JP2866000B2 - 異形断面シールド掘削機 - Google Patents
異形断面シールド掘削機Info
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- JP2866000B2 JP2866000B2 JP6239394A JP6239394A JP2866000B2 JP 2866000 B2 JP2866000 B2 JP 2866000B2 JP 6239394 A JP6239394 A JP 6239394A JP 6239394 A JP6239394 A JP 6239394A JP 2866000 B2 JP2866000 B2 JP 2866000B2
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- Japan
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- cutter
- cutter head
- excavator
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、異形断面（円形以外の
楕円・矩形などをした断面）を掘削するシールド掘削機
に関する。
楕円・矩形などをした断面）を掘削するシールド掘削機
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種シールド掘削機の従来例を図４及
び図５に示す。
び図５に示す。
【０００３】掘削機本体を構成するスキンプレート１は
目的とする楕円断面をしており、カッタモータ２により
回転駆動されるカッタヘッド３の内部には、伸縮ジャッ
キ４によりリンク機構を介してトンネル半径方向に伸縮
（起伏）可能なスイングカッタ５が装備されている。カ
ッタヘッド３の前面には切羽前面掘削用のカッタビット
６が多数取着される。
目的とする楕円断面をしており、カッタモータ２により
回転駆動されるカッタヘッド３の内部には、伸縮ジャッ
キ４によりリンク機構を介してトンネル半径方向に伸縮
（起伏）可能なスイングカッタ５が装備されている。カ
ッタヘッド３の前面には切羽前面掘削用のカッタビット
６が多数取着される。
【０００４】掘削機本体の後方には、セグメント７がエ
レクタ８によりリング状に組み立てられており、このセ
グメント７に反力をとって掘削機本体がシールドジャッ
キ９で前進するようになっている。また、掘削した土砂
はスクリュウコンベア１０でトンネル後方に排出され
る。
レクタ８によりリング状に組み立てられており、このセ
グメント７に反力をとって掘削機本体がシールドジャッ
キ９で前進するようになっている。また、掘削した土砂
はスクリュウコンベア１０でトンネル後方に排出され
る。
【０００５】そして、異形断面（図示例では縦楕円）の
掘削にあたっては、カッタヘッド３を回転する時に、そ
の位相に応じてスイングカッタ５を伸縮ジャッキ４によ
り、その回転軌跡が楕円形になるように伸縮させて、掘
り進めるようになっている。
掘削にあたっては、カッタヘッド３を回転する時に、そ
の位相に応じてスイングカッタ５を伸縮ジャッキ４によ
り、その回転軌跡が楕円形になるように伸縮させて、掘
り進めるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のシールド掘削機
にあっては、下記のような問題点があった。
にあっては、下記のような問題点があった。
【０００７】 カッタヘッド３がスイングカッタ５の
複雑な制御を受けつつ回転しながら前方へ押し出される
ため、大きくしかも変動するカッタトルクと、トンネル
軸方向と半径方向の大きくしかも変動する荷重（スラス
ト及びラジアル）に晒され、その結果構造体、軸受及び
カッタモータ等を非常に強靱で重装備にする必要があ
る。 礫層地盤等で、スイングカッタ５の動きが礫等のた
めに所定の軌跡で動けなくなった場合、スキンプレート
１の断面の一部に堀り残しが生じ、シールドジャッキ９
の伸びによる掘削機本体の前進が困難になる虞がある。 スイングカッタ５上のカッタビットは、スイングカ
ッタ５の出代に応じて地盤との切削角度が前面と外周面
で変化し、理想的なすくい角及び逃げ角にできないの
で、摩耗・損傷などが大きくなる。
複雑な制御を受けつつ回転しながら前方へ押し出される
ため、大きくしかも変動するカッタトルクと、トンネル
軸方向と半径方向の大きくしかも変動する荷重（スラス
ト及びラジアル）に晒され、その結果構造体、軸受及び
カッタモータ等を非常に強靱で重装備にする必要があ
る。 礫層地盤等で、スイングカッタ５の動きが礫等のた
めに所定の軌跡で動けなくなった場合、スキンプレート
１の断面の一部に堀り残しが生じ、シールドジャッキ９
の伸びによる掘削機本体の前進が困難になる虞がある。 スイングカッタ５上のカッタビットは、スイングカ
ッタ５の出代に応じて地盤との切削角度が前面と外周面
で変化し、理想的なすくい角及び逃げ角にできないの
で、摩耗・損傷などが大きくなる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、固定カッタ部の外周部からカッタ伸
縮装置によりトンネル半径方向に伸縮可能に可動カッタ
部を設けたカッタヘッドと、該カッタヘッドを掘削機本
体に対してトンネル軸方向へ摺動させるカッタヘッドス
ライド装置とを備えたことを特徴とする。また、可動カ
ッタ部において前面カッタに加えて外周カッタを備える
と好適である。
の本発明の構成は、固定カッタ部の外周部からカッタ伸
縮装置によりトンネル半径方向に伸縮可能に可動カッタ
部を設けたカッタヘッドと、該カッタヘッドを掘削機本
体に対してトンネル軸方向へ摺動させるカッタヘッドス
ライド装置とを備えたことを特徴とする。また、可動カ
ッタ部において前面カッタに加えて外周カッタを備える
と好適である。
【０００９】
【作用】前記構成によれば、第一段階の掘削として、掘
削機本体を前進させない状態でカッタスライド装置によ
りカッタヘッドを回転させながら切羽側へ押し出すこと
で、所定ストロークの円形掘削が行える。次に、第二段
階の掘削として、上記位置からカッタスライド装置を固
定し、カッタ伸縮装置をカッタヘッドの回転角度に対応
して伸縮制御することで、異形部分掘削が行われる。
削機本体を前進させない状態でカッタスライド装置によ
りカッタヘッドを回転させながら切羽側へ押し出すこと
で、所定ストロークの円形掘削が行える。次に、第二段
階の掘削として、上記位置からカッタスライド装置を固
定し、カッタ伸縮装置をカッタヘッドの回転角度に対応
して伸縮制御することで、異形部分掘削が行われる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１には本発明に係る異形断面シールド掘
削機の断面、図２には正面、図３には掘削区域を示して
ある。なお、従来例に係る図４及び図５と同一部材には
同一符号を付して重複する説明は省略する。
て説明する。図１には本発明に係る異形断面シールド掘
削機の断面、図２には正面、図３には掘削区域を示して
ある。なお、従来例に係る図４及び図５と同一部材には
同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００１１】図１及び図２に示すように、掘削機本体を
構成するスキンプレート１の内周部にスライドフレーム
１１がトンネル軸方向にカッタヘッドスライド装置（ジ
ャッキ）１２の伸縮により摺動自在に設けられる。
構成するスキンプレート１の内周部にスライドフレーム
１１がトンネル軸方向にカッタヘッドスライド装置（ジ
ャッキ）１２の伸縮により摺動自在に設けられる。
【００１２】前記スライドフレーム１１に軸受１３を介
してカッタヘッド３がカッタモータ２により回転自在に
支持される。
してカッタヘッド３がカッタモータ２により回転自在に
支持される。
【００１３】カッタヘッド３は、上下左右に延びる４本
の柱状の固定カッタ部１４と該固定カッタ部１４の外端
部からカッタ伸縮装置（ジャッキ）１５によりトンネル
半径方向に伸縮可能な可動カッタ部１６とを有する。
の柱状の固定カッタ部１４と該固定カッタ部１４の外端
部からカッタ伸縮装置（ジャッキ）１５によりトンネル
半径方向に伸縮可能な可動カッタ部１６とを有する。
【００１４】前記固定カッタ部１４の前面には、切羽前
面掘削用のカッタビット６が多数取着されると共に、可
動カッタ部１６はその前面に切羽前面掘削用のカッタビ
ット６が且つ外周面に切羽外周面掘削用のカッタビット
６ａが取着される。
面掘削用のカッタビット６が多数取着されると共に、可
動カッタ部１６はその前面に切羽前面掘削用のカッタビ
ット６が且つ外周面に切羽外周面掘削用のカッタビット
６ａが取着される。
【００１５】なお、図１中１７は方向制御ジャッキ（中
折れジャッキ）である。その他の構成は図４及び図５と
同様である。
折れジャッキ）である。その他の構成は図４及び図５と
同様である。
【００１６】このように構成されるため、掘削にあたっ
ては、先ず、カッタ伸縮装置１５を縮めてカッタヘッド
３の回転軌跡が円形状態になるようにする。この状態で
カッタモータ２によりカッタヘッド３を回転駆動しなが
らカッタヘッドスライド装置１２を伸ばす。
ては、先ず、カッタ伸縮装置１５を縮めてカッタヘッド
３の回転軌跡が円形状態になるようにする。この状態で
カッタモータ２によりカッタヘッド３を回転駆動しなが
らカッタヘッドスライド装置１２を伸ばす。
【００１７】これにより、図３（ａ）の掘削区域イに示
す切羽前面が固定カッタ部１４により掘削され、スライ
ド量ｌの分だけ掘進する（第一段階の円形掘削状態）。
す切羽前面が固定カッタ部１４により掘削され、スライ
ド量ｌの分だけ掘進する（第一段階の円形掘削状態）。
【００１８】次に、その状態でカッタヘッドスライド装
置１２を固定して、可動カッタ部１６により、図３
（ｂ）の掘削区域ロに示す異形部分の掘削を行う。
置１２を固定して、可動カッタ部１６により、図３
（ｂ）の掘削区域ロに示す異形部分の掘削を行う。
【００１９】その要領は、カッタヘッド３の回転角度に
応じて、カッタ伸縮装置１５により可動カッタ部１６を
トンネル半径方向に適量伸ばして、徐々に外周部を部分
掘削するのである（第二段階の異形部分掘削状態）。な
お、この際、切羽外周面掘削用のカッタビット６ａが外
周部を専門に掘削することになるため、カッタビット６
ａのすくい角及び逃げ角を適正に設定することで、カッ
タビット６ａの摩耗・損傷を未然に回避することができ
る。
応じて、カッタ伸縮装置１５により可動カッタ部１６を
トンネル半径方向に適量伸ばして、徐々に外周部を部分
掘削するのである（第二段階の異形部分掘削状態）。な
お、この際、切羽外周面掘削用のカッタビット６ａが外
周部を専門に掘削することになるため、カッタビット６
ａのすくい角及び逃げ角を適正に設定することで、カッ
タビット６ａの摩耗・損傷を未然に回避することができ
る。
【００２０】異形部分の掘削が完了したら、シールドジ
ャッキ９を伸ばしながらカッタヘッドスライド装置１２
を連動して縮めて掘削機本体を前方へ移動する。
ャッキ９を伸ばしながらカッタヘッドスライド装置１２
を連動して縮めて掘削機本体を前方へ移動する。
【００２１】次に、カッタ伸縮装置１５を縮めて上述し
た操作を繰り返す。
た操作を繰り返す。
【００２２】なお、本発明は、上記実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、カッタ伸縮装
置をスライド方式から従来例のようなリンク式に変更す
るなど各種変更が可能であることは言うまでもない。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、カッタ伸縮装
置をスライド方式から従来例のようなリンク式に変更す
るなど各種変更が可能であることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、段
階的に掘削するようにしたので、下記のような効果が得
られる。 小さな機械能力（トルク、推力等）と小さな設備
（軸受、カッタモータ等）で異形断面をスムーズに掘り
進むことができる。 カッタビットの摩耗・損傷が少なくて済む。 全体として、確実で無理のない異形シールドが施工
できる。
階的に掘削するようにしたので、下記のような効果が得
られる。 小さな機械能力（トルク、推力等）と小さな設備
（軸受、カッタモータ等）で異形断面をスムーズに掘り
進むことができる。 カッタビットの摩耗・損傷が少なくて済む。 全体として、確実で無理のない異形シールドが施工
できる。
【図１】本発明の一実施例に係る異形断面シールド掘削
機の断面図である。
機の断面図である。
【図２】同じく正面図である。
【図３】同じく掘削区域の説明図である。
【図４】従来例の異形断面シールド掘削機の断面図であ
る。
る。
【図５】同じく正面図である。
３ カッタヘッド ６ カッタビット ６ａ カッタビット １２ カッタヘッドスライド装置 １４ 固定カッタ部 １５ カッタ伸縮装置 １６ 可動カッタ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000219875 東急建設株式会社 東京都渋谷区渋谷１丁目16番14号 (73)特許権者 000006655 新日本製鐵株式会社 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 (73)特許権者 000150110 株式会社竹中土木 東京都中央区銀座８丁目21番１号 (72)発明者 松本 隆夫 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)発明者 佐々木 清美 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)発明者 宮 清 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株式会社大林組 東京本社内 (72)発明者 伊野 敏美 東京都新宿区西新宿１丁目25番１号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 日野田 祥三 東京都千代田区神田駿河台２丁目３番地 11 株式会社鴻池組内 (72)発明者 浅上 裕司 東京都渋谷区渋谷１丁目16番14号 東急 建設株式会社内 (72)発明者 鰰田 実 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 新日本製鐵株式会社内 (72)発明者 藤井 義文 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式 会社竹中土木内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 9/08
Claims (2)
- 【請求項１】 固定カッタ部の外周部からカッタ伸縮装
置によりトンネル半径方向に伸縮可能に可動カッタ部を
設けたカッタヘッドと、該カッタヘッドを掘削機本体に
対してトンネル軸方向へ摺動させるカッタヘッドスライ
ド装置とを備えたことを特徴とする異形断面シールド掘
削機。 - 【請求項２】 可動カッタ部は切羽前面掘削用のカッタ
ビットに加えて切羽外周面掘削用のカッタビットを備え
る請求項１記載の異形断面シールド掘削機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6239394A JP2866000B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 異形断面シールド掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6239394A JP2866000B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 異形断面シールド掘削機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07269290A JPH07269290A (ja) | 1995-10-17 |
| JP2866000B2 true JP2866000B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=13198850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6239394A Expired - Fee Related JP2866000B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 異形断面シールド掘削機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2866000B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4749571B2 (ja) * | 2000-04-27 | 2011-08-17 | 日立造船株式会社 | 横孔掘削機 |
| CN112664209A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-16 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种立式类椭圆全断面隧道盾构机 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6239394A patent/JP2866000B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07269290A (ja) | 1995-10-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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