JPH06336896A - Rectangular mudding shield machine - Google Patents
Rectangular mudding shield machineInfo
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- JPH06336896A JPH06336896A JP12393493A JP12393493A JPH06336896A JP H06336896 A JPH06336896 A JP H06336896A JP 12393493 A JP12393493 A JP 12393493A JP 12393493 A JP12393493 A JP 12393493A JP H06336896 A JPH06336896 A JP H06336896A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、断面が正方形の横孔
を掘進するための矩形加泥シールド掘削機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rectangular mud shield excavator for excavating a lateral hole having a square cross section.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、シールド掘削機としては次のよう
なものがある（特開昭６３−２４７４９７号公報)。こ
のシールド掘削機は、円筒形状のスキンプレートの前端
に漏斗形状のフードを固定し、上記スキンプレートにフ
ードの後方に位置するように隔壁を固定して、上記フー
ドの後端と隔壁との間にチャンバーを形成している。こ
の隔壁の中心には回転軸を回転自在に嵌合し、この回転
軸の先端にカッタヘッドを固定している。このカッタヘ
ッドは回転軸の先端に固定したコーンとこのコーンの先
端に固定したカッタアーム等の掘削部とからなってお
り、上記コーンとフードとの間に破砕室を形成してい
る。そして、この破砕室には送泥管により泥水を供給
し、掘削部により地盤を掘削し、掘削された礫を破砕室
で破砕し、破砕された礫，土砂等を破砕室からチャンバ
ーに導き、さらに、チャンバーに連通する排泥管により
外部に排出するようにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, there is the following shield excavator (Japanese Patent Laid-Open No. 63-247497). In this shield excavator, a funnel-shaped hood is fixed to the front end of a cylindrical skin plate, and a partition wall is fixed to the skin plate so as to be located behind the hood, and a space between the rear end of the hood and the partition wall is fixed. The chamber is formed in the. A rotary shaft is rotatably fitted in the center of the partition wall, and a cutter head is fixed to the tip of the rotary shaft. This cutter head is composed of a cone fixed to the tip of the rotary shaft and an excavating portion such as a cutter arm fixed to the tip of the cone, and forms a crushing chamber between the cone and the hood. Then, mud water is supplied to the crushing chamber by a mud pipe, the ground is excavated by the excavation unit, the excavated gravel is crushed in the crushing chamber, and the crushed gravel, earth and sand, etc. are guided from the crushing chamber to the chamber, Further, the sludge pipe communicating with the chamber is used to discharge the gas to the outside.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、断面
が正方形の管路のための横孔を掘る際には、その管路の
形状に合わせて断面が正方形の横孔を掘削したいという
要請がある。By the way, recently, when excavating a lateral hole for a conduit having a square cross section, there is a demand for excavating a lateral hole having a square cross section according to the shape of the conduit. is there.
【０００４】ところが、上記従来のシールド掘削機は円
筒形のスキンプレートに固定した隔壁の中心、つまり円
筒形のスキンプレートの中心に回転軸を配置し、この回
転軸に固定したカッタヘッドの回転によって掘削を行う
ため、掘削された横孔は必然的に円形になり、断面が正
方形の横孔を掘ることができないという問題がある。However, in the conventional shield excavator, the rotary shaft is arranged at the center of the partition wall fixed to the cylindrical skin plate, that is, the center of the cylindrical skin plate, and the cutter head fixed to this rotary shaft is rotated. Since the excavation is performed, the excavated lateral hole is necessarily circular, and there is a problem that the lateral hole having a square cross section cannot be excavated.
【０００５】そこで、この発明の目的は、断面が正方形
の横孔を掘削することができる矩形加泥シールド掘削機
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a rectangular mud shield excavator capable of excavating a horizontal hole having a square cross section.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の矩形加泥シールド掘削機は、断面
略正方形状のスキンプレートと、上記スキンプレートの
内側に配置され、上記スキンプレートの中心を回転中心
として上記スキンプレートに回転自在に支持された回転
隔壁と、上記回転隔壁の前方に面する壁面に固定された
攪拌羽根と、上記回転隔壁の上記スキンプレートの中心
に対して偏心した位置に回転自在に支持された回転軸
と、上記回転軸の先端に固定され、略正三角形を構成す
る掘削部を有するカッタヘッドと、上記回転軸の他端に
固定された外歯ギヤと、中心が上記スキンプレートの中
心と一致するように上記スキンプレートに固定されると
ともに、ピッチ円の直径が上記外歯ギヤのピッチ円の直
径の４／３倍であり、かつ、上記外歯ギヤと噛合する内
歯ギヤと、上記回転軸を公転させる駆動装置と、上記回
転隔壁と上記カッタヘッドとの間の空間内に外部から加
泥剤を注入する加泥剤注入管と、上記空間内の被掘削物
を外部に排出するスクリューコンベアとを備えたことを
特徴とする矩形加泥シールド掘削機。In order to achieve the above object, the rectangular mud shield excavator according to the invention of claim 1 is provided with a skin plate having a substantially square cross section, and the skin plate is disposed inside the skin plate. With respect to the center of the skin plate of the rotary partition, a rotary partition that is rotatably supported by the skin plate with the center of the plate as the center of rotation, a stirring blade fixed to a wall surface facing the front of the rotary partition, A rotary shaft rotatably supported at an eccentric position, a cutter head fixed to the tip of the rotary shaft and having an excavation portion forming a substantially equilateral triangle, and an external gear fixed to the other end of the rotary shaft. And is fixed to the skin plate such that the center thereof coincides with the center of the skin plate, and the diameter of the pitch circle is 4/3 times the diameter of the pitch circle of the external gear, An internal gear that meshes with the external gear, a drive device that revolves the rotary shaft, and a sludge injection that injects a sludge from the outside into the space between the rotary partition wall and the cutter head. A rectangular mud shield excavator comprising a pipe and a screw conveyor for discharging the material to be excavated in the space to the outside.
【０００７】また、請求項２の発明の矩形加泥シールド
掘削機は、請求項１の矩形加泥シールド掘削機におい
て、上記カッタヘッドの背面に攪拌羽根を固定したこと
を特徴としている。A rectangular mud shield excavator according to a second aspect of the present invention is the rectangular mud shield excavator according to the first aspect, characterized in that a stirring blade is fixed to the back surface of the cutter head.
【０００８】[0008]
【作用】上記請求項１の矩形加泥シールド掘削機は、上
記駆動装置を駆動すると、スキンプレートの中心に対し
て偏心した位置で支持された回転軸はスキンプレートの
中心の回りを公転する。このため、上記回転軸の他端に
固定された外歯ギヤが内歯ギヤに噛合して公転しながら
自転する。したがって、上記回転軸もスキンプレートの
中心の回りを公転しながら自転する。すなわち、上記回
転軸は、自転する回転隔壁を介してスキンプレートにそ
の中心に対して偏心して支持された状態で、自転しなが
ら公転する遊星運動を行うのである。そして、上記回転
軸の先端に固定されたカッタヘッドの略正三角形を構成
する掘削部は、地盤の土砂や礫を掘削する。このとき、
上記カッタヘッドの掘削部は、外歯ギヤのピッチ円の直
径と内歯ギヤのピッチ円の直径とが３対４の比であるか
ら、上記回転軸が遊星運動を行い、この掘削部の軌跡の
包絡線は略正方形となる。また、被掘削物である土砂や
礫は、カッタヘッドと回転隔壁との間の空間内に入り、
この空間に加泥剤注入管から加泥剤を注入する。さら
に、上記空間内の土砂や礫は、回転隔壁の前方に面する
壁面に固定された攪拌羽根によって、加泥剤とともに攪
拌され塑性流動状態となる。この塑性流動状態となった
土砂や礫は、スクリューコンベアによって外部に排出さ
れる。In the rectangular mud shield excavator of the first aspect, when the drive device is driven, the rotating shaft supported at a position eccentric to the center of the skin plate revolves around the center of the skin plate. Therefore, the external gear fixed to the other end of the rotary shaft meshes with the internal gear and revolves while revolving. Therefore, the rotating shaft also rotates while revolving around the center of the skin plate. That is, the rotating shaft performs a planetary motion that revolves while rotating while being supported eccentrically with respect to the center of the skin plate through a rotating partition wall that rotates. Then, the excavating portion which constitutes the substantially equilateral triangle of the cutter head fixed to the tip of the rotating shaft excavates earth and sand and gravel. At this time,
In the excavated portion of the cutter head, the diameter of the pitch circle of the external gear and the diameter of the pitch circle of the internal gear have a ratio of 3: 4, so that the rotary shaft makes a planetary motion and the locus of the excavated portion. The envelope of is almost square. Also, the earth and sand or gravel that is the object to be excavated enters the space between the cutter head and the rotary partition wall,
The mud additive is injected into this space from the mud additive injection pipe. Further, the earth and sand and the gravel in the space are agitated together with the mud additive by the agitating blades fixed to the wall surface facing the front of the rotary partition wall to be in a plastic flow state. The sand and gravel in the plastic flow state are discharged to the outside by the screw conveyor.
【０００９】したがって、上記スキンプレートの断面が
略正方形状であることと相俟って、略正方形の横孔を掘
削できる。Therefore, in combination with the fact that the skin plate has a substantially square cross section, a substantially square lateral hole can be excavated.
【００１０】また、上記回転軸は駆動装置により公転
し、これにより回転軸に固定した外歯ギヤは内歯ギヤに
噛合して遊星運動を行う。したがって、この矩形加泥シ
ールド掘削機は、例えばクランク機構を用いるものに比
べて構造を簡単にでき、機長を短くできる。また、この
矩形加泥シールド掘削機の機長が短くなるから、掘削部
の進む角度を従来より大きな角度に変えることができ、
曲線施行がしやすくなる。Further, the rotating shaft revolves by a driving device, whereby the external gear fixed to the rotating shaft meshes with the internal gear to make a planetary motion. Therefore, this rectangular mud shield excavator can have a simpler structure and a shorter machine length than, for example, a machine using a crank mechanism. Also, because the length of this rectangular addition mud shield excavator is shortened, the angle at which the excavation section advances can be changed to a larger angle than before,
Makes it easier to curve.
【００１１】また、上記回転隔壁の攪拌羽根は、上記カ
ッタヘッドが１回転する間に逆の回転方向に３回転する
から、上記チャンバー内の土砂や礫を効率よく攪拌でき
る。Further, since the stirring blade of the rotary partition wall makes three rotations in the opposite rotation direction while the cutter head makes one rotation, the sand and gravel in the chamber can be efficiently stirred.
【００１２】また、上記土砂や礫は上記加泥剤と攪拌さ
れて塑性流動状態となるから、スクリューコンベアによ
る土砂や礫の送り出しを容易にできる。一方、上記カッ
タヘッドが面する地盤の切羽表面に加泥剤を含む膜を形
成し、この膜によって地盤の切羽部分が崩れないように
できる。Further, since the earth and sand and the gravel are agitated with the mud additive to be in a plastic fluidized state, the earth and sand and the gravel can be easily fed by the screw conveyor. On the other hand, a film containing a mud additive is formed on the surface of the face of the ground facing the cutter head, and this film can prevent the face of the ground from collapsing.
【００１３】上記回転軸が遊星運動しているため、この
箇所でスキンプレート内をカッタヘッド側と駆動装置側
とに仕切ることは、通常困難と考えられている。しか
し、この発明では、上記回転軸は回転隔壁の偏心した位
置に回転自在に支持され、かつ回転隔壁はスキンプレー
トに回転自在に支持されているから、上記回転軸の遊星
運動を許容しつつ、上記スキンプレート内のカッタヘッ
ド側と駆動装置側とを密に仕切ることができる。It is generally considered difficult to partition the inside of the skin plate into the cutter head side and the drive unit side at this location because the rotary shaft is in a planetary motion. However, in the present invention, the rotary shaft is rotatably supported at an eccentric position of the rotary partition wall, and the rotary partition wall is rotatably supported by the skin plate, while allowing the planetary motion of the rotary shaft, The cutter head side and the drive device side in the skin plate can be tightly partitioned.
【００１４】また、請求項２の矩形加泥シールド掘削機
によれば、上記請求項１の矩形加泥シールド掘削機にお
いて、上記カッタヘッドの背面に攪拌羽根を固定したの
で、このカッタヘッドの攪拌羽根は、上記回転隔壁の攪
拌羽根が３回転する間に逆の回転方向に１回転するか
ら、カッタヘッドと回転隔壁との間の空間内の土砂や礫
を特に効率よく攪拌できる。According to the rectangular mud shield excavator of claim 2, in the rectangular mud shield excavator of claim 1, since the stirring blade is fixed to the back surface of the cutter head, the cutter head is stirred. Since the blade makes one rotation in the opposite rotation direction while the stirring blade of the rotary partition wall makes three rotations, the sand and gravel in the space between the cutter head and the rotary partition wall can be stirred particularly efficiently.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、この発明の矩形加泥シールド掘削機を
一実施例により詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The rectangular mud shield excavator of the present invention will be described in detail below with reference to an embodiment.
【００１６】図１はこの発明の一実施例の矩形加泥シー
ルド掘削機の断面図を示しており、１は断面が略正方形
状のスキンプレート、２は上記スキンプレート１の内側
に固定されたリング形状の支持板、３はこの支持板２に
ベアリング１１を介して、上記スキンプレート１の中心
を回転中心として回転自在に支持された回転隔壁であ
る。上記回転隔壁３のスキンプレート１の中心に対して
偏心した位置に第１円筒部６を固定し、その内側に回転
軸１５を挿通し、図示しないブッシュを介して回転自在
に支持している。上記回転軸１５の前方側の一端には、
カッタヘッド２０を固定する一方、上記回転軸１５の支
持板２側の他端には、外歯ギヤ３１を固定している。こ
の外歯ギヤ３１は、スキンプレート１の内周に固定され
た内歯ギヤ３２と歯合し、この外歯ギヤ３１と内歯ギヤ
３２とで偏心リングギヤ装置３０を構成している。FIG. 1 is a cross-sectional view of a rectangular mud shield excavator according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a skin plate having a substantially square cross section, and 2 is fixed inside the skin plate 1. The ring-shaped support plate 3 is a rotary partition wall rotatably supported on the support plate 2 with a bearing 11 around the center of the skin plate 1. The first cylindrical portion 6 is fixed at a position eccentric to the center of the skin plate 1 of the rotary partition wall 3, the rotary shaft 15 is inserted inside the first cylindrical portion 6, and the first cylindrical portion 6 is rotatably supported via a bush (not shown). At the front end of the rotary shaft 15,
While the cutter head 20 is fixed, an external gear 31 is fixed to the other end of the rotary shaft 15 on the support plate 2 side. The external gear 31 meshes with an internal gear 32 fixed to the inner periphery of the skin plate 1, and the external gear 31 and the internal gear 32 constitute an eccentric ring gear device 30.
【００１７】上記回転隔壁３は、円板部４と、この円板
部４に固定された上記第１円筒部６と、この円板部４の
外周から支持板２側に延びる第２円筒部４ａと、この第
２円筒部４ａの内周に円板部４から支持板２側に伸びる
第３円筒部５とを備えている。また、上記回転隔壁３の
円板部４の前方に面する壁面には、図３に示すように、
回転隔壁３の回転角度にして略９０度毎に放射状に配置
した三つの第１の攪拌羽根７を備え、回転隔壁３とカッ
タヘッド２０との間の空間１６内において礫や土砂など
を攪拌する働きをする。上記回転隔壁３は、支持板２に
第２円筒部４ａの内周に配置されたベアリング１１を介
して回転自在に支持され、このベアリング１１によっ
て、回転隔壁３に作用するラジアル荷重とスラスト荷重
の両方を支持することができる。また、上記回転隔壁３
の外周の第２円筒部４ａと、スキンプレート１の内周に
固定された外周が略正方形で内周が円筒形のスペーサ板
１２との間はシール部材１３によりシールしている。一
方、上記第３円筒部５は、上記支持板２の内周を貫通
し、上記偏心リングギヤ装置３０側の外周に図４に示す
外歯ギヤ５ａを形成している。この外歯ギヤ５ａと互い
に歯合する駆動ギヤ４１を介して駆動装置としての電動
機４２により、第３円筒部５すなわち回転隔壁３を回転
するようにしている。The rotary partition wall 3 has a disc portion 4, the first cylindrical portion 6 fixed to the disc portion 4, and a second cylindrical portion extending from the outer periphery of the disc portion 4 to the support plate 2 side. 4a and the 3rd cylindrical part 5 which extends from the disk part 4 to the support plate 2 side in the inner periphery of this 2nd cylindrical part 4a. Further, as shown in FIG. 3, on the wall surface of the rotary partition wall 3 facing the front of the disk portion 4, as shown in FIG.
The rotary partition wall 3 is provided with three first stirring blades 7 radially arranged at every 90 degrees, and the gravel, the sand and the like are stirred in the space 16 between the rotary partition wall 3 and the cutter head 20. Work. The rotary partition wall 3 is rotatably supported by the support plate 2 via a bearing 11 arranged on the inner circumference of the second cylindrical portion 4a, and by this bearing 11, a radial load and a thrust load acting on the rotary partition wall 3 are applied. Both can be supported. In addition, the rotary partition 3
A seal member 13 seals between the outer peripheral second cylindrical portion 4a and the spacer plate 12 fixed to the inner periphery of the skin plate 1 and having a substantially square outer periphery and a cylindrical inner periphery. On the other hand, the third cylindrical portion 5 penetrates the inner periphery of the support plate 2 and forms the external gear 5a shown in FIG. 4 on the outer periphery of the eccentric ring gear device 30 side. The third cylindrical portion 5, that is, the rotary partition wall 3 is rotated by an electric motor 42 as a drive device via a drive gear 41 that meshes with the external gear 5a.
【００１８】上記カッタヘッド２０は、図１および図２
に示すように、上記回転軸１５の先端に固定された円筒
部２６と、この円筒部２６に円周方向に等間隔に固定さ
れ、半径方向に延びる３本のカッタアーム２１と、この
カッタアーム２１のほぼ先端部をつなぐ小さな曲率のカ
ッタリング２２とから構成されている。そして、上記カ
ッタアーム２１の回転隔壁３に面する背面には、図１に
示す第２の攪拌羽根２３を固定している。上記カッタア
ーム２１の前面には、一つまたは二つのカッタ歯２４を
半径方向に異なった位置に夫々配置する一方、カッタリ
ング２３の前面の中央には、一つの外周ビット２５を夫
々配置している。なお、上記各カッタアーム２１の頂点
Ａは、断面が略正方形のスキンプレート１のほぼ外側に
位置し、このカッタアーム２１の頂点Ａを夫々結ぶと正
三角形が構成されるようにしている。The cutter head 20 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 4, a cylindrical portion 26 fixed to the tip of the rotary shaft 15, three cutter arms 21 fixed to the cylindrical portion 26 at equal intervals in the circumferential direction and extending in the radial direction, and the cutter arm 21. It is composed of a cutter ring 22 having a small curvature that connects substantially the distal end portions of 21. The second stirring blade 23 shown in FIG. 1 is fixed to the rear surface of the cutter arm 21 facing the rotary partition wall 3. One or two cutter teeth 24 are arranged at different positions in the radial direction on the front surface of the cutter arm 21, while one outer peripheral bit 25 is arranged at the center of the front surface of the cutter ring 23. There is. The apex A of each cutter arm 21 is located substantially outside the skin plate 1 having a substantially square cross section, and the apex A of the cutter arm 21 is connected to form an equilateral triangle.
【００１９】一方、上記偏心リングギヤ装置３０は、図
５に示す内歯ギヤ３２のピッチ円の半径と外歯ギヤ３１
のピッチ円の半径の比は４対３になっている。この内歯
ギヤ３２の中心はスキンプレート１の中心に位置してい
る。例えば、上記内歯ギヤ３２のピッチ円の半径Ｒ1＝
４、外歯ギヤ３１のピッチ円の半径Ｒ2＝３とすると、
上記回転軸１５および外歯ギヤ３１はスキンプレート１
の中心から偏心量ｅ＝１だけ偏心していることになる。
さらに、この偏心量ｅ＝１、半径Ｒ1＝４、半径Ｒ2＝３
のときに、図２に示すように、スキンプレート１の一辺
の長さＳ＝１４とし、カッタアームの頂点Ａを結ぶ正三
角形の一辺の長さＳ＝１４としている。そして、上記電
動機４２が第３円筒部５の外歯ギヤ５ａと駆動ギヤ４１
とを介して回転隔壁３を回転させると、上記偏心リング
ギヤ装置３０の外歯ギヤ３１は内歯ギヤ３２に噛合し、
外歯ギヤ３１は内歯ギヤ３２の内周を自転しながら公転
することができる。On the other hand, in the eccentric ring gear device 30, the radius of the pitch circle of the internal gear 32 and the external gear 31 shown in FIG.
The ratio of the radii of the pitch circles is 4 to 3. The center of the internal gear 32 is located at the center of the skin plate 1. For example, the radius R1 of the pitch circle of the internal gear 32 is
4. If the radius R2 of the pitch circle of the external gear 31 is R2 = 3,
The rotary shaft 15 and the external gear 31 are the skin plate 1
This means that the center is eccentric by an eccentric amount e = 1.
Further, this eccentricity e = 1, radius R1 = 4, radius R2 = 3
At this time, as shown in FIG. 2, the length S of one side of the skin plate 1 is set to S = 14, and the length S of one side of an equilateral triangle connecting the apex A of the cutter arm is set to S = 14. The electric motor 42 is connected to the external gear 5a of the third cylindrical portion 5 and the drive gear 41.
When the rotary partition wall 3 is rotated via the, the external gear 31 of the eccentric ring gear device 30 meshes with the internal gear 32,
The external gear 31 can revolve while rotating around the inner circumference of the internal gear 32.
【００２０】また、図１において、５１はこの矩形加泥
シールド掘削機の掘進方向を修正するための方向修正ジ
ャッキ、５２は上記スペーサ板１２のスキンプレート１
の上側平坦部分の中央近傍に設けた図３に示す開口部５
２ａを通して、カッタヘッド２０と回転隔壁３との間の
空間１６内に加泥剤としてのベントナイトを注入する加
泥剤注入管、５３は上記空間１６内の被掘削物としての
土砂や礫を外部に送り出すスクリューコンベアである。
また、図１および図３に示すように、上記スクリューコ
ンベア５３は、スキンプレート１のコーナー部近傍の広
い箇所に設けた開口部５３ａを有し、円筒形状の管内に
スクリュー５４を配置して、このスクリュー５４を図示
しない駆動装置で回転することによって、空間１６内に
溜まった土砂や礫を空間１６側から外部に向けて送り出
すようにしている。In FIG. 1, reference numeral 51 is a direction correction jack for correcting the excavation direction of the rectangular mud shield excavator, and 52 is the skin plate 1 of the spacer plate 12.
The opening 5 shown in FIG. 3 provided near the center of the upper flat portion of the
A mud additive injection pipe for injecting bentonite as a mud additive into the space 16 between the cutter head 20 and the rotary partition wall 3 through 2a, and 53 is an earth and sand gravel as the object to be excavated in the space 16 to the outside. It is a screw conveyor to send to.
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the screw conveyor 53 has an opening portion 53a provided in a wide area near the corner portion of the skin plate 1, and the screw 54 is disposed in a cylindrical tube. By rotating the screw 54 by a drive device (not shown), the earth and sand and the gravel accumulated in the space 16 are sent out from the space 16 side to the outside.
【００２１】上記構成の矩形加泥シールド掘削機は次の
ように動作する。まず、この矩形加泥シールド掘削機
は、縦穴の底部に設けた図示しないジャッキによって埋
設管を介して前方に推進される。The rectangular mud shield excavator having the above structure operates as follows. First, the rectangular mud shield excavator is propelled forward through a buried pipe by a jack (not shown) provided at the bottom of the vertical hole.
【００２２】この矩形加泥シールド掘削機を前方に推進
しながら、電動機４２によって第３円筒部５の外歯ギヤ
５ａと駆動ギヤ４１とを介して回転隔壁３を回転させる
と、回転隔壁３に偏心した位置に回転自在に支持された
回転軸１５がスキンプレート１の中心の回りを回る。こ
のため、上記回転軸１５の一端に固定された外歯ギヤ３
１は、内歯ギヤ３２に歯合して自転し、回転隔壁３が３
回転する間に自転を１回行い、自転をしながらその自転
と逆方向の公転を３回行う。この外歯ギヤ３１の遊星運
動によって、上記回転軸１５やカッタヘッド２０も同様
に回転隔壁３が３回転する間に、自転を１回行い、それ
と逆方向の公転を３回して遊星運動を行う。一方、上記
偏心リングギヤ装置３０の内歯ギヤ３２のピッチ円の半
径Ｒ1＝４、外歯ギヤ３１のピッチ円の半径Ｒ2＝３、回
転隔壁３の偏心量ｅ＝１、カッタアーム２１の頂点Ａを
結ぶ正三角形の一辺の長さＳ＝１４、およびスキンプレ
ート１の一辺の長さＳ＝１４であるため、上記カッタヘ
ッド２０のカッタアーム２１の先端Ａの軌跡は、図６に
示すように、スキンプレート１の外形に適合した略正方
形となる。したがって、上記カッタアーム２１等の掘削
部は、スキンプレート１の外形に適合した略正方形の横
孔を掘削する。そして、掘削された土砂や礫は空間１６
内に入り、加泥剤注入管５２の開口部５２ａからベント
ナイトを空間１６内に注入する。そして、上記空間１６
内の土砂や礫を回転隔壁３の第１の攪拌羽根７とカッタ
ヘッド２０の第２の攪拌羽根２３とによって攪拌して、
塑性流動状態にする。こうして、上記空間１６内に溜ま
った塑性流動状態の土砂や礫を開口部５３ａからスクリ
ューコンベア５３によって外部に排出する。While propelling this rectangular mud shield excavator forward, the rotary partition wall 3 is rotated by the electric motor 42 via the external gear 5a of the third cylindrical portion 5 and the drive gear 41. A rotating shaft 15 rotatably supported at an eccentric position revolves around the center of the skin plate 1. Therefore, the external gear 3 fixed to one end of the rotary shaft 15
1 meshes with the internal gear 32 and rotates, and the rotary partition wall 3
While rotating, it rotates once and revolves in the direction opposite to that of the rotation three times while rotating. By the planetary motion of the external gear 31, the rotary shaft 15 and the cutter head 20 also perform one rotation while the rotary partition wall 3 makes three revolutions, and three revolutions in the opposite direction to perform the planetary motion. . On the other hand, the radius R1 of the pitch circle of the internal gear 32 of the eccentric ring gear device 30 is R4, the radius of the pitch circle of the external gear 31 is R2 of 3, the eccentric amount e of the rotary partition wall 3 is 1, and the apex A of the cutter arm 21 is A. Since the length S of one side of an equilateral triangle connecting S and the length S of one side of the skin plate 1 is S = 14, the locus of the tip A of the cutter arm 21 of the cutter head 20 is as shown in FIG. The shape of the skin plate 1 becomes a substantially square shape that fits the outer shape of the skin plate 1. Therefore, the excavating portion such as the cutter arm 21 excavates a substantially square lateral hole conforming to the outer shape of the skin plate 1. And the excavated earth and sand and gravel are in space 16
Then, bentonite is injected into the space 16 through the opening 52 a of the mud additive injection pipe 52. And the space 16
The earth and sand and the gravel therein are stirred by the first stirring blade 7 of the rotary partition wall 3 and the second stirring blade 23 of the cutter head 20,
Put in a plastic flow state. In this way, the plastic fluidized soil and gravel accumulated in the space 16 is discharged to the outside by the screw conveyor 53 from the opening 53a.
【００２３】このように、上記カッタヘッド２０のカッ
タアーム２１の先端は、略正方形の軌跡を描きながら前
方の地盤を掘削するので、スキンプレート１の外形が略
正方形であることと相俟って、略正方形の横孔を掘削す
ることができる。As described above, since the tip of the cutter arm 21 of the cutter head 20 excavates the ground in front while drawing a locus of a substantially square shape, the skin plate 1 has a substantially square outer shape. It is possible to drill a substantially square lateral hole.
【００２４】また、上記電動機４２が第３円筒部５の外
歯ギヤ５ａと駆動ギヤ４１とを介して回転隔壁３を回転
させるから、外歯ギヤ３１を遊星運動させるための、例
えばクランク機構のような全長の長い伝達機構が不要で
ある。したがって、この矩形加泥シールド掘削機の構造
を簡単にでき、機長を短くすることができる。また、こ
の矩形加泥シールド掘削機の機長が短くなることによっ
て、上記方向修正ジャッキ５１による掘削部の進む角度
を大きく変えることができ、横孔の曲線施行がしやすく
なる。Further, since the electric motor 42 rotates the rotary partition wall 3 via the external gear 5a of the third cylindrical portion 5 and the drive gear 41, the external gear 31 is planetary-moved, for example, of a crank mechanism. Such a long transmission mechanism is not necessary. Therefore, the structure of this rectangular mud shield excavator can be simplified and the length can be shortened. Further, by shortening the length of this rectangular mud shield excavator, the angle of advance of the excavation section by the direction correcting jack 51 can be greatly changed, and it becomes easy to implement the curve of the lateral hole.
【００２５】また、上記回転隔壁３の第１の攪拌羽根７
が３回転する間にカッタヘッド２０の第２の攪拌羽根２
３はこの第１の攪拌羽根７と逆の回転方向に１回転する
から、カッタヘッド２０と回転隔壁３との間の空間１６
内の土砂や礫を効率よく攪拌することができる。The first stirring blade 7 of the rotary partition wall 3 is also used.
The second stirring blade 2 of the cutter head 20 while the rotor rotates 3 times.
Since 3 rotates once in the rotation direction opposite to the first stirring blade 7, the space 16 between the cutter head 20 and the rotary partition wall 3
The sand and gravel inside can be stirred efficiently.
【００２６】また、上記土砂や礫はベントナイトと攪拌
されて塑性流動状態となるから、スクリューコンベア５
３によって土砂や礫を容易に送り出すことができる。一
方、上記カッタヘッド２０の前方の地盤の切羽表面にベ
ントナイトを含む土砂の膜を形成し、この膜によって地
盤を押さえて、地盤の切羽部分が崩れないようにしてい
る。Further, since the earth and sand and the gravel are agitated with the bentonite to be in a plastic flow state, the screw conveyor 5
By 3, the earth and sand and gravel can be easily sent out. On the other hand, a film of earth and sand containing bentonite is formed on the surface of the ground face in front of the cutter head 20, and the ground is pressed by this film so that the face part of the ground does not collapse.
【００２７】また、地盤を掘削する際に、遊星運動する
回転軸１５に作用する大きな曲げモーメントは、上記回
転軸１５を偏心した位置で回転自在に支持しながら回転
する回転隔壁３によって支持されるから、この回転軸１
５は曲がることなくスムーズに回転することができる。Further, when excavating the ground, a large bending moment acting on the rotating shaft 15 which makes a planetary motion is supported by the rotating partition wall 3 which rotates while rotatably supporting the rotating shaft 15 at an eccentric position. From this rotating shaft 1
5 can rotate smoothly without bending.
【００２８】また、上記回転軸１５は回転隔壁３の偏心
した位置に回転自在に支持され、かつ回転隔壁３はスキ
ンプレート１に回転自在に支持されているから、上記回
転軸１５の遊星運動を許容しつつ、上記スキンプレート
１内のカッタヘッド２０側と偏心リングギヤ装置３０側
とを密に仕切ることができる。したがって、上記カッタ
ヘッド２０と回転隔壁３との間の空間１６内のベントナ
イトとともに攪拌された土砂や礫が、上記スキンプレー
ト１内の偏心リングギヤ装置３０側に侵入するのを防止
することができる。Further, since the rotary shaft 15 is rotatably supported at an eccentric position of the rotary partition wall 3, and the rotary partition wall 3 is rotatably supported by the skin plate 1, the planetary motion of the rotary shaft 15 is performed. While allowing, the cutter head 20 side and the eccentric ring gear device 30 side in the skin plate 1 can be tightly partitioned. Therefore, it is possible to prevent the sand and gravel that are stirred together with the bentonite in the space 16 between the cutter head 20 and the rotary partition wall 3 from entering the eccentric ring gear device 30 side in the skin plate 1.
【００２９】上記実施例では、上記第３円筒部５の外歯
ギヤ５ａと駆動ギヤ４１とを介して電動機４２により回
転隔壁３を回転させたが、電動機等の駆動装置から回転
隔壁に回転させる力を伝える伝達機構はこれに限らない
のは勿論である。なお、駆動装置は必ずしも回転隔壁を
駆動する必要はなく、クランク軸で回転軸を直接駆動す
るようにしてもよい。In the above-described embodiment, the rotary partition wall 3 is rotated by the electric motor 42 via the external gear 5a of the third cylindrical portion 5 and the drive gear 41. However, the rotary partition wall is rotated by a drive device such as an electric motor. Of course, the transmission mechanism for transmitting force is not limited to this. The drive device does not necessarily drive the rotary partition wall, and the crankshaft may directly drive the rotary shaft.
【００３０】また、上記実施例では、加泥剤としてベン
トナイトを用いたが、加泥剤はこれに限らず、土砂や礫
などを塑性流動状態にするとともに、地盤の切羽表面の
崩れを防ぐ膜を形成する加泥剤であればよい。Although bentonite was used as a mudizing agent in the above-mentioned examples, the mudifying agent is not limited to this, and a film that prevents the collapse of the face surface of the ground while making the sand and gravel into a plastic flow state. Any mudifying agent that forms
【００３１】また、上記実施例では、上記回転隔壁３の
偏心量ｅ＝１、内歯ギヤ３２のピッチ円の半径Ｒ1＝
４、外歯ギヤ３１のピッチ円の半径Ｒ2＝３とし、さら
にカッタアーム２１の頂点Ａを結ぶ正三角形の一辺の長
さＳ＝１４としたが、この一辺の長さＳの長さと偏心量
ｅとの比を変えることによって各一辺が内側あるいは外
側に湾曲した多少変形した略正方形の断面の横孔を掘削
することができる。In the above embodiment, the eccentricity e of the rotary partition wall 3 is 1, and the radius R1 of the pitch circle of the internal gear 32 is R1.
4, the radius R2 of the pitch circle of the external gear 31 was set to R2 = 3, and the length S of one side of an equilateral triangle connecting the apex A of the cutter arm 21 was set to S = 14. By changing the ratio with respect to e, it is possible to excavate a lateral hole having a substantially square cross-section with one side curved inward or outward and slightly deformed.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の矩形加泥シールド掘削機は、断面略正方形のスキン
プレートの内側に回転隔壁を配置し、この回転隔壁をス
キンプレートの中心を回転中心として回転自在に支持
し、この回転隔壁の前方に面する壁面に攪拌羽根を設け
るとともに、上記回転隔壁のスキンプレートの中心に対
して偏心した位置に回転軸を回転自在に支持し、上記回
転軸の先端に略正三角形を構成する掘削部を有するカッ
タヘッドを固定し、上記回転軸の他端に外歯ギヤを固定
し、ピッチ円の直径が外歯ギヤのピッチ円の直径の４／
３倍の内歯ギヤを外歯ギヤと歯合し、この内歯ギヤの中
心がスキンプレートと一致するようにスキンプレートに
固定し、上記回転軸を駆動装置により公転し、上記カッ
タヘッドと回転隔壁との間の空間に加泥剤注入管から加
泥剤を注入して、上記空間内の被掘削物としての土砂や
礫をスクリューコンベアにより外部に排出するものであ
る。As is apparent from the above, in the rectangular mud shield excavator of the first aspect of the present invention, the rotary partition wall is arranged inside the skin plate having a substantially square cross section, and the rotary partition wall is located at the center of the skin plate. It is rotatably supported as a center of rotation, a stirring blade is provided on the wall surface facing the front of the rotary partition, and the rotary shaft is rotatably supported at a position eccentric to the center of the skin plate of the rotary partition. A cutter head having a digging portion that forms a substantially equilateral triangle is fixed to the tip of the rotary shaft, and an external gear is fixed to the other end of the rotary shaft, and the diameter of the pitch circle is 4 times the diameter of the pitch circle of the external gear. /
A three-fold internal gear is meshed with an external gear, fixed to the skin plate so that the center of the internal gear is aligned with the skin plate, and the rotary shaft is revolved by a driving device to rotate with the cutter head. A mud additive is injected from a mud additive injection pipe into a space between the partition wall and earth and sand or gravel as an object to be excavated in the space is discharged to the outside by a screw conveyor.
【００３３】したがって、請求項１の発明の矩形加泥シ
ールド掘削機によれば、駆動装置によって回転軸を公転
させると、この回転軸の公転によって外歯ギヤを内歯ギ
ヤに噛合しながら自転をさせ、それと逆方向の公転をさ
せて、この外歯ギヤに固定した回転軸およびカッタヘッ
ドを自転させながら公転させる。このため、上記カッタ
ヘッドの略正三角形を構成する掘削部が遊星運動し、こ
の略正三角形の掘削部の軌跡が略正方形となるので、ス
キンプレートが略正方形断面を有することと相俟って、
略正方形の横孔を掘削することができる。Therefore, according to the rectangular mud shield excavator of the first aspect of the present invention, when the drive device revolves the revolving shaft, the revolving shaft revolves while rotating the outer gear while engaging the outer gear with the inner gear. The rotation shaft and cutter head fixed to the external gear are revolved while revolving in the opposite direction. Therefore, the excavation portion forming the approximately equilateral triangle of the cutter head makes a planetary motion, and the locus of the excavation portion of the approximately equilateral triangle becomes approximately square, so that the skin plate has an approximately square cross-section. ,
A substantially square lateral hole can be drilled.
【００３４】また、上記駆動装置は回転軸を公転させ、
クランク軸等を用いて外歯ギヤを駆動するような長い伝
達機構が不要であるから、この矩形加泥シールド掘削機
の構造を簡単にでき、機長を短くすることができる。ま
た、この矩形加泥シールド掘削機の機長が短くなると、
掘削部の進む角度をより大きく変えることができ、横孔
の曲線施行がしやすくなる。The drive device revolves the rotary shaft,
Since a long transmission mechanism for driving an external gear using a crankshaft or the like is not necessary, the structure of this rectangular mud shield excavator can be simplified and the machine length can be shortened. Also, when the captain of this rectangular mud shield excavator becomes shorter,
The advancing angle of the excavation can be changed more greatly, and it becomes easier to implement the curve of the lateral hole.
【００３５】また、上記回転隔壁の攪拌羽根は、上記カ
ッタヘッドが１回転する間に逆の回転方向に３回転する
から、上記カッタヘッドと回転隔壁との間の空間内の土
砂や礫を効率よく攪拌することができる。Further, since the stirring blade of the rotary partition makes three revolutions in the opposite rotation direction while the cutter head makes one revolution, the sand and gravel in the space between the cutter head and the rotary partition can be efficiently removed. It can be well stirred.
【００３６】また、上記土砂や礫は加泥剤と攪拌され、
上記空間内で塑性流動状態となるから、土砂や礫はスク
リューコンベアによって容易に外部へ排出することがで
きる。一方、上記カッタヘッドの前方の地盤の切羽表面
に加泥剤を含む土砂の膜を形成し、この膜によって地盤
を押さえて、地盤の切羽部分が崩れるのを防止すること
ができる。Further, the above-mentioned earth and sand and gravel are stirred with a mud additive,
Since it is in a plastic flow state in the space, soil and gravel can be easily discharged to the outside by a screw conveyor. On the other hand, a film of earth and sand containing a mud additive is formed on the surface of the ground face in front of the cutter head, and the ground can be pressed by this film to prevent the face part of the ground from collapsing.
【００３７】また、掘削時に、遊星運動している回転軸
に作用する大きな曲げモーメントは、上記回転隔壁によ
り支持されるから、この回転軸は曲がることなくスムー
ズに回転することができる。Further, at the time of excavation, a large bending moment acting on the rotating shaft that is in planetary motion is supported by the rotating partition wall, so that this rotating shaft can rotate smoothly without bending.
【００３８】また、上記回転軸は回転隔壁の偏心した位
置に回転自在に支持され、かつ上記回転隔壁はスキンプ
レートに回転自在に支持されているから、上記回転軸の
遊星運動を許容しつつ、上記スキンプレート内のカッタ
ヘッド側と駆動装置側とを密に仕切ることができる。Further, since the rotary shaft is rotatably supported at an eccentric position of the rotary partition wall and the rotary partition wall is rotatably supported by the skin plate, while allowing the planetary motion of the rotary shaft, The cutter head side and the drive device side in the skin plate can be tightly partitioned.
【００３９】また、請求項２の発明の矩形加泥シールド
掘削機は、請求項１の矩形加泥シールド掘削機におい
て、上記カッタヘッドの背面に攪拌羽根を固定したもの
である。A rectangular mud shield excavator according to a second aspect of the present invention is the rectangular mud shield excavator according to the first aspect, in which a stirring blade is fixed to the back surface of the cutter head.
【００４０】したがって、請求項２の発明の矩形加泥シ
ールド掘削機によれば、このカッタヘッドの攪拌羽根
は、上記回転隔壁の攪拌羽根が３回転する間に逆の回転
方向に１回転するから、上記カッタヘッドと回転隔壁と
の間の空間内の土砂や礫を特に効率よく攪拌することが
できる。Therefore, according to the rectangular mud shield excavator of the second aspect of the present invention, the stirring blade of the cutter head makes one rotation in the opposite rotation direction while the stirring blade of the rotary partition wall makes three rotations. The soil and gravel in the space between the cutter head and the rotary partition can be stirred particularly efficiently.
【図１】 図１はこの発明の一実施例の矩形加泥シール
ド掘削機の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a rectangular mud shield excavator according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図２は図１のII−II線から見た図である。FIG. 2 is a view seen from a line II-II in FIG.
【図３】 図３は図１のIII−III線から見た図である。FIG. 3 is a view seen from a line III-III in FIG. 1.
【図４】 図４は図１のIV−IV線から見た図である。FIG. 4 is a view seen from line IV-IV in FIG. 1.
【図５】 図５は図１のV−V線から見た図である。5 is a view seen from the line VV in FIG. 1. FIG.
【図６】 図６は正三角形を構成する掘削部が遊星運動
を行うことによって、正方形の横孔を掘削することを示
す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing excavation of a square lateral hole by the excavation portion forming an equilateral triangle performing a planetary motion.
１…スキンプレート、２…支持板、３…回転隔壁、４…
円板部、４ａ…第２円筒部、５…第３円筒部、６…第１
円筒部、７…第１の攪拌羽根、１１…ベアリング、１２
…スペーサ板、１３…シール部材、１５…回転軸、１６
…空間、２０…カッタヘッド、２１…カッタアーム、２
２…カッタリング、２３…第２の攪拌羽根、３０…偏心
リングギヤ装置、３１…外歯ギヤ、３２…内歯ギヤ、４
１…駆動ギヤ、４２…電動機、５１…方向修正ジャッ
キ、５２…加泥剤注入管、５３…スクリューコンベア、
５４…スクリュー。1 ... Skin plate, 2 ... Support plate, 3 ... Rotating partition wall, 4 ...
Disc portion, 4a ... Second cylindrical portion, 5 ... Third cylindrical portion, 6 ... First
Cylindrical part, 7 ... First stirring blade, 11 ... Bearing, 12
... Spacer plate, 13 ... Seal member, 15 ... Rotating shaft, 16
... space, 20 ... cutter head, 21 ... cutter arm, 2
2 ... Cutter ring, 23 ... 2nd stirring blade, 30 ... Eccentric ring gear device, 31 ... External gear, 32 ... Internal gear, 4
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drive gear, 42 ... Electric motor, 51 ... Direction correction jack, 52 ... Sludge injection pipe, 53 ... Screw conveyor,
54 ... screw.
Claims (2)
ートの中心を回転中心として上記スキンプレートに回転
自在に支持された回転隔壁と、 上記回転隔壁の前方に面する壁面に固定された攪拌羽根
と、 上記回転隔壁の上記スキンプレートの中心に対して偏心
した位置に回転自在に支持された回転軸と、 上記回転軸の先端に固定され、略正三角形を構成する掘
削部を有するカッタヘッドと、 上記回転軸の他端に固定された外歯ギヤと、 中心が上記スキンプレートの中心と一致するように上記
スキンプレートに固定されるとともに、ピッチ円の直径
が上記外歯ギヤのピッチ円の直径の４／３倍であり、か
つ、上記外歯ギヤと噛合する内歯ギヤと、 上記回転軸を公転させる駆動装置と、 上記回転隔壁と上記カッタヘッドとの間の空間内に外部
から加泥剤を注入する加泥剤注入管と、 上記空間内の被掘削物を外部に排出するスクリューコン
ベアとを備えたことを特徴とする矩形加泥シールド掘削
機。1. A skin plate having a substantially square cross section, a rotary partition wall disposed inside the skin plate and rotatably supported by the skin plate with a center of the skin plate as a rotation center, and A stirring blade fixed to a wall surface facing forward, a rotary shaft rotatably supported at a position eccentric with respect to the center of the skin plate of the rotary partition wall, fixed to the tip of the rotary shaft, and substantially fixed. A cutter head having an excavation part forming a triangle, an external gear fixed to the other end of the rotary shaft, fixed to the skin plate so that its center coincides with the center of the skin plate, and a pitch circle Has a diameter of 4/3 times the diameter of the pitch circle of the external gear, an internal gear that meshes with the external gear, and a drive device that revolves the rotary shaft. And a screw conveyor for discharging a drilling agent in the space from the outside into the space between the rotary partition and the cutter head, and a screw conveyor for discharging the object to be drilled in the space to the outside. Rectangular rectangular mud shield excavator.
定したことを特徴とする請求項１に記載の矩形加泥シー
ルド掘削機。2. The rectangular mud shield excavator according to claim 1, wherein a stirring blade is fixed to the back surface of the cutter head.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12393493A JP2815779B2 (en) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Rectangular mud shield excavator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12393493A JP2815779B2 (en) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Rectangular mud shield excavator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06336896A true JPH06336896A (en) | 1994-12-06 |
| JP2815779B2 JP2815779B2 (en) | 1998-10-27 |
Family
ID=14872977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12393493A Expired - Fee Related JP2815779B2 (en) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Rectangular mud shield excavator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2815779B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104265311A (en) * | 2014-09-20 | 2015-01-07 | 无锡市翱宇特新科技发展有限公司 | Soil stirring device for cutter head of shield tunneling machine |
| CN105114082A (en) * | 2015-07-31 | 2015-12-02 | 河南理工大学 | Experimental apparatus capable of excavating tunnels with various sectional shapes |
| CN113236273A (en) * | 2021-05-26 | 2021-08-10 | 上海隧道工程有限公司 | Motor driving device for driving revolution and rotation of eccentric cutter head |
-
1993
- 1993-05-26 JP JP12393493A patent/JP2815779B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104265311A (en) * | 2014-09-20 | 2015-01-07 | 无锡市翱宇特新科技发展有限公司 | Soil stirring device for cutter head of shield tunneling machine |
| CN105114082A (en) * | 2015-07-31 | 2015-12-02 | 河南理工大学 | Experimental apparatus capable of excavating tunnels with various sectional shapes |
| CN113236273A (en) * | 2021-05-26 | 2021-08-10 | 上海隧道工程有限公司 | Motor driving device for driving revolution and rotation of eccentric cutter head |
| CN113236273B (en) * | 2021-05-26 | 2024-06-07 | 上海隧道工程有限公司 | Motor driving device for driving eccentric cutterhead to revolve and rotate |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2815779B2 (en) | 1998-10-27 |
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