JPH04161697A - シールド掘進機の旋回軸受装置 - Google Patents

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〕 本発明はシールド掘進機のカッターヘッドを回転支持す
る旋回軸受装置に関するものである。

〔従来の技術〕

シールド掘進機でトンネルを築造するには、添付図面の
第２図及び第３図に示すごとくシールドジヤツキ１に油
圧を印加し、すでに組立てられたセグメント２を上記シ
ールドジヤツキのロンド端１ａで推してトンネル前面の
切羽面Ａに推力を与えつつ、多数のカッタービット３が
取付けられたカッターヘッド４の面板５をモーター６に
より回転駆動させ、上記切羽面Ａをカッタービット３で
掘削することに依っている。掘削されたすりはチャンバ
ー内８に充満され、スクリューコンベア９により後方へ
排出される。

シールドジヤツキ１がセグメント２を押してストローク
端に達した後、モーター６を止めて掘削を中断し、シー
ルドジヤツキ１のロッド１ｂを引き込みそれにより生じ
た空間に新たにセグメントを１リング分組立て再びシー
ルドジヤツキのロンド端１ａをそのセグメントに当てて
押し、しかる後面板５を回転させて掘削を再び開始する
。このように、掘削とセグメントの組立を交互に行いな
がらシールド機を前進させトンネルを築造して行く。

上記カッターヘッド４を回転駆動させる駆動系は、モー
ター６に取付けた減速機６ａの出力軸にビニオン６ｂを
取付け、カッターヘッド４と一体となった旋回軸受７の
回転リング７ａ側に取付けられたギア７ｂを上記ビニオ
ン６ｂに噛合させることにより構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

シールドジヤツキ１は、前面の切羽面Ａから面板５にか
かる土圧や、地山Ｂの土圧によるスキンプレート１０と
の摩擦力に抗してシールド掘進機を推進させるため、本
数を多（しまた１本当たりの推力も強く全体として強大
な推力を発するようになっている。

掘削効率をあげるためには、地質の性状に応じて切羽面
Ａには適切な推力を与えることが望ましいが、シールド
ジヤツキ１による全推力の内、地山Ｂとスキンプレート
ｌＯの間の摩擦力に抗するための力と、切羽面Ａを推す
推力との割合は、従来それらを感知する手段がないため
シールド掘進機の操業者の感に頼っており、必ずしも効
率的な掘進が行われているとは言えない。

また、シールド掘進機の推進に伴い、地山Ｂの性状が刻
々と変化し、スキンプレー目Ｏにかかる土圧および摩擦
力も同様に変化する。シールドジヤツキ１の強い推力を
シールド掘進機に与えながら推進している最中に、地山
の性状が急変しシールド掘進機を締めつけている土庄や
、スキンプレート１０と地山Ｂの摩擦力が急減した場合
、シールドジヤツキ１の全推力のかなりの割合が旋回軸
受７を介して切羽面Ａへの推力となる。このため旋回軸
受にはその能力（負荷容量）を超えて過大な荷重がかか
り軸受寿命を縮めたり、あるいは破損を招く等の弊害が
ある。

本発明は、かかる従来装置の有していた問題を解決し、
旋回軸受に作用している力すなわちカッターヘッドの推
力を知り、その値を適切なものとしてシールド掘進機を
操業できることとしたカッターヘッドの旋回軸受装置を
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記の目的は、 シールド掘進機のカッターヘッドを旋回軸受にて回転支
持し、該旋回軸受の軌道輪にはころの転動面の近傍に歪
量検出要素を備え、該歪量検出要素の出力にもとづき、
カッターヘッドに作用する推力を測定可能とした、 ことにより達成される。

〔作用〕

上述のごとくの構成にあっては、駆動源たるモーターか
らの推力は旋回軸受を介してカッターヘッドへ伝達され
る。

旋回軸受内では、上記推力は二つの軌道輪と該二つの軌
道輪の間を転動するころの間でも作用している。軌道輪
はかかる推力を受けて推力の値に対応する量の歪を生ず
る。歪量検出要素はその歪量を検出し電気信号として出
力する。

シールド掘進機の操業者は、その出力信号によりカッタ
ーヘッドに作用する推力を知ることができ、これを考慮
しつつ適正なる推力のもとてシールド掘進機を操業する
。

［実施例〕 以下、添付図面の第１図にもとづき本発明の一実施例を
説明する。なお、同図において、第２図及び第３図に示
した従来装置と共通部分には同一符号を付してその詳細
なる説明を省略する。

第１図において、７はシールド掘進機のカッターヘッド
（図示せず）を回転支持する旋回軸受であり、カッター
ヘッド側に取付けられた回転リング７ａ及び構造体１０
ａ側に取付けられた固定リング７ｃを二つの軸受軌道輪
とし、両リング７ａ及び７ｃの間に転動体としての円筒
ころ７ｄ、　７ｅ、　７ｆが配置されている。これらの
ころは、ころ７ｄ、７ｆが推力を受け、ころ７ｅが半径
力を受けるようになっている。

上記固定リング７ｃは、ころ７ｄのための転動面の背部
近傍に凹所１２が形成されており、ここに歪量検出要素
としての歪ゲージ１１が設けられている。

なお、１３は該歪ゲージ１１の出力信号を取り出すため
のケーブルであり、歪量測定器（図示せず）に接続され
ている。推力の検知は予めカッターヘッドに値が既知の
荷重をかけて歪量を測定してその対応についてのデータ
を取り、掘進中の実際の歪量と該データとを照合して歪
量を推力に換算することにより、カッターヘッド４への
推力を検知できるようになっている。なお、図示の本実
施例では推力の作用による固定リングの半径方向の伸び
による測定方式であるが、これに限定されず固定リング
の軸方向に延びる面に歪ゲージを取りつけて軸方向での
圧縮による縮みを測定する方式であってもよい。また、
歪ゲージを複数用いて、単独あるいは組合せて利用する
ことも可能である。

ここで歪ゲージは１方向ゲージまたは２．３方向ゲージ
等の利用が考えられる。

かくして、シールド掘進機の操業者は上記歪量にもとづ
いて歪量測定器に示される値により軸受に作用する推力
、すなわち、カッターヘッドに作用する推力を知ること
ができる。したがって、掘進効率を高めかつ軸受に過度
な負荷をかけることなく、シールドジヤツキの出力を調
整して適正な推力で掘進を行う。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば推力をカッターヘッドに
伝達するころの転動面の近くにおける軸受軌道輪の歪量
を測定して推力を検知できるようにしたので、シールド
掘進機の操業者は、掘削する地山の性状に合わせてシー
ルドジヤツキに印加する油圧を調節することによりカッ
ターヘッドへの推力を調整でき、最適な掘削効率が得ら
れるようにシールド掘進機を操作できる。また、カッタ
ーヘッドへの推力を知ることができるため、旋回軸受に
過度の荷重がかかよぬよう監視することにより、ベアリ
ングの寿命を縮めたり破損を招く等の弊害を回避できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で旋回軸受部を示す断面図、第
２図は従来のシールド掘進機の縦断面図、第３図は第２
図の旋回軸受部の拡大断面図である。 ４・・・・・・・・・・・・・・・カッターヘッド７・
・・・・・・・・・・・・・・旋回軸受７ａ、７ｃ・・
・・・・・・・軌道輪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シールド掘進機のカッターヘッドを旋回軸受にて回転支
   持し、該旋回軸受の軌道輪にはころの転動面の近傍に歪
   量検出要素を備え、該歪量検出要素の出力にもとづき、
   カッターヘッドに作用する推力を測定可能としたシール
   ド掘進機の旋回軸受装置。