JP2003056284A - シールド掘進機用油圧クラッチユニットの緩衝起動装置 - Google Patents

シールド掘進機用油圧クラッチユニットの緩衝起動装置

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JP2003056284A
JP2003056284A JP2001249481A JP2001249481A JP2003056284A JP 2003056284 A JP2003056284 A JP 2003056284A JP 2001249481 A JP2001249481 A JP 2001249481A JP 2001249481 A JP2001249481 A JP 2001249481A JP 2003056284 A JP2003056284 A JP 2003056284A
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JP
Japan
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clutch
shield machine
clutch unit
hydraulic
reducing valve
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JP2001249481A
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Inventor
Hikari Fujimura
光 藤村
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチ部で、減速機、ピニオン、ギヤの衝
撃及び過負荷保護を行うシールド掘進機用油圧クラッチ
ユニットの緩衝起動装置を提供する。 【解決手段】 電動機の回転を、クラッチ14、減速
機、ピニオン、ギヤを経由してカッター部に伝達するシ
ールド掘進機用油圧クラッチユニットの緩衝起動装置1
0であって、クラッチ作動させる作動回路と、この作動
回路にサージ圧が生成するのを抑制するための電磁比例
減圧弁12を具備した油圧回路と、摩擦ディスク方式の
クラッチ14とを備え、電磁比例減圧弁12に供給する
電流量をコントロールすることにより、クラッチユニッ
トをクッションスタートするように構成した。この場
合、摩擦ディスクに紙質のものを用いると、トルクリミ
ッターとしての作用を具備することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の回転を、
クラッチ、減速機、ピニオン、ギヤを経由してカッター
部に伝達するシールド掘進機用油圧クラッチユニットの
緩衝起動装置に関する。
【従来の技術】
【0002】トンネル掘削に用いられるシールド掘進機
は、カッター部を回転駆動しながら前進させ、トンネル
を掘進して行く。このシールド掘進機のカッター部は、
電動機の回転が、電動機、クラッチ、減速機、ピニオ
ン、ギヤの順番でカッター部に伝達される構造となって
いる。
【0003】この従来のシールド掘進機のカッター部に
回転を伝達する構造について、図4乃至6を用いて説明
する。図4は、電動機の回転をカッター部に伝達する油
圧クラッチをON、OFFする油圧回路図である。図5
は、電動機の回転をカッター部に伝達する動作原理を説
明する図で、油圧クラッチON時の側面図である。図6
は、電動機の回転をカッター部に伝達する動作原理を説
明する図で、油圧クラッチOFF時の側面図である。
【0004】図4に示すように、従来のシールド掘進機
のカッター部に回転を伝達する油圧回路は、電磁弁10
2、マニホールド104、圧力計106、ポンプモータ
108、ラインフィルタ110、油圧ポンプ112、油
タンク114、油圧クラッチユニット116を備えた構
成である。
【0005】また、電動機のモータトルクをA側から減
速機側Bに伝達する伝達構造の主要構成は、図5及び図
6に示すように、油圧ポンプ112、電磁弁102、ポ
ンプモータ108、インナディスク120とアウタディ
スク122を備えた油圧クラッチユニット116と、プ
ランジャ124、パネルコイル126である。
【0006】この構成で、電磁弁102をONにする
と、ポンプ112からの油が、図5のハッチング部Sに
流れ、プランジャ124が稼働し、インナディスク12
0とアウタディスク122とが連結され、モータトルク
をA側から減速機B側に伝達する。
【0007】また、図6に示すように、電磁弁102を
OFFにすると、パネルコイル126によりプランジャ
124が押し戻され、インナディスク120とアウタデ
ィスク122がフリーになり、クラッチが切れる。な
お、図5、図6において、ハッチング部Sには油が常に
供給されており、ベアリング等の潤滑をする(図4参
照)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のシー
ルド掘進機のカッター部に回転を伝達する構造では、電
磁弁をONとし、クラッチを連結させるとき、作動回路
にサージ圧が発生する。このため、クラッチの連結時に
おける衝撃が大きく、減速機、ピニオン、ギヤ等が破壊
される恐れがあるという問題を備えていた。
【0009】また、従来の摩擦ディスク方式のクラッチ
では、その摩擦ディスクの材質に燒結金属を用いていた
ために、 静摩擦トルク≒動摩擦トルク×2 という関係となり、トルクリミッターの働きが作用でき
ず、そのため、カッター部に過負荷が作用した場合に、
減速機、ピニオン、ギヤ等が破壊される恐れがあるとい
う問題を備えていた。
【0010】本発明は、上記従来の課題を解決し、クラ
ッチ部で、減速機、ピニオン、ギヤの衝撃及び過負荷保
護を行うシールド掘進機用油圧クラッチユニットの緩衝
起動装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシールド掘進機用油圧クラッチユニットの
緩衝起動装置は、請求項1に記載のものは、電動機の回
転を、クラッチ、減速機、ピニオン、ギヤを経由してカ
ッター部に伝達するシールド掘進機用油圧クラッチユニ
ットの緩衝起動装置であって、クラッチ作動させる作動
回路と、この作動回路にサージ圧が生成するのを抑制す
るための電磁比例減圧弁を具備した油圧回路と、摩擦デ
ィスク方式のクラッチとを備え、前記電磁比例減圧弁に
供給する電流量をコントロールすることにより、クラッ
チユニットをクッションスタートするように構成した。
【0012】このように構成すると、クラッチ作動油圧
回路にサージ圧が発生するのを抑制することができ、ク
ラッチの連結時における衝撃が小さく、減速機、ピニオ
ン、ギヤ等が破壊される事態を防止できる。
【0013】請求項2に記載のシールド掘進機用油圧ク
ラッチユニットの緩衝起動装置は、上記摩擦ディスクに
紙質の摩擦ディスクを用いることにより、トルクリミッ
ターとしての作用を具備するように構成した。
【0014】このように構成すると、静摩擦トルク≒動
摩擦トルクという関係となり、本発明の緩衝起動装置が
トルクリミッターとして作用し、この結果、カッター部
に過負荷が作用した場合に、減速機、ピニオン、ギヤ等
が破壊される事態を防止できる。
【0015】請求項3に記載のシールド掘進機用油圧ク
ラッチユニットの緩衝起動装置は、上記電磁比例減圧弁
内のプランジャーを絞り付けとするように構成した。
【0016】このように構成すると、電磁比例減圧弁と
油圧回路のマッチングがとれず、圧力にハンチング現象
が発生する事態を防止できる。
【0017】請求項4に記載のシールド掘進機用油圧ク
ラッチユニットの緩衝起動装置は、上記油圧回路に、水
冷却のオイルクーラーを取り付けるように構成した。
【0018】このように構成すると、油圧回路内の油温
上昇を防止することができ、トルクリミッターとしての
機能が向上する。
【0019】請求項5に記載のシールド掘進機用油圧ク
ラッチユニットの緩衝起動方法は、請求項1乃至4のい
ずれかに記載のシールド掘進機用油圧クラッチユニット
の緩衝起動装置を用い、上記電磁比例減圧弁に供給する
電流量をコントロールすることにより、クラッチユニッ
トをクッションスタートするようにした。
【0020】このようにすると、作動回路にサージ圧が
発生するのを抑制することができ、クラッチの連結時に
おける衝撃が小さく、減速機、ピニオン、ギヤ等が破壊
される事態を防止できる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明のシールド掘進機用油圧ク
ラッチユニットの緩衝起動装置(以下、「緩衝起動装
置」という。)10の一実施の形態について、図1乃至
図3を用いて説明する。図1は、本発明の緩衝起動装置
10に用いる油圧回路を示す図である。図2は、本発明
の緩衝起動装置10の平面図である。図3は、本発明の
緩衝起動装置10の側面図である。
【0022】先ず、本発明の緩衝起動装置10は、電動
機の回転を、クラッチ、減速機、ピニオン、ギヤを経由
してカッター部に伝達するシールド掘進機用油圧クラッ
チユニットの緩衝起動装置であるが、本実施の形態の緩
衝起動装置10の主要構成は、クラッチ作動させると
き、クラッチの連結時における衝撃が小さくなるように
された油圧回路と、摩擦ディスク方式のクラッチであ
る。
【0023】油圧回路は、図1に示すように、ポンプモ
ータ16、ラインフィルタ18、油圧ポンプ20、油タ
ンク22、電磁比例減圧弁12、電磁弁24を備えた一
次側回路と、クラッチを作動させる二次側のクラッチ作
動回路から構成される。電磁比例減圧弁12は、クラッ
チ作動回路にサージ圧が生成するのを抑制するものであ
る。ここで、電磁比例減圧弁12内にはプランジャーを
絞り付けにして、取り付けている。
【0024】また、図1において、26は一次側圧力測
定PG、28は二次側圧力計である。なお、本実施の形
態でも従来の油圧回路(図4参照)同様、油が常に給油
されており、ベアリング等の潤滑をする。
【0025】次に、本実施の形態の緩衝起動装置10
は、他に、図2及び図3に示すように、シャフト30、
ベアリング32、42、二次圧力カップリング34、一
次圧力カップリング36、マニホールド38、給油口の
エアブリーザ40、インプットボス44、油面計46、
油溜め47、ドレイン48を備えている。
【0026】なお、図2において、50は、エアーベン
トである。また、本実施の形態の緩衝起動装置10で
は、クラッチ14の摩擦ディスク15の材質を燒結金属
から紙質に変更している。
【0027】以上の構成で、本実施の形態の緩衝起動装
置10の基本動作の特徴を、図1乃至図3を用いて説明
する。本実施の形態の緩衝起動装置10では、シールド
掘進機のカッター部に、電動機の回転を伝達する場合に
おいて、クラッチ14を連結させるとき、電磁比例減圧
弁12を用いて、図示しない制御装置により、その電流
をコントロールし、一次側油圧回路の油圧を一定に保持
して、作動油圧回路である二次側圧力を所望の値に減じ
てクッションスタートをする。
【0028】このようにすると、従来の電動機のトルク
を伝達する構造とは異なり、図1に示す二次側のクラッ
チ作動油圧回路にサージ圧が発生するのを抑制すること
ができる。このため、クラッチ14の連結時における衝
撃が小さく、減速機、ピニオン、ギヤ等が破壊される事
態を防止できる。
【0029】また、本実施の形態の緩衝起動装置10で
は、上記したとおり、クラッチ14のディスクの材質に
紙質を用いている。これにより、静摩擦トルク≒動摩擦
トルクという関係となり、また、クラッチ14のディス
ク部に潤滑専用ポンプから油を送り冷却することで、ト
ルクリミッターとして作用し、この結果、カッター部に
過負荷が作用した場合に、減速機、ピニオン、ギヤ等が
破壊される事態を防止できる。
【0030】更に、本実施の形態の緩衝起動装置10で
は、上記したように、電磁比例減圧弁12内にはプラン
ジャー(図示せず)を絞り付けにしたために、電磁比例
減圧弁12と油圧回路のマッチングがとれず、圧力にハ
ンチング現象が発生する事態を防止できる。また、水冷
却のオイルクーラー19を追加することにより、油温上
昇を防止することができ、トルクリミッターとしての機
能を向上させることができる。
【0031】
【発明の効果】本発明のシールド掘進機用油圧クラッチ
ユニットの緩衝起動装置及び緩衝起動方法は、上記のよ
うに構成したために、以下のように優れた効果を有す
る。 (1)請求項1に記載した緩衝起動装置では、クラッチ
作動させる作動回路と、この作動回路にサージ圧が生成
するのを抑制するための電磁比例減圧弁を具備した油圧
回路と、摩擦ディスク方式のクラッチとを備え、電磁比
例減圧弁に供給する電流量をコントロールすることによ
り、クラッチユニットをクッションスタートするように
構成すると、クラッチ作動油圧回路にサージ圧が発生す
るのを抑制することができ、クラッチの連結時における
衝撃が小さく、減速機、ピニオン、ギヤ等が破壊される
事態を防止できる。
【0032】(2)請求項2に記載したように、摩擦デ
ィスクに紙質の摩擦ディスクを用いることにより、トル
クリミッターとしての作用を具備するように構成する
と、静摩擦トルク≒動摩擦トルクという関係となり、本
発明の緩衝起動装置がトルクリミッターとして作用し、
この結果、カッター部に過負荷が作用した場合に、減速
機、ピニオン、ギヤ等が破壊される事態を防止できる。
【0033】(3)請求項3に記載したように、電磁比
例減圧弁内のプランジャーを絞り付けとするように構成
すると、電磁比例減圧弁と油圧回路のマッチングがとれ
ず、圧力にハンチング現象が発生する事態を防止でき
る。
【0034】(4)請求項4に記載したように、油圧回
路に、水冷却のオイルクーラーを取り付けるように構成
すると、油圧回路内の油温上昇を防止することができ、
トルクリミッターとしての機能が向上する。
【0035】(5)請求項5に記載した緩衝起動方法で
は、電磁比例減圧弁に供給する電流量をコントロールす
ることにより、クラッチユニットをクッションスタート
するようにすると、作動回路にサージ圧が発生するのを
抑制することができ、クラッチの連結時における衝撃が
小さく、減速機、ピニオン、ギヤ等が破壊される事態を
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の緩衝起動装置に用いる油圧回路を示す
図である。
【図2】本発明の緩衝起動装置の平面図である。
【図3】本発明の緩衝起動装置の側面図である。
【図4】従来の伝達構造において、電動機の回転をカッ
ター部に伝達する油圧クラッチをON、OFFする油圧
回路図である。
【図5】従来の伝達構造において、電動機の回転をカッ
ター部に伝達する動作原理を説明する図で、油圧クラッ
チON時の側面図である。
【図6】従来の伝達構造において、電動機の回転をカッ
ター部に伝達する動作原理を説明する図で、油圧クラッ
チOFF時の側面図である。
【符号の説明】
10:シールド掘進機用油圧クラッチユニットの緩衝起
動装置 12:電磁比例減圧弁 14:クラッチ 15:摩擦ディスク 19:オイルクーラー
フロントページの続き Fターム(参考) 2D054 AC01 BA03 BB09 3J056 AA34 AA43 AA60 AA62 BA04 BB15 BB16 BE11 CA16 EA03 EA12 EA30 3J057 AA04 BB04 CA11 DB01 EE02 EE05 GA01 GA08 GA66

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動機の回転を、クラッチ、減速機、ピ
    ニオン、ギヤを経由してカッター部に伝達するシールド
    掘進機用油圧クラッチユニットの緩衝起動装置であっ
    て、 クラッチ作動させる作動回路と、この作動回路にサージ
    圧が生成するのを抑制するための電磁比例減圧弁を具備
    した油圧回路と、 摩擦ディスク方式のクラッチとを備え、 前記電磁比例減圧弁に供給する電流量をコントロールす
    ることにより、クラッチユニットをクッションスタート
    するようにしたことを特徴とするシールド掘進機用油圧
    クラッチユニットの緩衝起動装置。
  2. 【請求項2】 上記摩擦ディスクに紙質の摩擦ディスク
    を用いることにより、トルクリミッターとしての作用を
    具備するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
    シールド掘進機用油圧クラッチユニットの緩衝起動装
    置。
  3. 【請求項3】 上記電磁比例減圧弁内のプランジャーを
    絞り付けとするようにしたことを特徴とする請求項1又
    は2に記載のシールド掘進機用油圧クラッチユニットの
    緩衝起動装置。
  4. 【請求項4】 上記油圧回路に、水冷却のオイルクーラ
    ーを取り付けるようにしたことを特徴とする請求項1乃
    至3のいずれかに記載のシールド掘進機用油圧クラッチ
    ユニットの緩衝起動装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載のシー
    ルド掘進機用油圧クラッチユニットの緩衝起動装置を用
    い、 上記電磁比例減圧弁に供給する電流量をコントロールす
    ることにより、クラッチユニットをクッションスタート
    するようにしたことを特徴とするシールド掘進機用油圧
    クラッチユニットの緩衝起動方法。
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Citations (5)

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