JP2010236314A - Vertical shaft excavator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical shaft excavator suitable for efficient excavation. <P>SOLUTION: This vertical shaft excavator includes: a main frame 3 which is lowered in the state of being suspended in a vertical shaft 2, which is fixed to a pit wall in the state of making the vertical shaft 2 agree with a center position, and which is equipped with an opening 60 for carrying out removed soil, allowing the passage of a means for discharging excavated sediment; a revolving frame 4 which is driven for revolution by being arranged in the main frame 3 in such a manner as to be revolved on the central axis of the main frame 3; a swing boom 5 which is provided at the lower end of the revolving frame 4, which has a base end connected to the horizontal axis in the direction of a normal line with respect to the radial direction of the vertical shaft 2, and which is arranged swingably in the radial surface of the vertical shaft 2 with respect to the revolving frame 4; and an excavation unit 6 which is provided at the leading end of the swing boom 5, which has a base end connected to the horizontal axis in the direction of the normal line with respect to the radial direction of the vertical shaft 2, which is arranged swingably in the radial surface of the vertical shaft 2 with respect to the swing boom 5, and which excavates natural ground by rotating a cutter head 7 arranged at a leading end. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、立坑掘削機に関するものである。   The present invention relates to a shaft excavator.

従来、この種の立坑掘削機としては、カッタにて掘削するものやブレーカにより掘削するものがある(特許文献1〜3参照)。   Conventionally, as this type of shaft excavator, there are an excavator using a cutter and an excavator using a breaker (see Patent Documents 1 to 3).

特許文献1においては、全断面掘削機であり、グリッパによって全断面掘削機を立坑の坑壁に支承させており、中央カッタと外周カッタに2分割したカッタを駆動モータにて駆動回転するものであり、中央カッタは外周カッタより下方へ突設させて双方のカッタ間に段差を設け、中央カッタによる先行掘削部にズリ溜部を設け、ズリ出し作業の効率を向上させるようにしている。   In patent document 1, it is a full-section excavator, the full-section excavator is supported on the wall of a vertical shaft by a gripper, and a cutter divided into a center cutter and an outer cutter is driven and rotated by a drive motor. In addition, the central cutter protrudes downward from the outer cutter to provide a step between the two cutters, and a slip reservoir is provided in the preceding excavation portion by the central cutter so as to improve the efficiency of the slipping work.

特許文献2においては、大口径の立穴を掘削する際に、まず小口径のガイド穴を掘削するとともに、このガイド穴内にパイプを挿入し、次にこのパイプ内の水抜きを行った後、パイプ内に土砂排出用のバケットを吊持しておく。そして、掘削用アームを回転させて大口径の穴を掘削し、この掘削土砂をパイプ内のバケット内に落とし込み、このバケットを引き揚げることにより掘削土砂を排出するよう構成している。   In Patent Document 2, when excavating a large-diameter vertical hole, firstly excavating a small-diameter guide hole, inserting a pipe into the guide hole, and then draining the pipe, A bucket for earth and sand discharge is suspended in the pipe. Then, the excavating arm is rotated to excavate a large-diameter hole, the excavated earth and sand is dropped into a bucket in the pipe, and the excavated earth and sand are discharged by lifting the bucket.

特許文献3においては、立坑内に固定的に配設される外フレームに旋回駆動手段にて旋回する内フレームを取付け、この内フレームから掘削手段としての油圧ブレーカを備え、油圧ブレーカを岩盤に切込ませながら破砕し掘削し、その掘削範囲を旋回駆動手段により立坑の全断面に展開させるようにしている。   In Patent Document 3, an inner frame that is swiveled by swivel driving means is attached to an outer frame that is fixedly arranged in the shaft, and a hydraulic breaker is provided as an excavating means from the inner frame, and the hydraulic breaker is cut into a rock mass. It is crushed and excavated while being inserted, and the excavation range is expanded to the entire cross section of the shaft by the turning drive means.

特開平6−294276号公報JP-A-6-294276 特開平6−146762号公報JP-A-6-146762 特開平6−88475号公報JP-A-6-88475

しかしながら、特許文献1,2に示す立坑掘削機にあっては、立坑の大部分の断面を回転駆動するカッタにより掘削するものであるため、地山が硬い場合には効率よく掘削できない不具合があり、且つ地山が硬い場合を想定してカッタの回転駆動力を増加させると当該駆動力を支持するフレーム剛性も高める必要があり、軽量化できない不具合があった。   However, in the shaft excavator shown in Patent Documents 1 and 2, since the most section of the shaft is excavated by a cutter that rotationally drives, there is a problem that the excavation cannot be efficiently performed when the ground is hard. In addition, if the rotational driving force of the cutter is increased on the assumption that the ground is hard, the rigidity of the frame supporting the driving force needs to be increased, and there is a problem that the weight cannot be reduced.

また、特許文献3に示す立坑掘削機にあっては、岩盤に切込ませながら破砕し掘削する油圧ブレーカを使用し、その掘削範囲を旋回駆動手段により立坑の全断面に展開させるものであるため、効率よく掘削できない不具合があった。   Moreover, in the shaft excavator shown in Patent Document 3, a hydraulic breaker that crushes and excavates while cutting into the rock is used, and the excavation range is expanded to the entire cross section of the shaft by the turning drive means. There was a problem that could not be excavated efficiently.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、効率よく掘削するに好適な立坑掘削機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a shaft excavator suitable for efficient excavation.

本発明は、立坑内に吊下げられて降下し、立坑と中心位置を一致させた状態で坑壁に固定され、掘削した土砂の排出手段が通過する排土搬出用開口部を備えるメインフレームと、前記メインフレームに対して当該メインフレームの中心軸回りに旋回するよう配置されて旋回駆動される旋回フレームと、前記旋回フレームの下端に設けた、立坑の半径方向に対する法線方向の水平軸に、当該基端が連結され、旋回フレームに対して立坑の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブームと、前記揺動ブームの先端に設けた、立坑の半径方向に対する法線方向の水平軸に当該基端が連結され、揺動ブームに対して立坑の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッドを回転させて地山を掘削する掘削ユニットと、を備えることを特徴とする。   The present invention relates to a mainframe having a soil discharge opening that is suspended in a shaft and descends, is fixed to a shaft wall in a state in which the vertical shaft and the center position coincide with each other, and through which excavated sediment discharging means passes. A swivel frame arranged to swivel around the central axis of the main frame and driven to swivel with respect to the main frame, and a horizontal axis normal to the radial direction of the shaft provided at the lower end of the swivel frame A swing boom that is connected to the base end and is swingable in the radial plane of the shaft with respect to the revolving frame, and a normal direction to the radial direction of the shaft provided at the tip of the swing boom An excavation unit in which the base end is connected to the horizontal axis of the shaft, and is disposed so as to be capable of swinging in a radial plane of the shaft with respect to the swing boom, and excavating a natural ground by rotating a cutter head disposed at the tip; Having And features.

本発明によると、メインフレームに対して当該メインフレームの中心軸回りに旋回するよう配置されて旋回駆動される旋回フレームと、前記旋回フレームの下端に設けた、立坑の半径方向に対する法線方向の水平軸に、当該基端が連結され、旋回フレームに対して立坑の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブームと、前記揺動ブームの先端に設けた、立坑の半径方向に対する法線方向の水平軸に、当該基端が連結され、揺動ブームに対して立坑の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッドを回転させて地山を掘削する掘削ユニットと、を備える。   According to the present invention, the revolving frame arranged to revolve around the central axis of the main frame with respect to the main frame and driven to revolve, and the normal direction to the radial direction of the shaft provided at the lower end of the revolving frame The base end is connected to the horizontal axis, and the swinging boom is disposed so as to be swingable in the radial direction plane of the vertical shaft with respect to the revolving frame, and the radial direction of the vertical shaft provided at the tip of the swinging boom The base end is connected to the horizontal axis in the normal direction, and is arranged so as to be able to swing in the radial plane of the shaft with respect to the swinging boom, and the cutter head placed at the tip is rotated to excavate natural ground. A drilling unit.

このため、旋回フレームにより掘削ユニットを立坑内で旋回させて、立坑内の地山を掘削ユニットのカッタヘッドにより掘削することができ、効率よく硬い地山でも掘削できる。また、揺動ブーム及び掘削ユニットの揺動角度位置に応じて立坑内でのカッタヘッドによる掘削半径を順次設定することにより、立坑の地山の全領域を掘削することができると共に、揺動ブーム及び掘削ユニットの揺動角度位置の選定により掘削半径を大きくすることにより、掘削ユニットのカッタヘッドを立坑の坑壁を拡幅させて掘削することもでき、掘削範囲を拡大することができる。   For this reason, the excavation unit can be swiveled in the vertical shaft by the revolving frame, and the natural ground in the vertical shaft can be excavated by the cutter head of the excavation unit, so that even hard ground can be efficiently excavated. In addition, by sequentially setting the excavation radius by the cutter head in the shaft according to the swing angle position of the swing boom and the excavation unit, it is possible to excavate the whole area of the ground of the shaft, and the swing boom Further, by increasing the excavation radius by selecting the rocking angle position of the excavation unit, it is possible to excavate the cutter head of the excavation unit by widening the pit wall of the shaft, thereby expanding the excavation range.

本発明の実施の形態を示す立坑掘削機の側面図。The side view of the shaft excavator which shows embodiment of this invention. 同じく立坑掘削機の断面図。Similarly sectional drawing of a shaft excavator. 同じくメインフレームの側面図。Similarly, a side view of the main frame. 同じくメインフレームの平面図。The top view of a main frame similarly. 立坑掘削機の旋回フレームの支持機構の断面図。Sectional drawing of the support mechanism of the turning frame of a shaft excavator. 同じく旋回フレームの支持機構におけるガイドローラ部分の平面図。The top view of the guide roller part in the support mechanism of a revolving frame similarly. 同じく旋回フレームの駆動機構の平面図。The top view of the drive mechanism of a revolving frame similarly. 揺動ブームの揺動角度検出部の側面図。The side view of the swing angle detection part of a swing boom. 掘削ユニットの揺動角度検出部の側面図。The side view of the rocking | swiveling angle detection part of an excavation unit. 揺動ブームの基準位置における掘削ユニットの動作状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the operation state of the excavation unit in the reference | standard position of a rocking boom. 揺動ブームの第1位置における掘削ユニットの動作状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the operation state of the excavation unit in the 1st position of a rocking boom. 揺動ブームの第2位置における掘削ユニットの動作状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the operation state of the excavation unit in the 2nd position of a rocking boom. 揺動ブームの第3位置における掘削ユニットの動作状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the operation state of the excavation unit in the 3rd position of a rocking boom. カッタヘッドの旋回半径に対する旋回流量(A)、先端速度(B)、旋回圧力(C)の特性を示す説明図。Explanatory drawing which shows the characteristic of the turning flow volume (A) with respect to the turning radius of a cutter head, tip speed (B), and turning pressure (C). 揺動ブームの伸縮シリンダによる押付け力と、カッタヘッドの先端速度[mm/sec]と、駆動モータに供給する作動油の供給圧力[MPa]と、駆動モータに供給する作動油量[L/min]との設定値を示すパターン図。The pressing force by the telescopic cylinder of the swing boom, the tip speed [mm / sec] of the cutter head, the supply pressure of the hydraulic oil supplied to the drive motor [MPa], and the amount of hydraulic oil supplied to the drive motor [L / min ] Is a pattern diagram showing set values.

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本発明を適用する立坑掘削機1は、例えば、内径が4.5メートル、深さが500メートルとなる、比較的大径の立坑を掘削するものである。   The shaft excavator 1 to which the present invention is applied excavates a relatively large-diameter shaft having an inner diameter of 4.5 meters and a depth of 500 meters, for example.

この立坑掘削機1は、図1に示すように、立坑2内に吊下げられて降下し、立坑2と中心軸位置を一致した状態で立坑2の坑壁にグリッパ10により固定され、掘削した土砂の排出手段が通過する排土搬出用開口部を備えるメインフレーム3と、前記メインフレーム3に対して当該メインフレーム3の中心軸回りに旋回するよう配置された旋回フレーム4と、前記旋回フレーム4の下端に設けた、立坑2の半径方向に対する法線方向の水平軸を介して当該基端が連結され、旋回フレーム4に対して立坑2の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブーム5と、前記揺動ブーム5の先端に設けた、立坑2の半径方向に対する法線方向の水平軸を介して当該基端が連結され、揺動ブーム5に対して立坑2の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッド7を回転させて地山を掘削する掘削ユニット6と、を備える。   As shown in FIG. 1, the shaft excavator 1 is suspended and lowered in the shaft 2, and is fixed to the shaft wall of the shaft 2 by the gripper 10 and excavated in a state in which the central axis position coincides with the shaft 2. A main frame 3 having an opening for discharging soil through which earth and sand discharging means pass, a revolving frame 4 arranged to revolve around the central axis of the main frame 3 with respect to the main frame 3, and the revolving frame The base end is connected via a horizontal axis in the direction normal to the radial direction of the shaft 2 provided at the lower end of the shaft 4, and is arranged so as to be able to swing in the radial plane of the shaft 2 with respect to the turning frame 4. The base end of the swing boom 5 is connected to the swing boom 5 via a horizontal axis in the direction normal to the radial direction of the shaft 2 provided at the distal end of the swing boom 5. It is arranged so that it can swing in the direction plane, It comprises a drilling unit 6 to excavate the natural ground by rotating the cutter head 7 which is arranged in the end, the.

前記メインフレーム3は、図3,4に示すように、上下に配置された上側リングフレーム11及び下側リングフレーム12と、上下リングフレーム11,12を連結する円周方向等間隔に配置された複数(図示例では3個)の柱状部材13と、下側リングフレーム12に固定された旋回案内部14と、が夫々溶接等により一体に結合して構成されている。前記上側リングフレーム11の上面にはフック15が固定され、図示しない吊下げクレーンより降下された吊下げワイヤの先端を当該フック15に係合させることにより、メインフレーム3を吊下げクレーンにより吊下げるようにしている。このように、メインフレーム3は、複数(3本)の柱状部材13により上下リングフレーム11,12を連結・合体して、全体として環状の骨格構造体により構成されているため、メインフレーム3の強度を確保できると共に軽量化でき、また、吊下げウインチの吊り重量を軽減できる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the main frame 3 is arranged at equal intervals in the circumferential direction connecting the upper and lower ring frames 11 and 12 and the upper and lower ring frames 11 and 12 arranged vertically. A plurality (three in the illustrated example) of columnar members 13 and a turning guide portion 14 fixed to the lower ring frame 12 are integrally coupled by welding or the like. A hook 15 is fixed to the upper surface of the upper ring frame 11, and the main frame 3 is suspended by the suspension crane by engaging the tip of a suspension wire lowered from a suspension crane (not shown) with the hook 15. I am doing so. As described above, the main frame 3 is formed by connecting and combining the upper and lower ring frames 11 and 12 with the plurality (three) of the columnar members 13, so that the main frame 3 is configured by an annular skeleton structure as a whole. In addition to ensuring strength, the weight can be reduced, and the suspension weight of the suspension winch can be reduced.

前記上下リングフレーム11,12と柱状部材13とが連結される部位には、各リングフレーム11,12の半径方向に延び、外周側で開口する収容穴が設けられている。前記各収容穴には、油圧シリンダ等のアクチュエータ16が内蔵され、アクチュエータ16により半径方向外側へ出没可能なグリッパ10が配置されている。各グリッパ10はアクチュエータ16に対して所定角度だけ揺動可能に固定されている。   A receiving hole that extends in the radial direction of each of the ring frames 11 and 12 and opens on the outer peripheral side is provided at a portion where the upper and lower ring frames 11 and 12 and the columnar member 13 are connected. In each of the accommodation holes, an actuator 16 such as a hydraulic cylinder is built, and a gripper 10 that can be projected and retracted radially outward by the actuator 16 is disposed. Each gripper 10 is fixed so as to be swingable by a predetermined angle with respect to the actuator 16.

各グリッパ10は、アクチュエータ16により半径方向内側への待避位置に位置する際には、立坑2の坑壁から離脱しており、メインフレーム3は図示しない吊下げクレーンにより立坑2内に昇降可能である。また、各グリッパ10をアクチュエータ16により半径方向外側へ進出させる作動位置に位置する際には、立坑2の坑壁に沿って揺動してアクチュエータ16の押付力により接触し、メインフレーム3を立坑2内に固定して、後述する掘削反力と自重を支持することができる。   Each gripper 10 is separated from the wall of the shaft 2 when the gripper 10 is positioned at a radially inward position by the actuator 16, and the main frame 3 can be moved up and down in the shaft 2 by a suspension crane (not shown). is there. Further, when each gripper 10 is positioned at an operation position where the gripper 10 is moved outward in the radial direction by the actuator 16, the gripper 10 swings along the shaft wall of the shaft 2 and comes into contact with the pressing force of the actuator 16, thereby It is possible to support the excavation reaction force and its own weight, which will be described later.

このように、各グリッパ10を剛性が確保された上下リングフレーム11,12と柱状部材13との連結部位に配置しているため、メインフレーム3の剛性を確保しつつ立坑2の坑壁に確実にメインフレーム3を支持させることができる。   As described above, since each gripper 10 is arranged at the connecting portion between the upper and lower ring frames 11, 12 and the columnar member 13 with which rigidity is ensured, the main frame 3 can be reliably secured to the well wall of the shaft 2 while ensuring the rigidity of the main frame 3. The main frame 3 can be supported.

前記旋回案内部14は、図5に示すように、下側リングフレーム12下部に固定されてリング状に構成された環状フレーム14Aを備える。前記環状フレーム14Aの内面には、前記各柱状部材13同士の間において上下方向(立坑軸方向)に配置された回転軸に回転可能に配置された3個のガイドローラ17と、ガイドローラ17が配置された部位より立坑2の軸方向に位置をずらせて配置され、上下に対向して形成した環状のレール面18と、を備える。前記3個のガイドローラ17は、前記旋回フレーム4の基部に設けたリング部材21の外周に転動可能に係合して、旋回フレーム4の立坑2内での半径方向の位置決めを行う。   As shown in FIG. 5, the turning guide portion 14 includes an annular frame 14 </ b> A that is fixed to the lower portion of the lower ring frame 12 and configured in a ring shape. On the inner surface of the annular frame 14A, there are three guide rollers 17 disposed so as to be rotatable about a rotation shaft disposed in the vertical direction (vertical shaft direction) between the columnar members 13, and a guide roller 17 An annular rail surface 18 is provided that is disposed with its position shifted in the axial direction of the shaft 2 from the disposed portion, and is formed so as to face up and down. The three guide rollers 17 engage with the outer periphery of the ring member 21 provided at the base of the revolving frame 4 so as to be able to roll, and perform the positioning of the revolving frame 4 in the shaft 2 in the radial direction.

前記3個のガイドローラ17の回転軸は、図5及び図6に示すように、環状フレーム14Aから内側に突出する調整ねじにより半径方向の位置を調整可能なブロック19に支持されており、各ガイドローラ17の調整ねじによる位置調整により、前記旋回フレーム4の基部に設けたリング部材21の中心が前記メインフレーム3(立坑2)の中心と一致させた状態において、各ガイドローラ17の各ブロック19が環状フレーム14Aに固定される。   As shown in FIGS. 5 and 6, the rotation shafts of the three guide rollers 17 are supported by blocks 19 whose radial positions can be adjusted by adjusting screws protruding inward from the annular frame 14A. In the state where the center of the ring member 21 provided at the base of the revolving frame 4 is aligned with the center of the main frame 3 (the shaft 2) by adjusting the position of the guide roller 17 with the adjusting screw, each block of each guide roller 17 19 is fixed to the annular frame 14A.

また、前記環状のレール面18は、前記旋回フレーム4の基部に対して半径方向に配置した軸回りに回転可能に設けた旋回ローラ22を上下方向から挟むよう配置され、旋回ローラ22を環状のレール面18上に転動移動させることにより、旋回フレーム4の立坑2内での軸方向の位置決めを行う。このように、旋回フレーム4の基部が前記3個のガイドローラ17と環状のレール面18に転動する旋回ローラ22とにより、メインフレーム3に対して回転可能に支持されることにより、高価な大型ベアリングを用いる場合に比較して、より安価に旋回フレーム4を旋回可能に支持させることができる。   The annular rail surface 18 is disposed so as to sandwich the swivel roller 22 provided so as to be rotatable about an axis disposed in the radial direction with respect to the base of the swivel frame 4 from above and below. By rolling and moving on the rail surface 18, the revolving frame 4 is positioned in the axial direction within the shaft 2. In this way, the base of the swivel frame 4 is rotatably supported with respect to the main frame 3 by the three guide rollers 17 and the swivel roller 22 that rolls on the annular rail surface 18. Compared with the case where a large bearing is used, the swivel frame 4 can be pivotably supported at a lower cost.

前記旋回フレーム4の基部に設けたリング部材21は、図7に示すように、周方向に所定ピッチ間隔を持って複数のピン23を軸方向に固定して配置している。各ピン23はリング部材21に固定した一対の環状プレートにより上下端が固定保持され、一対の環状プレート間に位置するピン部分が、後述する駆動モータ25により回転駆動されるピニオン26が係合する。前記ピニオン26および駆動モータ25は、前記3個のガイドローラ17に対応した角度位置において、3組が下側リングフレーム12に固定して配置されている。   As shown in FIG. 7, the ring member 21 provided at the base of the swivel frame 4 has a plurality of pins 23 fixed in the axial direction with a predetermined pitch interval in the circumferential direction. The upper and lower ends of each pin 23 are fixed and held by a pair of annular plates fixed to the ring member 21, and a pinion 26 that is rotationally driven by a drive motor 25 described later is engaged with a pin portion positioned between the pair of annular plates. . Three sets of the pinion 26 and the drive motor 25 are fixed to the lower ring frame 12 at an angular position corresponding to the three guide rollers 17.

前記駆動モータ25は、油圧モータにより構成され、油圧源となる油圧ユニット30から供給される作動油圧と作動油量に基づいて、その駆動トルクと駆動速度を制御されて回転する。従って、駆動モータ25が回転されると、ピニオン26とピン23との係合によりリング部材21が回転され、メインフレーム3のガイドローラ17と旋回ローラ22とにより回転支持されている旋回フレーム4がメインフレーム3内で旋回移動する。   The drive motor 25 is constituted by a hydraulic motor, and rotates with its drive torque and drive speed controlled based on the hydraulic pressure and hydraulic oil amount supplied from the hydraulic unit 30 as a hydraulic source. Therefore, when the drive motor 25 is rotated, the ring member 21 is rotated by the engagement of the pinion 26 and the pin 23, and the swing frame 4 that is rotatably supported by the guide roller 17 and the swing roller 22 of the main frame 3 is rotated. It turns in the main frame 3.

前記メインフレーム3の下側リングフレーム12の上部には、図2に示すように、前記駆動モータ25に作動油を供給する油圧ユニット30と油圧ユニット30および後述する揺動ブーム5・掘削ユニット6の揺動角等を制御する制御盤31とが配置されている。前記油圧ユニット30は、図示しないが、電動機で駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプより吐出された作動油の圧力を制御する圧力制御弁および吐出油の供給流量を制御する流量制御弁と、を備え、これら制御弁は制御盤31によりその出力値が制御される。また、前記メインフレーム3には、立坑2内を換気するために、立坑2内に外気を供給する1本の小径の風管33と立坑2内の空気を排出する2本の大径の風管34とが配置されている。   As shown in FIG. 2, a hydraulic unit 30 for supplying hydraulic oil to the drive motor 25, a hydraulic unit 30, and a swing boom 5 and excavation unit 6 described later are disposed on the lower ring frame 12 of the main frame 3. And a control panel 31 for controlling the swing angle and the like. Although not shown, the hydraulic unit 30 includes a hydraulic pump driven by an electric motor, a pressure control valve for controlling the pressure of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and a flow rate control valve for controlling the supply flow rate of the discharged oil. The output values of these control valves are controlled by the control panel 31. The main frame 3 has one small-diameter wind pipe 33 for supplying outside air into the shaft 2 and two large-diameter winds for discharging the air in the shaft 2 in order to ventilate the shaft 2. A tube 34 is arranged.

前記メインフレーム3は、前記した旋回フレーム4およびその駆動モータ25、油圧ユニット30および制御盤31、大小の風管33,34の周縁への配置により、図2に示すように、内部に上下に貫通し、旋回フレーム4の旋回動作によっても開口している空間を形成することができる。この空間は、掘削した土砂の排出手段が通過する排土搬出用開口部60を構成している。   As shown in FIG. 2, the main frame 3 is vertically moved up and down by the arrangement of the revolving frame 4 and its drive motor 25, the hydraulic unit 30 and the control panel 31, and the large and small wind pipes 33 and 34. A space that penetrates and is also opened by the turning motion of the turning frame 4 can be formed. This space constitutes a soil discharge opening 60 through which the excavating means for excavated sediment passes.

前記旋回フレーム4は、前記メインフレーム3の旋回案内部14の内方において、前記リング部材21および前記3個のガイドローラ17を支持する環状体に構成され、また、図1に示すように、環状体の一部をメインフレーム3の下方に突出させて構成されている。前記旋回フレーム4の前記下方に突出させたその先端には、立坑2の円周方向に配置した水平軸を介して揺動ブーム5の基端を連結し、揺動ブーム5を旋回フレーム4に対して水平軸回り(立坑2の半径方向)に揺動可能に支持している。また、旋回フレーム4と揺動ブーム5とに両端部を連結するシリンダ35を備え、シリンダ35を伸縮させることにより揺動ブーム5の揺動位置を調整することができる。   The swivel frame 4 is configured as an annular body that supports the ring member 21 and the three guide rollers 17 inside the swivel guide portion 14 of the main frame 3, and as shown in FIG. A part of the annular body protrudes below the main frame 3. The base end of the swing boom 5 is connected to the tip of the swing frame 4 that protrudes downward through a horizontal shaft arranged in the circumferential direction of the shaft 2, and the swing boom 5 is connected to the swing frame 4. On the other hand, it is swingably supported around the horizontal axis (in the radial direction of the shaft 2). In addition, the revolving frame 4 and the swing boom 5 are provided with a cylinder 35 that connects both ends, and the swing position of the swing boom 5 can be adjusted by extending and retracting the cylinder 35.

前記揺動ブーム5の揺動位置は、図8に示すように、揺動ブーム5に設けた検出アーム36の先端位置を検出するよう旋回フレーム4側に配置した複数個(図示例では3個)の近接センサ37のオンーオフ作動により、検出され、図示しない制御盤に入力される。図示例では、近接センサ37が3個配置されており、いずれの近接センサ37もオン作動しない基準位置と、1個の近接センサ37のみがオン作動する第1位置、2個の近接センサ37がオン作動する第2位置と、全ての近接センサ37がオン作動する第3位置とが検出されるよう構成されている。前記揺動ブーム5の揺動位置の検出は、上記した近接センサ37による検出に限定されるものでなく、他の検出手段を用いてもよい。   As shown in FIG. 8, the swing position of the swing boom 5 is a plurality (three in the illustrated example) arranged on the swing frame 4 side so as to detect the tip position of the detection arm 36 provided on the swing boom 5. ) Of the proximity sensor 37 is detected and input to a control panel (not shown). In the illustrated example, three proximity sensors 37 are arranged, a reference position where none of the proximity sensors 37 is turned on, a first position where only one proximity sensor 37 is turned on, and two proximity sensors 37 are provided. The second position where the on-operation is performed and the third position where all the proximity sensors 37 are activated are detected. The detection of the swing position of the swing boom 5 is not limited to the detection by the proximity sensor 37 described above, and other detection means may be used.

前記揺動ブーム5は、図示しないが、伸縮自在であり且つ軸回りの互いの相対回転が阻止されたピストンロッドとシリンダとからなる伸縮シリンダにより構成され、基端側のピストンロッドが前記立坑2の円周方向に配置した水平軸を介して旋回フレーム4側に連結される。前記伸縮シリンダは、先端に装備される掘削ユニット6のカッタヘッド7により地山を掘削する際、カッタヘッド7の地山への押付力を発生するよう機能する。前記押付力は、前記油圧ユニット30よりの作動油を圧力制御弁を介して導入することにより発生させる。前記押付力の制御は、前記圧力制御弁を制御盤31より制御することにより実行される。   Although not shown in the drawing, the swing boom 5 is composed of a telescopic cylinder composed of a piston rod and a cylinder that are telescopic and prevented from rotating relative to each other around the shaft. Are connected to the revolving frame 4 side via a horizontal axis arranged in the circumferential direction. The telescopic cylinder functions to generate a pressing force of the cutter head 7 against the natural ground when excavating the natural ground with the cutter head 7 of the excavation unit 6 provided at the tip. The pressing force is generated by introducing hydraulic oil from the hydraulic unit 30 through a pressure control valve. The pressing force is controlled by controlling the pressure control valve from the control panel 31.

前記揺動ブーム5の先端側には、前記立坑2の円周方向に配置した水平軸を備え、後述する掘削ユニット6を揺動ブーム5に対して水平軸回り(立坑2の半径方向)に揺動可能に支持している。また、揺動ブーム5と掘削ユニット6とに両端部を連結するシリンダ38を備え、シリンダ38を伸縮させることにより掘削ユニット6の揺動位置を調整することができる。前記掘削ユニット6の揺動位置は、図9に示すように、掘削ユニット6に設けた検出アーム39の先端位置を検出するよう揺動ブーム5側に配置した複数個(図示例では3個)の近接センサ40のオンーオフ作動により、検出され、図示しない制御盤に入力される。   A horizontal shaft arranged in the circumferential direction of the shaft 2 is provided on the tip side of the swing boom 5, and an excavation unit 6 described later is arranged around the horizontal axis (radial direction of the shaft 2) with respect to the swing boom 5. It is swingably supported. Moreover, the cylinder 38 which connects both ends to the swing boom 5 and the excavation unit 6 is provided, and the swing position of the excavation unit 6 can be adjusted by extending and contracting the cylinder 38. As shown in FIG. 9, the excavation unit 6 has a plurality of swing positions (three in the illustrated example) arranged on the swing boom 5 side so as to detect the tip position of the detection arm 39 provided on the excavation unit 6. Is detected and input to a control panel (not shown).

図示例では、近接センサ40が3個配置されており、いずれの近接センサ40もオン作動しない基準位置と、1個の近接センサ40のみがオン作動する第1位置、2個の近接センサ40がオン作動する第2位置と、全ての近接センサ40がオン作動する第3位置とが検出されるよう構成されている。前記掘削ユニット6の揺動位置の検出は、上記した近接センサ40による検出に限定されるものでなく、他の検出手段を用いてもよい。   In the illustrated example, three proximity sensors 40 are arranged, a reference position where none of the proximity sensors 40 is turned on, a first position where only one proximity sensor 40 is turned on, and two proximity sensors 40 are provided. The second position where the on-operation is performed and the third position where all the proximity sensors 40 are activated are detected. The detection of the swing position of the excavation unit 6 is not limited to the detection by the proximity sensor 40 described above, and other detection means may be used.

前記掘削ユニット6は、先端に配置されたカッタヘッド7を、図示しない減速機を内蔵する電動機により回転させて地山を掘削するよう構成されている。カッタヘッド7の後方の軸外周には螺旋状のスクリュ41が配置され、カッタヘッド7により地山に孔明けする場合に、カッタヘッド7により掘削した土砂を孔から排出するよう作動する。前記カッタヘッド7は、図示しないが、例えば、特開2002−348900号公報に記載するように、多数のラウンド型ピックを円錐台形(断面は台形)のヘッド本体の下面の中央から外周面の下端までに螺旋状配列して突設したもので、例えば、その螺旋状配列を2列として互いに対称に設けてある。各ピックは、先端が円錐形の頭部と鍔部と円柱形の固定部とを有し、その固定部を抱持するピックボックスを用いてヘッド本体に固着されている。   The excavation unit 6 is configured to excavate natural ground by rotating a cutter head 7 disposed at the tip by an electric motor having a reduction gear (not shown). A spiral screw 41 is disposed on the outer periphery of the shaft behind the cutter head 7 and operates to discharge the earth and sand excavated by the cutter head 7 when the cutter head 7 drills a natural ground. Although the cutter head 7 is not shown, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-348900, a large number of round-type picks are formed from the center of the lower surface of the truncated cone-shaped head body to the lower end of the outer peripheral surface. For example, the spiral arrangement is provided in two rows symmetrically with respect to each other. Each pick has a conical head portion, a collar portion, and a cylindrical fixing portion, and is fixed to the head body using a pick box that holds the fixing portion.

前記掘削ユニット6はこのような構造であるので、掘削用電動機の回転を減速機にて減速して回転させるので、油圧を利用して回転させる場合のようなトルク変動や急激な回転停止がない。また、カッタヘッド7を回転させることにより垂直に穴を掘るように掘削できるのは勿論のこと、前記旋回フレーム4により旋回移動させることにより立坑2の地山を円形に連続掘削できる。また、前記揺動ブーム5及び掘削ユニット6を揺動させることにより、前記円形に連続掘削させる半径位置を変更でき、掘削範囲を拡幅させて連続掘削させることができる。   Since the excavation unit 6 has such a structure, the rotation of the excavation motor is decelerated and rotated by the reduction gear, so that there is no torque fluctuation or sudden rotation stop as in the case of rotation using hydraulic pressure. . Further, by rotating the cutter head 7, it is possible to excavate so as to dig a hole vertically, and by rotating the swing frame 4, the ground of the shaft 2 can be continuously excavated in a circular shape. Further, by swinging the swing boom 5 and the excavation unit 6, the radius position for continuous excavation in the circular shape can be changed, and the excavation range can be widened for continuous excavation.

即ち、揺動ブーム5及び掘削ユニット6を基準位置とした場合には、図1のAで示すように、掘削ユニット6のカッタヘッド7は立坑2の中心に位置され、その状態で揺動ブーム5を伸長させるとB位置に進出するよう作動する。また、揺動ブーム5を立坑2の中心と並行となる第2位置とし且つ掘削ユニット6を第1位置とする場合には、図1のCで示すように、掘削ユニット6のカッタヘッド7は立坑2の坑壁に達し、旋回フレーム4によりこれらを旋回させると立坑2の坑壁に沿って溝を掘削することができる。   That is, when the swing boom 5 and the excavation unit 6 are set as the reference positions, the cutter head 7 of the excavation unit 6 is positioned at the center of the shaft 2 as shown by A in FIG. When 5 is extended, it operates to advance to the B position. When the swing boom 5 is set to the second position parallel to the center of the shaft 2 and the excavation unit 6 is set to the first position, the cutter head 7 of the excavation unit 6 is as shown in FIG. When reaching the pit wall of the shaft 2 and turning them by the turning frame 4, a groove can be excavated along the pit wall of the shaft 2.

図10は、立坑2の直径が4.5メートルである場合の一例であり、揺動ブーム5を基準位置として、掘削ユニット6を基準位置から第3位置まで変化させた場合における掘削ユニット6の姿勢変化を示し、図11は、同様に揺動ブーム5を第1位置として、掘削ユニット6を基準位置から第3位置まで変化させた場合における掘削ユニット6の姿勢変化を示す。また、図12は、同様に揺動ブーム5を第2位置として、掘削ユニット6を基準位置から第3位置まで変化させた場合における掘削ユニット6の姿勢変化を示し、図13は、同様に揺動ブーム5を第3位置として、掘削ユニット6を基準位置から第3位置まで変化させた場合における掘削ユニット6の姿勢変化を示す。   FIG. 10 is an example of a case where the shaft 2 has a diameter of 4.5 meters. The excavation unit 6 is changed from the reference position to the third position with the swinging boom 5 as the reference position. FIG. 11 shows the posture change of the excavation unit 6 when the swing boom 5 is similarly set to the first position and the excavation unit 6 is changed from the reference position to the third position. FIG. 12 shows the posture change of the excavation unit 6 when the excavation unit 6 is changed from the reference position to the third position with the swing boom 5 in the second position, and FIG. The attitude | position change of the excavation unit 6 when changing the excavation unit 6 from a reference position to a 3rd position by making the dynamic boom 5 into the 3rd position is shown.

従って、揺動ブーム5を第1位置とし掘削ユニット6を第3位置とする場合、揺動ブーム5を第2位置とし掘削ユニット6を第2位置以上とする場合、揺動ブーム5を第3位置とし掘削ユニット6を第1位置以上とする場合には、立坑2の坑壁寸法(例えば、直径4.5メートル)を超えて掘削することができ、坑壁を部分的に拡幅(例えば、直径7.5メートル)して形成することもできる。   Therefore, when the swing boom 5 is the first position and the excavation unit 6 is the third position, when the swing boom 5 is the second position and the excavation unit 6 is the second position or more, the swing boom 5 is the third position. When the position and the excavation unit 6 are set to the first position or more, it is possible to excavate beyond the pit wall dimensions (for example, 4.5 meters in diameter) of the shaft 2, and the pit wall is partially widened (for example, (Diameter 7.5 meters).

前記旋回フレーム4には、前記した装備の他に、例えば、掘削ユニット6により掘削した土砂を掻き寄せて排出バケットへ積込むシャフトローダ50が装備され、排出バケットに積込まれた土砂は、前記メインフレーム3の排土搬出用開口部60を経由して立坑2の外部へ搬出される。また、立坑2の坑壁は、図1に示すように、型枠61により形成された空間にコンクリートを流し込み硬化させて、順次コンクリート壁に形成される。   In addition to the above-described equipment, the swivel frame 4 is equipped with, for example, a shaft loader 50 that rakes up the earth and sand excavated by the excavation unit 6 and loads the earth and sand into the discharge bucket. It is carried out to the outside of the shaft 2 through the opening 60 for discharging and discharging the main frame 3. Further, as shown in FIG. 1, the pit wall of the vertical shaft 2 is formed into a concrete wall sequentially by pouring and hardening the concrete into the space formed by the mold 61.

以上に説明した立坑掘削機1により立坑2の地山を掘削する場合について、以下に説明する。   The case where the ground excavation of the shaft 2 is excavated by the shaft excavator 1 described above will be described below.

先ず、吊下げクレーンにより立坑2内に吊下げたメインフレーム3を、下方に位置する掘削ユニット6の先端のカッタヘッド7が立坑2の地山に近接する軸方向位置において、立坑2内に位置決めする。そして、メインフレーム3のグリッパ10をアクチュエータ16により前進させて、メインフレーム3を立坑2内に固定した状態とする。   First, the main frame 3 suspended in the shaft 2 by the hanging crane is positioned in the shaft 2 at the axial position where the cutter head 7 at the tip of the excavation unit 6 located below is close to the ground of the shaft 2. To do. Then, the gripper 10 of the main frame 3 is advanced by the actuator 16 so that the main frame 3 is fixed in the shaft 2.

そして、先ず、制御盤31により掘削ユニット6のカッタヘッド7が立坑2の坑壁に沿って旋回させるために、立坑2の直径(例えば、直径4.5メートル)に近似した揺動ブーム5を第3位置とし掘削ユニット6を基準位置とする。次いで、掘削ユニット6の電動機を回転させてカッタヘッド7を回転させ、同時に揺動ブーム5の伸縮シリンダに所定圧に制御した作動油を供給して伸長させることにより、カッタヘッド7を立坑2の坑壁に接近した地山に所定の押付け力により押付けて、地山の掘削を開始する。   First, in order for the cutter head 7 of the excavation unit 6 to turn along the wall of the shaft 2 by the control panel 31, the swing boom 5 that approximates the diameter of the shaft 2 (for example, a diameter of 4.5 meters) is provided. The third position is the excavation unit 6 as the reference position. Next, the cutter head 7 is rotated in the shaft 2 by rotating the electric motor of the excavation unit 6 to rotate the cutter head 7 and simultaneously supplying hydraulic oil controlled to a predetermined pressure to the telescopic cylinder of the swing boom 5 and extending it. Excavation of the natural ground is started by pressing the natural ground close to the pit wall with a predetermined pressing force.

揺動ブーム5の伸縮シリンダの伸長により、掘削ユニット6のカッタヘッド7が地山に所定深さだけ掘進んだ状態に達した段階において、油圧ユニット30からの作動油を油圧制御弁及び流量制御弁を介して駆動モータ25へ供給して駆動モータ25を回転させ、旋回フレーム4を旋回動作させ、揺動ブーム5及び掘削ユニット6を旋回動作させる。カッタヘッド7は、立坑2の坑壁に沿って移動され、順次坑壁に沿って地山を掘削する。   When the cutter head 7 of the excavation unit 6 reaches a state where the excavation unit 6 has been excavated by a predetermined depth due to the extension of the telescopic cylinder of the swing boom 5, the hydraulic oil from the hydraulic unit 30 is supplied to the hydraulic control valve and the flow rate control. The valve is supplied to the drive motor 25 via the valve, the drive motor 25 is rotated, the turning frame 4 is turned, and the swing boom 5 and the excavation unit 6 are turned. The cutter head 7 is moved along the pit wall of the shaft 2 and sequentially excavates natural ground along the pit wall.

この時点の駆動モータ25への作動油の供給圧力と供給流量は、図14の(A)(C)に示すように、カッタヘッド7の旋回半径に応じて制御される。即ち、図14(A)に示すように、カッタヘッド7の旋回半径が大きいほど供給流量が低減され旋回半径が小さいほど供給流量が増加されて、図14(B)に示すように、カッタヘッド7の地山に対する速度が略一定となるよう制御される。一方、駆動モータ25に供給される作動油の供給圧力は、図14(C)に示すように、カッタヘッド7の旋回半径が小さいほど低く、旋回半径が大きくなるに連れて高くなるように制御される。   The supply pressure and supply flow rate of the hydraulic oil to the drive motor 25 at this time are controlled according to the turning radius of the cutter head 7 as shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 14A, the supply flow rate decreases as the turning radius of the cutter head 7 increases, and the supply flow rate increases as the turning radius decreases. As shown in FIG. The speed with respect to 7 ground is controlled to be substantially constant. On the other hand, as shown in FIG. 14C, the supply pressure of the hydraulic oil supplied to the drive motor 25 is controlled so as to decrease as the turning radius of the cutter head 7 decreases and increase as the turning radius increases. Is done.

旋回フレーム4、揺動ブーム5、及び掘削ユニット6の旋回が一周すると、地山には坑壁に沿った溝が全周に渡って形成される。次いで、揺動ブーム5若しくは掘削ユニット6の揺動角度を一段階だけ減少させつつ掘削ユニット6のカッタヘッド7により地山を内周側に掘削し、引続き、同様に、旋回フレーム4を旋回動作させ、揺動ブーム5及び掘削ユニット6を旋回動作させる。地山は前記掘削された円周溝の内周側において、順次カッタヘッド7により掘削される。以降は、前記旋回を継続させつつ、順次カッタヘッド7の位置を内周側に移動させることにより、立坑2の地山の全領域を掘削することができる。   When the turning frame 4, the swinging boom 5, and the excavation unit 6 make one turn, a groove along the pit wall is formed in the natural ground over the entire circumference. Next, while the rocking angle of the rocking boom 5 or the excavation unit 6 is decreased by one step, the natural ground is excavated to the inner peripheral side by the cutter head 7 of the excavation unit 6, and the swivel frame 4 is similarly swiveled. The swing boom 5 and the excavation unit 6 are turned. The natural ground is sequentially excavated by the cutter head 7 on the inner peripheral side of the excavated circumferential groove. Thereafter, the entire region of the ground of the shaft 2 can be excavated by sequentially moving the position of the cutter head 7 toward the inner peripheral side while continuing the turning.

前記駆動モータ25への作動油の供給圧力と供給流量の制御は、図14(A),(C)に示すように、カッタヘッド7の旋回半径に対応して設定されるが、図15に示すように、旋回ブーム及び掘削ユニット6の揺動角度を検出する近接センサよりの検出信号の組合わせパターンに応じて予め設定するようにしてもよい。   Control of the supply pressure and supply flow rate of the hydraulic oil to the drive motor 25 is set in accordance with the turning radius of the cutter head 7 as shown in FIGS. 14 (A) and 14 (C). As shown, it may be set in advance according to a combination pattern of detection signals from the proximity sensor that detects the swing angle of the swing boom and the excavation unit 6.

即ち、旋回ブームの検出角度0〜3と掘削ユニット6の検出角度0〜3との組合せの16通りのパターンに対して、揺動ブーム5の伸縮シリンダによる押付け力[KN]と、カッタヘッド7の先端速度[mm/sec]と、駆動モータ25に供給する作動油の供給圧力[MPa]と、駆動モータ25に供給する作動油量[L/min]とを、予め設定するようにしている。   That is, the pressing force [KN] by the telescopic cylinder of the swing boom 5 and the cutter head 7 with respect to 16 patterns of combinations of the detection angles 0 to 3 of the turning boom and the detection angles 0 to 3 of the excavation unit 6. The tip speed [mm / sec], the hydraulic oil supply pressure [MPa] supplied to the drive motor 25, and the hydraulic oil amount [L / min] supplied to the drive motor 25 are set in advance. .

この場合においても、揺動ブーム5及び掘削ユニット6の揺動角度位置に応じて立坑2内でのカッタヘッド7による掘削半径の大きさに応じてカッタヘッド7の旋回角度を小さくしてカッタヘッド7の移動速度の変化が一定範囲に抑制されるようにしている。   Also in this case, the cutter head 7 is made to have a small turning angle according to the excavation radius of the cutter head 7 in the shaft 2 according to the swing angle position of the swing boom 5 and the excavation unit 6. 7 is controlled to be within a certain range.

また、カッタヘッド7の移動半径の大きさに応じて旋回フレーム4の旋回方向への駆動力を大きく制御するようにして、前記カッタヘッド7の移動速度と移動方向への駆動力との乗算値が、その移動半径に係わらず一定範囲に抑制されるようにし、カッタヘッド7は移動方向への一様な駆動力と移動速度により移動するようにしている。なお、記載している設定数値は、地山の硬さや揺動ブーム5・掘削ユニット6のアーム長さ、旋回フレーム4の旋回半径等に応じて、種々に変更可能である。   Further, the driving force in the turning direction of the turning frame 4 is largely controlled in accordance with the moving radius of the cutter head 7, and the product of the moving speed of the cutter head 7 and the driving force in the moving direction is multiplied. However, regardless of the moving radius, the cutter head 7 is moved by a uniform driving force and moving speed in the moving direction. The set numerical values described can be variously changed according to the hardness of the natural ground, the arm lengths of the swinging boom 5 and the excavating unit 6, the turning radius of the turning frame 4, and the like.

このように、揺動ブーム5及び掘削ユニット6の揺動角度を検出する近接センサ37,40よりの検出信号の組合わせパターンに応じて予め設定することにより、制御を簡素化でき、また、地山の硬さ等に応じて設定値を容易に変更可能となる。   Thus, the control can be simplified by setting in advance according to the combination pattern of the detection signals from the proximity sensors 37 and 40 that detect the swing angles of the swing boom 5 and the excavation unit 6. The set value can be easily changed according to the hardness of the mountain.

本実施形態においては、立坑2内に吊下げられて降下し、立坑2と中心位置を一致させた状態で坑壁に固定され、掘削した土砂の排出手段が通過する排土搬出用開口部60を備えるメインフレーム3と、前記メインフレーム3に対して当該メインフレーム3の中心軸回りに旋回するよう配置されて旋回駆動される旋回フレーム4と、前記旋回フレーム4の下端に設けた、立坑2の半径方向に対する法線方向の水平軸に、当該基端が連結され、旋回フレーム4に対して立坑2の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブーム5と、前記揺動ブーム5の先端に設けた、立坑2の半径方向に対する法線方向の水平軸に、当該基端が連結され、揺動ブーム5に対して立坑2の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッド7を回転させて地山を掘削する掘削ユニット6と、を備える。   In this embodiment, it is suspended in the shaft 2, descends, is fixed to the shaft wall in a state in which the central position coincides with the shaft 2, and the soil discharge carrying opening 60 through which the excavating means for excavated soil passes. A main frame 3, a revolving frame 4 arranged to revolve around the central axis of the main frame 3 and driven to revolve, and a shaft 2 provided at the lower end of the revolving frame 4. A swing boom 5 whose base end is connected to a horizontal axis in a direction normal to the radial direction of the shaft and is swingable in a radial plane of the shaft 2 with respect to the swing frame 4, and the swing boom The base end is connected to a horizontal axis in a direction normal to the radial direction of the shaft 2 provided at the tip of the shaft 5, and is disposed so as to be able to swing in the radial plane of the shaft 2 with respect to the swinging boom 5. Turn the cutter head 7 placed at the tip It is provided with a drilling unit 6 to excavate the natural ground, the by.

このため、旋回フレーム4により掘削ユニット6を立坑2内で旋回させて、立坑2内の地山を掘削ユニット6のカッタヘッド7により掘削することができ、効率よく硬い地山でも掘削できる。また、揺動ブーム5及び掘削ユニット6の揺動角度位置に応じて立坑2内でのカッタヘッド7による掘削半径を順次設定することにより、立坑2の地山の全領域を掘削することができると共に、揺動ブーム5及び掘削ユニット6の揺動角度位置の選定により掘削半径を大きくすることにより、掘削ユニット6のカッタヘッド7を立坑2の坑壁を拡幅させて掘削することもでき、掘削範囲を拡大することができる。   For this reason, the excavation unit 6 can be swiveled in the shaft 2 by the revolving frame 4, and the natural ground in the vertical shaft 2 can be excavated by the cutter head 7 of the excavation unit 6. Further, by sequentially setting the excavation radius by the cutter head 7 in the shaft 2 in accordance with the swing angle positions of the swing boom 5 and the excavation unit 6, it is possible to excavate the entire ground area of the shaft 2. At the same time, the cutter head 7 of the excavation unit 6 can also be excavated with the pit wall 2 widened by increasing the excavation radius by selecting the swing angle position of the swing boom 5 and the excavation unit 6. The range can be expanded.

また、メインフレーム3は、上下に配置されたリング状の上側リングフレーム11及び下側リングフレーム12と、上下リングフレーム11,12を連結する円周方向等間隔に配置された複数の柱状部材13と、各柱状部材13の上下領域から外側領域に突出して立坑2の坑壁に当接してメインフレーム3を立坑2内に固定するグリッパ10と、前記旋回フレーム4を旋回可能に保持する旋回案内部14と、を備えるため、全体として環状の骨格構造体によりその強度を確保できると共に軽量化でき、また、吊下げウインチの吊り重量を軽減できる。   The main frame 3 includes a ring-shaped upper ring frame 11 and a lower ring frame 12 that are arranged vertically, and a plurality of columnar members 13 that are arranged at equal intervals in the circumferential direction that connect the upper and lower ring frames 11 and 12. A gripper 10 that protrudes from the upper and lower regions of each columnar member 13 to the outer region and abuts against the wall of the shaft 2 to fix the main frame 3 in the shaft 2, and a turning guide that holds the turning frame 4 in a turnable manner. Therefore, the overall strength of the annular skeleton structure can be ensured and the weight can be reduced, and the suspension weight of the suspension winch can be reduced.

また、旋回案内部14は、環状に形成された旋回フレーム4の基部の外周に転動可能に配置した複数のガイドローラ17と、前記旋回フレーム4の基部から半径方向に延びる軸心回りに回転する複数の旋回ローラ22と、前記旋回ローラ22の立坑軸方向の両側に係合する一対の環状レール部材18と、により構成されているため、高価で重量の大きい大口径の軸受けを使用することなく、軽量化と低価格とを実現できる。   Further, the turning guide portion 14 is rotated around a plurality of guide rollers 17 arranged to be able to roll on the outer periphery of the base portion of the turning frame 4 formed in an annular shape, and an axis extending radially from the base portion of the turning frame 4. A plurality of swiveling rollers 22 and a pair of annular rail members 18 that are engaged with both sides of the swiveling roller 22 in the shaft direction, so that a large-diameter bearing that is expensive and heavy is used. It is possible to realize light weight and low price.

また、旋回フレーム4の旋回駆動は、前記旋回フレーム4に固定されたリングギヤと、前記リングギヤに噛合うピニオン26と、ピニオン26を駆動する駆動モータ25と、により構成され、前記リングギヤは、環状に形成されたリング部材21の周方向に所定ピッチ間隔を持って複数のピン23を軸方向に固定配置して形成され、前記ピニオン26は、前記リング部材21に配置されたピン23に係合して、前記リング部材21を回転駆動するため、大型のリング状歯車を用いる場合に比較して、構造を簡素化でき且つ軽量化できる。   Further, the turning drive of the turning frame 4 includes a ring gear fixed to the turning frame 4, a pinion 26 that meshes with the ring gear, and a drive motor 25 that drives the pinion 26, and the ring gear has an annular shape. A plurality of pins 23 are fixedly arranged in the axial direction with a predetermined pitch interval in the circumferential direction of the formed ring member 21, and the pinion 26 engages with the pins 23 arranged on the ring member 21. Since the ring member 21 is rotationally driven, the structure can be simplified and the weight can be reduced as compared with the case where a large ring gear is used.

また、旋回フレーム4の旋回駆動は、前記旋回フレーム4に固定されたリングギヤに噛合うピニオン26を回転駆動するよう、前記メインフレーム3に搭載された油圧駆動モータ25と、前記油圧駆動モータ25に作動油を供給するよう、メインフレーム3に搭載されて油圧源ユニット30と、により構成されているため、外部より油圧源ユニット30を作動させる電力を供給するのみで、旋回フレーム4により掘削ユニット6を立坑2内で旋回させることができる。   Further, the turning drive of the turning frame 4 is performed by the hydraulic drive motor 25 mounted on the main frame 3 and the hydraulic drive motor 25 so as to rotationally drive the pinion 26 that meshes with the ring gear fixed to the turning frame 4. Since the hydraulic oil source unit 30 is mounted on the main frame 3 so as to supply the hydraulic oil, the excavation unit 6 can be provided by the revolving frame 4 only by supplying electric power for operating the hydraulic power source unit 30 from the outside. Can be swiveled within the shaft 2.

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

1 立坑掘削機
2 立坑
3 メインフレーム
4 旋回フレーム
5 揺動ブーム
6 掘削ユニット
7 カッタヘッド
10 グリッパ
11 上側リングフレーム
12 下側リングフレーム
13 柱状部材
14 旋回案内部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vertical shaft excavator 2 Vertical shaft 3 Main frame 4 Turning frame 5 Swing boom 6 Excavation unit 7 Cutter head 10 Gripper 11 Upper ring frame 12 Lower ring frame 13 Columnar member 14 Turning guide part

Claims (5)

立坑内に吊下げられて降下し、立坑と中心位置を一致させた状態で坑壁に固定され、掘削した土砂の排出手段が通過する排土搬出用開口部を備えるメインフレームと、
前記メインフレームに対して当該メインフレームの中心軸回りに旋回するよう配置されて旋回駆動される旋回フレームと、
前記旋回フレームの下端に設けた、立坑の半径方向に対する法線方向の水平軸に、当該基端が連結され、旋回フレームに対して立坑の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブームと、
前記揺動ブームの先端に設けた、立坑の半径方向に対する法線方向の水平軸に、当該基端が連結され、揺動ブームに対して立坑の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッドを回転させて地山を掘削する掘削ユニットと、を備えることを特徴とする立坑掘削機。
A main frame that is suspended in the shaft and descends, is fixed to the shaft wall in a state where the shaft and the center position coincide with each other, and includes a discharge port for discharging soil through which the excavating means for excavated sediment passes.
A revolving frame that is arranged to revolve around the central axis of the main frame with respect to the main frame and is driven to revolve;
A swing that is provided at the lower end of the swivel frame and is connected to a horizontal axis that is normal to the radial direction of the vertical shaft, and is disposed so as to be swingable in the radial plane of the vertical shaft with respect to the swivel frame. The boom,
The base end is connected to a horizontal axis in a direction normal to the radial direction of the shaft provided at the tip of the swing boom, and is disposed so as to be swingable in the radial plane of the shaft with respect to the swing boom. A shaft excavator comprising: a drilling unit that rotates a cutter head disposed at a tip to excavate natural ground.
前記メインフレームは、上下に配置されたリング状の上側リングフレーム及び下側リングフレームと、上下リングフレームを連結する円周方向等間隔に配置された複数の柱状部材と、各柱状部材の上下領域から外側領域に突出して立坑の坑壁に当接してメインフレームを立坑内に固定するグリッパと、前記旋回フレームを旋回可能に保持する旋回案内部14と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の立坑掘削機。   The main frame includes a ring-shaped upper ring frame and a lower ring frame arranged vertically, a plurality of columnar members arranged at equal intervals in the circumferential direction connecting the upper and lower ring frames, and upper and lower regions of each columnar member 2. A gripper that protrudes from the outer region to abut against the shaft wall of the shaft and fixes the main frame in the shaft, and a turning guide portion 14 that rotatably holds the turning frame. The shaft excavator described in 1. 前記旋回案内部は、環状に形成された旋回フレームの基部の外周に転動可能に配置した複数のガイドローラと、
前記旋回フレームの基部から半径方向に延びる軸心回りに回転する複数の旋回ローラと、
前記旋回ローラの立坑軸方向の両側に係合する一対の環状レール部材と、により構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の立坑掘削機。
A plurality of guide rollers arranged so as to be able to roll on an outer periphery of a base of a turning frame formed in an annular shape;
A plurality of swivel rollers rotating about an axis extending in a radial direction from a base of the swivel frame;
The shaft excavator according to claim 1, wherein the shaft excavator is configured by a pair of annular rail members engaged with both sides of the swivel roller in the shaft direction.
前記旋回フレームの旋回駆動は、前記旋回フレームに固定されたリングギヤと、前記リングギヤに噛合うピニオンと、ピニオンを駆動する駆動モータと、により構成され、
前記リングギヤは、環状に形成されたリング部材の周方向に所定ピッチ間隔を持って複数のピンを軸方向に固定配置して形成され、
前記ピニオンは、前記リング部材に配置されたピンに係合して、前記リング部材を回転駆動することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の立坑掘削機。
The turning drive of the turning frame is composed of a ring gear fixed to the turning frame, a pinion that meshes with the ring gear, and a drive motor that drives the pinion,
The ring gear is formed by fixing and arranging a plurality of pins in the axial direction with a predetermined pitch interval in the circumferential direction of a ring member formed in an annular shape,
The shaft excavator according to any one of claims 1 to 3, wherein the pinion engages with a pin disposed on the ring member to rotationally drive the ring member.
前記旋回フレームの旋回駆動は、前記旋回フレームに固定されたリングギヤに噛合うピニオンを回転駆動するよう、前記メインフレームに搭載された油圧駆動モータと、前記油圧駆動モータに作動油を供給するよう、メインフレームに搭載されて油圧源ユニットと、により構成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の立坑掘削機。   The swing drive of the swing frame is configured to supply hydraulic oil to the hydraulic drive motor mounted on the main frame and the hydraulic drive motor so as to rotationally drive a pinion that meshes with a ring gear fixed to the swing frame. The shaft excavator according to any one of claims 1 to 4, wherein the shaft excavator is mounted on a main frame and configured by a hydraulic power source unit.
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