JP2002364292A - 多重カッタシールドのコピーカッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多重カッタシールドであってもコピーカッタ
を装着できる多重カッタシールドのコピーカッタ装置を
提供する。 【構成】 カッタフレーム３を内周カッタ４と外周カッ
タ５とに分割しそれぞれ独立して回転させる多重カッタ
シールド１のコピーカッタ装置１１，４５において、上
記多重カッタシールド１のシールドフレーム１２の内周
面１４に沿ってカム１５を設け、上記外周カッタ５側に
上記カム１５に沿って上記外周カッタ５と共に回転しな
がら多重カッタシールド１の径方向にスライドするロッ
ド１６を備えそのロッド１６のスライドによって上記外
周カッタ５の外周部１７に設けられたコピーカッタ１８
を出没させるジャッキ機構１９またはリンク機構４６を
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カッタフレームを内周
カッタと外周カッタとに分割しそれぞれ独立して回転さ
せる多重カッタシールドのコピーカッタ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機は、その先端のカッタの
回転と、シールドジャッキによる推進力によって、地中
を掘進するようになっている。カッタの外周面には、コ
ピーカッタが出没自在に設けられており、このコピーカ
ッタにて急カーブ或いは急勾配の掘進時に余掘りを行
う。

【０００３】上記コピーカッタは油圧にて伸縮して出没
するが、従来は、カッタ回転軸に設けられたロータリー
ジョイントを介して、シールド掘進機本体側から油が供
給されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、大径シール
ドでは、カッタの内周部と外周部とでチャンバ内の撹拌
状況に差があるため、カッタフレームを内周カッタと外
周カッタとに分割しそれぞれ独立して回転させる多重カ
ッタシールドが提案されている。

【０００５】この多重カッタシールドでは、内周カッタ
と外周カッタとに分割されているため、外周カッタにロ
ータリージョイントを使用して油を供給することができ
ないので、コピーカッタ装置を装着することができず、
多重カッタシールドの実用化の大きな障害となっている
という問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
めに案出されたものであり、その目的は、多重カッタシ
ールドであってもコピーカッタを装着できる多重カッタ
シールドのコピーカッタ装置を提供することにある。

【０００７】

【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、カッタフレームを内周カッタと外周カッ
タとに分割しそれぞれ独立して回転させる多重カッタシ
ールドのコピーカッタ装置において、上記多重カッタシ
ールドのシールドフレームの内周面に沿ってカムを設
け、上記外周カッタ側に上記カムに沿って上記外周カッ
タと共に回転しながら多重カッタシールドの径方向にス
ライドするロッドを備えそのロッドのスライドによって
上記外周カッタの外周部に設けられたコピーカッタを出
没させるジャッキ機構を設けたものである。

【０００８】上記構成によれば、ロッドが外周カッタの
回転と共にカムに沿って回転しながら多重カッタシール
ドの径方向にスライドし、そのスライドによってジャッ
キ機構がコピーカッタを出没させるので、従来のように
油圧の油を相対移動する部分を跨いで供給する必要がな
く、多重カッタシールドであってもコピーカッタを出没
させることができ、コピーカッタの装着が可能となる。

【０００９】そして、上記ジャッキ機構が、上記コピー
カッタをスライドさせる作動ジャッキと上記ロッドにて
駆動する駆動ジャッキとを備え、上記作動ジャッキのロ
ッド側油圧室と上記駆動ジャッキのロッド側油圧室、上
記作動ジャッキのジャッキ側油圧室と上記駆動ジャッキ
のジャッキ側油圧室とをそれぞれ接続して構成されるも
のが好ましい。

【００１０】また、本発明は、カッタフレームを内周カ
ッタと外周カッタとに分割しそれぞれ独立して回転させ
る多重カッタシールドのコピーカッタ装置において、上
記多重カッタシールドのシールドフレームの内周面に沿
ってカムを設け、上記外周カッタ側に上記カムに沿って
上記外周カッタと共に回転しながら多重カッタシールド
の径方向にスライドするロッドを備えそのロッドのスラ
イドによって上記外周カッタの外周部に設けられたコピ
ーカッタを出没させるリンク機構を設けたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。

【００１２】図１は本発明に係る多重カッタシールドの
コピーカッタ装置の好適な第一の実施の形態を示した全
体断面図、図２は本発明に係る多重カッタシールドのコ
ピーカッタ装置のカムとロッドを示した断面図、図３は
図２のＡ−Ａ線断面図、図４は本発明に係る多重カッタ
シールドのコピーカッタ装置のカムを示した断面図、図
５はコピーカッタの軌跡を示した正面図である。

【００１３】まず、本実施の形態に係る多重カッタシー
ルドのコピーカッタ装置の構成を説明する。

【００１４】図１に示すように、多重カッタシールド１
は、バルクヘッド２の前方に設けられたカッタフレーム
３が、内周カッタ４と外周カッタ５とに分割されてい
る。内周カッタ４は、多重カッタシールド１の中心に設
けられたカッタ回転軸６に連結されており、モータ７に
よって回転するようになっている。外周カッタ５は、内
周カッタ４を囲繞して設けられた筒状のカッタ回転軸８
に連結されており、上記モータ７とは別途に設けられた
モータ９によって回転するようになっている。

【００１５】ところで、本発明のコピーカッタ装置１１
は、多重カッタシールド１のシールドフレーム１２の内
周面１４に沿ってカム１５を設け、外周カッタ５側に、
上記カム１５に沿って外周カッタ５と共に回転しながら
多重カッタシールド１の径方向にスライドするロッド１
６を備えそのロッド１６のスライドによって外周カッタ
５の外周部１７に設けられたコピーカッタ１８を出没さ
せるジャッキ機構１９を設けたことを特徴とする。

【００１６】図２から図４に示すように、カム１５は、
シールドフレーム１２の内周面１４に沿ったリング状に
形成されており、その内周部には、ロッド１６のスライ
ドをガイドするガイド溝２１が形成されている。ガイド
溝２１の内部の外周面２２は、軸心からの表面の距離が
大きい深溝部２３と、軸心からの表面の距離が小さい浅
溝部２４と、深溝部２３と浅溝部２４とを繋ぐ傾斜溝部
２５とで構成されている（図４参照）。

【００１７】ガイド溝２１の内部には、多重カッタシー
ルド１の前後軸方向に広がる溝状のローラガイド部２６
が形成されている。ガイド溝２１の外周面２２には、ロ
ッド１６の軸周りの回転を防止するための回転防止溝
（図２及び図３参照）２７が形成されている。

【００１８】カム１５は、所定角度ピッチで分割して形
成されており、各ブロックが交換組立可能に形成されて
いる。余掘りを行わない直線掘進時には、図６に示すよ
うに、カム１５の外周面２２がすべて深溝部２３となる
ように組み立てられ、余掘りを行う曲線掘進時には、図
４に示すように、カム１５の外周面２２の一部を浅溝部
２４のものと交換して、深溝部２３と浅溝部２４との間
を傾斜溝部２５とで繋ぐように組み立てられる。

【００１９】ロッド１６は、図２及び図３に示すよう
に、その先端近傍が多重カッタシールド１の前後軸方向
に延びて形成され、その前後両端にはローラ３１がそれ
ぞれ取り付けられている。ローラ３１は、ガイド溝２１
のローラガイド部２６内に収容され、その周方向に沿っ
て回動する。

【００２０】ロッド１６の先端には、多重カッタシール
ド１の径方向に長さを有し、周方向へ延びる回転防止突
条部３２が形成されている。この回転防止突条部３２
は、略直方体状に形成されており、ガイド溝２１の回転
防止溝２７の内壁から若干のクリアランスを有する大き
さに形成されている。すなわち、回転防止突条部３２
は、ロッド１６が回転しようとすると、その前後側面が
回転防止溝２７の壁面に当接して、ロッド１６の回転を
防止する。

【００２１】ジャッキ機構１９は、図１に示すように、
コピーカッタ１８を外周カッタ５の径方向にスライドさ
せる作動ジャッキ３３と、ロッド１６にて駆動する駆動
ジャッキ３４とを備えている。なお、作動ジャッキ３３
と駆動ジャッキ３４のシリンダ径及びロッド径の比率を
変えることにより、倍力機構としたり、ストローク増幅
機構とすることも可能である。作動ジャッキ３３のロッ
ド３５の先端には、コピーカッタ１８が取り付けられて
いる。駆動ジャッキ３４のロッドは、上述のロッド１６
となる。

【００２２】作動ジャッキ３３のロッド側油圧室３６と
駆動ジャッキ３４のロッド側油圧室３７、作動ジャッキ
３３のジャッキ側油圧室３８と駆動ジャッキ３４のジャ
ッキ側油圧室３９とが、油圧配管４１を介してそれぞれ
接続されている。

【００２３】次に、上記構成による多重カッタシールド
１のコピーカッタ装置１１の作動を説明しながら、その
作用を説明する。

【００２４】余掘りを行わない直線掘進時には、図６に
示すように、カム１５が、その外周面２２がすべて深溝
部２３となるように組み立てられている。このとき、ロ
ッド１６は、深溝部２３に接して、駆動ジャッキ３４の
ストロークの外側に位置しているので、各油圧配管４１
を介して駆動ジャッキ３４のロッド側油圧室３７内の油
が作動ジャッキ３３のロッド側油圧室３６内へと押し流
されると共に、作動ジャッキ３３のジャッキ側油圧室３
８内の油が駆動ジャッキ３４のジャッキ側油圧室３９内
へと押し流される。

【００２５】これによって、コピーカッタ１８は、外周
カッタ５の外周部１７内に収容された状態で、掘進が行
われる。

【００２６】余掘りを行う曲線掘進時には、一旦、カッ
タの回転を停止させて、図４に示すように、カム１５の
外周面２２の一部（図中右側）を浅溝部２４のものと交
換すると共に、深溝部２３と浅溝部２４との間を傾斜溝
部２５のものと交換して、ガイド溝２１の外周面２２が
連続的に繋がるように組み立てる。

【００２７】なお、浅溝部２４の位置は、多重カッタシ
ールド１の曲がる方向に応じて決定される。図１におい
ては、上側に浅溝部２４が位置するカム１５を示してい
るが、この場合は、上方に曲がる場合を示している。図
４のカム１５では、後方から見てカム１５の左側に浅溝
部２４が位置するので、多重カッタシールド１は左側に
曲がる。

【００２８】カム１５の交換後に、多重カッタシールド
１の掘進を再開すると、ロッド１６の先端が深溝部２３
の部分を通過している場合は、各油圧配管４１を介して
駆動ジャッキ３４のロッド側油圧室３７内の油が作動ジ
ャッキ３３のロッド側油圧室３６内へと押し流されると
共に、作動ジャッキ３３のジャッキ側油圧室３８内の油
が駆動ジャッキ３４のジャッキ側油圧室３９内へと押し
流され、コピーカッタ１８は、外周カッタ５の外周部１
７内に収容された状態となる。

【００２９】外周カッタ５の回転が進み、ロッド１６の
先端が傾斜溝部２５に差し掛かると、ロッド１６は徐々
に、駆動ジャッキ３４のストロークの内側へと押され、
駆動ジャッキ３４のジャッキ側油圧室３９内の油が作動
ジャッキ３３のジャッキ側油圧室３８内へと押し流され
ると共に、作動ジャッキ３３のロッド側油圧室３６内の
油が駆動ジャッキ３４のロッド側油圧室３７内へと押し
流される。これに応じて、コピーカッタ１８が、外周カ
ッタ５の外周部１７から径方向外側へと突出して、曲が
り方向内側の余掘りを行う。

【００３０】外周カッタ５が所定角度回転した後、ロッ
ド１６は傾斜溝部２５から深溝部２３へと移動する。こ
のとき、ロッド１６は、ローラガイド部２６の径方向内
側の鍔部４３にてローラ３１が径方向外側へとガイドさ
れて、駆動ジャッキ３４のストロークの外側へと引っ張
られる。作動ジャッキ３３及び駆動ジャッキ３４内の油
は、コピーカッタ１８の伸長時とは逆方向に流れ、コピ
ーカッタ１８は、外周カッタ５内へと縮退する。

【００３１】すなわち、外周カッタ５が一回転すると、
ロッド１６が外周カッタ５の径方向内外へとスライドす
るので、これに応じて駆動ジャッキ３４と作動ジャッキ
３３とが連動してコピーカッタ１８を出没させることと
なる。コピーカッタ１８は、図５に示すような軌跡をた
どり、一定方向の余掘りが行われる。

【００３２】このように、多重カッタシールド１本体側
に設けられたカム１５によって、外周カッタ５側のジャ
ッキ機構１９のロッド１６をスライドさせてコピーカッ
タ１８を出没させるようにしたことによって、従来のよ
うに、油圧を相対移動する部分を跨いで供給する必要が
なく、多重カッタシールド１であってもコピーカッタ１
８の装着が可能となる。また、シールドフレーム１２内
に新たに駆動源を設ける必要がないので、装置全体の省
エネ化が達成できる。

【００３３】さらに、外周カッタ５が逆方向に回転する
場合も、ロッド１６が径方向にスライドするのでコピー
カッタ１８を出没させることができる。

【００３４】図７は本発明に係る多重カッタシールドの
コピーカッタ装置の好適な第二の実施の形態を示した断
面図である。

【００３５】本実施の形態では、図１のコピーカッタ装
置１１がロッド１６のスライドをジャッキ機構１９を介
してコピーカッタ１８に伝えるのに対して、係るコピー
カッタ装置４５は、ロッド１６のスライドをリンク機構
４６を介してコピーカッタ１８に伝えることを特徴とす
る。

【００３６】リンク機構４６は、外周カッタ５のカッタ
回転軸８の内部に設けられたリンク４７を有している。
リンク４７は、多重カッタシールド１の軸方向に延出し
ており、その略中心にピン軸４８が設けられている。リ
ンク４７の後方側の一端はロッド１６の基端部にピン結
合され、前方側の他端はコピーカッタ１８に繋がるロッ
ド３５の基端部にピン結合されている。

【００３７】カッタ回転軸８の外周には、ロッド１６を
スライド自在に支持するボス部４９が設けられている。
なお、ボス部４９は、カッタ回転軸８の内部に設けてあ
ってもよい。

【００３８】なお、その他の構成については、図１のコ
ピーカッタ装置１１と同様であるので同じ符号を付して
その説明を省略する。

【００３９】上記構成のコピーカッタ装置４５によれ
ば、図１のコピーカッタ装置１１と同様の作動でロッド
１６がスライドすると、リンク４７がピン軸４８を中心
に回動してコピーカッタ１８を外周カッタ５の外周部１
７から径方向に出没する。このように、本実施の形態に
よれば、ロッド１６のスライドをリンク機構４６でコピ
ーカッタ１８に伝えるようにしたので、ジャッキ機構１
９よりも構成を単純化することができ、装置の軽量化及
び製造コストの低減が図れる。

【００４０】また、本実施の形態によれば、掘削地盤の
硬さに応じて、ピン軸４８の位置とカム１５の構成を変
更することによって、コピーカッタ１８にかかる掘削土
圧と、カム１５にかかる圧力との調和を図ることができ
る。

【００４１】なお、本発明のジャッキ機構１９及びリン
ク機構４６は、上記構成に限られるものではないのは勿
論であり、例えば、ジャッキ機構とリンク機構とを組み
合わせたものであってもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ロッドが
外周カッタの回転と共にカムに沿って回転しながら多重
カッタシールドの径方向にスライドし、そのスライドに
よってジャッキ機構或いはリンク機構がコピーカッタを
出没させるので、従来のように油圧の油を相対移動する
部分を跨いで供給する必要がなく、多重カッタシールド
であってもコピーカッタを出没させることができ、コピ
ーカッタの装着が可能となるといった優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多重カッタシールドのコピーカッ
タ装置の好適な第一の実施の形態を示した全体断面図で
ある。

【図２】本発明に係る多重カッタシールドのコピーカッ
タ装置のカムとロッドを示した断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】本発明に係る多重カッタシールドのコピーカッ
タ装置のカムを示した断面図である。

【図５】コピーカッタの軌跡を示した正面図である。

【図６】直線掘進時のカムを示した断面図である。

【図７】本発明に係る多重カッタシールドのコピーカッ
タ装置の好適な第二の実施の形態を示した断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 多重カッタシールド ３ カッタフレーム ４ 内周カッタ ５ 外周カッタ １１ コピーカッタ装置 １２ シールドフレーム １４ （シールドフレームの）内周面 １５ カム １６ ロッド １７ （外周カッタの）外周部 １８ コピーカッタ １９ ジャッキ機構 ３３ 作動ジャッキ ３４ 駆動ジャッキ ３６ （作動ジャッキの）ロッド側油圧室 ３７ （駆動ジャッキの）ロッド側油圧室 ３８ （作動ジャッキの）ジャッキ側油圧室 ３９ （駆動ジャッキの）ジャッキ側油圧室 ４５ コピーカッタ装置 ４６ リンク機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッタフレームを内周カッタと外周カッ
   タとに分割しそれぞれ独立して回転させる多重カッタシ
   ールドのコピーカッタ装置において、上記多重カッタシ
   ールドのシールドフレームの内周面に沿ってカムを設
   け、上記外周カッタ側に上記カムに沿って上記外周カッ
   タと共に回転しながら多重カッタシールドの径方向にス
   ライドするロッドを備えそのロッドのスライドによって
   上記外周カッタの外周部に設けられたコピーカッタを出
   没させるジャッキ機構を設けたことを特徴とする多重カ
   ッタシールドのコピーカッタ装置。
2. 【請求項２】 上記ジャッキ機構が、上記コピーカッタ
   をスライドさせる作動ジャッキと上記ロッドにて駆動す
   る駆動ジャッキとを備え、上記作動ジャッキのロッド側
   油圧室と上記駆動ジャッキのロッド側油圧室、上記作動
   ジャッキのジャッキ側油圧室と上記駆動ジャッキのジャ
   ッキ側油圧室とをそれぞれ接続して構成される請求項１
   記載の多重カッタシールドのコピーカッタ装置。
3. 【請求項３】 カッタフレームを内周カッタと外周カッ
   タとに分割しそれぞれ独立して回転させる多重カッタシ
   ールドのコピーカッタ装置において、上記多重カッタシ
   ールドのシールドフレームの内周面に沿ってカムを設
   け、上記外周カッタ側に上記カムに沿って上記外周カッ
   タと共に回転しながら多重カッタシールドの径方向にス
   ライドするロッドを備えそのロッドのスライドによって
   上記外周カッタの外周部に設けられたコピーカッタを出
   没させるリンク機構を設けたことを特徴とする多重カッ
   タシールドのコピーカッタ装置。