JP2883076B1 - シールド機のスイングカッタ形状 - Google Patents

シールド機のスイングカッタ形状

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JP2883076B1 JP10608298A JP10608298A JP2883076B1 JP 2883076 B1 JP2883076 B1 JP 2883076B1 JP 10608298 A JP10608298 A JP 10608298A JP 10608298 A JP10608298 A JP 10608298A JP 2883076 B1 JP2883076 B1 JP 2883076B1
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有一 戸谷
義久 木下
正太郎 大泉
実 ▲鰰▼田
則夫 押谷
敏美 伊野
久雄 伊藤
義文 藤井
隆夫 松本
幸司 山崎
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Taisei Corp
Obayashi Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Corp
Takenaka Civil Engineering and Construction Co Ltd
Tokyu Construction Co Ltd
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Taisei Corp
Obayashi Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Corp
Takenaka Civil Engineering and Construction Co Ltd
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Abstract

【要約】 【課題】 スイングカッタの先端とシールド機のフレー
ム等との間の空間に掘削土砂の圧密や固結が生じないよ
うにする。 【解決手段】 シールド機本体１に円形のメインカッタ
８を回転自在に設け、メインカッタ８の外周に開閉自在
にスイングカッタ１８を備え、圧密土砂を破砕するため
の突起３３をスイングカッタ１８の内側に設け、スイン
グカッタ１８を開閉した時に掘削土砂を突起によってほ
ぐし、スイングカッタ１８の先端とシールド機本体１の
中間支持部材１３との間の空間２１に掘削土砂の圧密や
固結を発生させない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド機のスイング
カッタ形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、矩形、楕円形、卵形、馬蹄形等の
ように特殊な断面（異形断面）のトンネルが施工される
ようになってきている。異形断面のトンネルは、内部構
造物の寸法的制約が少ないため、幅広い用途に用いられ
る。トンネルを施工する場合、円形のメインカッタの外
周に開閉自在にスイングカッタを設けたシールド機が用
いられ、メインカッタの所定の回転位置でスイングカッ
タを開いて異形部の掘削を行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のシールド機は、
掘削中にスイングカッタの開閉が繰り返されるため、ス
イングカッタが閉じられた際にスイングカッタの先端と
シールド機のフレーム等との間の空間に掘削土砂がたま
り、掘削土砂に圧密や固結が生じやすいものであった。
【０００４】また、スイングカッタはメインカッタの回
転方向に応じて右回転用と左回転用との２種類が設けら
れているが、掘削中は、一方のスイングカッタは常に閉
じた状態にあるため、閉じた状態のスイングカッタによ
り前記空間にたまった土砂の圧密や固結が助長される虞
があった。スイングカッタの先端とシールド機のフレー
ム等との間の空間に掘削土砂の圧密や固結が生じると、
スイングカッタがメインカッタの外径よりも内側に閉じ
なくなり、所望の掘削断面が得られなくなる虞があっ
た。
【０００５】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、スイングカッタの先端とシールド機のフレーム等と
の間の空間に掘削土砂の圧密や固結が生じる虞がないシ
ールド機のスイングカッタ形状を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、シールド機本体に円形のメインカッ
タを回転自在に設け、前記メインカッタの外周に開閉自
在にスイングカッタを備え、閉動時に圧密土砂を破砕す
る突起を前記スイングカッタの内側に設けたことを特徴
とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態例に
係るスイングカッタ形状を備えたシールド機の要部断
面、図２には図１中のII-II 線矢視、図３にはスイング
カッタの要部状況を示してある。
【０００８】シールド機の構成を説明する。図１、図２
に示すように、略矩形断面をなすシールド機本体１の前
端には円環部材２が回転軸受３を介して回転自在に支持
され、回転軸受３の内周には大歯車４が設けられてい
る。シールド機本体１には駆動モータ５が設けられ、駆
動モータ５の出力軸には駆動ピニオン６が設けられてい
る。駆動ピニオン６は大歯車４に噛み合い、駆動モータ
５の駆動により駆動ピニオン６及び大歯車４（回転軸受
３）を介して円環部材２が駆動回転される。
【０００９】円環部材２には中間支持部材７を介して円
形のメインカッタ８が固定され、メインカッタ８の前面
にはカッタビット９が取り付けられている。円環部材２
の中心部には中間支持部材１０を介して中央円筒部材１
１が固定され、中央円筒部材１１の先端には中央部を掘
削するフィシュテール１２が設けられている。更に、円
環部材２には中間支持部材１３を介して保護鉄板１４が
固定されている。
【００１０】一方、保護鉄板１４に対応する部位にはス
イングジャッキ１７が設けられ、スイングジャッキ１７
にはスイングカッタ１８が支持されている。スイングカ
ッタ１８は、保護鉄板１４のボス部14a と中間支持部材
１３のボス部13ａとに支持された揺動ピン３２を介して
シールド機本体１側に開閉自在に支持されている。
【００１１】スイングジャッキ１７の駆動ロッド１９は
両側に延びた一対のピボット２０及び軸受11a で中央円
筒部材１１に支えられ、スイングジャッキ１７の本体９
１はピン２２を介してスイングカッタ１８に接続されて
いる。つまり、スイングジャッキ１７はトラニオン型の
シリンダとなっており、スイングジャッキ１７の駆動で
駆動ロッド１９が伸長するとスイングカッタ１８がメイ
ンカッタ８の外側に開いた状態になり、駆動ロッド１９
が縮動するとスイングカッタ１８がメインカッタ８の内
側に引き込まれて閉じた状態になる。
【００１２】図２に示すように、スイングカッタ１８
は、右回転用のスイングカッタ18a と左回転用のスイン
グカッタ18b とがそれぞれ３組設置されている。図２の
状態は、メインカッタ８が図示の状態で右回転している
時、右回転用のスイングカッタ18a が開閉し、左回転用
のスイングカッタ18b がメインカッタ８の内側に引き込
まれて閉じた状態となっている。メインカッタ８が左回
転している時には、左回転用のスイングカッタ18b が開
閉し、右回転用のスイングカッタ18a がメインカッタ８
の内側に引き込まれて閉じた状態となる。
【００１３】中央円筒部材１１の後端にはロータリジョ
イント１５が連結され、ロータリジョイント１５には中
央円筒部材１１の回転角、即ち、メインカッタ８の回転
角を検出する回転検出装置１６が設けられている。ロー
タリジョイント１５には油圧配管20a,20b が設けられ、
油圧配管20a,20b はスイングジャッキ１７のトラニオン
部にある給排ポートに接続されている。
【００１４】回転検出装置１６によりメインカッタ８の
回転角を検出し、所定の角度で予め演算されているスト
ロークとなるようにスイングジャッキ１７を駆動し、ス
イングカッタ１８を適宜開閉して異形の形状を掘削す
る。
【００１５】尚、図中の符号で３１は掘削土砂を排出す
るためのスクリュコンベヤである。
【００１６】一方、掘削中は、スイングカッタ１８の開
閉が繰り返されるため、スイングカッタ１８の先端部と
中間支持部材７との間の空間２１（図２参照）には掘削
土砂の圧密や固結が発生しやすい。また、閉じたままの
状態にある逆回転用のスイングカッタ１８も、空間２１
に掘削土砂の圧密や固結を助長させることになる。この
ため、図３に示すように、空間２１に接するスイングカ
ッタ１８の先端部の内側には圧密土砂を破砕するための
突起３３が設けられている。突起３３は全ての（６個）
スイングカッタ１８の先端部の内側に設けられている。
【００１７】スイングカッタ１８の先端部の内側に突起
３３設けたことで、スイングカッタ１８が閉じられた時
に、空間２１に存在する掘削土砂が突起３３によってほ
ぐされる。また、逆回転用のスイングカッタ１８の先端
部に圧密、固結した掘削土砂は、メインカッタ８の回転
が逆になって逆回転用のスイングカッタ１８が開閉した
時にほぐされる。
【００１８】上記構成のシールド機のスイングカッタ形
状の作用を説明する。
【００１９】駆動モータ５の駆動により駆動ピニオン６
及び大歯車４（回転軸受３）を介して円環部材２を回転
させ、メインカッタ８により断面円形の穴を掘削する。
円環部材２の回転角度、即ち、メインカッタ８の回転角
度が回転検出装置１６で検出され、所定の回転角度でス
イングジャッキ１７を駆動する。スイングジャッキ１７
の作動ストロークは予めメインカッタ８の回転角度（回
転方向）に基づいて演算され、スイングジャッキ１７の
駆動により所定のスイングカッタ１８が適宜開閉され
る。メインカッタ８の回転とスイングカッタ１８の開閉
を同期させることで、円形以外の形状を所定の位置に掘
削することができる。これにより、異形断面の穴が掘削
される。
【００２０】掘削中にスイングカッタ１８の開閉が繰り
返されると、スイングカッタ１８が閉じられた時に空間
２１に存在する掘削土砂が突起３３によってほぐされ、
掘削土砂の圧密や固結が解除及び防止される。逆回転用
のスイングカッタ１８の先端部に圧密、固結した掘削土
砂は、メインカッタ８の回転が逆になって逆回転用のス
イングカッタ１８が開閉した時にほぐされ、掘削土砂の
圧密や固結が解除される。
【００２１】このため、スイングカッタ１８の開閉動作
が阻害されることがなくなり、スイングカッタ１８の閉
動作が確実に行われ、常に規定（所望）の掘削断面が得
られるようになる。
【００２２】
【発明の効果】本発明のシールド機のスイングカッタ形
状は、シールド機本体に円形のメインカッタを回転自在
に設け、前記メインカッタの外周に開閉自在にスイング
カッタを備え、圧密土砂を破砕するための突起を前記ス
イングカッタの内側に設けたので、スイングカッタを開
閉した時に掘削土砂が突起によってほぐされる。この結
果、スイングカッタの先端とシールド機のフレーム等と
の間の空間に掘削土砂の圧密や固結が生じる虞がなくな
り、スイングカッタの開閉動作が阻害されず、常に所望
の掘削断面が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係るスイングカッタ形
状を備えたシールド機の要部断面図。
【図２】図１中のII-II 線矢視図。
【図３】スイングカッタの要部外観図。
【符号の説明】
１ シールド機本体 ２ 円環部材 ３ 回転軸受 ４ 大歯車 ５ 駆動モータ ６ 駆動ピニオン ７ 中間支持部材 ８ メインカッタ ９ カッタビット １０ 中間支持部材 １１ 中間円筒部材 １２ フィッシュテール １３ 中間支持部材 １４ 保護鉄板 １５ ロータリジョイント １６ 回転検出装置 １７ スイングジャッキ １８ スイングカッタ １９ 駆動ロッド 20a,20b 油圧配管 ２１ 空間 ３３ 突起
フロントページの続き (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 000206211 大成建設株式会社 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 (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 000150110 株式会社竹中土木 東京都中央区銀座８丁目21番１号 (73)特許権者 000006208 三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 (72)発明者 大山 耕二 愛知県名古屋市瑞穂区鍵田町二丁目30番 建設省 中部地方建設局 名古屋国道 工事事務所内 (72)発明者 戸谷 有一 東京都文京区大塚二丁目15番６号 財団 法人 先端建設技術センター内 (72)発明者 木下 義久 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会 社大林組 東京本社内 (72)発明者 大泉 正太郎 東京都千代田区神田駿河台二丁目３番11 号 株式会社鴻池組内 (72)発明者 ▲鰰▼田 実 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新日本製鐵株式会社内 (72)発明者 押谷 則夫 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 伊野 敏美 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 伊藤 久雄 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 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 (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 山崎 幸司 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 (56)参考文献 特開 平４−31595（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−189189（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−105033（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 9/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シールド機本体に円形のメインカッタを
    回転自在に設け、前記メインカッタの外周に開閉自在に
    スイングカッタを備え、圧密土砂を破砕するための突起
    を前記スイングカッタの内側に設けたことを特徴とする
    シールド機のスイングカッタ形状。
JP10608298A 1998-04-16 1998-04-16 シールド機のスイングカッタ形状 Expired - Fee Related JP2883076B1 (ja)

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JP2007262743A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Ihi Corp シールド掘進機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007262743A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Ihi Corp シールド掘進機
JP4582419B2 (ja) * 2006-03-28 2010-11-17 ジャパントンネルシステムズ株式会社 シールド掘進機

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