JP2005200968A - Variable cross-section shield machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable cross-section shield machine having high strength and capable of coping with excavation with large variation in cross-section by a simple structure. <P>SOLUTION: This variable cross-section shield machine comprises main cutters 7 and 37 pivotally supported on the front part of the machine in the excavating direction eccentrically to a rotary drum 5 and width-enlarging cutters 8 and 38 having base end parts 11 and 39 pivotally supported near the peripheral edge parts of the main cutters 7 and 37, the other end parts 12 and 41 formed free, and installed movably to the radial outer side. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、掘進機の掘進方向前面部で偏心回転して地山を掘削すると共に、その掘削断面が変更可能なカッタを備えた可変断面シールド掘進機に関するものである。   The present invention relates to a variable cross-section shield machine equipped with a cutter capable of excavating a natural ground by rotating eccentrically at a front portion in the excavation direction of the excavator and having a cutter whose excavation section can be changed.

従来、地中での掘削途中に、カッタ本体形状を拡大して掘削できるように掘削断面が変更可能なカッタを備えたシールド掘進機としては、図10に示すように、回転カッタ51を回転させながら、カッタ本体を幅方向に往復移動させると共に、コピーカッタ52を出没させて、断面幅広のトンネルを掘削するシールド掘進機53が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a shield machine equipped with a cutter whose excavation cross section can be changed so that the shape of the cutter body can be enlarged during excavation in the ground, the rotary cutter 51 is rotated as shown in FIG. However, a shield machine 53 has been proposed in which the cutter body is reciprocated in the width direction and the copy cutter 52 is moved in and out to excavate a tunnel having a wide cross section (see, for example, Patent Document 1).

また、一般に、図11及び図12に示すような偏心多軸方式のシールド掘進機55も提案されている。このシールド掘進機55は、鉛直方向の土圧に対して直交する方向にすなわち拡幅方向に互いに相対移動すべく分割された分割シールドフレーム56a、56bを有している。これら各分割シールドフレーム56a、56bには、回転ドラム57とカッタ支持軸58とがそれぞれ設けられており、これらカッタ支持軸58にカッタ59が取り付けられている。カッタ59は、幅方向中央部で二分割されており、その中央部で互いに重なり合うように構成されている。そして、分割シールドフレーム56a、56bが相対的に離反して拡幅移動すると、各分割シールドフレーム56a、56bにそれぞれ設けられたカッタ支持軸58に、カッタ59の両端が拡幅方向へと引っ張られて、中央の重合部分が互いに離反して、カッタ59全体で拡幅するようになっている(例えば、特許文献2参照)。   In general, an eccentric multi-axis shield machine 55 as shown in FIGS. 11 and 12 has also been proposed. This shield machine 55 has divided shield frames 56a and 56b which are divided so as to move relative to each other in the direction orthogonal to the earth pressure in the vertical direction, that is, in the widening direction. Each of the divided shield frames 56 a and 56 b is provided with a rotating drum 57 and a cutter support shaft 58, and a cutter 59 is attached to the cutter support shaft 58. The cutter 59 is divided into two at the central portion in the width direction, and is configured to overlap each other at the central portion. Then, when the split shield frames 56a and 56b are moved apart and relatively widened, both ends of the cutter 59 are pulled in the widening direction by the cutter support shafts 58 provided in the respective split shield frames 56a and 56b. The central superposed portions are separated from each other and widen across the entire cutter 59 (see, for example, Patent Document 2).

特開平2−282598号公報JP-A-2-282598 特開平7−317490号公報JP 7-317490 A 特開2001−317292号公報JP 2001-317292 A 特開2001−3685号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-3585 特開2003−232184号公報JP 2003-232184 A

しかしながら、図10に示したシールド掘進機53で用いられているコピーカッタ52は、強度や耐久性の制限及び出入りストロークスピードの制御の関係より出入り距離が限定されてしまい、断面変化の小さい掘削にしか対応することができないといった問題があった。また、このシールド掘進機53は、回転カッタ51を回転させつつ、その回転と同期をとりながらカッタ本体を幅方向に往復移動させるため、カッタ機構が複雑な構成となると共に、回転カッタ51が一回転しても掘削断面全体を掘削することができず、掘削能率が低かった。   However, the copy cutter 52 used in the shield machine 53 shown in FIG. 10 has a limited access distance due to restrictions on strength and durability and control of the input / output stroke speed. However, there was a problem that they could only deal with it. Further, the shield machine 53 rotates the rotary cutter 51 and reciprocates the cutter body in the width direction while synchronizing with the rotation. Therefore, the cutter mechanism has a complicated configuration and the rotary cutter 51 is integrated. Even with rotation, the entire excavation section could not be excavated and the excavation efficiency was low.

一方、図11及び図12に示したシールド掘進機55では、カッタ59は、幅方向中央部で二分割され、その中央部で互いに重なり合わされ、その重合部分が互いに離反するようになっているため、この重合部分61でカッタ59の強度が低下してしまうといった問題もあった。   On the other hand, in the shield machine 55 shown in FIGS. 11 and 12, the cutter 59 is divided into two parts at the center part in the width direction and overlapped with each other at the center part, and the overlapping parts are separated from each other. There is also a problem that the strength of the cutter 59 is lowered at the superposed portion 61.

そこで、本発明は、上記課題を解決するために創案されたものであり、その目的は、簡単な構造で、大きい範囲の掘削断面変化に対応できる可変断面シールド掘進機を提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a variable cross-section shield machine that has a simple structure and can cope with a wide range of excavation cross-section changes.

上記目的を達成するために、本発明は、掘進機の掘進方向前面部に、回転ドラムに偏心して軸支されて偏心回転するメインカッタと、該メインカッタの周縁部近傍に基端部が枢支され他端部が自由端となり径方向外方に移動自在に設けられた拡幅カッタとを備えた可変断面シールド掘進機である。   To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a main cutter that is eccentrically supported by a rotating drum and is eccentrically rotated on a front surface of an excavating machine in a direction of excavation, and a base end portion is pivoted in the vicinity of the peripheral edge of the main cutter. It is a variable cross-section shield machine equipped with a widening cutter that is supported and has a free end at the other end so as to be movable radially outward.

そして、上記拡幅カッタが、その自由端を径方向外方に移動させるための拡幅カッタ移動手段を有するものが好ましい。   The widening cutter preferably has widening cutter moving means for moving its free end radially outward.

また、上記拡幅カッタが、少なくとも二分割されてそれぞれの基端部が上記メインカッタの頂部に枢支され、他端部が自由端としてそれぞれ反対方向の径方向外方に移動自在に構成されたものが好ましい。   Further, the widening cutter is divided into at least two parts, each base end portion is pivotally supported by the top portion of the main cutter, and the other end portion is configured as a free end so as to be movable radially outward in opposite directions. Those are preferred.

さらに、上記拡幅カッタが、上記メインカッタの掘進方向前面側に重ねられて設けられたものが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the widening cutter is provided so as to overlap the front side of the main cutter in the digging direction.

また、上記拡幅カッタ移動手段が、上記メインカッタと上記拡幅カッタ間に架け渡された油圧ジャッキにて構成されるものが好ましい。   Further, it is preferable that the widening cutter moving means is constituted by a hydraulic jack spanned between the main cutter and the widening cutter.

そして、上記拡幅カッタを上記メインカッタに対して所定の径方向の移動位置で固定するロック手段を備えたものが好ましい。   And what provided the lock means which fixes the said widening cutter with respect to the said main cutter in the predetermined | prescribed radial movement position is preferable.

また、上記ロック手段が、上記拡幅カッタ或いは上記メインカッタにその掘進方向前後に延びて形成された係合溝と、上記メインカッタ或いは上記拡幅カッタに設けられ上記係合溝に挿抜自在に出没する係合ピンとを有するものが好ましい。   In addition, the locking means is provided in the widening cutter or the main cutter so as to extend in the front-rear direction of the digging direction, and is provided in the main cutter or the widening cutter so as to be inserted into and retracted from the engaging groove. What has an engagement pin is preferable.

本発明によれば、簡単な構造で、大きい範囲の掘削断面変化に対応できるといった優れた効果を発揮する。   According to the present invention, an excellent effect of being able to cope with a wide range of excavation cross-section changes with a simple structure is exhibited.

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて詳述する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

かかる可変断面シールド掘進機は、拡幅シールド掘進機、親子シールド掘進機や地中接合用シールド掘進機等の掘削断面が変更可能なシールド掘進機として適用される。   Such a variable cross-section shield machine is applied as a shield machine capable of changing a cross-section, such as a widening shield machine, a parent-child shield machine, or a shield machine for underground joints.

図1乃至図6に示すように、本実施の形態に係る可変断面シールド掘進機1は、掘進機本体2の掘進方向前面のバルクヘッド3の中央に、カッタ4を回転させるためのカッタ回転ドラム5が設けられている。このカッタ回転ドラム5には、その前方に位置するカッタ4を支持するカッタ支持軸6が偏心して軸支されている。本実施の形態では、カッタ回転ドラム5及びカッタ支持軸6は、単軸で設けられているので、カッタ支持軸6が自転するのを防止するための自転拘束機構(図示せず)(例えば特開2001−3685号公報参照)が設けられている。これによって、カッタ支持軸6及びカッタ4がその上下方向を変えずに偏心回転し、カッタ4の表面形状と相似形状の断面掘削が可能となる。   As shown in FIGS. 1 to 6, the variable cross-section shield machine 1 according to the present embodiment is a cutter rotating drum for rotating a cutter 4 at the center of a bulkhead 3 on the front surface of the machine 2 in the direction of digging. 5 is provided. A cutter support shaft 6 that supports the cutter 4 positioned in front of the cutter rotating drum 5 is eccentrically supported by the cutter rotating drum 5. In this embodiment, since the cutter rotating drum 5 and the cutter support shaft 6 are provided as a single shaft, a rotation restraining mechanism (not shown) (for example, a special feature) for preventing the cutter support shaft 6 from rotating is provided. No. 2001-3658) is provided. As a result, the cutter support shaft 6 and the cutter 4 rotate eccentrically without changing the vertical direction, and cross-section excavation having a shape similar to the surface shape of the cutter 4 is possible.

ところで、本発明は、カッタ4が、カッタ回転ドラム(回転ドラム)5にカッタ支持軸6を介して偏心して軸支されて偏心回転するメインカッタ7と、このメインカッタ7の周縁部近傍(本実施の形態では頂部14)に基端部11が枢支され他端部12が自由端となり径方向外方に移動自在に設けられた拡幅カッタ8とで構成されたことを特徴とする。   By the way, in the present invention, the cutter 4 is eccentrically supported by the cutter rotating drum (rotating drum) 5 via the cutter support shaft 6 and is pivotally supported to rotate eccentrically, and the vicinity of the peripheral edge of the main cutter 7 (main The embodiment is characterized in that the base end portion 11 is pivotally supported on the top portion 14) and the other end portion 12 is a free end and the widening cutter 8 is provided so as to be movable radially outward.

本実施の形態では、カッタ4は略馬蹄形に形成されており、拡幅カッタ8は、メインカッタ7の掘進方向前面側に設けられている。メインカッタ7の頂部14には、拡幅カッタ8を枢支するための枢支軸15が掘進方向前方に延びて設けられている。   In the present embodiment, the cutter 4 is formed in a substantially horseshoe shape, and the widened cutter 8 is provided on the front side of the main cutter 7 in the digging direction. A pivot shaft 15 for pivotally supporting the widening cutter 8 is provided on the top portion 14 of the main cutter 7 so as to extend forward in the digging direction.

拡幅カッタ8は、幅方向に略半円状に二分割されて、それぞれの基端部11がメインカッタ7の頂部14に、枢支軸15を介してそれぞれ一体的に枢支され、他端部12が自由端としてそれぞれ反対方向の径方向外方に移動自在に構成されている。   The widening cutter 8 is divided into two substantially semicircularly in the width direction, and the respective base end portions 11 are pivotally supported by the top portion 14 of the main cutter 7 via the pivot shaft 15, respectively. The parts 12 are configured as free ends so as to be movable radially outward in opposite directions.

拡幅カッタ8には、その自由端を径方向外方に移動させるための拡幅カッタ移動手段9が設けられている。拡幅カッタ移動手段9は、メインカッタ7の掘進方向後方に配置され、メインカッタ7と拡幅カッタ8間に架け渡された油圧ジャッキ16にて構成されている。油圧ジャッキ16は、メインカッタ7の下端近傍部と各拡幅カッタ8の他端部12近傍との間に、それぞれ架け渡され、各拡幅カッタ8を径方向外方(幅方向)に移動自在に設けられている。   The widening cutter 8 is provided with widening cutter moving means 9 for moving its free end radially outward. The widening cutter moving means 9 is configured by a hydraulic jack 16 that is disposed behind the main cutter 7 in the digging direction and is spanned between the main cutter 7 and the widening cutter 8. The hydraulic jack 16 is bridged between the vicinity of the lower end of the main cutter 7 and the vicinity of the other end 12 of each widening cutter 8 so that each widening cutter 8 can be moved radially outward (in the width direction). Is provided.

この拡幅カッタ8は、油圧ジャッキ16を伸長させることによって、枢支軸15を中心に自由端が径方向外方にそれぞれ移動されて、メインカッタ7の径方向外方に押し出され、範囲を拡幅して掘削することが可能となる。   The widening cutter 8 extends the hydraulic jack 16 so that the free ends thereof are moved radially outward about the pivot shaft 15 and pushed outward in the radial direction of the main cutter 7 to widen the range. And excavating.

拡幅カッタ8が径方向外方へ移動した際に中央下部で開く開き部分19には、メインカッタ7が位置しており、拡幅した掘削範囲全体で掘削可能となる。すなわち、メインカッタ7と拡幅カッタ8とは、拡幅カッタ8が閉じた状態で、少なくとも上記開き部分19で、掘進方向に互いに重なるように配置されている。   The main cutter 7 is located in the opening portion 19 that opens at the lower center when the widening cutter 8 moves outward in the radial direction, and excavation is possible over the entire widening excavation range. That is, the main cutter 7 and the widening cutter 8 are disposed so as to overlap each other in the digging direction at least in the open portion 19 in a state where the widening cutter 8 is closed.

メインカッタ7と拡幅カッタ8は、共にカッタフレーム17、18を格子状に組み合わせて形成されている。拡幅カッタ8の周縁部には円弧状のカッタフレーム20が設けられている。拡幅カッタ8のカッタフレーム18、20の前面には複数のカッタビット21が配列されている。メインカッタ7のカッタビット21は、カッタフレーム17の側面両側に複数配列されている。これは、メインカッタ7の前面に拡幅カッタ8が位置するので、前面にはカッタビット21が設けられないためである。   Both the main cutter 7 and the widening cutter 8 are formed by combining cutter frames 17 and 18 in a lattice pattern. An arcuate cutter frame 20 is provided on the peripheral edge of the widened cutter 8. A plurality of cutter bits 21 are arranged in front of the cutter frames 18 and 20 of the widening cutter 8. A plurality of cutter bits 21 of the main cutter 7 are arranged on both side surfaces of the cutter frame 17. This is because the wide cutter 8 is located on the front surface of the main cutter 7 and the cutter bit 21 is not provided on the front surface.

カッタ4には、図4乃至図6に示すように、拡幅カッタ8をメインカッタ7に対して所定の径方向の移動位置で固定するロック手段22が設けられている。   As shown in FIGS. 4 to 6, the cutter 4 is provided with locking means 22 for fixing the widened cutter 8 with respect to the main cutter 7 at a predetermined radial movement position.

ロック手段22は、拡幅カッタ8にその掘進方向前後に延びて形成された係合溝23と、メインカッタ7に設けられ係合溝23に挿抜自在に出没する係合ピン24を有する油圧式ジャッキ25とで構成されている。   The locking means 22 is a hydraulic jack having an engagement groove 23 formed in the widening cutter 8 so as to extend forward and backward in the digging direction, and an engagement pin 24 provided in the main cutter 7 so as to be inserted into and retracted from the engagement groove 23. 25.

また、この油圧式ジャッキ25は、メインカッタ7の幅方向両端に設けられ、その係合ピン24が拡幅カッタ8側へ出没するように形成されている。係合溝23は、拡幅カッタ8が閉じた時と拡幅した時に係合ピン24が位置する場所にそれぞれ形成されており、拡幅カッタ8が閉じた時及び拡幅した時に、係合ピン24が一方の係合溝23に挿入されて、拡幅カッタ8の幅方向の位置を固定するようになっている。   The hydraulic jacks 25 are provided at both ends of the main cutter 7 in the width direction, and the engagement pins 24 are formed so as to protrude and retract toward the wide cutter 8 side. The engaging groove 23 is formed at a position where the engaging pin 24 is positioned when the widening cutter 8 is closed and when the widening cutter 8 is widened. When the widening cutter 8 is closed and widened, the engaging pin 24 is Is inserted into the engagement groove 23 to fix the position of the widening cutter 8 in the width direction.

なお、係合溝23と係合ピン24の取付位置は、上記位置に限られるものではなく、油圧式ジャッキ25を拡幅カッタ8側に設け係合溝23をメインカッタ7側に設けてもよい。   The attachment position of the engagement groove 23 and the engagement pin 24 is not limited to the above position, and the hydraulic jack 25 may be provided on the widening cutter 8 side, and the engagement groove 23 may be provided on the main cutter 7 side. .

また、ロック手段22を設けずに、拡幅カッタ移動手段9である油圧ジャッキ16の作動油の制御で、拡幅カッタ38を固定するようにしてもよい。この場合、油圧ジャッキ16のサイズは、上記のものより大きくなる。   Further, the widening cutter 38 may be fixed by controlling the hydraulic oil of the hydraulic jack 16 which is the widening cutter moving means 9 without providing the locking means 22. In this case, the size of the hydraulic jack 16 is larger than that described above.

図1及び図2中、26は、幅方向に二分割された外殻シールドフレーム27を枢支するシールドフレーム用枢支軸を示す。分割された外殻シールドフレーム27は、カッタ等の機器を支持する筒体状の内殻シールドフレーム30の外側に拡幅自在に設けられている。外殻シールドフレーム27は、掘進機本体2内の幅方向中央に設けられた柱状部28に一端が接続された拡幅用ジャッキ29の他端に接続されており、拡幅カッタ8を拡幅させるときに、拡幅用ジャッキ29を伸長させて外殻シールドフレーム27も同時に拡幅するようになっている。   1 and 2, reference numeral 26 denotes a shield frame pivot shaft that pivotally supports the outer shell shield frame 27 that is divided into two in the width direction. The divided outer shell shield frame 27 is provided outside the cylindrical inner shell shield frame 30 that supports a device such as a cutter so that the outer shell shield frame 27 can be widened. The outer shield frame 27 is connected to the other end of the widening jack 29 having one end connected to the columnar portion 28 provided at the center in the width direction in the excavator main body 2, and when the widening cutter 8 is widened. The outer shell shield frame 27 is also widened at the same time by extending the widening jack 29.

バルクヘッド3の後部には、上記内殻シールドフレーム30に一体的に固定され、地山からの土圧を受ける推力受部31が設けられている。内殻シールドフレーム30の一部を構成する推力受部31の後方には、外殻シールドフレーム27の一部を構成し、シールドジャッキ32と一体的に固定された推力伝達部33が設けられている。外殻シールドフレーム27が閉じた状態では、推力受部31の後端と推力伝達部33の前端とが断面全体で掘進方向に当接しており、外殻シールドフレーム27が拡幅した状態では、推力受部31の後端外側部と推力伝達部33の前端内側部とが掘進方向に当接するようになっている。   A thrust receiving portion 31 that is integrally fixed to the inner shell shield frame 30 and receives earth pressure from the natural ground is provided at the rear portion of the bulkhead 3. Behind the thrust receiving portion 31 constituting a part of the inner shell shield frame 30, a thrust transmission portion 33 constituting a part of the outer shell shield frame 27 and fixed integrally with the shield jack 32 is provided. Yes. In the state where the outer shell shield frame 27 is closed, the rear end of the thrust receiving portion 31 and the front end of the thrust transmission portion 33 are in contact with each other in the digging direction over the entire cross section, and in the state where the outer shell shield frame 27 is widened, the thrust force is increased. The rear end outer portion of the receiving portion 31 and the front end inner portion of the thrust transmission portion 33 are in contact with each other in the digging direction.

上記構成によれば、通常の掘削断面の掘削時には、図2に示すように、油圧ジャッキ16は縮退して拡幅カッタ8は閉じた状態となっている。このとき、ロック手段22により拡幅カッタ8はメインカッタ7に固定されているので、カッタ4の回転によって、拡幅カッタ8が開くことはない。   According to the above configuration, during excavation of a normal excavation section, as shown in FIG. 2, the hydraulic jack 16 is retracted and the widening cutter 8 is closed. At this time, since the widening cutter 8 is fixed to the main cutter 7 by the lock means 22, the widening cutter 8 is not opened by the rotation of the cutter 4.

一方、拡幅カッタ8の拡幅時には、油圧ジャッキ16を伸長させることで、拡幅カッタ8を枢支軸15を中心に回動させて、径方向外方へと押し開く。そして、ロック手段22の係合ピン24を係合溝23に挿入することで、拡幅カッタ8をメインカッタ7に固定する。これによって、拡幅カッタ8と、拡幅した拡幅カッタ8間に位置するメインカッタ7で、大面積の掘削を行うことができる。   On the other hand, when the widening cutter 8 is widened, the hydraulic jack 16 is extended to rotate the widening cutter 8 about the pivot shaft 15 and push it outward in the radial direction. Then, the widening cutter 8 is fixed to the main cutter 7 by inserting the engaging pin 24 of the locking means 22 into the engaging groove 23. Thus, excavation of a large area can be performed by the wide cutter 8 and the main cutter 7 located between the wide cutter 8 that has been widened.

上記構成によれば、拡幅カッタ8をメインカッタ7に枢支軸15を介して回動自在に設けたことで、拡幅カッタ8の拡幅は、油圧ジャッキ16を伸長させるといった容易な作業で行うことができる。   According to the above configuration, the widening cutter 8 is provided on the main cutter 7 so as to be rotatable via the pivot shaft 15, so that the widening cutter 8 is widened by an easy operation such as extending the hydraulic jack 16. Can do.

また、拡幅カッタ8は、幅方向に二分割され、それぞれがフレーム18を組み合わせて一体的に形成されているので、一般の偏心軸回転方式に耐えうるカッタ強度を充分に有している。さらに、掘削中(カッタ4の回転中)は、拡幅カッタ8はメインカッタ7に固定されており、コピーカッタのように回転しながらカッタの形状を変化させる構成ではないので、メインカッタ7に対して大きく拡幅することができると共に、カッタ4の回転に合わせて同期制御する必要もない。また、少数の油圧ジャッキ16で、大面積の拡幅カッタ8を移動させることができるので、カッタ4の移動機構を単純で信頼性の高いものとすることができる。   Further, since the widening cutter 8 is divided into two in the width direction and each is integrally formed by combining the frames 18, the widening cutter 8 has sufficient cutter strength to withstand a general eccentric shaft rotation system. Further, during excavation (when the cutter 4 is rotating), the widening cutter 8 is fixed to the main cutter 7 and is not configured to change the shape of the cutter while rotating like a copy cutter. Therefore, it is not necessary to perform synchronous control in accordance with the rotation of the cutter 4. Further, since the wide-area widening cutter 8 can be moved with a small number of hydraulic jacks 16, the moving mechanism of the cutter 4 can be made simple and reliable.

さらに、ロック手段22で、拡幅カッタ8をメインカッタ7に固定しているので、掘進時に油圧ジャッキ16にかかる負担をなくすことができる。すなわち、油圧ジャッキ16は、拡幅カッタ8の移動時にだけ作動すればよいので、油圧ジャッキ16の小型化が達成でき、それに伴いカッタ4の小型化及び軽量化が達成できる。さらに、油圧ジャッキ16の長寿命化も達成できる。   Furthermore, since the widening cutter 8 is fixed to the main cutter 7 by the locking means 22, the burden on the hydraulic jack 16 during excavation can be eliminated. That is, since the hydraulic jack 16 only needs to be operated when the widening cutter 8 is moved, the hydraulic jack 16 can be reduced in size, and accordingly, the cutter 4 can be reduced in size and weight. Further, the life of the hydraulic jack 16 can be extended.

また、拡幅カッタ8の後方にメインカッタ7が設けられているので、前面の掘削地山からの圧力は、拡幅カッタ8からメインカッタ7へと伝達され、その後、カッタ支持軸6、バルクヘッド3、内殻シールドフレーム30の一部を構成する推力受部31、外殻シールドフレーム27の一部を構成する推力伝達部33、シールドジャッキ32へと順次伝わり、既設のセグメント34に確実に伝達され、効率的な掘削が可能となる。   Further, since the main cutter 7 is provided behind the widening cutter 8, the pressure from the front excavation ground is transmitted from the widening cutter 8 to the main cutter 7, and then the cutter support shaft 6 and the bulkhead 3. , Are sequentially transmitted to the thrust receiving portion 31 constituting a part of the inner shell shield frame 30, the thrust transmission portion 33 constituting a part of the outer shell shield frame 27, and the shield jack 32, and reliably transmitted to the existing segment 34. Efficient drilling is possible.

図7及び図8は、本発明に係る可変断面シールド掘進機の他の好適な実施の形態を示した正面図である。   FIG.7 and FIG.8 is the front view which showed other suitable embodiment of the variable cross-section shield machine based on this invention.

本実施の形態に係る可変断面シールド掘進機36では、拡幅カッタ38が、幅方向に二分割されて、それぞれ略三日月状を呈した円弧状に形成されている。拡幅カッタ38は、それぞれの基端部39がメインカッタ37の頂部14に、枢支軸15を介してそれぞれ一体的に枢支され、他端部41が自由端としてそれぞれ反対方向の径方向外方に移動自在に構成されている。拡幅カッタ38は、円弧状に形成されたカッタフレーム(図示せず)の前面に複数のカッタビット(図示せず)を配列して形成されている。   In the variable cross-section shield machine 36 according to the present embodiment, the widening cutter 38 is divided into two in the width direction and is formed in an arc shape having a substantially crescent shape. Each of the widening cutters 38 has a base end portion 39 pivotally supported by the top portion 14 of the main cutter 37 via a pivot shaft 15, and the other end portion 41 as a free end. It is configured to be movable in the direction. The widening cutter 38 is formed by arranging a plurality of cutter bits (not shown) on the front surface of a cutter frame (not shown) formed in an arc shape.

メインカッタ37は、略馬蹄形に形成されており、複数のカッタフレーム(図示せず)を格子状に組み合わせて、その前面に複数のカッタビット(図示せず)を配列して構成されている。メインカッタ37の頂部14には、拡幅カッタ38を枢支するための枢支軸15が掘進方向前方に延びて設けられている。   The main cutter 37 is formed in a substantially horseshoe shape, and is configured by combining a plurality of cutter frames (not shown) in a lattice shape and arranging a plurality of cutter bits (not shown) on the front surface thereof. A pivot shaft 15 for pivotally supporting the widening cutter 38 is provided on the top portion 14 of the main cutter 37 so as to extend forward in the digging direction.

メインカッタ37の前面の拡幅カッタ38との重複部分(図7中、斜線ハッチングにて示す)43以外のカッタフレームには、その前面にカッタビットが配列されている。重複部分43のカッタフレームには、その側面にカッタビットが配列されている。   Cutter bits are arranged on the front surface of the cutter frame other than the overlapping portion 43 (shown by hatching in FIG. 7) with the widening cutter 38 on the front surface of the main cutter 37. Cutter bits are arranged on the side surface of the cutter frame of the overlapping portion 43.

拡幅カッタ38には、その自由端を径方向外方に移動させて固定するための拡幅カッタ移動手段9が設けられている。拡幅カッタ移動手段9は、上記実施の形態のものと同様の構成である。   The widening cutter 38 is provided with widening cutter moving means 9 for moving and fixing its free end radially outward. The widening cutter moving means 9 has the same configuration as that of the above embodiment.

上記構成の可変断面シールド掘進機36では、上述した図1の実施の形態の可変断面シールド掘進機1と同様の作用効果の他に、拡幅カッタ38の大きさを小さくすることで、カッタの軽量化及び部品点数の低減を図ることができるといった作用効果を得られる。   In the variable cross-section shield machine 36 having the above-described configuration, in addition to the same effect as the variable cross-section shield machine 1 of the embodiment of FIG. 1 described above, the size of the widening cutter 38 is reduced, thereby reducing the weight of the cutter. And an effect that the number of parts can be reduced.

なお、上記実施の形態では、拡幅カッタ8、38は、メインカッタ7、37の掘進方向前面側に設けられているが、これに限られるものではない。拡幅カッタ8、38は、メインカッタ7、37の後面側或いは、図9に示すようにメインカッタ7、37の周縁部に形成した収容溝44の内部に設けるようにしてもよい。   In the above embodiment, the widening cutters 8 and 38 are provided on the front side of the main cutters 7 and 37 in the digging direction, but the present invention is not limited to this. The widening cutters 8 and 38 may be provided in the rear surfaces of the main cutters 7 and 37 or in the housing grooves 44 formed in the peripheral edge portions of the main cutters 7 and 37 as shown in FIG.

これによれば、拡幅カッタ8、38を使用するのは、拡幅時だけであるので、拡幅掘削区間が短い場合には、拡幅カッタ8、38のカッタビットに高価な超硬チップを用いる必要がなく、コストダウンを達成できる。   According to this, since the widening cutters 8 and 38 are used only at the time of widening, when the widening excavation section is short, it is necessary to use an expensive carbide tip for the cutter bits of the widening cutters 8 and 38. No cost reduction can be achieved.

なお、上記実施の形態では、拡幅カッタ8、38と共に外殻シールドフレーム27が拡幅する可変断面シールド掘進機1、36を例に挙げて説明したが、上記構成のカッタ4の構造は、親子シールド掘進機や地中接合用シールド掘進機等のカッタの掘削断面を変更する必要がある他のシールド掘進機にも適用できるのは勿論である。   In the above-described embodiment, the variable cross-section shield machine 1 and 36 in which the outer shell shield frame 27 is widened together with the widening cutters 8 and 38 have been described as an example. However, the structure of the cutter 4 having the above configuration is a parent-child shield. Of course, the present invention can also be applied to other shield machines that require changing the excavation section of the cutter, such as excavators and shield joint machines for underground welding.

また、上記実施の形態では、拡幅カッタ8、38は、左右で対称的に移動するようになっているが、非対称に移動させるようにしてもよい。例えば、一方の拡幅カッタ8、38のみを拡幅させれば、急カーブ掘削時の余掘りを行うことができる。   Further, in the above embodiment, the widening cutters 8 and 38 are moved symmetrically on the left and right, but may be moved asymmetrically. For example, if only one of the widening cutters 8 and 38 is widened, the surplus excavation during sharp curve excavation can be performed.

さらに、上記実施の形態では、拡幅カッタ8、38を枢支する枢支軸15は、メインカッタ7、37の頂部14に設けられているが、この位置はこれに限られるものではない。例えば、側部に枢支軸を設ければ、上下方向に拡幅することが可能となる。   Furthermore, in the said embodiment, although the pivot shaft 15 which pivotally supports the widening cutters 8 and 38 is provided in the top part 14 of the main cutters 7 and 37, this position is not restricted to this. For example, if a pivot is provided on the side, the width can be increased in the vertical direction.

また、上記実施の形態では、拡幅カッタ8、38は、二分割されているが、これに限られることはなく、三分割、四分割或いはそれ以上であってもよい。この場合、枢支軸は複数設けられることとなる。   In the above embodiment, the widening cutters 8 and 38 are divided into two parts, but the present invention is not limited to this, and it may be divided into three parts, four parts or more. In this case, a plurality of pivot shafts are provided.

本発明に係る可変断面シールド掘進機の好適な実施の形態を示した正面図である。It is the front view which showed suitable embodiment of the variable cross-section shield machine based on this invention. 本発明に係る可変断面シールド掘進機の好適な実施の形態を示した正面図である。It is the front view which showed suitable embodiment of the variable cross-section shield machine based on this invention. 本発明に係る可変断面シールド掘進機の好適な実施の形態を示した垂直方向断面図である。It is the vertical direction sectional view showing a suitable embodiment of the variable section shield machine according to the present invention. 本発明に係る可変断面シールド掘進機の好適な実施の形態を示した水平方向断面図である。It is the horizontal direction sectional view showing the suitable embodiment of the variable section shield machine according to the present invention. 本発明に係る可変断面シールド掘進機の好適な実施の形態を示した水平方向断面図である。It is the horizontal direction sectional view showing the suitable embodiment of the variable section shield machine according to the present invention. ロック手段を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the locking means. 本発明に係る可変断面シールド掘進機の他の好適な実施の形態を示した正面図である。It is the front view which showed other suitable embodiment of the variable cross-section shield machine based on this invention. 本発明に係る可変断面シールド掘進機の他の好適な実施の形態を示した正面図である。It is the front view which showed other suitable embodiment of the variable cross-section shield machine based on this invention. 本発明に係る可変断面シールド掘進機のメインカッタと拡幅カッタを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the main cutter and widening cutter of the variable cross-section shield machine based on this invention. 従来の可変断面シールド掘進機を示した正面図である。It is the front view which showed the conventional variable cross-section shield machine. 従来の可変断面シールド掘進機を示した正面図である。It is the front view which showed the conventional variable cross-section shield machine. 従来の可変断面シールド掘進機を示した正面図である。It is the front view which showed the conventional variable cross-section shield machine.

符号の説明Explanation of symbols

1 可変断面シールド掘進機
5 カッタ回転ドラム(回転ドラム)
7 メインカッタ
8 拡幅カッタ
9 拡幅カッタ移動手段
11 基端部
12 他端部
14 頂部
16 油圧ジャッキ
22 ロック手段
23 係合溝
24 係合ピン
36 可変断面シールド掘進機
37 メインカッタ
38 拡幅カッタ
39 基端部
41 他端部
1 Variable cross-section shield machine 5 Cutter rotating drum (Rotating drum)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 Main cutter 8 Widening cutter 9 Widening cutter moving means 11 Base end part 12 Other end part 14 Top part 16 Hydraulic jack 22 Locking means 23 Engaging groove 24 Engaging pin 36 Variable cross-section shield machine 37 Main cutter 38 Widening cutter 39 Base end Part 41 other end

Claims (7)

掘進機の掘進方向前面部に、回転ドラムに偏心して軸支されて偏心回転するメインカッタと、該メインカッタの周縁部近傍に基端部が枢支され他端部が自由端となり径方向外方に移動自在に設けられた拡幅カッタとを備えたことを特徴とする可変断面シールド掘進機。   A main cutter that is eccentrically supported by a rotating drum and rotates eccentrically on the front surface of the excavator in the direction of excavation, and a base end is pivotally supported in the vicinity of the peripheral edge of the main cutter, and the other end becomes a free end and is radially outside. A variable section shield machine having a widening cutter movably provided in the direction. 上記拡幅カッタが、その自由端を径方向外方に移動させるための拡幅カッタ移動手段を有する請求項1記載の可変断面シールド掘進機。   The variable cross-section shield machine according to claim 1, wherein the widening cutter has widening cutter moving means for moving a free end thereof radially outward. 上記拡幅カッタが、少なくとも二分割されてそれぞれの基端部が上記メインカッタの頂部に枢支され、他端部が自由端としてそれぞれ反対方向の径方向外方に移動自在に構成された請求項1又は2記載の可変断面シールド掘進機。   The widening cutter is divided into at least two parts, each base end part is pivotally supported on the top part of the main cutter, and the other end part is configured as a free end so as to be movable radially outward in opposite directions. The variable cross-section shield machine according to 1 or 2. 上記拡幅カッタが、上記メインカッタの掘進方向前面側に重ねられて設けられた請求項1から3いずれかに記載の可変断面シールド掘進機。   The variable cross-section shield machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the widening cutter is provided so as to overlap the front side of the main cutter in the digging direction. 上記拡幅カッタ移動手段が、上記メインカッタと上記拡幅カッタ間に架け渡された油圧ジャッキにて構成される請求項1から4いずれかに記載の可変断面シールド掘進機。   The variable cross-section shield machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the widening cutter moving means is constituted by a hydraulic jack spanned between the main cutter and the widening cutter. 上記拡幅カッタを上記メインカッタに対して所定の径方向の移動位置で固定するロック手段を備えた請求項1から5いずれかに記載の可変断面シールド掘進機。   6. The variable cross-section shield machine according to claim 1, further comprising lock means for fixing the widening cutter to the main cutter at a predetermined radial movement position. 上記ロック手段が、上記拡幅カッタ或いは上記メインカッタにその掘進方向前後に延びて形成された係合溝と、上記メインカッタ或いは上記拡幅カッタに設けられ上記係合溝に挿抜自在に出没する係合ピンとを有する請求項6記載の可変断面シールド掘進機。
The locking means includes an engagement groove formed in the widening cutter or the main cutter so as to extend in the forward and backward direction, and an engagement provided in the main cutter or the widening cutter so as to be freely inserted into and retracted from the engagement groove. The variable cross-section shield machine according to claim 6, further comprising a pin.
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