JP2002295183A - Shield machine for free section tunnel - Google Patents

Shield machine for free section tunnel

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JP2002295183A
JP2002295183A JP2001105981A JP2001105981A JP2002295183A JP 2002295183 A JP2002295183 A JP 2002295183A JP 2001105981 A JP2001105981 A JP 2001105981A JP 2001105981 A JP2001105981 A JP 2001105981A JP 2002295183 A JP2002295183 A JP 2002295183A
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shield
planetary gear
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清一 松下
Makoto Ukekawa
誠 請川
Takeshi Nagira
毅 柳楽
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実 元木
Toshihiro Okumura
利博 奥村
Mitsuo Shimizu
光雄 清水
Yasuyuki Sakai
保之 坂井
Tamotsu Munakata
保 宗像
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To overcome a problem such that earth removal performance and mud discharge performance are decreased because excavated soil sucking-in parts of earth removal equipment and mud discharge equipment cannot be made to face onto a bottom of a chamber due to location of a cutter drum, a drum storage part and a planet gear mechanism near an outer periphery of a shield machine, which excavates a free-section tunnel by a main cutter and a planetary cutter, in a structure wherein a planetary shaft is disposed near the outer periphery of the shield machine so that the planetary cutter can be rotated on the planetary shaft. SOLUTION: A ring gear 29 and of the planet gear mechanism 5 and the first planet gear 30 are disposed in the drum storage part 27 housing the cutter drum 28. The planetary shaft 31 is provided in such a manner as to be inserted into the chamber 21. The second planet gear 32, an idle gear 33 and the third planet gear 34 are provided inside a cutter head 4. The planetary cutter 15 is rotated on the planet gear 34 serving as a center of rotation.

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、自由断面トンネ
ル用シ−ルド掘進機に関し、特にメインカッターの他に
メインカッターの回転に連動して公転しつつ自転する遊
星カッターを設けて自由断面トンネルや矩形断面トンネ
ルを掘削するシ−ルド掘進機において遊星歯車機構の構
造とそれに関連する構造を改良したものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield excavator for a free-section tunnel, and more particularly, to a free-section tunnel or a free-section tunnel provided with a planetary cutter that revolves and rotates while being linked to the rotation of the main cutter in addition to a main cutter. The present invention relates to a shield excavator for excavating a tunnel having a rectangular cross section, in which a structure of a planetary gear mechanism and an improved structure related thereto are improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】 地下鉄道や上下水道等のトンネルをシ
ールド工法により構築する際に使用する掘削装置として
シールド掘進機がある。シールド掘進機は通常円形断面
トンネルを掘削可能であるが、近年、矩形断面トンネル
を掘削可能な矩形トンネル用シールド掘進機が提案され
ている。尚、矩形断面とは、正方形断面を含むものとす
る。
2. Description of the Related Art There is a shield excavator as a drilling device used for constructing a tunnel such as a subway or water and sewage system by a shield method. Although a shield machine is generally capable of excavating a tunnel with a circular section, a shield machine for a rectangular tunnel capable of excavating a tunnel with a rectangular section has recently been proposed. Note that the rectangular cross section includes a square cross section.

【0003】特開平10−61382号公報に記載の多
角形孔掘削装置(自由断面トンネル用シールド掘進機)
は、断面矩形状の胴部材及びシールド枠と、このシール
ド枠の前端側に配置されたディスク本体(ビット本体)
とディスク本体に装備された1対の遊星カッターとを備
えたカッターディスクと、カッター駆動機構と、ディス
ク本体と同期して遊星カッターを自転させつつ公転させ
る遊星歯車機構とを有する。この遊星歯車機構は、太陽
ギヤと遊星アイドルギヤと遊星カッターの自転中心と同
心の遊星ギヤとからなり、この遊星歯車機構はディスク
本体に装備されている。
A polygonal hole drilling apparatus (shield tunneling machine for free-section tunnel) described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-61382.
Is a body member and a shield frame having a rectangular cross section, and a disk body (bit body) arranged at the front end side of the shield frame.
And a cutter disk provided with a pair of planetary cutters mounted on the disk body, a cutter driving mechanism, and a planetary gear mechanism that revolves while rotating the planetary cutter in synchronization with the disk body. The planetary gear mechanism includes a sun gear, a planetary idle gear, and a planetary gear that is concentric with the rotation center of the planetary cutter. The planetary gear mechanism is mounted on a disk body.

【0004】カッター駆動機構によりディスク本体を回
転駆動すると、遊星アイドルギヤが太陽ギヤを中心に公
転しつつ自転し、この遊星アイドルギヤを介して遊星ギ
ヤが自転し、遊星カッターが太陽ギヤを中心に公転しつ
つ遊星ギヤと一体的に自転する。この遊星カッター付き
シールド掘進機では、ディスク本体に遊星歯車機構の全
部を組み込んでいるため、カッターディスクの開口率が
小さくなり、掘削土をカッターディスクの後側のチャン
バー内へ効率よく取り込むことができない。
When the disk drive is driven to rotate by the cutter driving mechanism, the planetary idle gear rotates while revolving around the sun gear, and the planetary gear rotates through the planetary idle gear, and the planetary cutter rotates around the sun gear. Revolves integrally with the planetary gear while revolving. In this shield excavator with a planetary cutter, since the entire planetary gear mechanism is incorporated in the disk body, the aperture ratio of the cutter disk is reduced, and the excavated soil cannot be efficiently taken into the rear chamber of the cutter disk. .

【0005】そこで、本願出願人等は、特開2000−
8781号において、前記開口率を大きくし、遊星カッ
ターを自転させる駆動力伝達系を簡単化した自由断面ト
ンネル用シールド掘進機を提案した。このシールド掘進
機においては、遊星カッターをディスク本体の回転に連
動させて自転させる為の遊星歯車機構を含む構造を次の
ように構成している。カッターディスクの後側にチャン
バーを画成する隔壁を設け、この隔壁の外周付近部にカ
ッタードラムを収容する環状のドラム収容部を設け、こ
のドラム収容部の内周壁の外面に、遊星歯車機構の太陽
ギヤを固定し、この太陽ギヤに1対のアイドルギヤを介
して1対の遊星ギヤを夫々噛合させ、これら遊星ギヤに
夫々スプライン結合した遊星シャフトの前端部を遊星カ
ッターに固定的に連結している。
[0005] The applicant of the present application has disclosed in
No. 8781 proposes a shield excavator for a free-section tunnel in which the aperture ratio is increased and the driving force transmission system for rotating the planetary cutter is simplified. In this shield machine, a structure including a planetary gear mechanism for rotating the planetary cutter in association with the rotation of the disk main body is configured as follows. A partition that defines a chamber is provided on the rear side of the cutter disk, and an annular drum housing that houses the cutter drum is provided near the outer periphery of the partition, and an outer peripheral surface of an inner peripheral wall of the drum housing includes a planetary gear mechanism. A sun gear is fixed, a pair of planetary gears are meshed with the sun gear via a pair of idle gears, and the front ends of the planetary shafts spline-connected to the planetary gears are fixedly connected to the planetary cutter. ing.

【0006】他方、特開平9−170399号公報に
は、偏平な矩形状の大断面トンネルを掘削する為の矩形
断面トンネル用シールド掘進機が提案されている。この
シールド掘進機では、3つの主カッターディスクと、そ
れを回転駆動する機構と、矩形の4隅に配置した4つの
補助カッターディスクと、これらカッターディスクで掘
削できない未掘削領域となる位置に配設された8つのロ
ーラ状のカッタードラム(ドラムカッター)とを備え、
3つの主カッターディスクをその両側の2つの主カッタ
ーディスクよりも前側に配置してそれらと部分的にラッ
プさせてある。
On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-170399 proposes a shield tunneling machine for a rectangular section tunnel for excavating a flat rectangular large section tunnel. In this shield machine, three main cutter discs, a mechanism for driving the main cutter discs, four auxiliary cutter discs arranged at four corners of a rectangle, and a non-excavated area which cannot be excavated by these cutter discs are provided. Equipped with eight roller-shaped cutter drums (drum cutters),
The three main cutter discs are arranged on the front side of the two main cutter discs on both sides thereof and are partially overlapped with them.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】 前記特開平10−6
1382号公報のシールド掘進機では、チャンバーの前
側のカッターディスクに、遊星歯車機構を組み込んであ
るため、チャンバーへの掘削土の取入口が小さくなりカ
ッターディスクの開口率が小さくなる。特開2000−
8781号の自由断面トンネル用シールド掘進機では、
遊星歯車機構を隔壁のドラム収容部内に設けたため、カ
ッターディスクの開口率を大きくすることができ、遊星
カッターを駆動する回転駆動機構を簡単化できる。
[Problems to be Solved by the Invention] JP-A-10-6
In the shield machine described in Japanese Patent No. 1382, a planetary gear mechanism is incorporated in the cutter disk on the front side of the chamber, so that the intake of excavated soil into the chamber is reduced and the aperture ratio of the cutter disk is reduced. JP-A-2000-
In the shield excavator for free section tunnel of 8781,
Since the planetary gear mechanism is provided in the drum accommodating portion of the partition wall, the aperture ratio of the cutter disk can be increased, and the rotation drive mechanism for driving the planetary cutter can be simplified.

【0008】しかし、遊星シャフトを遊星カッターの自
転中心と同心に配置する関係上、また、遊星カッターの
自転中心はシールド掘進機の外周付近部に設ける必要が
ある関係上、遊星シャフトがシールド掘進機の外周付近
部に位置することになる。そのため、ドラム収容部をシ
ールド掘進機の外周付近部に設けなければならならない
から、排土設備のスクリューコンベヤの掘削土吸入部を
シールド掘進機の外周付近部に設けることが不可能とな
り、ドラム収容部よりも内周側に配置せざる得なくな
る。そのため、スクリューコンベヤの掘削土吸入部をチ
ャンバーの底部に臨むように配置できず、掘削土吸入部
の位置が高くなるため、流動性の悪い掘削土の場合、チ
ャンバーの外周付近部の掘削土が排出されにくくなり、
排土性能を高めることが困難となる。
However, since the planetary shaft is arranged concentrically with the rotation center of the planetary cutter, and because the rotation center of the planetary cutter needs to be provided near the outer periphery of the shield excavator, the planetary shaft is not connected to the shield excavator. Will be located in the vicinity of the outer periphery. For this reason, the drum accommodating section must be provided near the outer periphery of the shield machine.Therefore, it becomes impossible to provide the excavated soil suction section of the screw conveyor of the earth removal equipment near the outer periphery of the shield machine, and the drum accommodating section cannot be provided. Parts must be disposed on the inner peripheral side of the part. Therefore, the excavated soil suction part of the screw conveyor cannot be arranged so as to face the bottom of the chamber, and the position of the excavated soil suction part is increased. It is difficult to be discharged,
It becomes difficult to enhance the soil removal performance.

【0009】特開平9−170399号公報の矩形断面
トンネル用シールド掘進機では、主カッターディスク、
補助カッターディスク、カッタードラム(ドラムカッタ
ー)などの掘削部材の数が多く、それらの回転駆動系の
構造が複雑となり、製作費が高くなる。
In the shield tunneling machine for a tunnel having a rectangular cross section disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-170399, a main cutter disk,
The number of excavating members such as auxiliary cutter discs and cutter drums (drum cutters) is large, and the structure of their rotary drive system becomes complicated, resulting in high manufacturing costs.

【0010】本発明の目的は、遊星シャフトを外周付近
部よりも軸心側に配置してチャンバーからの掘削土の排
出性能を高めた自由断面トンネル用シールド掘進機を提
供すること、未掘削領域を残さずに大断面の偏平な矩形
トンネルを掘削可能な簡単な構造のカッターヘッド回転
駆動機構を有する自由断面トンネル用シールド掘進機を
提供することである。
An object of the present invention is to provide a shield excavator for a free-section tunnel in which a planetary shaft is disposed closer to the axial center than the vicinity of the outer periphery to enhance the performance of discharging excavated soil from a chamber. An object of the present invention is to provide a shield excavator for a free section tunnel having a cutter head rotation drive mechanism having a simple structure capable of excavating a flat rectangular tunnel having a large section without leaving a tunnel.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】 請求項1の自由断面ト
ンネル用シールド掘進機は、メインカッターと遊星カッ
ターとを有するカッターヘッドと、カッターヘッドを回
転駆動するカッター駆動手段と、カッター駆動手段の回
転駆動力によりメインカッターの回転に連動して遊星カ
ッターを自転させる遊星歯車機構とを備え、遊星カッタ
ーの輪郭形状をその遊星カッターの公転回転数と自転回
転数との比に応じて形成して自由断面トンネルを掘削可
能に構成したシールド掘進機において、前記シールド掘
進機の外周付近部よりも軸心側においてカッターヘッド
の後側のチャンバーを挿通する遊星シャフトであって遊
星カッターを自転させる回転駆動力を伝達する遊星シャ
フトと、前記カッターヘッド内に夫々装備された第1の
遊星ギヤ及び遊星カッターの自転軸心と同心状の第2の
遊星ギヤとを有し遊星シャフトの回転駆動力を遊星カッ
ターに伝達するギヤ機構とを備えたことを特徴とするも
のである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a shield excavator for a tunnel having a free section, a cutter head having a main cutter and a planetary cutter, a cutter driving means for driving the cutter head to rotate, and a rotation of the cutter driving means. Equipped with a planetary gear mechanism that rotates the planetary cutter in conjunction with the rotation of the main cutter by the driving force, and freely forms the contour shape of the planetary cutter according to the ratio between the revolution speed and the revolution speed of the planetary cutter. In a shield machine capable of excavating a cross-section tunnel, a rotary driving force for rotating a planetary cutter, wherein the planetary shaft is inserted through a chamber on the rear side of a cutter head on an axial center side from a portion near an outer periphery of the shield machine. And a first planetary gear and a planetary gear respectively mounted in the cutter head. And a gear mechanism having a second planetary gear concentric with the rotation axis of the planetary gear and transmitting the rotational driving force of the planetary shaft to the planetary cutter.

【0012】カッター駆動手段により、カッターヘッド
のメインカッターと遊星カッターを回転駆動して円形断
面に掘削すると共に、遊星カッターをメインカッターの
回転に連動して自転させ、遊星カッターにより自由断面
のうちの円形からはみ出す外側部分や角部分を掘削し、
自由断面トンネルを掘削する。尚、「自由断面」とは正
方形や矩形や多角形や楕円や長円形などの非円形断面な
いし異形断面のことである。
The cutter driving means rotates the main cutter and the planetary cutter of the cutter head to excavate into a circular cross section, and rotates the planetary cutter in synchronization with the rotation of the main cutter, and the planetary cutter rotates out of the free cross section. Excavate the outer part and the corner part that protrude from the circle,
Drill a free section tunnel. The “free cross section” is a non-circular cross section or irregular cross section such as a square, a rectangle, a polygon, an ellipse, and an oval.

【0013】遊星カッターを自転させる回転駆動力は、
遊星シャフトから第1の遊星ギヤ、アイドルギヤを介し
て第2の遊星ギヤに伝達され、遊星カッターが自転す
る。遊星カッターの自転軸心はシールド掘進機の外周付
近部に配設されるため、第2の遊星ギヤもカッターヘッ
ドの外周付近部に配設されるから、第1の遊星ギヤと遊
星シャフトの位置は、シールド掘進機の外周付近部より
も軸心側の位置になる。そのため、遊星シャフトに付与
する回転駆動力を発生させる機構をシールド掘進機の外
周付近部よりも軸心側の位置に、シールド掘進機の前胴
部材との間に環状スペースを空けて配置可能となる。そ
れ故、シールド掘進機の底部において、排土設備や排泥
設備の掘削土吸入部を前記環状スペースの底部に配設す
ることができる。
The rotational driving force for rotating the planetary cutter is:
The power is transmitted from the planetary shaft to the second planetary gear via the first planetary gear and the idle gear, and the planetary cutter rotates. Since the rotation axis of the planetary cutter is arranged near the outer periphery of the shield machine, the second planetary gear is also arranged near the outer periphery of the cutter head. Therefore, the positions of the first planetary gear and the planetary shaft are set. Is located at a position closer to the axis than the portion near the outer periphery of the shield machine. Therefore, the mechanism that generates the rotational driving force applied to the planetary shaft can be arranged at a position closer to the axis than the outer periphery of the shield machine, with an annular space between the shield body and the front body member of the shield machine. Become. Therefore, at the bottom of the shield machine, the excavated soil suction portion of the soil discharging facility or the mud discharging facility can be disposed at the bottom of the annular space.

【0014】請求項2の自由断面トンネル用シールド掘
進機は、請求項1の前提構成と同様の前提構成を備えた
シールド掘進機において、前記カッターヘッドの後側に
チャンバーを隔てて位置する隔壁とこの隔壁で構成され
る環状のドラム収容部を設け且つこのドラム収容部にカ
ッター駆動手段で回転駆動されるカッタードラムを回転
自在に装着し、カッタードラムをカッターヘッドに連結
する複数の連結部材を設け、前記遊星歯車機構は、ドラ
ム収容部の外周壁の内面に固定されたリングギヤと、こ
のリングギヤに噛合した第1遊星ギヤと、カッターヘッ
ドに夫々設けられた第2遊星ギヤ及びアイドルギヤ及び
遊星カッターの自転軸心と同心の第3遊星カッターと、
第1遊星ギヤの回転駆動力を第2遊星ギヤに伝達する遊
星シャフトとを備え、前記遊星シャフトの回転駆動力を
第2遊星ギヤからアイドルギヤを介して第3遊星ギヤに
伝達して遊星カッターを自転させるように構成したこと
を特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a shield excavator having a configuration similar to that of the first aspect, further comprising a partition wall located behind the cutter head with a chamber therebetween. An annular drum accommodating section constituted by the partition wall is provided, and a cutter drum rotatably driven by cutter driving means is rotatably mounted in the drum accommodating section, and a plurality of connecting members for connecting the cutter drum to the cutter head are provided. The planetary gear mechanism includes a ring gear fixed to an inner surface of an outer peripheral wall of the drum housing, a first planetary gear meshed with the ring gear, a second planetary gear, an idle gear, and a planetary cutter provided respectively on a cutter head. A third planetary cutter concentric with the rotation axis of
A planetary shaft for transmitting the rotational driving force of the first planetary gear to the second planetary gear, and transmitting the rotational driving force of the planetary shaft from the second planetary gear to the third planetary gear via the idle gear; Is configured to rotate.

【0015】カッター駆動手段により、カッターヘッド
のメインカッターと遊星カッターを回転駆動して円形断
面に掘削し、遊星カッターをメインカッターの回転に連
動して自転させ、遊星カッターにより自由断面のうちの
円形からはみ出す外側部分や角部分を掘削し、自由断面
トンネルを掘削する。カッターヘッドが回転するとき、
リングギヤに噛合している第1遊星ギヤが公転しつつ自
転し、この回転力が遊星シャフト、第2遊星ギヤ、アイ
ドルギヤを介して第3遊星ギヤに伝達され、第3遊星ギ
ヤと遊星カッターとが自転する。
The main cutter and the planetary cutter of the cutter head are rotationally driven by the cutter driving means to excavate a circular section, and the planetary cutter is rotated in conjunction with the rotation of the main cutter, and the planetary cutter is rotated in the circular section of the free section. Excavate the outside and corner portions that protrude, and excavate a free-section tunnel. When the cutter head rotates,
The first planetary gear meshing with the ring gear rotates while revolving, and this rotational force is transmitted to the third planetary gear via the planetary shaft, the second planetary gear, and the idle gear, and the third planetary gear, the planetary cutter, Rotates.

【0016】遊星カッターの自転軸心はカッターヘッド
の外周付近部に配設されるため、第3遊星ギヤもカッタ
ーヘッドの外周付近部に配設される。そのため、第2遊
星ギヤと遊星シャフトの位置は、外周付近部よりも軸心
側(内周側)の位置、シールド掘進機の軸心付近部より
もやや外周側の位置になる。その結果、遊星シャフトに
付与する回転駆動力を発生させる機構(リングギヤや第
1遊星ギヤ)とドラム収容部とカッタードラムを、シー
ルド掘進機の外周付近部よりも軸心側の位置に、シール
ド掘進機の前胴部材との間に環状スペースを空けて配置
可能となる。それ故、シールド掘進機の底部において排
土設備や排泥設備の掘削土吸入部を前記環状スペースの
底部に配設し、チャンバーの底部から掘削土を吸入可能
になる。
Since the rotation axis of the planetary cutter is disposed near the outer periphery of the cutter head, the third planetary gear is also disposed near the outer periphery of the cutter head. Therefore, the positions of the second planetary gear and the planetary shaft are located on the axial center side (inner peripheral side) with respect to the vicinity of the outer periphery, and are slightly located on the outer peripheral side with respect to the vicinity of the shaft center of the shield machine. As a result, the mechanism (the ring gear or the first planetary gear) for generating the rotational driving force applied to the planetary shaft, the drum accommodating portion, and the cutter drum are moved to a position closer to the axis than the outer periphery of the shield excavator. It can be arranged with an annular space between it and the front fuselage of the machine. Therefore, at the bottom of the shield machine, the excavated soil suction portion of the earth discharging facility or the mud discharging facility is disposed at the bottom of the annular space, and the excavated soil can be sucked from the bottom of the chamber.

【0017】請求項3の自由断面トンネル用シールド掘
進機は、請求項1の前提構成と同様の前提構成を備えた
シールド掘進機において、前記カッターヘッドの後側に
チャンバーを隔てて位置する隔壁とこの隔壁で構成され
る環状のドラム収容部を設け且つこのドラム収容部にカ
ッター駆動手段で回転駆動されるカッタードラムを回転
自在に装着し、カッタードラムをカッターヘッドに連結
する複数の連結部材を設け、前記遊星歯車機構は、ドラ
ム収容部の内周壁の外面に固定されたサンギヤと、この
サンギヤに噛合した第1遊星ギヤと、カッターヘッドに
夫々設けられた第2遊星ギヤ及びアイドルギヤ及び遊星
カッターの自転軸心と同心の第3遊星カッターと、第1
遊星ギヤの回転駆動力を第2遊星ギヤに伝達する遊星シ
ャフトとを備え、前記遊星シャフトの回転駆動力を第2
遊星ギヤからアイドルギヤを介して第3遊星ギヤに伝達
して遊星カッターを自転させるように構成したことを特
徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a shield excavator having a configuration similar to that of the first aspect, further comprising a partition wall located behind the cutter head and separated by a chamber. An annular drum accommodating section constituted by the partition wall is provided, and a cutter drum rotatably driven by cutter driving means is rotatably mounted in the drum accommodating section, and a plurality of connecting members for connecting the cutter drum to the cutter head are provided. The planetary gear mechanism includes a sun gear fixed to an outer surface of an inner peripheral wall of the drum housing, a first planetary gear meshed with the sun gear, a second planetary gear, an idle gear, and a planetary cutter provided respectively on a cutter head. A third planetary cutter concentric with the rotation axis of the
A planetary shaft for transmitting the rotational driving force of the planetary gear to the second planetary gear, and transmitting the rotational driving force of the planetary shaft to the second planetary gear.
The planetary cutter is configured to rotate from the planetary gear to the third planetary gear via the idle gear to rotate.

【0018】この請求項3の自由断面トンネル用シール
ド掘進機は、前記リングギヤの代わりにサンギヤを設
け、このサンギヤに第1遊星ギヤを噛合させた点で、請
求項2の装置と異なるのみであり、カッターヘッドが回
転するとき、サンギヤに噛合している第1遊星ギヤが公
転しつつ自転し、この回転力が遊星シャフト、第2遊星
ギヤ、アイドルギヤを介して第3遊星ギヤに伝達され、
第3遊星ギヤと遊星カッターとが自転する。その他の作
用は、請求項2と同様である。
The shield machine of the third aspect of the present invention is different from the device of the second aspect only in that a sun gear is provided in place of the ring gear, and the first planetary gear meshes with the sun gear. When the cutter head rotates, the first planetary gear meshing with the sun gear revolves and revolves, and this rotational force is transmitted to the third planetary gear via the planetary shaft, the second planetary gear, and the idle gear,
The third planetary gear and the planetary cutter rotate. Other operations are the same as those of the second aspect.

【0019】請求項4の自由断面トンネル用シールド掘
進機は、請求項1〜3の何れかの発明において、前記遊
星カッターの公転回転数と自転回転数との比が1:4に
設定され、正方形断面トンネルを掘削可能に構成された
ことを特徴とするものである。それ故、遊星カッター
は、メインカッターが1回転すると4回自転して正方形
断面の4つの角部を含む外側部分を掘削する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the tunnel machine according to any one of the first to third aspects, the ratio between the revolution speed and the revolution speed of the planetary cutter is set to 1: 4, It is characterized in that a square section tunnel can be excavated. Therefore, the planetary cutter rotates four times when the main cutter makes one rotation, and excavates the outer part including the four corners of the square cross section.

【0020】請求項5の自由断面トンネル用シールド掘
進機は、請求項2又は3の発明において、前記環状のド
ラム収容部の外周壁が、前胴部材との間に環状スペース
を空けて配設されたことを特徴とするものである。それ
故、チャンバー内に取り込まれた掘削土を、この環状ス
ペースに導入した排土設備や排泥設備の掘削土吸入部へ
吸入して排出することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a shield excavator for a free section tunnel according to the second or third aspect of the present invention, wherein the outer peripheral wall of the annular drum accommodating portion is arranged with an annular space between the outer peripheral wall and the front body member. It is characterized by having been done. Therefore, the excavated soil taken into the chamber can be sucked and discharged into the excavated soil suction portion of the earth discharging facility or the mud discharging facility introduced into the annular space.

【0021】請求項6の自由断面トンネル用シールド掘
進機は、請求項4に記載の自由断面トンネル用シールド
掘進機の両側にシールド掘進機を連結し、前記中央のシ
ールド掘進機のカッターヘッドを両側のシールド掘進機
のカッターヘッドよりも掘進方向前方に配置するととも
に、この中央のシールド掘進機のカッターヘッドに対し
て両側のシールド掘進機のカッターヘッドを部分的にラ
ップさせたことを特徴とするものである。それ故、複数
のシールド掘進機を並列的に連結した構造のシールド掘
進機であるが、未掘削領域を残すことなく、偏平な立長
または横長の矩形断面トンネル(大断面トンネルの場合
もある)を掘削可能である。尚、前記自由断面トンネル
用シールド掘進機の両側の各シールド掘進機は、中央の
自由断面トンネル用シールド掘進機と同様の自由断面ト
ンネル用シールド掘進機であってもよく、その他の構造
のシールド掘進機であってもよい。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a shield excavator for a free section tunnel, wherein the shield excavator is connected to both sides of the shield excavator for a free section tunnel according to claim 4, and the cutter head of the central shield excavator is attached to both sides. And the cutter head of the shield excavator on both sides is partially wrapped with respect to the cutter head of the central shield excavator. It is. Therefore, although it is a shield excavator with a structure in which a plurality of shield excavators are connected in parallel, a flat vertical or horizontal rectangular cross-section tunnel (may be a large cross-section tunnel) without leaving an unexcavated area Is excavable. Each of the shield excavators on both sides of the free section tunnel shield excavator may be the same free section tunnel shield excavator as the central free section tunnel shield excavator. Machine.

【0022】請求項7の自由断面トンネル用シールド掘
進機は、請求項4に記載の自由断面トンネル用シールド
掘進機の両側にこのシールド掘進機とほぼ同構造のシー
ルド掘進機を連結し、前記中央のシールド掘進機のカッ
ターヘッドを両側のシールド掘進機のカッターヘッドよ
りも掘進方向前方に配置するとともに、この中央のシー
ルド掘進機のカッターヘッドに対して両側のシールド掘
進機のカッターヘッドを部分的にラップさせたことを特
徴とするものである。それ故、請求項6と同様に、未掘
削領域を残すことなく偏平な立長または横長の矩形断面
トンネル(大断面トンネルの場合もある)を掘削可能で
ある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a shield excavator for a free section tunnel, wherein the shield excavator having substantially the same structure as the shield excavator is connected to both sides of the shield excavator for a free section tunnel according to the fourth aspect. The cutter heads of the shield excavators are arranged in the excavation direction ahead of the cutter heads of the shield excavators on both sides, and the cutter heads of the shield excavators on both sides are partially arranged with respect to the cutter head of the central shield excavator. It is characterized by being wrapped. Therefore, as in the case of the sixth aspect, it is possible to excavate a flat vertical or horizontal rectangular section tunnel (sometimes a large section tunnel) without leaving an unexcavated area.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。本実施形態は、正方形断
面トンネルを掘削する自由断面トンネル用シールド掘進
機に本発明を適用した場合の例である。尚、掘進方向に
向かって前後左右を前後左右として説明する。このシー
ルド掘進機1は、図1、図2に示すように、正方形断面
の前胴部材2及び後胴部材3と、カッターヘッド4と、
遊星歯車機構5と、カッター駆動機構6と、複数のシー
ルドジャッキ7と、排土設備8と、エレクター9等を有
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a shield tunneling machine for a free-section tunnel that excavates a square-section tunnel. Note that the front, rear, left and right in the excavation direction will be described as front, rear, left and right. As shown in FIGS. 1 and 2, the shield machine 1 includes a front body member 2 and a rear body member 3 having a square cross section, a cutter head 4,
It includes a planetary gear mechanism 5, a cutter driving mechanism 6, a plurality of shield jacks 7, an earth discharging facility 8, an erector 9, and the like.

【0024】前胴部材2と後胴部材3について説明す
る。図1に示すように、前胴部材2の後端部に、中折れ
部10及び複数の中折れジャッキ11を介して後胴部材
3が連結され、後胴部材3の後端部には2列のテールグ
ラウトシール12が設けられている。
The front body member 2 and the rear body member 3 will be described. As shown in FIG. 1, a rear trunk member 3 is connected to a rear end of the front trunk member 2 via a center bent portion 10 and a plurality of center bending jacks 11. A row of tail grout seals 12 is provided.

【0025】次に、カッターヘッド4について説明す
る。図1〜3に示すように、カッターヘッド4は前胴4
の前端側に配設され、このカッターヘッド4は、センタ
ーフレーム13と、メインカッター14と、遊星カッタ
ースポーク18と、この遊星カッタースポーク18に装
着された遊星カッター15とを有する。センターフレー
ム13は横向き状の略円筒体に形成され、このセンター
フレーム13の外周の前半部には、メインカッター14
の2本のメインカッタースポーク14aが正面視で18
0度対称位置に溶接接合されている。各メインカッター
スポーク14aは外径側程幅広の略扇形に形成され、そ
の回転中心から外径部分までの長さが前記正方形断面の
1辺の1/2の長さに形成され、メインカッタースポー
ク14aの前面には多数のカッタービット16が付設さ
れ、加泥剤吐出口17も形成されている。
Next, the cutter head 4 will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, the cutter head 4 is
The cutter head 4 includes a center frame 13, a main cutter 14, planetary cutter spokes 18, and a planetary cutter 15 mounted on the planetary cutter spokes 18. The center frame 13 is formed in a laterally substantially cylindrical body, and a main cutter 14 is provided on the front half of the outer periphery of the center frame 13.
The two main cutter spokes 14a are 18 in front view.
It is welded to the 0-degree symmetric position. Each of the main cutter spokes 14a is formed in a substantially sector shape that is wider toward the outer diameter side, and the length from the rotation center to the outer diameter portion is formed to be の 長 of one side of the square cross section. A large number of cutter bits 16 are attached to the front of 14a, and a mud dispensing port 17 is also formed.

【0026】センタフレーム13の後部には、メインカ
ッタースポーク14aに対して90度位相が異なる1対
の遊星カッタースポーク18が固定されている。各遊星
カッタースポーク18には、ほぼ木の葉形状の遊星カッ
ター15が回転自在に枢着されている。各遊星カッター
スポーク18は、後述の第2遊星ギヤ32とアイドルギ
ヤ33と第3遊星ギヤ34とを枢着できるようなほぼ扇
形に形成され、各遊星カッター15は遊星カッタースポ
ーク18の前側に配置されている。
At the rear of the center frame 13, a pair of planetary cutter spokes 18 that are 90 degrees out of phase with the main cutter spokes 14a are fixed. Each of the planetary cutter spokes 18 has a substantially leaf-shaped planetary cutter 15 pivotably attached thereto. Each of the planetary cutter spokes 18 is formed in a substantially fan shape so that a second planetary gear 32, an idle gear 33, and a third planetary gear 34 can be pivotally connected, and each of the planetary cutters 15 is disposed in front of the planetary cutter spokes 18. Have been.

【0027】各遊星カッタースポーク18は、メインカ
ッタースポーク14aと同様に、前記正方形断面トンネ
ルの1辺の1/2長さに形成されている。遊星カッター
15の正面視における輪郭形状は、遊星カッター15の
公転回転数と自転回転数の比に応じてほぼ木の葉状に形
成されている。各遊星カッター15の前面の外周部には
多数のビット20が付設されている。各遊星カッター1
5の外周側の端部寄り部分に第3遊星ギヤ34の軸部3
5が固定され、この軸部35が遊星カッター15の自転
軸になっている。尚、1対の遊星カッター15はカッタ
ーヘッド4の公転中心に対して対称に配置されている。
Each of the planetary cutter spokes 18 is formed to have a half length of one side of the square section tunnel, similarly to the main cutter spokes 14a. The contour shape of the planetary cutter 15 in a front view is formed in a substantially leaf shape according to the ratio of the revolution speed and the revolution speed of the planetary cutter 15. A number of bits 20 are attached to the outer peripheral portion of the front surface of each planetary cutter 15. Each planetary cutter 1
5, a shaft portion 3 of the third planetary gear 34
5 is fixed, and this shaft portion 35 is a rotation shaft of the planetary cutter 15. The pair of planetary cutters 15 are symmetrically arranged with respect to the center of revolution of the cutter head 4.

【0028】次に、チャンバー21と隔壁22とカッタ
ードラム28等について説明する。図1、図3に示すよ
うに、カッターヘッド4の後側にはチャンバー21が形
成され、前胴部材2にはチャンバー21を隔てて位置す
る隔壁22であってチャンバー21の後端を仕切る隔壁
22が設けられ、この隔壁22は前胴部材2に溶接接合
されている。隔壁22は、トンネル軸心と同心の円筒部
23と、円筒部23の前端を封鎖する中央壁部24と、
円筒部23の後端と前胴部材2に溶接接合された開口壁
部25と、開口壁部25及び円筒部23と協働して環状
のドラム収容部27を形成する断面L形の環状壁部26
とで構成されている。環状壁部26の筒状壁26aと前
胴部材2間には外形が正方形状の環状スペース52が形
成されている。環状壁部26の環状板部26bの外周は
前胴部材2に溶接接合され、筒状壁26aの後端は開口
壁部25に溶接接合されている。
Next, the chamber 21, the partition 22, the cutter drum 28 and the like will be described. As shown in FIGS. 1 and 3, a chamber 21 is formed on the rear side of the cutter head 4, and a partition 22 located on the front body member 2 with the chamber 21 interposed therebetween, and partitions a rear end of the chamber 21. The partition 22 is welded to the front body member 2. The partition wall 22 has a cylindrical portion 23 concentric with the tunnel axis, a central wall portion 24 for closing the front end of the cylindrical portion 23,
An opening wall 25 welded to the rear end of the cylindrical portion 23 and the front body member 2, and an annular wall having an L-shaped cross section that forms an annular drum housing portion 27 in cooperation with the opening wall 25 and the cylindrical portion 23. Part 26
It is composed of An annular space 52 having a square outer shape is formed between the cylindrical wall 26a of the annular wall portion 26 and the front body member 2. The outer periphery of the annular plate portion 26b of the annular wall portion 26 is welded to the front body member 2, and the rear end of the cylindrical wall 26a is welded to the opening wall portion 25.

【0029】環状のドラム収容部27は、シールド掘進
機1の軸心付近部よりも外周側で且つ外周付近部よりも
内周側に形成され、ドラム収容部27の前端はチャンバ
ー21に開放されている。ドラム収容部27には、カッ
タードラム28が回転自在に装着され、カッタードラム
28の内側と外側の環状隙間には、複数のシール部材兼
軸受部材28a,28bが装着されている。
The annular drum housing portion 27 is formed on the outer peripheral side with respect to the portion near the axis of the shield machine 1 and on the inner peripheral side with respect to the vicinity of the outer peripheral portion, and the front end of the drum housing portion 27 is opened to the chamber 21. ing. A cutter drum 28 is rotatably mounted on the drum accommodating portion 27, and a plurality of seal members / bearing members 28a and 28b are mounted in annular gaps inside and outside the cutter drum 28.

【0030】次に、遊星歯車機構5について説明する。
遊星歯車機構5は、リングギヤ29と、1対の第1遊星
ギヤ30と、1対の遊星シャフト31と、1対の第2遊
星ギヤ32と、1対のアイドルギヤ33と、1対の第3
遊星ギヤ34とを有する。リングギヤ29はドラム収容
部27の外周壁(環状壁部26の筒状部26a)の内面
に固定され、第1遊星ギヤ30はドラム収容部27内で
リングギヤ29に噛合している。尚、遊星歯車機構5の
回転部材(30〜34)の軸心はトンネル軸心と平行で
ある。
Next, the planetary gear mechanism 5 will be described.
The planetary gear mechanism 5 includes a ring gear 29, a pair of first planetary gears 30, a pair of planetary shafts 31, a pair of second planetary gears 32, a pair of idle gears 33, and a pair of 3
And a planetary gear 34. The ring gear 29 is fixed to the inner surface of the outer peripheral wall of the drum housing 27 (the cylindrical portion 26 a of the annular wall 26), and the first planetary gear 30 meshes with the ring gear 29 in the drum housing 27. The axis of the rotating member (30 to 34) of the planetary gear mechanism 5 is parallel to the axis of the tunnel.

【0031】第2遊星ギヤ32とアイドルギヤ33と第
3遊星ギヤ34は、遊星カッタースポーク18内に設け
られ、第2遊星ギヤ32はアイドルギヤ33を介して第
3遊星ギヤ34に噛合し、第3遊星ギヤ34の軸部35
の前端部に遊星カッター15が固着されている。この軸
部35は、遊星カッタースポーク18を長さ方向に3等
分する2点のうちの外周側の3等分の近傍位置に1対の
軸受36を介して回動自在に支持されている。
The second planetary gear 32, the idle gear 33, and the third planetary gear 34 are provided in the planetary cutter spokes 18, and the second planetary gear 32 meshes with the third planetary gear 34 via the idle gear 33, Shaft 35 of third planetary gear 34
The planetary cutter 15 is fixed to the front end of the. The shaft portion 35 is rotatably supported via a pair of bearings 36 at a position near three equal parts on the outer peripheral side among two points dividing the planetary cutter spoke 18 into three equal parts in the length direction. .

【0032】遊星シャフト31は、ドラム収容部27と
同じ半径方向位置に位置してドラム収容部27の前側に
チャンバー21を挿通する状態に配設され、1対の軸受
37a,37bにより回動自在に支持されている。遊星
シャフト31の後部はカッタードラム28の前部を挿通
し、遊星シャフト31の後端部に第1遊星ギヤ30が回
転力伝達可能に連結され、遊星シャフト31の前端部に
第2遊星ギヤ32が回転力伝達可能に連結されている。
The planetary shaft 31 is located at the same radial position as the drum accommodating portion 27 and is disposed so that the chamber 21 is inserted into the front side of the drum accommodating portion 27, and is rotatable by a pair of bearings 37a and 37b. It is supported by. The rear part of the planetary shaft 31 is inserted through the front part of the cutter drum 28, the first planetary gear 30 is connected to the rear end of the planetary shaft 31 so as to be able to transmit rotational force, and the second planetary gear 32 is connected to the front end of the planetary shaft 31. Are connected so as to be able to transmit a rotational force.

【0033】遊星シャフト31の後端部は、カッタード
ラム28の後部をなすプラネタリキャリヤ38に軸受3
7aを介して回動自在に支持されている。遊星シャフト
31の前端部は、遊星カッタースポーク18の前壁部3
9に軸受37bを介して回動自在に支持され、第1遊星
ギヤ30の回転駆動力を第2遊星ギヤ31に伝達するよ
うに構成されている。尚、遊星カッタースポーク18内
への土砂の侵入を防止用の封鎖板40、41も設けられ
ている。
The rear end of the planetary shaft 31 is mounted on a planetary carrier 38 which forms the rear of the cutter drum 28.
It is rotatably supported via 7a. The front end of the planetary shaft 31 is connected to the front wall 3 of the planetary cutter spoke 18.
9 is rotatably supported via a bearing 37b, and is configured to transmit the rotational driving force of the first planetary gear 30 to the second planetary gear 31. In addition, sealing plates 40 and 41 for preventing intrusion of earth and sand into the planetary cutter spokes 18 are also provided.

【0034】遊星シャフト32のうちのチャンバー21
内の部分には、遊星シャフト32を覆う為の筒状の連結
部材42が外装され、連結部材42の後端がカッタード
ラム28に固定され、連結部材42の前端が遊星カッタ
ースポーク18に固定されている。各メインカッタース
ポーク14aは、連結部材42よりもやや長い連結部材
43を介してカッタードラム28に連結されている。カ
ッタードラム28に入力された回転駆動力は、1対の連
結部材42と1対の連結部材43を介してカッターヘッ
ド4に伝達され、カッタードラム28とカッターヘッド
4は一体的に回転するようになっている。
The chamber 21 of the planetary shaft 32
A cylindrical connecting member 42 for covering the planetary shaft 32 is provided on the inner part, a rear end of the connecting member 42 is fixed to the cutter drum 28, and a front end of the connecting member 42 is fixed to the planetary cutter spoke 18. ing. Each main cutter spoke 14 a is connected to the cutter drum 28 via a connecting member 43 that is slightly longer than the connecting member 42. The rotational driving force input to the cutter drum 28 is transmitted to the cutter head 4 via a pair of connecting members 42 and a pair of connecting members 43, so that the cutter drum 28 and the cutter head 4 rotate integrally. Has become.

【0035】次に、カッター駆動機構6について説明す
る。カッター駆動機構6は、環状ギヤ44と、環状ギヤ
44を回転駆動する複数のカッター駆動モータ45など
を有する。各カッター駆動モータ45のモータ軸に固着
のピニオンギヤ46が環状ギヤ44に噛合し、環状ギヤ
44はカッタードラム28及びプラネタリキャリヤ38
に固定され、カッター駆動モータ45は開口壁部25に
布設されている。尚、リングギヤ44は図示外の旋回軸
受を介して開口壁部25に支承されている。
Next, the cutter driving mechanism 6 will be described. The cutter driving mechanism 6 includes an annular gear 44 and a plurality of cutter driving motors 45 for driving the annular gear 44 to rotate. A pinion gear 46 fixed to the motor shaft of each cutter drive motor 45 meshes with the annular gear 44, and the annular gear 44 is connected to the cutter drum 28 and the planetary carrier 38.
, And the cutter drive motor 45 is laid on the opening wall 25. The ring gear 44 is supported by the opening wall 25 via a pivot bearing (not shown).

【0036】複数のカッター駆動モータ45が作動する
と、環状ギヤ44、カッタードラム28(プラネタリキ
ャリヤ38を含む)がシールド掘進機1の中心(トンネ
ル軸心)を回転中心として公転回転し、複数の連結部材
42、43を介してカッターヘッド4(メインカッター
14と遊星カッター15を含む)および遊星歯車機構5
がカッタードラム28と一体的に公転回転する。カッタ
ードラム28と共に第1遊星ギヤ30が公転回転するた
め第1遊星ギヤ30が自転回転し、遊星シャフト31と
第2遊星ギヤ32も自転回転し、その自転回転がアイド
ルギヤ33を介して第3遊星ギヤ34に伝達され、遊星
カッター15が第3遊星ギヤ34と一体的に自転回転
し、遊星カッター19がカッターヘッド4と一体的に公
転しつつ、公転回転速度の例えば4倍の回転速度で自転
回転する。
When the plurality of cutter driving motors 45 operate, the annular gear 44 and the cutter drum 28 (including the planetary carrier 38) revolve around the center of the shield machine 1 (tunnel axis) as a rotation center, and a plurality of couplings are formed. The cutter head 4 (including the main cutter 14 and the planetary cutter 15) and the planetary gear mechanism 5 via the members 42 and 43
Revolves integrally with the cutter drum 28. Since the first planetary gear 30 revolves with the cutter drum 28, the first planetary gear 30 rotates by itself, and the planetary shaft 31 and the second planetary gear 32 also rotate by rotation. The power is transmitted to the planetary gear 34, the planetary cutter 15 rotates and rotates integrally with the third planetary gear 34, and the planetary cutter 19 revolves integrally with the cutter head 4 while rotating at a rotational speed of, for example, four times the rotational speed. It rotates on its own.

【0037】次に、複数のシールドジャッキ7について
説明する。図1に示すように、掘進の推力を発生させる
為の複数のシールドジャッキ7は、前胴部材2の後部と
後胴部材3の前端部の内側に周方向適当間隔おきに前後
方向向きに配設されている。各シールドジャッキ7は、
後胴部材3の前端部内面に固着された環状フレーム47
に固定的に付設され、シールドジャッキ7のロッドの先
端部には偏心金具48を介してスプレッダー49が連結
され、複数のシールドジャッキ7の反力をトンネルの内
面に覆工済みのセグメント50にとって掘進推力を発生
させる。
Next, the plurality of shield jacks 7 will be described. As shown in FIG. 1, a plurality of shield jacks 7 for generating thrust for excavation are arranged in front and rear directions at appropriate intervals in the circumferential direction inside the rear portion of the front body member 2 and the front end of the rear body member 3. Has been established. Each shield jack 7
An annular frame 47 fixed to the inner surface of the front end of the rear trunk member 3
A spreader 49 is connected to the distal end of the rod of the shield jack 7 via an eccentric fitting 48, and the reaction force of the plurality of shield jacks 7 is excavated for the segment 50 which has been lining the inner surface of the tunnel. Generate thrust.

【0038】次に、排土設備8について説明する。図1
に示すように、隔壁22の開口壁部25の下端部から後
方上り傾斜状に、スクリューコンベヤ51が配設されて
いる。環状壁部26と開口壁部25と前胴部材2とで区
画された環状スペース52のうちの底部には、連通穴2
6aを介してチャンバー21に連通する排出部52aが
形成され、スクリューコンベヤ51の掘削土吸入部51
aが排出部52aに配設され、スクリューコンベヤ51
はチャンバー21から排出部52aに流入した掘削土を
吸入して後方へ移送し、後胴部材3内から後方へ延びる
ベルトコンベヤへ移送する。そのベルトコンベヤに送ら
れた掘削土は図示外のベルトコンベヤによりトンネル内
の後方へ搬送され、地上に搬送される。
Next, the earth discharging facility 8 will be described. Figure 1
As shown in FIG. 5, a screw conveyor 51 is disposed in a manner inclined upward and backward from the lower end of the opening wall 25 of the partition wall 22. The bottom of the annular space 52 defined by the annular wall portion 26, the opening wall portion 25, and the front body member 2, has a communication hole 2
A discharge portion 52 a communicating with the chamber 21 through the through hole 6 a is formed, and the excavated soil suction portion 51 of the screw conveyor 51 is formed.
a is disposed in the discharge part 52a, and the screw conveyor 51
Sucks the excavated soil that has flowed into the discharge portion 52a from the chamber 21, transfers the excavated soil to the rear, and transfers the excavated soil to the belt conveyor extending rearward from within the rear trunk member 3. The excavated soil sent to the belt conveyor is conveyed to the rear in the tunnel by a belt conveyor (not shown) and conveyed to the ground.

【0039】次に、エレクター9について説明する。図
1に示すように、エレクター9は、正方形断面トンネル
の内面にセグメント50を組み付ける装置である。前記
の環状フレーム47には複数のブラケット56がリング
状に設けられ、これらブラケット56に案内ローラ58
が夫々回動自在に支持されている。リング状のエレクタ
ドラム53はそれら案内ローラ58に回転自在に支持さ
れ、このエレクタドラム53には後方へ張り出すように
エレクタ本体54が付設され、エレクタドラム53はブ
ラケット59に取付けられた回転駆動モータ55で回転
駆動可能になっている。即ち、エレクタドラム53の内
周面にチェーン部材又はラックが固定され、回転駆動モ
ータ55の出力軸のピニオンがチェーン部材又はラック
に噛合している。
Next, the erector 9 will be described. As shown in FIG. 1, the erector 9 is a device for assembling a segment 50 on the inner surface of a tunnel having a square cross section. The annular frame 47 is provided with a plurality of brackets 56 in a ring shape.
Are rotatably supported, respectively. The ring-shaped erector drum 53 is rotatably supported by the guide rollers 58, and the erector drum 53 is provided with an erector main body 54 so as to protrude rearward, and the erector drum 53 is a rotary drive motor mounted on a bracket 59. At 55, it can be driven to rotate. That is, a chain member or a rack is fixed to the inner peripheral surface of the electret drum 53, and a pinion of an output shaft of the rotary drive motor 55 meshes with the chain member or the rack.

【0040】尚、隔壁22の中央壁部24にはロータリ
ジョイント60が連結され、このロータリジョイント6
0の外筒部材61は中央壁部24に固定され、このロー
タリジョイント60には加泥剤通路とグリース導入流路
等が設けられている。
A rotary joint 60 is connected to the center wall 24 of the partition wall 22.
The outer cylinder member 61 is fixed to the central wall portion 24, and the rotary joint 60 is provided with a humidifier passage, a grease introduction passage, and the like.

【0041】前記の遊星歯車機構5においては、遊星カ
ッター15の公転回転数と自転回転数の比は、リングギ
ヤ29、第1遊星ギヤ30、第2遊星ギヤ32、アイド
ルギヤ33、第3遊星ギヤ34の歯数を適切に設定する
ことで任意に設定できる。このシールド掘進機1におい
ては、遊星カッターディスク19の公転回転数と自転回
転数との比が1:4に設定され、カッターヘッド4が1
回転する間に遊星カッター15が4回自転し、正方形断
面トンネル(矩形断面トンネル)を掘削可能に構成され
ている。
In the above-described planetary gear mechanism 5, the ratio between the revolution speed and the rotation speed of the planetary cutter 15 is determined by the ring gear 29, the first planetary gear 30, the second planetary gear 32, the idle gear 33, and the third planetary gear. 34 can be set arbitrarily by appropriately setting the number of teeth. In this shield machine 1, the ratio between the revolution speed and the revolution speed of the planetary cutter disk 19 is set to 1: 4, and
The planetary cutter 15 rotates four times during rotation, and is configured to be able to excavate a square section tunnel (rectangular section tunnel).

【0042】遊星カッターディスク19の正面視の輪郭
形状はほぼ木の葉状の形状であるが、その輪郭形状につ
いて、図4に基づいて説明する。トンネルの矩形断面形
状を仮想線で示すような正方形hとする。シ−ルド掘進
機1でこのトンネルを掘削するには、遊星カッター15
が公転しつつ自転する際、遊星カッター15が常にこの
正方形hに内接するような軌跡を描く必要がある。遊星
カッターディスク19が1回公転しつつ4回自転する
と、遊星カッター15の公転中心Oから最も遠い最遠点
部の軌跡が正方形hを描くように、遊星カッターディス
ク19の輪郭形状が決定されている。
The outline shape of the planetary cutter disc 19 when viewed from the front is substantially a leaf shape. The outline shape will be described with reference to FIG. The rectangular cross section of the tunnel is a square h as shown by a virtual line. In order to excavate this tunnel with the shield machine 1, the planetary cutter 15 is used.
When the planetary gear rotates while revolving, it is necessary to draw a locus such that the planetary cutter 15 is always inscribed in the square h. When the planetary cutter disk 19 rotates four times while revolving once, the contour shape of the planetary cutter disk 19 is determined so that the locus of the farthest point portion farthest from the revolving center O of the planetary cutter 15 draws a square h. I have.

【0043】ここで、メインカッター14で掘削する円
形領域の外形を円Jとし、遊星カッター15の自転中心
Obの公転軌跡を円K(仮想線で示す)とすると、円K
上の点m1 ,m2 ,・・・は、遊星カッター15を角度
θ(θ=15°)づつ回転させた場合の各角度における
遊星カッター15の自転中心Obの位置を示す。正方形
h上の点P1 ,P2 ,・・・は、円K上の各点m1 ,m
2 ,・・・と公転中心Oとを結ぶ直線が正方形hと交わ
る点である。
Here, assuming that the outer shape of the circular area excavated by the main cutter 14 is a circle J and the revolving locus of the rotation center Ob of the planetary cutter 15 is a circle K (shown by a virtual line), the circle K
The upper points m1, m2,... Indicate the position of the rotation center Ob of the planetary cutter 15 at each angle when the planetary cutter 15 is rotated by an angle θ (θ = 15 °). The points P1, P2,... On the square h are the points m1, m on the circle K.
.. And the orbital center O are points where the straight line intersects the square h.

【0044】遊星カッター15の自転中心Obが点m1
にある場合、遊星カッターディスク19が正方形hと内
接するためには、遊星カッターディスク19の半径は、
円K上の点m1 と正方形h上の点P1 とを結ぶ直線長さ
n1 でなければならない。次に、遊星カッター15が点
m1 の位置から角度θ公転して点m2 の位置に移動した
場合、遊星カッター15が正方形hと内接するために
は、遊星カッター15の半径は、円K上の点m2 と正方
形h上の点P2 とを結ぶ直線長さn2 でなければならな
い。
The rotation center Ob of the planetary cutter 15 is at the point m1.
In order for the planetary cutter disc 19 to be inscribed in the square h, the radius of the planetary cutter disc 19 is
It must be a straight line length n1 connecting the point m1 on the circle K and the point P1 on the square h. Next, when the planetary cutter 15 moves from the position of the point m1 to the position of the point m2 by revolving at an angle θ, the radius of the planetary cutter 15 must be on the circle K in order for the planetary cutter 15 to be inscribed in the square h. It must be a straight line length n2 connecting the point m2 and the point P2 on the square h.

【0045】以下同様に、遊星カッター15が点m3 の
位置に移動した場合、遊星カッター15の半径は、円K
上の点m3 と正方形h上の点P3 とを結ぶ直線長さn3
でなければならない。一方、遊星カッター15は、角度
θ公転する間に角度4θ自転する。従って、上述したよ
うに、順次遊星カッター15の半径長さをn1,n2,
・・・に設定することで、遊星カッター15の輪郭形状
が決定される。そのため遊星カッター15の輪郭形状は
ほぼ木の葉状となる。このように遊星カッター15の正
面視における輪郭形状を設定することで、各遊星カッタ
ー15で正方形断面の角部を掘削できるため、正方形断
面のトンネルを掘削できる。
Similarly, when the planetary cutter 15 moves to the position of the point m3, the radius of the planetary cutter 15 becomes the circle K
The straight line length n3 connecting the upper point m3 and the point P3 on the square h
Must. On the other hand, the planetary cutter 15 rotates by an angle of 4θ while revolving by an angle of θ. Therefore, as described above, the radius length of the planetary cutter 15 is sequentially set to n1, n2,
, The contour shape of the planetary cutter 15 is determined. Therefore, the contour shape of the planetary cutter 15 is substantially leaf-shaped. By setting the outline shape of the planetary cutter 15 in the front view as described above, a corner having a square cross section can be excavated by each planetary cutter 15, so that a tunnel having a square cross section can be excavated.

【0046】次に、以上説明したシールド掘進機1の作
用について説明する。シ−ルド掘進機1で正方形断面の
トンネルを掘削する際には、複数のシールドジャッキ7
により掘進の推力を発生させつつ、カッター駆動モータ
45を回転駆動させると、ピニオンギヤ46と環状ギヤ
44を介してカッタードラム28が回転し、複数の連結
部材42、43を介してカッタードラム28と一体的に
カッターヘッド4が回転する。このカッターヘッド4の
回転により、メインカッター14と遊星カッター15が
回転し、主にメインカッター14の回転により正方形断
面トンネル内の円形断面部分(図4の円Jの部分)が掘
削される。
Next, the operation of the shield machine 1 described above will be described. When excavating a tunnel having a square cross section with the shield excavator 1, a plurality of shield jacks 7 are used.
When the cutter driving motor 45 is rotationally driven while generating the thrust for excavation, the cutter drum 28 rotates via the pinion gear 46 and the annular gear 44, and is integrated with the cutter drum 28 via the plurality of connecting members 42 and 43. The cutter head 4 rotates. The rotation of the cutter head 4 causes the main cutter 14 and the planetary cutter 15 to rotate, and the rotation of the main cutter 14 mainly excavates a circular cross-section (the portion indicated by the circle J in FIG. 4) in the square cross-section tunnel.

【0047】一方、遊星カッター15は、カッターヘッ
ド4の回転によりカッターヘッド4の中心を中心として
公転するが、カッタードラム28の自転により、遊星歯
車機構5の前記の作用により、第1遊星ギヤ30、遊星
シャフト31、第2遊星ギヤ32、アイドルギヤ33、
第3遊星ギヤ34が夫々自転し、遊星カッター15が第
3遊星ギヤ34と同心状に自転する。遊星カッター15
の公転回転数と自転回転数との比が1:4であるので、
カッターヘッド4が1回転する間に、遊星カッターディ
スク19はカッターヘッド4の回転方向とは逆方向に4
回転自転する。
On the other hand, the planetary cutter 15 revolves around the center of the cutterhead 4 by the rotation of the cutterhead 4, but the rotation of the cutter drum 28 causes the first planetary gear 30 to rotate due to the above-described operation of the planetary gear mechanism 5. , Planet shaft 31, second planetary gear 32, idle gear 33,
The third planetary gears 34 respectively rotate, and the planetary cutter 15 rotates concentrically with the third planetary gears 34. Planetary cutter 15
Since the ratio between the revolution speed and the rotation speed of the motor is 1: 4,
During one rotation of the cutter head 4, the planetary cutter disk 19 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the cutter head 4.
Rotate and spin.

【0048】このように、遊星カッター15を公転させ
つつ自転させることにより、遊星カッター15は、常に
正方形Kに内接しながら自転しつつ公転する。よって、
この自転しつつ公転する遊星カッター15により、円形
断面のトンネルの4つの角部が掘削され、メインカッタ
ー14と遊星カッター15との協働により正方形断面の
トンネルが掘削される。そして、1リング分の掘削毎に
掘進を停止して、エレクター9を用いてトンネルの内面
にセグメント50を組付けていき、その後掘進が再開さ
れる。
As described above, by rotating the planetary cutter 15 while revolving, the planetary cutter 15 always revolves while rotating while inscribed in the square K. Therefore,
The four corners of the tunnel having a circular cross section are excavated by the planetary cutter 15 revolving while rotating, and a tunnel having a square cross section is excavated by cooperation of the main cutter 14 and the planetary cutter 15. Then, the excavation is stopped every time one ring is excavated, the segments 50 are assembled on the inner surface of the tunnel using the erector 9, and thereafter the excavation is resumed.

【0049】以上説明したシールド掘進機1によれば、
遊星歯車機構5のリングギヤ29と第1遊星ギヤ30を
ドラム収容部27内に配設し、遊星シャフト31をシー
ルド掘進機1の外周付近部よりもシールド掘進機1の軸
心側(内周側)に配設し、カッターヘッド4の遊星カッ
タースポーク18内に第2遊星ギヤ32とアイドルギヤ
33と第3遊星ギヤ34とを配設し、第3遊星ギヤ34
の軸部35(遊星カッター15の自転中心)をシールド
掘進機1の外周付近部に配置したので、ドラム収容部2
7とカッタードラム28とリングギヤ29と第1遊星ギ
ヤ30とを、シールド掘進機1の外周付近部よりも軸心
側に、前胴部材2との間に環状スペース52を空けて配
設できる。
According to the shield machine 1 described above,
The ring gear 29 and the first planetary gear 30 of the planetary gear mechanism 5 are disposed in the drum housing portion 27, and the planetary shaft 31 is located closer to the axis of the shield excavator 1 than the vicinity of the outer periphery of the shield excavator 1 (the inner peripheral side). ), The second planetary gear 32, the idle gear 33, and the third planetary gear 34 are arranged in the planetary cutter spoke 18 of the cutter head 4, and the third planetary gear 34
Is disposed near the outer periphery of the shield machine 1, so that the drum housing 2
7, the cutter drum 28, the ring gear 29, and the first planetary gear 30 can be arranged on the axial center side of the shield excavator 1 near the outer periphery thereof, with the annular space 52 being provided between the front excavator member 2 and the shield body 2.

【0050】その結果、排土設備又は排泥設備の掘削土
吸入部51aを環状スペース52の底部に配置し、チャ
ンバー21の底部から掘削土を吸入することができるか
ら、排土性能又は排泥性能を確保することができる。そ
して、遊星歯車機構5のリングギヤ29をドラム収容部
27の外周壁の内面に設けたため、環状ギヤ44とプラ
ネタリキャリア38とカッタードラム28の一体的な連
結の面で有利である。また、メインカッター14と遊星
カッター15とを有するカッターヘッド4を設け、遊星
歯車機構5の一部だけをカッターヘッド4に装備したの
で、カッターヘッド4の開口率を十分確保できる。
As a result, the excavated soil suction section 51a of the earth discharging facility or the mud discharging facility is arranged at the bottom of the annular space 52, and the excavated soil can be sucked from the bottom of the chamber 21. Performance can be ensured. Further, since the ring gear 29 of the planetary gear mechanism 5 is provided on the inner surface of the outer peripheral wall of the drum housing 27, it is advantageous in terms of integrally connecting the annular gear 44, the planetary carrier 38 and the cutter drum 28. Further, since the cutter head 4 having the main cutter 14 and the planetary cutter 15 is provided, and only a part of the planetary gear mechanism 5 is provided on the cutter head 4, the aperture ratio of the cutter head 4 can be sufficiently secured.

【0051】次に、本実施形態を部分的に変更した変更
形態や別実施形態について説明する。但し、前記実施形
態と同機能の部材には同一符号を付して説明を省略す
る。 1〕変更形態(図5参照) このシールド掘進機1Cは、シールド掘進機1の遊星歯
車機構5の構造を部分的に変更した遊星歯車機構5Cを
採用している。この遊星歯車機構5Cにおいては、リン
グギヤ29の代わりにドラム収容部27の内周壁に固定
されたサンギヤ29Cが設けられ、第1遊星ギヤ30が
サンギヤ29Cに噛合している。
Next, a modified embodiment in which this embodiment is partially modified and another embodiment will be described. However, members having the same functions as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. 1] Modification (see FIG. 5) This shield machine 1C employs a planetary gear mechanism 5C in which the structure of the planetary gear mechanism 5 of the shield machine 1 is partially modified. In the planetary gear mechanism 5C, a sun gear 29C fixed to the inner peripheral wall of the drum housing 27 is provided instead of the ring gear 29, and the first planetary gear 30 meshes with the sun gear 29C.

【0052】カッタードラム28Cの一部であるプラネ
タリキャリア38Cは、第1遊星ギヤ30の外周側を経
由して前方へ延びカッタードラム28Cと一体的に連結
されている。 この遊星歯車機構5Cは、前記遊星歯車
機構5とほぼ同様に作動する。即ち、カッタードラム2
8Cが回転駆動されると、第1遊星ギヤ30はサンギヤ
29Cの回りを公転しながら自転し、その自転回転が、
遊星シャフト31,第2遊星ギヤ32、アイドルギヤ3
3を介して第3遊星ギヤ34に伝達され、遊星カッター
15が公転しつつ自転する。尚、遊星カッター15の公
転回転数と自転回転数の比が1:4となるように、ギヤ
類の歯数が設定されている。
The planetary carrier 38C, which is a part of the cutter drum 28C, extends forward through the outer peripheral side of the first planetary gear 30 and is integrally connected to the cutter drum 28C. The planetary gear mechanism 5C operates in substantially the same manner as the planetary gear mechanism 5. That is, the cutter drum 2
When the gear 8C is driven to rotate, the first planetary gear 30 rotates while revolving around the sun gear 29C, and its rotation is
Planet shaft 31, second planetary gear 32, idle gear 3
The rotation of the planetary cutter 15 is transmitted to the third planetary gear 34 through the third planetary gear 3, and the planetary cutter 15 revolves while revolving. The number of gear teeth is set so that the ratio of the revolution speed of the planetary cutter 15 to the revolution speed thereof is 1: 4.

【0053】2〕前記シールド掘進機1では、遊星カッ
ター15の公転回転数と自転回転数との比を1:4に設
定し、正方形断面のトンネルを掘削する場合を例として
説明したが、遊星カッター15の公転回転数と自転回転
数との比は前記の例に限定されるものではなく、公転回
転数と自転回転数との比を1:3に設定した場合は三角
形断面、1:2に設定した場合は長方形断面、1:5に
設定した場合は正五角形断面のトンネルを夫々掘削する
ことができる。但し、掘削するトンネルの断面形状、つ
まり遊星カッターディスク19の公転回転数と自転回転
数との比に応じて遊星カッターディスク19の輪郭形状
を適切に設定するものとする。
2) In the shield machine 1, the case where the ratio between the revolution speed and the revolution speed of the planetary cutter 15 is set to 1: 4 and a tunnel having a square cross section is excavated has been described as an example. The ratio between the revolution speed and the revolution speed of the cutter 15 is not limited to the above example. When the ratio between the revolution speed and the revolution speed is set to 1: 3, a triangular section, 1: 2 When it is set to, a tunnel having a rectangular section can be excavated, and when set to 1: 5, a tunnel having a regular pentagonal section can be excavated. However, the contour shape of the planetary cutter disc 19 is appropriately set according to the cross-sectional shape of the tunnel to be excavated, that is, the ratio between the revolution speed and the revolution speed of the planetary cutter disc 19.

【0054】3〕前記シールド掘進機1では、カッター
ヘッド4に1対の遊星カッター15を設けているが、カ
ッターヘッド4に1つの遊星カッター15を装備しても
よく、3つ以上の遊星カッター15を装備してもよい。
また、遊星カッタースポーク18内に設けたアイドルギ
ヤ33を省略し、第2遊星ギヤ32を第3遊星ギヤ34
に直接噛合する構造にしてもよい。
3) In the shield machine 1, the cutter head 4 is provided with a pair of planetary cutters 15. However, the cutter head 4 may be provided with one planetary cutter 15, and three or more planetary cutters may be provided. 15 may be equipped.
Further, the idle gear 33 provided in the planetary cutter spoke 18 is omitted, and the second planetary gear 32 is replaced with the third planetary gear 34.
It may be configured to directly mesh with the shaft.

【0055】4〕別実施形態1(図6〜図9参照) この矩形断面(自由断面)トンネル用シールド掘進機1
Aは、前記実施形態に記載のシールド掘進機1と同様の
自由断面トンネル用シールド掘進機70と、その両側に
並列的に連結された左右1対のシールド掘進機71,7
2とを備え、大断面の偏平な横長の矩形断面トンネルを
掘削可能に構成されている。シールド掘進機71,72
も、前記実施形態のシールド掘進機1と略同様のもので
ある。
4] Another embodiment 1 (see FIGS. 6 to 9) This shield excavator 1 for a rectangular section (free section) tunnel
A is a shield excavator 70 for a free section tunnel similar to the shield excavator 1 described in the above embodiment, and a pair of right and left shield excavators 71 and 7 connected in parallel on both sides thereof.
2 and is configured to be able to excavate a flat, horizontally long rectangular section tunnel having a large section. Shield machine 71, 72
Is also substantially the same as the shield machine 1 of the embodiment.

【0056】シールド掘進機1Aの前胴部材2Aは、図
7,図8に示すように偏平な矩形状に形成されている
が、シールド掘進機70,71間には前胴部材2の部分
に相当する隔壁も設けられている。シールド掘進機1A
の後胴部材3Aは、図9に示すように厚肉の偏平な矩形
状に形成されている。中央のシールド掘進機70のカッ
ターヘッド4を両側のシールド掘進機71、72のカッ
ターヘッド4よりも掘進方向前方に配置するとともに、
この中央のシールド掘進機70のカッターヘッド4に対
して両側のシールド掘進機71、72のカッターヘッド
4を部分的にラップさせて配置している。
The front body member 2A of the shield machine 1A is formed in a flat rectangular shape as shown in FIGS. 7 and 8, but the front body member 2 is provided between the shield machine 70 and 71. Corresponding partitions are also provided. Shield machine 1A
The rear trunk member 3A is formed in a thick flat rectangular shape as shown in FIG. The cutter head 4 of the center shield excavator 70 is arranged ahead of the cutter heads 4 of the shield excavators 71 and 72 on both sides in the excavation direction,
The cutter heads 4 of the shield excavators 71 and 72 on both sides are arranged so as to partially overlap with the cutter head 4 of the central shield excavator 70.

【0057】両側のシールド掘進機71,72の環状ス
ペース52のうちの中央のシールド掘進機70側の部分
は設けられておらず、左右のシールド掘進機71,72
の隔壁73,74は軸心に対して非対称の形状になって
いる。シールド掘進機1Aの内部には、前記シールド掘
進機1と同様に、多数のシールドジャッキ7も設けられ
ている。
A portion of the annular space 52 of the shield excavators 71 and 72 on both sides on the center shield excavator 70 side is not provided, and the left and right shield excavators 71 and 72 are not provided.
Of the partition walls 73 and 74 are asymmetrical with respect to the axis. Similarly to the shield machine 1, a large number of shield jacks 7 are provided inside the shield machine 1A.

【0058】排土設備75について説明すると、図6、
図7に示すように、シールド掘進機1Aの後部内の中央
部には合流スクリューコンベヤ78が設置され、この合
流スクリューコンベヤ78は、左右1対のやや小径スク
リューコンベヤ76,77に分岐し、これら小径スクリ
ューコンベヤ76,77の前端の掘削土吸入部が、中央
のシールド掘進機70の環状スペース52の右底部と左
底部に夫々突入されている。
Referring to the earth discharging facility 75, FIG.
As shown in FIG. 7, a merging screw conveyor 78 is provided at a central portion in the rear part of the shield machine 1A. The merging screw conveyor 78 branches into a pair of left and right slightly smaller diameter screw conveyors 76 and 77. Excavated soil suction portions at the front ends of the small-diameter screw conveyors 76 and 77 project into the right bottom portion and the left bottom portion of the annular space 52 of the central shield machine 70, respectively.

【0059】次に、エレクター81について説明する。
図6、図9に示すように、エレクター81は、上下1対
のガイドフレーム82と、エレクタフレーム83と、エ
レクタ本体84と、移動駆動モータ85と、回転駆動モ
ータ86等を有する。上下1対のガイドフレーム82
は、左端から右端までの略全幅にわたり上下に一定間隔
をあけて平行に設置されている。エレクタフレーム83
は、これらガイドフレーム82に可動に支持され、環状
フレーム47に連結された移動駆動モータ85により左
右方向に移動可能に構成されている。
Next, the erector 81 will be described.
As shown in FIGS. 6 and 9, the erector 81 includes a pair of upper and lower guide frames 82, an erector frame 83, an erector main body 84, a movement drive motor 85, a rotation drive motor 86, and the like. A pair of upper and lower guide frames 82
Are installed in parallel at regular intervals up and down over substantially the entire width from the left end to the right end. Electa frame 83
Are movably supported by the guide frames 82 and are configured to be movable in the left-right direction by a movement drive motor 85 connected to the annular frame 47.

【0060】この矩形断面トンネル用シールド掘進機1
Aによれば、中央のシールド掘進機70のカッターヘッ
ド4を両側のシールド掘進機71,72のカッターヘッ
ド4よりも掘進方向前方に配置するとともに、この中央
のシールド掘進機70のカッターヘッド4に対して両側
のシールド掘進機71,72のカッターヘッド4を部分
的にラップさせたことにより、シールド掘進機70,7
1間とシールド掘進機70,72間に掘削できない未掘
削領域が生じることがなく、硬質の土質でも能率的に掘
削可能である。
This rectangular section tunnel shield machine 1
According to A, the cutter head 4 of the central shield excavator 70 is arranged ahead of the cutter heads 4 of the shield excavators 71 and 72 on both sides in the excavation direction, and the cutter head 4 of the central shield excavator 70 is On the other hand, by partially wrapping the cutter heads 4 of the shield excavators 71 and 72 on both sides, the shield excavators 70 and 7 are
There is no unexcavated region that cannot be excavated between the shield excavator 70 and the shield excavator 70, 72, and efficient excavation can be performed even with hard soil.

【0061】5〕別実施形態2(図10〜図13参照) この矩形断面(自由断面)トンネル用シールド掘進機1
Bは、前記のメイン実施形態の自由断面トンネル用シー
ルド掘進機と同様の構造の自由断面トンネル用シールド
掘進機90と、その上下両側に並列的に連結された1対
のシールド掘進機91,92とを備え、大断面の偏平な
立長の矩形断面トンネルを掘削可能に構成されている。
中央のシールド掘進機90のカッターヘッド4を両側の
シールド掘進機91,92のカッターヘッド4よりも掘
進方向前方に配置するとともに、この中央のシールド掘
進機90のカッターヘッド4に対して両側のシールド掘
進機91,92のカッターヘッド4を部分的にラップさ
せて配置してある。
5] Alternative Embodiment 2 (See FIGS. 10 to 13) This rectangular section (free section) tunnel shield machine 1
B is a shield excavator 90 for a free section tunnel having the same structure as the shield excavator for a free section tunnel of the above-described main embodiment, and a pair of shield excavators 91 and 92 connected in parallel on upper and lower sides thereof. The tunnel is configured to be able to excavate a rectangular tunnel having a large cross section and a flat vertical length.
The cutter head 4 of the central shield excavator 90 is disposed forward of the cutter heads 4 of the shield excavators 91 and 92 on both sides in the excavation direction. The cutter heads 4 of the excavators 91 and 92 are partially wrapped and arranged.

【0062】シールド掘進機1Bの前胴部材2Bは、図
11,図12に示すように偏平な矩形状に形成されてい
るが、シールド掘進機90,91間には前胴部材2の部
分に相当する隔壁も設けられている。シールド掘進機1
Bの後胴部材3Bは、図13に示すように厚肉の偏平な
矩形状に形成されている。中央のシールド掘進機90の
カッターヘッド4、遊星歯車機構5などは前記シールド
掘進機1のものと同様であるが、このシールド掘進機9
0の上下両面の隔壁間の間隔が狭められている関係上、
前記シールド掘進機1の環状スペース52に相当するも
のは省かれている。
The front fuselage member 2B of the shield machine 1B is formed in a flat rectangular shape as shown in FIGS. 11 and 12, but the front machine member 2 is located between the shield machine 90 and 91. Corresponding partitions are also provided. Shield machine 1
The rear body member 3B of B is formed in a thick flat rectangular shape as shown in FIG. The cutter head 4 and the planetary gear mechanism 5 of the central shield excavator 90 are the same as those of the shield excavator 1 except for the shield excavator 9.
Because the space between the upper and lower partition walls of 0 is narrowed,
Those corresponding to the annular space 52 of the shield machine 1 are omitted.

【0063】最上段のシールド掘進機91と最下段のシ
ールド掘進機92は、実施形態のシールド掘進機1と異
なる構造のシールド掘進機であって、本願出願人が提案
した特開2000−8781号に記載したシールド掘進
機と同様のものである。このシールド掘進機91,92
においては、ドラム収容部27Bが、前胴部材2Bの内
側付近部に形成され、ドラム収容部27Bにカッタード
ラム28が回転自在に装着されている。ここで、シール
ド掘進機91,92は、シールド掘進機90の軸心に対
して対称のものであるので、シールド掘進機91を例と
して説明する。
The uppermost shield excavator 91 and the lowermost shield excavator 92 are shield excavators having a structure different from that of the shield excavator 1 of the embodiment, and are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-8781 proposed by the present applicant. This is the same as the shield machine described in (1). This shield machine 91, 92
In, the drum housing portion 27B is formed near the inside of the front trunk member 2B, and the cutter drum 28 is rotatably mounted on the drum housing portion 27B. Since the shield machines 91 and 92 are symmetrical with respect to the axis of the shield machine 90, the shield machine 91 will be described as an example.

【0064】図10〜図12に示すように、遊星歯車機
構5Bは、サンギヤ93と、サンギヤ93に噛合した1
対のアイドルギヤ94と、1対のアイドルギヤ94に夫
々噛合した1対の遊星ギヤ95を有し、サンギヤ93は
ドラム収容部27Bの内周壁の外面に固定され、遊星ギ
ヤ95とアイドルギヤ94は、夫々軸受を介してカッタ
ードラム28の一部をなすプラネタリキャリアに回動自
在に支持されている。
As shown in FIGS. 10 to 12, the planetary gear mechanism 5B has a sun gear 93 and a first gear meshed with the sun gear 93.
It has a pair of idle gears 94 and a pair of planetary gears 95 meshed with the pair of idle gears 94, respectively. The sun gear 93 is fixed to the outer surface of the inner peripheral wall of the drum housing 27B. Are rotatably supported by a planetary carrier forming a part of the cutter drum 28 via bearings.

【0065】遊星シャフト96は遊星カッター15の自
転中心と同心となるようにシールド掘進機91の外周付
近部に配設され、この遊星シャフト96の後端部が遊星
ギヤ95がスプライン連結され、遊星シャフト96の前
端部が遊星カッター15に固定的に連結されている。カ
ッタードラム28が回転駆動されると、遊星ギヤ95が
サンギヤ93の回りを公転しながら自転し、その遊星ギ
ヤ95の回転力が遊星シャフト96を介して遊星カッタ
ー15に伝達され、遊星カッター15がシールド掘進機
91の軸心を中心として公転しつつ遊星シャフト96の
中心を中心として公転方向と反対方向へ自転する。
The planetary shaft 96 is disposed near the outer periphery of the shield machine 91 so as to be concentric with the center of rotation of the planetary cutter 15, and the planetary gear 95 is spline-connected to the rear end of the planetary shaft 96, and The front end of the shaft 96 is fixedly connected to the planetary cutter 15. When the cutter drum 28 is driven to rotate, the planetary gear 95 revolves around the sun gear 93 while revolving around. The rotational force of the planetary gear 95 is transmitted to the planetary cutter 15 via the planetary shaft 96, and the planetary cutter 15 is rotated. While revolving around the axis of the shield machine 91, it revolves around the center of the planet shaft 96 in the direction opposite to the revolving direction.

【0066】尚、カッタードラム28とカッターヘッド
4とを連結し、カッタードラム28からカッターヘッド
4に回転駆動力を伝達する1対の連結部材97が1対の
遊星シャフト96に夫々外装され、その他の連結部材4
2も設けられている。排土設備について説明すると、図
10、図12、図13に示すように、スクリューコンベ
ヤ98の掘削土吸入部がシールド掘進機92の隔壁22
の中央壁部24の下部を貫通してチャンバー21の下端
付近部に突入し、そのスクリューコンベヤ98は後方上
り傾斜状に配設され、チャンバー21から吸入した掘削
土を図示外のベルトコンベヤ又は搬送台車へ移送し、そ
の後トンネル内の後方へ搬送し地上へ搬送する。
The cutter drum 28 and the cutter head 4 are connected to each other, and a pair of connecting members 97 for transmitting a rotational driving force from the cutter drum 28 to the cutter head 4 are provided on a pair of planetary shafts 96, respectively. Connecting member 4
2 is also provided. 10, 12, and 13, the excavated soil suction portion of the screw conveyor 98 is connected to the partition wall 22 of the shield machine 92 as shown in FIGS. 10, 12, and 13.
The screw conveyor 98 penetrates the lower portion of the central wall portion 24 and protrudes into the vicinity of the lower end of the chamber 21. The screw conveyor 98 is disposed in an upwardly inclined rearward direction, and the excavated soil sucked from the chamber 21 is transported by a belt conveyor or a conveyor (not shown). It is transported to a trolley, and then transported backward in the tunnel and transported to the ground.

【0067】このシールド掘進機1Bによれば、シール
ド掘進機90〜92のカッターヘッド4を前記のシール
ド掘進機1Aと同様に配置したので、シールド掘進機1
Aと同様に、シールド掘進機90,91間とシールド掘
進機90,92間に掘削できない未掘削領域が生じるこ
とがなく、硬質の土質でも能率的に掘削可能である。
According to the shield excavator 1B, the cutter heads 4 of the shield excavators 90 to 92 are arranged in the same manner as the shield excavator 1A.
As in A, there is no unexcavated area that cannot be excavated between the shield excavators 90 and 91 and between the shield excavators 90 and 92, and efficient excavation can be performed even with hard soil.

【0068】前記シールド掘進機1A,1Bを部分的に
変更する例について説明する。各シールド掘進機に1つ
の遊星カッター15を装備してもよく、3つ以上の遊星
カッター15を装備してもよい。シールド掘進機1Aに
おいて、中央のシールド掘進機70の両側のシールド掘
進機717,72の代わりにシールド掘進機1Bにおけ
るシールド掘進機91,92と同様のシールド掘進機を
設けてもよい。また、シールド掘進機1Bにおいて、中
央のシールド掘進機90の両側のシールド掘進機91,
92の代わりに、シールド掘進機1Aのシールド掘進機
71,72と同様のシールド掘進機を設けてもよい。そ
の他、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲において前記シ
ールド掘進機1,11A,1Bの各部に種々の変更を付
加した形態で実施可能である。
An example in which the shield machines 1A and 1B are partially changed will be described. Each shield machine may be equipped with one planetary cutter 15 or three or more planetary cutters 15. In the shield excavator 1A, shield excavators similar to the shield excavators 91 and 92 in the shield excavator 1B may be provided instead of the shield excavators 717 and 72 on both sides of the central shield excavator 70. In the shield excavator 1B, the shield excavators 91 on both sides of the central shield excavator 90,
Instead of 92, a shield machine similar to the shield machines 71 and 72 of the shield machine 1A may be provided. In addition, various changes can be made to each part of the shield machine 1, 11A, 1B without departing from the spirit of the present invention.

【0069】[0069]

【発明の効果】 請求項1の発明によれば、遊星シャフ
トの回転を第1,第2の遊星ギヤを含むギヤ機構を介し
て遊星カッターに伝達して遊星カッターを自転させる構
成としたので、遊星シャフトをシールド掘進機の外周付
近部よりも軸心側に配置することができる。
According to the first aspect of the present invention, the rotation of the planetary shaft is transmitted to the planetary cutter via the gear mechanism including the first and second planetary gears, and the planetary cutter is rotated. The planetary shaft can be arranged closer to the axis than the vicinity of the outer periphery of the shield machine.

【0070】遊星シャフトがシールド掘進機の外周付近
部よりも軸心側にあるから、遊星シャフトに付与する回
転駆動力を発生させる為の機構をシールド掘進機の外周
付近部よりも軸心側に、シールド掘進機の前胴部材との
間にスペースを空けて配置することができる。それ故、
シールド掘進機の底部において、排土設備や排泥設備の
掘削土吸入部を前記スペースの底部に配設可能となり、
排土性能や排泥性能を確保することができる。尚、カッ
ターヘッドに遊星歯車機構の一部の部材を配設するだけ
であるから、カッターヘッドの開口率が小さくなること
もない。
Since the planetary shaft is on the axial center side of the vicinity of the outer periphery of the shield machine, a mechanism for generating a rotational driving force applied to the planetary shaft is provided on the axial center side of the outer periphery of the shield machine. And a space can be provided between the shield machine and the front trunk member of the shield machine. Therefore,
At the bottom of the shield machine, the excavated soil suction part of the soil discharging equipment and the mud discharging equipment can be arranged at the bottom of the space,
The soil discharging performance and the mud discharging performance can be secured. Since only a part of the planetary gear mechanism is provided in the cutter head, the aperture ratio of the cutter head does not decrease.

【0071】請求項2の発明によれば、請求項1と同様
に遊星シャフトの回転をカッターヘッドに第2遊星ギ
ヤ、アイドルギヤ、第3遊星ギヤを設け、遊星シャフト
の回転を第2遊星ギヤとアイドルギヤを介して第3遊星
ギヤ及び遊星カッターに伝達するよう構成したので、請
求項1と同様に、遊星シャフトをシールド掘進機の外周
付近部よりも軸心側(内周側)に配置できる。
According to the second aspect of the present invention, similarly to the first aspect, the second planetary gear, the idle gear, and the third planetary gear are provided on the cutter head to rotate the planetary shaft, and the rotation of the planetary shaft is controlled by the second planetary gear. And the planetary shaft is disposed closer to the center of the shield excavator than the outer periphery of the shield machine, as in the first embodiment. it can.

【0072】その結果、ドラム収容部及びカッタードラ
ム、遊星歯車機構のリングギヤと第1遊星ギヤなどを、
シールド掘進機の外周付近部よりも軸心側に、シールド
掘進機の胴部材との間にスペースを空けて配置できる。
それ故、請求項1と同様に、シールド掘進機の底部にお
いて、排土設備や排泥設備の掘削土吸入部を前記スペー
スの底部に配設可能となり、排土性能や排泥性能を確保
することができる。尚、カッターヘッドに遊星歯車機構
の一部の部材を配設するだけであるから、カッターヘッ
ドの開口率が小さくなることもない。
As a result, the drum housing, the cutter drum, the ring gear and the first planetary gear of the planetary gear mechanism,
A space can be provided between the shield excavator and the trunk member of the shield excavator closer to the axis than the vicinity of the outer periphery of the shield excavator.
Therefore, in the same manner as in the first aspect, at the bottom of the shield machine, the excavated soil suction portion of the soil discharging facility and the mud discharging facility can be disposed at the bottom of the space, and the soil discharging performance and the mud discharging performance are secured. be able to. In addition, since only a part of the planetary gear mechanism is provided on the cutter head, the aperture ratio of the cutter head does not decrease.

【0073】請求項3の発明によれば、基本的に請求項
2と同様の効果が得られる。
According to the third aspect of the invention, basically the same effects as those of the second aspect can be obtained.

【0074】請求項4の発明によれば、遊星カッターの
公転回転数と自転回転数との比が1:4に設定されたの
で、遊星カッターは、メインカッター及び遊星カッター
が1回公転する間に4回自転して正方形断面の4つの角
部を含む外形部分を掘削し、正方形断面のトンネルを掘
削することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the ratio of the revolution speed of the planetary cutter to the revolution speed thereof is set to 1: 4, the planetary cutter can rotate while the main cutter and the planetary cutter make one revolution. 4 times to excavate the outer portion including the four corners of the square cross section, thereby excavating the tunnel of the square cross section.

【0075】請求項5の発明によれば、環状のドラム収
容部の外周壁が、前胴部材との間に、チャンバーからの
掘削土の排出に供する環状スペースを空けて配設された
ので、この環状スペースの底部に排土設備や排泥設備の
掘削土吸入部を配設して、チャンバーの底部から掘削土
を吸入することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the outer peripheral wall of the annular drum accommodating portion is arranged between the front drum member and the annular space for discharging the excavated soil from the chamber, An excavated soil suction section of a soil discharging facility or a mud discharging facility is arranged at the bottom of the annular space, and the excavated soil can be sucked from the bottom of the chamber.

【0076】請求項6の発明によれば、請求項4の自由
断面トンネル用シールド掘進機の両側にシールド掘進機
を連結し、中央のシールド掘進機のカッターヘッドを両
側のシールド掘進機のカッターヘッドよりも掘進方向前
方に配置すると共に、中央のカッターヘッドに対して両
側のカッターヘッドを部分的にラップさせたので、シー
ルド掘進機の掘削境界部に未掘削領域が生じることがな
い。特に、中央のシールド掘進機が請求項4の自由断面
トンネル用シールド掘進機であり、遊星シャフトが外周
付近部よりも軸心側に位置している関係上、中央のカッ
ターヘッドに対して両側のカッターヘッドを部分的にラ
ップさせる構造が簡単になる。
According to the invention of claim 6, the shield excavator is connected to both sides of the shield excavator for a free-section tunnel according to claim 4, and the cutter head of the central shield excavator is connected to the cutter head of the shield excavator on both sides. In addition, since the cutter heads are arranged forward in the excavation direction and the cutter heads on both sides are partially wrapped with respect to the central cutter head, an unexcavated area does not occur at the excavation boundary of the shield excavator. In particular, the central shield excavator is the shield excavator for a free-section tunnel according to claim 4, and the planetary shaft is located on the axial center side from the vicinity of the outer periphery. The structure for partially wrapping the cutter head is simplified.

【0077】請求項7の発明によれば、請求項4に記載
の自由断面トンネル用シールド掘進機の両側にこのシー
ルド掘進機とほぼ同構造のシールド掘進機を連結し、前
記中央のシールド掘進機のカッターヘッドを両側のシー
ルド掘進機のカッターヘッドよりも掘進方向前方に配置
するとともに、この中央のシールド掘進機のカッターヘ
ッドに対して両側のシールド掘進機のカッターヘッドを
部分的にラップさせたので、シールド掘進機の掘削境界
部に未掘削領域が生じることがない。
According to a seventh aspect of the present invention, a shield excavator having substantially the same structure as the shield excavator is connected to both sides of the shield excavator for a free-section tunnel according to the fourth aspect, and the central shield excavator is provided. Since the cutter heads of both sides were arranged ahead of the cutter heads of the shield excavators on both sides in the excavation direction, and the cutter heads of the shield excavators on both sides were partially wrapped with respect to the cutter head of the central shield excavator. Therefore, no unexcavated area is formed at the excavation boundary of the shield machine.

【0078】特に、中央のシールド掘進機が請求項4の
自由断面トンネル用シールド掘進機であり、遊星シャフ
トが外周付近部よりも軸心側に位置している関係上、中
央のカッターヘッドに対して両側のカッターヘッドを部
分的にラップさせる構造が簡単になる。また、3つのシ
ールド掘進機が全て請求項4に記載のような自由断面ト
ンネル用シールド掘進機であるから、請求項1〜3と同
様に、立長の矩形断面トンネルを掘削する場合に、排土
性能又は排泥性能を確保しやすくなる。
In particular, the central shield excavator is the shield excavator for a free-section tunnel according to claim 4, and the planetary shaft is located closer to the axial center than the vicinity of the outer periphery. The structure for partially wrapping the cutter heads on both sides is simplified. Further, since all three shield excavators are shield excavators for a free-section tunnel as described in claim 4, when excavating a vertical rectangular cross-section tunnel, as in claims 1 to 3, It becomes easy to secure soil performance or sludge performance.

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

【図1】本発明の実施形態に係る自由断面トンネル用シ
−ルド掘進機の縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional side view of a shield excavator for a free-section tunnel according to an embodiment of the present invention.

【図2】シ−ルド掘進機の正面図である。FIG. 2 is a front view of the shield machine.

【図3】遊星歯車機構、カッター駆動機構等の要部拡大
縦断側面図である。
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional side view of a main part of a planetary gear mechanism, a cutter driving mechanism, and the like.

【図4】遊星カッターの輪郭形状の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a contour shape of a planetary cutter.

【図5】変更形態に係る図3相当図である。FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 3 according to a modified embodiment.

【図6】別実施形態の矩形断面トンネル用シールド掘進
機の横断平面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional plan view of a shield excavator for a rectangular section tunnel according to another embodiment.

【図7】図6のシールド掘進機の正面図である。FIG. 7 is a front view of the shield machine shown in FIG. 6;

【図8】図6のシールド掘進機の遊星歯車機構の構造を
説明する複数位置での断面を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross section at a plurality of positions for explaining the structure of the planetary gear mechanism of the shield machine shown in FIG. 6;

【図9】図6のシールド掘進機の縦断正面図である。9 is a vertical sectional front view of the shield machine shown in FIG. 6;

【図10】別実施形態に係る矩形断面トンネル用シ−ル
ド掘進機の横断側面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional side view of a shield excavator for a rectangular section tunnel according to another embodiment.

【図11】図10のシールド掘進機の正面図である。FIG. 11 is a front view of the shield machine shown in FIG. 10;

【図12】図10のシールド掘進機の遊星歯車機構の構
造を説明する複数位置での断面を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a cross section at a plurality of positions for explaining the structure of the planetary gear mechanism of the shield machine shown in FIG. 10;

【図13】図10のシールド掘進機の縦断正面図であ
る。
FIG. 13 is a vertical sectional front view of the shield machine shown in FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールド掘進機 4 カッターヘッド 5 遊星歯車機構 6 カッター駆動機構 14 メインカッター 15 遊星カッター 21 チャンバー 22 隔壁 27 ドラム収容部 28 カッタードラム 29 リングギヤ 30 第1遊星ギヤ 31 遊星シャフト 32 第2遊星ギヤ(第1の遊星ギヤ) 33 アイドルギヤ 34 第3遊星ギヤ(第2の遊星ギヤ) 42,43 連結部材 52 環状スペース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield excavator 4 Cutter head 5 Planetary gear mechanism 6 Cutter drive mechanism 14 Main cutter 15 Planetary cutter 21 Chamber 22 Partition wall 27 Drum accommodating part 28 Cutter drum 29 Ring gear 30 First planetary gear 31 Planetary shaft 32 Second planetary gear (first) 33 idle gear 34 third planetary gear (second planetary gear) 42, 43 connecting member 52 annular space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 請川 誠 東京都中央区京橋一丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 柳楽 毅 東京都中央区京橋一丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 元木 実 東京都中央区京橋一丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 奥村 利博 東京都中央区京橋一丁目7番1号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 清水 光雄 兵庫県加古郡播磨町新島8番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)発明者 坂井 保之 兵庫県加古郡播磨町新島8番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)発明者 宗像 保 兵庫県加古郡播磨町新島8番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 Fターム(参考) 2D054 AB01 AB05 AC04 BA09 BB02 BB09 CA02 DA03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Ukegawa 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda Construction Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Yagura 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Inside Toda Construction Co., Ltd. (72) Minoru Motoki 1-7-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda Construction Co., Ltd. (72) Toshihiro Okumura 1-1-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Toda (72) Inventor Mitsuo Shimizu 8 Harima-cho, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture Inside Harima Plant, Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Harima Factory (72) Inventor Tamotsu Munakata 8 Harima-machi, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Harima Factory F-term (reference) 2D054 AB01 AB05 AC04 BA09 BB02 BB09 CA02 DA03

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メインカッターと遊星カッターとを有す
るカッターヘッドと、カッターヘッドを回転駆動するカ
ッター駆動手段と、カッター駆動手段の回転駆動力によ
りメインカッターの回転に連動して遊星カッターを自転
させる遊星歯車機構とを備え、遊星カッターの輪郭形状
をその遊星カッターの公転回転数と自転回転数との比に
応じて形成して自由断面トンネルを掘削可能に構成した
シールド掘進機において、 前記シールド掘進機の外周付近部よりも軸心側において
カッターヘッドの後側のチャンバーを挿通する遊星シャ
フトであって遊星カッターを自転させる回転駆動力を伝
達する遊星シャフトと、 前記カッターヘッド内に夫々装備された第1の遊星ギヤ
及び遊星カッターの自転軸心と同心状の第2の遊星ギヤ
とを有し遊星シャフトの回転駆動力を遊星カッターに伝
達するギヤ機構と、 を備えたことを特徴とする自由断面トンネル用シールド
掘進機。
1. A cutter head having a main cutter and a planetary cutter, a cutter driving means for rotationally driving the cutter head, and a planetary gear for rotating the planetary cutter in synchronization with the rotation of the main cutter by the rotational driving force of the cutter driving means. A gear mechanism, wherein the contour shape of the planetary cutter is formed in accordance with the ratio between the revolution speed and the rotation speed of the planetary cutter so that a tunnel with a free cross section can be excavated. A planetary shaft that penetrates the chamber on the rear side of the cutter head on the axial center side from the vicinity of the outer periphery of the planetary shaft and transmits a rotational driving force for rotating the planetary cutter, and a planetary shaft provided in the cutter head. A planetary shaft having a first planetary gear and a second planetary gear concentric with the rotation axis of the planetary cutter; Free cross section for tunnel shield machine to a gear mechanism for transmitting the rotational driving force to the planetary cutter, comprising the.
【請求項2】 メインカッターと遊星カッターとを有す
るカッターヘッドと、カッターヘッドを回転駆動するカ
ッター駆動手段と、カッター駆動手段の回転駆動力によ
りメインカッターの回転に連動して遊星カッターを自転
させる遊星歯車機構とを備え、遊星カッターの輪郭形状
をその遊星カッターの公転回転数と自転回転数との比に
応じて形成して自由断面トンネルを掘削可能に構成した
シールド掘進機において、 前記カッターヘッドの後側にチャンバーを隔てて位置す
る隔壁とこの隔壁で構成される環状のドラム収容部を設
け且つこのドラム収容部にカッター駆動手段で回転駆動
されるカッタードラムを回転自在に装着し、カッタード
ラムをカッターヘッドに連結する複数の連結部材を設
け、 前記遊星歯車機構は、ドラム収容部の外周壁の内面に固
定されたリングギヤと、このリングギヤに噛合した第1
遊星ギヤと、カッターヘッドに夫々設けられた第2遊星
ギヤ及びアイドルギヤ及び遊星カッターの自転軸心と同
心の第3遊星カッターと、第1遊星ギヤの回転駆動力を
第2遊星ギヤに伝達する遊星シャフトとを備え、 前記遊星シャフトの回転駆動力を第2遊星ギヤからアイ
ドルギヤを介して第3遊星ギヤに伝達して遊星カッター
を自転させるように構成した、 ことを特徴とする自由断面トンネル用シールド掘進機。
2. A cutter head having a main cutter and a planetary cutter, a cutter driving means for driving the cutter head to rotate, and a planetary gear for rotating the planetary cutter in conjunction with the rotation of the main cutter by the rotational driving force of the cutter driving means. A gear mechanism, wherein the contour shape of the planetary cutter is formed in accordance with the ratio between the revolution speed and the rotation speed of the planetary cutter, so that a tunnel having a free section can be excavated. On the rear side, a partition wall separated by a chamber and an annular drum accommodating section composed of the partition wall are provided, and a cutter drum rotatably driven by cutter driving means is rotatably mounted on the drum accommodating section, and the cutter drum is mounted. A plurality of connecting members connected to the cutter head, wherein the planetary gear mechanism includes an outer peripheral wall of the drum housing portion; A ring gear fixed to the inner surface, the meshed with the ring gear 1
A planetary gear, a second planetary gear and an idle gear provided on the cutter head, a third planetary cutter concentric with the rotation axis of the planetary cutter, and a rotational driving force of the first planetary gear are transmitted to the second planetary gear. A planetary shaft, wherein the rotational driving force of the planetary shaft is transmitted from the second planetary gear to the third planetary gear via the idle gear to rotate the planetary cutter, and the free-section tunnel is characterized in that: For shield excavators.
【請求項3】 メインカッターと遊星カッターとを有す
るカッターヘッドと、カッターヘッドを回転駆動するカ
ッター駆動手段と、カッター駆動手段の回転駆動力によ
りメインカッターの回転に連動して遊星カッターを自転
させる遊星歯車機構とを備え、遊星カッターの輪郭形状
をその遊星カッターの公転回転数と自転回転数との比に
応じて形成して自由断面トンネルを掘削可能に構成した
シールド掘進機において、 前記カッターヘッドの後側にチャンバーを隔てて位置す
る隔壁とこの隔壁で構成される環状のドラム収容部を設
け且つこのドラム収容部にカッター駆動手段で回転駆動
されるカッタードラムを回転自在に装着し、カッタード
ラムをカッターヘッドに連結する複数の連結部材を設
け、 前記遊星歯車機構は、ドラム収容部の内周壁の外面に固
定されたサンギヤと、このサンギヤに噛合した第1遊星
ギヤと、カッターヘッドに夫々設けられた第2遊星ギヤ
及びアイドルギヤ及び遊星カッターの自転軸心と同心の
第3遊星カッターと、第1遊星ギヤの回転駆動力を第2
遊星ギヤに伝達する遊星シャフトとを備え、 前記遊星シャフトの回転駆動力を第2遊星ギヤからアイ
ドルギヤを介して第3遊星ギヤに伝達して遊星カッター
を自転させるように構成した、 ことを特徴とする自由断面トンネル用シールド掘進機。
3. A cutter head having a main cutter and a planetary cutter, a cutter driving means for driving the cutter head to rotate, and a planetary gear for rotating the planetary cutter in conjunction with the rotation of the main cutter by the rotational driving force of the cutter driving means. A gear mechanism, wherein the contour shape of the planetary cutter is formed in accordance with the ratio between the revolution speed and the rotation speed of the planetary cutter, so that a tunnel having a free section can be excavated. On the rear side, a partition wall separated by a chamber and an annular drum accommodating section composed of the partition wall are provided, and a cutter drum rotatably driven by cutter driving means is rotatably mounted on the drum accommodating section, and the cutter drum is mounted. A plurality of connecting members connected to the cutter head, wherein the planetary gear mechanism includes an inner peripheral wall of the drum housing portion; A sun gear fixed to the outer surface, a first planetary gear meshed with the sun gear, a second planetary gear, an idle gear provided on the cutter head, and a third planetary cutter concentric with the rotation axis of the planetary cutter; 1 The rotational driving force of the planetary gear is
A planetary shaft for transmitting the planetary gear to the planetary gear, and transmitting the rotational driving force of the planetary shaft from the second planetary gear to the third planetary gear via the idle gear to rotate the planetary cutter. Shield excavator for free section tunnels.
【請求項4】 前記遊星カッターの公転回転数と自転回
転数との比が1/4に設定され、正方形断面トンネルを
掘削可能に構成されたことを特徴とする請求項1〜3の
何れかに記載の自由断面トンネル用シールド掘進機。
4. The planetary cutter according to claim 1, wherein a ratio between a revolution speed and a revolution speed of the planetary cutter is set to 4, and a tunnel having a square cross section can be excavated. Shield tunneling machine for free-section tunnels as described in (1).
【請求項5】 前記環状のドラム収容部の外周壁が、前
胴部材との間に環状スペースを空けて配設されたことを
特徴とする請求項2又は3に記載の自由断面トンネル用
シールド掘進機。
5. The shield for a free-section tunnel according to claim 2, wherein an outer peripheral wall of the annular drum accommodating portion is disposed with an annular space provided between the outer peripheral wall and the front body member. Excavator.
【請求項6】 請求項4に記載の自由断面トンネル用シ
ールド掘進機の両側にシールド掘進機を連結し、前記中
央のシールド掘進機のカッターヘッドを両側のシールド
掘進機のカッターヘッドよりも掘進方向前方に配置する
とともに、この中央のシールド掘進機のカッターヘッド
に対して両側のシールド掘進機のカッターヘッドを部分
的にラップさせたことを特徴とする自由断面トンネル用
シールド掘進機。
6. A shield excavator connected to both sides of the shield excavator for a free-section tunnel according to claim 4, wherein a cutter head of the central shield excavator is excavated in a direction in which the cutter heads of the shield excavators on both sides are extended. A shield excavator for a free-section tunnel, wherein the cutter excavator on both sides is partially wrapped with respect to the cutter head of the central shield excavator.
【請求項7】 請求項4に記載の自由断面トンネル用シ
ールド掘進機の両側にこのシールド掘進機とほぼ同構造
のシールド掘進機を連結し、前記中央のシールド掘進機
のカッターヘッドを両側のシールド掘進機のカッターヘ
ッドよりも掘進方向前方に配置するとともに、この中央
のシールド掘進機のカッターヘッドに対して両側のシー
ルド掘進機のカッターヘッドを部分的にラップさせたこ
とを特徴とする自由断面トンネル用シールド掘進機。
7. A shield excavator having substantially the same structure as the shield excavator is connected to both sides of the shield excavator for free-section tunnel according to claim 4, and the cutter head of the central shield excavator is shielded on both sides. A free-section tunnel characterized by being arranged ahead of the cutter head of an excavator in the excavation direction and partially wrapping the cutter heads of both shield excavators with respect to the central shield excavator cutter head. For shield excavators.
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