JP6650697B2

JP6650697B2 - Tunnel excavator

Info

Publication number: JP6650697B2
Application number: JP2015160985A
Authority: JP
Inventors: 孝義大塚; 近藤　紀夫; 紀夫近藤; 辰夫後藤; 豐加島
Original assignee: 日本シビックコンサルタント株式会社
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2035-08-18
Also published as: JP2017040050A

Description

本発明は、地中に設置されてトンネルを掘り進むためのトンネル掘削機、特に大断面で長距離のトンネルを掘進するに際して、安全にビットを掘削機内部から交換できるようにしたトンネル掘削機に関するものである。 The present invention relates to a tunnel excavator installed in the ground to excavate a tunnel, and more particularly to a tunnel excavator capable of safely exchanging bits from inside the excavator when excavating a long-distance tunnel with a large cross section. It is.

トンネル掘削機のビット交換技術に関する従来技術としては、例えば特許文献１に示されたものがある。この従来技術は、外周カッター（１２Ａ：本特許文献内に記載された符号を括弧書きで示す。以下同じ）と、内周カッター（１２Ｂ）が独立して回転する機構を持つ。また、カッタースポーク１３の内径端部にＬ形状の筒状フレーム（５８）が接続され、該筒状フレーム（５８）の他端が断面中心上にある外周カッター用ロータリージョイント（２６）に連結されている。なお、この従来技術におけるＬ形状の筒状フレーム（５８）はロータリージョイントを支持することを目的としており、トンネル掘削機の内部に作業員を出入りさせる等の対策は施されていない。 As a conventional technique relating to a bit exchanging technique of a tunnel excavator, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 1. This prior art has a mechanism in which an outer peripheral cutter (12A: the reference numerals described in this patent document are shown in parentheses, the same applies hereinafter) and an inner peripheral cutter (12B) rotate independently. Further, an L-shaped cylindrical frame (58) is connected to the inner end of the cutter spoke 13, and the other end of the cylindrical frame (58) is connected to the outer cutter rotary joint (26) located at the center of the cross section. ing. The L-shaped cylindrical frame (58) in the prior art is intended to support the rotary joint, and no measures are taken, such as moving an operator in and out of the tunnel excavator.

特開２０１３−２３１３１７号公報JP 2013-231317 A

上記従来技術について検討すると、上記Ｌ形状の筒状フレーム（５８）はその内部に作業員の出入りや代替ビット等の資材の搬出入のための空間通路は確保されていない。また、中心カッター（１２Ｂ）の回転軸（２５）の外周に設けられた筒状体（２６）は外周カッター用ロータリージョイントであり、やはり作業員や資材搬入用の部屋を持っていない。カッタースポーク内部からビットを交換するという思想、或いは機構や機能を持つものではなく、それを示唆する記述や図もない。この従来技術は、長距離シールドや超大断面シールドにおいてビットの交換がトンネル掘削機内からできないという課題を持つ。 When examining the above-mentioned prior art, the L-shaped cylindrical frame (58) does not have a space passage for workers to enter and exit and to carry in and out materials such as alternative bits. Further, the cylindrical body (26) provided on the outer periphery of the rotation shaft (25) of the center cutter (12B) is a rotary joint for the outer peripheral cutter, and does not have a worker or a room for carrying in materials. It does not have the idea, mechanism or function of exchanging bits from inside the cutter spokes, and there is no description or figure suggesting this. This conventional technique has a problem that a bit cannot be replaced from within a tunnel excavator in a long-distance shield or a super-large section shield.

本発明は、上述のような不具合に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、大断面で長距離のトンネルを掘進するトンネル掘削機シールドにおいて、トンネル掘削機内からビットの交換が円滑に行えるようにすることである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a first object of the present invention is to smoothly exchange bits from inside a tunnel excavator in a tunnel excavator shield that excavates a long-distance tunnel with a large cross section. Is to be able to do it.

また、本発明の第２の目的は、トンネル掘削機内からビットの交換が円滑に行えるように図るとともに、これに伴うシールド掘進作業の低下を防止することである。 A second object of the present invention is to facilitate replacement of bits from inside a tunnel excavator and to prevent a decrease in shield excavation work accompanying the replacement of bits.

本発明は、上記目的を達成するために、中心部カッターヘッドと外周部カッタヘッドとから構成されたカッターヘッドをトンネル掘削機本体の前部に回転可能に支持したトンネル掘削機において、前記カッタヘッドに取り付けられ、内部が人間を収容可能で進退自在な作業が可能な大きさの中空構造であり、また前記中心部カッタヘッドの周囲から外周へ向けて放射状に延びる複数のカッタースポークと、前記カッタースポークの内部に形成されたカッター作業室と、前記カッタヘッドの中心部後方に配置され、且つ人間が出入り可能で作業可能な容積を有する回転室と、前記回転室の周囲から前方へ、且つ、前記カッタヘッドの外周方向へ向けて放射状に延出して前記カッタースポークに接続され、内部が人間を収容可能な大きさの中空構造である複数の接続フレームと、前記回転室及び接続フレームの前方で中心部カッターヘッドとの間に形成された中心部カッターチャンバーと、前記中心部カッタヘッドを貫通して延び、中心部カッター軸受を介して前記回転室に支持取り付けされた駆動軸と、前記中心部カッターヘッドの前面部において前記駆動軸に取り付けられた中心部カッタービットと、中心部カッターチャンバー内に配設され、前記駆動軸に結合支持された撹拌羽根を備えた中心部撹拌装置とを備え、前記中空構造の接続フレームは、前記回転室からカッタースポークまで、人間が出入り可能に連通し、また、前記中心部カッターヘッドにより掘削され、中心部カッターチャンバー内に取り込まれた土砂は中心部撹拌装置に備えられた撹拌羽根の撹拌作用により撹拌される、ことを要旨とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a tunnel excavator in which a cutter head including a central cutter head and an outer peripheral cutter head is rotatably supported at a front portion of a tunnel excavator body. A plurality of cutter spokes having a hollow structure having a size capable of accommodating a human and capable of moving forward and backward, and radially extending from the periphery of the central cutter head to the outer periphery; A cutter working chamber formed inside the spokes, a rotating chamber arranged behind the center of the cutter head and having a volume that allows humans to enter and exit and work , forward from around the rotating chamber , and wherein toward the outer periphery of the cutter head is connected to the cutter spokes extending radially hollow structure of the internal human accommodate available-sized A plurality of connecting frames is, the center cutter chamber formed between the center cutter head in front of the rotary chamber and the connection frame, extends through the center cutter head, the center cutter bearing A drive shaft supported and attached to the rotation chamber, a central cutter bit attached to the drive shaft at a front surface of the central cutter head, and a drive shaft disposed in a central cutter chamber; A center stirring device having a stirring blade supported and connected thereto, wherein the connection frame having the hollow structure communicates from the rotating chamber to the cutter spokes so that humans can enter and exit, and is excavated by the center cutter head. The earth and sand taken into the central cutter chamber are stirred by the stirring action of the stirring blades provided in the central stirring device. Is, the gist that.

これにより、カッターヘッドの中心部後方位置に作業員が出入り可能な室を設け、この室からカッターヘッドの外周部に向う通路を設け、トンネル掘削機内部からビットの交換を行うことができる。また、中心部カッターチャンバー内に配設された中心部撹拌装置により、前記中心部カッターヘッドにより掘削された土砂が撹拌されるから、土砂の攪拌作業効率が向上する。 Thus, a room is provided at the rear part of the center of the cutter head where an operator can enter and exit, a passage extending from this room to the outer periphery of the cutter head is provided, and bits can be exchanged from inside the tunnel excavator. Further, the earth and sand excavated by the center cutter head is stirred by the center stirring device disposed in the center cutter chamber, so that the efficiency of the earth stirring operation is improved.

本願第２の発明は、中心部カッターヘッドと外周部カッタヘッドとから構成されたカッターヘッドをトンネル掘削機本体の前部に回転可能に支持したトンネル掘削機において、前記カッタヘッドに取り付けられ、内部が人間を収容可能で進退自在な作業が可能な大きさの中空構造であり、また前記中心部カッタヘッドの周囲から外周へ向けて放射状に延びる複数のカッタースポークと、前記カッタースポークの内部に形成されたカッター作業室と、前記カッタヘッドの中心部後方に配置され、且つ人間が出入り可能で作業可能な容積を有する回転室と、前記回転室の周囲から前記カッタヘッドの外周方向へ向けて放射状に延出して前記カッタースポークに接続され、内部が人間を収容可能な大きさの中空構造である複数の接続フレームとを備え、前記中空構造の接続フレームは、前記回転室からカッタースポークまで、人間が出入り可能に連通し、前記カッタースポークは外周部スポークと、当該外周部スポークに連続して前記カッタヘッドの中心部まで延びる中心部スポークとに分割成形され、前記外周部スポークの内部には前記カッター作業室が設けられている一方、前記中心部スポークの内部には前記カッター作業室に連通する補助カッター作業室が設けられ、前記外周部スポークと中心部スポークとはスポーク接続装置により接続されており、また、前記スポーク接続装置は、前記外周部スポークと中心部スポークとの境界部分の内部において、前記カッタースポーク内を昇降運動して、外周部スポークと中心部スポークとを気密状態を保って接続し、且つ、前記カッター作業室と補助カッター作業室とを連通、或いは連通解除させる機能を有することを要旨とする。A second invention of the present application is directed to a tunnel excavator in which a cutter head composed of a central cutter head and an outer peripheral cutter head is rotatably supported at the front of a tunnel excavator body, and is attached to the cutter head, Is a hollow structure large enough to accommodate humans and to be able to move forward and backward, and a plurality of cutter spokes extending radially from the periphery of the central cutter head to the outer periphery, and formed inside the cutter spokes. A cutter working chamber, a rotating chamber disposed behind the center of the cutter head and having a volume that allows humans to enter and exit and work, radially from the periphery of the rotating chamber toward the outer peripheral direction of the cutter head. A plurality of connection frames extending to the cutter spokes and having a hollow structure having a size capable of accommodating a human. The connection frame having the hollow structure communicates from the rotation chamber to the cutter spoke so that a person can enter and exit, and the cutter spoke extends to the outer peripheral spoke and the center of the cutter head continuously to the outer peripheral spoke. It is divided and formed into a central spoke, and the cutter working chamber is provided inside the outer peripheral spoke, while an auxiliary cutter working chamber communicating with the cutter working chamber is provided inside the central spoke. The outer spoke and the center spoke are connected by a spoke connection device, and the spoke connection device moves up and down the cutter spoke inside a boundary between the outer spoke and the center spoke. Moving, connecting the outer peripheral spokes and the central spokes in an airtight manner, and Communicating the work chamber and the auxiliary cutter working chamber, or the subject matter that has a function to release communication.

この構成によれば、作業員が室の出入り口からトンネル掘削機内部に入り、また、通路を通ってカッタースポーク内に形成されたカッター作業室に移動し、カッターヘッドの外周部に向かうことができる。そして、作業対象となるビットの位置に到達して、そのビットを修理したりビット交換を行うことができる。 According to this configuration, the worker can enter the inside of the tunnel excavator from the entrance of the chamber, move to the cutter working chamber formed in the cutter spoke through the passage, and head toward the outer peripheral portion of the cutter head. . Then, when the position of the bit to be worked is reached, the bit can be repaired or the bit can be replaced.

本発明のトンネル掘削機は、カッターヘッドの中心部後方位置に作業員が出入り可能な室と、この室に連結してカッタースポーク内に形成されたカッター作業室とを有するから、トンネル掘削機内を通ってカッターヘッドの外周部に向かい、ビットの交換を行うことができるから、ビット交換作業が円滑に且つ迅速に行える、という効果が得られる。 Since the tunnel excavator of the present invention has a chamber in which workers can enter and exit at a position behind the center of the cutter head, and a cutter working chamber connected to this chamber and formed in the cutter spoke, the inside of the tunnel excavator is controlled. Since the bit can be exchanged through the cutter head to the outer peripheral portion of the cutter head, the effect that the bit exchange operation can be performed smoothly and quickly can be obtained.

また、作業員が出入り可能な室はカッターヘッドの位置から所定の距離だけ後方に下げて設置されているため、掘削した土砂が室によって後方への移動を妨げられることはなく、土砂の排出を円滑に行うことができる。 In addition, since the room where workers can enter and exit is installed at a predetermined distance behind the cutter head, the excavated earth is not hindered from moving backward by the room, and the soil is discharged. It can be done smoothly.

本発明の第１の実施の形態に係るトンネル掘削機の概略構成を示す側方断面図である。It is a side sectional view showing the schematic structure of the tunnel excavator concerning a 1st embodiment of the present invention. 前記実施の形態に係るトンネル掘削機の正面図であり、左半分は図１の矢印Ａにしたがって見た正面図、右半分は図１の矢印Ｂにしたがって見た背面図である。FIG. 2 is a front view of the tunnel excavator according to the embodiment, wherein a left half is a front view viewed along arrow A in FIG. 1 and a right half is a rear view viewed along arrow B in FIG. 本発明の第２の実施の形態に係るトンネル掘削機の概略構成を示す側方断面図である。It is a side sectional view showing the schematic structure of the tunnel excavator concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施の形態係るトンネル掘削機の中心部分を表す図３中Ｒ−Ｒ線における部分断面図である。It is a fragmentary sectional view in the RR line in Drawing 3 showing the central part of the tunnel excavator concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第３の実施の形態に係るトンネル掘削機の概略構成を示す側方断面図である。It is a side sectional view showing the schematic structure of the tunnel excavator concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第３の実施の形態に係るトンネル掘削機の正面（又は背面）側から見た断面図であり、図６の左半分は図５の矢印Ａにしたがって見た正面図、図６の右半分は図５の矢印Ｂにしたがって見た背面図に係るトンネル掘削機の概略構成を示す側方断面図である。It is sectional drawing seen from the front (or back) side of the tunnel excavator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, The left half of FIG. 6 is the front view seen according to arrow A of FIG. The right half is a side sectional view showing a schematic configuration of the tunnel excavator according to the rear view seen along arrow B in FIG. 本発明の第４の実施の形態に係るトンネル掘削機の概略構成を示す側方断面図である。It is a side sectional view showing the schematic structure of the tunnel excavator concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第４の実施の形態に係るトンネル掘削機の正面（又は背面）側から見た断面図であり、図８の左半分は図７の矢印Ｃにしたがって見た正面図、図８の右半分は図７の矢印Ｄにしたがって見た背面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the tunnel excavator according to the fourth embodiment of the present invention as viewed from the front (or back) side, and the left half of FIG. 8 is a front view viewed along arrow C in FIG. The right half is a rear view as viewed along arrow D in FIG. 本発明の第４の実施の形態に係るトンネル掘削機に用いられるスポーク接続装置の一構成例を示す側方断面図である。It is a side sectional view showing an example of 1 composition of a spoke connection device used for a tunnel excavator concerning a 4th embodiment of the present invention. 図９に示されたスポーク接続装置の平面図である。FIG. 10 is a plan view of the spoke connection device shown in FIG. 9.

実施の形態１
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るトンネル掘削機の概略構成を示す側方断面図である。図２は上記実施の形態に係るトンネル掘削機の中央部分を見た部分正面図である。 Embodiment 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a tunnel excavator according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial front view of a central portion of the tunnel excavator according to the embodiment.

これらの図において、符号１はトンネル掘削機であり、地中でシールド工法によりトンネルを掘り進む。２はトンネル掘削機１の筒状構造を画成する外筒、３はトンネル掘削機１の前端部分を保護するフード、４はトンネル掘削機１の外周部隔壁、５はトンネル掘削機１の内周部隔壁であり、外周部隔壁４と内周部隔壁５により掘削された掘削土砂が後方のトンネル掘削機１の作業空間へ入り込まないように遮蔽している。また、６は外周部カッターヘッドでありシールド断面の切羽の外周部分を回転することにより掘削する。７は内周部カッターチャンバーであり駆動フレーム８ａ（後出）より中心側で、中心部回転筒体１２（後出）との間のチャンバーである。８はカッタースポークでありこの内部は中空となっていてカッター作業室８ｂが確保（或いは形成）されており、ここに作業員が入りビット交換作業などを実施する。駆動フレーム８ａはカッタースポーク８と旋回環１９（後出）とを連結し、外周カッターヘッド６に回転力を伝達する。カッター作業室８ｂはカッターの修理、取り替え作業等を行うための室であり、カッタースポーク８の内部に確保された作業可能な空間から成り、作業員が内部に入ってビット交換を行うものである。 In these figures, reference numeral 1 denotes a tunnel excavator, which excavates a tunnel underground by a shield method. Reference numeral 2 denotes an outer cylinder which defines a cylindrical structure of the tunnel excavator 1, 3 denotes a hood for protecting a front end portion of the tunnel excavator 1, 4 denotes an outer peripheral partition wall of the tunnel excavator 1, 5 denotes an inside of the tunnel excavator 1 It is a peripheral partition, and shields the excavated earth and sand excavated by the outer peripheral partition 4 and the inner peripheral partition 5 so as not to enter the working space of the tunnel excavator 1 behind. Reference numeral 6 denotes an outer peripheral cutter head, which excavates by rotating an outer peripheral portion of a face having a shield cross section. Reference numeral 7 denotes an inner peripheral cutter chamber which is located on the center side of the drive frame 8a (described later) and between the center rotating cylinder 12 (described later). Numeral 8 denotes a cutter spoke, which is hollow and has a cutter working chamber 8b secured (or formed), in which a worker enters to perform a bit replacement operation or the like. The drive frame 8 a connects the cutter spoke 8 and the turning ring 19 (described later), and transmits a rotational force to the outer peripheral cutter head 6. The cutter working chamber 8b is a chamber for repairing and replacing the cutter, etc., and is made up of a workable space secured inside the cutter spokes 8, and a worker enters the inside to exchange bits. .

９は中心部カッターヘッドであり、中心カッタービット（フィッシュテールビット）１１を備えていてトンネル掘削機１の中心部において切羽を掘削する。この中心部カッターヘッド９は外周部カッターヘッド６とは別個の回転速度、回転方向で掘削可能になっている。１０は中心部カッターチャンバーであり中心部カッターヘッド９で掘削される切羽と、中心部カッターヘッド９の後部に設けられた中心部回転隔壁１３で形成される領域を表す。中心カッタービット１１のやや後ろには作泥土材噴射口１１ａが設けられている。この作泥土材噴射口１１ａは駆動軸の中心を貫通して延びる通過孔より供給される作泥土材（掘削土砂の塑性流動化を促進する材料）が噴出される。 Reference numeral 9 denotes a central cutter head, which includes a central cutter bit (fish tail bit) 11 and excavates a face at the center of the tunnel excavator 1. The central cutter head 9 can be excavated at a different rotation speed and direction from the outer peripheral cutter head 6. Reference numeral 10 denotes a central cutter chamber, which represents a region formed by a cutting face excavated by the central cutter head 9 and a central rotary partition 13 provided at the rear of the central cutter head 9. Slightly behind the center cutter bit 11, a mud material injection port 11a is provided. Mud soil material (material that promotes plastic fluidization of excavated earth and sand) supplied from a through hole extending through the center of the drive shaft is ejected from the mud soil material injection port 11a.

１２は中心部回転筒体であり、中心部軸受２８に支持される一方、外周部カッターヘッド６で駆動される。この中心部回転筒体１２の前面には中心部回転隔壁１３が設けられており、中心部回転筒体１２の内部は中空の密閉構造である。また、中心部回転筒体１２には接続フレーム１６（後出）が接続されており、この接続フレーム１６によりカッタースポーク８に固設されてなる。１４は中心部カッター軸受１５を介して支持取り付けされた駆動軸であり、中心部カッターヘッド９を回転駆動する。中心部カッター軸受１５は駆動軸１４を回転可能に支持する。接続フレーム１６はカッタースポーク８と中心部回転筒体１２とを連結して駆動軸１４の回転力をカッタースポーク８へ伝達するとともに、中心部カッターチャンバー１０内の泥土を攪拌して流動化を促進する効果もある。接続フレーム１６は、その断面が円形、楕円形、矩形などに形成され、その内部を通行する作業員や資材に支障がなければ断面の形状にこだわらないが、その他撹拌効果、泥土中の抵抗などを考慮して決定される。さらに、接続フレーム１６の延長方向の形状は直線状、Ｌ形状や湾曲形状が選択されることができるし、複数の形状を選択してもよい。さらに、中心部カッターチャンバー１０内には撹拌羽根４５を備えた中心部撹拌装置４６が配設されている。撹拌羽根４５は、中心部回転隔壁１３の前側において駆動軸１４に取り付けられた固定軸受４７により駆動軸１４に結合支持されている。よって、撹拌羽根４５は中心部カッターチャンバー１０内において駆動軸１４と共に回転し、中心部カッターチャンバー１０に進入した泥土を作泥土材と攪拌するようになっている。 Reference numeral 12 denotes a center rotating cylinder, which is supported by a center bearing 28 and driven by the outer cutter head 6. A center rotating partition 13 is provided on the front surface of the center rotating cylinder 12, and the inside of the center rotating cylinder 12 has a hollow hermetic structure. A connection frame 16 (described later) is connected to the center rotary cylinder 12, and the connection frame 16 is fixed to the cutter spoke 8. Reference numeral 14 denotes a drive shaft supported and mounted via a central cutter bearing 15, which rotationally drives the central cutter head 9. The center cutter bearing 15 rotatably supports the drive shaft 14. The connection frame 16 connects the cutter spoke 8 and the central rotating cylinder 12 to transmit the rotational force of the drive shaft 14 to the cutter spoke 8 and also promotes fluidization by stirring mud in the central cutter chamber 10. There is also the effect of doing. The cross section of the connection frame 16 is formed in a circular, elliptical, or rectangular shape, and the shape of the cross section is not limited as long as there are no obstacles to workers and materials that pass through the inside. Is determined in consideration of Further, the shape of the connection frame 16 in the extension direction can be selected from a linear shape, an L shape, and a curved shape, and a plurality of shapes may be selected. Further, a central stirring device 46 having a stirring blade 45 is disposed in the central cutter chamber 10. The stirring blade 45 is connected to and supported by the drive shaft 14 by a fixed bearing 47 attached to the drive shaft 14 on the front side of the center rotary partition 13. Therefore, the stirring blade 45 rotates together with the drive shaft 14 in the center cutter chamber 10, and stirs the mud that has entered the center cutter chamber 10 with the soil material.

１７は接続フレーム１６内に形成された作業通路でありトンネル掘削機１の内部において、中心部回転筒体１２、接続フレーム１６及びカッタースポーク８にかけて形成された空洞から成り、作業員が出入り可能になっていて、代替えビットの搬入、損耗ビット等の資材の回収が可能な断面に成形されている。１８は連絡口であり、接続フレーム１６に設けられた作業通路１７とカッタースポーク８に設けられたカッター作業室８ｂとの接続部分に設けられた連絡口であり、作業者やビット交換に必要な各種資材がカッター作業室８ｂへ出入りできる断面を有する。１９は旋回環であり、これの外側面及び内側面がそれぞれ外側シール部２９、内側シール部２７に当接して、その後端面にはカッターベアリング３７が回転可能に設置されてなる。旋回環１９の前端部には、駆動フレーム８ａが固着されており、外周部カッターヘッド６を介して回転可能になっている。２０は外周部カッターチャンバーであり、フード３と、外周部隔壁４と、外周部カッターヘッド６の前端に取り付けられたビット（図示してないが、カッタースポーク内部から交換可能な構造を有する）により掘削される切羽により形成される空間である。 Reference numeral 17 denotes a work passage formed in the connection frame 16, which is formed inside the tunnel excavator 1 and includes a cavity formed over the center rotary cylinder 12, the connection frame 16, and the cutter spokes 8, so that workers can enter and exit. It is formed into a cross-section that can carry in a substitute bit and collect materials such as a worn bit. Reference numeral 18 denotes a communication port, which is provided at a connection portion between a work passage 17 provided in the connection frame 16 and a cutter work chamber 8b provided in the cutter spoke 8, and is necessary for an operator or a bit exchange. It has a cross section through which various materials can enter and exit the cutter working chamber 8b. Reference numeral 19 denotes a revolving ring, the outer surface and the inner surface of which are in contact with the outer seal portion 29 and the inner seal portion 27, respectively, and a cutter bearing 37 is rotatably mounted on the rear end surface. A drive frame 8 a is fixed to the front end of the turning ring 19, and is rotatable via the outer peripheral cutter head 6. Reference numeral 20 denotes an outer peripheral cutter chamber, which includes a hood 3, an outer peripheral partition 4, and a bit (not shown, which has a structure that can be exchanged from inside the cutter spoke) attached to a front end of the outer peripheral cutter head 6. It is a space formed by the excavated face.

２１は外周部撹拌羽根であり、カッタースポーク８の背面に取り付けられて、外周部カッターチャンバー２０に取り込まれる掘削土砂を作泥土材と撹拌する。２１ａは内周部撹拌羽根であり、カッタースポーク８の背面に取り付けられて、内周部カッターチャンバー７に取り込まれる掘削土砂を作泥土材と撹拌する。２１ｃは固定羽根であり、外周部隔壁４、内周部隔壁５に固定された棒或いは羽根により構成される。２２は水圧計である。２３はカッターへ駆動力を伝達するカッターピニオンギアである。２４はカッターピニオンギア２３を介してカッターを駆動するためのカッター駆動モータである。２５はジャッキスプレッッダである。２６はカッターベアリング支持フレームであり、シールドの一部分としてカッターベアリング３７に作用する外周部カッターヘッド６の掘削力や自重を受け止める。２７は内側シール部であり、カッターベアリング支持フレーム２６に連結された旋回環１９の内側に設けられて、前面からの土砂や水の浸入を防止する。 Reference numeral 21 denotes an outer peripheral stirring blade, which is attached to the back surface of the cutter spoke 8 and agitates excavated earth and sand taken into the outer peripheral cutter chamber 20 with a soil material. Reference numeral 21a denotes an inner peripheral stirring blade, which is attached to the back surface of the cutter spoke 8 and agitates excavated earth and sand taken into the inner peripheral cutter chamber 7 with mud soil material. Reference numeral 21c denotes a fixed blade, which is composed of a rod or a blade fixed to the outer peripheral wall 4 and the inner peripheral wall 5. 22 is a water pressure gauge. Reference numeral 23 denotes a cutter pinion gear for transmitting a driving force to the cutter. Reference numeral 24 denotes a cutter drive motor for driving the cutter via the cutter pinion gear 23. 25 is a jack spreader. Reference numeral 26 denotes a cutter bearing support frame, which receives the excavating force and its own weight of the outer peripheral cutter head 6 acting on the cutter bearing 37 as a part of the shield. Reference numeral 27 denotes an inner seal portion, which is provided inside the revolving ring 19 connected to the cutter bearing support frame 26 to prevent intrusion of earth and sand or water from the front surface.

２８は中心部軸受である。２９は外側シール部でありカッターベアリング支持フレーム２６に連結された旋回環１９の外側に設けられたシール。前面からの土砂や水の浸入を防止する。３０は中心部カッター軸受Ｂであり、中心部カッター軸受Ａとともに中心部カッターを回転可能に支持する。３１は中心部カッターギア、３２は中心部カッター駆動モータであり、中心部カッター駆動モータ３２の駆動力を中心部カッターギア３１で変速（減速）しつつ中心部カッターヘッド９を回転駆動する。３３はロータリージョイントであり、カッター作業室８ｂへ延伸される油圧配管、制御及び検知用ケーブル、或いはカッタースポーク８に設置された複数の作泥土材噴出口（図示してない）へ延長される作泥土材配管などを中継する自在継手から成る。３４は回転室であり、中心部カッターヘッド９の後方に配置された中心部回転筒体１２の内部に形成されている。この回転室３４は、カッター作業室８ｂへ作業員が出入りするための部屋になっていて、取り換え用ビット及びその交換作業機材の搬入、搬出にも使用される。３４ａは回転室３４への第１出入口であり、中心部回転筒体１２の後端に配置され、作業員や資材の出入口として使用される。回転室には接続フレーム１６が接続されており、その接続部分には回転室から接続フレーム１６へ出入りするための第２出入口３４ｂが設けられている。３５は固定フレームであり、トンネル掘削機１の本体に繋がって中心部カッターヘッド９の回転反力や掘進反力を受け止める。 28 is a center bearing. An outer seal portion 29 is a seal provided on the outside of the turning ring 19 connected to the cutter bearing support frame 26. Prevents sediment and water from entering from the front. Reference numeral 30 denotes a center cutter bearing B, which rotatably supports the center cutter together with the center cutter bearing A. A central cutter gear 31 and a central cutter drive motor 32 rotate the central cutter head 9 while changing (decelerating) the driving force of the central cutter drive motor 32 with the central cutter gear 31. Reference numeral 33 denotes a rotary joint, which is a hydraulic pipe extending to the cutter working chamber 8b, a control and detection cable, or a work extended to a plurality of mud soil material ejection ports (not shown) installed in the cutter spokes 8. Consists of a universal joint that relays mud material piping. Reference numeral 34 denotes a rotation chamber, which is formed inside the central rotating cylinder 12 disposed behind the central cutter head 9. The rotating chamber 34 is a room for an operator to enter and exit the cutter working chamber 8b, and is also used for loading and unloading a replacement bit and its replacement working equipment. Reference numeral 34a denotes a first doorway to the rotating chamber 34, which is disposed at the rear end of the center rotary cylinder 12, and is used as a doorway for workers and materials. The connection frame 16 is connected to the rotation chamber, and a second port 34b for allowing the rotation chamber to enter and exit the connection frame 16 is provided at the connection portion. Reference numeral 35 denotes a fixed frame which is connected to the main body of the tunnel excavator 1 and receives a rotational reaction force and a drilling reaction force of the central cutter head 9.

３６はカッターギアであり、カッター駆動モータ２４の回転駆動力はカッターピニオンギア２３とカッターギア３６とを経て外周部カッターヘッド６に回転力を与える。４４はスクリューコンベアであり、一端が外周部隔壁４に連結され、内部カッターチャンバー７に取り込まれた掘削土砂（排土）を排出する。４４ａはスクリューコンベア４４の外周部隔壁４連結部に設けられた排土取込み口である。３８は掘削機１を前進動作させるシールドジャッキである。３９はテールプレートであり、トンネル掘削機１の後方に配置され、セグメントを組み立てたりテールシール（図示してない）を取り付ける筒体から成る。４０はセグメントである。４２はカッター外周リングであり、カッタースポーク８（複数）の最外周部を連結する鋼鉄製のリングから構成されてカッタースポーク８を補強し、ビットを多数取り付けることができるようになっている。４３は連結材であり、半径方向で外周部寄りのカッタースポーク分割体（外周部スポーク）８ｃと中心部寄りのカッタースポーク分割体（中心部スポーク）８ｄとを、その半径方向の中間部位で連結してカッタースポーク８の全体構造を構築し、且つ補強する。本実施の形態において、上記外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｄのうち、内部にカッター作業室８ｂが確保されているのは外周部スポーク８ｃのみであり、中心部スポーク８ｄにはカッター作業室は確保されていない。すなわち、中心部スポーク８ｄは、外周部スポーク８ｃに比べて掘削機１の前後方向幅寸法が小さく設定されている。したがって、連結材４３は上記外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｄを連結するとともに、これらの境界部分においてカッター作業室８ｂの端壁を構成している。 Reference numeral 36 denotes a cutter gear. The rotational driving force of the cutter driving motor 24 gives a rotational force to the outer peripheral cutter head 6 via the cutter pinion gear 23 and the cutter gear 36. Reference numeral 44 denotes a screw conveyor, one end of which is connected to the outer peripheral partition 4, and discharges excavated earth and sand (discharge) taken into the internal cutter chamber 7. Reference numeral 44a denotes a discharge outlet provided at the connecting portion of the outer peripheral wall 4 of the screw conveyor 44. Reference numeral 38 denotes a shield jack for moving the excavator 1 forward. Reference numeral 39 denotes a tail plate, which is disposed behind the tunnel excavator 1 and is composed of a cylinder for assembling segments and mounting a tail seal (not shown). 40 is a segment. Reference numeral 42 denotes a cutter outer peripheral ring, which is composed of a steel ring that connects the outermost peripheral portions of the cutter spokes 8 (plural) and reinforces the cutter spokes 8 so that a number of bits can be attached. A connecting member 43 connects a cutter spoke divided body (outer peripheral spoke) 8c closer to the outer periphery in the radial direction and a cutter spoke divided body (center spoke) 8d closer to the center in the radial direction at an intermediate portion in the radial direction. To build and reinforce the overall structure of the cutter spokes 8. In the present embodiment, of the outer peripheral spokes 8c and the central spokes 8d, only the outer peripheral spokes 8c are provided with the cutter working chamber 8b inside. Not secured. That is, the width of the center spoke 8d in the front-rear direction of the excavator 1 is set smaller than that of the outer spoke 8c. Therefore, the connecting member 43 connects the outer peripheral spoke 8c and the central spoke 8d, and forms an end wall of the cutter working chamber 8b at a boundary between these.

上述のような構成を有するトンネル掘削機１において、以下動作を説明する。トンネル掘削機１の掘進作業においては、トンネル掘削機１の前面の地山をカッターにより掘削しつつ、ジャッキスプレッダ２５を既設のセグメントに反力をとり、伸長してトンネル掘削機１を所定の距離だけ前進させる。すなわち、トンネル掘削機１による掘削にあたっては、先ず、全てのジャッキスプレッダ２５が縮んだ初期位置（図１の状態）で、カッター駆動モータ２４及び３２を駆動してカッタヘッドを回転させる。つまり、外周部カッターヘッド６と中心部カッターヘッド９を回転させる。 The operation of the tunnel excavator 1 having the above configuration will be described below. In the excavation work of the tunnel excavator 1, while excavating the ground in front of the tunnel excavator 1 with a cutter, the jack spreader 25 applies a reaction force to the existing segment, and extends to extend the tunnel excavator 1 a predetermined distance. Just move forward. That is, in excavation by the tunnel excavator 1, first, the cutter heads are rotated by driving the cutter driving motors 24 and 32 at the initial position (the state of FIG. 1) in which all the jack spreaders 25 are contracted. That is, the outer cutter head 6 and the center cutter head 9 are rotated.

次に、前記状態から全て又は任意のジャッキスプレッダ２５を伸ばしてトンネル掘削機１を１ストローク推進（前進）させる。この際、推進反力は既設セグメントで受ける。そして、この推進により、カッターヘッド６，９に装着された多数の各種カッタビット１１が前方の地盤を掘削する。掘削された土砂は、外周部カッターヘッド６近辺においてはカッタースポーク８間に開口された土砂取込み口から外周部カッターチャンバー２０内に取り込まれ、また、中心部カッターヘッド９近辺においては中心部寄りのカッタスポーク８間に開口された土砂取込み口から内周部カッターチャンバー７や中心部カッターチャンバー１０内へ取り込まれる。このようにして各カッターチャンバー７，１０，２０に取り込まれた土砂は、それぞれ、外周部カッターチャンバー２０内に取り込まれた土砂は外周部撹拌羽根２１の撹拌作用により作泥土材と撹拌され、内周部カッターチャンバー７内に取り込まれた土砂は内周部撹拌羽根２１ａの撹拌作用により作泥土材と撹拌される。また、中心部カッターチャンバー１０内に取り込まれた土砂は中心部撹拌装置４６に備えられた撹拌羽根４５の撹拌作用により作泥土材噴出口１１ａから噴出された作泥土材と撹拌される。このように、中心部カッターチャンバー１０においては、撹拌羽根４５を有する中心部撹拌装置４６を備えて土砂を攪拌するから、中心部カッターヘッド９により掘削された掘削土砂の撹拌が十分に行われ高い流動性が付与される。この撹拌された土砂はカッターチャンバー７，１０，２０内からスクリューコンベア４４等によって外部に排出される。 Next, all or any jack spreader 25 is extended from the above state, and the tunnel excavator 1 is propelled (forwarded) by one stroke. At this time, the propulsion reaction is received in the existing segment. With this propulsion, a large number of various cutter bits 11 mounted on the cutter heads 6 and 9 excavate the ground in front. The excavated earth and sand is taken into the outer peripheral cutter chamber 20 from the sediment intake opening opened between the cutter spokes 8 in the vicinity of the outer peripheral cutter head 6, and near the center in the vicinity of the central cutter head 9. It is taken into the inner peripheral part cutter chamber 7 and the central part cutter chamber 10 from the earth and sand intake opening opened between the cutter spokes 8. The earth and sand taken into the respective cutter chambers 7, 10, and 20 in this way are respectively taken into the outer circumference cutter chamber 20 by the stirring action of the outer circumference stirring blades 21 and agitated with the mud soil material. The earth and sand taken into the peripheral cutter chamber 7 is stirred with the mud material by the stirring action of the inner stirring blade 21a. The earth and sand taken into the central cutter chamber 10 is stirred by the stirring action of the stirring blades 45 provided in the center stirring device 46 with the mud soil material spouted from the mud soil material ejection port 11a. As described above, the central cutter chamber 10 is provided with the central stirring device 46 having the stirring blades 45 to stir the earth and sand. Therefore, the excavated earth and sand excavated by the central cutter head 9 is sufficiently stirred. Fluidity is provided. The stirred earth and sand is discharged from the cutter chambers 7, 10, and 20 to the outside by the screw conveyor 44 and the like.

上述のようなトンネル掘削機１の掘進作業の途中にビットを交換する場合は、先ず、トンネル掘削機１の掘進を停止すると共にカッタースポーク８の中心部のカッターヘッド９の回転を止める。次に、中心部カッターヘッド９の後方に設置された中心部回転筒体１２に形成された回転室３４へ、第１出入口３４ａから作業員が入るとともに、ビットや必要な機材が持ち込まれ、これら作業員やビット等は接続フレーム１６の作業通路１７を通ってカッタースポーク８の中に設けられたカッター作業室８ｂへと入る。そして、作業員やビット等はカッタースポーク８のカッター作業室８ｂの中をビット交換が必要な部位（交換作業場所）まで移動する。この交換作業において作業員は、損傷し或いは使用期限に達して機能が低下したビットを外周部スポーク８ｃに対応する外周部カッターヘッド６から外し、その部位に新しいビットを取り付ける。新しいビットの取り付けが終了した後は作業員及び取り外したビットや機材はもと来た経路を逆方向に移動し、カッタースポーク８から作業通路１７を通って中心部回転筒体１２の回転室３４へ到達し、第１出入口３４ａから外へ出る。このように、トンネル掘削機１の内部においてビット交換の位置まで移動し、ビット交換作業ができるから、ビットの交換作業をより一層効率的にすることができる。なお、トンネル掘削機１の中心部分については中心部スポーク８ｄの内部にカッター作業室８ｂが設けられていないため、従来と同様な方法でカッタースポーク８の外部からビットの交換作業が行われる。 When replacing bits during the excavation work of the tunnel excavator 1 as described above, first, the excavation of the tunnel excavator 1 is stopped and the rotation of the cutter head 9 at the center of the cutter spoke 8 is stopped. Next, a worker enters the rotating chamber 34 formed in the center rotating cylinder 12 installed behind the center cutter head 9 from the first entrance 34a, and a bit and necessary equipment are brought in. Workers, bits and the like enter the cutter working chamber 8b provided in the cutter spoke 8 through the working passage 17 of the connection frame 16. Then, the worker, the bit, and the like move in the cutter working chamber 8b of the cutter spoke 8 to a site where the bit needs to be replaced (replacement work place). In this replacement work, the operator removes the damaged bit or the bit whose function has been reduced due to the expiration date from the outer peripheral cutter head 6 corresponding to the outer peripheral spoke 8c, and attaches a new bit to the portion. After the installation of the new bit is completed, the worker, the removed bit and the equipment move in the original path in the opposite direction, and pass from the cutter spoke 8 through the work passage 17 to the rotation chamber 34 of the center rotary cylinder 12. And exits through the first entrance 34a. As described above, since it is possible to move to the bit exchange position inside the tunnel excavator 1 and perform the bit exchange operation, the bit exchange operation can be made more efficient. Since the cutter working chamber 8b is not provided inside the center spoke 8d in the center of the tunnel excavator 1, the bit is exchanged from outside the cutter spoke 8 in the same manner as in the related art.

以上のように、本発明の第１の実施の形態によれば、カッターヘッドの中心部後方位置に作業員が出入り可能な回転室と、この回転室に連結してカッタースポーク内に形成されたカッター作業室とを有するから、トンネル掘削機内を通ってカッターヘッドの外周部に向かい、ビットの交換を行うことができる。また、中心部カッターチャンバー１０の中に撹拌羽根４５を有する中心部撹拌装置４６を備えて土砂を攪拌するから、中心部カッターヘッド９により掘削された掘削土砂の撹拌を十分に行うことができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, the rotating chamber through which an operator can enter and exit the center of the cutter head and the cutter chamber are formed in the cutter spokes in connection with the rotating chamber. Since it has a cutter working chamber, the bit can be exchanged toward the outer peripheral portion of the cutter head through the inside of the tunnel excavator. Further, since the earth and sand is agitated with the center stirring device 46 having the stirring blade 45 in the center cutter chamber 10, the earth and sand excavated by the center cutter head 9 can be sufficiently stirred.

実施の形態２
図３は掘削機内部からビット交換ができるようにしたトンネル掘削機において、上記第１の実施の形態とは一部構造を変更した第２の実施の形態を示す側方断面図である。図４は第２の実施の形態に係るトンネル掘削機の中心部分を表す図３中Ｒ−Ｒ線における部分断面図である。この第２の実施の形態に係るトンネル掘削機５０は、第１の実施の形態に係るトンネル掘削機１と基本的な構成は同じであるから、第１の実施の形態と同一の部材や機能部分については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 Embodiment 2
FIG. 3 is a side sectional view showing a second embodiment of the tunnel excavator in which bits can be exchanged from the inside of the excavator, the structure of which is partially changed from that of the first embodiment. FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line RR in FIG. 3 illustrating a central portion of the tunnel excavator according to the second embodiment. Since the tunnel excavator 50 according to the second embodiment has the same basic configuration as the tunnel excavator 1 according to the first embodiment, the same members and functions as those of the first embodiment are used. Portions are given the same reference numerals and detailed description is omitted.

この実施の形態に係るトンネル掘削機５０は、中心部筒体５１に形成された回転室５２の構造及び、回転室５２とカッタースポーク８とをつなぐ接続フレーム５３の構造が第１の実施の形態とは異なる。また、回転室５２が、第１の実施の形態に比べて、中心部カッターヘッド９から後方へ離れた（すなわち、遠ざけた）位置に配置してある。回転室５２の、カッタースポーク８の後方への配置間隔は、その寸法をＤとすると、Ｄは、カッター６，９の掘削動作により中心部カッターチャンバー１０，２０内へ取り込まれた土砂が回転室５２とカッタースポーク８の間で円滑に撹拌されるような寸法に設定されている。これにより、カッターヘッドと回転室との間に十分な空間が形成される。 The tunnel excavator 50 according to this embodiment has a first embodiment in which the structure of a rotating chamber 52 formed in a central tubular body 51 and the structure of a connection frame 53 that connects the rotating chamber 52 and the cutter spokes 8 are the first embodiment. And different. Further, the rotating chamber 52 is arranged at a position farther away (that is, farther away) from the center cutter head 9 as compared with the first embodiment. When the dimension of the rotation chamber 52 behind the cutter spokes 8 is D, the earth and sand taken into the central cutter chambers 10 and 20 by the excavation operation of the cutters 6 and 9 are the rotation chambers. The dimensions are set such that the liquid is smoothly stirred between the cutter 52 and the cutter spoke 8. Thereby, a sufficient space is formed between the cutter head and the rotation chamber.

上述のように、回転室５２とカッタースポーク８との間に寸法Ｄの間隔が設けられているため、中心部カッターヘッド９と撹拌駆動装置５７との間にはハブ５６を介して回転軸５４が設置され、撹拌駆動装置５７の動力を中心部カッターヘッド９へ伝達するようになっている。また、回転軸５４の、回転室５２と中心部カッターヘッド９のハブ５６との間の部分には中心部撹拌装置４６（第１の実施の形態）とは異なる構造の中心部撹拌装置５５としての翼部材が取り付けられている。撹拌駆動装置５７は回転室５２の前部において、回転軸５４が撹拌装置軸受５８により回転隔壁１３に取り付けられることにより支持されている。 As described above, since the space of the dimension D is provided between the rotation chamber 52 and the cutter spoke 8, the rotation shaft 54 is provided between the center cutter head 9 and the stirring driving device 57 via the hub 56. Is provided to transmit the power of the stirring driving device 57 to the central cutter head 9. A portion of the rotating shaft 54 between the rotating chamber 52 and the hub 56 of the center cutter head 9 is provided with a center stirring device 55 having a structure different from that of the center stirring device 46 (the first embodiment). Wing members are attached. The stirring driving device 57 is supported at the front of the rotation chamber 52 by the rotation shaft 54 being attached to the rotating partition 13 by a stirring device bearing 58.

このように回転室５２とカッタースポーク８との間の距離を大きくとることにより、内周部カッターチャンバー７や中心部カッターチャンバー１０の空間を拡大してある。これにより、中心部カッターヘッド９の近辺において、中心部寄りのカッタスポーク８間の開口から内周部カッターチャンバー７や中心部カッターチャンバー１０内へ取り込まれた土砂は、中心部撹拌装置５５により撹拌作用を受け、流動性を付与されてカッターチャンバー７，１０，２０内からスクリューコンベア４４等によって外部に排出される。 As described above, by increasing the distance between the rotating chamber 52 and the cutter spokes 8, the spaces of the inner peripheral cutter chamber 7 and the central cutter chamber 10 are enlarged. Thus, near the center cutter head 9, the earth and sand taken into the inner cutter chamber 7 and the center cutter chamber 10 from the opening between the cut spokes 8 near the center is stirred by the center stirring device 55. Under the action, fluidity is imparted, and the fluid is discharged from the cutter chambers 7, 10, 20 to the outside by the screw conveyor 44 or the like.

以上のように、本発明の第２の実施の形態においても、カッターヘッドの中心部後方位置に作業員が出入り可能な回転室と、この回転室に連結してカッタースポーク内に形成されたカッター作業室とを有するから、トンネル掘削機内を通ってカッターヘッドの外周部に向かい、ビットの交換を行うことができる。また本発明の第２の実施の形態によれば、カッタースポーク８と種々の隔壁１９，１３との間の間隔を通常の掘削機の事例よりも大きく取りチャンバー空間を拡大したため、チャンバー内での撹拌動作が行いやすくなり、高度な撹拌泥土が得られる。 As described above, also in the second embodiment of the present invention, the rotating chamber through which an operator can enter and exit at the center rear portion of the cutter head, and the cutter formed in the cutter spoke connected to the rotating chamber. Since it has a working chamber, the bit can be exchanged toward the outer peripheral portion of the cutter head through the inside of the tunnel excavator. Further, according to the second embodiment of the present invention, the space between the cutter spoke 8 and the various partition walls 19 and 13 is made larger than in the case of a normal excavator to enlarge the chamber space. The stirring operation is easily performed, and a high degree of stirring mud is obtained.

実施の形態３
図５は掘削機内部からビット交換ができるようにしたトンネル掘削機において、上記第１及び第２の実施の形態とは一部構造を変更した第３の実施の形態を示す側方断面図である。図６は本発明の第３の実施の形態に係るトンネル掘削機の正面（又は背面）側から見た断面図であり、図６の左半分は図５の矢印Ａにしたがって見た正面図、図６の右半分は図５の矢印Ｂにしたがって見た背面図である。この第３の実施の形態に係るトンネル掘削機６０は、第１の実施の形態に係るトンネル掘削機１と基本的な構成は同じであるから、第１の実施の形態と同一の部材や機能部分については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 Embodiment 3
FIG. 5 is a side sectional view showing a third embodiment in which a bit is changed from the inside of the excavator, and the structure of the tunnel excavator is partially changed from those of the first and second embodiments. is there. FIG. 6 is a cross-sectional view of the tunnel excavator according to the third embodiment of the present invention as viewed from the front (or back) side, and the left half of FIG. The right half of FIG. 6 is a rear view viewed along arrow B in FIG. Since the tunnel excavator 60 according to the third embodiment has the same basic configuration as the tunnel excavator 1 according to the first embodiment, the same members and functions as those of the first embodiment are used. Portions are given the same reference numerals and detailed description is omitted.

この実施の形態に係るトンネル掘削機６０は、掘削機中央部に回転室６１が設けられており、この回転室６１から外周部スポーク８ｃに向けて作業通路１７を設け、ビット交換のために作業員がカッタースポーク８に入ることができる点は第１の実施の形態と同じである。またカッタースポーク８では、連結材４３により外周部スポーク８ｃが半径方向の中心部位で連結され、中心部スポーク８ｄはその外径部位で連結されてカッタースポーク８の全体構造を構築され、且つ補強されている点も第１の実施の形態と同じである。さらに、中心部スポーク８ｄは、外周部スポーク８ｃに比べて掘削機６０の前後方向幅寸法が小さく設定されていて、当該中心部スポーク８ｄにはカッター作業室は確保されていない点、及び、連結材４３は上記外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｄを連結するとともに、これらの境界部分においてカッター作業室８ｂの端壁を構成している点も第１及び第２の実施の形態と同じである。他方、この第３の実施の形態に係るトンネル掘削機６０は、掘削機中央部に設けられた回転室６１が第１の実施の形態の回転室３５に比べてカッタースポーク８により一層近い位置に配置されているが、これは、第１の実施の形態に用いられている中心部撹拌装置４５および撹拌羽根４６が第３の実施の形態では設けられていないことによる。 In a tunnel excavator 60 according to this embodiment, a rotating chamber 61 is provided at the center of the excavator, and a working passage 17 is provided from the rotating chamber 61 toward the outer peripheral spokes 8c. The point that a member can enter the cutter spoke 8 is the same as in the first embodiment. Further, in the cutter spoke 8, the outer spoke 8c is connected at the radial center portion by the connecting member 43, and the central spoke 8d is connected at the outer diameter portion to construct and reinforce the entire structure of the cutter spoke 8. This is the same as in the first embodiment. Furthermore, the center spoke 8d is set to have a smaller width in the front-rear direction of the excavator 60 than the outer spoke 8c, and the center spoke 8d is not provided with a cutter working chamber. The material 43 connects the outer peripheral spokes 8c and the central spokes 8d, and also forms an end wall of the cutter working chamber 8b at the boundary between them, as in the first and second embodiments. . On the other hand, in the tunnel excavator 60 according to the third embodiment, the rotary chamber 61 provided in the center of the excavator is located closer to the cutter spoke 8 than the rotary chamber 35 of the first embodiment. This is because the central stirring device 45 and the stirring blade 46 used in the first embodiment are not provided in the third embodiment.

実施の形態４
図７は掘削機内部からビット交換ができるようにしたトンネル掘削機において、上記第１乃至第３の実施の形態とはさらに一部構造を変更した第４の実施の形態を示す側方断面図である。図８は本発明の第４の実施の形態に係るトンネル掘削機の正面（又は背面）側から見た断面図であり、図８の左半分は図７の矢印Ｃにしたがって見た正面図、図８の右半分は図７の矢印Ｄにしたがって見た背面図である。この第４の実施の形態に係るトンネル掘削機７０は、第１の実施の形態に係るトンネル掘削機１と基本的な構成は同じであるから、第１の実施の形態と同一の部材や機能部分については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 Embodiment 4
FIG. 7 is a side sectional view showing a fourth embodiment of the tunnel excavator in which a bit can be exchanged from the inside of the excavator, the structure of which is partially modified from the first to third embodiments. It is. FIG. 8 is a cross-sectional view of the tunnel excavator according to the fourth embodiment of the present invention as viewed from the front (or back) side, and the left half of FIG. 8 is a front view viewed along arrow C in FIG. The right half of FIG. 8 is a rear view viewed along arrow D in FIG. Since the tunnel excavator 70 according to the fourth embodiment has the same basic configuration as the tunnel excavator 1 according to the first embodiment, the same members and functions as those of the first embodiment are used. Portions are given the same reference numerals and detailed description is omitted.

この実施の形態に係るトンネル掘削機７０は、掘削機中央部に回転室３４が設けられており、この回転室６１から外周部スポーク８ｃに向けて作業通路１７を設け、ビット交換のために作業員がカッタースポーク８に入ることができる点は第１の実施の形態と同じである。しかしながらこの第４の実施の形態では、カッタースポーク８は、外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｅ（中心部スポーク８ｄとは異なる）とが、その半径方向の中間部位で接続されて外周部スポーク８ｃ内から中心部スポーク８ｅ内に作業員が入ってビット交換を可能とするようにカッタースポーク８の全体構造を構築されており、この点が上記第１乃至第３の実施の形態と異なる。 In a tunnel excavator 70 according to this embodiment, a rotating chamber 34 is provided in the center of the excavator, and a working passage 17 is provided from the rotating chamber 61 toward the outer spoke 8c, and work is performed for bit replacement. The point that a member can enter the cutter spoke 8 is the same as in the first embodiment. However, in the fourth embodiment, the outer spoke 8c is connected to the outer spoke 8c and the center spoke 8e (different from the center spoke 8d) at a radially intermediate portion thereof. The entire structure of the cutter spoke 8 is constructed so that a worker can enter the center spoke 8e from inside and replace the bit, and this point is different from the first to third embodiments.

中心部スポーク８ｅは掘削機７０の前後方向幅寸法が、外周部スポーク８ｃと同じに設定されており、内部にカッター作業室８ｆが形成されている。すなわちこの第４の実施の形態では、外周部スポーク８ｃにはカッター作業室８ｂが設けられており、また中心部スポーク８ｅには補助カッター作業室８ｆが設けられている。そして本実施の形態では、外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｅとはスポーク接続装置１００により接続されている。図９はスポーク接続装置１００の一構成例を示す側方断面図である。図１０はスポーク接続装置１００の平面図である。このスポーク接続装置１００は、外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｅと境界部分の内部において、カッタースポーク８内を昇降運動して、外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｅとを気密状態を保って接続し、カッター作業室８ｂと補助カッター作業室８ｆとを連通、或いは連通解除させる機能を持っている。図１０において、中心を通る軸Ｏ３に対して左半分は、接続装置１００を作動させて外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｅとを連通した状態を表す一方、中心を通る軸Ｏ３に対して右半分は、接続装置１００を逆作動させて外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｅとの連通を解除した状態を表す。 The center spoke 8e has the same longitudinal dimension as the excavator 70 in the front-rear direction and the outer spoke 8c, and a cutter working chamber 8f is formed inside. That is, in the fourth embodiment, the outer peripheral spoke 8c is provided with the cutter working chamber 8b, and the center spoke 8e is provided with the auxiliary cutter working chamber 8f. In the present embodiment, the outer spoke 8c and the center spoke 8e are connected by the spoke connection device 100. FIG. 9 is a side sectional view showing one configuration example of the spoke connection device 100. FIG. 10 is a plan view of the spoke connection device 100. The spoke connection device 100 moves up and down inside the cutter spoke 8 inside the boundary between the outer spoke 8c and the center spoke 8e to connect the outer spoke 8c and the center spoke 8e in an airtight state. In addition, it has a function of communicating or releasing the communication between the cutter working chamber 8b and the auxiliary cutter working chamber 8f. In FIG. 10, the left half with respect to the axis O3 passing through the center represents a state in which the connecting device 100 is operated to communicate the outer peripheral spoke 8c and the center spoke 8e, while the right half with respect to the axis O3 passing through the center. The half represents a state in which the connection device 100 is reversely operated to release the communication between the outer peripheral spokes 8c and the central spokes 8e.

スポーク接続装置１００は、外周部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｅとを接続する接続体１０１と、接続体１０１をカッタースポーク８の内部に支持する支持体１０２と、接続体１０１の内部に配置された底部フランジ１０５と、接続体１０１の外周に取り付けられ外周部スポーク８ｃ又は中心部スポーク８ｅの内周面に当接するシール部材１０６と、カッタースポーク８の外周（半径方向外方；図９中の上方）側から接続体１０１の内周部へと配管され、接続体１０１の下端部分へと垂直方向へ延びるジェット水配管１０８と、接続体１０１を昇降駆動する昇降ジャッキ１０９と、接続体１０１の上端部分に作動連結された旋回ジャッキ１１０とを備えている。以下の説明では図９の画にしたがって、カッタースポーク８（正確には放射方向に延びている）の外周へ向かう方向を上方向とし、カッタースポーク８の中心へ向かう方向を下方向として説明する。 The spoke connection device 100 includes a connection body 101 for connecting the outer spoke 8c and the center spoke 8e, a support body 102 for supporting the connection body 101 inside the cutter spoke 8, and a connection body 101. A bottom flange 105, a seal member 106 attached to the outer periphery of the connection body 101 and abutting on the inner peripheral surface of the outer peripheral spoke 8c or the central spoke 8e, and the outer periphery of the cutter spoke 8 (radially outward; upward in FIG. 9) ) Side to the inner periphery of the connection body 101, a jet water pipe 108 extending vertically to the lower end portion of the connection body 101, a lifting jack 109 for driving the connection body 101 up and down, and an upper end of the connection body 101 A pivot jack 110 operatively connected to the portion. In the following description, the direction toward the outer periphery of the cutter spoke 8 (which is accurate in the radial direction) is defined as the upward direction, and the direction toward the center of the cutter spoke 8 is defined as the downward direction, according to the image of FIG.

この実施の形態においてカッタースポーク８（外周部スポーク８ｃ及び中心部スポーク８ｅも含む）は断面が矩形状の筒体から成る（図１０参照）。中心部スポーク８ｅの上端部付近の内部には、当該中心部スポーク８ｅの長手方向に対して垂直方向へ広がるフランジ１１６が設けられ、このフランジ１１６には人間が通り抜け可能な通孔１１７が形成される一方、この通孔１１７部分には蓋体１１２が設置されている。よって、蓋体１１２を閉鎖すると、中心部スポーク８ｅの補助カッター作業室８ｆは外部と遮断され、蓋体１１２を開けると、中心部スポーク８ｅの補助カッター作業室８ｆは通孔１１７を通して外周部スポーク８ｃのカッター作業室８ｂと連通可能となる。また、外周部スポーク８ｃの内周の所定高さ部分には、昇降運動するスポーク接続装置１００を固定保持する固定ブロック１１８が締結ボルト１２０により取り付けられている。 In this embodiment, the cutter spokes 8 (including the outer peripheral spokes 8c and the central spokes 8e) are formed of a cylindrical body having a rectangular cross section (see FIG. 10). A flange 116 extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the center spoke 8e is provided inside the vicinity of the upper end of the center spoke 8e, and a through hole 117 through which a human can pass is formed in the flange 116. On the other hand, a lid 112 is provided in the through-hole 117 portion. Therefore, when the lid 112 is closed, the auxiliary cutter working chamber 8f of the center spoke 8e is shut off from the outside, and when the lid 112 is opened, the auxiliary cutter working chamber 8f of the center spoke 8e passes through the through hole 117 to the outer peripheral spoke. 8c can communicate with the cutter working chamber 8b. Further, a fixed block 118 for fixing and holding the spoke connection device 100 which moves up and down is attached to a predetermined height portion on the inner periphery of the outer spoke 8c by a fastening bolt 120.

接続体１０１は、スポーク接続装置１００の本体ないしは筐体部分を構成し、基本的には両端方向に開口する円筒形の筒部１０４を有している。また、この筒部１０４の下端部付近の内部には、筒部１０４の長手方向に対して垂直方向へ広がる底部フランジ１０５が設けられ、この底部フランジ１０５には人間が通り抜け可能な通孔１１９が形成される一方、この通孔１１９部分には蓋体１１１が設置されている。よって、蓋体１１１を閉鎖すると、筒部１０４の底部フランジ１０５を境界にして下側と上側とが遮断され、蓋体１１１を開けると、筒部１０４底部フランジ１０５の通孔１１９を通して下側と上側とが連通される。また、筒部１０４の下端には先端がナイフエッジ形状に成形され、且つ筒部１０４の円周方向に延びる刃先１０７が設けられている。 The connection body 101 forms a main body or a housing portion of the spoke connection device 100, and basically has a cylindrical tube portion 104 that opens in both end directions. Further, a bottom flange 105 extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the tube portion 104 is provided inside the lower portion of the tube portion 104, and a through hole 119 through which a human can pass is provided in the bottom flange 105. On the other hand, a lid 111 is provided in the through hole 119. Therefore, when the lid 111 is closed, the lower side and the upper side are shut off with the bottom flange 105 of the cylindrical portion 104 as a boundary, and when the lid 111 is opened, the lower side is formed through the through hole 119 of the bottom flange 105 of the cylindrical portion 104. The upper side is communicated. At the lower end of the cylindrical portion 104, a blade edge 107 whose tip is shaped like a knife edge and which extends in the circumferential direction of the cylindrical portion 104 is provided.

他方、筒部１０４の上端には接続体１０１を支持する支持体１０２が配置されている。支持体１０２は、矩形状筒体構造のカッタースポーク８内に円筒形状筒体構造の接続体１０１を収容し得るよう、湾曲斜辺１０２ａを有する直角三角形状の平板から成り、複数（この実施の形態では４個）の支持体１０２が直角部分１０２ｂが外周部スポーク８ｃの内側４隅に嵌合するように配置され、且つ湾曲斜辺１０２ａを接続体１０１の外側部にベアリング１０３を介在させて筒体１０４に結合されている。支持体１０２と筒体１０４との結合は上記ベアリング１０３の介在により、筒体１０４が回転する方向へは相対運動が可能であり、且つ上下方向へは一体となって昇降運動可能に結合されている。支持体１０２の外周部分にはシール部材１２２が装着されており、外周部スポーク８ｃの内面からの土砂水の漏出を遮断するようになっている。 On the other hand, a support 102 that supports the connection body 101 is disposed at an upper end of the cylindrical portion 104. The support 102 is formed of a right-angled triangular flat plate having a curved hypotenuse 102a so as to accommodate the connector 101 having a cylindrical tubular structure in the cutter spoke 8 having a rectangular tubular structure. In this case, four support members 102 are arranged so that the right-angled portions 102b fit into the four inner corners of the outer peripheral spokes 8c, and the curved oblique side 102a is provided on the outer side of the connection body 101 with the bearing 103 interposed therebetween. 104. The connection between the support 102 and the cylinder 104 is made possible by the interposition of the bearing 103 so that relative movement is possible in the direction in which the cylinder 104 rotates, and that they can be integrally moved up and down in the vertical direction. I have. A seal member 122 is attached to the outer peripheral portion of the support body 102 so as to block the leakage of earth and sand from the inner surface of the outer peripheral spoke 8c.

また、この支持体１０２のそれぞれには複数の昇降ジャッキ１０９のピストンロッド１０９ａの先端がヒンジ結合されている。昇降ジャッキ１０９は油圧シリンダー装置から成り、外周部スポーク８ｃの軸Ｏ３方向にほぼ一致するように配設されて、昇降ジャッキ１０９の本体（シリンダー）部分が外周部スポーク８ｃの内面にヒンジ結合されている。さらに、筒部１０４の内部にはジェット水配管１０８が上下方向に延びて配設されている。ジェット水配管１０８は管体により構成され、カッタースポーク８の上方から垂下し、底部フランジ１０５を貫通して下方へ延び、筒部１０４の刃先１０７近辺に到達して先端に噴射孔１１５を有している。シール部材１０６はゴム等の材料から成るリング状体から成り、筒体１０４の外面に取り付けられたホルダー１２１に装着されている。このシール部材１０６は、膨張、収縮が可能な可変形機能を有しており、スポーク接続装置１００の不作動時には収縮状態に保持されて接続体１０１と外周部スポーク８ｃ又は中心部スポーク８ｅとの間に隙間１１３を形成する一方、スポーク接続装置１００の作動時には膨張状態に変形、保持されて外周部スポーク８ｃ又は中心部スポーク８ｅの内面に圧着し止水作用を発揮する。旋回ジャッキ１１０は昇降ジャッキ１０９と同様、油圧シリンダーから成り、旋回ジャッキ１１０の後端は支持体１０２のピン支持部１２３にピン結合される一方、旋回ジャッキ１１０のピストンロッド先端は筒体１０４の上端面のピン支持部１２４にピン結合されている。また、旋回ジャッキ１１０は２基設置され、図１０の平面図で見て互いに対角線位置にピン支持部１２３同士（または１２４同士）が配置されている。 The ends of the piston rods 109a of the plurality of lifting jacks 109 are hinged to each of the supports 102. The lifting jack 109 is composed of a hydraulic cylinder device, is disposed so as to substantially coincide with the direction of the axis O3 of the outer peripheral spoke 8c, and the main body (cylinder) of the lifting jack 109 is hinged to the inner surface of the outer peripheral spoke 8c. I have. Further, a jet water pipe 108 is disposed inside the cylindrical portion 104 so as to extend in the vertical direction. The jet water pipe 108 is formed of a pipe body, hangs down from above the cutter spoke 8, extends downward through the bottom flange 105, reaches the vicinity of the cutting edge 107 of the cylindrical portion 104, and has an injection hole 115 at the tip. ing. The seal member 106 is formed of a ring-shaped body made of a material such as rubber, and is mounted on a holder 121 attached to the outer surface of the cylindrical body 104. The seal member 106 has a variable function capable of expansion and contraction, and is held in a contracted state when the spoke connection device 100 is not operated, so that the connection member 101 and the outer peripheral spoke 8c or the center spoke 8e can be connected to each other. While the gap 113 is formed between the spokes 100, the spoke 113 is deformed and held in an expanded state when the spoke connection device 100 is operated, and is pressed against the inner surface of the outer peripheral spoke 8c or the center spoke 8e to exert a water stopping function. The turning jack 110 is composed of a hydraulic cylinder, like the lifting jack 109, and the rear end of the turning jack 110 is pin-coupled to the pin support 123 of the support 102, while the tip of the piston rod of the turning jack 110 is located above the cylinder 104. It is pin-connected to the pin support 124 on the end face. Further, two turning jacks 110 are provided, and the pin support portions 123 (or 124) are arranged diagonally to each other when viewed in the plan view of FIG.

以上のスポーク接続装置１００において、接続体１０１は通常状態（不使用状態）時には外周部スポーク８ｃの内部に嵌装されるとともに、使用時には中心部スポーク８ｅ内に出没可能である。スポーク接続装置１００を作動させるに当たっては、先ず、締結ボルト１２０を外して固定ブロック１１８を外周部スポーク８ｃから切り離す。これにより接続体１０１が昇降自在となるから、昇降ジャッキ１０９を伸長させ、また旋回ジャッキ１１０を伸縮させつつ、ジェット水配管１０８の噴射孔１１５から水を噴射して接続体１０１を回転運動させながら降下させる。この接続体１０１の降下動作中に、筒部１０４の先端の刃先１０７は昇降ジャッキ１０９による貫入作用と旋回ジャッキ１１０による旋回（回転）運動により中心部スポーク８ｅのフランジ１１６の上に溜まった土砂を掘削する。また同時に、ジェット水配管１０８の噴射孔１１５からジェット水が刃先１０７へ向けて噴射されるので、刃先１０７付近に溜まった土砂を舞い上げつつこの土砂を水とともに間隙１１３から間隙１１４を通して外周部カッターチャンバー２０へと排出する。 In the above spoke connection device 100, the connecting body 101 is fitted inside the outer peripheral spoke 8c in a normal state (non-use state), and can be protruded and retracted in the center spoke 8e in use. To operate the spoke connection device 100, first, the fastening bolt 120 is removed and the fixing block 118 is separated from the outer peripheral spoke 8c. As a result, the connecting body 101 can be moved up and down freely. Therefore, while the lifting jack 109 is extended and the turning jack 110 is extended and contracted, water is jetted from the jet hole 115 of the jet water pipe 108 to rotate the connecting body 101. Let go down. During the lowering operation of the connecting body 101, the cutting edge 107 at the tip of the cylindrical portion 104 removes the sediment accumulated on the flange 116 of the central spoke 8 e by the penetrating action by the lifting jack 109 and the turning (rotating) motion by the turning jack 110. Excavate. At the same time, the jet water is jetted from the jet holes 115 of the jet water pipe 108 toward the cutting edge 107, so that the sediment accumulated near the cutting edge 107 is blown up along with the water through the gap 113 through the gap 114 together with the water. Discharge into chamber 20.

さらに刃先１０７は、接続体１０１の降下動作に伴い、刃先１０７付近に溜まった土砂に押し付け回動することにより、刃先１０７と、土砂や中心部スポーク８ｅのフランジ１１６の上面に挟まった砂粒や礫を切削、或いは粉砕する。このようにして、刃先１０７は中心部スポーク８ｅのフランジ１１６に確実に当接する。刃先１０７には超硬チップを埋め込むか、或いは耐摩耗溶接材を溶着すると好適である。この状態の下で、シール部材１０６を膨張させ、当該シール部材１０６中心部スポーク８ｅの内面に圧着させて止水する。スポーク接続装置１００により接続するとき、がくぃ周波数部スポーク８ｃと中心部スポーク８ｅの中心軸が合致するように位置調整をするが、調整精度を考慮して間隙１１３が決定される。 Further, the cutting edge 107 is pressed against earth and sand accumulated near the cutting edge 107 and rotated by the lowering operation of the connecting body 101, so that the sand and gravels sandwiched between the cutting edge 107 and the upper surface of the sand 116 and the flange 116 of the central spoke 8 e. Is cut or crushed. In this way, the cutting edge 107 reliably comes into contact with the flange 116 of the center spoke 8e. It is preferable to embed a carbide tip in the cutting edge 107 or weld a wear-resistant welding material. Under this condition, the seal member 106 is expanded and pressed against the inner surface of the center spoke 8e of the seal member 106 to stop water. When the connection is made by the spoke connection device 100, the position is adjusted so that the center axes of the frequency spoke 8c and the center spoke 8e match, but the gap 113 is determined in consideration of the adjustment accuracy.

次に接続体の蓋体１１１を外して通孔１１９を開け、作業者が接続体１０１の中へ進入できるようにするとともに、さらに中心部スポーク８ｅ側の蓋体１１２を外して外周部スポーク８ｃのカッター作業室８ｂと中心部スポーク８ｅの補助カッター作業室８ｆとを連通させる。これにより、作業者は外周部スポーク８ｃ側のカッター作業室８ｂから中心部スポーク８ｅ側の補助カッター作業室８ｆへ移動することができ、補助カッター作業室８ｆ内で中心部スポーク８ｅ内の種々の作業を実施する。所定の作業を終了したときは、上述の説明とは逆の作動手順により、動作が行われる。すなわち、作業が中心部スポーク８ｅから外周部スポーク８ｃへ退出し、蓋体１１２を閉鎖し次に蓋体１１１を閉鎖する。そして、シール部材１０６を収縮させ、次いで昇降ジャッキ１０９を収縮動作させることにより接続体１０１を上昇させ、所定の高さいちに到達したら固定ブロック１１８を外周部スポーク８ｃの内面に締結ボルトにより固定する。 Next, the cover 111 of the connection body is removed to open a through-hole 119 so that the operator can enter the inside of the connection body 101. Further, the cover 112 on the side of the center spoke 8e is removed to remove the outer periphery spoke 8c. Is communicated with the auxiliary cutter operation chamber 8f of the center spoke 8e. Thereby, the worker can move from the cutter working chamber 8b on the outer peripheral spoke 8c side to the auxiliary cutter working chamber 8f on the center spoke 8e side, and various kinds of the inside of the central spoke 8e in the auxiliary cutter working chamber 8f. Perform the work. When the predetermined work is completed, the operation is performed according to an operation procedure reverse to the above description. That is, the work retreats from the central spoke 8e to the outer peripheral spoke 8c, closes the lid 112, and then closes the lid 111. Then, the connecting member 101 is raised by contracting the sealing member 106 and then contracting the lifting / lowering jack 109, and when reaching the predetermined height 1, the fixing block 118 is fixed to the inner surface of the outer peripheral spoke 8c with a fastening bolt. .

なお、図には示してないが、例えば旋回ジャッキ１１０の後端ピン支持部１２３を外周部スポーク８ｃの断面方向へ水平移動可能な機構を設けることにより、旋回ジャッキ１１０による旋回角度をより一層大きくすることもできる。これにより、筒部１０４の降下動作の能率を向上させることができる。また、ジェット水配管の数を減らすことができる。さらにこの第４の実施の形態では、上述のように、スポーク接続装置１００に昇降ジャッキ１０９と旋回ジャッキ１１０の両方を備え、昇降ジャッキ１０９を伸長させ、また旋回ジャッキ１１０を伸縮させつつ、ジェット水配管１０８の噴射孔１１５から水を噴射して接続体１０１を回転運動させながら降下させる構成を採用している。しかし、接続体１０１の降下操作は主として昇降ジャッキ１０９の伸長動作によって行われるものであるから、旋回ジャッキ１１０については、特に装備されていなくても、差し支えない。 Although not shown in the drawing, for example, by providing a mechanism that can horizontally move the rear end pin support portion 123 of the turning jack 110 in the cross-sectional direction of the outer peripheral spoke 8c, the turning angle of the turning jack 110 is further increased. You can also. Thereby, the efficiency of the lowering operation of the cylindrical portion 104 can be improved. Further, the number of jet water pipes can be reduced. Further, in the fourth embodiment, as described above, the spoke connection device 100 is provided with both the lifting jack 109 and the turning jack 110 so that the lifting jack 109 is extended, and the A configuration is adopted in which water is injected from the injection hole 115 of the pipe 108 and the connecting body 101 is lowered while rotating. However, since the lowering operation of the connecting body 101 is mainly performed by the extension operation of the lifting jack 109, the turning jack 110 does not need to be particularly equipped.

以上のように、第４の実施の形態では、カッターヘッドの中心部後方位置に作業員が出入り可能な回転室と、この回転室に連結してカッタースポーク内に形成されたカッター作業室とを有し、さらに外周部スポーク８ｃにはカッター作業室８ｂを設け、また中心部スポーク８ｅには補助カッター作業室８ｆが設けられて、両カッター作業室８ｂ、８ｆをスポーク接続装置１００で接続できるようにしている。そのため、トンネル掘削機内を通ってカッタースポーク８の外周部に入り、さらに外周部スポーク８ｃから中心部スポーク８ｅへ入ってビットの交換等の種々の作業を実施することができる。 As described above, in the fourth embodiment, the rotating chamber through which an operator can enter and exit the center of the cutter head and the cutter working chamber formed in the cutter spokes connected to the rotating chamber. Further, a cutter working chamber 8b is provided in the outer peripheral spoke 8c, and an auxiliary cutter working chamber 8f is provided in the central spoke 8e so that the two cutter working chambers 8b and 8f can be connected by the spoke connecting device 100. I have to. Therefore, it is possible to enter the outer peripheral portion of the cutter spoke 8 through the inside of the tunnel excavator, and further enter the central spoke 8e from the outer peripheral spoke 8c to perform various operations such as replacement of bits.

トンネル掘削機のトンネル掘削機において、カッターヘッドの中心部後方位置に作業員が出入り可能な室を設け、この室からカッタースポーク内を通ってカッターヘッドの外周部に向う通路を設けたから、トンネル掘削機内部からビットの交換を行うことができ有用である。 In the tunnel excavator of the tunnel excavator, a room is provided at the rear of the center of the cutter head so that an operator can enter and exit, and a passage is provided from this chamber through the inside of the cutter spoke to the outer periphery of the cutter head. This is useful because bits can be exchanged from inside the machine.

１、５０、６０、７０トンネル掘削機
２外筒
３フード
４外周部隔壁
５内周部隔壁
６外周部カッターヘッド
７内周部カッターチャンバー
８カッタースポーク
８ａ駆動フレーム
８ｂカッター作業室
９中心部カッターヘッド
９ａ中心部カッター外周リング
１０中心部カッターチャンバー
１１中心カッタービット
１２中心部回転筒体
１３中心部回転隔壁
１４駆動軸
１５中心部カッター軸受Ａ
１６、５３接続フレーム
１７作業通路
１８連絡口
１９旋回環
２０外周部カッターチャンバー
２１外周部撹拌羽根
２１ａ内周部撹拌羽根
２１ｂ中心部カッター撹拌羽根
２１ｃ固定羽根
２２土圧計
２４カッターピニオンギア
２４カッター駆動モータ
２５ジャッキスプレッダ
２６カッターベアリング支持フレーム
２７内部シール部
２８中心部軸受
２９外側シール部
３０中心部カッター軸受
３１中心部カッターギア
３２中心部カッター駆動モータ
３３ロータリージョイント
３４、５２回転室
３４ａ出入口
３５固定フレーム
３６カッターギア
３７カッターベアリング
３８シールドジャッキ
３９テールプレート
４０セグメント
４２カッター外周リング
４３連結材
４４スクリューコンベア
４５中心部撹拌装置
４６撹拌羽根
４７固定軸受
５１中心部筒体
５４回転軸
５６ハブ
５７撹拌駆動装置
５８撹拌装置軸受
１００スポーク接続装置
１０１接続体
１０２支持体
１０５底部フランジ
１０６シール部材
１０７刃先
１０８ジェット水配管
１０９昇降ジャッキ
１１０旋回ジャッキ 1, 50, 60, 70 Tunnel excavator 2 Outer cylinder 3 Hood 4 Outer peripheral wall 5 Inner peripheral wall 6 Outer peripheral cutter head 7 Inner peripheral cutter chamber 8 Cutter spoke 8a Drive frame 8b Cutter work chamber 9 Central cutter head 9a Center cutter outer peripheral ring 10 Center cutter chamber 11 Center cutter bit 12 Center rotating cylinder 13 Center rotating partition 14 Drive shaft 15 Center cutter bearing A
16, 53 Connection frame 17 Work passage 18 Connection port 19 Revolving ring 20 Outer peripheral cutter chamber 21 Outer peripheral stirring blade 21a Inner peripheral stirring blade 21b Central cutter stirring blade 21c Fixed blade 22 Earth pressure gauge 24 Cutter pinion gear 24 Cutter drive motor 25 Jack spreader 26 Cutter bearing support frame 27 Inner seal part 28 Center bearing 29 Outer seal part 30 Center cutter bearing 31 Center cutter gear 32 Center cutter drive motor 33 Rotary joints 34, 52 Rotary chamber 34a Doorway 35 Fixed frame 36 Cutter gear 37 Cutter bearing 38 Shield jack 39 Tail plate 40 Segment 42 Cutter outer ring 43 Connecting member 44 Screw conveyor 45 Central stirring device 46 Stirrer blade 47 fixed Receiving 51 the central part cylinder 54 rotates shaft 56 the hub 57 stirrer drive unit 58 stirrer bearing 100 spoke connections 101 connecting body 102 support 105 bottom flange 106 sealing member 107 cutting edge 108 jet water pipe 109 lifting jack 110 pivoting jacking

Claims

中心部カッターヘッドと外周部カッタヘッドとから構成されたカッターヘッドをトンネル掘削機本体の前部に回転可能に支持したトンネル掘削機において、
前記カッタヘッドに取り付けられ、内部が人間を収容可能な大きさの中空構造であり、また前記中心部カッタヘッドの周囲から外周へ向けて放射状に延びる複数のカッタースポークと、
前記カッタースポークの内部に形成されたカッター作業室と、
前記カッタヘッドの中心部後方に配置され、且つ人間が出入り可能な容積を有する回転室と、
前記回転室の周囲から前方へ、且つ、前記カッタヘッドの外周方向へ向けて放射状に延出して前記カッタースポークに接続され、内部が人間を収容可能な大きさの中空構造である複数の接続フレームと、
前記回転室及び接続フレームの前方で中心部カッターヘッドとの間に形成された中心部カッターチャンバーと、
前記中心部カッタヘッドを貫通して延び、中心部カッター軸受を介して前記回転室に支持取り付けされた駆動軸と、
前記中心部カッターヘッドの前面部において前記駆動軸に取り付けられた中心部カッタービットと、
中心部カッターチャンバー内に配設され、前記駆動軸に結合支持された撹拌羽根を備えた中心部撹拌装置と、を備え、
前記中空構造の接続フレームは、前記回転室からカッタースポークまで、人間が出入り可能に連通し、また、
前記中心部カッターヘッドにより掘削され、中心部カッターチャンバー内に取り込まれた土砂は中心部撹拌装置に備えられた撹拌羽根の撹拌作用により撹拌される、
ことを特徴とするトンネル掘削機。 In a tunnel excavator in which a cutter head composed of a central cutter head and an outer peripheral cutter head is rotatably supported at the front of the tunnel excavator body,
A plurality of cutter spokes attached to the cutter head, having a hollow structure having a size capable of accommodating a human inside, and extending radially from the periphery of the central cutter head to the outer periphery,
A cutter working chamber formed inside the cutter spokes,
A rotating chamber disposed behind the center of the cutter head and having a volume that allows humans to enter and exit;
A plurality of connection frames that extend radially forward from the periphery of the rotating chamber and toward the outer peripheral direction of the cutter head, are connected to the cutter spokes, and have a hollow structure having a size capable of accommodating a human inside. When,
A center cutter chamber formed between the rotation chamber and the center cutter head in front of the connection frame;
A drive shaft extending through the central cutter head and supported and attached to the rotating chamber via a central cutter bearing;
A central cutter bit attached to the drive shaft at a front portion of the central cutter head;
A central stirring device disposed in the central cutter chamber and provided with a stirring blade coupled and supported by the drive shaft;
The connection frame of the hollow structure, from the rotating chamber to the cutter spokes, communicates so that humans can enter and exit,
The earth and sand excavated by the center cutter head and taken into the center cutter chamber are stirred by a stirring action of a stirring blade provided in the center stirring device,
A tunnel excavator, characterized in that:

中心部カッターヘッドと外周部カッタヘッドとから構成されたカッターヘッドをトンネル掘削機本体の前部に回転可能に支持したトンネル掘削機において、
前記カッタヘッドに取り付けられ、内部が人間を収容可能な大きさの中空構造であり、また前記中心部カッタヘッドの周囲から外周へ向けて放射状に延びる複数のカッタースポークと、
前記カッタースポークの内部に形成されたカッター作業室と、
前記カッタヘッドの中心部後方に配置され、且つ人間が出入り可能な容積を有する回転室と、
前記回転室の周囲から前記カッタヘッドの外周方向へ向けて放射状に延出して前記カッタースポークに接続され、内部が人間を収容可能な大きさの中空構造である複数の接続フレームとを備え、
前記中空構造の接続フレームは、前記回転室からカッタースポークまで、人間が出入り可能に連通し、
前記カッタースポークは外周部スポークと、当該外周部スポークに連続して前記カッタヘッドの中心部まで延びる中心部スポークとに分割成形され、前記外周部スポークの内部には前記カッター作業室が設けられている一方、前記中心部スポークの内部には前記カッター作業室に連通する補助カッター作業室が設けられ、前記外周部スポークと中心部スポークとはスポーク接続装置により接続されており、また、
前記スポーク接続装置は、前記外周部スポークと中心部スポークとの境界部分の内部において、前記カッタースポーク内を昇降運動して、外周部スポークと中心部スポークとを気密状態を保って接続し、且つ、前記カッター作業室と補助カッター作業室とを連通、或いは連通解除させる機能を有する、
ことを特徴とするトンネル掘削機。 In a tunnel excavator in which a cutter head composed of a central cutter head and an outer peripheral cutter head is rotatably supported at the front of the tunnel excavator body,
A plurality of cutter spokes attached to the cutter head, having a hollow structure having a size capable of accommodating a human inside, and extending radially from the periphery of the central cutter head to the outer periphery,
A cutter working chamber formed inside the cutter spokes,
A rotating chamber disposed behind the center of the cutter head and having a volume that allows humans to enter and exit;
A plurality of connection frames extending radially from the periphery of the rotating chamber toward the outer peripheral direction of the cutter head and connected to the cutter spokes, and having a hollow structure having a size capable of accommodating a human inside,
Connection frame of the hollow structure, wherein the rotary chamber to the cutter spokes, human and communicating to be out,
The cutter spoke is divided and formed into an outer peripheral spoke and a central spoke extending to the center of the cutter head continuously to the outer peripheral spoke, and the cutter working chamber is provided inside the outer peripheral spoke. On the other hand, an auxiliary cutter working chamber communicating with the cutter working chamber is provided inside the center spoke, the outer spoke and the center spoke are connected by a spoke connection device,
The spoke connection device moves up and down in the cutter spoke inside a boundary portion between the outer peripheral spoke and the center spoke, and connects the outer spoke and the center spoke in an airtight state, and Has a function of communicating with the cutter working chamber and the auxiliary cutter working chamber, or releasing the communication,
A tunnel excavator, characterized in that:

前記接続フレームは作業通路を形成していることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル掘削機。 The tunnel excavator according to claim 1, wherein the connection frame forms a work passage.

前記カッタースポークの内部にはトンネル掘削機のビット交換用のカッター作業室が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル掘削機。 The tunnel excavator according to claim 1 or 2, wherein a cutter working chamber for exchanging bits of the tunnel excavator is formed inside the cutter spoke.

前記回転室は、中心部カッターヘッドから後方へ、回転室とカッタースポークとの間に取り込まれた土砂が円滑に撹拌されるような寸法Ｄだけ離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトンネル掘削機。 The rotary chamber is disposed at a position away from the central cutter head by a distance D such that the earth and sand taken in between the rotary chamber and the cutter spokes is smoothly stirred. The tunnel excavator according to claim 1.