JP4151488B2 - Parent-child shield machine - Google Patents

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JP4151488B2
JP4151488B2 JP2003174822A JP2003174822A JP4151488B2 JP 4151488 B2 JP4151488 B2 JP 4151488B2 JP 2003174822 A JP2003174822 A JP 2003174822A JP 2003174822 A JP2003174822 A JP 2003174822A JP 4151488 B2 JP4151488 B2 JP 4151488B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、回転するカッタフレームの外周の余掘りを行うコピーカッタ装置を備えた親子シールド掘進機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シールド掘進機は、その先端に設けられたカッタの回転と、シールドジャッキによる推進力によって、地中を掘進するようになっている。カッタの前面には複数のビットが設けられており、このビットが切羽を削って地山を掘削するようになっている。
【0003】
カッタには、シールド掘進機が曲線や蛇行掘進する際や掘進方向の修正を行う際等にカッタフレームの外周の余掘りを行うためのコピーカッタ装置が設けられている。
【0004】
コピーカッタ装置は、カッタフレームの外周面より径方向に出没自在に設けられており、その外周端にビットが形成されている。そしてカッタフレームと共に回転するコピーカッタが曲線の内側に位置したときにカッタフレームの外周面より径方向外側に突出することによって、その曲線の内側を余掘りするようになっている。
【0005】
従来のコピーカッタ装置としては図11に示すようなものがあった(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
図示するように、かかるコピーカッタ装置51は、コピーカッタ本体52と、これを径方向に移動させる油圧ジャッキ53とが、径方向に延びて直線状に接続されていた。コピーカッタ本体52は、カッタフレームを構成するカッタスポーク54内部にすべり軸受け55を介して支持されており、支持長さを確保するために径方向に長い棒状に形成されていた。
【0007】
このコピーカッタ装置51では、コピーカッタ本体52に油圧ジャッキ53のシリンダ部56を設け、そのシリンダ部56をコピーカッタ本体52と同径に形成していた。これによって、シリンダ部56ですべり軸受け55への支持長さを稼ぐことができるので、コピーカッタ装置51の全体の径方向長さをシリンダ部56の長さ分短縮でき、コピーカッタ装置51の設置スペースを縮小できるようになっていた。
【0008】
【特許文献1】
実公昭60−15836号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述のコピーカッタ装置51は、径方向長さが短縮されてはいるものの、コピーカッタ本体52と油圧ジャッキ53とが、径方向に延びて直線状に接続されているため、依然、径方向にコピーカッタ本体52と油圧ジャッキ53とを合わせた長さ以上の設置スペースを要しており、カッタスポーク54のように径方向に長い部材にしか取り付けることができず、例えば、大径シールドの内側に小径シールドが収容されてなる親子シールド掘進機では、大径シールドの径方向長さが短いため、上記コピーカッタ装置51を適用するのは非常に困難であった。
【0010】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、径方向長さを大幅に短縮できるコピーカッタ装置を備えた親子シールド掘進機を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、大径シールドと、その内側に収容されると共に分離可能に接続された小径シールドとを備えた親子シールド掘進機において、上記大径シールドのカッタ外周の外周面板にコピーカッタ本体を出没させるための開口部を設け、該開口部近傍の外周面板の内面にブラケットを介してコピーカッタ本体を回転自在に設けてコピーカッタ本体を回転させたときコピーカッタ本体が上記開口部から出没するようにし、該コピーカッタ本体にクランクアームを設け、該クランクアームと上記外周面板との間に油圧ジャッキを架け渡して設けた親子シールド掘進機である。
【0012】
請求項2の発明は、上記クランクアームと上記外周面板との間に上記油圧ジャッキが2本設けられると共に、これら油圧ジャッキがクランクアームから互いに離反する方向に延びるように設けられた請求項1記載の親子シールド掘進機である。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0018】
図1は本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第一の実施の形態を示した平面図及び正面図、図2は本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第一の実施の形態を示した断面図、図3は本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第一の実施の形態のコピーカッタ本体収納時の状態を示した正面図、図4は本発明に係るシールド掘進機の好適な第一の実施の形態を示した一部破断正面図、図5は本発明に係るシールド掘進機の好適な第一の実施の形態を示した断面図である。
【0019】
なお、本実施の形態では、本発明に係るコピーカッタ装置を大径シールドの内側に小径シールドが収容されてなる親子シールド掘進機に適用した場合を例に挙げて説明する。
【0020】
図4及び図5に示すように、親子シールド掘進機1は、大径シールド2と、その内側に収容される小径シールド3とを備えており、小径シールド3は、大径シールド2に対して分離可能に接続されている。
【0021】
大径のトンネルを掘削するときには、大径シールド2と小径シールド3とが一体となって掘削し、小径のトンネルを掘削するときには、大径シールド2と小径シールド3とが分離され、小径シールド3が大径シールド2から発進して掘削するようになっている。
【0022】
小径シールド3の前部には、径方向に沿って放射状に延びる複数のカッタスポーク6が設けられ、その前端に複数のカッタビット5が設けられている。カッタスポーク6の内部には、コピーカッタ装置7が設けられている。このコピーカッタ装置7は、図11で示した従来のコピーカッタ装置51と同様の構成のものである。
【0023】
大径シールド2の前部には、リング状のカッタフレーム4が設けられ、その前端に複数のカッタビット5が設けられている。カッタフレーム4は、図2に示すように、リング状の前面板4aと外周面板4bと後面板4cとを備えており、カッタフレーム4の内部には、本発明に係るコピーカッタ装置8や薬液注入装置(図示せず)や注泥管(図示せず)等が設けられている。
【0024】
かかるコピーカッタ装置8は、図1及び図2に示すように、カッタフレーム4にピン9を介して回転自在に枢支され回動することによってその先端部がカッタフレーム4の外周面から出没するコピーカッタ本体11と、このコピーカッタ本体11をピン9を中心に回動させるアクチュエータ12とを有している。
【0025】
カッタフレーム4の外周面板4bには、コピーカッタ本体11が出没するための開口部14が形成されている。開口部14は、カッタフレーム4の周方向に長い長方形状に形成され、外周面板4bの軸方向に見て中間部から若干後方にオフセットされている。カッタフレーム4の開口部14の径方向内側部分には、ピン9が掘削機本体15の軸方向に延びて設けられている。ピン9は、カッタフレーム4の外周面近傍に設けられ、外周面板4bから径方向内側に延出した二股状のブラケット16間に架け渡されて固定されている。
【0026】
コピーカッタ本体11は、開口部14の周方向長さよりも若干短い長さを有する棒状に形成され、その一端部近傍にピン9が回転自在に挿入されており、コピーカッタ本体11がカッタフレーム4の円周方向に傾斜して回動するようになっている。
【0027】
なお、本実施の形態では、コピーカッタ本体11をピン9に対して回転自在に取り付けているが、コピーカッタ本体をピンに固定して、このピンをカッタフレームに対して回転自在に軸支するようにしてもよい。
【0028】
コピーカッタ本体11の先端部にはカッタビットチップ17が設けられている。カッタビットチップ17は、カッタフレーム4の回転方向両側にそれぞれ設けられており、カッタフレーム4が左回り、右回りのどちらに回転してもカッタビットチップ17が土砂を切り崩して余掘りを行えるようになっている。
【0029】
コピーカッタ本体11が、ピン9を中心に回動して、カッタフレーム4の径方向に沿って起立するとその先端部が、カッタフレーム4の外周面から突出し(図1参照)、カッタフレーム4の周方向に沿って傾倒するとその先端部が、カッタフレーム4の外周面からその内側へ没入する(図3参照)。
【0030】
コピーカッタ本体11のピン側基端部には、クランクアーム18が設けられている。アクチュエータ12は、クランクアーム18とカッタフレーム4との間に架け渡された油圧ジャッキ19にて構成されている。油圧ジャッキ19は、カッタフレーム4の接線方向と略平行になるように配置されており、その油圧ジャッキ19のシリンダ21の基端部が、カッタフレーム4の外周面板4bの内側にピン結合され、ロッド22の先端部が、クランクアーム18の先端部近傍にピン結合されている。この油圧ジャッキ19の伸縮によって、クランクアーム18及びコピーカッタ本体11がピン9を中心に回動する。
【0031】
クランクアーム18は、コピーカッタ本体11がカッタフレーム4内に没入した際に、径方向内側に向くように、コピーカッタ本体11の長手方向と傾斜して取り付けられており、油圧ジャッキ19のシリンダ21の基端部とロッド22の先端部とピン9とが一直線上に配置されないように構成されている。
【0032】
開口部14の内側のコピーカッタ本体11の油圧ジャッキ19の取付部側(図1中、右側)には、コピーカッタ本体11が起立した際にその側面部に当接して、それ以上の回動を規制するストッパ23が設けられている。ストッパ23は板状のスチール等にて形成され、その表面が起立した状態のコピーカッタ本体11の側面と平行になるように開口部14に取り付けられている。
【0033】
次に、上記構成のコピーカッタ装置8による余掘り工程を説明する。
【0034】
上記親子シールド掘進機1において、直線状に掘進する際は、図3に示すように、油圧ジャッキ19は縮退しており、コピーカッタ本体11がカッタフレーム4内部に没入して収納された状態でカッタが回転している。
【0035】
親子シールド掘進機1が、曲線や蛇行掘進する際や掘進方向の修正を行う際に、曲線の内側部分で余掘りを行う。このとき、コピーカッタ本体11が、曲線の内側位置よりカッタフレーム4の回転位相が90°手前にずれた位置から回動し始め、コピーカッタ本体11が、曲線の内側に位置するときにカッタフレーム4の外周面から最も外側へと突出し(起立し)、その後コピーカッタ本体11が、逆側(傾倒側)に回動し始め、曲線の内側位置よりカッタフレーム4の回転位相が90°後ろにずれた位置で回動が終了してカッタフレーム4の内部に収納されるように油圧ジャッキ19を伸縮させる。これによって、曲線の内側のみに余掘りを行うことができる。
【0036】
本実施の形態によれば、コピーカッタ装置8が、カッタフレーム4にピン9を介して回転自在に枢支されたコピーカッタ本体11と、このコピーカッタ本体11をピン9を中心に回動させるアクチュエータ12とを有し、アクチュエータ12をカッタフレーム4の接線方向と略平行に配置された油圧ジャッキ19にて構成しているので、コピーカッタ装置8の径方向長さを短くできる。
【0037】
すなわち、本実施の形態は、カッタフレーム4の接線方向に略平行に配置された油圧ジャッキ19で、コピーカッタ本体11を回動させることによって、カッタフレーム4の外周面から出没させているので、従来のようにジャッキを径方向に配置したコピーカッタ装置(図11参照)51と比較して径方向長さを大幅に短縮できる。
【0038】
従って、上記コピーカッタ装置8は、本実施の形態のように、設置スペースの径方向長さが短い、親子シールド掘進機1の大径シールド2内にも設けることができる。
【0039】
また、コピーカッタ装置8の径方向長さが短いため、その径方向内側に他の装置の設置スペースを確保できるので、注泥管等の設置場所や個数が制限されることはない。
【0040】
さらに、従来のコピーカッタ装置(図11参照)51と比較して、すべり軸受け55等を設ける必要がないので、構成要素が少なく、装置の製造コストダウンが図れる。
【0041】
また、ピン9は、カッタフレーム4の外周面近傍に設けられているので、コピーカッタ本体11の長さを短くすることができ、強度的に有利になる。
【0042】
ところで、コピーカッタ本体11は、起立した際にカッタフレーム4が回転することによって地山より発生する反力を最も受ける。カッタフレーム4が、図1において左回転している場合は、コピーカッタ本体11が起立した際、図中左側に位置するストッパ23に当接するので、カッタフレーム4の回転により発生する反力に対抗することができる。一方、カッタフレーム4が、右回転している場合は、コピーカッタ本体11が起立した際、上記反力は油圧ジャッキ19が縮退する方向へとかかるが、縮退側ではシリンダ21内の油の受圧面積が大きいので、上記反力に対抗することができる。
【0043】
また、コピーカッタ本体11が、掘削機本体15の前面から受ける土圧に対しては、コピーカッタ本体11が、掘進機本体15の軸方向に回動しないので、十分に対抗することができる。
【0045】
図6は本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第二の実施の形態を示した平面図及び正面図、図7は本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第二の実施の形態を示した断面図、図8は本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第二の実施の形態のコピーカッタ本体収納時の状態を示した正面図である。
【0046】
かかる第二の実施の形態のコピーカッタ装置24は、コピーカッタ本体11及びクランクアーム18は、第一の実施の形態と同様であり、コピーカッタ本体11を回動させるアクチュエータ25が、クランクアーム18から周方向両側に延びて設けられた二本の油圧ジャッキ26から構成された点で、第一の実施の形態と相違する。
【0047】
二本の油圧ジャッキ26は、それぞれカッタフレーム4の接線方向と略平行で、互いにハの字状になるように配置されており、各シリンダ27の基端部が、カッタフレーム4の外周面板4bの内側にそれぞれピン結合されている。各ロッド28の先端部は、クランクアーム18の先端部近傍に同軸でピン結合されている。これらの油圧ジャッキ26は互いに同期するように伸縮し、その伸縮によって、クランクアーム18及びコピーカッタ本体11がピン9を中心に回動する。
【0048】
なお、その他の構成については、第一の実施の形態のコピーカッタ装置8と同様であるので、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0049】
本実施の形態によれば、カッタフレーム4が、図6において左回転している場合は、図中左側に位置する油圧ジャッキ26が、コピーカッタ本体11にかかるカッタフレーム4の回転により発生する反力を受ける。一方、カッタフレーム4が左回転している場合は、図中右側に位置する油圧ジャッキ26が、コピーカッタ本体11にかかる上記反力を受ける。
【0050】
これによって、左右回転どちらの場合でも、シリンダ21内の油の受圧面積が大きい油圧ジャッキ26が縮退する側で、カッタフレーム4の回転により発生する反力に対抗することができる。従って、コピーカッタ本体11の回動途中の傾斜状態(起立と没入との間の状態)であっても、上記反力に対抗することができ、安定したコピーカッタ本体11の回動をすることができる。
【0051】
図9は本発明とは無関係のコピーカッタ装置の参考形態を示した平面図及び正面図、図10は上記参考形態のコピーカッタ本体突出時及び収納時を示した断面図である。
【0052】
図9及び図10に示すように、かかる参考形態のコピーカッタ装置31は、コピーカッタ本体11が固定されるピン32が、カッタフレーム4の接線方向に延びて軸支され、コピーカッタ本体11が掘削機本体15の軸方向に傾斜して回動するようになっている。
【0053】
カッタフレーム4の外周面板4bには、コピーカッタ本体11が収納される箱体33が設けられている。箱体33は、掘削機本体15の軸方向に延びて形成され、上部が開口している。箱体33は、その上端が外周面板4bの表面に沿うように配置されている。箱体33は、上部開口と繋がって後端部も開口しており、カッタフレーム4の後方スペース34に開放されている。
【0054】
ピン32は、箱体33内の前端近傍に設けられており、周方向両側の側壁35に軸支されている。ピン32は、コピーカッタ本体11の基端部に一体的に固定されている。ピン32の一端は、側壁35を貫通しており、その一端に、コピーカッタ本体11を回動させるアクチュエータ36となる回転モータ37の回転軸38が同軸で固定されている。
【0055】
この回転モータ37は、コピーカッタ本体11が掘削機本体15の前面から受ける土圧に抗して回動できる程度の回転トルクを有している。回転モータ37は、カッタフレーム4内部に箱体33に隣接して設けられたケーシング39内に収容されている。
【0056】
参考形態によれば、ピン32をカッタフレーム4の接線方向に沿って設け、そのピン32に回転モータ37からなるアクチュエータ36を直結させたことによって、コピーカッタ装置31をさらにコンパクト化することができる。
【0057】
また、カッタフレーム4の回転により発生する反力に対しては、コピーカッタ本体11がカッタフレーム4の周方向には回動しないので、十分に対抗することができる。コピーカッタ本体11が、掘削機本体15の前面から受ける土圧に対しては、回転モータ37の回転トルクで対抗する。従って、安定したコピーカッタ本体11の回動を行うことができる。
【0058】
なお、上記参考形態では、ピン32と回転モータ37の回転軸38とを直結させているが、これに限られるものではなく、ギヤ(図示せず)を介して連結するようにしてもよい。これによれば、回転モータ37に必要な回転トルクを小さくすることができ、さらなるコンパクト化が達成される。
【0059】
また、箱体33内に流入した掘削土砂は、後端の開口から、カッタフレーム4の後方スペース34へと流れ、スクリュコンベヤ(図示せず)等の排土手段によって掘進機後方へと排出される。なお、排土効率を向上させるために、箱体33の底面40を、後方に向かって広がるテーパ状に形成してもよい。
【0060】
参考形態のン32の方向及びアクチュエータ36の種類の組み合わせは、適用されるシールド掘進機の種類や設置スペースに応じて適宜変更してよい。
【0061】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、コピーカッタ装置の径方向長さを大幅に短縮できるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第一の実施の形態を示した(a)は平面図、(b)は正面図である。
【図2】 本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第一の実施の形態を示した断面図である。
【図3】 本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第一の実施の形態のコピーカッタ本体収納時の状態を示した正面図である。
【図4】 本発明に係るシールド掘進機の好適な第一の実施の形態を示した一部破断正面図である。
【図5】 本発明に係るシールド掘進機の好適な第一の実施の形態を示した断面図である。
【図6】 本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第二の実施の形態を示した(a)は平面図、(b)は正面図である。
【図7】 本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第二の実施の形態を示した断面図である。
【図8】 本発明に係るコピーカッタ装置の好適な第二の実施の形態のコピーカッタ本体収納時の状態を示した正面図である。
【図9】ピーカッタ装置の参考形態を示した(a)は平面図、(b)は正面図である。
【図10】ピーカッタ装置の参考形態の(a)はコピーカッタ本体突出時を示した断面図、(b)はコピーカッタ本体収納時を示した断面図である。
【図11】 従来のコピーカッタ装置を示した断面図である。
【符号の説明】
1 親子シールド掘進機
2 大径シールド
3 小径シールド
4 カッタフレーム
4b 外周面板
8 コピーカッタ装置
9 ピン
11 コピーカッタ本体
12 アクチュエータ
14 開口部
15 掘削機本体
16 ブラケット
18 クランクアーム
19 (油圧)ジャッキ
24 コピーカッタ装置
25 アクチュエータ
26 (油圧)ジャッ
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to child shield machine having a copying cutter equipment performing outbreak of the outer periphery of the cutter frame to rotate.
[0002]
[Prior art]
The shield machine is adapted to dig in the ground by the rotation of a cutter provided at the tip of the shield machine and the propulsive force of the shield jack. A plurality of bits are provided on the front surface of the cutter, and these bits cut the face and excavate the natural ground.
[0003]
The cutter is provided with a copy cutter device for excavating the outer periphery of the cutter frame when the shield machine advances a curve or meandering or corrects the direction of excavation.
[0004]
The copy cutter device is provided so as to be able to protrude and retract in the radial direction from the outer peripheral surface of the cutter frame, and a bit is formed at the outer peripheral end thereof. When the copy cutter that rotates together with the cutter frame is positioned inside the curve, the copy cutter protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the cutter frame, so that the inside of the curve is dug.
[0005]
As a conventional copy cutter apparatus, there is one as shown in FIG. 11 (for example, see Patent Document 1).
[0006]
As shown in the figure, in the copy cutter device 51, a copy cutter main body 52 and a hydraulic jack 53 that moves the copy cutter main body 52 in the radial direction extend in the radial direction and are linearly connected. The copy cutter main body 52 is supported inside a cutter pork 54 constituting a cutter frame via a slide bearing 55, and is formed in a rod shape that is long in the radial direction in order to secure a support length.
[0007]
In the copy cutter device 51, the cylinder portion 56 of the hydraulic jack 53 is provided in the copy cutter main body 52, and the cylinder portion 56 is formed to have the same diameter as the copy cutter main body 52. As a result, the cylinder portion 56 can gain a support length to the sliding bearing 55, so that the entire radial length of the copy cutter device 51 can be shortened by the length of the cylinder portion 56, and the copy cutter device 51 can be installed. The space could be reduced.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 60-15836 [0009]
[Problems to be solved by the invention]
Although the above-described copy cutter device 51 is shortened in the radial direction, the copy cutter body 52 and the hydraulic jack 53 extend in the radial direction and are connected in a straight line. An installation space longer than the combined length of the copy cutter main body 52 and the hydraulic jack 53 is required, and it can only be attached to a member that is long in the radial direction, such as the cutter pork 54. In a parent-child shield machine in which a small-diameter shield is housed, the radial direction length of the large-diameter shield is short, so that it is very difficult to apply the copy cutter device 51.
[0010]
Accordingly, the present invention has been devised to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a parent-child shield machine equipped with a copy cutter device that can greatly reduce the length in the radial direction. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a parent-child shield machine comprising a large-diameter shield and a small-diameter shield housed inside and separably connected. When the copy cutter main body is rotated by providing an opening on the outer peripheral surface plate on the outer periphery of the cutter to allow the copy cutter main body to protrude and retract, and the copy cutter main body is rotatably provided on the inner surface of the outer peripheral surface plate near the opening via a bracket. A parent-child shield machine in which a copy cutter main body protrudes and retracts from the opening, a crank arm is provided in the copy cutter main body, and a hydraulic jack is provided between the crank arm and the outer peripheral surface plate .
[0012]
According to a second aspect of the present invention, the two hydraulic jacks are provided between the crank arm and the outer peripheral plate, and the hydraulic jacks are provided so as to extend away from the crank arm. The parent-child shield machine .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 is a plan view and a front view showing a first preferred embodiment of a copy cutter apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows a first preferred embodiment of a copy cutter apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view, FIG. 3 is a front view showing a state of the copy cutter main body of the preferred first embodiment of the copy cutter device according to the present invention, and FIG. 4 is a preferred first embodiment of the shield machine according to the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a first preferred embodiment of a shield machine according to the present invention.
[0019]
In this embodiment, the case where the copy cutter device according to the present invention is applied to a parent-child shield machine in which a small-diameter shield is accommodated inside a large-diameter shield will be described as an example.
[0020]
As shown in FIGS. 4 and 5, the parent-child shield machine 1 includes a large-diameter shield 2 and a small-diameter shield 3 accommodated inside the large-diameter shield 2. It is connected in a separable manner.
[0021]
When excavating a large-diameter tunnel, the large-diameter shield 2 and the small-diameter shield 3 are excavated together. When excavating a small-diameter tunnel, the large-diameter shield 2 and the small-diameter shield 3 are separated from each other. Starts excavating from the large-diameter shield 2.
[0022]
A plurality of cutter spokes 6 extending radially along the radial direction are provided at the front of the small-diameter shield 3, and a plurality of cutter bits 5 are provided at the front end thereof. A copy cutter device 7 is provided inside the cutter pork 6. The copy cutter device 7 has the same configuration as the conventional copy cutter device 51 shown in FIG.
[0023]
A ring-shaped cutter frame 4 is provided at the front portion of the large-diameter shield 2, and a plurality of cutter bits 5 are provided at the front end thereof. As shown in FIG. 2, the cutter frame 4 includes a ring-shaped front plate 4a, an outer peripheral plate 4b, and a rear plate 4c. The cutter frame 4 includes a copy cutter device 8 and a chemical solution according to the present invention. An injection device (not shown), a mud pipe (not shown), and the like are provided.
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, the copy cutter device 8 is pivotally supported by the cutter frame 4 via a pin 9 so as to be pivoted so that the tip end portion of the copy cutter device 8 protrudes from the outer peripheral surface of the cutter frame 4. A copy cutter main body 11 and an actuator 12 that rotates the copy cutter main body 11 about a pin 9 are provided.
[0025]
An opening 14 is formed in the outer peripheral surface plate 4 b of the cutter frame 4 for allowing the copy cutter body 11 to appear and disappear. The opening 14 is formed in a rectangular shape that is long in the circumferential direction of the cutter frame 4, and is slightly rearwardly offset from the intermediate portion when viewed in the axial direction of the outer peripheral surface plate 4 b. A pin 9 extends in the axial direction of the excavator body 15 at the radially inner portion of the opening 14 of the cutter frame 4. The pin 9 is provided in the vicinity of the outer peripheral surface of the cutter frame 4 and is bridged and fixed between two forked brackets 16 extending radially inward from the outer peripheral surface plate 4b.
[0026]
The copy cutter main body 11 is formed in a rod shape having a length slightly shorter than the circumferential length of the opening 14, and a pin 9 is rotatably inserted in the vicinity of one end portion of the copy cutter main body 11. It is designed to rotate while being inclined in the circumferential direction.
[0027]
In this embodiment, the copy cutter main body 11 is rotatably attached to the pin 9, but the copy cutter main body is fixed to the pin, and this pin is rotatably supported with respect to the cutter frame. You may do it.
[0028]
A cutter bit chip 17 is provided at the tip of the copy cutter main body 11. The cutter bit chip 17 is provided on both sides of the cutter frame 4 in the rotation direction, so that the cutter bit chip 17 can cut the earth and sand and excavate even if the cutter frame 4 rotates counterclockwise or clockwise. It has become.
[0029]
When the copy cutter main body 11 rotates about the pin 9 and rises along the radial direction of the cutter frame 4, its tip protrudes from the outer peripheral surface of the cutter frame 4 (see FIG. 1). When tilted along the circumferential direction, the tip end part of the cutter frame 4 enters the inside from the outer peripheral surface (see FIG. 3).
[0030]
A crank arm 18 is provided on the pin-side base end portion of the copy cutter main body 11. The actuator 12 is constituted by a hydraulic jack 19 that is bridged between the crank arm 18 and the cutter frame 4. The hydraulic jack 19 is disposed so as to be substantially parallel to the tangential direction of the cutter frame 4, and the base end portion of the cylinder 21 of the hydraulic jack 19 is pin-coupled to the inside of the outer peripheral surface plate 4 b of the cutter frame 4, The tip of the rod 22 is pin-coupled near the tip of the crank arm 18. The expansion and contraction of the hydraulic jack 19 causes the crank arm 18 and the copy cutter body 11 to rotate about the pin 9.
[0031]
The crank arm 18 is attached so as to be inclined with respect to the longitudinal direction of the copy cutter main body 11 so as to face inward in the radial direction when the copy cutter main body 11 is immersed in the cutter frame 4. The base end portion, the tip end portion of the rod 22, and the pin 9 are not arranged in a straight line.
[0032]
The mounting portion side (right side in FIG. 1) of the hydraulic jack 19 of the copy cutter main body 11 inside the opening 14 abuts on the side surface portion of the copy cutter main body 11 when it stands up, and further rotates. A stopper 23 is provided to restrict the movement. The stopper 23 is formed of plate-like steel or the like, and is attached to the opening 14 so that the surface thereof is parallel to the side surface of the copy cutter main body 11 in an upright state.
[0033]
Next, the extra digging process by the copy cutter apparatus 8 having the above-described configuration will be described.
[0034]
In the parent-child shield machine 1, when digging in a straight line, as shown in FIG. 3, the hydraulic jack 19 is degenerated, and the copy cutter main body 11 is immersed and stored in the cutter frame 4. The cutter is rotating.
[0035]
When the parent-child shield machine 1 corrects a curve or meandering or corrects the direction of excavation, it performs extra digging at the inner part of the curve. At this time, the copy cutter main body 11 starts to rotate from a position where the rotational phase of the cutter frame 4 is shifted 90 ° from the inner position of the curve, and when the copy cutter main body 11 is positioned inside the curve, the cutter frame 4 protrudes outward from the outer peripheral surface of 4 (stands up), and then the copy cutter main body 11 starts to rotate to the opposite side (tilt side), and the rotational phase of the cutter frame 4 is 90 ° behind the inner position of the curve. The hydraulic jack 19 is expanded and contracted so that the rotation ends at the shifted position and is stored in the cutter frame 4. This makes it possible to excavate only inside the curve.
[0036]
According to the present embodiment, the copy cutter device 8 has a copy cutter body 11 pivotally supported by the cutter frame 4 via the pin 9 and the copy cutter body 11 rotated about the pin 9. Since the actuator 12 includes the hydraulic jack 19 that is disposed substantially parallel to the tangential direction of the cutter frame 4, the radial length of the copy cutter device 8 can be shortened.
[0037]
That is, in the present embodiment, the copy jack body 11 is rotated by the hydraulic jack 19 arranged substantially parallel to the tangential direction of the cutter frame 4 so as to protrude from the outer peripheral surface of the cutter frame 4. Compared with a conventional copy cutter device (see FIG. 11) 51 in which jacks are arranged in the radial direction, the length in the radial direction can be greatly reduced.
[0038]
Therefore, the copy cutter device 8 can also be provided in the large-diameter shield 2 of the parent-child shield machine 1 in which the radial length of the installation space is short as in this embodiment.
[0039]
Further, since the radial length of the copy cutter device 8 is short, an installation space for other devices can be secured on the inner side in the radial direction, so that the installation location and number of mud pipes and the like are not limited.
[0040]
Further, since it is not necessary to provide the slide bearing 55 and the like as compared with the conventional copy cutter device (see FIG. 11) 51, the number of components is reduced and the manufacturing cost of the device can be reduced.
[0041]
Further, since the pins 9 are provided in the vicinity of the outer peripheral surface of the cutter frame 4, the length of the copy cutter main body 11 can be shortened, which is advantageous in strength.
[0042]
By the way, the copy cutter main body 11 receives the most reaction force generated from the natural ground when the cutter frame 4 rotates when it stands up. When the cutter frame 4 rotates counterclockwise in FIG. 1, when the copy cutter main body 11 stands up, it abuts against the stopper 23 located on the left side in the figure, and thus counteracts the reaction force generated by the rotation of the cutter frame 4. can do. On the other hand, when the cutter frame 4 is rotating clockwise, the reaction force is applied in the direction in which the hydraulic jack 19 is retracted when the copy cutter body 11 is erected, but on the retracted side, the pressure of the oil in the cylinder 21 is received. Since the area is large, the reaction force can be countered.
[0043]
Further, the earth pressure received by the copy cutter main body 11 from the front surface of the excavator main body 15 can be sufficiently countered because the copy cutter main body 11 does not rotate in the axial direction of the excavator main body 15.
[0045]
FIG. 6 is a plan view and a front view showing a second preferred embodiment of the copy cutter device according to the present invention, and FIG. 7 shows a second preferred embodiment of the copy cutter device according to the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view, and FIG. 8 is a front view showing a state when the copy cutter main body is housed in the second preferred embodiment of the copy cutter apparatus according to the present invention.
[0046]
In the copy cutter device 24 according to the second embodiment, the copy cutter body 11 and the crank arm 18 are the same as those in the first embodiment, and the actuator 25 that rotates the copy cutter body 11 includes the crank arm 18. It differs from 1st embodiment by the point comprised from the two hydraulic jacks 26 extended and provided in the circumferential direction both sides.
[0047]
The two hydraulic jacks 26 are arranged in parallel with each other in a tangential direction of the cutter frame 4 so as to have a C shape, and the base end portion of each cylinder 27 is the outer peripheral surface plate 4 b of the cutter frame 4. Each is pin-coupled inside. The tip of each rod 28 is coaxially and pin-coupled near the tip of the crank arm 18. These hydraulic jacks 26 extend and contract in synchronism with each other, and the expansion and contraction causes the crank arm 18 and the copy cutter body 11 to rotate about the pin 9.
[0048]
Since other configurations are the same as those of the copy cutter device 8 of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
[0049]
According to the present embodiment, when the cutter frame 4 is rotated counterclockwise in FIG. 6, the hydraulic jack 26 located on the left side in the drawing is counteracted by the rotation of the cutter frame 4 applied to the copy cutter main body 11. Receive power. On the other hand, when the cutter frame 4 rotates counterclockwise, the hydraulic jack 26 located on the right side in the drawing receives the reaction force applied to the copy cutter main body 11.
[0050]
As a result, in either case of right and left rotation, the reaction force generated by the rotation of the cutter frame 4 can be countered on the side where the hydraulic jack 26 having a large oil pressure receiving area in the cylinder 21 is retracted. Therefore, even when the copy cutter main body 11 is in an inclined state (a state between standing and immersing) in the middle of the rotation, the reaction force can be counteracted and the copy cutter main body 11 can be rotated stably. Can do.
[0051]
FIG. 9 is a plan view and a front view showing a reference form of a copy cutter apparatus irrelevant to the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing the copy cutter main body protruding and stored in the reference form .
[0052]
As shown in FIGS. 9 and 10, in the copy cutter device 31 of the reference embodiment , the pin 32 to which the copy cutter body 11 is fixed extends in the tangential direction of the cutter frame 4 and is pivotally supported. The excavator body 15 is rotated in an axial direction.
[0053]
The outer peripheral surface plate 4b of the cutter frame 4 is provided with a box 33 in which the copy cutter main body 11 is accommodated. The box 33 is formed so as to extend in the axial direction of the excavator body 15 and has an upper portion opened. The box 33 is arranged such that the upper end thereof is along the surface of the outer peripheral face plate 4b. The box 33 is connected to the upper opening, and the rear end is also opened, and is opened to the rear space 34 of the cutter frame 4.
[0054]
The pin 32 is provided near the front end in the box 33 and is pivotally supported by the side walls 35 on both sides in the circumferential direction. The pin 32 is integrally fixed to the base end portion of the copy cutter body 11. One end of the pin 32 passes through the side wall 35, and a rotating shaft 38 of a rotary motor 37 that is an actuator 36 that rotates the copy cutter body 11 is coaxially fixed to one end of the pin 32.
[0055]
The rotary motor 37 has a rotational torque that can rotate against the earth pressure that the copy cutter main body 11 receives from the front surface of the excavator main body 15. The rotary motor 37 is accommodated in a casing 39 provided adjacent to the box 33 inside the cutter frame 4.
[0056]
According to the present embodiment , the copy cutter device 31 can be made more compact by providing the pin 32 along the tangential direction of the cutter frame 4 and directly connecting the actuator 36 including the rotary motor 37 to the pin 32. it can.
[0057]
Further, since the copy cutter main body 11 does not rotate in the circumferential direction of the cutter frame 4, it can sufficiently counter the reaction force generated by the rotation of the cutter frame 4. The earth pressure received by the copy cutter main body 11 from the front surface of the excavator main body 15 is countered by the rotational torque of the rotary motor 37. Therefore, the stable copy cutter body 11 can be rotated.
[0058]
In the reference embodiment , the pin 32 and the rotation shaft 38 of the rotary motor 37 are directly connected. However, the present invention is not limited to this and may be connected via a gear (not shown). According to this, the rotational torque required for the rotary motor 37 can be reduced, and further downsizing can be achieved.
[0059]
The excavated earth and sand that has flowed into the box 33 flows from the rear end opening to the rear space 34 of the cutter frame 4 and is discharged to the rear of the excavator by a soil discharging means such as a screw conveyor (not shown). The In addition, in order to improve soil removal efficiency, you may form the bottom face 40 of the box 33 in the taper shape extended toward back.
[0060]
Pin 3 2 directions and different combinations of actuator 3 6 of this preferred embodiment may be appropriately changed depending on the applied the shield machine type and installation space.
[0061]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, an excellent effect that the length in the radial direction of the copy cutter apparatus can be significantly reduced is exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a front view showing a first preferred embodiment of a copy cutter apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first preferred embodiment of a copy cutter device according to the present invention.
FIG. 3 is a front view showing a state when the copy cutter main body is housed in the first preferred embodiment of the copy cutter device according to the present invention.
FIG. 4 is a partially broken front view showing a first preferred embodiment of the shield machine according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a first preferred embodiment of the shield machine according to the present invention.
6A is a plan view and FIG. 6B is a front view showing a second preferred embodiment of a copy cutter apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second preferred embodiment of a copy cutter device according to the present invention.
FIG. 8 is a front view showing a state when the copy cutter main body is housed in the second preferred embodiment of the copy cutter device according to the present invention.
[9] showed reference embodiment of the co Pikatta device (a) is a plan view, (b) is a front view.
[10] co Pikatta sectional view (a) of the reference embodiment shown the time of copying cutter body projecting apparatus, a sectional view showing the time (b) copy cutter body housing.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional copy cutter apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Parent-child shield machine
2 Large diameter shield
3 Small diameter shield 4 Cutter frame
4b Peripheral face plate 8 Copy cutter device 9 Pin 11 Copy cutter body 12 Actuator
14 opening 15 excavator body
16 bracket 18 crank arm 19 (hydraulic) jack 24 copies cutter device 25 actuator 26 (hydraulic) jack key

Claims (2)

大径シールドと、その内側に収容されると共に分離可能に接続された小径シールドとを備えた親子シールド掘進機において、上記大径シールドのカッタ外周の外周面板にコピーカッタ本体を出没させるための開口部を設け、該開口部近傍の外周面板の内面にブラケットを介してコピーカッタ本体を回転自在に設けてコピーカッタ本体を回転させたときコピーカッタ本体が上記開口部から出没するようにし、該コピーカッタ本体にクランクアームを設け、該クランクアームと上記外周面板との間に油圧ジャッキを架け渡して設けたことを特徴とする親子シールド掘進機 In a parent-child shield machine equipped with a large-diameter shield and a small-diameter shield housed inside and separably connected, an opening for allowing the copy cutter body to appear in and out of the outer peripheral surface plate on the outer periphery of the cutter of the large-diameter shield A copy cutter main body is rotatably provided on the inner surface of the outer peripheral face plate near the opening via a bracket so that the copy cutter main body protrudes and disappears from the opening when the copy cutter main body is rotated. A parent-child shield machine characterized in that a crank arm is provided in a cutter body, and a hydraulic jack is provided between the crank arm and the outer peripheral plate . 上記クランクアームと上記外周面板との間に上記油圧ジャッキが2本設けられると共に、これら油圧ジャッキがクランクアームから互いに離反する方向に延びるように設けられた請求項1記載の親子シールド掘進機 The parent-child shield machine according to claim 1, wherein two hydraulic jacks are provided between the crank arm and the outer peripheral plate, and the hydraulic jacks are provided so as to extend away from the crank arm .
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