JP2817403B2 - 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 - Google Patents
多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置Info
- Publication number
- JP2817403B2 JP2817403B2 JP41723790A JP41723790A JP2817403B2 JP 2817403 B2 JP2817403 B2 JP 2817403B2 JP 41723790 A JP41723790 A JP 41723790A JP 41723790 A JP41723790 A JP 41723790A JP 2817403 B2 JP2817403 B2 JP 2817403B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotary cutter
- speed
- cutter
- cutters
- rotary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000003079 width control Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
ぼ同一平面内に配置した多連シールド掘進機において、
各々の回転カッタを複数のモータと減速機からなる電動
駆動装置により独立に駆動し、カッタ同志の干渉が発生
しない許容偏角以内で回転同期させるためのカッタ同期
運転装置に関するものである。
タを、カッタ中心間距離が各々の回転カッタの掘削半径
より大きく、直径より小であるように並列に配置し、同
時に掘削を行うことにより、トンネル工事の効率化を図
ったものであるが、これに用いるカッタの配置について
は次の二つの方式が考えられている。
して異なる平面内に配置する。
してほぼ同一平面内に配置する。
ッタの回転を同期させなくてもカッタ同士が干渉するこ
とはないが、各々の回転カッタが受ける切削抵抗の不均
衡が大きいため、シールド掘進機全体の姿勢保持が問題
になる。一方、(2)の方式は、各々の回転カッタが受け
る切削抵抗の不均衡は少ないが、各々の回転カッタを、
カッタ同士の干渉が発生しない許容偏角以内で同期して
回転させる必要がある。特に、駆動トルクの分散を図る
ため、各々の回転カッタを複数のモータと減速機からな
る電動駆動装置を用いて独立に駆動する場合には、各々
の回転カッタの駆動系相互間で同期化制御を行っても、
各々の回転カッタを駆動する複数のモータのトルク分担
が均等でないと、各々の回転カッタの切削抵抗や回転抵
抗の不均衡がある場合、カッタ同士の偏角を許容偏角以
内に押えることができず、カッタ同士の干渉が発生す
る。
に配置し、各々の回転カッタを複数のモータと減速機か
らなる電動駆動装置で独立に駆動する場合、各々の回転
カッタの切削抵抗や回転抵抗の不均衡があっても、各々
の回転カッタを許容偏角以内で同期回転させ、また回転
カッタが停止した際に、偏差角が零となるように従のカ
ッタを回転させ、同期合わせを停止のたびごとに行う機
能を持つ多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置を提
供することを目的とするものである。
進機のカッタ同期運転装置は、複数の回転カッタを、カ
ッタ中心間距離が各々の回転カッタの掘削半径より大き
く、直径より小であるようにほぼ同一平面内に配置し、
各々の回転カッタを複数のモータと減速機からなる電動
駆動装置により独立に駆動する多連シールド掘進機にお
いて、主たる回転カッタを駆動するモータに対しては与
えられた速度設定値と速度検出値との差が零となるよう
に結合度合を調整するクラッチをモータと減速機との間
に設け、従たる回転カッタに対しては与えられた速度設
定値と速度検出値との差および主たる回転カッタと従た
る回転カッタとの偏角検出値が共に零となるように供給
電力を調整する速度制御手段を設けたことを特徴とする
ものである。
モータ、クラッチ、減速機を介して駆動され、クラッチ
によって速度設定値と速度検出値との差が零となるよう
に調整される。
を駆動するモータは、速度設定値と速度検出値との差、
および主たる回転カッタと従たる回転カッタとの偏角検
出値が共に零となるように速度制御手段によって供給電
力が調整される。
説明する。
シールド掘進機の全体構造図である。外形がめがね形を
したシールド本体1の前面には、二つのスポーク形回転
カッタ2−1,2−2が同一平面内に位置され、カッタ
中心間距離は各々の回転カッタの掘削半径より大きく、
直径よりは小さく設定されている。本実施例は、各々の
回転カッタ2−1,2−2が4本のスポークを持ち、カ
ッタ同士の位相角を45°とした例である。
設置されたモータ4−1,4−2,4−3を後述するク
ラッチ及び減速機5−1,5−2,5−3(図1参照)
からなる電動駆動装置により、また回転カッタ2−2
は、同じくモータ4−4,4−5,4−6と減速機5−
4,5−5,5−6からなる電動駆動装置により、それ
ぞれ独立に駆動されるようになっている。モータ4−
1,4−2,4−3の回転は、後述するクラッチ、減速
機5−1,5−2,5−3と図示しないピニオン・ギヤ
を介して回転カッタ2−1の中心軸(L軸)に伝達さ
れ、モータ4−4,4−5,4−6の回転は、減速機5
−4,5−5,5−6と図示しないピニオン・ギヤを介
して回転カッタ2−2の中心側(R軸)に伝達される。
隔壁3の後方機内には、このほか、排土用スクリューコ
ンベヤ6、シールドジャッキ7、エレクタ8などが設置
されていて、回転カッタ2−1,2−2による切羽掘削
と、エレクタ8で組立てられたセグメント9を反力受け
とするシールドジャッキ7の推力によってトンネルの掘
進を行う。
り、回転カッタ2−2の回転方向を左回りとした場合、
各々の回転カッタ2−1,2−2のある回転位置(実線
で示す)からカッタ同士が干渉しない限界位置(2点鎖
線で示す)までの偏角をθ1,θ2で示したもので、各々
の回転カッタが1回転する間の各回転位置で求めた上記
偏角θ1,θ2の最大値にある程度の余裕を見込んでカッ
タ同士の許容偏角(±θ)を決定する。したがって、こ
の許容偏角以内で二つの回転カッタを同期回転させれ
ば、カッタ同士の干渉は発生しない。
一実施例のシステム構成図で、モータ4−1,4−2,
4−3がクラッチ25−1,25−2,25−3、減速
機5−1,5−2,5−3、ピニオン10−1,10−
2,10−3を介して回転カッタ2−1に結合されてお
り、またモータ4−4,4−5,4−6が減速機5−
4,5−5,5−6、ピニオン10−4,10−5,1
0−6を介して回転カッタ2−2に結合されていること
を示す。以下の説明では、回転カッタ2−1を同期回転
の基準となる主たる回転カッタ、回転カッタ2−2を追
従して回転する従たる回転カッタと呼ぶことにする。
1,4−2,4−3,4−4,4−5,4−6としてか
ご形誘導電動機(IM)を使用し、すべてのモータを同
一極数、同一定格としている。
止、逆転の制御は、制御ユニット11−1,11−2,
11−3で行われるようになっている。モータ4−1に
直結されている速度発電機(PG)13−1の出力はF
−V変換器14−1で速度に比例した電圧に変換し、こ
の信号(速度検出値)と速度設定器12からのL軸速度
指令(速度設定値)とを比較器28−1に入力して速度
検出値と速度設定値との差を検出するようになってい
る。そして差がある時にはスイッチ29−1を開いてス
イッチ29−2を閉じ、差がない時にはスイッチ29−
1を閉じてスイッチ29−2を開くようになっている。
て、スイッチ29−1、クラッチ加減速制御器27を介
してクラッチ25−1,25−2,25−3を励磁して
結合し、モータ4−1,4−2,4−3の回転をピニオ
ン10−1,10−2,10−3に伝えるようになって
いる。比較器28−1で速度の差が検出され、スイッチ
29−1が開いてスイッチ29−2が閉じた時には、比
較器28−1で検出した差に対応してクラッチ25−
1,25−2,25−3の励磁電流が調節され、回転カ
ッタ2−1の回転数が速度設定器12の指令する速度設
定値に一致するようになっている。
23−1,23−2によって検出され、シンクロ発振機
23−1の検出信号は比較器30−1に入力されるよう
になっている。
ッタ2−2の回転を検出する、シンクロ制御変圧機23
−3に入力されて回転カッタ2−1,2−2間の偏角が
検出され、その偏角検出値が記憶回路24を介して制御
ユニット11−4の中の比較器30−2に入力されるよ
うになっている。
(PG)13−4の出力は制御ユニット11−4の中の
F−V変換器14−4で速度に比例した電圧に変換し、
この速度検出値を比較器30−2に入力するようになっ
ている。
1から入力される回転カッタ2−1の回転速度と速度設
定器12から入力される速度設定値とを比較して、その
差を比較器30−2に入力するようになっている。
からの速度検出値と、シンクロ制御変圧機23−3から
の偏角検出値と、比較器30−1からの速度差を入力
し、速度設定値と速度検出値の差および偏角検出値が共
に零となるようにする信号を速度調節器(ASR)15
−4に入力する。そして、速度調節器15−4の出力を
トルク電流設定値とし、これと磁束設定器16−4から
の磁化電流設定値とをベクトル演算部17−4でベクト
ル合成し、2相−3相変換して一次電流設定値とする。
この一次電流設定値と電流検出器18−4で得られた一
次電流検出値の偏差を電流調節器(ACR)19−4に
入力し、電流調節器19−4の出力をPWM変調器20
−4でパルス幅制御信号としてインバータ22−4に加
え、整流器21−4の直流出力を可変周波・可変電圧の
交流に変換してモータ4−1に供給することにより、モ
ータ4−1の速度制御を行う。
検出器18−4で得られたモータ4−4の一次電流検出
値をモータ4−5,4−6の一次電流設定値として電流
制御を行うことにより、モータ4−5,4−6の発生ト
ルクをモータ4−4の発生トルクと同一になるように制
御する。
タ2−1,2−2間に偏角が生じた場合には、シンクロ
角度制御変圧機23−3からの停止直前の偏角検出値が
記憶回路24に記憶され、この偏角検出値が比較器30
−2に入力され、回転カッタ2−2が回転されて、回転
カッタ2−1,2−2間の偏角が零になるように制御さ
れて互いに干渉しない状態になる。
ールド掘進機に適用した例であるが、主たる回転カッタ
一つに対し従たる回転カッタが二つ以上ある多連シール
ド掘進機にも同様に適用することができる。また、各々
の回転カッタを駆動するモータは2台以上、何台であっ
てもよい。
ぼ同一平面内に配置した多連シールド掘進機において、
各々の回転カッタを駆動するモータ群の中の親モータの
速度制御によりカッタ同士の回転を同期化する一方、モ
ータ群の中の子モータのトルク制御により親モータと子
モータのトルク分担の均等化を図っているので、各々の
回転カッタの切削抵抗や回転抵抗の不均衡に左右され
ず、また各々の回転カッタを駆動する複数のモータのト
ルク分担の不均衡によりカッタ同士の同期関係が乱され
ることもなく、複数の回転カッタをカッタ同士の干渉が
発生しない許容偏角以内で同期回転させることができ
る。
る回転カッタが停止した時には、従たる回転カッタは偏
角が零となって干渉しない状態になる。
である。
ニット) 12 速度設定器 13-1,13-4 速度発電機 24 シンクロ制御変圧機 25-1,25-2,25-3 クラッチ 27 クラッチ減速制御器
Claims (1)
- 【請求項1】 複数の回転カッタを、カッタ中心間距離
が各々の回転カッタの掘削半径より大きく、直径より小
であるようにほぼ同一平面内に配置し、各々の回転カッ
タを複数のモータと減速機からなる電動駆動装置により
独立に駆動する多連シールド掘進機において、主たる回
転カッタを駆動するモータに対しては与えられた速度設
定値と速度検出値との差が零となるように結合度合を調
整するクラッチをモータと減速機との間に設け、従たる
回転カッタに対しては与えられた速度設定値と速度検出
値との差および主たる回転カッタと従たる回転カッタと
の偏角検出値が共に零となるように供給電力を調整する
速度制御手段を設けたことを特徴とする多連シールド掘
進機のカッタ同期運転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41723790A JP2817403B2 (ja) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41723790A JP2817403B2 (ja) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04238996A JPH04238996A (ja) | 1992-08-26 |
| JP2817403B2 true JP2817403B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=18525362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41723790A Expired - Fee Related JP2817403B2 (ja) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2817403B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5906580B2 (ja) | 2010-06-01 | 2016-04-20 | 株式会社リコー | 画像処理装置 |
-
1990
- 1990-12-29 JP JP41723790A patent/JP2817403B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04238996A (ja) | 1992-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10608559B2 (en) | Electrical machine system | |
| JPH1058990A (ja) | 動力出力装置 | |
| JPS5918933B2 (ja) | 非同期連繋用回転電機方式 | |
| JPS60500556A (ja) | 冗長複チヤンネル電動機および発電機 | |
| EP0375837B1 (en) | Control system for synchronous rotation of cutter heads, for use in shield machine | |
| JP2817403B2 (ja) | 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 | |
| JP2872708B2 (ja) | 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 | |
| JP3480315B2 (ja) | 回転電機 | |
| JP3556709B2 (ja) | サーボモータの同期運転方法及びその装置 | |
| EP1421297B1 (en) | Stepless electro-mechanical transmission equipment | |
| US3896349A (en) | Electric drive for motors interconnected to form a ring circuit | |
| EP1020617A1 (en) | Control apparatus for synchronous rotation of cutter heads, for a multiple shield excavator | |
| JP3424120B2 (ja) | 多連シールド掘進機のカッタ同期制御装置 | |
| US3621350A (en) | Time integral control system | |
| JP2562494B2 (ja) | 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 | |
| US11843293B2 (en) | Multi-rotor electric machine | |
| GB1577148A (en) | Method and inertial device for steering a spacecraft and regulating its onboard supply voltage | |
| JPH06100066B2 (ja) | 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 | |
| JP2020198743A (ja) | 回転電機および自動車用電動補機システム | |
| JP6569372B2 (ja) | 動力配分装置 | |
| US2585392A (en) | Monopolyphase frequency converter group | |
| JPH06100067B2 (ja) | 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 | |
| JP3496518B2 (ja) | 回転電機の制御装置 | |
| JP3928212B2 (ja) | 複円形シールド掘進機及びその制御方法 | |
| CA1054216A (en) | Plural electric motors driving common load and having interconnections for load control |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070821 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070821 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080821 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080821 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090821 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100821 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |