JPS5929757B2 - シ−ルドトンネル掘進装置 - Google Patents

シ−ルドトンネル掘進装置

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JPS5929757B2
JPS5929757B2 JP54116092A JP11609279A JPS5929757B2 JP S5929757 B2 JPS5929757 B2 JP S5929757B2 JP 54116092 A JP54116092 A JP 54116092A JP 11609279 A JP11609279 A JP 11609279A JP S5929757 B2 JPS5929757 B2 JP S5929757B2
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bit
cutter
slit opening
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールドトンネル掘進装置に関し、特にカッタ
ディスクに設けられるスリットの開度および切羽に対す
るビットの切削角度を調整可能とするシールドトンネル
掘進装置に関する。
特開昭５４−２２９３３号公報に開示されているような
いわゆる土圧対抗型のシールドトンネル掘進方法は、切
羽における地下水圧にほぼ等しい圧力で泥水のような液
体を切羽地盤に作用させかつカッタスリット開度を制御
することにより、切羽地盤にその主働土圧より大きく、
受働土圧より小さい圧力でカッタヘッドを押圧し、これ
により切羽の崩壊を防止する。
この方法を実施する上で、シールドトンネル掘進装置は
カッタディスクのスリット開度を調整する機構を備える
ことが不可欠である。
従来のスリット開度調整機構は、例えば前記公報に開示
されているように、ビットがスリットから切羽へ向けま
たは切羽から離れる方向へ滑動的に出入りして、その出
入りの度合によって、開度を調整するものであった。
しかし、このような機構の欠点は、地山とビットとの間
の角度すなわち切削角度を変更することができず、硬質
の地盤から軟質の地盤まで広範囲の土質に適合しないこ
とである。
また、他の欠点として、カッタビットとスリットとの間
隙に石屑の詰りを生じた場合これを解消することが困難
であった。
さらに、他の欠点はカッタビットとスリットとの間のシ
ール性に欠けまた工作が複雑なことであった。
従って、本発明は前記した従来機構の欠点を除去し、ビ
ットの切削角度の調整を可とする改良されたスリット開
度調整機構を備えるシールドトンネル掘進装置を提供す
ることを目的とする。
本発明によれば、カッタディスクの直径方向へ整列して
設けられる一対のカッタスリットのそれぞれにこれを開
閉するように一対のビットプレートが枢着され、前記一
対のビットプレートはカッタディスクを回転させる中空
の駆動軸中に配置したスライド軸の往復動により開閉作
動される。
しかもスライド軸とビットプレートとの間に設けられ、
これらを連結しかつビットプレートを枢動させる手段を
構成する一対のトラニオンと連動機構とにより一対のビ
ットプレートが相互に逆方向へ枢動して一方のビットプ
レートのみがカッタディスクの回転方向に応じて切羽側
へ突出し、他方のビットプレートはシールド本体内側へ
引込むように枢動される。
本発明は、切削角度の自由な選択、地山とビットとの切
削抵抗の軽減、スリットの目詰りの防止、ビット摩耗の
軽減、シール性の向上および製作工程の単純化を可能に
する。
本発明が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。
第１図に示すように、シールドトンネル掘進装置１０は
シールド本体１２の前方部分の内部に該シールド本体を
横切って設けられた隔壁１４を備える。
隔壁１４はそのほぼ中央を貫く中空の回転軸１６を２つ
の軸受部１４ａ、１４ｂを介して回転可能に支承してい
る。
隔壁１４にはその前方へ加圧流体を導くための管および
副を排出するための管が取り付けられている。
回転軸１６の先端には隔壁１４の前方に位置するカッタ
ディスク１８が固定されており、また回転軸１６は隔壁
１４の背後で該回転軸に固定された駆動歯車２０を備え
る。
駆動歯車２０は油圧モータ２２に減速機２４を介して連
結されたピニオン歯車２６に噛合しており、従って駆動
歯車２０は油圧モータ２２の作動により駆動回転される
。
駆動源は、油圧モータ２２に代え、電動機（図示せず）
を用いることもできる。
回転軸１６の中空部内にはスライド軸２８が配置されて
おり、該スライド軸の一端は回転軸の拡径部１６ａの空
所内に突出しまた他端は回転軸１６の後端１６ｂの外力
へ突出している。
スライド軸２８を回転軸と一体に回転させると共に該ス
ライド軸をその軸線力向へ往復運動させる機構が設けら
れており、該往復運動機構は複数の油圧シリンダ３０．
３２を含む。
一方の油圧シリンダ３０はいずれも隔壁１４に固定され
ており、他方のシリンダ３２はいずれもスライド軸２８
にその回転を許す軸受３３ａおよびブラケツ）３３ｂを
介して連結されている。
油圧シリンダ３０から伸びるピストンロッド３４は、軸
受３５を介して回転軸１６に取り付けられたブラケット
３６に滑動可能に支承され、かつ他力の油圧シリンダ３
２中に受は入れられている。
油圧シリンダ３０内には２つの油室３０ａ、３０ｂと各
油室内にあってピストンロッド３４にそれぞれ固定され
た２つのピストン３８．４０が設けられており、また油
圧シリンダ３２内にはピストンロッド３４の端部に固定
されたピストン４２が設けられている。
スライド軸２８の先端には矩形のブロック４３が固定さ
れている。
該ブロックには回転軸１６の拡径部１６ａ内に配置され
た一対のトラニオン４４．４６のアーム４８．５０が、
スライド軸端すなわちブロック４３の相対する両側にピ
ン５２（第２図参照）、５４を介して枢着されている。
回転軸１６の先端すなわち拡径部１６ａで該回転軸に取
り付けられたカッタディスク１８は、第３図に示すよう
に全体に円形を呈し、表面板５６には直径方向に整列さ
れた第１のカッタスリット５８および第２のカッタスリ
ット６０が形成されている。
第１のカッタスリットには第１および第２のトラニオン
４４，４６の一端４４ａ、４６ａが伸びまた第２のカッ
タスリットにはトラニオン４４．４６の他端４４ｂ、４
６ｂが伸びている。
各カッタスリットには一対のクシ型ピットプレ−トから
なるスリット開閉体が配置されている。
すなわち、第１のカッタスリット５８内には、それぞれ
が第４図に示すようにクシ状に間隔をおいて取り付けら
れたビット６２を有する一対の長方形のビットプレート
６４．６６からなり、一方のビットプレート６４のビッ
ト間に他力のビットプレート６６のビットが入り込む関
係で組み合わされた第１のスリット開閉体が配置されて
いる。
第３図に示す状態では、従って、カッタビットの開度は
ゼロすなわち全閉状態にある。
第２のカッタスリット６０内にも同様に一対のビットプ
レート６８．７０からなる第２のスリット開閉体が配置
されている。
各ビットプレートはカッタスリットの開度調整および切
削角度の選定のために角度的に回転運動するように表面
板５６に枢着されている。
すなわち、各ビットプレートは、表面板５６に一端が取
り付けられまた他端が各ビットプレートに設けられた切
欠部７１に受入れられるブラケット７２゜７４．７６．
７８にピン結合されている。
再び第２図を参照するに、トラニオン４４の一端４４ａ
は断面が矩形の端部であり、該端部は第１の開閉体のビ
ットプレート６４と一体に回転するように該ビットプレ
ートに連結されている。
他方、トラニオン４６の一端４６ａは断面が円形の端部
であり、該端部は第１の開閉体のビットプレート６６を
枢動可能に支承している。
また、トラニオン４４の他端４４ｂは断面が円形の端部
であり、第２の開閉体のビットプレート４８を枢動可能
に支承している。
他方、トラニオン４６の他端４６ｂは断面が矩形の端部
であり、該端部は第２の開閉体のビットプレート７０と
一体的に回転するように該ビットプレートに連結されて
いる。
さらに、第５図に示すように、ビットプレート６４．６
６を連動させしかも一方がスロット外すなわち切羽側で
ある表面板５６の外力へ突出するとき他方のビットプレ
ートがスロット内すなわち表面板の内方へ引込むように
、両ビットプレートを相互に逆方向へ枢動させる連動機
構が両ビットプレート間に設けられている。
この連動機構は、ビットプレート６４．６６が全閉状態
にあるとき、トラニオン４４．４６の軸線に直角な軸線
上にあって一端がビットプレート６４に固定されたアー
ム部材８０および一端がビットプレート６６に固定され
たアーム部材８２と、両アーム部材の各他端にピン８４
，８６を介して枢着されたロンド８８からなる。
この連動機構は、第２のスリット開閉体を構成するビッ
トプレート６８．７０間にも同様に設けられている。
一対のビットプレートの一方６４．７０にのみ回転力を
伝える前記トラニオンピン４４．４６と、一対のビット
プレート６４，６６および６８゜７０を互いに逆方向へ
枢動させる前記連動機構とによれば、第６，７．８図に
示すようなビットプレートの作動が得られる。
まず、第３，５図に示した全閉状態に対応する第７図ａ
、ｂを参照するに、スライド軸２８は原位置にあり、カ
ッタスリット５８はビットプレート６４．６６により完
全に閉じられた状態にある。
切羽側からみてカッタディスク１８を右方向に回転して
地山の切削を行う場合、第６図ａ、ｂに示すようにスラ
イド軸２８を第７図ａに示す位置から図上下方（第１図
上では左方）へ滑動させる。
このスライド軸２８の滑動量は、切羽地盤の土質に応じ
たビットの切削角度に基いて選定される。
スライド軸２８のこのような滑動による。
トラニオン４４の回転に従ってビットプレート６４が外
方へ回転され、この回転に伴ってビットプレート６６が
逆方向すなわち内方へ回転される。
切羽側からみてカッタディスク１８を左方向に回転して
地山の切削を行う場合、第８図ａ、ｂに示すように、ス
ライド軸２８を第７図ａに示す原位置から第６図の場合
とは逆方向すなわち図上で上方（第１図でみて右方）へ
滑動させる。
スライド軸２８の前記した滑動によるトラニオン４４の
回転に従ってビットプレート６４がスライド軸２８の移
動方向と同一方向すなわちスリットの内方へ回転され、
他力のビットプレート６６が前記連動機構を介して逆方
向すなわちビットの外力へ切羽に向けて回転する。
ビット６２はこうして得られた所定のビット角度で切羽
の切削に供される。
前記の説明では、スライド軸２８の滑動に伴う第１のス
リット開閉体のビットプレート６４゜６６の作動につい
て説明したが、第２のスリット開閉体を構成するビット
プレート６８．７０もまた同時に開閉作動をなす。
ただし、第２のスリツト開閉体では、ビットプレート７
０がトラニオン４６の回転に伴って回転し、ビットプレ
ート６８がビットプレート７０の開閉に従って連動する
。
従って、カッタディスク１８の右回転時にはビットプレ
ート６４が外力へ回転し、同時に斜め向い側（第３図）
にあるビットプレート７０が外方へ回転し、またカッタ
ディスクの左回転時にはビットプレート６６が外方へ回
転し、同時に斜め向い側にあるビットプレート６８が同
様に外力へ回転する。
本発明によれば、各スリットのための開閉体を一対のク
シ型ビットプレートによって構成し、該クシ型ビットプ
レートの切羽に対する角度をカッタディスクの回転方向
のいかんを問わずスライド軸の滑動量の選択により任意
に変更可能としたことにより、切羽地盤の硬軟に広範に
適合することができ、掘削を容易に行うことができる。
また、前記一対のビットプレートは一方が切羽側へ出る
ように回転すれば、他力のビットプレートは反対側へ引
込むように枢動することから、地山とビットとの間の抵
抗が著しく減ぜられ、また、スリットの目詰りは一対の
ビットプレートの開閉動作を経て容易に解消することが
できる。
さらに、本発明によれば、各カッタスリットにつき一対
のビットプレートが設けられるが、カッタディスクの回
転方向を適宜逆転させることにより、ビットの片べりを
防止し、ビットの寿命を延ばすことができる。
さらに、ビットプレートは回転動作によってカッタスリ
ットを開閉することがら摺動がなく、シール性に富みし
かも製作が容易であり、大口径のシールド掘進機にも適
用できる。
さらに、カッタディスクの回転防止時に、ビットプレー
トをスリット全閉位置に動作させることにより、前記し
た良好なシール性に基づき地山の崩壊を防止することが
でき、土圧対抗型シールドトンネル掘進機に有利に適用
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るシールドトンネル掘進装置の縦断
面図、第２図はカッタディスクの部分断面図、第３図は
カッタディスクの立面図、第４図はクシ型ビットプレー
トの平面図、第５図は第３図の線５−５に沿って得た断
面図、第６図ａ、ｂ。 第７図ａ、ｂ、第８図ａ、ｂはそれぞれスライド軸の滑
動とビットプレートの開閉動作との関係を示す図である
。 １２：シールド本体、１４：隔壁、１６：中空回転軸、
１８二カツタデイスク、２８ニスライド軸、４４：第１
のトラニオン、４６：第２のトラニオン、４８，５０：
アーム、５８，６０：第１および第２のカッタスリット
、６４，６６：クシ型ビットプレート（第１の開閉体）
、８０，８２゜８４．８６，８８：ビットプレート連動
機構。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ シールド本体内を横切って設けられた隔壁と、該隔
    壁に回転可能に支承された被駆動の中空回転軸と、前記
    隔壁の前方において前記回転軸の先端に取り付けられた
    カッタディスクであって該カッタデスクの直径方向に整
    列して設けられた第１のカッタスリットおよび第２のカ
    ッタスリットと、前記第１のカッタスリットに配置され
    た一対のクシ型ビットプレートからなる第１のスリット
    開閉体および前記第２のカッタスリットに配置された一
    対のクシ型ビットプレートからなる第２のスリット開閉
    体を備えるカッタディスクと、前記中空回転軸中に配置
    され該中空回転軸と共に回転および往復運動可能の被駆
    動のスライド軸と、該スライド軸と各スリット開閉体と
    を連結しかつ前記スライド軸が滑動する時各スリット開
    閉体が前記スリットを開閉するように該スリット開閉体
    を枢動させる手段とを含み、前記スリット開閉体を枢動
    させる手段は、前記スライド軸の先端で該スライド軸の
    相対する両側に枢着されたアームを有しかつ一端が前記
    第１のスリット中に伸びまた他端が前記第２のスリット
    中に伸びる第１および第２のトラニオンと、該第１およ
    び第２のトラニオンを連結し、スライド軸の往復運動時
    前記トラニオンを互いに逆方向へ回転させる連動機構と
    からなり、前記第１のトラニオンの一端は前記第１のス
    リット開閉体の一方のビットプレートに固定されまた前
    記第２のトラニオンの一端は前記第１のスリット開閉体
    の他力のビットプレートに枢着されており、前記第１の
    トラニオンの他端は前記第２のスリット開閉体の一方の
    ビットプレートに枢着されまた前記第２のトラニオンの
    他端は前記第２のスリット開閉体の他方のビットプレー
    トに固定されている、シールドトンネル掘進装置。 ２ 前記スリット開閉体は、−力のクシ型ビットプレー
    トのビット間に他力のクシ型ビットプレートのビットが
    配置されて成る、特許請求の範囲第１項に記載のシール
    ドトンネル掘進装置。
JP54116092A 1979-09-12 1979-09-12 シ−ルドトンネル掘進装置 Expired JPS5929757B2 (ja)

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JPS5641991A JPS5641991A (en) 1981-04-18
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DE (2) DE3065654D1 (ja)
HK (1) HK47485A (ja)
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