JP2007126882A - Shield machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、断面馬蹄形状の孔を掘削するためのシールド掘進機に関する。 The present invention relates to a shield machine for excavating a horseshoe-shaped hole.
シールド掘進機は、シールド本体の前部に設けられたカッタで地山を掘削して、その後方でセグメントを順次組立てることにより、トンネルを構築していくものである。カッタの前端には複数のビットが配置されており、カッタを回転させてビットにより地山を掘削するようになっている。 In the shield machine, a tunnel is constructed by excavating a natural ground with a cutter provided at the front of the shield body and sequentially assembling segments behind it. A plurality of bits are arranged at the front end of the cutter, and the ground is excavated by the bits by rotating the cutter.
なお、特許文献1には、変断面形状の孔を掘削するためのシールド掘進機であって、掘進方向と平行な軸廻りに回転するメインカッタを複数並設し、それらメインカッタ間に、その並設方向に直線状に掘削するトリミングカッタを設けたシールド掘進機が記載されている。 Patent Document 1 discloses a shield machine for excavating a hole with a variable cross-sectional shape, in which a plurality of main cutters rotating around an axis parallel to the excavation direction are arranged in parallel, and between the main cutters, A shield machine with a trimming cutter for excavating linearly in the juxtaposed direction is described.
ところで従来、道路トンネルを構築するためのシールド掘進機としては、断面円形状の孔を掘削するものが用いられてきた。一方、道路トンネルにおいては、道路本線の脇に所定距離毎に車両の非常駐車帯を設ける場合や、複数車線の道路本線を設ける場合がある。 By the way, conventionally, as a shield machine for constructing a road tunnel, a machine for excavating a hole having a circular cross section has been used. On the other hand, in a road tunnel, there are cases where an emergency parking zone is provided for each predetermined distance on the side of the main road, or a multi-lane main road is provided.
このような場合、断面円形状の孔を掘削するシールド掘進機では、横幅方向の長さを確保するために、大断面の断面円形状の孔を掘削しなければならず、上下方向に無駄な空間が発生していた。また、上下方向に比べて横幅方向に広い道路トンネルを構築する場合、有効断面の点、土荷重を受けるバランスの点から、掘削する孔を断面馬蹄形状とすることが望ましい。 In such a case, in a shield machine that excavates a hole with a circular cross section, in order to secure the length in the width direction, a circular hole with a large cross section must be excavated, which is useless in the vertical direction. There was a space. Moreover, when constructing a road tunnel that is wider in the width direction than in the vertical direction, it is desirable that the hole to be excavated has a cross-section horseshoe shape from the viewpoint of the effective cross section and the balance of receiving earth load.
そこで、本発明の目的は、断面馬蹄形状の孔を効率よく掘削することができるシールド掘進機を提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the shield machine which can excavate the hole of a cross-section horseshoe shape efficiently.
上記目的を達成するために本発明は、断面馬蹄形状の孔を掘削するためのシールド掘進機であって、シールド本体の前部に設けられ、掘進方向と平行な軸廻りに回転駆動される回転カッタと、上記シールド本体の前部に設けられた支持フレームと、該支持フレームに設けられ、上記回転カッタの回転軸に対して傾斜させた軸廻りに回転駆動される縦軸カッタとを備え、上記回転カッタを、上記断面馬蹄形状の孔の略中央に配置し、上記縦軸カッタを、上記回転カッタの両脇の未掘削領域に配置したものである。 In order to achieve the above object, the present invention is a shield machine for excavating a horseshoe-shaped hole, and is provided at the front part of the shield body and is driven to rotate around an axis parallel to the drilling direction. A cutter, a support frame provided at the front part of the shield body, and a vertical axis cutter provided on the support frame and driven to rotate about an axis inclined with respect to the rotation axis of the rotary cutter; The rotating cutter is arranged in the approximate center of the hole having a horseshoe shape in cross section, and the vertical cutter is arranged in unexcavated regions on both sides of the rotating cutter.
ここで、上記支持フレームの前部に、上記縦軸カッタの回転軸に対して傾斜させた軸廻りに回転自在に補助カッタを設け、上記縦軸カッタの回転軸と上記補助カッタの回転軸とに、互いに歯合されるようにしてかさ歯車をそれぞれ装着しても良い。 Here, an auxiliary cutter is provided at the front portion of the support frame so as to be rotatable about an axis inclined with respect to the rotation axis of the vertical cutter, and the rotation axis of the vertical cutter and the rotation axis of the auxiliary cutter are In addition, the bevel gears may be mounted so as to be engaged with each other.
また、上記補助カッタを、上記縦軸カッタの回転方向に所定間隔を隔てて複数配置しても良い。 A plurality of the auxiliary cutters may be arranged at a predetermined interval in the rotation direction of the vertical axis cutter.
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。 According to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
(1)請求項1に係る発明によれば、回転カッタを断面馬蹄形状の孔の略中央に配置し、縦軸カッタを回転カッタの両脇の未掘削領域に配置するようにしたため、断面馬蹄形状の孔を効率よく掘削することができる。 (1) According to the first aspect of the present invention, the rotary cutter is disposed at the approximate center of the cross-section horseshoe-shaped hole, and the vertical axis cutter is disposed in the unexcavated regions on both sides of the rotary cutter. A hole having a shape can be excavated efficiently.
(2)請求項2に係る発明によれば、縦軸カッタを支持する支持フレームの前部に補助カッタを設けたため、その補助カッタにより縦軸カッタによる未掘削部分をなくすことができる。
(2) According to the invention of
(3)請求項2に係る発明によれば、縦軸カッタと補助カッタとがかさ歯車によって連動されるので、補助カッタの動力を縦軸カッタの動力源からとることができ、補助カッタのための新たな動力源が不要である。
(3) According to the invention of
(4)請求項3に係る発明によれば、補助カッタを縦軸カッタの回転方向に所定間隔を隔てて複数配置するようにしたため、補助カッタの大型化を招くことなく、縦軸カッタによる未掘削部分をなくすことができる。 (4) According to the invention of claim 3, since a plurality of auxiliary cutters are arranged at a predetermined interval in the rotation direction of the vertical cutter, the size of the auxiliary cutter is not increased, and the size of the auxiliary cutter is not increased. The excavation part can be eliminated.
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るシールド掘進機の正面図である。図2は、縦軸カッタ及び補助カッタの側面図である。図3は、図2のIII−III線矢視断面図である。 FIG. 1 is a front view of a shield machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the vertical cutter and the auxiliary cutter. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
図1に示すように、本実施形態のシールド掘進機1は、シールド本体2と、シールド本体2の前部に設けられ、掘進方向と平行な軸廻りに回転駆動される回転カッタ3とを備えている。本実施形態のシールド本体2は、上下方向(図1中の上下方向)に比べて横幅方向(図1中の左右方向)に広い断面馬蹄形状であって、上下方向の中央よりも下部側で横幅が最も広くなるように形成されている。
As shown in FIG. 1, the shield machine 1 according to the present embodiment includes a
シールド本体2の後部には、回転カッタ3、後述する縦軸カッタ4及び補助カッタ5により掘削した孔内にセグメントを組立ててトンネル(道路トンネル)を構築するためのエレクタ(図示せず)と、シールド本体2の内周に所定間隔を隔てて複数設けられ、セグメントに反力を取ってシールド本体2を推進させるためのシールドジャッキ(図示せず)とが設けられる。
At the rear of the
本実施形態の回転カッタ3は、その回転中心から径方向外側に延出し、掘進方向と平行な軸廻りに回転されるカッタフレーム6を有している。カッタフレーム6は、シールド本体2の前部に設けられたバルクヘッド7に回転自在に支持され、シールド本体2内に設けられた駆動モータ(図示せず)により回転される。カッタフレーム6の前端には、複数のビット(図示せず)が取り付けられている。本実施形態では、カッタフレーム6はスポーク状に形成されている。なお、カッタフレーム6は面盤状に形成されていても良い。
The rotary cutter 3 of this embodiment has a
カッタフレーム6とバルクヘッド7との間には、回転カッタ3、縦軸カッタ4及び補助カッタ5により掘削した土砂(掘削土砂)を取込むチャンバ(図2の符号8参照)が形成される。バルクヘッド7の下部には、これを貫通してチャンバ8に開口するスクリュコンベア9が設けられる。
Between the
図2及び図3に示すように、本実施形態のシールド掘進機1は、シールド本体2の前部に設けられた支持フレーム10と、支持フレーム10に設けられ、回転カッタ3のカッタフレーム6の回転軸に対して傾斜させた軸廻りに回転駆動される縦軸カッタ4とを備えている。本実施形態の縦軸カッタ4は、回転カッタ3のカッタフレーム6の回転軸に対してほぼ直交する軸廻りに回転駆動される。また本実施形態では、縦軸カッタ4は回転カッタ3のカッタフレーム6よりも後方に配置されている(図2参照)。
As shown in FIGS. 2 and 3, the shield machine 1 according to the present embodiment includes a
図3に示すように、本実施形態の縦軸カッタ4は、回転カッタ3のカッタフレーム6の回転軸に対してほぼ直交する軸廻りに回転自在に設けられた回転軸11を有している。回転軸11は、軸受12、13、14を介して支持フレーム10に支持され、支持フレーム10に設けられた駆動モータ15により回転される。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態では、支持フレーム10は、回転軸11の軸方向に所定間隔を隔てて二つ設けられている(図1参照)。
In the present embodiment, two
本実施形態では、縦軸カッタ4の回転軸11と駆動モータ15の回転軸16とにはそれぞれ、ピニオン17、18が装着されており、これらピニオン17、18が複数のギヤ19、20、21を介して連結されている。ギヤ19、20は回転軸22に装着され、ギヤ21は回転軸23に装着されている。これら回転軸22、23はそれぞれ、軸受24、25を介して支持フレーム10に支持されている。
In this embodiment,
なお、縦軸カッタ4の回転軸11と駆動モータ15の回転軸16との連結はギヤによるものには限定はされない。例えば、縦軸カッタ4の回転軸11のピニオン17と駆動モータ15の回転軸16のピニオン18とをチェーン等により連結するようにしても良い。
The connection between the
縦軸カッタ4の回転軸11の外周には、その軸方向及び周方向(回転方向)に所定間隔を隔てて複数のビット26が取り付けられている。
A plurality of
また縦軸カッタ4の回転軸11の外周には、略円筒状の保持部材27が取り付けられている。本実施形態では、保持部材27はその取付部から縦軸カッタ4の回転軸11の軸方向の支持フレーム10側に延出して支持フレーム10の一部を覆うようになっている。保持部材27の外周には、その軸方向及び周方向(回転方向)に所定間隔を隔てて複数のビット28が取り付けられている。
A substantially
ここで本実施形態では、回転カッタ3を、カッタ3、4により掘削される断面馬蹄形状の孔の略中央に配置し、縦軸カッタ4を、回転カッタ3の両脇の未掘削領域に配置している(図1参照)。また本実施形態では、回転カッタ3の両脇の未掘削領域にそれぞれ、上下方向に所定間隔を隔てて縦軸カッタ4を二つ配置している。このように回転カッタ3と縦軸カッタ4とを組み合わせて配置することで、これらカッタ3、4により掘削される孔の断面形状を、断面馬蹄形状とすることができる。
Here, in the present embodiment, the rotary cutter 3 is arranged in the approximate center of the cross-section horseshoe-shaped hole excavated by the
ところで、支持フレーム10前方の領域には、その支持フレーム10が回転の支障となるため縦軸カッタ4のビット26、28を配置することができず、支持フレーム10前方の領域の地山は、縦軸カッタ4では掘削することができない。そこで本実施形態では、支持フレーム10前方の領域の地山を掘削すべく、支持フレーム10の前部に、縦軸カッタ4の回転軸11に対して傾斜させた軸廻りに回転自在に補助カッタ5を設けている。本実施形態の補助カッタ5は、縦軸カッタ4の回転軸11に対してほぼ直交する軸廻りに回転自在に設けられる。また本実施形態では、補助カッタ5は回転カッタ3のカッタフレーム6よりも後方に配置されている(図2参照)。
By the way, in the area in front of the
図3に示すように、本実施形態の補助カッタ5は、縦軸カッタ4の回転軸11に対してほぼ直交する軸廻りに回転自在に設けられた回転軸29を有している。回転軸29は、軸受30を介して支持フレーム10に回転自在に支持され、駆動モータ15により回転される。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態では、縦軸カッタ4の回転軸11と補助カッタ5の回転軸29とにはそれぞれ、互いに歯合されるようにしてかさ歯車31、32が装着されている。これらかさ歯車31、32により補助カッタ5の回転軸29は、縦軸カッタ4の回転軸11の回転に伴って回転されるようになっている。
In the present embodiment,
補助カッタ4の回転軸11の前部には、略傘状の保持部材33が取り付けられている。保持部材33の前端には、複数のビット(図示せず)が配置されている。
A substantially umbrella-shaped holding
ここで本実施形態では、回転カッタ3のカッタフレーム6の外径とシールド本体2の外径との差が比較的大きい箇所には、補助カッタ5を縦軸カッタ4の回転軸11の周方向(回転方向)に所定間隔を隔てて複数配置している。詳しくは本実施形態では、回転カッタ3のカッタフレーム6の外径とシールド本体2の外径との差が比較的大きい箇所には、補助カッタ5を二つ配置するようにしている(図1参照)。また、上記の差が比較的小さい箇所には補助カッタ5を一つ配置するようにしている。
Here, in the present embodiment, the
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
切羽を掘削する際には、図示しない駆動モータにより回転カッタ3を回転駆動させると、その回転カッタ3によって地山が断面円形状に掘削されて、断面円形状の孔が形成される。 When excavating the face, if the rotary cutter 3 is driven to rotate by a drive motor (not shown), the natural ground is excavated into a circular cross section by the rotary cutter 3 to form a hole having a circular cross section.
同時に、駆動モータ15により縦軸カッタ4を回転駆動させると、回転カッタ3により形成された断面円形状の孔の両脇の未掘削領域の地山が、縦軸カッタ4により掘削されて、断面円形状の孔に連続された断面馬蹄形状の孔が形成される。
At the same time, when the
また縦軸カッタ4が回転駆動されると、縦軸カッタ4の回転軸11の回転に伴って補助カッタ5の回転軸29が回転されて、補助カッタ5が回転駆動される。この補助カッタ5により、支持フレーム10前方の領域の地山が掘削される。
When the
以上要するに本実施形態によれば、掘進方向と平行な軸廻りに回転駆動される回転カッタ3を、カッタ3、4により掘削される断面馬蹄形状の孔の略中央に配置し、回転カッタ3の回転軸に対して傾斜させた軸廻りに回転駆動される縦軸カッタ4を、回転カッタ3の両脇の未掘削領域に配置するようにしたため、断面馬蹄形状の孔を効率よく掘削することができる。
In short, according to the present embodiment, the rotary cutter 3 that is driven to rotate about an axis parallel to the excavation direction is disposed at the approximate center of the horseshoe-shaped hole excavated by the
また本実施形態によれば、縦軸カッタ4を支持する支持フレーム10の前部に、縦軸カッタ4の回転軸11に対して傾斜させた軸廻りに回転自在に補助カッタ5を設けたため、縦軸カッタ4では掘削することができない支持フレーム10前方の領域の地山を補助カッタ5により掘削することができ、縦軸カッタ4による未掘削部分をなくすことができる。
According to the present embodiment, the
また本実施形態によれば、縦軸カッタ4の回転軸11と補助カッタ5の回転軸29とに、互いに歯合されるようにしてかさ歯車31、32をそれぞれ装着するようにしたため、縦軸カッタ4と補助カッタ5とがかさ歯車31、32によって連動されるので、補助カッタ5の動力を縦軸カッタ4の動力源(駆動モータ15)からとることができ、補助カッタ5のための新たな動力源が不要である。
Further, according to the present embodiment, the bevel gears 31 and 32 are respectively attached to the
さらに本実施形態によれば、補助カッタ5を、縦軸カッタ4の回転方向に所定間隔を隔てて複数配置するようにしたため、回転カッタ3のカッタフレーム6の外径とシールド本体2の外径との差が比較的大きい場合であっても補助カッタ5の大型化を招くことなく、縦軸カッタ4による未掘削部分をなくすことができる。
Furthermore, according to the present embodiment, a plurality of
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various other embodiments can be adopted.
例えば、上記実施形態では縦軸カッタ4が回転カッタ3のカッタフレーム6の回転軸に対してほぼ直交する軸廻りに回転駆動されるとしたが、縦軸カッタ4は回転カッタ3のカッタフレーム6の回転軸に対して傾斜させた軸廻りに回転駆動されれば良く上記実施形態には限定はされない。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では補助カッタ5が縦軸カッタ4の回転軸11に対してほぼ直交する軸廻りに回転自在に設けられるとしたが、補助カッタ5は縦軸カッタ4の回転軸11に対して傾斜させた軸廻りに回転自在に設けられれば良く上記実施形態には限定はされない。
In the above embodiment, the
さらに、縦軸カッタ4の配置は上記実施形態には限定はされない。縦軸カッタ4を自由に配置することで、所望の断面形状の孔を掘削することが可能である。
Furthermore, the arrangement of the
1 シールド掘進機
2 シールド本体
3 回転カッタ
4 縦軸カッタ
5 補助カッタ
10 支持フレーム
11 回転軸
29 回転軸
31 かさ歯車
32 かさ歯車
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2005320688A JP2007126882A (en) | 2005-11-04 | 2005-11-04 | Shield machine |
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Family Applications (1)
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0525999A (en) * | 1991-07-17 | 1993-02-02 | Taisei Corp | Shield machine |
JPH08303186A (en) * | 1995-05-08 | 1996-11-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Tunnel excavator |
JP2004124441A (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Kagero Kobosha:Kk | Tunnel excavator |
-
2005
- 2005-11-04 JP JP2005320688A patent/JP2007126882A/en active Pending
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