JP2510097B2 - Square shield excavator - Google Patents

Square shield excavator

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JP2510097B2
JP2510097B2 JP6953391A JP6953391A JP2510097B2 JP 2510097 B2 JP2510097 B2 JP 2510097B2 JP 6953391 A JP6953391 A JP 6953391A JP 6953391 A JP6953391 A JP 6953391A JP 2510097 B2 JP2510097 B2 JP 2510097B2
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JP
Japan
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axis
chamber
muddy water
shaft
excavator
Prior art date
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JP6953391A
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Japanese (ja)
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JPH04357298A (en
Inventor
登始夫 明坂
和人 濱田
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GOYO KENSETSU KK
Iseki Kaihatsu Koki KK
Original Assignee
GOYO KENSETSU KK
Iseki Kaihatsu Koki KK
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Publication date
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、四角形の断面形状を有
するトンネル、穴、溝等の構築に用いる角型のシールド
掘削機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a square shield excavator used for constructing tunnels, holes, grooves, etc. having a square cross section.

【0002】[0002]

【従来の技術】四角形の断面形状を有するトンネルを掘
削する角型シールド掘削機の1つとして、四角筒状のシ
ールド本体の前部に本体の軸線と直交する方向へ直線的
な往復運動可能にかつ互いに間隔をおいて配置された複
数の支持杆と、各支持杆に取り付けられた複数のカッタ
ビットとを掘削手段として用いるものがある(特開平1
−310089号公報)。この掘削機において、本体内
は隔壁により高圧に維持される前方域と大気圧に維持さ
れる後方域とに区画されており、支持杆は隔壁と平行に
前方域に配置された支持板に移動可能に支持されてい
る。この掘削機は、支持杆の直線的な往復運動にともな
う各カッタビットの直線的な往復運動により切羽を掘削
する。
2. Description of the Related Art A square shield excavator for excavating a tunnel having a quadrangular cross-sectional shape, which enables linear reciprocating motion in a direction orthogonal to an axis of the main body of a square cylindrical shield main body. In addition, there is one in which a plurality of support rods arranged at intervals from each other and a plurality of cutter bits attached to the respective support rods are used as excavating means (Japanese Patent Laid-Open No. HEI-1).
-310089). In this excavator, the inside of the main body is divided into a front area maintained at high pressure by a partition wall and a rear area maintained at atmospheric pressure, and the support rod moves to a support plate arranged in the front area in parallel with the partition wall. Supported as possible. This excavator excavates a face by the linear reciprocating motion of each cutter bit accompanying the linear reciprocating motion of a support rod.

【0003】角型シールド掘削機の他の1つとして、四
角筒状のシールド本体の前部に本体の軸線と交差する方
向へ伸びる軸線の周りに回転可能に配置されたドラム
と、該ドラムの外周面に取り付けられた多数のカッタビ
ットとを掘削手段として用いるものがある(特開平2−
66295号公報)。この掘削機は、ドラムの回転運動
にともなう各カッタビットの回転運動により切羽を掘削
する。
As another one of the rectangular shield excavators, a drum disposed in the front part of a rectangular cylindrical shield main body so as to be rotatable around an axis extending in a direction intersecting the axis of the main body, and a drum of the drum. There is one that uses a large number of cutter bits attached to the outer peripheral surface as an excavating means (Japanese Patent Laid-Open No. HEI 2-
66295). This excavator excavates a face by the rotary motion of each cutter bit that accompanies the rotary motion of a drum.

【0004】しかし、前者では、支持板が土圧を受ける
面板として作用するから、支持板を経てその後方へ移動
する掘削物の量が少なく、したがって掘削効率が低い。
また、カッタビットの往復移動の範囲が小さいから、大
きな礫を含む地盤を掘削することができない。
However, in the former case, since the support plate acts as a face plate that receives earth pressure, the amount of excavated material that moves rearward through the support plate is small, and therefore excavation efficiency is low.
Further, since the range of reciprocating movement of the cutter bit is small, it is not possible to excavate the ground containing large gravel.

【0005】後者では、掘削物がドラムおよびカッタビ
ットの回転にともなって前記軸線の周りに回転されるか
ら、掘削物を本体内に効果的に取り込むことができず、
したがって掘削効率が低い。特に、本体内を前方域と後
方域とに区画し、前方域内の掘削物を泥水により排出す
る掘削機の場合は、前方域全体が泥水室として作用する
から、前方域内の掘削物がスラリー状を呈し、その結果
出口に到達しかつ該出口から排出される掘削物の量が少
なく、掘削効率が低い。
In the latter case, since the excavated material is rotated around the axis line with the rotation of the drum and the cutter bit, the excavated material cannot be effectively taken into the main body,
Therefore, excavation efficiency is low. In particular, in the case of an excavator that divides the main body into a front area and a rear area and discharges excavated material in the front area with muddy water, the entire front area acts as a mud chamber, so the excavated material in the front area is slurry-like. As a result, the amount of excavated material reaching the outlet and discharged from the outlet is small, and excavation efficiency is low.

【0006】[0006]

【解決しようとする課題】本発明は、四角形の断面形状
を有するトンネル、穴または溝を効率よく掘削すること
ができる角型シールド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 a square shield excavator capable of efficiently excavating a tunnel, a hole or a groove having a rectangular cross section.

【0007】[0007]

【解決手段、作用、効果】本発明の角型シールド掘削機
は、掘削物を受け入れる空間を前端部に有する四角筒状
のシールド本体と、該本体の対向する一対の外面部と直
交する方向へ伸びる掘削部を有する掘削手段と、前記掘
削部の方向へ伸びる軸線を中心とする円弧状の軌跡を前
記掘削部に描かせるべく前記掘削手段に前記軸線の周り
の角度的な往復運動を与える駆動手段と、前記空間内の
掘削物を前記本体の外へ排出する手段とを含む。
A square shield excavator according to the present invention has a rectangular cylindrical shield main body having a space for receiving an excavated object at a front end thereof, and a pair of outer surface portions of the main body in a direction orthogonal to each other. Excavating means having an extending excavating portion, and a drive for giving the excavating means an angular reciprocating motion around the axis so as to draw the excavating portion an arcuate trajectory centered on an axis extending in the direction of the excavating portion. And means for ejecting the excavated material in the space out of the body.

【0008】掘削機は、これを前進させる推力発生装置
により推力を受ける。掘削機が前進される間、掘削手段
は駆動手段により前記軸線の周りの角度的な往復運動す
なわち前記軸線を中心とする揺動運動を与えられて切羽
を掘削する。掘削物は、本体に形成された空間に受け入
れられる。空間内の掘削物は、掘削機の前進にともなっ
て空間内をその後方へ移動し、最終的に排出手段により
本体の外へ排出される。
The excavator receives thrust from a thrust generator that advances the excavator. While the excavator is being advanced, the excavating means is provided with an angular reciprocating motion about the axis, that is, a swinging motion about the axis, by the driving means to excavate the face. The excavation is received in the space formed in the body. The excavated material in the space moves backward in the space as the excavator moves forward, and is finally discharged to the outside of the main body by the discharging means.

【0009】本発明によれば、掘削物が掘削機の前進に
ともなって本体の空間内をその後方へ確実に移動される
から、排出可能の掘削物の量が多く、したがって掘削効
率が高い。また、掘削部の往復運動の範囲を広くするこ
とができるから、大きな礫を含む地盤を掘削することが
できる。
According to the present invention, since the excavated material is reliably moved in the space of the main body to the rear as the excavator moves forward, the amount of excavable material that can be discharged is large and therefore the excavation efficiency is high. Further, since the range of reciprocating motion of the excavating portion can be widened, it is possible to excavate the ground including large gravel.

【0010】前記空間を、前記軸線と直交する方向の寸
法が前部から後部へ向けて漸次減少する形状とすること
ができる。
The space may have a shape in which the dimension in the direction orthogonal to the axis gradually decreases from the front portion toward the rear portion.

【0011】前記空間を、掘削物を受け入れるずり室
と、該ずり室から掘削物を受け入れる泥水室とに分け、
泥水室内の掘削物を泥水式の排出手段により排出するこ
とができる。泥水は第1のパイプにより前記泥水室に供
給され、前記泥水室内の掘削物は第2のパイプにより泥
水とともに排出される。
The space is divided into a shear chamber for receiving the excavated material and a mud chamber for receiving the excavated material from the shear chamber,
The excavated material in the muddy water chamber can be discharged by the muddy water type discharging means. The muddy water is supplied to the muddy water chamber through the first pipe, and the excavated material in the muddy water chamber is discharged together with the muddy water through the second pipe.

【0012】前記駆動手段は、前記軸線の方向へ伸びか
つ前記軸線の周りに角度的に回転可能に前記本体内に配
置されたシャフトと、該シャフトの両端部に動力を与え
る一対の駆動機構とを備えることが好ましい。これによ
り、シャフトの一端部に動力を与える場合に比べ、大き
な動力を発生する駆動機構を用いて大きな動力をシャフ
トに伝達することができる。
The drive means includes a shaft extending in the direction of the axis and arranged in the body so as to be angularly rotatable about the axis, and a pair of drive mechanisms for applying power to both ends of the shaft. Is preferably provided. As a result, as compared with the case where power is applied to one end of the shaft, it is possible to transmit a large amount of power to the shaft by using a drive mechanism that generates a large amount of power.

【0013】前記掘削手段は、前記シャフトに支持され
かつ前後方向へ伸びるアームと、前記アームの先端部に
取り付けられかつ前記軸線の方向へ伸びる支持杆と、該
支持杆に前記軸線の方向に順次取り付けられた複数のビ
ットとを備えることができる。
The excavating means includes an arm supported by the shaft and extending in the front-rear direction, a support rod attached to the tip of the arm and extending in the axial direction, and the support rod in the axial direction. And a plurality of attached bits.

【0014】さらに、前記掘削手段の角度的な往復運動
の範囲を検出する手段を含むことが好ましい。これによ
り、掘削手段による余掘りの量を規制することができ
る。
Further, it is preferable to include means for detecting a range of angular reciprocating motion of the excavating means. This makes it possible to regulate the amount of excess excavation by the excavation means.

【0015】[0015]

【実施例】図1〜図5を参照するに、角型シールド掘削
機10は、四角筒状のシールド本体12を含む。本体1
2は互いに突き合わされた四角筒状の第1および第2の
本体部14,16を備えており、第1および第2の本体
部14,16は図1に示す複数のボルト18により分離
可能に連結されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS. 1 to 5, a square shield excavator 10 includes a square cylindrical shield body 12. Body 1
2 includes first and second rectangular tube-shaped main bodies 14 and 16 which are butted against each other. The first and second main bodies 14 and 16 can be separated by a plurality of bolts 18 shown in FIG. It is connected.

【0016】図示の例では、本体12は、図示しない元
押し装置のような推力発生装置による推力を、掘削機1
0による掘削跡に押し込まれる四角筒状の複数のパイプ
20を介して受けることにより前進される。しかし、推
力発生装置として、たとえば、図6に示すように、掘削
機10による掘削跡に構築された覆工22を反力体とす
る複数のジャッキ24を備える装置を用いてもよい。
In the illustrated example, the main body 12 applies a thrust generated by a thrust generating device such as a source pushing device (not shown) to the excavator 1
It is advanced by receiving it through a plurality of square-pipe-shaped pipes 20 which are pushed into the excavation mark by 0. However, as the thrust generating device, for example, as shown in FIG. 6, a device including a plurality of jacks 24 having the lining 22 constructed on the excavation mark by the excavator 10 as a reaction force body may be used.

【0017】第1の本体部14は、掘削物を受け入れる
ずり室26と、該ずり室の後部に続く泥水室28と、第
2の本体部16内に連通する大気圧室30とを有する。
ずり室26および泥水室28は、本体12に取り付けら
れかつ刃口を規定する複数の壁部材32と、該壁部材に
接続されたケース34とにより、大気圧室30から区画
されている。ケース34は、複数のリブ36により第1
の本体部14に支持されている。
The first main body portion 14 has a shear chamber 26 for receiving the excavated material, a muddy water chamber 28 following the rear portion of the shear chamber, and an atmospheric pressure chamber 30 communicating with the inside of the second main body portion 16.
The shear chamber 26 and the muddy water chamber 28 are separated from the atmospheric pressure chamber 30 by a plurality of wall members 32 that are attached to the main body 12 and define blade edges, and a case 34 that is connected to the wall members. The case 34 has a first rib 36,
It is supported by the main body portion 14.

【0018】ずり室26は、本体12の対向する一対の
外面部と直交する第1の方向の間隔および本体12の対
向する他の一対の外面部と直交する第2の方向の間隔が
前方から後方へ向けて漸次狭くなる四角錐台状の形状を
有する。これに対し、泥水室28は、第1の方向へ伸び
る間隔は前方から後方へ向けて漸次狭くなるが、第2の
方向の間隔がほぼ同じとなる台形状の断面形状を有す
る。
The shear chamber 26 has a gap in the first direction orthogonal to the pair of outer surface portions of the main body 12 and a gap in the second direction orthogonal to the other pair of outer surface portions of the main body 12 from the front. It has a truncated pyramid shape that gradually narrows toward the rear. On the other hand, the muddy water chamber 28 has a trapezoidal cross-sectional shape in which the interval extending in the first direction is gradually narrowed from the front to the rear, but the interval in the second direction is substantially the same.

【0019】ずり室26と泥水室28との境界部には、
第1の方向へ伸びるシャフト38が配置されている。シ
ャフト38は、図3に示すように、その両端部において
ケース34を貫通している。シャフト38をその軸線4
0の周りに回転可能に支持するベアリング42は、ケー
ス34のボス部44に取り付けられたベアリングケース
46に配置されている。
At the boundary between the shear chamber 26 and the muddy chamber 28,
A shaft 38 extending in the first direction is arranged. As shown in FIG. 3, the shaft 38 penetrates the case 34 at both ends. Shaft 38 has its axis 4
The bearing 42, which is rotatably supported around 0, is arranged in a bearing case 46 attached to a boss portion 44 of the case 34.

【0020】シャフト38は、その端部に連結された一
対の駆動機構48により、軸線40の周りに角度的に往
復回転される。各駆動機構48は、図示の例では、作動
油圧、圧力水、圧縮空気等の圧力流体により作動される
複動型のジャッキ50と、ジャッキ50のシリングを第
1の本体部14の後端に取り付けられた矩形の端板52
に連結するブラケット54と、ジャッキ50のピストン
ロッドをシャフト38の端部に連結するリンク56とを
備える。
The shaft 38 is angularly reciprocally rotated about an axis 40 by a pair of drive mechanisms 48 connected to the ends of the shaft 38. In the illustrated example, each drive mechanism 48 includes a double-acting jack 50 that is operated by a hydraulic fluid such as hydraulic pressure, pressure water, or compressed air, and a shilling of the jack 50 at the rear end of the first main body portion 14. Attached rectangular end plate 52
And a link 56 that connects the piston rod of the jack 50 to the end of the shaft 38.

【0021】ブラケット54は端板52にボルト等によ
り取り付けられており、リンク56はシャフト38の端
部にボルト等により取り付けられている。各ブラケット
54とジャッキ50、および各リンク56とジャッキ5
0は、それぞれ、枢軸的に連結されている。両リンク5
6は、シャフト38の軸線の周りに角度的間隔をおいて
配置されている。
The bracket 54 is attached to the end plate 52 with bolts or the like, and the link 56 is attached to the end of the shaft 38 with bolts or the like. Each bracket 54 and jack 50, and each link 56 and jack 5
Each 0 is pivotally connected. Both links 5
6 are arranged at angular intervals around the axis of the shaft 38.

【0022】シャフト38には、ロータ58が複数のキ
ー60により相対的変位不能に取り付けられている。ロ
ータ58は、図4および図5に示すように多角形(図示
の例では14角形)の外表面を有しており、また、その
中心が軸線40より距離eだけ前方となるように軸線4
0に対して偏心されている。ロータ58の外周面および
これに対応するケース34の内面には、複数の突起62
が形成されている。
A rotor 58 is attached to the shaft 38 by a plurality of keys 60 so as not to be relatively displaced. The rotor 58 has a polygonal (14-sided in the example shown) outer surface as shown in FIGS. 4 and 5, and the axis 4 is arranged so that its center is ahead of the axis 40 by a distance e.
It is eccentric to 0. A plurality of protrusions 62 are provided on the outer peripheral surface of the rotor 58 and the inner surface of the case 34 corresponding thereto.
Are formed.

【0023】図3に示すように、軸線40方向における
ロータ58の両端部とこれに対応するベアリングケース
46との間には、それぞれ、既知のメカニカルシール6
4が配置されている。
As shown in FIG. 3, a known mechanical seal 6 is provided between each end of the rotor 58 in the direction of the axis 40 and the corresponding bearing case 46.
4 are arranged.

【0024】ロータ58には、2組のカッタヘッド66
が固定されている。両カッタヘッド66は、軸線40を
中心として角度的に間隔をおいて配置されている。各カ
ッタヘッド66は、ロータ58の外表面のうち軸線40
方向へ間隔をおいた箇所から前方へ伸びる一対のアーム
68と、該アームの先端部を互いに連結する支持杆70
と、軸線40と平行に伸びる掘削部を規定すべく支持杆
70に軸線40の方向に順次取り付けられた複数のカッ
タビット72とを備える。
The rotor 58 has two sets of cutter heads 66.
Has been fixed. Both cutter heads 66 are angularly spaced about the axis 40. Each of the cutter heads 66 has an axial surface 40 of the outer surface of the rotor 58.
A pair of arms 68 extending forward from a position spaced apart in the direction, and a supporting rod 70 connecting the tip ends of the arms 68 to each other.
And a plurality of cutter bits 72 sequentially attached to the support rod 70 in the direction of the axis 40 so as to define an excavated portion extending parallel to the axis 40.

【0025】図示の例では、掘削機10は、泥水式の排
出装置を用いている。この排出装置は、泥水を泥水室2
8に供給する給水パイプ74と、泥水室28内の泥水を
掘削物とともに排出する排水パイプ76とを備える。パ
イプ74,76は、それぞれ、複数のボルト78により
ケース34に取り付けられたコネクタ80によりケース
34に連結されている。
In the illustrated example, the excavator 10 uses a muddy type discharge device. This discharge device is used to remove muddy water from the muddy water chamber 2
8 and a drain pipe 76 for discharging the muddy water in the muddy water chamber 28 together with the excavated material. Each of the pipes 74 and 76 is connected to the case 34 by a connector 80 attached to the case 34 by a plurality of bolts 78.

【0026】掘削時、両ジャッキ50が伸長と収縮とを
180度移相した状態で繰り返すように作動される。す
なわち、両ジャッキ50は、一方のジャッキ50が伸長
すると同時に他方のジャッキ50が収縮する図4に示す
過程と、一方のジャッキ50が収縮すると同時に他方の
ジャッキ50が伸長する図5に示す過程とを繰り返す。
At the time of excavation, both jacks 50 are operated so as to repeat extension and contraction with a phase shift of 180 degrees. That is, in both jacks 50, the process shown in FIG. 4 in which one jack 50 extends and the other jack 50 contracts at the same time, and the process shown in FIG. 5 in which one jack 50 contracts and the other jack 50 extends at the same time. repeat.

【0027】これにより、リンク56およびシャフト3
8が軸線40の周りに角度的に往復回転されるから、ロ
ータ58が軸線40の周りに角度的に往復回転され、カ
ッタヘッド66が軸線40を中心として扇形状に揺動さ
れる。その結果、カッタビット72は、その掘削部すな
わち刃部が切羽に押し付けられた状態で、軸線40を中
心とする円弧に沿って往復移動されることにより、刃部
で切羽を掘削する。
As a result, the link 56 and the shaft 3
Since 8 is angularly reciprocally rotated about the axis 40, the rotor 58 is angularly reciprocally rotated about the axis 40, and the cutter head 66 is swung in a fan shape about the axis 40. As a result, the cutter bit 72 reciprocates along an arc centered on the axis 40 with the excavation portion, that is, the blade portion pressed against the face, thereby excavating the face with the blade.

【0028】掘削の間、ずり室26の圧力は図2および
図3に示す圧力センサ82により検出されるとともに、
切羽の崩壊を防止する所定の圧力に維持される。ずり室
26内の圧力は、泥水室28内の圧力、掘削速度等によ
り調節することができる。泥水室28内の圧力は、これ
に供給する泥水の量、泥水室から排出する泥水の量等に
より調節することができる。このため、泥水室28の圧
力も図示しない圧力計により測定することが好ましい。
During excavation, the pressure in the shear chamber 26 is detected by the pressure sensor 82 shown in FIGS. 2 and 3, and
A predetermined pressure is maintained to prevent face collapse. The pressure in the shear chamber 26 can be adjusted by the pressure in the muddy chamber 28, the excavation speed, and the like. The pressure in the muddy water chamber 28 can be adjusted by the amount of muddy water supplied thereto, the amount of muddy water discharged from the muddy water chamber, and the like. Therefore, it is preferable that the pressure in the muddy water chamber 28 is also measured by a pressure gauge (not shown).

【0029】掘削物は、ずり室26に受け入れられ、ず
り室26内をその奥へ移動され、さらにロータ58とケ
ース34との間の空間を経て泥水室28へ移動されて、
最終的に排水パイプ76により本体12の外へ排出され
る。ずり室26内における掘削物の移動は、主として、
掘削機10が切羽を掘削しつつ前進することに依存す
る。
The excavated material is received in the shear chamber 26, moved to the inside of the shear chamber 26, and further moved to the mud chamber 28 through the space between the rotor 58 and the case 34.
Finally, it is discharged to the outside of the main body 12 by the drainage pipe 76. The movement of the excavated material in the shear chamber 26 is mainly
The excavator 10 relies on moving forward while excavating the face.

【0030】カッタヘッド66間に受け入れられたずり
は、掘削機10の前進と、カッタヘッド66の揺動運動
とにより、ずり室26内の、アーム68間の空間84
(図3参照)、および、アーム68と壁部材32との間
の空間86(図3参照)を経て移動される。
The shear received between the cutter heads 66 is caused by the forward movement of the excavator 10 and the swinging motion of the cutter head 66, and the space 84 between the arms 68 in the shear chamber 26.
(See FIG. 3) and the space 86 (see FIG. 3) between the arm 68 and the wall member 32.

【0031】 掘削機10では、ロータ58の中心が軸
線40からeだけ前方に偏心された状態で、ロータ58
が軸線40の周りの角度的な往復回転運動をするから、
ロータ58は、これが図5に示す状態から図4に示す状
態に移動されるとき、図4および図5においてそれらの
短辺の方向を上下方向とすると、図4において下方の部
位でずり室26内の掘削物を泥水室28へ送り込む。
In the excavator 10, with the center of the rotor 58 eccentric forward from the axis 40 by e, the rotor 58
Makes an angular reciprocating rotary motion about axis 40,
When the rotor 58 is moved from the state shown in FIG. 5 to the state shown in FIG. 4, assuming that the directions of the short sides thereof are the vertical direction in FIGS. 4 and 5, the shear chamber 26 is located at the lower portion in FIG. The excavated material therein is sent to the mud chamber 28.

【0032】このとき、図4においてロータ58の上方
の部位は泥水室28内の掘削物をずり室26に戻す方向
へ移動されるが、ロータ58の上方の部位はケース34
から大きく離される方向へ変位するから、泥水室28内
の掘削物をロータ58の上方の部位でずり室26に戻す
ことが防止される。
At this time, in FIG. 4, the upper portion of the rotor 58 is moved in the direction of returning the excavated material in the muddy water chamber 28 to the shear chamber 26, but the upper portion of the rotor 58 is the case 34.
Therefore, the excavated material in the muddy water chamber 28 is prevented from returning to the shear chamber 26 at a portion above the rotor 58.

【0033】同様に、ロータ58は、これが図4に示す
状態から図5に示す状態に移動されるとき、図5におい
て上方の部位でずり室26内の掘削物を泥水室28へ送
り込む。このとき、ロータ58の下方の部位がケース3
4から大きく離される方向へ変位するから、泥水室28
内の掘削物をロータ58の下方の部位でずり室26に戻
すことが防止される。
Similarly, when the rotor 58 is moved from the state shown in FIG. 4 to the state shown in FIG. 5, the excavated material in the shear chamber 26 is fed to the mud chamber 28 at an upper portion in FIG. At this time, the portion below the rotor 58 is the case 3
Since it is displaced in a direction largely separated from 4, the muddy water chamber 28
It is prevented that the excavated material therein is returned to the shear chamber 26 at a portion below the rotor 58.

【0034】掘削物中の大きな礫は、図4および図5に
示すように、ロータ58の偏心運動にともなってロータ
58の外表面とケース34の内面との間に挟み込まれる
ことにより破砕される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the large gravel in the excavated material is crushed by being caught between the outer surface of the rotor 58 and the inner surface of the case 34 with the eccentric movement of the rotor 58. .

【0035】ロータ58に設けられた各突起62は、こ
れがずり室26内の掘削物を泥水室28へ送り込む方向
へ変位されるとき、ずり室26内の掘削物を泥水室28
へ送り込む機能と、ロータ58に設けられた突起62と
共同して礫をロータ58とケース34との間に挾み込む
機能とを有する。
When the projections 62 provided on the rotor 58 are displaced in the direction in which the excavated material in the shear chamber 26 is fed into the muddy water chamber 28, the excavated material in the shear chamber 26 is moved to the muddy water chamber 28.
And a function of feeding the gravel between the rotor 58 and the case 34 in cooperation with the protrusion 62 provided on the rotor 58.

【0036】カッタヘッド66の揺動運動の方向におけ
る掘削範囲は、カッタヘッド66の揺動運動の範囲によ
り規制することができる。
The excavation range in the direction of the swing motion of the cutter head 66 can be restricted by the range of the swing motion of the cutter head 66.

【0037】このため、図7〜図10に示すように、掘
削機10は、さらに、カッタヘッド66の揺動運動の範
囲を検出すべくリンク56に対応して配置された一対の
リミットスイッチ88と、該リミットスイッチを支持す
るブラケット90とを含む。各ブラケット90は、複数
のボルト92によりケース34に取り付けられており、
また、リンク56の揺動運動の方向へ伸びる長穴94を
有する。
Therefore, as shown in FIGS. 7 to 10, the excavator 10 further includes a pair of limit switches 88 arranged corresponding to the links 56 to detect the range of the swing motion of the cutter head 66. And a bracket 90 that supports the limit switch. Each bracket 90 is attached to the case 34 by a plurality of bolts 92,
Further, it has an elongated hole 94 extending in the direction of the swing motion of the link 56.

【0038】各リミットスイッチ88は、長穴94を貫
通するボルトおよびこれと螺合するナットからなる取付
け具96により、リンク56の揺動運動の方向における
位置を変更可能に、ブラケット90に取り付けられてい
る。各リンク56は、これの揺動運動にともなって対応
するリミットスイッチ88を開閉させる突起98を有す
る。
Each limit switch 88 is attached to the bracket 90 by a mounting member 96 consisting of a bolt penetrating the elongated hole 94 and a nut screwed with the bolt so that the position of the link 56 in the swinging direction can be changed. ing. Each link 56 has a protrusion 98 for opening and closing the corresponding limit switch 88 in accordance with the swinging motion of the link 56.

【0039】掘削時、ジャッキ50が伸縮されると、リ
ンク56が軸線40を中心として扇形状に揺動されるか
ら、各リミットスイッチ88は、対応するリンク56の
突起98がアクチュエータに接触するたびに電気信号を
発生する。この電気信号は、ジャッキ50の伸長と収縮
とを切り換えるタイミング信号として利用される。
When the jack 50 is expanded and contracted during excavation, the links 56 swing in a fan shape around the axis 40, so that each limit switch 88 causes each projection 98 of the corresponding link 56 to contact the actuator. Generate an electrical signal to. This electric signal is used as a timing signal for switching between extension and contraction of the jack 50.

【0040】カッタヘッド66の揺動運動の範囲は、各
リミットスイッチ88が図9に示す位置に配置されてい
るとき小さく、図10に示す位置に配置されているとき
大きい。したがって、ブラケット90へのリミットスイ
ッチ88の取り付け位置を変更することにより、カッタ
ヘッド66の揺動運動の範囲および余掘り量を変更する
ことができる。カッタヘッド66の揺動運動の範囲を図
9および図10に弧状の矢印で示す。
The range of swing motion of the cutter head 66 is small when the limit switches 88 are arranged in the positions shown in FIG. 9 and large when they are arranged in the positions shown in FIG. Therefore, by changing the mounting position of the limit switch 88 on the bracket 90, the range of the swing motion of the cutter head 66 and the amount of over dug can be changed. The range of swing motion of the cutter head 66 is shown by arc-shaped arrows in FIGS. 9 and 10.

【0041】シャフト38を回転させる動力は、シャフ
ト38の一端部に伝達してもよい。しかし、図示の例の
ように、シャフト38を回転させる動力をシャフト38
の両端部に伝達すれば、動力をシャフトの一端部に伝達
する場合に比べ、大きな駆動力を発生するジャッキを用
いて大きな動力を伝達することができる。
The power for rotating the shaft 38 may be transmitted to one end of the shaft 38. However, as in the illustrated example, the power to rotate the shaft 38 is applied to the shaft 38.
By transmitting the power to both ends of the shaft, a large amount of power can be transmitted by using a jack that generates a large driving force, as compared with the case of transmitting the power to one end of the shaft.

【0042】前記した掘削機10のように複数のカッタ
ヘッド66を設ける代りに、図11に示す掘削機100
のように1つのカッタヘッド66を設けてもよい。ま
た、カッタヘッド66に揺動運動を与える駆動機構とし
て、他の駆動機構を用いてもよい。
Instead of providing a plurality of cutter heads 66 as in the excavator 10 described above, the excavator 100 shown in FIG.
Alternatively, one cutter head 66 may be provided. Further, another drive mechanism may be used as the drive mechanism that gives the cutter head 66 a swinging motion.

【0043】図11に示す掘削機100で用いる駆動機
構102は、シャフト38の端部に取り付けられた歯車
104と、歯車104と噛合する扇形状の歯車106
と、歯車106に角度的な往復回転運動を与える複動型
の一対のジャッキ108とを備える。歯車106は、ピ
ン110により第1の本体部14に枢軸運動可能に支持
されている。各ジャッキ108のシリンダはブラケット
112により端板52に枢軸的に連結されており、ピス
トンロッドは歯車106の一端部に枢軸的に連結されて
いる。
The drive mechanism 102 used in the excavator 100 shown in FIG. 11 has a gear 104 attached to the end of the shaft 38 and a fan-shaped gear 106 meshing with the gear 104.
And a pair of double-acting jacks 108 that give angular reciprocating rotational movement to the gear 106. The gear 106 is supported by the pin 110 so as to be pivotally movable on the first main body portion 14. The cylinder of each jack 108 is pivotally connected to the end plate 52 by a bracket 112, and the piston rod is pivotally connected to one end of the gear 106.

【0044】掘削時、両ジャッキ108が伸長と収縮と
を180度移相した状態で繰り返すように作動される。
これにより、歯車106がピン110を中心として揺動
されるから、歯車104がその軸線の周りに角度的に往
復回転される。その結果、シャフト38およびロータ5
8がシャフト38の軸線の周りに角度的に往復回転さ
れ、カッタヘッド66はシャフト38の軸線を中心とし
て揺動される。
At the time of excavation, both jacks 108 are operated so as to repeat extension and contraction with a phase shift of 180 degrees.
As a result, the gear 106 is swung about the pin 110, so that the gear 104 is angularly reciprocally rotated about its axis. As a result, the shaft 38 and the rotor 5
8 is angularly reciprocally rotated about the axis of the shaft 38, and the cutter head 66 is swung about the axis of the shaft 38.

【0045】図12および図13に示す掘削機120
は、シャフト38の軸線方向へ間隔をおいて配置された
2つの駆動機構122をシャフト38の一端部に連結し
ている。
Excavator 120 shown in FIGS. 12 and 13.
Connects two drive mechanisms 122, which are arranged at intervals in the axial direction of the shaft 38, to one end of the shaft 38.

【0046】各駆動機構122は、図1に示す駆動機構
48と同様に、圧力流体により作動される複動型のジャ
ッキ124と、ジャッキ124のシリンダを端板52に
連結するブラケット126と、ジャッキ124のピスト
ンロッドをシャフト38の端部に連結するリンク128
とを備える。
Each drive mechanism 122, like the drive mechanism 48 shown in FIG. 1, is a double-acting type jack 124 operated by pressure fluid, a bracket 126 for connecting the cylinder of the jack 124 to the end plate 52, and a jack. A link 128 connecting the piston rod of 124 to the end of the shaft 38.
With.

【0047】両リンク128は、シャフト38の軸線の
周りに角度的間隔をおいて配置されている。両リンク1
28の間にはカラー130が配置されている。両ジャッ
キ124は、180度移相して作動される。
Both links 128 are arranged at angular intervals around the axis of the shaft 38. Both links 1
A collar 130 is arranged between the 28. Both jacks 124 are operated 180 degrees out of phase.

【0048】なお、1つの掘削機10,100または1
20を用いて、トンネル、穴または溝を構築する代り
に、複数の掘削機10,100または120を用い、こ
れらをマトリクス状に配置しかつ同時に掘進させること
により、より大きなトンネルを構築してもよい。
Incidentally, one excavator 10, 100 or 1
Instead of using 20 to build tunnels, holes or trenches, it is possible to build multiple tunnels by using multiple excavators 10, 100 or 120 arranged in a matrix and simultaneously excavating. Good.

【0049】泥水式の排出装置の代りに、スクリューコ
ンベアのような他の排出装置を用いてもよい。また、ず
り室内の掘削物の一部または全ての掘削物をロータの角
度的な往復回転運動等により本体の周り特に掘削機の側
方へ排出してもよい。
Instead of the muddy type discharge device, another discharge device such as a screw conveyor may be used. Further, a part or all of the excavated material in the shear chamber may be discharged around the main body, particularly to the side of the excavator by angular reciprocating rotary motion of the rotor or the like.

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

【図1】本発明の角型シールド掘削機の一実施例を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a square shield excavator of the present invention.

【図2】図1の掘削機の2−2線視図である。2 is a view of the excavator of FIG. 1 taken along line 2-2. FIG.

【図3】図2の3−3線に沿って得た断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG.

【図4】図3の4−4線に沿って得た断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.

【図5】掘削状態を説明するための図3と同様の断面図
である。
FIG. 5 is a sectional view similar to FIG. 3 for explaining the excavated state.

【図6】他の推力発生装置により前進される掘削機の断
面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an excavator that is advanced by another thrust generator.

【図7】掘削範囲を検出する手段を示すための断面図で
ある。
FIG. 7 is a sectional view showing a means for detecting an excavation range.

【図8】図7の8−8線視図である。8 is a view taken along line 8-8 of FIG.

【図9】図7の9−9線に沿って得た断面図である。9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG.

【図10】掘削範囲を説明するための図9と同様の断面
図である。
FIG. 10 is a sectional view similar to FIG. 9 for explaining the excavation range.

【図11】他の駆動機構を用いた掘削機の実施例を示す
断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an embodiment of an excavator using another drive mechanism.

【図12】さらに他の駆動機構を用いた掘削機の実施例
を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an embodiment of an excavator using still another drive mechanism.

【図13】図12の13−13線に沿って得た断面図で
ある。
13 is a cross-sectional view taken along line 13-13 of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,100,120 角型シールド掘削機 12 シールド本体 26 ずり室 28 泥水室 34 ケース 38 シャフト 40 軸線 48,102,122 駆動機構 50,108,124 ジャッキ 66 カッタヘッド 68 アーム 70 支持杆 72 カッタビット 74 給水パイプ 76 排水パイプ 10, 100, 120 Square shield excavator 12 Shield body 26 Shear chamber 28 Mud chamber 34 Case 38 Shaft 40 Axis 48, 102, 122 Drive mechanism 50, 108, 124 Jack 66 Cutter head 68 Arm 70 Support rod 72 Cutter bit 74 Water supply pipe 76 Drainage pipe

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 掘削物を受け入れる空間を前端部に有す
る四角筒状のシールド本体と、該本体の対向する一対の
外面部と直交する方向へ伸びる掘削部を有する掘削手段
と、前記掘削部の方向へ伸びる軸線を中心とする円弧状
の軌跡を前記掘削部に描かせるべく前記掘削手段に前記
軸線の周りの角度的な往復運動を与える駆動手段と、前
記空間内の掘削物を前記本体の外へ排出する手段とを含
む、角型シールド掘削機。
1. A quadrangular cylindrical shield body having a space for receiving a digging object at a front end thereof, digging means having a digging portion extending in a direction orthogonal to a pair of outer surface portions of the main body, and digging means of the digging portion. A driving means for giving the excavating means an angular reciprocating motion around the axis to draw an arcuate locus around an axis extending in the direction, and the excavation object in the space A square shield excavator including a means for discharging to the outside.
【請求項2】 前記空間は前記軸線と直交する方向の寸
法が前部から後部へ向けて漸次減少する形状を有する、
請求項1に記載のトンネル掘削機。
2. The space has a shape in which a dimension in a direction orthogonal to the axis is gradually reduced from a front portion to a rear portion.
The tunnel excavator according to claim 1.
【請求項3】 前記空間は、掘削物を受け入れるずり室
と、該ずり室から掘削物を受け入れる泥水室とを有し、
前記排出手段は、泥水を前記泥水室に供給する第1のパ
イプと、前記泥水室内の掘削物を泥水とともに排出する
第2のパイプとを備える、請求項2に記載の掘削機。
3. The space has a shear chamber for receiving excavation and a mud chamber for receiving excavation from the shear chamber,
The excavator according to claim 2, wherein the discharging unit includes a first pipe for supplying muddy water to the muddy water chamber, and a second pipe for discharging the excavated material in the muddy water chamber together with the muddy water.
【請求項4】 前記駆動手段は、前記軸線の方向へ伸び
かつ前記軸線の周りに角度的に回転可能に前記本体内に
配置されたシャフトと、該シャフトの両端部に動力を与
える一対の駆動機構とを備える、請求項1に記載の掘削
機。
4. The drive means includes a shaft extending in the direction of the axis and rotatably angularly about the axis in the body, and a pair of drives for applying power to both ends of the shaft. The excavator according to claim 1, comprising a mechanism.
【請求項5】 前記掘削手段は、前記シャフトに支持さ
れかつ前後方向へ伸びるアームと、前記アームの先端部
に取り付けられかつ前記軸線の方向へ伸びる支持杆と、
該支持杆に前記軸線の方向に順次取り付けられた複数の
ビットとを備える、請求項4に記載の掘削機。
5. The excavating means includes an arm supported by the shaft and extending in the front-rear direction, and a support rod attached to a tip portion of the arm and extending in the axial direction.
The excavator according to claim 4, further comprising: a plurality of bits sequentially attached to the support rod in the direction of the axis.
【請求項6】 さらに、前記掘削手段の往復移動の範囲
を検出する手段を含む、請求項1に記載の掘削機。
6. The excavator according to claim 1, further comprising means for detecting a range of reciprocating movement of the excavation means.
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