JP2831904B2 - Rectangular mud shield excavator - Google Patents

Rectangular mud shield excavator

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JP2831904B2
JP2831904B2 JP11467293A JP11467293A JP2831904B2 JP 2831904 B2 JP2831904 B2 JP 2831904B2 JP 11467293 A JP11467293 A JP 11467293A JP 11467293 A JP11467293 A JP 11467293A JP 2831904 B2 JP2831904 B2 JP 2831904B2
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chamber
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partition
rotary
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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】この発明は、断面が正方形の横孔
を掘削するための矩形泥水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 rectangular mud shield excavator for excavating a horizontal hole having a square cross section.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シールド掘削機としては次のよう
なものがある(特開昭63−247497号公報)。こ
のシールド掘削機は、円筒形状のスキンプレートの前端
に漏斗形状のフードを固定し、上記スキンプレートにフ
ードの後方に位置するように隔壁を固定して、上記フー
ドの後端と隔壁との間にチャンバーを形成している。こ
の隔壁の中心には回転軸を回転自在に嵌合し、この回転
軸の先端にカッタヘッドを固定している。このカッタヘ
ッドは回転軸の先端に固定したコーンとこのコーンの先
端に固定したカッタアーム等の掘削部とからなってお
り、上記コーンとフードとの間に破砕室を形成してい
る。そして、この破砕室には送泥管により泥水を供給
し、掘削部により地盤を掘削し、掘削された礫を破砕室
で破砕し、破砕された礫,土砂等を破砕室からチャンバ
ーに導き、さらに、チャンバーに連通する排泥管により
外部に排出するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is the following shield excavator (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-247497). In this shield excavator, a funnel-shaped hood is fixed to a front end of a cylindrical skin plate, and a partition is fixed to the skin plate so as to be located behind the hood. A chamber is formed. A rotary shaft is rotatably fitted to the center of the partition wall, and a cutter head is fixed to the tip of the rotary shaft. The cutter head includes a cone fixed to the tip of the rotating shaft and a digging portion such as a cutter arm fixed to the tip of the cone. A crushing chamber is formed between the cone and the hood. Then, muddy water is supplied to the crushing chamber by a mud pipe, the ground is excavated by an excavating section, the excavated gravels are crushed in the crushing chamber, and the crushed gravels, earth and sand, etc. are guided from the crushing chamber to the chamber, Further, the exhaust gas is discharged to the outside by a mud pipe communicating with the chamber.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、断面
が正方形の管路のための横孔を掘る際には、その管路の
形状に合わせて断面が正方形の横孔を掘削したいという
要請がある。
Recently, when digging a horizontal hole for a pipeline having a square cross section, there has been a demand for excavating a horizontal hole having a square cross section in accordance with the shape of the pipeline. is there.

【0004】ところが、上記従来のシールド掘削機は円
筒形のスキンプレートに固定した隔壁の中心、つまり円
筒形のスキンプレートの中心に回転軸を配置し、この回
転軸に固定したカッタヘッドの回転によって掘削を行う
ため、掘削された横孔は必然的に円形になり、断面が正
方形の横孔を掘ることができないという問題がある。
However, in the conventional shield excavator described above, a rotary shaft is arranged at the center of a partition wall fixed to a cylindrical skin plate, that is, at the center of the cylindrical skin plate, and the cutter head fixed to the rotary shaft rotates. Since the excavation is performed, the excavated lateral hole is necessarily circular, and there is a problem that a lateral hole having a square cross section cannot be excavated.

【0005】そこで、この発明の目的は、断面が正方形
の横孔を掘削することができる矩形泥水シールド掘削機
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a rectangular muddy shield excavator capable of excavating a horizontal hole having a square cross section.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明の矩形泥水シールド掘削機は、断面
略正方形状のスキンプレートと、上記スキンプレートの
内側に配置され、前方のチャンバーに面するとともに、
上記スキンプレートの中心を回転中心として上記スキン
プレートに回転自在に支持された回転隔壁と、上記チャ
ンバーに面する回転隔壁の壁面に固定された攪拌羽根
と、上記回転隔壁の上記スキンプレートの中心に対して
偏心した位置に回転自在に支持された回転軸と、上記回
転軸の先端に固定され、略正三角形を構成する掘削部を
有するカッタヘッドと、上記回転軸の他端に固定された
外歯ギヤと、中心が上記スキンプレートの中心と一致す
るように上記スキンプレートに固定されるとともに、ピ
ッチ円の直径が上記外歯ギヤのピッチ円の直径の4/3
倍であり、かつ、上記外歯ギヤと噛合する内歯ギヤと、
上記回転隔壁を駆動する駆動装置と、外部から上記チャ
ンバー内に泥水を送り込む送泥管と、上記チャンバー内
の泥水を外部に排出する排泥管とを備えたことを特徴と
する矩形泥水シールド掘削機。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a rectangular muddy water shield excavator according to the first aspect of the present invention, wherein a skin plate having a substantially square cross section is disposed inside the skin plate, and a front chamber is provided. While facing
A rotating partition rotatably supported by the skin plate about the center of the skin plate as a center of rotation, a stirring blade fixed to a wall of the rotating partition facing the chamber, and a center of the skin plate of the rotating partition. A rotary shaft rotatably supported at a position eccentric to the rotary shaft, a cutter head fixed to the tip of the rotary shaft and having a digging portion forming a substantially equilateral triangle, and an outer fixed to the other end of the rotary shaft. The tooth gear is fixed to the skin plate such that the center thereof is coincident with the center of the skin plate, and the diameter of the pitch circle is 4/3 of the diameter of the pitch circle of the external gear.
An internal gear that is doubled and meshes with the external gear;
A rectangular mud shield excavator comprising: a driving device for driving the rotary partition; a mud pipe for feeding mud from the outside into the chamber; and a mud pipe for discharging mud in the chamber to the outside. Machine.

【0007】また、請求項2の発明の矩形泥水シールド
掘削機は、請求項1の矩形泥水シールド掘削機におい
て、上記回転軸の上記チャンバー内に位置する部分に固
定された攪拌羽根を備えたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the rectangular muddy shield excavator according to the first aspect, further comprising a stirring blade fixed to a portion of the rotary shaft located in the chamber. It is characterized by.

【0008】[0008]

【作用】上記請求項1の矩形泥水シールド掘削機は、上
記駆動装置を駆動すると、断面が略正方形状のスキンプ
レートに回転自在に支持された回転隔壁が回転する。そ
して、この回転隔壁にその中心に対して、つまりスキン
プレートの中心に対して偏心した位置で支持された回転
軸はスキンプレートの中心の回りを回転する。このた
め、上記回転軸の他端に固定された外歯ギヤが内歯ギヤ
に噛合して公転しながら自転する。したがって、上記回
転軸もスキンプレートの中心の回りを公転しながら自転
する。すなわち、上記回転軸は、自転する回転隔壁を介
してスキンプレートにその中心に対して偏心して支持さ
れた状態で、自転しながら公転する遊星運動を行うので
ある。そして、上記回転軸の先端に固定されたカッタヘ
ッドの略正三角形を構成する掘削部は、地盤の土砂や礫
を掘削する。このとき、上記カッタヘッドの掘削部は、
外歯ギヤのピッチ円の直径と内歯ギヤのピッチ円の直径
とが3対4の比であるから、上記回転軸が遊星運動を行
い、この掘削部の軌跡の包絡線は略正方形となる。ま
た、掘削された地盤の土砂や礫はチャンバー内に入り、
上記回転隔壁のチャンバー側の壁面に固定された攪拌羽
根によって、送泥管から送り込まれた泥水と攪拌され
る。そして、この攪拌された土砂や礫を含む泥水は、排
泥管から外部に排出される。
According to the rectangular muddy water shield excavator of the first aspect, when the driving device is driven, the rotary partition rotatably supported by the skin plate having a substantially square cross section rotates. The rotating shaft supported by the rotating partition wall at a position eccentric to the center, that is, the center of the skin plate, rotates around the center of the skin plate. Therefore, the external gear fixed to the other end of the rotary shaft meshes with the internal gear and revolves while revolving. Therefore, the rotation axis also rotates while revolving around the center of the skin plate. That is, the rotating shaft performs a planetary motion of revolving while rotating while being eccentrically supported with respect to the center of the skin plate via the rotating rotating partition. An excavation part forming a substantially equilateral triangle of the cutter head fixed to the tip of the rotation shaft excavates earth and sand and gravel on the ground. At this time, the cutting part of the cutter head is
Since the diameter of the pitch circle of the external gear and the diameter of the pitch circle of the internal gear have a ratio of 3: 4, the rotating shaft performs a planetary motion, and the envelope of the locus of the excavated portion is substantially square. . Also, excavated soil and gravels enter the chamber,
The agitating blade fixed to the wall surface on the chamber side of the rotary partition wall agitates the muddy water fed from the mud pipe. Then, the muddy water containing the agitated earth and sand and gravel is discharged to the outside through a drainage pipe.

【0009】したがって、上記スキンプレートの断面が
略正方形状であることと相俟って、略正方形の横孔を掘
削できる。
Therefore, the cross section of the skin plate is substantially square, and a substantially square horizontal hole can be excavated.

【0010】また、上記回転隔壁は駆動装置により回転
し、これにより回転軸に固定した外歯ギヤは内歯ギヤに
噛合して遊星運動を行う。したがって、この矩形泥水シ
ールド掘削機は、例えばクランク機構を用いるものに比
べて構造を簡単にでき、機長を短くできる。また、この
矩形泥水シールド掘削機の機長が短くなるから、掘削部
の進む角度を従来より大きな角度に変えることができ、
曲線施行がしやすくなる。
The rotary partition is rotated by a driving device, so that the external gear fixed to the rotary shaft meshes with the internal gear to perform planetary motion. Therefore, the rectangular muddy water shield excavator can have a simpler structure and a shorter machine length than, for example, those using a crank mechanism. In addition, since the length of the rectangular muddy water shield excavator becomes shorter, the angle at which the excavation section advances can be changed to a larger angle than before.
Curve execution becomes easier.

【0011】また、上記回転隔壁の攪拌羽根は、上記カ
ッタヘッドが1回転する間に逆の回転方向に3回転する
から、上記チャンバー内の土砂や礫を効率よく攪拌でき
る。
Further, the stirring blade of the rotary partition rotates three times in the opposite rotation direction while the cutter head makes one rotation, so that the earth and sand and the gravels in the chamber can be efficiently stirred.

【0012】上記回転軸が遊星運動しているため、この
箇所でスキンプレート内をカッタヘッド側と駆動装置側
とに仕切ることは、通常困難と考えられている。しか
し、この発明では、上記回転軸は回転隔壁の偏心した位
置に回転自在に支持され、かつ回転隔壁はスキンプレー
トに回転自在に支持されているから、上記回転軸の遊星
運動を許容しつつ、上記スキンプレート内のカッタヘッ
ド側と駆動装置側とを密に仕切ることができる。
It is generally considered difficult to partition the inside of the skin plate between the cutter head side and the drive unit side at this point because the rotating shaft is in planetary motion. However, according to the present invention, the rotating shaft is rotatably supported at an eccentric position of the rotating partition, and the rotating partition is rotatably supported by the skin plate. The cutter head side and the drive unit side in the skin plate can be partitioned tightly.

【0013】また、請求項2の矩形泥水シールド掘削機
によれば、上記請求項1の矩形泥水シールド掘削機にお
いて、回転軸のチャンバー内に位置する部分に固定され
た攪拌羽根を備えたので、この回転軸の攪拌羽根は、上
記回転隔壁の攪拌羽根が3回転する間に逆の回転方向に
1回転するから、チャンバー内に導かれた土砂や礫を効
率よく攪拌する。
[0013] According to the rectangular muddy water shield excavator of the second aspect, since the rectangular muddy water shield excavator of the first aspect is provided with the stirring blade fixed to a portion of the rotary shaft located in the chamber, Since the stirring blade of the rotating shaft makes one rotation in the opposite rotation direction while the stirring blade of the rotary partition makes three rotations, the earth and sand and the gravels introduced into the chamber are efficiently stirred.

【0014】[0014]

【実施例】以下、この発明の矩形泥水シールド掘削機を
一実施例により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A rectangular muddy water shield excavator of the present invention will be described in detail below with reference to an embodiment.

【0015】図1はこの発明の一実施例の矩形泥水シー
ルド掘削機の断面図を示しており、1は断面が略正方形
状のスキンプレート、2は上記スキンプレート1の前端
の内側に固定され、内周が漏斗形状で外周が略正方形の
フード、3は上記スキンプレート1の内側に上記フード
2の後端から所定の間隔をあけて固定されたリング形状
の支持板、4はこの支持板3にベアリング11を介し
て、上記スキンプレート1の中心を回転中心として回転
自在に支持された回転隔壁である。この回転隔壁4とフ
ード2の後端との間にはチャンバー16を形成してい
る。そして、上記回転隔壁4のスキンプレート1の中心
に対して偏心した位置に第1円筒部6を固定し、その内
側に回転軸15を挿通し、図示しないブッシュを介して
回転自在に支持している。上記回転軸15のフード2側
の一端には、カッタヘッド20を固定する。一方、上記
回転軸15の支持板3側の他端には、外歯ギヤ31を固
定している。この外歯ギヤ31は、スキンプレート1の
内周に固定された内歯ギヤ32と歯合し、この外歯ギヤ
31と内歯ギヤ32とで偏心リングギヤ装置30を構成
している。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rectangular muddy water shield excavator according to one embodiment of the present invention, wherein 1 is a skin plate having a substantially square cross section, and 2 is fixed inside the front end of the skin plate 1. A hood having an inner funnel shape and a substantially square outer periphery; 3, a ring-shaped support plate fixed inside the skin plate 1 at a predetermined distance from a rear end of the hood 2; Reference numeral 3 denotes a rotary partition wall rotatably supported via a bearing 11 about the center of the skin plate 1 as a rotation center. A chamber 16 is formed between the rotary partition 4 and the rear end of the hood 2. Then, the first cylindrical portion 6 is fixed at a position eccentric with respect to the center of the skin plate 1 of the rotary partition 4, and the rotary shaft 15 is inserted through the first cylindrical portion 6 and rotatably supported via a bush (not shown). I have. A cutter head 20 is fixed to one end of the rotating shaft 15 on the hood 2 side. On the other hand, an external gear 31 is fixed to the other end of the rotating shaft 15 on the support plate 3 side. The external gear 31 meshes with an internal gear 32 fixed to the inner periphery of the skin plate 1, and the external gear 31 and the internal gear 32 constitute an eccentric ring gear device 30.

【0016】上記回転隔壁4は、円板部4aと、この円
板部4aに固定された上述の第1円筒部6と、この円板
部4aの外周から支持板3側に延びる第2円筒部4b
と、この第2円筒部4bの内周に円板部4aから支持板
3側に伸びる第3円筒部5とを備えている。また、上記
回転隔壁4のチャンバー16側の円板部4aの壁面に
は、図4に示すように、回転隔壁4の第1円筒部6の外
周と円板部4aの外周との間の距離が最も大きい位置に
半径方向に配置した第1の攪拌羽根7を備え、チャンバ
ー16内において礫や土砂などを泥水と攪拌する働きを
する。上記回転隔壁4は、支持板3に第2円筒部4bの
内周に配置されたベアリング11を介して回転自在に支
持され、このベアリング11によって、回転隔壁4に作
用するラジアル荷重とスラスト荷重の両方を支持するこ
とができる。また、上記回転隔壁4の外周の第2円筒部
4bと、スキンプレート1の内周に固定された外周が略
正方形で内周が円筒形のスペーサ板12との間はシール
部材13によりシールしている。一方、上記第3円筒部
5は、上記支持板3の内周を貫通し、上記偏心リングギ
ヤ装置30側の外周に図5に示す外歯ギヤ5aを形成し
ている。この外歯ギヤ5aと互いに歯合する駆動ギヤ4
1を介して駆動装置としての電動機42により、第3円
筒部5すなわち回転隔壁4を回転するようにしている。
The rotary partition 4 has a disk portion 4a, the first cylindrical portion 6 fixed to the disk portion 4a, and a second cylindrical portion extending from the outer periphery of the disk portion 4a to the support plate 3 side. Part 4b
And a third cylindrical portion 5 extending from the disk portion 4a to the support plate 3 on the inner periphery of the second cylindrical portion 4b. As shown in FIG. 4, a distance between the outer periphery of the first cylindrical portion 6 of the rotating partition 4 and the outer periphery of the disk portion 4a is provided on the wall surface of the disk portion 4a on the chamber 16 side of the rotating partition 4. The first stirring blade 7 is provided at the position where the maximum is largest in the radial direction, and functions to stir the gravel, earth and sand, etc. with the muddy water in the chamber 16. The rotating partition 4 is rotatably supported by the support plate 3 via a bearing 11 disposed on the inner periphery of the second cylindrical portion 4b. With this bearing 11, the radial load and the thrust load acting on the rotating partition 4 are reduced. Both can be supported. A seal member 13 seals between the second cylindrical portion 4b on the outer periphery of the rotary partition 4 and the spacer plate 12 fixed on the inner periphery of the skin plate 1 and having a substantially square outer periphery and a cylindrical inner periphery. ing. On the other hand, the third cylindrical portion 5 penetrates the inner periphery of the support plate 3 and forms an external gear 5a shown in FIG. 5 on the outer periphery on the eccentric ring gear device 30 side. The drive gear 4 meshed with the external gear 5a
The third cylindrical portion 5, that is, the rotating partition 4 is rotated by an electric motor 42 as a driving device via the first motor 1.

【0017】上記カッタヘッド20は、図2および図3
に示すように、上記回転軸15の先端にキー28により
固定された円筒部26と、この円筒部26に円周方向に
等間隔に固定され、半径方向に延びる3本のカッタアー
ム21と、このカッタアーム21のほぼ先端部をつなぐ
小さな曲率のカッタリング22とから構成されている。
なお、上記カッタアーム21の回転隔壁4側には、図1
に示すブレード23が補強のために設けられている。そ
して、上記カッタアーム21の前面には、一つまたは二
つのカッタ歯24を半径方向に異なった位置に夫々配置
する一方、カッタリング23の前面の中央には、一つの
外周ビット25を夫々配置している。なお、上記各カッ
タアーム21の頂点Aは、略正方形のスキンプレート1
のほぼ外側に位置し、このカッタアーム21の頂点Aを
夫々結ぶと正三角形が構成されるようにしている。さら
に、上記カッタヘッド20の円筒部26のチャンバー1
6に面する外周には、円周方向に等間隔に固定され、半
径方向に伸びる三つの第2の攪拌羽根27を設けてい
る。つまり、上記回転軸15に円筒部26を介して第2
の攪拌羽根27を設けている。
The cutter head 20 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 5, a cylindrical portion 26 fixed to the tip of the rotary shaft 15 by a key 28, and three cutter arms 21 fixed to the cylindrical portion 26 at equal intervals in a circumferential direction and extending in a radial direction, The cutter arm 21 includes a cutter ring 22 having a small curvature, which connects substantially the distal end of the cutter arm 21.
The cutter arm 21 is provided on the rotary partition 4 side with the
Are provided for reinforcement. One or two cutter teeth 24 are arranged at different positions in the radial direction on the front surface of the cutter arm 21, and one outer peripheral bit 25 is arranged at the center of the front surface of the cutter ring 23. doing. The vertex A of each of the cutter arms 21 is a substantially square skin plate 1.
And the vertex A of the cutter arm 21 is connected to each other to form an equilateral triangle. Further, the chamber 1 of the cylindrical portion 26 of the cutter head 20 is formed.
The outer periphery facing 6 is provided with three second stirring blades 27 fixed at equal intervals in the circumferential direction and extending in the radial direction. That is, the rotation shaft 15 is connected to the second
Are provided.

【0018】一方、上記偏心リングギヤ装置30は、図
6に示す内歯ギヤ32のピッチ円の半径と外歯ギヤ31
のピッチ円の半径の比は4対3になっている。この内歯
ギヤ32の中心はスキンプレート1の中心に位置してい
る。例えば、上記内歯ギヤ32のピッチ円の半径R1=
4、外歯ギヤ31のピッチ円の半径R2=3とすると、
上記回転軸15および外歯ギヤ31はスキンプレート1
の中心から偏心量e=1だけ偏心していることになる。
さらに、この偏心量e=1、半径R1=4、半径R2=3
のときに、図2に示すように、スキンプレート1の一辺
の長さS=14とし、カッタアームの頂点Aを結ぶ正三
角形の一辺の長さS=14としている。そして、上記電
動機42が第3円筒部5の外歯ギヤ5aと駆動ギヤ41
とを介して回転隔壁4を回転させると、上記偏心リング
ギヤ装置30の外歯ギヤ31は内歯ギヤ32に噛合し、
外歯ギヤ31は内歯ギヤ32の内周を自転しながら公転
することができる。
On the other hand, the above-described eccentric ring gear device 30 has a structure in which the radius of the pitch circle of the internal gear 32 and the external gear 31 shown in FIG.
The ratio of the radii of the pitch circles is 4 to 3. The center of the internal gear 32 is located at the center of the skin plate 1. For example, the radius R1 of the pitch circle of the above-mentioned internal gear 32 =
4. If the radius R2 of the pitch circle of the external gear 31 is R2 = 3,
The rotating shaft 15 and the external gear 31 are connected to the skin plate 1.
Is eccentric from the center by the amount of eccentricity e = 1.
Further, this eccentricity e = 1, radius R1 = 4, radius R2 = 3
At this time, as shown in FIG. 2, the length of one side of the skin plate 1 is S = 14, and the length of one side of an equilateral triangle connecting the vertices A of the cutter arm is S = 14. The electric motor 42 is connected to the external gear 5 a of the third cylindrical portion 5 and the drive gear 41.
When the rotary partition wall 4 is rotated through the above, the external gear 31 of the eccentric ring gear device 30 meshes with the internal gear 32,
The external gear 31 can revolve while rotating on the inner periphery of the internal gear 32.

【0019】なお、図1において、51はこの矩形泥水
シールド掘削機の掘進方向を修正するための方向修正ジ
ャッキ、52は上記スペーサ板12のスキンプレート1
のコーナー部近傍の広い箇所に設けた図4に示す開口部
53を通して泥水をチャンバー16に導びく送泥管であ
る。また、上記スペーサ板12のスキンプレート1のコ
ーナ部近傍の広い箇所に設けた図4に示す開口部54し
て、チャンバー16内の土砂を外部に排出するための図
示しない排泥管である。
In FIG. 1, reference numeral 51 denotes a direction correcting jack for correcting the excavating direction of the rectangular muddy water shield excavator, and 52 denotes a skin plate 1 of the spacer plate 12.
4 is a mud pipe for guiding muddy water to the chamber 16 through an opening 53 shown in FIG. An opening 54 shown in FIG. 4 provided at a wide location near the corner of the skin plate 1 of the spacer plate 12 is a drain pipe (not shown) for discharging earth and sand in the chamber 16 to the outside.

【0020】上記構成の矩形泥水シールド掘削機は次の
ように動作する。まず、この矩形泥水シールド掘削機
は、縦穴の底部に設けた図示しないジャッキによって埋
設管を介して前方に推進される。
The rectangular muddy water shield excavator constructed as described above operates as follows. First, this rectangular mud shield excavator is propelled forward through a buried pipe by a jack (not shown) provided at the bottom of a vertical hole.

【0021】この矩形泥水シールド掘削機を前方に推進
しながら、電動機42によって第3円筒部5の外歯ギヤ
5aと駆動ギヤ41とを介して回転隔壁4を回転させる
と、回転隔壁4に偏心した位置に回転自在に支持された
回転軸15がスキンプレート1の中心の回りを回る。こ
のため、上記回転軸15の一端に固定された外歯ギヤ3
1は、内歯ギヤ32に歯合して自転し、回転隔壁4が3
回転する間に自転を1回行い、自転をしながらその自転
と逆方向の公転を3回行う。この外歯ギヤ31の遊星運
動によって、上記回転軸15やカッタヘッド20も同様
に回転隔壁4が3回転する間に、自転を1回行い、それ
と逆方向の公転を3回して遊星運動を行う。一方、上記
偏心リングギヤ装置30の内歯ギヤ32のピッチ円の半
径R1=4、外歯ギヤ31のピッチ円の半径R2=3、回
転隔壁4の偏心量e=1、カッタアーム21の頂点Aを
結ぶ正三角形の一辺の長さS=14、およびスキンプレ
ート1の一辺の長さS=14であるため、上記カッタヘ
ッド20のカッタアーム21の先端Aの軌跡は、図7に
示すように、スキンプレート1の外形に適合した略正方
形となる。したがって、上記カッタアーム21等の掘削
部は、スキンプレート1の外形に適合した略正方形の横
孔を掘削する。そして、掘削された土砂や礫は、送泥管
52の開口部53より導びかれた泥水の充満するチャン
バー16内に導びかれる。こうして、チャンバー16内
に導びかれた礫や土砂は、回転隔壁4の第1の攪拌羽根
7と回転軸15の第2の攪拌羽根27とによって攪拌さ
れ、開口部54から図示しない排泥管を通して外部に排
出される。
When the rotary partition 4 is rotated by the electric motor 42 via the external gear 5a of the third cylindrical portion 5 and the drive gear 41 while the rectangular mud shield excavator is propelled forward, the rotary partition 4 is eccentric. The rotation shaft 15 rotatably supported at the position thus set rotates around the center of the skin plate 1. Therefore, the external gear 3 fixed to one end of the rotary shaft 15
1 is meshed with the internal gear 32 and rotates on its own.
One rotation is performed during rotation, and three revolutions in the direction opposite to the rotation are performed while rotating. Due to the planetary motion of the external gear 31, the rotary shaft 15 and the cutter head 20 also perform one rotation while the rotary partition wall 4 makes three rotations, and perform a planetary motion by revolving three times in the opposite direction. . On the other hand, the radius R1 of the pitch circle of the internal gear 32 of the eccentric ring gear device 30 is R1, the radius R2 of the pitch circle of the external gear 31 is 3, the eccentricity e of the rotary partition 4, and the vertex A of the cutter arm 21. The length of one side of the equilateral triangle S = 14 and the length of one side of the skin plate 1 S = 14, the trajectory of the tip A of the cutter arm 21 of the cutter head 20 becomes as shown in FIG. , A substantially square shape suitable for the outer shape of the skin plate 1. Therefore, the excavation section such as the cutter arm 21 excavates a substantially square horizontal hole that matches the outer shape of the skin plate 1. The excavated earth and sand and gravel are guided into the chamber 16 filled with the muddy water guided from the opening 53 of the mud pipe 52. Thus, the gravel and the earth and sand introduced into the chamber 16 are stirred by the first stirring blade 7 of the rotary partition wall 4 and the second stirring blade 27 of the rotary shaft 15, and are discharged from the opening 54 through a drain pipe (not shown). Discharged to the outside.

【0022】このように、上記カッタヘッド20のカッ
タアーム21の先端は、略正方形の軌跡を描きながら前
方の地盤を掘削するので、スキンプレート1の外形が略
正方形であることと相俟って、略正方形の横孔を掘削す
ることができる。
As described above, since the tip of the cutter arm 21 of the cutter head 20 excavates the ground in front while drawing a substantially square locus, the outer shape of the skin plate 1 is combined with the substantially square shape. , Can drill a substantially square horizontal hole.

【0023】また、上記電動機42が第3円筒部5の外
歯ギヤ5aと駆動ギヤ41とを介して回転隔壁4を回転
させるから、外歯ギヤ31を遊星運動させるための、例
えばクランク機構のような全長の長い伝達機構が不要で
ある。したがって、この矩形泥水シールド掘削機の構造
を簡単にでき、機長を短くすることできる。また、この
矩形泥水シールド掘削機の機長が短くなることによっ
て、上記方向修正ジャッキ51による掘削部の進む角度
を大きく変えることができ、横孔の曲線施行がしやすく
なる。
Since the electric motor 42 rotates the rotary partition 4 via the external gear 5a of the third cylindrical portion 5 and the drive gear 41, for example, a crank mechanism for causing the external gear 31 to perform planetary motion. Such a transmission mechanism having a long overall length is not required. Therefore, the structure of this rectangular muddy water shield excavator can be simplified, and the machine length can be shortened. In addition, since the length of the rectangular muddy water shield excavator is shortened, the angle at which the excavating section is advanced by the direction correcting jack 51 can be greatly changed, and the curve of the horizontal hole can be easily performed.

【0024】また、上記回転隔壁4の第1の攪拌羽根7
はカッタヘッド20が1回転する間に逆の回転方向に3
回転するとともに、上記回転軸15の第2の攪拌羽根2
7はこの回転隔壁4の第1の攪拌羽根7と逆の回転方
向、すなわちカッタヘッド20と同じ回転方向に1回転
するから、チャンバー16内に導かれた土砂や礫を特に
効率よく攪拌することができる。
The first stirring blade 7 of the rotary partition 4 is also provided.
During the rotation of the cutter head 20 once,
While rotating, the second stirring blade 2 of the rotating shaft 15
7 rotates one revolution in the direction opposite to the direction of the first stirring blade 7 of the rotary partition 4, that is, in the same rotation direction as the cutter head 20, so that the earth and sand and the gravels introduced into the chamber 16 can be particularly efficiently stirred. Can be.

【0025】また、地盤を掘削する際に、遊星運動する
回転軸15に作用する大きな曲げモーメントは、上記回
転軸15を偏心した位置で回転自在に支持しながら回転
する回転隔壁4によって支持されるから、この回転軸1
5は曲がることなくスムーズに回転することができる。
Also, when excavating the ground, a large bending moment acting on the rotating shaft 15 which carries out planetary motion is supported by the rotating partition 4 which rotates while rotatably supporting the rotating shaft 15 at an eccentric position. From this rotation axis 1
5 can rotate smoothly without bending.

【0026】また、上記回転軸15は回転隔壁4の偏心
した位置に回転自在に支持され、かつ上記回転隔壁4は
スキンプレート1に回転自在に支持されているから、上
記回転軸15の遊星運動を許容しつつ、上記スキンプレ
ート1内のチャンバー16側と偏心リングギヤ装置30
側とを密に仕切ることができる。したがって、上記チャ
ンバー16内の泥水と攪拌された礫,土砂が、上記スキ
ンプレート1内の偏心リングギヤ装置30側に侵入する
のを防止することができる。
The rotary shaft 15 is rotatably supported at an eccentric position of the rotary partition 4 and the rotary partition 4 is rotatably supported by the skin plate 1. Therefore, the planetary motion of the rotary shaft 15 is achieved. And the eccentric ring gear device 30 with the chamber 16 in the skin plate 1
The side can be separated tightly. Therefore, it is possible to prevent the muddy water and the stirred gravels and earth and sand in the chamber 16 from entering the eccentric ring gear device 30 in the skin plate 1.

【0027】上記実施例では、上記第3円筒部5の外歯
ギヤ5aと駆動ギヤ41とを介して電動機42により回
転隔壁4を回転させたが、電動機等の駆動装置から回転
隔壁に回転させる力を伝える伝達機構はこれに限らない
のは勿論である。
In the above embodiment, the rotary partition 4 is rotated by the electric motor 42 via the external gear 5a of the third cylindrical portion 5 and the drive gear 41. However, the rotary partition is rotated by a driving device such as an electric motor. The transmission mechanism for transmitting the force is not limited to this.

【0028】また、上記実施例では、上記回転隔壁4の
偏芯量e=1、内歯ギヤ32のピッチ円の半径R1=
4、外歯ギヤ31のピッチ円の半径R2=3とし、さら
にカッタアーム21の頂点Aを結ぶ正三角形の一辺の長
さS=14としたが、この一辺の長さSの長さと偏心量
eとの比を変えることによって各一辺が内側あるいは外
側に湾曲した多少変形した略正方形の断面の横孔を掘削
することができる。
In the above embodiment, the eccentricity e of the rotary partition 4 is equal to 1, and the radius R1 of the pitch circle of the internal gear 32 is equal to R1 =
4. The radius R2 of the pitch circle of the external gear 31 is R2 = 3, and the length S of one side of an equilateral triangle connecting the vertex A of the cutter arm 21 is 14. The length S of this side and the amount of eccentricity By changing the ratio to e, it is possible to excavate a slightly deformed substantially square cross-sectional hole with each side curved inward or outward.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1の発
明の矩形泥水シールド掘削機は、断面略正方形のスキン
プレートの内側に回転隔壁を配置し、この回転隔壁をス
キンプレートの中心を回転中心として回転自在に支持
し、この回転隔壁のチャンバー側の壁面に攪拌羽根を設
けるとともに、上記回転隔壁のスキンプレートの中心に
対して偏心した位置に回転軸を回転自在に支持し、上記
回転軸の先端に略正三角形を構成する掘削部を有するカ
ッタヘッドを固定し、上記回転軸の他端に外歯ギヤを固
定し、ピッチ円の直径が外歯ギヤのピッチ円の直径の4
/3倍の内歯ギヤを外歯ギヤと歯合し、この内歯ギヤの
中心がスキンプレートと一致するようにスキンプレート
に固定し、上記回転隔壁を駆動装置により駆動し、上記
回転隔壁の前方に設けられたチャンバー内に送泥管から
泥水を送り込み、上記チャンバー内の泥水を排泥管から
排出するものである。
As is apparent from the above description, the rectangular muddy water shield excavator according to the first aspect of the present invention has a rotating partition disposed inside a skin plate having a substantially square cross section, and the rotating partition is rotated about the center of the skin plate. The rotatable support is rotatably supported as a center, and a stirring blade is provided on the chamber-side wall surface of the rotatable partition. The rotatable shaft is rotatably supported at a position eccentric to the center of the skin plate of the rotatable partition. A cutter head having a digging portion that forms a substantially equilateral triangle is fixed to the tip of the external gear, and an external gear is fixed to the other end of the rotating shaft, and the pitch circle diameter is 4 times the diameter of the pitch circle of the external gear.
A third internal gear is meshed with the external gear, and the internal gear is fixed to the skin plate so that the center of the internal gear coincides with the skin plate. The muddy water is sent from a mud pipe into a chamber provided in front, and the muddy water in the chamber is discharged from a mud pipe.

【0030】したがって、請求項1の発明の矩形泥水シ
ールド掘削機によれば、駆動装置によって回転隔壁を駆
動すると、この回転隔壁の回転によって外歯ギヤを内歯
ギヤに噛合しながら自転をさせ、それと逆方向の公転を
させて、この外歯ギヤに固定した回転軸およびカッタヘ
ッドを自転させながら公転させる。このため、上記カッ
タヘッドの略正三角形を構成する掘削部が遊星運動し、
この略正三角形の掘削部の軌跡が略正方形となるので、
スキンプレートが略正方形断面を有することと相俟っ
て、略正方形の横孔を掘削することができる。
Therefore, according to the rectangular muddy water shield excavator according to the first aspect of the present invention, when the rotary partition is driven by the driving device, the external gear is rotated while meshing with the internal gear by the rotation of the rotary partition. The revolving is performed in the opposite direction, and the rotating shaft and the cutter head fixed to the external gear are revolved while rotating. For this reason, the excavation part constituting the substantially equilateral triangle of the cutter head performs a planetary motion,
Since the trajectory of this approximately equilateral triangular excavation part is approximately square,
Combined with the skin plate having a substantially square cross section, a substantially square lateral hole can be drilled.

【0031】また、上記駆動装置は回転隔壁を回転さ
せ、クランク軸等を用いて外歯ギヤを駆動するような長
い伝達機構が不要であるから、この矩形泥水シールド掘
削機の構造を簡単にでき、機長を短くすることができ
る。また、この矩形泥水シールド掘削機の機長が短くな
ると、掘削部の進む角度をより大きく変えることがで
き、横孔の曲線施行がしやすくなる。
Further, since the above-described drive device does not require a long transmission mechanism for rotating the rotary partition and driving the external gear using a crankshaft or the like, the structure of the rectangular muddy shield excavator can be simplified. The captain can be shortened. Further, when the length of the rectangular muddy water shield excavator is shortened, the angle at which the excavation section advances can be changed more greatly, and the execution of the curve of the horizontal hole becomes easier.

【0032】また、上記回転隔壁の攪拌羽根は、上記カ
ッタヘッドが1回転する間に逆の回転方向に3回転する
から、上記チャンバー内に導かれた土砂や礫を効率よく
攪拌することができる。
Further, the stirring blade of the rotary partition rotates three times in the opposite rotation direction while the cutter head makes one rotation, so that the earth and sand and the gravels introduced into the chamber can be efficiently stirred. .

【0033】また、掘削時に、遊星運動している回転軸
に作用する大きな曲げモーメントは、上記回転隔壁によ
り支持されるから、この回転軸は曲がることなくスムー
ズに回転することができる。
Also, during excavation, a large bending moment acting on the rotating shaft that is in planetary motion is supported by the rotating partition, so that the rotating shaft can rotate smoothly without bending.

【0034】また、上記回転軸は回転隔壁の偏心した位
置に回転自在に支持され、かつ上記回転隔壁はスキンプ
レートに回転自在に支持されているから、上記回転軸の
遊星運動を許容しつつ、上記スキンプレート内のカッタ
ヘッド側と駆動装置側とを密に仕切ることができる。
The rotating shaft is rotatably supported at an eccentric position of the rotating partition, and the rotating partition is rotatably supported by the skin plate. The cutter head side and the drive unit side in the skin plate can be partitioned tightly.

【0035】また、請求項2の発明の矩形泥水シールド
掘削機は、請求項1の矩形泥水シールド掘削機におい
て、上記回転軸のチャンバー内の部分に固定された攪拌
羽根を備えたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a rectangular muddy shield excavator according to the first aspect, further comprising a stirring blade fixed to a portion of the rotary shaft in the chamber.

【0036】したがって、請求項2の発明の矩形泥水シ
ールド掘削機によれば、この回転軸の攪拌羽根は、上記
回転隔壁の攪拌羽根が3回転する間に逆の回転方向に4
回転するから、チャンバー内に導かれた土砂や礫を特に
効率よく攪拌することができる。
Therefore, according to the rectangular muddy water shield excavator according to the second aspect of the present invention, the stirring blade of the rotating shaft is rotated in the reverse rotation direction while the stirring blade of the rotary partition rotates three times.
Due to the rotation, the earth and sand and the gravels introduced into the chamber can be stirred particularly efficiently.

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

【図1】 図1はこの発明の一実施例の矩形泥水シール
ド掘削機の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a rectangular muddy water shield excavator according to one embodiment of the present invention.

【図2】 図2は図1のII−II線から見た図である。FIG. 2 is a diagram viewed from the line II-II in FIG.

【図3】 図3は図1のIII−III線から見た図である。FIG. 3 is a view seen from line III-III in FIG. 1;

【図4】 図4は図1のIV−IV線から見た図である。FIG. 4 is a view taken along line IV-IV in FIG.

【図5】 図5は図1のV−V線から見た図である。FIG. 5 is a view as seen from a line VV in FIG. 1;

【図6】 図6は図1のVI−VI線から見た図である。FIG. 6 is a view as seen from line VI-VI of FIG. 1;

【図7】 図7は正三角形を構成する掘削部が遊星運動
を行うことによって、正方形の横孔を掘削することを示
す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing that a digging part forming an equilateral triangle performs a planetary motion to dig a square horizontal hole.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スキンプレート、2…フード、3…支持板、4…回
転隔壁、4a…円板部、4b…第2円筒部、5…第3円
筒部、6…第1円筒部、7…第1の攪拌羽根、11…ベ
アリング、12…スペーサ板、13…シール部材、15
…回転軸、16…チャンバー、20…カッタヘッド、2
1…カッタアーム、27…第2の攪拌羽根、30…偏心
リングギヤ装置、31…外歯ギヤ、32…内歯ギヤ、4
1…駆動ギヤ、42…電動機、51…方向修正ジャッ
キ、52…送泥管。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Skin plate, 2 ... Hood, 3 ... Support plate, 4 ... Rotating partition, 4a ... Disk part, 4b ... 2nd cylindrical part, 5 ... 3rd cylindrical part, 6 ... 1st cylindrical part, 7 ... 1st Stirring blades, 11 ... bearings, 12 ... spacer plates, 13 ... sealing members, 15
... Rotating shaft, 16 ... Chamber, 20 ... Cutter head, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cutter arm, 27 ... Second stirring blade, 30 ... Eccentric ring gear device, 31 ... External gear, 32 ... Internal gear, 4
1 ... drive gear, 42 ... electric motor, 51 ... direction correction jack, 52 ... mud pipe.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 9/08 E21D 9/12──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) E21D 9/08 E21D 9/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 断面略正方形状のスキンプレートと、 上記スキンプレートの内側に配置され、前方のチャンバ
ーに面するとともに、上記スキンプレートの中心を回転
中心として上記スキンプレートに回転自在に支持された
回転隔壁と、 上記チャンバーに面する回転隔壁の壁面に固定された攪
拌羽根と、 上記回転隔壁の上記スキンプレートの中心に対して偏心
した位置に回転自在に支持された回転軸と、 上記回転軸の先端に固定され、略正三角形を構成する掘
削部を有するカッタヘッドと、 上記回転軸の他端に固定された外歯ギヤと、 中心が上記スキンプレートの中心と一致するように上記
スキンプレートに固定されるとともに、ピッチ円の直径
が上記外歯ギヤのピッチ円の直径の4/3倍であり、か
つ、上記外歯ギヤと噛合する内歯ギヤと、 上記回転隔壁を駆動する駆動装置と、 外部から上記チャンバー内に泥水を送り込む送泥管と、 上記チャンバー内の泥水を外部に排出する排泥管とを備
えたことを特徴とする矩形泥水シールド掘削機。
1. A skin plate having a substantially square cross section, disposed inside the skin plate, facing a front chamber, and rotatably supported by the skin plate about the center of the skin plate as a center of rotation. A rotary partition, a stirring blade fixed to a wall of the rotary partition facing the chamber, a rotary shaft rotatably supported at a position eccentric to the center of the skin plate of the rotary partition, and the rotary shaft. A cutter head having a digging portion fixed to the tip of the rotating shaft and forming a substantially equilateral triangle; an external gear fixed to the other end of the rotating shaft; and the skin plate having a center coincident with the center of the skin plate. And an internal gear that is 4/3 times the diameter of the pitch circle of the external gear and meshes with the external gear. A rectangular mud shield comprising: a driving device for driving the rotary partition; a mud pipe for feeding mud from the outside into the chamber; and a mud pipe for discharging mud in the chamber to the outside. Excavator.
【請求項2】 上記回転軸の上記チャンバー内に位置す
る部分に固定された攪拌羽根を備えたことを特徴とする
請求項1に記載の矩形泥水シールド掘削機。
2. A rectangular muddy water shield excavator according to claim 1, further comprising a stirring blade fixed to a portion of said rotary shaft located in said chamber.
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