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JP3444738B2 - Drilling rig for rectangular section shield machine - Google Patents
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JP3444738B2 - Drilling rig for rectangular section shield machine - Google Patents

Drilling rig for rectangular section shield machine

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JP3444738B2
JP3444738B2 JP1580797A JP1580797A JP3444738B2 JP 3444738 B2 JP3444738 B2 JP 3444738B2 JP 1580797 A JP1580797 A JP 1580797A JP 1580797 A JP1580797 A JP 1580797A JP 3444738 B2 JP3444738 B2 JP 3444738B2
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cutter head
rectangular cross
section
shield
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英世 北島
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

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、矩形断面のトンネ
ルを掘削する矩形断面シールド掘進機の掘削装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excavator for a rectangular cross-section shield machine for excavating a tunnel having a rectangular cross section.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から円形断面のトンネルを掘削する
シールド掘進機はよく知られるところであるが、掘削面
積の効率性を重視して矩形断面のトンネルを掘削するシ
ールド掘進機が提案されている。このシールド掘進機
は、たとえば円柱状のカッタードラムをスイングアーム
により揺動させるスイングドラム式や、ルーロの三角形
状のカッタヘッドを偏心して回転させるロータリー式、
円形のカッタヘッドをその回転駆動装置とともにパラレ
ルリンクにより矩形方向に沿って移動させるリンク式な
どがある。
2. Description of the Related Art A shield excavator for excavating a tunnel having a circular cross section has been well known, but a shield excavator for excavating a tunnel having a rectangular cross section has been proposed with emphasis on the efficiency of the excavation area. This shield machine is, for example, a swing drum type in which a cylindrical cutter drum is swung by a swing arm, or a rotary type in which a triangular cutter head of a roulo is eccentrically rotated.
There is a link type in which a circular cutter head is moved along a rectangular direction by a parallel link together with its rotary drive device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、スイングドラ
ム式は、掘削する切羽面に対するドラム面積が小さく、
カッタヘッドにより切羽の崩壊土圧を保持できないとい
う問題があった。またロータリー式では、正方形断面の
トンネルしか掘削できず、長方形断面のトンネルを掘削
する場合には、2個のカッタヘッドを併用する必要があ
り、構造が複雑であるという問題があった。さらに、リ
ンク式では、エンドエフェクタに重量物でかつ大容量の
駆動装置付カッタヘッドを設ける必要があり、土砂を取
り入れつつ崩壊土圧を保持する圧力室内で、この駆動装
置付カッタヘッドを移動させるのに大きい動力が必要で
あるという問題があった。
However, the swing drum type has a small drum area with respect to the face to be excavated,
There was a problem that the collapsed earth pressure of the face could not be maintained due to the cutter head. Further, in the rotary type, only a tunnel having a square cross section can be excavated, and when excavating a tunnel having a rectangular cross section, it is necessary to use two cutter heads together, and there is a problem that the structure is complicated. Further, in the link type, it is necessary to provide a heavy-weight and large-capacity cutter head with a drive device to the end effector, and the cutter head with a drive device is moved in a pressure chamber that holds the collapsed earth pressure while taking in sand and sand. There was a problem that a large amount of power was needed for this.

【0004】本発明のうち請求項1記載の発明は、上記
問題点を解決して、構造が簡単で容易に矩形断面のトン
ネルも掘削でき、大きい駆動力も不要で、カッタヘッド
で切羽崩壊土圧も充分に保持可能な矩形断面シールド掘
進機の掘削装置を提供することを目的とする。
The invention according to claim 1 of the present invention solves the above-mentioned problems, has a simple structure and can easily excavate a tunnel having a rectangular cross section, does not require a large driving force, and uses a cutter head to cut face collapse earth pressure. Another object of the present invention is to provide an excavating device for a rectangular cross-section shield machine capable of sufficiently holding the excavator.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項1記載の発明は、矩形断面のシールド
本体の前部に、シールド本体より小さい掘削面を有する
矩形板状のカッタヘッドを配置し、前端部が前記カッタ
ヘッドに回動自在に連結されるとともに後端部がシール
ド本体に回動自在に連結された複数本の伸縮アクチェー
タによりパラレルリンクマニピュレータを構成するカッ
タ駆動装置を設け、このカッタ駆動装置によりカッタヘ
ッドをシールド軸心と直交する面を含む空間内で往復移
動させることにより地山を掘削するように構成したもの
である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention is a rectangular plate-shaped cutter having an excavation surface smaller than the shield body in the front part of the shield body having a rectangular cross section. A cutter driving device that forms a parallel link manipulator with a plurality of telescopic actuators in which a head is arranged and a front end portion is rotatably connected to the cutter head and a rear end portion is rotatably connected to a shield body. The cutter driving device is configured to excavate the natural ground by reciprocating the cutter head in a space including a plane orthogonal to the shield axis.

【0006】上記構成によれば、パラレルリンクマニピ
ュレータからなるカッタヘッド駆動装置により、複数の
伸縮アクチェータを駆動してカッタヘッドを上下左右方
向および旋回方向に往復移動させて地山を掘削できると
ともに、前後方向およびシールド軸心に直角の掘削面に
対して傾斜する方向、さらに傾斜した状態での平行移動
とあらゆる角度と方向にカッタヘッドを移動させること
ができ、直線掘削および曲線掘削、余堀や拡張掘削など
任意な掘削形態が可能となる。また複数の伸縮アクチェ
ータのみで構成され、エンドエフェクタであるカッタヘ
ッド側を軽量にできるので、装置が簡単な構造で伸縮ア
クチェータの駆動力も小さくてすむ。さらに崩壊土圧を
保持するカッタヘッドの受圧面積も広くとれて安定して
矩形断面のトンネルを掘削することができる。
According to the above construction, the cutter head driving device composed of the parallel link manipulator drives the plurality of telescopic actuators to reciprocate the cutter head in the vertical and horizontal directions and in the turning direction, thereby excavating the natural ground, and The cutter head can be moved in any direction and at any angle and direction with respect to the excavation plane that is perpendicular to the direction and the shield axis, parallel to the excavation plane, and can be used for linear and curved excavations, digging and expansion. Arbitrary excavation forms such as excavation are possible. Further, since the cutter head side, which is the end effector, can be made light by being composed of only a plurality of telescopic actuators, the driving force of the telescopic actuator can be small with a simple structure. Further, the pressure receiving area of the cutter head that holds the collapsed earth pressure is wide, and the tunnel having a rectangular cross section can be stably excavated.

【0007】また請求項2記載の発明は、上記構成のカ
ッタヘッドを、柱状フレームを格子形に組み合わしてカ
ッタ面板を形成するとともに柱状フレーム間の空間を土
砂取り入れ口に形成し、これら柱状フレームに多数のカ
ッタビットを突設したものである。
According to a second aspect of the present invention, in the cutter head having the above structure, the columnar frames are combined in a lattice shape to form a cutter face plate, and a space between the columnar frames is formed in the earth and sand intake port. It has a large number of cutter bits.

【0008】上記構成によれば、カッタヘッドを簡単な
構造で前面にわたって必要な強度を確保できるととも
に、掘削土砂の取り入れ口を均一に配置することがで
き、カッタヘッドをストロークの小さい往復運動で地山
を掘削しても、確実に掘削土砂を取り込んで排出するこ
とができる。
According to the above construction, the cutter head has a simple structure and can secure the necessary strength over the front surface, and the inlets for excavated earth and sand can be evenly arranged, and the cutter head can be reciprocally moved with a small stroke. Even when excavating a mountain, excavated soil can be reliably taken in and discharged.

【0009】さらに請求項3記載の発明は、上記カッタ
駆動装置のパラレルリンクマニピュレータを、2本一組
で8本の伸縮アクチェータにより構成し、各組の伸縮ア
クチェータの基端部をそれぞれ正面視で縦長長方形の角
部位置近傍でシールド本体に連結するとともに、隣接す
る組の1本ずつ2本の伸縮アクチェータの先端部を正面
視で縦長菱形の角部位置近傍でカッタヘッドにそれぞれ
連結し、シールド本体を横長矩形断面に形成したもので
ある。
According to a third aspect of the present invention, the parallel link manipulator of the cutter driving device is constituted by a set of two telescopic actuators, and the base end portions of the telescopic actuators of each set are respectively viewed from the front. In addition to connecting to the shield body near the corners of the vertically long rectangle, the tip ends of two telescopic actuators of each adjacent group are connected to the cutter head near the corners of the vertically long rhombus when viewed from the front, respectively. The main body is formed in a horizontally long rectangular cross section.

【0010】上記構成によれば、矩形状のカッタヘッド
を伸縮アクチェータにより菱形四隅位置近傍の4箇所で
支持するので、矩形カッタヘッドに加わる掘削反力およ
び切羽崩壊土圧を均一に保持することができ、一般的な
2本3組のパラレルリンクマニピュレータに比較して極
めて安定性がよい。またシールド本体の伸縮アクチェー
タの基端側連結部の内部四角形を広くとることができ
て、排土装置や攪拌装置などの配置の自由度を向上させ
ることができる。さらに伸縮アクチェータ基端側のシー
ルド本体との連結部を縦長長方形の角部位置近傍とする
とともに、伸縮アクチェータ先端側のカッタヘッドとの
連結部を縦長菱形の角部位置近傍とすることにより、カ
ッタヘッドの移動範囲を横方向に広くとることができ、
横長の矩形断面トンネルの掘削に最適となる。
According to the above construction, since the rectangular cutter head is supported by the telescopic actuator at four locations in the vicinity of the four corners of the rhombus, the excavation reaction force and the face collapse earth pressure applied to the rectangular cutter head can be uniformly maintained. It is possible and has extremely good stability as compared with a general two-to-three set parallel link manipulator. Further, since the inner quadrangle of the base end side connecting portion of the telescopic actuator of the shield body can be widened, the degree of freedom of arrangement of the soil discharging device, the stirring device and the like can be improved. Furthermore, by making the connecting part with the shield body on the base end side of the telescopic actuator near the corner position of the vertically long rectangle, and the connecting part with the cutter head at the tip end of the telescopic actuator near the corner position of the vertically long rhombus, the cutter The range of movement of the head can be wide in the horizontal direction,
It is most suitable for excavating a horizontally long rectangular tunnel.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る矩形断面シ
ールド掘進機の掘削装置の実施の形態を図1〜図9に基
づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Here, an embodiment of an excavating device for a rectangular cross-section shield machine according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0012】図1,図2に示すように、横長矩形断面の
シールド本体1の前部には、シールド本体1に少し小さ
い高さで横幅の小さい矩形のカッタヘッド2が配置さ
れ、シールド本体1とカッタヘッド2との間に2本1組
合計8本の伸縮アクチェータである油圧式カッタ駆動シ
リンダ3A〜3Hからなるパラレルリンクマニピュレー
タが連結されてカッタヘッド駆動装置4が構成されてい
る。
As shown in FIGS. 1 and 2, a rectangular cutter head 2 having a slightly smaller height and a smaller lateral width is arranged at the front portion of the shield body 1 having a horizontally long rectangular cross section. A parallel link manipulator composed of hydraulic cutter drive cylinders 3A to 3H, which is a total of eight telescopic actuators, is connected between the cutter head 2 and the cutter head 2 to form a cutter head drive device 4.

【0013】シールド本体1は、圧力隔壁5により切羽
の崩壊土圧を保持する圧力室6が形成され、図示しない
が圧力隔壁5には送泥管および排泥管と土砂攪拌装置、
またはスクリューフィーダなどからなる排土装置が設け
られる。
In the shield body 1, a pressure partition wall 5 is formed with a pressure chamber 6 for holding the collapsed earth pressure of the face, and although not shown, the pressure partition wall 5 has a mud feeding pipe, a mud drain pipe, and a sand / sand mixing device.
Alternatively, an earth discharging device including a screw feeder is provided.

【0014】前記カッタヘッド2は、図3,図4に示す
ように、矩形の枠フレーム11内に複数の柱状フレーム
12が所定間隔ごとに斜め格子状に連結配置されて形成
され、柱状フレーム12および枠フレーム11と柱状フ
レーム12に囲まれた貫通空間が土砂取り入れ口13に
構成される。そして、枠フレーム11の外周部と柱状フ
レーム12の前面に所定間隔毎に多数のカッタビット1
4,15が突設されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the cutter head 2 is formed by connecting a plurality of columnar frames 12 in a rectangular frame frame 11 at predetermined intervals so as to be connected in an oblique lattice pattern. A through space surrounded by the frame frame 11 and the columnar frame 12 is configured as the earth and sand intake 13. A large number of cutter bits 1 are provided on the outer peripheral portion of the frame 11 and the front surface of the columnar frame 12 at predetermined intervals.
4, 15 are projected.

【0015】カッタヘッド駆動装置4を構成するパラレ
ルリンクマニピュレータは、図5〜図7に示すように、
8本のカッタ駆動シリンダ3A〜3Hの基端部が、プラ
ットホームとなるシールド本体1の圧力隔壁5に正面視
が縦長の長方形Rの角部近傍に回動継手21を介して連
結され、左右外側のカッタ駆動シリンダ3B,3C,3
F,3Gが内側のカッタ駆動シリンダ3A,3D,3
E,3Hより前方に突出した位置で連結支持されてい
る。また、カッタ駆動シリンダ3A〜3Hの先端部が、
エンドエフェクタであるカッタヘッド2の背面に正面視
が縦長の菱形Dの角部近傍に回動継手22を介して連結
され、左右両側のカッタ駆動シリンダ3B,3C,3
F,3Gが内側のカッタ駆動シリンダ3A,3D,3
E,3Hより前部に突出した位置で連結支持されてい
る。
The parallel link manipulator constituting the cutter head driving device 4 is, as shown in FIGS.
The base end portions of the eight cutter drive cylinders 3A to 3H are connected to the pressure partition wall 5 of the shield body 1 serving as a platform in the vicinity of the corners of a rectangle R that is vertically long in a front view via a rotary joint 21. Cutter drive cylinders 3B, 3C, 3
F and 3G are cutter drive cylinders 3A, 3D and 3 with inner side
It is connected and supported at a position projecting forward from E and 3H. In addition, the tips of the cutter drive cylinders 3A to 3H are
The cutter head 2 which is an end effector is connected to the back surface of the cutter head 2 in the front view near the corners of the elongated diamond D via a rotary joint 22, and the cutter drive cylinders 3B, 3C, 3 on both the left and right sides are connected.
F and 3G are cutter drive cylinders 3A, 3D and 3 with inner side
It is connected and supported at a position projecting forward from E and 3H.

【0016】このパラレルリンクマニピュレータによる
カッタヘッド2の動作は、図9(a)〜(c)に示すよ
うに、カッタヘッド2の中心Cがハッチングで示す範囲
Mとなり、正面視で左右方向に広い動作範囲を確保でき
ることが分かる。したがって、上記構成のカッタ駆動シ
リンダ3A〜3Hの配置、構成により、横長矩形断面の
トンネルの掘削に最適な動作範囲mを確保することがで
きる。
In the operation of the cutter head 2 by this parallel link manipulator, as shown in FIGS. 9 (a) to 9 (c), the center C of the cutter head 2 is in a range M indicated by hatching, which is wide in the left-right direction when viewed from the front. It can be seen that the operating range can be secured. Therefore, by the arrangement and configuration of the cutter driving cylinders 3A to 3H having the above-described configuration, it is possible to secure the optimum operating range m for excavating a tunnel having a horizontally long rectangular cross section.

【0017】またカッタ駆動シリンダ3A〜3Hの回動
継手21,22は、球面継手や自在継手でもよいが、こ
の実施の形態では左右方向に回動範囲が広く上下方向に
は狭いため、図8に示すように、球面ブッシュ仕様の継
手が使用される。すなわち、圧力隔壁5またはカッタヘ
ッド2の取付部材23に一対の固定ブラケット24が突
設され、またカッタ駆動シリンダ3A〜3Hには固定ブ
ラケット24間に遊嵌される可動ブラケット25が突設
されている。そして可動ブラケット25に形成された球
面凹部25a内に球面ブッシュ26が回動自在に嵌合さ
れ、この球面ブッシュ26にピン孔26aが形成されて
いる。そして固定ブラケット24のピン孔と球面ブッシ
ュ26のピン孔26aに支持ピン27が貫通されて圧力
隔壁5またはカッタヘッド2とカッタ駆動シリンダ3A
〜3Hとが連結されている。したがって、カッタ駆動シ
リンダ3A〜3Hは支持ピン27を中心に左右方向に広
い範囲で回動できるとともに、球面ブッシュ26により
支持ピン27の軸心を含む面内で上下方向に狭い範囲で
回動することができる。
The rotary joints 21 and 22 of the cutter drive cylinders 3A to 3H may be spherical joints or universal joints, but in this embodiment, the rotary range is wide in the lateral direction and narrow in the vertical direction. As shown in, a spherical bush specification joint is used. That is, the pressure partition wall 5 or the mounting member 23 of the cutter head 2 is provided with a pair of fixed brackets 24, and the cutter drive cylinders 3A to 3H are provided with movable brackets 25 that are loosely fitted between the fixed brackets 24. There is. A spherical bush 26 is rotatably fitted in a spherical recess 25a formed in the movable bracket 25, and a pin hole 26a is formed in the spherical bush 26. Then, the support pin 27 is penetrated through the pin hole of the fixed bracket 24 and the pin hole 26a of the spherical bush 26 so that the pressure partition wall 5 or the cutter head 2 and the cutter drive cylinder 3A.
.About.3H are connected. Therefore, the cutter drive cylinders 3A to 3H can rotate in a wide range in the left-right direction around the support pin 27, and can rotate in a narrow range in the up-down direction in a plane including the axis of the support pin 27 by the spherical bush 26. be able to.

【0018】上記構成において、図示しないカッタ駆動
制御装置により油圧ポンプから供給排出する圧油が制御
されて各カッタ駆動シリンダ3A〜3Hが伸縮制御さ
れ、カッタヘッド2がシールド軸心に直交する面内で左
右方向および上下方向に往復移動され、必要に応じて円
弧運動や矩形旋回運動を行いカッタビット14,15に
より地山を掘削し、掘削土砂を土砂取り入れ口13から
圧力室6内に取り込んで排土装置によりシールド本体1
の後方に排出する。またカッタヘッド2は各カッタ駆動
シリンダ3A〜3Hを伸縮制御することにより、土質や
掘削状況に応じて前後方向に平行移動させたり、またシ
ールド軸心に直交する面に対して傾動させる動作を挿入
することにより、良好に掘削することもできる。
In the above structure, the cutter drive control unit (not shown) controls the pressure oil supplied and discharged from the hydraulic pump to control the expansion and contraction of the cutter drive cylinders 3A to 3H, so that the cutter head 2 is in the plane orthogonal to the shield axis. It reciprocates in the left and right direction and in the up and down direction, and if necessary, makes an arc motion or a rectangular swivel motion to excavate the ground by the cutter bits 14 and 15 and take the excavated earth and sand into the pressure chamber 6 from the earth and sand intake 13 Shield body 1 by earth removal device
To the rear of. In addition, the cutter head 2 extends and contracts each of the cutter drive cylinders 3A to 3H so that the cutter head 2 is translated in the front-rear direction or tilted with respect to a plane orthogonal to the shield axis, depending on the soil quality and excavation conditions. By doing so, it is possible to excavate well.

【0019】上記実施の形態によれば、8本のカッタ駆
動シリンダ3A〜3Hにより構成するパラレルリンクマ
ニピュレータのエンドエフェクタに、カッタヘッド2を
直接取り付けたので、被駆動部が軽量でかつ小容量とな
り、カッタ駆動シリンダ3A〜3Hの掘削速度を増大で
きて、効率の良い掘削が可能となるとともに、掘削土砂
を収容する圧力室6内での動きも容易となり、カッタ駆
動シリンダ3A〜3Hの動力を有効に利用することがで
きる。また、カッタヘッド2の動作を任意に設定するこ
とができ、土質に応じたカッタヘッドの動作を任意に設
定でき、自由度が大きい。また、カッタヘッド2の面積
も土質や掘削条件に対応して任意に設定することがで
き、崩壊土圧の受圧面積を広く取ることができる。
According to the above-described embodiment, since the cutter head 2 is directly attached to the end effector of the parallel link manipulator constituted by the eight cutter driving cylinders 3A to 3H, the driven part is lightweight and has a small capacity. , The excavation speed of the cutter drive cylinders 3A to 3H can be increased to enable efficient excavation, and the movement in the pressure chamber 6 for accommodating the excavated earth and sand is facilitated, and the power of the cutter drive cylinders 3A to 3H is increased. It can be used effectively. In addition, the operation of the cutter head 2 can be arbitrarily set, and the operation of the cutter head 2 can be arbitrarily set according to the soil quality, which provides a high degree of freedom. Also, the area of the cutter head 2 can be arbitrarily set according to the soil quality and excavation conditions, and the area for receiving the collapsed earth pressure can be widened.

【0020】なお、上記実施の形態では、横長矩形断面
のトンネルを掘削するシールド掘進機を示したが、もち
ろん縦長矩形断面のトンネルを掘削するシールド掘進機
であってもよい。
In the above embodiment, the shield machine for excavating a tunnel having a horizontally long rectangular cross section is shown, but of course, a shield machine for excavating a tunnel having a vertically long rectangular cross section may be used.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の請求項1記
載の発明によれば、パラレルリンクマニピュレータから
なるカッタヘッド駆動装置により、複数の伸縮アクチェ
ータを駆動してカッタヘッドを上下左右方向および旋回
方向を往復移動させて地山を掘削できるとともに、前後
方向およびシールド軸心に直角の掘削面に対して傾斜す
る方向、さらに傾斜した状態での平行移動とあらゆる角
度と方向にカッタヘッドを移動させることができ、直線
掘削および曲線掘削、余堀や拡張掘削など任意な掘削形
態が可能となる。また複数の伸縮アクチェータのみで構
成され、エンドエフェクタであるカッタヘッド側を軽量
にできるので、装置が簡単な構造で伸縮アクチェータの
駆動力も小さくてすむ。さらに崩壊土圧を保持するカッ
タヘッドの受圧面積も広くとれて安定して矩形断面のト
ンネルを掘削することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the cutter head driving device including the parallel link manipulator drives the plurality of telescopic actuators to swivel the cutter head vertically and horizontally. It is possible to excavate the ground by reciprocating the direction, and to move the cutter head in all directions and in the direction tilted with respect to the excavation plane perpendicular to the front-back direction and the shield axis, and further in the inclined state. It is possible to perform arbitrary excavation forms such as straight line excavation, curved excavation, extra excavation and extended excavation. Further, since the cutter head side, which is the end effector, can be made light by being composed of only a plurality of telescopic actuators, the driving force of the telescopic actuator can be small with a simple structure. Further, the pressure receiving area of the cutter head that holds the collapsed earth pressure is wide, and the tunnel having a rectangular cross section can be stably excavated.

【0022】また請求項2記載の発明によれば、カッタ
ヘッドを簡単な構造で前面にわたって必要な強度を確保
できるとともに、掘削土砂の取り入れ口を均一に配置す
ることができ、カッタヘッドをストロークの小さい往復
運動で地山を掘削しても、確実に掘削土砂を取り込んで
排出することができる。
According to the second aspect of the present invention, the cutter head can have a simple structure to secure necessary strength over the front surface, and the inlets for excavated earth and sand can be uniformly arranged, so that the cutter head can be made to have a long stroke. Even if the ground is excavated by a small reciprocating motion, the excavated earth and sand can be reliably taken in and discharged.

【0023】さらに請求項3記載の発明によれば、矩形
状のカッタヘッドを伸縮アクチェータにより菱形四隅位
置近傍の4箇所で支持するので、矩形カッタヘッドに加
わる掘削反力および切羽崩壊土圧を均一に保持すること
ができ、一般的な2本3組のパラレルリンクマニピュレ
ータに比較して極めて安定性がよい。またシールド本体
の伸縮アクチェータの基端側連結部の内部四角形を広く
とることができて、排土装置や攪拌装置などの配置の自
由度を向上させることができる。さらに伸縮アクチェー
タ基端側のシールド本体との連結部を縦長長方形の角部
位置近傍とするとともに、伸縮アクチェータ先端側のカ
ッタヘッドとの連結部を縦長菱形の角部位置近傍とする
ことにより、カッタヘッドの移動範囲を横方向に広くと
ることができ、横長の矩形断面トンネルの掘削に最適と
なる。
Further, according to the third aspect of the present invention, since the rectangular cutter head is supported by the telescopic actuator at four positions in the vicinity of the four corners of the rhombus, the excavation reaction force applied to the rectangular cutter head and the ground collapse pressure are uniform. It is possible to hold the same, and is extremely stable as compared with a general two-to-three set parallel link manipulator. Further, since the inner quadrangle of the base end side connecting portion of the telescopic actuator of the shield body can be widened, the degree of freedom of arrangement of the soil discharging device, the stirring device and the like can be improved. Furthermore, by making the connecting part with the shield body on the base end side of the telescopic actuator near the corner position of the vertically long rectangle, and the connecting part with the cutter head at the tip end of the telescopic actuator near the corner position of the vertically long rhombus, the cutter The moving range of the head can be wide in the lateral direction, which is most suitable for excavation of a horizontally long tunnel having a rectangular cross section.

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

【図1】本発明に係る矩形断面シールド掘進機の実施の
形態を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a rectangular cross-section shield machine according to the present invention.

【図2】同シールド掘進機の動作を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an operation of the shield machine.

【図3】同シールド掘進機のカッタヘッドを示す正面図
である。
FIG. 3 is a front view showing a cutter head of the shield machine.

【図4】図3に示すI−I断面図である。4 is a cross-sectional view taken along the line I-I shown in FIG.

【図5】同シールド掘進機を示す概略正面図である。FIG. 5 is a schematic front view showing the shield machine.

【図6】同シールド掘進機を示す概略側面断面図であ
る。
FIG. 6 is a schematic side sectional view showing the shield machine.

【図7】同シールド掘進機を示す概略平面断面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic plan sectional view showing the shield machine.

【図8】同シールド掘進機の回動継手を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a rotary joint of the shield machine.

【図9】(a)〜(c)はそれぞれカッタ駆動装置の動
作範囲の説明図で、(a)は正面図、(b)は底面図、
(c)は側面図である。
9A to 9C are explanatory views of the operating range of the cutter driving device, in which FIG. 9A is a front view, FIG. 9B is a bottom view, and FIG.
(C) is a side view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールド本体 2 カッタヘッド 3A〜3H カッタ駆動シリンダ 4 カッタ駆動装置 5 圧力隔壁 11 枠フレーム 12 柱状フレーム 13 土砂取り入れ口 14,15 カッタビット 21,22 回動継手 1 Shield body 2 cutter head 3A-3H cutter drive cylinder 4 cutter drive 5 Pressure partition 11 frame 12 columnar frame 13 Sediment intake 14,15 cutter bits 21,22 swivel joint

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−210086(JP,A) 特開 平8−210085(JP,A) 特開 平8−53995(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/08 E21D 9/06 301 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-8-210086 (JP, A) JP-A-8-210085 (JP, A) JP-A-8-53995 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) E21D 9/08 E21D 9/06 301

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】矩形断面のシールド本体の前部に、シール
ド本体より小さい掘削面を有する矩形板状のカッタヘッ
ドを配置し、前端部が前記カッタヘッドに回動自在に連
結されるとともに後端部がシールド本体に回動自在に連
結された複数本の伸縮アクチェータによりパラレルリン
クマニピュレータを構成するカッタ駆動装置を設け、こ
のカッタ駆動装置によりカッタヘッドをシールド軸心と
直交する面を含む空間内で往復移動させることにより地
山を掘削するように構成したことを特徴とする矩形断面
シールド掘進機の掘削装置。
1. A rectangular plate-shaped cutter head having an excavation surface smaller than that of the shield body is arranged at a front portion of a shield body having a rectangular cross section, and a front end portion is rotatably connected to the cutter head and a rear end portion. A cutter driving device that constitutes a parallel link manipulator by a plurality of telescopic actuators whose parts are rotatably connected to the shield body is provided, and the cutter driving device is used by the cutter driving device in a space including a surface orthogonal to the shield axis. An excavating device for a rectangular cross-section shield excavator, which is configured to excavate the ground by reciprocating.
【請求項2】カッタヘッドは、柱状フレームを格子形に
組み合わしてカッタ面板を形成するとともに柱状フレー
ム間の空間を土砂取り入れ口に形成し、これら柱状フレ
ームに多数のカッタビットを突設したことを特徴とする
請求項1記載の矩形断面シールド掘進機の掘削装置。
2. A cutter head, wherein columnar frames are combined in a lattice shape to form a cutter face plate, a space between the columnar frames is formed in a sediment intake port, and a large number of cutter bits are projected on these columnar frames. An excavating device for a rectangular cross-section shield machine according to claim 1.
【請求項3】カッタ駆動装置のパラレルリンクマニピュ
レータを、2本一組で8本の伸縮アクチェータにより構
成し、各組の伸縮アクチェータの基端部をそれぞれ正面
視で縦長長方形の角部位置近傍でシールド本体に連結す
るとともに、隣接する組の1本ずつ2本の伸縮アクチェ
ータの先端部を正面視で縦長菱形の角部位置近傍でカッ
タヘッドにそれぞれ連結し、シールド本体を横長矩形断
面に形成したことを特徴とする請求項1または2記載の
矩形断面シールド掘進機の掘削装置。
3. A parallel link manipulator of a cutter driving device is constituted by two sets of eight telescopic actuators, and the base ends of the telescopic actuators of each set are located near the corners of a vertically long rectangle in front view. In addition to being connected to the shield body, the tip ends of two telescopic actuators, one from each adjacent group, were connected to the cutter head in the vicinity of the corners of the vertically elongated rhombus in front view to form the shield body in a horizontally long rectangular cross section. The excavation device for a rectangular cross-section shield machine according to claim 1 or 2.
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