JPH06336898A - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機Info
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- JPH06336898A JPH06336898A JP24838293A JP24838293A JPH06336898A JP H06336898 A JPH06336898 A JP H06336898A JP 24838293 A JP24838293 A JP 24838293A JP 24838293 A JP24838293 A JP 24838293A JP H06336898 A JPH06336898 A JP H06336898A
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- JP
- Japan
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- cutter head
- shield
- rotary shaft
- cutter
- arm
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 シールド本体１の前部に、所定の偏心量εで
もって筒状回転体を回転自在に設け、この筒状回転体に
回転軸体を回転自在に配置し、この回転軸体の前端部
に、それぞれ長さが等しい３本のアーム状カッタ10が等
角度置きに放射状に突設されてなるカッタヘッド11を取
付けるとともに、筒状回転体を、回転軸体の回転方向と
は逆方向にかつ３倍の速度でもって回転させるようにな
し、かつ筒状回転体の偏心量を、〔（Ｌ／２）／cos30
°−（Ｌ／２）〕（但し、Ｌは各アーム状カッタの先端
間の直線距離を表す）よりも短い距離に設定したもので
ある。 【効果】 カッタヘッドり偏心量をルーロの三角形によ
り決定される偏心量よりも短くしたので、掘削される矩
形状のトンネルの辺の中央部が外側に膨らむとともにト
ンネルのコーナ部の曲率半径も大きくなるため、構造的
にセグメント自体の強度が向上し、非常に経済的とな
る。
もって筒状回転体を回転自在に設け、この筒状回転体に
回転軸体を回転自在に配置し、この回転軸体の前端部
に、それぞれ長さが等しい３本のアーム状カッタ10が等
角度置きに放射状に突設されてなるカッタヘッド11を取
付けるとともに、筒状回転体を、回転軸体の回転方向と
は逆方向にかつ３倍の速度でもって回転させるようにな
し、かつ筒状回転体の偏心量を、〔（Ｌ／２）／cos30
°−（Ｌ／２）〕（但し、Ｌは各アーム状カッタの先端
間の直線距離を表す）よりも短い距離に設定したもので
ある。 【効果】 カッタヘッドり偏心量をルーロの三角形によ
り決定される偏心量よりも短くしたので、掘削される矩
形状のトンネルの辺の中央部が外側に膨らむとともにト
ンネルのコーナ部の曲率半径も大きくなるため、構造的
にセグメント自体の強度が向上し、非常に経済的とな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、断面形状が矩形状のト
ンネルを掘削し得るシールド掘進機に関するものであ
る。
ンネルを掘削し得るシールド掘進機に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、断面形状が矩形状のトンネルを掘
削し得るものとしては、特開平４−２８１９９５号公
報、特開平４−２８１９９６号公報および特開平４−２
８１９９７号公報に開示されたものがある。
削し得るものとしては、特開平４−２８１９９５号公
報、特開平４−２８１９９６号公報および特開平４−２
８１９９７号公報に開示されたものがある。
【０００３】これらの公報に開示されたシールド掘進機
のカッタヘッドは、いずれもその正面視形状がルーロの
三角形と同一形状またはルーロの三角形に含まれる全て
の形状とされたものであり、またそのカッタヘッドの偏
心量ε0 は下記の式で表される距離にされていた。
のカッタヘッドは、いずれもその正面視形状がルーロの
三角形と同一形状またはルーロの三角形に含まれる全て
の形状とされたものであり、またそのカッタヘッドの偏
心量ε0 は下記の式で表される距離にされていた。
【０００４】 ε0 ＝（Ｌ／２）／cos 30°−（Ｌ／２）・・・・ 但し、式中、Ｌはルーロの三角形の一辺の長さ（三角
形の各頂点間の直線距離）を表している。
形の各頂点間の直線距離）を表している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のシールド掘
進機の構成によると、カッタヘッドを、正面視形状がル
ーロの三角形でしかもその偏心量を上述した式のよう
に設定したので、図５に示すように、断面形状が正方形
のトンネルＴを掘削することができる。
進機の構成によると、カッタヘッドを、正面視形状がル
ーロの三角形でしかもその偏心量を上述した式のよう
に設定したので、図５に示すように、断面形状が正方形
のトンネルＴを掘削することができる。
【０００６】しかし、図１０から明らかなように、トン
ネルＴのコーナ部の曲率半径ｒは、上記のルーロの三角
形によると、一義的に、ｒ≒０．１２６５×Ｌとなり、
ルーロの三角形の一辺の長さ（頂点間の直線距離）で決
まってしまい、曲率半径ｒはトンネルを覆行するセグメ
ントの強度に関係するため、できるだけ大きく、または
任意の寸法にし得ることが望ましいが、自由な寸法に設
定し得ないという問題があった。さらに、上記ルーロの
三角形の形状によると、その周囲の各辺が直線となるた
め、通常の円形のトンネルに比べて強度上不利となり、
したがってセグメント自体を厚くする必要が生じ、不経
済であるという問題もあった。
ネルＴのコーナ部の曲率半径ｒは、上記のルーロの三角
形によると、一義的に、ｒ≒０．１２６５×Ｌとなり、
ルーロの三角形の一辺の長さ（頂点間の直線距離）で決
まってしまい、曲率半径ｒはトンネルを覆行するセグメ
ントの強度に関係するため、できるだけ大きく、または
任意の寸法にし得ることが望ましいが、自由な寸法に設
定し得ないという問題があった。さらに、上記ルーロの
三角形の形状によると、その周囲の各辺が直線となるた
め、通常の円形のトンネルに比べて強度上不利となり、
したがってセグメント自体を厚くする必要が生じ、不経
済であるという問題もあった。
【０００７】そこで、本発明は上記問題を解消し得るシ
ールド掘進機を提供することを目的とする。
ールド掘進機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のシールド掘進機は、シールド本体の前部
に、偏心した位置で水平方向の貫通穴が形成された筒状
回転体を回転自在に設け、この貫通穴内に回転軸体を回
転自在に配置するとともに、この回転軸体の前端部に、
それぞれ長さが等しい３本のアーム状カッタが等角度置
きに放射状に突設されてなるカッタヘッドを取付け、上
記筒状回転体の後部に、上記回転軸体を回転させる第１
回転駆動装置を設けるとともに、シールド本体側に、上
記筒状回転体を、回転軸体の回転方向とは逆方向にかつ
３倍の速度でもって回転させる第２回転駆動装置を設け
たシールド掘進機であって、上記筒状回転体の偏心量
を、［（Ｌ／２）／cos 30°−（Ｌ／２）］（但し、Ｌ
は各アーム状カッタの先端間の直線距離を表す）よりも
短い距離に設定したものである。
め、本発明のシールド掘進機は、シールド本体の前部
に、偏心した位置で水平方向の貫通穴が形成された筒状
回転体を回転自在に設け、この貫通穴内に回転軸体を回
転自在に配置するとともに、この回転軸体の前端部に、
それぞれ長さが等しい３本のアーム状カッタが等角度置
きに放射状に突設されてなるカッタヘッドを取付け、上
記筒状回転体の後部に、上記回転軸体を回転させる第１
回転駆動装置を設けるとともに、シールド本体側に、上
記筒状回転体を、回転軸体の回転方向とは逆方向にかつ
３倍の速度でもって回転させる第２回転駆動装置を設け
たシールド掘進機であって、上記筒状回転体の偏心量
を、［（Ｌ／２）／cos 30°−（Ｌ／２）］（但し、Ｌ
は各アーム状カッタの先端間の直線距離を表す）よりも
短い距離に設定したものである。
【０００９】また、上記構成において、カッタヘッドの
正面視形状をルーロの三角形と同一形状にしたものであ
る。さらに、上記各構成において、複数のカッタヘッド
を所定間隔をあけてシールド本体の前部に配置し、シー
ルド本体の外周部を形成するスキンプレートを、カッタ
ヘッドの回転軌跡に沿う湾曲面部と、カッタヘッドの配
置方向に沿う辺の外側に膨らむ頂部近傍間をカッタヘッ
ドの回転軌跡の外側で連結する張出面部とで構成し、こ
のスキンプレートの張出面部の前部に、固定カッタをそ
れぞれ設けたものである。
正面視形状をルーロの三角形と同一形状にしたものであ
る。さらに、上記各構成において、複数のカッタヘッド
を所定間隔をあけてシールド本体の前部に配置し、シー
ルド本体の外周部を形成するスキンプレートを、カッタ
ヘッドの回転軌跡に沿う湾曲面部と、カッタヘッドの配
置方向に沿う辺の外側に膨らむ頂部近傍間をカッタヘッ
ドの回転軌跡の外側で連結する張出面部とで構成し、こ
のスキンプレートの張出面部の前部に、固定カッタをそ
れぞれ設けたものである。
【００１０】
【作用】上記の構成によると、カッタヘッドの偏心量、
すなわち公転半径をルーロの三角形により決定される偏
心量［（Ｌ／２）／cos 30°−（Ｌ／２）］よりも、短
くしているため、掘削される矩形状のトンネルの辺の中
央部が外側に膨らむとともにトンネルのコーナ部の曲率
半径も大きくなるため、構造的にセグメント自体の強度
を向上させることができる。
すなわち公転半径をルーロの三角形により決定される偏
心量［（Ｌ／２）／cos 30°−（Ｌ／２）］よりも、短
くしているため、掘削される矩形状のトンネルの辺の中
央部が外側に膨らむとともにトンネルのコーナ部の曲率
半径も大きくなるため、構造的にセグメント自体の強度
を向上させることができる。
【００１１】また、複数の上記カッタヘッドを並設して
大口径のトンネルを掘削する場合、シールド本体のスキ
ンプレートはカッタヘッドの軌跡に沿って形成する。し
かし、辺の連結部が中央部で窪むことになり、これを解
消するためにカッタヘッドの軌跡の外側で張出面部によ
り連結し、カッタヘッドによる掘削部外側は、張出面部
の前部に設けた固定カッタにより掘削して、トンネル断
面を単純で高強度な湾曲面の組み合わせで構成すること
ができ、セグメントの形状および組立を単純化すること
ができる。
大口径のトンネルを掘削する場合、シールド本体のスキ
ンプレートはカッタヘッドの軌跡に沿って形成する。し
かし、辺の連結部が中央部で窪むことになり、これを解
消するためにカッタヘッドの軌跡の外側で張出面部によ
り連結し、カッタヘッドによる掘削部外側は、張出面部
の前部に設けた固定カッタにより掘削して、トンネル断
面を単純で高強度な湾曲面の組み合わせで構成すること
ができ、セグメントの形状および組立を単純化すること
ができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１〜図３に
基づき説明する。１はシールド掘進機のシールド本体
で、その内部の中心前方位置には、円筒支持体２が隔壁
３およびリングガーダ４を介して取り付けられるととも
に、この円筒支持体２の中央空間部には、所定の偏心量
εでもって偏心した位置で水平前後方向の貫通穴５が形
成された筒状回転体６が軸受７を介して回転自在に設け
られている。
基づき説明する。１はシールド掘進機のシールド本体
で、その内部の中心前方位置には、円筒支持体２が隔壁
３およびリングガーダ４を介して取り付けられるととも
に、この円筒支持体２の中央空間部には、所定の偏心量
εでもって偏心した位置で水平前後方向の貫通穴５が形
成された筒状回転体６が軸受７を介して回転自在に設け
られている。
【００１３】この筒状回転体６の貫通穴５内には、さら
に軸受８を介して回転軸体９が回転自在に配置されてお
り、またこの回転軸体９の前端部には、120 度置きに３
本の長さがそれぞれ等しいアーム状カッタ１０が放射状
に突設されてなるカッタヘッド１１が設けられている。
すなわち、このカッタヘッド１１の回転中心は、シール
ド本体１の中心に対して、距離ε分だけ偏心した位置に
設けられていることになる。
に軸受８を介して回転軸体９が回転自在に配置されてお
り、またこの回転軸体９の前端部には、120 度置きに３
本の長さがそれぞれ等しいアーム状カッタ１０が放射状
に突設されてなるカッタヘッド１１が設けられている。
すなわち、このカッタヘッド１１の回転中心は、シール
ド本体１の中心に対して、距離ε分だけ偏心した位置に
設けられていることになる。
【００１４】また、上記の偏心量εは、下記の式に示
すような値に設定されている。 ０＜ε＜（Ｌ／２）／cos 30°−（Ｌ／２）・・・・ すなわち、上記３本のアーム状カッタ１０の先端を頂点
とするルーロの三角形において、その公転半径［（Ｌ／
２）／cos30°−（Ｌ／２）］よりも、短い距離に設定
されている。
すような値に設定されている。 ０＜ε＜（Ｌ／２）／cos 30°−（Ｌ／２）・・・・ すなわち、上記３本のアーム状カッタ１０の先端を頂点
とするルーロの三角形において、その公転半径［（Ｌ／
２）／cos30°−（Ｌ／２）］よりも、短い距離に設定
されている。
【００１５】そして、上記筒状回転体６の後部には、取
付ブラケット１２を介して、上記回転軸体９を図２の
（イ）方向に回転させる電気または油圧式の第１駆動モ
ータ（第１回転駆動装置）１３が設けられるとともに、
シールド本体１側のリングガーダ４には、取付ブラケッ
ト１４を介して、上記筒状回転体６を、回転軸体９の回
転方向（イ）とは逆方向（ロ）にかつ３倍の角速度でも
って回転させる電気または油圧式の第２駆動モータ（第
２回転駆動装置）１５が設けられている。
付ブラケット１２を介して、上記回転軸体９を図２の
（イ）方向に回転させる電気または油圧式の第１駆動モ
ータ（第１回転駆動装置）１３が設けられるとともに、
シールド本体１側のリングガーダ４には、取付ブラケッ
ト１４を介して、上記筒状回転体６を、回転軸体９の回
転方向（イ）とは逆方向（ロ）にかつ３倍の角速度でも
って回転させる電気または油圧式の第２駆動モータ（第
２回転駆動装置）１５が設けられている。
【００１６】すなわち、回転軸体９の後端部には第１従
動側歯車２１が取り付けられるとともに、第１駆動モー
タ１３の出力軸１３ａには、第１従動用歯車２１に噛合
する第１駆動側歯車２２が取り付けられ、また筒状回転
体６の後端部にはリング状の第２従動側歯車２３が取り
付けられるとともに、第２駆動モータ１５の出力軸１５
ａには、第２従動側歯車２３に噛合する第２駆動側歯車
２４が取り付けられている。
動側歯車２１が取り付けられるとともに、第１駆動モー
タ１３の出力軸１３ａには、第１従動用歯車２１に噛合
する第１駆動側歯車２２が取り付けられ、また筒状回転
体６の後端部にはリング状の第２従動側歯車２３が取り
付けられるとともに、第２駆動モータ１５の出力軸１５
ａには、第２従動側歯車２３に噛合する第２駆動側歯車
２４が取り付けられている。
【００１７】なお、上記取付ブラケット１２のシールド
本体１の中心位置には、各駆動モータ１３，１５への電
源または油圧供給用の回転継手（例えば、スリップリン
グまたは油圧ロータリジョイント）３１が設けられ、ま
た筒状回転体６および円筒支持体２との間並びに回転軸
体９と筒状回転体６との間には、土砂の侵入防止用のシ
ール材３２，３３が設けられている。
本体１の中心位置には、各駆動モータ１３，１５への電
源または油圧供給用の回転継手（例えば、スリップリン
グまたは油圧ロータリジョイント）３１が設けられ、ま
た筒状回転体６および円筒支持体２との間並びに回転軸
体９と筒状回転体６との間には、土砂の侵入防止用のシ
ール材３２，３３が設けられている。
【００１８】上記構成において、アーム状カッタ１０の
取付中心すなわち回転中心から先端までの距離Ｒに対し
て、回転軸体９の回転中心が描く軌跡の半径距離すなわ
ちシールド本体１の中心に対する貫通穴５の偏心量εを
適当な値（勿論、式を満足する値）に設定し、回転軸
体９を図２の矢印（イ）方向に所定の角速度（シールド
本体に対してωの角速度）でもって自転させながら、筒
状回転体６を（ロ）方向にかつ上記角速度の３倍の角速
度（シールド本体に対して３×ωの角速度）でもって回
転させると、回転軸体９の中心は矢印（ハ）で示すよう
に半径εの軌跡でもってシールド本体１の中心の回りを
公転することになり、したがって図２の仮想線にて示す
ように、各アーム状カッタ１０の先端は矩形状でかつそ
の辺の中央部が例えばδの距離でもって外側に膨らんだ
軌跡でしかもそのコーナ部の半径ｒもルーロの三角形の
場合よりも大きい曲率半径を描くことになるので、従来
のトンネルに比べて、中央部が外側に膨らみかつコーナ
部の丸みが大きい矩形状のトンネルを掘削することがで
きる。
取付中心すなわち回転中心から先端までの距離Ｒに対し
て、回転軸体９の回転中心が描く軌跡の半径距離すなわ
ちシールド本体１の中心に対する貫通穴５の偏心量εを
適当な値（勿論、式を満足する値）に設定し、回転軸
体９を図２の矢印（イ）方向に所定の角速度（シールド
本体に対してωの角速度）でもって自転させながら、筒
状回転体６を（ロ）方向にかつ上記角速度の３倍の角速
度（シールド本体に対して３×ωの角速度）でもって回
転させると、回転軸体９の中心は矢印（ハ）で示すよう
に半径εの軌跡でもってシールド本体１の中心の回りを
公転することになり、したがって図２の仮想線にて示す
ように、各アーム状カッタ１０の先端は矩形状でかつそ
の辺の中央部が例えばδの距離でもって外側に膨らんだ
軌跡でしかもそのコーナ部の半径ｒもルーロの三角形の
場合よりも大きい曲率半径を描くことになるので、従来
のトンネルに比べて、中央部が外側に膨らみかつコーナ
部の丸みが大きい矩形状のトンネルを掘削することがで
きる。
【００１９】なお、図２に示すように、アーム状カッタ
１０の回転中心が点ａ〜ｅの間を移動すると、アーム状
カッタ１０の先端は点Ａ〜Ｅの間を移動することにな
る。ここで、具体的な回転数について説明すると、例え
ばシールド本体１に対するアーム状カッタ１０の回転数
を２ｒｐｍとすると、筒状回転体６はシールド本体１に
対して逆方向（ロ）に６ｒｐｍでもって回転させられ
る。ところで、回転軸体９を回転させる第１駆動モータ
１３自身が筒状回転体６側に取り付けられているため、
アーム状カッタ１０をシールド本体１に対して（イ）方
向に２ｒｐｍで自転させるためには、回転軸体９自体を
（イ）方向に８ｒｐｍで回転させる必要がある。
１０の回転中心が点ａ〜ｅの間を移動すると、アーム状
カッタ１０の先端は点Ａ〜Ｅの間を移動することにな
る。ここで、具体的な回転数について説明すると、例え
ばシールド本体１に対するアーム状カッタ１０の回転数
を２ｒｐｍとすると、筒状回転体６はシールド本体１に
対して逆方向（ロ）に６ｒｐｍでもって回転させられ
る。ところで、回転軸体９を回転させる第１駆動モータ
１３自身が筒状回転体６側に取り付けられているため、
アーム状カッタ１０をシールド本体１に対して（イ）方
向に２ｒｐｍで自転させるためには、回転軸体９自体を
（イ）方向に８ｒｐｍで回転させる必要がある。
【００２０】次に、カッタヘッドに具体的な数値を代入
して、掘削されるトンネルの寸法形状を求めてみる。す
なわち、各アーム状カッタ１０の頂点間の直線距離Ｌを
４０００mmとし、偏心量εを０．８×ε0 とすれば、図
２に示すような、各辺の中央部が膨らむとともにコーナ
部の曲率半径ｒが比較的大きい矩形状のトンネルを掘削
することができる。
して、掘削されるトンネルの寸法形状を求めてみる。す
なわち、各アーム状カッタ１０の頂点間の直線距離Ｌを
４０００mmとし、偏心量εを０．８×ε0 とすれば、図
２に示すような、各辺の中央部が膨らむとともにコーナ
部の曲率半径ｒが比較的大きい矩形状のトンネルを掘削
することができる。
【００２１】この場合、コーナ部の曲率半径ｒは、下記
式の近似式で表される。 ｒ＝［（Ｌ／２1/2 ）−（Ｌ／２）−ε0 −ε］／（２1/2 −１）・・・ 上記式に、Ｌ＝４０００，ε＝０．８×ε0 ［ε0 ＝
（Ｌ／２）／cos 30°−（Ｌ／２）＝３０９．４］をそ
れぞれ代入すると、 ｒ≒（０．１２９６５×Ｌ−ε）／（２1/2 −１） ≒（０．１２９６５×４０００−０．８×３０９．４）
／（２1/2 −１） ≒６５４mm このように、カッタヘッドの偏心量、すなわち公転半径
をルーロの三角形により決定される偏心量［（Ｌ／２）
／cos 30°−（Ｌ／２）］よりも、短くしているため、
掘削される矩形状のトンネルの辺の中央部が外側に膨ら
むとともにトンネルのコーナ部の曲率半径も大きくなる
ため、構造的にセグメント自体の強度が向上し、すなわ
ちシールド本体のスキンプレートおよびセグメントが強
度的に有利となり、それぞれの肉厚を減らすことができ
るので、非常に経済的となる。
式の近似式で表される。 ｒ＝［（Ｌ／２1/2 ）−（Ｌ／２）−ε0 −ε］／（２1/2 −１）・・・ 上記式に、Ｌ＝４０００，ε＝０．８×ε0 ［ε0 ＝
（Ｌ／２）／cos 30°−（Ｌ／２）＝３０９．４］をそ
れぞれ代入すると、 ｒ≒（０．１２９６５×Ｌ−ε）／（２1/2 −１） ≒（０．１２９６５×４０００−０．８×３０９．４）
／（２1/2 −１） ≒６５４mm このように、カッタヘッドの偏心量、すなわち公転半径
をルーロの三角形により決定される偏心量［（Ｌ／２）
／cos 30°−（Ｌ／２）］よりも、短くしているため、
掘削される矩形状のトンネルの辺の中央部が外側に膨ら
むとともにトンネルのコーナ部の曲率半径も大きくなる
ため、構造的にセグメント自体の強度が向上し、すなわ
ちシールド本体のスキンプレートおよびセグメントが強
度的に有利となり、それぞれの肉厚を減らすことができ
るので、非常に経済的となる。
【００２２】なお、１本のアーム状カッタ１０に着目し
て、上記と同様の条件にて回転させた場合の軌跡を、コ
ンピュータにより描くと、図３のようになる。次に、本
発明の第２の実施例を図４に基づき説明する。
て、上記と同様の条件にて回転させた場合の軌跡を、コ
ンピュータにより描くと、図３のようになる。次に、本
発明の第２の実施例を図４に基づき説明する。
【００２３】上記第１の実施例においては、カッタヘッ
ドとして、それぞれ長さが等しい３本のアーム状カッタ
を等角度置きにかつ放射状に設けたものについて説明し
たが、本第２の実施例においては、図４に示すように、
カッタヘッド５１の面板５２をルーロの三角形そのもの
となるような形状にしてもよい。なお、図４中、５３は
土砂取込口である。
ドとして、それぞれ長さが等しい３本のアーム状カッタ
を等角度置きにかつ放射状に設けたものについて説明し
たが、本第２の実施例においては、図４に示すように、
カッタヘッド５１の面板５２をルーロの三角形そのもの
となるような形状にしてもよい。なお、図４中、５３は
土砂取込口である。
【００２４】この場合も、上記第１の実施例と同様に、
中央部が膨らむとともにコーナ部の曲率半径が比較的大
きい矩形状のトンネルを掘削することができる。さら
に、第３の実施例を図５〜図８に基づいて説明する。な
お、上記実施例と同一の部材は同一符号を付し、説明は
省略する。
中央部が膨らむとともにコーナ部の曲率半径が比較的大
きい矩形状のトンネルを掘削することができる。さら
に、第３の実施例を図５〜図８に基づいて説明する。な
お、上記実施例と同一の部材は同一符号を付し、説明は
省略する。
【００２５】このシールド掘進機は、シールド本体６１
の前部に、第１実施例で示した２個のカッタヘッド６２
Ａ，６２Ｂを所定間隔隔てて配置し、横長の長方形状断
面のトンネルを掘削するものである。このシールド本体
６１の外周部を形成するスキンプレート６３は、カッタ
ヘッド６２Ａ，６２Ｂの回転軌跡ＴＡ，ＴＢに沿う湾曲
面部６３ａと、上辺の頂部ＰＡ（膨らみ部）近傍同士お
よび下辺の頂部ＰＢ（膨らみ部）近傍同士をそれぞれ回
転軌跡ＴＡ，ＴＢより外側でかつ少し外側に膨らんで連
結する張出面部６３ｂとで構成されている。この張出面
部６３ｂの前部には、カッタヘッド近傍にまで突出する
３個の固定カッタ６４がそれぞれボルトや溶接などによ
り取り付けられ、カッタヘッド６２Ａ，６２Ｂで地山を
掘削できない掘削不能部分を掘削するように構成されて
いる。
の前部に、第１実施例で示した２個のカッタヘッド６２
Ａ，６２Ｂを所定間隔隔てて配置し、横長の長方形状断
面のトンネルを掘削するものである。このシールド本体
６１の外周部を形成するスキンプレート６３は、カッタ
ヘッド６２Ａ，６２Ｂの回転軌跡ＴＡ，ＴＢに沿う湾曲
面部６３ａと、上辺の頂部ＰＡ（膨らみ部）近傍同士お
よび下辺の頂部ＰＢ（膨らみ部）近傍同士をそれぞれ回
転軌跡ＴＡ，ＴＢより外側でかつ少し外側に膨らんで連
結する張出面部６３ｂとで構成されている。この張出面
部６３ｂの前部には、カッタヘッド近傍にまで突出する
３個の固定カッタ６４がそれぞれボルトや溶接などによ
り取り付けられ、カッタヘッド６２Ａ，６２Ｂで地山を
掘削できない掘削不能部分を掘削するように構成されて
いる。
【００２６】このカッタヘッド６２Ａ，６２Ｂのアーム
状カッタ６５Ａ，６５Ｂ先端部には、出退手段により出
退自在なコピーカッタ６６Ａ，６６Ｂがそれぞれ設けら
れており、このコピーカッタ６６Ａ，６６Ｂで回転軌跡
ＴＡ，ＴＢより外側の掘削不能部分を掘削することも可
能であるが、この第３実施例ではそれを固定カッタ６４
に受け持たせて、進路変更や姿勢変更時の余掘りの掘削
に使用される。
状カッタ６５Ａ，６５Ｂ先端部には、出退手段により出
退自在なコピーカッタ６６Ａ，６６Ｂがそれぞれ設けら
れており、このコピーカッタ６６Ａ，６６Ｂで回転軌跡
ＴＡ，ＴＢより外側の掘削不能部分を掘削することも可
能であるが、この第３実施例ではそれを固定カッタ６４
に受け持たせて、進路変更や姿勢変更時の余掘りの掘削
に使用される。
【００２７】また、このシールド本体６１は、複数の垂
直ピン６７を介して互いに揺動自在な前胴６１ａと後胴
６１ｂで構成されている。６８は前胴６１ａ内に設けら
れてエレクター装置６９に組み立てられたセグメント７
０を反力受けとしてシールド本体６１を推進させる推進
ジャッキ、７１は排土装置である。
直ピン６７を介して互いに揺動自在な前胴６１ａと後胴
６１ｂで構成されている。６８は前胴６１ａ内に設けら
れてエレクター装置６９に組み立てられたセグメント７
０を反力受けとしてシールド本体６１を推進させる推進
ジャッキ、７１は排土装置である。
【００２８】上記第３の実施例によれば、張出面部６３
ｂにより、辺の連結部における中央部での窪みをを解消
すると共に、張出面部６３ｂの前部に設けた専用の固定
カッタ６４により、張出面部の内側でかつカッタヘッド
の回転軌跡ＴＡ，ＴＢ外側の掘削不能部分を掘削するよ
うに構成したので、スキンプレート６３に加わる推進抵
抗を大幅に軽減することができるとともに、スキンプレ
ート６３の形状すなわちトンネルの断面形状を単純な湾
曲状の長方形に形成することができ、セグメントの形状
を単純化できてセグメントの組立を容易化することがで
きる。また、コピーカッタ６６Ａ，６６Ｂを方向変更や
姿勢変更にのみ使用することができて、またその出退制
御も簡略化でき、摩耗量を大幅に低減してコピーカッタ
６６Ａ，６６Ｂの寿命を伸ばすことができる。
ｂにより、辺の連結部における中央部での窪みをを解消
すると共に、張出面部６３ｂの前部に設けた専用の固定
カッタ６４により、張出面部の内側でかつカッタヘッド
の回転軌跡ＴＡ，ＴＢ外側の掘削不能部分を掘削するよ
うに構成したので、スキンプレート６３に加わる推進抵
抗を大幅に軽減することができるとともに、スキンプレ
ート６３の形状すなわちトンネルの断面形状を単純な湾
曲状の長方形に形成することができ、セグメントの形状
を単純化できてセグメントの組立を容易化することがで
きる。また、コピーカッタ６６Ａ，６６Ｂを方向変更や
姿勢変更にのみ使用することができて、またその出退制
御も簡略化でき、摩耗量を大幅に低減してコピーカッタ
６６Ａ，６６Ｂの寿命を伸ばすことができる。
【００２９】上記第３実施例では、カッタヘッド６２
Ａ，６２Ｂを同一平面内に配置してアーム状カッタ６５
Ａ，６５Ｂが干渉しないようにカッタヘッド６２Ａ，６
２Ｂを回転させるが、前後にずらして配置してもよい。
Ａ，６２Ｂを同一平面内に配置してアーム状カッタ６５
Ａ，６５Ｂが干渉しないようにカッタヘッド６２Ａ，６
２Ｂを回転させるが、前後にずらして配置してもよい。
【００３０】図９は、カッタヘッド８１Ａ，８１Ｂの面
板８２Ａ，８２Ｂをルーロの三角形そのものとなるよう
な形状にした第４実施例を示し、カッタヘッド８１Ａ，
８１Ｂの面板８２Ａ，８２Ｂは、互いに干渉しないよう
に前後にずらして配置されており、第３実施例と同様の
効果を奏する。
板８２Ａ，８２Ｂをルーロの三角形そのものとなるよう
な形状にした第４実施例を示し、カッタヘッド８１Ａ，
８１Ｂの面板８２Ａ，８２Ｂは、互いに干渉しないよう
に前後にずらして配置されており、第３実施例と同様の
効果を奏する。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、カ
ッタヘッドの偏心量、すなわち公転半径をルーロの三角
形により決定される偏心量［（Ｌ／２）／cos 30°−
（Ｌ／２）］よりも短くしたので、掘削される矩形状の
トンネルの辺の中央部が外側に膨らむとともにトンネル
のコーナ部の曲率半径も大きくなるため、構造的にセグ
メント自体の強度が向上し、非常に経済的となる。
ッタヘッドの偏心量、すなわち公転半径をルーロの三角
形により決定される偏心量［（Ｌ／２）／cos 30°−
（Ｌ／２）］よりも短くしたので、掘削される矩形状の
トンネルの辺の中央部が外側に膨らむとともにトンネル
のコーナ部の曲率半径も大きくなるため、構造的にセグ
メント自体の強度が向上し、非常に経済的となる。
【００３２】また、複数のカッタヘッドを設けたシール
ド掘進機において、張出面部により、辺の連結部におけ
る中央部での窪みをを解消すると共に、張出面部の前部
に設けた専用の固定カッタにより、張出面部の内側でか
つカッタヘッドの回転軌跡ＴＡ，ＴＢ外側の掘削不能部
分を掘削するように構成したので、スキンプレートの推
進抵抗を大幅に軽減することができるとともに、スキン
プレートの形状すなわちトンネルの断面形状を単純な湾
曲状の長方形に形成することができ、セグメントの形状
を単純化できてセグメントの組立を容易化することがで
きる。
ド掘進機において、張出面部により、辺の連結部におけ
る中央部での窪みをを解消すると共に、張出面部の前部
に設けた専用の固定カッタにより、張出面部の内側でか
つカッタヘッドの回転軌跡ＴＡ，ＴＢ外側の掘削不能部
分を掘削するように構成したので、スキンプレートの推
進抵抗を大幅に軽減することができるとともに、スキン
プレートの形状すなわちトンネルの断面形状を単純な湾
曲状の長方形に形成することができ、セグメントの形状
を単純化できてセグメントの組立を容易化することがで
きる。
【図１】本発明の第１の実施例におけるシールド掘進機
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ矢視図である。
【図３】同第１の実施例におけるアーム状カッタの先端
の軌跡を示す図である。
の軌跡を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例におけるシールド掘進機
のカッタヘッドの正面図である。
のカッタヘッドの正面図である。
【図５】本発明の第３の実施例におけるシールド掘進機
の正面図である。
の正面図である。
【図６】同第３の実施例におけるシールド掘進機の中央
縦断面図である。
縦断面図である。
【図７】同第３の実施例におけるシールド掘進機の固定
カッタを示す正面図である。
カッタを示す正面図である。
【図８】同第３の実施例におけるシールド掘進機の固定
カッタを示す側面図である。
カッタを示す側面図である。
【図９】本発明の第４の実施例におけるシールド掘進機
の正面図である。
の正面図である。
【図１０】従来のシールド掘進機におけるアーム状カッ
タの先端の軌跡を示す図である。
タの先端の軌跡を示す図である。
ε 偏心量 １ シールド本体 ２ 円筒支持体 ５ 貫通穴 ６ 筒状回転体 ９ 回転軸体 10 アーム状カッタ 11 カッタヘッド 13 第１駆動モータ 15 第２駆動モータ 51 カッタヘッド 52 面板 61 シールド本体 62A,62B カッタヘッド 63 スキンプレート 63ａ 湾曲面部 63ｂ 張出面部 64 固定カッタ 65A,65B アーム状カッタ 81A,81B カッタヘッド 82A,82B 面板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 糸永 洋 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 藤原 敬和 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】シールド本体の前部に、偏心した位置で水
平方向の貫通穴が形成された筒状回転体を回転自在に設
け、この貫通穴内に回転軸体を回転自在に配置するとと
もに、この回転軸体の前端部に、それぞれ長さが等しい
３本のアーム状カッタが等角度置きに放射状に突設され
てなるカッタヘッドを取付け、上記筒状回転体の後部
に、上記回転軸体を回転させる第１回転駆動装置を設け
るとともに、シールド本体側に、上記筒状回転体を、回
転軸体の回転方向とは逆方向にかつ３倍の速度でもって
回転させる第２回転駆動装置を設けたシールド掘進機で
あって、上記筒状回転体の偏心量を、［（Ｌ／２）／co
s 30°−（Ｌ／２）］（但し、Ｌは各アーム状カッタの
先端間の直線距離を表す）よりも短い距離に設定したこ
とを特徴とするシールド掘進機。 - 【請求項２】カッタヘッドの正面視形状をルーロの三角
形と同一形状にしたことを特徴とする請求項１記載のシ
ールド掘進機。 - 【請求項３】複数のカッタヘッドを所定間隔をあけてシ
ールド本体の前部に配置し、シールド本体の外周部を形
成するスキンプレートを、カッタヘッドの回転軌跡に沿
う湾曲面部と、カッタヘッドの配置方向に沿う辺の外側
に膨らむ頂部近傍間をカッタヘッドの回転軌跡の外側で
連結する張出面部とで構成し、このスキンプレートの張
出面部の前部に、固定カッタをそれぞれ設けたことを特
徴とする請求項１または請求項２記載のシールド掘進
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5248382A JP2872894B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-10-05 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-74889 | 1993-04-01 | ||
| JP7488993 | 1993-04-01 | ||
| JP5248382A JP2872894B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-10-05 | シールド掘進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06336898A true JPH06336898A (ja) | 1994-12-06 |
| JP2872894B2 JP2872894B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=26416060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5248382A Expired - Fee Related JP2872894B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-10-05 | シールド掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2872894B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002043037A1 (en) * | 2000-11-21 | 2002-05-30 | Ledart Co., Ltd | The unit of electric light and the electric signboard using the unit |
| JP2002283115A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Chem Grouting Co Ltd | 機械加工方法及び装置 |
| CN113216993A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-08-06 | 中国建筑股份有限公司 | 盾构机刀盘以及盾构机 |
| CN113356867A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-09-07 | 中国建筑股份有限公司 | 一种盾构机刀盘、用于盾构机刀盘上的滚刀及盾构机 |
| CN115111839A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-09-27 | 海信（山东）冰箱有限公司 | 冰箱 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04281995A (ja) * | 1991-03-07 | 1992-10-07 | Tokyu Constr Co Ltd | 矩形シールド装置 |
| JPH0533583A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-09 | Okumura Corp | 矩形シールド掘削機 |
-
1993
- 1993-10-05 JP JP5248382A patent/JP2872894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04281995A (ja) * | 1991-03-07 | 1992-10-07 | Tokyu Constr Co Ltd | 矩形シールド装置 |
| JPH0533583A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-09 | Okumura Corp | 矩形シールド掘削機 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002043037A1 (en) * | 2000-11-21 | 2002-05-30 | Ledart Co., Ltd | The unit of electric light and the electric signboard using the unit |
| JP2002283115A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Chem Grouting Co Ltd | 機械加工方法及び装置 |
| CN113216993A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-08-06 | 中国建筑股份有限公司 | 盾构机刀盘以及盾构机 |
| CN113356867A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-09-07 | 中国建筑股份有限公司 | 一种盾构机刀盘、用于盾构机刀盘上的滚刀及盾构机 |
| CN115111839A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-09-27 | 海信（山东）冰箱有限公司 | 冰箱 |
| CN115111839B (zh) * | 2022-02-28 | 2024-02-27 | 海信冰箱有限公司 | 冰箱 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2872894B2 (ja) | 1999-03-24 |
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