JPS5824092A - トンネル掘進機 - Google Patents

トンネル掘進機

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JPS5824092A
JPS5824092A JP12096581A JP12096581A JPS5824092A JP S5824092 A JPS5824092 A JP S5824092A JP 12096581 A JP12096581 A JP 12096581A JP 12096581 A JP12096581 A JP 12096581A JP S5824092 A JPS5824092 A JP S5824092A
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JP
Japan
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thrust
cylinder
shield
cutter head
drive shaft
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JP12096581A
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JPH0228680B2 (ja
Inventor
誠 太田
汐崎 実
水谷 務
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication of JPH0228680B2 publication Critical patent/JPH0228680B2/ja
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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】 この発明は、岩石のある土中Gこトンネルを掘削するの
に適するトンネル掘進機に関するものである。
まず、グリッパをそなえた従来のトンネル掘進機を第1
図および第2図1こより説明する。
四角状筒体の外枠2の四周には、油圧シリンタ。
4により操作するグリッパ3が設置されており、外枠2
 jrは軸方向Iこ摺動できるように内枠5が挿入され
ている。内枠5の先端のフランジ部には、カッタ6をそ
なえたカッタヘッド7が軸受を介して回転自在に支持さ
れている。外枠2の前端部と内枠5のフランジ部との間
Cごは、内枠5を摺動させるスラストシリング8が設置
されている。カッタヘッド7の駆動軸7aは内枠5の中
空部に挿入されており、その端部は駆動機9により回転
させる歯車伝動装置に連結されている。
油圧シリン々゛4を操作してグリッパ3をトンネル壁1
に押付けることにより、外枠2をトンネル壁lに支持さ
せる。カッタヘッド7はスラストシリング外筒盛こより
切羽に押付けられ、駆動機9に連動して回転する駆動軸
7aを介して回転させられ、切羽の掘削を行う。
しかしながら、地山に湧水が多い場合とか、破砕帯の場
合には、切羽の崩壊が生じたり、グリッパ3に対するト
ンネル壁lの支持力が得られず、前進が不可能になった
りする。
第3図は岩石用カッタを取付けた従来の泥水シールド掘
進機の一例を示す。シールド本体12の前部には、岩石
掘削用のカッタ6を取付けたカッタヘッド7が軸受13
を介して回転自在Iご支持されている。シールド本体1
2の前進は、セ〃゛メント10で反力をとりながら、シ
ールドジヤツキ11を伸長させることにより行う。カッ
タヘッド7の回転cごともないカッタ6で切羽15が掘
削される。掘削ズリは、排泥管14を通して流体輸送に
より排出させられる。特−こ、岩石の掘削作業では、カ
ッタ6は消耗するので、掘進途中で交換しなければなら
ないことが非常に多い。カッタヘッド7はシールドジヤ
ツキ11により常に切羽15に押付けられながら切羽1
5を掘削しているので、カッタ6を交換するための作業
空間が切羽15とカッタヘッド7との間にとれず、その
交換作業は非常に困難である。また、切削抵抗が非常に
大きい場合、シールドジヤツキ11の大きなスラスト力
が軸受131こかり)す、軸受13が破損することもあ
る。
第4図は上記の欠点を除〈従来の泥水シールド掘進機を
示す。
中心軸17はシールド本体16と一体のバルクヘッドl
こ、回転および摺動ができるようjど軸受24を介して
支持されており、その先端部6ごは、カッタ23を取付
けたカッタヘッド22が結合されている。中心軸17の
回転は駆動機191こ連結したピニオン20、歯車21
を介して行い、摺動はスラストシリンクー18により行
う。歯車21は中心軸17に固定され、ピニオン20は
駆動機19の出力軸Cど取付けられている。ピニオン2
0は、スうストシリンダ18の行程分だけ歯車21との
かみ合いが可能となるよう巾を広くしである。
このシールド掘進機では、シールド本体16の前進とは
別個にカッタヘッド22をスラストシリンク゛181こ
まり前後に移動させることができるので、カッタ23を
交換する際には、カッタヘッド22を後退させて、切羽
25とカッタヘッド22との間5こ空間を確保し、容易
に作業を行うことができる。また、シールド本体16の
前進はシールドジヤツキ261こより行い、カッタヘッ
ド22の前進はスラストシリンダ18により単独に行う
ようになっているので、過大なスラスト力が軸受24に
かかることもない。
上述のように、第3図のシールド掘進機の欠点は補える
が、スラストシリン々゛18と駆動機19とを、中心軸
17と同軸上に配置することが不可能であるため、特ζ
ご小口径シールド掘進機が得られない。
この発明は、カッタの交換を容易に行うことができ、か
つ、小口径のトンネルの掘削に適するシールド掘進機を
提供することを目的とするものである。
以下、この発明の一実施態様を第4図ないし第1O図に
より説明するn 前がねシールド本体27Aの後端部内には後がわシール
ド本体27Bの前端部が摺動できるようにはめこまれて
おり、そのはめこみ部6ごは泥水が機内に侵入するのを
防ぐシール66が取付けられている。
前がねシールド本体27Aの前部内−こは、後記するカ
ッタヘッドがわと後部とを仕切って遮断するバルクヘッ
ド33と二つの支持フレーム58.47が軸方向に間隔
を右いて一体6ご設けられている。バルクヘッド33、
支持フレーム58.471こはスラストシリン々°外筒
28が取付けられており、スラストシリンダ外筒28の
後端部(右端部)ICはグランド32がはめこまれてい
る。スラストシリン々゛外筒28およびグランド324
こは、中間部にピストン46を設けたスラストシリンダ
内筒29が軸方向に摺動できるように挿入されており、
ピストン46によりシリン々゛前室67さシリンタ゛後
室68とが区画されている。バルクヘッド33、スラス
トシリン々゛外筒28の内周面部Cごは、シリンタ゛前
室676C泥水、ズリなどが侵入するのを防ぐシール3
1が取付けられ、グランド32にはシリング前室68の
流体が漏出するのを防ぐシール60.61が取付けられ
、ピストン46の外周面部Cごはシリング前室67、シ
リング後室68間の流体の漏れを防ぐシール59が取付
けられ、スラストシリング内筒29!こけその内周面と
駆動軸39との間のすき間Cご泥水、ズリ、異物が侵入
するのを防ぐシール38が取付けられている。
スラストシリング内筒291こは駆動軸39が回転自在
に挿入されており、その軸39の前端部は、切羽Fの岩
石等を掘削するカッタ37を取付けたカッタヘッド36
に結合されており、後端部はハウジング41内に取付け
たスラスト軸受35により支えられている。ハウジング
41はスラストシリング内筒29の後端部に固定されて
いる。駆動軸391こは、駆動軸39とハウジング41
とが相対的に軸方向に移動することを防ぐ止め輪56が
はめこまれている。
ハウジング411こは減速機63が連結されており、減
速機63の出力軸の端部と駆動軸39の端部とは、抜は
止めボルト57により駆動軸39に固定したカップリン
グ62にスブラスン40.40を介して結合されている
減速機63の外枠l(はケーシング73の一端面部が固
定されており、ケーシン々゛73の他端面部iこは駆動
原動機45の外枠が固定されている。駆動原動機45の
軸はカップリング65を介して高速軸64の一端部に連
結されており、高速軸64の他端がわけ減速機63に連
結されている。
スラストシリング内筒28の外周部Irは、前がわシー
ルド本体27Aの外周から突出することができ、地山l
こ反力をとって前がわシールド本体27Aを支える複数
の前がわグリッパ71がピン43憂こより放射方向に取
付けられている。支持フレーム47番こは駆動軸39と
平行番とシールドジヤツキ48が取付けられており、そ
のピストンロッド憂こはロッド42の一端部がピン34
Cごより連結されている。ロッド42の他端部がわの後
がわシールド本体27B内6ごはブツシュリング50が
設けられている。
ケーシング73のまわりにおける後がわシールド本体2
7Bの内部には、補強用の支持フレーム69.70が固
定されており、円安持フレーム69.704こは作業員
の通路、および送水管51、排出管52を通すための空
間を形成するための切欠き穴が設けられている。支持フ
レーム69にはブラケット74が取外しができるように
取付けられており、ブラケット74#こ設けた穴には、
減速機63の外枠6C取付けたピン75がはめこまれて
いる。ピン75とブラケット74の穴とにはすき間があ
り、減速機63の軸心と後がわシールド本体27Bの軸
心とが、相対的に任意の方向にわずかな角度だけ傾くこ
とができるようになっているケーシング73の外周部に
は、後がわシールド本体27Bの外周から突出すること
ができ、地山に反力をとって後がわシールド本体27B
を支える複数の後がわグリッパ72がピン44&こより
放射方向に取付けられている。
ハウジング41には溝形の案内片30が取付けられてお
り、案内片30の溝部は前がねシールド本体27A#ご
対して軸方向に固定した案内枠55の案内部を挾んでい
る。
送水管51、排出管52の一端部はバルクヘッド33に
取付けられており、バルクヘッド33には開閉可能なマ
ンホール53.54が取付けられている。マンホール5
3.54は切羽Fがわに作業員がはいる際の通路とする
ものである。後がわシールド本体27Bの後端部内がね
Cごは、円筒状のセグメント49が設けられている。
掘削作業は下記のようにして行う。
駆動原動機45を駆動し、減速機63を介して駆動軸3
9とともEこカッタヘッド36を回転させながら、スラ
ストシリンダ外筒28、ピストン46、スラストシリン
グ内筒29を構成要素とするスラストシリン々゛Tで推
力を与え、カッタ37で掘削する。掘削されたズリは、
排出管52を通して流体輸送により排出させられる。
カッタヘッド36と一体の駆動軸39は、スラスト軸受
35、止め輪56を介してハウジング41#こ対して軸
方向に固定されており、カツタヘツド36からの掘削反
力inよる推力、曲げ力は、スラスト軸受35、ハウジ
ング41を介してスラストシリングTで支えられる。
破砕帯で坑壁が崩壊しやすい地層lと対しては、前がわ
シールド本体27A、後がわシールド本体27B1セグ
メント49で坑壁の崩壊を防止し、掘進機の推進の反力
はシールドジヤツキ48を介してセグメント49で受ケ
ル。
カッタ37が損耗して交換をする必要が生じた場合には
、カッタヘッド36を第4図の切羽Fまで掘削、前進さ
せ、そののちtこ、スラストシリツタ゛Tを作動させ(
シリン々゛前室67の流体圧を高めてピストン46をそ
なえたスラストシリング内筒29、駆動軸39を後退さ
せる)、カッタヘッド36を後退させ、切羽Fとカッタ
ヘッド36との間に、カッタの交換作業を行う空間を確
保する。ズリ輸送のための泥水は排出させ、バルクヘッ
ド33のマンホール53およびカッタヘッド36のマン
ホールから作業員がカッタヘッド36の前面がわにはい
り、カッタ37の交換作業をする。
カッタヘッド36がスラストシリングTの伸び動作Sこ
より切羽Fまで前進したら、シールドジヤツキ481こ
よりセグメント49で反力をとりながらシールド本体2
7A、27Bを前進させる。ついで、カッタヘッド36
をスラストシリン々゛Tで前進させる掘削工程に移る。
なお、カッタヘッドって摺動する。
以上説明したこの発明によれば下記の効果が得られる。
(1)シールド本体27A、27Bさ別個6どカッタヘ
ッド36の前後進を行える構造6(なっているので、カ
ッタヘッド36の前面と切羽Fとの間dどカッタ37の
交換作業をする空間を容易に確保することができる。
(2)カッタヘッド36の推力、曲げ力はスラストシリ
ツタ゛T4こ受は持たせ、カッタヘッド36の回転力は
案内片30、案内枠55に受は持たせることにより、駆
動軸39、スラストシリングT、 M速機63、駆動原
動機45を同軸上基こ配置でき、小口径シールド掘進機
にも適用できる。
(3)カッタヘッド36の前進はスラストシリツタ。
Tで行うので、カッタヘッド支持用の軸受355こシー
ルドジヤツキ48の大きなスラスト力がかからない。し
たがって、軸受35の破損を防止し、寿命をのばすこと
ができる。
(4)シールド構造なので、湧水層、破砕帯jども適用
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はグリッパをそなえた従来のトンネル掘進機を示
す断面側面図、第2図は第1図の■−■断面図、第3図
、第4図は従来のシールド掘進機を示す断面側面図、第
5図はこの発明の一実施態様を示す断面側面図、第6図
は第5図のM−■線から見た正面図、第7図は第5図の
■−■断面図、第8図は第5図の■−■断面図、第9図
は第5図の■−IK断面図、第10図は第5図のX−X
断面図である。 27A・・前がわシールド本体、 27B・・後がわシールド本体、  T・・スラストシ
リツタ゛、  28・・スラストシリング内筒、   
291I−スラストシリング内筒、30・−案内片、 
 32・・グランド、33・・バルクヘッド、   3
5−−スラスト軸受、   36”・力・ツタへ・ンド
、   37・ゆカッタ、   3961駆動軸、  
 40@−スプライン、  4I・・ハウジング、  
4211110ツド、  45・・駆動原動機、  4
6・・ピストン、   47・・支持フレーム、48−
・シールドジヤツキ、   49φ・セグメント、  
 50・・ブツシュリング、51・・送水管、   5
2・・排出管、53・・マンホール、   54−−マ
ンホール、55・・案内枠、  56@・止め輪、58
・・支持フレーム、   62@・カップリング、  
 63・・減速機、   64・・高速軸、65・・カ
ップリング、   67m#シリング前室、   68
・・シリンタ゛後室、   69皓・支持フレーム、 
  70・・支持フレーム、71・・前がゎ// IJ
ツバ、  72・・後がねゲリッパ、   73・・ケ
ーシング 手続補正書(方式) 昭和57年2月10日 昭和56年特 許 願第120965号2 発明の名称
 トンネル掘進機 3、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区内神田−丁目2番10号氏 名
(名称) (552)日立建機株式会社代表者西元文平 4、代理人 8 補正の内容 別紙のとおり第10図を加入する。 第10図 9 70

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 シールド本体と一体のパル〃ヘッドにスラストシリング
    外筒を固定し、そのスラストシリング外筒の一端部lご
    グランドを取付ケ、スラストシリング外筒のシリン々゛
    室内におさめたピストンをそなえたスラストシリング外
    筒ヲ、スラストシリン々。 外筒およびグランドに摺動可能に支持させ、スラストシ
    リング内筒に駆動軸を回転自在番こ挿入し、駆動軸の前
    端部trはカッタヘッドを結合し、後端部はスラストシ
    リング外筒ζご一体に結合させたハウジングIC軸受を
    介して支持させ、ハウジングにて軸方向に摺動させる案
    内片をハウジングに取付けたことを特徴とするシールド
    掘進機。
JP12096581A 1981-08-01 1981-08-01 Tonnerukutsushinki Expired - Lifetime JPH0228680B2 (ja)

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JPS5824092A true JPS5824092A (ja) 1983-02-12
JPH0228680B2 JPH0228680B2 (ja) 1990-06-26

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JP12096581A Expired - Lifetime JPH0228680B2 (ja) 1981-08-01 1981-08-01 Tonnerukutsushinki

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59199998A (ja) * 1983-04-27 1984-11-13 日立建機株式会社 トンネル掘進機
JPS61172993A (ja) * 1985-01-29 1986-08-04 株式会社 イセキ開発工機 シ−ルドトンネル掘進装置
JPH01295992A (ja) * 1988-05-20 1989-11-29 Kawasaki Heavy Ind Ltd トンネル掘削装置
JPH0296090A (ja) * 1988-09-30 1990-04-06 Kawasaki Heavy Ind Ltd トンネル掘削機

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