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公開番号2024081568
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-18
出願番号2023077437
出願日2023-05-09
発明の名称3Dプリントトンネル用のシールド機推進制御装置
出願人個人
代理人TRY国際弁理士法人
主分類E21D 9/06 20060101AFI20240611BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】トンネルシールド機の連続前進移動を可能にする。
【解決手段】一実施例による3Dプリントトンネル用のシールド機推進制御装置は前後に接続された二つの推進制御モジュールを含み、推進制御モジュールは、トンネル支持アセンブリと推進制御アセンブリとバケットとを含み、推進スライドシリンダはスライドレールを介してバケット外面に設けられ、複数のトンネル支持アセンブリは推進スライドシリンダの外側に囲まれて設けられる。二つの推進制御モジュール上の支持板を交互に上昇させて3Dプリントトンネルを支持し、支持板が閉状態にある推進制御モジュール内で推進油圧シリンダが推進油圧シリンダ延出端の収縮を制御し、推進スライドシリンダをバケットの前部に引き寄せ、支持板が支持状態にある推進制御モジュールが支持板から提供された反力と推進油圧シリンダから提供された推力によりバケットを推進スライドシリンダに対して連続的に前進させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置であって、前後に接続された二つの推進制御モジュールを含み、推進制御モジュールは、トンネル支持アセンブリと、推進制御アセンブリと、バケットとを含み、
推進制御アセンブリは、推進コントローラと推進スライドシリンダとを含み、推進スライドシリンダは、スライドレールを介してバケット外面に設けられ、推進スライドシリンダの長さは、バケットよりも小さく、推進コントローラは、推進油圧シリンダと推進油圧シリンダ延出端とを含み、推進油圧シリンダと推進油圧シリンダ延出端とは、それぞれバケットと推進スライドシリンダとをヒンジ連結し、バケットと推進スライドシリンダとは、推進油圧シリンダ延出端の伸縮に伴って相対的に移動し、
複数のトンネル支持アセンブリは、推進スライドシリンダの外側に囲まれて設けられ、トンネル支持アセンブリは、支持アーム液圧コントローラと、ステアリング調節器と、支持板とを含み、支持アーム液圧コントローラの両端には、いずれもステアリング調節器が接続されており、ステアリング調節器は、ステアリング調節スライドバーと、ステアリング調節スライドレールと、ステアリング調節サポートロッドとを含み、ステアリング調節スライドバーは、ステアリング調節スライドレールをスライド連結し、ステアリング調節スライドバーは、支持アーム液圧コントローラ端部を連結し、ステアリング調節サポートロッドは、支持板をヒンジ連結し、支持アーム液圧コントローラの両端が伸縮すると、ステアリング調節スライドバーは、ステアリング調節スライドレール内でスライドし、ステアリング調節サポートロッドは、回転して支持板の昇降状態を変える、ことを特徴とする３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
支持アーム液圧コントローラは、支持アーム油圧シリンダと、支持アーム油圧シリンダ延出端と、支持アーム油圧シリンダ延出端スリップリングとを含み、支持アーム油圧シリンダは、推進スライドシリンダの表面に固定され、支持アーム油圧シリンダ両端には、支持アーム油圧シリンダ延出端が設けられており、支持アーム油圧シリンダ延出端の端部は、支持アーム油圧シリンダ延出端スリップリングを介してステアリング調節スライドバーを連結する、ことを特徴とする請求項１に記載の３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置。
【請求項３】
二つの推進制御モジュールは、完全に同じであり、二つの推進制御モジュールは、いずれも端部に端部フランジが設けられており、二つの推進制御モジュールは、端部フランジを介して前後に連結され、端部フランジの直径は、バケットの直径よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置。
【請求項４】
トンネル管支持アセンブリが閉じると、複数のトンネル管支持アセンブリは、横断面に円形を形成する、ことを特徴とする請求項３に記載の３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置。
【請求項５】
支持板は、副支持板と長尺スラットとを含み、各支持板は、複数の副支持板を含み、副支持板は、推進制御モジュールの軸方向に沿って設置され、同一のトンネル支持アセンブリ内の副支持板の間は、長尺スラットによって連結される、ことを特徴とする請求項１に記載の３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置。
【請求項６】
支持アーム液圧コントローラ、推進コントローラは、いずれもバケットの軸線と平行である、ことを特徴とする請求項１に記載の３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置の使用方法であって、
トンネルに入って掘進を開始した後、支持アーム液圧コントローラにより二つの推進制御モジュールの支持板を同期して上昇させて３Ｄプリントトンネル管を支持するように制御するステップ１と、
二つの推進制御モジュールの支持板が常に３Ｄプリントトンネル管を支持するように維持し、３Ｄプリントトンネル構造の安定性を確保するとともに、推進制御アセンブリが支持板から提供された反力と推進油圧シリンダから提供された推力を利用して、バケットを推進スライドシリンダに対して一定ストロークだけ前進させるステップ２と、
一つの推進制御モジュールの支持板が閉じるまで下がり、推進油圧シリンダ延出端を収縮させて推進スライドシリンダをバケットの前部に引き寄せ、別の推進制御モジュールの支持板が支持状態を維持し、推進油圧シリンダ延出端が伸長し、バケットを前進させるステップ３と、
ステップ３で閉じた推進制御モジュールの支持板を持ち上げて支持状態を維持し、別の推進制御モジュールの支持板を閉じるまで下げ、推進油圧シリンダ延出端を収縮させて推進スライドシリンダをバケットの前部に引き寄せ、支持板が上昇状態にある推進制御モジュールの推進油圧シリンダ延出端が伸長し、バケットを前進させるステップ４と、
ステップ３とステップ４を繰り返し、バケットを連続的に前進させるステップ５とを含む、ことを特徴とする３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置の使用方法。
【請求項８】
ステップ５は、具体的に、ステップ３とステップ４を繰り返し、二つの推進制御モジュール上の支持板を交互に上昇させて３Ｄプリントトンネルを支持し、３Ｄプリントトンネル構造の安定性を確保し、支持板が閉状態にある推進制御モジュール内で、推進油圧シリンダが推進油圧シリンダ延出端の収縮を制御し、推進スライドシリンダをバケットの前部に引き寄せ、支持板が支持状態にある推進制御モジュールが支持板から提供された反力と推進油圧シリンダから提供された推力によりバケットを推進スライドシリンダに対して連続的に前進させることである、ことを特徴とする請求項７に記載の３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置の使用方法。
【請求項９】
推進制御モジュール内には、変位センサと油圧検出器とがさらに設けられており、変位センサと油圧検出器とは、それぞれ装置の変位とシリンダ圧を収集し、前記制御システムに信号をフィードバックし、装置の作動状態を監視する、ことを特徴とする請求項７に記載の３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置の使用方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイエンド製造分野に属し、特に３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
我が国の経済の発展に伴い、各大都市のインフラ建設の力は絶えず強化され、鉄道、道路、市政、総合回廊などのトンネル工事建設プロジェクトの数は、大幅に増加し、いくつかの特殊土層又は岩層に対してシールドＴＢＭ法を採用してトンネル施工を行う必要がある。シールドＴＢＭトンネル工法は、現代のトンネル及び地下工事建設に適用される重要な工法として、重要な役割を果たす。しかしながら、従来のトンネル施工の掘進過程において、シールド機とトンネルライニング管の自重が極めて高く、且つ一般的には施工現場まで数百キロを輸送する必要があるため、建設費と輸送コストが高くなった。なお、管部を放置する時、ほとんどのトンネルシールド機は、静止状態にあり、連続的な作業ができず、シールド施工の効率を大幅に低減させた。そのため、どのようにトンネル施工の掘進過程における施工効率を向上させ、建設費とコストを低減させるかは、当分野の早急な解決の待たれる課題である。
【０００３】
近年急速に発展している３Ｄプリント技術は、その成形精度が高く、成形プロセスが高度に制御できることと、従来の方法で実現しにくい複雑なモデル製作を容易に実現できることなどの優位性により、土木工学分野で広く応用されている。例えば、ポリマーなどの３Ｄプリント材料を利用して、３Ｄプリント技術を組み合わせてトンネル管への現場プリントによるトンネル覆工構造の製造を実現し、従来の土圧バランスシールド機を組み合わせることにより、３Ｄプリントトンネルに基づくシールド施工技術を確立し、それによって建設費と輸送コストを大幅に低減させることが期待される。しかし、従来の技術では連続的な推進制御ができず、トンネルシールド機が連続的に前進移動できず、トンネル掘進の連続性が悪く、依然としてシールド施工効率が低いという問題を解決することができない。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、従来の技術における不足を克服する３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置を提供することである。
【０００５】
このような３Ｄプリントトンネル用のシールド機推進制御装置は、前後に接続された二つの推進制御モジュールを含み、推進制御モジュールは、トンネル支持アセンブリと、推進制御アセンブリと、バケットとを含み、
推進制御アセンブリは、推進コントローラと推進スライドシリンダとを含み、推進スライドシリンダは、スライドレールを介してバケット外面に設けられ、推進スライドシリンダの長さは、バケットよりも小さく、推進コントローラは、推進油圧シリンダと推進油圧シリンダ延出端とを含み、推進油圧シリンダと推進油圧シリンダ延出端とは、それぞれバケットと推進スライドシリンダとをヒンジ連結し、バケットと推進スライドシリンダとは、推進油圧シリンダ延出端の伸縮に伴って相対的に移動し、
複数のトンネル支持アセンブリは、推進スライドシリンダの外側に囲まれて設けられ、トンネル支持アセンブリは、支持アーム液圧コントローラと、ステアリング調節器と、支持板とを含み、支持アーム液圧コントローラの両端には、いずれもステアリング調節器が接続されており、ステアリング調節器は、ステアリング調節スライドバーと、ステアリング調節スライドレールと、ステアリング調節サポートロッドとを含み、ステアリング調節スライドバーは、ステアリング調節スライドレールをスライド連結し、ステアリング調節スライドバーは、支持アーム液圧コントローラ端部を連結し、ステアリング調節サポートロッドは、支持板をヒンジ連結し、支持アーム液圧コントローラの両端が伸縮すると、ステアリング調節スライドバーは、ステアリング調節スライドレール内でスライドし、ステアリング調節サポートロッドは、回転して支持板の昇降状態を変える。
【０００６】
好ましくは、支持アーム液圧コントローラは、支持アーム油圧シリンダと、支持アーム油圧シリンダ延出端と、支持アーム油圧シリンダ延出端スリップリングとを含み、支持アーム油圧シリンダは、推進スライドシリンダの表面に固定され、支持アーム油圧シリンダ両端には、支持アーム油圧シリンダ延出端が設けられており、支持アーム油圧シリンダ延出端の端部は、支持アーム油圧シリンダ延出端スリップリングを介してステアリング調節スライドバーを連結する。
【０００７】
好ましくは、二つの推進制御モジュールは、完全に同じであり、二つの推進制御モジュールは、いずれも端部に端部フランジが設けられており、二つの推進制御モジュールは、端部フランジを介して前後に連結され、端部フランジの直径は、バケットの直径よりも大きい。
【０００８】
好ましくは、トンネル管支持アセンブリが閉じると、複数のトンネル管支持アセンブリは、横断面に円形を形成する。
【０００９】
好ましくは、支持板は、副支持板と長尺スラットとを含み、各支持板は、複数の副支持板を含み、副支持板は、推進制御モジュールの軸方向に沿って設置され、同一のトンネル支持アセンブリ内の副支持板の間は、長尺スラットによって連結される。
【００１０】
好ましくは、支持アーム液圧コントローラ、推進コントローラは、いずれもバケットの軸線と平行である。
（【００１１】以降は省略されています）

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