JPH08210086A - Tunnel boring machine - Google Patents

Tunnel boring machine

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JPH08210086A
JPH08210086A JP1489595A JP1489595A JPH08210086A JP H08210086 A JPH08210086 A JP H08210086A JP 1489595 A JP1489595 A JP 1489595A JP 1489595 A JP1489595 A JP 1489595A JP H08210086 A JPH08210086 A JP H08210086A
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JP
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cutter head
tunnel
excavator
cutter
drive
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Junichi Tanaka
淳一 田中
Kosaburo Tsuchiya
幸三郎 土屋
Keizo Kazama
慶三 風間
Hiroshi Ono
浩史 大野
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Obayashi Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Obayashi Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PURPOSE: To simplify a structure, to reduce costs, and to enhance reliability by enhancing the dustproof performance of a cutter drive. CONSTITUTION: In a tunnel boring machine in which a cutter head 14 that is freely driven and rotated is mounted at the front end of a skin plate 11, the cutter head 14 is supported by a parallel link mechanism 31 in such a way as to freely rock, the parallel link mechanism 31 comprising a plurality of rocking jacks 21 to 28 which are tilted in the circumferential direction and arranged in a truss form. The drive 17 of the cutter head 14 is sealed inside a dustproof case 19, the skin plate 11 is connected to the dustproof case 19 via freely rocking connecting cylinders 32, 33, and a hydraulic feed/discharge hose 34 is placed inside the connecting cylinders 32, 33.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、岩盤などを掘削するト
ンネル掘削機に関し、特に、異形断面形状のトンネルを
連続して掘削可能とするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunnel excavator for excavating rocks and the like, and more particularly to a tunnel excavator capable of continuously excavating a tunnel having an irregular cross section.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的なトンネル掘削機は円筒形の掘削
機本体の前部に円形のカッタヘッドが回転自在に装着さ
れてなり、このカッタヘッドに装着された駆動モータに
よってカッタヘッドが旋回させながら、掘削機本体を前
進させることで、地盤を掘削してトンネルを構築するも
のである。
2. Description of the Related Art In a general tunnel excavator, a circular cutter head is rotatably mounted on a front portion of a cylindrical excavator body, and a cutter motor is rotated by a drive motor mounted on the cutter head. However, the tunnel is constructed by excavating the ground by moving the excavator body forward.

【0003】ところで、掘削形成するトンネルは、地下
鉄が走行するためのものの他に、駅の地下道や下水道な
どとして用いられるものがあり、そのトンネルの断面は
円形のみならず、楕円形や四角形、馬蹄形などとなって
いる。ところが、このような円形以外の異形断面のトン
ネルは上述したようなトンネル掘削機で掘削形成するこ
とはできない。そのため、異形断面のトンネルを形成す
るには、トンネル掘削機にて円形断面のトンネルを形成
し、その後、トンネル内壁部を作業者の手掘りによって
掘削し、異形断面のトンネルを形成していた。
By the way, there are tunnels to be excavated and formed, which are used not only for running subways but also as underground passages for stations and sewers. The cross section of the tunnel is not only circular but also elliptical, square, horseshoe-shaped. And so on. However, such a tunnel having an irregular cross section other than a circular shape cannot be excavated by the tunnel excavator as described above. Therefore, in order to form a tunnel with an irregular cross section, a tunnel excavator forms a tunnel with a circular cross section, and then an inner wall of the tunnel is excavated by a worker to form a tunnel with an irregular cross section.

【0004】ところが、作業車の手堀りによるトンネル
の掘削作業は重労働であると共に、作業時間が長くかか
ってしまい、作業性がよくないという問題があり、異形
断面のトンネルを掘削するトンネル掘削機の出現が待た
れている。そこで、例えば、特開平1−256697号
公報に「異形断面シールド工法およびシールド機」とし
て異形断面が掘削可能なトンネル掘削機が開示されてい
る。
However, tunnel excavation work for excavating a tunnel having an irregular cross section has problems that the excavation work of a tunnel by hand-digging a work vehicle is a heavy labor and the work time is long and the workability is not good. Is awaited. Therefore, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-256697 discloses a tunnel excavator capable of excavating an irregular cross section as “a modified cross section shield construction method and a shield machine”.

【0005】この特開平1−256697号公報に開示
されたシールド機は、筒状のシールド機本体の前端部に
おいて、その中心部にセンターカッタを駆動回転自在に
設けると共に、このセンターカッタの外側に2つのサイ
ドカッタを駆動偏心回転自在で、且つ、センターカッタ
の周りを旋回自在に設けたものである。従って、センタ
ーカッタを回転すると共に2つのサイドカッタを偏心回
転させながらセンターカッタの周りを旋回することで、
例えば、四角形断面のトンネルを掘削形成することがで
きる。
In the shield machine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-256697, a center cutter is rotatably provided at the center of the front end of a cylindrical shield machine body and is provided outside the center cutter. Two side cutters are provided so that they can be driven eccentrically and freely rotatable, and can be swiveled around a center cutter. Therefore, by rotating the center cutter and eccentrically rotating the two side cutters, the center cutter is rotated around the center cutter.
For example, a tunnel having a rectangular cross section can be formed by excavation.

【0006】この特開平1−256697号公報に開示
された「異形断面シールド工法およびシールド機」とは
別に、特開平5−295986号公報に「岩盤掘削機」
として開示されたものがある。
In addition to the "heteromorphic cross section shield construction method and shield machine" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-256697, a "rock excavator" is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-295986.
Have been disclosed as.

【0007】この特開平5−295986号公報に開示
された「岩盤掘削機」は、自走自在な走行部を有する掘
削機本体の前部にパラレルリンク機構を介して駆動回転
するカッタヘッドを任意な方向へ揺動自在に設けたもの
である。従って、走行部によって掘削機本体を前進させ
る一方、カッタヘッドを回転させながら、パラレルリン
ク機構によってこのカッタヘッドを外方へ揺動させるこ
とで、自由な断面のトンネルを掘削形成することができ
る。
The "rock excavator" disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-295986 has an optional cutter head that is driven and rotated through a parallel link mechanism at the front of the excavator body having a free-running traveling section. It is provided so that it can swing freely in any direction. Therefore, while the excavator body is moved forward by the traveling portion, while the cutter head is being rotated, the parallel link mechanism swings the cutter head outward, whereby a tunnel having a free cross section can be excavated and formed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平1−
256697号公報に開示された従来の「異形断面シー
ルド工法およびシールド機」にあっては、岩盤を掘削す
るカッタが3つもあり、この各カッタを駆動する駆動モ
ータも同数必要となるばかりでなく、サイドカッタを複
雑に動作させなければならず、その駆動伝達系が複雑と
なってしまう。そのため、掘削機自体が複雑となって大
型化してしまい、且つ、価格も高コストなものとなって
しまうという問題があった。
However, Japanese Patent Laid-Open No. 1-
In the conventional "irregular section shield method and shield machine" disclosed in Japanese Patent No. 256697, there are three cutters for excavating rock, and not only the same number of drive motors are required to drive each cutter, The side cutter must be operated in a complicated manner, and its drive transmission system becomes complicated. Therefore, there is a problem that the excavator itself becomes complicated and large in size, and the price becomes high.

【0009】また、特開平5−295986号公報に開
示された従来の「岩盤掘削機」は、上述のシールド機よ
りも構造が簡素化されてはいるものの、この「岩盤掘削
機」にあっては、カッタ駆動モータが外部に露出してお
り、掘削土砂や泥水、粉塵等が付着してしまう。即ち、
掘削機は前方の岩盤を掘削しながら前進するため、掘削
機自体の露出部分には掘削した土砂や泥水がかかってし
まう。また、掘削機によって掘削されたトンネル内は粉
塵などか散乱しており、同様に、掘削機自体の露出部分
にはこの粉塵がかかってしまう。従って、この「岩盤掘
削機」では、トンネル内の掘削土砂や粉塵などが外部に
露出したカッタ駆動モータに付着してしまい、モータが
故障してしまう虞があった。
The conventional "rock excavator" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-295986 has a simpler structure than the shield machine described above, , The cutter drive motor is exposed to the outside, and excavated earth and sand, muddy water, dust and the like adhere to it. That is,
Since the excavator moves forward while excavating the rock in front, the exposed portion of the excavator itself is exposed to the excavated earth and muddy water. Further, dust or the like is scattered in the tunnel excavated by the excavator, and similarly, the dust is applied to the exposed portion of the excavator itself. Therefore, in this "rock excavator", excavated soil, dust, and the like in the tunnel may adhere to the cutter driving motor exposed to the outside, which may cause the motor to malfunction.

【0010】また、このカッタ駆動モータには、これを
駆動させるための電源ケーブルや油圧供給管などが接続
されることとなるが、カッタ駆動モータが外部に露出し
ているため、このモータから引き出された電源ケーブル
あるいは油圧供給管はトンネル内に露出した状態で掘削
機本体に接続されることとなり、掘削した土砂等の落下
によって欠損、あるいは切断されてしまう虞があり、装
置の信頼性並びに安全性の面で不十分であった。
Further, a power supply cable for driving the cutter drive motor and a hydraulic supply pipe are connected to the cutter drive motor. However, since the cutter drive motor is exposed to the outside, it is pulled out from the motor. The connected power cable or hydraulic supply pipe will be connected to the excavator body in an exposed state inside the tunnel, and there is a risk that it will be damaged or cut due to the fall of excavated earth and sand, etc. It was insufficient in terms of sex.

【0011】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、構造の簡素化及び低価格化を図ると共に、カ
ッタ駆動部の防塵性能を上げて信頼性の向上を図ったト
ンネル掘削機を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and aims at simplifying the structure and reducing the cost, and improving the dust-proof performance of the cutter driving portion to improve the reliability of the tunnel excavator. The purpose is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のトンネル掘削機は、掘削機本体の前端部に
駆動回転自在なカッタヘッドが装着されたトンネル掘削
機において、前記掘削機本体とカッタヘッドとを該カッ
タヘッドの周方向に傾斜させてトラス状に配設した複数
の揺動ジャッキによって揺動自在に連結すると共に、前
記カッタヘッドを駆動回転させる駆動装置を防塵ケース
内に密封したことを特徴とするものである。
The tunnel excavator of the present invention for achieving the above object is a tunnel excavator in which a drive head capable of rotating freely is attached to a front end portion of the excavator body. The main body and the cutter head are slidably connected in a circumferential direction of the cutter head and are swingably connected by a plurality of swing jacks arranged in a truss shape, and a drive device for driving and rotating the cutter head is provided in a dustproof case. It is characterized by being sealed.

【0013】また、本発明のトンネル掘削機は、掘削機
本体と防塵ケースとを揺動自在な連結筒を介して連結
し、該連結筒内に駆動装置を駆動回転させるための駆動
伝達手段を配設したことを特徴とするものである。
Further, in the tunnel excavator of the present invention, the excavator main body and the dustproof case are connected via a swingable connecting cylinder, and drive transmitting means for driving and rotating the drive device is provided in the connecting cylinder. It is characterized by being arranged.

【0014】[0014]

【作用】掘削機本体とカッタヘッドとを該カッタヘッド
の周方向に傾斜させてトラス状に配設した複数の揺動ジ
ャッキによって揺動自在に連結すると共にこのカッタヘ
ッドを駆動回転させる駆動装置を防塵ケース内に密封し
たことで、岩盤掘削時に落下する土砂や泥水、散乱する
粉塵は防塵ケースに遮られて駆動装置に直接付着するこ
とがない。
A driving device for swingably connecting the excavator body and the cutter head by a plurality of swing jacks inclined in the circumferential direction of the cutter head and arranged in a truss shape, and driving and rotating the cutter head. By sealing in the dust-proof case, the earth and sand, muddy water, and scattered dust that fall during rock excavation are blocked by the dust-proof case and do not directly adhere to the drive unit.

【0015】掘削機本体と防塵ケースとを揺動自在な連
結筒を介して連結してこの連結筒内に駆動装置を駆動回
転させるための駆動伝達手段を配設したことで、岩盤掘
削時に落下する土砂などが連結筒に保護されて駆動伝達
手段に直接かかることがない。
The excavator main body and the dustproof case are connected via a swingable connecting cylinder, and drive transmission means for driving and rotating the drive device is arranged in the connecting cylinder, so that the excavator body is dropped during rock excavation. The earth and sand to be protected is protected by the connecting cylinder and does not directly contact the drive transmission means.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0017】図1に本発明の一実施例に係るトンネル掘
削機の側面概略、図2に本実施例のトンネル掘削機の平
面概略、図3に本実施例のトンネル掘削機の正面概略、
図4に図2のIV−IV断面、図5に揺動ジャッキの制御ブ
ロックを示す。
FIG. 1 is a schematic side view of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the tunnel excavator of the present embodiment, and FIG. 3 is a schematic front view of the tunnel excavator of the present embodiment.
FIG. 4 shows a IV-IV cross section of FIG. 2, and FIG. 5 shows a control block of the swing jack.

【0018】図1乃至図4に示すように、本実施例のト
ンネル掘削機において、スキンプレート11は矩形の筒
状をなしており、前方に凹所12が形成されるように内
部に基盤13が一体に固定されている。一方、カッタヘ
ッド14は円形をなしてスキンプレート11の凹所12
内に位置しており、このカッタヘッド14は前面に多数
のカッタビット15が固定され、回転軸16が駆動部1
7に回転自在に支持されている。この駆動部17は油圧
モータ18を有しており、この油圧モータ18が駆動す
ることで、その駆動力が駆動部17内の図示しない歯車
機構を介して回転軸16に伝達され、カッタヘッド14
を回転することができるようになっている。そして、こ
のように構成された駆動部17は円筒形状の防塵ケース
19内に格納されており、外部から密封されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, in the tunnel excavator of this embodiment, the skin plate 11 has a rectangular tubular shape, and a base 13 is formed inside so that a recess 12 is formed in the front. Are fixed together. On the other hand, the cutter head 14 has a circular shape and has a recess 12 in the skin plate 11.
The cutter head 14 is located inside, and a large number of cutter bits 15 are fixed to the front surface of the cutter head 14, and the rotating shaft 16 is provided in
It is rotatably supported by 7. The drive unit 17 has a hydraulic motor 18, and when the hydraulic motor 18 is driven, its driving force is transmitted to the rotary shaft 16 via a gear mechanism (not shown) in the drive unit 17, and the cutter head 14 is driven.
It can be rotated. The drive unit 17 configured as described above is housed in the cylindrical dustproof case 19 and sealed from the outside.

【0019】駆動部17が格納された防塵ケース19は
スキンプレート11の凹所12内に位置し、基盤13と
対向している。そして、この基盤13と防塵ケース19
とは複数(本実施例では8本)の揺動ジャッキ21〜2
8(図5参照)によって揺動自在に連結されている。こ
の揺動ジャッキ21〜28は油圧の給排によって伸縮作
動するものであって、ジャッキ本体は基盤13に取付け
られた各球軸受29によって揺動自在に支持され、ロッ
ド先端部は防塵ケース19に取付けられた各球軸受30
によって揺動自在に支持されている。そして、この揺動
ジャッキ21〜28は2本で1組をなし、例えば、揺動
ジャッキ21がカッタヘッド14の周方向一方に傾斜
し、揺動ジャッキ22がカッタヘッド14の周方向他方
に傾斜して全体としてトラス状に配設されることでパラ
レルリンク機構31を構成している。
The dustproof case 19 in which the drive unit 17 is housed is located in the recess 12 of the skin plate 11 and faces the base plate 13. Then, the base 13 and the dustproof case 19
Is a plurality (eight in this embodiment) of rocking jacks 21 to 2.
8 (see FIG. 5) is swingably connected. The swinging jacks 21 to 28 are expanded and contracted by supplying and discharging hydraulic pressure. The jack body is swingably supported by each ball bearing 29 mounted on the base 13, and the rod tip portion is attached to the dustproof case 19. Each mounted ball bearing 30
It is swingably supported by. The rocking jacks 21 to 28 form one set, and, for example, the rocking jack 21 is tilted to one side in the circumferential direction of the cutter head 14, and the rocking jack 22 is tilted to the other circumferential direction of the cutter head 14. Then, the parallel link mechanism 31 is configured by being arranged in a truss shape as a whole.

【0020】従って、油圧モータ18を作動することで
駆動部17を介してカッタヘッド14を回転することが
でき、この状態でパラレルリンク機構31の各揺動ジャ
ッキ21〜28を作動することでカッタヘッド14を周
方向に回転(自転)させながら、凹所12内を径方向に
揺動させることができる。
Therefore, by operating the hydraulic motor 18, the cutter head 14 can be rotated via the drive unit 17. In this state, the swing jacks 21 to 28 of the parallel link mechanism 31 are operated to operate the cutter head 14. It is possible to swing the inside of the recess 12 in the radial direction while rotating (rotating) the head 14 in the circumferential direction.

【0021】また、スキンプレート11の基盤13と防
塵ケース19とは互いにスライド自在に嵌合した一対の
連結筒32,33によって連結されており、この連結筒
32,33の端部は自在継手となっており、防塵ケース
19は基盤13(スキンプレート11)に対して揺動自
在となっている。また、この連結筒32,33によって
スキンプレート11の内部と防塵ケース19の内部は連
通しており、この連結筒32,33内には一端が図示し
ない油圧給排源に連結された駆動伝達手段としての油圧
給排ホース34が通り、他端が防塵ケース19内の油圧
モータ18に連結されている。
Further, the base 13 of the skin plate 11 and the dustproof case 19 are connected to each other by a pair of connecting tubes 32 and 33 slidably fitted to each other, and the ends of the connecting tubes 32 and 33 form a universal joint. The dustproof case 19 is swingable with respect to the base 13 (skin plate 11). Further, the inside of the skin plate 11 and the inside of the dustproof case 19 communicate with each other by the connecting cylinders 32 and 33, and one end of the connecting cylinders 32 and 33 is connected to a hydraulic power supply / discharge source (not shown). The hydraulic supply / drain hose 34 as shown in FIG. 2 passes through, and the other end is connected to the hydraulic motor 18 in the dustproof case 19.

【0022】スキンプレート11はその後部に円周方向
に複数のシールドジャッキ35が並設されており、後方
に伸びる駆動ロッドの先端部にはスプレッダ36が取付
けられている。このシールドジャッキ35が作動してト
ンネル掘削機の掘進方向後方に駆動ロッドが伸長し、掘
削したトンネル内周面に構築された既設のセグメント3
7にスプレッダ36を押し付けることで、その反力によ
りスキンプレート11を前進することができる。また、
スキンプレート11の後部にはカッタヘッド14に対応
して左右一対の支持盤38が駆動回転自在に装着されて
おり、この一対の支持盤38にはエレクタ装置39がそ
れぞれ取付けられている。このエレクタ装置39はシー
ルドジャッキ35によって前進したスキンプレート11
と既設のセグメント37との間の空所に新しいセグメン
ト37を装着する。
The skin plate 11 has a plurality of shield jacks 35 arranged side by side in the circumferential direction at the rear portion thereof, and a spreader 36 is attached to the front end portion of the drive rod extending rearward. The shield jack 35 operates to extend the drive rod rearward of the tunnel excavator in the direction of excavation, and the existing segment 3 constructed on the inner circumferential surface of the excavated tunnel.
By pressing the spreader 36 against 7, the skin plate 11 can be advanced by its reaction force. Also,
A pair of left and right support plates 38 corresponding to the cutter head 14 are rotatably mounted on the rear portion of the skin plate 11, and an erector device 39 is attached to each of the pair of support plates 38. The erector device 39 has the skin plate 11 advanced by the shield jack 35.
The new segment 37 is installed in the space between the existing segment 37 and the existing segment 37.

【0023】更に、スキンプレート11にはカッタヘッ
ド14によって掘削され、凹所12内に溜まった土砂を
外部に搬出する左右一対のスクリューコンベア40が設
けられている。
Further, the skin plate 11 is provided with a pair of left and right screw conveyors 40 for carrying the earth and sand excavated by the cutter head 14 and accumulated in the recess 12 to the outside.

【0024】ここで、前述した複数の揺動ジャッキ21
〜28から構成されるパラレルリンク機構31の制御シ
ステムの構成について説明する。
Here, the plurality of swing jacks 21 described above are used.
The configuration of the control system of the parallel link mechanism 31 composed of 28 to 28 will be described.

【0025】図5に示すように、揺動ジャッキ21〜2
8において、例えば、揺動ジャッキ21の図示しないピ
ストンによって仕切られた2つの圧力室には油圧給排管
41,42が連結されており、各油圧給排管41,42
はそれぞれ非常遮断弁43,44を介してサーボ弁45
に連結されている。このサーボ弁45は揺動ジャッキ2
1の各圧力室への油圧の供給及び排出を切り換えるもの
であって、連結管46,47を介して油圧給排源48に
連結されている。
As shown in FIG. 5, swing jacks 21 to 2
8, hydraulic pressure supply / discharge pipes 41, 42 are connected to two pressure chambers partitioned by a piston (not shown) of the swing jack 21, and the hydraulic pressure supply / discharge pipes 41, 42 are connected.
Is a servo valve 45 via the emergency shutoff valves 43 and 44, respectively.
It is connected to. This servo valve 45 is a swing jack 2
The hydraulic pressure supply and discharge to each pressure chamber of No. 1 are switched, and are connected to a hydraulic pressure supply / discharge source 48 via connection pipes 46 and 47.

【0026】また、揺動ジャッキ21にはその作動位置
を検出する変位センサ49が装着されており、この変位
センサ49はコントローラ50を介して制御部51に接
続されている。そして、前述したサーボ弁45はサーボ
アンプ52を介して制御部51に接続されている。な
お、この制御部51には複数のジョイスティクレバーを
有する操作部53と非常停止ボタン54が接続されてい
る。
Further, the swing jack 21 is equipped with a displacement sensor 49 for detecting its operating position, and the displacement sensor 49 is connected to the control section 51 via the controller 50. The servo valve 45 described above is connected to the control unit 51 via the servo amplifier 52. An operation unit 53 having a plurality of joystick levers and an emergency stop button 54 are connected to the control unit 51.

【0027】従って、変位センサ49は揺動ジャッキ2
1の作動位置を検出しており、その検出信号をコントロ
ーラ50を介して制御部51に出力している。制御部5
1はこの検出信号に基づいてサーボアンプ52に指令信
号を出力し、サーボアンプ52はその指令信号に基づい
てサーボ弁45を制御し、油圧給排源48と揺動ジャッ
キ21との間で油圧の給排を行うようになっている。な
お、ここでは揺動ジャッキ21についてのみ説明した
が、他の揺動ジャッキ22〜28についても同様の構成
となっている。
Therefore, the displacement sensor 49 is the swing jack 2
The operating position of No. 1 is detected, and the detection signal is output to the control unit 51 via the controller 50. Control unit 5
1 outputs a command signal to the servo amplifier 52 based on this detection signal, the servo amplifier 52 controls the servo valve 45 based on the command signal, and the hydraulic pressure is supplied between the hydraulic pressure supply / discharge source 48 and the swing jack 21. It is designed to supply and discharge. Although only the swing jack 21 is described here, the other swing jacks 22 to 28 have the same configuration.

【0028】而して、本実施例のトンネル掘削機によっ
て岩盤を掘削するには、まず、複数のシールドジャッキ
35を伸長し、既設のセグメント37への押し付け反力
によってシールド掘削機本体、即ち、スキンプレート1
1を前進させる。一方、油圧給排ホース34によって油
圧モータ18に油圧の給排を行ってこの油圧モータ18
を駆動し、駆動部17によりカッタヘッド14を旋回さ
せ、カッタビット15によって前方の岩盤を掘削してい
く。このとき、パラレルリンク機構31の各揺動ジャッ
キ21〜28を作動し、防塵ケース19を介してカッタ
ヘッド14を、図3に示すように、径方向に移動させる
ことで、例えば、本実施例のように矩形断面のトンネル
を掘削することができる。
In order to excavate rock mass with the tunnel excavator of this embodiment, first, the plurality of shield jacks 35 are extended, and the shield excavator main body, that is, Skin plate 1
Move 1 forward. On the other hand, hydraulic pressure is supplied to and discharged from the hydraulic motor 18 by the hydraulic supply and discharge hose 34.
The cutter head 14 is swung by the driving unit 17, and the rock bed ahead is excavated by the cutter bit 15. At this time, the rocking jacks 21 to 28 of the parallel link mechanism 31 are operated to move the cutter head 14 in the radial direction through the dust-proof case 19 as shown in FIG. It is possible to excavate a tunnel with a rectangular cross section.

【0029】このとき、制御部51には変位センサ49
が検出した揺動ジャッキ21〜28の作動位置の検出信
号が入力されており、制御部51は予め設定された掘削
条件(掘削するトンネルの形状や寸法、長さ等)及び変
位センサ49の検出信号に基づいてサーボアンプ52に
指令信号を出力してサーボ弁45を制御し、油圧給排源
48と揺動ジャッキ21〜28との間で油圧の給排を行
う。従って、揺動ジャッキ21〜28は油圧の給排によ
って所定量往復駆動し、X方向及びY方向、Z方向の制
御が行われながら、カッタヘッド14を揺動させる。
At this time, the control unit 51 includes a displacement sensor 49
Detection signals of the operating positions of the rocking jacks 21 to 28 are input, and the control unit 51 detects preset excavation conditions (shape and size of tunnel to be excavated, length, etc.) and displacement sensor 49. A command signal is output to the servo amplifier 52 based on the signal to control the servo valve 45 to supply and discharge the hydraulic pressure between the hydraulic pressure supply / discharge source 48 and the swing jacks 21-28. Therefore, the rocking jacks 21 to 28 are reciprocally driven by a predetermined amount by supplying and discharging the hydraulic pressure, and rock the cutter head 14 while controlling the X direction, the Y direction, and the Z direction.

【0030】そして、カッタビット15によって掘削さ
れた土砂はチャンバ室としての凹所12に取り込まれ、
掘削土砂はスクリューコンベア40により外部に排出さ
れる。次に、シールドジャッキ35の何れか一つを縮み
方向に作動して既設のセグメント37との間に空所を形
成し、エレクタ装置39によってこの空所に新しいセグ
メント37を装着する。この作業の繰り返しによって所
定長さのトンネルを掘削形成していく。
Then, the earth and sand excavated by the cutter bit 15 is taken into the recess 12 as the chamber chamber,
The excavated soil is discharged outside by the screw conveyor 40. Next, one of the shield jacks 35 is operated in the contracting direction to form a space between the shield jack 35 and the existing segment 37, and a new segment 37 is attached to this space by the erector device 39. By repeating this operation, a tunnel of a predetermined length is excavated and formed.

【0031】このように本実施例にあっては、カッタヘ
ッド14を複数の揺動ジャッキ21〜28からなるパラ
レルリンク機構31によって揺動自在に支持し、カッタ
ヘッド14の駆動部17及び油圧モータ18を防塵ケー
ス19内に密封すると共にスキンプレート11の基盤1
3とこの防塵ケース19とを揺動自在な連結筒32,3
3を介して連結し、この連結筒32,33内に油圧給排
ホース34を配設したので、パラレルリンク機構31の
みの簡単な構造で異形断面のトンネルを掘削でき、この
岩盤掘削時に落下する土砂や泥水、散乱する粉塵に対し
て駆動部17及び油圧モータ18、油圧給排ホース34
が保護され、これらの故障や切断などを防止できる。ま
た、カッタヘッド14及び駆動部17、油圧モータ18
が防塵ケース19内に格納されてユニット化されている
ので、トンネル掘削後に別の掘削機に装着することで再
使用が可能となる。
As described above, in the present embodiment, the cutter head 14 is swingably supported by the parallel link mechanism 31 including the plurality of swing jacks 21 to 28, and the drive unit 17 of the cutter head 14 and the hydraulic motor. 18 is sealed in a dustproof case 19 and the base 1 of the skin plate 11
3 and this dustproof case 19 are swingable connecting cylinders 32, 3
Since the hydraulic supply / drain hose 34 is arranged in the connecting cylinders 32 and 33 by connecting via 3, the tunnel of irregular cross section can be excavated with a simple structure of only the parallel link mechanism 31, and the tunnel falls when excavating the bedrock. The drive unit 17, the hydraulic motor 18, the hydraulic supply / discharge hose 34 for dirt, muddy water, and scattered dust.
Are protected, and it is possible to prevent such failures and disconnections. Further, the cutter head 14, the drive unit 17, the hydraulic motor 18
Is stored in the dustproof case 19 and is unitized, so that it can be reused by mounting it on another excavator after tunnel excavation.

【0032】なお、上述の実施例において、カッタヘッ
ド14を駆動回転させる駆動装置を油圧モータ18とし
たが、電動モータでもよく、この場合、連結筒32,3
3内には電源ケーブルが配設されることとなる。また、
カッタヘッド14を揺動させるパラレルリンク機構31
を8本の揺動ジャッキ21〜28によって構成したが、
揺動ジャッキの数は8本に限定されるものではなく、6
本以上であればよく、10本でも12本でもよいもので
あり、この場合であっても前述と同様の作用効果を奏す
ることができる。
In the above embodiment, the hydraulic motor 18 is used as the drive device for driving and rotating the cutter head 14, but an electric motor may be used. In this case, the connecting cylinders 32, 3 are connected.
A power cable will be installed in 3. Also,
Parallel link mechanism 31 for swinging the cutter head 14
Is composed of eight rocking jacks 21-28,
The number of rocking jacks is not limited to eight, but six
It is sufficient that the number is equal to or more than 10 and the number may be 10 or 12, and even in this case, the same operational effect as described above can be obtained.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のトンネル掘削機によれば、掘削機本体とカ
ッタヘッドとをそのカッタヘッドの周方向に傾斜させて
トラス状に配設した複数の揺動ジャッキによって揺動自
在に連結すると共にカッタヘッドを駆動回転させる駆動
装置を防塵ケース内に密封したので、複数の揺動ジャッ
キを用いるだけで異形断面のトンネルを自由に掘削形成
することができ、構造の簡素化及び低価格化を図ること
ができると共に、岩盤掘削時に落下する土砂や泥水、あ
るいは散乱する粉塵が防塵ケースに遮られて駆動装置に
直接付着することがなく、駆動装置の破損や故障などを
防止することができ、カッタ駆動部の信頼性の向上を図
ることができる。
As described above in detail with reference to the embodiments, according to the tunnel excavator of the present invention, the excavator main body and the cutter head are arranged in a truss shape by inclining in the circumferential direction of the cutter head. Since a drive device that drives the cutter head to rotate and is connected by swinging with a plurality of swinging jacks is sealed in a dust-proof case, a tunnel with an irregular cross section can be freely excavated by using multiple swinging jacks. In addition to being able to simplify the structure and reduce the cost, the earth and muddy water that falls during rock excavation or scattered dust is not blocked by the dust-proof case and directly adheres to the drive device. It is possible to prevent damage or failure of the drive device, and improve the reliability of the cutter drive unit.

【0034】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
掘削機本体と防塵ケースとを揺動自在な連結筒を介して
連結してその連結筒内に駆動装置を駆動回転させるため
の駆動伝達手段を配設したので、岩盤掘削時に落下する
土砂や泥水などが連結筒に保護されて駆動伝達手段に直
接かかることがなく、駆動伝達手段の破損や切断などを
防止することができる。
According to the tunnel excavator of the present invention,
Since the excavator main body and the dust-proof case are connected through a swingable connecting cylinder and the drive transmitting means for driving and rotating the drive device is arranged in the connecting cylinder, the earth and sand and muddy water that fall during rock excavation. It is possible to prevent damage or disconnection of the drive transmission means without being directly applied to the drive transmission means by being protected by the connecting cylinder.

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

【図1】本発明の一実施例に係るトンネル掘削機の側面
概略図である。
FIG. 1 is a schematic side view of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例のトンネル掘削機の平面概略図であ
る。
FIG. 2 is a schematic plan view of the tunnel excavator of this embodiment.

【図3】本実施例のトンネル掘削機の正面概略図であ
る。
FIG. 3 is a schematic front view of the tunnel excavator of this embodiment.

【図4】図2のIV−IV断面図である。4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.

【図5】揺動ジャッキの制御ブロック図である。FIG. 5 is a control block diagram of a swing jack.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 スキンプレート(掘削機本体) 12 凹所 13 基盤 14 カッタヘッド 17 駆動部 18 駆動モータ 19 防塵ケース 21〜28 揺動ジャッキ 29,30 球軸受 31 パラレルリンク機構 32,33 連結筒 34 油圧給排ホース(駆動伝達手段) 35 シールドジャッキ 11 Skin Plate (Excavator Main Body) 12 Recess 13 Base 14 Cutter Head 17 Drive Unit 18 Drive Motor 19 Dust-Proof Case 21-28 Swing Jack 29,30 Ball Bearing 31 Parallel Link Mechanism 32,33 Connection Tube 34 Hydraulic Supply / Discharge Hose (Drive transmission means) 35 Shield jack

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 風間 慶三 東京都千代田区神田司町2−3 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 大野 浩史 東京都千代田区神田司町2−3 株式会社 大林組東京本社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Keizo Kazama 2-3 Kandajimachi, Chiyoda-ku, Tokyo Obayashi Corp. Tokyo Head Office (72) Inventor Hiroshi Ohno 2-3 Kandajimachi, Chiyoda-ku, Tokyo Obayashi Corp. Tokyo head office

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 掘削機本体の前端部に駆動回転自在なカ
ッタヘッドが装着されたトンネル掘削機において、前記
掘削機本体とカッタヘッドとを該カッタヘッドの周方向
に傾斜させてトラス状に配設した複数の揺動ジャッキに
よって揺動自在に連結すると共に、前記カッタヘッドを
駆動回転させる駆動装置を防塵ケース内に密封したこと
を特徴とするトンネル掘削機。
1. In a tunnel excavator in which a cutter head that can be driven and rotated is attached to a front end portion of an excavator body, the excavator body and the cutter head are arranged in a truss shape by inclining in a circumferential direction of the cutter head. A tunnel excavator characterized in that it is swingably connected by a plurality of swing jacks provided and a drive device for driving and rotating the cutter head is sealed in a dust-proof case.
【請求項2】 請求項1記載のトンネル掘削機におい
て、掘削機本体と防塵ケースとを揺動自在な連結筒を介
して連結し、該連結筒内に駆動装置を駆動回転させるた
めの駆動伝達手段を配設したことを特徴とするトンネル
掘削機。
2. The tunnel excavator according to claim 1, wherein the excavator body and the dust-proof case are connected via a swingable connecting cylinder, and drive transmission for driving and rotating a drive device in the connecting cylinder. A tunnel excavator characterized by arranging means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108869451A (en) * 2018-07-11 2018-11-23 中国铁建重工集团有限公司 A kind of featured oil cylinder connection structure and the double-shielded TBM with the structure
CN113187496A (en) * 2021-05-31 2021-07-30 安徽唐兴机械装备有限公司 Square tunnel push bench

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