JPH066868B2 - 中空センタ−シヤフト式シ−ルド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カッターの支持構造を改良した大断面のシー
ルド掘進機、とくに切羽断面を一様に切削できる中空セ
ンターシャフト式シールド掘進機に関するものである。

［従来の技術］ 従来の大断面（大口径）シールド掘進機は、通常、カッ
ターの支持構造として周辺支持方式または中間ビーム支
持方式を採用している。第３図は中間ビーム支持方式の
一例を示すもので、カッターフレームa を支持する中間
ビームb は、シールドフレームc 内の前部補剛フレーム
d に装着した軸受e によって支承され、駆動モータf の
ピニオンg と噛合するカッターギヤh が前記中間ビーム
b に連結されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前述の構造のシールド掘進機断面をさらに大型
化しようとすると次に述べるような種々の問題があり、
これらの問題を解決するには新らしいカッター支持構造
を有するシールド掘進機を開発する必要があった。

(i)軸受径が大径となり軸受e の精度が劣る。

(ii)カッターギヤh も大径になるため、同様に精度が悪
い。

(iii)軸受e の精度が劣ることから、カッターフレームa
の芯振れ量が大きくなり、またシール部材について
も、シール当り面が過酷な条件となり信頼性が低下す
る。

(iv)カッタービットi およびカッターフレームa の摩耗
状況、切羽および地山頂部の状況等の検知が困難であ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決し、さらに切羽断面を一
様に切削し得る大断面シールド掘進機を提供するために
なしたもので、その要旨は、カッターフレームの軸心部
を支持した中空のセンターシャフトを回転自在に支持し
前記センターシャフト外周に設けたリング状ギアを介し
て前記カッターフレームを回転駆動し、カッターフレー
ムに中空のカッタースポークを設けて該カッタースポー
クと前記センターシャフト内部とを連通させ、前記セン
ターシャフト先端のカッター面板にカッタービットとス
リットを、また、前記カッター面板後方のセンターシャ
フト部分に土砂受入用区画をそれぞれ設けて前記区画と
カッターフレーム後方のカッターチャンバーとを連通さ
せ、さらに前記区画内に土砂固着防止用アジテータを設
けたものである。

［作 用］ カッターフレームを中空のセンターシャフトで支持した
ので、カッター駆動部及びカッターシール部の信頼性が
向上する。また、センターシャフト先端部にもカッター
フレームと同様にカッタービットおよびスリットなどを
設けたので掘進機前面の切羽断面を一様に切削できる。
従って、切羽地山を過度に押し付けることがない。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、図中
1 はシールドフレーム、2,3 はこのシールドフレーム1
内に設けたリング状の前部補剛フレームおよび後部補剛
フレーム、4 はカッターフレーム5 の前面に開口を形成
した土砂取込用スリット、6 は開度調整用ジャッキ7 に
よってスリット4 の開口面積を調整する開閉板、8 はカ
ッターフレーム5 のカッタービット9 取付部内側にカッ
ターフレーム5 と一体に取り付けた中空構造のカッター
スポーク、19はコピーカッターである。

前記カッターフレーム5 は、その軸心部を貫通する比較
的大径の、しかし従来の中間ビーム支持方式に比べて径
の小さい中空構造のセンターシャフト10によって支持さ
れており、このセンターシャフト10前部は前部バルクヘ
ッド11において一体形のラジアル軸受12および一体形の
スラスト軸受13によって、また、後端部は後部バルクヘ
ッド14において一体形のラジアル軸受15によってそれぞ
れ回転自在に支承されている。さらに、前記センターシ
ャフト10中間部外周にはリング状の一体形のカッターギ
ア16が取り付けられ、このカッターギア16にモータおよ
び減速機からなるカッター駆動装置17のピニオン18が噛
合する。

センターシャフト10先端のカッター面板21はセンターシ
ャフト中心線h と同心の円錐状凸面を形成し、このカッ
ター面板21にカッタービット20および土砂取込用スリッ
ト22が放射方向に配置され、前記カッタ面板21後方に
は、センターシャフト部分と仕切壁23によってセンター
カッターチャンバー24が形成され、このセンターカッタ
ーチャンバー24は連通孔25を通してセンターシャフト10
を取り囲む本来のカッターチャンバー26に連通してい
る。なお、センターカッターチャンバー24内には本来の
カッターチャンバー26同様、土砂固着防止用アジテータ
27および図示しないスリット開閉装置（7 と同じ構造の
もの）が配置されている。

また、前記カッタースポーク8 は、カッタースポーク8
内部の通行を可能にするためセンターシャフト10を中心
にして放射方向に延びる中空構造のトンネル状に形成さ
れ、カッタースポーク8 内部とセンターシャフト10内部
はマンホール28によって連通している。

なお、センターシャフト10内には前記スリット開度調整
用ジャッキのほかコピーカッター19などのカッター付属
装置へ圧油を供給するための油圧パワーユニット29およ
びその制御機器、並びに圧気用マンロック30などが配置
されている。また、符号32は軸受12への土砂などの進入
を防止するためのシール部材、33は送泥管、34は排泥
管、35はカッターチャンバー26内に設けた土砂固着防止
用アジテータ、36はシールドジャッキ、37はセグメント
を示す。

上記のように構成してあるので、カッター駆動装置17を
駆動するとピニオン18およびカッターギア16を介してセ
ンターシャフト10が回転し、さらにカッターフレーム5
が回転する。この際、センターシャフト10は軸心方向前
後位置でそれぞれ軸受12,13,15によって支承されて精度
のよいアラインメントを維持しながら回転するのでシー
ル部材32の信頼性も向上する。

また、掘進機前面を構成するカッターフレーム5 および
センターシャフト10先端部には、それぞれカッタービッ
ト9,20およびスリット4,22を備えているので切羽断面を
一様に切削できる。従来のセンタシャフト部が盲にな
り、過度に切羽地山を押し付け、切羽を崩壊させる危険
はない。

さらに、センターシャフト10とカッタースポーク8 は相
互に連通しており、しかもセンターシャフト10内には圧
気用マンロック30を設けてあるので、圧気したカッター
スポーク8 内を作業員が自由に通行できる。従って、従
来間接的に行われていたカッタービット9 およびカッタ
ーフレーム5 の摩耗検知、あるいは切羽に出て行ってい
た新規ビットの供給などをカッタースポーク8 内部で容
易に実施でき、また、切羽や地山頂部の状況も直接確認
できる。

さらにまた、センターシャフト10内に油圧パワーユニッ
ト29およびその制御機器を搭載したのでスリット開度調
整用ジャッキ7 、コピーカッター19などのカッター付属
装置をロータリージョイントを用いることなく作動させ
ることができ、安定した制御が可能になる。また、油圧
配管の油漏れを監視できるのでメンテナンスが容易にな
る。

なお、本発明は前述の実施例にのみ限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変
更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上に述べたように本発明は次の優れた効果を発揮す
る。

(i)中空のセンターシャフトを用いてカッターフレーム
を支持するようにしたので、カッター軸受およびカッタ
ーギアに精度の良い一体形のものを使用することができ
る。従って組立精度が良くなりカッタ駆動部の信頼性が
向上する。

(ii)カッターフレームおよびセンターシャフト各前面に
カッタービットおよびスリットを設けたので、切羽断面
を一様に切削することができる。

(iii)カッタースポークをセンターシャフトと連通した
中空構造に構成することにより、カッタービットおよび
カッターフレームの摩耗検知および新規ビットの供給が
容易になり、また切羽、地山頂部の状況を直接確認でき
る。

(iv)従来のものに較べ軸受径、シール径を小さく設定で
きるので、機械的損失を低減できる。

(v)カッター付属装置の油圧パワーユニットおよび制御
機器類をセンターシャフト内に搭載することにより安定
した制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例を示し、第１図は
切断側面図、第２図は第１図におけるII−II方向からの
左半分の矢視図、第３図は従来のシールド掘進機の一例
を示す説明図である。 図中、1 はシールドフレーム、4,22はスリット、5 はカ
ッターフレーム、8 はカッタースポーク、9,20はカッタ
ービット、10はセンターシャフト、11は前部バルクヘッ
ド、12はラジアル軸受、13はスラスト軸受、14は後部バ
ルクヘッド、15はラジアル軸受、16はカッターギア、17
はカッター駆動装置、18はピニオン、32はシール部材を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カッターフレームの軸心部を支持した中空
   のセンターシャフトを回転自在に支持し前記センターシ
   ャフト外周に設けたリング状ギアを介して前記カッター
   フレームを回転駆動し、カッターフレームに中空のカッ
   タースポークを設けて該カッタースポークと前記センタ
   ーシャフト内部とを連通させ、前記センターシャフト先
   端のカッター面板にカッタービットとスリットを、ま
   た、前記カッター面板後方のセンターシャフト部分に土
   砂受入用区画をそれぞれ設けて前記区画とカッターフレ
   ーム後方のカッターチャンバーとを連通させ、さらに前
   記区画内に土砂固着防止用アジテータを設けたことを特
   徴とする中空センターシャフト式シールド掘進機。