JPH10131674A - 異形断面シールド掘進機 - Google Patents
異形断面シールド掘進機Info
- Publication number
- JPH10131674A JPH10131674A JP28892196A JP28892196A JPH10131674A JP H10131674 A JPH10131674 A JP H10131674A JP 28892196 A JP28892196 A JP 28892196A JP 28892196 A JP28892196 A JP 28892196A JP H10131674 A JPH10131674 A JP H10131674A
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- Japan
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- cutter
- cross
- shield
- spokes
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で異形断面のトンネルを掘削す
る。 【解決手段】 カッタヘッド２をシールド軸心Ｏから半
径方向に伸び多数のカッタビット１３Ａを有する複数の
旋回スポーク１２Ａ〜１２Ｃにより構成し、これら旋回
スポーク１２Ａ〜１２Ｃをそれぞれ半径方向に伸縮自在
な出退シリンダ１７ａ〜１７ｃを内蔵し、前記出退シリ
ンダ１７ａ〜１７ｃを駆動制御して回転経路の一定位置
で旋回スポーク１２Ａ〜１２Ｃを所定量進展させて異形
断面を掘削する掘削断面制御装置１８を設け、シールド
本体１の断面を前記異形断面に対応して略同一に形成し
た。
る。 【解決手段】 カッタヘッド２をシールド軸心Ｏから半
径方向に伸び多数のカッタビット１３Ａを有する複数の
旋回スポーク１２Ａ〜１２Ｃにより構成し、これら旋回
スポーク１２Ａ〜１２Ｃをそれぞれ半径方向に伸縮自在
な出退シリンダ１７ａ〜１７ｃを内蔵し、前記出退シリ
ンダ１７ａ〜１７ｃを駆動制御して回転経路の一定位置
で旋回スポーク１２Ａ〜１２Ｃを所定量進展させて異形
断面を掘削する掘削断面制御装置１８を設け、シールド
本体１の断面を前記異形断面に対応して略同一に形成し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、楕円形断面や長円
形断面のトンネルを掘削するのに使用される異形断面シ
ールド掘進機に関する。
形断面のトンネルを掘削するのに使用される異形断面シ
ールド掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、長円形や楕円断面などの異形断面
のトンネルを掘削するものとして、たとえば特開昭６１
−４９１００号公報の「楕円シールド掘進機」には、複
数の円形カッタヘッドを備え、カッタヘッドの及ばない
部分には、シールド本体に固定ビットと超高圧水噴射ノ
ズルを備えたものが開示されている。また特開平１−２
５６６９７号公報の「異形断面シールド機」には、シー
ルド軸心位置前部のセンターカッタヘッドの後部に、シ
ールド軸心を中心に異形経路上を旋回移動する２個のサ
イドカッタヘッドを設けたものが開示されている。その
他、ルーロの三角形を利用した矩形断面シールド掘進機
もある。
のトンネルを掘削するものとして、たとえば特開昭６１
−４９１００号公報の「楕円シールド掘進機」には、複
数の円形カッタヘッドを備え、カッタヘッドの及ばない
部分には、シールド本体に固定ビットと超高圧水噴射ノ
ズルを備えたものが開示されている。また特開平１−２
５６６９７号公報の「異形断面シールド機」には、シー
ルド軸心位置前部のセンターカッタヘッドの後部に、シ
ールド軸心を中心に異形経路上を旋回移動する２個のサ
イドカッタヘッドを設けたものが開示されている。その
他、ルーロの三角形を利用した矩形断面シールド掘進機
もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は複数のカッタヘッドが必要で構造が複雑になるという
問題があった。またルーロの三角形を利用したもので
は、長円形や楕円形断面など縦（横）長断面のトンネル
の掘削は困難である。特に幅の狭い道路の下部に大流量
の下水通路を形成する場合、円形断面のトンネルでは必
要な断面積が確保できないため必要な流量を確保でき
ず、この場合縦長楕円断面のトンネルが極めて有用であ
る。
は複数のカッタヘッドが必要で構造が複雑になるという
問題があった。またルーロの三角形を利用したもので
は、長円形や楕円形断面など縦（横）長断面のトンネル
の掘削は困難である。特に幅の狭い道路の下部に大流量
の下水通路を形成する場合、円形断面のトンネルでは必
要な断面積が確保できないため必要な流量を確保でき
ず、この場合縦長楕円断面のトンネルが極めて有用であ
る。
【０００４】本発明のうち請求項１記載の発明は、上記
問題点を解決して、簡単な構造で縦（横）長断面のトン
ネルを掘削可能な異形断面シールド掘進機を提供するこ
とを目的とする。
問題点を解決して、簡単な構造で縦（横）長断面のトン
ネルを掘削可能な異形断面シールド掘進機を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１記載の発明は、シールド本体の前部
にシールド軸心回りに回転自在なカッタヘッドを配置し
た異形断面シールド掘進機であって、カッタヘッドをシ
ールド軸心から半径方向に伸び多数のカッタビットを有
する複数のスポークにより構成し、これらスポークにそ
れぞれ半径方向に伸縮自在な伸縮機構を内蔵し、前記伸
縮機構を駆動制御して回転経路の一定位置で旋回スポー
クを所定量進展させ異形断面を掘削する掘削断面制御装
置を設け、シールド本体を掘削されるトンネルの異形断
面に対応して略同一断面に形成したものである。
に本発明の請求項１記載の発明は、シールド本体の前部
にシールド軸心回りに回転自在なカッタヘッドを配置し
た異形断面シールド掘進機であって、カッタヘッドをシ
ールド軸心から半径方向に伸び多数のカッタビットを有
する複数のスポークにより構成し、これらスポークにそ
れぞれ半径方向に伸縮自在な伸縮機構を内蔵し、前記伸
縮機構を駆動制御して回転経路の一定位置で旋回スポー
クを所定量進展させ異形断面を掘削する掘削断面制御装
置を設け、シールド本体を掘削されるトンネルの異形断
面に対応して略同一断面に形成したものである。
【０００６】上記構成によれば、掘削断面制御装置によ
り旋回スポークを回転経路の一定位置で所定量伸縮させ
ることにより、１つのカッタヘッドで任意の異形断面ト
ンネルを掘削することができ、そのときの制御も、カッ
タヘッドの回転位置に対応して旋回スポークの伸縮量を
制御するだけでよく、簡単な構造で異形断面トンネルを
掘削できる。
り旋回スポークを回転経路の一定位置で所定量伸縮させ
ることにより、１つのカッタヘッドで任意の異形断面ト
ンネルを掘削することができ、そのときの制御も、カッ
タヘッドの回転位置に対応して旋回スポークの伸縮量を
制御するだけでよく、簡単な構造で異形断面トンネルを
掘削できる。
【０００７】さらに請求項２記載の発明は、請求項１記
載の構成において、スポークは、カッタビットを有する
掘削部と、伸縮部分でカッタビットを有しない伸縮非掘
削部とを備え、旋回スポークの掘削面上で、スポークの
伸縮非掘削部の移動範囲上に、少なくとも１本の他のス
ポークの掘削部が通過するように構成したものである。
載の構成において、スポークは、カッタビットを有する
掘削部と、伸縮部分でカッタビットを有しない伸縮非掘
削部とを備え、旋回スポークの掘削面上で、スポークの
伸縮非掘削部の移動範囲上に、少なくとも１本の他のス
ポークの掘削部が通過するように構成したものである。
【０００８】上記構成によれば、スポーク毎に伸縮非掘
削部の位置をそれぞれ変位させることにより、掘削でき
ない伸縮部分の通過位置に他の旋回スポークの掘削部を
通過させて、掘削することができ、安定した掘削を行う
ことができる。
削部の位置をそれぞれ変位させることにより、掘削でき
ない伸縮部分の通過位置に他の旋回スポークの掘削部を
通過させて、掘削することができ、安定した掘削を行う
ことができる。
【０００９】さらに請求項３記載の発明は、シールド本
体の前部にシールド軸心回りに回転自在なカッタヘッド
を配置した異形断面シールド掘進機であって、前記カッ
タヘッドを、多数のカッタビットと土砂取り込み口とを
有する円形のカッタ面板で構成し、このカッタ面板の外
周部複数箇所に、カッタ出退装置により半径方向に出退
自在な可動カッタを配設し、このカッタ出退装置を駆動
制御して回転経路の一定位置で可動カッタを所定のスト
ローク突出させ異形断面を掘削する掘削断面制御装置を
設け、シールド本体を前記異形断面に対応して略同一断
面に形成したものである。
体の前部にシールド軸心回りに回転自在なカッタヘッド
を配置した異形断面シールド掘進機であって、前記カッ
タヘッドを、多数のカッタビットと土砂取り込み口とを
有する円形のカッタ面板で構成し、このカッタ面板の外
周部複数箇所に、カッタ出退装置により半径方向に出退
自在な可動カッタを配設し、このカッタ出退装置を駆動
制御して回転経路の一定位置で可動カッタを所定のスト
ローク突出させ異形断面を掘削する掘削断面制御装置を
設け、シールド本体を前記異形断面に対応して略同一断
面に形成したものである。
【００１０】上記構成によれば、掘削断面制御装置によ
り回転経路の一定位置で可動カッタを出退させることに
より、異形断面のトンネルを掘削することができ、簡単
な構造で実施することができる。
り回転経路の一定位置で可動カッタを出退させることに
より、異形断面のトンネルを掘削することができ、簡単
な構造で実施することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る異形断面シ
ールド掘進機の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明
する。
ールド掘進機の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明
する。
【００１２】シールド本体１の前部には、シールド軸心
Ｏを中心に回転自在なスポーク状のカッタヘッド２が配
置されている。すなわち、シールド本体１の前部には切
り羽崩壊土圧を保持する圧力隔壁３が配設され、この圧
力隔壁３に軸受４を介して回転軸５が回転自在に支持さ
れ、回転軸５の前部にカッタヘッド２が固定されてい
る。前記回転軸５の後部にはカッタ駆動装置６が設けら
れており、このカッタ駆動装置６は、回転軸５に取り付
けられた受動ギヤ６ａと、受動ギヤ６ａに噛合する駆動
ピニオン６ｂと、駆動ピニオン６ｂを回転駆動するカッ
タ駆動モータ６ｃとで構成される。また圧力隔壁３の下
部には、円筒状ケーシング７ａ内に軸付スクリュー７ｂ
を有する排土装置７が貫設されている。また回転軸５の
後端部には、図４に示すように、ロータリジョイント８
ａおよびカップリング８ｂを介してカッタヘッド２の回
転位置を検出するカッタ回転位置計９が設けられてい
る。
Ｏを中心に回転自在なスポーク状のカッタヘッド２が配
置されている。すなわち、シールド本体１の前部には切
り羽崩壊土圧を保持する圧力隔壁３が配設され、この圧
力隔壁３に軸受４を介して回転軸５が回転自在に支持さ
れ、回転軸５の前部にカッタヘッド２が固定されてい
る。前記回転軸５の後部にはカッタ駆動装置６が設けら
れており、このカッタ駆動装置６は、回転軸５に取り付
けられた受動ギヤ６ａと、受動ギヤ６ａに噛合する駆動
ピニオン６ｂと、駆動ピニオン６ｂを回転駆動するカッ
タ駆動モータ６ｃとで構成される。また圧力隔壁３の下
部には、円筒状ケーシング７ａ内に軸付スクリュー７ｂ
を有する排土装置７が貫設されている。また回転軸５の
後端部には、図４に示すように、ロータリジョイント８
ａおよびカップリング８ｂを介してカッタヘッド２の回
転位置を検出するカッタ回転位置計９が設けられてい
る。
【００１３】前記カッタヘッド２は、回転軸５に固定さ
れたセンター部材１１から１２０°ごとに半径方向に伸
びる３本の伸縮式スポーク１２Ａ〜１２Ｃからなり、ス
ポーク１２Ａ〜１２Ｃの先端部と両側縁部にカッタビッ
ト１３Ａが取り付けられ、センター部材１１にセンター
ビット１３Ｂが取り付けられている。前記スポーク１２
Ａ〜１２Ｃは、基端側でカッタビット１３Ａを有する固
定掘削部１４ａ〜１４ｃと、伸縮ガイド部分である伸縮
非掘削部１５ａ〜１５ｃを介して先端側で出退されるカ
ッタビット１３Ａを有する出退掘削部１６ａ〜１６ｃ
と、これら出退掘削部１６ａ〜１６ｃをそれぞれ出退さ
せる出退シリンダ１７ａ〜１７ｃとで構成される。
れたセンター部材１１から１２０°ごとに半径方向に伸
びる３本の伸縮式スポーク１２Ａ〜１２Ｃからなり、ス
ポーク１２Ａ〜１２Ｃの先端部と両側縁部にカッタビッ
ト１３Ａが取り付けられ、センター部材１１にセンター
ビット１３Ｂが取り付けられている。前記スポーク１２
Ａ〜１２Ｃは、基端側でカッタビット１３Ａを有する固
定掘削部１４ａ〜１４ｃと、伸縮ガイド部分である伸縮
非掘削部１５ａ〜１５ｃを介して先端側で出退されるカ
ッタビット１３Ａを有する出退掘削部１６ａ〜１６ｃ
と、これら出退掘削部１６ａ〜１６ｃをそれぞれ出退さ
せる出退シリンダ１７ａ〜１７ｃとで構成される。
【００１４】そして、図１に斜線で示す非掘削部Ａ〜Ｃ
のように、９０°と２７０°の短径部以外の所で露出す
る伸縮非掘削部１５ａ〜１５ｃは地盤を掘削できないた
め、非掘削部Ａ〜Ｃに必ず他のスポーク１２Ａ〜１２Ｃ
の掘削部である固定掘削部１４ａ〜１４ｃまたは出退掘
削部１６ａ〜１６ｃが通過するように、各スポーク１２
Ａ〜１２Ｃ毎に、固定掘削部１４ａ〜１４ｃと出退掘削
部１６ａ〜１６ｃの半径方向の長さの比率がそれぞれ決
定されている。この図１では、１つの非掘削部通過面Ａ
〜Ｃに対して他の２本のスポーク１２Ａ〜１２Ｃの掘削
部が通過して安定した掘削ができるように設定される。
しかし、掘削地盤や掘進機の掘削能力によっては、図４
に示すように、１本のスポーク１２Ａ〜１２Ｃの掘削部
が通過するようにしてもよい。
のように、９０°と２７０°の短径部以外の所で露出す
る伸縮非掘削部１５ａ〜１５ｃは地盤を掘削できないた
め、非掘削部Ａ〜Ｃに必ず他のスポーク１２Ａ〜１２Ｃ
の掘削部である固定掘削部１４ａ〜１４ｃまたは出退掘
削部１６ａ〜１６ｃが通過するように、各スポーク１２
Ａ〜１２Ｃ毎に、固定掘削部１４ａ〜１４ｃと出退掘削
部１６ａ〜１６ｃの半径方向の長さの比率がそれぞれ決
定されている。この図１では、１つの非掘削部通過面Ａ
〜Ｃに対して他の２本のスポーク１２Ａ〜１２Ｃの掘削
部が通過して安定した掘削ができるように設定される。
しかし、掘削地盤や掘進機の掘削能力によっては、図４
に示すように、１本のスポーク１２Ａ〜１２Ｃの掘削部
が通過するようにしてもよい。
【００１５】またこのシールド掘進機には、図５に示す
ように、カッタ回転位置計９の信号に基づいて、所定位
置で出退シリンダ装置１７ａ〜１７ｃを伸縮して出退掘
削部１６ａ〜１６ｃを出退させ楕円断面のトンネルを掘
削する掘削断面制御装置１８が設けられている。電動機
２１Ａ〜２１Ｃにより駆動される油圧ポンプ２２Ａ〜２
２Ｃと各出退シリンダ１７ａ〜１７ｃの間を接続する油
圧管２３Ａ〜２３Ｃに電磁弁２４Ａ〜２４Ｃがそれぞれ
介在され、進展側の油圧管２３Ａ〜２３Ｃに流量計２５
Ａ〜２５Ｃが設けられている。したがって、ロータリジ
ョイント８ａを介してカッタ回転位置計９からカッタヘ
ッド２の位置信号が掘削断面制御装置１８に入力される
と、掘削断面制御装置１８により電磁弁２４Ａ〜２４Ｃ
がそれぞれ操作され、流量計２５Ａ〜２５Ｃにより出退
シリンダ１７ａ〜１７ｃの出退量が制御される。
ように、カッタ回転位置計９の信号に基づいて、所定位
置で出退シリンダ装置１７ａ〜１７ｃを伸縮して出退掘
削部１６ａ〜１６ｃを出退させ楕円断面のトンネルを掘
削する掘削断面制御装置１８が設けられている。電動機
２１Ａ〜２１Ｃにより駆動される油圧ポンプ２２Ａ〜２
２Ｃと各出退シリンダ１７ａ〜１７ｃの間を接続する油
圧管２３Ａ〜２３Ｃに電磁弁２４Ａ〜２４Ｃがそれぞれ
介在され、進展側の油圧管２３Ａ〜２３Ｃに流量計２５
Ａ〜２５Ｃが設けられている。したがって、ロータリジ
ョイント８ａを介してカッタ回転位置計９からカッタヘ
ッド２の位置信号が掘削断面制御装置１８に入力される
と、掘削断面制御装置１８により電磁弁２４Ａ〜２４Ｃ
がそれぞれ操作され、流量計２５Ａ〜２５Ｃにより出退
シリンダ１７ａ〜１７ｃの出退量が制御される。
【００１６】このシールド掘進機は、たとえば上下に径
の大きい楕円面を掘削するように設計されており、シー
ルド本体１の断面も楕円面に対応して、トンネルより少
し小さい相似形断面に形成されている。
の大きい楕円面を掘削するように設計されており、シー
ルド本体１の断面も楕円面に対応して、トンネルより少
し小さい相似形断面に形成されている。
【００１７】上記構成において、カッタヘッド２が矢印
Ｄ方向に回転されて掘削され、掘削断面制御装置１８に
よりカッタ回転位置計９の信号に基づいて、カッタ駆動
装置６により最小掘削半径となる短径位置の９０°と２
７０°の位置で出退シリンダ１７ａ〜１７ｃが最も収縮
されて出退掘削部１６ａ〜１６ｃが後退される。そして
９０°と２７０°の位置から掘削断面の直径が漸次大き
くなる０°と１８０°に接近する回転位置で、出退掘削
部１６ａ〜１６ｃが所定速度で突出されてカッタ面板１
１より大きい範囲が掘削される。さらに最大掘削半径と
なる長径位置の０°と１８０°位置で、出退シリンダ１
７ａ〜１７ｃが最大量進展されて出退掘削部１６ａ〜１
６ｃが突出され、長形部分が掘削される。さらに０°と
１８０°位置から掘削断面の直径が漸次小さくなる９０
°と２７０°に接近する回転位置では出退掘削部１６ａ
〜１６ｃが所定速度で漸次後退される。これにより、縦
長の楕円形断面のトンネルを掘削することができる。
Ｄ方向に回転されて掘削され、掘削断面制御装置１８に
よりカッタ回転位置計９の信号に基づいて、カッタ駆動
装置６により最小掘削半径となる短径位置の９０°と２
７０°の位置で出退シリンダ１７ａ〜１７ｃが最も収縮
されて出退掘削部１６ａ〜１６ｃが後退される。そして
９０°と２７０°の位置から掘削断面の直径が漸次大き
くなる０°と１８０°に接近する回転位置で、出退掘削
部１６ａ〜１６ｃが所定速度で突出されてカッタ面板１
１より大きい範囲が掘削される。さらに最大掘削半径と
なる長径位置の０°と１８０°位置で、出退シリンダ１
７ａ〜１７ｃが最大量進展されて出退掘削部１６ａ〜１
６ｃが突出され、長形部分が掘削される。さらに０°と
１８０°位置から掘削断面の直径が漸次小さくなる９０
°と２７０°に接近する回転位置では出退掘削部１６ａ
〜１６ｃが所定速度で漸次後退される。これにより、縦
長の楕円形断面のトンネルを掘削することができる。
【００１８】上記第１の実施の形態によれば、カッタヘ
ッド２をスポーク１２Ａ〜１２Ｃにより構成してそれぞ
れのスポーク１２Ａ〜１２Ｃを伸縮するように構成し、
カッタヘッド２の回転位置を検出するカッタ回転位置計
９の信号に基づいて掘削断面制御装置１８により各スポ
ーク１２Ａ〜１２Ｃを伸縮させることにより、各スポー
ク１２Ａ〜１２Ｃによる掘削径を増減し、スポーク１２
Ａ〜１２Ｃの伸縮範囲で任意の異形断面のトンネルを掘
削することができる。
ッド２をスポーク１２Ａ〜１２Ｃにより構成してそれぞ
れのスポーク１２Ａ〜１２Ｃを伸縮するように構成し、
カッタヘッド２の回転位置を検出するカッタ回転位置計
９の信号に基づいて掘削断面制御装置１８により各スポ
ーク１２Ａ〜１２Ｃを伸縮させることにより、各スポー
ク１２Ａ〜１２Ｃによる掘削径を増減し、スポーク１２
Ａ〜１２Ｃの伸縮範囲で任意の異形断面のトンネルを掘
削することができる。
【００１９】しかも、非掘削部である伸縮非掘削部１５
ａ〜１５ｃの位置をそれぞれ各スポーク１２Ａ〜１２Ｃ
でずらすことにより、伸縮非掘削部１５ａ〜１５ｃを掘
削できない地盤を、他のスポーク１２Ａ〜１２Ｃの固定
掘削部１４ａ〜１４ｃまたは／および出退掘削部１６ａ
〜１６ｃで掘削することができ、安定した掘削が可能と
なる。
ａ〜１５ｃの位置をそれぞれ各スポーク１２Ａ〜１２Ｃ
でずらすことにより、伸縮非掘削部１５ａ〜１５ｃを掘
削できない地盤を、他のスポーク１２Ａ〜１２Ｃの固定
掘削部１４ａ〜１４ｃまたは／および出退掘削部１６ａ
〜１６ｃで掘削することができ、安定した掘削が可能と
なる。
【００２０】次に図６および図７に基づいて異形断面シ
ールド掘進機の他の実施の形態を説明する。２１は互い
に屈曲可能に連結された前胴２１ａと後胴２１ｂからな
るシールド本体で、シールド本体２１の前部にはシール
ド軸心Ｏを中心に回転自在な円形のカッタヘッド２２が
配置されている。前胴２１ａの前部には、切り羽崩壊土
圧を保持する圧力室２３を形成する圧力隔壁２４が配置
されており、この圧力隔壁２４に軸受２５を介して回転
自在に支持されたリング状部材２６に複数の支持脚２７
が配置され、これら支持脚２７にカッタヘッド２２が支
持されている。
ールド掘進機の他の実施の形態を説明する。２１は互い
に屈曲可能に連結された前胴２１ａと後胴２１ｂからな
るシールド本体で、シールド本体２１の前部にはシール
ド軸心Ｏを中心に回転自在な円形のカッタヘッド２２が
配置されている。前胴２１ａの前部には、切り羽崩壊土
圧を保持する圧力室２３を形成する圧力隔壁２４が配置
されており、この圧力隔壁２４に軸受２５を介して回転
自在に支持されたリング状部材２６に複数の支持脚２７
が配置され、これら支持脚２７にカッタヘッド２２が支
持されている。
【００２１】前記カッタヘッド２２は、円形のカッタ面
板３１を備え、シールド軸心Ｏ位置にセンタービット３
２が取り付けられている。またセンタービット３２から
１２０°ごとに配置された半径方向面板部３１ａの両側
縁部に複数のカッタビット３３が所定間隔毎に配設さ
れ、半径方向面板部３１ａの両側に土砂取り入れ口３４
がそれぞれ形成されている。隣接する土砂取り入れ口３
４を区画する補強部材３１ｂの先端側に扇形面板部３１
ｃの外周側中央部にローラビット３５がそれぞれ配置さ
れている。
板３１を備え、シールド軸心Ｏ位置にセンタービット３
２が取り付けられている。またセンタービット３２から
１２０°ごとに配置された半径方向面板部３１ａの両側
縁部に複数のカッタビット３３が所定間隔毎に配設さ
れ、半径方向面板部３１ａの両側に土砂取り入れ口３４
がそれぞれ形成されている。隣接する土砂取り入れ口３
４を区画する補強部材３１ｂの先端側に扇形面板部３１
ｃの外周側中央部にローラビット３５がそれぞれ配置さ
れている。
【００２２】前記各半径方向面板部３１ａには、本発明
に係る可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃがそれぞれ内蔵されて
いる。この可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃは、ガイド部材３
７Ａ〜３７Ｃに案内されるとともにカッタ出退装置であ
るカッタ出退シリンダ３８Ａ〜３８Ｃにより半径方向に
出退自在に構成されており、従来のコピーカッタに比べ
てその出退ストロークも長くかつ強度も大きく設定され
ている。
に係る可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃがそれぞれ内蔵されて
いる。この可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃは、ガイド部材３
７Ａ〜３７Ｃに案内されるとともにカッタ出退装置であ
るカッタ出退シリンダ３８Ａ〜３８Ｃにより半径方向に
出退自在に構成されており、従来のコピーカッタに比べ
てその出退ストロークも長くかつ強度も大きく設定され
ている。
【００２３】このシールド掘進機は、たとえば上下に径
の大きい楕円面を掘削するように設計されており、シー
ルド本体２１の断面も楕円面に対応する断面形状に形成
されている。
の大きい楕円面を掘削するように設計されており、シー
ルド本体２１の断面も楕円面に対応する断面形状に形成
されている。
【００２４】前記カッタヘッド２２の背面でシールド軸
心Ｏ上には、中心軸２８が圧力隔壁２４を貫通して配置
され、油圧を給排出するロータリジョイント２８Ａが配
設されるとともに、後端部にカッタヘッド２２の回転角
度を検出するカッタ回転位置計２９が配設されている。
またこのシールド掘進機には、カッタ回転位置計２９の
検出値に対応してカッタ出退シリンダ３８Ａ〜３８Ｃを
駆動し可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃをそれぞれ出退させて
異形断面のトンネルを掘削する掘削断面制御装置３０が
設けられている。
心Ｏ上には、中心軸２８が圧力隔壁２４を貫通して配置
され、油圧を給排出するロータリジョイント２８Ａが配
設されるとともに、後端部にカッタヘッド２２の回転角
度を検出するカッタ回転位置計２９が配設されている。
またこのシールド掘進機には、カッタ回転位置計２９の
検出値に対応してカッタ出退シリンダ３８Ａ〜３８Ｃを
駆動し可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃをそれぞれ出退させて
異形断面のトンネルを掘削する掘削断面制御装置３０が
設けられている。
【００２５】前記圧力隔壁２４には、円筒状ケーシング
４１ａ内にリボンスクリュー４１ｂを内蔵した排土装置
４１が貫通して配設されている。また、リング状部材２
６の後部２６ａには、カッタヘッド２２を回転駆動する
カッタ駆動装置４２が配設されており、このカッタ駆動
装置４２は、リング状部材後部２６ａに取り付けられた
リングギヤ４２ａと、このリングギヤ４２ａに噛み合わ
された駆動ピニオン４２ｂと、この駆動ピニオン４２ｂ
を駆動するカッタ駆動モータ４２ｃとで構成される。シ
ールド本体２１の前胴２１ａと後胴２１ｂとは、球面軸
受４３により接続されるとともに、連結ブラケット４４
ａ，４４ｂと連結軸４４ｃからなる連結具４４により連
結軸４４ｃを中心に屈曲自在に連結され、さらに前胴２
１ａと後胴２１ｂとを屈曲させる複数の中折れジャッキ
４５が連結されている。
４１ａ内にリボンスクリュー４１ｂを内蔵した排土装置
４１が貫通して配設されている。また、リング状部材２
６の後部２６ａには、カッタヘッド２２を回転駆動する
カッタ駆動装置４２が配設されており、このカッタ駆動
装置４２は、リング状部材後部２６ａに取り付けられた
リングギヤ４２ａと、このリングギヤ４２ａに噛み合わ
された駆動ピニオン４２ｂと、この駆動ピニオン４２ｂ
を駆動するカッタ駆動モータ４２ｃとで構成される。シ
ールド本体２１の前胴２１ａと後胴２１ｂとは、球面軸
受４３により接続されるとともに、連結ブラケット４４
ａ，４４ｂと連結軸４４ｃからなる連結具４４により連
結軸４４ｃを中心に屈曲自在に連結され、さらに前胴２
１ａと後胴２１ｂとを屈曲させる複数の中折れジャッキ
４５が連結されている。
【００２６】後胴２１ｂには、セグメントピースを組み
立てるエレクタ装置４６と、このエレクタ装置４６によ
り異形断面に組み立てられたセグメント４７を反力受け
としてシールド本体２１を前進させる複数の推進ジャッ
キ４８が配設される。
立てるエレクタ装置４６と、このエレクタ装置４６によ
り異形断面に組み立てられたセグメント４７を反力受け
としてシールド本体２１を前進させる複数の推進ジャッ
キ４８が配設される。
【００２７】上記構成において、カッタ駆動装置４２に
よりカッタヘッド２２が矢印Ｄ方向に回転され、掘削断
面制御装置３０によりカッタ回転位置計２９の信号に基
づいて掘削断面の直径が最小となる９０°と２７０°の
位置でカッタ出退シリンダ３８Ａ〜３８Ｃが収縮されて
可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃが後退される。そして掘削断
面の直径が漸次大きくなる０°と１８０°に接近する回
転位置では可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃが所定速度で漸次
突出されて漸次カッタ面板３１より大きい範囲が掘削さ
れる。さらに０°と１８０°位置でカッタ出退シリンダ
３８Ａ〜３８Ｃが最大量進展されて可動カッタ３６Ａ〜
３６Ｃが突出され、そして掘削断面の直径が漸次小さく
なる９０°と２７０°に接近する回転位置では可動カッ
タ３６Ａ〜３６Ｃが所定速度で漸次後退されて漸次カッ
タ面板３１の掘削範囲に接近して掘削される。したがっ
て、推進ジャッキ４８によりシールド本体２１の後部で
エレクタ装置４６に組み立てられたセグメント４７を反
力受けとして縦長の楕円形断面のトンネルを掘削するこ
とができる。
よりカッタヘッド２２が矢印Ｄ方向に回転され、掘削断
面制御装置３０によりカッタ回転位置計２９の信号に基
づいて掘削断面の直径が最小となる９０°と２７０°の
位置でカッタ出退シリンダ３８Ａ〜３８Ｃが収縮されて
可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃが後退される。そして掘削断
面の直径が漸次大きくなる０°と１８０°に接近する回
転位置では可動カッタ３６Ａ〜３６Ｃが所定速度で漸次
突出されて漸次カッタ面板３１より大きい範囲が掘削さ
れる。さらに０°と１８０°位置でカッタ出退シリンダ
３８Ａ〜３８Ｃが最大量進展されて可動カッタ３６Ａ〜
３６Ｃが突出され、そして掘削断面の直径が漸次小さく
なる９０°と２７０°に接近する回転位置では可動カッ
タ３６Ａ〜３６Ｃが所定速度で漸次後退されて漸次カッ
タ面板３１の掘削範囲に接近して掘削される。したがっ
て、推進ジャッキ４８によりシールド本体２１の後部で
エレクタ装置４６に組み立てられたセグメント４７を反
力受けとして縦長の楕円形断面のトンネルを掘削するこ
とができる。
【００２８】上記実施の形態によれば、カッタ回転位置
計２９の信号に基づいて掘削断面制御装置３０により、
カッタヘッド２２の所定位置でそれぞれの可動カッタ３
６Ａ〜３６Ｃを所定量突出させるように構成したので、
簡単な構成で容易に異形断面のトンネルを掘削すること
ができる。
計２９の信号に基づいて掘削断面制御装置３０により、
カッタヘッド２２の所定位置でそれぞれの可動カッタ３
６Ａ〜３６Ｃを所定量突出させるように構成したので、
簡単な構成で容易に異形断面のトンネルを掘削すること
ができる。
【００２９】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の請求項１記
載の発明によれば、掘削断面制御装置により旋回スポー
クを回転経路の一定位置で伸縮させることにより、１つ
のカッタヘッドで任意の異形断面トンネルを掘削するこ
とができ、そのときの制御もカッタヘッドの回転位置に
対応して旋回スポークの伸縮量を制御するだけでよく、
簡単な構造で異形断面トンネルを掘削できる。
載の発明によれば、掘削断面制御装置により旋回スポー
クを回転経路の一定位置で伸縮させることにより、１つ
のカッタヘッドで任意の異形断面トンネルを掘削するこ
とができ、そのときの制御もカッタヘッドの回転位置に
対応して旋回スポークの伸縮量を制御するだけでよく、
簡単な構造で異形断面トンネルを掘削できる。
【００３０】さらに請求項２記載の構成によれば、スポ
ーク毎の伸縮部分である伸縮非掘削部の位置を互いにず
らして変位させることにより、掘削できない伸縮非掘削
部の通過位置に、他の旋回スポークの掘削部を通過させ
て掘削することができ、安定した掘削を行うことができ
る。
ーク毎の伸縮部分である伸縮非掘削部の位置を互いにず
らして変位させることにより、掘削できない伸縮非掘削
部の通過位置に、他の旋回スポークの掘削部を通過させ
て掘削することができ、安定した掘削を行うことができ
る。
【００３１】さらに請求項３記載の構成によれば、掘削
断面制御装置により回転経路の一定位置で可動カッタを
出退させることにより、異形断面のトンネルを掘削する
ことができ、簡単な構造で実施することができる。
断面制御装置により回転経路の一定位置で可動カッタを
出退させることにより、異形断面のトンネルを掘削する
ことができ、簡単な構造で実施することができる。
【図１】本発明に係る異形断面シールド掘進機の実施の
形態を示す正面図である。
形態を示す正面図である。
【図２】同シールド掘進機を示す前部縦断面図である。
【図３】同シールド掘進機のスポーク伸縮機構を示す制
御構成図である。
御構成図である。
【図４】同シールド掘進機のカッタ回転位置計の取付を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図５】同シールド掘進機のスポークの変形例を示す正
面図である。
面図である。
【図６】本発明に係る異形断面シールド掘進機の他の実
施の形態を示す正面図である。
施の形態を示す正面図である。
【図７】同シールド掘進機を示す縦断面図である。
Ａ〜Ｃ 非掘削部 １ シールド本体 ２ カッタヘッド ９ カッタ回転位置計 １２Ａ〜１２Ｃ スポーク １３Ａ カッタビット １４ａ〜１４ｃ 固定掘削部 １５ａ〜１５ｃ 伸縮非掘削部 １６ａ〜１６ｃ 出退掘削部 １７ａ〜１７ｃ 出退シリンダ １８ 掘削断面制御装置 ２１ シールド本体 ２２ カッタヘッド ２９ カッタ回転位置計 ３０ 掘削断面制御装置 ３１ カッタ面板 ３６ 可動カッタ ３８ カッタ出退シリンダ
Claims (3)
- 【請求項１】シールド本体の前部にシールド軸心回りに
回転自在なカッタヘッドを配置した異形断面シールド掘
進機であって、 カッタヘッドをシールド軸心から半径方向に伸び多数の
カッタビットを有する複数のスポークにより構成し、こ
れらスポークにそれぞれ半径方向に伸縮自在な伸縮機構
を内蔵し、前記伸縮機構を駆動制御して回転経路の一定
位置で旋回スポークを所定量進展させ異形断面を掘削す
る掘削断面制御装置を設け、シールド本体を掘削される
トンネルの異形断面に対応して略同一断面に形成したこ
とを特徴とする異形断面シールド掘進機。 - 【請求項２】スポークは、カッタビットを有する掘削部
と、伸縮部分でカッタビットを有しない伸縮非掘削部と
を備え、 旋回スポークの掘削面上で、スポークの伸縮非掘削部の
移動範囲上に、少なくとも１本の他のスポークの掘削部
が通過するように構成したことを特徴とする請求項１記
載の異形断面シールド掘進機。 - 【請求項３】シールド本体の前部にシールド軸心回りに
回転自在なカッタヘッドを配置した異形断面シールド掘
進機であって、 前記カッタヘッドを、多数のカッタビットと土砂取り込
み口とを有する円形のカッタ面板で構成し、このカッタ
面板の外周部複数箇所に、カッタ出退装置により半径方
向に出退自在な可動カッタを配設し、このカッタ出退装
置を駆動制御して回転経路の一定位置で可動カッタを所
定のストローク突出させ異形断面を掘削する掘削断面制
御装置を設け、シールド本体を前記異形断面に対応して
略同一断面に形成したことを特徴とする異形断面シール
ド掘進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28892196A JPH10131674A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 異形断面シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28892196A JPH10131674A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 異形断面シールド掘進機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10131674A true JPH10131674A (ja) | 1998-05-19 |
Family
ID=17736530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28892196A Pending JPH10131674A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 異形断面シールド掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10131674A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107524450A (zh) * | 2017-09-29 | 2017-12-29 | 中铁隧道局集团有限公司 | 可径向伸缩式刀盘及使用该刀盘的矩形盾构机 |
| CN112664209A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-16 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种立式类椭圆全断面隧道盾构机 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP28892196A patent/JPH10131674A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107524450A (zh) * | 2017-09-29 | 2017-12-29 | 中铁隧道局集团有限公司 | 可径向伸缩式刀盘及使用该刀盘的矩形盾构机 |
| CN112664209A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-16 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种立式类椭圆全断面隧道盾构机 |
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