JP4197921B2 - Cutter device and tunnel excavator provided with the same - Google Patents

Cutter device and tunnel excavator provided with the same

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JP4197921B2
JP4197921B2 JP2002295638A JP2002295638A JP4197921B2 JP 4197921 B2 JP4197921 B2 JP 4197921B2 JP 2002295638 A JP2002295638 A JP 2002295638A JP 2002295638 A JP2002295638 A JP 2002295638A JP 4197921 B2 JP4197921 B2 JP 4197921B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、裏込剤注入管に対向するトンネル内周面を切削するカッタ装置とそのカッタ装置を備えるトンネル掘削機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、シールド掘進機において、スキンプレートの外面部に同時裏込注入装置を付設し、トンネルの掘削と同時にその同時裏込注入装置における注入管の後端部からモルタル等の裏込剤を後方へ向けて噴出させ、この噴出された裏込剤をセグメントとトンネル内周面との間の間隙に充填するようにしたものが知られている。
【0003】
この種のシールド掘進機を用いて岩盤等の硬質地盤もしくはNOMST壁を掘進する場合には、同時裏込注入装置がスキンプレートの外周面より外方へ突出していてその同時裏込注入装置が損傷するために、この同時裏込注入装置を装備することができないという問題点があった。
【0004】
このような問題点に対処するために、掘進機本体における同時裏込注入装置の前方位置に貫通孔を形成し、この貫通孔内に移動筒体を径方向に移動可能に挿入し、この移動筒体内に切削カッタを配置してその切削カッタにより同時裏込注入装置に対向する部分を切削するようにしたものが提案されている(特許文献1参照)。また、同様の目的で、スキンプレートの軸線に対して所定角度で傾斜する軸線を有する補助ビットを突出させるようにしたもの(特許文献2参照)も提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−291786号公報
【特許文献2】
特開2000−104489号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献1に記載の装置では、複数本のジャッキにより移動筒体を径方向に移動させるとともに、この移動筒体の動きに連動させて切削カッタを移動させるように構成されているために、装置の長手方向長さが極めて長くなるだけでなく、全体として大型化し、駆動モータの後端部が機内に飛び出てしまうという問題点がある。同様に、前記特許文献2に記載の装置においても、補助ビットを回転させる回転駆動装置が機内空間に大きく張り出しており、さらに押出ジャッキを取り付けた場合には、装置構成がより大型化し、機内の他の部材に干渉するという問題点がある。
【0007】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、ジャッキを用いることなく、極めてコンパクトな構造にして、岩盤やNOMST壁を掘削するトンネル掘削機においても同時裏込注入装置を装備することを可能にしたカッタ装置を提供し、併せてそのカッタ装置を備えるトンネル掘削機を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、第1発明によるカッタ装置は、
(a)駆動モータ、
(b)この駆動モータの出力軸に装着されるとともにその軸方向の先端面と外周面とに切削刃を有する回転カッタ、
(c)前記駆動モータを内包して支持する略円筒形状の外周面を有するスライド部材、
(d)このスライド部材の外周部に設けられそのスライド部材を軸線方向に摺動自在に支持するホルダおよび
(e)前記スライド部材の外周面と前記ホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に圧油を給排して前記スライド部材を前記ホルダに対して摺動させる油圧供給手段
を備え
前記駆動モータは、フランジ部を有するとともにそのフランジ部における前記駆動モータの出力軸側の面が取付面とされ、前記スライド部材は、前記駆動モータのフランジ部をボルト固定するモータ支持部を有し、このモータ支持部には、前記回転カッタの通過可能な開口が設けられることを特徴とするものである。
また、第2発明によるカッタ装置は、
(a)駆動モータ、
(b)この駆動モータの出力軸に装着されるとともにその軸方向の先端面と外周面とに切削刃を有する回転カッタ、
(c)前記駆動モータを内包して支持する略円筒形状の外周面を有するスライド部材、
(d)このスライド部材の外周部に設けられそのスライド部材を軸線方向に摺動自在に支持するホルダおよび
(e)前記スライド部材の外周面と前記ホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に圧油を給排して前記スライド部材を前記ホルダに対して摺動させる油圧供給手段
を備え、
前記駆動モータは、フランジ部を有するとともにそのフランジ部における前記駆動モータの出力軸とは反対側の面が取付面とされ、前記スライド部材は、前記駆動モータのフランジ部をボルト固定するモータ支持部を有し、前記回転カッタの直径が前記スライド部材の外周面の直径と略同一径にされていることを特徴とするものである。
【0009】
前記各発明に係るカッタ装置においては、スライド部材の外周面とホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に油圧供給手段から圧油が供給・排出されることで、ホルダに対してスライド部材が軸線方向に摺動され、これによって回転カッタが出し入れされてその先端面と外周面とに設けられる切削刃によって地山の掘削が行われる。こうして、同時裏込注入装置を装備したトンネル掘削機におけるその同時裏込注入装置の前方位置に当該カッタ装置を装着することで、前記切削刃によってその同時裏込注入装置に対向するトンネル内周面を切削することができ、岩盤やNOMST壁のような硬い壁面を掘削する場合であっても確実に切削することができる。この結果、同時裏込注入装置が損傷するのを確実に防止することができる。前記各発明によれば、回転カッタの出し入れをジャッキを用いて行う従来構造のものに比べて、装置内に駆動モータが収納され、かつジャッキを用いることがないので、装置構成を極めてコンパクトにすることができ、スキンプレートに対して直交する方向に装着することが可能となる。また、回転カッタの出し入れ時にカジリ等の不具合が発生することもなく、スムーズな出し入れが可能である。
【0010】
このような作用効果に加え、前記第1発明によれば、駆動モータと回転カッタとよりなる最小のユニットを機内側からモータ支持部の開口を通して着脱することができ、回転カッタの切削刃のメインテナンス性を向上させることができる。
【0011】
また、前記第発明によれば、回転カッタの突出時に、スライド部材の摺動の妨げとなる土砂を回転カッタにより全て切削することが可能であるため、土砂の詰まりによりスライド部材の摺動不良の発生を防ぐことができる。
【0012】
次に、第発明によるトンネル掘削機は、前記第1発明または発明カッタ装置を備えることを特徴とするものである。本発明によれば、岩盤やNOMST壁のような硬い壁面部を推進するトンネル掘削機に同時裏込注入装置を装備することができ、この同時裏込注入装置に対向するトンネル内周面を前記カッタ装置に装着された切削刃によって確実に切削することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるカッタ装置およびそれを備えるトンネル掘削機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0014】
図1には、本発明の一実施形態に係るカッタ装置を装着したシールド掘進機の縦断面図が示され、図2には、図1のP部拡大図が示され、図3には、回転カッタの分解斜視図が示されている。
【0015】
本実施形態のシールド掘進機1は、直胴式のスキンプレート2の前部に円盤状のカッタヘッド3が回転自在に支承され、このカッタヘッド3がカッタヘッド用モータ4の駆動により回転駆動されるように構成されている。前記カッタヘッド3の後方には隔壁5との間に土砂取込み用のチャンバー6が画成され、このチャンバー6内の下部に先端部が開口するように排土用のスクリューコンベア7が配設され、カッタヘッド3の回転によりチャンバー6内に取り込まれた土砂はそのスクリューコンベア7により後方へ搬出されるようになっている。
【0016】
前記スキンプレート2の後端部にはワイヤブラシからなるテールシール8が取り付けられている。また、このスキンプレート2の内壁面にはリングガーダ9が固定され、このリングガーダ9の後方には、セグメント組立用のエレクタおよびセグメント組立のための作業台としての張出デッキ(いずれも図示せず)がそれぞれ設けられている。さらに、前記リングガーダ9には複数本のシールドジャッキ10のフランジ部が装着され、これらシールドジャッキ10の先端部には、セグメント11の前端面に当接して推進反力を得るためのスプレッダ10aが球面継手を介して装着されている。
【0017】
また、前記スキンプレート2の外周後半部には、そのスキンプレート2の外周面から突出するようにして2本の同時裏込注入装置12が互いに平行に設けられている。この同時裏込注入装置12は、シールド掘進機1の掘進と同時にその上部外周の地山に裏込剤を注入するもので、内蔵する裏込剤注入管の後端開口から後方へ向けてモルタルなどの裏込剤を噴出させ、この噴出させた裏込剤をセグメント11とトンネルの内周面との間に充填するものである。
【0018】
前記同時裏込注入装置12の前方位置で掘進機本体の外周部には、スキンプレート2に貫通孔13が形成され、この貫通孔13内にカッタ装置14が装着されている。図2に示されるように、このカッタ装置14は、後述する油圧モータ(駆動モータ)29および回転カッタ30が支持されるスライド部材15と、このスライド部材15の外周部に設けられそのスライド部材15を軸線方向に摺動自在に支持するホルダ16とを備えている。前記スライド部材15は、外周面が略円筒形状で、内周面の上部に中央へ向けて突出する複数個の受け座(モータ支持部)15aを有している。一方、前記ホルダ16は、前記スライド部材15の外周面に摺接するように配され、このホルダ16を貫通する複数本のボルト17によってスキンプレート2の補強枠2aに固定されている。なお、ホルダ16の各部材間は複数本のボルト18によって相互に固定されている。
【0019】
前記スライド部材15の外周面にはスプライン歯19が設けられ、このスプライン歯19がホルダ16内周面の溝部に嵌合することで、小さな面圧でホルダ16に対するスライド部材15の回り止めができる構造とされている。また、前記ホルダ16には2系統の油路(図示せず)が形成され、各油路がスライド部材15とホルダ16との摺動面に形成されるチャンバー20,21にそれぞれ連通するように構成されている。こうして、油路を介してチャンバー21内に圧油が供給されると、ホルダ16に対してスライド部材15が図2に示される位置から矢印A方向に摺動され、逆にチャンバー20内に圧油が供給されると、ホルダ16に対してスライド部材15が矢印B方向に摺動されて図2に示される位置に復帰する。なお、前記ホルダ16とスライド部材15との摺接面には、オイルシールとしてのピストンシール22並びにUパッキン23,24と、ダストシールとしてのUパッキン25,26が介挿されている。また、ホルダ16を構成する各部材間にはOリング27,28が介挿されている。
【0020】
前記スライド部材15の内側にはその軸心部に油圧モータ29が配され、この油圧モータ29の出力軸29aには回転カッタ30がスプライン嵌合により固定されている。ここで、油圧モータ29はその上部にフランジ部31を有し、このフランジ部31の前記出力軸29a側の面が取付面とされ、このフランジ部31の周縁部で前記スライド部材15の受け座15aにボルト32により固定されている。
【0021】
前記回転カッタ30は、図3に示されるように、内周面にスプライン歯33aを有するとともに、外周面に多数個の角形の切削刃33bを有する略円筒状の胴部33と、上面に山形の切削刃34aを有するとともに、周面に角形の切削刃34bを有する頭部34とが4個のボルト35により相互に締結されてなり、油圧モータ29により回転駆動されることで、先端部の切削刃34aを地山に貫入させつつ外周面の切削刃34b,33bにて側方の地山を切削するものである。
【0022】
本実施形態において、前記回転カッタ30の外径、言い換えれば切削刃34b,33bの外径は、スライド部材15の受け座15aの内側に形成される開口36よりも若干小さめに形成されている。こうすることで、例えば回転カッタ30の補修もしくは交換時に、フランジ部31を受け座15aに固定しているボルト32を緩めた後、開口36を通して回転カッタ30を機内側に容易に取り外すことができる。
【0023】
また、図1に示されているように、前記カッタ装置14の前方位置には送水装置37が配されており、またカッタ装置14と同時裏込注入装置12との間には数個の固定ビット38が配されている。ここで、送水装置37は、前記回転カッタ30による地山の切削を補助するためにその回転カッタ30の切削箇所に向けてノズル部から水を噴射するものである。また、固定ビット38は、前記カッタ装置14と同様、シールド掘進機1の前進に伴ってトンネルの内周面を切削することにより同時裏込注入装置12の損傷を防止する役目をする。ただし、この固定ビット38は、地盤が軟質の場合に単独で使用されるもので、硬質地盤の場合には、本実施形態のカッタ装置14が主としてトンネル内周面を切削する役目をする。
【0024】
次に、図2を参照しつつ、本実施形態のカッタ装置14の動作について説明する。
【0025】
同時裏込注入装置12の損傷する恐れのない軟質地盤を掘進する際には、油路を通してチャンバー20に圧油を供給した状態にしておくと、スライド部材15はホルダ16に対して収縮した位置にあって、回転カッタ30の先端部はスキンプレート2の外周面より内方へ退避した位置(図2の実線位置)にある。この状態では、シールド掘進機1の前進に伴って固定ビット38がトンネルの内周面を切削して同時裏込注入装置12の損傷が防止される。
【0026】
岩盤やNOMST壁のような硬質地盤を掘削する際には、図示されない油圧供給手段により油路を通してチャンバー21内に圧油を供給する。そうすると、ホルダ16に対してスライド部材15が前進され、回転カッタ30はスキンプレート2の外周面から外方へ所定量(同時裏込注入装置12の厚みと同等以上の量)だけ突出される(図2の二点鎖線参照)。これと同時に、油圧モータ29を駆動することで、回転カッタ30はその軸心周りに回転され、先端部の切削刃34aを地山に貫入させつつ外周面の切削刃34b,33bにて側方の地山が切削される。なお、この切削時には送水装置37のノズル部から回転カッタ30の切削箇所に向けて水が噴射される。これにより硬質地盤を掘進する際にも同時裏込注入装置12の損傷を防止することができる。
【0027】
また、回転カッタ30の補修もしくは交換の必要が生じた場合には、油圧モータ29のフランジ部31を受け座15aに固定しているボルト32を緩めた後、開口36を通して回転カッタ30を機内側に取り外し、補修済もしくは新品の回転カッタ30を逆の手順で装着すると良い。
【0028】
図4には、本発明の他の実施形態に係るカッタ装置14Aの断面図が示されている。
【0029】
本実施形態においては、油圧モータ29の出力軸29aに装着される回転カッタ30Aの径が異なる点および油圧モータ29のフランジ部31における取付面が異なる点以外は先の実施形態と基本的に異なるところがない。したがって、先の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留め、その詳細な説明を省略することとする。
【0030】
本実施形態のカッタ装置14Aにおいては、回転カッタ30Aの直径がスライド部材15の外周面の直径と略同一径にされるとともに、油圧モータ29のフランジ部31がその出力軸29aとは反対側の取付面にて前記受け座15aに取り付けられている。このような構造にすれば、回転カッタ30Aの突出時に、スライド部材15の摺動の妨げとなる土砂をその回転カッタ30Aにより全て切削することができるため、土砂の詰まりによりスライド部材15の摺動不良の発生を防ぐことができるという利点がある。また、油圧モータ29および回転カッタ30Aがスライド部材15に対して機外側から取り付けられた構造になっているため、先の実施形態のものに比べて強度上有利であるという利点もある。
【0031】
本実施形態のカッタ装置14Aにおいて、回転カッタ30Aを取り外す際には、ホルダ16をスキンプレート2の補強枠2aに固定しているボルト17を緩めて、ホルダ16、スライド部材15、油圧モータ29および回転カッタ30Aを1つのユニットとして機内側に取り外すようにする。このため、先の実施形態のものに比べて取り外し重量が大きくなるという短所がある。
【0032】
前記各実施形態においては、同時裏込注入装置12の前方位置に設けるカッタ装置について説明したが、本発明のカッタ装置は、これ以外に、例えばテールシールグリース給脂配管部の前方位置に設けるカッタ装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の一実施形態に係るカッタ装置を装着したシールド掘進機の縦断面図である。
【図2】 図2は、図1のP部拡大図である。
【図3】 図3は、回転カッタの分解斜視図である。
【図4】 図4は、他の実施形態に係るカッタ装置の断面図である。
【符号の説明】
1 シールド掘進機
2 スキンプレート
3 カッタヘッド
12 同時裏込注入装置
14,14A カッタ装置
15 スライド部材
15a 受け座(モータ支持部)
16 ホルダ
20,21 チャンバー
29 油圧モータ(駆動モータ)
29a 出力軸
30,30A 回転カッタ
31 フランジ部
36 開口
37 送水装置
38 固定ビット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutter device for cutting an inner peripheral surface of a tunnel facing a back agent injection pipe and a tunnel excavator provided with the cutter device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in shield machines, a simultaneous back-injection device is attached to the outer surface of the skin plate, and at the same time as tunnel excavation, a back-filling agent such as mortar is fed backward from the rear end of the injection pipe in the simultaneous back-injection device. There is known a technique in which a gap between the segment and the inner peripheral surface of the tunnel is filled with the ejected backing agent.
[0003]
When drilling hard ground such as rock or NOMST walls using this type of shield machine, the simultaneous back-injection device protrudes outward from the outer peripheral surface of the skin plate, and the simultaneous back-injection device is damaged. Therefore, there is a problem that this simultaneous back-injection device cannot be equipped.
[0004]
In order to deal with such problems, a through hole is formed at the front position of the simultaneous back-injection device in the main body of the excavator, and a movable cylinder is inserted into the through hole so as to be movable in the radial direction. There has been proposed one in which a cutting cutter is arranged in a cylinder and a portion facing the simultaneous back-injecting device is cut by the cutting cutter (see Patent Document 1). For the same purpose, an auxiliary bit having an axis inclined at a predetermined angle with respect to the axis of the skin plate is projected (see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-291786 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-104489
[Problems to be solved by the invention]
However, the apparatus described in Patent Document 1 is configured to move the moving cylinder in the radial direction by a plurality of jacks, and to move the cutting cutter in conjunction with the movement of the moving cylinder. In addition, the length of the apparatus in the longitudinal direction is not only very long, but also the size of the apparatus is increased as a whole, and the rear end of the drive motor jumps out into the machine. Similarly, also in the apparatus described in Patent Document 2, the rotary drive device that rotates the auxiliary bit protrudes greatly in the interior space of the machine, and when an extruded jack is attached, the apparatus configuration becomes larger, There is a problem of interference with other members.
[0007]
The present invention has been made to solve such problems, and a simultaneous back-injection apparatus is also used in a tunnel excavator for excavating a rock mass or a NOMST wall without using a jack and having an extremely compact structure. It is an object of the present invention to provide a cutter device that can be equipped and to provide a tunnel excavator including the cutter device.
[0008]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to achieve the above object, the cutter device according to the first invention comprises:
(A) a drive motor;
(B) a rotary cutter that is mounted on the output shaft of the drive motor and has a cutting blade on the axial end surface and outer peripheral surface;
(C) a slide member having a substantially cylindrical outer peripheral surface including and supporting the drive motor;
(D) a holder provided on the outer peripheral portion of the slide member and supporting the slide member so as to be slidable in the axial direction; and (e) formed between the outer peripheral surface of the slide member and the inner peripheral surface of the holder. Hydraulic pressure supply means for supplying and discharging pressure oil into the chamber and sliding the slide member relative to the holder ;
The drive motor has a flange portion, a surface on the output shaft side of the drive motor in the flange portion is an attachment surface, and the slide member has a motor support portion that bolts the flange portion of the drive motor. The motor support part is provided with an opening through which the rotary cutter can pass .
The cutter device according to the second invention is
(A) a drive motor;
(B) a rotary cutter that is mounted on the output shaft of the drive motor and has a cutting blade on the axial end surface and outer peripheral surface;
(C) a slide member having a substantially cylindrical outer peripheral surface including and supporting the drive motor;
(D) a holder provided on an outer peripheral portion of the slide member, and supporting the slide member slidably in the axial direction;
(E) Hydraulic pressure supply means for supplying and discharging pressure oil into and out of a chamber formed between the outer peripheral surface of the slide member and the inner peripheral surface of the holder to slide the slide member relative to the holder
With
The drive motor has a flange portion, and a surface of the flange portion opposite to the output shaft of the drive motor is an attachment surface, and the slide member is a motor support portion that bolts the flange portion of the drive motor. The diameter of the rotary cutter is approximately the same as the diameter of the outer peripheral surface of the slide member.
[0009]
In the cutter device according to each of the above inventions, the hydraulic oil is supplied / discharged from the hydraulic pressure supply means into the chamber formed between the outer peripheral surface of the slide member and the inner peripheral surface of the holder, so that The slide member is slid in the axial direction, whereby the rotary cutter is taken in and out, and the natural ground is excavated by the cutting blades provided on the front end surface and the outer peripheral surface. Thus, by attaching the cutter device to the front position of the simultaneous back injection device in the tunnel excavator equipped with the simultaneous back injection device, the inner peripheral surface of the tunnel facing the simultaneous back injection device by the cutting blade. Even when excavating a hard wall such as a rock mass or a NOMST wall, it can be cut reliably. As a result, it is possible to reliably prevent the simultaneous back-injection apparatus from being damaged. According to each of the above inventions, the drive motor is housed in the apparatus and no jack is used, compared to the conventional structure in which the rotary cutter is put in and out using a jack, so that the apparatus configuration is extremely compact. And can be mounted in a direction perpendicular to the skin plate. In addition, there is no problem such as galling when the rotary cutter is put in and out, and it can be put in and out smoothly.
[0010]
In addition to the above-described effects, according to the first aspect of the present invention, the minimum unit including the drive motor and the rotary cutter can be attached and detached from the inside of the machine through the opening of the motor support portion, and the maintenance of the cutting blade of the rotary cutter can be performed. Can be improved.
[0011]
Further, according to the second invention, when the rotary cutter protrudes, it is possible to cut all the earth and sand that hinders sliding of the slide member with the rotary cutter. Can be prevented.
[0012]
Next, tunneling machine according to the third invention is characterized by comprising a cutting device of the first or second aspect of the invention. According to the present invention, it is possible to equip a tunnel excavator for propelling a hard wall portion such as a rock mass or a NOMST wall with a simultaneous back-injecting device, and the tunnel inner peripheral surface facing the simultaneous back-injecting device is It can cut reliably with the cutting blade with which the cutter apparatus was mounted | worn.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of the cutter device according to the present invention and a tunnel excavator including the cutter device will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a shield machine equipped with a cutter device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows an enlarged view of part P of FIG. 1, and FIG. An exploded perspective view of the rotating cutter is shown.
[0015]
In the shield machine 1 of the present embodiment, a disc-shaped cutter head 3 is rotatably supported on the front portion of a straight body type skin plate 2, and the cutter head 3 is rotationally driven by driving of a cutter head motor 4. It is comprised so that. A chamber 6 for taking up earth and sand is defined behind the cutter head 3 and a partition wall 5, and a screw conveyor 7 for discharging soil is disposed in the lower portion of the chamber 6 so that a tip portion is opened. The earth and sand taken into the chamber 6 by the rotation of the cutter head 3 is carried out backward by the screw conveyor 7.
[0016]
A tail seal 8 made of a wire brush is attached to the rear end of the skin plate 2. Further, a ring girder 9 is fixed to the inner wall surface of the skin plate 2, and behind this ring girder 9 are an elevator for segment assembly and an overhanging deck as a work table for segment assembly (both not shown). Each) is provided. Further, the ring girder 9 is provided with flange portions of a plurality of shield jacks 10, and a spreader 10 a for abutting the front end surface of the segment 11 to obtain a propulsion reaction force at the front end portions of the shield jacks 10. It is mounted via a spherical joint.
[0017]
Further, two simultaneous back-injecting devices 12 are provided in parallel to each other on the latter half of the outer periphery of the skin plate 2 so as to protrude from the outer peripheral surface of the skin plate 2. The simultaneous backfill injection device 12 injects a backfilling agent into the ground of the upper outer periphery simultaneously with the excavation of the shield machine 1, and the mortar is directed rearward from the rear end opening of the built-in backfilling agent injection pipe. Such a back-filling agent is ejected, and the ejected back-filling agent is filled between the segment 11 and the inner peripheral surface of the tunnel.
[0018]
A through hole 13 is formed in the skin plate 2 at the outer peripheral portion of the excavator main body at a position in front of the simultaneous back injection device 12, and a cutter device 14 is mounted in the through hole 13. As shown in FIG. 2, the cutter device 14 includes a slide member 15 that supports a hydraulic motor (drive motor) 29 and a rotary cutter 30 to be described later, and a slide member 15 provided on an outer peripheral portion of the slide member 15. And a holder 16 that slidably supports in the axial direction. The slide member 15 has a substantially cylindrical outer peripheral surface, and has a plurality of receiving seats (motor support portions) 15a protruding toward the center at the upper part of the inner peripheral surface. On the other hand, the holder 16 is disposed so as to be in sliding contact with the outer peripheral surface of the slide member 15, and is fixed to the reinforcing frame 2 a of the skin plate 2 by a plurality of bolts 17 penetrating the holder 16. The members of the holder 16 are fixed to each other by a plurality of bolts 18.
[0019]
Spline teeth 19 are provided on the outer peripheral surface of the slide member 15, and the spline teeth 19 are fitted into grooves on the inner peripheral surface of the holder 16, so that the slide member 15 can be prevented from rotating with respect to the holder 16 with a small surface pressure. It is structured. In addition, two oil passages (not shown) are formed in the holder 16 so that each oil passage communicates with chambers 20 and 21 formed on the sliding surfaces of the slide member 15 and the holder 16, respectively. It is configured. Thus, when pressurized oil is supplied into the chamber 21 through the oil passage, the slide member 15 is slid in the direction of arrow A from the position shown in FIG. When oil is supplied, the slide member 15 is slid in the direction of arrow B with respect to the holder 16 to return to the position shown in FIG. A piston seal 22 and U packings 23 and 24 as oil seals and U packings 25 and 26 as dust seals are interposed on the sliding contact surface between the holder 16 and the slide member 15. Further, O-rings 27 and 28 are inserted between the members constituting the holder 16.
[0020]
A hydraulic motor 29 is disposed on the inner side of the slide member 15, and a rotary cutter 30 is fixed to an output shaft 29a of the hydraulic motor 29 by spline fitting. Here, the hydraulic motor 29 has a flange portion 31 at an upper portion thereof, and a surface on the output shaft 29 a side of the flange portion 31 is an attachment surface, and a receiving seat of the slide member 15 is formed at a peripheral portion of the flange portion 31. It is fixed to 15a with a bolt 32.
[0021]
As shown in FIG. 3, the rotary cutter 30 has a substantially cylindrical body 33 having spline teeth 33a on the inner peripheral surface and a large number of square cutting blades 33b on the outer peripheral surface, and a chevron on the upper surface. The cutting head 34 a and the head 34 having a square cutting blade 34 b on the peripheral surface are fastened to each other by four bolts 35, and are rotated by a hydraulic motor 29. The side natural ground is cut by the cutting blades 34b and 33b on the outer peripheral surface while the cutting blade 34a is inserted into the natural ground.
[0022]
In the present embodiment, the outer diameter of the rotary cutter 30, in other words, the outer diameter of the cutting blades 34 b and 33 b is formed slightly smaller than the opening 36 formed inside the receiving seat 15 a of the slide member 15. In this way, for example, when the rotary cutter 30 is repaired or replaced, after loosening the bolt 32 fixing the flange portion 31 to the seat 15a, the rotary cutter 30 can be easily removed to the inside of the machine through the opening 36. .
[0023]
Further, as shown in FIG. 1, a water feeding device 37 is arranged at the front position of the cutter device 14, and several fixed parts are provided between the cutter device 14 and the simultaneous back-injecting device 12. Bit 38 is arranged. Here, the water feeding device 37 ejects water from the nozzle portion toward the cutting portion of the rotary cutter 30 in order to assist the cutting of the natural ground by the rotary cutter 30. Further, the fixed bit 38 serves to prevent the simultaneous back-injecting device 12 from being damaged by cutting the inner peripheral surface of the tunnel as the shield machine 1 advances, like the cutter device 14. However, the fixed bit 38 is used alone when the ground is soft. In the case of hard ground, the cutter device 14 of the present embodiment mainly serves to cut the inner peripheral surface of the tunnel.
[0024]
Next, the operation of the cutter device 14 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0025]
When digging a soft ground that is not likely to be damaged by the simultaneous back-filling injection device 12, if the pressure oil is supplied to the chamber 20 through the oil passage, the slide member 15 is contracted with respect to the holder 16. The tip of the rotary cutter 30 is at a position retracted inward from the outer peripheral surface of the skin plate 2 (solid line position in FIG. 2). In this state, as the shield machine 1 moves forward, the fixed bit 38 cuts the inner peripheral surface of the tunnel to prevent the simultaneous back-injecting device 12 from being damaged.
[0026]
When excavating a hard ground such as a rock or a NOMST wall, pressure oil is supplied into the chamber 21 through an oil passage by a hydraulic supply means (not shown). Then, the slide member 15 is moved forward with respect to the holder 16, and the rotary cutter 30 is protruded outward from the outer peripheral surface of the skin plate 2 by a predetermined amount (an amount equal to or greater than the thickness of the simultaneous back-injecting device 12) ( (See the two-dot chain line in FIG. 2). At the same time, by driving the hydraulic motor 29, the rotary cutter 30 is rotated around its axial center, and the cutting blades 34a on the outer peripheral surface are laterally moved by the cutting blades 34b and 33b on the outer peripheral surface while penetrating the cutting blade 34a on the ground. The ground is cut. During the cutting, water is sprayed from the nozzle portion of the water feeding device 37 toward the cutting portion of the rotary cutter 30. Thereby, even when digging hard ground, damage to the simultaneous back-injection device 12 can be prevented.
[0027]
Further, when it is necessary to repair or replace the rotary cutter 30, the bolt 32 fixing the flange portion 31 of the hydraulic motor 29 to the seat 15a is loosened, and then the rotary cutter 30 is moved to the inside of the machine through the opening 36. It is recommended that the rotating cutter 30 that has been removed, repaired, or new is mounted in the reverse order.
[0028]
FIG. 4 shows a cross-sectional view of a cutter device 14A according to another embodiment of the present invention.
[0029]
This embodiment is basically different from the previous embodiment except that the diameter of the rotary cutter 30A attached to the output shaft 29a of the hydraulic motor 29 is different and the mounting surface of the flange portion 31 of the hydraulic motor 29 is different. There is no place. Accordingly, the same reference numerals are given to the parts common to the previous embodiment, and the detailed description thereof is omitted.
[0030]
In the cutter device 14A of the present embodiment, the diameter of the rotary cutter 30A is made substantially the same as the diameter of the outer peripheral surface of the slide member 15, and the flange portion 31 of the hydraulic motor 29 is on the opposite side to the output shaft 29a. The mounting surface is attached to the receiving seat 15a. With such a structure, when the rotary cutter 30A protrudes, all of the earth and sand that hinders sliding of the slide member 15 can be cut by the rotary cutter 30A. Therefore, the slide member 15 slides due to clogging of the earth and sand. There is an advantage that the occurrence of defects can be prevented. Further, since the hydraulic motor 29 and the rotary cutter 30A are attached to the slide member 15 from the outside of the machine, there is also an advantage that it is advantageous in terms of strength as compared with the previous embodiment.
[0031]
In the cutter device 14A of the present embodiment, when removing the rotary cutter 30A, the bolt 17 fixing the holder 16 to the reinforcing frame 2a of the skin plate 2 is loosened, and the holder 16, the slide member 15, the hydraulic motor 29, and The rotary cutter 30A is removed as one unit inside the machine. For this reason, there is a disadvantage that the removal weight becomes larger than that of the previous embodiment.
[0032]
In each of the above-described embodiments, the cutter device provided at the front position of the simultaneous back-filling injection device 12 has been described. However, the cutter device of the present invention is also a cutter provided at, for example, a front position of the tail seal grease greasing pipe section. It can also be applied to devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shield machine equipped with a cutter device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion P in FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a rotary cutter.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a cutter device according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield machine 2 Skin plate 3 Cutter head 12 Simultaneous back injection apparatus 14 and 14A Cutter apparatus 15 Slide member 15a Receiving seat (motor support part)
16 Holder 20, 21 Chamber 29 Hydraulic motor (drive motor)
29a Output shaft 30, 30A Rotating cutter 31 Flange
36 opening 37 water supply device 38 fixed bit

Claims (3)

(a)駆動モータ、
(b)この駆動モータの出力軸に装着されるとともにその軸方向の先端面と外周面とに切削刃を有する回転カッタ、
(c)前記駆動モータを内包して支持する略円筒形状の外周面を有するスライド部材、
(d)このスライド部材の外周部に設けられそのスライド部材を軸線方向に摺動自在に支持するホルダおよび
(e)前記スライド部材の外周面と前記ホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に圧油を給排して前記スライド部材を前記ホルダに対して摺動させる油圧供給手段
を備え
前記駆動モータは、フランジ部を有するとともにそのフランジ部における前記駆動モータの出力軸側の面が取付面とされ、前記スライド部材は、前記駆動モータのフランジ部をボルト固定するモータ支持部を有し、このモータ支持部には、前記回転カッタの通過可能な開口が設けられることを特徴とするカッタ装置。
(A) a drive motor;
(B) a rotary cutter that is mounted on the output shaft of the drive motor and has a cutting blade on the axial end surface and outer peripheral surface;
(C) a slide member having a substantially cylindrical outer peripheral surface including and supporting the drive motor;
(D) a holder provided on the outer peripheral portion of the slide member and supporting the slide member so as to be slidable in the axial direction; and (e) formed between the outer peripheral surface of the slide member and the inner peripheral surface of the holder. Hydraulic pressure supply means for supplying and discharging pressure oil into the chamber and sliding the slide member relative to the holder ;
The drive motor has a flange portion, a surface on the output shaft side of the drive motor in the flange portion is an attachment surface, and the slide member has a motor support portion that bolts the flange portion of the drive motor. The cutter device is characterized in that the motor support is provided with an opening through which the rotary cutter can pass .
(a)駆動モータ、
(b)この駆動モータの出力軸に装着されるとともにその軸方向の先端面と外周面とに切削刃を有する回転カッタ、
(c)前記駆動モータを内包して支持する略円筒形状の外周面を有するスライド部材、
(d)このスライド部材の外周部に設けられそのスライド部材を軸線方向に摺動自在に支持するホルダおよび
(e)前記スライド部材の外周面と前記ホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に圧油を給排して前記スライド部材を前記ホルダに対して摺動させる油圧供給手段
を備え、
前記駆動モータは、フランジ部を有するとともにそのフランジ部における前記駆動モータの出力軸とは反対側の面が取付面とされ、前記スライド部材は、前記駆動モータのフランジ部をボルト固定するモータ支持部を有し、前記回転カッタの直径が前記スライド部材の外周面の直径と略同一径にされていることを特徴とするカッタ装置。
(A) a drive motor;
(B) a rotary cutter that is mounted on the output shaft of the drive motor and has a cutting blade on the axial end surface and outer peripheral surface;
(C) a slide member having a substantially cylindrical outer peripheral surface including and supporting the drive motor;
(D) a holder provided on an outer peripheral portion of the slide member, and supporting the slide member slidably in the axial direction;
(E) Hydraulic pressure supply means for supplying and discharging pressure oil into and out of a chamber formed between the outer peripheral surface of the slide member and the inner peripheral surface of the holder to slide the slide member relative to the holder
With
The drive motor has a flange portion, and a surface of the flange portion opposite to the output shaft of the drive motor is an attachment surface, and the slide member is a motor support portion that bolts the flange portion of the drive motor. the a, cutter and wherein the diameter of the rotary cutter is substantially the same diameter as the diameter of the outer circumferential surface of the slide member.
請求項1または2に記載のカッタ装置を備えることを特徴とするトンネル掘削機。Tunneling machine, characterized in that it comprises a cutting device according to claim 1 or 2.
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