JP3445106B2 - シールドカッタ駆動用電動減速機及び電動減速機 - Google Patents
シールドカッタ駆動用電動減速機及び電動減速機Info
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- JP3445106B2 JP3445106B2 JP24243097A JP24243097A JP3445106B2 JP 3445106 B2 JP3445106 B2 JP 3445106B2 JP 24243097 A JP24243097 A JP 24243097A JP 24243097 A JP24243097 A JP 24243097A JP 3445106 B2 JP3445106 B2 JP 3445106B2
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- Japan
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- cutter
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原動機の回転を減
速して出力軸に伝達する電動減速機に係わり、特に、ト
ンネル掘削をするシールド式掘削機に適したシールドカ
ッタ駆動用電動減速機に関する。
速して出力軸に伝達する電動減速機に係わり、特に、ト
ンネル掘削をするシールド式掘削機に適したシールドカ
ッタ駆動用電動減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からトンネル掘削に用いられる掘削
機としては、前面に掘削用カッタが配列されたカッタフ
ェイスを有する円筒シールドを備え、円筒シールを前進
させながらカッタフェイスを回転駆動させる事で連続的
に掘削するシールド式掘削機がある。このシールド式掘
削機のカッタフェイスを駆動するには、遊星減速機、ク
ラッチ及び電動モータの順に直列的に連結された電動減
速機を用いることにより、適正な回転出力で駆動させ
る。この様に、シールド駆動用の電動減速機のクラッチ
としては、従来からパウダクラッチ、湿式クラッチ及び
電磁クラッチ等が用いられている。
機としては、前面に掘削用カッタが配列されたカッタフ
ェイスを有する円筒シールドを備え、円筒シールを前進
させながらカッタフェイスを回転駆動させる事で連続的
に掘削するシールド式掘削機がある。このシールド式掘
削機のカッタフェイスを駆動するには、遊星減速機、ク
ラッチ及び電動モータの順に直列的に連結された電動減
速機を用いることにより、適正な回転出力で駆動させ
る。この様に、シールド駆動用の電動減速機のクラッチ
としては、従来からパウダクラッチ、湿式クラッチ及び
電磁クラッチ等が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シール
ド駆動用の電動減速機にパウダクラッチを用いたもので
は、カッタフェイスに過負荷が作用すると、クラッチに
スベリが発生し、そのスベリ速度が一定以上の速度にな
るとクラッチ間の摩擦係数が著しく減少する。従って、
トンネル掘削時に過負荷が作用すると、クラッチ間の摩
擦係数の減少によりカッタフェイスに伝達されるトルク
も低下をきたすことになり、カッタフェイスを駆動させ
ることができなくなる。
ド駆動用の電動減速機にパウダクラッチを用いたもので
は、カッタフェイスに過負荷が作用すると、クラッチに
スベリが発生し、そのスベリ速度が一定以上の速度にな
るとクラッチ間の摩擦係数が著しく減少する。従って、
トンネル掘削時に過負荷が作用すると、クラッチ間の摩
擦係数の減少によりカッタフェイスに伝達されるトルク
も低下をきたすことになり、カッタフェイスを駆動させ
ることができなくなる。
【０００４】又、湿式クラッチを用いたものでは、電動
モータの出力をスムーズに遊星減速機に伝達するため、
単にＯＮ／ＯＦＦされるもので、カッタフェイスに過負
荷が作用した時は、電動モータのサーマルにより電流の
上昇を下げる事でトルクリミッタの機能を果していた。
従って、湿式クラッチ自体でトルクリミッタの機能を持
たせるものでない。
モータの出力をスムーズに遊星減速機に伝達するため、
単にＯＮ／ＯＦＦされるもので、カッタフェイスに過負
荷が作用した時は、電動モータのサーマルにより電流の
上昇を下げる事でトルクリミッタの機能を果していた。
従って、湿式クラッチ自体でトルクリミッタの機能を持
たせるものでない。
【０００５】又、電磁クラッチを用いたものでは、防爆
が要求される雰囲気での使用が困難なものとなる。更
に、電動減速機を遊星減速機、クラッチ及び電動モータ
の順に直列的に連結して構成すると、電動減速機自体が
大型化する。
が要求される雰囲気での使用が困難なものとなる。更
に、電動減速機を遊星減速機、クラッチ及び電動モータ
の順に直列的に連結して構成すると、電動減速機自体が
大型化する。
【０００６】本発明は、この問題を解決するためになさ
れたもので、電動減速機の小型化を図りつつ、カッタフ
ェイスに対する過負荷時に適正な出力で駆動させること
にある。
れたもので、電動減速機の小型化を図りつつ、カッタフ
ェイスに対する過負荷時に適正な出力で駆動させること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明のシールドカッタ駆動用減速機は、原動機の
回転を減速して前記カッタフェイスに伝達する遊星減速
機構と、前記原動機と前記遊星減速機構とに連結され油
圧で摺動されるピストンによって圧接自在な多数枚のク
ラッチ板を有する湿式油圧クラッチとを、筒状ケース本
体内に配置すると共に、該筒状ケース本体の一端側には
該端部の閉鎖板を貫通して前記原動機の回転軸を該筒状
ケース本体内に突出させ、該筒状ケース本体の他端側に
は、前記カッタフェイスに回転力を伝達する出力軸が軸
受を介して回転自在に軸支されており、前記遊星減速機
構は、前記原動機の回転軸に連結された第１太陽歯車
と、該第１太陽歯車に噛合する複数の第１遊星歯車とを
有し、該第１遊星歯車を、前記筒状ケース本体内で該筒
状ケース本体と前記回転軸との間で回転自在に配置され
たリングギアに噛合させ、前記湿式油圧クラッチのクラ
ッチ板は、前記リングギアの外周に設けられて前記筒状
ケース本体側に突出して配置された複数の環状の摩擦板
と、前記筒状ケース本体側に設けられて内側に突出して
配置された複数の環状鋼板とが前記回転軸の軸方向に所
定間隔で交互に配置された構造であり、且つ、圧接され
た各クラッチ板間のスベリ速度と摩擦係数の関係を、一
定のスベリ速度以上で摩擦係数が一定又は僅かに上昇す
るように構成されているものである。これにより、湿式
油圧クラッチのクラッチ板間のスベリ速度が高速となっ
ても摩擦係数の減少をきたさないので、過負荷により各
クラッチ板がスベリ始めてもシールド式掘削機のカッタ
フェイスに伝達される伝達トルクを減少させることがな
い。又、前記遊星減速機構に設けたリングギアと前記筒
状ケース本体との間に前記湿式油圧クラッチを配置した
構造としているので、装置の小型化を可能にしている。
め、本発明のシールドカッタ駆動用減速機は、原動機の
回転を減速して前記カッタフェイスに伝達する遊星減速
機構と、前記原動機と前記遊星減速機構とに連結され油
圧で摺動されるピストンによって圧接自在な多数枚のク
ラッチ板を有する湿式油圧クラッチとを、筒状ケース本
体内に配置すると共に、該筒状ケース本体の一端側には
該端部の閉鎖板を貫通して前記原動機の回転軸を該筒状
ケース本体内に突出させ、該筒状ケース本体の他端側に
は、前記カッタフェイスに回転力を伝達する出力軸が軸
受を介して回転自在に軸支されており、前記遊星減速機
構は、前記原動機の回転軸に連結された第１太陽歯車
と、該第１太陽歯車に噛合する複数の第１遊星歯車とを
有し、該第１遊星歯車を、前記筒状ケース本体内で該筒
状ケース本体と前記回転軸との間で回転自在に配置され
たリングギアに噛合させ、前記湿式油圧クラッチのクラ
ッチ板は、前記リングギアの外周に設けられて前記筒状
ケース本体側に突出して配置された複数の環状の摩擦板
と、前記筒状ケース本体側に設けられて内側に突出して
配置された複数の環状鋼板とが前記回転軸の軸方向に所
定間隔で交互に配置された構造であり、且つ、圧接され
た各クラッチ板間のスベリ速度と摩擦係数の関係を、一
定のスベリ速度以上で摩擦係数が一定又は僅かに上昇す
るように構成されているものである。これにより、湿式
油圧クラッチのクラッチ板間のスベリ速度が高速となっ
ても摩擦係数の減少をきたさないので、過負荷により各
クラッチ板がスベリ始めてもシールド式掘削機のカッタ
フェイスに伝達される伝達トルクを減少させることがな
い。又、前記遊星減速機構に設けたリングギアと前記筒
状ケース本体との間に前記湿式油圧クラッチを配置した
構造としているので、装置の小型化を可能にしている。
【０００８】又、前記遊星減速機構としては、３段の遊
星減速機構を直列に配置しているものがある。
星減速機構を直列に配置しているものがある。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態における
シールドカッタ駆動用電動減速機について、図面を参照
して説明する。
シールドカッタ駆動用電動減速機について、図面を参照
して説明する。
【００１０】図１において、シールドカッタ駆動用電動
減速機Ｘ（以下、単に「電動減速機Ｘ」という）は、ト
ンネル掘削するシールド式掘削機Ｙに複数設けられてお
り、シールド式掘削機Ｙを駆動させる。シールド式掘削
機Ｙは、円筒シールド５０を有しており、円筒シールド
５０はその前面に複数の掘削用カッタ５１が配列された
カッタフェイス５２が設けられ、図示しない油圧ジャッ
キにより前進される。電動減速機Ｘは、電動モータ１
（原動機）、３段の遊星減速機構２、遊星減速機構２に
一体的に組み込まれた湿式油圧クラッチ３とで構成さ
れ、電動モータ１の出力を遊星減速機構２により減速し
て、シールド５０内に延びる出力軸４先端のピニオン５
３と噛み合うリングギア５４（内歯歯車を有するリン
グ）によりカッタフェイス５２を回転駆動させる。
減速機Ｘ（以下、単に「電動減速機Ｘ」という）は、ト
ンネル掘削するシールド式掘削機Ｙに複数設けられてお
り、シールド式掘削機Ｙを駆動させる。シールド式掘削
機Ｙは、円筒シールド５０を有しており、円筒シールド
５０はその前面に複数の掘削用カッタ５１が配列された
カッタフェイス５２が設けられ、図示しない油圧ジャッ
キにより前進される。電動減速機Ｘは、電動モータ１
（原動機）、３段の遊星減速機構２、遊星減速機構２に
一体的に組み込まれた湿式油圧クラッチ３とで構成さ
れ、電動モータ１の出力を遊星減速機構２により減速し
て、シールド５０内に延びる出力軸４先端のピニオン５
３と噛み合うリングギア５４（内歯歯車を有するリン
グ）によりカッタフェイス５２を回転駆動させる。
【００１１】次に、電動減速機Ｘの具体的な構成を、図
１、図２に基づいて説明する。図１及び図２において、
電動減速機Ｘは、４つの筒状ケース５〜８をボルト連結
することで構成されるケース本体９を有し、ケース本体
９の一端を閉鎖する閉鎖板１０に電動モータ１が固定さ
れている。電動モータ１の回転軸１１は、閉鎖板１０を
回転自在に貫通してケース本体９内に突出しており、遊
星減速機構２を介して出力軸４に連結されている。出力
軸４は、ケース本体９の各ケース７，８に対して２つの
軸受を介して回転自在に軸支されており、該ケース本体
９から突出する側で図１に示すシールド式掘削機Ｙのカ
ッタフェイス５２のリングギア５４に連結される。
１、図２に基づいて説明する。図１及び図２において、
電動減速機Ｘは、４つの筒状ケース５〜８をボルト連結
することで構成されるケース本体９を有し、ケース本体
９の一端を閉鎖する閉鎖板１０に電動モータ１が固定さ
れている。電動モータ１の回転軸１１は、閉鎖板１０を
回転自在に貫通してケース本体９内に突出しており、遊
星減速機構２を介して出力軸４に連結されている。出力
軸４は、ケース本体９の各ケース７，８に対して２つの
軸受を介して回転自在に軸支されており、該ケース本体
９から突出する側で図１に示すシールド式掘削機Ｙのカ
ッタフェイス５２のリングギア５４に連結される。
【００１２】遊星減速機構２は、３段階で電動モータ１
の出力（回転数）を減速する機能を有するもので、回転
軸１１に連結された第１伝動軸１２に形成された第１太
陽歯車１３と、第１太陽歯車１３の外周に噛合する複数
の第１遊星歯車１４とを有している。各第１遊星歯車１
４は、ケース本体９と回転軸１１との間で回転自在にさ
れたリングギア１５（内歯歯車を有するリング）に噛合
している。又、各第１遊星歯車１４は、前記第１伝動軸
１２に連設する第２伝達軸１６に固設された第１キャリ
ア１７に回転自在に軸支されている。第２伝達軸１６に
は、第２太陽歯車１８が固設されており、第２太陽歯車
１８の外周には複数の第２遊星歯車１９が噛合してい
る。各第２遊星歯車１９は、ケース本体９のケース６内
周に形成された内歯歯車２０に噛合しており、出力軸４
と前記第２伝達軸１６間の第３伝達軸２１に固設された
第２キャリア２２に回転自在に軸支されている。前記第
３伝達軸２１には、第３太陽歯車２３が固設されてお
り、第３太陽歯車２３の外周には複数の第３遊星歯車２
４が噛合している。各第３遊星歯車２４は、ケース本体
９のケース７内周の内歯歯車２５に噛合しており、出力
軸４に形成された第３キャリア２６に回転自在に軸支さ
れている。尚、前記遊星減速機構２は、３段で減速する
ものに限定されるものでなく、減速条件に応じて、１
段、又は２段、４段以上で減速するものであっても良
い。これにより、シール式掘削機Ｙのカッタフェイス５
２に対する適正な回転出力（動力）を伝達できる。
の出力（回転数）を減速する機能を有するもので、回転
軸１１に連結された第１伝動軸１２に形成された第１太
陽歯車１３と、第１太陽歯車１３の外周に噛合する複数
の第１遊星歯車１４とを有している。各第１遊星歯車１
４は、ケース本体９と回転軸１１との間で回転自在にさ
れたリングギア１５（内歯歯車を有するリング）に噛合
している。又、各第１遊星歯車１４は、前記第１伝動軸
１２に連設する第２伝達軸１６に固設された第１キャリ
ア１７に回転自在に軸支されている。第２伝達軸１６に
は、第２太陽歯車１８が固設されており、第２太陽歯車
１８の外周には複数の第２遊星歯車１９が噛合してい
る。各第２遊星歯車１９は、ケース本体９のケース６内
周に形成された内歯歯車２０に噛合しており、出力軸４
と前記第２伝達軸１６間の第３伝達軸２１に固設された
第２キャリア２２に回転自在に軸支されている。前記第
３伝達軸２１には、第３太陽歯車２３が固設されてお
り、第３太陽歯車２３の外周には複数の第３遊星歯車２
４が噛合している。各第３遊星歯車２４は、ケース本体
９のケース７内周の内歯歯車２５に噛合しており、出力
軸４に形成された第３キャリア２６に回転自在に軸支さ
れている。尚、前記遊星減速機構２は、３段で減速する
ものに限定されるものでなく、減速条件に応じて、１
段、又は２段、４段以上で減速するものであっても良
い。これにより、シール式掘削機Ｙのカッタフェイス５
２に対する適正な回転出力（動力）を伝達できる。
【００１３】湿式油圧クラッチ３は、薄い環状鋼板３０
と、薄い環状鋼板の芯材に摩擦材料を接着した摩擦板３
１との多数枚からなるクラッチ板３２と、油圧により摺
動される円筒ピストン３３とを有して構成されており、
前記遊星減速機構２に一体的に組み込まれている。クラ
ッチ板３２の各鋼板３０と摩擦板３１とは、図３にも示
す様に、ケース本体９のケース５とリングギア１５との
間にあって、入力軸１１の軸方向に交互に配置されてい
る。各環状鋼板３０はケース５内周に設けられたスプラ
イン溝５ａにリングギア１５側に突出して配置され、
又、各環状摩擦板３１はリングギア１５外周に設けられ
たスプライン溝１５ａにケース５側に突出して配置され
ており、各環状鋼板３０と環状摩擦板３１とは所定の隙
間を隔てて圧接自在にされている。ピストン３３はクラ
ッチ板３２の電動モータ１側に配置されており、ケース
５内周の段付孔３４にシール材３５（Ｏリング）を介在
させて摺動自在にされている。又ピストン３３は段付孔
３４の段部３４ａとの間で圧油室ａを区画しており、圧
油室ａに供給される油圧によってクラッチ板３２に向け
て摺動される。該圧油室ａはケース５に形成された導入
孔により図示しない油圧回路に接続されている。これに
より、湿式油圧クラッチ３は、油圧回路から圧油室ａに
油圧を供給すると、ピストン３３がクラッチ板３２に向
けて摺動し、該圧油室ａ内の油圧に応じた押付け力で各
鋼板３０と摩擦板３１とを圧接させる。
と、薄い環状鋼板の芯材に摩擦材料を接着した摩擦板３
１との多数枚からなるクラッチ板３２と、油圧により摺
動される円筒ピストン３３とを有して構成されており、
前記遊星減速機構２に一体的に組み込まれている。クラ
ッチ板３２の各鋼板３０と摩擦板３１とは、図３にも示
す様に、ケース本体９のケース５とリングギア１５との
間にあって、入力軸１１の軸方向に交互に配置されてい
る。各環状鋼板３０はケース５内周に設けられたスプラ
イン溝５ａにリングギア１５側に突出して配置され、
又、各環状摩擦板３１はリングギア１５外周に設けられ
たスプライン溝１５ａにケース５側に突出して配置され
ており、各環状鋼板３０と環状摩擦板３１とは所定の隙
間を隔てて圧接自在にされている。ピストン３３はクラ
ッチ板３２の電動モータ１側に配置されており、ケース
５内周の段付孔３４にシール材３５（Ｏリング）を介在
させて摺動自在にされている。又ピストン３３は段付孔
３４の段部３４ａとの間で圧油室ａを区画しており、圧
油室ａに供給される油圧によってクラッチ板３２に向け
て摺動される。該圧油室ａはケース５に形成された導入
孔により図示しない油圧回路に接続されている。これに
より、湿式油圧クラッチ３は、油圧回路から圧油室ａに
油圧を供給すると、ピストン３３がクラッチ板３２に向
けて摺動し、該圧油室ａ内の油圧に応じた押付け力で各
鋼板３０と摩擦板３１とを圧接させる。
【００１４】又、前記環状摩擦板３１の摩擦材料は、高
い動摩擦係数と、それに近い静摩擦係数を得る観点から
選択されるもので、例えば、セルローズ繊維などの抄製
した生紙に充填材を加えて処理したもので、弾性に富
み、ケース本体９内に封入された冷却等のための潤滑油
の吸収性が良く摩擦特性の優れたものを用いる。この様
に、摩擦板３１の摩擦材料を選択すると、各環状鋼板３
０と環状摩擦板３１とを圧接した状態でスベリが発生し
た場合は、図４に示す様に、スベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）
と摩擦係数（μ）との関係で、一般的に曲線Ａ，Ｂの如
くスベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）が高速になるにしたがって
摩擦係数（μ）が減少する事になるが、曲線Ｃの如くス
ベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）が一定速度に達した後、高速に
なるにしたがって摩擦係数（μ）が一定又は僅かづつ上
昇する様になる。これにより、シールド式掘削機Ｙに過
負荷が作用して、湿式油圧クラッチ３のクラッチ板３２
がスベリ始めても、そのスベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）の高
速化に係わらず、伝達トルクを減少させる事なく、シー
ルド式掘削機Ｙのカッタフェイス５２を駆動できる。
尚、摩擦板３１として、銅粉を主体とした適量の錫粉・
黒鉛粉・鉄粉などを添加し、板状に加圧成形し金属板に
焼結したものを用いても良く、要するに、高い動摩擦係
数と、それに近い静摩擦係数を有して、図４に示す曲線
Ｃのようなスベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）と摩擦係数（μ）
の関係を得られるものであれば、如何なる材料であって
も良い。
い動摩擦係数と、それに近い静摩擦係数を得る観点から
選択されるもので、例えば、セルローズ繊維などの抄製
した生紙に充填材を加えて処理したもので、弾性に富
み、ケース本体９内に封入された冷却等のための潤滑油
の吸収性が良く摩擦特性の優れたものを用いる。この様
に、摩擦板３１の摩擦材料を選択すると、各環状鋼板３
０と環状摩擦板３１とを圧接した状態でスベリが発生し
た場合は、図４に示す様に、スベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）
と摩擦係数（μ）との関係で、一般的に曲線Ａ，Ｂの如
くスベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）が高速になるにしたがって
摩擦係数（μ）が減少する事になるが、曲線Ｃの如くス
ベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）が一定速度に達した後、高速に
なるにしたがって摩擦係数（μ）が一定又は僅かづつ上
昇する様になる。これにより、シールド式掘削機Ｙに過
負荷が作用して、湿式油圧クラッチ３のクラッチ板３２
がスベリ始めても、そのスベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）の高
速化に係わらず、伝達トルクを減少させる事なく、シー
ルド式掘削機Ｙのカッタフェイス５２を駆動できる。
尚、摩擦板３１として、銅粉を主体とした適量の錫粉・
黒鉛粉・鉄粉などを添加し、板状に加圧成形し金属板に
焼結したものを用いても良く、要するに、高い動摩擦係
数と、それに近い静摩擦係数を有して、図４に示す曲線
Ｃのようなスベリ速度（ｍ／ｓｅｃ）と摩擦係数（μ）
の関係を得られるものであれば、如何なる材料であって
も良い。
【００１５】次に、シールドカッタ駆動用電動減速機Ｘ
の作動を、図１により説明する。シールド式掘削機Ｙの
カッタフェイス５２を回転駆動するために、電動モータ
１を駆動すると、回転軸１１から遊星減速機構２に回転
出力が伝達される。このとき、湿式油圧クラッチ３は、
ピストン３３により各環状鋼板３０と環状摩擦板３１と
を油圧に応じた押付け力で圧接する事で、リングギア１
５の回転を停止する。回転軸１１から遊星減速機構２に
伝達された出力は、該遊星減速機構２の各太陽歯車１
３，１８，２３、及び各遊星歯車１４，１９，２４を介
して所定の回転数（出力）に減速されて、出力軸４から
ピニオン５３を介してリングギア５４に伝達される。そ
して、電動モータ１の出力がリングギア５４に伝達され
ると、カッタフェイス５２が所定の回転出力（動力）に
よって回転して、油圧ジャッキによりシールド５０を先
進させることで、カッタ５１でトンネル掘削する。
の作動を、図１により説明する。シールド式掘削機Ｙの
カッタフェイス５２を回転駆動するために、電動モータ
１を駆動すると、回転軸１１から遊星減速機構２に回転
出力が伝達される。このとき、湿式油圧クラッチ３は、
ピストン３３により各環状鋼板３０と環状摩擦板３１と
を油圧に応じた押付け力で圧接する事で、リングギア１
５の回転を停止する。回転軸１１から遊星減速機構２に
伝達された出力は、該遊星減速機構２の各太陽歯車１
３，１８，２３、及び各遊星歯車１４，１９，２４を介
して所定の回転数（出力）に減速されて、出力軸４から
ピニオン５３を介してリングギア５４に伝達される。そ
して、電動モータ１の出力がリングギア５４に伝達され
ると、カッタフェイス５２が所定の回転出力（動力）に
よって回転して、油圧ジャッキによりシールド５０を先
進させることで、カッタ５１でトンネル掘削する。
【００１６】シールド式掘削機Ｙによるトンネル掘削中
に、カッタフェイス５２に出力軸４から伝達される出力
より大きな負荷（過負荷）が作用すると、回転軸１１と
第１伝動軸１２を除く遊星減速機構２の第３伝達軸２１
と第２伝達軸１６の部分がロックされる。この状態で、
電動モータ１の回転軸１１が回転し続けると、前記第１
遊星歯車１４はリングギア１５内周に沿って移動するこ
となく、軸中心に回転して出力をリングギア１５に伝達
する。そして、電動モータ１の出力がピストン３３によ
る押付け力以上になると、リングギア１５は各環状鋼板
３０と環状摩擦板３１とのスベリにより各第１遊星歯車
１４に対して相対的に回転し、この回転によって第１遊
星歯車１４を介して各軸１６，２１，４の順に回転力を
伝達させることで、シールド式掘削機Ｙのカッタフェイ
ス５３を回転駆動させる。このとき、湿式油圧クラッチ
３の各環状鋼板３０と環状摩擦板３１とのスベリ速度
（ｍ／ｓｅｃ）が高速となっても、図４に示す様に、摩
擦係数（μ）の減少をきたさないことから、過負荷によ
り湿式油圧クラッチ３の各環状鋼板３０と環状摩擦板３
１とがスベリ始めても、シールド式掘削機Ｙのカッタフ
ェイス５２に伝達される伝達トルクを減少させることな
く、カッタフェイス５３を駆動させてトンネル掘削でき
る。
に、カッタフェイス５２に出力軸４から伝達される出力
より大きな負荷（過負荷）が作用すると、回転軸１１と
第１伝動軸１２を除く遊星減速機構２の第３伝達軸２１
と第２伝達軸１６の部分がロックされる。この状態で、
電動モータ１の回転軸１１が回転し続けると、前記第１
遊星歯車１４はリングギア１５内周に沿って移動するこ
となく、軸中心に回転して出力をリングギア１５に伝達
する。そして、電動モータ１の出力がピストン３３によ
る押付け力以上になると、リングギア１５は各環状鋼板
３０と環状摩擦板３１とのスベリにより各第１遊星歯車
１４に対して相対的に回転し、この回転によって第１遊
星歯車１４を介して各軸１６，２１，４の順に回転力を
伝達させることで、シールド式掘削機Ｙのカッタフェイ
ス５３を回転駆動させる。このとき、湿式油圧クラッチ
３の各環状鋼板３０と環状摩擦板３１とのスベリ速度
（ｍ／ｓｅｃ）が高速となっても、図４に示す様に、摩
擦係数（μ）の減少をきたさないことから、過負荷によ
り湿式油圧クラッチ３の各環状鋼板３０と環状摩擦板３
１とがスベリ始めても、シールド式掘削機Ｙのカッタフ
ェイス５２に伝達される伝達トルクを減少させることな
く、カッタフェイス５３を駆動させてトンネル掘削でき
る。
【００１７】又、シールドカッタ駆動用電動減速機Ｘで
は、遊星減速機構２の第１遊星歯車１４に噛合するリン
グギア１５を設け、これに湿式油圧クラッチを一体的に
組み込んでケース本体９内に配置したので、従来の様
に、減速機、クラッチ及びモータを順々に直列的に連結
した場合と比較して、電動減速機Ｘ自体をコンパク、小
型化とすることができる。更に、湿式油圧クラッチ３を
用いて、且つ湿式油圧クラッチ３を遊星減速機構２に一
体的に組み込んでケース本体９内に配置したので、トン
ネル掘削時に、掘削された土砂や水等の影響を受ける雰
囲気中でも、安全であり防爆の要求を果たせる。
は、遊星減速機構２の第１遊星歯車１４に噛合するリン
グギア１５を設け、これに湿式油圧クラッチを一体的に
組み込んでケース本体９内に配置したので、従来の様
に、減速機、クラッチ及びモータを順々に直列的に連結
した場合と比較して、電動減速機Ｘ自体をコンパク、小
型化とすることができる。更に、湿式油圧クラッチ３を
用いて、且つ湿式油圧クラッチ３を遊星減速機構２に一
体的に組み込んでケース本体９内に配置したので、トン
ネル掘削時に、掘削された土砂や水等の影響を受ける雰
囲気中でも、安全であり防爆の要求を果たせる。
【００１８】
【発明の効果】本発明のシールドカッタ駆動用電動減速
機は、原動機の回転を減速してシールドに伝達する遊星
減速機構と、クラッチ板間の一定のスベリ速度以上で摩
擦係数が一定又は僅かに上昇するようにされた湿式油圧
クラッチとで構成したので、湿式油圧クラッチのクラッ
チ板間のスベリ速度が高速となっても、摩擦係数の減少
をきたさないことから、過負荷によりクラッチ板がスベ
リ始めても、シールド式掘削機のカッタフェイスに伝達
される伝達トルクを減少させることなく、カッタフェイ
スを駆動させてトンネル掘削できる。
機は、原動機の回転を減速してシールドに伝達する遊星
減速機構と、クラッチ板間の一定のスベリ速度以上で摩
擦係数が一定又は僅かに上昇するようにされた湿式油圧
クラッチとで構成したので、湿式油圧クラッチのクラッ
チ板間のスベリ速度が高速となっても、摩擦係数の減少
をきたさないことから、過負荷によりクラッチ板がスベ
リ始めても、シールド式掘削機のカッタフェイスに伝達
される伝達トルクを減少させることなく、カッタフェイ
スを駆動させてトンネル掘削できる。
【００１９】又、湿式油圧クラッチを、遊星減速機構に
一体的に組み込んだ構成としているので、従来のよう
に、減速機、クラッチ及びモータを直列的に連結した場
合と比較して、電動減速機自体を小型にできる。特に、
湿式油圧クラッチを用いて、且つ湿式油圧クラッチを遊
星減速機構に一体的に組み込む構成とすると、シールド
式掘削機のシールドによるトンネル掘削時に、掘削され
た土砂や水等の影響を受ける雰囲気中で使用しても、安
全であり防爆の要求を果たせる。
一体的に組み込んだ構成としているので、従来のよう
に、減速機、クラッチ及びモータを直列的に連結した場
合と比較して、電動減速機自体を小型にできる。特に、
湿式油圧クラッチを用いて、且つ湿式油圧クラッチを遊
星減速機構に一体的に組み込む構成とすると、シールド
式掘削機のシールドによるトンネル掘削時に、掘削され
た土砂や水等の影響を受ける雰囲気中で使用しても、安
全であり防爆の要求を果たせる。
【図１】シールドカッタ駆動用電動減速機とシールド掘
削機の構成を示す模式図である。
削機の構成を示す模式図である。
【図２】シールドカッタ駆動用電動減速機の構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】図２に示す湿式油圧クラッチの構造を示す拡大
図である。
図である。
【図４】湿式油圧クラッチにおける各クラッチ板間のス
ベリ速度と摩擦係数との関係を示すグラフである。
ベリ速度と摩擦係数との関係を示すグラフである。
１ 電動モータ（原動機）
２ 遊星減速機
３ 湿式油圧クラッチ
４ 出力軸
９ ケース本体
１０ ケース本体の一端の閉鎖板
１１ 原動機の回転軸
１２ 第１伝達軸
１３ 第１太陽歯車
１４ 第１遊星歯車
１５ リングギア
１６ 第２伝達軸
１８ 第２太陽歯車
１９ 第２遊星歯車
２１ 第３伝達軸
２３ 第３太陽歯車
２４ 第３遊星歯車
３０ クラッチ板の環状鋼板
３１ クラッチ板の環状摩擦板
３２ クラッチ板
３３ ピストン
５０ シールド
５１ カッタ
５２ カッタフェイス
Ｘ シールドカッタ駆動用電動減速機
Ｙ シールド式掘削機
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−127658（ＪＰ，Ａ)
特公 平６−65895（ＪＰ，Ｂ２)
実公 平４−53475（ＪＰ，Ｙ２)
実公 昭61−29837（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E21D 9/087
F16D 13/62
F16D 25/0638
Claims (2)
- 【請求項１】 トンネル掘削用のカッタ（５１）が配列
されたカッタフェイス（５２）と、該カッタフェイス
（５２）を回転自在に配置するシールド（５０）とを備
えるシールド式掘削機（Ｙ）に連結され、トンネル掘削
のため前記カッタフェイス（５２）を回転駆動させるシ
ールドカッタ駆動用電動減速機（Ｘ）において、 原動機（１）の回転を減速して前記カッタフェイス（５
２）に伝達する遊星減速機構（２）と、前記原動機
（１）と前記遊星減速機構（２）とに連結され油圧で摺
動されるピストン（３３）によって圧接自在な多数枚の
クラッチ板（３２）を有する湿式油圧クラッチ（３）と
を、筒状ケース本体（９）内に配置すると共に、 前記筒状ケース本体（９）の一端側には、該端部の閉鎖
板（１０）を貫通して前記原動機（１）の回転軸（１
１）を該筒状ケース本体（９）内に突出させ、 該筒状ケース本体（９）の他端側には、前記カッタフェ
イス（５２）に回転力を伝達する出力軸（４）が軸受を
介して回転自在に軸支されており、 前記遊星減速機構（２）は、前記原動機（１）の回転軸
（１１）に連結された第１太陽歯車（１３）と、該第１
太陽歯車（１３）に噛合する複数の第１遊星歯車（１
４）とを有し、 該第１遊星歯車（１４）を、前記筒状ケース本体（９）
内で該筒状ケース本体（９）と前記回転軸（１１）との
間で回転自在に配置されたリングギア（１５）に噛合さ
せ、 前記湿式油圧クラッチのクラッチ板（３２）は、前記リ
ングギア（１５）の外周に設けられて前記筒状ケース本
体（９）側に突出して配置された複数の環状の摩擦板
（３１）と、前記筒状ケース本体（９）側に設けられて
内側に突出して配置された複数の環状鋼板（３０）とが
前記回転軸（１１）の軸方向に所定間隔で交互に配置さ
れた構造であり、且つ、圧接された各クラッチ板間のス
ベリ速度と摩擦係数の関係を、一定のスベリ速度以上で
摩擦係数が一定又は僅かに上昇するように構成されてい
ることを特徴とするシールドカッタ駆動用電動減速機 - 【請求項２】 前記遊星減速機構（２）は、前記第１遊
星歯車（１４）によって駆動される第２伝達軸（１６）
と、該第２伝達軸（１６）に固設された第２太陽歯車
（１８）と、該第２太陽歯車（１８）によって駆動され
る第２遊星歯車（１９）と、該第２遊星歯車（１９）に
よって駆動される第３伝達軸（２１）と、該第３伝達軸
（２１）に固設された第３太陽歯車（２３）と、該第３
太陽歯車（２３）によって駆動される第３遊星歯車（２
４）とからなり、該第３遊星歯車（２４）によって前記
出力軸（４）を駆動するようにしてなることを特徴とす
る請求項１に記載のシールドカッタ駆動用電動減速機
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24243097A JP3445106B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | シールドカッタ駆動用電動減速機及び電動減速機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24243097A JP3445106B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | シールドカッタ駆動用電動減速機及び電動減速機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1181874A JPH1181874A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3445106B2 true JP3445106B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=17088989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24243097A Expired - Lifetime JP3445106B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | シールドカッタ駆動用電動減速機及び電動減速機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3445106B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2177197T3 (es) * | 1999-07-06 | 2002-12-01 | Doornes Transmissie Bv | Procedimiento para el control de una transmision de variacion continua con un embrague de deslizamiento continuo. |
| JP2003056284A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-02-26 | Shinko Electric Co Ltd | シールド掘進機用油圧クラッチユニットの緩衝起動装置 |
| CN104235317A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-24 | 蚌埠市行星工程机械有限公司 | 盾构机主驱动减速器输入花键预设定保险装置 |
| CN112815047A (zh) * | 2019-11-17 | 2021-05-18 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 井下管柱电动切割行星齿轮减速器 |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP24243097A patent/JP3445106B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1181874A (ja) | 1999-03-26 |
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