JPS60396Y2 - シ−ルド掘進機のカツタトルク増強装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、シールド掘進機において、とくに、土被りや
地質が均一てない路線など施行中に、シールド桟の能力
を上廻る土圧・水圧荷重がかかつて力ンタテイスクの回
転が不能となった時、そのカッタトルクを増強するカッ
タトルク増強装置に係るものである。

シールド掘進機の掘進中にカッタディスクが回転不能と
なる要因は、 １、崩壊性地盤（滞水砂・砂礫層）の掘進中に排土装置
の制御が変化し、切羽の土圧・水圧が変動し崩壊する。

２、砂ば層の礫がカッタフェース前面に石垣状に堆積し
ている。

３、セグメント組立後の再掘進時にカッタ前面、カッタ
ドラム内の土砂の沈降圧密による土粒子の剪断力の増大
。

４、 カッタフェースのスリットに、切羽の礫とドラム
内の礫が噛み合う。

５、カッタ１〜ラム内の土圧を維持することにより掘削
土が圧密脱水し、土砂の流動性が悪くなる土砂の付着発
生。

６、粘性土がカッタフェース前面、カッタドラム内に付
着する。

７、カッタバイトの脱落、摩耗て切削ができない。

などである。

カッタ回転が不能になった際の処理としては１、密閉式
１法ては、切羽を開放するために切羽の自立が可能とな
る次の補助工法を、単独又は組合せて施工する。

（イ）圧気工法 （０）薬液注入工法 （ハ）地下水位低下工法 （ニ）凍結工法 次いでドラム内、カッタフェース前面、カッタ外周の土
砂を人力て掘削し露出させる。

２． カッタディスク前方を地上より溝掘削し、泥水圧
で地山の崩壊を防止し、シールド掘進機を溝の中に推進
した後カッタを回転し、シールド掘進機が地山に推進し
た抜溝を土砂により埋戻す。

３、シールド掘進機を後退させカッタ回転が起動した後
掘進する。

このように従来施工中に掘進不能となった時は、種々な
処置を行なった後再掘進するので、工期の延長、施工コ
ストの上昇、不安全作業、路上に作業基地を設けること
による交通渋滞、振動騒音による公害など多大の困難が
生じる。

本考案はこのような点に鑑みて開発したものであって、
カッタディスクに対する通常の回転機能に対し、さらに
、カッタトルク増強のための複数個の増強油圧シリンダ
機能を設け、そして各シリンダ機構を同調せしめて強力
なトルクの増強をなさんとするものである。

これを図示のものについて説明する。

第１図において、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄはカッタディ
スクの後筒４１の内面に刻設せる歯型４０と噛合う油圧
モータでシールド本体Ｓにブラケット（図示されない）
て固着されたものである。

カッタドラムの通常の回転はこの油圧モータ２ａ、２ｂ
＊ ２Ｃ９２ｄて行う。

２５ ａ、 ２５ ｂおよび２４ａ、２４ｂはトルク増
強のための増強油圧シリンダで、それぞれ枢軸４２をも
ってシールド本体Ｓに枢着される。

そしてそのロット端４２′は、カッタドラムの後筒４１
の外周に取付けられたラチェツト歯４３と係合可能であ
る。

２６ ａ、 ２６ ｂおよび２７ａ、２７ｂは枢軸４
５をもってそれぞれシールド本体Ｓに枢着されていて、
前記各油圧シリンダ２５ ａ、 ２５ ｂ、 ２４
ａ、２４ｂを揺動するための揺動用油圧シリンダて、そ
のロッド端４４は増強油圧シリンダ２５ａ、 ２５
ｂ、 ２４ ａ、 ２４ ｂにそれぞれ枢着する。

第２図に示す油圧回路図において、 １はカッタ回転用パワーユニット、９は揺動用油圧シリ
ンダ２６ ａ、 ２６ ｂ、 ２７ ａ、 ２７
ｂに対するパワーユニットで増強油圧シリンダ２５ａ、
２５ｂ、２４ ａ、 ２４ ｂの収縮回路にも通じる
。

３は主力制御弁、８は方向切換弁でカッタトルク増強油
圧回路への圧油の供給をなす。

７は方向切換弁でカッタの左右回転の切換えをする。

１３は、増強油圧シリンダ２４ ａｔ ２４ ｂをＡ
系列とし同シリンダ２５ ａ、 ２５ ｂをＢ系列と
し各系列別に供給、あるいは両系列に供給の切換えを行
う方向切換弁である。

（ａはＡ系列すはＢ系列Ｃは両系列のポートを示す。

）１４ａ、１４ｂはシャトル弁で高圧油低圧油の２系列
を供給する。

１５はＡ系列、１６はＢ系列の増強油圧シリンダ回路の
切換弁、１２はシーケンス弁で、揺動用油圧シリンダ２
６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂの作動を先に行った後増
強油圧シリンダ２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂの作動
をさせるものである。

２１．２２は揺動用油圧シリンダ２６ａ、２６ｂ、２７
ａ、２７ｂへの回路切換えのための方向切換弁である。

２３ ａ、 ２３ ｂ、 ２３ Ｃ，２３ｄはカウン
ターバランス弁であって、増強油圧シリンダ２４ａなど
の自重が負圧として揺動用油圧シリンダ２６ａなどに作
用するため、これに背圧を与えて円滑な動作を行わせる
ものである。

３９は排油のタンク、１０は土圧回路に設けた圧力制御
弁、１１は圧力制御弁１０のアンロード用の方向切換弁
である。

その作用効果を説明する。

パワーユニット１の圧油は方向切換弁７を経て各油圧モ
ータ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを駆動腰カツタテイスクの
後筒４１の歯型４０を介してカッタディスクを回転し、
通常の掘進を行う。

そして冒頭に記載した諸理由てカッタディスクの回転が
不能になった時は、増強油圧シリンダ２４ａ、２４ｂ、
２５ａ、２５ｂを作動させるが、その作動を増強油圧シ
リンダ２４ａについて説明する。

パワーユニット９の作動でその圧油は、方向切換弁２２
、カウンターバランス弁２３ｂを経て揺動用油圧シリン
ダ２６ａの作動側に入り同シリンダを伸長させ、増強油
圧シリンダ２４ａをラチェツト歯４３に係合させる位置
へ扛起させる。

一方油圧は、これより遅れてシーケンス弁１２を通りシ
ャトル弁１４ｂ切換弁１５を経て増強油圧シリンダ２４
ａの作動側に入り、前記揺動用油圧シリンダ２６ａの伸
長に追随して同シリンダを伸長させそのロッド端４２′
はラチェツト歯４３と係合する。

次いで方向切換弁８の切換えにより、パワーユニツ］・
１の圧油は方向切換弁１３シヤトル弁１４ｂ切換弁１５
を経て増強油圧シリンダ２４ａの作動側に入りそのロッ
ド端４２′はラチェツト歯４３を押圧し、Ａ系列の増強
油圧シリンダ２４ｂ、あるいはＢ系列の増強油圧シリン
ダ２５ａ、２５ｂの同様の作動と相俟ってカッタディス
クを緩速にそして強力に回転せしめて、カッタにより強
力な切削を行う。

増強油圧シリンダ２４ａによるラチェツト歯４３の押圧
が極限に達すると、同シリンダの収縮側にパワーユニッ
ト９の圧油が切換弁１５の切換えにより入り、同シリン
ダを収縮するとともに同シリンダの作動側の圧油は切換
えられた切換弁１５を経てタンク３９に排出する。

このような操作が繰返えされてカッタドラムは強力な回
転がなされる。

なおこの回転はＡ系列およびＢ系列の増強油圧シリンダ
を適宜同調操作させ連続回転、間欠回転の方式を取り得
るしまた全シリンダを同時作動させ強力な間欠回転をさ
せることもてきる。

カッタドラムが回転可能になれば通常の回転作動に移行
させる。

この場合は揺動用油圧シリンダ２６ａの収縮側−＼パワ
ーユニット９の圧油が方向切換弁２２の切換えにより入
り、作動側の圧油はカウンターバランス弁２３ｂ方向切
換弁２２を経てタンク３９に排出され、もって増強油圧
シリンダ２４ａは元の不作動の位置まて降下する。

従来のシールド機に対するカッタトルクＴは、Ｔ＝ＫＤ
３の一般式で表わされるが（ここで、Ｋ・・・・・・ト
ルク係数値、Ｄ・・・・・・シールド外径ｍ）、一般に
に＝２前後が限界とされるが、本考案において増強油圧
シリンダを使用することによりに＝４前後まで増強が可
能となる。

また揺動用油圧シリンダを使うことによって、カッタ回
転不能時にすぐ再起動が可能となり、施工コストの低下
、工期の短縮をすることができ、また増強トルク回転か
ら通常の油圧モータ回転に、カッタ回転中にも切換える
ことができ、その操作が極めて簡単である。

さらにカッタ回転トルク発生機構は２系統であっても動
力系は１系統で分配することができるのでその装置自体
が簡単であるし、複数個の増強油圧シリンダの揺動用油
圧シリンダはカウンターバランス弁を介して配列してい
るので、増強油圧シリンダの取付姿勢によって同揺動用
油圧シリンダに対し異なる支持荷重がかかつても、その
負圧を向弁で常に調圧することができるので各増強油圧
シリンダの同調した作動を与えることができる。

そして本考案を使用することによって、地層調査、土質
調査試験、地層調査で把握が困難なときでも安定した施
工速度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の正面図、第２図はその油圧回路図であ
る。 ２ａ、 ２ｂ、 ２ｃ、 ２ｄ、 ２ｅ−−−−
−−油圧モータ、９・・・・・・パワーユニット、２３
ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ・・・・・・カウンターバ
ランス弁、２４ａ、 ２４ ｂ、 ２５ ａ、
２５ ｂ・・・・・・増強油圧シリンダ、２６ａ＝
２６ｂ、２７ａｔ ２７ｂ””揺動用油圧シリンダ、
４１・・・・・・カッタディスクの後筒、４２・・・・
・・枢軸、４２′・・・・・田ツド端、４３・・・・・
・ラチェツト歯、４４・・・・・・ロッド端、４５・・
・・・・枢軸、Ｓ・・・・・・シールド本体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 カッタディスクの後筒４１を油圧モータ２ａ。 ２ｂ＊ ２ｃｔ ２ｄ、２ｅて駆動回転させるシー
   ルド掘進機にわいて、シールド本体Ｓに枢軸４２をもっ
   て増強油圧シリンダ２４ ａ、 ２４ ｂ、 ２５
   ａ、２５ｂを枢着し、この増強油圧シリンダ２４ａ、
   ２４ ｂ、 ２５ ａ、 ２５ ｂには、同じく
   シール１一本体Ｓに枢軸４５をもって枢着せる、前記各
   油圧シリンダ２４ ａ、 ２４ ｂ、 ２５ ａ、
   ２５ ｂの揺動用油圧シリンダ２６ ａ、 ２６
   ｂ、 ２７ ａ、 ２７ｂのロッド端４４を枢着
   し、そして前記増強油圧シリンダ２４ ａ、 ２４
   ｂ、 ２５ ａ、 ２５ ｂのロッド端４２′をノ
   ノツタテイスクの後筒４１の外周面に設けたラチェツト
   歯４３と係合可能となし、かつ揺動用油厚シリンタ２６
   ａ、 ２６ ｂｙ ２７ ａｔ２７ｂはカウンタ
   ーバランス弁２３ ａ、 ２３ ｂ。 ２３ ｃ、 ２３ ｄを介してパワーユニット９と結
   合したカッタトルク増強装置。