JP2619689B2 - Shield excavator - Google Patents
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
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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、地下鉄道等のトンネル構築に際し大断面の
構坑を掘削するに適したシールド掘削機に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a shield excavator suitable for excavating a pit having a large cross section when constructing a tunnel such as a subway.
(従来の技術) 従来、複線地下鉄道等のように大断面の横坑を掘削す
るシールド掘削機には、第7図に示すように、回転軸1
の廻りに放射状に突出させたスポーク2、2……を有
し、その各スポーク2の前面に切刃3、3……を固着し
た複数の回転式カッター4、4を同一平面上にて回転さ
せ、断面が眼鏡型の横坑を掘削するようにしたもの(特
公昭61−47958号公報)や、第8図に示すように回転軸
1の前端に固定した円形のカッタープレート5の前面に
切刃6、6……を固定した複数の回転式カッター7、7
を前後にずらせて配置し、断面が眼鏡型の横坑を掘削す
るようにしたもの(特開昭62−178693号公報)、更には
第9図に示すように、全体が楕円形になるように複数の
回転カッター8、9を配置し、断面が楕円形の横坑を掘
削するようにしたもの(特開昭61−221494号公報、特開
昭61−49100号公報)がある。またこの他に前述した第
8図に示すカッタープレート5、5を上下に配置して、
断面が縦向きの眼鏡型をした横坑を掘削するようにした
もの(特開昭60−141993号公報)がある。(Prior Art) Conventionally, a shield excavator for excavating a horizontal shaft having a large cross section such as a double-track subway has a rotary shaft 1 as shown in FIG.
Are rotatable on the same plane. The plurality of rotary cutters 4 have a plurality of radially protruding spokes 2, 2... In this case, an eyeglass-shaped cross shaft was excavated (Japanese Patent Publication No. 61-47958) or a circular cutter plate 5 fixed to the front end of the rotating shaft 1 as shown in FIG. A plurality of rotary cutters 7, 7 with fixed cutting blades 6, 6,...
Are arranged so as to be shifted back and forth so that a horizontal shaft with a cross section of an eyeglass type is excavated (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-177863). Further, as shown in FIG. A plurality of rotary cutters 8 and 9 are arranged in a pit to excavate a horizontal shaft having an elliptical cross section (JP-A-61-221494, JP-A-61-49100). In addition, the above-mentioned cutter plates 5, 5 shown in FIG.
There is one in which a horizontal shaft having a vertical cross section in the shape of glasses is excavated (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-141993).
(発明が解決しようとする課題) このような従来のシールド掘削機は、カッターを回転
運動させることにより大断面の掘削を行なわせるもので
あるため、これを動作させるための駆動トルクが大きく
なければならず、大型のモーターが必要であり、また支
軸も大きく、軸受も大荷動に耐えるものが必要となっ
て、大型になればなる程、全体が著しく高価なものとな
り、しかも分解しても大型部品が多く輸送が困難になる
という問題があった。また、カッターを回転運動させる
ものであるため、掘削断面形状も眼鏡型や楕円形等の限
られたものとならざるを得ないという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) Since such a conventional shield excavator excavates a large section by rotating a cutter, unless the driving torque for operating the excavator is large, Instead, a large motor is required, the support shaft is large, and the bearing must be able to withstand large loads.The larger the size, the more expensive the whole becomes. However, there is also a problem that many large parts make transportation difficult. Further, since the cutter is caused to rotate, there is a problem that the cross-sectional shape of the excavation must be limited to a spectacle type or an elliptical shape.
更にまた、回転運動させるカッターではその回転中心
部分と回転外周円部分とでは、切削速度が異なり、全て
の部分が地層に合った切削速度にすることができない等
の問題があった。Furthermore, in the cutter that is rotated, the cutting speed is different between the rotation center portion and the rotation outer circumferential portion, and there is a problem that all the portions cannot be set to the cutting speed suitable for the stratum.
本発明はこのような従来の問題にかんがみ、小型部品
の組合せによる装置で大断面の掘削ができ、製造コスト
が低く分解輸送が容易で、しかも掘削に際しては地層に
合わせた切削速度を全域において採ることができ、更
に、掘削断面形状を必要に応じた形状となすことが可能
なシールド掘削機の提供を目的としたものである。In view of such a conventional problem, the present invention enables excavation of a large cross section with a device using a combination of small parts, low manufacturing cost, easy disassembly and transportation, and, at the time of excavation, a cutting speed suitable for the stratum is adopted throughout. It is another object of the present invention to provide a shield excavator capable of forming a cross-sectional shape of an excavation as required.
(課題を解決するための手段) 上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成す
るための本発明のシールド掘削機の特徴は、筒状をした
シールド外筒の先端部に該シールド外筒の軸心方向に直
交する向きに直線的に往復動作するカッターを平行配置
に多数並べて備え、その各カッター個別に往復駆動させ
る駆動手段を備えたことにある。(Means for Solving the Problems) The feature of the shield excavator of the present invention for solving the conventional problems as described above and achieving the intended purpose is that the shield excavator having a cylindrical shape is provided at the tip end thereof. A large number of cutters that reciprocate linearly in a direction perpendicular to the axial direction of the shield outer cylinder are arranged in a parallel arrangement, and drive means for individually reciprocating the cutters is provided.
(作用) このシールド掘削機は、平行配置に並べたカッターを
直線的に往復動作させることにより掘削がなされ、その
掘削断面はカッターが並べられた全体の形状より往復動
作方向側がそのストローク分だけ大きい形状となる。ま
た各カッターの長さ、及びその数を変化させることによ
って必要に応じた掘削断面形状を構成することが可能で
あり、シールド外筒の形状を必要な掘削断面形状に作成
し、これに対応させてカッターを配置し、必要な掘削断
面となすことができる。(Operation) In this shield excavator, excavation is performed by linearly reciprocating cutters arranged in a parallel arrangement, and the excavation cross section is larger by the stroke in the reciprocating operation side than the entire shape in which the cutters are arranged. Shape. It is also possible to configure the required excavation cross-sectional shape by changing the length of each cutter and the number of the cutters. The cutter can be positioned to make the required excavation cross section.
更に、各カッターは独立して駆動されるものであるた
め、各カッター毎に、その部分の地質に合わせて切削速
度を変化させることができ、また全体が同質の地質であ
る場合には、全体を一様な切削速度で切削できる。Furthermore, since each cutter is driven independently, the cutting speed can be changed for each cutter in accordance with the geology of the portion, and when the entire geology is the same, Can be cut at a uniform cutting speed.
(実施例) 次に本発明の実施の一例を第1図〜第3図について説
明する。(Embodiment) Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図中11は方形筒状をしたシールド外筒である。このシ
ールド外筒11は後端部にセグメント組立部12が設けら
れ、図には示してないがセグメント組立機を使用して掘
削後の横坑内面を覆うようにセグメント13を順次組み立
てるようにしている。14は掘進用のジャッキであり、組
立後のセグメント13の端面に反力を取りシールド外筒11
を押し出すようにしている。In the figure, reference numeral 11 denotes a shield outer cylinder having a square cylindrical shape. The shield outer cylinder 11 is provided with a segment assembling portion 12 at the rear end, and the segments 13 are sequentially assembled so as to cover the inner surface of the horizontal shaft after excavation using a segment assembling machine (not shown). I have. Reference numeral 14 denotes a jack for excavation, which takes a reaction force on the end face of the segment 13 after assembly and
To extrude.
シールド外筒11の前端部稍後方側には、隔壁15が設け
られ、その前面側が泥水室16となっている。泥水室16の
前方側に多数のカッター17A、17A……及び17B、17B……
が設けられている。この各カッター17A、17Bは、いずれ
も水平配置の主枠18の前面に垂直配置の切刃支持桿19、
19……が互いに平行配置に固定され、その各切刃支持桿
19に左右両方向に向けた切刃20、20が固定されている。
そしてカッター17Aとカッター17Bは交互にかつ互いに平
行に配置され、カッター17Aは前方側に、カッター17Bは
後方側に互いにずれて配置されている。また各カッター
17Aと17B間において両者の切刃20、20はその端部が前後
方向に互いに重り合うように配置されている。A partition wall 15 is provided slightly behind the front end of the shield outer cylinder 11, and the front side thereof is a muddy water chamber 16. A number of cutters 17A, 17A ... and 17B, 17B ... in front of the mud chamber 16
Is provided. Each of the cutters 17A and 17B has a vertically arranged cutting blade support rod 19 on the front of a horizontally arranged main frame 18,
19 are fixed in parallel with each other, and each cutting blade support rod
The cutting blades 20, 20 facing in both left and right directions are fixed to 19.
The cutters 17A and 17B are arranged alternately and in parallel with each other, and the cutter 17A is arranged on the front side and the cutter 17B is arranged on the rear side so as to be shifted from each other. Also each cutter
Between 17A and 17B, both cutting blades 20, 20 are arranged such that their ends overlap each other in the front-rear direction.
このように構成される各カッター17A、17Bは、それぞ
れ複数のサポートシャフト21、21……と一本の駆動用シ
ャフト22に支持されている。各シャフト21、22は、隔壁
15の前面に水平配置に固定した摺動ガイド23と、この隔
壁15の前方側に設けられたシャフト支持板24にあけられ
た水平配置のガイド穴25に摺動体26、27を介して支持さ
れている。駆動用シャフト22にはコネクティングロッド
28の一端が固定され、このコネクティングロッド28の他
端がクランク29に対しクランクピン30によって枢着され
ており、クランク29が回転することによりシャフト22が
水平方向に往復動作されるようにしている。クランク29
は、そのクランク軸31が隔壁15を貫通し、その背面に軸
受32、32により軸受されて支持されている。クランク31
には大ギヤ33が固定され、その大ギヤ33にモーター34、
34の回転軸に固定したピニオンギヤ35、35が噛合され、
モーター34、34によりギヤ35、33及びクランク軸31を介
してクランク29を回転させコネクティングロッド28を介
してシャフト22を往復動作させるようにしている。Each of the cutters 17A, 17B thus configured is supported by a plurality of support shafts 21, 21,... And one drive shaft 22, respectively. Each shaft 21, 22 is a partition
A sliding guide 23 fixed to the front of the partition 15 in a horizontal arrangement, and a guide hole 25 in a horizontal arrangement formed in a shaft support plate 24 provided on the front side of the partition wall 15 are supported via sliding bodies 26 and 27. ing. Connecting rod on drive shaft 22
One end of the connecting rod 28 is fixed, and the other end of the connecting rod 28 is pivotally connected to a crank 29 by a crank pin 30. The rotation of the crank 29 causes the shaft 22 to reciprocate in the horizontal direction. . Crank 29
The crankshaft 31 penetrates the partition wall 15 and is supported and supported on its rear surface by bearings 32 and 32. Crank 31
A large gear 33 is fixed to the large gear 33, a motor 34,
The pinion gears 35, 35 fixed to the rotating shaft of 34 mesh with each other,
The motor 29 rotates the crank 29 via the gears 35 and 33 and the crankshaft 31 to reciprocate the shaft 22 via the connecting rod 28.
なお、コネクティングロッド28にはその長さを調節自
在なジャッキ36を有しており、このジャッキ36を伸長も
しくは縮小させることによって、カッター17A、17Bの端
部をシールド外筒11の側部外まで移動させ、いわゆる余
掘ができるようになっている。The connecting rod 28 has a jack 36 whose length can be adjusted, and by extending or contracting the jack 36, the ends of the cutters 17A and 17B are extended to the outside of the side of the shield outer cylinder 11. It can be moved and so-called extra mining can be done.
上述したモーター34、ギヤ33、35、クランク軸31、ク
ランク29及びコネクティングロッド28からなるカッター
駆動手段39が各カッター17A、17A……、17B、17B……毎
にそれぞれ個別に設けられ、その各カッター駆動手段39
の各モーター34はそれぞれ個別にその回転速度が調節で
きるようになっている。The cutter driving means 39 including the motor 34, the gears 33 and 35, the crankshaft 31, the crank 29, and the connecting rod 28 is individually provided for each of the cutters 17A, 17A,..., 17B, 17B,. Cutter driving means 39
The rotation speed of each motor 34 can be adjusted individually.
また上述のように支持され駆動されるカッター17A、1
7Bは、往復動することによってシールド外筒11の前方側
前面が覆われ、形状に多数設けられ、カッター17A、17B
を往復動させつつシールド外筒11の断面形状と同じ横坑
が掘削されるようにしている。Also, the cutters 17A, 1 supported and driven as described above
7B, by reciprocating, covers the front front side of the shield outer cylinder 11, is provided in a large number, the cutter 17A, 17B
Is reciprocated so that a horizontal shaft having the same cross-sectional shape as the shield outer cylinder 11 is excavated.
掘削に際しては送泥管40より泥水を送り込み、切羽の
崩落を防止しつつ、各カッター17A、17Bの切刃20によっ
て切削された土砂を泥水とともに排泥管41より排出させ
る。また掘削しようとする地山の土質が上下にて異なる
場合には、その土質の違いに応じて各カッター17A、17B
の往復動作速度を違え、各部において最も適切な切削速
度にて掘削する。At the time of excavation, muddy water is sent from a mud feeding pipe 40, and the earth and sand cut by the cutting blade 20 of each of the cutters 17A and 17B is discharged from the mud draining pipe 41 together with the muddy water while preventing collapse of the face. If the soil of the ground to be excavated is different between the top and bottom, each cutter 17A, 17B
Excavation at the most appropriate cutting speed in each part.
なお上述の実施例では、方形状の掘削断面形状にカッ
ターを配置した場合を示しているが、この他必要に応じ
第4図に示すような眼鏡型、第5図に示すような山岳ト
ンネル型、第6図に示すような異径眼鏡型等の各種の形
状をなし得るものである。In the above-described embodiment, the case where the cutter is arranged in a rectangular excavation cross-sectional shape is shown. In addition, if necessary, an eyeglass type as shown in FIG. 4 and a mountain tunnel type as shown in FIG. , And various shapes such as a pair of glasses having different diameters as shown in FIG.
(発明の効果) 上述したように本発明のシールド掘削機は、複数列配
置に各カッターを並べて設け、これらを個別的に往復動
させて掘削するものであるため、各カッター毎の駆動ト
ルクは小さくてよく、従って従来のように大型のシャフ
トや大口径の軸受が不要となり、各部品が高価とならず
全体のコストを削減できるとともに各駆動手段も小さく
てよく、装置内のスペースを広く取ることができるとい
う利点がある。また本発明では、各カッター及びその駆
動手段が小型となるため、分解した際の運搬が容易とな
る利点がある。更に本発明では、独立したカッター駆動
手段を設けているため、各カッター毎に地山に合った切
削速度となすことができ、効率の良い掘削ができるとい
う利点がある。更にまた本発明ではシールド外筒に対す
るカッターの左右方向の位置の調節が可能な構造にする
ことが容易であり、曲進時等の余掘が自由に調整できる
ことの可能な装置とすることが容易であるという利点が
ある。(Effect of the Invention) As described above, the shield excavator of the present invention is provided with the cutters arranged side by side in a plurality of rows and excavates them by reciprocating them individually. It can be small, so that large shafts and large-diameter bearings are not required as in the prior art, each component is not expensive, the overall cost can be reduced, and each driving means can be small, and the space in the device is large. There is an advantage that can be. Further, according to the present invention, since each cutter and its driving means are reduced in size, there is an advantage that transport when disassembled becomes easy. Further, in the present invention, since the independent cutter driving means is provided, there is an advantage that a cutting speed suitable for the ground level can be achieved for each cutter, and efficient excavation can be performed. Furthermore, in the present invention, it is easy to make the structure capable of adjusting the position of the cutter in the left-right direction with respect to the shield outer cylinder, and it is easy to make the device capable of freely adjusting the excavation at the time of turning. There is an advantage that is.
第1図は本発明のシールド掘削機の正面図、第2図は同
中央縦断側面図、第3図は第1図中のA−A線断面図、
第4図〜第6図はそれぞれ別々のカッター配置を示す正
面図、第7図〜第9図は従来例の概略を示す正面図であ
る。 11……シールド外筒、13……セグメント、14……ジャッ
キ、15……隔壁、16……泥水室、17A、17B……カッタ
ー、18……主枠、19……切刃支持桿、20……切刃、21…
…サポート用シャフト、22……駆動用シャフト、28……
コネクティングロッド、29……クランク、30……クラン
クピン、31……クランク軸、33……大ギヤ、34……モー
ター、35……ピニオンギヤ、36……ジャッキ、39……カ
ッター駆動手段。FIG. 1 is a front view of a shield excavator of the present invention, FIG. 2 is a vertical sectional side view of the same center, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG.
4 to 6 are front views showing different cutter arrangements, respectively, and FIGS. 7 to 9 are front views schematically showing conventional examples. 11 ... shield outer cylinder, 13 ... segment, 14 ... jack, 15 ... partition wall, 16 ... muddy chamber, 17A, 17B ... cutter, 18 ... main frame, 19 ... cutting blade support rod, 20 …… cutting blade, 21…
… Support shaft, 22 …… drive shaft, 28 ……
Connecting rod, 29 ... crank, 30 ... crank pin, 31 ... crankshaft, 33 ... large gear, 34 ... motor, 35 ... pinion gear, 36 ... jack, 39 ... cutter driving means.
Claims (1)
ルド外筒の軸心方向に直交する向きに直線的に往復動作
するカッターを平行配置に多数並べて備え、その各カッ
ター個別に往復駆動させる駆動手段を備えてなるシール
ド掘削機。1. A plurality of cutters linearly reciprocating in a direction orthogonal to the axial direction of the shield outer cylinder are arranged in a parallel arrangement at the tip of a cylindrical shield outer cylinder, and each cutter is individually reciprocated. A shield excavator comprising driving means for driving.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13701888A JP2619689B2 (en) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | Shield excavator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13701888A JP2619689B2 (en) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | Shield excavator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01310089A JPH01310089A (en) | 1989-12-14 |
| JP2619689B2 true JP2619689B2 (en) | 1997-06-11 |
Family
ID=15188905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13701888A Expired - Fee Related JP2619689B2 (en) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | Shield excavator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2619689B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3440007B2 (en) | 1998-11-11 | 2003-08-25 | 飛島建設株式会社 | Shield excavator |
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| JP2510098B2 (en) * | 1991-01-14 | 1996-06-26 | 株式会社イセキ開発工機 | Square shield excavator |
| JPH06117187A (en) * | 1992-10-08 | 1994-04-26 | Iseki Tory Tech Inc | Shield excavator |
| NL1016952C2 (en) * | 1999-07-02 | 2002-10-15 | Heerema Holding Construction I | Excavating device for forming channel in ground has assembly of jet excavating units defining cross section of channel, with sensor connected to at least one unit for measuring force exerted by ground |
| NL1015365C1 (en) | 1999-07-02 | 2001-01-03 | Heerema Ondergrondse Infrastru | Jet excavator. |
| NL1016917C2 (en) * | 1999-07-02 | 2002-10-08 | Heerema Holding Construction I | Excavating device for forming channel in ground has assembly of jet excavating units defining cross section of channel, with sensor connected to at least one unit for measuring force exerted by ground |
-
1988
- 1988-06-03 JP JP13701888A patent/JP2619689B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3440007B2 (en) | 1998-11-11 | 2003-08-25 | 飛島建設株式会社 | Shield excavator |
Also Published As
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| JPH01310089A (en) | 1989-12-14 |
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Legal Events
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