JP2022134305A - excavator - Google Patents

excavator Download PDF

Info

Publication number
JP2022134305A
JP2022134305A JP2021033354A JP2021033354A JP2022134305A JP 2022134305 A JP2022134305 A JP 2022134305A JP 2021033354 A JP2021033354 A JP 2021033354A JP 2021033354 A JP2021033354 A JP 2021033354A JP 2022134305 A JP2022134305 A JP 2022134305A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rectangular pipe
cutter
rectangular
cylindrical body
cutter head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021033354A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7465831B2 (en
Inventor
俊次 仁井
Shunji Nii
洋介 佐藤
Yosuke Sato
清志 松本
Kiyoshi Matsumoto
英介 川嶋
Eisuke Kawashima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okumura Corp
Original Assignee
Okumura Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okumura Corp filed Critical Okumura Corp
Priority to JP2021033354A priority Critical patent/JP7465831B2/en
Publication of JP2022134305A publication Critical patent/JP2022134305A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7465831B2 publication Critical patent/JP7465831B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

To provide an excavator that eliminates bitter work using man power and improves efficiency of excavation in performing propulsion burying of a rectangular pipe into the ground.SOLUTION: An excavator 100 comprises: an inner cylindrical body 10 provided inside a front part of a rectangular pipe 40, with a gap therebetween; a main cutter body 20 that is supported by partition walls 14, 15 of the inner cylindrical body 10 and excavates a ground B; a rectangular frame shape body 30 that is fixed to an outer peripheral surface of a front part of the inner cylindrical body 10, is detachably fixed to an inner peripheral surface of a front end part of the rectangular pipe 40, and has a front side plate body 31 surrounding the periphery of the main cutter body 20; and four sub cutter bodies 50 that are supported by the front side plate body 31 and excavate the ground B at four corners of the rectangular pipe 40. A cutter head 51 has a shape eccentric with respect to the center of rotation of the cutter head 51. A maximum passage region of the cutter head 51 partially includes a region exceeding an outer edge of the rectangular pipe 40, and the whole shape of each respective cutter head 51 can be located within the outer edge of the rectangular pipe 40.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、掘削機、特に、地中に矩形パイプを推進させながら、矩形パイプの前方に位置する地盤を掘削する掘削機に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an excavator, and more particularly to an excavator that excavates the ground located in front of a rectangular pipe while propelling the rectangular pipe into the ground.

従来から、既存の鉄道、道路などの下方の地盤に、これらを横断するトンネルを構築するアンダーパストンネル工事が行われている。この際、上層の地盤を支持して既存の鉄道や道路の沈下を防止するために、トンネル本体の構築に先がけて、地中の水平方向に矩形パイプを複数個に並べて配置し、ルーフ状の支持体であるパイプルーフを形成することが行われている。このパイプルーフの形成に際しては、各矩形パイプの前端に設けた掘削機のカッターヘッドにより、矩形パイプの前方に位置する地盤を回転掘削しながら矩形パイプを推進させる、いわゆる機械掘削による推進埋設方法が用いられる場合がある。 BACKGROUND ART Conventionally, underpass tunnel construction has been carried out in which tunnels are constructed on the ground below existing railroads, roads, etc. to cross them. At this time, in order to support the upper layer of ground and prevent subsidence of the existing railway and road, prior to the construction of the tunnel body, a plurality of rectangular pipes were arranged horizontally underground to form a roof. It has been practiced to form a support pipe roof. When forming the pipe roof, a propulsion burying method by so-called mechanical excavation is used, in which the rectangular pipe is propelled while rotating the ground located in front of the rectangular pipe with the cutter head of the excavator installed at the front end of each rectangular pipe. may be used.

このような機械掘削による推進埋設方法によれば、人力に拠らないため、苦渋作業をなくし、高効率で掘削を行うことができる。しかし、掘削機を回収して次の矩形パイプの掘削に用いるための矩形パイプ到達側の空間が未整備である場合や、掘削地盤中に礫などの障害物があった場合、掘削機を矩形パイプ内から後方の発進側に回収することができないことから、広く普及するには至っていない。 According to such a propulsion burying method by mechanical excavation, since it does not rely on human power, it is possible to eliminate difficult work and excavate with high efficiency. However, if the space on the rectangular pipe arrival side for recovering the excavator and using it for excavating the next rectangular pipe is not prepared, or if there are obstacles such as gravel in the excavated ground, It has not been widely used because it cannot be recovered from the inside of the pipe to the starting side behind.

一方、円形トンネルを構築する際には、掘削機を円形トンネル内から後方の発進側に回収することが行われている(例えば、特許文献1,2参照)。 On the other hand, when constructing a circular tunnel, the excavator is recovered from the circular tunnel to the rear starting side (see Patent Documents 1 and 2, for example).

特許第3892412号公報Japanese Patent No. 3892412 特許第4693799号公報Japanese Patent No. 4693799

しかしながら、上記特許文献1,2に開示されている技術においては、矩形断面のトンネルを掘削する場合、カッターヘッドが回転掘削した中央部以外に未掘削部分が残り、この残部の地盤を、作業員が手持ちの掘削機などを用いて人力により掘削する必要があり、上記した苦渋作業の解消や掘削の高効率化といった機械掘削のメリットを発揮させることができないという課題があった。 However, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, when excavating a tunnel having a rectangular cross section, an unexcavated portion remains in addition to the central portion where the cutter head rotates and excavates. However, it is necessary to excavate manually using a hand-held excavator or the like, and there is a problem that the merits of mechanical excavation such as elimination of the above-mentioned difficult work and high efficiency of excavation cannot be demonstrated.

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、矩形パイプの地中への推進埋設にあたり、人力による苦渋作業の解消と掘削の高効率化を図ることが可能な掘削機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an excavator capable of resolving the laborious task of manpower and increasing the efficiency of excavation when pushing and burying a rectangular pipe in the ground. With the goal.

本発明の掘削機は、地中に矩形パイプを推進する際に、前記矩形パイプの前方に位置する地盤を掘削する掘削機であって、前記矩形パイプの前部の内側に前記矩形パイプの内周面との間に隙間を有して設けられた円筒状の内円筒体と、前記内円筒体の隔壁に支持され、前記矩形パイプの中央部の前方に位置する前記地盤を回転するカッターヘッドにより掘削する主カッター体と、前記内円筒体の前部の外周面に固定されるとともに、前記矩形パイプの前端部の内周面に着脱自在に固定され、前記主カッター体の周囲を取り囲む取り囲み部材を有する矩形枠状体と、前記矩形枠状体の取り囲み部材に支持され、前記矩形パイプの四隅の隅角部の前方に位置する前記地盤を回転するカッターヘッドにより掘削する4個の副カッター体とを備え、前記副カッター体のカッターヘッドの前面視の形状は当該カッターヘッドの回転中心に対して偏心しており、前面視における前記副カッター体のカッターヘッドの最大通過領域は前記矩形パイプの外縁を超えた領域を部分的に含むとともに、前面視における各前記副カッター体のカッターヘッドの形状全体が前記矩形パイプの外縁内に位置し得ることを特徴とする。 The excavator of the present invention is an excavator that excavates the ground located in front of the rectangular pipe when propelling the rectangular pipe into the ground, wherein the inner portion of the rectangular pipe is positioned inside the front portion of the rectangular pipe. A cylindrical inner cylindrical body provided with a gap between it and the peripheral surface, and a cutter head supported by the partition wall of the inner cylindrical body and rotating the ground positioned in front of the central portion of the rectangular pipe. and a main cutter body for excavating by means of a main cutter body fixed to the outer peripheral surface of the front portion of the inner cylindrical body and detachably fixed to the inner peripheral surface of the front end portion of the rectangular pipe to surround the main cutter body. and four auxiliary cutters supported by the surrounding members of the rectangular frame and positioned in front of the four corners of the rectangular pipe for excavating the ground by rotating cutter heads. The shape of the cutter head of the sub-cutter body in front view is eccentric with respect to the rotation center of the cutter head, and the maximum passage area of the cutter head of the sub-cutter body in front view is the rectangular pipe. It is characterized in that the entire shape of the cutter head of each of the sub-cutter bodies in a front view can be positioned within the outer edge of the rectangular pipe while partially including a region beyond the outer edge.

本発明の掘削機によれば、主カッター体のカッターヘッドにより矩形パイプの中央部の前方に位置する地盤を回転掘削するほかに、4個の副カッター体のカッターヘッドにより矩形パイプの四隅の隅角部の前方に位置する地盤を回転掘削する。これにより、作業員が手持ちの掘削機などを用いて掘削すべき地盤の部分が削減されるので、矩形パイプの地中への推進埋設にあたり、人力による苦渋作業の解消と掘削の高効率化を図ることが可能となる。また、矩形枠状体は矩形パイプに対して着脱自在であるので、矩形枠状体及びこれと一体化した内円筒体、主カッター体、副カッター体を矩形パイプと切り離して後方に回収することが可能となる。 According to the excavator of the present invention, the cutter head of the main cutter body rotates and excavates the ground located in front of the central portion of the rectangular pipe, and the cutter heads of the four sub-cutter bodies are used to excavate the four corners of the rectangular pipe. Rotary excavation is performed on the ground located in front of the corner. This reduces the amount of ground that workers have to excavate using hand-held excavators, etc., so when pushing and burying rectangular pipes in the ground, it eliminates the laborious task of manpower and improves excavation efficiency. It is possible to plan In addition, since the rectangular frame-shaped body is detachable from the rectangular pipe, the rectangular frame-shaped body, the inner cylindrical body integrated therewith, the main cutter body, and the sub-cutter body can be separated from the rectangular pipe and recovered to the rear. becomes possible.

また、前面視における副カッター体のカッターヘッドの最大通過領域は矩形パイプの外縁を超えた領域を部分的に含むので、前面視における副カッター体のカッターヘッドの最大通過領域が矩形パイプの外縁を超えない場合と比較して、掘り残しが少なく、矩形パイプを円滑に推進させることができ、当該推進に要する推力を低減させることが可能となる。 Further, since the maximum passage area of the cutter head of the sub-cutter body in the front view partially includes the area beyond the outer edge of the rectangular pipe, the maximum passage area of the cutter head of the sub-cutter body in the front view includes the outer edge of the rectangular pipe. Compared to the case where the distance is not exceeded, less excavation remains, the rectangular pipe can be smoothly propelled, and the thrust required for the propulsion can be reduced.

さらに、前面視における各記副カッター体のカッターヘッドの形状全体が矩形パイプの外縁内に位置し得るので、このような位置に各副カッター体のカッターヘッドを位置させた状態とすることにより、副カッター体を矩形枠状体と共に、矩形パイプ内を通過させて後方に移動させることが可能となり得る。 Furthermore, since the entire shape of the cutter head of each sub-cutter body in the front view can be positioned within the outer edge of the rectangular pipe, by locating the cutter head of each sub-cutter body at such a position, It may be possible to move the sub-cutter body together with the rectangular frame-shaped body backward through the rectangular pipe.

本発明の掘削機において、前記内円筒体と前記矩形パイプとが、連結機構を介して着脱自在に連結されていることが好ましい。 In the excavator of the present invention, it is preferable that the inner cylindrical body and the rectangular pipe are detachably connected via a connecting mechanism.

この場合、主カッター体、副カッター体、内円筒体及び矩形枠状体を、矩形パイプ内を通過させて後方に移動させることが可能となる。さらに、連結機構は、主カッター体及び副カッター体のカッターヘッドにより地盤を回転掘削に作用する反力を矩形パイプに伝達する反力伝達機構としても機能する。 In this case, the main cutter body, the sub-cutter body, the inner cylindrical body and the rectangular frame-like body can be passed through the rectangular pipe and moved backward. Furthermore, the connecting mechanism also functions as a reaction force transmission mechanism that transmits the reaction force acting on rotary excavation of the ground by the cutter heads of the main cutter body and the sub cutter body to the rectangular pipe.

また、本発明の掘削機において、前記連結機構は、前記内円筒体の後部に着脱自在に設けられた円筒状の伝達リングと、前記伝達リングの後面と当接した状態で前記矩形パイプの内周面に対して着脱自在に設けられた反力受止部材とから構成されていることが好ましい。 Further, in the excavator of the present invention, the connecting mechanism includes a cylindrical transmission ring detachably provided at the rear portion of the inner cylindrical body, and an inner ring of the rectangular pipe in contact with the rear surface of the transmission ring. It is preferable that it is composed of a reaction force receiving member that is detachably attached to the peripheral surface.

この場合、主カッター体、副カッター体、内円筒体及び矩形枠状体を後方に引き出す際に損傷が生じ易い部材が伝達リングとなるので、内円筒体が損傷することの抑制を図ることが可能になる。 In this case, the transmission ring is a member that is likely to be damaged when the main cutter body, the sub cutter body, the inner cylindrical body, and the rectangular frame-shaped body are pulled out rearward, so damage to the inner cylindrical body can be suppressed. be possible.

また、本発明の掘削機において、前記矩形パイプは、矩形パイプ本体と、前記矩形パイプ本体の前端に設けられて外周縁の形状が前記矩形パイプ本体の外周縁の形状と略同一である外矩形筒体とからなり、前記外矩形筒体が前記矩形パイプの前端部を形成していることが好ましい。 Further, in the excavator of the present invention, the rectangular pipe includes a rectangular pipe main body and an outer rectangular pipe provided at the front end of the rectangular pipe main body and having an outer peripheral edge shape substantially the same as the outer peripheral edge shape of the rectangular pipe main body. and a tubular body, and the outer rectangular tubular body preferably forms the front end of the rectangular pipe.

この場合、矩形パイプ本体として、後方から順次継ぎ足される従来から使用されている矩形パイプを用いることが可能となる。 In this case, as the rectangular pipe main body, it is possible to use a conventionally used rectangular pipe that is successively added from the rear.

本発明の実施形態に係る掘削機の模式前面視図。1 is a schematic front view of an excavator according to an embodiment of the present invention; FIG. 図1におけるI I-I I線断面模式矢視図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1; 図2におけるC部模式拡大図。FIG. 3 is a schematic enlarged view of part C in FIG. 2 ; 図2におけるD模式拡大図。D model enlarged view in FIG. 図4に示す部分のV-V線断面模式矢視図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the portion shown in FIG. 4 taken along line VV.

本発明の実施形態に係る掘削機100について図1及び図2を参照して説明する。掘削機100は、例えば、既存の鉄道、道路などの下方の地盤にこれらを横断するトンネルを構築するアンダーパス工事において、水平方向に複数個に並べて配置される矩形パイプ40を推進させる推進工法を行う際に、各矩形パイプ40の前方に位置する地盤Bを掘削するものである。 An excavator 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. For example, the excavator 100 uses a jacking method for propelling a plurality of rectangular pipes 40 arranged horizontally in an underpass construction for constructing a tunnel crossing the ground below an existing railroad, road, or the like. When doing this, the ground B located in front of each rectangular pipe 40 is excavated.

なお、掘削機100は、水平方向に複数個に並べて配置される各矩形パイプ40に対応して、複数台が並置されて使用される場合があるが、ここでは、1台の掘削機100を例に挙げて説明する。 In some cases, a plurality of excavators 100 are arranged side by side in correspondence with each of the rectangular pipes 40 arranged in a horizontal direction. An example will be described.

また、以下の説明では、掘削方向(矩形パイプ40の推進方向)を前方向(図1における左方向、図2における紙面手前向き方向)、掘削方向と直交するトンネル断面の水平方向を横方向(図1中における紙面に直交する方向、図2における左右方向)とする。なお、全ての図面は本実施形態を模式的に説明するための図であり、各構成部材は模式化され、寸法もデフォルメされている。 Further, in the following description, the excavation direction (propulsion direction of the rectangular pipe 40) is the forward direction (left direction in FIG. 1, the front direction of the paper surface in FIG. 1, the left-right direction in FIG. 2). Note that all the drawings are diagrams for schematically explaining the present embodiment, and each constituent member is schematically illustrated, and the dimensions thereof are also deformed.

掘削機100は、矩形パイプ40の前方に位置する地盤Bを掘削する。矩形パイプ40の本体である矩形パイプ本体40aはエレメントとも称され、例えば、縦横800mm程度の略正方形の断面形状を有する鉄鋼製の中空パイプ部材である。矩形パイプ本体40aは、図示しないが、後方から順次継ぎ足されることによって、推進方向に向かって推進される。 The excavator 100 excavates the ground B located in front of the rectangular pipe 40 . A rectangular pipe main body 40a, which is the main body of the rectangular pipe 40, is also called an element, and is, for example, a steel hollow pipe member having a substantially square cross-sectional shape of about 800 mm in length and width. Although not shown, the rectangular pipe main body 40a is propelled in the direction of propulsion by being successively replenished from the rear.

掘削機100は、内円筒体10、主カッター体20、矩形枠状体30、矩形パイプ40、4個の副カッター体50などを備えている。 The excavator 100 includes an inner cylindrical body 10, a main cutter body 20, a rectangular frame body 30, a rectangular pipe 40, four sub cutter bodies 50, and the like.

内円筒体10は、矩形パイプ本体40aの前端部の内側に設けられており、鉄鋼などからなっている。内円筒体10は、円筒状からなり、前側に位置する前側円筒体11、円筒状からなり、後側に位置する後側円筒体12、前側円筒体11と後側円筒体12とを屈折自在に接続する接続体13とを有している。接続体13は、詳細は図示しないが、シール材を備え、前側円筒体11と後側円筒体12とがその間のシール材と摺接するように構成されている。 The inner cylindrical body 10 is provided inside the front end portion of the rectangular pipe main body 40a, and is made of steel or the like. The inner cylindrical body 10 has a cylindrical shape, a front cylindrical body 11 positioned on the front side, a rear cylindrical body 12 positioned on the rear side, and the front cylindrical body 11 and the rear cylindrical body 12 can be bent freely. It has a connection body 13 connected to the . Although not shown in detail, the connecting body 13 is provided with a sealing material, and is configured such that the front cylindrical body 11 and the rear cylindrical body 12 are in sliding contact with the sealing material therebetween.

さらに、前側円筒体11と後側円筒体12には、それぞれ中折れジャッキ61のピストンの端部とシリンダの端部がそれぞれ固定されている。この中折れジャッキ61のピストンの伸縮により、前側円筒体11と後側円筒体12との間の折れ角度、ひいては掘削機100の掘進方向を変更することができる。 Furthermore, the end of the piston and the end of the cylinder of the folding jack 61 are fixed to the front cylindrical body 11 and the rear cylindrical body 12, respectively. The expansion and contraction of the piston of the center-folding jack 61 can change the bending angle between the front cylindrical body 11 and the rear cylindrical body 12 and thus the excavating direction of the excavator 100 .

さらに、前側円筒体11の前側部分の内周面には、外形が円板状の前側隔壁14の外周面が溶接などによって固定されている。また、前側円筒体11の中央部分の内周面には、外形が円板状の後側隔壁15の外周面が溶接などによって固定されている。そして、これら隔壁14,15の中央には開口が形成されており、これら開口を挿通して状態で、主カッター体20を回転駆動するためのモータ21が内円筒体10に支持されている。主カッター体20は、そのカッターヘッド22をモータ21によって回転させることにより、矩形パイプ40の前方に位置する地盤Bの中央部分を掘削する。 Further, the outer peripheral surface of a disk-shaped front partition wall 14 is fixed to the inner peripheral surface of the front portion of the front cylindrical body 11 by welding or the like. The outer peripheral surface of a disc-shaped rear partition wall 15 is fixed to the inner peripheral surface of the central portion of the front cylindrical body 11 by welding or the like. Openings are formed in the centers of these partitions 14 and 15, and a motor 21 for rotating the main cutter body 20 is supported by the inner cylindrical body 10 while being inserted through these openings. The main cutter body 20 excavates the center portion of the ground B located in front of the rectangular pipe 40 by rotating the cutter head 22 by the motor 21 .

また、前側隔壁14及び後側隔壁15は下部にも開口が形成されており、これら開口を挿通して状態で、主カッター体20及び副カッター体50などで掘削した土砂などを後方に排出するための排土機構62が内円筒体10に支持されている。 Openings are also formed in the lower portions of the front partition wall 14 and the rear partition wall 15, and earth and sand excavated by the main cutter body 20 and the sub-cutter body 50 are discharged rearward through these openings. A soil unloading mechanism 62 is supported by the inner cylindrical body 10 for the purpose.

一方、前側円筒体11の前端部の外周面には、4個の副カッター体50を支持する矩形枠状体30が溶接などによって固定されている。この矩形枠状体30は、それぞれが鋼板などからなる前側に位置する前側板体31と、後側に位置する後側板体32と、これら前側板体31と後側板体32を連結する連結板体33とが、溶接などによって固定されることによって構成されている。 On the other hand, a rectangular frame-like body 30 supporting four sub-cutter bodies 50 is fixed by welding or the like to the outer peripheral surface of the front end portion of the front cylindrical body 11 . The rectangular frame-shaped body 30 includes a front plate 31 positioned on the front side, a rear plate 32 positioned on the rear side, and a connecting plate connecting the front plate 31 and the rear plate 32, each of which is made of a steel plate or the like. A body 33 is fixed by welding or the like.

前側板体31には、中央部に主カッター体20が挿通する大きな円形状の開口が形成され、その周囲の四隅角部にそれぞれ副カッター体50が挿通する円形状の小さな開口が形成されている。このように、前側板体31は主カッター体20の周囲を取り囲むものであり、本願発明の取り囲み部材に相当する。後側板体32は、4個の副カッター体50に対応して、四隅角部に設けられており、それぞれに副カッター体50が挿通す円形状の小さな開口が形成されている。 The front plate 31 has a large circular opening in the center through which the main cutter 20 is inserted, and small circular openings through which the sub-cutter 50 is inserted in the four corners of the opening. there is Thus, the front side plate 31 surrounds the main cutter body 20 and corresponds to the surrounding member of the present invention. The rear plate 32 is provided at four corners corresponding to the four sub-cutter bodies 50, and each has a small circular opening through which the sub-cutter bodies 50 are inserted.

矩形パイプ40は、矩形パイプ本体40aと外矩形筒体(刃口)40bとからなっている。外矩形筒体40bは、例えば鉄鋼などからなり、矩形パイプ本体40aの前端に設けられ、矩形パイプ本体40aと前面視における外周縁の形状が略同一となっている。この外矩形筒体40bは、後述する構成により、矩形枠状体30に固定されている。これにより、外矩形筒体40bは、矩形枠状体30を介して、内円筒体10の前端部の外周面に固定されている。なお、外矩形筒体40bは、図示しないが、隣接する掘削機100の外矩形筒体40bと固定、係合するためなどの部材を有していてもよい。 The rectangular pipe 40 is composed of a rectangular pipe body 40a and an outer rectangular cylinder (cutting edge) 40b. The outer rectangular cylinder 40b is made of, for example, steel, is provided at the front end of the rectangular pipe main body 40a, and has substantially the same outer peripheral shape as the rectangular pipe main body 40a when viewed from the front. The outer rectangular cylindrical body 40b is fixed to the rectangular frame-shaped body 30 by a structure described later. As a result, the outer rectangular cylinder 40 b is fixed to the outer peripheral surface of the front end portion of the inner cylindrical body 10 via the rectangular frame-shaped body 30 . Although not shown, the outer rectangular cylinder 40b may have a member for fixing or engaging with the outer rectangular cylinder 40b of the adjacent excavator 100, for example.

外矩形筒体40bと矩形枠状体30とはその間に隙間が生じないようにして、着脱可能に係合されている。具体的には、図3に示すように、矩形枠状体30の連結板体33の四隅角部に位置する箇所の外面にそれぞれ、後方に向かって突出するように傾斜する傾斜部34が形成されている。一方、外矩形筒体40bの中央部の内周面に、傾斜部34と対応する位置に、それぞれ、前方に向かって突出するように傾斜する傾斜部41が形成されている。 The outer rectangular tubular body 40b and the rectangular frame-shaped body 30 are detachably engaged with each other so that no gap is formed between them. Specifically, as shown in FIG. 3, inclined portions 34 are formed on the outer surface of the connecting plate 33 of the rectangular frame 30 at the four corners thereof so as to protrude rearward. It is On the other hand, on the inner peripheral surface of the central portion of the outer rectangular cylinder 40b, inclined portions 41 are formed at positions corresponding to the inclined portions 34 so as to protrude forward.

これら傾斜部34,41が係合することにより、外矩形筒体40bと矩形枠状体30とが係合し、これらの間に隙間が生じることが防止されている。さらに、これら係合する傾斜部34,41の前方には、外矩形筒体40bと矩形枠状体30との間には隙間が存在するが、この隙間には止水板63が設けられている。 By engaging these inclined portions 34 and 41, the outer rectangular cylindrical body 40b and the rectangular frame-shaped body 30 are engaged with each other, and the formation of a gap therebetween is prevented. Furthermore, there is a gap between the outer rectangular cylindrical body 40b and the rectangular frame-like body 30 in front of the inclined portions 34 and 41 that are engaged with each other. there is

さらに、外矩形筒体40bの前部の内周面に、係止部材42、ここでは側面視で直角三角形の断面を有するストッパが溶接などによって固定されている。この係止部材42に矩形枠状体30の前側板体31の周縁部が当接することにより、矩形枠状体30の前方への移動が規制されている。そして、この係止部材42による係止に加えて、傾斜部34,41の係合によって、矩形枠状体30の外矩形筒体40bに対する位置決めがなされたうえで固定されている。 Further, a locking member 42, here a stopper having a cross section of a right triangle in side view, is fixed by welding or the like to the inner peripheral surface of the front portion of the outer rectangular cylinder 40b. The forward movement of the rectangular frame-shaped body 30 is restricted by abutting the peripheral edge portion of the front side plate 31 of the rectangular frame-shaped body 30 against the locking member 42 . In addition to the locking by the locking member 42, the engagement of the inclined portions 34 and 41 positions and fixes the rectangular frame-like body 30 with respect to the outer rectangular cylinder 40b.

副カッター体50は、それぞれ、前端にカッターヘッド51を備え、このカッターヘッド51を回転駆動する図示しないモータを内蔵している。前面視において、各カッターヘッド51の形状はその回転中心に対して偏心している。具体的には、カッターヘッド51は、前面視で略卵形状であり、回転中心に対して非回転対称となっている。そして、副カッター体50のカッターヘッド51は、主カッター体20のカッターヘッド22より前方に位置している。 Each of the sub-cutter bodies 50 has a cutter head 51 at its front end and incorporates a motor (not shown) for rotationally driving the cutter head 51 . When viewed from the front, the shape of each cutter head 51 is eccentric with respect to its center of rotation. Specifically, the cutter head 51 has a substantially oval shape when viewed from the front, and is rotationally asymmetric with respect to the center of rotation. The cutter head 51 of the sub-cutter body 50 is positioned forward of the cutter head 22 of the main cutter body 20 .

4個の副カッター体50は、そのカッターヘッド51を回転駆動させることにより、矩形パイプ40の前方に位置する地盤Bの主カッター体20のカッターヘッド22が掘削した中央部分の周囲に位置し、矩形パイプ40の四隅角部の前方に位置する部分の地盤Bを掘削する。 By rotationally driving the cutter heads 51 of the four sub-cutter bodies 50, the four sub-cutter bodies 50 are positioned around the central portion excavated by the cutter heads 22 of the main cutter bodies 20 of the ground B located in front of the rectangular pipe 40, A portion of the ground B located in front of the four corners of the rectangular pipe 40 is excavated.

なお、副カッター体50のカッターヘッド51が回転したときの最大領域は、前面視において、矩形枠状体40b、ひいては矩形パイプ40の外縁よりも外方に部分的に突出している。この最大領域の外縁は、矩形パイプ40の隅部の外縁上又はこれよりも外方に位置することが好ましい。副カッター体50のカッターヘッド51は主カッター体20のカッターヘッド22よりも前方に位置するので、これらカッターヘッド22,51が干渉することはない。一方、外矩形筒体40bの前端部のカッターヘッド51の最大領域に含まれる部分は、干渉を避けるために切り欠きが形成されている。 The maximum area when the cutter head 51 of the sub-cutter body 50 rotates partially protrudes outward from the outer edge of the rectangular frame-shaped body 40b and thus the rectangular pipe 40 in a front view. The outer edge of this maximum area is preferably located on or outside the outer edge of the corner of the rectangular pipe 40 . Since the cutter head 51 of the sub-cutter body 50 is located forward of the cutter head 22 of the main cutter body 20, these cutter heads 22 and 51 do not interfere with each other. On the other hand, a portion included in the maximum area of the cutter head 51 at the front end of the outer rectangular cylinder 40b is notched to avoid interference.

さらに、副カッター体50は、図示しないが近接センサを中央側の外面に備えている。これにより、カッターヘッド51の回転中心から先端までの距離が最も長い長尺部分が中央側に位置した状態にあるか否かを検出することが可能である。そして、この検出結果を用いて、カッターヘッド51の長尺部分を中央側に位置した状態を維持すれば、副カッター体50が矩形パイプ本体40aと干渉せずに、内円筒体10及びこれと一体化した矩形枠状体30、主カッター体20、副カッター体50を後方に引き出すことが可能となる。 Further, the sub-cutter body 50 has a proximity sensor (not shown) on its central outer surface. Thereby, it is possible to detect whether or not the long portion with the longest distance from the center of rotation to the tip of the cutter head 51 is positioned on the center side. By using this detection result, if the long portion of the cutter head 51 is maintained at the central position, the auxiliary cutter body 50 does not interfere with the rectangular pipe main body 40a, and the inner cylindrical body 10 and the inner cylindrical body 10 and this can be removed. It becomes possible to pull out the integrated rectangular frame-shaped body 30, the main cutter body 20, and the sub cutter body 50 to the rear.

さらに、図3を参照して、前側円筒体11及び後側円筒体12のそれぞれの外周面の下部に、ローラ、コロなどを備えた搬出機構64が取り付けられている。このような搬出機構64として、例えば、エンドレスコロを備えたチルタンクが好ましい。これにより、内円筒体10及びこれと一体化した構成を後方への引き出す際の移動が容易となる。 Further, referring to FIG. 3, a carry-out mechanism 64 having rollers, rollers, etc. is attached to the lower portion of the outer peripheral surface of each of the front cylindrical body 11 and the rear cylindrical body 12 . As such a carry-out mechanism 64, for example, a chill tank equipped with endless rollers is preferable. This facilitates the movement of the inner cylindrical body 10 and the structure integrated therewith when pulling it out rearward.

さらに、図4及び図5を参照して、後側円筒体12、ひいては内円筒体10と矩形パイプ本体40aとは、連結機構70を介して、着脱自在に設けられている。連結機構70は、ここでは、後側円筒体12の後端部に、図示しないボルトなどを用いて固定された略短円筒状の伝達リング71と、矩形パイプ本体40aの内周面に溶接などによって固定された固定部材72との間に、これらに着脱自在に設けられた反力受止部材73などから構成されている。 Further, referring to FIGS. 4 and 5, the rear cylindrical body 12, that is, the inner cylindrical body 10 and the rectangular pipe main body 40a are detachably provided via a connecting mechanism 70. As shown in FIG. The connecting mechanism 70 includes a substantially short cylindrical transmission ring 71 fixed to the rear end portion of the rear cylindrical body 12 using a bolt (not shown) or the like, and a ring 71 welded to the inner peripheral surface of the rectangular pipe main body 40a. It is composed of a reaction force receiving member 73 and the like detachably provided between a fixed member 72 fixed by the .

反力受止部材73は、固定部材72の前端の隅部に対応する切り欠き73aを有しており、この切欠き73aが固定部材72の前端の隅部に係合した状態で、伝達リング71と固定される。反力受止部材73は、さらに、伝達リング71に形成されたコの字状の切欠き71aに対応する突出部73bを有しており、この突出部が伝達リング71の切欠きに係合した状態で、3方向から押し付ける3本の押しボルト74によって固定されている。 The reaction force receiving member 73 has a notch 73a corresponding to a corner of the front end of the fixing member 72. With this notch 73a engaged with the corner of the front end of the fixing member 72, the transmission ring is closed. 71 is fixed. The reaction force receiving member 73 further has a projecting portion 73 b corresponding to the U-shaped notch 71 a formed in the transmission ring 71 , and this projecting portion engages with the notch of the transmission ring 71 . In this state, it is fixed by three push bolts 74 that are pressed from three directions.

なお、連結機構70は、主カッター体20及び副カッター体50のカッターヘッド22,51により地盤Bを回転掘削に作用する反力を矩形パイプ40に伝達する反力伝達機構としても機能する。 The connecting mechanism 70 also functions as a reaction force transmission mechanism for transmitting the reaction force acting on rotary excavation of the ground B by the cutter heads 22 and 51 of the main cutter body 20 and the sub-cutter body 50 to the rectangular pipe 40 .

また、後側円筒体12の後端部には、略短円筒状の伝達リング71が、内円筒体10及びこれと一体化した構成の後方への引き出しが容易となるように、伝達リング71の左右後部には、シャックルなどの係止具65がそれぞれ固定されている。この係止具65に図示しないが、フックなどの引っ掛け具を引っ掛けて、引っ掛け具を一端部に有するロープなどを作業者が後方に向けて引っ張ることにより、内円筒体10及びこれと一体化した構成を後方に引き出すことがさらに容易となる。 At the rear end of the rear cylindrical body 12, a substantially short cylindrical transmission ring 71 is provided so that the inner cylindrical body 10 and the structure integrated therewith can be easily pulled out rearward. Locking tools 65 such as shackles are fixed to the left and right rear portions of the housing. Although not shown, a hook such as a hook is hooked on the locking member 65, and an operator pulls a rope or the like having the hook at one end toward the rear, thereby integrating the inner cylindrical body 10 and this. It becomes easier to pull out the structure backwards.

なお、ここでは、後側円筒体12と伝達リング71とを別部材として、これらを着脱自在に構成している。これにより、掘削機100を後方に引き出す際に損傷が生じ易い部材が伝達リング71となり、後側円筒体12が損傷することの抑制を図ることが可能となる。ただし、後側円筒体12と伝達リング71とを一体化してもよい。 Here, the rear cylindrical body 12 and the transmission ring 71 are separate members, and are configured to be detachable. As a result, the transmission ring 71 is a member that is likely to be damaged when the excavator 100 is pulled out rearward, and it is possible to suppress damage to the rear cylindrical body 12 . However, the rear cylindrical body 12 and the transmission ring 71 may be integrated.

以上説明した掘削機100によれば、主カッター体20のカッターヘッド22が回転掘削する矩形パイプ40の前方に位置する地盤Bの中央部分だけでなく、4個の副カッター体50のカッターヘッド51が回転掘削する矩形パイプ40の四隅の隅角部の前方に位置する地盤Bの部分も掘削することができる。よって、作業者が掘削する地盤Bの部分が削減されるので、矩形パイプ40の地中への推進埋設にあたり、人力による苦渋作業の解消と掘削の高効率化を図ることが可能となる。 According to the excavator 100 described above, the cutter heads 51 of the four sub-cutter bodies 50 as well as the central portion of the ground B located in front of the rectangular pipe 40 that the cutter head 22 of the main cutter body 20 rotates excavates. It is also possible to excavate the portion of the ground B located in front of the four corners of the rectangular pipe 40 to be rotary excavated. Therefore, since the portion of the ground B to be excavated by the worker is reduced, it is possible to eliminate the laborious work of manpower and improve the excavation efficiency in promoting and burying the rectangular pipe 40 in the ground.

また、3本の押しボルト74による伝達リング71と反力受止部材73との連結を解除することにより、内円筒体10は矩形パイプ40から切り離される。この状態において、内円筒体10及びこれと一体化した矩形枠状体30、主カッター体20、副カッター体50を矩形パイプ40内を通過して後方に移動させることが可能となる。これにより、掘削機100の前方に玉石などの障害物がある場合や到達立坑が存在しない場合などの場合に、内円筒体10及びこれと一体化した構成を後方に引き出すことが可能となる。そして、この際、副カッター体50のカッターヘッド51が矩形パイプ40と干渉しない位置にしておくことにより、引き出しに支障が生じない。 Further, the inner cylindrical body 10 is separated from the rectangular pipe 40 by releasing the connection between the transmission ring 71 and the reaction force receiving member 73 by the three push bolts 74 . In this state, the inner cylindrical body 10, the rectangular frame-shaped body 30 integrated therewith, the main cutter body 20, and the sub cutter body 50 can pass through the rectangular pipe 40 and be moved backward. As a result, when there is an obstacle such as a boulder in front of the excavator 100 or when there is no access pit, the inner cylindrical body 10 and the structure integrated therewith can be pulled out rearward. At this time, by setting the cutter head 51 of the sub-cutter body 50 at a position where it does not interfere with the rectangular pipe 40, there is no hindrance in drawing.

なお、本発明は、上述した掘削機100に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、掘削機100において、各部10~50の具体的な構成は説明したもの、あるいは図示したものに限定されない。 It should be noted that the present invention is not limited to the excavator 100 described above, and can be modified as appropriate. For example, in the excavator 100, the specific configuration of each section 10-50 is not limited to what has been described or illustrated.

10…内円筒体、 11…前側円筒体、 12…後側円筒体、 13…接続体、 14…前側隔壁(隔壁)、 15…後側隔壁(隔壁)、 20…主カッター体、 21…モータ、 22…カッターヘッド、 30…矩形枠状体、 31…前側板体(取り囲み部材)、 32…後側板体、 33…連結板体、 34…傾斜部、 40…矩形パイプ、 40a…矩形パイプ本体、 40b…外矩形筒体、 41…傾斜部、 42…係止部材、 51…カッターヘッド、 50…副カッター体、 61…中折れジャッキ、 62…排土機構、 63…止水板、 64…搬出機構、 65…係止具、 70…連結機構、 71…伝達リング、 71a…切欠き、 72…固定部材、 73…反力受止部材、 73a…切り欠き、 73b…突出部、 74…押しボルト、 100…掘削機、 B…地盤。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Inner cylinder 11... Front side cylinder 12... Rear side cylinder 13... Connector 14... Front side partition (partition) 15... Rear side partition (partition) 20... Main cutter body 21... Motor 22... Cutter head 30... Rectangular frame-shaped body 31... Front side plate (surrounding member) 32... Rear side plate 33... Connection plate 34... Inclined portion 40... Rectangular pipe 40a... Rectangular pipe main body , 40b... Outer rectangular cylinder 41... Inclined portion 42... Locking member 51... Cutter head 50... Sub-cutter body 61... Folding jack 62... Earth discharging mechanism 63... Water stop plate 64... Carrying-out mechanism 65 Locking tool 70 Connecting mechanism 71 Transmission ring 71a Notch 72 Fixing member 73 Reaction receiving member 73a Notch 73b Protrusion 74 Push Bolt, 100... Excavator, B... Ground.

Claims (4)

地中に矩形パイプを推進する際に、前記矩形パイプの前方に位置する地盤を掘削する掘削機であって、
前記矩形パイプの前部の内側に前記矩形パイプの内周面との間に隙間を有して設けられた円筒状の内円筒体と、
前記内円筒体の隔壁に支持され、前記矩形パイプの中央部の前方に位置する前記地盤を回転するカッターヘッドにより掘削する主カッター体と、
前記内円筒体の前部の外周面に固定されるとともに、前記矩形パイプの前端部の内周面に着脱自在に固定され、前記主カッター体の周囲を取り囲む取り囲み部材を有する矩形枠状体と、
前記矩形枠状体の取り囲み部材に支持され、前記矩形パイプの四隅の隅角部の前方に位置する前記地盤を回転するカッターヘッドにより掘削する4個の副カッター体とを備え、
前記副カッター体のカッターヘッドの前面視の形状は当該カッターヘッドの回転中心に対して偏心しており、前面視における前記副カッター体のカッターヘッドの最大通過領域は前記矩形パイプの外縁を超えた領域を部分的に含むとともに、前面視における各前記副カッター体のカッターヘッドの形状全体が前記矩形パイプの外縁内に位置し得ることを特徴とする掘削機。
An excavator for excavating the ground located in front of the rectangular pipe when propelling the rectangular pipe into the ground,
a cylindrical inner cylindrical body provided inside the front part of the rectangular pipe with a gap between it and the inner peripheral surface of the rectangular pipe;
a main cutter body supported by the partition wall of the inner cylindrical body and excavating the ground located in front of the central portion of the rectangular pipe with a rotating cutter head;
a rectangular frame-shaped body fixed to the outer peripheral surface of the front portion of the inner cylindrical body and detachably fixed to the inner peripheral surface of the front end portion of the rectangular pipe, and having a surrounding member surrounding the periphery of the main cutter body; ,
four sub-cutter bodies supported by the surrounding members of the rectangular frame-shaped body and excavating the ground located in front of the four corners of the rectangular pipe with a rotating cutter head,
The shape of the cutter head of the sub-cutter body when viewed from the front is eccentric with respect to the center of rotation of the cutter head, and the maximum passage area of the cutter head of the sub-cutter body when viewed from the front is an area beyond the outer edge of the rectangular pipe. and wherein the entire shape of the cutter head of each sub-cutter body in front view can be located within the outer edge of the rectangular pipe.
前記内円筒体と前記矩形パイプとが、連結機構を介して着脱自在に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の掘削機。 2. The excavator according to claim 1, wherein said inner cylindrical body and said rectangular pipe are detachably connected via a connecting mechanism. 前記連結機構は、
前記内円筒体の後部に着脱自在に設けられた円筒状の伝達リングと、
前記伝達リングの後面と当接した状態で前記矩形パイプの内周面に対して着脱自在に設けられた反力受止部材とから構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の掘削機。
The connecting mechanism is
a cylindrical transmission ring detachably provided at the rear portion of the inner cylindrical body;
3. A reaction force receiving member detachably attached to the inner peripheral surface of the rectangular pipe while in contact with the rear surface of the transmission ring. excavator.
前記矩形パイプは、矩形パイプ本体と、前記矩形パイプ本体の前端に設けられて外周縁の形状が前記矩形パイプ本体の外周縁の形状と略同一である外矩形筒体とからなり、前記外矩形筒体が前記矩形パイプの前端部を形成していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の掘削機。 The rectangular pipe includes a rectangular pipe main body and an outer rectangular cylindrical body provided at the front end of the rectangular pipe main body and having an outer peripheral edge shape substantially the same as the outer peripheral edge shape of the rectangular pipe main body. 4. Excavator according to any one of the preceding claims, characterized in that a cylinder forms the front end of the rectangular pipe.
JP2021033354A 2021-03-03 2021-03-03 Excavator Active JP7465831B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021033354A JP7465831B2 (en) 2021-03-03 2021-03-03 Excavator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021033354A JP7465831B2 (en) 2021-03-03 2021-03-03 Excavator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022134305A true JP2022134305A (en) 2022-09-15
JP7465831B2 JP7465831B2 (en) 2024-04-11

Family

ID=83231535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021033354A Active JP7465831B2 (en) 2021-03-03 2021-03-03 Excavator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7465831B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3892412B2 (en) 2003-04-25 2007-03-14 株式会社奥村組 Shield excavator
JP4780728B2 (en) 2007-08-03 2011-09-28 株式会社アルファシビルエンジニアリング Rectangular machine
JP6344925B2 (en) 2014-02-10 2018-06-20 株式会社大林組 Shield excavator
JP7190383B2 (en) 2019-03-25 2022-12-15 大成建設株式会社 Steel pipe connection structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP7465831B2 (en) 2024-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001173370A (en) Cutter head
JP3836467B2 (en) Tunnel excavator
JP2022134305A (en) excavator
JP2022134306A (en) excavator
JP4731308B2 (en) Cutter plate for tunnel excavator
JP2001082071A (en) Tunnel widening method and device
JP3830917B2 (en) Tunnel excavator for pipe formation
JP4668829B2 (en) Tunnel excavation method, tunnel branching / merging widening part using the same, and tunnel branching / merging widening part constructed thereby
JP4824633B2 (en) Excavation mechanism
JP3830918B2 (en) Tunnel excavator for pipe formation
JP3963566B2 (en) Cutter head and obstacle cutting method
JP6746483B2 (en) Tunnel machine
JP3512012B2 (en) How to excavate
JP6783132B2 (en) Tunnel boring machine
JPH0357248B2 (en)
JP4562662B2 (en) Rectangular cross-section machine
JP4966551B2 (en) Recovery method for tunnel excavator
JP5066281B2 (en) Excavation method
JP7082225B1 (en) Construction method of underground structure
KR20180070079A (en) excavator using propulsion of assembled front tip
JP4299251B2 (en) Drilling device and method for burying tubular member
JP2007169944A (en) Cutter plate for tunnel boring machine, and its recovery method
JP3080780B2 (en) How to replace shield excavator
JP4399178B2 (en) Earth retaining excavation blade propulsion method
JP5066280B2 (en) Excavation mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230525

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20230727

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20231208

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240401

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7465831

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150