JP7348856B2

JP7348856B2 - tunnel boring machine

Info

Publication number: JP7348856B2
Application number: JP2020023445A
Authority: JP
Inventors: 泰治花岡; 剣二石黒
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2040-02-14
Also published as: JP2021127630A

Description

本発明は、推進用油圧ジャッキを備えるトンネル掘削機に関する。 The present invention relates to a tunnel excavator equipped with a hydraulic jack for propulsion.

従来、推進用油圧ジャッキを備えるトンネル掘削機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Tunnel excavators equipped with a propulsion hydraulic jack are conventionally known (for example, see Patent Document 1).

上記特許文献１には、掘進機本体と、掘進機本体を推進させる複数の推進ジャッキとを備えるシールド掘進機が開示されている。このシールド掘進機は、推進ジャッキを伸長している途中において、掘進機本体の振動が大きくなった場合に、推進ジャッキの伸長を中断して振動を抑制するように構成されている。 The above-mentioned Patent Document 1 discloses a shield excavator that includes an excavator main body and a plurality of propulsion jacks that propel the excavator main body. This shield tunneling machine is configured to interrupt extension of the propulsion jack to suppress the vibrations when the vibration of the excavation machine body becomes large while the propulsion jack is being extended.

特許第６４２６５７１号公報Patent No. 6426571

しかしながら、上記特許文献１のシールド掘進機では、推進ジャッキの伸長に伴う振動を抑制するために、推進ジャッキの伸長を中断しなければならないという問題点がある。すなわち、カッタヘッドによる掘削を中断しなければならない。 However, the shield tunneling machine of Patent Document 1 has a problem in that the extension of the propulsion jack must be interrupted in order to suppress vibrations caused by the extension of the propulsion jack. That is, excavation by the cutter head must be interrupted.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、推進ジャッキの伸長を中断することなく推進ジャッキの振動を抑制することが可能なトンネル掘削機を提供することである。 This invention was made to solve the above-mentioned problems, and one object of the invention is to provide a tunnel excavation system that can suppress the vibration of a propulsion jack without interrupting the extension of the propulsion jack. The goal is to provide opportunities.

上記目的を達成するために、この発明のトンネル掘削機は、掘削機本体と、移動方向の一方側および他方側にそれぞれ受圧部およびロッドを有するピストンと、ヘッド側油圧室（受圧部側油圧室）と、ロッド側油圧室とを含み、掘削機本体に設けられた複数の推進用油圧ジャッキと、掘削機本体を前進させるために、ヘッド側油圧室に油を供給し、ピストンに力を加えて、ロッドの後方に設置されたセグメントを押圧して掘進方向への反力が得られるように推進用油圧ジャッキを伸長する際に縮小するロッド側油圧室の油圧を制御して、ピストンの移動に対する抵抗を発生または変化させて、推進用油圧ジャッキの振動を抑制する振動抑制手段とを備える。
In order to achieve the above object, the tunnel excavator of the present invention includes an excavator main body, a piston having a pressure receiving part and a rod on one side and the other side in the moving direction, and a head side hydraulic chamber (pressure receiving part side hydraulic chamber). ), a rod-side hydraulic chamber, a plurality of propulsion hydraulic jacks provided on the excavator body, and a head-side hydraulic chamber that applies force to the piston in order to move the excavator body forward. The piston moves by controlling the hydraulic pressure in the rod-side hydraulic chamber, which contracts when the propulsion hydraulic jack is extended, so that a reaction force in the excavation direction is obtained by pressing the segment installed at the rear of the rod. vibration suppressing means for suppressing vibrations of the propulsion hydraulic jack by generating or changing resistance to the propulsion hydraulic jack.

この発明のトンネル掘削機では、上記のように、掘削機本体を前進させるために、ヘッド側油圧室に油を供給し、ピストンに力を加えて推進用油圧ジャッキを伸長する際に縮小するロッド側油圧室の油圧を制御して、ピストンの移動に対する抵抗を発生または変化させることにより、推進用油圧ジャッキの振動を抑制する振動抑制手段を設ける。これによって、振動抑制手段により、推進用油圧ジャッキを伸長させながら、ピストンの移動に対する抵抗（ブレーキ抵抗）を発生または変化させて、ピストンの移動の加減速を緩やかにして、ピストンの急激な移動を抑制することができる。その結果、推進用油圧ジャッキの伸長を中断することなく推進用油圧ジャッキの振動（脈動）を抑制することができる。また、ロッド側油圧室の断面積は、ヘッド側油圧室の断面積よりも小さいため、ヘッド側油圧室の流量（油圧）を制御する場合と比較して、ロッド側油圧室の流量（油圧）を制御する方が、少ない油の流量で、推進用油圧ジャッキの振動（脈動）を抑制する制御を行うことができる。このため、装置の小型化を図ることができる。 As described above, in the tunnel excavator of this invention, in order to advance the excavator body, oil is supplied to the head side hydraulic chamber, and the rod is contracted when force is applied to the piston and the propulsion hydraulic jack is extended. A vibration suppressing means is provided for suppressing vibrations of the propulsion hydraulic jack by controlling the hydraulic pressure in the side hydraulic chamber to generate or change resistance to movement of the piston. As a result, the vibration suppressing means generates or changes resistance to piston movement (braking resistance) while extending the propulsion hydraulic jack, slows down acceleration and deceleration of piston movement, and prevents sudden piston movement. Can be suppressed. As a result, vibration (pulsation) of the propulsion hydraulic jack can be suppressed without interrupting the extension of the propulsion hydraulic jack. In addition, since the cross-sectional area of the rod-side hydraulic chamber is smaller than the cross-sectional area of the head-side hydraulic chamber, the flow rate (hydraulic) of the rod-side hydraulic chamber is By controlling this, it is possible to control the vibration (pulsation) of the propulsion hydraulic jack with a smaller oil flow rate. Therefore, the device can be made smaller.

上記トンネル掘削機において、好ましくは、振動抑制手段は、ロッド側油圧室から流出する油の流量を制御して、ピストンの移動に対する抵抗を発生または変化させる絞り弁と、ロッド側油圧室から流出する油の油圧自体を制御して、ピストンの移動に対する抵抗を発生または変化させる油圧制御弁との少なくとも一方を含む。このように構成すれば、絞り弁および油圧制御弁の少なくとも一方により、ピストンの移動に対する抵抗を発生または変化させることができるので、推進用油圧ジャッキの振動を抑制することを実現することができる。 In the above tunnel excavator, preferably, the vibration suppressing means includes a throttle valve that controls the flow rate of oil flowing out from the rod-side hydraulic chamber to generate or change resistance to movement of the piston; It includes at least one of a hydraulic pressure control valve that controls the oil pressure itself to generate or change resistance to movement of the piston. With this configuration, resistance to movement of the piston can be generated or changed by at least one of the throttle valve and the hydraulic control valve, so it is possible to suppress vibrations of the propulsion hydraulic jack.

上記トンネル掘削機において、好ましくは、振動抑制手段により推進用油圧ジャッキの振動を抑制する際に、ロッド側油圧室に油を強制的に供給して、ロッド側油圧室の油圧を上昇させることが可能な油圧源をさらに備える。このように構成すれば、油圧源により、ロッド側油圧室の圧力をより高くしたり、適切な値に安定して維持または変化させることができるので、より大きな抵抗（ブレーキ抵抗）を得ることや、安定した抵抗および抵抗の変化を与えることができる。このため、より効果的に、推進用油圧ジャッキの振動（脈動）を抑制することができる。 In the above tunnel excavating machine, preferably, when suppressing the vibration of the propulsion hydraulic jack by the vibration suppressing means, oil is forcibly supplied to the rod side hydraulic chamber to increase the oil pressure in the rod side hydraulic chamber. A possible hydraulic power source is further provided. With this configuration, the pressure in the rod-side hydraulic chamber can be increased, stably maintained or changed to an appropriate value using the hydraulic power source, and therefore greater resistance (braking resistance) can be obtained. , can give stable resistance and resistance change. Therefore, vibration (pulsation) of the propulsion hydraulic jack can be suppressed more effectively.

上記トンネル掘削機において、好ましくは、ピストンの移動が加減速するタイミングに合わせて、振動抑制手段により、ピストンの移動に対する抵抗を発生または変化させることによって、推進用油圧ジャッキの振動を抑制するように構成されている。このように構成すれば、振動抑制手段により、ピストンが加減速（振動）するタイミングに合わせてピストンの移動に対する抵抗を発生または変化させることができるので、効率的に推進用油圧ジャッキの振動を抑制することができる。 In the above-mentioned tunnel excavation machine, preferably, vibration of the propulsion hydraulic jack is suppressed by generating or changing resistance to the movement of the piston by the vibration suppressing means in synchronization with the timing at which the movement of the piston accelerates or decelerates. It is configured. With this configuration, the vibration suppressing means can generate or change the resistance to the movement of the piston in accordance with the timing when the piston accelerates/decelerates (vibrates), so the vibration of the propulsion hydraulic jack can be efficiently suppressed. can do.

上記トンネル掘削機において、好ましくは、推進用油圧ジャッキの近傍に設けられ、推進用油圧ジャッキの振動を検知する振動センサをさらに備え、振動センサの検知結果に基づいて、ピストンの移動が加減速する際に、振動抑制手段により、ピストンの移動に対する抵抗を発生または変化させることによって、推進用油圧ジャッキの振動を抑制するように構成されている。このように構成すれば、振動センサにより、推進用油圧ジャッキが振動するタイミングを精度よく検知することができるので、振動抑制手段により、推進用油圧ジャッキが振動するタイミングに合わせて、ピストンの移動に対する抵抗（ブレーキ抵抗）を発生または変化させることができる。その結果、より効果的に、推進用油圧ジャッキの振動（脈動）を抑制することができる。 The above tunnel excavator preferably further includes a vibration sensor that is provided near the propulsion hydraulic jack and detects vibrations of the propulsion hydraulic jack, and the movement of the piston is accelerated or decelerated based on the detection result of the vibration sensor. At this time, the vibration suppressing means is configured to suppress vibration of the propulsion hydraulic jack by generating or changing resistance to movement of the piston. With this configuration, the vibration sensor can accurately detect the timing at which the propulsion hydraulic jack vibrates, so the vibration suppressing means controls the movement of the piston in accordance with the timing at which the propulsion hydraulic jack vibrates. Resistance (brake resistance) can be generated or changed. As a result, vibration (pulsation) of the propulsion hydraulic jack can be suppressed more effectively.

この場合において、好ましくは、複数の推進用油圧ジャッキは、２個以上の推進用油圧ジャッキにより各々が構成される複数の制御グループに分けられており、振動センサは、複数の制御グループの各々に対して１個ずつ設けられ、振動センサの各々の検知結果に基づいて、ピストンの移動が加減速する際に、複数の制御グループごとに独立して振動抑制手段により、ピストンの移動に対する抵抗を発生または変化させることによって、推進用油圧ジャッキの振動を抑制するように構成されている。このように構成すれば、トンネル掘削機が１個の振動センサのみを備える場合と比較して、より精度よく推進用油圧ジャッキの振動を検知することができる。また、１個の推進用油圧ジャッキに対して１個の振動センサを設ける場合と比較して、装置構成を簡素化することができる。 In this case, preferably, the plurality of propulsion hydraulic jacks are divided into a plurality of control groups each made up of two or more propulsion hydraulic jacks, and the vibration sensor is preferably arranged in each of the plurality of control groups. Based on the detection results of each vibration sensor, when the movement of the piston accelerates or decelerates, the vibration suppressing means independently generates resistance to the movement of the piston for each of the plurality of control groups. The vibration of the propulsion hydraulic jack is suppressed by changing or changing the vibration. With this configuration, vibrations of the propulsion hydraulic jack can be detected more accurately than when the tunnel excavator is provided with only one vibration sensor. Furthermore, the device configuration can be simplified compared to the case where one vibration sensor is provided for one propulsion hydraulic jack.

本発明によれば、上記のように、推進用油圧ジャッキの伸長を中断することなく推進用油圧ジャッキの振動を抑制することができる。 According to the present invention, as described above, the vibration of the propulsion hydraulic jack can be suppressed without interrupting the extension of the propulsion hydraulic jack.

実施形態によるトンネル掘削機を側方から示した模式的な断面図である。It is a typical sectional view showing a tunnel excavation machine by an embodiment from the side. 実施形態によるトンネル掘削機の掘削機本体、推進用油圧ジャッキおよび振動センサを後方から示した模式的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the excavator main body, propulsion hydraulic jack, and vibration sensor of the tunnel excavator according to the embodiment from the rear. 実施形態によるトンネル掘削機の推進用油圧ジャッキに設けられた油圧機構（油圧回路）の図である。It is a figure of the hydraulic mechanism (hydraulic circuit) provided in the hydraulic jack for propulsion of the tunnel excavation machine by embodiment. （Ａ）は実施例による推進用油圧ジャッキのピストン推力、ピストン速度およびピストン変位の各々と時間との関係を示したグラフであり、（Ｂ）は比較例による推進用油圧ジャッキのピストン推力、ピストン速度およびピストン変位の各々と時間との関係を示したグラフである。(A) is a graph showing the relationship between time and the piston thrust, piston speed, and piston displacement of the propulsion hydraulic jack according to the example, and (B) is a graph showing the relationship between the piston thrust, piston speed, and piston displacement of the propulsion hydraulic jack according to the comparative example. It is a graph showing the relationship between speed and piston displacement and time. 実施形態の第１変形例によるトンネル掘削機の推進用油圧ジャッキに設けられた油圧機構（油圧回路）の図である。It is a figure of the hydraulic mechanism (hydraulic circuit) provided in the hydraulic jack for propulsion of the tunnel excavation machine by the 1st modification of embodiment. 実施形態の第２変形例によるトンネル掘削機の推進用油圧ジャッキに設けられた油圧機構（油圧回路）の図である。It is a figure of the hydraulic mechanism (hydraulic circuit) provided in the hydraulic jack for propulsion of the tunnel excavation machine by the 2nd modification of an embodiment. 実施形態の第３変形例によるトンネル掘削機の推進用油圧ジャッキに設けられた油圧機構（油圧回路）の図である。It is a figure of the hydraulic mechanism (hydraulic circuit) provided in the hydraulic jack for propulsion of the tunnel excavation machine by the 3rd modification of embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

［実施形態］
図１～図４を参照して、実施形態によるトンネル掘削機１００について説明する。 [Embodiment]
A tunnel boring machine 100 according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

各図では、トンネルの掘削方向に沿って延びるトンネル掘削機１００の中心軸線αに平行な方向（前後方向）をＸ方向により示す。Ｘ方向のうち、掘削方向（前方）をＸ１方向とし、掘削方向の反対方向である後方をＸ２方向により示す。なお、Ｘ１方向は、特許請求の範囲の「（ピストンの）移動方向の一方」の一例であり、Ｘ２方向は、特許請求の範囲の「（ピストンの）移動方向の他方」の一例である。 In each figure, the direction (front-back direction) parallel to the central axis α of the tunnel excavator 100 extending along the tunnel excavation direction is indicated by the X direction. Among the X directions, the excavation direction (front) is designated as the X1 direction, and the rear direction, which is the opposite direction to the excavation direction, is designated as the X2 direction. Note that the X1 direction is an example of "one of the moving directions (of the piston)" in the claims, and the X2 direction is an example of "the other moving direction (of the piston)" in the claims.

また、各図では、Ｘ方向に直交する左右方向をＹ方向により示し、Ｘ方向に直交する上下方向をＺ方向により示す。 In each figure, the left and right direction perpendicular to the X direction is indicated by the Y direction, and the up and down direction perpendicular to the X direction is indicated by the Z direction.

図１に示すように、トンネル掘削機１００は、掘削機本体１と、複数（３６個）の推進用油圧ジャッキ２と、複数（６個）の振動センサ３と、推進用油圧ジャッキ２を駆動させる油圧機構４（油圧回路）とを備えている。 As shown in FIG. 1, the tunnel excavator 100 drives an excavator main body 1, a plurality (36) of propulsion hydraulic jacks 2, a plurality (6) of vibration sensors 3, and a propulsion hydraulic jack 2. A hydraulic mechanism 4 (hydraulic circuit) is provided.

本実施形態のトンネル掘削機１００は、掘削機本体１を前進させるために、ヘッド側油圧室２２ａに油を供給し、ピストン２１に力を加えて推進用油圧ジャッキ２を伸長する際に縮小するロッド側油圧室２３ａの油圧を油圧機構４により制御して、ピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させることによって、推進用油圧ジャッキ２の振動（脈動）を抑制するように構成されている。トンネル掘削機１００は、推進用油圧ジャッキ２（掘削機本体１）の振動（脈動）を振動センサ３により検知して、油圧機構４により推進用油圧ジャッキ２の振動を抑制するように構成されている。詳細については後述する。 In the tunnel excavator 100 of this embodiment, in order to advance the excavator main body 1, oil is supplied to the head-side hydraulic chamber 22a, and force is applied to the piston 21 to contract when extending the propulsion hydraulic jack 2. The oil pressure in the rod side hydraulic chamber 23a is controlled by the hydraulic mechanism 4 to generate or change resistance to the movement of the piston 21, thereby suppressing vibrations (pulsations) of the propulsion hydraulic jack 2. The tunnel excavator 100 is configured to detect vibrations (pulsations) of the propulsion hydraulic jack 2 (excavator main body 1) with a vibration sensor 3, and suppress the vibration of the propulsion hydraulic jack 2 with a hydraulic mechanism 4. There is. Details will be described later.

本実施形態では、トンネル掘削機１００が泥土圧式のトンネル掘削機である例を示している。泥土圧式のトンネル掘削機１００では、カッタヘッド１１により掘削された土砂と土砂に注入された作泥材とがチャンバＣ内で混合され、掘削土砂が不透水性と塑性流動性とを持つ泥土に変換される。掘削土砂（泥土）は、チャンバＣ内およびスクリュコンベアＳ内に充満する。トンネル掘削機１００は、推進用油圧ジャッキ２によって推進することによって、掘削した土砂をチャンバＣ内に充満させ加圧し、地山側の圧力(土圧および地下水圧)に対抗させる。トンネル掘削機１００は、掘削量と排土量とのバランスによって圧力の平衡を図りながら掘削方向に前進する。 In this embodiment, an example is shown in which the tunnel excavator 100 is a mud pressure type tunnel excavator. In the mud pressure type tunnel excavator 100, the earth and sand excavated by the cutter head 11 and the mud making material injected into the earth and sand are mixed in the chamber C, and the excavated earth and sand are turned into mud having impermeability and plastic fluidity. converted. The chamber C and the screw conveyor S are filled with excavated earth and sand (mud). The tunnel excavator 100 is propelled by the propulsion hydraulic jack 2 to fill the chamber C with excavated earth and pressurize it to counteract the pressure on the ground side (earth pressure and groundwater pressure). The tunnel excavator 100 moves forward in the excavation direction while balancing pressure by balancing the excavation amount and the earth removal amount.

（掘削機本体の構成）
掘削機本体１は、円筒状の胴体１０と、カッタヘッド１１と、カッタヘッド１１を支持する旋回支持部１２と、複数のカッタヘッド駆動装置１３とを備えている。 (Configuration of excavator body)
The excavator main body 1 includes a cylindrical body 10, a cutter head 11, a swing support section 12 that supports the cutter head 11, and a plurality of cutter head drive devices 13.

胴体１０の内側には、隔壁１０ａが設けられている。隔壁１０ａは、掘削方向（Ｘ１方向）と直交する方向に延びており、前方側の空間であるチャンバＣと、後方側の空間である作業空間とに、胴体１０の内部空間を区画している。 A partition wall 10a is provided inside the body 10. The partition wall 10a extends in a direction perpendicular to the excavation direction (X1 direction), and divides the internal space of the body 10 into a chamber C, which is a space on the front side, and a work space, which is a space on the rear side. .

カッタヘッド１１は、土砂を掘削する複数のカッタビットを有している。カッタヘッド１１は、掘削機本体１の掘削方向の前端に設けられている。カッタヘッド１１は、後方側（Ｘ２方向側）から旋回支持部１２により回転可能に支持されている。旋回支持部１２は、トンネル掘削機１００の中心軸線αを中心として、隔壁１０ａに対して回転可能なように構成されている。カッタヘッド１１は、旋回支持部１２を介してカッタヘッド駆動装置１３によって回転力（トルク）が付与されることにより、トンネル掘削機１００の中心軸線α回りに回転するように構成されている。一例ではあるが、カッタヘッド駆動装置１３は、電気モータにより構成されている。 The cutter head 11 has a plurality of cutter bits for excavating earth and sand. The cutter head 11 is provided at the front end of the excavator main body 1 in the excavation direction. The cutter head 11 is rotatably supported by a swing support section 12 from the rear side (X2 direction side). The swing support portion 12 is configured to be rotatable relative to the partition wall 10a around the central axis α of the tunnel excavator 100. The cutter head 11 is configured to rotate around the central axis α of the tunnel excavator 100 by applying rotational force (torque) by the cutter head drive device 13 via the rotation support portion 12 . As an example, the cutter head drive device 13 is configured by an electric motor.

（推進用油圧ジャッキの構成）
複数（３６個）の推進用油圧ジャッキ２は、掘削機本体１に設けられている。複数の推進用油圧ジャッキ２は、胴体１０の内部に外周に沿って円環状に配置され、掘削機本体１を押し進めるように胴体１０に固定されている（図２参照）。 (Configuration of propulsion hydraulic jack)
A plurality of (36) propulsion hydraulic jacks 2 are provided in the excavator main body 1. The plurality of propulsion hydraulic jacks 2 are arranged in an annular shape inside the body 10 along the outer periphery, and are fixed to the body 10 so as to push the excavator body 1 forward (see FIG. 2).

推進用油圧ジャッキ２は、シリンダ２０と、受圧部２２およびロッド２３を有するピストン２１と、ヘッド側油圧室２２ａ（受圧部側油圧室）と、ロッド側油圧室２３ａとを含んでいる。 The propulsion hydraulic jack 2 includes a cylinder 20, a piston 21 having a pressure receiving part 22 and a rod 23, a head side hydraulic chamber 22a (pressure receiving part side hydraulic chamber), and a rod side hydraulic chamber 23a.

シリンダ２０は、Ｘ方向に延びる筒形状を有しており、後方にロッド２３を通す貫通穴を有している。 The cylinder 20 has a cylindrical shape extending in the X direction, and has a through hole through which the rod 23 passes at the rear.

受圧部２２は、Ｘ１方向側のヘッド側油圧室２２ａとＸ２方向側のロッド側油圧室２３ａとに、シリンダ２０内を区画している。ロッド２３は、受圧部２２のＸ２方向側に設けられており、シリンダ２０のＸ２方向端部（貫通穴）から後方に進退移動可能に構成されている。 The pressure receiving part 22 divides the inside of the cylinder 20 into a head side hydraulic chamber 22a on the X1 direction side and a rod side hydraulic chamber 23a on the X2 direction side. The rod 23 is provided on the X2 direction side of the pressure receiving part 22, and is configured to be able to move backward and forward from the X2 direction end (through hole) of the cylinder 20.

ロッド２３は、ロッド２３の後方に設置されたセグメントＳＧを後方に押圧して掘進方向（Ｘ１方向）への反力を得るように構成されている。その結果、掘削機本体１は、前進する。 The rod 23 is configured to press the segment SG installed at the rear of the rod 23 rearward to obtain a reaction force in the excavation direction (X1 direction). As a result, the excavator main body 1 moves forward.

ヘッド側油圧室２２ａは、油圧機構４の後述する第１ポンプ４０から油が供給されることにより、ピストン２１をシリンダ２０に対して後方（Ｘ２方向）に移動させて、容積を拡大するように構成されている。一方、ロッド側油圧室２３ａは、ヘッド側油圧室２２ａの拡大（ピストン２１のシリンダ２０に対する後方への移動）に伴い、容積を縮小するように構成されている。 The head-side hydraulic chamber 22a is configured to expand its volume by moving the piston 21 rearward (in the X2 direction) with respect to the cylinder 20 by supplying oil from a first pump 40 (described later) of the hydraulic mechanism 4. It is configured. On the other hand, the rod-side hydraulic chamber 23a is configured to reduce its volume as the head-side hydraulic chamber 22a expands (moves the piston 21 backward with respect to the cylinder 20).

なお、Ｘ方向に直交する方向において、ロッド側油圧室２３ａの断面形状は、ロッド２３を囲む環状に形成されている。一方、Ｘ方向に直交する方向において、ヘッド側油圧室２２ａの断面形状は、ロッド側油圧室２３ａの断面におけるロッド２３の部分も含む形状である。すなわち、Ｘ方向に直交する方向において、ロッド側油圧室２３ａの断面積は、ヘッド側油圧室２２ａの断面積よりも小さくなる。したがって、シリンダ２０に対してピストン２１を移動させてロッド側油圧室２３ａを縮小させる際に、ロッド側油圧室２３ａから流出する油の量は、ヘッド側油圧室２２ａに供給される油の量よりも小さくなる。 In addition, the cross-sectional shape of the rod-side hydraulic chamber 23a is formed into an annular shape surrounding the rod 23 in the direction orthogonal to the X direction. On the other hand, in the direction orthogonal to the X direction, the cross-sectional shape of the head-side hydraulic chamber 22a is a shape that also includes the portion of the rod 23 in the cross-section of the rod-side hydraulic chamber 23a. That is, in the direction perpendicular to the X direction, the cross-sectional area of the rod-side hydraulic chamber 23a is smaller than the cross-sectional area of the head-side hydraulic chamber 22a. Therefore, when the piston 21 is moved relative to the cylinder 20 to reduce the rod side hydraulic chamber 23a, the amount of oil flowing out from the rod side hydraulic chamber 23a is less than the amount of oil supplied to the head side hydraulic chamber 22a. will also become smaller.

図２に示すように、複数（３６個）の推進用油圧ジャッキ２は、複数（６組）の制御グループＧに分けられている。詳細には、複数（３６個）の推進用油圧ジャッキ２は、隣接する６個の推進用油圧ジャッキ２を１つの制御グループＧとして、６組の制御グループＧに分けられている。カッタヘッド１１の回転方向において、各制御グループＧの６個の推進用油圧ジャッキ２は、約６０度の角度範囲内に配置されている。 As shown in FIG. 2, the plurality (36) propulsion hydraulic jacks 2 are divided into a plurality (6 sets) of control groups G. Specifically, the plurality (36) of propulsion hydraulic jacks 2 are divided into six control groups G, with six adjacent propulsion hydraulic jacks 2 as one control group G. In the direction of rotation of the cutter head 11, the six propulsion hydraulic jacks 2 of each control group G are arranged within an angular range of about 60 degrees.

推進用油圧ジャッキ２は、制御グループＧごとに、駆動（伸縮）が制御されるように構成されている。詳細には、推進用油圧ジャッキ２は、グループごとに、専用の振動センサ３が１個ずつ設けられている。また、推進用油圧ジャッキ２は、制御グループＧごとに、専用の油圧機構４がそれぞれ設けられている。 The propulsion hydraulic jack 2 is configured so that its drive (extension and contraction) is controlled for each control group G. Specifically, the propulsion hydraulic jack 2 is provided with one dedicated vibration sensor 3 for each group. Further, in the propulsion hydraulic jack 2, a dedicated hydraulic mechanism 4 is provided for each control group G.

（振動センサの構成）
振動センサ３は、推進用油圧ジャッキ２の振動（脈動）を検知するように構成されている。一例ではあるが、振動センサ３は、加速度センサにより構成されている。振動センサ３は、推進用油圧ジャッキ２の近傍に設けられている。 (Vibration sensor configuration)
The vibration sensor 3 is configured to detect vibrations (pulsations) of the propulsion hydraulic jack 2. Although it is an example, the vibration sensor 3 is configured by an acceleration sensor. The vibration sensor 3 is provided near the propulsion hydraulic jack 2.

詳細には、振動センサ３の各々は、各振動センサ３が設けられる制御グループＧの６個の推進用油圧ジャッキ２の近傍に設けられている。より詳細には、カッタヘッド１１の回転方向において、振動センサ３は、制御グループＧの６個の推進用油圧ジャッキ２が配置される約６０度の角度範囲内の略中間位置に配置されている。また、振動センサ３は、カッタヘッド１１の半径方向において、外周側で、かつ、推進用油圧ジャッキ２の近傍に配置されている。より詳細な一例として、振動センサ３は、推進用油圧ジャッキ２が設置されている胴体１０を構成する構造体に設置されている。すなわち、振動センサ３は、制御対象の推進用油圧ジャッキ２の振動を検知可能な所定の位置に設置されている。 Specifically, each of the vibration sensors 3 is provided near the six propulsion hydraulic jacks 2 of the control group G in which each vibration sensor 3 is provided. More specifically, in the rotation direction of the cutter head 11, the vibration sensor 3 is arranged at a substantially intermediate position within an angular range of about 60 degrees in which the six propulsion hydraulic jacks 2 of the control group G are arranged. . Further, the vibration sensor 3 is arranged on the outer peripheral side of the cutter head 11 in the radial direction and near the propulsion hydraulic jack 2. As a more detailed example, the vibration sensor 3 is installed in a structure that constitutes the fuselage 10 in which the propulsion hydraulic jack 2 is installed. That is, the vibration sensor 3 is installed at a predetermined position where it can detect vibrations of the propulsion hydraulic jack 2 to be controlled.

振動センサ３の検知信号は、油圧機構４の後述する制御装置４８により取得される。制御装置４８は、振動センサ３の検知結果に基づいて、振動を抑制する手段（後述する高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６）を適切に駆動するように構成されている。 A detection signal from the vibration sensor 3 is acquired by a control device 48 of the hydraulic mechanism 4, which will be described later. The control device 48 is configured to appropriately drive means for suppressing vibration (a high-speed response pressure control valve 45 and a flow rate control valve 46 to be described later) based on the detection result of the vibration sensor 3.

（油圧機構の構成）
図３に示すように、油圧機構４（油圧回路）は、第１ポンプ４０と、第１方向制御弁４１と、逆止弁４２と、タンク４３とを備えている。第１方向制御弁４１および逆止弁４２は、推進用油圧ジャッキ２に対して１個ずつ設けられている。第１方向制御弁４１および逆止弁４２は、第１ポンプ４０からの油を推進用油圧ジャッキ２に供給する供給経路Ｒ１上に設けられている。供給経路Ｒ１は、ヘッド側油圧室２２ａに接続される供給経路Ｒ１０と、ロッド側油圧室２３ａに接続される供給経路Ｒ１１とを含んでいる。また、第１方向制御弁４１は、ヘッド側油圧室２２ａの油をタンク４３に流出させる流出経路Ｒ２上に設けられている。 (Configuration of hydraulic mechanism)
As shown in FIG. 3, the hydraulic mechanism 4 (hydraulic circuit) includes a first pump 40, a first directional control valve 41, a check valve 42, and a tank 43. One first directional control valve 41 and one check valve 42 are provided for each propulsion hydraulic jack 2 . The first directional control valve 41 and the check valve 42 are provided on a supply path R1 that supplies oil from the first pump 40 to the propulsion hydraulic jack 2. The supply route R1 includes a supply route R10 connected to the head side hydraulic chamber 22a and a supply route R11 connected to the rod side hydraulic chamber 23a. Further, the first directional control valve 41 is provided on an outflow path R2 that causes oil in the head side hydraulic chamber 22a to flow out into the tank 43.

さらに、油圧機構４は、第２ポンプ４４と、高速応答圧力制御弁４５と、流量制御弁４６と、第２方向制御弁４６ａと、安全弁４７とを備えている。高速応答圧力制御弁４５、流量制御弁４６、第２方向制御弁４６ａおよび安全弁４７は、ロッド側油圧室２３ａの油をタンク４３に流出させる流出経路Ｒ３上に配置されている。流出経路Ｒ３は、上流側から順に高速応答圧力制御弁４５、第２方向制御弁４６ａおよび流量制御弁４６が設けられる流出経路Ｒ３０と、安全弁４７が設けられる流出経路Ｒ３１とを含んでいる。流出経路Ｒ３０と流出経路Ｒ３１とは、並列に配置されている。なお、第２ポンプ４４は、特許請求の範囲の「油圧源」の一例である。また、高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６は、特許請求の範囲の「振動抑制手段」の一例である。 Further, the hydraulic mechanism 4 includes a second pump 44, a high-speed response pressure control valve 45, a flow rate control valve 46, a second directional control valve 46a, and a safety valve 47. The high-speed response pressure control valve 45, the flow rate control valve 46, the second directional control valve 46a, and the safety valve 47 are arranged on the outflow path R3 that causes the oil in the rod-side hydraulic chamber 23a to flow out into the tank 43. The outflow path R3 includes an outflow path R30 in which a high-speed response pressure control valve 45, a second directional control valve 46a, and a flow rate control valve 46 are provided in order from the upstream side, and an outflow path R31 in which a safety valve 47 is provided. Outflow route R30 and outflow route R31 are arranged in parallel. Note that the second pump 44 is an example of a "hydraulic source" in the claims. Further, the high-speed response pressure control valve 45 and the flow rate control valve 46 are examples of "vibration suppressing means" in the claims.

さらに、油圧機構４は、制御装置４８を備えている。制御装置４８は、振動センサ３の検知結果に基づいて、第２ポンプ４４、高速応答圧力制御弁４５、第２方向制御弁４６ａおよび流量制御弁４６の駆動を制御するように構成されている。 Further, the hydraulic mechanism 4 includes a control device 48. The control device 48 is configured to control the driving of the second pump 44, the high-speed response pressure control valve 45, the second directional control valve 46a, and the flow rate control valve 46 based on the detection results of the vibration sensor 3.

第１ポンプ４０は、ピストン２１をシリンダ２０に対してＸ１方向（前方）およびＸ２方向（後方）に移動させるために、推進用油圧ジャッキ２に油を供給するように構成されている。 The first pump 40 is configured to supply oil to the propulsion hydraulic jack 2 in order to move the piston 21 in the X1 direction (forward) and the X2 direction (backward) with respect to the cylinder 20.

第１方向制御弁４１は、第１ポンプ４０からの油をヘッド側油圧室２２ａに供給する供給経路Ｒ１０と、第１ポンプ４０からの油をロッド側油圧室２３ａに供給する供給経路Ｒ１１とを切り換えるように構成されている。第１方向制御弁４１により油の供給先がヘッド側油圧室２２ａに切り換えられた場合、ピストン２１は、シリンダ２０に対してＸ２方向に移動する。すなわち、ヘッド側油圧室２２ａが拡大するとともに、ロッド側油圧室２３ａが縮小して、掘削機本体１が前進する。一方、第１方向制御弁４１により油の供給先がロッド側油圧室２３ａに切り換えられた場合、ピストン２１は、シリンダ２０に対してＸ１方向に移動する。すなわち、ヘッド側油圧室２２ａが縮小するとともに、ロッド側油圧室２３ａが拡大して、ピストン２１の後方にセグメントＳＧを設置するスペースが確保される。 The first directional control valve 41 has a supply path R10 that supplies oil from the first pump 40 to the head side hydraulic chamber 22a, and a supply path R11 that supplies oil from the first pump 40 to the rod side hydraulic chamber 23a. configured to switch. When the oil supply destination is switched to the head-side hydraulic chamber 22a by the first directional control valve 41, the piston 21 moves in the X2 direction with respect to the cylinder 20. That is, the head side hydraulic chamber 22a expands, the rod side hydraulic chamber 23a contracts, and the excavator main body 1 moves forward. On the other hand, when the first direction control valve 41 switches the oil supply destination to the rod-side hydraulic chamber 23a, the piston 21 moves in the X1 direction with respect to the cylinder 20. That is, the head-side hydraulic chamber 22a is reduced and the rod-side hydraulic chamber 23a is expanded, so that a space for installing the segment SG behind the piston 21 is secured.

なお、第１ポンプ４０から油が第１方向制御弁４１を介してロッド側油圧室２３ａに供給される場合には、ヘッド側油圧室２２ａの油は、第１方向制御弁４１を介してタンク４３に流出する。また、第１ポンプ４０から油が第１方向制御弁４１を介してヘッド側油圧室２２ａに供給される場合には、ロッド側油圧室２３ａの油は、第２方向制御弁４６ａまたは高速応答圧力制御弁４５を介してタンク４３に流出する。 Note that when oil is supplied from the first pump 40 to the rod-side hydraulic chamber 23a via the first directional control valve 41, the oil in the head-side hydraulic chamber 22a is supplied to the tank via the first directional control valve 41. 43. Further, when oil is supplied from the first pump 40 to the head side hydraulic chamber 22a via the first directional control valve 41, the oil in the rod side hydraulic chamber 23a is supplied to the second directional control valve 46a or the high-speed response pressure It flows out into tank 43 via control valve 45.

高速応答圧力制御弁４５は、ロッド側油圧室２３ａの圧力を、第２ポンプ４４の圧力とタンクラインを高速で切り替えることにより、任意の圧力に制御することが可能なように構成されている。すなわち、ロッド側油圧室２３ａの圧力を自由に高速に変化させることができるように構成されている。 The high-speed response pressure control valve 45 is configured to be able to control the pressure in the rod-side hydraulic chamber 23a to an arbitrary pressure by switching the pressure of the second pump 44 and the tank line at high speed. That is, it is configured such that the pressure in the rod side hydraulic chamber 23a can be freely changed at high speed.

流量制御弁４６は、通過する油の流量を比例制御することが可能な絞り弁により構成されている。流量制御弁４６は、ロッド側油圧室２３ａから流出する油の流量を制御して、ピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させる絞り弁である。したがって、流量制御弁４６は、掘削機本体１を前進させるためにピストン２１を移動させてロッド側油圧室２３ａを縮小させる際に、ピストン２１の移動に対する抵抗（ブレーキ抵抗）を発生させることにより、推進用油圧ジャッキ２の振動を抑制するように構成されている。要するに、流量制御弁４６は、ピストン２１の移動に伴い、即座にロッド側油圧室２３ａの油がタンク４３に流出するのを防止する機能を有している。なお、制御装置４８は、流量制御弁４６による制御と、第２ポンプ４４による制御とを、選択的に切り換えることができるように構成されている。この際、第２方向制御弁４６ａが用いられる。 The flow rate control valve 46 is constituted by a throttle valve that can proportionally control the flow rate of the oil passing therethrough. The flow rate control valve 46 is a throttle valve that controls the flow rate of oil flowing out from the rod-side hydraulic chamber 23a to generate or change resistance to movement of the piston 21. Therefore, the flow control valve 46 generates resistance (brake resistance) against the movement of the piston 21 when the piston 21 is moved to reduce the rod side hydraulic chamber 23a in order to move the excavator main body 1 forward. It is configured to suppress vibrations of the propulsion hydraulic jack 2. In short, the flow control valve 46 has a function of preventing the oil in the rod-side hydraulic chamber 23a from immediately flowing out into the tank 43 as the piston 21 moves. Note that the control device 48 is configured to be able to selectively switch between control by the flow rate control valve 46 and control by the second pump 44. At this time, the second directional control valve 46a is used.

制御装置４８は、振動センサ３の検知結果に基づいて、ピストン２１の移動が加減速するタイミングに合わせて、「高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６の少なくとも一方」により、ピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させることによって、推進用油圧ジャッキ２の振動を抑制するように構成されている。 Based on the detection result of the vibration sensor 3, the control device 48 controls the movement of the piston 21 by "at least one of the high-speed response pressure control valve 45 and the flow rate control valve 46" in accordance with the timing at which the movement of the piston 21 accelerates and decelerates. The vibration of the propulsion hydraulic jack 2 is suppressed by generating or changing resistance to the propulsion hydraulic jack 2.

また、制御装置４８は、複数の振動センサ３の各々の検知結果に基づいて、ピストン２１の移動が加減速する際に、複数の制御グループＧごとに独立して「高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６の少なくとも一方」により、ピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させることによって、推進用油圧ジャッキ２の振動を抑制するように構成されている。 Furthermore, the control device 48 independently controls the "high-speed response pressure control valve 45 and At least one of the flow control valves 46 generates or changes resistance to the movement of the piston 21, thereby suppressing vibrations of the propulsion hydraulic jack 2.

安全弁４７は、流出経路Ｒ３の「高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６」の上流側（推進用油圧ジャッキ２側）の部分の油圧が所定の限界油圧を超えた場合に、油を流通させて限界油圧を超えないように構成されている。 The safety valve 47 prevents oil from flowing when the oil pressure in the upstream side (the propulsion hydraulic jack 2 side) of the "high-speed response pressure control valve 45 and flow rate control valve 46" in the outflow path R3 exceeds a predetermined limit oil pressure. It is configured so that the oil pressure does not exceed the limit oil pressure.

（推進用油圧ジャッキのピストン推力、ピストン速度およびピストン変位の各々と時間との関係）
図４を参照して、推進用油圧ジャッキ２のピストン推力、ピストン速度およびピストン変位の各々と時間との関係について説明する。本発明の実施例（図４（Ａ）参照）と、比較例（図４（Ｂ）参照）とを比較して説明する。なお、推進用油圧ジャッキ２は、伸長時において、周囲の土砂からの摩擦力を受けるため、滑らかに一定速度でピストンが移動するのではなく、ピストン推力が最大静止摩擦力を超えるたびに移動を開始するとともに、所定の摩擦力になったら再び停止するという動作を繰り返しながら僅かずつ伸長する。なお、トンネル掘削機１００は、この他の種々の振動についても、ピストン２１の移動の抵抗を発生または変化させることで抑制することが可能である。 (Relationship between the piston thrust, piston speed, and piston displacement of the propulsion hydraulic jack and time)
With reference to FIG. 4, the relationship between each of the piston thrust, piston speed, and piston displacement of the propulsion hydraulic jack 2 and time will be described. An example of the present invention (see FIG. 4(A)) and a comparative example (see FIG. 4(B)) will be compared and described. Note that when the propulsion hydraulic jack 2 is extended, it receives frictional force from the surrounding earth and sand, so the piston does not move smoothly at a constant speed, but moves every time the piston thrust exceeds the maximum static frictional force. It starts and then stops again when a predetermined frictional force is reached, repeating this process to extend it little by little. Note that the tunnel excavator 100 can also suppress various other vibrations by generating or changing resistance to movement of the piston 21.

比較例は、ピストンの移動の抵抗を発生または変化させて振動を抑制する「高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６」に相当する構成を備えていないトンネル掘削機について説明する。 In a comparative example, a tunnel excavator that is not equipped with a configuration corresponding to "the high-speed response pressure control valve 45 and the flow rate control valve 46" that suppress vibration by generating or changing resistance to movement of the piston will be described.

まず、図４（Ｂ）に示されるように、比較例のトンネル掘削機のピストン推力は、ピストンの静止状態では蓄積されて上昇し、ピストンが静止状態から解放されることによって低下する。また、図４（Ｂ）に示されるように、トンネル掘削機のピストン速度は、ピストンの静止状態から解放された直後から急激に上昇し、ピストン推力（Ｆ）が所定の値まで低下した時点でゼロになる。 First, as shown in FIG. 4(B), the piston thrust of the tunnel excavator of the comparative example accumulates and increases when the piston is at rest, and decreases when the piston is released from the rest state. Furthermore, as shown in Fig. 4(B), the piston speed of the tunnel excavator increases rapidly immediately after the piston is released from its resting state, and when the piston thrust (F) decreases to a predetermined value. becomes zero.

図４（Ａ）に示されるように、実施例のトンネル掘削機１００のピストン推力（Ｆ）（実線で示す）は、ヘッド側油圧室２２ａの油圧（ｐ１）と受圧部面積（ａ１）（図３参照）との積で求まる力（Ｆ１=ｐ１×ａ１）（図３参照）からロッド側油圧室２３ａの油圧（ｐ２）とロッド側油圧室断面積(ａ２) （図３参照）との積で求まる力（Ｆ２=ｐ２×ａ２）（図３参照）を差し引くことにより得られる（Ｆ＝Ｆ１－Ｆ２）。 As shown in FIG. 4(A), the piston thrust (F) (indicated by a solid line) of the tunnel excavating machine 100 of the embodiment is determined by the hydraulic pressure (p1) of the head side hydraulic chamber 22a and the area of the pressure receiving part (a1) (indicated by the solid line). From the force (F1 = p1 x a1) (see Fig. 3), the product of the oil pressure (p2) of the rod side hydraulic chamber 23a and the cross-sectional area of the rod side hydraulic chamber (a2) (see Fig. 3) (F=F1-F2) is obtained by subtracting the force (F2=p2×a2) (see FIG. 3).

実施例のトンネル掘削機１００のピストン推力は、ピストン２１が移動している間において、「高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６の少なくとも一方」によりピストン２１に対してブレーキ抵抗が作用することによって、比較例よりも時間変化に対して滑らかに変化している。すなわち、実施例のトンネル掘削機１００のピストン速度の最大値は、比較例のピストン速度の最大値よりも小さくなっている。また、実施例のトンネル掘削機１００のピストン推力の作用する時間幅は、比較例のトンネル掘削機のピストン推力の作用する時間幅よりも大きくなっている。すなわち、実施例のトンネル掘削機１００のピストン２１は、「高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６の少なくとも一方」によってピストン２１がブレーキ抵抗を受けることにより、比較例のトンネル掘削機のピストンよりも滑らかに移動（変位）することが可能なように構成されている。なお、ピストン変位について、実施例では、１度のピストン動作（１度の動き始めから停止までの間）における移動量が比較例よりも大きい。 The piston thrust of the tunnel excavator 100 of the embodiment is such that while the piston 21 is moving, braking resistance is applied to the piston 21 by "at least one of the high-speed response pressure control valve 45 and the flow rate control valve 46". Therefore, it changes more smoothly over time than the comparative example. That is, the maximum value of the piston speed of the tunnel excavator 100 of the example is smaller than the maximum value of the piston speed of the comparative example. Moreover, the time width in which the piston thrust of the tunnel excavation machine 100 of the example acts is larger than the time width in which the piston thrust of the tunnel excavation machine of the comparative example acts. That is, the piston 21 of the tunnel excavator 100 of the example is more stable than the piston of the tunnel excavator of the comparative example because the piston 21 receives brake resistance from "at least one of the high-speed response pressure control valve 45 and the flow rate control valve 46." It is also configured so that it can be smoothly moved (displaced). Regarding the piston displacement, in the example, the amount of movement in one piston movement (from the start of one movement until it stops) is larger than that in the comparative example.

［実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 [Effects of embodiment]
In this embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、上記のように、掘削機本体１を前進させるために、ヘッド側油圧室２２ａ（受圧部側油圧室）に油を供給し、ピストン２１に力を加えて推進用油圧ジャッキ２を伸長する際に縮小するロッド側油圧室２３ａの油圧を制御して、ピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させることにより、推進用油圧ジャッキ２の振動を抑制する振動抑制手段（高速応答圧力制御弁４５、流量制御弁４６）を設ける。これによって、振動抑制手段（高速応答圧力制御弁４５、流量制御弁４６）により、推進用油圧ジャッキ２を伸長させながら、ピストン２１の移動に対する抵抗（ブレーキ抵抗）を発生または変化させて、ピストン２１の移動の加減速を緩やかにして、ピストン２１の急激（急速）な移動を抑制することができる。推進用油圧ジャッキ２の伸長を中断することなく推進用油圧ジャッキ２の振動（脈動）を抑制することができる。また、ロッド側油圧室２３ａの断面積は、ヘッド側油圧室２２ａの断面積よりも小さいため、ヘッド側油圧室２２ａの流量（油圧）を制御する場合と比較して、ロッド側油圧室２３ａの流量（油圧）を制御する方が、少ない油の流量で、推進用油圧ジャッキ２の振動（脈動）を抑制する制御を行うことができる。このため、装置の小型化を図ることができる。 In this embodiment, as described above, in order to move the excavator main body 1 forward, oil is supplied to the head side hydraulic chamber 22a (pressure receiving section side hydraulic chamber), and force is applied to the piston 21 to drive the propulsion hydraulic jack 2. Vibration suppressing means (high-speed response pressure A control valve 45 and a flow rate control valve 46) are provided. As a result, the vibration suppressing means (high-speed response pressure control valve 45, flow rate control valve 46) generates or changes resistance (brake resistance) to the movement of the piston 21 while extending the propulsion hydraulic jack 2. By slowing down the acceleration and deceleration of the movement of the piston 21, sudden (rapid) movement of the piston 21 can be suppressed. Vibration (pulsation) of the propulsion hydraulic jack 2 can be suppressed without interrupting the extension of the propulsion hydraulic jack 2. Furthermore, since the cross-sectional area of the rod-side hydraulic chamber 23a is smaller than the cross-sectional area of the head-side hydraulic chamber 22a, the rod-side hydraulic chamber 23a is By controlling the flow rate (hydraulic pressure), it is possible to suppress the vibration (pulsation) of the propulsion hydraulic jack 2 with a smaller oil flow rate. Therefore, the device can be made smaller.

本実施形態では、上記のように、流量制御弁４６は、ロッド側油圧室２３ａから流出する油の流量を制御して、ピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させる絞り弁を含む。これによって、絞り弁により、ピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させることができるので、推進用油圧ジャッキ２の振動を抑制することを実現することができる。 In this embodiment, as described above, the flow control valve 46 includes a throttle valve that controls the flow rate of oil flowing out from the rod-side hydraulic chamber 23a to generate or change resistance to movement of the piston 21. This allows the throttle valve to generate or change resistance to the movement of the piston 21, making it possible to suppress vibrations of the propulsion hydraulic jack 2.

本実施形態では、上記のように、ロッド側油圧室２３ａに油を強制的に供給して、ロッド側油圧室２３ａの油圧を上昇させる第２ポンプ４４をさらに備える。さらに、この第２ポンプ４４の圧力ラインに高速応答圧力制御弁４５を備える。これによって、第２ポンプ４４により、ロッド側油圧室２３ａの圧力をより高くしたり、適切な値に安定して維持または変化させることができるので、より大きな抵抗（ブレーキ抵抗）を得ることや、安定した抵抗および抵抗の変化を与えることができる。このため、より効果的に、推進用油圧ジャッキ２の振動（脈動）を抑制することができる。 The present embodiment further includes the second pump 44 that forcibly supplies oil to the rod-side hydraulic chamber 23a to increase the oil pressure in the rod-side hydraulic chamber 23a, as described above. Furthermore, a high-speed response pressure control valve 45 is provided in the pressure line of this second pump 44. As a result, the second pump 44 can increase the pressure in the rod-side hydraulic chamber 23a, stably maintain or change it to an appropriate value, and therefore obtain greater resistance (brake resistance). Can provide stable resistance and resistance changes. Therefore, vibration (pulsation) of the propulsion hydraulic jack 2 can be suppressed more effectively.

本実施形態では、上記のように、ピストンの移動が加減速するタイミングに合わせて、振動抑制手段（高速応答圧力制御弁４５、流量制御弁４６）により、ロッド側油圧室２３ａの圧力を発生または変化させるように構成されている。これによって、振動抑制手段（高速応答圧力制御弁４５、流量制御弁４６）により、ピストン２１が加減速（振動）するタイミングに合わせてピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させることができるので、効率的に推進用油圧ジャッキ２の振動を抑制することができる。 In this embodiment, as described above, the pressure in the rod-side hydraulic chamber 23a is generated or configured to change. As a result, the vibration suppressing means (high-speed response pressure control valve 45, flow rate control valve 46) can generate or change resistance to the movement of the piston 21 in accordance with the timing at which the piston 21 accelerates and decelerates (vibrates). Vibration of the propulsion hydraulic jack 2 can be efficiently suppressed.

本実施形態では、上記のように、推進用油圧ジャッキ２の近傍に設けられ、推進用油圧ジャッキ２の振動を検知する振動センサ３をさらに備え、振動センサ３の検知結果に基づいて、ピストン２１が加減速する際に、流量制御弁４６により、ピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させることによって、推進用油圧ジャッキ２の振動を抑制するように構成されている。これによって、振動センサ３により、推進用油圧ジャッキ２が振動するタイミングを精度よく検知することができるので、振動抑制手段（高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６の少なくとも一方）により、推進用油圧ジャッキ２が振動するタイミングに合わせて、ピストン２１の移動に対する抵抗（ブレーキ抵抗）を発生または変化させることができる。その結果、より効果的に、推進用油圧ジャッキ２の振動（脈動）を抑制することができる。 In this embodiment, as described above, the vibration sensor 3 is provided near the propulsion hydraulic jack 2 and detects vibrations of the propulsion hydraulic jack 2. Based on the detection result of the vibration sensor 3, the piston 21 When the hydraulic jack 2 accelerates or decelerates, the flow control valve 46 generates or changes resistance to the movement of the piston 21, thereby suppressing vibrations of the propulsion hydraulic jack 2. As a result, the vibration sensor 3 can accurately detect the timing at which the propulsion hydraulic jack 2 vibrates. Resistance to the movement of the piston 21 (brake resistance) can be generated or changed in accordance with the timing at which the hydraulic jack 2 vibrates. As a result, vibration (pulsation) of the propulsion hydraulic jack 2 can be suppressed more effectively.

本実施形態では、上記のように複数の推進用油圧ジャッキ２は、２個以上の推進用油圧ジャッキ２により各々が構成される複数の制御グループＧに分けられており、振動センサ３は、複数の制御グループＧの各々に対して１個ずつ設けられ、複数の振動センサ３の各々の検知結果に基づいて、ピストン２１の移動が加減速する際に、複数の制御グループＧごとに独立して振動抑制手段（高速応答圧力制御弁４５および流量制御弁４６の少なくとも一方）により、ピストン２１の移動に対する抵抗を発生または変化させることによって、推進用油圧ジャッキ２の振動を抑制するように構成されている。これによって、トンネル掘削機１００が１個の振動センサ３のみを備える場合と比較してより精度よく、推進用油圧ジャッキ２の振動を検知することができる。また、１個の推進用油圧ジャッキ２に対して１個の振動センサ３を設ける場合と比較して装置構成を簡素化することができる。 In this embodiment, as described above, the plurality of propulsion hydraulic jacks 2 are divided into a plurality of control groups G, each of which is composed of two or more propulsion hydraulic jacks 2, and the vibration sensors 3 are One sensor is provided for each of the control groups G, and based on the detection results of each of the plurality of vibration sensors 3, when the movement of the piston 21 accelerates or decelerates, it is independently set for each of the plurality of control groups G. The vibration suppressing means (at least one of the high-speed response pressure control valve 45 and the flow rate control valve 46) is configured to suppress vibrations of the propulsion hydraulic jack 2 by generating or changing resistance to movement of the piston 21. There is. As a result, vibrations of the propulsion hydraulic jack 2 can be detected with higher accuracy than when the tunnel excavator 100 includes only one vibration sensor 3. Furthermore, the device configuration can be simplified compared to the case where one vibration sensor 3 is provided for one propulsion hydraulic jack 2.

［変形例］
なお、今回開示された実施形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。 [Modified example]
Note that the embodiments and modified examples disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the embodiments described above, and further includes all changes (modifications) within the meaning and range equivalent to the claims.

たとえば、上記実施形態では、泥土圧式のトンネル掘削機に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を、泥水式のトンネル掘削機に適用してもよい。 For example, in the above embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a mud pressure type tunnel excavator, but the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to a mud tunnel boring machine.

また、上記実施形態では、カッタヘッドを備える密閉型のトンネル掘削機に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を、カッタヘッドを備えない開放型のトンネル掘削機に適用してもよい。 Further, in the embodiment described above, an example was shown in which the present invention is applied to a closed type tunnel excavator equipped with a cutter head, but the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to an open tunnel excavator without a cutter head.

また、上記実施形態では、本発明の振動抑制手段を、加圧用ポンプを用い、高速応答の圧力制御弁を用いるとともに、通過する油の流量を比例制御することが可能な絞り弁により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図５に示す第１変形例のように、通過する油の流量を所定の割合で絞る単一の絞り弁２０４により構成してもよい。なお、絞り弁２０４の上流側には、絞り弁２０４を通過してタンク４３に油を流す経路と、絞り弁２０４を通過することなくタンク４３に油を直接流す経路とを切り換える方向制御弁２４０が設けられている。なお、絞り弁２０４は、特許請求の範囲の「振動抑制手段」の一例である。 Further, in the above embodiment, the vibration suppressing means of the present invention is configured with a pressurizing pump, a high-speed response pressure control valve, and a throttle valve capable of proportionally controlling the flow rate of oil passing therethrough. However, the present invention is not limited thereto. The present invention may be configured with a single throttle valve 204 that throttles the flow rate of passing oil at a predetermined rate, as in a first modification shown in FIG. Note that, on the upstream side of the throttle valve 204, there is a directional control valve 240 that switches between a route in which oil passes through the throttle valve 204 and flows into the tank 43, and a route in which oil flows directly into the tank 43 without passing through the throttle valve 204. is provided. Note that the throttle valve 204 is an example of "vibration suppressing means" in the claims.

また、上記図５に示す第１変形例とは異なる変形例として、図６に示す第２変形例のように、通過する油の流量を第１の割合で絞る１つの絞り弁３０４ａと、通過する油の流量を第１の割合とは異なる第２の割合で絞る１つの絞り弁３０４ｂとにより構成してもよい。なお、絞り弁３０４ａの上流側には、絞り弁３０４ａを通過してタンク４３に油を直接流す経路と、絞り弁３０４ａを通過することなく絞り弁３０４ｂに油を流す経路とを切り換える方向制御弁３４０ａが設けられている。絞り弁３０４ｂの上流側には、絞り弁３０４ｂを通過してタンク４３に油を流す経路と、絞り弁３０４ｂを通過することなくタンク４３に油を直接流す経路とを切り換える方向制御弁３４０ｂが設けられている。なお、絞り弁３０４ａおよび３０４ｂは、特許請求の範囲の「振動抑制手段」の一例である。 Further, as a modification different from the first modification shown in FIG. 5, a second modification shown in FIG. It may also be configured with one throttle valve 304b that throttles the flow rate of oil at a second rate different from the first rate. Note that, on the upstream side of the throttle valve 304a, there is a directional control valve that switches between a path in which oil passes through the throttle valve 304a and flows directly into the tank 43, and a path in which oil flows into the throttle valve 304b without passing through the throttle valve 304a. 340a is provided. A directional control valve 340b is provided on the upstream side of the throttle valve 304b to switch between a path for flowing oil into the tank 43 through the throttle valve 304b and a path for flowing oil directly into the tank 43 without passing through the throttle valve 304b. It is being Note that the throttle valves 304a and 304b are an example of "vibration suppressing means" in the claims.

また、上記図５に示す第１変形例および図６に示す第２変形例とは異なる変形例として、図７に示す第３変形例のように、通過する油の油圧自体を制御する油圧制御弁４０４により構成してもよい。なお、油圧制御弁４０４は、特許請求の範囲の「振動抑制手段」の一例である。 Further, as a modification different from the first modification shown in FIG. 5 and the second modification shown in FIG. 6, a third modification shown in FIG. It may also be configured by a valve 404. Note that the hydraulic control valve 404 is an example of "vibration suppressing means" in the claims.

本発明では、上記実施形態の振動抑制手段や、図５～図７の変形例に示す各種の振動抑制手段をそれぞれで構成するのではなく、組み合わせにより、本発明の振動抑制手段を構成してもよい。 In the present invention, the vibration suppressing means of the present invention is configured by combining the vibration suppressing means of the above embodiment and the various vibration suppressing means shown in the modified examples of FIGS. 5 to 7, instead of configuring them individually. Good too.

また、上記実施形態では、環状に配置される複数の推進用油圧ジャッキを、３６個備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、推進用油圧ジャッキを、３６個とは異なる数（複数個）備えていてもよい。 Further, in the above embodiment, an example is shown in which 36 propulsion hydraulic jacks are arranged annularly, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the number (plurality) of propulsion hydraulic jacks may be different from 36.

また、上記実施形態では、ロッド側油圧室の油圧のみを制御して、推進用油圧ジャッキの振動を抑制した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロッド側油圧室の油圧に加えて、ヘッド側油圧室の油圧も制御して、推進用油圧ジャッキの振動を抑制してもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which vibrations of the propulsion hydraulic jack were suppressed by controlling only the hydraulic pressure in the rod side hydraulic chamber, but the present invention is not limited to this. In the present invention, in addition to the hydraulic pressure in the rod-side hydraulic chamber, the hydraulic pressure in the head-side hydraulic chamber may also be controlled to suppress vibrations of the propulsion hydraulic jack.

また、上記実施形態では、本発明の振動抑制手段により推進用油圧ジャッキの振動を抑制した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、本発明の振動抑制手段により推進用油圧ジャッキの振動を抑制することによって、さらには、推進用油圧ジャッキとは異なる掘削機本体の各部の振動を抑制するように構成されていてもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the vibration of the propulsion hydraulic jack was suppressed by the vibration suppressing means of the present invention, but the present invention is not limited to this. In the present invention, by suppressing the vibration of the propulsion hydraulic jack by the vibration suppressing means of the present invention, the vibration of each part of the excavator body different from the propulsion hydraulic jack may be suppressed. good.

また、上記実施形態では、複数の推進用油圧ジャッキ（制御グループ）に対して１つの振動センサを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１つの推進用油圧ジャッキに対して１つの振動センサを設けてもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which one vibration sensor was provided for a plurality of propulsion hydraulic jacks (control group), but the present invention is not limited to this. In the present invention, one vibration sensor may be provided for one propulsion hydraulic jack.

また、上記実施形態では、本発明の振動抑制手段として、高速応答圧力制御弁および流量制御弁の両方を備えるように、トンネル掘削機を構成した例を示したが、本発明では、高速応答圧力制御弁および流量制御弁の一方のみを備えるように、トンネル掘削機を構成してもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the tunnel excavator was configured to include both a high-speed response pressure control valve and a flow rate control valve as the vibration suppression means of the present invention, but in the present invention, the high-speed response pressure The tunnel boring machine may be configured to include only one of the control valve and the flow control valve.

１掘削機本体
２推進用油圧ジャッキ
３振動センサ
２１ピストン
２２受圧部
２２ａヘッド側油圧室
２３ロッド
２３ａロッド側油圧室
４４第２ポンプ（油圧源）
４５高速応答圧力制御弁（振動抑制手段）
４６、２０４、３０４ａ、３０４ｂ流量制御弁（振動抑制手段）
１００トンネル掘削機
４０４油圧制御弁（振動抑制手段）
Ｇ制御グループ 1 Excavator main body 2 Hydraulic jack for propulsion 3 Vibration sensor 21 Piston 22 Pressure receiving part 22a Head side hydraulic chamber 23 Rod 23a Rod side hydraulic chamber 44 Second pump (hydraulic source)
45 High-speed response pressure control valve (vibration suppression means)
46, 204, 304a, 304b flow control valve (vibration suppression means)
100 Tunnel excavator 404 Hydraulic control valve (vibration suppression means)
G control group

Claims

The excavator body,
a plurality of propulsion hydraulic jacks provided on the excavator body, including a piston having a pressure receiving part and a rod on one side and the other side in the moving direction, a head side hydraulic chamber, and a rod side hydraulic chamber;
In order to move the excavator main body forward, oil is supplied to the head side hydraulic chamber, and force is applied to the piston to press a segment installed at the rear of the rod to obtain a reaction force in the excavation direction. The hydraulic pressure in the rod-side hydraulic chamber, which contracts when the propulsion hydraulic jack is extended, is controlled to generate or change resistance to the movement of the piston, thereby suppressing vibrations of the propulsion hydraulic jack. A tunnel excavator comprising vibration suppression means.

The vibration suppressing means is
a throttle valve that controls the flow rate of oil flowing out from the rod-side hydraulic chamber to generate or change resistance to movement of the piston;
The tunnel excavator according to claim 1, further comprising at least one of a hydraulic control valve that controls the hydraulic pressure itself of the oil flowing out from the rod-side hydraulic chamber to generate or change resistance to movement of the piston.

A hydraulic power source capable of forcibly supplying oil to the rod-side hydraulic chamber to increase the hydraulic pressure of the rod-side hydraulic chamber when suppressing vibrations of the propulsion hydraulic jack by the vibration suppressing means. The tunnel boring machine according to claim 1 or 2, further comprising:

The vibration suppressing means is configured to suppress vibrations of the propulsion hydraulic jack by generating or changing resistance to the movement of the piston in accordance with the timing at which the movement of the piston accelerates or decelerates. The tunnel boring machine according to any one of claims 1 to 3.

further comprising a vibration sensor that is provided near the propulsion hydraulic jack and detects vibrations of the propulsion hydraulic jack,
Based on the detection result of the vibration sensor, when the movement of the piston accelerates or decelerates, the vibration suppressing means generates or changes resistance to the movement of the piston, thereby suppressing vibrations of the propulsion hydraulic jack. A tunnel boring machine according to any one of claims 1 to 4, which is configured to.

The plurality of propulsion hydraulic jacks are divided into a plurality of control groups each consisting of two or more of the propulsion hydraulic jacks,
One vibration sensor is provided for each of the plurality of control groups,
Based on the detection results of each of the vibration sensors, when the movement of the piston accelerates or decelerates, the vibration suppressing means independently generates or changes resistance to the movement of the piston for each of the plurality of control groups. The tunnel excavator according to claim 5, wherein the tunnel excavator is configured to suppress vibrations of the propulsion hydraulic jack.