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JP3385748B2 - シールド掘進機のエレクター装置 - Google Patents

シールド掘進機のエレクター装置

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JP3385748B2
JP3385748B2 JP24751594A JP24751594A JP3385748B2 JP 3385748 B2 JP3385748 B2 JP 3385748B2 JP 24751594 A JP24751594 A JP 24751594A JP 24751594 A JP24751594 A JP 24751594A JP 3385748 B2 JP3385748 B2 JP 3385748B2
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JP
Japan
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shield machine
battery
erector
erector device
drives
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JP24751594A
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Inventor
忠夫 島
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド工事において
セグメントの組立てを行うのに用いられるシールド掘進
機のエレクター装置に関わり、特にエレクター装置の旋
回部の動力源に関するものである。
【0002】
【従来の技術】シールド掘進機のエレクター装置として
は、例えば特開平3−199599号公報や特開平5−
18196号公報に記載されたような構成のものが用い
られている。エレクター装置の旋回部は、エレクタリン
グとその上に搭載されたジャッキの複数のアクチェータ
とを備えている。このようなエレクター装置の旋回部の
動力源としては、通常次の二つのいずれかが一般的であ
る。
【0003】その一つは図8に示すように、固定部であ
るシールド掘進機に設けられた交流電源からケーブル2
00,ケーブルガイド201,ケーブルリール202等
を経由してエレクター装置の旋回部に電力を供給してい
る。これにより交流電動機を回転させ油圧ポンプを駆動
し、電磁弁を経由してジャッキ等の各アクチェータを駆
動させている。また電磁弁の信号線も固定部から先のケ
ーブルリール等を経由して旋回部に接続している。
【0004】他の一つは、固定部であるシールド掘進機
に、交流電源、交流電動機及び電磁弁までを置き、その
出力をホースリール等を経由してエレクター装置の旋回
部に供給し、各アクチェータを駆動させている。
【0005】いずれの場合においても、操作者の行動範
囲を大きくとれるように電波(無線)により操作するこ
とも公知である。この場合でもケーブルリールやホース
リールは当然使用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記で説明したよう
に、狭いシールド掘進機内でケーブルリールやホースリ
ールを使用すると、スペースを必要とするばかりでなく
その入出力のケーブルやホースのさばき等が非常に煩雑
になる。また、エレクター装置の旋回部を自由旋回させ
ることができず、一旦元の位置に戻さなければならない
ことから、操作がどうしても不自由になる。
【0007】これらの問題を改善するため、数々の発明
が提案されているが優れた方法がない。
【0008】本発明はこれらの問題点をいっきに解決す
るため、このケーブルリールやホースリールを必要とし
ないシールド掘進機のエレクター装置を提供することを
目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、エレクター装
置の旋回部にバッテリーを搭載し、旋回部上に搭載され
たアクチェータなどの動力源としたことを特徴とする。
【0010】本発明の他の特徴は、前記各アクチェータ
を、電波で操作することを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、エレクター装置の旋回部分に
バッテリーを搭載して動力源とし、無線により操作する
もので、ケーブルリールやホースリール等をなくしたた
め、エレクター装置の同一方向旋回回数に制約が無くな
り、従って操作性のよいエレクター装置が提供される。
【0012】
【実施例】以下、図1〜4により本発明の一実施例を説
明する。図1は発明の一実施例になるシールド掘進機の
要部縦断面図、図2は、図1の側断面図である。1はシ
ールド掘進機の本体、2はエレクター装置のエレクタリ
ング、3はエレクターアーム、4は外周ガイドローラで
ある。8はセグメント7を把持して移動させるセグメン
ト把持部である。エレクタリング2やエレクターアーム
3を含むエレクター装置の旋回部の上には、アクチェー
としてセグメント把持装置を移動させる電動摺動用シ
リンダーDSLB、押付用シリンダーDSLC及びこれ
らのアクチェータの動力としてのバッテリーBAが搭載
されている。バッテリーBAは旋回に耐えられるよう、
固体型や液体型でも液洩れしないように処置したものを
使用する。図5、図7で説明する油圧タンクTA、図5
で説明する直流電動機DCM、図7で説明する交流電動
機ACM、図5、図7で説明する油圧ポンプP、図6、
図7で説明するDC/DC変換器13もエレクターアー
ム3に載せる。エレクター装置には種々あるが、ここで
は「旋回」「摺動」「押付」の機能を持ったものの例に
ついて説明する。
【0013】図3は、図1のエレクター装置を制御する
制御回路9を示すものである。制御回路9は、シールド
掘進機の本体内に設けられた固定部回路80と、エレク
ター装置の旋回部分に設けられた旋回部回路100から
なる。このうち固定部回路80には「旋回」の機能が設
けられ、旋回部回路100には「摺動」「押付」の機能
が設けられている。すなわち、リレースイッチA1とA
2、B1とB2、C1とC2がエレクター装置に対し
て、それぞれ操作信号「旋回」「摺動」「押付」を出力
する。 固定部回路80はさらに、バッテリーの電源部
としての、充電装置10、整流器11、充電制御回路1
2を備えている。旋回部回路100の電気部品はまとめ
て制御箱として、エレクターアーム3等にのせておく。
【0014】図3において、電刷子BRより左側は固定
部回路80にあり、電極PLより右側は旋回部回路10
0にある。この二つが電気的につながるのは、エレクタ
ー装置の旋回部が特定の位置になったときである。すな
わち、シールド掘進機本体上の固定部回路80とエレク
ターの旋回部上の旋回部回路100とは、エレクターの
旋回部が所定の停止位置に止まった時に閉成されるスイ
ッチ回路部、すなわち電刷子BR(BR1,BR2)、
電極PL(PL1,PL2)によって電気的に接続され
る。なお、LS1,LS2は位置検出器、例えば近接ス
イッチである。
【0015】図4に示すように、電極PLは、エレクタ
リング2の上の特定の位置に設けられ旋回方向に延びた
リング状の短い導体である。また、電刷子BRは固定部
回路80の例えば、シールド掘進機の本体1にあるブラ
ッシであり、エレクタリング2が特定の位置に来たとき
電極PLに接触してスイッチ回路部が閉成される。
【0016】電刷子BRと電極PLとをつなぐ位置は、
すなわち、特定の位置の検出は位置検出器LS2によ
り、例えばエレクター旋回部のセグメント把持部8が上
部に行ったことを検出して決定する。タイマーT2によ
り適当な時間(約5秒程度)をおいて電刷子BRと電極
PLはつながれる。ここで適当な時間を設けるのは作業
しながら旋回して位置検出器LS2が働き充電されない
ようにするためである。
【0017】作業者の電刷子BRによる感電防止のた
め、固定部回路80にも類似の回路を設けてつなぐよう
にする。(LS1) リレースイッチB1〜C2は旋回部回路100にあるの
で、無線で操作する。無線で操作する方法については、
既に実施されており公知であるので詳細説明は省略す
る。また、リレースイッチA1、A2は固定部回路80
にあるので有線・無線どちらの操作でもよい。
【0018】既に述べたとおり、制御回路9の固定部回
路80と旋回部回路100の二つが電気的につながるの
は、エレクターの旋回部が特定の位置になったときであ
る。例えば、旋回部のセグメント把持部6が上部に行っ
たとき、つまり、シールド機が掘進中のときである。こ
のとき旋回部100に搭載されているバッテリーBAに
対して固定部80の充電装置10、整流器11、充電制
御回路12から充電される。
【0019】一般に、シールド掘進機は、掘進中とエレ
クター使用中とがほぼ同じ程度の時間である。従って、
両方とも使われない休止中もこの状態で充電することに
しておけば、意識的に充電しなくてもバッテリーBAが
過放電にならず使用に耐えられる。また過充電に付いて
は、充電装置10のなかに整流機11の出力側に充電電
流を制御する充電制御装置12を設け過充電を防止す
る。この充電制御装置12に付いては公知であるのでそ
の詳細説明を省く。
【0020】図5から図7は制御回路9の他の実施例で
あり、図3のバッテリーBAより右側の部分のみ記載し
てある。いずれも、左側は図3の構成と同じでよい。
【0021】図5において、DCMは直流電動機、Pは
油圧ポンプ、TAは油圧タンク、VB及びVCは電磁
弁、SLBは摺動用シリンダー、SLCは押付用シリン
ダーである。この実施例は、「摺動」「押付」の操作を
行なうのに直流電磁弁による油圧シリンダーを使用した
場合である。油圧源をつくるため、バッテリーBAで直
流電動機DCMを駆動し油圧ポンプPを働かせる。油圧
タンクTAは旋回部にあるので油洩れしないように処置
しておく。リレースイッチB1、B2、C1、C2、M
は無線で操作する。この実施例は、図3の実施例よりや
や複雑になるものの、油圧回路に従来部品が使える利点
が有る。なお、油圧回路図にはアンロード弁・リリーフ
弁等があるが省略してある。
【0022】次に図6の実施例を説明する。旋回部回路
100の動力源はバッテリーBAであるため、直流機器
しか使用できず汎用性のある交流機器が使用できない。
この実施例はそれを解決するため、DC/AC変換器
(インバータ)13を搭載して交流機器を使用した例で
ある。変換器2で作った交流電源により、交流電動シリ
ンダーである摺動用シリンダーASLB、押付用シリン
ダーASLCを働かしている。リレースイッチI、B
1、B2、C1、C2は無線で操作する。
【0023】次に、図7の実施例を説明する。この実施
例は、機器に最も汎用性のあるものを使用した例であ
る。変換器2で作った交流電源により、交流電動機AC
Mを駆動し油圧ポンプPを働かせる。その他は図5の実
施例と同じである。リレースイッチB1、B2、C1、
C2、I、Mは無線で操作する。部品点数はやや多いも
のの従来機器をそのまま使える利点がある。なお、油圧
回路図にはアンロード弁・リリーフ弁等は省略してあ
る。さらにまた、DC/AC変換器(インバータ)13
により三相交流を生成し、三相交流電動機ACMを用い
るようにしても良い。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、ホースリール等がなく
なることにより、次の効果がある。 1)シールド機内にスペースが増え、エレクター作業や
掘進作業の能率が向上する。 2)エレクターが連続自由旋回出来るようになり、ホー
ス切れ等の心配することや旋回方向等気にすることなく
作業することが出来る。 3)設計時に、シールド機毎にホースリール等の最適な
設置場所を探す必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例になるシールド掘進機の要部
縦断面図である。
【図2】図1の側断面図である。
【図3】図1のエレクター装置の制御回路図である。
【図4】図3の制御回路のスイッチ回路部を示す図であ
る。
【図5】本発明の他の実施例になるエレクター装置の制
御回路の要部を示す図である。
【図6】本発明の他の実施例になるエレクター装置の制
御回路の要部を示す図である。
【図7】本発明の他の実施例になるエレクター装置の制
御回路の要部を示す図である。
【図8】従来のシールド掘進機のエレクター装置部分を
示す図である。
【符号の説明】
1…シールド掘進機の本体、2…エレクタリング、3…
エレクターアーム、4…外周ガイドローラ、5…セグメ
ント、6…セグメント把持部、10…充電装置、11…
整流器、12…充電制御回路、13…DC/AC変換
器、LS1,LS2…位置検出器、BR1,BR2…電
刷子、PL1,PL2…電極、DSLB、DSLC…直
流電動シリンダー、BA…バッテリー、DCM…直流電
動機、P…油圧ポンプ、TA…油圧タンク、VB,VC
…電磁弁、SLB,SLC…油圧シリンダー、ASL
B,ASLC…交流電動シリンダー、ACM…交流電動
機、80…固定部回路、100…旋回部回路

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シールド掘進機内に設置され、ジャッキ等
    の複数のアクチェータとエレクタリングを含む旋回部を
    備えたエレクター装置において、前記旋回部にバッテリ
    ーを搭載し、該バッテリーを該旋回部上の前記各アクチ
    ェータの動力源とし、前記バッテリーは、前記エレクタ
    ーの旋回部が所定の停止位置に止まった時に閉成される
    スイッチ回路部を介して、前記シールド掘進機の固定部
    に設けられた充電用の電源に接続されるように構成され
    ていることを特徴とするシールド掘進機のエレクター装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記各アクチェータ
    は、前記バッテリー電源により直接駆動される直流電動
    アクチェータであることを特徴とするシールド掘進機の
    エレクター装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記エレクター装置
    は、前記バッテリーにより直流電動機を駆動しその出力
    で油圧ポンプを駆動し、電磁弁を経由して前記各アクチ
    ェータを駆動することを特徴とするシールド掘進機のエ
    レクター装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、前記エレクター装置
    は、前記バッテリーにより、直流・交流変換器を駆動し
    その出力で動作する交流電動アクチェータを駆動させる
    ことを特徴とするシールド掘進機のエレクター装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、前記エレクター装置
    は、前記バッテリーにより、直流・交流変換器を駆動し
    て交流電動機を働かせ、該交流電動機の出力で油圧ポン
    プを駆動し、電磁弁を経由して前記各アクチェータを駆
    動させることを特徴とするシールド掘進機のエレクター
    装置。
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CN113775357A (zh) * 2021-09-17 2021-12-10 业超电气传动技术(上海)有限公司 一种新能源管片拼装机电控方法及系统
CN114060055A (zh) * 2021-10-27 2022-02-18 上海市基础工程集团有限公司 无线遥控设备控制管片拼装装置

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