JPH01310089A - シールド掘削機 - Google Patents

シールド掘削機

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JPH01310089A
JPH01310089A JP13701888A JP13701888A JPH01310089A JP H01310089 A JPH01310089 A JP H01310089A JP 13701888 A JP13701888 A JP 13701888A JP 13701888 A JP13701888 A JP 13701888A JP H01310089 A JPH01310089 A JP H01310089A
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cutters
cutter
slush
shield
cutting
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JP13701888A
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Toshinori Teramoto
利徳 寺本
Toru Inada
徹 稲田
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Penta Ocean Construction Co Ltd
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Penta Ocean Construction Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/08Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、地下鉄道等のトンネル横築に際し大断面の横
坑を掘削するに適したシールド掘削機に関する。
(従来の技術) 従来、複線地下鉄道等のように大断面の横坑を掘削する
シールド掘削機には、第7図に示すように、回転軸1の
廻りに放射状に突出させたスポーク2.2・・・・・・
を有し、その各スポーク2の前面に切刃3.3・・・・
・・を固着した複数の回転式カッター4.4を同一平面
上にて回転させ、断面が眼鏡型の横坑を掘削するように
したもの(特公昭61−47958号公報)や、第8図
に示すように回転軸lの前端に固定した円形のカッター
プレート5の前面に切刃6.6・・・・・・を固定した
複数の回転式カッター7.7を前後にずらせて配置し、
断面が眼鏡型の横坑を掘削するようにしたもの(特開昭
62−178693号公報)、更には第9図に示すよう
に、全体が楕円形になるように複数の回転カッター8.
9を配置し、断面が楕円形の横坑を掘削するようにした
もの(特開昭61−221494号公報、特開昭61−
49100号公報)がある、またこの他に前述した第8
図に示すカッタープレート5.5を上下に配置して、断
面が編向きの眼鏡型をした横坑を掘削するようにしたも
の(特開昭60−141993号公報)がある。
(発明が解決しようとする課題) このような従来のシールド掘削機は、カッターを回転運
動させることにより大断面の掘削を行なわせるものであ
るため、これを動作させるための駆動トルクが大きくな
ければならず、大型のモーターが必要であり、また支軸
も大きく、軸受も大荷動に耐えるものが必要となって、
大型になればなる程、全体が著しく高価なものとなり、
しかも分解しても大型部品が多く輸送が困難になるとい
う問題があった。また、カッターを回転運動させるもの
であるため、掘削断面形状も眼鏡型や楕円形等の限られ
たものとならざるを得ないという問題があった。
更にまた、回転運動させるカッターではその回転中心部
分と回転外周内部分とでは、切削速度が異なり、全ての
部分が地層に合った切削速度にすることがでない等の問
題があった。
本発明はこのような従来の問題にかんがみ、小型部品の
組合せによる装置で大断面の掘削ができ、製造コストが
低く分解輸送が容易で、しかも掘削に際しては地層に合
わせた切削速度を全域において採ることができ、更に、
掘削断面形状を必要に応じた形状となすことが可能なシ
ールド掘削機の提供を目的としたらのである。
(課題を解決するための手段) 上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成する
ための本発明のシールド掘削機の特徴は、筒状をしたシ
ールド外筒の先端部に該シールド外筒の軸心方向に直交
する向きに直線的に往復動作するカッターを平行配置に
多数並べて備え、その各カッター個別に往復駆動させる
駆動手段を備えたことにある。
(作用) このシールド掘削機は、平行配置に並べたカッターを直
線的に往復動作させることにより掘削がなされ、その掘
削断面はカッターが並べられた全体の形状より往復動作
方向側がそのストローク分だけ大きい形状となる。また
各カッターの長さ、及びその数を変化させることによっ
て必要に応じた掘削断面形状を構成することが可能であ
り、シールド外筒の形状を必要な掘削断面形状に作成し
、これに対応させてカッターを配置し、必要な掘削断面
となすことができる。
更に、各カッターは独立して駆動されるものであるため
、各カッター毎に、その部分の地質に合わせて切削速度
を変化させることができ、また全体が同質の地質である
場合には、全体を−様な切削速度で切削できる。
(実施例) 次に本発明の実施の一例を第1図〜第3図について説明
する。
図中11は方形筒状をしたシールド外筒である。
このシールド外筒11は後端部にセグメント組立部12
が設けられ、図には示してないがセグメント組立機を使
用して掘削後の横坑内面を覆うようにセグメント13を
順次組み立てるようにしている。14は掘進用のジヤツ
キであり、組立後のセグメント13の端面に反力を取り
シールド外筒11を押し出すようにしている。
シールド外筒11の前端部稍後方側には、隔壁15が設
けられ、その前面側が泥水室16となっている。泥水室
16の前方側に多数のカッター17A、17A・・・・
・・及び17B、17B・・・・・・が設けられている
。この各カッター17A、17Bは、いずれも水平配置
の主枠18の前面に垂直配置の切刃支持棹19.19・
・・・・・が互いに平行配置に固定され、その各切刃支
持棹19に左右両方向に向けた切刃20.20が固定さ
れている。そしてカッター17Aとカッター17Bは交
互にかつ互いに平行に配置され、カッター17Aは前方
側に、カッター17Bは後方側に互いにずれて配置され
ている。また各カッター17Aと17B間において両者
の切刃20.20はその端部が前後方向に互いに重り合
うように配置されている。
このように構成される各カッター17A、17Bは、そ
れぞれ複数のサポートシャフト21.21・・・・・・
と−本の駆動用シャフト22に支持されている。各シャ
フト21.22は、隔壁15の前面に水平配置に固定し
た摺動ガイド23と、この隔壁15の前方側に設けられ
たシャフト支持板24にあけられた水平配置のガイド穴
25に摺動体26.27を介して支持されている。駆動
用シャフト22にはコネクティングロッド28の一端が
固定され、このコネクティングロッド28の他端がクラ
ンク29に対しクランクピン30によって枢着されてお
り、クランク2つが回転することによリシャフト22が
水平方向に往復動作されるようにしている。クランク2
9は、そのクランク軸31が隔壁15を貫通し、その背
面に軸受32.32により軸受されて支持されている。
クランク31には大ギヤ33が固定され、その大ギヤ3
3にモーター34.34の回転軸に固定したピニオンギ
ヤ35.35が噛合され、モーター34.34によりギ
ヤ35.33及びクランク軸31を介してクランク29
を回転させコネクティングロッド28を介してシャフト
22を往復動作させるようにしている。
なお、コネクティングロッド28にはその長さを調節自
在なジヤツキ36を有しており、このジヤツキ36を伸
長もしくは縮小させることによって、カッター17A、
17Bの端部をシールド外筒11の側部外まで移動させ
、いわゆる余堀ができるようになっている。
上述したモーター34、ギヤ33.35、クランク軸3
1、クランク29及びコネクティングロッド28からな
るカッター駆動手段39が各カッター17A、17A・
・・・・・、17B、17B・・・・・・毎にそれぞれ
個別に設けられ、その各カッター駆動手段39の各モー
ター34はそれぞれ個別にその回転速度が調節できるよ
うになっている。
また上述のように支持され駆動されるカッター17A、
17Bは、往復動することによってシールド外筒11の
前方側全面が覆われ、形状に多数段けられ、カッター1
7A、17Bを往復動させつつシールド外F511の断
面形状と同じ横坑が掘削されるようにしている。
掘削に際しては送泥管40より泥水を送り込み、切羽の
崩落を防止しつつ、各カッター17A、17Bの切刃2
0によって切削された土砂を泥水とともに排泥管41よ
り排出させる。また掘削しようとする地山の土質が上下
にて異なる場合には、その土質の違いに応じて各カッタ
ー17A、17Bの往復動作速度を違え、各部において
最も適切な切削速度にて掘削する。
なお上述の実施例では、方形状の掘削断面形状にカッタ
ーを配置した場合を示しているが、この他必要に応じ第
4図に示すような眼鏡型、第5図に示すような山岳トン
ネル型、第6図に示すような異径眼鏡型等の各種の形状
をなし得るものである。
(発明の効果) 上述したように本発明のシールド掘削機は、複数列配置
に各カッターを並べて設け、これらを個別的に往復動さ
せて掘削するものであるため、各カッター毎の駆動トル
クは小さくてよく、従って従来のように大型のシャフト
や大口径の軸受が不要となり、各部品が高価とならず全
体のコストを削減できるとともに各駆動手段も小さくて
よく、装置内のスペースを広く収ることができるという
利点がある。また本発明では、各カッター及びその駆動
手段が小型となるため、分解した際の運搬が容易となる
利点がある。更に本発明では、独立したカッター駆動手
段を設けているため、各カッター毎に地山に合った切削
速度となすことができ、効率の良い掘削ができるという
利点がある。更にまた本発明ではシールド外筒に対する
カッターの左右方向の位置の調節が可能な構造にするこ
とが容易であり、曲進時等の余堀が自由に調整できるこ
との可能な装置とすることが容易であるという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシールド掘削機の正面図、第2図は同
中央縦断側面図、第3図は第1図中のA−A線断面図、
第4図〜第6図はそれぞれ別々のカッター配置を示す正
面図、第7図〜第9図は従来例の概略を示す正面図であ
る。 11・・・・・・シールド外筒、13・・・・・・セグ
メント、14・・・・・・ジヤツキ、15・・・・・・
隔壁、16・・・・・・泥水室、17A、17B・・・
・・・カッター、18・・・・・・主枠、19・・・・
・・切刃支持棹、20・・・・・・切刃、21・・・・
・・サポート用シャフト、22・・・・・・駆動用シャ
フト、28・・・・・・コネクティングロッド、29・
・・・・・クランク、30・・・・・・クランクピン、
31・・・・・・クランク軸、33・・・・・・大ギヤ
、34・・・・・・モーター、35・・・・・・ピニオ
ンギヤ、36・・・・・・ジヤツキ、39・・・・・・
カッター駆動手段。 第1図 第3図 第2図 第7図 第9図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  筒状をしたシールド外筒の先端部に該シールド外筒の
    軸心方向に直交する向きに直線的に往復動作するカッタ
    ーを平行配置に多数並べて備え、その各カッター個別に
    往復駆動させる駆動手段を備えてなるシールド掘削機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0497454A2 (en) * 1991-01-14 1992-08-05 Kabushiki Kaisha Iseki Kaihatsu Koki Rectangular shield excavating machine
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