JP5190404B2

JP5190404B2 - Control device for shaft excavator

Info

Publication number: JP5190404B2
Application number: JP2009087134A
Authority: JP
Inventors: 貴史川井
Original assignee: カヤバシステムマシナリー株式会社
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010236315A

Description

本発明は、立坑掘削機の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a shaft excavator.

従来、この種の立坑掘削機としては、カッタにて掘削するものやブレーカにより掘削するものがある(特許文献１〜３参照)。 Conventionally, as this type of shaft excavator, there are an excavator using a cutter and an excavator using a breaker (see Patent Documents 1 to 3).

特許文献１においては、全断面掘削機であり、グリッパによって全断面掘削機を立坑の坑壁に支承させており、中央カッタと外周カッタに２分割したカッタを駆動モータにて駆動回転するものであり、中央カッタは外周カッタより下方へ突設させて双方のカッタ間に段差を設け、中央カッタによる先行掘削部にズリ溜部を設け、ズリ出し作業の効率を向上させるようにしている。 In patent document 1, it is a full-section excavator, the full-section excavator is supported on the wall of a vertical shaft by a gripper, and a cutter divided into a center cutter and an outer cutter is driven and rotated by a drive motor. In addition, the central cutter protrudes downward from the outer cutter to provide a step between the two cutters, and a slip reservoir is provided in the preceding excavation portion by the central cutter so as to improve the efficiency of the slipping work.

特許文献２においては、大口径の立穴を掘削する際に、まず小口径のガイド穴を掘削するとともに、このガイド穴内にパイプを挿入し、次にこのパイプ内の水抜きを行った後、パイプ内に土砂排出用のバケットを吊持しておく。そして、掘削用アームを回転させて大口径の穴を掘削し、この掘削土砂をパイプ内のバケット内に落とし込み、このバケットを引き揚げることにより掘削土砂を排出するよう構成している。 In Patent Document 2, when excavating a large-diameter vertical hole, firstly excavating a small-diameter guide hole, inserting a pipe into the guide hole, and then draining the pipe, A bucket for earth and sand discharge is suspended in the pipe. Then, the excavating arm is rotated to excavate a large-diameter hole, the excavated earth and sand is dropped into a bucket in the pipe, and the excavated earth and sand are discharged by lifting the bucket.

特許文献３においては、立坑内に固定的に配設される外フレームに旋回駆動手段にて旋回する内フレームを取付け、この内フレームから掘削手段としての油圧ブレーカを備え、油圧ブレーカを岩盤に切込ませながら破砕し掘削し、その掘削範囲を旋回駆動手段により立坑の全断面に展開させるようにしている。 In Patent Document 3, an inner frame that is swiveled by swivel driving means is attached to an outer frame that is fixedly arranged in the shaft, and a hydraulic breaker is provided as an excavating means from the inner frame, and the hydraulic breaker is cut into a rock mass. It is crushed and excavated while being inserted, and the excavation range is expanded to the entire cross section of the shaft by the turning drive means.

特開平６−２９４２７６号公報JP-A-6-294276 特開平６−１４６７６２号公報JP-A-6-146762 特開平６−８８４７５号公報JP-A-6-88475

しかしながら、特許文献１，２に示す立坑掘削機にあっては、立坑の大部分の断面を回転駆動するカッタにより掘削するものであるため、地山が硬い場合には効率よく掘削できない不具合があり、且つ地山が硬い場合を想定してカッタの回転駆動力を増加させると当該駆動力を支持するフレーム剛性も高める必要があり、軽量化できない不具合があった。 However, in the shaft excavator shown in Patent Documents 1 and 2, since the most section of the shaft is excavated by a cutter that rotationally drives, there is a problem that the excavation cannot be efficiently performed when the ground is hard. In addition, if the rotational driving force of the cutter is increased on the assumption that the ground is hard, the rigidity of the frame supporting the driving force needs to be increased, and there is a problem that the weight cannot be reduced.

また、特許文献３に示す立坑掘削機にあっては、岩盤に切込ませながら破砕し掘削する油圧ブレーカを使用し、その掘削範囲を旋回駆動手段により立坑の全断面に展開させるものであるため、効率よく掘削できない不具合があった。 Moreover, in the shaft excavator shown in Patent Document 3, a hydraulic breaker that crushes and excavates while cutting into the rock is used, and the excavation range is expanded to the entire cross section of the shaft by the turning drive means. There was a problem that could not be excavated efficiently.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、効率よく掘削するに好適な立坑掘削機の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a control device for a shaft excavator suitable for efficient excavation.

本発明は、立坑内に吊下げられて坑壁に固定されるメインフレームに対して当該メインフレームの中心軸回りに旋回駆動される旋回フレームと、前記旋回フレームの下端に立坑の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブームと、前記揺動ブームの先端に立坑の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッドを回転させて地山を掘削する掘削ユニットと、を備える立坑掘削機であって、前記カッタヘッドの立坑の地山に対する移動半径を検出する手段と、前記検出された移動半径の大きさに応じて旋回フレームの旋回速度を低くして、カッタヘッドの地山に対する移動速度の変化を一定範囲に抑制する手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention relates to a swivel frame that is driven to swivel around a central axis of a main frame that is suspended in the shaft and is fixed to the shaft wall, and a radial frame of the shaft at the lower end of the swivel frame. A rocking boom that can be swung at the tip of the rocking boom and a rocking boom that is rockable at the tip of the rocking boom in the radial plane of the shaft, and that excavates the natural ground by rotating the cutter head at the tip A shaft excavator comprising: a means for detecting a moving radius of the cutter head with respect to the ground of the shaft, and lowering a turning speed of the turning frame according to the detected moving radius And means for suppressing a change in the moving speed of the cutter head relative to the natural ground within a certain range.

本発明によると、立坑内に吊下げられて坑壁に固定されるメインフレームに対して当該メインフレームの中心軸回りに旋回駆動される旋回フレームと、前記旋回フレームの下端に立坑の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブームと、前記揺動ブームの先端に立坑の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッドを回転させて地山を掘削する掘削ユニットと、を備える立坑掘削機であって、前記カッタヘッドの立坑の地山に対する移動半径を検出する手段と、前記検出された移動半径の大きさに応じて旋回フレームの旋回速度を低くして、カッタヘッドの地山に対する移動速度の変化を一定範囲に抑制する手段と、を備える。 According to the present invention, a swivel frame that is swiveled around the central axis of the main frame with respect to a main frame that is suspended in the shaft and fixed to the wall, and a radial surface of the shaft at the lower end of the swivel frame A rocking boom arranged to be able to rock within, and a rocking boom arranged at the tip of the rocking boom in a radial plane of the shaft and rotating a cutter head arranged at the tip to excavate natural ground A shaft excavator comprising a drilling unit, wherein the cutter head is configured to detect a moving radius of the cutter head with respect to the ground of the shaft, and to reduce a turning speed of the turning frame according to the detected moving radius. And means for suppressing a change in the moving speed of the cutter head with respect to the natural ground within a certain range.

このため、旋回フレームにより掘削ユニットを立坑内で旋回させて、立坑内の地山を掘削ユニットのカッタヘッドにより掘削することができ、効率よく硬い地山でも掘削できる。また、揺動ブーム及び掘削ユニットの揺動角度位置に応じて立坑内でのカッタヘッドによる掘削半径の大きさに応じてカッタヘッドの旋回角度を小さくするため、カッタヘッドの移動速度の変化が一定範囲に抑制されて、効率よく地山を掘削できる。 For this reason, the excavation unit can be swiveled in the vertical shaft by the revolving frame, and the natural ground in the vertical shaft can be excavated by the cutter head of the excavation unit, so that even hard ground can be efficiently excavated. In addition, the change in the moving speed of the cutter head is constant because the turning angle of the cutter head is reduced according to the excavation radius of the cutter head in the shaft depending on the swing angle position of the swing boom and the excavation unit. It is constrained by the area and can excavate natural ground efficiently.

本発明の実施の形態を示す立坑掘削機の側面図。The side view of the shaft excavator which shows embodiment of this invention. 同じく立坑掘削機の断面図。Similarly sectional drawing of a shaft excavator. 同じくメインフレームの側面図。Similarly, a side view of the main frame. 同じくメインフレームの平面図。The top view of a main frame similarly. 立坑掘削機の旋回フレームの支持機構の断面図。Sectional drawing of the support mechanism of the turning frame of a shaft excavator. 同じく旋回フレームの支持機構におけるガイドローラ部分の平面図。The top view of the guide roller part in the support mechanism of a revolving frame similarly. 同じく旋回フレームの駆動機構の平面図。The top view of the drive mechanism of a revolving frame similarly. 揺動ブームの揺動角度検出部の側面図。The side view of the swing angle detection part of a swing boom. 掘削ユニットの揺動角度検出部の側面図。The side view of the rocking | swiveling angle detection part of an excavation unit. 揺動ブームの基準位置における掘削ユニットの動作状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the operation state of the excavation unit in the reference | standard position of a rocking boom. 揺動ブームの第１位置における掘削ユニットの動作状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the operation state of the excavation unit in the 1st position of a rocking boom. 揺動ブームの第２位置における掘削ユニットの動作状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the operation state of the excavation unit in the 2nd position of a rocking boom. 揺動ブームの第３位置における掘削ユニットの動作状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the operation state of the excavation unit in the 3rd position of a rocking boom. カッタヘッドの旋回半径に対する旋回流量（Ａ）、先端速度（Ｂ）、旋回圧力（Ｃ）の特性を示す説明図。Explanatory drawing which shows the characteristic of the turning flow volume (A) with respect to the turning radius of a cutter head, tip speed (B), and turning pressure (C). 揺動ブームの伸縮シリンダによる押付け力と、カッタヘッドの先端速度［ｍｍ／ｓｅｃ］と、駆動モータに供給する作動油の供給圧力［ＭＰａ］と、駆動モータに供給する作動油量［Ｌ／ｍｉｎ］との設定値を示すパターン図。The pressing force by the telescopic cylinder of the swing boom, the tip speed [mm / sec] of the cutter head, the supply pressure of the hydraulic oil supplied to the drive motor [MPa], and the amount of hydraulic oil supplied to the drive motor [L / min ] Is a pattern diagram showing set values.

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本発明を適用する立坑掘削機１は、例えば、内径が４．５メートル、深さが５００メートルとなる、比較的大径の立坑を掘削するものである。 The shaft excavator 1 to which the present invention is applied excavates a relatively large-diameter shaft having an inner diameter of 4.5 meters and a depth of 500 meters, for example.

この立坑掘削機１は、図１に示すように、立坑２内に吊下げられて降下し、立坑２と中心軸位置を一致した状態で立坑２の坑壁にグリッパ１０により固定され、掘削した土砂の排出手段が通過する排土搬出用開口部を備えるメインフレーム３と、前記メインフレーム３に対して当該メインフレーム３の中心軸回りに旋回するよう配置された旋回フレーム４と、前記旋回フレーム４の下端に設けた、立坑２の半径方向に対する法線方向の水平軸を介して当該基端が連結され、旋回フレーム４に対して立坑２の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブーム５と、前記揺動ブーム５の先端に設けた、立坑２の半径方向に対する法線方向の水平軸を介して当該基端が連結され、揺動ブーム５に対して立坑２の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッド７を回転させて地山を掘削する掘削ユニット６と、を備える。 As shown in FIG. 1, the shaft excavator 1 is suspended and lowered in the shaft 2, and is fixed to the shaft wall of the shaft 2 by the gripper 10 and excavated in a state in which the central axis position coincides with the shaft 2. A main frame 3 having an opening for discharging soil through which earth and sand discharging means pass, a revolving frame 4 arranged to revolve around the central axis of the main frame 3 with respect to the main frame 3, and the revolving frame The base end is connected via a horizontal axis in the direction normal to the radial direction of the shaft 2 provided at the lower end of the shaft 4, and is arranged so as to be able to swing in the radial plane of the shaft 2 with respect to the turning frame 4. The base end of the swing boom 5 is connected to the swing boom 5 via a horizontal axis in the direction normal to the radial direction of the shaft 2 provided at the distal end of the swing boom 5. It is arranged so that it can swing in the direction plane, It comprises a drilling unit 6 to excavate the natural ground by rotating the cutter head 7 which is arranged in the end, the.

前記メインフレーム３は、図３，４に示すように、上下に配置された上側リングフレーム１１及び下側リングフレーム１２と、上下リングフレーム１１，１２を連結する円周方向等間隔に配置された複数(図示例では３個)の柱状部材１３と、下側リングフレーム１２に固定された旋回案内部１４と、が夫々溶接等により一体に結合して構成されている。前記上側リングフレーム１１の上面にはフック１５が固定され、図示しない吊下げクレーンより降下された吊下げワイヤの先端を当該フック１５に係合させることにより、メインフレーム３を吊下げクレーンにより吊下げるようにしている。このように、メインフレーム３は、複数(３本)の柱状部材１３により上下リングフレーム１１，１２を連結・合体して、全体として環状の骨格構造体により構成されているため、メインフレーム３の強度を確保できると共に軽量化でき、また、吊下げウインチの吊り重量を軽減できる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the main frame 3 is arranged at equal intervals in the circumferential direction connecting the upper and lower ring frames 11 and 12 and the upper and lower ring frames 11 and 12 arranged vertically. A plurality (three in the illustrated example) of columnar members 13 and a turning guide portion 14 fixed to the lower ring frame 12 are integrally coupled by welding or the like. A hook 15 is fixed to the upper surface of the upper ring frame 11, and the main frame 3 is suspended by the suspension crane by engaging the tip of a suspension wire lowered from a suspension crane (not shown) with the hook 15. I am doing so. As described above, the main frame 3 is formed by connecting and combining the upper and lower ring frames 11 and 12 with the plurality (three) of the columnar members 13, so that the main frame 3 is configured by an annular skeleton structure as a whole. In addition to ensuring strength, the weight can be reduced, and the suspension weight of the suspension winch can be reduced.

前記上下リングフレーム１１，１２と柱状部材１３とが連結される部位には、各リングフレーム１１，１２の半径方向に延び、外周側で開口する収容穴が設けられている。前記各収容穴には、油圧シリンダ等のアクチュエータ１６が内蔵され、アクチュエータ１６により半径方向外側へ出没可能なグリッパ１０が配置されている。各グリッパ１０はアクチュエータ１６に対して所定角度だけ揺動可能に固定されている。 A receiving hole that extends in the radial direction of each of the ring frames 11 and 12 and opens on the outer peripheral side is provided at a portion where the upper and lower ring frames 11 and 12 and the columnar member 13 are connected. In each of the accommodation holes, an actuator 16 such as a hydraulic cylinder is built, and a gripper 10 that can be projected and retracted radially outward by the actuator 16 is disposed. Each gripper 10 is fixed so as to be swingable by a predetermined angle with respect to the actuator 16.

各グリッパ１０は、アクチュエータ１６により半径方向内側への待避位置に位置する際には、立坑２の坑壁から離脱しており、メインフレーム３は図示しない吊下げクレーンにより立坑２内に昇降可能である。また、各グリッパ１０をアクチュエータ１６により半径方向外側へ進出させる作動位置に位置する際には、立坑２の坑壁に沿って揺動してアクチュエータ１６の押付力により接触し、メインフレーム３を立坑２内に固定して、後述する掘削反力と自重を支持することができる。 Each gripper 10 is separated from the wall of the shaft 2 when the gripper 10 is positioned at a radially inward position by the actuator 16, and the main frame 3 can be moved up and down in the shaft 2 by a suspension crane (not shown). is there. Further, when each gripper 10 is positioned at an operation position where the gripper 10 is moved outward in the radial direction by the actuator 16, the gripper 10 swings along the shaft wall of the shaft 2 and comes into contact with the pressing force of the actuator 16, thereby It is possible to support the excavation reaction force and its own weight, which will be described later.

このように、各グリッパ１０を剛性が確保された上下リングフレーム１１，１２と柱状部材１３との連結部位に配置しているため、メインフレーム３の剛性を確保しつつ立坑２の坑壁に確実にメインフレーム３を支持させることができる。 As described above, since each gripper 10 is arranged at the connecting portion between the upper and lower ring frames 11, 12 and the columnar member 13 with which rigidity is ensured, the main frame 3 can be reliably secured to the well wall of the shaft 2 while ensuring the rigidity of the main frame 3. The main frame 3 can be supported.

前記旋回案内部１４は、図５に示すように、下側リングフレーム１２下部に固定されてリング状に構成された環状フレーム１４Ａを備える。前記環状フレーム１４Ａの内面には、前記各柱状部材１３同士の間において上下方向(立坑軸方向)に配置された回転軸に回転可能に配置された３個のガイドローラ１７と、ガイドローラ１７が配置された部位より立坑２の軸方向に位置をずらせて配置され、上下に対向して形成した環状のレール面１８と、を備える。前記３個のガイドローラ１７は、前記旋回フレーム４の基部に設けたリング部材２１の外周に転動可能に係合して、旋回フレーム４の立坑２内での半径方向の位置決めを行う。 As shown in FIG. 5, the turning guide portion 14 includes an annular frame 14 </ b> A that is fixed to the lower portion of the lower ring frame 12 and configured in a ring shape. On the inner surface of the annular frame 14A, there are three guide rollers 17 disposed so as to be rotatable about a rotation shaft disposed in the vertical direction (vertical shaft direction) between the columnar members 13, and a guide roller 17 An annular rail surface 18 is provided that is disposed with its position shifted in the axial direction of the shaft 2 from the disposed portion, and is formed so as to face up and down. The three guide rollers 17 engage with the outer periphery of the ring member 21 provided at the base of the revolving frame 4 so as to be able to roll, and perform the positioning of the revolving frame 4 in the shaft 2 in the radial direction.

前記３個のガイドローラ１７の回転軸は、図５及び図６に示すように、環状フレーム１４Ａから内側に突出する調整ねじにより半径方向の位置を調整可能なブロック１９に支持されており、各ガイドローラ１７の調整ねじによる位置調整により、前記旋回フレーム４の基部に設けたリング部材２１の中心が前記メインフレーム３(立坑２)の中心と一致させた状態において、各ガイドローラ１７の各ブロック１９が環状フレーム１４Ａに固定される。 As shown in FIGS. 5 and 6, the rotation shafts of the three guide rollers 17 are supported by blocks 19 whose radial positions can be adjusted by adjusting screws protruding inward from the annular frame 14A. In the state where the center of the ring member 21 provided at the base of the revolving frame 4 is aligned with the center of the main frame 3 (the shaft 2) by adjusting the position of the guide roller 17 with the adjusting screw, each block of each guide roller 17 19 is fixed to the annular frame 14A.

また、前記環状のレール面１８は、前記旋回フレーム４の基部に対して半径方向に配置した軸回りに回転可能に設けた旋回ローラ２２を上下方向から挟むよう配置され、旋回ローラ２２を環状のレール面１８上に転動移動させることにより、旋回フレーム４の立坑２内での軸方向の位置決めを行う。このように、旋回フレーム４の基部が前記３個のガイドローラ１７と環状のレール面１８に転動する旋回ローラ２２とにより、メインフレーム３に対して回転可能に支持されることにより、高価な大型ベアリングを用いる場合に比較して、より安価に旋回フレーム４を旋回可能に支持させることができる。 The annular rail surface 18 is disposed so as to sandwich the swivel roller 22 provided so as to be rotatable about an axis disposed in the radial direction with respect to the base of the swivel frame 4 from above and below. By rolling and moving on the rail surface 18, the revolving frame 4 is positioned in the axial direction within the shaft 2. In this way, the base of the swivel frame 4 is rotatably supported with respect to the main frame 3 by the three guide rollers 17 and the swivel roller 22 that rolls on the annular rail surface 18. Compared with the case where a large bearing is used, the swivel frame 4 can be pivotably supported at a lower cost.

前記旋回フレーム４の基部に設けたリング部材２１は、図７に示すように、周方向に所定ピッチ間隔を持って複数のピン２３を軸方向に固定して配置している。各ピン２３はリング部材２１に固定した一対の環状プレートにより上下端が固定保持され、一対の環状プレート間に位置するピン部分が、後述する駆動モータ２５により回転駆動されるピニオン２６が係合する。前記ピニオン２６および駆動モータ２５は、前記３個のガイドローラ１７に対応した角度位置において、３組が下側リングフレーム１２に固定して配置されている。 As shown in FIG. 7, the ring member 21 provided at the base of the swivel frame 4 has a plurality of pins 23 fixed in the axial direction with a predetermined pitch interval in the circumferential direction. The upper and lower ends of each pin 23 are fixed and held by a pair of annular plates fixed to the ring member 21, and a pinion 26 that is rotationally driven by a drive motor 25 described later is engaged with a pin portion positioned between the pair of annular plates. . Three sets of the pinion 26 and the drive motor 25 are fixed to the lower ring frame 12 at an angular position corresponding to the three guide rollers 17.

前記駆動モータ２５は、油圧モータにより構成され、油圧源となる油圧ユニット３０から供給される作動油圧と作動油量に基づいて、その駆動トルクと駆動速度を制御されて回転する。従って、駆動モータ２５が回転されると、ピニオン２６とピン２３との係合によりリング部材２１が回転され、メインフレーム３のガイドローラ１７と旋回ローラ２２とにより回転支持されている旋回フレーム４がメインフレーム３内で旋回移動する。 The drive motor 25 is constituted by a hydraulic motor, and rotates with its drive torque and drive speed controlled based on the hydraulic pressure and hydraulic oil amount supplied from the hydraulic unit 30 as a hydraulic source. Therefore, when the drive motor 25 is rotated, the ring member 21 is rotated by the engagement of the pinion 26 and the pin 23, and the swing frame 4 that is rotatably supported by the guide roller 17 and the swing roller 22 of the main frame 3 is rotated. It turns in the main frame 3.

前記メインフレーム３の下側リングフレーム１２の上部には、図２に示すように、前記駆動モータ２５に作動油を供給する油圧ユニット３０と油圧ユニット３０および後述する揺動ブーム５・掘削ユニット６の揺動角等を制御する制御盤３１とが配置されている。前記油圧ユニット３０は、図示しないが、電動機で駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプより吐出された作動油の圧力を制御する圧力制御弁および吐出油の供給流量を制御する流量制御弁と、を備え、これら制御弁は制御盤３１によりその出力値が制御される。また、前記メインフレーム３には、立坑２内を換気するために、立坑２内に外気を供給する１本の小径の風管３３と立坑２内の空気を排出する２本の大径の風管３４とが配置されている。 As shown in FIG. 2, a hydraulic unit 30 for supplying hydraulic oil to the drive motor 25, a hydraulic unit 30, and a swing boom 5 and excavation unit 6 described later are disposed on the lower ring frame 12 of the main frame 3. And a control panel 31 for controlling the swing angle and the like. Although not shown, the hydraulic unit 30 includes a hydraulic pump driven by an electric motor, a pressure control valve for controlling the pressure of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and a flow rate control valve for controlling the supply flow rate of the discharged oil. The output values of these control valves are controlled by the control panel 31. The main frame 3 has one small-diameter wind pipe 33 for supplying outside air into the shaft 2 and two large-diameter winds for discharging the air in the shaft 2 in order to ventilate the shaft 2. A tube 34 is arranged.

前記メインフレーム３は、前記した旋回フレーム４およびその駆動モータ２５、油圧ユニット３０および制御盤３１、大小の風管３３，３４の周縁への配置により、図２に示すように、内部に上下に貫通し、旋回フレーム４の旋回動作によっても開口している空間を形成することができる。この空間は、掘削した土砂の排出手段が通過する排土搬出用開口部６０を構成している。 As shown in FIG. 2, the main frame 3 is vertically moved up and down by the arrangement of the revolving frame 4 and its drive motor 25, the hydraulic unit 30 and the control panel 31, and the large and small wind pipes 33 and 34. A space that penetrates and is also opened by the turning motion of the turning frame 4 can be formed. This space constitutes a soil discharge opening 60 through which the excavating means for excavated sediment passes.

前記旋回フレーム４は、前記メインフレーム３の旋回案内部１４の内方において、前記リング部材２１および前記３個のガイドローラ１７を支持する環状体に構成され、また、図１に示すように、環状体の一部をメインフレーム３の下方に突出させて構成されている。前記旋回フレーム４の前記下方に突出させたその先端には、立坑２の円周方向に配置した水平軸を介して揺動ブーム５の基端を連結し、揺動ブーム５を旋回フレーム４に対して水平軸回り(立坑２の半径方向)に揺動可能に支持している。また、旋回フレーム４と揺動ブーム５とに両端部を連結するシリンダ３５を備え、シリンダ３５を伸縮させることにより揺動ブーム５の揺動位置を調整することができる。 The swivel frame 4 is configured as an annular body that supports the ring member 21 and the three guide rollers 17 inside the swivel guide portion 14 of the main frame 3, and as shown in FIG. A part of the annular body protrudes below the main frame 3. The base end of the swing boom 5 is connected to the tip of the swing frame 4 that protrudes downward through a horizontal shaft arranged in the circumferential direction of the shaft 2, and the swing boom 5 is connected to the swing frame 4. On the other hand, it is swingably supported around the horizontal axis (in the radial direction of the shaft 2). In addition, the revolving frame 4 and the swing boom 5 are provided with a cylinder 35 that connects both ends, and the swing position of the swing boom 5 can be adjusted by extending and retracting the cylinder 35.

前記揺動ブーム５の揺動位置は、図８に示すように、揺動ブーム５に設けた検出アーム３６の先端位置を検出するよう旋回フレーム４側に配置した複数個(図示例では３個)の近接センサ３７のオンーオフ作動により、検出され、図示しない制御盤に入力される。図示例では、近接センサ３７が３個配置されており、いずれの近接センサ３７もオン作動しない基準位置と、１個の近接センサ３７のみがオン作動する第１位置、２個の近接センサ３７がオン作動する第２位置と、全ての近接センサ３７がオン作動する第３位置とが検出されるよう構成されている。前記揺動ブーム５の揺動位置の検出は、上記した近接センサ３７による検出に限定されるものでなく、他の検出手段を用いてもよい。 As shown in FIG. 8, the swing position of the swing boom 5 is a plurality (three in the illustrated example) arranged on the swing frame 4 side so as to detect the tip position of the detection arm 36 provided on the swing boom 5. ) Of the proximity sensor 37 is detected and input to a control panel (not shown). In the illustrated example, three proximity sensors 37 are arranged, a reference position where none of the proximity sensors 37 is turned on, a first position where only one proximity sensor 37 is turned on, and two proximity sensors 37 are provided. The second position where the on-operation is performed and the third position where all the proximity sensors 37 are activated are detected. The detection of the swing position of the swing boom 5 is not limited to the detection by the proximity sensor 37 described above, and other detection means may be used.

前記揺動ブーム５は、図示しないが、伸縮自在であり且つ軸回りの互いの相対回転が阻止されたピストンロッドとシリンダとからなる伸縮シリンダにより構成され、基端側のピストンロッドが前記立坑２の円周方向に配置した水平軸を介して旋回フレーム４側に連結される。前記伸縮シリンダは、先端に装備される掘削ユニット６のカッタヘッド７により地山を掘削する際、カッタヘッド７の地山への押付力を発生するよう機能する。前記押付力は、前記油圧ユニット３０よりの作動油を圧力制御弁を介して導入することにより発生させる。前記押付力の制御は、前記圧力制御弁を制御盤３１より制御することにより実行される。 Although not shown in the drawing, the swing boom 5 is composed of a telescopic cylinder composed of a piston rod and a cylinder that are telescopic and prevented from rotating relative to each other around the shaft. Are connected to the revolving frame 4 side via a horizontal axis arranged in the circumferential direction. The telescopic cylinder functions to generate a pressing force of the cutter head 7 against the natural ground when excavating the natural ground with the cutter head 7 of the excavation unit 6 provided at the tip. The pressing force is generated by introducing hydraulic oil from the hydraulic unit 30 through a pressure control valve. The pressing force is controlled by controlling the pressure control valve from the control panel 31.

前記揺動ブーム５の先端側には、前記立坑２の円周方向に配置した水平軸を備え、後述する掘削ユニット６を揺動ブーム５に対して水平軸回り(立坑２の半径方向)に揺動可能に支持している。また、揺動ブーム５と掘削ユニット６とに両端部を連結するシリンダ３８を備え、シリンダ３８を伸縮させることにより掘削ユニット６の揺動位置を調整することができる。前記掘削ユニット６の揺動位置は、図９に示すように、掘削ユニット６に設けた検出アーム３９の先端位置を検出するよう揺動ブーム５側に配置した複数個(図示例では３個)の近接センサ４０のオンーオフ作動により、検出され、図示しない制御盤に入力される。 A horizontal shaft arranged in the circumferential direction of the shaft 2 is provided on the tip side of the swing boom 5, and an excavation unit 6 described later is arranged around the horizontal axis (radial direction of the shaft 2) with respect to the swing boom 5. It is swingably supported. Moreover, the cylinder 38 which connects both ends to the swing boom 5 and the excavation unit 6 is provided, and the swing position of the excavation unit 6 can be adjusted by extending and contracting the cylinder 38. As shown in FIG. 9, the excavation unit 6 has a plurality of swing positions (three in the illustrated example) arranged on the swing boom 5 side so as to detect the tip position of the detection arm 39 provided on the excavation unit 6. Is detected and input to a control panel (not shown).

図示例では、近接センサ４０が３個配置されており、いずれの近接センサ４０もオン作動しない基準位置と、１個の近接センサ４０のみがオン作動する第１位置、２個の近接センサ４０がオン作動する第２位置と、全ての近接センサ４０がオン作動する第３位置とが検出されるよう構成されている。前記掘削ユニット６の揺動位置の検出は、上記した近接センサ４０による検出に限定されるものでなく、他の検出手段を用いてもよい。 In the illustrated example, three proximity sensors 40 are arranged, a reference position where none of the proximity sensors 40 is turned on, a first position where only one proximity sensor 40 is turned on, and two proximity sensors 40 are provided. The second position where the on-operation is performed and the third position where all the proximity sensors 40 are activated are detected. The detection of the swing position of the excavation unit 6 is not limited to the detection by the proximity sensor 40 described above, and other detection means may be used.

前記掘削ユニット６は、先端に配置されたカッタヘッド７を、図示しない減速機を内蔵する電動機により回転させて地山を掘削するよう構成されている。カッタヘッド７の後方の軸外周には螺旋状のスクリュ４１が配置され、カッタヘッド７により地山に孔明けする場合に、カッタヘッド７により掘削した土砂を孔から排出するよう作動する。前記カッタヘッド７は、図示しないが、例えば、特開２００２−３４８９００号公報に記載するように、多数のラウンド型ピックを円錐台形（断面は台形）のヘッド本体の下面の中央から外周面の下端までに螺旋状配列して突設したもので、例えば、その螺旋状配列を２列として互いに対称に設けてある。各ピックは、先端が円錐形の頭部と鍔部と円柱形の固定部とを有し、その固定部を抱持するピックボックスを用いてヘッド本体に固着されている。 The excavation unit 6 is configured to excavate natural ground by rotating a cutter head 7 disposed at the tip by an electric motor having a reduction gear (not shown). A spiral screw 41 is disposed on the outer periphery of the shaft behind the cutter head 7 and operates to discharge the earth and sand excavated by the cutter head 7 when the cutter head 7 drills a natural ground. Although the cutter head 7 is not shown, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-348900, a large number of round-type picks are formed from the center of the lower surface of the truncated cone-shaped head body to the lower end of the outer peripheral surface. For example, the spiral arrangement is provided in two rows symmetrically with respect to each other. Each pick has a conical head portion, a collar portion, and a cylindrical fixing portion, and is fixed to the head body using a pick box that holds the fixing portion.

前記掘削ユニット６はこのような構造であるので、掘削用電動機の回転を減速機にて減速して回転させるので、油圧を利用して回転させる場合のようなトルク変動や急激な回転停止がない。また、カッタヘッド７を回転させることにより垂直に穴を掘るように掘削できるのは勿論のこと、前記旋回フレーム４により旋回移動させることにより立坑２の地山を円形に連続掘削できる。また、前記揺動ブーム５及び掘削ユニット６を揺動させることにより、前記円形に連続掘削させる半径位置を変更でき、掘削範囲を拡幅させて連続掘削させることができる。 Since the excavation unit 6 has such a structure, the rotation of the excavation motor is decelerated and rotated by the reduction gear, so that there is no torque fluctuation or sudden rotation stop as in the case of rotation using hydraulic pressure. . Further, by rotating the cutter head 7, it is possible to excavate so as to dig a hole vertically, and by rotating the swing frame 4, the ground of the shaft 2 can be continuously excavated in a circular shape. Further, by swinging the swing boom 5 and the excavation unit 6, the radius position for continuous excavation in the circular shape can be changed, and the excavation range can be widened for continuous excavation.

即ち、揺動ブーム５及び掘削ユニット６を基準位置とした場合には、図１のＡで示すように、掘削ユニット６のカッタヘッド７は立坑２の中心に位置され、その状態で揺動ブーム５を伸長させるとＢ位置に進出するよう作動する。また、揺動ブーム５を立坑２の中心と並行となる第２位置とし且つ掘削ユニット６を第１位置とする場合には、図１のＣで示すように、掘削ユニット６のカッタヘッド７は立坑２の坑壁に達し、旋回フレーム４によりこれらを旋回させると立坑２の坑壁に沿って溝を掘削することができる。 That is, when the swing boom 5 and the excavation unit 6 are set as the reference positions, the cutter head 7 of the excavation unit 6 is positioned at the center of the shaft 2 as shown by A in FIG. When 5 is extended, it operates to advance to the B position. When the swing boom 5 is set to the second position parallel to the center of the shaft 2 and the excavation unit 6 is set to the first position, the cutter head 7 of the excavation unit 6 is as shown in FIG. When reaching the pit wall of the shaft 2 and turning them by the turning frame 4, a groove can be excavated along the pit wall of the shaft 2.

図１０は、立坑２の直径が４．５メートルである場合の一例であり、揺動ブーム５を基準位置として、掘削ユニット６を基準位置から第３位置まで変化させた場合における掘削ユニット６の姿勢変化を示し、図１１は、同様に揺動ブーム５を第１位置として、掘削ユニット６を基準位置から第３位置まで変化させた場合における掘削ユニット６の姿勢変化を示す。また、図１２は、同様に揺動ブーム５を第２位置として、掘削ユニット６を基準位置から第３位置まで変化させた場合における掘削ユニット６の姿勢変化を示し、図１３は、同様に揺動ブーム５を第３位置として、掘削ユニット６を基準位置から第３位置まで変化させた場合における掘削ユニット６の姿勢変化を示す。 FIG. 10 is an example of a case where the shaft 2 has a diameter of 4.5 meters. The excavation unit 6 is changed from the reference position to the third position with the swinging boom 5 as the reference position. FIG. 11 shows the posture change of the excavation unit 6 when the swing boom 5 is similarly set to the first position and the excavation unit 6 is changed from the reference position to the third position. FIG. 12 shows the posture change of the excavation unit 6 when the excavation unit 6 is changed from the reference position to the third position with the swing boom 5 in the second position, and FIG. The attitude | position change of the excavation unit 6 when changing the excavation unit 6 from a reference position to a 3rd position by making the dynamic boom 5 into the 3rd position is shown.

従って、揺動ブーム５を第１位置とし掘削ユニット６を第３位置とする場合、揺動ブーム５を第２位置とし掘削ユニット６を第２位置以上とする場合、揺動ブーム５を第３位置とし掘削ユニット６を第１位置以上とする場合には、立坑２の坑壁寸法(例えば、直径４．５メートル)を超えて掘削することができ、坑壁を部分的に拡幅(例えば、直径７．５メートル)して形成することもできる。 Therefore, when the swing boom 5 is the first position and the excavation unit 6 is the third position, when the swing boom 5 is the second position and the excavation unit 6 is the second position or more, the swing boom 5 is the third position. When the position and the excavation unit 6 are set to the first position or more, it is possible to excavate beyond the pit wall dimensions (for example, 4.5 meters in diameter) of the shaft 2, and the pit wall is partially widened (for example, (Diameter 7.5 meters).

前記旋回フレーム４には、前記した装備の他に、例えば、掘削ユニット６により掘削した土砂を掻き寄せて排出バケットへ積込むシャフトローダ５０が装備され、排出バケットに積込まれた土砂は、前記メインフレーム３の排土搬出用開口部６０を経由して立坑２の外部へ搬出される。また、立坑２の坑壁は、図１に示すように、型枠６１により形成された空間にコンクリートを流し込み硬化させて、順次コンクリート壁に形成される。 In addition to the above-described equipment, the swivel frame 4 is equipped with, for example, a shaft loader 50 that rakes up the earth and sand excavated by the excavation unit 6 and loads the earth and sand into the discharge bucket. It is carried out to the outside of the shaft 2 through the opening 60 for discharging and discharging the main frame 3. Further, as shown in FIG. 1, the pit wall of the vertical shaft 2 is formed into a concrete wall sequentially by pouring and hardening the concrete into the space formed by the mold 61.

以上に説明した立坑掘削機１により立坑２の地山を掘削する場合について、以下に説明する。 The case where the ground excavation of the shaft 2 is excavated by the shaft excavator 1 described above will be described below.

先ず、吊下げクレーンにより立坑２内に吊下げたメインフレーム３を、下方に位置する掘削ユニット６の先端のカッタヘッド７が立坑２の地山に近接する軸方向位置において、立坑２内に位置決めする。そして、メインフレーム３のグリッパ１０をアクチュエータ１６により前進させて、メインフレーム３を立坑２内に固定した状態とする。 First, the main frame 3 suspended in the shaft 2 by the hanging crane is positioned in the shaft 2 at the axial position where the cutter head 7 at the tip of the excavation unit 6 located below is close to the ground of the shaft 2. To do. Then, the gripper 10 of the main frame 3 is advanced by the actuator 16 so that the main frame 3 is fixed in the shaft 2.

そして、先ず、制御盤３１により掘削ユニット６のカッタヘッド７が立坑２の坑壁に沿って旋回させるために、立坑２の直径(例えば、直径４．５メートル)に近似した揺動ブーム５を第３位置とし掘削ユニット６を基準位置とする。次いで、掘削ユニット６の電動機を回転させてカッタヘッド７を回転させ、同時に揺動ブーム５の伸縮シリンダに所定圧に制御した作動油を供給して伸長させることにより、カッタヘッド７を立坑２の坑壁に接近した地山に所定の押付け力により押付けて、地山の掘削を開始する。 First, in order for the cutter head 7 of the excavation unit 6 to turn along the wall of the shaft 2 by the control panel 31, the swing boom 5 that approximates the diameter of the shaft 2 (for example, a diameter of 4.5 meters) is provided. The third position is the excavation unit 6 as the reference position. Next, the cutter head 7 is rotated in the shaft 2 by rotating the electric motor of the excavation unit 6 to rotate the cutter head 7 and simultaneously supplying hydraulic oil controlled to a predetermined pressure to the telescopic cylinder of the swing boom 5 and extending it. Excavation of the natural ground is started by pressing the natural ground close to the pit wall with a predetermined pressing force.

揺動ブーム５の伸縮シリンダの伸長により、掘削ユニット６のカッタヘッド７が地山に所定深さだけ掘進んだ状態に達した段階において、油圧ユニット３０からの作動油を油圧制御弁及び流量制御弁を介して駆動モータ２５へ供給して駆動モータ２５を回転させ、旋回フレーム４を旋回動作させ、揺動ブーム５及び掘削ユニット６を旋回動作させる。カッタヘッド７は、立坑２の坑壁に沿って移動され、順次坑壁に沿って地山を掘削する。 When the cutter head 7 of the excavation unit 6 reaches a state where the excavation unit 6 has been excavated by a predetermined depth due to the extension of the telescopic cylinder of the swing boom 5, the hydraulic oil from the hydraulic unit 30 is supplied to the hydraulic control valve and the flow rate control. The valve is supplied to the drive motor 25 via the valve, the drive motor 25 is rotated, the turning frame 4 is turned, and the swing boom 5 and the excavation unit 6 are turned. The cutter head 7 is moved along the pit wall of the shaft 2 and sequentially excavates natural ground along the pit wall.

この時点の駆動モータ２５への作動油の供給圧力と供給流量は、図１４の（Ａ）（Ｃ）に示すように、カッタヘッド７の旋回半径に応じて制御される。即ち、図１４（Ａ）に示すように、カッタヘッド７の旋回半径が大きいほど供給流量が低減され旋回半径が小さいほど供給流量が増加されて、図１４（Ｂ）に示すように、カッタヘッド７の地山に対する速度が略一定となるよう制御される。一方、駆動モータ２５に供給される作動油の供給圧力は、図１４（Ｃ）に示すように、カッタヘッド７の旋回半径が小さいほど低く、旋回半径が大きくなるに連れて高くなるように制御される。 The supply pressure and supply flow rate of the hydraulic oil to the drive motor 25 at this time are controlled according to the turning radius of the cutter head 7 as shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 14A, the supply flow rate decreases as the turning radius of the cutter head 7 increases, and the supply flow rate increases as the turning radius decreases. As shown in FIG. The speed with respect to 7 ground is controlled to be substantially constant. On the other hand, as shown in FIG. 14C, the supply pressure of the hydraulic oil supplied to the drive motor 25 is controlled so as to decrease as the turning radius of the cutter head 7 decreases and increase as the turning radius increases. Is done.

旋回フレーム４、揺動ブーム５、及び掘削ユニット６の旋回が一周すると、地山には坑壁に沿った溝が全周に渡って形成される。次いで、揺動ブーム５若しくは掘削ユニット６の揺動角度を一段階だけ減少させつつ掘削ユニット６のカッタヘッド７により地山を内周側に掘削し、引続き、同様に、旋回フレーム４を旋回動作させ、揺動ブーム５及び掘削ユニット６を旋回動作させる。地山は前記掘削された円周溝の内周側において、順次カッタヘッド７により掘削される。以降は、前記旋回を継続させつつ、順次カッタヘッド７の位置を内周側に移動させることにより、立坑２の地山の全領域を掘削することができる。 When the turning frame 4, the swinging boom 5, and the excavation unit 6 make one turn, a groove along the pit wall is formed in the natural ground over the entire circumference. Next, while the rocking angle of the rocking boom 5 or the excavation unit 6 is decreased by one step, the natural ground is excavated to the inner peripheral side by the cutter head 7 of the excavation unit 6, and the swivel frame 4 is similarly swiveled. The swing boom 5 and the excavation unit 6 are turned. The natural ground is sequentially excavated by the cutter head 7 on the inner peripheral side of the excavated circumferential groove. Thereafter, the entire region of the ground of the shaft 2 can be excavated by sequentially moving the position of the cutter head 7 toward the inner peripheral side while continuing the turning.

前記駆動モータ２５への作動油の供給圧力と供給流量の制御は、図１４（Ａ）,（Ｃ）に示すように、カッタヘッド７の旋回半径に対応して設定されるが、図１５に示すように、旋回ブーム及び掘削ユニット６の揺動角度を検出する近接センサよりの検出信号の組合わせパターンに応じて予め設定するようにしてもよい。 Control of the supply pressure and supply flow rate of the hydraulic oil to the drive motor 25 is set in accordance with the turning radius of the cutter head 7 as shown in FIGS. 14 (A) and 14 (C). As shown, it may be set in advance according to a combination pattern of detection signals from the proximity sensor that detects the swing angle of the swing boom and the excavation unit 6.

即ち、旋回ブームの検出角度０〜３と掘削ユニット６の検出角度０〜３との組合せの１６通りのパターンに対して、揺動ブーム５の伸縮シリンダによる押付け力［ＫＮ］と、カッタヘッド７の先端速度［ｍｍ／ｓｅｃ］と、駆動モータ２５に供給する作動油の供給圧力［ＭＰａ］と、駆動モータ２５に供給する作動油量［Ｌ／ｍｉｎ］とを、予め設定するようにしている。 That is, the pressing force [KN] by the telescopic cylinder of the swing boom 5 and the cutter head 7 with respect to 16 patterns of combinations of the detection angles 0 to 3 of the turning boom and the detection angles 0 to 3 of the excavation unit 6. The tip speed [mm / sec], the hydraulic oil supply pressure [MPa] supplied to the drive motor 25, and the hydraulic oil amount [L / min] supplied to the drive motor 25 are set in advance. .

この場合においても、揺動ブーム５及び掘削ユニット６の揺動角度位置に応じて立坑２内でのカッタヘッド７による掘削半径の大きさに応じてカッタヘッド７の旋回角度を小さくしてカッタヘッド７の移動速度の変化が一定範囲に抑制されるようにしている。 Also in this case, the cutter head 7 is made to have a small turning angle according to the excavation radius of the cutter head 7 in the shaft 2 according to the swing angle position of the swing boom 5 and the excavation unit 6. 7 is controlled to be within a certain range.

また、カッタヘッド７の移動半径の大きさに応じて旋回フレーム４の旋回方向への駆動力を大きく制御するようにして、前記カッタヘッド７の移動速度と移動方向への駆動力との乗算値が、その移動半径に係わらず一定範囲に抑制されるようにし、カッタヘッド７は移動方向への一様な駆動力と移動速度により移動するようにしている。なお、記載している設定数値は、地山の硬さや揺動ブーム５・掘削ユニット６のアーム長さ、旋回フレーム４の旋回半径等に応じて、種々に変更可能である。 Further, the driving force in the turning direction of the turning frame 4 is largely controlled in accordance with the moving radius of the cutter head 7, and the product of the moving speed of the cutter head 7 and the driving force in the moving direction is multiplied. However, regardless of the moving radius, the cutter head 7 is moved by a uniform driving force and moving speed in the moving direction. The set numerical values described can be variously changed according to the hardness of the natural ground, the arm lengths of the swinging boom 5 and the excavating unit 6, the turning radius of the turning frame 4, and the like.

このように、揺動ブーム５及び掘削ユニット６の揺動角度を検出する近接センサ３７，４０よりの検出信号の組合わせパターンに応じて予め設定することにより、制御を簡素化でき、また、地山の硬さ等に応じて設定値を容易に変更可能となる。 Thus, the control can be simplified by setting in advance according to the combination pattern of the detection signals from the proximity sensors 37 and 40 that detect the swing angles of the swing boom 5 and the excavation unit 6. The set value can be easily changed according to the hardness of the mountain.

本実施形態においては、立坑２内に吊下げられて坑壁に固定されるメインフレーム３に対して当該メインフレーム３の中心軸回りに旋回駆動される旋回フレーム４と、前記旋回フレーム４の下端に立坑２の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブーム５と、前記揺動ブーム５の先端に立坑２の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッド７を回転させて地山を掘削する掘削ユニット６と、を備える立坑掘削機１であって、前記カッタヘッド７の立坑２の地山に対する移動半径を検出する手段と、前記検出された移動半径の大きさに応じて旋回フレーム４の旋回速度を低くして、カッタヘッド７の地山に対する移動速度の変化を一定範囲に抑制する手段と、を備える。 In this embodiment, a revolving frame 4 that is swiveled around a central axis of the main frame 3 with respect to a main frame 3 that is suspended in the shaft 2 and fixed to the pit wall, and a lower end of the revolving frame 4 The swing boom 5 is disposed so as to be swingable in the radial plane of the shaft 2, and the cutter is disposed at the distal end of the swing boom 5 so as to be swingable within the radial plane of the vertical shaft 2 and disposed at the distal end. A shaft excavator 1 comprising a drilling unit 6 for rotating a head 7 to excavate a natural ground, wherein the cutter head 7 detects a moving radius of the vertical shaft 2 with respect to the natural ground, and the detected movement Means for lowering the turning speed of the turning frame 4 in accordance with the size of the radius to suppress the change in the moving speed of the cutter head 7 relative to the natural ground within a certain range.

このため、旋回フレーム４により掘削ユニット６を立坑２内で旋回させて、立坑２内の地山を掘削ユニット６のカッタヘッド７により掘削することができ、効率よく硬い地山でも掘削できる。また、揺動ブーム５及び掘削ユニット６の揺動角度位置に応じて立坑２内でのカッタヘッド７による掘削半径の大きさに応じてカッタヘッド７の旋回角度を小さくするため、カッタヘッド７の移動速度の変化が一定範囲に抑制されて、効率よく地山を掘削できる。 For this reason, the excavation unit 6 can be swiveled in the shaft 2 by the revolving frame 4, and the natural ground in the vertical shaft 2 can be excavated by the cutter head 7 of the excavation unit 6. Further, in order to reduce the turning angle of the cutter head 7 according to the excavation radius of the cutter head 7 in the shaft 2 according to the swing angle positions of the swing boom 5 and the excavation unit 6, The change in the moving speed is suppressed to a certain range, and the natural ground can be excavated efficiently.

また、検出された移動半径の大きさに応じて旋回フレーム４の旋回方向への駆動力を大きく制御する手段を備え、前記カッタヘッド７の移動速度と移動方向への駆動力との乗算値が、その移動半径に係わらず一定範囲に抑制されるため、カッタヘッド７は移動方向への一様な駆動力と移動速度により移動し、効率よく地山を掘削できる。 In addition, there is provided means for largely controlling the driving force in the turning direction of the turning frame 4 in accordance with the detected moving radius, and the multiplication value of the moving speed of the cutter head 7 and the driving force in the moving direction is Therefore, the cutter head 7 is moved by a uniform driving force and moving speed in the moving direction regardless of the moving radius, and can efficiently excavate natural ground.

また、カッタヘッド７の立坑２の地山に対する移動半径を検出する手段は、揺動ブーム５の旋回フレーム４に対する相対角度を検出する検出手段と掘削ユニット６の揺動ブーム５に対する相対角度を検出する検出手段との検出値に基づいて、前記カッタヘッド７の立坑２の地山に対する移動半径を演算するため、揺動ブーム５及び掘削ユニット６の揺動角度を検出するセンサを設けるのみでカッタヘッド７の正確な移動半径を検出することができる。 Further, the means for detecting the moving radius of the cutter head 7 with respect to the ground of the shaft 2 detects the relative angle of the swing boom 5 with respect to the turning frame 4 and the relative angle of the excavation unit 6 with respect to the swing boom 5. In order to calculate the moving radius of the cutter head 7 with respect to the ground of the shaft 2 based on the detection value with the detecting means, the cutter only needs to be provided with sensors for detecting the swing angle of the swing boom 5 and the excavation unit 6. An accurate moving radius of the head 7 can be detected.

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

１立坑掘削機
２立坑
３メインフレーム
４旋回フレーム
５揺動ブーム
６掘削ユニット
７カッタヘッド
１０グリッパ
１１上側リングフレーム
１２下側リングフレーム
１３柱状部材
１４旋回案内部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vertical shaft excavator 2 Vertical shaft 3 Main frame 4 Turning frame 5 Swing boom 6 Excavation unit 7 Cutter head 10 Gripper 11 Upper ring frame 12 Lower ring frame 13 Columnar member 14 Turning guide part

Claims

立坑内に吊下げられて坑壁に固定されるメインフレームに対して当該メインフレームの中心軸回りに旋回駆動される旋回フレームと、
前記旋回フレームの下端に立坑の半径方向面内で揺動可能に配置された揺動ブームと、
前記揺動ブームの先端に立坑の半径方向面内で揺動可能に配置され、先端に配置したカッタヘッドを回転させて地山を掘削する掘削ユニットと、を備える立坑掘削機であって、
前記カッタヘッドの立坑の地山に対する移動半径を検出する手段と、
前記検出された移動半径の大きさに応じて旋回フレームの旋回速度を低くして、カッタヘッドの地山に対する移動速度の変化を一定範囲に抑制する手段と、を備えることを特徴とする立坑掘削機の制御装置。 A revolving frame that is swiveled around a central axis of the main frame with respect to a main frame that is suspended in the shaft and fixed to the pit wall;
A swinging boom disposed at the lower end of the swivel frame so as to be swingable in a radial plane of the shaft,
A shaft excavator comprising a drilling unit disposed at the tip of the swing boom so as to be swingable in the radial plane of the shaft and rotating a cutter head disposed at the tip to excavate natural ground,
Means for detecting a moving radius of the cutter head with respect to the ground of the shaft,
A shaft excavation comprising: means for lowering the turning speed of the turning frame in accordance with the detected moving radius and suppressing the change of the moving speed of the cutter head with respect to the natural ground within a certain range. Machine control device.

前記検出された移動半径の大きさに応じて旋回フレームの旋回方向への駆動力を大きく制御する手段を備え、
前記カッタヘッドの移動速度と移動方向への駆動力との乗算値が、その移動半径に係わらず一定範囲に抑制されることを特徴とする請求項１に記載の立坑掘削機の制御装置。 Means for largely controlling the driving force in the turning direction of the turning frame according to the detected moving radius,
2. The control device for a shaft excavator according to claim 1, wherein a multiplication value of the moving speed of the cutter head and the driving force in the moving direction is suppressed within a certain range regardless of the moving radius.

前記カッタヘッドの立坑の地山に対する移動半径を検出する手段は、揺動ブームの旋回フレームに対する相対角度を検出する検出手段と掘削ユニットの揺動ブームに対する相対角度を検出する検出手段との検出値に基づいて、前記カッタヘッドの立坑の地山に対する移動半径を演算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立坑掘削機の制御装置。 The means for detecting the moving radius of the cutter head with respect to the ground of the shaft is a detection value of a detecting means for detecting a relative angle of the swing boom with respect to the turning frame and a detection means for detecting a relative angle of the excavation unit with respect to the swing boom. 3. The shaft excavator control device according to claim 1, wherein a moving radius of the cutter head with respect to the ground of the shaft is calculated based on the above.