JPH0342398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シールド掘進機のカツタヘツドの回
転を停止する場合、定められた位置に停止させる
シールド掘進機のカツタヘツド停止制御装置に関
する。

〔従来の技術〕

シールド掘進機においては、その前方にチヤン
バーを設け、このチヤンバー内に取込んだ土砂の
土圧又はこのチヤンバー内に送込んだ泥水の水圧
により切羽の崩壊を防止しつつ掘進作業を実施す
る。ところが、カツタヘツドの回転を停め、掘進
作業を中止すると、特に泥水の水圧により切羽を
保持している場合には、カツタヘツドのカツタス
リツトから地山が湧水と一緒にチヤンバー内に流
れ込み、これを放置しておくと切羽の崩壊が生じ
る。即ち、一般にこの種の掘進作業は24時間作業
が多く、作業員の交替時にはカツタヘツドを停止
して危険を防止するのであるが、この交替期間中
に切羽が崩壊してしまうおそれがある。このた
め、所定時間以上作業が停止される場合、カツタ
スリツトを閉鎖する手段が採られる。これを、第
３図および第４図により説明する。

第３図はシールド掘進機の概略構成の断面図、
第４図は第３図の線−に沿う正面図である。
図で、１はシールド掘進機の外殻となるシールド
ハル、２は掘進用のシールドジヤツキ、３はシー
ルド掘進機の前方に回転可能に備えられて地山を
掘削するカツタヘツドである。カツタヘツド３は
第４図に示すようにカツタスポーク４、このカツ
タスポーク４に取付けられて土砂を掘削するカツ
タビツト５、カツタスポーク４の両側に設けられ
て掘削された土砂を取込むカツタスリツト６で構
成されている。７はシールドハル１の前方に設け
られた隔壁、８は隔壁７とカツタヘツド３とで形
成されたチヤンバーである。カツタスリツト６か
らは、掘削された土砂が湧水とともにチヤンバー
８内に取入れられ、泥水加圧式の場合は別に注入
された泥水とともに後方に排出される（排出手段
は図示されていない。）。９はチヤンバー８を貫通
してカツタヘツド３に取付けられてこれを回転す
る回転軸、１０は回転軸９のラジアル軸受、１１
は回転軸９のスラスト軸受である。１２はカツタ
ヘツド３を回転させる駆動手段としての駆動モー
タ、１３は駆動モータ１２のピニオン、１４は回
転軸９に固定され、ピニオン１３と噛合する駆動
ギヤ、１５はギヤケースである。１６は隔壁７に
支持されて前後方向（図で左右方向）へ移動可能
であるカツタスリツト６の閉鎖板、１７は閉鎖板
１６の移動を正確に行なわせるガイド棒、１８は
閉鎖板１６を移動させるジヤツキである。

前述のように、掘進作業を中止し、カツタヘツ
ド３を停めた場合、地山が湧水と一緒にカツタス
リツト６からチヤンバー８内に入り込み、切羽が
崩壊するので、これを防止するため、ジヤツキ１
８により閉鎖板１６を前方へ移動してカツタスリ
ツト６を閉鎖する手段が採られている。ところ
が、閉鎖板１６は隔壁７の所定位置に備えられて
いるので、閉鎖板１６で確実にカツタスリツト６
を閉鎖するには、回転しているカツタヘツド３
を、カツタスリツト６が丁度閉鎖板１６に対向す
る位置に到達したときに停止させる必要がある。
カツタヘツド３の回転の停止は駆動モータ１２を
停止させることにより行なわれるが、これを手動
で行なうと、カツタヘツド３の慣性、地山の抵抗
等により正確な停止位置に停止させるのは甚だ困
難であり、シールド掘進機が大口径になる程、そ
の困難も増大する。このような欠点を解消するた
めの従来の停止手段を図により説明する。

第５図は従来の停止制御装置に使用される位置
検出器の配置図、第６図は従来の停止制御装置の
ブロツク図である。第５図は第３図におけるギヤ
ケース１５近辺の部分を示し、第３図と同一部分
には同一符号が付されている。１９は駆動ギヤ１
４の一部、例えばギヤ１４の補強部材に取付けら
れた位置検出片であり、駆動ギヤ１４、即ちカツ
タヘツド３とともに回転する。この位置検出片１
９は例えばカツタスリツト６に相当する位置に取
付けられている。２０はギヤケース１５に取付け
られた停止位置検出器であり、位置検出片１９と
対向したとき電気的出力を発生する。停止位置検
出器２０は、例えば閉鎖部材１６に相当する位置
に取付けられている。さらに、図示されていない
が、ギヤケース１５上の停止位置検出器２０と同
一円周上において、停止位置検出器２０の左右の
適宜個所には、これと同一構造の左回転用減速位
置検出器および右回転用減速位置検出器が取付け
られている。各減速位置検出器は、位置検出片１
９が対向したとき電気的出力を発生し、カツタヘ
ツド３の減速を指令して、カツタヘツド３が所定
位置に容易に停止するようにする。

位置検出片１９、停止位置検出器２０、各減速
位置検出器を用いた停止制御装置が第６図に示さ
れている。第６図で、２０は第５図に示す停止位
置検出器、２１は左回転用減速位置検出器、２２
は右回転用減速位置検出器である。２３はカツタ
ヘツド３の左回転、右回転および停止を指示する
運転指示器である。２４は停止位置検出器、左右
の減速位置検出器２１，２２および運転指示器２
３の出力信号を入力し、これら信号に応じて左回
転指令信号Ａ、右回転指令信号Ｂ、減速指令信号
Ｃおよび停止指令信号Ｄを出力する制御装置であ
る。

運転指示器２３によりカツタヘツド３の右回転
を指示すると、制御装置２４は右回転指令信号Ｂ
を出力し、この信号Ｂにより切換手段（後述す
る）を作動して駆動モータ１２を駆動し、カツタ
ヘツド３を右回転して地山の掘削を行なう。カツ
タヘツド３の回転中、位置検出片１９も回転し、
停止位置検出器２０、左右の減速位置検出器２
１，２２からは位置検出片１９が対向する度毎に
信号が出力されるが、制御装置２４はこれら信号
に応じた信号を出力することはない。掘進作業を
中止するため、運転指示器２３によりカツタヘツ
ド３の停止を指示すると、制御装置２４は位置検
出片１９が右回転用減速位置検出器２２と対向し
て当該検出器２２から出力が生じたとき、この出
力を入力して減速指令信号Ｃを出力する。この信
号により減速手段（後述する）が作動し、駆動モ
ータ１２は減速され、カツタヘツド３も減速す
る。カツタヘツド３が減速された速度でなおも右
回転を続け、位置検出片１９が停止位置検出器２
０に対向する位置に達すると、制御装置２４は当
該検出器２０からの信号により停止指令信号Ｄを
出力し、この信号により前記切換手段が作動して
駆動モータ１２を停止せしめ、カツタヘツド３は
停止する。カツタヘツド３は既に減速されている
ので、その停止は容易である。次に駆動モータ１
２の駆動機構を図により説明する。

第７図は駆動モータとして油圧モータを使用し
た場合の油圧回路図である。第７図で、１２は複
数台の油圧モータOM₁〜OM_nである。２５は複
数台の電動機M₁〜M_o、２６は電動機２５により
駆動される油圧ポンプP₁〜P_o、２７は油圧モー
タ１２と油圧ポンプ２６との間に介在して油圧モ
ータ１２の回転を制御する方向切換弁、２８はタ
ンクである。２９は油圧ポンプ２６の最高圧力を
規定する圧力調整弁、３０は減速用切換弁、３１
は流量を調整することができる流量調整弁であ
る。３２は油圧ポンプ２６への逆流を防ぐ逆止弁
V₁〜V_oである。

制御装置２４から右回転指令信号Ｂが出力され
ると、方向切換弁２７がこの信号に応じて右側位
置に切換えられる。油圧ポンプ２６の圧油は方向
切換弁２７を介して油圧モータ１２に供給され、
油圧モータ１２を右回転させた油は方向切換弁２
７を通つてタンク２８に排出される。なお、信号
Ａが出力された場合は方向切換弁２７は左位置に
切換えられ、油圧モータ１２を左回転させる。油
圧モータ１２が右回転中、制御装置２４から減速
指令信号Ｃが出力されると、減速用切換弁３０が
下側位置から上側位置に切換えられる。この切換
により油圧ポンプ２６からの圧油は一部が減速用
切換弁３０、流量調整弁３１を通つてタンク２８
に流れるので、油圧モータ１２への流量は減少し
て、油圧モータ１２は減速される。この減速の程
度は、流量調整弁３１の可変絞りによる流量調整
により任意に調整される。油圧モータ１２が減速
回転しているとき、制御装置２４から停止信号Ｄ
が出力されると、今まで右側位置に切換えられて
いた方向切換弁２７は図の中立位置に戻り、圧油
の供給が断たれるので、油圧モータ１２は急速に
停止する。

しかしながら、上述の従来のカツタヘツド停止
制御装置は、油圧モータ１２を減速させるための
減速用切換弁３０および流量調整弁３１を必要と
するが、シールド掘進機が大口径になるに従い、
油圧モータ１２の台数が増え、使用圧油の流量が
大きくなる、（例えばシールド掘進機の口径が7m
程度の大口径となると、油圧モータ１２の台数は
17台程になり、流量は1000／minにもなる）の
で、減速用切換弁３０および流量調整弁３１が大
形となり、高価となる問題点を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上述の点に鑑み、減速用切換弁およ
び流量調整弁が大形となり高価となる問題点を解
決したカツタヘツド停止制御装置を提供せんとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記の如き問題点を解決するため、
シールドハルと、シールドハルに回転可能に装備
されたカツタヘツドと、複数台の電動機により駆
動される油圧駆動手段と、該油圧駆動手段とカツ
タヘツドの間に介装された駆動力伝達機構と、カ
ツタヘツドの停止位置を検出する停止位置検出手
段と、カツタヘツドの減速位置を検出する減速位
置検出手段とを備え、減速位置検出手段の作動に
より油圧駆動手段を制御してカツタヘツドを減速
させ、停止位置検出手段の作動により油圧駆動手
段を制御してカツタヘツドを停止させるシールド
掘進機のカツタヘツド停止制御装置において、減
速位置検出手段の作動により油圧駆動手段の使用
電動機の台数を減少させる開閉器を備えたことを
特徴とする。

〔作用〕

本発明は、前記の如く、減速位置検出手段の作
動により油圧駆動手段の使用電動機の台数を減少
させる開閉器を備えたので、減速位置作動手段が
作動すると、油圧駆動手段の使用電動機の台数を
減少させ、その減少分だけ圧油の流量を減少させ
てカツタヘツドを減速させ、停止位置検出手段の
作動により定位置において停止させることができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明のシールド掘進機のカツタヘツド
停止制御装置の一実施例を第１図および第２図を
参照して説明する。

図中第３図乃至第７図と同符号のものは同一の
ものを示す。

本発明のカツタヘツド停止制御装置は、減速位
置検出手段の作動により複数台の電動機により駆
動される油圧駆動手段の使用電動機の台数を減少
させる開閉器を備える。すなわち、この実施例
は、第１図に示すように、複数の電動機２５
（M₁〜Mn）と、その各電動機により駆動される
複数の油圧ポンプ２６（P₁〜Pn）と、複数の油
圧モータ１２（OM₁〜OMn）とにより油圧駆動
手段が構成されており、通常の運転時にはすべて
の電動機２５（M₁〜Mn）によりすべての油圧ポ
ンプ２６（P₁〜Pn）を駆動してカツタヘツドを
回転駆動するように構成されているが、第２図に
示すように、減速位置検出手段が作動して制御装
置２４から減速指令信号Ｃが出力されると、電動
機２５（M₁）を除く電動機２５（M₂〜Mn）の
主開閉器３３（C₂〜Cn）を開いて電動機２５
（M₂〜Mn）を停止させるように構成されている。
従つて、この実施例の場合、減速位置検出手段が
作動すると、電動機２５（M₂〜Mn）およびポン
プ２６（P₂〜Pn）が停止して、減速指令信号Ｃ
が出力されても主開閉器３３（C₁）が閉状態で
駆動し続ける電動機２５（M₁）は１台だけであ
る。この実施例では１台で説明しているが台数は
カツタヘツドの減速速度に応じて決定し、少ない
複数台であつてもよい。

なお、図中３４は電動機用電源遮断器のノーヒ
ユーズブレーカ、３５は過電流検出器である。

この実施例における本発明のカツタヘツド停止
制御装置は、以上の如き構成よりなり、以下その
操作について説明する。

まず、全部または多くの主開閉器３３（この中
には主開閉器３３（C₁）が含まれている。）を閉
じてそれに対応する全部または多くの電動機２５
を駆動してカツタヘツドを回転させる。このカツ
タヘツドが回転している状態において、減速位置
検出手段の作動、すなわち減速指令信号Ｃにより
今まで閉じていた主開閉器３３の内のほとんどが
開き、１個の主開閉器３３（C₁）が閉じたまま
の状態となる。これにより、閉じたままの状態の
主開閉器３３（C₁）と対応する電動機２５（M₁）
およびこれと連係する油圧ポンプ２６（P₁）の
みが運転されることとなり、油圧ポンプ２６から
吐出される圧油の量が、油圧ポンプ２６の運転状
態から停止状態に切換わつた台数分だけ減る。従
つて、油圧モータ１２（OM₁〜OM_n）への圧油
の流量も減り、カツタヘツドの回転速度が下がつ
て減速される。このカツタヘツドを減速させた
後、制御装置２４からの停止指令信号Ｄにより方
向切換弁２７が中立位置に戻り、カツタヘツドが
定位置に停止することができる。

このように、電動機２５（M₁〜M_o）および油
圧ポンプ２６（P₁〜P_o）の使用台数を減じて油
圧モータ１２（OM₁〜OM_n）を介してカツタヘ
ツドの回転を減速するので、従来のカツタヘツド
停止制御装置のような減速用切換弁３０および流
量調整弁３１が不要となる。また、主開閉器３３
（C₁〜C_o）は従来のカツタヘツド停止制御装置か
ら存在するものであり、本発明のカツタヘツド停
止制御装置のために新しく設ける必要がないの
で、部品数点が増加する虞れはない。さらに、こ
の本発明のカツタヘツド停止制御装置は、油圧ポ
ンプ２６（P₁〜P_o）の吐出流量を減らすので、
省エネルギーの効果がある。

〔発明の効果〕

以上の実施例からも明らかなように、本発明の
カツタヘツド停止制御装置は、油圧ポンプからの
吐出圧油を分流して減速するのではなく油圧ポン
プからの吐出圧油の流量を減らして減速するもの
であるから、大口径のシールド掘進機に最適であ
る。しかも、省エネルギー効果がある。また、従
来の減速用切換弁や流量調整弁が不要となり、か
つ新たに構成部品を増加する必要がないので、構
造が簡単となり安価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のシールド掘進機
のカツタヘツド停止制御装置の一実施例を示し、
第１図は油圧回路図、第２図は電気回路図であ
る。第３図はシールド掘進機の概略構成の断面
図、第４図は第３図に示す線−の正面図、第
５図は従来の停止制御装置に使用される位置検出
器の配置図、第６図は従来の停止制御装置のブロ
ツク図、第７図は、カツタヘツド駆動モータの油
圧回路図である。 １……シールドハル、２……カツタヘツド、１
２（OM₁〜OM_n）……油圧モータ、２０……停
止位置検出器、２１……左回転用減速位置検出
器、２２……右回転用減速位置検出器、２３……
運転指示器、２４……制御装置、２５（M₁〜
M_o）……電動機、２６（P₁〜P_o）……油圧ポン
プ、２７……方向切換弁、３３（C₁〜C_o）……
主開閉器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールドハル１と、シールドハルに回転可能
   に装備されたカツタヘツド３と、複数台の電動機
   ２５（M₁〜Mn）により駆動される油圧駆動手段
   と、該油圧駆動手段とカツタヘツドの間に介装さ
   れた駆動力伝達機構と、カツタヘツドの停止位置
   を検出する停止位置検出手段２０，２３，２４
   と、カツタヘツドの減速位置を検出する減速位置
   検出手段２１，２２，２３，２４とを備え、減速
   位置検出手段の作動により油圧駆動手段を制御し
   てカツタヘツド３を減速させ、停止位置検出手段
   の作動により油圧駆動手段を制御してカツタヘツ
   ド３を停止させるシールド掘進機のカツタヘツド
   停止制御装置において、減速位置検出手段２１，
   ２２，２３，２４の作動により油圧駆動手段の使
   用電動機の台数を減少させる開閉器３３（C₂〜
   Cn）を備えたことを特徴とするシールド掘進機
   のカツタヘツド停止制御装置。