JP2001355386A - Copy cutter device for shield machine - Google Patents

Copy cutter device for shield machine

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JP2001355386A
JP2001355386A JP2000176337A JP2000176337A JP2001355386A JP 2001355386 A JP2001355386 A JP 2001355386A JP 2000176337 A JP2000176337 A JP 2000176337A JP 2000176337 A JP2000176337 A JP 2000176337A JP 2001355386 A JP2001355386 A JP 2001355386A
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JP
Japan
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cutter
copy
tunnel
frame
outer peripheral
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Application number
JP2000176337A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Shigeta
安彦 重田
Toshimitsu Aso
利光 阿曽
Kazuo Miyazawa
和夫 宮沢
Toru Goto
徹 後藤
Akira Yoshikawa
明 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently conduct the extension works of the cross section of a tunnel in tunnel excavation by a shield machine. SOLUTION: A cutter frame 15 is built along the peripheral direction of the outer periphery of a cutter head 2 among hydraulic cylinder jacks 11 installed into the cutter spokes 3 of the cutter head 2 for the shield machine 1 and the adjacent cutter spokes 3. One end of the cutter frame 15 is connected at the front end of the hydraulic cylinder jack 11 in the cutter spoke 3, and the other end is supported rotatably at the position of another adjacent cutter spoke. A part of the cutter frame 15 is pushed out to the outside from the outer periphery of the cutter head 2 by the cylinder extension operation of the hydraulic cylinder jack 11, and a ground in the periphery of the tunnel is cut.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はシールド掘削機のコ
ピーカッタ装置に係り、特に広い切削面をとることでト
ンネル断面の拡幅作業が容易に行える構造的、耐久性に
優れたシールド掘削機のコピーカッタ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copy cutter device for a shield excavator, and more particularly to a copy of a shield excavator excellent in structure and durability capable of easily widening a tunnel section by taking a wide cut surface. It relates to a cutter device.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のシールドトンネルは、地下構造物
の輻輳や大深度地下利用法の成立が見込まれることもあ
り大深度化している。また、都市部では大深度化に伴
い、立坑構築のための工費の増大や立坑用地の確保が困
難になってきている。さらに、海底下のシールドトンネ
ルの施工など、シールドトンネルの長距離化へのニーズ
もますます増加している。このため、線形に伴うトンネ
ル断面変化や急曲線施工等、従来のシールド掘削機によ
る標準トンネル断面以外の断面を掘削する必要もある。
そのためトンネル外周に所定の余掘りを行えるようにし
たコピーカッタ装置が種々開発されている。
2. Description of the Related Art Recently, shield tunnels are becoming deeper because congestion of underground structures and the establishment of a method for utilizing deep underground are expected. Further, in urban areas, with the increase in depth, it has become difficult to increase construction costs for shaft construction and secure land for shafts. In addition, there is an increasing need for long-distance shield tunnels, such as the construction of shield tunnels under the sea floor. For this reason, it is necessary to excavate a section other than the standard tunnel section using a conventional shield excavator, such as a change in the tunnel section due to the alignment and the construction of a sharp curve.
For this reason, various copy cutter devices have been developed which can perform predetermined excavation on the outer periphery of the tunnel.

【0003】図9は、従来のシールド掘削機50のカッ
タヘッド51と、カッタヘッドの周面に装備されたコピ
ーカッタ装置52の一部を示した概略斜視図である。コ
ピーカッタ装置50はカッタヘッド51の回転によるト
ンネル切羽方向への掘進に対して、トンネル断面の半径
方向の余掘りを行う付加掘削装置である。このコピーカ
ッタ装置52は、通常、カッタスポーク53内に収容さ
れたコピーカッタジャッキ(図示せず)のシリンダを伸
長させることでシールド掘削機50のスキンプレート外
周面54から所定量だけカッタ部分55を突出させてト
ンネル断面の円周方向の余掘りを行うようになってい
る。また、カッタ部分55の突出量を調整することで、
トンネル拡幅箇所や拡幅量を適宜設定するようになって
いる。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a cutter head 51 of a conventional shield excavator 50 and a part of a copy cutter device 52 mounted on a peripheral surface of the cutter head. The copy cutter device 50 is an additional excavation device that performs extra excavation in the radial direction of the tunnel cross section in response to excavation in the tunnel face direction due to rotation of the cutter head 51. The copy cutter device 52 normally extends the cylinder of the copy cutter jack (not shown) housed in the cut-spoke 53 to extend the cutter portion 55 from the skin plate outer peripheral surface 54 of the shield excavator 50 by a predetermined amount. The protruding portion is dug in the circumferential direction of the tunnel section. Also, by adjusting the amount of protrusion of the cutter portion 55,
The width of the tunnel and the width of the tunnel are appropriately set.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
なシールドトンネルの大断面化、長距離化に伴うシール
ド掘削機の装置上の問題点としてカッタビットの摩耗が
ある。カッタスポークに沿って装着されるカッタビット
は装着位置が外周であるほど切削長が長いため摩耗も大
きい。したがって、コピーカッタ装置に装着されたカッ
タビットの摩耗が最大となるが、従来のコピーカッタ装
置のカッタビットは交換が困難であり、よりカッタビッ
トの耐久性を高めるビット配置などが求められている。
However, as described above, a problem with the equipment of the shield excavator accompanying the enlargement of the cross section and the length of the shield tunnel is wear of the cutter bit. The cutter bit mounted along the cutter spokes has a longer cutting length as the mounting position is closer to the outer periphery, so that the wear is greater. Therefore, the wear of the cutter bit mounted on the copy cutter device is maximized, but it is difficult to replace the cutter bit of the conventional copy cutter device, and a bit arrangement that further increases the durability of the cutter bit is required. .

【0005】また、鉄道、道路のシールドトンネルなど
では、部分的にトンネル断面の拡幅を伴う工事も増えて
いる。シールドトンネル拡幅工法としては、シールドト
ンネル築造後、必要な拡幅部分の2次覆工を取り除き、
トンネル周囲の地盤を所定範囲にわたり掘削して拡幅
し、その部分に特殊形状の覆工を行うような拡幅工法等
も実用化しているが、地盤改良などの付加的な費用が多
く発生する。
[0005] Further, in the case of railway tunnels and shield tunnels for roads, the number of works that involve a partial widening of the tunnel section is increasing. As for the shield tunnel widening method, after building the shield tunnel, remove the necessary secondary lining of the widened part,
A widening method of excavating and widening the ground around the tunnel over a predetermined range and lining the area with a special shape has also been put to practical use. However, additional costs such as ground improvement are required.

【0006】ところが、図9に示したような従来のコピ
ーカッタ装置では、小口径などで標準部から拡幅部への
拡大率が大きくなると突出したカッタ部分が構造的に片
持ち状態となるため、切削時の抵抗が大きいと突出部が
変形してしまうおそれがあるため、円周方向の拡幅量が
大きくとれないという問題もある。
However, in the conventional copy cutter device as shown in FIG. 9, when the enlargement ratio from the standard portion to the wide portion becomes large due to a small diameter or the like, the protruding cutter portion becomes structurally cantilevered. If the resistance at the time of cutting is large, the protruding portion may be deformed, so that there is also a problem that the amount of widening in the circumferential direction cannot be large.

【0007】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、構造的に優れ、長期の使用
に耐えられるトンネル断面の円周方向に大きな拡幅量が
確保できるようにしたシールド掘削機のコピーカッタ装
置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to secure a large widening amount in the circumferential direction of the tunnel cross section which is structurally superior and can withstand long-term use. An object of the present invention is to provide a copy cutter device of a shield excavator.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シールド掘削機のカッタヘッドのカッタ
スポーク内に装備された駆動手段と、隣接する前記カッ
タスポーク間に前記カッタヘッドの外周縁の周方向に沿
うように架設され、その一端が前記カッタスポーク内の
駆動手段に連結され、他端が前記カッタスポークに隣接
する他のカッタスポーク位置で回動可能に支持されたカ
ッタフレームを備え、該カッタフレームの一部が前記駆
動手段の動作により前記外周縁から外方にせり出してト
ンネル周囲地山を切削することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a drive mechanism mounted in a cutter spoke of a cutter head of a shield excavator, and the cutter head is provided between adjacent cutter spokes. A cutter frame that is installed along the circumferential direction of the outer peripheral edge, one end of which is connected to the driving means in the cut-spoke, and the other end is rotatably supported at another cut-spoke position adjacent to the cut-spoke. A part of the cutter frame protrudes outward from the outer peripheral edge by the operation of the driving means to cut the ground around the tunnel.

【0009】前記カッタフレームは、前記駆動手段の動
作がリンクを介して前記一端に伝達され、前記他端を回
動支点として、前記カッタヘッドの外周縁から外方に向
けてせり出すようにすることが好ましい。
In the cutter frame, the operation of the driving means is transmitted to the one end via a link, and the cutter frame is projected outward from an outer peripheral edge of the cutter head with the other end as a pivot point. Is preferred.

【0010】前記カッタフレームは、外周面に複数のカ
ッタビットを列設することが好ましい。
It is preferable that the cutter frame has a plurality of cutter bits arranged on an outer peripheral surface thereof.

【0011】前記カッタフレームは、前記カッタヘッド
の外周位置に沿って複数が装備され、前記カッタヘッド
の回転動作に伴い、対応するカッタフレームの所定のせ
り出し量、せり出し位置が指示され、所定形状のトンネ
ル拡幅を行うことができるようにすることが好ましい。
A plurality of cutter frames are provided along an outer peripheral position of the cutter head, and a predetermined protrusion amount and a predetermined protrusion position of the corresponding cutter frame are designated with a rotation operation of the cutter head, and a predetermined shape of the cutter frame is provided. It is preferred that tunnel widening can be performed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明のシールド掘削機の
コピーカッタ装置の一実施の形態について、添付図面を
参照して説明する。図1,図2は、本実施の形態におい
てシールド掘削機1のカッタヘッド2に装備されたコピ
ーカッタ装置10のうち、上部に位置する2基の構成及
びその動作状態を説明するために示した概略斜視図であ
る。両図では、カッタスポーク3内部の油圧シリンダジ
ャッキ11がわかるように、カッタスポーク3の1本が
2点鎖線で示されている。図3各図は、シールド掘削機
内におけるコピーカッタ装置10の取り付け状態及び動
作状態を示した部分縦断面図、図4は、コピーカッタ装
置10の動作状態を模式的に示した拡大図である。図1
に示したように、シールド掘削機1のカッタヘッド2に
は、センターシャフト4に3本のカッタスポーク3が1
20°の等角度間隔をなして放射状に取り付けられてい
る。さらに各カッタスポーク3間には補助スポーク5が
放射状に取り付けられている。各カッタスポーク3と補
助スポーク5の外周端は、これらのスポーク3,5と一
体的に回転する外周リングプレート6で囲まれている。
コピーカッタ装置10は、外周リングプレート6近傍の
カッタスポーク3と補助スポーク5との間に位置するよ
うに装備されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a copy cutter apparatus for a shield excavator according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are shown for explaining the configuration of two units located at the upper part and the operation state of the two units in the copy cutter device 10 mounted on the cutter head 2 of the shield excavator 1 in the present embodiment. It is a schematic perspective view. In both figures, one of the cut-spokes 3 is shown by a two-dot chain line so that the hydraulic cylinder jack 11 inside the cut-spoke 3 can be seen. FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view showing an attached state and an operation state of the copy cutter device 10 in the shield excavator, and FIG. 4 is an enlarged view schematically showing an operation state of the copy cutter device 10. FIG.
As shown in the figure, the cutter head 2 of the shield excavator 1 has three cut-spokes 3 on the center shaft 4.
They are mounted radially at equal angular intervals of 20 °. Further, auxiliary spokes 5 are radially attached between the respective cut spokes 3. The outer peripheral end of each of the cut spokes 3 and the auxiliary spokes 5 is surrounded by an outer peripheral ring plate 6 that rotates integrally with these spokes 3 and 5.
The copy cutter device 10 is equipped so as to be located between the cutter spoke 3 and the auxiliary spoke 5 near the outer peripheral ring plate 6.

【0013】以下、コピーカッタ装置10の構成につい
て、各図を参照して説明する。1本のカッタスポーク3
内には、隣接する2基のコピーカッタ装置10をそれぞ
れ独立して動作可能な2基の油圧シリンダジャッキ11
が台座13上に並んで固定されている(図1,図3
(a))。各油圧シリンダジャッキ11のシリンダ11
aの先端には、それぞれリンクアーム12の一端がヒン
ジを介して回動可能に結合されている(図3(a),図
4)。このリンクアーム12の他端12a(外周端)
は、カッタフレーム15の一端15aに回動可能に連結
されている。このカッタフレーム15は、外周リングプ
レート6を構成するスキンプレートの曲率半径よりわず
かに小さい曲率半径の円弧状をなす形鋼部材である。カ
ッタフレーム15は、本実施の形態では、外周リングプ
レート6の全周を6等分割するように配置されたカッタ
スポーク3と補助スポーク5とのなす角度(60°)の
範囲で、外周リングプレート6内面から所定位置だけ内
方に位置する。このときリンクアーム12と連結された
端部と反対端15bは、補助スポーク5内の固定部支点
18にヒンジ結合されている。
Hereinafter, the configuration of the copy cutter device 10 will be described with reference to the drawings. One Katas Spoke 3
Inside, two hydraulic cylinder jacks 11 capable of independently operating two adjacent copy cutter devices 10 are provided.
Are fixed side by side on the pedestal 13 (FIGS. 1 and 3).
(A)). Cylinder 11 of each hydraulic cylinder jack 11
One end of a link arm 12 is rotatably connected to a tip end of the link arm 12 via a hinge (FIGS. 3A and 4). The other end 12a (outer peripheral end) of the link arm 12
Is rotatably connected to one end 15a of the cutter frame 15. The cutter frame 15 is a shaped steel member having an arc shape having a radius of curvature slightly smaller than the radius of curvature of the skin plate constituting the outer peripheral ring plate 6. In the present embodiment, the cutter frame 15 is configured such that the outer peripheral ring plate is formed within a range of an angle (60 °) between the cut spokes 3 and the auxiliary spokes 5 arranged so as to divide the entire periphery of the outer peripheral ring plate 6 into six equal parts. 6 is located inward from the inner surface by a predetermined position. At this time, an end 15b opposite to the end connected to the link arm 12 is hinged to a fixed portion fulcrum 18 in the auxiliary spoke 5.

【0014】各カッタフレーム15が配置された外周位
置の外周リングプレート6、それぞれ対向するカッタフ
レーム15の投影面積よりわずかに大きく切り欠かれた
開口7を有し、後述するようにカッタフレーム15が固
定部支点18回りに所定角度だけ回動して外方にせり出
してきた際に、カッタフレーム15の一部は、一端15
a側から、開口7から地山側に突出する。カッタフレー
ム15の外周面の回転方向の先端部と円周方向に沿って
複数のカッタビット16が装着されている。特に複数個
のカッタビットをカッタフレーム15の長手方向に沿っ
て取り付けることにより、従来のコピーカッタ装置10
に比べ地山切削の効率が格段に向上する。なお、図の簡
略化のため、これらのカッタビット16の図示を一部省
略している。
An outer peripheral ring plate 6 at an outer peripheral position where each cutter frame 15 is disposed, and an opening 7 cut out slightly larger than a projection area of the opposing cutter frame 15, and the cutter frame 15 is formed as described later. When the cutter frame 15 rotates outward by a predetermined angle around the fixed portion fulcrum 18 and projects outward, a part of the cutter frame 15
From the side a, it protrudes from the opening 7 toward the ground. A plurality of cutter bits 16 are mounted along the tip of the outer circumferential surface of the cutter frame 15 in the rotational direction and along the circumferential direction. In particular, by attaching a plurality of cutter bits along the longitudinal direction of the cutter frame 15, the conventional copy cutter device 10 can be used.
The efficiency of ground cutting is greatly improved compared to For simplification of the drawing, illustration of these cutter bits 16 is partially omitted.

【0015】図1,図3(a)は、コピーカッタ装置1
0の初期状態を示している。この状態では油圧シリンダ
ジャッキ11のシリンダ11aは縮退状態にあり、カッ
タフレーム15も全体がカッタヘッド2内に収まり、そ
の表面に装着されたカッタビット16も外周リングプレ
ート6から突出していない。この状態から図2,図3
(b),図4に示したように、シリンダ11aを伸長す
ると、リンクアーム12がカッタフレーム15の一端1
5aを外方に押し出すように動作する。このときカッタ
フレーム15の他端15bは固定支点18にヒンジ連結
されているため、カッタフレーム15が固定支点18回
りに回動し、リンクアーム12に連結された端部側が外
周リングプレート6の開口7から外方にせり出すように
突出する。
FIGS. 1 and 3A show a copy cutter device 1.
0 shows the initial state. In this state, the cylinder 11a of the hydraulic cylinder jack 11 is in the retracted state, the entire cutter frame 15 is accommodated in the cutter head 2, and the cutter bit 16 mounted on the surface thereof does not protrude from the outer peripheral ring plate 6. 2 and 3 from this state.
(B), as shown in FIG. 4, when the cylinder 11a is extended, the link arm 12 is connected to one end 1 of the cutter frame 15.
It operates to push 5a outward. At this time, the other end 15b of the cutter frame 15 is hingedly connected to the fixed fulcrum 18, so that the cutter frame 15 rotates around the fixed fulcrum 18, and the end connected to the link arm 12 has an opening of the outer peripheral ring plate 6. 7 so as to protrude outward.

【0016】図4は、1基のコピーカッタ装置10を動
作させる油圧シリンダジャッキ11の操作量を制御する
ための各手段の構成を模式的に示した拡大図である。同
図に示したように、カッタフレーム15は、油圧シリン
ダジャッキ11のシリンダ11aの伸長により、固定支
点18回りに掘削機の外周リングプレート6の開口7か
ら外方にせり出すが、このときのカッタフレーム15の
地山側への突出量を検知するために、固定支点18位置
の回動ピンの回動量を検知する角度センサ21が設けら
れている。また、コピーカッタ装置10によって拡幅さ
れた地山間のクリアランス量を確認するための非接触距
離センサ22がカッタフレーム15の近傍に設置されて
いる。制御対象の油圧シリンダジャッキ11の円周方向
の角度情報もカッタスポーク3の角度情報から得ること
ができる。制御部20では、これらの検知情報をもとに
動作対象の油圧シリンダジャッキ11のシリンダ11a
の伸長量を設定し、油圧ポンプ等の圧源23に動作指令
を出力するようになっている。
FIG. 4 is an enlarged view schematically showing the structure of each means for controlling the operation amount of the hydraulic cylinder jack 11 for operating one copy cutter device 10. As shown in FIG. As shown in the figure, the cutter frame 15 protrudes outward from the opening 7 of the outer peripheral ring plate 6 of the excavator around the fixed fulcrum 18 due to the extension of the cylinder 11a of the hydraulic cylinder jack 11. In order to detect the amount of protrusion of the frame 15 toward the ground, an angle sensor 21 for detecting the amount of rotation of the rotation pin at the fixed fulcrum 18 is provided. Further, a non-contact distance sensor 22 for checking the clearance between the grounds widened by the copy cutter device 10 is installed near the cutter frame 15. Angle information in the circumferential direction of the hydraulic cylinder jack 11 to be controlled can also be obtained from angle information of the cut spokes 3. The control unit 20 controls the cylinder 11a of the hydraulic cylinder jack 11 to be operated based on the detection information.
Is set, and an operation command is output to a pressure source 23 such as a hydraulic pump.

【0017】図5は、6基のコピーカッタ装置10を備
えたシールド掘削機1の構成例を示した模式構成図であ
る。各コピーカッタ装置10は、それぞれの油圧シリン
ダジャッキ11のシリンダ伸縮動作が独立して行える
が、実際のコピーカッタ装置10の運転時には、制御部
20からの動作指令により、トンネル拡幅形状、拡幅パ
ターン、位置等に対応したコピーカッタ装置10の油圧
シリンダジャッキ11を運転させ、そのシリンダ11a
の伸長量、伸長タイミングを制御する。制御はあらかじ
めプログラミングされた自動運転の他、マニュアル運転
も行うことができる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a shield excavator 1 provided with six copy cutter devices 10. Each copy cutter device 10 can independently perform the cylinder expanding / contracting operation of each hydraulic cylinder jack 11, but when the actual copy cutter device 10 is operated, a tunnel widening shape, a widening pattern, The hydraulic cylinder jack 11 of the copy cutter device 10 corresponding to the position or the like is operated, and the cylinder 11a is operated.
Control the amount of expansion and the timing of expansion. The control can perform not only automatic operation programmed in advance but also manual operation.

【0018】図6,図7は、各トンネル拡幅作業への適
用例におけるコピーカッタ装置10の動作状態を模式的
に示した状態説明図である。図6は、円形トンネルT1
断面からトンネル直径を同心状に拡径して円形トンネル
2を掘削する場合の適用例を示している。このコピー
カッタ装置10の動作状態では、カッタビット(図示せ
ず)がカッタスポーク3の回転方向に向く3基のコピー
カッタ装置10Aの油圧シリンダジャッキ11を駆動
し、カッタフレーム15を所定量だけ地山側にせり出し
た状態でカッタヘッド2の回転及び掘削機の掘進を行
う。これにより、拡幅部を効率よく切削しながら掘進す
ることができる。また、カッタスポーク3を逆回転駆動
する場合には、他の3基のコピーカッタ装置10Bによ
る掘削を行うようにする。
FIGS. 6 and 7 are explanatory diagrams schematically showing the operation state of the copy cutter device 10 in an example applied to each tunnel widening operation. FIG. 6 shows a circular tunnel T 1.
Shows an application example of drilling a circular tunnel T 2 diametrically enlarged tunnel diameter concentrically from the cross-section. In the operation state of the copy cutter device 10, the cutter bit (not shown) drives the hydraulic cylinder jacks 11 of the three copy cutter devices 10A facing in the rotation direction of the cut-spoke 3, and moves the cutter frame 15 by a predetermined amount. Rotation of the cutter head 2 and excavation of the excavator are performed in a state of protruding to the mountain side. Thereby, it is possible to excavate while efficiently cutting the widened portion. When the cutter spoke 3 is driven to rotate in the reverse direction, excavation is performed by the other three copy cutter devices 10B.

【0019】また、図7は、シールド掘削機の掘進に伴
い、円形トンネルT1の側方のみ拡幅するようにしたコ
ピーカッタ装置10の適用例を示している。同図に示し
たように、コピーカッタ装置10の油圧シリンダジャッ
キ11のシリンダ11aを、トンネル頂部及び底部にお
いて、シリンダ11a伸長量がゼロに、スプリングライ
ンで最大になるようにシリンダ11a伸長量を制御する
ことにより、側方に拡幅された楕円断面トンネルT3
掘削することができる。
[0019] Figure 7, with the excavation of the shield excavator, shows an application example of the copy cutter device 10 which is adapted to widen only the side of the circular tunnel T 1. As shown in the drawing, the cylinder 11a of the hydraulic cylinder jack 11 of the copy cutter device 10 is controlled at the top and bottom of the tunnel so that the extension of the cylinder 11a is zero and the extension of the cylinder 11a is maximized at the spring line. by, it is possible to drill the elliptical cross-section tunnel T 3 which is widened laterally.

【0020】図8は、コピーカッタ装置の変形例を示し
た状態説明図である。同図に示したように、本変形例の
コピーカッタ装置10Cでは、1基の油圧シリンダジャ
ッキ11を隣接する2本のカッタフレーム15を動作さ
せるようにしている。カッタスポーク(図示せず)内に
設置された1本の油圧シリンダジャッキ11のシリンダ
11aの先端には2本のリンクアーム12が連結され、
それぞれのリンクアーム12に、反対側から延びて設置
されたカッタフレーム15の一端が連結されている。こ
のように構成されたコピーカッタ装置10Cによれば、
シリンダ11aの伸長により隣接する2本のカッタフレ
ーム15を同時に動作させることができ、簡単な構造
で、トンネル側部の拡幅作業を実現することができる。
なお、図8は、急曲線シールドトンネルにおいてシール
ド掘削機を急転回させるような場合に対応するために、
トンネル片側の側方のみを拡幅したトンネル断面T4
例を示している。
FIG. 8 is a state explanatory view showing a modification of the copy cutter device. As shown in the drawing, in the copy cutter device 10C of the present modification, two cutter frames 15 adjacent to one hydraulic cylinder jack 11 are operated. Two link arms 12 are connected to the tip of a cylinder 11a of one hydraulic cylinder jack 11 installed in a cutter spoke (not shown),
One end of a cutter frame 15 installed extending from the opposite side is connected to each link arm 12. According to the copy cutter device 10C configured as described above,
By extending the cylinder 11a, two adjacent cutter frames 15 can be operated at the same time, and widening work of the tunnel side can be realized with a simple structure.
FIG. 8 shows a case in which a shield excavator is suddenly turned in a sharp curve shield tunnel.
Shows an example of a tunnel section T 4 obtained by widening only the side of the tunnel side.

【0021】なお、以上の説明では、図1に代表して示
したような3本のカッタスポーク3で構成された開放型
カッタヘッドのシールド掘削機を例に、コピーカッタ装
置の構成を説明したが、装備するコピーカッタ装置の基
数は適宜設定でき、またカッタヘッドの形状、カッタヘ
ッドの支持方式、カッタスポークの本数が異なるシール
ド掘削機にも適用することができる。さらに、カッタフ
レームをせり出す駆動部分についても油圧シリンダジャ
ッキの他、電動モータ等の他の駆動手段を適用すること
も可能である。また、シールド掘削機の構造としてカッ
タヘッドに外周リングプレート6を設けずに本発明のコ
ピーカッタ装置のカッタフレームを備えることもでき、
この場合にはカッタヘッドを簡単な構造にすることがで
きる。
In the above description, the configuration of the copy cutter device has been described by taking as an example an open type cutter head shield excavator composed of three cutter spokes 3 as shown in FIG. However, the number of copy cutter devices to be equipped can be set as appropriate, and the present invention can be applied to shield excavators having different cutter head shapes, cutter head support methods, and different numbers of cutter spokes. Furthermore, other driving means such as an electric motor can be applied to the driving portion for projecting the cutter frame, in addition to the hydraulic cylinder jack. Also, the cutter frame of the copy cutter device of the present invention can be provided without providing the outer peripheral ring plate 6 on the cutter head as a structure of the shield excavator,
In this case, the cutter head can have a simple structure.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上に述べたように、コピーカッタ装置
のカッタフレームに複数個のカッタビットを取り付ける
ことができることにより、コピーカッタ装置の切削耐久
性が増加する。また、カッタフレームが固定支点と可動
部の2点で支持されるため、構造的な強度増加が図れ
る。また、トンネル周囲の地山の切削範囲を大きく設定
でき、効率のよい拡幅作業を行えるという効果を奏す
る。
As described above, since a plurality of cutter bits can be mounted on the cutter frame of the copy cutter device, the cutting durability of the copy cutter device is increased. Further, since the cutter frame is supported at two points, the fixed fulcrum and the movable part, structural strength can be increased. In addition, the cutting range of the ground around the tunnel can be set large, and an effect of performing an efficient widening operation can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるシールド掘削機のコピーカッタ装
置の一実施の形態を示した概略斜視図(初期状態)。
FIG. 1 is a schematic perspective view (an initial state) showing an embodiment of a copy cutter device of a shield excavator according to the present invention.

【図2】図1のコピーカッタ装置の動作状態(カッタフ
レームせり出し状態)例を示した概略斜視図。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of an operation state (a cutter frame protruding state) of the copy cutter apparatus of FIG. 1;

【図3】コピーカッタ装置の動作状態(初期、カッタフ
レームせり出し状態)を示した一部縦断面図。
FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view showing an operation state of the copy cutter apparatus (an initial state, a cutter frame protruding state).

【図4】コピーカッタ装置の動作状態(せり出し状態)
及び制御手段の概略構成を示した部分拡大図。
FIG. 4 shows the operation state (projection state) of the copy cutter device.
FIG. 2 is a partially enlarged view showing a schematic configuration of a control unit.

【図5】コピーカッタ装置の配置例の構成を示した模式
構成図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of an arrangement of a copy cutter device.

【図6】コピーカッタ装置によるトンネル拡幅への適用
例を示した動作状態図。
FIG. 6 is an operation state diagram showing an example of application to tunnel widening by a copy cutter device.

【図7】コピーカッタ装置によるトンネル拡幅への他の
適用例を示した動作状態図。
FIG. 7 is an operation state diagram showing another example of application to tunnel widening by the copy cutter device.

【図8】コピーカッタ装置の変形例の概略構成を示した
模式構成図。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of a modification of the copy cutter device.

【図9】従来のコピーカッタ装置の一例を示した概略斜
視図。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of a conventional copy cutter device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールド掘削機 2 カッタヘッド 3 カッタスポーク 5 補助スポーク 6 外周リングプレート 7 開口 10 コピーカッタ装置 11 油圧シリンダジャッキ 12 リンクアーム 15 カッタフレーム 16 カッタビット 18 固定部支点 20 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield excavator 2 Cutter head 3 Cutter spoke 5 Auxiliary spoke 6 Outer ring plate 7 Opening 10 Copy cutter device 11 Hydraulic cylinder jack 12 Link arm 15 Cutter frame 16 Cutter bit 18 Fixed part fulcrum 20 Control part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮沢 和夫 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 後藤 徹 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 吉川 明 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 Fターム(参考) 2D054 AA05 AC01 BA03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuo Miyazawa 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Corporation (72) Inventor Toru Goto 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Corporation (72) Inventor Akira Yoshikawa 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Corporation F-term (reference) 2D054 AA05 AC01 BA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シールド掘削機のカッタヘッドのカッタス
ポーク内に装備された駆動手段と、隣接する前記カッタ
スポーク間に、前記カッタヘッドの外周縁の周方向に沿
うように架設され、その一端が前記カッタスポーク内の
駆動手段に連結され、他端が前記カッタスポークに隣接
する他のカッタスポーク位置で回動可能に支持されたカ
ッタフレームを備え、該カッタフレームの一部が前記駆
動手段の動作により前記外周縁から外方にせり出してト
ンネル周囲地山を切削することを特徴とするシールド掘
削機のコピーカッタ装置。
1. A cutter installed in a cutter spoke of a cutter head of a shield excavator, and a bridge extending along a circumferential direction of an outer peripheral edge of the cutter head between adjacent cutter spokes and one end thereof. A cutter frame connected to a driving means in the cut spoke and having the other end rotatably supported at another cut spoke position adjacent to the cut spoke, wherein a part of the cutter frame is operated by the driving means. A copy cutter device for a shield excavator, wherein the copy cutter device protrudes outward from the outer peripheral edge to cut the ground around the tunnel.
【請求項2】前記カッタフレームは、前記駆動手段の動
作がリンクを介して前記一端に伝達され、前記他端を回
動支点として、前記カッタヘッドの外周縁から外方に向
けてせり出すようにしたことを特徴とする請求項1に記
載のシールド掘削機のコピーカッタ装置。
2. The cutter frame according to claim 1, wherein an operation of said driving means is transmitted to said one end via a link, and said cutter frame projects outward from an outer peripheral edge of said cutter head using said other end as a pivot point. The copy cutter device for a shield excavator according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記カッタフレームは、外周面に複数のカ
ッタビットが列設されたことを特徴とする請求項1記載
のシールド掘削機のコピーカッタ装置。
3. The copy cutter device for a shield excavator according to claim 1, wherein the cutter frame has a plurality of cutter bits arranged on an outer peripheral surface thereof.
【請求項4】前記カッタフレームは、前記カッタヘッド
の外周位置に沿って複数が装備され、前記カッタヘッド
の回転動作に伴い、対応するカッタフレームの所定のせ
り出し量、せり出し位置が指示され、所定形状のトンネ
ル拡幅を行えるようにしたことを特徴とする請求項1に
記載のシールド掘削機のコピーカッタ装置。
4. A plurality of cutter frames are provided along an outer peripheral position of the cutter head, and a predetermined protrusion amount and a predetermined protrusion position of a corresponding cutter frame are designated according to a rotation operation of the cutter head. The copy cutter device for a shield excavator according to claim 1, wherein the shape of the tunnel can be widened.
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