JP3161804B2 - Shield machine - Google Patents
Shield machineInfo
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- cutter head
- shield
- shield machine
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はロータリカッタを装備
したシールド掘進機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield machine equipped with a rotary cutter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来トンネルを掘削するシールド掘進機
には、シールド本体の前部にカッタヘッドモータにより
回転されるカッタヘッドが設けられていて、このカッタ
ヘッドの前面に切羽を掘削するカッタビットが取付けら
れている。従来のカッタビットａは図１に示すようにカ
ッタヘッドｂの前面に放射方向に設けられたスポークｃ
の両側に固着されていて、カッタヘッドｂの回転に伴い
切羽を掘削するように構成されており、掘削された土砂
は土砂取込み口ｄよりカッタヘッドｂ内へ取込まれるよ
うになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, a shield machine for excavating a tunnel is provided with a cutter head rotated by a cutter head motor at a front portion of a shield body, and a cutter bit for excavating a face is provided on a front surface of the cutter head. Installed. A conventional cutter bit a has spokes c radially provided on a front surface of a cutter head b as shown in FIG.
And is configured to excavate a face with rotation of the cutter head b, and the excavated earth and sand is taken into the cutter head b from the earth and sand intake port d.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のシールド掘
進機では、カッタヘッドｂの中心部位側のカッタビット
ａは、スペースの関係から外周側のカッタビットａに比
べて数が少ないため、切込み深さを外周側のカッタビッ
トａより大きくする必要があり、このため耐久性が低下
すると共に、特に大口径のシールド掘進機では、シール
ド本体の回転数が少ないことから、内周側のカッタビッ
トａの切込み量をさらに大きくしなければならず、内周
側のカッタビットａが早期に摩耗するなどの不具合があ
った。また土砂取込み口ｄも外周側より中心部位側が小
さいため、土砂取込み量が少なくなるなど、内外周で土
砂の取込み量にアンバランスが生じて掘削能率に悪影響
を及ぼすなどの不具合もあった。この発明は上記不具合
を改善するためになされたもので、カッタヘッドの中心
部位側に自転するロータリカッタを装備したシールド掘
進機を提供して、カッタの耐久性及び掘削能率の向上を
図ることを目的とするものである。In the conventional shield machine described above, the number of the cutter bits a on the central portion side of the cutter head b is smaller than the number of the cutter bits a on the outer peripheral side due to space limitations. It is necessary to make the cutter bit a larger than the cutter bit a on the outer peripheral side, so that the durability is reduced, and in particular, in a shield drilling machine having a large diameter, the rotational speed of the shield body is small. Has to be further increased, and the cutter bit a on the inner peripheral side is worn out early. In addition, since the sediment intake port d is smaller on the central portion side than on the outer peripheral side, the sediment intake amount is reduced. The present invention has been made in order to improve the above-described disadvantages, and provides a shield machine equipped with a rotary cutter that rotates on a central portion side of a cutter head to improve the durability and excavation efficiency of the cutter. It is the purpose.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段および作用効果】この発明
は上記目的を達成するためになされたもので、、請求項
１記載の発明は、シールド本体の前部に回転自在に設け
られたカッタヘッドの前面に、放射方向に多数のカッタ
ビットを取付けたシールド掘進機において、上記カッタ
ヘッドの前面中央近傍に開口部を設けると共に、この開
口部にカッタヘッドの回転によって転動する方向とは逆
の方向にカッタモータによって回転されるロータリカッ
タを設けたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above object, and an invention according to claim 1 is a cutter head rotatably provided at a front portion of a shield body. In the shield machine where a number of cutter bits are attached in the radial direction to the front surface of the cutter head, an opening is provided near the center of the front surface of the cutter head, and the opening is opposite to the direction in which the cutter head rolls by rotation of the cutter head. The rotary cutter provided in the direction is rotated by a cutter motor.
【０００５】このように、カッタ回転による転動方向と
は逆向きに回転するロータリカッタを設けたことによ
り、カッタヘッド中心付近を多数のビットで掘削しなが
ら土砂を開口部に積極的に掻き込むことができ、カッタ
ヘッド内周付近と外周付近とで、土砂の取り込み量・ビ
ットの摩耗量ともにバランスをとることができる。As described above, by providing the rotary cutter which rotates in the direction opposite to the rolling direction due to the rotation of the cutter, the earth and sand are actively scraped into the opening while excavating the vicinity of the center of the cutter head with a large number of bits. Thus, the amount of sediment taken in and the amount of wear of the bit can be balanced between the vicinity of the inner circumference and the vicinity of the outer circumference of the cutter head.
【０００６】上記目的を達成するために、請求項２記載
の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記ロー
タリカッタをカッタヘッドの中心をはさんで左右に複数
個配置し、カッタヘッドを正面から見て、これら左右に
設けたロータリカッタが互いに逆方向に回転するように
したものである。In order to achieve the above object, a second aspect of the present invention is the invention according to the first aspect, wherein a plurality of the rotary cutters are arranged on the left and right sides of the center of the cutter head, and When viewed from the front, these rotary cutters provided on the left and right rotate in directions opposite to each other.
【０００７】このようにロータリカッタが左右に配置さ
れているため掘削時のバランスがよい。Since the rotary cutters are arranged on the left and right as described above, the balance at the time of excavation is good.
【０００８】上記の目的を達成するために、請求項３記
載の発明は、上記請求項２記載の発明において、カッタ
ヘッドの中心をはさんで左右に配置した上記複数個のロ
ータリカッタを、カッタヘッドの左右で非対称な位置と
なるよう予め偏心させたものである。In order to achieve the above object, a third aspect of the present invention is the invention according to the second aspect, wherein the plurality of rotary cutters arranged on the right and left sides of the center of the cutter head are provided. The head is eccentric so as to be asymmetrical on the left and right sides of the head.
【０００９】このようにロータリカッタを偏心して取付
けたことによりカッタヘッドの中心部までロータリカッ
タを配置することが可能となる。The eccentric mounting of the rotary cutter makes it possible to dispose the rotary cutter up to the center of the cutter head.
【００１０】[0010]
【実施例】この発明の一実施例を図２ないし図５に示す
図面を参照して詳述する。図２はシールド掘進機の断面
図、図３は同正面図を示すもので、これらの図において
１はシールド本体で、シールドジャッキ２により地中へ
推進されるようになっている。３は上記シールド本体１
の前部に設けられたカッタヘッドで、カッタヘッドモー
タ４により回転されるようになっている。上記カッタヘ
ッド３は前面の中央部に長方形状の開口部３ａが、そし
てその周辺に複数本のスポーク３ｂが放射方向に設けら
れていて、各スポーク３ｂの両側縁にツールビット５
が、そしてスポーク３ｂの両側に開口された土砂取込み
口３ｃの開口縁部に先行ビット６が半径方向に間隔を存
して多数取付けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings shown in FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view of the shield machine, and FIG. 3 is a front view thereof. In these figures, reference numeral 1 denotes a shield body, which is propelled into the ground by a shield jack 2. 3 is the above shield body 1
Is rotated by a cutter head motor 4 with a cutter head provided in a front portion of the cutter head. The cutter head 3 has a rectangular opening 3a in the center of the front surface and a plurality of spokes 3b provided in the periphery thereof in the radial direction. Tool bits 5 are provided on both side edges of each spoke 3b.
A large number of leading bits 6 are attached to the opening edge of the earth and sand intake port 3c opened on both sides of the spoke 3b at intervals in the radial direction.
【００１１】一方中央の開口部３ａには、互いに逆方向
へ回転される２個のロータリカッタ７が同一軸線上に設
けられている。上記ロータリカッタ７はカッタ本体７ａ
が筒状をなしていて、両端面に軸７ｂが突設されてお
り、互いに隣接する軸７ｂは軸受け８に支承されてい
る。上記軸受け８は図４に示すようにカッタヘッド３の
中心に設けられた中心軸９の先端部に、中心軸９の中心
に対して偏心するように設置されていて、カッタヘッド
３の回転に伴い各ロータリカッタ７が中心軸９に対して
公転するようになっていると共に、軸７ｂの他端側は、
開口部３ａの両端面を貫通してカッタヘッド３内へ突出
され、カッタヘッド３内に設けられた２基のカッタモー
タ１０に接続されていて、これらカッタモータ１０によ
りそれぞれ逆方向へ自転されるようになっている。On the other hand, two rotary cutters 7, which are rotated in opposite directions, are provided on the same axis in the central opening 3a. The rotary cutter 7 is a cutter body 7a.
Are formed in a tubular shape, and shafts 7b are protrudingly provided on both end surfaces. The shafts 7b adjacent to each other are supported by bearings 8. As shown in FIG. 4, the bearing 8 is installed at the tip of a central shaft 9 provided at the center of the cutter head 3 so as to be eccentric with respect to the center of the central shaft 9. Accordingly, each of the rotary cutters 7 revolves with respect to the center shaft 9, and the other end of the shaft 7 b is
The cutter motor 3 is protruded into the cutter head 3 through both end surfaces of the opening 3a, and is connected to two cutter motors 10 provided in the cutter head 3 so that the cutter motors 10 rotate in opposite directions. It has become.
【００１２】また上記カッタ本体７ａの外周面には、図
５に示すようにカッタ本体７ａが何れの方向へ回転され
ても掘削できるように先端の両側にカッタビット７ｃを
有する複数のカッタ７ｄが放射方向へ突設されている。On the outer peripheral surface of the cutter body 7a, a plurality of cutters 7d having cutter bits 7c on both sides of the tip end so that the cutter body 7a can be excavated in any direction as shown in FIG. Projected in the radial direction.
【００１３】次に上記構成されたシールド掘進機の作用
を説明すると、シールドジャッキ２によりシールド本体
１が地中へ推進されるのに伴い、カッタヘッドモータ４
によりカッタヘッド３が回転されて、カッタヘッド３の
前面に設けられたツールビット５及び先行ビット６が切
羽を掘削する。同時にカッタモータ１０により２個のロ
ータリカッタ７が互いに逆方向へ自転されて、カッタ本
体７ａの外周面に突設されたカッタ７ｄが切羽を掘削す
るため、カッタヘッド３の内周側は自転しながら公転す
るロータリカッタ７で、そして外周側はツールカッタ５
及び先行カッタ６により掘削できるようになる。ツール
カッタ５及び先行カッタ６により掘削された土砂はスポ
ーク３ｄの両側に開口された土砂取込み口３ｃより、そ
してロータリカッタ７により掘削された土砂は開口部３
ａよりカッタヘッド３内へ取込まれた後送泥管１２によ
り注入された泥水によりスラリー化され、さらに排泥管
１３によりカッタヘッド３内よりシールド本体１の後方
へ排出される。なお図中１４は排泥管１３の吸入口付近
に設けられたアジテータで、排泥管１３に吸入される土
砂を撹拌することにより、土砂によって排泥管１３が閉
塞するのを防止する機能を有している。Next, the operation of the shield machine described above will be described. As the shield body 1 is propelled into the ground by the shield jack 2, the cutter head motor 4 is driven.
, The cutter head 3 is rotated, and the tool bit 5 and the preceding bit 6 provided on the front surface of the cutter head 3 excavate the face. At the same time, the two rotary cutters 7 are rotated in the opposite directions by the cutter motor 10, and the cutter 7d protruding from the outer peripheral surface of the cutter body 7a excavates the face, so that the inner peripheral side of the cutter head 3 rotates. The rotary cutter 7 revolves while rotating, and the outer peripheral side is a tool cutter 5
And it becomes possible to excavate by the leading cutter 6. The earth and sand excavated by the tool cutter 5 and the leading cutter 6 is fed from the earth and sand intake port 3c opened on both sides of the spoke 3d.
After being taken into the cutter head 3 from a, it is slurried by the muddy water injected by the mud feeding pipe 12, and further discharged from the inside of the cutter head 3 to the rear of the shield main body 1 by the mud discharging pipe 13. In the figure, reference numeral 14 denotes an agitator provided in the vicinity of the suction port of the exhaust pipe 13, which has a function of stirring the earth and sand sucked into the exhaust pipe 13 to prevent the exhaust pipe 13 from being blocked by the earth and sand. Have.
【００１４】一方シールド本体１の掘進中２個のロータ
リカッタ７はカッタモータ１０により互いに逆方向へ回
転されるため、カッタヘッド３の回転方向に対して土砂
の取込み方向が同じ方向となり、これによって地山を乱
すことなく掘削が可能になると共に、カッタモータ１０
によりロータリカッタ７の回転速度を増減することによ
り、外周側を掘削するツールビット５及び先行ビット６
の掘削量とバランスさせた掘削が可能になる。また両ロ
ータリカッタ７の中心をカッタヘッド３の中心より予め
偏心させたことにより、カッタヘッド３の中心まで掘削
が可能である。On the other hand, while the shield body 1 is being dug, the two rotary cutters 7 are rotated in opposite directions by the cutter motor 10, so that the earth and sand take-in directions are the same as the rotation direction of the cutter head 3. Excavation is possible without disturbing the ground, and the cutter motor 10
By increasing or decreasing the rotational speed of the rotary cutter 7, the tool bit 5 and the leading bit 6 for excavating the outer peripheral side are formed.
Excavation balanced with the amount of excavation is possible. In addition, since the centers of the rotary cutters 7 are eccentric from the center of the cutter head 3 in advance, it is possible to excavate to the center of the cutter head 3.
【００１５】なお上記実施例では中心軸９の偏心位置に
設けられた軸受け８に軸７ｂの一端を支承したが、図６
に示すように軸７ｂの一端にベベルギヤ１６を固着して
これらベベルギヤ１６を中心軸９の偏心位置に設けたベ
ベルギヤ１７と噛合させるようにすれば、一方のロータ
リカッタ７をカッタモータ１０で回転させることによ
り、両ロータリカッタ７を逆方向へ回転駆動できるた
め、カッタモータ１０を１基にすることができる。また
図７に示すように、中心軸９内にカッタモータ１０によ
り回転される駆動軸１９にベベルギヤ２０を設けて、こ
のベベルギヤ２０と、各ロータリカッタ７の軸７ｂに固
着されたベベルギヤ２１と噛合させることにより、シー
ルド本体１内に設けた１基のカッタモータ１０で両ロー
タリカッタ７を逆方向へ回転駆動することもできる。In the above embodiment, one end of the shaft 7b is supported by the bearing 8 provided at the eccentric position of the center shaft 9.
When the bevel gear 16 is fixed to one end of the shaft 7b and the bevel gear 16 is meshed with a bevel gear 17 provided at an eccentric position of the center shaft 9, one rotary cutter 7 is rotated by the cutter motor 10. Thus, both rotary cutters 7 can be driven to rotate in opposite directions, so that one cutter motor 10 can be used. As shown in FIG. 7, a bevel gear 20 is provided on a drive shaft 19 which is rotated by a cutter motor 10 in a center shaft 9, and this bevel gear 20 meshes with a bevel gear 21 fixed to the shaft 7 b of each rotary cutter 7. By doing so, both rotary cutters 7 can be driven to rotate in opposite directions by one cutter motor 10 provided in the shield body 1.
【図１】従来のシールド掘進機のカッタヘッドを示す説
明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a cutter head of a conventional shield machine.
【図２】この発明の一実施例になるシールド掘進機の断
面図である。FIG. 2 is a sectional view of a shield machine according to an embodiment of the present invention.
【図３】この発明の一実施例になるシールド掘進機の正
面図である。FIG. 3 is a front view of a shield machine according to an embodiment of the present invention.
【図４】図３のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line XX of FIG. 3;
【図５】図３のＹ−Ｙ線に沿う拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along line YY of FIG. 3;
【図６】ロータリカッタ部分の他の実施例を示す説明図
である。FIG. 6 is an explanatory view showing another embodiment of a rotary cutter portion.
【図７】ロータリカッタ部分の他の実施例を示す説明図
である。FIG. 7 is an explanatory view showing another embodiment of a rotary cutter portion.
１ シールド本体 ３ カッタヘッド ３ａ 開口部 ７ ロータリカッタ １０ カッタモータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield body 3 Cutter head 3a Opening 7 Rotary cutter 10 Cutter motor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平３−122195（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−5799（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21D 9/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-122195 (JP, U) JP-A-3-5799 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 9/08
Claims (3)
けられたカッタヘッド(3)の前面に、放射方向に多数の
カッタビットを取付けたシールド掘進機において、上記
カッタヘッド(3)の前面中央近傍に開口部(3a)を設ける
と共に、この開口部(3a)に、カッタヘッド(3)の回転に
よって転動する方向とは逆の方向にカッタモータによっ
て回転されるロータリカッタ(7)を設けてなるシールド
掘進機。1. A shield machine in which a plurality of cutter bits are mounted in a radial direction on a front surface of a cutter head (3) rotatably provided at a front portion of a shield body (1 ). An opening (3a) is provided near the center of the front surface of the cutter, and the opening (3a) is used to rotate the cutter head (3).
Therefore, the cutter motor rotates in the direction opposite to the rolling direction.
A shield machine equipped with a rotary cutter (7) that is rotated .
(3)の中心をはさんで左右に複数個設置し、カッタヘッ
ド正面から見て、これら左右に設けたカッタヘッド(7)
が互いに逆方向に回転するようにした、請求項１記載の
シールド掘進機。Wherein said rotary cutter (7) cutter head
Place multiple pieces on the left and right across the center of (3), and
When viewed from the front, the cutter heads provided on these left and right (7)
2. A shield machine according to claim 1, wherein said shield excavators rotate in opposite directions.
に配置した上記複数個のロータリカッタ(7)は、カッタ
ヘッドの左右で非対称な位置となるよう予め偏心させて
なる、請求項２記載のシールド掘進機。Wherein said plurality of rotary cutter which is disposed on the left and right across the center of the cutter head (3) (7), the cutter
The shield machine according to claim 2, wherein the shield excavator is preliminarily eccentric so as to be asymmetrical on the left and right sides of the head .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10237792A JP3161804B2 (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10237792A JP3161804B2 (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Shield machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280286A JPH05280286A (en) | 1993-10-26 |
| JP3161804B2 true JP3161804B2 (en) | 2001-04-25 |
Family
ID=14325776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10237792A Expired - Lifetime JP3161804B2 (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Shield machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161804B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114382495A (en) * | 2022-01-28 | 2022-04-22 | 中交天和机械设备制造有限公司 | Shield machine main bearing working condition load detection system and method |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP10237792A patent/JP3161804B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05280286A (en) | 1993-10-26 |
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