図1に示すように、略長方形断面
となり、逆にカッタースポーク2の自転方向とカッター
スポーク軸30の公転方向が同方向で、公転速度が自転
速度の3倍の場合は、地山Gの掘削断面G1は、略楕円
形断面となる。
の自転中心P1回りにD1,D2方向に自転し、カッタ
ースポーク軸30はその公転中心P2回りにそれぞれE
1,E2方向に回転することで、地山Gの掘削断面G1
が略長方形断面に掘削される。ところで、図6〜図9で
は、カッタースポーク2の自転方向とカッタースポーク
軸30の公転方向が逆で、カッタースポーク軸30の公
転速度がカッタースポーク2の自転速度の3倍の場合の
掘削断面G1、およびカッタースポーク2、カッタース
ポーク軸30の動きを示し、これによる掘削断面G1
は、略長方形断面となった例である。
面を掘削した場合、図1に示すように、ルーロの三角形
の外側にある長方形の長辺の中央部付近に未掘削部(残
留部)25が残ってしまう。このため、本発明の実施の
形態では、図3〜図5に示すように、この未掘削部25
を掘削するための残留部掘削装置26を掘削部22間に
上下一対で配置している。
を説明する。各残留部掘削装置26は、未掘削部25の
切羽面に沿って平行に往復移動(揺動)する残留部掘削
カッター40と、この残留部掘削カッター40を未掘削
部25の切羽面に平行に移動させるための移動手段41
とを備え、前記残留部掘削カッター40は開口されてそ
の外周部にはカッタービット40aが整然と取付けられ
ている。
間に配置されてシールド本体1に取付けられた一対の揺
動軸42,43と、これら揺動軸42,43を揺動させ
るための複数のシリンダ装置44,45,46と、残留
部掘削カッター40を前記揺動軸42,43に支軸47
a,48aを介して揺動自在に取付けた揺動アーム4
7,48とを備え、各揺動アーム47,48の支軸47
a,48aは、揺動軸42,43の中心にe1だけ偏心
して取付けられ、各揺動アーム47,48の先端部47
b,48bは、残留部掘削カッター40の途中に揺動自
在に取付けられている。
6は、その基端部がシールド本体1にブラケット44
a,45a,46aを介して揺動自在に取付けられ、そ
のうちのシリンダ装置44の先端部は、ブラケット49
を介して一方の揺動軸42に揺動自在に取付けられ、こ
のシリンダ装置44に並べて配置された別のシリンダ装
置45は、揺動アーム47の途中にブラケット50を介
して揺動自在に取付けられ、さらに、他方のシリンダ装
置46の先端部は、揺動軸43にブラケット51を介し
て揺動自在に取付けられている。
45,46を伸縮することにより、残留部掘削カッター
40は、図の実線と仮想線で示す間でLの水平区間でも
って未掘削部25の切羽面に沿って揺動し、未掘削部2
5をシールド本体1の推進力によって掘削する。なお、
カッタースポーク2と残留部掘削カッター40の動きは
干渉しないよう制御されている。
る場合、図3の仮想線で示すように、シリンダ装置4
4,45を縮め、シリンダ装置46を伸長すると、ブラ
ケット49,50,51を介して揺動軸42,43が回
転し、各揺動アーム47の基端部が揺動軸42に偏心し
て揺動軸42回りに公転(偏心した状態で往復回動)す
る。そして、さらにシリンダ装置44,45,46を伸
縮させることにより、残留部掘削カッター40が未掘削
部25の切羽面に沿って往復移動することで、カッター
ビット42の切削により未掘削部25が掘削され、シー
ルド本体1の後方へ排出される。
ば、ルーロの三角形の外側にある長方形の長辺の中央部
の未掘削部25を掘削する残留部掘削装置26を設け、
この残留部掘削装置26は、カッタースポーク2間に配
置されて、未掘削部25の切羽面に沿って往復移動する
残留部掘削カッター40と、この残留部掘削カッター4
0を未掘削部25の切羽面に平行に移動させるための移
動手段41とを備えたので、カッタースポーク2の動き
と残留部掘削カッター40の動きとが干渉しないよう制
御することで、トンネルの未掘削部25を掘削して、ト
ンネルの掘削断面G1を矩形断面に掘削することができ
るとともに、残留部掘削カッター40は、揺動動作によ
って未掘削部25を掘削するので、単に残留部掘削カッ
ター40を左右あるいは上下に移動させて未掘削部25
を掘削する場合に比べて、未掘削部25の掘削量を増加
させることができる。勿論、場合に応じて残留部掘削カ
ッター40を左右あるいは上下に移動させるよう構成
し、これによって残留部掘削カッター40を未掘削部2
5の切羽面に沿って移動させることで未掘削部25を掘
削するようにすることも可能である。
形に基づき形成されたカッタースポークを自転させると
ともに偏心した軸心に回りで公転させることにより、ト
ンネルの断面を矩形状に形成することとしたが、これに
限定されるものではなく、トンネルの断面を楕円形状に
掘削する場合であっても、残留部掘削装置26において
は、上記実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
ーヘッドHの正面視形状をルーロの三角形内にある三本
のスポーク式のものを示したがこれに限定されるもので
はなく、面板が互いに干渉しないように前後にずらして
ルーロの三角形と同一形状にすることもできる。この場
合も上記実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
は、ルーロの三角形に基づき形成されたカッターヘッド
を自転させるとともに偏心した軸心回りで公転させるこ
とにより、断面が楕円形状または矩形状のトンネルを掘
削する際、カッター間の掘削面の周辺部に掘り残される
残留部を掘削するための残留部掘削装置を設け、残留部
掘削装置は、カッター間に配置されて、残留部の切羽面
に沿って往復移動する残留部掘削カッターと、この残留
部掘削カッターを残留部の切羽面に平行に移動させるた
めの移動手段とを備えたので、地山が軟質の場合であっ
ても確実に残留部掘削装置によってトンネルの残留部を
掘削でき、また、掘削された地山が固定カッターの前方
に堆積して掘削抵抗が大きくなることもなく、従って、
残留部掘削カッターに損傷を与えるのを防止できる。
正面図である。
正面図である。
タースポークの自転およびカッタースポーク軸の公転状
態を示す概略正面図である。
タースポークの自転およびカッタースポーク軸の公転状
態を示す概略正面図である。
タースポークの自転およびカッタースポーク軸の公転状
態を示す概略正面図である。
タースポークの自転およびカッタースポーク軸の公転状
態を示す概略正面図である。
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 シールド本体の中心から所定量だけ偏心
した偏心軸心を中心にシールド本体の中心軸心回りに公
転する複数の回転体が、シールド本体の前部に並べて設
けられ、これら回転体に、その中心軸心回りに自転する
地山掘削用の3本のカッターが放射状に設けられ、各回
転体を回転させるとともにカッターを回転させること
で、地山の断面を楕円形状または矩形状に掘削するよう
にしたシールド掘進機であって、カッター間の掘削面の
周辺部に掘り残される残留部を掘削するための残留部掘
削装置が設けられ、この残留部掘削装置は、カッター間
に配置されて、残留部の切羽面に沿って往復移動する残
留部掘削カッターと、この残留部掘削カッターを残留部
の切羽面に平行に移動させるための移動手段とを備えた
ことを特徴とするシールド掘進機。 - 【請求項2】 移動手段が、カッター間に配置された揺
動軸と、揺動軸を揺動させるためのシリンダ装置と、残
留部掘削カッターを前記揺動軸に揺動自在に取付けた揺
動アームとを備えたことを特徴とする請求項1記載のシ
ールド掘進機。 - 【請求項3】 カッター間に対で設けられた揺動軸と、
これら揺動軸を揺動させるためのシリンダ装置と、残留
部掘削カッターを前記揺動軸に揺動自在に取付けた揺動
アームとを備えたことを特徴とする請求項1記載のシー
ルド掘進機。 - 【請求項4】 カッターと残留部掘削カッターの動きが
干渉しないよう制御されたことを特徴とする請求項1〜
請求項3の何れかに記載のシールド掘進機。 - 【請求項5】 カッターの正面視形状がルーロの三角形
と同一形状に形成されたことを特徴とする請求項1〜請
求項4の何れかに記載のシールド掘進機。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP22315399A JP3794873B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP3794873B2 JP3794873B2 (ja) | 2006-07-12 |
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ID=16793631
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---|---|---|---|
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CN104453928A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-03-25 | 上海隧道工程股份有限公司 | 矩形盾构多刀盘驱动同步控制方法 |
CN104500083A (zh) * | 2014-12-28 | 2015-04-08 | 上海隧道工程股份有限公司 | 矩形盾构施工的土体改良方法 |
CN104500084A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-08 | 上海隧道工程股份有限公司 | 一种矩形盾构机及其控制方法 |
CN104533435A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-22 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种摆动刀盘式矩形断面顶管机 |
CN105673027A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-06-15 | 上海隧道工程有限公司 | 一种用于类矩形盾构的铰接式偏心刀盘装置 |
CN113266387A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-08-17 | 国能神东煤炭集团有限责任公司 | 一种矿用全断面矩形快速掘进机 |
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-
1999
- 1999-08-06 JP JP22315399A patent/JP3794873B2/ja not_active Expired - Fee Related
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