JPH01121495A - シールド掘進機の余掘制御装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカッタヘッド内にコピーカッタが出没自在に内
蔵され、曲線路の施工時に前記コピーカッタを突出させ
、掘進機の片側又は両側を任意のストローク、任意の掘
削パターンで余掘し、シールドジヤツキなどの片押しに
よって掘進機の向きを変えるように構成したシールド掘
進機に関するものである。

〔従来技術〕

従来、曲線路の施工時に、カッタヘッド内に内蔵されて
いるコピーカッタを突出させてシールド掘進機の片側の
みを余掘し、シールドジヤツキなどの片押しによって掘
進機の向きを変えるように構成された掘進機が知られて
いる。

しかしながら、曲線路の曲率半径が小さい場合、掘進機
の片側のみを余掘したのでは掘進機の向きを変えること
が難しいことがある。

また、従来の掘進機はコピーカッタの作動ストークが一
定なために余掘量が実際に必要な余掘量より多くなる場
合がある。余堀部分は後で裏込め注入剤等で埋め戻すの
で必要以上に多いとそれだけ工事費がアップすることに
なる。

更に、従来の余堀制御装置はカッター回転の方向を考慮
し掘削パターンの設定をしなければならなかったととも
に電源投入と同時にコピーカッタの位置が表示されない
ため、余堀操作に時間がかかるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来の欠点を解消するためになされた
ものであり、その目的とするところは、シールド掘進機
の片側または両側の余堀パターンをカッターの回転方向
に関係なく任意に設定できるとともに、コピーカッタの
作動ストロークを任意に制御できる。また、電源投入と
同時にコピーカッタの位置が表示されるような余堀制御
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成できる本発明のシールド掘進機は、（
ａｌカッターヘッドの回転軸に取り付けられ、かつ、カ
ッタヘッドに組み込まれているコピーカッタを基点とし
て円周方向等分割されたカム部を有する１組のコピーカ
ッタ割出カムと、（ｂｌ前記カム部と接点可能なように
シールド本体に取り付けられた１組のコビーカフタ割出
検出器と、（ｃ）操作盤上に前記カム部と同配置で円周
方向に分割して配置されたコピーカッタ回転角度位置表
示ランプと、（ｄ１回分割位置において前記操作盤上に
配置された掘削パターン設定用スイッチと、（ｅ）コピ
ーカッタの作動ストロークを設定するストローク設定装
置とストローク計、及び（ｆ）コピーカッタの初期位置
を設定する初期位置設定装置とから構成されている。

〔実施例〕

以下、図面によって本発明の実施例について説明する。

第１図において、１はシールド本体、２はシールドジヤ
ツキ、３はカッターヘッド、１４はカッタ軸、１５は減
速機、６はモーターで、このモーター６によってカッタ
ーヘッド３が回転される。また、１７はバルクヘッド、
９は送水管、８は排泥管、ｌＯはチャンバーで、カッタ
ーヘッド３で切削された土砂はチャンバー１０内で、送
水管９から供給される泥水と混合されたあと、排泥管８
を通って機外に排出される。

なお、排土装置は泥水式シールドに限らず、例えばスク
リューを有する土圧式のシールド、或いはオープンメカ
ニカルシールド等も適用できる。

カッターヘッド３には、コピーカッタジヤツキ１１およ
び同ジヤツキのピストンロフト３１の先端に接続された
コピーカッタ１２が内蔵され、ピストンロッド３１が伸
長した際、コピーカッタ１２が二点破線で示すようにカ
ンタ−ヘッド３の外周より突出し、ピストンロッド３１
が退縮すると、コピーカッタ１２がカッターヘッド３内
に退縮するようになっている。

一方、シールド本体１内にはダミージヤツキ４０が設け
られており、このダミージヤツキ４０のピストン４２の
前面側、即ち、ピストンロフト４１側の部屋４３とジヤ
ツキ１１のピストン３２の前面側の部屋３３は配管１９
ｂ及び２０ｂを介して接続されている。また、ジヤツキ
１１におけるピストン３２の背面側の部屋３４は配管２
０ａ及び１９ａを介して油圧バルブ１８のポートＢに接
続している。更に、ダミージヤツキ４０におけるピスト
ン４２の背面側の部屋４４は配管１９ｃを介して油圧バ
ルブ１８のポートＡに接続されている。上記配管１９ａ
及び２０ａはロータリジヨイント１６を介してカッター
ヘッド３が回転しても接続しているように接続されてお
り、同様に、配管１９ｂ及び２ｏ−ｂもロータリジヨイ
ント１６を介して接続されている。１３はコピーカッタ
ジヤツキ１１に対する油圧源で配管２９を介して油圧パ
ルプ１８のポートＰに接続している。また、排液管３０
は油圧パルプ１８のポートＴに接続している。

また、シールド掘進機Ｘによって曲線部を施工する場合
、コピーカッタ１２によって片側又は両側を余堀してシ
ールドジヤツキ２等の片押しによって掘進機Ｘの向きを
変えるのである。

第３図及び第４図はコピーカッタ割出手段を示し、カッ
タ軸１４には４枚１組のコピーカッタ割出カム２１，２
２，２３．２４が固定されている。各コピーカッタ割出
カム２１，２２゜２３．２４の周面はａ、ｂ、ｃ、ｄ、
ｅ、ｆ。

ｇ、　ｈ、　ｉ、　ｊ、　ｋ、　１．　ｍ、　ｎ、　ｏ
、　ｐの１６区に等分割されているが、各コピーカッタ
割出カム２１，２２．２３．２４は、矢印Ｙの方向から
見てａ区とｐ区の境界部分がコピーカッタ１２と重なる
ようにカッタ軸１４に固定されている。また、４個１組
のコピーカッタ割出検出器２５，２６，２７．２８は矢
印Ｙの方向から見てコピーカッタ割出カム２１．２２，
２３゜２４のａ区とｐ区の境界部分に位置するように減
速機１５を介してシールド本体１に取り付けられている
。コピーカッタ割出検出器としてはリミットスイッチ、
近接スイッチ等が適用される。

上記コピーカッタ割出カム２１．２２，２３゜２４及び
コピーカッタ割出検出器２５．２６゜２７．２８の取り
付は方は、上記の方式に限定されることはな（、第６図
に示すグレーコードのパターンによってコピーカッタ１
２の位置を、順次、表示できる配置であればよい。

上記コピーカッタ割出カム２１．２２．２３゜２４の周
面には、第６図のグレーコード表によってパターン化さ
れた作用部Ｓと非作用部ｔが設けられており、電源投入
と同時にコピーカッタ１２の位置が表示されるのである
。すなわち、第７図に示す如く、コピーカッタ割出カム
２１は、その周囲が１６等分に区分され、その中のａ−
、ｄ、ｅ、ｈ、ｔ、１．ｍ、ｐ区が凹状の非作動部ｔを
なし、ｂｒ　　Ｃ＋　　ｆ＋　　ｇ、Ｊ＋　　ｋ、ｎ＋
０区が凸状の作動部Ｓになっている。また、第８図に示
すように、コピーカッタ割出カム２２はａ＊、ｂｒ　　
ｇｒ　　ｈ＊　　ｉ＋　　Ｊ、ｏ、ｐ区が凹状の非作動
部ｔをなし、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、に、ｌ。

ｍ、　　ｎ区が凸状の作動部Ｓになっている。

また、第９図に示すように、コピーカッタ割出カム２３
はａｘｄ、ｍ−ｗｐ区が凹状の非作動部ｔをなし、ｅ　
ｗ　１２区が凸状の作動部３をなっている。また、第１
０図に示すように、コピーカッタ割出カム２４はａ　ｗ
　ｎ区が凹状の非作動部ｔをなし、ｉ−ｐ区域が凸状の
作動部Ｓをなしている。

なお、コピーカッタ１２の位置を更に細かく表示しよう
とするならば、コピーカッタ割出カムの枚数を増加させ
るとともに、各カムの周面の区画を細かくすればよい。

その場合、カムの周面ば２　等分されるが、ｎはカム板
の枚数である。

また、ａ　−ｐ区のコピーカッタ回転角度位置表示ラン
プ３６は、次の場合に点灯するように配線されており、
電源投入と同時にコピーカッタ１２の位置が表示される
のである。即ち、■　ａ区：検出器２５〜２８が非作動 ■　５区：検出器２５のみ作動 ■　０区：検出器２５．２６のみ作動 ■　６区：検出器２６のみ作動 ■　８区：検出器２６．２７のみ作動 ■　１区：検出器２５〜２７のみ作動 ■　８区：検出器２５．２７のみ作動 ■　ｎ区：検出器２７のみ作動 ■　１区：検出器２７．２８のみ作動 ［相］　１区：検出器２５，２７．２８のみ作動Ｏ１区
：検出器２５〜２８が作動 Ｏ１区：検出器２６〜２８のみ作動 Ｏｍ区：検出器２６．２８のみ作動 ｏ　ｎ区：検出器２５．２６．２８のみ作動６１０区：
検出器２５．２８のみ作動 ［相］　ｐ区：検出器２８のみ作動 第５図はシールド掘進機Ｘの運転操作をする操作盤上に
設けられたコピーカッタの作動ストロークと掘削パター
ンを設定する操作盤３５で、この操作盤３５上には第７
図に示すカム部ａ。

ｂ、ｃ、・・・、ｐと同配置で円周方向に分割して配置
されたコピーカッタ回転角度位置表示ランプ３６が配設
されている。そして、第３図の矢印Ｙ方向から見てカッ
ターヘッド３が時計方向に回転するとコピーカッタ回転
角度位置表示用ランプ３６がＢ　−ｘ　ｌ）　−＋　Ｃ
−ｅ　ｄ・・・と、順次、点灯するのである。

前記操作盤３５上には各コピーカッタ回転角度位置表示
用ランプ３６と同配置で円周方向に分割して配置された
掘削パターン設定用スイッチとしてのトグルスイッチ３
７が設けられており、このトグルスイッチ３７を内外に
倒すことによってコピーカッタト２による掘削パターン
を設定できるようになっている。

掘削パターンは右側、又は左側の片側だけの場合、両側
の場合の２種類のうちの１つを設定する。例えば、 （１）第１２図のように右側だけの場合は、第１３図の
ようにトグルスイッチ’ＡＪ余堀範囲で設定し、第１４
図のように左側だけの場合は、第１５図のようにトグル
スイッチ’ＡＪ余堀範囲で設定する。この場合、トグル
スイッチは’ＢＪ余掘余聞範囲定してもよい。

（２）両側を余堀する場合は、次のように余堀する。す
わなち、 （ａｌ　　第１６図のように両側とも余堀が等しい場合
は、第１７図に示すように、トグルスイッチ「Ａｊ余余
堀囲で右側を設定し、トグルスイッチ’ＢＪ余堀範囲で
左側を設定する。この場合、ストロークが等しいので、
トグルスイッチ’ＢＪ余堀範囲で右側を設定し、トグル
スイッチ「Ａ」余堀範囲で左側を設定することもできる
。また、両側を’ＡＪ又は「Ｂ」の同じ余堀範囲で設定
してもよい。

山）　第１８図及び第２０図のように、両側の余堀が等
しくない場合は、第１９図及び第２１、図に示すように
、掘削ストロークの多い（Ｌｌ）側をトグルスイッチ’
ＡＪ余堀範囲で設定し、少ない（Ｌ２）側をトグルスイ
ッチ’ＢＪ余堀範囲で設定します。上記トグルスイッチ
３７の対応ばトグルスイッチ３７を外側に倒すと’ＡＪ
余掘余聞範囲側に倒すと’ＢＪ余掘余聞範囲っている。

倒すトグルスイッチ３７は２つが１組であり、又、倒れ
ている向きも２つが１組になっている。

従って、倒れているトグルスイッチ３７が偶数以外は誤
りであり、又、倒れている方向が内と外と交互になった
組み合わせは誤りである。

また、上記操作盤３５上にはメーターリレー４５が設け
られており、そのハンドル４６及び４７を回すことによ
ってコピーカッタ１２のストロークを、予め、セットす
ることができる。

４９は’ＡＪ余掘余堀用の指針、４８は’ＢＪ余掘余堀
用の指針であり、両側を余堀する場合、各指定用指針４
８．４９を任意のストローク位置に来るまでハンドル４
６．４７を回すことによってコピーカッタ１２のスト−
ローフを、それぞれ、設定できる。

第２図に示すように、ダミージヤツキ４０のピストンロ
フト４１に取り付けられたフランジ５１は図示しない一
対のチェノホイールに掛は渡されたチェーン５２に固定
されており、上記トグルスイッチ３７が内外のどちらか
に倒されており、かつ、トグルスイッチ３７が倒されて
いる位置のランプ３６が点灯すると、油圧バルブ１８が
右方に切り替わってコピーカッタ１２が伸長し、これに
伴ってダミージヤツキ４０のピストンロッド４１が後退
するようになっている。上記ピストンロッド４１の後退
に伴ってチェノ５２が回動すると可変抵抗器５３からの
電圧変化によってメーターリレー４５の指針５０が振れ
るのでコピーカッタ１２のストロークを読み取ることが
できると同時に、コピーカッタ１２が設定されたストロ
ーク位置に来ると、油圧バルブ１８が中立位置に切り替
わり、コピーカッタ１２の伸長が止まる。更に、上記ト
グルスイッチ３７を倒した位置のランプ３６が点灯する
と、油圧バルブ１８が左方に切り替わってダミージヤツ
キ４０が伸長し、これに伴ってコピーカッタ１２のピス
トンロッド４１が後退するようになっている。そして、
上記フランジ５１が引限ブロック５５に取り付けられた
リミントスイッチ５４に接触すると、油圧バルブ１８は
中立位置に復帰するようになっている・また、ダミージ
ヤツキと組み合わされたコピーカッタのストローク計は
可変抵抗器とマイクロスイッチを持つ弁開度指示計を使
用してもよい。

また、操作盤３５の中心にはコピーカッタの初期位置を
設定する初期位置設定装置に含まれる押ボタン５６が設
置されており、コピーカッタ１２が余堀範囲に入ってい
ることを確認したあと、この押ボタン５６を押すと、コ
ピーカッタ１２の収縮が自動的に行われるように構成さ
れている。

また、操作盤３５には電源投入用のスイッチ５７、自動
・手動切換スイッチ５８、及びコピーカッタ出・入スイ
ッチ５９が配設されている。

図示の実施例は前記したように構成されているので、例
えば、第１８図に示すような余堀制御をしようとする場
合は、ｂとｇのトグルスイッチ３７を外側にたおすとと
もに、ｊと０のトグルスイッチ３７を内側に倒したあと
、コピーカッタ１２が例えば’　Ａ　Ｊ余堀範囲に入っ
ていることを確認したあと（ランプ３６の点灯により確
認できる）、初期位置設定の押ボタンを押すと、カンタ
ヘッド３が右回り、左回りに関係なく、第１８図のよう
に余堀される。

上記コピーカッタ割出カム２１．２２，２３゜２４は円
板状であるが、第１１図に示すように、円筒状でもよい
。かかる円筒状のカム２１〜２４はカッタードラム４を
回転させるためのギア３８に固定され、コピー割出検出
器２５．２６゜２７．２８はバルクヘッド１７に取り付
けられる。

〔発明の効果〕

上記のように、本発明は、（ａｌカッターヘッドの回転
軸に取り付けられ、かつ、カッタヘッドに組み込まれて
いるコピーカッタを基点として円周方向等分割されたカ
ム部を有する１組のコピーカッタ割出カムと、（ｂｌ前
記カム部と接点可能なようにシールド本体に取り付けら
れた１組のコピーカッタ割出検出器と、（ｃ１操作盤上
に前記カム部と同配置で円周方向に分割して配置された
コピーカッタ回転角度位置表示ランプと、ｆｄ１回分割
位置において前記操作盤上に配置された掘削パターン設
定用スイッチと、（８１コピーカツタの作動ストローク
を設定するストローク設定装置とストローク計、（ｆ）
コピーカッタの初期位置を設定する初期位置設定器とか
ら構成されているので、シールド掘進機の両側を余堀で
きる。したがって曲線路の半径が小さい場合でも簡単に
曲がることができる。また、余掘量、即ち、掘削ストロ
ーク及び余堀範囲を任意に制御できるので、埋戻し工事
も必要最小限ですみ、その分工費を節減できる。

更に、電源投入と同時にコピーカッタの位置が分かるの
で、電源投入後、直ちに余堀操作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる余堀制御装置を含むシールド掘
進機の一部断面を含む側面図、第２図はダミージヤツキ
の説明図、第３図は第１図中の１部分の詳細図、第４図
はコピーカッタ割出手段を矢印Ｙ方向から見た場合の正
面図、第５図は操作盤の平面図、第６図はグレーコード
表の説明図、第７薗は第３図の■−■矢視図、第８図は
第３図の■−■矢視図、第９図は第３図のＩＸ−ＩＸ矢
視図、第１０図は第３図のＸ−Ｘ矢視図、第１１図は他
の実施例を断面図、第１２図、第１４図、第１６図、第
１８図及び第２０図は切羽に向かって見た場合の掘削パ
ターンの説明図、第１３図、第１５図、第１７図、第１
９図及び第２１図はトグルスイッチの操作状態を示す説
明図である。 １・・・シールド本体、３・・・カッターヘッド、１２
、・・・コピーカッタ、１４・・・回転軸、２１〜２４
・・・コピーカンタ割出カム、２５〜２８・・・コピー
カッタ割出検出器、３５・・・操作盤、３６・・・コピ
ーカッタ回転角度位置表示ランプ、３７・・・掘削パタ
ーン設定用スイッチ、４６．４７・・・ストローク設定
装置、５６・・・初期位置設定装置。 第３図 第４図 第１８図 第２０図 第１９図 第２１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）カッターヘッドの回転軸に取り付けられ、かつ、
   カッタヘッドに組み込まれているコピーカッタを基点と
   して円周方向等分割されたカム部を有する１組のコピー
   カッタ割出カムと、 （ｂ）前記カム部と接点可能なようにシールド本体に取
   り付けられた１組のコピーカッタ割出検出器と、 （ｃ）操作盤上に前記カム部と同配置で円周方向に分割
   して配置されたコピーカッタ回転角度位置表示ランプと
   、 （ｄ）同分割位置において前記操作盤上に配置された掘
   削パターン設定用スイッチと、 （ｅ）コピーカッタの作動ストロークを設定するストロ
   ーク設定装置とストローク計、及び、 （ｆ）コピーカッタの初期位置を設定する初期位置設定
   装置とから成るシールド掘進機の余掘制御装置。