JPH06105033B2 - Free section shield machine - Google Patents
Free section shield machineInfo
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- JPH06105033B2 JPH06105033B2 JP1208495A JP20849589A JPH06105033B2 JP H06105033 B2 JPH06105033 B2 JP H06105033B2 JP 1208495 A JP1208495 A JP 1208495A JP 20849589 A JP20849589 A JP 20849589A JP H06105033 B2 JPH06105033 B2 JP H06105033B2
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- JP
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- cutter
- shield machine
- torsion bar
- forming cutter
- shape
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円形に限らず、所望の断面形状のトンネルを
連続して掘削することができる自由断面シールド機に関
するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a free-section shield machine capable of continuously excavating a tunnel having a desired cross-sectional shape, not limited to a circular shape.
従来、上記のようなシールド機として種々のものが提案
され、実施されている。一般には、シールド機本体の前
面に配置したカッタを、このシールド機の中心軸回りに
回転させることにより、シールド機の推進方向前面を掘
削し、この掘削した分だけシールド機を推進させてセグ
メントリングを継足すことにより堀り進むといったもの
が用いられている。Conventionally, various types of shield machines as described above have been proposed and implemented. Generally, a cutter placed on the front surface of the shield machine body is rotated around the central axis of the shield machine to excavate the front surface in the propulsion direction of the shield machine, and the shield machine is propelled by the excavated amount to make the segment ring. It is used to move forward by adding the.
また、特開昭59−102090号公報には、上記シールド機に
よって掘削したトンネル内の一部区間に退避部や駅部な
どの拡径部を形成するための拡大シールド工法が開示さ
れている。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 59-102090 discloses an enlarged shield construction method for forming an expanded diameter portion such as a retreat portion or a station portion in a part of a tunnel excavated by the shield machine.
従来のシールド工法やシールド機は、前面カッタの回転
により掘削するものであるため、掘削断面形状は円形に
限られ、それ以外の異形断面形状のトンネルを掘削する
ことは困難である。これに対し、下水道、電力線、地下
鉄のトンネル等、実際に必要とされる横断面形状は円形
以外のものが大半であるため、従来は、このような異形
断面形状を包含する大きな円形断面の掘削を行わねばな
らず、余分な掘削作業と、その掘削ずりの処理作業とが
必要とされている。このような余分な作業は、地下鉄の
トンネルのように大口径断面となる程、トンネル築造コ
ストに与える影響が大きく、シールド工法適用に際して
の制約ともなっている。Since the conventional shield construction method and shield machine excavate by rotating the front cutter, the excavation cross-sectional shape is limited to a circular shape, and it is difficult to excavate a tunnel having another irregular cross-sectional shape. On the other hand, most of the actual cross-sectional shapes such as sewage, power lines, subway tunnels, etc., other than the circular shape, have been conventionally used for excavation of large circular cross-sections including such irregular cross-sectional shapes. Must be performed, and an extra excavation work and a work for processing the excavation shear are required. Such extra work has a greater influence on the tunnel construction cost as the cross section of the subway tunnel has a larger diameter, which is also a constraint when applying the shield construction method.
この問題に対し、上述の公報に示される発明は、一旦ト
ンネルを通常径で掘削してセグメントリングを組立てた
後、対象部分のセグメントリングを取外して半径方向に
特殊掘削作業を行うことにより上記拡径部などを部分的
に形成するものであり、円形以外の所望形状の断面を連
続して掘削するものではない。In order to solve this problem, the invention disclosed in the above publication is constructed by excavating a tunnel with a normal diameter once to assemble a segment ring, then removing the segment ring of the target portion and performing special excavation work in the radial direction. The diameter portion and the like are partially formed, and the cross section having a desired shape other than the circular shape is not continuously excavated.
本発明は、このような事情に鑑み、円形に限らず所望の
断面形状のトンネルを連続して掘削することができるシ
ールド機を提供することを目的としている。In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a shield machine capable of continuously excavating a tunnel having a desired sectional shape, not limited to a circular shape.
本発明は、シールド機本体と、このシールド機本体にそ
の推進方向に延びる軸回りに回転可能に支持され、前面
にセンターカッタを有する回転体と、この回転体を駆動
する駆動手段と、前後方向に延び、上記回転体にその回
転軸から外れた位置に回動可能に支持された複数のトー
ションバーと、各トーションバーの前部に固定され、こ
のトーションバーとともに回転するカッタアームと、各
トーションバーの後部に固定され、このトーションバー
及び上記カッタアームとともに回動する制御レバーと、
上記カッタアームに一体に固定され、上記回転体の回転
に伴って前方の土砂を削るフォーミングカッタと、所望
の掘削形状に対応する案内形状をもつガイド部材と、上
記回転体の回転中に上記ガイド部材に上記制御レバーの
回動端部を押付けることにより、この制御レバーに上記
トーションバーを介して連結されたカッタアームにおけ
るフォーミングカッタの公転軌跡を規制する規制手段と
を備えたものである。The present invention relates to a shield machine main body, a rotary body rotatably supported by the shield machine main body around an axis extending in the propulsion direction, and having a center cutter on the front surface, drive means for driving the rotary body, and a front-back direction. And a plurality of torsion bars rotatably supported by the rotating body at a position deviated from the rotation axis thereof, a cutter arm fixed to the front portion of each torsion bar and rotating together with the torsion bar, and each torsion bar. A control lever fixed to the rear part of the bar, which rotates together with the torsion bar and the cutter arm,
A forming cutter that is integrally fixed to the cutter arm and scrapes the front soil with the rotation of the rotating body, a guide member having a guide shape corresponding to a desired excavation shape, and the guide during rotation of the rotating body. The control means is provided with a control means for pressing the rotating end of the control lever against the member to control the revolution trajectory of the forming cutter in the cutter arm connected to the control lever via the torsion bar.
上記シールド機によれば、駆動手段により回転体および
センターカッタが回転駆動されることによって、掘削前
面である切羽の中央部分が掘削される。さらに、このセ
ンターカッタおよび回転体の回転中、この回転体に回動
可能に支持されたフォーミングカッタがガイド部材の案
内形状に対応する特有の軌跡を描いて公転することによ
り、上記切羽の外周部が削り落され、全体として所望の
断面形状の掘削が行われる。According to the above shield machine, the central portion of the face, which is the excavation front surface, is excavated by drivingly rotating the rotating body and the center cutter by the drive means. Further, during the rotation of the center cutter and the rotating body, the forming cutter rotatably supported by the rotating body revolves around a unique trajectory corresponding to the guide shape of the guide member, thereby revolving around the outer peripheral portion of the face. Is scraped off, and excavation having a desired cross-sectional shape is performed as a whole.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1実施例(第1図〜第3図) ここに示されるシールド機は、角筒形状のスキンプレー
ト(シールド機本体)1を備え、このスキンプレート1
の先端部にカッティングホイール(回転体)2を内蔵し
ている。First Embodiment (FIGS. 1 to 3) The shield machine shown here comprises a skin plate (shield machine body) 1 in the shape of a rectangular tube, and this skin plate 1
A cutting wheel (rotating body) 2 is built in at the tip of the.
このカッティングホイール2は前面板3および後面板10
を有し、上記スキンプレート1の中心軸(推進方向に延
びる軸)Gを中心に回転可能に構成されている。上記前
面板3には、複数のスリット3aが放射状に形成されると
ともに、この前面板3の中心部分にはセンタービット4
が設けられ、上記スリット3aの周縁部分には多数のカッ
タビット5が配設されており、両ビット4,5によりセン
ターカッタ6が構成されている。また、このカッティン
グホイール2の周縁部前方の複数箇所には、前方の土砂
を削るフォーミングカッタ7が配設されている。This cutting wheel 2 includes a front plate 3 and a rear plate 10.
And is configured to be rotatable about the central axis (axis extending in the propulsion direction) G of the skin plate 1. A plurality of slits 3a are radially formed on the front plate 3, and a center bit 4 is formed at the center of the front plate 3.
Is provided, and a large number of cutter bits 5 are arranged on the peripheral portion of the slit 3a, and a center cutter 6 is constituted by both bits 4 and 5. Forming cutters 7 for shaving the front soil are provided at a plurality of positions in front of the peripheral edge of the cutting wheel 2.
第2図に示されるように、カッティングホイール2の後
部外周面は、スキンプレート1側のブラケット8aに固定
された旋回軸受9の内輪に接合されており、カッティン
グホイール2の後面板10にはリング11が後方に延設され
ている。これに対し、スキンプレート1の中央部分には
中空状の固定リング15が設置され、この固定リング15の
外側にシール16を挟んで上記リング11が回転可能に嵌め
られている。As shown in FIG. 2, the rear outer peripheral surface of the cutting wheel 2 is joined to the inner ring of the slewing bearing 9 fixed to the bracket 8a on the side of the skin plate 1, and the rear plate 10 of the cutting wheel 2 has a ring. 11 is extended to the rear. On the other hand, a hollow fixing ring 15 is installed in the central portion of the skin plate 1, and the ring 11 is rotatably fitted to the outside of the fixing ring 15 with a seal 16 interposed therebetween.
このリング11の後端部にはカッティングホイール駆動用
歯車12が固定されている。リング11の後方では、スキン
プレート1に設けられたブラケット8cに減速機付モータ
(駆動手段)35が固定されており、この減速機付モータ
35の駆動軸に設けられたピニオン18bが上記カッティン
グホイール駆動用歯車12に噛合されている。A cutting wheel driving gear 12 is fixed to the rear end of the ring 11. Behind the ring 11, a reduction gear motor (driving means) 35 is fixed to a bracket 8c provided on the skin plate 1. This reduction gear motor
A pinion 18b provided on the drive shaft of 35 is meshed with the cutting wheel drive gear 12.
なお、第2図中16aはシールであり、上記シール16とと
もに、土砂が後方に流入するのを防いでいる。このシー
ル16aを設ける座にあたるスキンプレート1の一部の内
周は円状に形成されている。Incidentally, reference numeral 16a in FIG. 2 denotes a seal, which, together with the seal 16, prevents earth and sand from flowing backward. The inner circumference of a part of the skin plate 1 corresponding to the seat on which the seal 16a is provided is formed in a circular shape.
次に、上記フォーミングカッタ7が固定される回動部材
の構造(第2図のP部)を説明する。Next, the structure of the rotating member to which the forming cutter 7 is fixed (P portion in FIG. 2) will be described.
カッティングホイール2の後面板10には、この後面板10
とブラケット73により前後で支持されるハウジング72が
周方向に複数個(ここでは3個)配設され、このハウジ
ング72内に軸受71を介して前後方向に延びるトーション
バー23が回転可能に支持されている。このトーションバ
ー23の前端部にはカッタアーム70が固定され、後部には
制御レバー29が固定されており、これらによって、トー
ションバー23を中心に回動可能な回動部材が構成されて
いる。そして、上記カッタアーム70の回動端(前部回動
端)に上記フォーミングカッタ7が固定されており、こ
のフォーミングカッタ7と回動部材とが一体に回動する
ようになっている。なお、カッティングホイール2には
切欠2b(第1図)が形成されており、上記フォーミング
カッタ7との干渉が防止されている。The rear plate 10 of the cutting wheel 2 includes the rear plate 10
A plurality of (72 in this case) housings 72 are supported in the front-rear direction by brackets 73 and brackets 73, and a torsion bar 23 extending in the front-rear direction is rotatably supported in the housing 72 via bearings 71. ing. A cutter arm 70 is fixed to the front end of the torsion bar 23, and a control lever 29 is fixed to the rear of the torsion bar 23, which constitute a rotating member that can rotate about the torsion bar 23. The forming cutter 7 is fixed to the turning end (front turning end) of the cutter arm 70, and the forming cutter 7 and the turning member turn together. A notch 2b (FIG. 1) is formed in the cutting wheel 2 to prevent interference with the forming cutter 7.
制御レバー29は、上記トーションバー23の後端部にスプ
ラインを介して結合され、この制御レバー29の回動端
(後部回動端)にはピン27aを中心として回転可能にロ
ーラ28が取付けられている。The control lever 29 is connected to the rear end of the torsion bar 23 via a spline, and a roller 28 is rotatably attached to a pivot end (rear pivot end) of the control lever 29 about a pin 27a. ing.
第3図に示されるように、前記リング11の外周には複数
のブラケット8eが配設され、各ブラケット8eにピン27b
を中心として揺動可能に伸縮部材(規制手段)33が取付
けられており、この伸縮部材33の可動端に、上記制御レ
バー29がピン27cを介して回転可能に連結されている。
この伸縮部材33は収縮状態で取付けられており、制御レ
バー29に対して常に伸長方向の力を与えている。As shown in FIG. 3, a plurality of brackets 8e are arranged on the outer periphery of the ring 11, and each bracket 8e has a pin 27b.
An expansion / contraction member (regulating means) 33 is attached so as to be swingable about the center of the expansion / contraction center, and the control lever 29 is rotatably connected to the movable end of the expansion / contraction member 33 via a pin 27c.
The elastic member 33 is attached in a contracted state, and always applies a force in the extension direction to the control lever 29.
これに対し、スキンプレート1の内側面には、上記ロー
ラ28と接触する位置にガイドレール(ガイド部材)34が
固定されている。このガイドレール34は、所望の掘削形
状(ここでは角形)に対応する内周面(案内面)を有
し、この内周面に上記伸縮部材33の付勢力によってロー
ラ28が押付けられている。On the other hand, a guide rail (guide member) 34 is fixed to the inner surface of the skin plate 1 at a position where it contacts the roller 28. The guide rail 34 has an inner peripheral surface (guide surface) corresponding to a desired excavation shape (here, a rectangular shape), and the roller 28 is pressed against the inner peripheral surface by the urging force of the elastic member 33.
なお、第2図において、66はチャンバ2a内の掘削土砂を
後方に搬出するスクリューコンベア、37はシールド機で
掘削したトンネル内壁にセグメント36を敷設するエレク
タ、38はセグメント36から反力をとってシールド機を推
進させるシールドジャッキ、39はセグメント36の外周部
からシールド機内へ土砂や水等が流入することを防ぐテ
ールシールである。In FIG. 2, 66 is a screw conveyor that carries the excavated soil in the chamber 2a backward, 37 is an erector that lays a segment 36 on the inner wall of the tunnel excavated by a shield machine, and 38 is a reaction force from the segment 36. A shield jack for propelling the shield machine, and 39 are tail seals for preventing the inflow of earth and sand or water from the outer peripheral portion of the segment 36 into the shield machine.
次に、このシールド機の作用を説明する。Next, the operation of this shield machine will be described.
スキンプレート1内の減速機付モータ35を駆動すること
により、その駆動軸に固定されたピニオン18bに噛合さ
れているカッティングホイール駆動用歯車12が回転し、
これと一体にリング11およびカッティングホイール2も
回転する。By driving the motor 35 with a reducer in the skin plate 1, the cutting wheel drive gear 12 meshed with the pinion 18b fixed to the drive shaft thereof rotates,
The ring 11 and the cutting wheel 2 also rotate integrally with this.
このカッティングホイール2の回転に伴って、フォーミ
ングカッタ7およびその駆動装置全体も中心軸G回りに
一体に公転するが、制御レバー29の先端部のローラ28は
伸縮部材33の付勢力でガイドレール34の内周面に押付け
られているため、このガイドレール34の内周形状に応じ
た軌跡を描いて公転する。この制御レバー29には、トー
ションバー23およびカッタアーム70が一体に連結されて
いるので、カッタアーム70の先端部に固定されたフォー
ミングカッタ7も、ガイドレール34の内周形状に応じた
軌跡、すなわち所望の掘削形状に対応する軌跡を描いて
中心軸G回りに公転する。With the rotation of the cutting wheel 2, the forming cutter 7 and the entire drive device thereof revolve around the central axis G, but the roller 28 at the tip of the control lever 29 is urged by the elastic member 33 to guide the guide rail 34. Since the guide rail 34 is pressed against the inner peripheral surface of the guide rail 34, it revolves around a trajectory according to the inner peripheral shape of the guide rail 34. Since the torsion bar 23 and the cutter arm 70 are integrally connected to the control lever 29, the forming cutter 7 fixed to the tip end of the cutter arm 70 also has a locus corresponding to the inner peripheral shape of the guide rail 34. That is, the trajectory corresponding to the desired excavation shape is drawn and revolves around the central axis G.
従って、上記減速機付モータ35によってカッティングホ
イール2およびフォーミングカッタ7を回転駆動しなが
ら、シールドジャッキ38の作動力でシールド機全体を推
進させることにより、中央で回転するセンタービット4
およびカッタビット5によって中央円形部分を掘削する
とともに、その周囲を特有の軌跡を描きながら公転する
フォーミングカッタ7によって外周部分の土砂を削るこ
とができ、全体として所望の断面形状を有するトンネル
を掘削することができる。Therefore, while the cutting wheel 2 and the forming cutter 7 are rotationally driven by the motor 35 with a reduction gear, the entire shield machine is propelled by the operating force of the shield jack 38 to rotate the center bit 4 at the center.
And the central circular portion is excavated by the cutter bit 5, and the earth and sand of the outer peripheral portion can be excavated by the forming cutter 7 that revolves around the periphery while drawing a unique trajectory, and a tunnel having a desired sectional shape as a whole is excavated. be able to.
このようにして掘削された土砂は、前面板3に形成され
たスリット3a、およびカッティングホイール2の切欠2b
を通ってチャンバ2a内に取込まれ、順次スクリューコン
ベア66によって後方に搬出された後、第2図に一点鎖線
で示されるベルトコンベア40等で最終的に地上へ搬出さ
れる。The earth and sand excavated in this way has slits 3a formed in the front plate 3 and notches 2b in the cutting wheel 2.
It is taken into the chamber 2a through the above, is sequentially carried out rearward by the screw conveyor 66, and is finally carried out to the ground by the belt conveyor 40 and the like shown by the one-dot chain line in FIG.
この際、掘削土砂をチャンバ2a内に充満させ、チャンバ
2a内の圧力を一定範囲に保持するようにスクリューコン
ベア66で引出す土砂の量を調節すれば、チャンバ2a内お
よびその前方にある土砂は、スクリューコンベア66の作
動により生ずる圧力差によってその先端取込み口に円滑
に流れることになる。At this time, the excavated earth and sand are filled in the chamber 2a,
If the amount of earth and sand pulled out by the screw conveyor 66 is adjusted so that the pressure in 2a is kept within a certain range, the earth and sand in the chamber 2a and in front of the chamber 2a will have its tip intake port due to the pressure difference caused by the operation of the screw conveyor 66. It will flow smoothly.
このようなシールド機によれば、カッティングホイール
2に固定されたセンターカッタ6と、その周囲に配設さ
れたフォーミングカッタ7により、所望の断面形状をも
つトンネルを連続して容易に掘削することができる。According to such a shield machine, the tunnel having a desired sectional shape can be continuously and easily excavated by the center cutter 6 fixed to the cutting wheel 2 and the forming cutter 7 arranged around the center cutter 6. it can.
しかも、このシールド機では、単一の駆動源である減速
機付モータ35によってカッティングホイール2および各
フォーミングカッタ7の双方を回転させており、フォー
ミングカッタ7を駆動するための特別な機構は不要であ
るため、故障要因が少なく、軽量かつ低コストの簡単な
構造で上記効果を得ることができる。また、定形状をも
つガイドレール34によってフォーミングカッタ7の公転
軌跡を規制することにより、フォーミングカッタ7に外
力が作用してもその軌跡が乱れにくい効果がある。Moreover, in this shield machine, both the cutting wheel 2 and each forming cutter 7 are rotated by the motor 35 with a reduction gear that is a single drive source, and a special mechanism for driving the forming cutter 7 is not required. Therefore, the above effect can be obtained with a simple structure that has few failure factors, is light in weight, and is low in cost. Further, by controlling the orbit of the forming cutter 7 by the guide rail 34 having a fixed shape, even if an external force acts on the forming cutter 7, the trajectory is less likely to be disturbed.
さらに、この実施例に示されるように、シールド機本体
の中央部に中空状の固定リング15を設け、この固定リン
グ15の外周部に伸縮部材33等を設けるようにすれば、こ
の固定リング15の内部空間を利用してスクリューコンベ
ア66を好適な傾斜角度で設置することが可能になる。Further, as shown in this embodiment, if a hollow fixing ring 15 is provided in the central portion of the shield machine main body and an elastic member 33 and the like are provided on the outer peripheral portion of the fixing ring 15, this fixing ring 15 It is possible to install the screw conveyor 66 at a suitable inclination angle by utilizing the internal space of the.
第2実施例(第4図,第5図) ここでは、前記第1実施例におけるフォーミングカッタ
7がカッティングホイール2の後方に配置されている。Second Embodiment (FIGS. 4 and 5) Here, the forming cutter 7 in the first embodiment is arranged behind the cutting wheel 2.
具体的には、カッティングホイール2がスポーク状の前
面板3と後面板10とに2分され、両板3,10が前後に延び
る図外のトルクアームで連結されている。また、前面板
3において各トーションバー23に対応する位置にはハウ
ジング74が固定され、このハウジング74内に設けられた
軸受74aによってトーションバー23の前端部が回転可能
に支持されている。Specifically, the cutting wheel 2 is divided into a spoke-shaped front plate 3 and a rear plate 10, and both plates 3 and 10 are connected by a torque arm (not shown) extending in the front-rear direction. A housing 74 is fixed to the front plate 3 at a position corresponding to each torsion bar 23, and a front end of the torsion bar 23 is rotatably supported by a bearing 74a provided in the housing 74.
このような構造によれば、まず、前面板3に設けられた
センタービット4およびカッタビット5が土砂を掘削
し、次に、その周囲の部分をフォーミングカッタ7が掘
削するため、前記第1実施例のようにフォーミングカッ
タ7が前面板3の前方に配置されたものに比べ、フォー
ミングカッタ7による掘削領域が大幅に減少し、これに
伴い次のような効果が得られる。According to such a structure, first, the center bit 4 and the cutter bit 5 provided on the front plate 3 excavate the earth and sand, and then the forming cutter 7 excavates the peripheral portion thereof. As compared to the case in which the forming cutter 7 is arranged in front of the front plate 3 as in the example, the excavation area by the forming cutter 7 is significantly reduced, and accordingly, the following effects are obtained.
(1) フォーミングカッタ7は、センターカッタ6に
よる掘削領域の外周部土砂を掘削するものであるため、
その掘削仕事量は単なる見掛け以上に大きい。従って、
前記第1実施例のようにフォーミングカッタ7の負担が
大きい構造では、フォーミングカッタ7の刃がセンター
カッタ6よりも先行して摩耗することになる。これに対
し、この実施例のようにフォーミングカッタ7を後方に
配置すれば、その掘削面積が低減するとともに、センタ
ーカッタ6による掘削で土砂が弛むため、フォーミング
カッタ7の負担が軽減され、両カッタの損耗度が平均化
されて、シールド機全体の寿命が延びる。(1) Since the forming cutter 7 is for excavating the outer peripheral sediment in the excavation area by the center cutter 6,
The amount of excavation work is greater than it seems. Therefore,
In the structure in which the forming cutter 7 has a heavy load as in the first embodiment, the blade of the forming cutter 7 is worn before the center cutter 6. On the other hand, if the forming cutter 7 is arranged rearward as in this embodiment, the excavation area is reduced, and since the earth and sand are loosened by the excavation by the center cutter 6, the burden on the forming cutter 7 is reduced and both cutters are reduced. The wear degree of the shield machine is averaged, and the life of the entire shield machine is extended.
(2) フォーミングカッタ7の公転中、このフォーミ
ングカッタ7が固定された回動部材には大きなねじり荷
重が作用するため、フォーミングカッタ7の負担を軽減
することにより、上記回動部材の構造をより簡略化して
製作コストの低減およびシールド機の小型化を図ること
ができる。特に、チャンバ2a内に位置する回動部材を小
型化することにより、チャンバ2a内の土砂の流動性が高
まるとともに、フォーミングカッタ7で掘削された土砂
がチャンバ2a内に取込まれ易くなる。(2) While the forming cutter 7 revolves, a large torsional load acts on the rotating member to which the forming cutter 7 is fixed. Therefore, by reducing the load on the forming cutter 7, the structure of the rotating member is improved. It is possible to simplify the manufacturing cost and reduce the size of the shield machine. Particularly, by reducing the size of the rotating member located in the chamber 2a, the fluidity of the sediment in the chamber 2a is enhanced, and the soil excavated by the forming cutter 7 is easily taken into the chamber 2a.
(3) スキンプレート一内から見てフォーミングカッ
タ7がカッティングホイール2よりも手前側に位置する
ことになるので、掘削途中でフォーミングカッタ7に折
損等の異常が生じたときにその補修を容易に行うことが
できる。(3) Since the forming cutter 7 is located on the front side of the cutting wheel 2 when viewed from the inside of the skin plate 1, when the forming cutter 7 has an abnormality such as a breakage during excavation, the repair can be easily performed. It can be carried out.
なお、本発明は以上説明した実施例に限定されず、例と
して次のような態様をとることもできる。The present invention is not limited to the embodiments described above, and the following aspects can be taken as examples.
(1) 本発明では、フォーミングカッタの個数および
配設位置は問わず、土質に応じて適当な場所に配置すれ
ばよい。フォーミングカッタの構造についても、カッテ
ィングホイール2の回転に伴って前方の土砂を削るもの
であればよく、例えば第6図に示されるフォーミングカ
ッタ7′のように、複数のピースに分割されたカッタビ
ット7aを有するものでも上記と同様の効果を得ることが
できる。(1) In the present invention, regardless of the number of forming cutters and the arrangement position, the forming cutters may be arranged at an appropriate place depending on the soil quality. As for the structure of the forming cutter, it is sufficient if the front soil is scraped along with the rotation of the cutting wheel 2. For example, a cutter bit divided into a plurality of pieces like a forming cutter 7'shown in FIG. The same effect as described above can be obtained with the one having 7a.
(2) 本発明におけるガイド部材の形状は、上記ガイ
ドレール34のような角形に限らず、円形、卵形、馬蹄形
等、所望の掘削形状に合せて適宜設定すればよい。(2) The shape of the guide member in the present invention is not limited to the rectangular shape like the guide rail 34, and may be appropriately set according to a desired excavation shape such as a circle, an egg shape, a horseshoe shape, or the like.
第7図は、スキンプレート1の外周1a、カッティングホ
イール2の回転により得られる掘削断面形状である小円
100(一点鎖線)、上記小円100の中心からフォーミング
カッタの中心を最も遠ざけた状態でカッティングホイー
ルを回転させたときに得られる掘削断面形状である大円
101(一点鎖線)を示したものであるが、この装置で
は、上記小円100と大円101に囲まれる範囲内で自由にフ
ォーミングカッタの公転軌跡を設定することができる。
いずれの場合も、各掘削断面形状に応じた断面形状をも
つスキンプレートを用いることにより、良好な掘削を行
うことができる。例えば同図は、角筒形状のスキンプレ
ート1の外周1aを示したものであるが、この図から明ら
かなように、上記スキンプレート1の外周形状は上述の
範囲内に収められている。FIG. 7 is a small circle which is an excavated cross-sectional shape obtained by rotating the outer periphery 1a of the skin plate 1 and the cutting wheel 2.
100 (dashed-dotted line), large circle that is the excavation cross-sectional shape obtained when the cutting wheel is rotated with the center of the forming cutter farthest from the center of the small circle 100.
Although 101 (one-dot chain line) is shown, in this device, the revolution trajectory of the forming cutter can be freely set within the range surrounded by the small circle 100 and the large circle 101.
In any case, excellent excavation can be performed by using a skin plate having a sectional shape corresponding to each excavated sectional shape. For example, the figure shows the outer periphery 1a of the skin plate 1 in the shape of a rectangular tube, but as is clear from this figure, the outer periphery shape of the skin plate 1 is within the above range.
同様にして、第8,9図は、上述の範囲内に馬蹄形および
小判形の外周形状を収めた例を示している。これらの場
合も、上記馬蹄形や小判形の外周形状をもつスキンプレ
ート1を用いるとともに、フォーミングカッタの公転軌
跡がこれらの形の合致するような形状のガイドレールを
用いるようにすればよい。Similarly, FIGS. 8 and 9 show examples in which horseshoe-shaped and oval-shaped outer peripheral shapes are accommodated within the above-described range. In these cases as well, the skin plate 1 having the horseshoe-shaped or oval outer peripheral shape may be used, and the guide rail may be shaped so that the revolution trajectory of the forming cutter matches these shapes.
すなわち、このシールド機によれば、ガイドレールおよ
びスキンプレートの形状を適宜変更するだけで、単一の
シールド機により種々の掘削断面を容易に得ることがで
きる。That is, according to this shield machine, various excavation cross-sections can be easily obtained by a single shield machine simply by appropriately changing the shapes of the guide rail and the skin plate.
一方、ガイド部材の構造についても、上記のようなレー
ルの他、例えば内歯車とし、前記ローラ28を用いる代わ
りに上記内歯車と噛合うピニオンギヤを用いるようにし
てもよい。On the other hand, as for the structure of the guide member, in addition to the rail as described above, for example, an internal gear may be used, and instead of using the roller 28, a pinion gear that meshes with the internal gear may be used.
(3) 前記第1実施例ではローラ28をガイドレール34
に押付ける手段として伸縮部材33を用いているが、例え
ばガイドレール34を内外二重の構造にし、この間をロー
ラ28が通過するようにすれば、伸縮部材33の省略も可能
である。(3) In the first embodiment, the roller 28 and the guide rail 34 are
Although the elastic member 33 is used as a means for pressing the elastic member 33, the elastic member 33 can be omitted if, for example, the guide rail 34 has an inner / outer double structure and the roller 28 passes between them.
(4) 前記各実施例ではカッティングホイール2をス
キンプレート1の内側面で支持するようにしているが、
例えば第2図に示される固定リング15の外周に軸受を固
定し、この軸受によってカッティングホイール2を支承
するようにしてもよい。(4) In each of the above embodiments, the cutting wheel 2 is supported by the inner surface of the skin plate 1,
For example, a bearing may be fixed to the outer periphery of the fixing ring 15 shown in FIG. 2, and the cutting wheel 2 may be supported by this bearing.
以上のように、本発明は、センターカッタを有する回転
体を回転させるとともに、この回転体に回動部材を介し
て支持されたフォーミングカッタをガイド部材に沿って
公転させ、所望の掘削形状に対応する軌跡を描かせるよ
うにしたものであるので、上記センターカッタによって
切羽の中央円形部分を掘削するとともに、その外周部を
特有の軌跡を描くフォーミングカッタによって掘削する
ことにより、全体として所望の断面形状を有するトンネ
ルを自由に掘削することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention rotates the rotating body having the center cutter, and revolves the forming cutter supported by the rotating body via the rotating member along the guide member to meet a desired excavation shape. Since the center circular portion of the face is excavated by the center cutter and the outer peripheral portion is excavated by the forming cutter that draws a unique trajectory, the desired cross-sectional shape is obtained as a whole. It is possible to freely excavate a tunnel having.
しかも、フォーミングカッタを駆動するための特別な機
構は不要であるため、故障要因の少ない簡単かつ低コス
トの構造で、上記効果を得ることができる。Moreover, since a special mechanism for driving the forming cutter is unnecessary, the above effect can be obtained with a simple and low-cost structure with few failure factors.
また、予め定まった形状のガイド部材の案内面にフォー
ミングカッタの回転軸を押付けることによりその公転軌
跡を規制するようにしているので、フォーミングカッタ
に外力が加わっても上記軌跡は乱れにくい。Further, since the revolving locus of the forming cutter is regulated by pressing the rotation axis of the forming cutter against the guide surface of the guide member having a predetermined shape, the above locus is less likely to be disturbed even when an external force is applied to the forming cutter.
第1図は本発明の第1実施例におけるシールド機の正面
図、第2図は第1図のII−II線断面図、第3図は第2図
のIII−III線断面図、第4図は第2実施例におけるシー
ルド機の正面図、第5図は第4図のV−V線断面図、第
6図は他の実施例におけるフォーミングカッタの正面
図、第7図はフォーミングカッタの公転軌跡およびスキ
ンプレートの外周形状の設定範囲を示す説明図、第8図
および第9図はスキンプレートの外周形状の他の例を示
す説明図である。 1…スキンプレート(シールド機本体)、2…カッティ
ングホイール(回転体)、6…センターカッタ、7,7′
…フォーミングカッタ、23…トーションバー、29…制御
レバー、33…伸縮部材(規制手段)、34…ガイドレール
(ガイド部材)、35…減速機付モータ(駆動手段)、G
…中心軸(推進方向に延びる軸)。1 is a front view of a shield machine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 7 is a front view of a shield machine according to the second embodiment, FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4, FIG. 6 is a front view of a forming cutter according to another embodiment, and FIG. 7 is a view of the forming cutter. FIGS. 8 and 9 are explanatory diagrams showing the revolution locus and the setting range of the outer peripheral shape of the skin plate, and FIGS. 8 and 9 are explanatory diagrams showing other examples of the outer peripheral shape of the skin plate. 1 ... Skin plate (shield machine body), 2 ... Cutting wheel (rotating body), 6 ... Center cutter, 7, 7 '
... forming cutter, 23 ... torsion bar, 29 ... control lever, 33 ... expansion / contraction member (regulating means), 34 ... guide rail (guide member), 35 ... motor with reduction gear (driving means), G
… Center axis (axis extending in the direction of propulsion).
Claims (1)
その推進方向に延びる軸回りに回転可能に支持され、前
面にセンターカッタを有する回転体と、この回転体を駆
動する駆動手段と、前後方向に延び、上記回転体にその
回転軸から外れた位置に回動可能に支持された複数のト
ーションバーと、各トーションバーの前部に固定され、
このトーションバーとともに回転するカッタアームと、
各トーションバーの後部に固定され、このトーションバ
ー及び上記カッタアームとともに回動する制御レバー
と、上記カッタアームに一体に固定され、上記回転体の
回転に伴って前方の土砂を削るフォーミングカッタと、
所望の掘削形状に対応する案内形状をもつガイド部材
と、上記回転体の回転中に上記ガイド部材に上記制御レ
バーの回動端部を押付けることにより、この制御レバー
に上記トーションバーを介して連結されたカッタアーム
におけるフォーミングカッタの公転軌跡を規制する規制
手段とを備えたことを特徴とする自由断面シールド機。1. A shield machine main body, a rotary body rotatably supported by the shield machine main body around an axis extending in its propulsion direction, and having a center cutter on the front surface, drive means for driving the rotary body, and front and rear. Direction, and a plurality of torsion bars rotatably supported on the rotating body at a position deviated from its rotation axis, and fixed to the front portion of each torsion bar,
A cutter arm that rotates with this torsion bar,
A control lever fixed to the rear of each torsion bar, which rotates together with the torsion bar and the cutter arm, and a forming cutter which is integrally fixed to the cutter arm and scrapes off the earth and sand in front of the rotary body as the rotor rotates,
A guide member having a guide shape corresponding to a desired excavation shape, and by pressing the rotating end portion of the control lever against the guide member during rotation of the rotating body, the control lever is passed through the torsion bar. A free-section shield machine, comprising: a restricting unit that restricts an orbit of a forming cutter in a connected cutter arm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1208495A JPH06105033B2 (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Free section shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1208495A JPH06105033B2 (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Free section shield machine |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13567094A Division JP2569275B2 (en) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Free section shield machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372197A JPH0372197A (en) | 1991-03-27 |
| JPH06105033B2 true JPH06105033B2 (en) | 1994-12-21 |
Family
ID=16557106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1208495A Expired - Lifetime JPH06105033B2 (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Free section shield machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105033B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109236313B (en) * | 2018-10-26 | 2024-05-10 | 中铁工程装备集团有限公司 | Flexible arm heading machine for supporting and excavating tunnels with arbitrary sections through serial-parallel robots |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6149098A (en) * | 1984-08-13 | 1986-03-10 | 三井建設株式会社 | Oval shield drilling machine |
| JPS6210332A (en) * | 1985-07-05 | 1987-01-19 | Tokyo Seisakusho:Kk | Pit excavating machine |
| JPH06989B2 (en) * | 1986-02-07 | 1994-01-05 | 昌平 千田 | Hole drilling machine |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP1208495A patent/JPH06105033B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372197A (en) | 1991-03-27 |
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