JP2695801B2 - Shield machine - Google Patents
Shield machineInfo
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- JP2695801B2 JP2695801B2 JP62284292A JP28429287A JP2695801B2 JP 2695801 B2 JP2695801 B2 JP 2695801B2 JP 62284292 A JP62284292 A JP 62284292A JP 28429287 A JP28429287 A JP 28429287A JP 2695801 B2 JP2695801 B2 JP 2695801B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutter
- outer peripheral
- central portion
- peripheral portion
- frame
- Prior art date
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はカッタフレーム駆動方式を改良したシールド
掘進機に関する。
［従来の技術］
シールド掘進機のカッターフレーム支持方式には、第
２図〜第５図に示すものがある。即ち、カッタフレーム
１を、ドラム２で支持する周辺支持方式（第２図）、外
周ビーム４で支持する外周ビーム支持方式（第３図）、
中間ビーム５で支持する中間ビーム支持方式（第４
図）、センターシャフト６で支持するセンターシャフト
支持方式（第５図）がある。
いずれの支持方式のものも、カッタフレーム１は一体
物であり、カッタフレーム１はそれぞれドラム2,外周ビ
ーム4,中間ビーム5,センターシャフト６を介して駆動モ
ータ３により回転駆動される。
［発明が解決しようとする問題点］
上記のような一体物のカッタフレーム１では、特に大
口径のシールド掘進機にあっては、カッタフレーム１の
中央部の周速と外周部の周速に大きな違いが生じ、土砂
の取込み性能がカッタフレーム１の径方向で一様でな
い。このため、カッタフレーム１の回転数は多くの場合
その外周部の周速により決定されるが、中央部の周速が
遅くなって土砂の取込み性能が悪くなっている。
またカッターフレーム１の外周部と中央部の周速が異
なるため、中央部よりも外周部側のカッタビットの掘削
距離が長く、外周部と中央部でカッタビットの摩耗に不
均一が発生している。
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解消し、
カッタフレームの外周部と中央部の周速を均一化し得る
シールド掘進機を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、カッタフレームをカッタ中央部とカッタ外
周部とに分離形成して同一平面上に配置すると共に、上
記カッタ中央部及びカッタ外周部にビーム状の支持材を
それぞれ取り付け、これらビーム状の支持材を、カッタ
チャンバを仕切るバルクヘッドに軸受を介して支持さ
せ、該バルクヘッドに取り付けた駆動モータを上記ビー
ム状の支持材に連結させて、上記カッタ中央部の回転数
をカッタ外周部の回転数よりも大きくして、これらカッ
タ中央部及びカッタ外周部の外周速がほぼ一致するよう
に回転駆動させるものである。
［作用］
カッタフレームがカッタ中央部とカッタ外周部とに分
離され、それらが独立して回転駆動できるようになって
いるので、カッタ中央部の回転数をカッタ外周部の回転
数よりも大きくすることにより、カッタ中央部の外周速
とカッタ外周部の外周速とをほぼ等しくすることがで
き、土砂取込性を向上できる。
［実施例］
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図に示すように、シールドフレーム10の前端部に
は切羽地山を掘削するためのカッタフレーム11が設けら
れている。カッタフレーム11は、円盤状のカッタ中央部
12とその外周を囲むドーナツ状のカッタ外周部13とから
なる。カッタ中央部12,カッタ外周部13にはそれぞれ図
示省略するが切羽を掘削するカッタビットと掘削土砂を
バルクヘッド14で仕切られたカッタチャンバ15内に取り
込むためのスリットが設けられている。
カッタ中央部12にはセンターシャフト16（ビーム状の
支持材）が取り付けられている。円筒状のセンターシャ
フト16内には軸受が配設されており、センターシャフト
16はバルクヘッド14に回転自在に支持されている。また
センターシャフト16とバルクヘッド14との間はシールド
フレーム10内に掘削土砂が侵入しないようにシールがな
されている。センターシャフト16にはギアを介してカッ
タ中央部駆動モータ17が連結されている。駆動モータ17
はバルクヘッド14に取り付けられている。
一方、カッタ外周部13には中間ビーム18（ビーム状の
支持材）が取り付けられている。中間ビーム18も軸受に
よりバルクヘッド14に回転自在に支持されており、また
中間ビーム18とバルクヘッド14との間にはシールが介設
されている。また、中間ビーム18にはギアを介してカッ
タ外周部駆動モータ19が連結されており、モータ19はバ
ルクヘッド14に固定されている。なお、20は土砂排出用
のスクリューコンベア、21は掘進用のシールドジャッ
キ,22はセグメント、23はエレクタである。
カッタ中央部12は、センターシャフト16を介してカッ
タ中央部駆動モータ17により回転駆動される。また、カ
ッタ外周部13は、中間ビーム18を介してカッタ外周部駆
動モータ19により回転駆動される。
このように、カッタフレーム11がカッタ中央部12とカ
ッタ外周部13に分離され、支持機構もセンターシャフト
16,中間ビーム18と別々で、カッタ中央部12とカッタ外
周部13を独立に駆動できるようになっているので、カッ
タ中央部12とカッタ外周部13の回転数を異ならせること
ができる。そこで、カッタ中央部12の回転数をカッタ外
周部13の回転数よりも大きくすることにより、カッタ中
央部12とカッタ外周部13の外周速をほぼ一致させること
ができる。
したがって、従来，周速が遅く土砂の取り込みが悪か
ったカッタ中央部の土砂取込み性を向上できる。この土
砂取込み性の改善は殊に大口径のシールド掘進機におい
て著しい。また、カッタ中央部12とカッタ外周部13のカ
ッタビットの掘削距離がほぼ等しくなって平均化される
ので、カッタビットの摩耗がカッタ中央部12とカッタ外
周部13とで均一になる。このため、シールド半径方向の
カッタビットの偏摩耗が軽減され、長距離掘削工事に有
効である。
なお、上記実施例においてはカッタ外周部13を中間ビ
ーム18で支持したが、外周ビームで支持するようにして
もよい。また、カッタ中央部12,カッタ外周部13の駆動
源としての駆動モータ17,19は電動駆動または油圧駆動
のいずれでもよい。また、上記実施例ではカッタ中央部
12とカッタ外周部13とにそれぞれ独立に駆動源を設けた
が、同一の駆動源を用い、駆動源からカッタ中央部12へ
の動力伝達系とカッタ外周部13への動力伝達系のギヤ比
を変えるようにしてもよい。
［発明の効果］
本発明によれば次の効果がある。
（１） カッタ中央部の回転数をカッタ外周部の回転数
よりも大きくして、カッタ中央部の外周速とカッタ外周
部の外周速とをほぼ一致させるようにしたので、簡単な
構造により、シールド掘進機、特に大口径のシールド掘
進機の土砂取込み性を向上させることができる。
（２） また、カッタ外周部とカッタ中央部のカッタビ
ットの掘削距離の均一化が図れ、カッタビットの偏摩耗
を軽減でき、シールド掘進機の長距離掘削に有効であ
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a shield machine in which a cutter frame driving system is improved. 2. Description of the Related Art FIGS. 2 to 5 show a cutter frame supporting system of a shield machine. In other words, a peripheral support method in which the cutter frame 1 is supported by the drum 2 (FIG. 2), an outer beam support method in which the cutter frame 1 is supported by the outer beam 4 (FIG. 3),
Intermediate beam support method supported by intermediate beam 5 (fourth
FIG. 5) and a center shaft supporting method of supporting with a center shaft 6 (FIG. 5). In any of the support types, the cutter frame 1 is an integral body, and the cutter frame 1 is rotationally driven by a drive motor 3 via a drum 2, an outer peripheral beam 4, an intermediate beam 5, and a center shaft 6, respectively. [Problems to be Solved by the Invention] In the above-described cutter frame 1 of one piece, especially in a large-diameter shield excavator, the peripheral speed of the central portion and the peripheral speed of the outer peripheral portion of the cutter frame 1 are limited. A great difference occurs, and the sediment intake performance is not uniform in the radial direction of the cutter frame 1. For this reason, the rotation speed of the cutter frame 1 is often determined by the peripheral speed of the outer peripheral portion, but the peripheral speed of the central portion is slowed down, and the sediment intake performance is deteriorated. Also, since the peripheral speed of the outer peripheral portion and the central portion of the cutter frame 1 are different, the excavation distance of the cutter bit on the outer peripheral portion side is longer than that of the central portion, and uneven wear of the cutter bit occurs at the outer peripheral portion and the central portion. I have. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art,
An object of the present invention is to provide a shield machine capable of equalizing the peripheral speed of the outer peripheral portion and the central portion of the cutter frame. [Means for Solving the Problems] According to the present invention, a cutter frame is formed separately in a cutter central portion and a cutter outer peripheral portion and arranged on the same plane, and a beam-shaped cutter frame is formed on the cutter central portion and the cutter outer peripheral portion. Each of the support members is attached, and these beam-shaped support members are supported via a bearing on a bulkhead partitioning the cutter chamber, and a drive motor attached to the bulkhead is connected to the beam-shaped support material to form the cutter. The rotation speed of the central portion is set to be higher than the rotation speed of the outer peripheral portion of the cutter, and the cutter is driven so that the outer peripheral speeds of the central portion of the cutter and the outer peripheral portion of the cutter substantially match. [Operation] Since the cutter frame is separated into a cutter central portion and a cutter outer peripheral portion, which can be driven to rotate independently, the rotational speed of the cutter central portion is made higher than the rotational speed of the cutter outer peripheral portion. This makes it possible to make the outer peripheral speed of the cutter central portion substantially equal to the outer peripheral speed of the cutter outer peripheral portion, thereby improving sediment uptake. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a cutter frame 11 is provided at the front end of the shield frame 10 for excavating a cutting face mountain. The cutter frame 11 is located at the center of the disk-shaped cutter.
It comprises a donut-shaped cutter outer peripheral portion 13 surrounding the outer periphery thereof. Although not shown, a cutter bit for excavating a face and a slit for taking excavated earth and sand into a cutter chamber 15 partitioned by a bulkhead 14 are provided in the cutter central portion 12 and the cutter outer peripheral portion 13. A center shaft 16 (beam-shaped support member) is attached to the center portion 12 of the cutter. A bearing is provided in the cylindrical center shaft 16, and the center shaft
Reference numeral 16 is rotatably supported by the bulkhead 14. Further, a seal is provided between the center shaft 16 and the bulkhead 14 so that excavated earth and sand do not enter the shield frame 10. A cutter center drive motor 17 is connected to the center shaft 16 via a gear. Drive motor 17
Is attached to the bulkhead 14. On the other hand, an intermediate beam 18 (beam-shaped support member) is attached to the cutter outer peripheral portion 13. The intermediate beam 18 is also rotatably supported on the bulkhead 14 by a bearing, and a seal is provided between the intermediate beam 18 and the bulkhead 14. A cutter outer peripheral drive motor 19 is connected to the intermediate beam 18 via a gear, and the motor 19 is fixed to the bulkhead 14. In addition, 20 is a screw conveyor for discharging earth and sand, 21 is a shield jack for excavation, 22 is a segment, and 23 is an erecta. The cutter central portion 12 is driven to rotate by a cutter central portion drive motor 17 via a center shaft 16. Further, the cutter outer peripheral portion 13 is driven to rotate by a cutter outer peripheral portion drive motor 19 via the intermediate beam 18. As described above, the cutter frame 11 is separated into the cutter center portion 12 and the cutter outer peripheral portion 13, and the support mechanism is also provided on the center shaft.
Since the cutter central portion 12 and the cutter outer peripheral portion 13 can be driven independently of the intermediate beam 18 and independently, the rotation speed of the cutter central portion 12 and the cutter outer peripheral portion 13 can be made different. Therefore, by making the rotation speed of the cutter central portion 12 higher than the rotation speed of the cutter outer peripheral portion 13, the outer peripheral speeds of the cutter central portion 12 and the cutter outer peripheral portion 13 can be made substantially equal. Therefore, it is possible to improve the sediment incorporation of the central portion of the cutter, which was conventionally slow in peripheral speed and poor in sediment intake. This improvement in sediment uptake is particularly remarkable in large-diameter shield machines. Further, since the excavation distances of the cutter bits of the cutter central portion 12 and the cutter outer peripheral portion 13 are substantially equalized and averaged, the wear of the cutter bit becomes uniform at the cutter central portion 12 and the cutter outer peripheral portion 13. For this reason, uneven wear of the cutter bit in the shield radial direction is reduced, which is effective for long-distance excavation work. In the above embodiment, the cutter outer peripheral portion 13 is supported by the intermediate beam 18, but may be supported by the outer peripheral beam. The drive motors 17, 19 as drive sources for the cutter central portion 12 and the cutter outer peripheral portion 13 may be either electric drive or hydraulic drive. In the above embodiment, the center of the cutter is used.
The drive source is provided independently for each of the cutter outer peripheral portion 12 and the cutter outer peripheral portion 13, but the same drive source is used. May be changed. [Effects of the Invention] The present invention has the following effects. (1) The rotation speed of the central portion of the cutter is set to be higher than the rotation speed of the outer peripheral portion of the cutter so that the outer peripheral speed of the central portion of the cutter and the outer peripheral speed of the outer peripheral portion of the cutter are substantially matched. It is possible to improve the sediment intake performance of the shield machine, particularly, a large-diameter shield machine. (2) The excavating distance of the cutter bit at the outer peripheral portion of the cutter and the cutter bit at the central portion of the cutter can be made uniform, and uneven wear of the cutter bit can be reduced.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のシールド掘進機の一実施例を示す縦断
面図、第２図〜第５図はそれぞれ従来のシールド掘進機
の縦断面図である。
図中、10はシールドフレーム、11はカッタフレーム、12
はカッタ中央部、13はカッタ外周部、14はバルクヘッ
ド、15はカッタチャンバ、16はセンターシャフト、17は
カッタ中央部駆動モータ、18は中間ビーム、19はカッタ
外周部駆動モータ、20はスクリューコンベア、21はシー
ルドジャッキ、22はセグメント、23はエレクタである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a shield machine according to the present invention, and FIGS. 2 to 5 are longitudinal sectional views of a conventional shield machine. In the figure, 10 is a shield frame, 11 is a cutter frame, 12
Is the center of the cutter, 13 is the outer circumference of the cutter, 14 is the bulkhead, 15 is the cutter chamber, 16 is the center shaft, 17 is the drive motor for the center of the cutter, 18 is the intermediate beam, 19 is the drive motor for the outer circumference of the cutter, and 20 is the screw A conveyor, 21 is a shield jack, 22 is a segment, and 23 is an erecta.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−92295（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−62995（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭42−25972（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭46−7754（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭33−679（ＪＰ，Ｂ１)Continuation of front page (56) References JP-A-61-92295 (JP, A) Shokai Sho 61-62995 (JP, U) JP-B-42-25972 (JP, B1) JP-B-46-7754 (JP, B1) JP-B 33-679 (JP, B1)
Claims (1)
分離形成して同一平面上に配置すると共に、上記カッタ
中央部及びカッタ外周部にビーム状の支持材をそれぞれ
取り付け、これらビーム状の支持材を、カッタチャンバ
を仕切るバルクヘッドに軸受を介して支持させ、該バル
クヘッドに取り付けた駆動モータを上記ビーム状の支持
材に連結させて、上記カッタ中央部の回転数をカッタ外
周部の回転数よりも大きくして、これらカッタ中央部及
びカッタ外周部の外周速がほぼ一致するように回転駆動
させることを特徴とするシールド掘進機。(57) [Claims] The cutter frame is formed separately in the cutter center and the cutter outer periphery and arranged on the same plane, and the beam center is attached to the cutter center and the cutter outer periphery, respectively. The bulkhead partitioning the cutter chamber is supported via a bearing, and a drive motor attached to the bulkhead is connected to the beam-shaped support member, so that the rotational speed of the central portion of the cutter is smaller than the rotational speed of the outer peripheral portion of the cutter. A shield excavator characterized in that it is enlarged and is driven to rotate so that the outer peripheral speeds of the central portion of the cutter and the outer peripheral portion of the cutter substantially match.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62284292A JP2695801B2 (en) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62284292A JP2695801B2 (en) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Shield machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01127794A JPH01127794A (en) | 1989-05-19 |
| JP2695801B2 true JP2695801B2 (en) | 1998-01-14 |
Family
ID=17676639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62284292A Expired - Fee Related JP2695801B2 (en) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Shield machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2695801B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002213184A (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Multiple cutter driving structure |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4783849B2 (en) * | 2009-11-23 | 2011-09-28 | 一博 池田 | Shield tunneling machine |
-
1987
- 1987-11-12 JP JP62284292A patent/JP2695801B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002213184A (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Multiple cutter driving structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01127794A (en) | 1989-05-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |