JPH04108691U - Obstacle detection device for shield tunneling machine - Google Patents

Obstacle detection device for shield tunneling machine

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Publication number
JPH04108691U
JPH04108691U JP1596591U JP1596591U JPH04108691U JP H04108691 U JPH04108691 U JP H04108691U JP 1596591 U JP1596591 U JP 1596591U JP 1596591 U JP1596591 U JP 1596591U JP H04108691 U JPH04108691 U JP H04108691U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
obstacle
cutter
cutter head
bit
face
Prior art date
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Pending
Application number
JP1596591U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
善久 山本
典夫 三谷
Original Assignee
株式会社小松製作所
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Publication date
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールド掘進機が掘削する切羽中の障害物を
事前に検知することにより,障害物によりカッタビット
などが破損されるのを未然に防止することにある。 【構成】 シールド本体の前部に設けられたカッタヘッ
ド4を回転させながら地中を掘進するシールド掘進機に
おいて,上記カッタヘッド4の前面に切羽中の障害物28
を検知する検知ビット10を先端がカッタビット5の先端
より前方へ突出するように設けると共に,上記検知ビッ
ト10に作用する負荷の変動より切羽中の障害物28を検出
するようにしたもので,これによって検知ビット10によ
り障害物28を検出したらカッタヘッド4の回転を停止し
て,障害物28の処理を行うことにより,障害物28による
カッタビット5などの破損を未然に防止することができ
る。
(57) [Summary] [Purpose] The objective is to prevent cutter bits from being damaged by obstacles by detecting obstacles in the face excavated by a shield excavator in advance. [Structure] In a shield excavator that excavates underground while rotating a cutter head 4 provided at the front of the shield body, obstacles 28 in the face are placed in front of the cutter head 4.
A detection bit 10 for detecting is provided so that its tip protrudes forward from the tip of the cutter bit 5, and an obstacle 28 in the face is detected from fluctuations in the load acting on the detection bit 10. As a result, when the detection bit 10 detects the obstacle 28, the rotation of the cutter head 4 is stopped and the obstacle 28 is dealt with, thereby preventing damage to the cutter bit 5 etc. caused by the obstacle 28. .

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【0001】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この考案はトンネルを掘削するシールド掘進機の障害物検出装置に関する。 This invention relates to an obstacle detection device for a shield excavator that excavates a tunnel.

【0002】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

従来トンネルを掘削するシールド掘進機は,シールドジャッキにより地中へ推 進されるシールド本体の前部に,カッタヘッドモータにより回転されるカッタヘ ッドが設けられている。 またカッタヘッドの前面には多数のカッタビットが取付けられていて,カッタ ヘッドの回転に伴いこれらカッタビットによりシールド本体前方の切羽を掘削す るようになっており,掘削された土砂は土砂取込み口によりシールド本体前部の チャンバ内へ取込まれた後排土装置により排出され,さらにシールド本体の後方 へと搬出されるように構成されている。 Conventional shield excavators that excavate tunnels are propelled underground using shield jacks. A cutter head rotated by a cutter head motor is attached to the front of the shield body being advanced. A pad is provided. In addition, a large number of cutter bits are attached to the front of the cutter head. As the head rotates, these cutter bits excavate the face in front of the shield body. The excavated earth and sand are transported to the front part of the shield body through the earth and sand intake port. After being taken into the chamber, it is ejected by the earth removal device, and is further removed from the rear of the shield body. It is configured to be transported to.

【0003】0003

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

上記のような従来のシールド掘進機では,掘進中に岩盤などの障害物に突き当 った場合,カッタヘッドの回転トルクがこれを駆動するカッタヘッドモータの能 力を越えてカッタヘッドが停止するまで気付かないことが多かった。 その結果過負荷によりカッタヘッドモータが損傷したり,カッタビットが破損 するなどの不具合があった。 この考案は上記不具合を改善する目的でなされたもので,切羽中の障害物が事 前に検出できるようにしたシールド掘進機の障害物検出装置を提供しようとする ものである。 Conventional shield excavators such as those mentioned above run into obstacles such as bedrock while excavating. When the rotational torque of the cutter head increases the performance of the cutter head motor that drives it, In many cases, the cutter head was not noticed until the force was exceeded and the cutter head stopped. As a result, the cutter head motor may be damaged or the cutter bit may be damaged due to overload. There were some problems such as. This idea was made with the aim of improving the above-mentioned problems, and the obstacles in the face were Attempts to provide an obstacle detection device for shield tunneling machines that was previously able to detect It is something.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この考案は上記目的を達成するために,シールド本体の前部に設けられたカッ タヘッドを回転させながら地中を掘進するシールド掘進機において,上記カッタ ヘッドの前面に切羽中の障害物を検知する検知ビットを先端がカッタヘッドの先 端より前方へ突出するように設けると共に,上記検知ビットに作用する負荷の変 動より切羽中の障害物を検出するようにしたものである。 In order to achieve the above purpose, this idea has a cup installed at the front of the shield body. In a shield excavator that excavates underground while rotating the cutter head, the cutter A detection bit is installed on the front of the head to detect obstacles in the cutting face. In addition to protruding forward from the end, it is also possible to change the load acting on the detection bit. This system is designed to detect obstacles in the face from movement.

【作用】[Effect]

上記構成により切羽中の障害物を検出したらカッタヘッドの回転を停止して障 害物の処理を行うことにより,障害物によりカッタビットが破損したり,カッタ ヘッドモータが過負荷により焼損するなどの不具合を未然に防止することができ るようになる。 With the above configuration, when an obstacle is detected in the face, the rotation of the cutter head is stopped and the obstacle is detected. By disposing of harmful objects, the cutter bit may be damaged due to obstacles, or the cutter bit may be damaged. It is possible to prevent problems such as burnout of the head motor due to overload. Become so.

【0005】[0005]

【実施例】【Example】

この考案の一実施例を図面を参照して詳述する。 図1はシールド掘進機の断面図,図2は同正面図,図3は障害物検出装置の詳 細図,そして図4は該装置の油圧回路を示す。 これら図において1はシールドジャッキ2により地中へ推進されるシールド本 体で,前部にカッタヘッドモータ3により回転されるカッタヘッド4を有してい る。 上記カッタヘッド4の前面には図2に示すように多数のカッタビット5が放射 方向に取付けられていて,カッタヘッド4の回転に伴いこれらカッタビット5に よりシールド本体1前方の切羽を掘削すると共に,掘削された土砂は,土砂取込 み口6よりシールド本体1前部のチャンバ7内へ取込まれた後,チャンバ7内に 注入された泥水によりスラリー化され,さらに排泥管8によりシールド本体1の 後方へ排出されるようになっている。 An embodiment of this invention will be described in detail with reference to the drawings. Figure 1 is a cross-sectional view of the shield tunneling machine, Figure 2 is a front view of the same, and Figure 3 is a detailed view of the obstacle detection device. A detailed drawing and FIG. 4 show the hydraulic circuit of the device. In these figures, 1 is a shield book propelled underground by a shield jack 2. It has a cutter head 4 rotated by a cutter head motor 3 in the front part. Ru. As shown in FIG. 2, a large number of cutter bits 5 are emitted from the front surface of the cutter head 4. These cutter bits 5 are attached as the cutter head 4 rotates. The face in front of the shield body 1 is excavated, and the excavated earth and sand are taken in. After being taken into the chamber 7 at the front of the shield body 1 through the opening 6, The injected muddy water is turned into a slurry, and the mud draining pipe 8 further drains the shield body 1. It is designed to be ejected to the rear.

【0006】 一方上記カッタヘッド4の前面には図1及び図2に示すように複数個所に検知 ビット10が設けられている。 これら検知ビット10は図3に示すようにほぼ菱形に形成されていて,先端部が カッタビット4の先端面11よりやや前方へ突出されていると共に,基端側がピン 12によりカッタヘッド4の面板13に回動自在に枢着されている。 また検知ビット10の基端部と面板13に設けられたブラケット14の間には検知ビ ット10がピン12を中心に回動された際伸縮する油圧シリンダ15が設けられていて ,この油圧シリンダ15内の圧力室16,17は図4に示す油圧回路に接続されている 。 すなわち油圧シリンダ15の各圧力室16,17に接続された管路18はカッタヘッド 4の回転軸19に設けられた回転継手20を介して圧力伝送器21及び流量計22に接続 され,さらにチェック弁23を介して電磁切換え弁24に接続されている。 また回転継手20と圧力伝送器21及び流量計22の間を接続する管路の途中にはチ ェック弁25を介してリリーフ弁26が接続されている。[0006] On the other hand, on the front surface of the cutter head 4, as shown in Figs. Bit 10 is provided. As shown in Fig. 3, these detection bits 10 are approximately diamond-shaped, with the tip end It protrudes slightly forward from the distal end surface 11 of the cutter bit 4, and the proximal end is pinned. 12, the cutter head 4 is rotatably pivoted to the face plate 13 of the cutter head 4. Additionally, there is a detection bit between the base end of the detection bit 10 and the bracket 14 provided on the face plate 13. A hydraulic cylinder 15 is provided that expands and contracts when the kit 10 is rotated around a pin 12. , the pressure chambers 16 and 17 in this hydraulic cylinder 15 are connected to the hydraulic circuit shown in Fig. 4. . In other words, the pipe line 18 connected to each pressure chamber 16, 17 of the hydraulic cylinder 15 is connected to the cutter head. Connected to the pressure transmitter 21 and flow meter 22 via the rotary joint 20 provided on the rotating shaft 19 of 4. It is further connected to an electromagnetic switching valve 24 via a check valve 23. In addition, there is a check mark in the middle of the pipe connecting the rotary joint 20, the pressure transmitter 21, and the flow meter 22. A relief valve 26 is connected via a check valve 25.

【0007】 次に作用を説明すると,カッタヘッド4を回転させながらシールド本体1を推 進させて,カッタヘッド4前面のカッタビット5により切羽を掘削中に図3に示 すように障害物28に突き当ると,カッタビット5の先端面11より前方に突出した 検知ビット10がまずこの障害物28に衝突して,障害物28によりピン12を中心に検 知ビット10が回動される。 これによって油圧シリンダ15が短縮して,ヘッド側圧力室17の油圧が上昇し, ロッド側圧力室16に負圧が発生する。[0007] Next, to explain the operation, the shield body 1 is pushed while rotating the cutter head 4. As shown in Figure 3, the cutting face is being excavated by the cutter bit 5 on the front of the cutter head 4. When the cutter bit 5 hits the obstacle 28, it protrudes forward from the tip surface 11 of the cutter bit 5. Detection bit 10 first collides with this obstacle 28, and the detection bit 10 is detected centering on pin 12 by the obstacle 28. Knowledge bit 10 is rotated. This shortens the hydraulic cylinder 15 and increases the oil pressure in the head side pressure chamber 17. Negative pressure is generated in the rod side pressure chamber 16.

【0008】 ヘッド側圧力室17の油圧が上昇すると,圧力伝送器21に図4に示すような圧力 変動が発生し,この圧力変動は電気信号に変換されて,オペレータ室(図示せず )へ送られ,障害物28へ突き当ったのをオペレータへ知らせると共に,ヘッド側 圧力室17の油圧がリリーフ弁26の設定圧を越えると,リリーフ弁26よりタンク29 へリリーフされる。 またロッド側圧力室16に負圧が発生すると,油が流量計22を介して吸い上げら れ,これによって流量計22の流量が図4に示すように変化する。[0008] When the oil pressure in the head side pressure chamber 17 rises, the pressure transmitter 21 shows the pressure shown in Figure 4. This pressure fluctuation is converted into an electrical signal and sent to the operator's room (not shown). ) to inform the operator that it has hit obstacle 28, and also to notify the operator that the head has hit the obstacle 28. When the oil pressure in the pressure chamber 17 exceeds the set pressure of the relief valve 26, the relief valve 26 releases the tank 29. will be relieved. Also, when negative pressure is generated in the rod side pressure chamber 16, oil is sucked up through the flow meter 22. As a result, the flow rate of the flowmeter 22 changes as shown in FIG.

【0009】 この流量の変化は電気信号に変換されてオペレータ室へ送られるため,オペレ ータは圧力伝送器21より送られる圧力変動及び流量計22より送られる流量変動を 監視することにより,障害物28に突き当ったのをカッタビット5が掘削を開始す る前に検知できるようになる。 従って障害物28を検知したら,カッタヘッド4の回転を停止して,この障害物 28を取除くなどの処理を行うことにより,カッタビット5の破損や,カッタヘッ ドモータ3の焼損を防止することができるようになる。 なお上記実施例では,油圧シリンダ15内の圧力室16,17の圧力変動をオペレー タが監視して,障害物28を検知した場合カッタヘッド4を停止するようにしたが ,圧力伝送器21からの信号により自動的にカッタヘッド4を停止するようにして もよい。[0009] This change in flow rate is converted into an electrical signal and sent to the operator's room. The meter detects pressure fluctuations sent from the pressure transmitter 21 and flow rate fluctuations sent from the flowmeter 22. By monitoring, the cutter bit 5 can detect when it has hit the obstacle 28 and starts digging. It will be possible to detect it before it occurs. Therefore, when the obstacle 28 is detected, the rotation of the cutter head 4 is stopped and this obstacle is detected. 28 will prevent damage to the cutter bit 5 and cutter head. This makes it possible to prevent the motor 3 from burning out. In the above embodiment, the pressure fluctuations in the pressure chambers 16 and 17 in the hydraulic cylinder 15 are The cutter head 4 is monitored and the cutter head 4 is stopped if an obstacle 28 is detected. , the cutter head 4 is automatically stopped by a signal from the pressure transmitter 21. Good too.

【0010】0010

【考案の効果】[Effect of the idea]

この考案は以上詳述したように,シールド掘進機による掘進中に岩盤などの障 害物に突き当ると,カッタビットがこれを掘削する前に検知するため,障害物を 検知したらカッタヘッドを停止して障害物を処理することにより,障害物により カッタビットが破損されたり,カッタヘッドモータに過負荷が作用してカッタヘ ッドモータが焼損するなどの不具合を確実に防止できるようになる。 As detailed above, this idea is designed to prevent obstacles such as bedrock from occurring during excavation by a shield excavator. If an obstacle is hit, the cutter bit detects this before digging, allowing it to move away from the obstacle. When the cutter head is detected, the cutter head is stopped and the obstacle is removed. The cutter bit may be damaged or the cutter head motor may be overloaded. This makes it possible to reliably prevent problems such as burnout of the head motor.

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

【図1】この考案の一実施例になるシールド掘進機の断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a shield tunneling machine that is an embodiment of the invention.

【図2】同シールド掘進機の正面図である。FIG. 2 is a front view of the shield tunneling machine.

【図3】障害物検知装置の詳細図である。FIG. 3 is a detailed diagram of the obstacle detection device.

【図4】同装置の油圧回路を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit of the device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールド本体 4 カッタヘッド 5 カッタビット 10 検知ビット 15 油圧シリンダ 16 圧力室 17 圧力室 28 障害物 1 Shield body 4 Cutter head 5 Cutter bit 10 detection bits 15 Hydraulic cylinder 16 Pressure chamber 17 Pressure chamber 28 Obstacles

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 シールド本体1の前部に設けられたカッ
タヘッド4を回転させながら地中を掘進するシールド掘
進機において,上記カッタヘッド4の前面に切羽中の障
害物を検知する検知ビット10を先端がカッタビット5の
先端より前方へ突出するように設けると共に,上記検知
ビット10に作用する負荷の変動より切羽中の障害物28を
検出するようにしてなるシールド掘進機の障害物検出装
置。
Claim 1: In a shield excavator that excavates underground while rotating a cutter head 4 provided at the front of a shield body 1, a detection bit 10 is provided in front of the cutter head 4 to detect obstacles in the face. An obstacle detection device for a shield excavator, which is provided with a tip protruding forward from the tip of the cutter bit 5, and detects an obstacle 28 in the face from fluctuations in the load acting on the detection bit 10. .
【請求項2】 上記検知ビット10に油圧シリンダ15を接
続して,油圧シリンダ15内の圧力室16,17の圧力変動に
より障害物28を検出するようにしてなる請求項1記載の
障害物検出装置。
2. Obstacle detection according to claim 1, wherein a hydraulic cylinder 15 is connected to the detection bit 10, and the obstacle 28 is detected by pressure fluctuations in pressure chambers 16 and 17 within the hydraulic cylinder 15. Device.
JP1596591U 1991-02-27 1991-02-27 Obstacle detection device for shield tunneling machine Pending JPH04108691U (en)

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JP (1) JPH04108691U (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH074596U (en) * 1993-06-29 1995-01-24 川崎重工業株式会社 Copy cutter device for shield machine
JP2021188294A (en) * 2020-05-27 2021-12-13 鹿島建設株式会社 Control system of shield excavator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH074596U (en) * 1993-06-29 1995-01-24 川崎重工業株式会社 Copy cutter device for shield machine
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