JPH0631543B2 - 機械式シールドトンネル掘進機のカッタ装置 - Google Patents

機械式シールドトンネル掘進機のカッタ装置

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JPH0631543B2
JPH0631543B2 JP60064745A JP6474585A JPH0631543B2 JP H0631543 B2 JPH0631543 B2 JP H0631543B2 JP 60064745 A JP60064745 A JP 60064745A JP 6474585 A JP6474585 A JP 6474585A JP H0631543 B2 JPH0631543 B2 JP H0631543B2
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朔郎 村山
明 波多腰
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は掘削時に切羽安定効果が得られる機械式シール
ドトンネル掘進機のカツタ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
一般的な機械式シールドトンネル掘進機におけるカツタ
フエースを第6図に、その支承・駆動構造を第7図に示
すと、カツタヘツド41の表面カツタフエースには、切羽
全面を掘り崩し、スリツト53から切羽チヤンバ51へ土砂
を取込むためにカツタビツト43が多数配備されており、
そのカツタビツト43はフエースプレート52よりも切羽側
へ突出しており、カツタフエースがカツタビツト43と共
に回動する時、少くともカツタビツト43の先端からフエ
ースプレート52間に存在する土砂には変形が生じ弛んだ
状態になる。
また上記のものを改良したカツタフエースを第8図に、
またその支承・駆動構造を第9図に示すと、カツタフエ
ース中央の小円部に螺旋形刃とその周辺の螺旋溝をもつ
中央カツタ42を配置し、螺旋形刃によつて掘削された土
砂の移動を螺旋溝に沿つて取込口であるスリツト53に至
る経路内に拘束し、この時経路内に存在する掘削土は応
力解放されることなく切羽周辺の地盤の弛みを抑制す
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第6,7図に示すものにおいては、この結果切羽にもと
もと発生していた土圧は解放され、切羽は崩れ易くなり
連続的に周辺地盤も弛みやすくなるため、地盤沈下を起
し易い。
また第8,9図に示すものにおいては、然しながら中央
カツタ42はカツタヘツド41に固着されているため、カツ
タヘツド41は一方向(第7図においては時計回りの方
向)のみへしか回転させることができず、カツタヘツド
41の回転反力によつて生ずるシールド本体44のローリン
グをカツタの逆転により修正することができない。また
中央カツタ42の受ける土圧の検知ができない。
そこで本発明はカツタフエース中央部土砂移動を拘束す
ることによる切羽安定効果が得られ、上記欠点を解消し
た機械式シールドトンネル掘進機のカツタ装置を提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はカツタヘツドを中央小円部とその外周環部に分
割形成し、両者をひとつの駆動装置で回動し、しかも外
周環部の回動方向にかかわらず常に中央小円部の回転方
向が一定になる回動駆動手段を設けたことにあり、さら
に中央小円部の回転軸を伸縮可能な二重軸構造とし、内
部に油圧ジヤツキを配設したことにある。
〔作用〕
カツタヘツドの外周環部が正逆両回転しても、中央小円
部は常に一定方向に回転し、その中央小円部を常に一定
土圧で保持しつつ回転する。そしてカツタヘツド中央小
円部の回転軸を油圧ジヤツキにより伸縮可能としたこと
により、油圧力によつて中央小円部を受ける土圧を検出
でき、その検出値に応じて伸縮させることにより土圧を
も制御できる。
〔実施例〕
本発明の実施例を以下図面に従つて詳細に説明する。
第1図は本発明におけるカツタフエースの一部を切欠い
た正面図、第2図はカツタ駆動構造例の側断面図であ
る。1はカツタヘツド外周環部で両方回動掘削可能なよ
うにカッタビツト3が装備されている。この外周環部1
は複数の梁5を介して、軸受6によつてシールド本体4
内に支持された軸10に固着される。軸10はモータ7の回
転力をモータ7に固着された小歯車8と軸10に固着され
た大歯車9を介して伝達され回転する。この軸10には螺
旋形刃と螺旋に沿つた掘削土通路を有するカツタヘツド
中央小円部2の回転スライド軸12を支承し、かつ回転動
力を伝達する装置11が固着される。
第3図は第2図における支承・動力伝達装置11の拡大断
面図、第4図は第3図におけるIV−IV矢視図、第5図は
同じくV−V矢視図である。回転・スライド軸12は軸受
19bによつて支承されかつ軸受19aを介して油圧ジヤツキ
シリンダ14aと連結されている。油圧ジヤツキのピスト
ンロツド14bは、シールド本体内に固着された横梁16に
取付けられる反力受15に固着される。この反力受15に取
付けられた軸受23を介して回転駆動軸13が支承され、こ
の回転駆動軸13と回転スライド軸12とはスプライン継手
等により軸方向への相対移動が自由になるように連結さ
れている。軸受ケース20の後端(第3図右端)には内歯
車が装備されており、これに相対する位置の回転駆動軸
13には外歯車が装備される。両歯車の間には保持器17に
滑合された複数の小歯車18が噛み合つており、差動歯車
機構を形成する。保持器17は回転駆動軸13に固着された
軸受24により支承される。保持器17には第4図、第5図
に示すごとく外周及び内周に爪車が装備され、各々に爪
25,27が常にバネ22,28により圧接される。
次にその作用を説明すると、第2図におけるカツタヘツ
ド外周環部1が第1図に向つて時計回りの方向に回動駆
動されると第3図における軸受ケース20は装備された内
歯車と共に第4図に向つて時計回りの方向(外周環部1
と同一方向)に回動される。この時第5図における爪27
が保持器17内周の爪車に引掛り、回転駆動軸13と保持器
17との相対的回動はロツクされる。従つて保持器18に滑
合された小歯車18は回転できず、軸受ケース20の内歯車
と回転駆動軸13の外歯車との相対回転をロツクする。従
つて回転駆動軸13は軸受ケース20と同一方向、すなわち
カツタヘツド外周環部1と同一方向へ同一角速度で回転
する。この回転駆動軸13の回転はスプライン継手等によ
り回転スライド軸12に伝達され、第2図におけるカツタ
ヘツドの中央小円部2は外周環部1と同一方向へ同一角
速度で回動する。逆にカツタヘツド外周環部1が第1図
に向つて反時計回りの方向に回動駆動されると、第3図
における軸受ケース20は装備された内歯車と共に第4図
に向つて反時計回りの方向(外周環部1と同一方向)に
回動される。この時、第4図における爪22が保持器17外
周の爪車に引掛り、保持器17とシールド本体に固着され
た横梁16との相対回転はロツクされる。従つて保持器17
上の小歯車18は定位置で軸受ケース20の内歯車との噛み
合いにより軸受ケース20と同一方向に回転し、同時に回
転駆動軸13の外歯車との噛み合いにより回転駆動軸13を
軸受ケース20とは逆方向、すなわちカツタヘツド外周環
部1と逆方向へ回転させる。回転駆動軸13の回転は回転
スライド軸12を介してカツタヘツド中央小円部2に伝え
られ、この中央小円部2は外周環部1と逆方向に軸受ケ
ース20の内歯車と回転駆動軸13の外歯車との歯数比分だ
け増速された角速度で回動する。
第3図における油圧ジヤツキシリンダ14aおよびピスト
ンロツド14bは回転駆動軸13および回転スライド軸12の
回転とは軸受19aおよび23により切離されて設置されて
おり、カツタヘツドの回動の有無にかかわらず伸縮して
回転スライド軸12およびそれに固着されたカツタヘツド
中央小円部2を前後に移動できる。第3図に示す油圧回
路はジヤツキの伸び回路33の圧力を一定に保つためのも
ので、圧力が下れば圧力スイツチ30の信号で切換弁31を
圧油を供給し、圧力が上れば安全弁32が開いて圧油をタ
ンクへ返す。
〔発明の効果〕
本発明によれば、カツタヘツドをシールド本体に回転可
能に支持した機械式シールドトンネル掘進機において、
カツタヘツドを中央小円部と外周環部とに分割形成し、
該中央小円部の回動方向を一定にし、中央小円部と外周
環部とを回動する回動駆動手段をシールド本体に設け、
前記中央小円部の回動軸を伸縮可能な2重軸構造とした
ことにより、カツタヘツド外周環部がどちらの方向に回
動しても中央小円部は常に定まつた方向への回転をし、
カツタヘツド小円部に掛る前面土圧を一定値に保つこと
ができ、小円部前方の掘削土に対し過剰な応力を発生せ
しめず、また応力の解放を起さない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示し、一部切欠いた正面図、
第2図はその側断面図、第3図はカツタヘツドの支承・
動力伝達装置の拡大断面図、第4図は第3図IV−IV方向
の矢視図、第5図は第3図V−V方向の矢視図、第6図
は従来の第1例を示す正面図、第7図はその側断面図、
第8図は従来の第2例を示す正面図、第9図はその側断
面図である。 1……カツタヘツド外周環部、2……中央小円部、4…
…シールド本体、6……軸受、7……モータ、11……支
承・動力伝達装置、12……回転スライド軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭57−66093(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カッタヘッドをシールド本体に回転可能に
    支持した機械式シールドトンネル掘削機において、カッ
    タヘッドを中央小円部と外周環部とに分割形成してそれ
    ぞれに回転軸を設け、該外周環部の回転方向を可変とす
    る一方、中央小円部の回転方向を一定とする支承・動力
    伝達装置を設け、この中央小円部のカッタフェースには
    螺旋状の掘削刃と螺旋状の溝を形成し、前記中央小円部
    と外周環部とを同時に回転させる一つの回転駆動手段を
    設け、前記中央小円部の回転軸は前進方向への伸長を可
    能とするとともに、該中央小円部の回転軸を伸長させる
    手段を設けたことを特徴とする機械式シールドトンネル
    掘削機のカッタ装置。
JP60064745A 1985-03-28 1985-03-28 機械式シールドトンネル掘進機のカッタ装置 Expired - Fee Related JPH0631543B2 (ja)

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