JP2939201B2 - 地中掘削装置 - Google Patents
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
- E21D9/104—Cutting tool fixtures
- E21D9/1046—Vibrating
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
- E21D9/0875—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket
- E21D9/0879—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/1086—Drives or transmissions specially adapted therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド機や岩盤
掘削用トンネルボーリングマシン等のごとき地中掘削装
置に関する。
掘削用トンネルボーリングマシン等のごとき地中掘削装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の地中掘削装置としてのシー
ルド機を示す縦断側面図である。
ルド機を示す縦断側面図である。
【０００３】この図４に示すシールド機５１は、シール
ド機本体５２と、カッタ部５６と、カッタ駆動装置５９
と、チャンバ６５と、排土装置であるスクリューコンベ
ア６６と、シールドジャッキ（図示せず）等を装備して
いる。
ド機本体５２と、カッタ部５６と、カッタ駆動装置５９
と、チャンバ６５と、排土装置であるスクリューコンベ
ア６６と、シールドジャッキ（図示せず）等を装備して
いる。
【０００４】前記シールド機本体５２には、隔壁５３
と、フード５４とが設けられている。
と、フード５４とが設けられている。
【０００５】前記カッタ部５６は、カッタ回転軸５７
と、カッタフレーム５８とを有している。前記カッタ回
転軸５７は、隔壁５３に設けられた軸受５５に支持され
ている。前記カッタフレーム５８には、多数の掘削ビッ
トや複数の攪拌翼等が設けられているが、図面では省略
している。
と、カッタフレーム５８とを有している。前記カッタ回
転軸５７は、隔壁５３に設けられた軸受５５に支持され
ている。前記カッタフレーム５８には、多数の掘削ビッ
トや複数の攪拌翼等が設けられているが、図面では省略
している。
【０００６】前記カッタ駆動装置５９は、カッタ駆動モ
ータ６０と、減速機６１と、減速機６１の出力軸に連結
されかつギヤケース６２内に収容されたピニオン６３
と、前記カッタ回転軸５７に取り付けられ、前記ピニオ
ン６３に噛み合わされかつギヤケース６２内に収容され
たメインギヤ６４とを備えている。なお、前記ギヤケー
ス６２内には潤滑油（図示せず）が充填されている。
ータ６０と、減速機６１と、減速機６１の出力軸に連結
されかつギヤケース６２内に収容されたピニオン６３
と、前記カッタ回転軸５７に取り付けられ、前記ピニオ
ン６３に噛み合わされかつギヤケース６２内に収容され
たメインギヤ６４とを備えている。なお、前記ギヤケー
ス６２内には潤滑油（図示せず）が充填されている。
【０００７】前記チャンバ６５は、前記隔壁５３とフー
ド５４と切羽に囲まれた空間に確保されていて、掘削土
砂を取り込むようになっている。
ド５４と切羽に囲まれた空間に確保されていて、掘削土
砂を取り込むようになっている。
【０００８】前記スクリューコンベア６６は、チャンバ
６５内を所定圧力に維持しつつ掘削土砂を排出する。
６５内を所定圧力に維持しつつ掘削土砂を排出する。
【０００９】前記シールドジャッキは、シールド機本体
５２を通じてカッタ部５６に推力を与え、またシールド
機５１を推進させる。
５２を通じてカッタ部５６に推力を与え、またシールド
機５１を推進させる。
【００１０】シールド機５１には、他にはテールシール
や添加剤注入手段、裏込め注入手段等が設けられてい
る。
や添加剤注入手段、裏込め注入手段等が設けられてい
る。
【００１１】そして、このシールド機５１ではカッタ駆
動装置５９によりカッタ部５６を回転させるとともに、
シールドジャッキによりカッタ部５６に推力を与え、カ
ッタ部５６で地山を掘削し、その掘削土砂をチャンバ６
５内に取り込む。
動装置５９によりカッタ部５６を回転させるとともに、
シールドジャッキによりカッタ部５６に推力を与え、カ
ッタ部５６で地山を掘削し、その掘削土砂をチャンバ６
５内に取り込む。
【００１２】前述のごとくチャンバ６５内に取り込んだ
掘削土砂により、チャンバ６５内を所定圧力に維持し、
切羽の崩壊を防止しつつスクリューコンベア６６により
掘削土砂をチャンバ６５内から排出し、続いてシールド
ジャッキによりシールド機５１を推進させる。
掘削土砂により、チャンバ６５内を所定圧力に維持し、
切羽の崩壊を防止しつつスクリューコンベア６６により
掘削土砂をチャンバ６５内から排出し、続いてシールド
ジャッキによりシールド機５１を推進させる。
【００１３】以上の作業を繰り返して行い、トンネルを
掘進して行く。
掘進して行く。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には次のような問題がある。 （１）大口径トンネル掘進用のシールド機の場合、カッ
タ駆動モータ６０と減速機６１を多数設置する必要があ
り、カッタ駆動装置５９が大掛かりとなり、設備費が嵩
む。 （２）カッタ部５６に必要な回転力を得るため、ピニオ
ン６３とメインギヤ６４を使用しているが、これらピニ
オン６３やメインギヤ６４は加工精度が高く、製作に多
くの時間が掛かり、シールド機５１の製作に多くの期間
を要するので、トンネルの完成まで長期間を要する。 （３）カッタ駆動装置５９を構成する部品数が多く、納
期が長くなるばかりでなく、高価である。 （４）ギヤケース６２に潤滑油を入れて置く必要があ
り、大口径トンネル掘進用のシールド機では、尨大な潤
滑油を必要とする。
来技術には次のような問題がある。 （１）大口径トンネル掘進用のシールド機の場合、カッ
タ駆動モータ６０と減速機６１を多数設置する必要があ
り、カッタ駆動装置５９が大掛かりとなり、設備費が嵩
む。 （２）カッタ部５６に必要な回転力を得るため、ピニオ
ン６３とメインギヤ６４を使用しているが、これらピニ
オン６３やメインギヤ６４は加工精度が高く、製作に多
くの時間が掛かり、シールド機５１の製作に多くの期間
を要するので、トンネルの完成まで長期間を要する。 （３）カッタ駆動装置５９を構成する部品数が多く、納
期が長くなるばかりでなく、高価である。 （４）ギヤケース６２に潤滑油を入れて置く必要があ
り、大口径トンネル掘進用のシールド機では、尨大な潤
滑油を必要とする。
【００１５】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、カッタ部を駆動する部分
の機構の簡素化および小型化を図り、かつ加工精度の高
い部品や潤滑油を使用することなくカッタ部を駆動で
き、大口径トンネル掘進用の機械であっても、その製作
時間，費用を大幅に削減し得る地中掘削装置を提供する
ことにある。
で、その目的とするところは、カッタ部を駆動する部分
の機構の簡素化および小型化を図り、かつ加工精度の高
い部品や潤滑油を使用することなくカッタ部を駆動で
き、大口径トンネル掘進用の機械であっても、その製作
時間，費用を大幅に削減し得る地中掘削装置を提供する
ことにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では隔壁に、回転自在に貫設された複数のカ
ッタ回転軸と、これらのカッタ回転軸の前部にそれぞれ
設けられた第１クランク機構と、これらの第１クランク
機構の前部に軸支持されたカッタ部と、前記カッタ回転
軸の後部にそれぞれ設けられた第２クランク機構と、こ
れらの第２クランク機構に、所定の順序で伸縮動作を伝
達しクランク運動をさせ前記カッタ回転軸を回転させる
複数の液圧ジャッキとを備え、前記第１クランク機構を
介し前記カッタ部を平行クランク運動させ地中を掘削す
るようにしている。
め、本発明では隔壁に、回転自在に貫設された複数のカ
ッタ回転軸と、これらのカッタ回転軸の前部にそれぞれ
設けられた第１クランク機構と、これらの第１クランク
機構の前部に軸支持されたカッタ部と、前記カッタ回転
軸の後部にそれぞれ設けられた第２クランク機構と、こ
れらの第２クランク機構に、所定の順序で伸縮動作を伝
達しクランク運動をさせ前記カッタ回転軸を回転させる
複数の液圧ジャッキとを備え、前記第１クランク機構を
介し前記カッタ部を平行クランク運動させ地中を掘削す
るようにしている。
【００１７】また、前記目的を達成するため、本発明で
は、クランク機構のクランクピンを、軸受を有する連結
体の前記軸受に連結し、前記連結体に複数の液圧ジャッ
キの一端を枢着し、かつ他端を地中掘削機側に枢着し、
液圧ジャッキの伸縮力を連結体を介し第２クランク機構
に伝達するようにしている。
は、クランク機構のクランクピンを、軸受を有する連結
体の前記軸受に連結し、前記連結体に複数の液圧ジャッ
キの一端を枢着し、かつ他端を地中掘削機側に枢着し、
液圧ジャッキの伸縮力を連結体を介し第２クランク機構
に伝達するようにしている。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１９】図１〜図３は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は縦断側面図、図２は図１の２−２矢視図、図
３は図１の３−３矢視図である。
で、図１は縦断側面図、図２は図１の２−２矢視図、図
３は図１の３−３矢視図である。
【００２０】これらの図に示すトンネル掘進機としての
地中掘削装置１１は、シールドの外筒１２と、隔壁１３
と、フード１４と、チャンバ１５と、カッタ駆動用の第
１クランク機構２０ａ〜２０ｄと、同じく第２クランク
機構２５ａ〜２５ｄと、これの連結体２８と、カッタ駆
動用の伸縮自在な液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄと、液圧
ジャッキ駆動用の液圧発生装置およびシーケンス制御回
路（いずれも図示せず）と、排土装置であるスクリュー
コンベア３８と、推進ジャッキ３９と、添加剤注入手段
と、テールシール４２と、裏込め注入手段（図示せず）
等を装備している。
地中掘削装置１１は、シールドの外筒１２と、隔壁１３
と、フード１４と、チャンバ１５と、カッタ駆動用の第
１クランク機構２０ａ〜２０ｄと、同じく第２クランク
機構２５ａ〜２５ｄと、これの連結体２８と、カッタ駆
動用の伸縮自在な液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄと、液圧
ジャッキ駆動用の液圧発生装置およびシーケンス制御回
路（いずれも図示せず）と、排土装置であるスクリュー
コンベア３８と、推進ジャッキ３９と、添加剤注入手段
と、テールシール４２と、裏込め注入手段（図示せず）
等を装備している。
【００２１】前記カッタ部１６は、カッタフレーム１７
と、その作用面に設けられた多数のカッタビット１８
と、カッタフレーム１７の後面に設けられた複数の攪拌
翼１９とを有している。
と、その作用面に設けられた多数のカッタビット１８
と、カッタフレーム１７の後面に設けられた複数の攪拌
翼１９とを有している。
【００２２】前記第１クランク機構２０ａ〜２０ｄは、
図２に示すように、円周方向に互いに９０°の間隔をお
いて設置されている。また、第１クランク機構２０ａ〜
２０ｄは隔壁１３に軸受２１ａ〜２１ｄを介して支持さ
れたカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄと、各カッタ回転軸２
２ａ〜２２ｄの前端部に設けられたクランク腕２３ａ〜
２３ｄと、前記カッタ回転軸２２ａ〜２２ｄとの間に偏
心距離ｅをおいて各クランク腕２３ａ〜２３ｄの前部に
設けられたクランク軸であるカッタ支持柱２４ａ〜２４
ｄとを有して構成され、このカッタ支持柱２４ａ〜２４
ｄのクランクピンに共通に前記カッタフレーム１７が軸
支持されている。
図２に示すように、円周方向に互いに９０°の間隔をお
いて設置されている。また、第１クランク機構２０ａ〜
２０ｄは隔壁１３に軸受２１ａ〜２１ｄを介して支持さ
れたカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄと、各カッタ回転軸２
２ａ〜２２ｄの前端部に設けられたクランク腕２３ａ〜
２３ｄと、前記カッタ回転軸２２ａ〜２２ｄとの間に偏
心距離ｅをおいて各クランク腕２３ａ〜２３ｄの前部に
設けられたクランク軸であるカッタ支持柱２４ａ〜２４
ｄとを有して構成され、このカッタ支持柱２４ａ〜２４
ｄのクランクピンに共通に前記カッタフレーム１７が軸
支持されている。
【００２３】前記第２クランク機構２５ａ〜２５ｄは、
前記カッタ回転軸２２ａ〜２２ｄの後端部に設けられた
クランク腕２６ａ〜２６ｄと、前記カッタ回転軸２２ａ
〜２２ｄとの間に偏心距離ｅ′をおいて前記クランク腕
２６ａ〜２６ｄの後端部に設けられたクランクピン２７
ａ〜２７ｄとを有して構成されている。
前記カッタ回転軸２２ａ〜２２ｄの後端部に設けられた
クランク腕２６ａ〜２６ｄと、前記カッタ回転軸２２ａ
〜２２ｄとの間に偏心距離ｅ′をおいて前記クランク腕
２６ａ〜２６ｄの後端部に設けられたクランクピン２７
ａ〜２７ｄとを有して構成されている。
【００２４】前記連結体２８には、軸受２９ａ〜２９ｄ
と、中央に開口部３０とが設けられている。前記軸受２
９ａ〜２９ｄには、前記第２クランク機構２５ａ〜２５
ｄのクランクピン２７ａ〜２７ｄが支持されている。前
記開口部３０には、添加剤注入手段や油圧ホース、計測
電線等が挿入される。
と、中央に開口部３０とが設けられている。前記軸受２
９ａ〜２９ｄには、前記第２クランク機構２５ａ〜２５
ｄのクランクピン２７ａ〜２７ｄが支持されている。前
記開口部３０には、添加剤注入手段や油圧ホース、計測
電線等が挿入される。
【００２５】前記液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄには、ピ
ストンロッド３２ａ〜３２ｄが嵌挿されている。前記液
圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄの他端は、取り付け部３３ａ
〜３３ｄを介して、地中掘削装置の外筒１２の内部に固
定のフレーム３５にピン結合されている。また、液圧ジ
ャッキ３１ａ〜３１ｄの一端側は第２クランク機構２５
ａ〜２５ｄ側に連結される。すなわち、前記ピストンロ
ッド３２ａ〜３２ｄの端は、前記連結体２８にピン結合
されている。前記液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄには、押
し側ポートＡと引き側ポートＢとが設けられており、各
液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄの押し側ポートＡは、液圧
ホース３６ａ〜３６ｄを通じてシーケンス制御回路に接
続され、各液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄの引き側ポート
Ｂは、液圧ホース３７ａ〜３７ｄを通じて同じシーケン
ス制御回路に接続されている。
ストンロッド３２ａ〜３２ｄが嵌挿されている。前記液
圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄの他端は、取り付け部３３ａ
〜３３ｄを介して、地中掘削装置の外筒１２の内部に固
定のフレーム３５にピン結合されている。また、液圧ジ
ャッキ３１ａ〜３１ｄの一端側は第２クランク機構２５
ａ〜２５ｄ側に連結される。すなわち、前記ピストンロ
ッド３２ａ〜３２ｄの端は、前記連結体２８にピン結合
されている。前記液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄには、押
し側ポートＡと引き側ポートＢとが設けられており、各
液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄの押し側ポートＡは、液圧
ホース３６ａ〜３６ｄを通じてシーケンス制御回路に接
続され、各液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄの引き側ポート
Ｂは、液圧ホース３７ａ〜３７ｄを通じて同じシーケン
ス制御回路に接続されている。
【００２６】前記液圧発生装置は、液圧ポンプや弁類を
備え、押し側液圧ホース３６ａ〜３６ｄおよび引き側液
圧ホース３７ａ〜３７ｄ、液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄ
の押し側ポートＡおよび引き側ポートＢを通じて液圧ジ
ャッキ３１ａ〜３１ｄに液圧を供給するほか、推進ジャ
ッキ３９等にも液圧を供給するようになっている。
備え、押し側液圧ホース３６ａ〜３６ｄおよび引き側液
圧ホース３７ａ〜３７ｄ、液圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄ
の押し側ポートＡおよび引き側ポートＢを通じて液圧ジ
ャッキ３１ａ〜３１ｄに液圧を供給するほか、推進ジャ
ッキ３９等にも液圧を供給するようになっている。
【００２７】前記シーケンス制御回路は、液圧ジャッキ
３１ａ〜３１ｄに送る液圧の方向を制御し、ピストンロ
ッド３２ａ〜３２ｄを予め設定された所定の順序動作に
従って伸縮させ、連結体２８を所定方向に回転させ、第
２クランク機構２５ａ〜２５ｄを介してカッタ回転軸２
２ａ〜２２ｄを回転させるように構成されている。
３１ａ〜３１ｄに送る液圧の方向を制御し、ピストンロ
ッド３２ａ〜３２ｄを予め設定された所定の順序動作に
従って伸縮させ、連結体２８を所定方向に回転させ、第
２クランク機構２５ａ〜２５ｄを介してカッタ回転軸２
２ａ〜２２ｄを回転させるように構成されている。
【００２８】前記スクリューコンベア３８は、シールド
機前部のチャンバ１５に入口を臨ませて、シールド機外
筒１２の内部に設置されており、チャンバ１５内を掘削
土砂４８で所定圧力に維持し、切羽の崩壊を抑えつつ掘
削土砂４８をトンネルの後方に排出する。
機前部のチャンバ１５に入口を臨ませて、シールド機外
筒１２の内部に設置されており、チャンバ１５内を掘削
土砂４８で所定圧力に維持し、切羽の崩壊を抑えつつ掘
削土砂４８をトンネルの後方に排出する。
【００２９】前記推進ジャッキ３９は、シールド機外筒
１２の内部に所定の間隔をおいて複数設置されており、
地中掘削装置１１の後部で組み立てられたセグメント４
９に反力を取って地中掘削装置１１を掘進させる。
１２の内部に所定の間隔をおいて複数設置されており、
地中掘削装置１１の後部で組み立てられたセグメント４
９に反力を取って地中掘削装置１１を掘進させる。
【００３０】前記添加剤注入手段は、添加剤注入管４０
と、添加剤注入口４１とを有し、チャンバ１５内に取り
込んだ掘削土砂４８に粘性付与剤などの添加剤を噴射さ
せ、注入する。
と、添加剤注入口４１とを有し、チャンバ１５内に取り
込んだ掘削土砂４８に粘性付与剤などの添加剤を噴射さ
せ、注入する。
【００３１】前記テールシール４２は、地中掘削装置１
１の外部から内部への泥水等の浸入を防止する。
１の外部から内部への泥水等の浸入を防止する。
【００３２】前記裏込め材注入手段は、地中掘削装置１
１の内部から、地山４７とセグメント４９の外周間の隙
間に裏込め材５０を注入し、充填する。
１の内部から、地山４７とセグメント４９の外周間の隙
間に裏込め材５０を注入し、充填する。
【００３３】次に、前述のごとく構成した地中掘削装置
１１の作用について説明する。
１１の作用について説明する。
【００３４】いま、初期状態では図２に示すように、カ
ッタ部１６が図の上方位置、つまり上死点に位置し、第
２クランク機構２５ａ〜２５ｄのクランクピン２７ａ〜
２７ｄおよび連結板２８も上死点に位置しているものと
する。この状態では、図３から分かるように、液圧ジャ
ッキ３１ａのピストンロッド３２ａは最も縮小した状
態、液圧ジャッキ３１ｂのピストンロッド３２ｂは水平
面に対してやや上向きに傾き、かつやや縮小した状態、
液圧ジャッキ３１ｃのピストンロッド３２ｃは最も伸長
した状態、液圧ジャッキ３１ｄのピストンロッド３２ｄ
は水平面に対してやや上向きに傾き、かつやや伸長した
状態にある。
ッタ部１６が図の上方位置、つまり上死点に位置し、第
２クランク機構２５ａ〜２５ｄのクランクピン２７ａ〜
２７ｄおよび連結板２８も上死点に位置しているものと
する。この状態では、図３から分かるように、液圧ジャ
ッキ３１ａのピストンロッド３２ａは最も縮小した状
態、液圧ジャッキ３１ｂのピストンロッド３２ｂは水平
面に対してやや上向きに傾き、かつやや縮小した状態、
液圧ジャッキ３１ｃのピストンロッド３２ｃは最も伸長
した状態、液圧ジャッキ３１ｄのピストンロッド３２ｄ
は水平面に対してやや上向きに傾き、かつやや伸長した
状態にある。
【００３５】この初期状態から、液圧発生装置で発生し
た液圧を、シーケンス制御回路を通じて液圧ジャッキ３
１ａには押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１ｂには引
き側ポートＢに、液圧ジャッキ３１ｃには引き側ポート
Ｂに、液圧ジャッキ３１ｄには押し側ポートＡにそれぞ
れ液圧を供給する。そして、液圧ジャッキ３１ａのピス
トンロッド３２ａを縮小→やや伸長させ、液圧ジャッキ
３１ｂのピストンロッド３２ｂをやや縮小→縮小させ、
液圧ジャッキ３１ｃのピストンロッド３２ｃを伸長→や
や縮小させ、液圧ジャッキ３１ｄのピストンロッド３２
ｄをやや伸長→伸長させる。
た液圧を、シーケンス制御回路を通じて液圧ジャッキ３
１ａには押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１ｂには引
き側ポートＢに、液圧ジャッキ３１ｃには引き側ポート
Ｂに、液圧ジャッキ３１ｄには押し側ポートＡにそれぞ
れ液圧を供給する。そして、液圧ジャッキ３１ａのピス
トンロッド３２ａを縮小→やや伸長させ、液圧ジャッキ
３１ｂのピストンロッド３２ｂをやや縮小→縮小させ、
液圧ジャッキ３１ｃのピストンロッド３２ｃを伸長→や
や縮小させ、液圧ジャッキ３１ｄのピストンロッド３２
ｄをやや伸長→伸長させる。
【００３６】この制御により、連結体２８が図３におい
て０°から矢印ｆで示す時計方向に９０°回転し、連結
体２８の回転を通じて第２クランク機構２５ａ〜２５ｄ
をクランク回転させ、この第２クランク機構２５ａ〜２
５ｄを通じてカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄを回転させ、
このカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄを通じて第１クランク
機構２０ａ〜２０ｄを平行クランク運動させ、この第１
クランク機構２０ａ〜２０ｄの平行クランク運動を介し
てカッタ部１６を同方向に９０°回転させる。
て０°から矢印ｆで示す時計方向に９０°回転し、連結
体２８の回転を通じて第２クランク機構２５ａ〜２５ｄ
をクランク回転させ、この第２クランク機構２５ａ〜２
５ｄを通じてカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄを回転させ、
このカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄを通じて第１クランク
機構２０ａ〜２０ｄを平行クランク運動させ、この第１
クランク機構２０ａ〜２０ｄの平行クランク運動を介し
てカッタ部１６を同方向に９０°回転させる。
【００３７】前述のごとくカッタ部１６を９０°回転さ
せた後、同シーケンス制御回路により、液圧ジャッキ３
１ａには引き続き押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１
ｂには押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１ｃには引き
続き引き側ポートＢに、液圧ジャッキ３１ｄには引き側
ポートＢにそれぞれ液圧を供給し、ピストンロッド３２
ａをやや伸長→伸長させ、ピストンロッド３２ｂを縮小
→やや伸長させ、ピストンロッド３２ｃをやや縮小→縮
小させ、ピストンロッド３２ｄを伸長→やや縮小させ
る。これにより、連結体２８が図３において９０°から
時計方向に１８０°回転し、前述したところと同様、第
２クランク機構２５ａ〜２５ｄを通じてカッタ回転軸２
２ａ〜２２ｄを回転させ、第１クランク機構２０ａ〜２
０ｄの平行クランク運動を介してカッタ部１６を同方向
に９０°〜１８０°回転させる。
せた後、同シーケンス制御回路により、液圧ジャッキ３
１ａには引き続き押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１
ｂには押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１ｃには引き
続き引き側ポートＢに、液圧ジャッキ３１ｄには引き側
ポートＢにそれぞれ液圧を供給し、ピストンロッド３２
ａをやや伸長→伸長させ、ピストンロッド３２ｂを縮小
→やや伸長させ、ピストンロッド３２ｃをやや縮小→縮
小させ、ピストンロッド３２ｄを伸長→やや縮小させ
る。これにより、連結体２８が図３において９０°から
時計方向に１８０°回転し、前述したところと同様、第
２クランク機構２５ａ〜２５ｄを通じてカッタ回転軸２
２ａ〜２２ｄを回転させ、第１クランク機構２０ａ〜２
０ｄの平行クランク運動を介してカッタ部１６を同方向
に９０°〜１８０°回転させる。
【００３８】前記カッタ部１６を１８０°回転させた
後、同シーケンス制御回路により、液圧ジャッキ３１ａ
には引き側ポートＢに、液圧ジャッキ３１ｂには引き続
き押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１ｃには押し側ポ
ートＡに、液圧ジャッキ３１ｄには引き続き引き側ポー
トＢにそれぞれ液圧を供給し、ピストンロッド３２ａを
伸長→やや縮小させ、ピストンロッド３２ｂをやや伸長
→伸長させ、ピストンロッド３２ｃを縮小→やや伸長さ
せ、ピストンロッド３２ｄをやや縮小→縮小させる。こ
れにより、連結体２８が図３において１８０°から時計
方向に２７０°回転し、第２クランク機構２５ａ〜２５
ｄを通じてカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄを回転させ、第
１クランク機構２０ａ〜２０ｄの平行クランク運動を介
してカッタ部１６を同方向に１８０°〜２７０°回転さ
せる。
後、同シーケンス制御回路により、液圧ジャッキ３１ａ
には引き側ポートＢに、液圧ジャッキ３１ｂには引き続
き押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１ｃには押し側ポ
ートＡに、液圧ジャッキ３１ｄには引き続き引き側ポー
トＢにそれぞれ液圧を供給し、ピストンロッド３２ａを
伸長→やや縮小させ、ピストンロッド３２ｂをやや伸長
→伸長させ、ピストンロッド３２ｃを縮小→やや伸長さ
せ、ピストンロッド３２ｄをやや縮小→縮小させる。こ
れにより、連結体２８が図３において１８０°から時計
方向に２７０°回転し、第２クランク機構２５ａ〜２５
ｄを通じてカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄを回転させ、第
１クランク機構２０ａ〜２０ｄの平行クランク運動を介
してカッタ部１６を同方向に１８０°〜２７０°回転さ
せる。
【００３９】前述のごとくカッタ部１６を２７０°回転
させた後、同シーケンス制御回路により、液圧ジャッキ
３１ａには引き続き引き側ポートＢに、液圧ジャッキ３
１ｂには引き側ポートＢに、液圧ジャッキ３１ｃには引
き続き押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１ｄには押し
側ポートＡにそれぞれ液圧を供給し、ピストンロッド３
２ａをやや縮小→縮小させ、ピストンロッド３２ｂを伸
長→やや縮小させ、ピストンロッド３２ｃをやや伸長→
伸長させ、ピストンロッド３２ｄを縮小→やや伸長させ
る。これにより、連結体２８が図３において２７０°か
ら時計方向に３６０°回転し、第２クランク機構２５ａ
〜２５ｄを通じてカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄを回転さ
せ、第１クランク機構２０ａ〜２０ｄの平行クランク運
動を介してカッタ部１６を同方向に２７０°〜３６０°
回転させる。
させた後、同シーケンス制御回路により、液圧ジャッキ
３１ａには引き続き引き側ポートＢに、液圧ジャッキ３
１ｂには引き側ポートＢに、液圧ジャッキ３１ｃには引
き続き押し側ポートＡに、液圧ジャッキ３１ｄには押し
側ポートＡにそれぞれ液圧を供給し、ピストンロッド３
２ａをやや縮小→縮小させ、ピストンロッド３２ｂを伸
長→やや縮小させ、ピストンロッド３２ｃをやや伸長→
伸長させ、ピストンロッド３２ｄを縮小→やや伸長させ
る。これにより、連結体２８が図３において２７０°か
ら時計方向に３６０°回転し、第２クランク機構２５ａ
〜２５ｄを通じてカッタ回転軸２２ａ〜２２ｄを回転さ
せ、第１クランク機構２０ａ〜２０ｄの平行クランク運
動を介してカッタ部１６を同方向に２７０°〜３６０°
回転させる。
【００４０】以上がカッタ部回転の１サイクルである
が、このサイクルを繰り返し行うことによりカッタ部１
６を平行クランク運動させて回転させ、推進ジャッキ３
９によりシールド機１１を介してカッタ部１６に推力を
与え、カッタビット１８により地山４７を掘削し、その
掘削土砂４８をチャンバ１５内に取り込む。ついで、チ
ャンバ１５内に取り込んだ掘削土砂４８に必要に応じ添
加剤注入手段の添加剤注入管４０および添加剤噴射口４
１を通じて粘性付与剤などの添加剤を注入し、カッタ部
１６に付設された攪拌翼１９で攪拌混練する。
が、このサイクルを繰り返し行うことによりカッタ部１
６を平行クランク運動させて回転させ、推進ジャッキ３
９によりシールド機１１を介してカッタ部１６に推力を
与え、カッタビット１８により地山４７を掘削し、その
掘削土砂４８をチャンバ１５内に取り込む。ついで、チ
ャンバ１５内に取り込んだ掘削土砂４８に必要に応じ添
加剤注入手段の添加剤注入管４０および添加剤噴射口４
１を通じて粘性付与剤などの添加剤を注入し、カッタ部
１６に付設された攪拌翼１９で攪拌混練する。
【００４１】その間、セグメント４９に反力を取って推
進ジャッキ３９により地中掘削装置１１を推進させ、チ
ャンバ１５内の掘削土砂４８を加圧し、切羽の崩壊を防
ぐ。そして、チャンバ１５内を所定圧力に維持しつつス
クリューコンベア３８により掘削土砂を排出する。
進ジャッキ３９により地中掘削装置１１を推進させ、チ
ャンバ１５内の掘削土砂４８を加圧し、切羽の崩壊を防
ぐ。そして、チャンバ１５内を所定圧力に維持しつつス
クリューコンベア３８により掘削土砂を排出する。
【００４２】ついで、地山４７を所定範囲掘削後、地中
掘削装置１１の後部でセグメント４９を組み立てる。ま
た、地中掘削装置１１の外周と地山４７間の隙間に、裏
込め材注入手段により裏込め材５０を注入し、充填す
る。
掘削装置１１の後部でセグメント４９を組み立てる。ま
た、地中掘削装置１１の外周と地山４７間の隙間に、裏
込め材注入手段により裏込め材５０を注入し、充填す
る。
【００４３】以上の作業を繰り返して行い、地中を掘進
して行く。
して行く。
【００４４】なお、本発明では、連結体２８はほぼ矩形
に限られるものではない。また、液圧ジャッキは図面に
示すように、４基のみとし、それぞれの一端を連結体２
８の四辺の各辺のほぼ中央にそれぞれ枢着する場合に限
らず、４基以上であっても良く、シールド外径や土質条
件などの設計条件により、連結体２８に液圧ジャッキ３
１ａ，３１ｂ，３１ｃ，…をそれぞれ複数配置する場合
もある。
に限られるものではない。また、液圧ジャッキは図面に
示すように、４基のみとし、それぞれの一端を連結体２
８の四辺の各辺のほぼ中央にそれぞれ枢着する場合に限
らず、４基以上であっても良く、シールド外径や土質条
件などの設計条件により、連結体２８に液圧ジャッキ３
１ａ，３１ｂ，３１ｃ，…をそれぞれ複数配置する場合
もある。
【００４５】また、前記第２クランク機構２５ａ〜２５
ｄのクランクピン２７ａ〜２７ｄに液圧ジャッキ３１ａ
〜３１ｄのピストンロッド３２ａ〜３２ｄを連結し、液
圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄにより第２クランク機構２５
ａ〜２５ｄを直接的に駆動するようにしても良い。
ｄのクランクピン２７ａ〜２７ｄに液圧ジャッキ３１ａ
〜３１ｄのピストンロッド３２ａ〜３２ｄを連結し、液
圧ジャッキ３１ａ〜３１ｄにより第２クランク機構２５
ａ〜２５ｄを直接的に駆動するようにしても良い。
【００４６】さらに、本発明は、岩盤掘削用トンネルボ
ーリングマシン、さらに、地中を垂直に掘削するボーリ
ングマシンにも適用することができる。
ーリングマシン、さらに、地中を垂直に掘削するボーリ
ングマシンにも適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、複数
のカッタ回転軸の前部にいわゆるクランク軸からなる第
１クランク機構を設け、このクランクピンにカッタ部を
軸支持し、かつカッタ回転軸の後部にそれぞれ第２クラ
ンク機構を設け、これらの第２クランク機構を液圧ジャ
ッキの伸縮動作により所定の順序でクランク運動させて
カッタ回転軸を回転させるようにしているため、カッタ
回転軸をモータと減速機と歯車列とを組み合わせたカッ
タ駆動装置により駆動する従来技術に比較して、カッタ
部を駆動する部分の構成を大幅に簡素化および小型化し
得る効果があり、加工精度の高い部品や大量の潤滑油を
使用せずにカッタ部を駆動できるし、液圧ジャッキ３１
ａ〜３１ｄとピストンロッド３２ａ〜３２ｄのユニット
には市販のものも使用できるし、大口径トンネル掘進用
の機械であっても、機械の製作期間，製作費用を大幅に
削減できるので、トンネルの施工期間を短縮できる効果
を有する外、地中掘進のコストダウンを図り得る効果も
ある。
のカッタ回転軸の前部にいわゆるクランク軸からなる第
１クランク機構を設け、このクランクピンにカッタ部を
軸支持し、かつカッタ回転軸の後部にそれぞれ第２クラ
ンク機構を設け、これらの第２クランク機構を液圧ジャ
ッキの伸縮動作により所定の順序でクランク運動させて
カッタ回転軸を回転させるようにしているため、カッタ
回転軸をモータと減速機と歯車列とを組み合わせたカッ
タ駆動装置により駆動する従来技術に比較して、カッタ
部を駆動する部分の構成を大幅に簡素化および小型化し
得る効果があり、加工精度の高い部品や大量の潤滑油を
使用せずにカッタ部を駆動できるし、液圧ジャッキ３１
ａ〜３１ｄとピストンロッド３２ａ〜３２ｄのユニット
には市販のものも使用できるし、大口径トンネル掘進用
の機械であっても、機械の製作期間，製作費用を大幅に
削減できるので、トンネルの施工期間を短縮できる効果
を有する外、地中掘進のコストダウンを図り得る効果も
ある。
【００４８】
【図１】本発明の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】図１の２−２矢視図である。
【図３】図１の３−３矢視図である。
【図４】従来技術を示す縦断側面図である。
【符号の説明】 １１ 地中掘削装置 １５ チャンバ １６ カッタ部 １７ カッタフレーム ２０ａ〜２０ｄ 第１クランク機構 ２２ａ〜２２ｄ カッタ回転軸 ２３ａ〜２３ｄ クランク腕 ２４ａ〜２４ｄ カッタ支持柱 ２５ａ〜２５ｄ 第２クランク機構 ２６ａ〜２６ｄ クランク腕 ２７ａ〜２７ｄ クランクピン ２８ 連結体 ２９ａ〜２９ｄ 連結体に設けられた軸受 ３１ａ〜３１ｄ 液圧ジャッキ Ａ 液圧ジャッキの押し側ポート Ｂ 液圧ジャッキの引き側ポート ３２ａ〜３２ｄ ピストンロッド ３８ 排土装置であるスクリューコンベア ３９ 推進ジャッキ
Claims (2)
- 【請求項１】 隔壁に回転自在に貫設された複数のカッ
タ回転軸と、これらのカッタ回転軸の前部にそれぞれ設
けられた第１クランク機構と、これらの第１クランク機
構の前部に軸支持されたカッタ部と、前記カッタ回転軸
の後部にそれぞれ設けられた第２クランク機構と、これ
らの第２クランク機構に、所定の順序で伸縮動作を伝達
しクランク運動をさせ前記カッタ回転軸を回転させる複
数の液圧ジャッキとを備え、前記第１クランク機構を介
し前記カッタ部を平行クランク運動させ地中を掘削する
ことを特徴とした地中掘削装置。 - 【請求項２】 隔壁に回転自在に貫設された複数のカッ
タ回転軸と、これらのカッタ回転軸の前部にそれぞれ設
けられた第１クランク機構と、これらの第１クランク機
構の前部に軸支持されたカッタ部と、前記カッタ回転軸
の後部にそれぞれ設けられた第２クランク機構と、これ
らの第２クランク機構のクランクピンを、軸受を有する
連結体の前記軸受に連結し、前記連結体に液圧ジャッキ
の一端を枢着し、かつ他端を地中掘削機側に枢着し、複
数の液圧ジャッキを所定の順序で伸縮動作させ、第２ク
ランク機構をクランク運動をさせ前記カッタ回転軸を回
転させる複数の液圧ジャッキとを備え、前記第１クラン
ク機構を介し前記カッタ部を平行クランク運動させ地中
を掘削することを特徴とした地中掘削装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9108176A JP2939201B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 地中掘削装置 |
| CA002234028A CA2234028C (en) | 1997-04-09 | 1998-04-03 | Underground excavator |
| TW087105177A TW341616B (en) | 1997-04-09 | 1998-04-07 | Underground excavator |
| FR9804358A FR2762044B1 (fr) | 1997-04-09 | 1998-04-08 | Excavateur souterrain |
| NL1008860A NL1008860C2 (nl) | 1997-04-09 | 1998-04-09 | Ondergrondse graafmachine. |
| DE19816161A DE19816161B4 (de) | 1997-04-09 | 1998-04-09 | Drehantrieb für die Fräsereinheit einer Schildvortriebsmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9108176A JP2939201B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 地中掘削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10280879A JPH10280879A (ja) | 1998-10-20 |
| JP2939201B2 true JP2939201B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=14477927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9108176A Expired - Lifetime JP2939201B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 地中掘削装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2939201B2 (ja) |
| CA (1) | CA2234028C (ja) |
| DE (1) | DE19816161B4 (ja) |
| FR (1) | FR2762044B1 (ja) |
| NL (1) | NL1008860C2 (ja) |
| TW (1) | TW341616B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10133345A1 (de) * | 2001-07-12 | 2003-01-30 | Wirth Co Kg Masch Bohr | Tunnelbohrmaschine |
| CN105422114A (zh) * | 2016-01-24 | 2016-03-23 | 吉林大学 | 一种带有超声波振动器的tbm高效碎岩刀盘 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1133262A (en) * | 1966-03-07 | 1968-11-13 | Holzmann Philipp Ag | Improvements in or relating to tunnelling machines |
| DE1301684B (de) * | 1966-10-06 | 1969-08-21 | Bade & Co Gmbh | Hydraulisches Antriebsgetriebe fuer sehr grosse Drehmomente |
| DE1534655A1 (de) * | 1966-12-24 | 1969-02-13 | Mekh Zd | Vorrichtung zum Drehen des rotorartigen Arbeitsorgans eines mechanisierten Vortriebsschildes |
| GB1168521A (en) * | 1967-01-17 | 1969-10-29 | Smith Ind International Inc | Tunnelling Machine |
| DE1658726C3 (de) * | 1967-03-02 | 1975-08-28 | Gebr. Eickhoff, Maschinenfabrik U. Eisengiesserei Mbh, 4630 Bochum | Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine |
| DE1272855B (de) * | 1967-05-11 | 1968-07-18 | Eickhoff Geb | Vorrichtung zum Erzeugen der Drehbewegung des Werkzeugtraegers von Vortriebsmaschinen od. dgl. |
| US3413034A (en) * | 1967-08-01 | 1968-11-26 | Holzmann Philipp Ag | Oscillatory tunneling head having removable sector plates |
| CH492832A (de) * | 1969-03-17 | 1970-06-30 | Bade & Co Gmbh | Vortriebsschild |
| BE875547A (nl) * | 1979-04-13 | 1979-10-15 | Legrand M G J | Machine voor het afbouwen van gesteenten in ondergrondse werken |
| US5032039A (en) | 1989-06-16 | 1991-07-16 | Daiho Construction Co., Ltd. | Underground excavator |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP9108176A patent/JP2939201B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-04-03 CA CA002234028A patent/CA2234028C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-04-07 TW TW087105177A patent/TW341616B/zh active
- 1998-04-08 FR FR9804358A patent/FR2762044B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-09 NL NL1008860A patent/NL1008860C2/nl not_active IP Right Cessation
- 1998-04-09 DE DE19816161A patent/DE19816161B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2234028A1 (en) | 1998-10-09 |
| FR2762044A1 (fr) | 1998-10-16 |
| TW341616B (en) | 1998-10-01 |
| NL1008860A1 (nl) | 1998-10-12 |
| FR2762044B1 (fr) | 2001-08-10 |
| CA2234028C (en) | 2003-09-02 |
| JPH10280879A (ja) | 1998-10-20 |
| NL1008860C2 (nl) | 1998-12-01 |
| DE19816161B4 (de) | 2005-07-28 |
| DE19816161A1 (de) | 1998-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080611 Year of fee payment: 9 |
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