JP4176001B2 - Shield machine - Google Patents
Shield machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4176001B2 JP4176001B2 JP2003400935A JP2003400935A JP4176001B2 JP 4176001 B2 JP4176001 B2 JP 4176001B2 JP 2003400935 A JP2003400935 A JP 2003400935A JP 2003400935 A JP2003400935 A JP 2003400935A JP 4176001 B2 JP4176001 B2 JP 4176001B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- shaped
- external gear
- cutter head
- shaped external
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
本発明は、断面が略正方形状のトンネルを掘削し得るシールド掘進機に関するものである。 The present invention relates to a shield machine capable of excavating a tunnel having a substantially square cross section.
シールド掘進機の中には、ルーロの三角形の動作原理を利用したものがあり、このシールド掘進機は、回転軸部の前端部に、3本のアーム状カッタ部が等角度おきで放射状に突設されてなるカッタヘッドを、公転および自転させることにより、断面が略正方形状のトンネルを掘削するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Some shield machines use the operating principle of the triangle of the Ruro, and this shield machine has three arm-shaped cutters projecting radially at equal angles at the front end of the rotating shaft. There is one in which a cutter head formed is excavated and rotated to excavate a tunnel having a substantially square cross section (for example, see Patent Document 1).
このシールド掘進機は、図6に示すように、シールド本体51内の前部に配置された隔壁52に回転自在に設けられた回転板体53に、軸受部材(後述する55,57に相当する)を介して、その回転軸心cから所定距離eだけ偏心した位置dでカッタヘッド54の回転軸部54aを回転自在に支持したもので、しかもこの回転軸部54aを、カッタヘッド54の回転方向(自転)と逆方向に3/4倍の速度でもって回転(公転)させるようにしたものである。
As shown in FIG. 6, this shield machine has bearing members (corresponding to 55 and 57 described later) on a
以下、カッタヘッド54の回転駆動機構および支持構造について簡単に説明する。
上記カッタヘッド54の回転軸部54aについては、その前方寄り部分が回転板体53に軸受55を介して支持されるとともに、後部についても回転板部56により軸受57を介して支持されている。
Hereinafter, the rotation drive mechanism and support structure of the
The rotating
上記回転板体53の後面外周部には、第1リング状外歯車61が取り付けられ、また回転板体53と回転板部56との間の回転軸部54aの外周には、シールド本体51側に固定されたリング状内歯車62に噛合する第2リング状外歯車63が取り付けられている。
A first ring-shaped
そして、電動機64により、第1リング状外歯車61を介して回転板体53が所定方向に回転(公転)されると、リング状内歯車62および第2リング状外歯車63を介して、回転軸部54aが公転方向とは逆方向に回転(自転)されて、断面が略正方形状のトンネルが掘削される。
上記シールド掘進機の構成によると、カッタヘッド54の回転軸部54aについては、前後部にて、それぞれ軸受55,57を介して支持されるとともに、これら両軸受55,57による支持箇所の中間位置には、自転用の第2リング状外歯車63が取り付けられているため、どうしても、回転軸部54aが長くなり、当然に、シールド本体51の全長も長くなる。したがって、曲線施工時における曲進性能が低下するとともに、重量の増加により、制御性能についても低下するという問題がある。
According to the configuration of the shield machine, the
そこで、本発明は、ルーロの三角形の動作原理を用いて断面が略正方形状のトンネルを掘削するものにおいて、シールド本体の小型化および軽量化を図り得るシールド掘進機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a shield machine capable of reducing the size and weight of a shield main body in a tunnel excavating a substantially square cross section by using the operating principle of a triangular triangle. .
上記課題を解決するために、本発明のシールド掘進機は、シールド本体の前部に回転自在に設けられた回転板体に、その回転軸心に対して偏心した位置で、回転軸部の前端部に3本のアーム状カッタ部が等角度おきで突設されてなるカッタヘッドを回転自在に支持するとともに、上記回転板体を、その外周近傍に取り付けられた第1リング状外歯車を介して回転駆動機により所定方向に回転させた際に、連動機構を介して、上記カッタヘッドを逆方向に4/3倍の速度でもって回転させてアーム状カッタ部により略正方形状のトンネルを掘削するシールド掘進機であって、
上記連動機構を、上記第1リング状外歯車と同一軸心を有するようにシールド本体側に支持されたリング状内歯車と、上記カッタヘッドの回転軸部の後部に取付部材を介して取り付けられるとともに上記リング状内歯車に噛合する第2リング状外歯車とから構成し、
且つ上記第2リング状外歯車を、軸受部材を介して上記回転板体側に支持させたものである。
In order to solve the above-described problems, the shield machine of the present invention provides a rotating plate body rotatably provided at the front portion of the shield body, at a position eccentric to the rotation axis, and at the front end of the rotating shaft portion. The three arm-shaped cutter parts project at the same angle to support the cutter head rotatably, and the rotary plate body is connected to the outer periphery of the first ring-shaped external gear attached to the vicinity thereof. When the rotary drive is rotated in a predetermined direction, the cutter head is rotated at a speed of 4/3 times in the reverse direction via an interlocking mechanism, and a substantially square tunnel is excavated by the arm-shaped cutter unit. A shield machine that
The interlocking mechanism is attached via a mounting member to a ring-shaped internal gear supported on the shield body side so as to have the same axis as the first ring-shaped external gear, and to the rear portion of the rotary shaft portion of the cutter head. And a second ring-shaped external gear meshing with the ring-shaped internal gear.
Further, the second ring-shaped external gear is supported on the rotating plate body side via a bearing member.
上記の構成によると、回転軸部の後部に取付部材を介して設けられた第2リング状外歯車を、回転板体側に軸受部材を介して支持したので、従来のように、第2リング状外歯車よりも後方位置で回転軸部の後端部を回転板などにより支持する必要がなくなり、回転軸部を短くすることができる。すなわち、回転軸部が短くなると、シールド本体も短くすることができるので、曲線施工時における曲進性能の向上を図り得るとともに、重量の軽減化により、制御性能についても向上を図ることができる。 According to the above configuration, the second ring-shaped external gear provided on the rear portion of the rotating shaft portion via the mounting member is supported on the rotating plate body via the bearing member. It is not necessary to support the rear end portion of the rotating shaft portion with a rotating plate or the like at a position behind the external gear, and the rotating shaft portion can be shortened. That is, when the rotating shaft portion is shortened, the shield body can also be shortened, so that it is possible to improve the bending performance at the time of curve construction, and it is possible to improve the control performance by reducing the weight.
以下、ルーロの三角形の動作原理を用いて断面が略正方形状のトンネルを掘削するものにおいて、シールド本体の小型化および軽量化を図り得るシールド掘進機について説明する。
[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態に係るシールド掘進機を、図1〜図3に基づき説明する。
Hereinafter, a shield machine that excavates a tunnel having a substantially square cross section using the operating principle of the triangular triangle will be described.
[Embodiment]
Hereinafter, a shield machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
このシールド掘進機は、図1〜図3に示すように、断面が略正方形状に形成されてなるシールド本体1と、このシールド本体1の前部内周面に設けられた隔壁2に軸受3を介して当該シールド本体1の中心軸a回りで回転自在に支持された円形の回転板体4と、この回転板体4の中心軸(回転軸心ともいう)aとは所定距離eだけ偏心した位置bで当該回転板体4を挿通するように取り付けられるとともに中心部に貫通穴5aが形成された筒状部材5と、この筒状部材5の貫通穴5a内にラジアル軸受(例えば、自動調心軸受が用いられる)6を介して回転自在に挿通(支持)された回転軸部7aおよび当該回転軸部7aの前端部に等角度おきで且つ放射状に突設された3本のアーム状カッタ部7bからなるカッタヘッド7と、上記回転板体4を回転させる回転駆動装置8とを有するとともに、上記回転板体4が所定方向に回転された際に、カッタヘッド7を当該回転板体4とは逆方向に4/3倍の速度で回転させるための連動機構9が具備されている。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the shield machine has a
上記回転駆動装置8は、回転板体4の外周近傍で且つ後方に突出して設けられた第1リング状外歯車(外周面に歯部が設けられたもの)11と、この第1リング状外歯車11を駆動用歯車(図示せず)を介して回転させる回転駆動機(例えば、電動機が用いられる)12とから構成されている。
The rotational drive device 8 includes a first ring-shaped external gear 11 (having teeth on the outer peripheral surface) 11 provided in the vicinity of the outer periphery of the
また、上記連動機構9は、上記第1リング状外歯車11の内方位置(対向する位置)で且つ当該第1リング状外歯車11の回転軸心aと同一軸心を有するように取付ブラケット(取付壁でもある)14を介してシールド本体1側に取り付けられたリング状内歯車(内周面に歯部が設けられたもの)15と、上記カッタヘッド7の回転軸部7aの後部に取付ブラケット(取付部材の一例)16を介して支持されるとともに上記リング状内歯車15に噛合する第2リング状外歯車(外周面に歯部が設けられたもので、歯車体の一例である)17とから構成され、しかもこの第2リング状外歯車17は、回転板体4の後面に取り付けられた旋回台軸受(軸受部材の一例)18を介して、回転板体4側にも支持されている。上記旋回台軸受18は、第2リング状外歯車17の内面に突設された環状突条部17aの前後面および内周面の3面に配置される円筒ころ18aにより構成されている。すなわち、これら円筒ころ18aにより、前後スラスト方向およびラジアル方向での支持が行われる。さらに、リング状内歯車15と第2リング状外歯車17との歯数の比は、回転板体4が所定方向に1回転する間に、言い換えれば、筒状部材5に支持されたカッタヘッド7が1回転でもって公転する間に、カッタヘッド7がその軸心回りで逆方向に4/3回(相対角度)でもって自転するように構成されている。すなわち、シールド本体1に対してカッタヘッド7が所定方向に1回転(自転)する間に、同じくシールド本体1に対して回転板体4が逆方向に3回転(公転)して、各アーム状カッタ部7bの先端部が正方形状に移動するため、断面が略正方形状のトンネルが掘削されることになる。
In addition, the
なお、第1リング状外歯車11についても、シールド本体1側に支持されたリング状内歯車15側に軸受部材として旋回台軸受19を介して支持されている。この旋回台軸受19は、第2リング状外歯車17を回転板体4側に支持するための旋回台軸受18と同じ構成であり、リング状内歯車15の外面に突設された環状突条部15aの前後面および内周面の3面に配置される円筒ころ19aにより構成されている。
The first ring-shaped
また、シールド本体1内には、図示しないが、隔壁2の下部に接続されてカッタヘッド7により掘削された掘削土砂を外部に排出するためのスクリュウ式排土装置が配置され、さらにシールドジャッキおよび掘削されたトンネル内壁面にセグメントを設置するためのセグメント組立装置が配置されており、またカッタヘッド7のアーム状カッタ部8にはコピーカッタ21が配置されている。
In addition, although not shown in the figure, a screw type earth discharging device connected to the lower part of the
上記シールド掘進機において、回転駆動機12を作動させると、第1リング状外歯車11を介して回転板体4が所定方向に回転し、回転板体4が所定方向に回転すると、当該回転板体4の偏心位置に設けられた筒状部材5が偏心距離eに相当する半径でもってシールド本体1の中心軸心a回りで公転する。
In the shield machine, when the
筒状部材5が公転すると、カッタヘッド7の回転軸部7aに取り付けられている第2リング状外歯車17がリング状内歯車15に対して移動するため、両者の噛合により、第2リング状外歯車17が回転板体4の回転方向とは逆方向に回転する。これら両者の回転により、カッタヘッド7の(アーム状カッタ部7bの先端)先端部が正方形状に移動して略正方形状のトンネルが掘削される。
When the cylindrical member 5 revolves, the second ring-shaped
上述したように、回転軸部7aの後部に取付ブラケット16を介して設けられた第2リング状外歯車17を、回転板体4側に旋回台軸受18を介して支持したので、従来のように、第2リング状外歯車よりも後方位置で回転軸部の後端部を回転板などにより支持する必要がなく、したがって回転軸部を短くすることができる。このように、回転軸部7aが短くなると、シールド本体1も短くすることができるので、曲線施工時における曲進性能の向上を図り得るとともに、重量の軽減化により、制御性能についても向上を図ることができる。さらに、回転軸部7aが短くなると、製作精度が向上するとともに発生する撓みが小さくなり、したがって隔壁と支持壁との2箇所にて回転軸部を支持する際に、軸心が振れるのを抑制することができるので、掘削作業(掘削制御)の信頼性の向上を図ることができる。
As described above, the second ring-shaped
ところで、上記実施の形態においては、第2リング状外歯車17を回転板体4側に支持する旋回台軸受18として、環状凸部17aの3面(3方)に円筒ころ18aを配置したものを用いたが、例えば図4に示すように、単列のボール軸受よりなる旋回台軸受31を用いてもよい。勿論、旋回台軸受であるボール軸受31の内輪31a側が回転板体4側に取り付けられるとともに、外輪31b側が第2リング状外歯車17側に取り付けられる。この旋回台軸受31は、前方向および後方向に作用するスラストおよびラジアル荷重を支持するものである。回転軸部7aに作用するモーメント荷重は、旋回台軸受31と前部に設けられたラジアル軸受6とにより支持される。
By the way, in the said embodiment, the
また、図5に示すように、筒状部材5に回転軸部7aを支持する際に、ラジアル軸受6に加えてボール軸受よりなるスラスト軸受32を設けてもよい。回転軸部7aに作用するモーメント荷重は、第2リング状外歯車17を支持する旋回台軸受31と回転軸部7aの前部に設けられたラジアル軸受6とにより支持され、また回転軸部7aに作用する前方向に作用するスラスト荷重は、スラスト軸受32により支持される。なお、後方向に作用するスラスト荷重は、旋回台軸受31により支持される。
Further, as shown in FIG. 5, when the
1 シールド本体
2 隔壁
4 回転板体
5 筒状部材
5a 貫通穴
7 カッタヘッド
7a 回転軸部
7b アーム状カッタ部
8 回転駆動装置
9 連動機構
11 第1リング状外歯車
12 回転駆動機
15 リング状内歯車
16 取付ブラケット
17 第2リング状外歯車
18 旋回台軸受
18a 円筒ころ
31 旋回台軸受
32 ラジアル軸受
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記連動機構を、上記第1リング状外歯車と同一軸心を有するようにシールド本体側に支持されたリング状内歯車と、上記カッタヘッドの回転軸部の後部に取付部材を介して取り付けられるとともに上記リング状内歯車に噛合する第2リング状外歯車とから構成し、
且つ上記第2リング状外歯車を、軸受部材を介して上記回転板体側に支持させたことを特徴とするシールド掘進機。 Three arm-shaped cutters project at equiangular positions on the front end of the rotating shaft at a position eccentric to the rotating shaft center on the rotating plate provided on the front of the shield body. A rotating mechanism that supports the cutter head formed in a rotatable manner and rotates the rotating plate body in a predetermined direction by a rotary drive through a first ring-shaped external gear attached in the vicinity of the outer periphery thereof. A shield machine that rotates the cutter head in the reverse direction at a speed of 4/3 times to excavate a substantially square tunnel by the arm-shaped cutter unit,
The interlocking mechanism is attached via a mounting member to a ring-shaped internal gear supported on the shield body side so as to have the same axis as the first ring-shaped external gear, and to the rear portion of the rotary shaft portion of the cutter head. And a second ring-shaped external gear meshing with the ring-shaped internal gear.
A shield machine according to claim 1, wherein the second ring-shaped external gear is supported on the rotating plate body side via a bearing member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003400935A JP4176001B2 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003400935A JP4176001B2 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Shield machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005163306A JP2005163306A (en) | 2005-06-23 |
JP4176001B2 true JP4176001B2 (en) | 2008-11-05 |
Family
ID=34725008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003400935A Expired - Fee Related JP4176001B2 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Shield machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4176001B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113356867B (en) * | 2021-04-26 | 2023-05-09 | 中国建筑股份有限公司 | Shield tunneling machine cutterhead, hob used on shield tunneling machine cutterhead and shield tunneling machine |
CN113236273B (en) * | 2021-05-26 | 2024-06-07 | 上海隧道工程有限公司 | Motor driving device for driving eccentric cutterhead to revolve and rotate |
CN113818899A (en) * | 2021-09-18 | 2021-12-21 | 上海隧道工程有限公司 | Earth pressure balance muddy water conveying type planet single-cutter-disc square push bench and construction method thereof |
-
2003
- 2003-12-01 JP JP2003400935A patent/JP4176001B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005163306A (en) | 2005-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4176001B2 (en) | Shield machine | |
JP4212499B2 (en) | Shield machine | |
JP2760736B2 (en) | Shield excavator for deformed section | |
JP4383221B2 (en) | Shield machine and tunnel excavation method | |
JP3534490B2 (en) | Tunnel excavator and tunnel excavation method | |
JP2872894B2 (en) | Shield machine | |
JP4342285B2 (en) | Shield machine | |
JP2991903B2 (en) | Large section rectangular shield excavator | |
JP2865510B2 (en) | Shield machine | |
JP2839431B2 (en) | Shield machine | |
JPH09268600A (en) | Adjusting method and structure of backlash in construction machine | |
JP3606733B2 (en) | Drive mechanism of shield machine for rectangular section | |
JP2865990B2 (en) | Rectangular shield excavator | |
JP2007284909A (en) | Turning mechanism and excavator | |
JP2839433B2 (en) | Copy cutter for shield machine | |
JP3886336B2 (en) | Tunnel excavator | |
JP2002349192A (en) | Excavator | |
JPH09119288A (en) | Free sectional shield machine | |
JP3792071B2 (en) | Shield machine | |
JPH1113389A (en) | Method for propelling by shield jack, and excavating machine for executing the same | |
JP3397308B2 (en) | Underground excavator | |
JPH0781509B2 (en) | Free section shield machine | |
JPH0781508B2 (en) | Free section shield machine | |
JP3942908B2 (en) | Oscillating cutter device and shield machine using the same | |
JPH0781507B2 (en) | Free section shield machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050916 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070920 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080430 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080513 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080617 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080722 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080819 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4176001 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130829 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |