JPH061036B2 - Shield machine - Google Patents

Shield machine

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Publication number
JPH061036B2
JPH061036B2 JP60272072A JP27207285A JPH061036B2 JP H061036 B2 JPH061036 B2 JP H061036B2 JP 60272072 A JP60272072 A JP 60272072A JP 27207285 A JP27207285 A JP 27207285A JP H061036 B2 JPH061036 B2 JP H061036B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutter
center
outer peripheral
cutters
mud
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60272072A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62133295A (en
Inventor
博美 萩本
豊 加島
建治 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DAIHO KENSETSU
Original Assignee
DAIHO KENSETSU
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Filing date
Publication date
Application filed by DAIHO KENSETSU filed Critical DAIHO KENSETSU
Priority to JP60272072A priority Critical patent/JPH061036B2/en
Publication of JPS62133295A publication Critical patent/JPS62133295A/en
Publication of JPH061036B2 publication Critical patent/JPH061036B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は地中にトンネルの如き横坑を構築する場合に用
いられる大口径のシールド掘進機に関する。
The present invention relates to a large-diameter shield machine used when constructing a tunnel such as a tunnel in the ground.

(従来技術およびその問題点) 従来、大口径のシールド掘進機のカッターは、第5図に
示すように、一つの巨大な回転型カッター100により構
成されていた。しかし、この場合、カッター自体の重量
が大きく、しかもカッターに加わるトルクも大きいた
め、カッターを支える軸受101や、カッター自体が巨大
化して製作費が過大となっていた。
(Prior Art and its Problems) Conventionally, a cutter of a shield excavator having a large diameter has been constituted by one huge rotary cutter 100 as shown in FIG. However, in this case, since the weight of the cutter itself is large and the torque applied to the cutter is also large, the bearing 101 that supports the cutter and the cutter themselves are huge, and the manufacturing cost is excessive.

また、土圧系の泥土加圧シールドにおいては、掘削土砂
に作泥土材を注入しシールド機内の切羽室102内で練り
混ぜることにより掘削土砂を泥土に変換し、この泥土に
よる圧力で切羽を安定させつつ掘進させるもので、掘削
土砂と作泥土材とを練り混ぜる練り混ぜ機構が掘削土砂
の泥土化にとって重要なこととなる。
Also, in the mud pressure shield of earth pressure system, excavated mud is converted into mud by injecting mud mud material into the excavated sand and kneading in the cutting chamber 102 inside the shield machine, and the cutting face is stabilized by the pressure of this mud. The excavation is carried out while the excavation is carried out, and the kneading mechanism for kneading the excavated soil and the mud soil material is important for making the excavated soil mud.

しかして、大口径の場合、外周部に比べ内周部はカッタ
ー100の移動速度が非常に遅くなるので、カッタースポ
ーク104の後方に設けた練り混ぜ翼103だけでは、練り混
ぜが不十分となるので、掘削土砂が塑性流動化されず、
掘進に支障をきたすことになる。そこで、カッター100
とは別駆動の中央部練り混ぜ翼などを装備することが必
要となって製作費の増大を招く。
However, in the case of a large diameter, the moving speed of the cutter 100 is much slower in the inner peripheral portion than in the outer peripheral portion, so that the mixing blades 103 provided behind the cutter spokes 104 alone do not provide sufficient mixing. Therefore, the excavated soil is not plasticized,
This will hinder the excavation. So, the cutter 100
In addition to this, it is necessary to equip with a central mixing blade and the like, which is driven differently, which causes an increase in manufacturing cost.

(発明の目的) 本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、その目的と
するところは複数基のカッターを組合せて一つの大きな
円形の掘削断面を得るようにし、よって個々のカッター
を通常の小、中口径のものと同程度の構造でも良くして
コスト高を抑え、かつビットの摩耗も小なく、しかも練
り混ぜ能力が高いシールド掘進機を提供することにあ
る。
(Object of the invention) The present invention has been proposed in view of the above-mentioned points, and an object thereof is to combine a plurality of cutters to obtain one large circular excavation cross section, and thus to separate individual cutters from each other. The purpose of the present invention is to provide a shield machine having a structure similar to that of a small or medium caliber, which can reduce the cost, has little bit wear, and has a high kneading ability.

(問題点を解決するための手段) すなわち、本発明は上記目的を達成するために、大口径
のシールド掘進機において、シールド掘進機の前方中央
部に中心カッターを設け、この中心カッターの周囲に互
いに同期制御され、かつ回転円が重なり合う中間カッタ
ーを複数設け、この中間カッターの外周部に外周カッタ
ーを設け、かつこれら中心カッター、中間カッターおよ
び外周カッター相互の軌跡の外周縁は全て重なるよう各
カッターを配置した構成とし、上記目的を達成してい
る。
(Means for Solving the Problems) That is, in order to achieve the above object, the present invention provides a large-diameter shield machine with a central cutter in the front center part of the shield machine and around the central cutter. A plurality of intermediate cutters that are controlled in synchronization with each other and whose rotating circles overlap are provided, and an outer peripheral cutter is provided on the outer peripheral portion of this intermediate cutter, and the outer edges of the loci of these center cutter, intermediate cutter, and outer peripheral cutter all overlap so that each cutter overlaps. The above object is achieved.

また、大口径のシールド掘進機において、シールド掘進
機の前方中央部に中心カッターを設け、この中心カッタ
ーの周囲に公・自転可能であって中心カッターの外周縁
の軌跡と外周縁の軌跡が重なる複数基の周辺カッターを
設けた構成とし、上記目的を達成している。
Further, in a large-diameter shield machine, a center cutter is provided in the front center part of the shield machine, which can be revolved around the center cutter, and the locus of the outer edge and the locus of the outer edge overlap. A plurality of peripheral cutters are provided to achieve the above object.

(作用) 本発明においては、小ないし中口径のカッターを複数基
組合せて大口径シールドのカッターとすることにより、
個々のカッターにかかるトルクを個々のカッターに分散
させ、個々のカッターは通常の小、中口径シールドのカ
ッターと構造的に同程度のものでよいようにしている。
(Operation) In the present invention, by combining a plurality of small to medium diameter cutters into a large diameter shielded cutter,
The torque applied to each cutter is distributed to each cutter so that each cutter is structurally similar to a normal small or medium diameter shield cutter.

また、カッターは、それぞれの掘削面が重なっているの
で、ビットの摩耗も少なく、さらに、個々のカッター径
は大口径でないので、カッターの外周部と内周部でのカ
ッタースポークの移動速度に大きな違いはなく、また、
回転方向の異なるカッターの回転円が互いに干渉し合っ
ているので、練り混ぜ能力が非常に高くなっている。
In addition, since the excavated surfaces of the cutters overlap, the wear of the bit is small, and since the individual cutter diameters are not large, the movement speed of the cutter spokes on the outer and inner circumferences of the cutter is large. There is no difference,
Since the rotating circles of cutters with different rotating directions interfere with each other, the kneading ability is very high.

(実施例) 以下、図面に沿って本発明の好ましい実施例を説明す
る。
(Examples) Hereinafter, preferred examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1実施例を示すもので、図中1はシ
ールド掘進機Aを構成する大口径の円筒形を呈し鋼板等
よりなるシールド筒であり、前方部内周面には円板状の
隔壁2が設けられ、これにより切羽室3が形成されてい
る。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a shield cylinder made of a steel plate or the like having a large-diameter cylindrical shape which constitutes a shield machine A, and a circle is formed on the inner peripheral surface of the front portion. A plate-shaped partition wall 2 is provided to form a face chamber 3.

4はシールド筒1の隔壁2の前方に突出して設けられい
わゆるカッターとして機能する比較的中口径の中心カッ
ターで、この中心カッター4は、先端にフィッシュテー
ル状のセンタービット5が設けられ、かつ軸方向中心線
上に作泥土材用の注入管6aが形成され、軸受7を介し隔
壁2中央部に貫設されたセンターシャフト6と、このセ
ンターシャフト6の前端部にボス8を介して取付けら
れ、かつ前部に多数のビット9が設けられているととも
に、後部に後方に向って延びる複数の練り混ぜ翼10が設
けられた略十字状のカッタースポーク11にて構成されて
いる。そして、隔壁2の中央部背面には支持部材12が設
けられ、この支持部材12に中心カッター用駆動モータ13
が取付けられ、そのモータ軸に連結されたピニオン14が
隔壁2の後方に突出したセンターシャフト6の後部に設
けられた歯車15と噛合し、駆動モータ13を駆動すること
により、中心カッター4が回転するよう構成されてい
る。
Reference numeral 4 is a central cutter having a relatively medium diameter, which is provided so as to project in front of the partition wall 2 of the shield tube 1 and functions as a so-called cutter. This central cutter 4 has a fishtail-shaped center bit 5 at its tip and has a shaft. An injection pipe 6a for mud-making earth material is formed on the center line in the direction, and a center shaft 6 penetratingly provided in the center of the partition wall 2 via a bearing 7 is attached to the front end of the center shaft 6 via a boss 8. In addition, a large number of bits 9 are provided in the front part, and a plurality of kneading blades 11 are provided in the rear part, and a plurality of kneading blades 10 extending rearward are provided in the cross spokes 11. A support member 12 is provided on the back surface of the central portion of the partition wall 2, and a drive motor 13 for the center cutter is provided on the support member 12.
The pinion 14 connected to the motor shaft meshes with the gear 15 provided at the rear portion of the center shaft 6 protruding rearward of the partition wall 2 and drives the drive motor 13 to rotate the center cutter 4. Is configured to.

また、16は中心カッター4に比べやや小口径の中間カッ
ターで、中心カッター4の周辺、すなわち、中心カッタ
ー4と隔壁2の外周部に設けられた、詳しくは後述する
外周カッター17との間において互いに離間して偶数基設
けられている。しかして、この中間カッター16は中心カ
ッター4の軸心に対し略同心円状に配設されており、中
心カッター4と略同様先端にフィッシュテール状のセン
タービット18が設けられ、かつ軸方向中心線上に作泥土
材用の注入管19aが形成され、軸受20を介し隔壁2に貫
設されたセンターシャフト19と、このセンターシャフト
19の前端部にボス21を介し取付けられ略X字状に延びる
スポーク22a,22bおよびその外周部を弧状に連結する弧
状スポーク22cにてなる扇形のカッタースポーク22と、
この扇形カッタースポーク22の前部に設けられた多数の
ビット23および後部に設けられ、かつ後方に向かって延
び長さの異なる練り混ぜ翼24a,24bとによって構成され
ている。なお、扇形カッタースポーク22はスポーク22
a,22b,22c構造とせず扇形の面板部材とすることも可
能である。また、練り混ぜ翼24bは隔壁2近傍まで延
び、かつ軸受20付近の練り混ぜ翼は軸受20にぶつからな
いようその近傍までの短かい長さとなっているが、軸受
20の前端が必要以上に隔壁2前方に突出しないものであ
れば各練り混ぜ翼24a,24bは同じ長さでも良いことは勿
論である。
Further, 16 is an intermediate cutter having a diameter slightly smaller than that of the central cutter 4, and in the periphery of the central cutter 4, that is, between the central cutter 4 and an outer peripheral cutter 17, which will be described later in detail, provided on the outer peripheral portion of the partition wall 2. The even numbered bases are spaced apart from each other. The intermediate cutter 16 is arranged substantially concentrically with respect to the center axis of the center cutter 4, and a fishtail-shaped center bit 18 is provided at the tip end of the center cutter 4 in the same manner as the center cutter 4, and on the center line in the axial direction. An injection pipe 19a for mud-soil material is formed in the center shaft 19 penetrating the partition wall 2 via a bearing 20, and this center shaft
Fan-shaped cutter spokes 22 formed by spokes 22a, 22b attached to the front end of 19 via bosses 21 and extending in a substantially X-shape, and arc-shaped spokes 22c connecting the outer peripheral portions thereof in an arc shape,
The fan-shaped cutter spokes 22 are composed of a large number of bits 23 provided at the front part and kneading blades 24a, 24b provided at the rear part and extending rearward and having different lengths. Note that the fan-shaped cutter spokes 22 are spokes 22
Instead of the a, 22b, 22c structure, it is also possible to use a fan-shaped face plate member. Further, the mixing blade 24b extends to the vicinity of the partition wall 2, and the mixing blade near the bearing 20 has a short length to the vicinity so as not to hit the bearing 20.
Needless to say, the mixing blades 24a and 24b may have the same length as long as the front end of 20 does not project to the front of the partition wall 2 more than necessary.

また、中間カッター16のカッター部は中心カッター4よ
り若干前方に突出した位置に設けられ、中心カッター4
の周囲において互いに適間隔をあけ、かつ相互の外周縁
の軌跡が重なるように設けられている。この場合、各中
間カッター16は互いに衝突しないよう適度の位相差を付
されて配設され、それぞれ略同一速度で、かつ隣り合う
もの同志が逆方向に同期制御されて回転される。換言す
ると各中間カッター16は一つ置きに同一方向に回転する
ようになっている。
Further, the cutter portion of the intermediate cutter 16 is provided at a position slightly projecting forward from the center cutter 4,
Are provided so as to be appropriately spaced around each other, and the loci of their outer peripheral edges overlap each other. In this case, the respective intermediate cutters 16 are arranged with appropriate phase differences so as not to collide with each other, and are rotated at substantially the same speed and adjacent ones are synchronously controlled in opposite directions. In other words, every other intermediate cutter 16 rotates in the same direction every other one.

次に中間カッター16の回転機構について説明する。隔壁
2の背面であって中心カッター用回転機構の周囲には支
持部材25が設けられ、この支持部材25には中間カッター
用駆動モータ26が設けられている。また、支持部材25内
には2つの略リング状の第1、第2の歯車27,28が前後
して設けられ、かつモータ軸に前後して設けられた第
1、第2のピニオン29,30が第1、第2の歯車27,28に
それぞれ噛合され、第1、第2の歯車27,28はそれぞれ
逆方向に回転するように構成されている。そして、一つ
置きの各中間カッター16のセンターシャフト19の適位置
に第1または第2の歯車27,28と噛合する歯車31,32が
設けられ、これによって隣り合う中間カッター16が互い
に逆方向に回転される。なお、このとき隣り合うカッタ
ーの回転速度が同じになるように第1、第2のピニオン
29,30と第1、第2の歯車27,28の比を調節しておく必
要がある。
Next, the rotation mechanism of the intermediate cutter 16 will be described. A support member 25 is provided on the back surface of the partition wall 2 around the rotation mechanism for the center cutter, and a drive motor 26 for the intermediate cutter is provided on the support member 25. Further, two substantially ring-shaped first and second gears 27 and 28 are provided in front and rear in the support member 25, and first and second pinions 29 and 29 are provided in front and rear of the motor shaft. 30 is meshed with the first and second gears 27 and 28, respectively, and the first and second gears 27 and 28 are configured to rotate in opposite directions. Then, gears 31 and 32 that mesh with the first or second gears 27 and 28 are provided at appropriate positions on the center shaft 19 of every other intermediate cutter 16, whereby adjacent intermediate cutters 16 are in opposite directions. To be rotated. At this time, the first and second pinions are set so that the rotation speeds of the adjacent cutters are the same.
It is necessary to adjust the ratio between 29, 30 and the first and second gears 27, 28.

また、17はシールド筒1内であって隔壁2の外周部に設
けられた大口径のリング状の外周カッターで、この外周
カッター17は、中間カッター16の扇形カッタースポーク
22の後方に位置し、かつ前部に多数のビット33が設けら
れた、例えば略コ字状をなすカッタースポーク34と、カ
ッタースポーク34と支持ビーム35によって連絡され、か
つシールド筒1内であって隔壁2の外周部に回転可能に
設けられた回転隔壁36と、この回転隔壁36の後方に設け
られた歯車部36aと噛合するピニオン37を介しそのモー
タ軸が連結され、かつ支持部材38に取付けられた外周カ
ッター用駆動モータ39とにて構成されている。
Further, 17 is a large-diameter ring-shaped outer peripheral cutter provided in the outer peripheral portion of the partition wall 2 inside the shield cylinder 1. The outer peripheral cutter 17 is a fan-shaped cutter spoke of the intermediate cutter 16.
For example, the cutter spokes 34, which are located in the rear of 22 and are provided with a large number of bits 33 in the front, and which are substantially U-shaped, are connected by the cutter spokes 34 and the support beams 35, and are inside the shield tube 1. The rotary shaft 36 is rotatably provided on the outer peripheral portion of the bulkhead 2, and its motor shaft is connected to the support member 38 via a pinion 37 that meshes with a gear part 36a provided behind the rotary bulkhead 36. It is composed of an attached outer cutter driving motor 39.

さらに、40は坑内側に設けられたスクリューコンベア
で、その前端40aは隔壁2の下部と接続され、かつ後端
に設けられたスクリュー駆動用モータ41を駆動すること
により切羽室3内の泥土等を内部に取り込み排出するも
のである。なお、図中ではスクリューコンベア40は一基
であるが、必らずしも一基に限定されるものではなく、
複数基の設置も可能である。
Further, 40 is a screw conveyor provided inside the mine, the front end 40a of which is connected to the lower portion of the partition wall 2 and the screw driving motor 41 provided at the rear end thereof is driven to drive the mud or the like in the face chamber 3. Is taken in and discharged. In the figure, the screw conveyor 40 is one, but is not necessarily limited to one,
It is possible to install multiple units.

42はオイルジャッキで、前端はシールド筒1の内壁面に
立設された支持部1aに、また、後端は反力受(図示せ
ず)に当接させられている。
Reference numeral 42 is an oil jack, the front end of which is brought into contact with a supporting portion 1a provided upright on the inner wall surface of the shield cylinder 1, and the rear end of which is brought into contact with a reaction force receiver (not shown).

しかして、上記オイルジャッキ42は、切羽室3に充満さ
れら泥土の圧力を一定に保つため、スクリューコンベア
40の泥土の排出量を考慮しつつ駆動され、シールド筒1
を前進させる。この場合、切羽室3内の泥土の圧力は切
羽室3に面した隔壁2の適箇所に設けた圧力計(図示せ
ず)によって検出される。
The oil jack 42 keeps the pressure of the mud filled in the face chamber 3 constant, so
Driven in consideration of 40 mud emissions, shield cylinder 1
To move forward. In this case, the pressure of the mud in the face chamber 3 is detected by a pressure gauge (not shown) provided at an appropriate position on the partition wall 2 facing the face chamber 3.

その他、43は回転隔壁36の周囲に設けられたシール、4
4,45はそれぞれ第1、第2の歯車27,28を支持する軸
受である。
In addition, 43 is a seal provided around the rotary partition 36, 4
Reference numerals 4 and 45 are bearings that support the first and second gears 27 and 28, respectively.

次に本発明の動作について説明する。Next, the operation of the present invention will be described.

掘削断面が円形のシールド掘進機において、その断面の
半径よりも短かい直径である偶数基の中間カッター16を
それぞれのカッターの掘削円が、シールド掘進機Aの掘
削断面円の内側に接するように配設してあり、また、そ
れぞれの隣り合う中間カッター16の中心を結ぶと正多角
形を形成するようになっており、かつ多角形の一辺の長
さが中間カッター16の半径よりも長く直径よりも短かく
なっている。さらに、シールド掘進機Aの掘削断面中心
にも中心カッター4が配設されていて、前記中間カッタ
ー16と接触することのないようにその後方に位置してい
る。
In a shield machine having a circular excavation section, an even number of intermediate cutters 16 having a diameter shorter than the radius of the section are arranged so that the excavation circle of each cutter contacts the inside of the excavation section circle of the shield excavator A. It is arranged so that the center of each adjacent intermediate cutter 16 is connected to form a regular polygon, and the length of one side of the polygon is longer than the radius of the intermediate cutter 16 and has a diameter. Has become shorter than. Further, the center cutter 4 is also arranged at the center of the excavation cross section of the shield machine A, and is located behind it so as not to come into contact with the intermediate cutter 16.

また、シールド掘進機外周部には、回転するリング状の
回転隔壁36に取り付けられ、外周縁に沿って回転するカ
ッタースポーク34が、前記の正多角形状に配設された中
間カッター16の後方に位置するように配設されていて、
これら3種類の中心カッター4、中間カッター16、外周
カッター17等を各駆動モータ13,26,39にて駆動するこ
とにより、一つの大きな円形断面を掘削することができ
る。
Further, on the outer peripheral portion of the shield machine, cutter spokes 34 attached to a rotating ring-shaped rotary partition wall 36 and rotating along the outer peripheral edge are provided behind the intermediate cutter 16 arranged in the regular polygonal shape. It is arranged so that it is located,
By driving these three types of center cutters 4, intermediate cutters 16, peripheral cutters 17, etc. by the drive motors 13, 26, 39, one large circular cross section can be excavated.

このように、小ないし中、大口径のカッターを複数基組
合せることにより大きな円形断面を掘削するようにして
いるため、個々のカッターは通常の小、中口径シールド
のカッターと構造的に同程度のものでよい。また、各カ
ッター相互は、それぞれの掘削面が重なっているので、
カッターの外周部と内周部でのカッタースポークの移動
速度に大きな違いはなく、また、回転方向の異なるカッ
ターの回転円が互いに干渉し合っているので、練り混ぜ
能力が非常に高い。
In this way, since a large circular cross section is excavated by combining multiple small, medium, and large diameter cutters, each individual cutter is structurally similar to ordinary small and medium diameter shielded cutters. It ’s fine. In addition, since the excavation surfaces of each cutter overlap,
There is no big difference in the moving speed of the cutter spokes between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the cutter, and the rotating circles of the cutters having different rotating directions interfere with each other, so that the kneading ability is very high.

しかして、各カッターにより掘削される切羽の掘削土
は、切羽室3に取込まれるが、この掘削土を切羽の地山
と単位体積重量が略同程度で、塑性流動性、不透水性の
ある泥土に泥土化するために各センターシャフト6,19
の後端部に設けられたスイベルジョイント46,47を介し
外部から作泥土材が注入され、この作泥土材はセンター
シャフト6,19の内部の注入管6a,19aを通ってその先
端部から外部に注入されるものである。なお、この種の
注入管6a,19aは隔壁2の適宜の箇所にも設けたり、カ
ッタースポーク11,22の適箇所に設けても良いことは勿
論である。
Then, the excavated soil of the face to be excavated by each cutter is taken into the face chamber 3, but the excavated soil has a unit volume weight approximately the same as that of the face of the face, and has plastic flowability and water impermeability. Center shafts 6, 19 to make mud in a certain mud
Mud soil material is injected from the outside through swivel joints 46 and 47 provided at the rear end portion of the soil, and the mud soil material passes through the injection pipes 6a and 19a inside the center shafts 6 and 19 to the outside from the tip portion thereof. To be injected into. Needless to say, the injection pipes 6a and 19a of this kind may be provided at appropriate positions on the partition wall 2 or at appropriate positions on the cutter spokes 11 and 22.

掘削土に対しこのようにして必要に応じ作泥土材を注入
しつつ各カッタースポーク11,22後方の練り混ぜ翼10,
24a,24bで練り混ぜることによりこの土砂を前述のよう
に泥土に変換する。この泥土を隔壁前部の切羽室3とス
クリューコンベア40内に充満し、オイルジャッキ42によ
り加圧して、泥土に圧力を発生させて、この泥土によ
り、切羽の崩壊を防止しながら、排土と掘進を行なうも
のである。
In this way, while pouring mud soil material into the excavated soil as needed, mixing blades 10 behind each cutter spoke 11 and 22,
By mixing with 24a and 24b, this earth and sand is converted into mud as mentioned above. The mud chamber 3 and the screw conveyor 40 at the front of the partition are filled with this mud, and pressure is applied to the mud by the oil jack 42 to generate pressure on the mud. It is a digging process.

第2図は本発明の第2実施例を示すもので、この実施例
では最外周のリング48にビット33を取り付けたものを支
持ビーム49で支持し第1実施例の回転隔壁に相当する部
材36に連結させ回転させるようにしたものである。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a member having a bit 33 attached to the outermost ring 48 is supported by a support beam 49 and corresponds to the rotary partition wall of the first embodiment. It is connected to 36 and rotated.

この場合、シールド断面内に掘削されない部分ができる
ことがあるので、地山対象としては崩壊性のある砂層や
軟弱な地山でなければならない。
In this case, there may be a part that is not excavated in the shield cross section, so the target ground should be a collapsible sand layer or a soft ground.

その他の構成、作用は第1実施施例と略同様である。Other configurations and operations are substantially the same as those of the first embodiment.

第3図は本発明の第3実施例を示すもので、この実施例
では第1実施例における大口径の外周カッターを公転す
るとともに自転装置50によって自転する複数基の外周カ
ッター51にて構成した点に主として特徴を有しといる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the large-diameter outer peripheral cutter in the first embodiment is revolved around a plurality of outer peripheral cutters 51 which are rotated by a rotating device 50. It is mainly characterized by points.

すなわち、この外周カッター51は、先端にビット52を有
し、かつ外周の軌跡シールド筒径と略接する小径の円形
をなすカッタースポーク53が設けられたセンターシャフ
ト54と、このセンターシャフト54を回転可能に支持する
とともに、支持部材55に取付けられた駆動モータ56のピ
ニオン57と噛合する略リング状の歯車58と、前記センタ
ーシャフト54の後端に設けられたピニオン59が噛合す
る、シールド筒1の内側に設けられた略リング状の大径
の固定歯車60とによって構成されている。なお、歯車58
の前端は回転隔壁58aとなっている。
That is, the outer peripheral cutter 51 has a bit 52 at the tip and is provided with center cutter 54 having a circular cutter spoke 53 having a small diameter which is substantially in contact with the trajectory shield cylinder diameter of the outer periphery, and the center shaft 54 is rotatable. Of the shield cylinder 1 in which a substantially ring-shaped gear 58, which is supported by the support member 55 and meshes with a pinion 57 of a drive motor 56, meshes with a pinion 59 provided at the rear end of the center shaft 54. It is constituted by a substantially ring-shaped large-diameter fixed gear 60 provided inside. The gear 58
The front end of the is a rotary partition 58a.

したがって、駆動モーター56により外周カッター51をシ
ールド外周部に回転させると外周カッター51のセンター
シャフト54に固定されたピニオン59が固定歯車60の内側
を歯がかみ合ったまま移動するので、外周カッター51は
センターシャフト54を中心として回転する。つまり、外
周カッター51は自転しながら公転することとなる。
Therefore, when the drive motor 56 rotates the outer peripheral cutter 51 to the outer peripheral portion of the shield, the pinion 59 fixed to the center shaft 54 of the outer peripheral cutter 51 moves inside the fixed gear 60 while the teeth are meshed. Rotate around the center shaft 54. That is, the outer peripheral cutter 51 revolves around its own axis.

この場合、外周カッター51は自転と公転をそれぞれ別の
モーターにより行うことにより自転と公転を独立した動
きとすることもできる。よって、効率良く切羽を掘削
し、かつ掘削土と作泥土材を練り混ぜることができる。
In this case, the outer peripheral cutter 51 can perform independent rotation and revolution by performing rotation and revolution by separate motors. Therefore, the face can be efficiently excavated, and the excavated soil and the mud soil material can be mixed.

この実施例では中間カッター16の掘削円がシールド筒1
の外縁と接することなく、内側へよっている。その他の
構成、作用は前述の実施例と略同様である。
In this embodiment, the excavation circle of the intermediate cutter 16 is the shield cylinder 1.
It leans inward without touching the outer edge. Other configurations and operations are substantially the same as those of the above-mentioned embodiment.

なお、上記第1〜第2実施例において中間カッター16の
隣り合うものどうしを逆方向の同速度で回転させる手段
は実施例に示されるような手段に限らず、電気的方法な
どによって駆動モータを制御するようにして行ってもよ
い。また、各実施例において中間カッター16は、地山が
軟弱な土質であればそのカッターの掘削円が必ずしも重
なる必要はなく、その場合、中間カッター16の駆動はそ
れぞれ独立させて構成してもよい。
In the first and second embodiments, the means for rotating the adjacent ones of the intermediate cutters 16 at the same speed in the opposite directions is not limited to the means shown in the embodiments, and the drive motor may be electrically driven. It may be controlled. Further, in each embodiment, the intermediate cutter 16 does not necessarily have to overlap the excavation circles of the cutters if the ground is soft soil, and in that case, the driving of the intermediate cutter 16 may be configured independently. .

第4図は本発明の第4実施例を示すもので、この実施例
ではカッターは中口径の中心カッター61と前述の実施例
の中間カッターおよび外周カッターを兼用した自・公転
可能な周辺カッター62とにて構成されている。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the cutter is a center cutter 61 having a medium diameter and a self-revolving peripheral cutter 62 which also serves as the intermediate cutter and the outer peripheral cutter of the above-mentioned embodiments. It consists of and.

すなわち、この場合、中心カッター61のカッタースポー
ク63は円形スポーク63aとそれを支持する支持スポーク6
3bにて構成されている。その他回転機構は第1実施例の
ものと基本的に同様である。
That is, in this case, the cutter spokes 63 of the center cutter 61 are circular spokes 63a and supporting spokes 6 that support the circular spokes 63a.
It is composed of 3b. The other rotation mechanism is basically the same as that of the first embodiment.

また、個々の周辺カッター62は比較的に小口径の円形を
なすカッタースポーク64と、このカッタースポーク64が
先端に設けられているとともに、さらにその先端にセン
タービット65が設けられたセンターシャフト66と、この
センターシャフト66を歯車機構を介し駆動する自転用駆
動モータ67とを備えている。
Each of the peripheral cutters 62 has a relatively small diameter circular cutter spoke 64, and a center shaft 66 having the cutter spoke 64 provided at the tip and a center bit 65 provided at the tip. A rotation drive motor 67 for driving the center shaft 66 via a gear mechanism is provided.

そして、この周辺カッター62のセンターシャフト66およ
び前記中心カッター61はそれぞれ専用の軸受69,69′を
介し回転可能な回転隔壁70に貫設され、駆動モータ67を
支持するとともに、内部に、センターシャフト66後端に
設けられた歯車71、これと噛合するピニオン72等の回転
機構が収納された支持部材73が回転隔壁70側の外周側後
部に設けられている。
Then, the center shaft 66 of the peripheral cutter 62 and the center cutter 61 are respectively provided through rotatable bearings 69 and 69 'through a rotatable partition wall 70 to support a drive motor 67, and the center shaft 66 is internally provided. A gear 71 provided at the rear end 66, and a support member 73 accommodating a rotating mechanism such as a pinion 72 meshing with the gear 71 are provided at the outer peripheral rear portion on the rotary partition 70 side.

また、それらの後方に回転隔壁駆動モータ74が取付けら
れた支持部材75が設けられている。回転隔壁駆動モータ
74のモータ軸にはピニオン76が設けられ、このピニオン
76は略リング状をなす大歯車77と噛合している。この大
歯車77の支持ビーム77aの先端は支持部材73に連結され
ている。また、支持ビーム77aは、先端が軸受69の外周
部側に連結され、かつ回転機構および駆動モータ67が設
けられた支持部材73等を包囲し、回転隔壁70とともに回
転する回転ケーシング78に連結されている。なお、回転
ケーシング78の後部は軸受79を介し支持部材75の支持さ
れている。
Further, a support member 75 to which a rotary partition drive motor 74 is attached is provided behind them. Rotary bulkhead drive motor
The motor shaft of 74 is provided with a pinion 76.
76 is in mesh with a large ring gear 77 having a substantially ring shape. The tip of the support beam 77a of the large gear 77 is connected to the support member 73. Further, the support beam 77a has a tip connected to the outer peripheral side of the bearing 69, surrounds the support member 73 and the like provided with the rotation mechanism and the drive motor 67, and is connected to the rotary casing 78 that rotates together with the rotary partition wall 70. ing. The rear portion of the rotary casing 78 is supported by the support member 75 via a bearing 79.

しかして、駆動モータ74を駆動するとその回転は、ピニ
オン76、大歯車77、回転ケーシング78へと伝達される。
このため、シールド筒1内の前方部外周に設けられたフ
ランジ状の固定隔壁1bの内面にシール兼軸受80を介し回
転可能に設けられた回転隔壁70が回転し、これにより中
心カッター61の周囲を周辺カッター62が回転、つまり公
転し個々の周辺カッター62全体として大口径のカッター
の役割りをなすようになっている。また、この場合、駆
動モータ67を駆動させればその回転がピニオン72、歯車
71、センターシャフト66へと伝達され、周辺カッター62
を自転させることができる。この際各周辺カッター62の
駆動はそれぞれの専用の駆動モータ67によって行われ独
立している。
Then, when the drive motor 74 is driven, its rotation is transmitted to the pinion 76, the large gear 77, and the rotary casing 78.
Therefore, the rotary partition wall 70 rotatably mounted on the inner surface of the flange-shaped fixed partition wall 1b provided on the outer periphery of the front portion of the shield cylinder 1 through the seal / bearing 80 rotates, and as a result, the periphery of the central cutter 61 is rotated. The peripheral cutter 62 rotates, or revolves, and the peripheral cutters 62 as a whole serve as a large-diameter cutter. Further, in this case, if the drive motor 67 is driven, the rotation of the pinion 72, the gear
71, transmitted to the center shaft 66, peripheral cutter 62
Can rotate. At this time, the peripheral cutters 62 are driven independently by their own drive motors 67.

なお、中心カッター61は若干前方へ突出し、かつそのカ
ッタースポーク63の外周縁とやや内側に位置する周辺カ
ッター62のカッタースポーク64の外周縁は前方から見て
重なっており、また、カッタースポーク64の軌跡の外周
縁はシールド筒1と重なっている。
The center cutter 61 projects slightly forward, and the outer peripheral edge of the cutter spoke 64 of the peripheral cutter 62 located slightly inward with the outer peripheral edge of the cutter spoke 63 overlaps when viewed from the front. The outer peripheral edge of the locus overlaps with the shield cylinder 1.

そして、図示の状態において周辺カッター62は中心カッ
ター61の上下、左右の4ケ所に設けられており、それら
の中心、周辺カッター61,62を駆動することにより全体
として一つの大きな円形の掘削断面を得ることができ
る。
In the illustrated state, the peripheral cutters 62 are provided at four positions above and below and to the left and right of the center cutter 61, and by driving the center and peripheral cutters 61 and 62, one large circular excavation cross section is formed as a whole. Obtainable.

掘削土を泥土化する場合、スイベルジョイント81と接続
された作泥土材注入管82を介しセンターシャフト68の注
入管68aに注入させる。この作泥土材は、例えばセンタ
ーシャフト68の先端部から外部に噴出されるとともに、
センターシャフト68の略中央部に設けられたスイベルジ
ョイント83を介し各周辺カッター62のセンターシャフト
66内にも作泥土材注入管84およびスイベルジョイント85
を経て作泥土材が供給され、適箇所から外部に噴出され
る。
When the excavated soil is made mud, it is injected into the injection pipe 68a of the center shaft 68 via the mud-soil material injection pipe 82 connected to the swivel joint 81. This mud soil material is jetted out from the tip of the center shaft 68, for example,
Center shaft of each peripheral cutter 62 via a swivel joint 83 provided in the substantially central portion of the center shaft 68.
66 Inside the work mud soil material injection pipe 84 and swivel joint 85
After that, the mud soil material is supplied and spouted from the appropriate place to the outside.

そして、掘削土と作泥土材とを各カッタースポーク63,
64の後方に設けられ、それぞれ適切な長さに設定されて
いる練り混ぜ翼86,87で練り混ぜることにより泥土に変
換し、これによって切羽を押えつつ掘進を行うものであ
る。また、切羽室3内の泥土は固定隔壁1bの下部に前端
が接続された適数個のスクリューコンベア40を介し外部
に排出される。
The excavated soil and the mud soil material are used as cutter spokes 63,
It is converted to mud by mixing with mixing blades 86 and 87, which are provided at the rear of 64 and are set to appropriate lengths respectively, and thereby excavate while pressing the face. Further, the mud in the face chamber 3 is discharged to the outside through a suitable number of screw conveyors 40 whose front ends are connected to the lower part of the fixed partition wall 1b.

なお、上記各実施例において地山にシルト、粘土分等が
多く含まれている場合には、例えばベントナイト溶液、
CMCなどの作泥土材を注入しなくとも良いことは勿論
である。作泥土材としては掘削土の性状を切羽を好適に
押えるものに変換するものであればよく、他のものであ
っても良いことは勿論である。
In addition, in each of the above examples, when the ground contains a large amount of silt, clay, etc., for example, bentonite solution,
Needless to say, it is not necessary to inject mud-making soil material such as CMC. As the mud soil material, any material can be used as long as it can convert the properties of the excavated soil into a material that can appropriately press the face, and other materials may be used.

また、地山が軟弱であれば第1ないし第3実施例におい
て中間カッター16を中心に近づけることにより、中心カ
ッター4を省略することも可能である。
If the ground is soft, the central cutter 4 can be omitted by bringing the intermediate cutter 16 closer to the center in the first to third embodiments.

さらに、第1ないし第3実施例において、中心カッター
4は中間カッター16、の後方に位置するようにしても良
いし、その逆に第4実施例のように前方に位置するよう
にしても良い。一方、第4実施例においてカッターの前
後関係を第1ないし第3実施例のようにしても良い。
Further, in the first to third embodiments, the center cutter 4 may be located behind the intermediate cutter 16, or vice versa, as in the fourth embodiment. . On the other hand, the front-rear relationship of the cutter in the fourth embodiment may be the same as in the first to third embodiments.

また、上記実施例は、いわゆる泥土加圧シールドに本発
明を適用した場合について説明したが、泥水加圧などの
他のメカニカルシールドに適用することも可能である。
Further, although the above-described embodiment has been described with respect to the case where the present invention is applied to a so-called mud pressure shield, the present invention can be applied to other mechanical shields such as mud pressure.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、大口径のシールド掘進機
において、シールド掘進機の前方部に設けられ、かつ回
転自在な複数基のカッターによって一つの大口径の略円
形の掘削断面を得るようにし、小、中口径のカッターを
複数基組合せることにより大口径シールドのカッターと
したから、個々のカッターにかかるトルクが小さくなる
ため、個々のカッターは通常の小、中口径シールドのカ
ッターと構造的に同程度のものでよく、そのため製作費
を軽減することができる利点がある。
(Effect of the invention) As described above, according to the present invention, in a large-diameter shield machine, one large-diameter substantially circular shape is provided by a plurality of rotatable cutters provided in the front part of the shield machine. Since a large-diameter shielded cutter is obtained by combining multiple small- and medium-diameter cutters to obtain an excavated cross-section, the torque applied to each cutter is reduced. It may be structurally similar to the cutter of the shield, which has an advantage that the manufacturing cost can be reduced.

また、中心カッターおよびその周辺に設けられるカッタ
ーは、それぞれの掘削面が重なっているので、未掘削部
分はなく、かつビットの摩耗も少なくなる。
Further, since the excavated surfaces of the center cutter and the cutters provided in the periphery thereof overlap, there is no unexcavated portion and wear of the bit is reduced.

さらに、個々のカッター径が大口径でないので、カッタ
ーの外周部でのカッタースポークの移動速度に大きな違
いはなく、また、回転方向の異なるカッターの回転円は
互いに干渉し合っているので、練り混ぜ能力が非常に高
い利点がある。
Furthermore, since the individual cutter diameters are not large, there is no big difference in the movement speed of the cutter spokes on the outer periphery of the cutter, and the rotating circles of the cutters with different rotation directions interfere with each other, so do not mix them. There is an advantage that the ability is very high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1実施例で、(イ)は正面図、(ロ)は側
面図、第2図は本発明の第2実施例の部分側断面図、第
3図(イ),(ロ)は本発明の第3実施例、第4図(イ),(ロ)は
同第4実施例、第5図は従来例である。 1‥‥シールド筒、2‥‥隔壁、4,61‥‥中心カッタ
ー、16‥‥中間カッター、17,51‥‥外周カッター、62
‥‥周辺カッター
FIG. 1 is a first embodiment of the present invention, (a) is a front view, (b) is a side view, FIG. 2 is a partial side sectional view of a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 (a). , (B) are the third embodiment of the present invention, FIGS. 4 (a) and (b) are the same as the fourth embodiment, and FIG. 5 is a conventional example. 1 ... Shield cylinder, 2 ... Partition wall, 4, 61 ... Center cutter, 16 ... Intermediate cutter, 17, 51 ... Perimeter cutter, 62
・ ・ ・ Peripheral cutter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−122696(JP,A) 特開 昭61−87092(JP,A) 特開 昭58−595(JP,A) 特開 昭58−207494(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-59-122696 (JP, A) JP-A-61-87092 (JP, A) JP-A-58-595 (JP, A) JP-A-58- 207494 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】大口径のシールド掘進機において、シール
ド掘進機の前方中央部に中心カッターを設け、この中心
カッターの周囲に互いに同期制御され、かつ回転円が重
なり合う中間カッターを複数設け、この中間カッターの
外周部に外周カッターを設け、かつこれら中心カッタ
ー、中間カッターおよび外周カッター相互の軌跡の外周
縁は全て重なるよう各カッターを配置したことを特徴と
するシールド掘進機。
1. In a large-diameter shield machine, a central cutter is provided in the front center part of the shield machine, and a plurality of intermediate cutters that are synchronously controlled and have overlapping rotating circles are provided around the central cutter. A shield machine, wherein an outer peripheral cutter is provided on the outer peripheral portion of the cutter, and the respective cutters are arranged so that the outer peripheral edges of the loci of the center cutter, the intermediate cutter, and the outer peripheral cutter all overlap.
【請求項2】外周カッターは中心カッターおよび中間カ
ッターの周囲を公転するリング状のもの、または円形の
回転可能な複数基のものからなり、かつ中心カッターお
よび中間カッターの周囲を公転するとともに自転する特
許請求の範囲第1項記載のシールド掘進機。
2. The outer peripheral cutter is composed of a ring-shaped one that revolves around the center cutter and the intermediate cutter, or a plurality of circular rotatable units, and revolves around the center cutter and the intermediate cutter while rotating around it. The shield machine according to claim 1.
【請求項3】大口径のシールド掘進機において、シール
ド掘進機の前方中央部に中心カッターを設け、この中心
カッターの周囲に公・自転可能であって中心カッターの
外周縁の軌跡と外周縁の軌跡が重なる複数基の周辺カッ
ターを設けてなることを特徴としたシールド掘進機。
3. In a shield excavator having a large diameter, a central cutter is provided in the front center part of the shield excavator, and the center cutter is rotatable around the center cutter, and the locus of the outer peripheral edge and the outer peripheral edge of the central cutter are provided. A shield machine with a plurality of peripheral cutters with overlapping tracks.
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