JPH09268884A - Shield excavator - Google Patents

Shield excavator

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JPH09268884A
JPH09268884A JP7291796A JP7291796A JPH09268884A JP H09268884 A JPH09268884 A JP H09268884A JP 7291796 A JP7291796 A JP 7291796A JP 7291796 A JP7291796 A JP 7291796A JP H09268884 A JPH09268884 A JP H09268884A
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JP
Japan
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bit
face plate
drum
line
bits
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7291796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kubo
裕之 久保
Hisao Arai
久雄 荒井
Hiroyuki Kawaguchi
博行 川口
Taiji Nishikawa
泰司 西川
Minoru Suzuki
実 鈴木
Kazuo Miyazawa
和夫 宮沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
Priority to JP7291796A priority Critical patent/JPH09268884A/en
Publication of JPH09268884A publication Critical patent/JPH09268884A/en
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the cost required for the replacing work of a bit, and to secure the safety in the replacing work. SOLUTION: A shield excavator comprises a bit drum 12 arranged on the lines extended in the radial direction of an excavator body, a plurality of bit driving actuators which are arranged on the bit drum 12 in a row along the lines, and a plurality of pairs of bits 19a, 19b which are rotatably supported by the bit drive actuators around the axis parallel to the lines so that when one of the actuators is partly projected from an outer circumference of the bit drum 12, the other is located within the bit drum 12.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、下水道ト
ンネル,鉄道用トンネル等を掘削するシールド工法に用
いるシールド掘削機において、地山を掘削するためのビ
ットを交換するのに好適なシールド掘削機に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield excavator used for a shield construction method for excavating a sewer tunnel, a railway tunnel, etc., which is suitable for exchanging a bit for excavating a natural ground. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のようにシールド工法は、外形円筒
状のスキンプレートを有するシールド掘削機の前部に設
けられたカッター装置で地山を掘削しつつ、スキンプレ
ート内で円筒分割体たるセグメントを組み立て、さらに
このセグメントの前端に反力をとってシールド掘削機内
部の推進ジャッキを伸長させることで地中にトンネルを
構築する工法である。
2. Description of the Related Art As is well known, the shield method is a segment which is a cylindrical divided body within a skin plate while excavating the ground with a cutter device provided at the front part of a shield excavator having an outer cylindrical skin plate. This is a method of constructing a tunnel in the ground by assembling the above and further extending the propulsion jack inside the shield excavator by taking a reaction force at the front end of this segment.

【0003】前記シールド掘削機のカッター装置は、そ
の中心部から放射状に延びる面板と、この面板に複数取
り付けられたビットと、面板を回動させる駆動機構とか
ら構成されている。このようなシールド掘削機を用い、
駆動機構で面板を回動させて、ビットで地山を掘削する
ことにより、トンネルを掘削している。
The cutter device of the shield excavator comprises a face plate extending radially from its center, a plurality of bits attached to the face plate, and a drive mechanism for rotating the face plate. With such a shield excavator,
A tunnel is excavated by rotating a face plate with a drive mechanism and excavating the ground with a bit.

【0004】ところで、近年のトンネルの長大化により
掘削すべきトンネルが長大である場合や、掘削すべき地
盤が硬い層,礫層である場合には、地山を掘削するため
にシールド掘削機のカッター装置に設けられたビットが
摩耗,破損して、掘削工事の途中でビットを交換しなけ
ればならないことがある。また、掘削工事の途中で掘削
すべき地盤の地山の土質に適したビットに交換する方が
効果的であれば交換を行う場合もある。
By the way, when the tunnel to be excavated is long due to the enlargement of the tunnel in recent years, or when the ground to be excavated is a hard layer or gravel layer, a shield excavator is used to excavate the ground. The bit provided on the cutter device may be worn or damaged, and the bit may have to be replaced during excavation work. In addition, if exchanging with a bit suitable for the soil quality of the ground to be excavated during excavation work is more effective, it may be exchanged.

【0005】従来、このようなシールド掘削機のビット
の交換を行うときには、別途中間立坑を構築して、この
中で交換作業を行ったり、薬液注入,圧気等の補助工法
を施工したうえで、シールド掘削機の面板の前方に作業
員が出て交換作業を行っていた。
Conventionally, when exchanging the bits of such a shield excavator, a separate intermediate shaft is constructed and the exchanging work is carried out in this shaft, and auxiliary construction methods such as chemical injection and compressed air are carried out. A worker was working in front of the face plate of the shield excavator for replacement work.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のシールド掘削機にあっては、ビットの交換作業が
前記中間立坑の構築などにより大掛りとなり作業コスト
が嵩むほか、シールド掘削機の面板前方でのビットの交
換作業が極めて危険であるという課題があった。
However, in such a conventional shield excavator, the bit exchanging work becomes large due to the construction of the intermediate shaft and the work cost increases, and in addition to the face plate front of the shield excavator. There was a problem that the bit replacement work was extremely dangerous.

【0007】この発明は前記のような課題を解決するた
めになされたものであり、ビットの交換作業の容易化お
よび作業コストの低減が図れるとともに、その交換作業
を安全に実施できるシールド掘削機を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and a shield excavator capable of facilitating the work of exchanging a bit and reducing the work cost and safely carrying out the exchanging work is provided. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明にかかる
シールド掘削機は、掘削機本体の前端部に設けられた回
転自在な面板と、駆動機構によって前記面板とともに回
転して地山を掘削するカッター装置とを備え、前記カッ
ター装置を、前記面板の回転中心線から該面板内または
該面板に沿って放射状に延びる線上に配置されたビット
ドラムと、該ビットドラムに前記線に沿って列設された
複数のビット駆動アクチュエータと、一方が前記ビット
ドラムの外周に一部突出されたとき他方が前記ビットド
ラム内に位置するように、前記線に対して並行な軸線を
中心に前記ビット駆動アクチュエータによって回転駆動
可能に支持された複数対のビットとから構成したもので
あり、前記ビット駆動アクチュエータにより、前記線に
対して平行な軸線を中心に前記ビットを回動させること
により、各対の使用済みの前記ビットと、未使用の前記
ビットとの位置を入れ替えさせて、各対ごとの使用済み
ビットの交換を容易に行えるようにしている。
A shield excavator according to a first aspect of the present invention excavates a natural ground by rotating a face plate provided at a front end of an excavator body and a drive mechanism to rotate the face plate together with the face plate. A bit drum arranged on a line radially extending from the rotation center line of the face plate in the face plate or along the face plate, and a row of the cutter devices on the bit drum along the line. A plurality of bit driving actuators provided, and the bit driving centering on an axis parallel to the line so that when one is partially projected to the outer periphery of the bit drum, the other is positioned inside the bit drum. And a plurality of pairs of bits rotatably supported by an actuator, the axis being parallel to the line by the bit driving actuator. By rotating the bit about the center, the positions of the used bit of each pair and the unused bit of each pair are exchanged so that the used bit of each pair can be easily exchanged. There is.

【0009】また、請求項2の発明にかかるシールド掘
削機は、前記カッター装置を、前記面板の回転中心線か
ら該面板内または該面板に沿って放射状に延びる線上に
配置されたビットドラムと、該ビットドラムに、前記線
に沿って列設された複数のビット駆動アクチュエータ
と、一方が前記ビットドラムの外周に一部突出されたと
き他方が前記ビットドラム内に位置するように前記線に
対して交差する軸線を中心に前記ビット駆動アクチュエ
ータによって回転駆動可能に支持された複数対のビット
とから構成したものであり、前記ビット駆動アクチュエ
ータにより、前記線に対して交差する軸線を中心に前記
ビットを回動させることにより、各対の使用済みの前記
ビットと未使用の前記ビットとの位置を入れ替えさせ
て、各対ごとの使用済みビットの交換を容易に行えるよ
うにしている。
Further, in the shield excavator according to a second aspect of the present invention, the cutter device is a bit drum arranged on a line radially extending from a rotation center line of the face plate in the face plate or along the face plate, A plurality of bit driving actuators arranged along the line on the bit drum, and with respect to the line so that the other is located inside the bit drum when one part of the bit driving actuator is projected on the outer periphery of the bit drum. And a plurality of pairs of bits that are rotatably supported by the bit driving actuator about an axis line intersecting with each other, and the bit driving actuator supports the bit about an axis line intersecting the line. By rotating the, the positions of the used bit and unused bit of each pair are exchanged, and the used bit of each pair is used. So that it enables easy replacement of the bit.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
について説明する。図1は、本発明に係るシールド掘削
機1を示すものである。シールド掘削機1は、外形円筒
状の掘削機本体2と、掘削機本体2の前端部に設けられ
た円盤状の面板3と、駆動機構4により面板3とともに
回転して地山を掘削するカッター装置5とを具備した構
成とされている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a shield excavator 1 according to the present invention. The shield excavator 1 includes an excavator main body 2 having an outer cylindrical shape, a disc-shaped face plate 3 provided at a front end of the excavator main body 2, and a cutter that rotates together with the face plate 3 by a drive mechanism 4 to excavate the natural ground. The device 5 is provided.

【0011】掘削機本体2の外殻をなすスキンプレート
6の内方には、駆動機構4、掘削した削土を泥水ととも
にシールド掘削機1の後方に排出するための送・排泥管
7,シールド掘削機1を前進させるための図示しない推
進ジャッキ,トンネルを構成するセグメント(図示な
し)を組み付けるためのエレクタ機構(図示なし)等が
配設されている。
Inside the skin plate 6 forming the outer shell of the excavator main body 2, a drive mechanism 4 is provided, and a sending / discharging pipe 7 is provided for discharging the excavated soil together with muddy water to the rear of the shield excavator 1. A propulsion jack (not shown) for moving the shield excavator 1 forward, an erector mechanism (not shown) for assembling a segment (not shown) forming a tunnel, and the like are provided.

【0012】面板3の後方側には面板3を支持する支持
部材8が設けられている。支持部材8の後端部には図示
しないベアリングを備えた伝達部材9が設けられ、この
伝達部材9には駆動モータ10が接続されている。これ
らの支持部材8,伝達部材9,駆動モータ10とから構
成される駆動機構4は、駆動モータ10の駆動により面
板3およびカッター装置5を回転させる構造とされてい
る。
A support member 8 for supporting the face plate 3 is provided on the rear side of the face plate 3. A transmission member 9 having a bearing (not shown) is provided at the rear end of the support member 8, and a drive motor 10 is connected to the transmission member 9. The drive mechanism 4 including the support member 8, the transmission member 9, and the drive motor 10 is configured to rotate the face plate 3 and the cutter device 5 by driving the drive motor 10.

【0013】また、このカッター装置5は、面板3の回
転中心軸線上に位置するとともに、前記面板3とともに
一体回転するように設けられたセンターシャフトと、こ
のセンターシャフト11から面板3内または面板3に沿
って放射状に延びる線上に配置されたカッタースポーク
としての2本のビットドラム12とを有する。
The cutter device 5 is located on the center axis of rotation of the face plate 3 and is provided with the center shaft so as to rotate integrally with the face plate 3, and from the center shaft 11 into the face plate 3 or the face plate 3. And two bit drums 12 as cutter spokes arranged on a line extending radially along the line.

【0014】そして、円盤状の前記面板3には開口部1
3が形成されて、この開口部13には図2に示すように
前記ビットドラム12が臨み、これらの各ビットドラム
12の先端部は、開口部13の円弧状内縁の中央部に突
設した支持部材14に支持されている。
The disk-shaped face plate 3 has an opening 1
3, the bit drums 12 face the openings 13 as shown in FIG. 2, and the tips of the bit drums 12 project from the center of the arc-shaped inner edge of the openings 13. It is supported by the support member 14.

【0015】前記ビットドラム12はこの実施の形態で
は全体として円筒状をなし、このビットドラム12の内
周面には、前記線に沿って複数のビット駆動アクチュエ
ータ15が列設されている。
In this embodiment, the bit drum 12 has a cylindrical shape as a whole, and a plurality of bit drive actuators 15 are arranged in a line along the line on the inner peripheral surface of the bit drum 12.

【0016】図3,図4および図5はこのようなビット
駆動アクチュエータ15のビットドラム12に対する取
付構造を拡大して示す。これらの各図から明らかなよう
に、前記各ビット駆動アクチュエータ15は例えばヘリ
カルギャーを利用した高トルクの油圧回転装置であり、
0〜180°の角度領域内で回転可能となっており、固
定子16およびその固定子16の両端に端部が突出する
回転子17を有し、前記固定子16に設けた取付ブラケ
ット18が、前記ビットドラム12の内周面に溶接や締
結具などによって固定されている。
FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5 show an enlarged mounting structure of such a bit driving actuator 15 to the bit drum 12. As is clear from these drawings, each bit drive actuator 15 is, for example, a high torque hydraulic rotating device using a helical gear,
It is rotatable within an angle range of 0 to 180 °, and has a stator 16 and a rotor 17 having end portions protruding at both ends of the stator 16, and a mounting bracket 18 provided on the stator 16 is provided. It is fixed to the inner peripheral surface of the bit drum 12 by welding, fasteners or the like.

【0017】19a,19b,20a,20bは前記各
ビット駆動アクチュエータ15の回転子17の各端面
に、2本ずつ対称配置するように固定されて、ビットド
ラム12および面板3の外へ一部が突出可能とされた第
1のビットおよび第2のビットであり、これらの第1の
ビット19a,19bおよび第2のビット20a,20
bに対向するビットドラム12には前記のような突出を
可能にする各一ずつの長孔21が設けられている。
Two pieces 19a, 19b, 20a and 20b are fixed to each end surface of the rotor 17 of each bit driving actuator 15 so as to be symmetrically arranged two by two, and a part of them is out of the bit drum 12 and the face plate 3. The first bit and the second bit that can be projected, and the first bit 19a, 19b and the second bit 20a, 20
The bit drum 12 facing b is provided with one long hole 21 for enabling the above-mentioned protrusion.

【0018】従って、これらの長孔21には前記回転子
17の固定子16に対する回転によって、第1のビット
19a,19bまたは第2のビット20a,20bが前
記長孔21を介してビットドラム12の外側へ選択的に
突出配置可能となっている。そして、これらのビットド
ラム12,ビット駆動アクチュエータ15および第1の
ビット19a,19b,第2のビット20a,20bは
前記カッター装置5を構成しており、このカッター装置
5は前記ビット駆動アクチュエータ15の設置数分設け
られている。
Therefore, by rotating the rotor 17 with respect to the stator 16, the first bits 19a and 19b or the second bits 20a and 20b are inserted into the elongated holes 21 through the elongated holes 21. It is possible to selectively project the outside of the. The bit drum 12, the bit driving actuator 15, the first bits 19a and 19b, and the second bits 20a and 20b constitute the cutter device 5, and the cutter device 5 is provided in the bit driving actuator 15. It is provided for the number of installations.

【0019】次に、以上のように構成されたシールド掘
削機1の作用について説明する。シールド掘削機1でト
ンネル(図示なし)を掘削するに際しては、カッター装
置5のビットドラム12を、カッター装置5の回転方向
前方となる掘削側の第1のビット19bが回転方向であ
る矢印P方向の後方のビット19aよりも掘削方向前方
に若干突出するようにしておく。すなわち、一の線上に
沿って位置する複数のビット19bを、他の線上に沿っ
て位置するビット19aより、掘削方向前方に位置させ
ておく。
Next, the operation of the shield excavator 1 configured as described above will be described. When excavating a tunnel (not shown) with the shield excavator 1, the bit drum 12 of the cutter device 5 is moved in the direction of arrow P in which the first bit 19b on the excavation side, which is ahead of the cutter device 5 in the rotational direction, is the rotational direction. The bit 19a on the rear side of the bit is projected slightly forward in the excavating direction. That is, the plurality of bits 19b located along one line are located ahead of the bit 19a located along another line in the excavating direction.

【0020】そして、図1に示した駆動機構4の駆動モ
ータ10を駆動させ、面板3とともにカッター装置を回
転させ、それぞれ第1のビット19bで地山を掘削す
る。掘削した削土は泥水とともに送・排泥管7により後
方へ排出する。そしてセグメント(図示なし)を図示し
ないエレクタ機構で組み付けた後に、推進ジャッキ(図
示なし)により組み付けたセグメントに反力をとってシ
ールド掘削機1を前進させる。
Then, the drive motor 10 of the drive mechanism 4 shown in FIG. 1 is driven, the cutter device is rotated together with the face plate 3, and the ground is excavated by the first bit 19b. The excavated excavated soil is discharged backward together with the muddy water by the sending and discharging mud pipe 7. Then, after the segment (not shown) is assembled by an erector mechanism (not shown), a reaction force is applied to the assembled segment by a propulsion jack (not shown) to advance the shield excavator 1.

【0021】このようにして、シールド掘削機1でトン
ネルを掘削していくうちに、各カッター装置22の第1
のビット19bが摩耗,破損したときには、これに対応
するビット駆動アクチュエータ15を回転駆動して、そ
の回転子17を180°の角度分反転させ、各ビットド
ラム12の内側に位置している第2のビット20a,2
0bをシールド掘削機1の面板3の前方に出す。
In this manner, while the tunnel is being excavated by the shield excavator 1, the first of the cutter devices 22 is cut off.
When the bit 19b of No. 2 is worn or damaged, the corresponding bit drive actuator 15 is rotationally driven to invert the rotor 17 by an angle of 180 °, and the second bit located inside each bit drum 12 is rotated. Bits 20a, 2 of
0b is put out in front of the face plate 3 of the shield excavator 1.

【0022】このときも、カッター装置5回転方向前方
となる掘削側の第2のビット20aが回転方向後方の第
2のビット20bよりも掘削方向前方に若干突出するよ
うにしておく。
Also at this time, the second bit 20a on the excavating side, which is the front in the rotational direction of the cutter device 5, slightly projects forward of the second bit 20b, which is rearward in the rotational direction, in the excavating direction.

【0023】また、各ビット駆動アクチュエータ15上
の全てのビット19a,19b,20a,20bの摩耗
が考えられる場合や、これらを掘削すべき地山の土質に
適したものに交換しなければならないときには、予め複
数のビットを増設することも可能である。
When all the bits 19a, 19b, 20a, 20b on each bit driving actuator 15 are considered to be worn, or when they need to be replaced with those suitable for the soil quality of the ground to be excavated. It is also possible to add a plurality of bits in advance.

【0024】また、掘削工事中に、シールド掘削機1の
姿勢を制御するため等に面板3およびカッター装置5を
逆方向に回転させるときには、各ビット駆動アクチュエ
ータ15を回転駆動させて、第1のビット19aを第1
のビット19bよりも掘削方向前方に若干突出させた後
に、駆動機構4の駆動モータ10を駆動させて面板3を
回転させる。これにより、第1のビット19bの裏面側
が地山に接触して摩耗,破損することを防ぐことができ
る。
Further, during the excavation work, when the face plate 3 and the cutter device 5 are rotated in the opposite directions for controlling the attitude of the shield excavator 1, etc., the respective bit drive actuators 15 are rotationally driven to make the first movement. Bit 19a is first
After slightly projecting forward from the bit 19b in the excavating direction, the drive motor 10 of the drive mechanism 4 is driven to rotate the face plate 3. As a result, it is possible to prevent the back side of the first bit 19b from coming into contact with the ground and being worn or damaged.

【0025】なお、前記の実施の形態では各一のビット
駆動アクチュエータ15の回転子17の両端面に、それ
ぞれ2つずつの第1のビット19a,19bおよび第2
のビット20a,20bを設けたものを示したが、これ
らを回転子17の片端面のみに設けるようにしてもよ
い。
In the above-described embodiment, two first bits 19a and 19b and two second bits are provided on each end face of the rotor 17 of each one bit driving actuator 15.
Although the bits 20a and 20b are shown, they may be provided only on one end surface of the rotor 17.

【0026】また、前記ビットドラム12の一部に第1
のビット19a,19bおよび第2のビット20a,2
0bを任意の回転位置に固定するロック機構を設けるこ
とで、地山の掘削時には前記各ビット19a,19b,
20a,20bをロック可能にし、これらを回動させる
場合にはそのロックを解除するようにしてもよい。こう
することで駆動機構4への負担を低減できる。
The first part of the bit drum 12 is
Bits 19a, 19b and second bits 20a, 2 of
By providing a lock mechanism for fixing 0b to an arbitrary rotation position, the bits 19a, 19b,
20a and 20b may be lockable, and when they are rotated, the lock may be released. By doing so, the load on the drive mechanism 4 can be reduced.

【0027】なお、前記ビットドラム12は円筒状とし
たが、これに限らず、三角筒状や四角筒状以上の多角筒
状とすることは任意である。また、前記ビットドラム1
2において、各ビット駆動アクチュエータ15の取り付
け側とは反対の所定部位には、ビット交換のための開口
部などが設けられている。また、このビット交換はビッ
トドラム12自体をこれの中心軸の回りに回動させるこ
とによっても実施可能となる。また、ビットドラム12
を面板3に2本配置する場合を示したが、このビットド
ラム12および開口部13の数は、掘削すべきトンネル
の径などに応じた任意数とすることができる。
Although the bit drum 12 has a cylindrical shape, it is not limited to this and may have a polygonal cylinder shape such as a triangular cylinder shape or a square cylinder shape or more. Also, the bit drum 1
2, an opening or the like for bit exchange is provided at a predetermined portion opposite to the mounting side of each bit drive actuator 15. This bit exchange can also be performed by rotating the bit drum 12 itself around its central axis. Also, the bit drum 12
Although two are arranged on the face plate 3, the number of the bit drums 12 and the openings 13 can be set arbitrarily according to the diameter of the tunnel to be excavated.

【0028】また、前記実施の形態では、一つのビット
駆動アクチュエータ15ごとに第1のビット19a,1
9bおよび第2のビット20a,20bの計4個のビッ
トを取り付けたものを示したが、4個以上の第1のビッ
トおよび第2のビットを一つ以上のビット駆動アクチュ
エータによって駆動される駆動軸に並設するようにして
もよい。
Further, in the above embodiment, the first bits 19a, 1 are provided for each bit driving actuator 15.
9b and the second bit 20a, 20b, a total of four bits are shown, but four or more first and second bits are driven by one or more bit driving actuators. You may make it parallel with a shaft.

【0029】この場合には、ビット数に応じた駆動トル
クが得られるアクチュエータを用意する必要がある。な
お、前記各ビットは前記ビットドラム12に一体のチャ
ンバ(図示しない)により囲むようにしてもよい。
In this case, it is necessary to prepare an actuator that can obtain a driving torque according to the number of bits. The respective bits may be surrounded by a chamber (not shown) integrated with the bit drum 12.

【0030】図6および図7はこの発明の他のカッター
装置5Aを示す平断面図および側断面図である。この実
施の形態では、第1のビット19a,19bおよび第2
のビット20a,20bがそれぞれ一つのブロックとし
て一体化されている。
6 and 7 are a plan sectional view and a side sectional view showing another cutter device 5A of the present invention. In this embodiment, the first bits 19a, 19b and the second bit
The bits 20a and 20b are integrated as one block.

【0031】また、31は前記ビットドラム12の外周
に回転自在に嵌挿された複数のリング部材であり、これ
らの各リング部材31の外周には、前記第1のビット1
9a,19bおよび第2のビット20a,20bが図示
のように対象配置されている。なお、これらのリング部
材31はビットドラム12の外周に設けたリング状のガ
イド突起部材32によってそれぞれ上下方向への移動が
規制されている。
Reference numeral 31 denotes a plurality of ring members rotatably fitted into the outer periphery of the bit drum 12, and the outer periphery of each of these ring members 31 has the first bit 1
9a, 19b and second bits 20a, 20b are symmetrically arranged as shown. The ring members 31 are restricted from moving in the vertical direction by ring-shaped guide protrusion members 32 provided on the outer periphery of the bit drum 12.

【0032】また、前記ビットドラム12のリング部材
31で被われる部位の一部に開口33が形成され、この
開口33付近に臨む前記リング部材31の内周面には内
歯車31aが形成されている。
An opening 33 is formed in a portion of the bit drum 12 covered by the ring member 31, and an internal gear 31a is formed on the inner peripheral surface of the ring member 31 facing the opening 33. There is.

【0033】一方、前記ビットドラム12内には1個ま
たは複数個のビット駆動アクチュエータ15が取り付け
られており、このビット駆動アクチュエータ15の駆動
軸35には、リング部材31に形成された前記内歯車3
1aに噛合してこれを回転駆動する平歯車36が取り付
けられている。
On the other hand, one or a plurality of bit driving actuators 15 are mounted in the bit drum 12, and the driving shaft 35 of the bit driving actuator 15 has the internal gear formed on the ring member 31. Three
A spur gear 36 that meshes with 1a and drives it to rotate is attached.

【0034】従って、前記ビット駆動アクチュエータ1
5の駆動により平歯車36,リング部材31および第1
のビット19a,19b,第2のビット20a,20b
を回転させることができ、これによって掘削作業途中で
のビットの交換を容易に実施できる。
Therefore, the bit driving actuator 1
Driven by 5, the spur gear 36, the ring member 31 and the first
Bits 19a, 19b and second bits 20a, 20b of
Can be rotated, which facilitates the exchange of bits during excavation work.

【0035】図8,図9および図10はこの発明のシー
ルド掘削機におけるカッター装置の実施の他の形態を示
す。この実施の形態では、24がカッター装置であり、
これが前記実施の形態と異なるところは、前記回転子1
7の両端に取り付けられた一方のビット25a,26a
がビットドラム12の外周に一部突出されたとき、他方
のビット25b,26bが前記ビットドラム12内に位
置するようにし、かつ面板3の回転中心軸線から放射状
に延びる線に対して交差する軸線を中心に、前記各ビッ
ト25a,25b,26a,26bをビット駆動アクチ
ュエータ15によって回転駆動可能とした点である。
8, 9 and 10 show another embodiment of the cutter device in the shield excavator of the present invention. In this embodiment, 24 is a cutter device,
The difference from this embodiment is that the rotor 1
One bit 25a, 26a attached to both ends of 7
When one part is projected to the outer periphery of the bit drum 12, the other bit 25b, 26b is positioned in the bit drum 12, and an axis line intersecting a line extending radially from the rotation center axis line of the face plate 3. The point is that each of the bits 25a, 25b, 26a, 26b can be rotationally driven by the bit drive actuator 15.

【0036】このため、前記ビット25a,25bおよ
びビット26a,26bはそれぞれビットドラム12に
形成された各一の長孔27を介して、このビットドラム
12および面板3の外へ突出可能とされる。
Therefore, the bits 25a and 25b and the bits 26a and 26b can be projected to the outside of the bit drum 12 and the face plate 3 through the elongated holes 27 formed in the bit drum 12, respectively. .

【0037】この実施の形態にあっては、前記と同様
に、ビット駆動アクチュエータ15を作動して、ビット
26aまたは26bをビットドラム12から掘削方向
(矢印P方向)へ突出させ、前記駆動モータ10を駆動
することによって、面板3とともにカッター装置24を
回転させ、ビット26aまたは26bで地山を掘削する
ことができる。
In this embodiment, similarly to the above, the bit drive actuator 15 is operated to cause the bit 26a or 26b to project from the bit drum 12 in the excavating direction (arrow P direction), and the drive motor 10 is driven. It is possible to rotate the cutter device 24 together with the face plate 3 by driving, and excavate the natural ground with the bit 26a or 26b.

【0038】この場合において、前記ビット26aが摩
耗,破損したときには、ビット駆動アクチュエータ15
を駆動して、回転子17を180°回転させ、後方に位
置しているビット26bをビットドラム12から面板3
の前方へ突出させる。
In this case, when the bit 26a is worn or damaged, the bit driving actuator 15
Is driven to rotate the rotor 17 by 180 °, and the bit 26b located at the rear is moved from the bit drum 12 to the face plate 3
To project in front of.

【0039】掘削中にシールド掘削機1の姿勢を制御す
る場合には、カッター装置24および面板3を前記矢印
P方向とは逆方向に回転させ、このときビット25a,
25bのいずれかを選択的に前記面板3の前方へ突出さ
せる。
When controlling the attitude of the shield excavator 1 during excavation, the cutter device 24 and the face plate 3 are rotated in the direction opposite to the direction of the arrow P, and at this time, the bit 25a,
Any of 25b is selectively projected to the front of the face plate 3.

【0040】この実施の形態にあっては、掘削作業中
に、ビット26aからビット駆動アクチュエータ15に
対してスラスト方向の力が作用するが、この力がビット
回転方向の力でないため、このビット26aに代わって
ビット26bがビットドラム12の外へ、不用意に入れ
替わって突出するおそれがなく、従って前記第1の実施
の形態で用いられるとしたビット用のロック機構を必要
に応じ省くことができるほか、前記第1の実施の形態と
同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, a force in the thrust direction acts on the bit drive actuator 15 from the bit 26a during excavation work, but since this force is not a force in the bit rotation direction, this bit 26a is used. In place of the above, there is no possibility that the bit 26b may be accidentally exchanged and protruded to the outside of the bit drum 12, and therefore, the bit locking mechanism used in the first embodiment may be omitted if necessary. Besides, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

【0041】図11および図12は図8〜図10に対応
する他のカッター装置24Aを示す平断面図および一部
の側断面図である。この例では、ビットドラム12Aが
矩形筒状をなし、この矩形筒状のビットドラム12A内
にはこれの長手方向に複数のビット駆動アクチュエータ
15が設置されている。
FIGS. 11 and 12 are a plan sectional view and a partial side sectional view showing another cutter device 24A corresponding to FIGS. In this example, the bit drum 12A has a rectangular tubular shape, and a plurality of bit drive actuators 15 are installed in the rectangular tubular bit drum 12A in the longitudinal direction thereof.

【0042】このビット駆動アクチュエータ15は、前
記面板3の回転中心線から放射状に延びる線に対し交差
する軸線を中心に回動し、その両端の駆動軸17A端は
ビットドラム12Aの外に突出して、両端部に一対で一
体のビット25a,25bおよびビット26a,26b
がそれぞれ固定されている。
The bit drive actuator 15 rotates about an axis intersecting with a line extending radially from the rotation center line of the face plate 3, and both ends of the drive shaft 17A project outside the bit drum 12A. , A pair of bits 25a and 25b and a pair of bits 26a and 26b at both ends
Are fixed respectively.

【0043】この例では、各ビット駆動アクチュエータ
15の駆動によって、前記線上にあるいずれか一対のビ
ット25a,25bおよび26a,26bの交換が可能
になり、適当なシール構造の採用によってビット駆動ア
クチュエータ15をピットドラム12A内に気密保持す
ることも可能となる。
In this example, by driving each bit driving actuator 15, any pair of bits 25a, 25b and 26a, 26b on the line can be exchanged, and by adopting a suitable seal structure, the bit driving actuator 15 can be replaced. Can be kept airtight in the pit drum 12A.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれば
カッター装置を、面板の回転中心線から該面板内または
該面板に沿って放射状に延びる線上に配置されたビット
ドラムと、該ビットドラムに前記線に沿って列設された
複数のビット駆動アクチュエータと、一方が前記ビット
ドラムの外周に一部突出されたとき他方が前記ビットド
ラム内に位置するように前記線に対して並行な軸線を中
心に前記ビット駆動アクチュエータによって回転駆動可
能に支持された複数対のビットとから構成したので、掘
削工事中にカッター装置のビットが摩耗,破損等したと
きには、ビットドラムを前記ビット駆動アクチュエータ
により前記ビットドラムの内外で回転させて、摩耗,破
損等していない他のビットを掘削方向前方に出すのみ
で、掘削工事を続行できる。従って、複数列配設された
ビットが摩耗,破損するまではビットの交換作業を行う
ことなく、掘削工事を続行することができ、ビットの交
換作業にかかるコストを低減するとともに、安全性を向
上することができる。また、全てのビットが摩耗したと
きや、ビットを掘削すべき地山の土質に適したものにす
るとき等に、ビットを交換するに際しては、シールド掘
削機の面板の前方に出ることなく、シールド掘削機の内
部でビットを得ることができるという効果が得られる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the cutter device is provided with a bit drum arranged on a line extending radially from the rotation center line of the face plate in or along the face plate, and A plurality of bit driving actuators arranged in a line along the line on the bit drum, and parallel to the line so that when one is partially projected on the outer periphery of the bit drum, the other is positioned inside the bit drum Since it is composed of a plurality of pairs of bits which are rotatably supported by the bit drive actuator about a different axis, when the bit of the cutter device is worn or damaged during excavation work, the bit drum is driven by the bit drive actuator. To rotate the inside and outside of the bit drum to put out another bit that is not worn or damaged forward in the excavation direction, and continue the excavation work. Kill. Therefore, excavation work can be continued without performing bit replacement work until the bits arranged in multiple rows become worn or damaged, reducing the cost of bit replacement work and improving safety. can do. Also, when exchanging the bits, such as when all the bits are worn or when the bits are suitable for the soil quality of the ground to be excavated, do not go out in front of the face plate of the shield excavator and shield. The effect that the bit can be obtained inside the excavator is obtained.

【0045】また、請求項2の発明によれば前記カッタ
ー装置を、面板の回転中心線から該面板内または該面板
に沿って放射状に延びる線上に配置されたビットドラム
と、該ビットドラムに前記線に沿って列設された複数の
ビット駆動アクチュエータと、一方が前記ビットドラム
の外周に一部突出されたとき他方が前記ビットドラム内
に位置するように前記線に対して交差する軸線を中心に
前記ビット駆動アクチュエータによって回転駆動可能に
支持された複数対のビットとから構成したので、地山を
掘削するときに使用されるビットを固定するロック手段
がなくても、不用意に使用中のビットが不使用の他のビ
ットに入れ替わるのを防止できるほか、前記請求項1に
対応するものと同様の効果を得ることができる。
According to a second aspect of the present invention, the cutter device is provided on a bit drum arranged on a line radially extending from the center line of rotation of the face plate in the face plate or along the face plate, and the bit drum is provided with the bit drum. A plurality of bit driving actuators arranged in a line along a line, and an axis line intersecting with the line so that when one is partially projected on the outer periphery of the bit drum, the other is located inside the bit drum Since it is composed of a plurality of pairs of bits rotatably supported by the bit driving actuator, even if there is no lock means for fixing the bit used when excavating the natural ground, it can be inadvertently used. The bit can be prevented from being replaced with another unused bit, and the same effect as that according to claim 1 can be obtained.

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

【図1】本発明の実施の一形態によるシールド掘削機を
示す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a shield excavator according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すシールド掘削機の正面図である。2 is a front view of the shield excavator shown in FIG. 1. FIG.

【図3】本発明におけるシールド掘削機のカッター装置
の一部を拡大して示す側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a part of the cutter device of the shield excavator according to the present invention in an enlarged manner.

【図4】図3に示すカッター装置の一部の平断面図であ
る。
4 is a plan sectional view of a part of the cutter device shown in FIG.

【図5】図3に示すカッター装置の右側面図である。5 is a right side view of the cutter device shown in FIG.

【図6】本発明における他のカッター装置を示す平断面
図である。
FIG. 6 is a plan sectional view showing another cutter device according to the present invention.

【図7】図6に示すカッター装置を一部破断して示す側
断面図である。
FIG. 7 is a side sectional view showing the cutter device shown in FIG. 6 with a part thereof cut away.

【図8】本発明におけるさらに他のカッター装置を一部
拡大して示す図9のX―X線断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 9 showing a partially enlarged view of still another cutter device of the present invention.

【図9】図6に示すカッター装置の一部の平断面図であ
る。
9 is a plan sectional view of a part of the cutter device shown in FIG.

【図10】図6に示すカッター装置の右側面図である。10 is a right side view of the cutter device shown in FIG.

【図11】本発明におけるまた他のカッター装置を示す
平断面図である。
FIG. 11 is a plan sectional view showing another cutter device according to the present invention.

【図12】図11に示すカッター装置を一部破断して示
す側断面図である。
FIG. 12 is a side sectional view showing the cutter device shown in FIG. 11 with a part thereof cut away.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールド掘削機 2 掘削機本体 3 面板 4 駆動機構 5,5A,24,24A カッター装置 12 ビットドラム 15 ビット駆動アクチュエータ 19a,19b,20a,20b,25a,25b,2
6a,26b ビット
1 shield excavator 2 excavator main body 3 face plate 4 drive mechanism 5, 5A, 24, 24A cutter device 12 bit drum 15 bit drive actuator 19a, 19b, 20a, 20b, 25a, 25b, 2
6a, 26b bits

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 泰司 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 鈴木 実 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 宮沢 和夫 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Taiji Nishikawa 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Minoru 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Kazuo Miyazawa 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 掘削機本体と、該掘削機本体の前端部に
設けられた回転自在な面板と、駆動機構によって前記面
板とともに回転して地山を掘削するカッター装置とを備
えたシールド掘削機において、前記カッター装置は、前
記面板の回転中心線から該面板内または該面板に沿って
放射状に延びる線上に配置されたビットドラムと、該ビ
ットドラムに前記線に沿って列設された複数のビット駆
動アクチュエータと、一方が前記ビットドラムの外周に
一部突出されたとき他方が前記ビットドラム内に位置す
るように、前記線に対して並行な軸線を中心に前記ビッ
ト駆動アクチュエータによって回転駆動可能に支持され
た複数対のビットとを具備してなることを特徴とするシ
ールド掘削機。
1. A shield excavator provided with an excavator main body, a rotatable face plate provided at a front end portion of the excavator main body, and a cutter device that rotates with the face plate by a drive mechanism to excavate the natural ground. In the above, the cutter device includes a bit drum arranged on a line extending radially from the rotation center line of the face plate in the face plate or along the face plate, and a plurality of bit drums lined up along the line. A bit driving actuator and a bit driving actuator can be rotationally driven about an axis parallel to the line so that when one part is projected to the outer periphery of the bit drum, the other is located inside the bit drum. A shield excavator comprising a plurality of pairs of bits supported by.
【請求項2】 掘削機本体と、該掘削機本体の前端部に
設けられた回転自在な面板と、駆動機構によって前記面
板とともに回転して地山を掘削するカッター装置とを備
えたシールド掘削機において、前記カッター装置は、前
記面板の回転中心線から該面板内または該面板に沿って
放射状に延びる線上に配置されたビットドラムと、該ビ
ットドラムに前記線に沿って列設された複数のビット駆
動アクチュエータと、一方が前記ビットドラムの外周に
一部突出されたとき他方が前記ビットドラム内に位置す
るように、前記線に対して交差する軸線を中心に前記ビ
ット駆動アクチュエータによって回転駆動可能に支持さ
れた複数対のビットとを具備してなることを特徴とする
シールド掘削機。
2. A shield excavator equipped with an excavator main body, a rotatable face plate provided at a front end portion of the excavator main body, and a cutter device that rotates with the face plate by a drive mechanism to excavate the natural ground. In the above, the cutter device includes a bit drum arranged on a line extending radially from the rotation center line of the face plate in the face plate or along the face plate, and a plurality of bit drums lined up along the line. A bit drive actuator and a bit drive actuator that can be rotationally driven about an axis intersecting the line so that when one part is projected to the outer periphery of the bit drum, the other is located inside the bit drum. A shield excavator comprising a plurality of pairs of bits supported by.
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