JPH0658085A - Hydraulic device of shield excavating machine - Google Patents
Hydraulic device of shield excavating machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、トンネルなどを掘削す
るためのシールド掘削機のカッターの油圧装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic device for a cutter of a shield excavator for excavating a tunnel or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】シールド掘削機は、例えば図５に示すよ
うに、掘削機１の外枠を構成する円筒状のシールド本体
３が掘削部分を支持しながら、トンネルなどの掘削を行
う。シールド本体３の後方にはセグメントが連続して配
置され、トンネルの内側を支持する。また、シールド本
体３には図示しないシールドジャッキが備えられ、すで
に設けられた構造体を押圧し、その反力によりシールド
本体３が前進する。2. Description of the Related Art A shield excavator excavates a tunnel or the like, as shown in FIG. 5, for example, while a cylindrical shield body 3 forming an outer frame of the excavator 1 supports an excavated portion. The segments are continuously arranged behind the shield body 3 to support the inside of the tunnel. Further, the shield body 3 is provided with a shield jack (not shown), presses the already provided structure, and the shield body 3 advances due to the reaction force thereof.
【０００３】シールド本体３の前面には、掘削用のカッ
ターディスク５が設けられている。カッターディスク５
の後方にはリングギア７が一体的に設けられ、このリン
グギア７には複数の油圧モータ９が噛合っている。この
油圧モータ９が油圧によって、前記カッター５を回転駆
動させる。掘削された土砂は、カッターチャンバ１１内
へ落ち込み、スクリューコンベア１３及びベルトコンベ
ア１５によって後方へ排出される。A cutter disk 5 for excavation is provided on the front surface of the shield body 3. Cutter disk 5
A ring gear 7 is integrally provided at the rear of the ring gear 7, and a plurality of hydraulic motors 9 are meshed with the ring gear 7. The hydraulic motor 9 hydraulically drives the cutter 5 to rotate. The excavated earth and sand fall into the cutter chamber 11 and are discharged rearward by the screw conveyor 13 and the belt conveyor 15.
【０００４】そして、前記複数の油圧モータ９は、図６
に示すように別個の油圧回路、及び油圧源である油圧ポ
ンプ１７に接続されている。すなわち、本実施例におい
ては４つの油圧モータ９に対し４つの油圧ポンプ１７が
設けられている。そして、油圧回路には減圧弁１９（２
００（kg／cm2 ）で作動）及び切換弁２１が設けられて
いる。The plurality of hydraulic motors 9 shown in FIG.
As shown in (4), it is connected to a separate hydraulic circuit and a hydraulic pump 17 that is a hydraulic source. That is, in this embodiment, four hydraulic pumps 17 are provided for four hydraulic motors 9. The pressure reducing valve 19 (2
00 (kg / cm 2 )) and a switching valve 21 are provided.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術においては、リングギア７に噛合う４つの油圧モータ
９の内１つでも故障すると、掘削力が減退し、掘進不能
になる欠点があった。すなわち、４つの油圧モータ９が
共働して必要な掘削力を得るようになっており、内１つ
あるいは２以上の油圧モータ９が故障すると、たちまち
掘削力が不足してしまう。そのため、掘削を一時中断
し、油圧モータを修理せねばならず、掘削工事の効率を
悪くするものであった。However, in the prior art, if even one of the four hydraulic motors 9 meshing with the ring gear 7 fails, the excavation force is reduced and the excavation is impossible. That is, the four hydraulic motors 9 work together to obtain the required excavation force, and if one or more of the hydraulic motors 9 fail, the excavation force will be insufficient immediately. Therefore, excavation must be temporarily interrupted and the hydraulic motor must be repaired, which reduces the efficiency of excavation work.
【０００６】本発明は、以上の問題を解決するためにな
されたもので、複数の油圧モータの一部が故障しても他
の油圧モータが不足分の掘削力をカバーし、掘進を続行
することが可能なシールド掘削機の油圧装置を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems. Even if some of the hydraulic motors fail, the other hydraulic motors cover the shortage of excavation force and continue excavation. It is an object of the present invention to provide a hydraulic device for a shield excavator capable of performing the above.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め本発明は、シールド掘削機に設けられたカッターディ
スクのリングギアに噛合って前記カッターディスクの回
転駆動を行う複数の油圧モータと、各油圧モータが故障
したときに圧力流体をバイパスさせる各切換弁と、各油
圧モータへ送られる圧力流体の流量比を一定にする歯車
式フローデバイダと、歯車式フローデバイダを通して圧
力流体を送る油圧源とを備えたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of hydraulic motors that mesh with ring gears of a cutter disk provided in a shield excavator to drive the cutter disk in rotation. Each switching valve that bypasses the pressure fluid when each hydraulic motor fails, a gear type flow divider that keeps the flow rate ratio of the pressure fluid sent to each hydraulic motor constant, and a hydraulic source that sends the pressure fluid through the gear type flow divider. It is equipped with and.
【０００８】[0008]
【作用】例えば複数の油圧モータの内１つが故障した場
合には、その故障した油圧モータの切換弁により圧力流
体をバイパスさせ、その油圧モータの使用を中止する。
そして、この油圧モータを使用するか否かにかかわら
ず、歯車式フローデバイダの働きにより、他のカッター
の油圧回路へ送られる圧力流体及び前記使用が中止され
た油圧モータの油圧回路へ送られる圧力流体の流量比は
一定である。同時に、後者の圧力流体の圧力は殆ど０に
なり、その分前者の圧力流体の圧力が高まる。これによ
り、いわば故障した油圧モータの分の余力が他の油圧モ
ータへシフトされることになり、従来であれば不足する
はずであった掘削力をカバーできる。For example, when one of the plurality of hydraulic motors fails, the pressure fluid is bypassed by the switching valve of the failed hydraulic motor, and the use of the hydraulic motor is stopped.
Whether or not this hydraulic motor is used, the pressure fluid sent to the hydraulic circuit of another cutter and the pressure sent to the hydraulic circuit of the hydraulic motor whose use has been stopped by the action of the gear type flow divider. The flow rate ratio of the fluid is constant. At the same time, the pressure of the latter pressure fluid becomes almost zero, and the pressure of the former pressure fluid increases correspondingly. As a result, the surplus power of the faulty hydraulic motor is shifted to another hydraulic motor, so to speak, which can cover the excavating force that would have been insufficient in the past.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図において説明す
る。シールド掘削機の１つのカッターディスクのリング
ギアに、４つの油圧モータのギアが噛合い、カッターデ
ィスクの回転駆動を行う。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The gears of four hydraulic motors mesh with the ring gear of one cutter disk of the shield excavator to drive the rotation of the cutter disk.
【００１０】２つの油圧ポンプ１７が並列に設けられ、
圧力流体を往路２３へ送る。往路２３と復路２５との間
には減圧弁１９が設けられ、例えば２００（kg／cm2 ）
の圧力で弁が開き圧力流体をバイパスさせるようになっ
ている。この往路２３は、まず歯車式フローデバイダ２
７に接続される。歯車式フローデバイダ２７は図２〜図
４に示す構造を有し、往路２３を４つに分岐する。分岐
後の往路２３−１，２３−１，２３−３，２３−４に
は、ドライブギア２５とアイドルギア２７が噛合って設
けられている。ドライブギア２５は分岐後の４つの往路
２３−１，２３−２，２３−３，２３−４で共通のもの
であり、アイドルギア２７は各往路２３−１，２３−
２，２３−３，２３−４で別個であり、遊転する。した
がって各ギア２５，２７の回転数は同じであり、この回
転数は圧力流体の各流量に比例する。よって、分岐後の
４つの往路２３−１，２３−２，２３−３，２３−４に
おける流量比は常に一定となる。Two hydraulic pumps 17 are provided in parallel,
The pressure fluid is sent to the outward path 23. A pressure reducing valve 19 is provided between the outward path 23 and the return path 25, for example, 200 (kg / cm 2 )
The valve is opened by the pressure of 1 to bypass the pressure fluid. First, the forward path 23 is provided with the gear type flow divider 2
Connected to 7. The gear type flow divider 27 has the structure shown in FIGS. 2 to 4, and branches the outward path 23 into four. A drive gear 25 and an idle gear 27 are provided in mesh with each other on the outward paths 23-1, 23-1, 23-3, 23-4 after the branch. The drive gear 25 is common to the four outgoing paths 23-1, 23-2, 23-3, 23-4 after branching, and the idle gear 27 is used for each of the outgoing paths 23-1, 23-23.
2, 23-3 and 23-4 are separate and idle. Therefore, the rotation speeds of the gears 25 and 27 are the same, and this rotation speed is proportional to each flow rate of the pressure fluid. Therefore, the flow rate ratios in the four outward paths 23-1, 23-2, 23-3, 23-4 after branching are always constant.
【００１１】歯車式フローデバイダ２７を出た各往路２
３−１，２３−２，２３−３，２３−４には減圧弁２９
が各々設けられ、例えば２６５（kg／cm2 ）の圧力で作
動し圧力流体を逃がし回路の安全を計る。更に各往路２
３−１，２３−２，２３−３，２３−４は切換弁２１を
介して各油圧モータ９に接続されている。これら切換弁
２１と油圧モータ９は並列に設けられ、各油圧モータ９
を出た各復路２５−１，２５−２，２５−３，２５−４
は切換弁２１を経て合流し、油圧ポンプ１７に戻る。Each forward path 2 exiting the gear type flow divider 27
The pressure reducing valve 29 is provided on the parts 3-1, 23-2, 23-3 and 23-4.
Are provided respectively and operate at a pressure of 265 (kg / cm 2 ), for example, to release the pressure fluid and measure the safety of the circuit. Furthermore, each outbound route 2
3-1, 23-2, 23-3, 23-4 are connected to each hydraulic motor 9 via a switching valve 21. The switching valve 21 and the hydraulic motor 9 are provided in parallel, and each hydraulic motor 9
Return paths 25-1, 25-2, 25-3, 25-4
Merge via the switching valve 21 and return to the hydraulic pump 17.
【００１２】以下、本実施例の作用について説明する。
まず、本実施例における歯車式フローデバイダ２７の作
用について説明する。油圧ポンプ１７で発生する圧力を
Ｐ、送り出す圧力流体の流量をＱとし、４つの油圧モー
タへ送られる圧力流体の圧力をＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，
Ｐ4 、流量をＱ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 とする。油圧回路
での粘性抵抗などの抵抗による流体エネルギー損失を無
視すれば、歯車式フローデバイダ２７における流体エネ
ルギー損失は極めて小さいので、歯車式フローデバイダ
２７を挟んで行われる仕事が一定であるとできることか
ら ＰＱ＝Ｐ1 Ｑ1 ＋Ｐ2 Ｑ2 ＋Ｐ3 Ｑ3 ＋Ｐ4 Ｑ4 となる。歯車式フローディバイダ２７の働きにより
Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 の比は一定である。ここでは仮に
Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 が等しいものとすれば （Ｑ／４）＝Ｑ1 ＝Ｑ2 ＝Ｑ3 ＝Ｑ4 となる。よって、初めの式は ＰＱ＝Ｐ1 （Ｑ／４）＋Ｐ2 （Ｑ／４）＋Ｐ3 （Ｑ／４）＋Ｐ4 （Ｑ／４） となり、結局 ４Ｐ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ3 ＋Ｐ4 となる。The operation of this embodiment will be described below.
First, the operation of the gear type flow divider 27 in this embodiment will be described. Let P be the pressure generated by the hydraulic pump 17, Q be the flow rate of the pressure fluid sent out, and P 1 , P 2 , P 3 , the pressures of the pressure fluid sent to the four hydraulic motors.
Let P 4 and the flow rates be Q 1 , Q 2 , Q 3 , and Q 4 . If the fluid energy loss due to resistance such as viscous resistance in the hydraulic circuit is ignored, the fluid energy loss in the gear type flow divider 27 is extremely small, so it can be said that the work performed by sandwiching the gear type flow divider 27 is constant. PQ = P 1 Q 1 + P 2 Q 2 + P 3 Q 3 + P 4 Q 4 . Due to the action of the gear type flow divider 27, the ratio of Q 1 , Q 2 and Q 3 is constant. Here, if Q 1 , Q 2 , Q 3 , and Q 4 are equal, (Q / 4) = Q 1 = Q 2 = Q 3 = Q 4 . Therefore, the first equation is PQ = P 1 (Q / 4) + P 2 (Q / 4) + P 3 (Q / 4) + P 4 (Q / 4), and finally 4P = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 Become.
【００１３】前記Ｐの上限は減圧弁１９の働きにより例
えば２００（kg／cm2 ）となる。またＰ1 ，Ｐ2 ，
Ｐ3 ，Ｐ4 の上限は減圧弁２９の働きにより例えば２４
５（kg／cm2 ）となる。The upper limit of P is, for example, 200 (kg / cm 2 ) due to the action of the pressure reducing valve 19. In addition, P 1 , P 2 ,
The upper limit of P 3 and P 4 is, for example, 24 due to the action of the pressure reducing valve 29.
It becomes 5 (kg / cm 2 ).
【００１４】そして油圧モータ９の１つが故障すると、
この油圧モータ９の切換弁２１が切換えられ圧力流体は
復路２５へバイパスされる。これにより、この油圧モー
タ９を使用しないものの圧力流体は流れ（流量Ｑ4 ）、
かつ圧力Ｐ4 はほぼ０となる。Ｐ4 が０の場合は、上の
式から明らかなように、Ｐ1 ，Ｐ2 、及びＰ3 はその分
だけ大きくなる。このことは、いわば故障した油圧モー
タの余力が他の油圧モータへシフトされるものであると
いえる。When one of the hydraulic motors 9 fails,
The switching valve 21 of the hydraulic motor 9 is switched and the pressure fluid is bypassed to the return path 25. As a result, the pressure fluid flows without using the hydraulic motor 9 (flow rate Q 4 ),
Moreover, the pressure P 4 becomes almost zero. When P 4 is 0, P 1 , P 2 , and P 3 are correspondingly larger, as is clear from the above equation. It can be said that this means that the remaining power of the failed hydraulic motor is shifted to another hydraulic motor.
【００１５】これに比べ、従来のように各油圧モータ９
に対し油圧回路や油圧ポンプ１７が独立して並列に設け
られている場合には、通常の掘削力は ２００（kg／cm2 ）×４＝８００（kg／cm2 ） によって得られるが、内１つの油圧モータ９が故障し使
用が中止された場合には ２００（kg／cm2 ）×３＝６００（kg／cm2 ） による掘削力へ減衰する。In comparison with this, as in the conventional case, each hydraulic motor 9
On the other hand, when the hydraulic circuit and the hydraulic pump 17 are independently provided in parallel, the normal excavation force is obtained by 200 (kg / cm 2 ) × 4 = 800 (kg / cm 2 ). When one hydraulic motor 9 breaks down and its use is stopped, the excavating force is reduced to 200 (kg / cm 2 ) × 3 = 600 (kg / cm 2 ).
【００１６】これに対し、本実施例によれば上記したよ
うに例えば減圧弁２９が作動する圧力を２６５（又は２
４５（kg／cm2 ））とすれば２６５（又は２４５（kg／
cm2））×３＝７９５（又は７３５（kg／cm2 ））によ
る掘削力を得、殆ど掘削力の減退がない。On the other hand, according to this embodiment, as described above, for example, the pressure at which the pressure reducing valve 29 operates is set to 265 (or 2).
45 (kg / cm 2 ), 265 (or 245 (kg /
cm 2 )) × 3 = 795 (or 735 (kg / cm 2 )) is obtained, and there is almost no decrease in the excavation force.
【００１７】換言すれば、このように故障した油圧モー
タの分の余力が他の油圧モータへシフトされることにな
より、これら他の油圧モータのトルクが増強される。上
の例では２００（kg／cm）から２６５（又は２４５（kg
／cm2 ））の値の増加に比例して増強される。In other words, the torque of these other hydraulic motors is increased by shifting the remaining power of the defective hydraulic motors to the other hydraulic motors. In the above example, 200 (kg / cm) to 265 (or 245 (kg
/ Cm 2 )) value increases proportionally.
【００１８】尚、以上の実施例においては４つの油圧モ
ータ９の内１つの油圧モータに故障が生じた場合を説明
したが、複数の油圧モータに故障が生じた場合であって
も他の油圧モータにより掘削力の不足がカバーされる。In the above embodiments, the case where one hydraulic motor out of the four hydraulic motors 9 fails has been described. However, even if a plurality of hydraulic motors fail, another hydraulic The motor covers the lack of excavation power.
【００１９】また、以上の実施例においては油圧モータ
９は４つ設けられるものとして説明したが、他の実施例
においては２つ，３つ、あるいは５つ以上とすることも
可能である。In the above embodiments, four hydraulic motors 9 are provided, but in other embodiments, two, three, or five or more hydraulic motors 9 may be provided.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のシールド
掘削機の油圧装置によれば、歯車式フローデバイダの特
性により故障した油圧モータ分の不足するはずであった
掘削力を他の油圧モータがカバーするので、カッターは
全体として充分な掘削力を得、掘進が可能となる。した
がって、仮に複数の油圧モータの一部が故障しても必ず
しも直ちに修理を行わずに掘進を続行でき、作業能率を
高めることができる。As described above, according to the hydraulic device for a shield excavator of the present invention, the excavating force that should have been insufficient for the hydraulic motor that failed due to the characteristics of the gear type flow divider is not supplied to another hydraulic motor. Since it is covered by the cutter, the cutter as a whole obtains sufficient excavating force and can proceed with excavation. Therefore, even if a part of the plurality of hydraulic motors fails, the excavation can be continued without immediate repair, and the work efficiency can be improved.
【図１】本発明の一実施例に係る油圧回路図である。FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の歯車式フローデバイダの縦断面正面図で
ある。FIG. 2 is a vertical sectional front view of the gear type flow divider shown in FIG.
【図３】図２の縦断面側面図である。3 is a vertical sectional side view of FIG. 2. FIG.
【図４】図２の水平断面図である。FIG. 4 is a horizontal sectional view of FIG.
【図５】シールド掘削機の一例を示す縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view showing an example of a shield excavator.
【図６】従来の油圧回路図である。FIG. 6 is a conventional hydraulic circuit diagram.
１ シールド掘削機 ３ シールド本体 ５ カッターディスク ７ リングギア ９ 油圧モータ １１ カッターチャンバ １３ スクリューコンベア １５ ベルトコンベア １９，２９ 減圧弁 ２１ 切換弁 ２５ ドライブギア ２７ 歯車式フローデバイダ ２７ アイドルギア 1 Shield Excavator 3 Shield Main Body 5 Cutter Disc 7 Ring Gear 9 Hydraulic Motor 11 Cutter Chamber 13 Screw Conveyor 15 Belt Conveyor 19, 29 Pressure Reduction Valve 21 Switching Valve 25 Drive Gear 27 Gear Type Flow Divider 27 Idle Gear
Claims (1)
ィスクのリングギアに噛合って前記カッターディスクの
回転駆動を行う複数の油圧モータと、各油圧モータが故
障したときに圧力流体をバイパスさせる各切換弁と、各
油圧モータへ送られる圧力流体の流量比を一定にする歯
車式フローデバイダと、歯車式フローデバイダを通して
圧力流体を送る油圧源と、を備えたシールド掘削機の油
圧装置。1. A plurality of hydraulic motors that mesh with ring gears of a cutter disk provided in a shield excavator to drive the rotation of the cutter disk, and switches for bypassing pressure fluid when each hydraulic motor fails. A hydraulic device for a shield excavator, comprising a valve, a gear type flow divider that makes a flow rate ratio of a pressure fluid sent to each hydraulic motor constant, and a hydraulic source that sends the pressure fluid through the gear type flow divider.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21517692A JP2737560B2 (en) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Shield excavator hydraulic system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21517692A JP2737560B2 (en) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Shield excavator hydraulic system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658085A true JPH0658085A (en) | 1994-03-01 |
| JP2737560B2 JP2737560B2 (en) | 1998-04-08 |
Family
ID=16667929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21517692A Expired - Lifetime JP2737560B2 (en) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Shield excavator hydraulic system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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|---|---|
| JP2737560B2 (en) | 1998-04-08 |
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