JP2000064782A - Eccentric multi-spindle excavator - Google Patents

Eccentric multi-spindle excavator

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JP2000064782A
JP2000064782A JP24044098A JP24044098A JP2000064782A JP 2000064782 A JP2000064782 A JP 2000064782A JP 24044098 A JP24044098 A JP 24044098A JP 24044098 A JP24044098 A JP 24044098A JP 2000064782 A JP2000064782 A JP 2000064782A
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frame
pipe
rotary drum
gear
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Hiroshi Hosaka
博 保坂
Masayuki Araike
正幸 荒池
Katsumi Kadota
克美 門田
Toshiaki Okubo
俊明 大久保
Juichi Ishii
重一 石井
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IHI Corp
Daiho Construction Co Ltd
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IHI Corp
Daiho Construction Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent damage of a device due to displacement in the axial direction and the radial direction generated in a cutter frame and to synchronously rotate a cutter-piping rotary drum accurately with the cutter frame. SOLUTION: In the eccentric multi-spindle excavator, in which a cutter frame 2 eccentrically rotated by a specified radius is installed at the front section of a shield frame, a guide pipe 30 covering utility lines L to the various equipments of the cutter frame 2 is mounted between the shield frame and the cutter frame 2 so as to be made to follow up to the eccentric revolution of the cutter frame 2 and be revolved and a cutter-piping rotary drum 22 making the guide pipe 30 follow up to the shield frame 1 side of the guide pipe 30 and eccentrically rotating the guide pipe 30 is set up, the cutter-piping rotary drum 22 is connected to a cutter driving section 32 turning the cutter frame 2 through a synchronous turning device 36 and driven.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、あらゆる断面形状
のトンネルを掘削・建設可能な偏芯多軸掘削機に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an eccentric multi-axis excavator capable of excavating and constructing tunnels of any cross-sectional shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のトンネル掘削機では、原則として
高さや幅方向に無駄の多い円形断面のトンネルしか掘削
することができないため、都市の道路下等の制約の多い
地下空間に新たにトンネルを建設する場合には掘削自体
又はその地下空間を有効利用することが困難な場合が多
かった。
2. Description of the Related Art In conventional tunnel excavators, as a general rule, only tunnels of circular cross section that are wasteful in height and width directions can be excavated. When constructing, it was often difficult to effectively use the excavation itself or its underground space.

【0003】そのため、最近ではいわゆる任意断面掘削
工法と称される新しい掘削工法及びその工法を実現する
ための偏芯多軸掘削機が提案されており、上述したよう
な制約の多い都市の道路下の地下空間に対して任意の断
面形状を有する効率的なトンネルの掘削・建設を可能と
すると共に、実際にその適用も計画されている。
For this reason, recently, a new excavation method called a so-called arbitrary cross-section excavation method and an eccentric multi-axis excavator for realizing the method have been proposed. It enables the efficient excavation and construction of tunnels with an arbitrary cross-sectional shape in the underground space, and its application is actually planned.

【0004】この偏芯多軸掘削機は、図3及び図4に示
すように例えば断面矩形状をしたシールドフレーム1の
前面にこのシールドフレーム1と相似形をした小型のカ
ッタフレーム2を備えると共に、このカッタフレーム2
のカッタ支持ビーム3を回転子4を介してカッタ駆動軸
5に偏芯させてクランク状に連結したものであり、この
回転子4をカッタ駆動軸5を中心に回転させ、図5
(a)〜(d)に示すようにカッタフレーム2をシール
ドフレーム1の径方向に所定の半径で偏芯回転させるこ
とでシールドフレーム1と略相似形(矩形状)の断面形
状のトンネルを掘削・建設するようにしたものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, this eccentric multi-axis excavator is provided with a small cutter frame 2 similar to the shield frame 1 on the front surface of a shield frame 1 having a rectangular cross section, for example. , This cutter frame 2
The cutter supporting beam 3 is eccentric to the cutter driving shaft 5 via the rotor 4 and is connected in a crank shape. The rotor 4 is rotated about the cutter driving shaft 5 to
As shown in (a) to (d), the cutter frame 2 is eccentrically rotated in the radial direction of the shield frame 1 at a predetermined radius to excavate a tunnel having a cross-sectional shape substantially similar to the shield frame 1 (rectangular shape). -It was constructed.

【0005】従って、この偏芯多軸掘削機のシールドフ
レーム1の断面形状と相似形のカッタフレーム2を用い
ることで、上述したような矩形断面の他に、例えば、楕
円形断面,円弧状矩形断面,馬蹄形断面,突起付円形断
面等のあらゆる断面形状のトンネルを容易に掘削・建設
できるようになっている。
Therefore, by using the cutter frame 2 having a shape similar to the cross-sectional shape of the shield frame 1 of this eccentric multi-axis excavator, in addition to the above-mentioned rectangular cross-section, for example, an elliptical cross-section or an arc-shaped rectangle. It is possible to easily excavate and construct tunnels of any cross-sectional shape, such as cross-sections, horseshoe-shaped cross sections, and circular cross sections with protrusions.

【0006】また、この偏芯多軸掘削機は、任意断面形
状のトンネルを掘削・建設できる他に、カッタフレー
ム2に設けられた全てのカッタビット6がそれぞれ独立
した同一円形の軌跡を描くように旋回することから各カ
ッタビット6の磨耗が均一となる、各カッタビット6
の回転半径が小さいため回転トルクを軽減できる等とい
った長所を有しているため、図6に示すように従来と同
様な円形断面のシールドフレームへの適用も可能となっ
ている。
The eccentric multi-axis excavator is capable of excavating and constructing a tunnel having an arbitrary cross-sectional shape, and all the cutter bits 6 provided on the cutter frame 2 draw independent and identical circular loci. Since each cutter bit 6 wears evenly due to turning to each
Since it has the advantage that the rotation torque can be reduced because the rotation radius is small, it can be applied to a shield frame having a circular cross section similar to the conventional one as shown in FIG.

【0007】尚、図3,図4中、7はシールドフレーム
1の前端部を仕切るバルクヘッド、8は各カッタ駆動軸
5を駆動するカッタ駆動モータ、9は掘削した土砂を取
り出すスクリューコンベア、10はセグメントsを組み
立てるためのエレクターである。
3 and 4, 7 is a bulkhead for partitioning the front end of the shield frame 1, 8 is a cutter drive motor for driving each cutter drive shaft 5, 9 is a screw conveyor for taking out excavated earth and sand, 10 Is an erector for assembling the segment s.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した偏
芯多軸掘削機のカッタフレーム2には、例えば図7に示
すようにカッタフレーム2に設けられたコピーカッタ2
a,2aを出没するための各種油圧シリンダ16や薬液
注入口17あるいは土圧計等のセンサ類(図示せず)が
付設されている。そして、これらに接続される油圧配管
や電気ケーブル,薬注管等のユーティリティラインL
は、図8に示すようにカッタフレーム2とバルクヘッド
7間に架け渡されたガイドパイプ11内を通過してシー
ルドフレーム1内から引き延ばされるようになってい
る。すなわち、このガイドパイプ11は図8〜図10に
示すようにその端部が軸受け12を介してカッタフレー
ム2側に接続されると共に、他端部がシールドフレーム
1に回転自在に支持されたカッタ配管回転ドラム13側
にその軸心部から偏芯した位置に接続されるようになっ
ており、カッタフレーム2の動きに追従してガイドパイ
プ11及びカッタ配管回転ドラム13がカッタ配管回転
ドラム13の軸心部を軸として、カッタフレーム2と同
期回転することでユーティリティラインLを保護しつつ
カッタフレーム2側に引き延ばすようになっている。
The cutter frame 2 of the above-described eccentric multi-axis excavator is, for example, a copy cutter 2 provided on the cutter frame 2 as shown in FIG.
Various hydraulic cylinders 16 for retracting the a and 2a, a chemical liquid inlet 17, and sensors (not shown) such as an earth pressure gauge are attached. Then, utility lines L such as hydraulic pipes, electric cables, and chemical injection pipes connected to these
8 passes through the inside of the guide pipe 11 spanned between the cutter frame 2 and the bulkhead 7 and is extended from the inside of the shield frame 1. That is, as shown in FIGS. 8 to 10, the guide pipe 11 has an end portion connected to the cutter frame 2 side via a bearing 12, and the other end portion rotatably supported by the shield frame 1. The pipe pipe is connected to the pipe rotating drum 13 at a position eccentric from the axial center of the pipe drum, and the guide pipe 11 and the cutter pipe rotating drum 13 follow the movement of the cutter frame 2 and are connected to each other. By rotating synchronously with the cutter frame 2 about the shaft center portion, the utility line L is protected and extended to the cutter frame 2 side.

【0009】しかしながら、このガイドパイプ11は、
その端部が直接又は軸受け12を介してそれぞれカッタ
フレーム2及びカッタ配管回転ドラム13側に連結され
ているため、図10に示すように、カッタフレーム2に
加わる土圧がガイドパイプ11を介して直接カッタ配管
回転ドラム13側に伝わってしまうことがある。その結
果、カッタ配管回転ドラム13の回転抵抗が大きくなる
ことによってカッタ配管回転ドラム13側の軸受け14
やカッタ配管回転ドラム13自体を損傷する等といった
不都合が考えられる。
However, this guide pipe 11 is
Since the ends thereof are connected to the cutter frame 2 and the cutter pipe rotary drum 13 side directly or via the bearing 12, respectively, as shown in FIG. 10, earth pressure applied to the cutter frame 2 is passed through the guide pipe 11. It may be directly transmitted to the cutter pipe rotary drum 13 side. As a result, the rotation resistance of the cutter piping rotary drum 13 increases, so that the bearing 14 on the cutter piping rotary drum 13 side increases.
Inconveniences such as damage to the cutter pipe rotary drum 13 and the like can be considered.

【0010】また、運転時のカッタフレーム2の掘削抵
抗等によりカッタフレーム2が径方向に変位した場合、
その変位が直接ガイドパイプ11に伝わってガイドパイ
プ11に無理な荷重が加わってしまい、ガイドパイプ1
1が破損してしまうといったおそれもある。
When the cutter frame 2 is displaced in the radial direction due to excavation resistance of the cutter frame 2 during operation,
The displacement is directly transmitted to the guide pipe 11 and an unreasonable load is applied to the guide pipe 11.
There is also a possibility that 1 may be damaged.

【0011】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、カ
ッタフレームに発生する軸方向及び径方向の変位による
装置の損傷を防止し、カッタ配管回転ドラムを的確にカ
ッタフレームと同期回転させることができる新規な偏芯
多軸掘削機を提供するものである。
Therefore, the present invention has been devised in order to effectively solve such a problem, and an object thereof is to prevent damage to the device due to axial and radial displacement occurring in the cutter frame. The present invention provides a novel eccentric multi-axis excavator capable of accurately rotating a cutter pipe rotary drum in synchronization with a cutter frame.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、シールドフレームの前部に、所定の半径で
偏芯回転するカッタフレームを設け、そのシールドフレ
ームとカッタフレームとの間にカッタフレームの各種機
器へのユーティリティラインを覆うガイドパイプをカッ
タフレームの偏芯回転に追従して回転するように設け、
そのガイドパイプのシールドフレーム側にガイドパイプ
を追従して偏芯回転させるカッタ配管回転ドラムを設け
た偏芯多軸掘削機において、上記カッタ配管回転ドラム
を、上記カッタフレームを回転させるカッタ駆動部に同
期回転装置を介して連結して駆動させるようにしたもの
である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a cutter frame, which is eccentrically rotated at a predetermined radius, at the front part of the shield frame, and between the shield frame and the cutter frame. A guide pipe that covers the utility line of the cutter frame to various equipment is installed so as to rotate following the eccentric rotation of the cutter frame,
In an eccentric multi-axis excavator provided with a cutter pipe rotating drum that eccentrically rotates by following the guide pipe on the shield frame side of the guide pipe, the cutter pipe rotating drum is used as a cutter driving unit that rotates the cutter frame. It is designed to be connected and driven via a synchronous rotation device.

【0013】これによれば、カッタ配管回転ドラムを同
期回転装置によって、従来のようにカッタフレームを介
さずに、カッタ駆動部から直接回転させることができる
ので、ガイドパイプは従来のような剛性を有する必要が
無い。従って、カッタフレームに加わる土圧をガイドパ
イプで逃がすことができ、その土圧が直接カッタ配管回
転ドラム側に伝わるのを防止することができ、カッタフ
レームに発生する軸方向及び径方向の変位による装置の
損傷を防止できると共に、カッタ配管回転ドラムを的確
に回転させることができる。また、同期回転装置は、掘
削土砂側ではなくシールドフレーム内に設けられている
ので、そのメンテナンスを容易に行うことができる。
According to this, since the cutter pipe rotating drum can be directly rotated by the cutter driving section by the synchronous rotating device without using the cutter frame as in the conventional case, the guide pipe has the conventional rigidity. You don't have to have one. Therefore, the earth pressure applied to the cutter frame can be released by the guide pipe, and the earth pressure can be prevented from being directly transmitted to the cutter pipe rotating drum side, and the axial and radial displacement generated in the cutter frame can be prevented. The device can be prevented from being damaged and the cutter pipe rotating drum can be rotated accurately. Further, since the synchronous rotation device is provided inside the shield frame, not on the excavated earth and sand side, the maintenance can be easily performed.

【0014】そして、上記ガイドパイプが、その先端が
上記カッタフレームに回転自在に支持され、後端が上記
カッタ配管回転ドラムに回転自在に支持されたものが好
ましい。
It is preferable that the guide pipe has a tip end rotatably supported by the cutter frame and a back end rotatably supported by the cutter pipe rotary drum.

【0015】これによれば、ガイドパイプが、偏芯回転
するカッタフレームとカッタ配管回転ドラムとの間で、
捩れることなくスムーズに偏芯回転に追従することがで
きる。
According to this, the guide pipe is provided between the cutter frame which rotates eccentrically and the cutter pipe rotary drum,
It is possible to follow eccentric rotation smoothly without twisting.

【0016】また、上記同期回転装置が、上記カッタ配
管回転ドラムに設けられた回転ドラムギヤと上記カッタ
駆動部に設けられた駆動ギヤとを連結する中間ギヤ機構
からなるものがよい。
Further, it is preferable that the synchronous rotation device comprises an intermediate gear mechanism for connecting a rotary drum gear provided on the cutter pipe rotary drum and a drive gear provided on the cutter drive unit.

【0017】さらに、上記中間ギヤ機構が、上記カッタ
フレームの回転と上記カッタ配管回転ドラムの回転とを
同期させる同期ギヤ機構を有するものがよい。
Further, it is preferable that the intermediate gear mechanism has a synchronous gear mechanism for synchronizing the rotation of the cutter frame and the rotation of the cutter pipe rotary drum.

【0018】そして、上記中間ギヤ機構が、上記カッタ
駆動部の駆動ギヤに連結される第一回転ギヤと、この第
一回転ギヤと同軸に配設され上記カッタ配管回転ドラム
の回転ドラムギヤに連結される第二回転ギヤとからな
り、上記第一回転ギヤと第二回転ギヤとのギヤ比が上記
カッタフレームと上記カッタ配管回転ドラムとが同期し
て回転するように設定されたものが好ましい。
The intermediate gear mechanism is connected to the first rotating gear connected to the drive gear of the cutter drive section, and to the rotating drum gear of the cutter pipe rotating drum which is arranged coaxially with the first rotating gear. It is preferable that the first rotary gear and the second rotary gear have a gear ratio set so that the cutter frame and the cutter pipe rotary drum rotate in synchronization with each other.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明を実施する好適一形態を添
付図面を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0020】図1は本発明に係る多軸偏芯掘削機のうち
いわゆるシールド掘削機と称される掘削機の実施の一形
態を示した断面図、図2は図1のA部拡大図である。図
中2は上述したカッタフレーム、7はこのカッタフレー
ム2と平行に位置し、シールドフレーム1の前面に設け
られたバルクヘッド、15はカッタフレーム2とバルク
ヘッド7間に形成されるカッタ室である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a so-called shield excavator of the multi-axis eccentric excavator according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. is there. In the figure, 2 is the above-mentioned cutter frame, 7 is a bulkhead located in parallel with the cutter frame 2 and provided on the front surface of the shield frame 1, and 15 is a cutter chamber formed between the cutter frame 2 and the bulkhead 7. is there.

【0021】図示するように、このバルクヘッド7には
軸方向に延びる外部支持筒20が一体的に設けられてお
り、その内周面にはカッタ配管回転ドラム22が外部ス
ラスト軸受け23等を介して回転自在に軸支されてい
る。カッタ配管回転ドラム22のカッタフレーム2側は
閉止板21によって閉じられている。また、このカッタ
配管回転ドラム22の閉止板21には径方向外側に突出
したフランジ24が形成されており、カッタ配管回転ド
ラム22が外部支持筒20からバルクヘッド7内に脱落
しないように規制されている。さらに、このカッタ配管
回転ドラム22のカッタフレーム2側周縁部にはシール
部材25が設けられており、カッタ室15側の土砂等が
カッタ配管回転ドラム22と外部支持筒20との隙間に
入り込まないようにシールしている。
As shown in the figure, the bulkhead 7 is integrally provided with an external support cylinder 20 extending in the axial direction, and a cutter pipe rotary drum 22 is provided on the inner peripheral surface thereof via an external thrust bearing 23 and the like. Is rotatably supported. The cutter frame 2 side of the cutter pipe rotary drum 22 is closed by a closing plate 21. Further, a flange 24 protruding outward in the radial direction is formed on the closing plate 21 of the cutter pipe rotary drum 22, and the cutter pipe rotary drum 22 is regulated so as not to drop from the external support cylinder 20 into the bulkhead 7. ing. Further, a seal member 25 is provided on the peripheral edge of the cutter piping rotary drum 22 on the cutter frame 2 side so that earth and sand on the cutter chamber 15 side does not enter the gap between the cutter piping rotary drum 22 and the external support cylinder 20. It is sealed like this.

【0022】また、このカッタ配管回転ドラム22の外
部支持筒20内には、両端が開口した状態の偏芯パイプ
26が閉止板21を貫通するように設けられている。ま
た、この偏芯パイプ26は、上記外部支持筒20の回転
軸Xから外れた位置に固定された内部支持筒27内に内
部スラスト軸受け28等を介して回転自在に軸支されて
おり、その回転軸Yが外部支持筒20の回転軸Xから偏
芯して位置するようになっている。尚、図中、29は内
部支持筒27を外部支持筒20から支持するためのリブ
である。
An eccentric pipe 26 having both ends opened is provided in the outer support cylinder 20 of the cutter pipe rotary drum 22 so as to penetrate the closing plate 21. The eccentric pipe 26 is rotatably supported by an internal thrust bearing 28 and the like in an internal support cylinder 27 fixed at a position deviated from the rotation axis X of the external support cylinder 20. The rotation axis Y is eccentric to the rotation axis X of the external support cylinder 20. In the figure, 29 is a rib for supporting the inner support cylinder 27 from the outer support cylinder 20.

【0023】一方、カッタフレーム2側には、バルクヘ
ッド7側に延びるガイドパイプ30が設けられている。
このガイドパイプ30はそのカッタフレーム2側端部が
カッタフレーム2内と連通するように回転自在に接続さ
れていると共に、その他端部はカッタ室15を斜め下方
に横断して上記カッタ配管回転ドラム22に設けられた
偏芯パイプ26側に延出され回転自在に接続されてお
り、両者が相互に連通するようになっている。
On the other hand, on the cutter frame 2 side, a guide pipe 30 extending to the bulkhead 7 side is provided.
The guide pipe 30 is rotatably connected so that its end portion on the side of the cutter frame 2 communicates with the inside of the cutter frame 2, and the other end of the guide pipe 30 traverses the cutter chamber 15 obliquely downward and the cutter pipe rotary drum. 22 is extended to the side of the eccentric pipe 26 and is rotatably connected to each other so that they can communicate with each other.

【0024】図2に示すように、ガイドパイプ30と偏
芯パイプ26とは、後述のシール部材31によって接続
されており、構造的には縁を切られている。これによれ
ば、ガイドパイプ30が、偏芯回転するカッタフレーム
2とカッタ配管回転ドラム22との間で、捩れることな
くスムーズに偏芯回転に追従することができると共に、
ガイドパイプ30の軸方向へのズレが多少、許容される
こととなる。
As shown in FIG. 2, the guide pipe 30 and the eccentric pipe 26 are connected by a seal member 31 described later, and are structurally cut off at the edges. According to this, the guide pipe 30 can smoothly follow the eccentric rotation without being twisted between the cutter frame 2 and the cutter pipe rotating drum 22 that rotate eccentrically.
Some deviation in the axial direction of the guide pipe 30 will be allowed.

【0025】また、ガイドパイプ30とカッタ配管回転
ドラム22との接合部のカッタ配管回転ドラム22側に
は、径方向内側が前方にテーパ状に突出した凸型リング
43が設けられている。この凸型リング43に対向し
て、そのガイドパイプ30側には径方向内側が前方にテ
ーパ状に窪んだ凹型リング44が設けられている。この
凹型リング44には、凸型リング43に延びてカッタ室
15とガイドパイプ30内部とを区画するシール部材3
1が設けられている。シール部材31は凸型リング43
と凹型リング44との距離よりも長い長さを有してお
り、その端部が、凸型リングのテーパ部45に当接し
て、径方向外側に折り返されている。このシール部材3
1が摺動することによって、ガイドパイプ30が偏芯パ
イプ26側に回転自在に接続されると共に、ガイドパイ
プ30の径方向へのズレが多少、許容されることとな
る。そして、そのズレはシール部材31の弾性力によっ
て、戻されることとなる。
On the side of the cutter pipe rotary drum 22 at the joint between the guide pipe 30 and the cutter pipe rotary drum 22, there is provided a convex ring 43 whose inner side in the radial direction is projected forward in a tapered shape. A concave ring 44 is provided on the guide pipe 30 side so as to face the convex ring 43, and the inner side in the radial direction is tapered forward. The concave ring 44 has a seal member 3 that extends to the convex ring 43 and divides the cutter chamber 15 from the inside of the guide pipe 30.
1 is provided. The seal member 31 is a convex ring 43.
Has a length longer than the distance between the concave ring 44 and the concave ring 44, and its end portion is in contact with the tapered portion 45 of the convex ring and is folded back radially outward. This seal member 3
By sliding 1, the guide pipe 30 is rotatably connected to the side of the eccentric pipe 26, and the radial displacement of the guide pipe 30 is allowed to some extent. Then, the deviation is returned by the elastic force of the seal member 31.

【0026】凹型リング43の外周側には、凸型リング
43側に延出した突出部46が形成されており、ガイド
パイプ30がその径方向にずれたときに、この突出部4
6が凸型リング43に接触して、ガイドパイプ30がカ
ッタ配管回転ドラム22から離脱するのを防止するよう
になっている。なお、ガイドパイプ30の内側に、図中
破線で示すような、凸型リング43の径方向内側に延出
する離脱防止リング47を設けるようにしてもよい。
A protrusion 46 extending toward the convex ring 43 is formed on the outer peripheral side of the concave ring 43. When the guide pipe 30 is displaced in the radial direction, the protrusion 4 is formed.
6 is in contact with the convex ring 43 to prevent the guide pipe 30 from coming off the cutter pipe rotary drum 22. A detachment prevention ring 47 extending inward in the radial direction of the convex ring 43 may be provided inside the guide pipe 30, as indicated by a broken line in the figure.

【0027】上記構成によって、バルクヘッド7側から
延びる油圧配管や制御ケーブル等のユーティリティライ
ンLは、掘削土砂側から区画され、偏芯パイプ26から
ガイドパイプ30内を通過してカッタフレーム2内に引
き延ばされるようになっている。
With the above structure, the utility line L such as hydraulic pipes and control cables extending from the bulkhead 7 side is partitioned from the excavated earth and sand side, passes through the eccentric pipe 26 through the guide pipe 30, and enters the cutter frame 2. It is supposed to be stretched.

【0028】カッタ配管回転ドラム22の後端には、こ
れを回転させるための回転ドラムギヤ35がその周方向
に沿って設けられている。
At the rear end of the cutter pipe rotary drum 22, a rotary drum gear 35 for rotating the cutter pipe rotary drum 22 is provided along the circumferential direction thereof.

【0029】図8に示す従来の偏芯多軸掘削機と同様
に、シールドフレーム1の内部で、カッタ配管回転ドラ
ム22の上方及び下方には、カッタフレーム2を偏芯回
転させるためのカッタ駆動部32がそれぞれ設けられて
いる。カッタ駆動部32は、カッタ駆動軸5と、これを
駆動するカッタ駆動モータ8とから構成されている。カ
ッタ駆動軸5には、カッタ駆動モータ8に設けられたモ
ータギヤ33に歯合する駆動ギヤ34が設けられてい
る。
Similar to the conventional eccentric multi-axis excavator shown in FIG. 8, inside the shield frame 1, above and below the cutter pipe rotary drum 22, a cutter drive for eccentrically rotating the cutter frame 2 is provided. Each section 32 is provided. The cutter driving unit 32 includes a cutter driving shaft 5 and a cutter driving motor 8 that drives the cutter driving shaft 5. The cutter drive shaft 5 is provided with a drive gear 34 that meshes with a motor gear 33 provided on the cutter drive motor 8.

【0030】図1に示すように、上下の駆動ギヤ34の
うち上方の駆動ギヤ34と、カッタ配管回転ドラム22
に設けられた回転ドラムギヤ35との間には、カッタ配
管回転ドラム22を、カッタフレーム2と同期回転させ
るための同期回転装置36が介設されている。
As shown in FIG. 1, of the upper and lower drive gears 34, the upper drive gear 34 and the cutter pipe rotary drum 22.
A synchronous rotation device 36 for rotating the cutter pipe rotary drum 22 in synchronism with the cutter frame 2 is interposed between the rotary drum gear 35 and the rotary drum gear 35.

【0031】同期回転装置36は、回転ドラムギヤ35
と駆動ギヤ34とを連結する中間ギヤ機構37からな
り、この中間ギヤ機構37は、カッタフレーム2の回転
とカッタ配管回転ドラム22の回転とを同期させる同期
ギヤ機構38を有している。
The synchronous rotation device 36 includes a rotary drum gear 35.
And a drive gear 34 are connected to each other. The intermediate gear mechanism 37 has a synchronous gear mechanism 38 for synchronizing the rotation of the cutter frame 2 and the rotation of the cutter pipe rotary drum 22.

【0032】具体的には、中間ギヤ機構37は、カッタ
駆動部32の駆動ギヤ34に連結される第一回転ギヤ3
9と、この第一回転ギヤ39と同じ回転軸41に配設さ
れカッタ配管回転ドラム22の回転ドラムギヤ35に連
結される第二回転ギヤ40とからなっている。回転軸4
1は、カッタ駆動軸5と平行に設けられている。第一回
転ギヤ39と第二回転ギヤ40とのギヤ比は、カッタフ
レーム2とカッタ配管回転ドラム22とが同期して回転
するように設定されている。
Specifically, the intermediate gear mechanism 37 is connected to the drive gear 34 of the cutter drive unit 32, and the first rotary gear 3 is connected to the drive gear 34.
9 and a second rotary gear 40 arranged on the same rotary shaft 41 as the first rotary gear 39 and connected to the rotary drum gear 35 of the cutter pipe rotary drum 22. Rotating shaft 4
1 is provided in parallel with the cutter drive shaft 5. The gear ratio between the first rotary gear 39 and the second rotary gear 40 is set so that the cutter frame 2 and the cutter pipe rotary drum 22 rotate in synchronization with each other.

【0033】すなわち、駆動ギヤ34の回転によって、
第一回転ギヤ39が逆回転し、これと同じ方向に第二回
転ギヤ40が回転する。この第二回転ギヤ40の回転に
よって、回転ドラムギヤ35が、駆動ギヤ34と同じ方
向に回転する。そして、上記ギヤ比によって、カッタフ
レーム2とカッタ配管回転ドラム22とが同期して同じ
方向に回転するようになっている。
That is, by the rotation of the drive gear 34,
The first rotary gear 39 rotates in the reverse direction, and the second rotary gear 40 rotates in the same direction. The rotation of the second rotary gear 40 causes the rotary drum gear 35 to rotate in the same direction as the drive gear 34. The cutter ratio and the cutter pipe rotary drum 22 are synchronously rotated in the same direction by the above gear ratio.

【0034】次に、本発明の作用を説明する。Next, the operation of the present invention will be described.

【0035】バルクヘッド7の前方に位置するカッタフ
レーム2が、カッタ駆動部32によって、所定の半径で
偏芯回転する。これと同時に、カッタ駆動部32の駆動
ギヤ34の回転によって、中間ギヤ機構37が回転され
てカッタ配管回転ドラム22が、カッタフレーム2の偏
芯回転と同期して回転する。この回転によって、カッタ
配管回転ドラム22内にその回転軸Xから偏芯して軸支
された偏芯パイプ26が、カッタフレーム2の偏芯回転
に追従して偏芯回転する。
The cutter frame 2 located in front of the bulkhead 7 is eccentrically rotated with a predetermined radius by the cutter driving unit 32. At the same time, the intermediate gear mechanism 37 is rotated by the rotation of the drive gear 34 of the cutter drive unit 32, and the cutter pipe rotary drum 22 rotates in synchronization with the eccentric rotation of the cutter frame 2. By this rotation, the eccentric pipe 26, which is eccentrically supported from the rotation axis X in the cutter piping rotary drum 22, rotates eccentrically following the eccentric rotation of the cutter frame 2.

【0036】これによって、カッタフレーム2の偏芯回
転時にバルクヘッド7内から延びるユーティリティライ
ンLが無理な応力やカッタ室15内の土砂などの悪影響
を受けることなく良好にカッタフレーム2内に引き延ば
されることとなる。
As a result, the utility line L extending from the inside of the bulkhead 7 when the cutter frame 2 is eccentrically rotated is favorably extended into the cutter frame 2 without being adversely affected by unreasonable stress or soil in the cutter chamber 15. Will be done.

【0037】このように、同期回転装置36によって、
カッタ配管回転ドラム22をカッタ駆動部32から直接
回転させるようにしたことによって、従来のように、カ
ッタ配管回転ドラム22を回転させるのにカッタフレー
ム2を介さなくてよい。従って、カッタフレーム2とカ
ッタ配管回転ドラム22側を連結するガイドパイプ30
を従来のガイドパイプ11程強固にする必要が無いの
で、比較的柔軟に形成可能となるため、カッタフレーム
2に加わる土圧をガイドパイプ30によって逃がすこと
ができ、その土圧が直接カッタ配管回転ドラム22側に
伝わってしまうことがない。さらに、ガイドパイプ30
と偏芯パイプ26とは、シール部材31によって接続さ
れており、構造的には縁を切られているので、土圧が大
きい場合でも、確実に土圧のカッタ配管回転ドラム22
側への伝達を防止できる。その結果、カッタ配管回転ド
ラム13側の軸受け14やカッタ配管回転ドラム22自
体の損傷を防止することができる。
Thus, by the synchronous rotation device 36,
Since the cutter pipe rotary drum 22 is rotated directly from the cutter drive unit 32, the cutter frame 2 does not have to be interposed to rotate the cutter pipe rotary drum 22 as in the conventional case. Therefore, the guide pipe 30 that connects the cutter frame 2 and the cutter pipe rotary drum 22 side
Since it does not need to be as strong as the conventional guide pipe 11, it can be formed relatively flexibly, so the earth pressure applied to the cutter frame 2 can be released by the guide pipe 30, and the earth pressure can be directly rotated by the cutter pipe. It will not be transmitted to the drum 22 side. Furthermore, the guide pipe 30
The eccentric pipe 26 and the eccentric pipe 26 are connected by a seal member 31 and are structurally cut off at the edges, so that the cutter pipe rotary drum 22 that reliably receives earth pressure even when the earth pressure is large.
The transmission to the side can be prevented. As a result, it is possible to prevent damage to the bearing 14 on the cutter pipe rotary drum 13 side and the cutter pipe rotary drum 22 itself.

【0038】また、運転時のカッタフレーム2の掘削抵
抗等によりカッタフレーム2が径方向に変位した場合で
あっても、ガイドパイプ30が比較的柔軟に形成されて
いるので、その変位をカッタ配管回転ドラム22に伝え
ることなく逃がすことができる。これによって、ガイド
パイプ30自体の損傷を防止することができる。
Further, even when the cutter frame 2 is displaced in the radial direction due to excavation resistance of the cutter frame 2 during operation, since the guide pipe 30 is formed relatively flexibly, the displacement is caused by the cutter pipe. It can be released without being transmitted to the rotary drum 22. This can prevent damage to the guide pipe 30 itself.

【0039】さらに、同期回転装置36は、掘削土砂側
ではなくシールドフレーム2内に設けられた中間ギヤ機
構37にて構成されているので、不具合時の補修や点検
等のメンテナンスを、シールドフレーム2の内側から容
易に行うことができる。
Further, since the synchronous rotation device 36 is composed of the intermediate gear mechanism 37 provided inside the shield frame 2 rather than on the excavated earth and sand side, the shield frame 2 can be used for maintenance such as repair and inspection at the time of malfunction. Can be easily done from inside.

【0040】なお、本実施の形態では、シールド掘削機
の場合で説明したが、筒状のシールドフレームをもたな
いいわゆるTBM(トンネルボーリングマシン)や、完
全なトンネルでなく、地表面のみを溝状に掘削する場合
の掘削機にも同様に適用することができることは勿論で
ある。
In the present embodiment, the case of the shield excavator has been described. However, a so-called TBM (tunnel boring machine) without a cylindrical shield frame or a complete tunnel, not only a ground surface, is ditched. It is needless to say that the same can be applied to an excavator when excavating in a shape.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、カッタフ
レームや加わる土圧や掘削抵抗等によるカッタフレーム
の軸方向及び径方向の変位を、ガイドパイプによって逃
がすことができる。従って、カッタフレームの変位によ
る応力が直接カッタ配管回転ドラム側へ伝わることがな
くなり、回転体本体やその軸受け部及びこの回転体を軸
支するバルクヘッド等への悪影響を効果的に回避するこ
とができるので、装置の損傷を防止でき、カッタ配管回
転ドラムを的確にカッタフレームと同期回転させること
ができるという優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, the axial displacement and the radial displacement of the cutter frame due to the cutter frame, applied earth pressure, excavation resistance, etc. can be released by the guide pipe. Therefore, the stress due to the displacement of the cutter frame is not directly transmitted to the cutter pipe rotating drum side, and it is possible to effectively avoid adverse effects on the rotating body main body, the bearing portion thereof, the bulkhead that pivotally supports the rotating body, and the like. As a result, the device can be prevented from being damaged, and the cutter pipe rotating drum can be accurately rotated in synchronization with the cutter frame.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の一形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A in FIG.

【図3】従来の偏芯多軸掘削機の一例を示す正面図であ
る。
FIG. 3 is a front view showing an example of a conventional eccentric multi-axis excavator.

【図4】従来の偏芯多軸掘削機の一例を示す側面図であ
る。
FIG. 4 is a side view showing an example of a conventional eccentric multi-axis excavator.

【図5】従来の偏芯多軸掘削機の作用例を示す説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory view showing an operation example of a conventional eccentric multi-axis excavator.

【図6】従来の偏芯多軸掘削機の一例を示す正面図であ
る。
FIG. 6 is a front view showing an example of a conventional eccentric multi-axis excavator.

【図7】図7に示す従来の偏芯多軸掘削機の作用例を示
す正面図である。
FIG. 7 is a front view showing an operation example of the conventional eccentric multi-axis excavator shown in FIG. 7.

【図8】従来の偏芯多軸掘削機のユーティリティライン
の配設状態を示す側面図である。
FIG. 8 is a side view showing an arrangement state of a utility line of a conventional eccentric multi-axis excavator.

【図9】従来のユーティリティラインのガイドパイプの
動作状態を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an operating state of a guide pipe of a conventional utility line.

【図10】従来のユーティリティラインのガイドパイプ
の設置状態を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an installed state of a conventional utility line guide pipe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールドフレーム 2 カッタフレーム 22 カッタ配管回転ドラム 30 ガイドパイプ 32 カッタ駆動部 34 駆動ギヤ 35 回転ドラムギヤ 36 同期回転装置 37 中間ギヤ機構 38 同期ギヤ機構 39 第一回転ギヤ 40 第二回転ギヤ L ユーティリティライン 1 shield frame 2 cutter frame 22 Cutter piping rotary drum 30 guide pipe 32 cutter drive 34 drive gear 35 rotating drum gear 36 Synchronous rotation device 37 Intermediate gear mechanism 38 Synchronous gear mechanism 39 First rotating gear 40 Second rotating gear L Utility line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒池 正幸 愛知県知多市北浜町11番1号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 門田 克美 愛知県知多市北浜町11番1号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 大久保 俊明 愛知県知多市北浜町11番1号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 石井 重一 愛知県知多市北浜町11番1号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 Fターム(参考) 2D054 AB01 AB05 AB07 BA10 BB09   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masayuki Araike             11-11 Kitahamacho, Chita City, Aichi Prefecture Ishikawajima Harima             Heavy industry Aichi factory (72) Inventor Katsumi Kadota             11-11 Kitahamacho, Chita City, Aichi Prefecture Ishikawajima Harima             Heavy industry Aichi factory (72) Inventor Toshiaki Okubo             11-11 Kitahamacho, Chita City, Aichi Prefecture Ishikawajima Harima             Heavy industry Aichi factory (72) Inventor Shigekazu Ishii             11-11 Kitahamacho, Chita City, Aichi Prefecture Ishikawajima Harima             Heavy industry Aichi factory F-term (reference) 2D054 AB01 AB05 AB07 BA10 BB09

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シールドフレームの前部に、所定の半径
で偏芯回転するカッタフレームを設け、そのシールドフ
レームとカッタフレームとの間にカッタフレームの各種
機器へのユーティリティラインを覆うガイドパイプをカ
ッタフレームの偏芯回転に追従して回転するように設
け、そのガイドパイプのシールドフレーム側にガイドパ
イプを追従して偏芯回転させるカッタ配管回転ドラムを
設けた偏芯多軸掘削機において、上記カッタ配管回転ド
ラムを、上記カッタフレームを回転させるカッタ駆動部
に同期回転装置を介して連結して駆動させるようにした
ことを特徴とする偏芯多軸掘削機。
1. A cutter frame, which is eccentrically rotated with a predetermined radius, is provided at a front portion of a shield frame, and a guide pipe is provided between the shield frame and the cutter frame to cover a utility line of the cutter frame to various devices. An eccentric multi-axis excavator provided with a cutter pipe rotating drum which is provided so as to rotate following the eccentric rotation of the frame and which causes the guide pipe to follow the eccentric rotation on the shield frame side of the guide pipe. An eccentric multi-axis excavator, characterized in that a pipe rotating drum is connected to a cutter driving unit for rotating the cutter frame via a synchronous rotation device and driven.
【請求項2】 上記ガイドパイプが、その先端が上記カ
ッタフレームに回転自在に支持され、後端が上記カッタ
配管回転ドラムに回転自在に支持された請求項1記載の
偏芯多軸掘削機。
2. The eccentric multi-axis excavator according to claim 1, wherein the guide pipe has a front end rotatably supported by the cutter frame and a rear end rotatably supported by the cutter pipe rotary drum.
【請求項3】 上記同期回転装置が、上記カッタ配管回
転ドラムに設けられた回転ドラムギヤと上記カッタ駆動
部に設けられた駆動ギヤとを連結する中間ギヤ機構から
なる請求項1又は2記載の偏芯多軸掘削機。
3. The bias according to claim 1, wherein the synchronous rotation device comprises an intermediate gear mechanism that connects a rotary drum gear provided on the cutter pipe rotary drum and a drive gear provided on the cutter drive unit. A core multi-axis excavator.
【請求項4】 上記中間ギヤ機構が、上記カッタフレー
ムの回転と上記カッタ配管回転ドラムの回転とを同期さ
せる同期ギヤ機構を有する請求項3記載の偏芯多軸掘削
機。
4. The eccentric multi-axis excavator according to claim 3, wherein the intermediate gear mechanism has a synchronous gear mechanism for synchronizing the rotation of the cutter frame and the rotation of the cutter pipe rotary drum.
【請求項5】 上記中間ギヤ機構が、上記カッタ駆動部
の駆動ギヤに連結される第一回転ギヤと、この第一回転
ギヤと同軸に配設され上記カッタ配管回転ドラムの回転
ドラムギヤに連結される第二回転ギヤとからなり、上記
第一回転ギヤと第二回転ギヤとのギヤ比が上記カッタフ
レームと上記カッタ配管回転ドラムとが同期して回転す
るように設定された請求項4記載の偏芯多軸掘削機。
5. The intermediate gear mechanism is connected to a first rotary gear connected to a drive gear of the cutter drive unit, and to a rotary drum gear of the cutter pipe rotary drum, which is arranged coaxially with the first rotary gear. 5. The second rotary gear according to claim 4, wherein the gear ratio between the first rotary gear and the second rotary gear is set so that the cutter frame and the cutter pipe rotary drum rotate in synchronization with each other. Eccentric multi-axis excavator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113236132A (en) * 2021-06-25 2021-08-10 核工业北京化工冶金研究院 Eccentric double-blade ground-immersed drilling cutting tool
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