JPS5833199Y2 - スリツト開度調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はシールドトンネル掘進装置のカッタヘッドのた
めのスリット開度調整装置に関する。

掘削土量の制御のためにカッタヘッドのスリット開度を
調整する従来採用の方式は、カッタヘッドを構成するカ
ッタホイールのスリット内を経てカッタホイールのフェ
ース前方に常時突出した状態を維持するカッタピットと
これを支持するプレート部材とを半径方向へ移動させる
ことによって、スリット開度を増減するものであった。

このような従来方式によれば、カッタスリットの開度調
整は可能であるものの、スリットを閉じた状態、すなわ
ち切羽地盤の掘削を休止してカッタヘッドを空転させた
状態下；二おいても、ηツタビットはフェース前方に位
置ｊることから、カッタピットの存在が空転するカッタ
ヘッドに回転抵抗を与えることとなり、従って、空転時
においてもカッタヘッドの回転のために掘削時に近い回
転トルクを必要とする、という欠点がある。

本考案は、簡易な構造のスリット開度調整装置を以って
、上記の欠点を除去すると共に掘削上量および取り込ま
れる礫の大きさを容易に制御し得るようにすることを目
的とし、カッタピットをフェースの前後方向へスリット
の軸線に沿って直線的に運動させることによりスリット
の開度を増減し、スリット全閉時、すなわちカッタヘッ
ドの空転時には、カッタピットがカッタヘッドに回転抵
抗を与えることがないように、カッタピットをスリット
開放時におけるよりフェース後方へ後退させるようにし
たことを特徴とする。

本考案が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろつ０ 第１図には、本考案に係るスリット開度調整装置を備え
るシールド掘進装置が全体に符号１０で示されている。

このシールド掘進装置１０は、シールド本体１２と、該
シールド本体の前部にあってシールド本体を横断して取
り付けられた隔壁１４とを含む。

シールド本体１２の内部は、隔壁１４により水圧室１６
と大気圧室１８とに区画されている。

隔壁１４には加圧流体の入口および出口のための開口が
設けられ、該開口には水又は泥水のような加圧流体を前
記水圧室１６内に供給する管２０および水圧室内から流
体とこれに混入した土砂とを排出するための管２２が連
結されている。

特に、水圧室１６内へ加圧流体を送水する前記加圧流体
管２０は適当な加圧流体供給源（図示せず）に接続され
ている。

前記水圧室１６内にはカッタホイール２３ ａおよび゛
カッタテ゛イスク２３ ｂを備えるカッタヘッド２４が
配置され、該カッタヘッドのカッタホイールに前端が固
定されたシャフト２６は隔壁１４の軸受部により回転可
能にまた軸線方向に直線運動可能に支承されて、かつ前
記隔壁の後面に形成されたギヤボックス２８内へ伸長し
ている。

このギヤボックス内において、主歯車３０が前記シャフ
ト２６にキー止めされている。

この主歯車はギヤボックス２８の外壁に固定された油圧
駆動モータ３２から該ギヤボックス内に伸びる軸に取り
付けられた歯車３４に噛み合′う。

これによりシャフト２６は油圧駆動モータ３２の駆動力
が伝達されて回転する。

シャフト２６の後端はギヤボックス２８を出て、更に該
ギヤボックスの後部に配置されたシリンダ３６内を通過
して終端している。

このシリンダ３６内の前記シャフト２６には、ピストン
として作用するフランジ部３８が設けられ、該ピストン
部後方のシリンダ室４０は液圧導管４２によって油圧操
作ユニット４４に連通されている。

シリンダ室４０への圧液の供給により、ピストン部を備
えるシャフト２６はシリンダ３６が許すピストンの作動
ストローク範囲内で前進運動可能であり、これにより、
カッタヘッド２４は切羽地盤４６に対して押圧される。

シャフト２６はその長さ方向に互って中心部に中空部４
８を形成した中空シャフトである。

この中空部４８にはシャフト２６の前端から後端に亙っ
て伸長するロッド５０が軸線方向に運動可能に挿入され
ている。

第２図に示すように、カッタヘッド２４のカッタホイー
ル２３ ａは、シャフト２６の端部に固定されたフェー
ス５２を含み、該フェースはその径方向に間隔をあけて
形成された複数のスリット５４を備えている。

更に、カッタヘッド２４のカッタテ゛イスク２３ ｂは
、フェース５２の後面に位置し且つシャフト２６上に滑
動可能に配置されており、このカッタテ゛イスクには、
複数のカッタビット５８が前記フェース５２のカッタス
リット５４に整合する位置に取り付けられている。

これにより、カッタビット５８は、第３図に示すように
、シャフト２６上でのカッタディスク２３ ｂの滑動に
よりカッタスリット５４からフェース５２の前後方向ヘ
カツタスリット５４の軸線に沿って直線的に出入り可能
であり、その出入り量により、スリットの開度すなわち
カッタヘッド２４の回転方向側においてカッタスリット
５４を規定する一方の縁部５２ ａとカッタビット５８
の一方の刃先５８ ａとの間の間隔およびカッタスリッ
ト５４の前記一方の縁部５２ ａに対向する他方の縁部
５２ ｂとカッタビット５８の他方の刃先５８ ｂとの
間の間隔が増減する。

両間隔は、カッタビット５８の直線運動の間、等距離を
維持されて増減する。

カッタビット５８は切羽に対して凹状の前面を有し、こ
れにより掘削に必要な一定の逃げ角が与えられている。

カッタテ゛イスク２３ ｂには、第２図に示すように、
これをシャフト２６上で滑動させてカッタビット５８を
フェース５２の前後方向へ直線的に進出、後退させるた
めの機構を構成する複数のロッド６０が取り付けられ、
該ロッドはフェース５２に形成された通路６２を介して
シャフト２６と平行に伸び、その一端で連結部材６４に
固定されている。

各ロッド６０の他端はカッタディスク２３ ｂに連結さ
れている。

連結部材６４の中心部には、シャフト２６の中空部４８
に挿入されてシャフトの前方端へ伸長したロッド５０の
前端部が連結されている。

このロッド５０の後端部は、第１図に示すように、シャ
フト２６の後端部から突出している。

このシャフト２６の後端部には下方へ伸びるブラケット
６６が該シャツＩ・の回転を許すように取り付けられて
いる。

また、シャフト２６の後端部附近でシールド本体１２（
ご第１のリンク部材６８の一端が枢着されている。

第１のリンク部材６８の他端は、第２のリンク部材７０
の一端に枢着されている。

この第２のリンク部材７０の他端はブラケット６６に枢
着されている。

また、シャフト２６の中空部４８に挿入されたカッタス
リット開度調整用のロッド５０の後方端は、第１のリン
ク部材６８に枢着されている。

なお、シールド本体１２はその内面に径方向に張り出し
たフランジ７２を備え、該フランジとシールド本体の内
側面に沿って後方に組み立てられたトンネルのためのセ
グメント７４の端面との間にシールド本体推進ジヤツキ
７６が配置されている。

シールド掘進装置１０は、切羽における地下水圧に対し
ては加圧水、且つ切羽地盤に対してはカッタヘッドの押
圧力で対抗して地盤の崩壊を防ぎながらトンネルを掘進
する。

切羽地盤における掘削土量が増大して、カツタヘッド２
４が第１図に示されるように、シールド本体の推進速度
よりも早く前進し相対的に実線位置から破線位置へａだ
けスライドしたとすると、シャフト２６が左方へ移動す
るため、第２のリンク部材７０を介して第１のリンク部
材６８が左方へ揺動する。

これによって、ロッド５０はシャフト２６の移動量即ち
スライド量ａに比例した量だけシャフト２６中に押し込
まれる。

しかし、ロッド５０の運動量はシャフト２６の移動量と
同一ではないから相対的にみればロッド５０はシャフト
２６から後方へ引き出されたことになる。

その結果、第３図に示すように、フェース５２のスリッ
ト５４からカッタピット５８が後方へ引き込まれ、カッ
タスリット開度が小さくされる。

これにより、カッタヘッドによる切羽地盤４６の掘削土
量を減少し、掘削速度が低減する。

他方、シールド本体は一定速度で推進されていることよ
り、シールド本体がカッタヘッドに対して相対的に前進
し、カッタヘッドとシールド本体との相対的な位置は、
第１図に実線で示す位置となる。

そのとき、カッタピット５８はスリット５４からフェー
ス５２の前方へ突出することから、カッタスリットの開
度が大きくなり、掘削土量は次第に増大する。

本考案によれば、スリット開度調整装置の構造を複雑化
させることなく、逃げ角を与えられたカッタピットをス
リットからフェースの前後方向へ直線的に出入りさせて
その出入り量を変化させることにより、容易にスリット
の開度を調整し、掘削土量の増減を図ることができる。

また、スリット開度を減じ、これを全閉した際にはカッ
タピットをフェース後方へ引込めることができることか
ら、切羽地盤の掘削に嵜与しないカッタヘッドの空転時
における回転トルクを著しく軽減することができる。

また、前記したように、カッタピットはフェースの前後
方向へカッタスリットの軸線に沿って直線的に運動する
ことから、カッタピットの運動の間、カッタスリットの
カッタヘッドの回転方向側における一方の縁部とカッタ
ピットの一方の刃先との間の間隔および前記縁部と対向
するカッタスリットの他方の縁部とカッタピットの他方
の刃先との間の間隔を等距離に保持することができる。

したがって、カッタスリットを経てシールド本体内に取
り込まれる掘削上の量あるいは礫の大きさを、カッタス
リットの両縁部側で同一の量あるいは同一の大きさに制
限することができる。

シールドトンネル掘進装置においては、カッタヘッドの
回転方向に応じて、掘削土は、カッタスリットの前記両
縁部のいずれか一方の側からシールド本体内に取り込ま
れるが、一方の側から取り込んでいる間に他方の側から
入り込む場合がある。

しかし、本考案によれば、カッタスリットの開度は前記
両縁部側で同一であることから、前記他方の側から取り
込まれる礫の大きさは前記一方の側から取り込まれる礫
の大きさを超えることはない。

したがって、掘削土を泥水のような液体によって搬送す
る場合、前記使方の側から取り込まれた礫によって土砂
の搬送路が詰まるのを防止することができる。

しかも、カッタヘッドの回転方向を変えて掘削する場合
にあっても、改めてカッタスリットの開度の調整を行う
ことなしに、回転方向の転換前におけると同一の開度を
維持することができる。

さらに、シールド本体の前進速度と掘削土の取り込み量
との間には、地山の崩壊を防止する上で密接な関係があ
るが、本考案によれば、掘削土量を規定するカッタ人リ
ットの開度はカッタピットの直線的な運動によるカッタ
スリットに対する出入り量のみによって定められること
から、シールド本体の前進速度に応じてカッタスリット
の開度調整を迅速にかつ正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るスリット開度調整装置を備えた液
体加圧式シールド掘進装置を示す断面図、第２図は第１
図に示したシールド掘進装置のカッタヘッドを部分的に
拡大して示す断面図、第３図はスリット開放時における
カッタピットを実線でまたスリット全閉時におけるカッ
タピットを破線で示す、第２図の３−３線に沿って得た
断面図である。 １０・・・・・・シールド掘進装置、１２・・・・・・
シールド本体、２４・・・・・・カッタヘッド、２６・
・・・・・シャフト、５０・・・・・・ロッド、５４・
・・・・・スリット、５８・・・・・・カッタピット、
６８・・・・・・第１のリンク部材、７０・・・・・・
第２のリンク部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数のカッタスリットを有するカッタホイールおよび複
   数のカッタピットを有するカッタテ゛イスクを含むカッ
   タヘッドのためのスリット開度調整装置であって、前記
   カッタピットは切羽に対して凹状の前面を有し、前記カ
   ッタスーツ゛〉トに整合して配置され、前記スリット開
   度調整装置は前記カッタピットを前記カッタホイールの
   フェースの前後方向へ前記カッタスリットの軸線に沿っ
   て直線的に進出、後退させるための機構を備える、スリ
   ット開度調整装置。