JP2508337Y2 - 異形シ―ルド掘進機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は複数の円形カッタが削り残した部分の掘削
を行う揺動カッタを有する異形シールド掘削機に関す
る。

（従来の技術） 近年トンネルの利用範囲の拡大や多様化に伴って、従
来の円形断面のトンネルに対して異形断面のトンネルが
要望されるようになっている。

上記要望に対処すべく最近では、複数個の円形カッタ
を例えば第９図（イ）ないし（ニ）に示すように組合せ
ることにより異形断面のトンネルが掘削できるようにし
た異形シールド掘削機が提案されている。

また上記第９図（イ）ないし（ニ）に示すように円形
カッタａを配置した場合、これら円形カッタａの接線部
に削り残しが発生するが、これを後掘削で掘削すると工
程が２工程となって掘削効率が低下することから、円形
カッタが削り残した部分も同様に掘削できるようにした
異形シールド掘削機も提案されている。

例えば特開昭60-43600号、特開昭61-221494号、特開
昭62-99597号、特開昭63-130895号、特開昭63-134787号
公報など。

（考案が解決しようとする課題） しかし上記従来の異形シールド掘削機は、円形カッタ
が掘削した部分を掘削するためのカッタ機構の構造が複
雑となったり、特定な円形カッタの組合せにしか適用で
きないため、地質によっては掘削が困難となるなどの不
具合があった。

この考案は上記不具合を改善する目的でなされたもの
で、構造が簡単で、しかもどのような円形カッタの組合
せに対しても掘削が可能な異形シールド掘削機を提供し
ようとするものである。

（課題を解決するための手段及び作用） この考案は上記目的を達成するために、シールドジャッ
キにより地中へ推進されるシールド本体の前面に複数の
円形カッタを回転自在に設けて、これら円形カッタによ
り異形断面のトンネルを掘削する異形シールド掘進機に
おいて、隣接する円形カッタの共通接線のうちシールド
本体の外周側の共通接接部と、隣接する円形カッタ外周
の一部で形成された略三角形の空間に揺動カッタを設け
たものである。

またシールド本体の底部側に配置した複数の円形カッ
タにおいて、隣接する円形カッタの共通接線のうちシー
ルド本体の外周側の共通接線部と、隣接する円形カッタ
外周の一部で形成された略三角形の空間に底部揺動カッ
タを設けた。

これらにより円形カッタが削り残した部分を揺動カッ
タにより掘削できる。

またこの考案は、底部揺動カッタは放射方向に複数の
アーム部材を有し、かつこれらアーム部材をシールド本
体の中心側が高く、かつ順次外側へ低くなるように形成
した揺動アームと、これら揺動アームを接線部方向に回
動する揺動シリンダにより構成した。

従ってビットが掘削した土砂をアーム部材が取込む際
土砂の取り込み空間が左右方向にも末広がりとなるた
め、アーム部材により土砂が圧密されることなく効率よ
くスクリュウコンベヤや排泥管方向へ取り込むことがで
きる。

さらにこの考案は揺動アームの外側に掻き寄せアーム
を取付けた構成を有しており、従って揺動アームによる
土砂の圧密や閉塞、咬み込みなどは少なくなるため、掘
削した土砂の取り込み性がさらに向上するようになる。

（実施例） この考案の一実施例を図面を参照して詳述すると、図
において１は前部シールド1aと後部シールド1bに２分割
されたシールド本体で、前部シールド1aと後部シールド
1bの間はアーティキュレートジャッキ２により屈曲自在
となっていると共に、シールド本体１全体がシールドジ
ャッキ３により地中へ推進されるようになっている。

４は上記シールド本体１の前面に回転自在に設けられ
た大径な円形カッタで、回転中心O₁がシールド本体１の
中心Ｏよりやや上側に位置していて、回転駆動源５より
中心O₁を中心に回転されるようになっている。

上記回転カッタ４は十字方向にスポーク4aを有してい
て、これらスポーク4aの両側に多数のカッタ4bが突設さ
れ、円形カッタ４の回転に伴いこれらカッタ4bにより掘
削された土砂はスポーク4aの間に開口された土砂取込み
口4cよりシールド本体１前部のチャンバ1c内へ取込まれ
た後スクリュウコンベヤ６によりシールド本体１内へ搬
入され、さらにベルトコンベヤなどの排土装置７により
シールド本体１の後方へ搬出されるようになっている。

また図中８は回転カッタ４の下方に設けられた２個の
小径な回転カッタで、大径の回転カッタ４と干渉を避け
るため大径の回転カッタ４の後方に設置されていて、回
転駆動源９により回転中心O₂を中心に回転されるように
なっていると共に、一直線状のスポーク8a両側に突設さ
れたカッタ8bにより掘削された土砂は取込み口8cよりチ
ャンバ1c内へ取込まれた後、スクリュウコンベヤ６及び
排土装置７により搬出されるようになっている。

一方上記大径の円形カッタ４と小径の円形カッタ８の
接線部及び小径の円形カッタ８間の接線部にそれぞれ揺
動カッタ12、15が設けられている。

シールド本体１の両側に設けられた側部揺動カッタ12
は第３図に示すように揺動シリンダ13により支軸14を中
心に上下方向へ回動される扇状の面板12aを有してい
て、これら面板12aの外周部にビット12bが固着され、面
板12aの揺動に伴い、円形カッタ４、８が削り残した接
線部の土砂を掘削するようになっている。

またシールド本体１の底部に設けられた底部揺動カッ
タ15は第４図に示すようにシールド本体１の中心に対し
て左右対称となる位置に一対の揺動アーム16が設けられ
ている。

上記揺動アーム16は放射方向に例えば３本のアーム部
材16aが突設されている。

これらアーム部材16aは第５図に示すようにシールド
本体１の中央側に位置するアーム部材16aの高さh₁が高
く、かつ順次外側へh₂、h₃のように低くなっていて、そ
れぞれ先端部に高さh₁、h₂、h₃にほぼ等しい高さのビッ
ト17が取付けられている。

上記ビット17は前面がほぼ山形に形成されていて、削
り残し部分に貫入しやすくなっている。

また上記各揺動アーム16の基端部は隔壁1eの前側に、
垂直面に対して角度θ前傾するように設けられた回動軸
20にキー止めされている。

上記回動軸20は上下部が隔壁1eの前面に突設された軸
受け21に回動自在に支承されていると共に、各回動軸20
の上端にはレバー22の基端部が固着されている。そして
これらレバー22の先端に揺動シリンダ23のピストン杆23
a先端がピン24により枢着されている。

上記揺動シリンダ23の基端部は隔壁1eの後方において
シールド本体１側に取付けられていて、これら揺動シリ
ンダ23により各揺動アーム16が干渉しないように揺動さ
れるようになっている。なお図中26は掻き寄せアーム
で、揺動アーム16の基部に取付けられていて、揺動アー
ム16が外側へ揺動される際アーム部材16aにより土砂が
圧密されるのを防止するようになっている。

また図中27はスクリュウコンベヤ６の先端に取付けら
れたアローヘッドである。

次に作用を説明すると、各円形カッタ４、８を回転さ
せながらシールドジャッキ３によりシールド本体１を推
進させると、各円形カッタ４、８がシールド本体１前方
の切羽を掘削してチャンバ1b内へ取込むが、各円形カッ
タ４、８の接線部に第７図斜線に示すような削り残し部
分が生じる。

この削り残し部分を揺動カッタ12、15により掘削する
もので、シールド本体１の両側に生じた削り残し部分は
側部揺動カッタ12により掘削されてチャンバ1b内へと取
込まれる。

またシールド本体１の底部に生じる削り残し部分は、
底部揺動カッタ15により次のように掘削される。すなわ
ち底部揺動カッタ15の各揺動アーム16は互に干渉するの
を防止するため、第８図に示すように揺動シリンダ23に
より同じ方向へ同期して揺動されるようになっている。

これによって従来では揺動アーム16の干渉域での掘削
は困難であったが、この発明では左右の揺動アーム16の
揺動域がオーバラップしているので、削り残しを生じる
ことがない。一方各揺動アーム16のアーム部材16aはシ
ールド本体１の中心側が高さh₁が高く、外側へ順次高さ
h₂、h₃が低くなるように形成されている。

これによってアーム部材16aにより土砂がチャンバ1b
内へ取込まれる際取込み空間Ａが第６図に示すように左
右方向に末広がりとなるため、取込み土砂が圧密されて
取込みが困難となる虞れもない。

（考案の効果） この考案は以上詳述したように、シールド本体の前面
に設けられた複数個の円形カッタの接線部に揺動カッタ
を設けて、円形カッタが削り残した部分を同時に掘削す
るようにしたもので、シールド本体の底部に設けられた
底部揺動カッタの揺動アームを放射方向へアーム部材を
突設したスポーク形状とし、かつシールド本体の中央側
が高く、かつ外側へ順次高さが低くなるように構成した
ことから、ビットが掘削した土砂をアーム部材が取込む
際土砂の取込み空間が左右方向にも末広がりとなるた
め、アーム部材により土砂が圧密されることなく効率よ
くスクリュウコンベヤや排泥管方向へ取込むことができ
る。

また揺動アームの外側に別に掻き寄せアームを設ける
ことによって、揺動アームによる土砂の圧密や閉塞、咬
み込みなどは少なくなるため、掘削した土砂の取込み性
がさらに向上するようになる。

なおこの考案のシールド掘進機は砂質土や粘性土及び
複合土質に対応することができると共に、泥水、土圧式
シールド工法の何れにも適用することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、第１図はシールド本
体の断面図、第２図は同正面図、第３図は側部揺動カッ
タの側面図、第４図は底部揺動カッタの斜視図、第５図
ないし第８図は作用説明図、第９図（イ）ないし（ニ）
は従来の説明図である。 １……シールド本体、３……シールドジャッキ ４、８……円形カッタ、12……側部揺動カッタ 15……底部揺動カッタ、16……揺動アーム 16a……アーム部材、23……揺動シリンダ 26……掻き寄せアーム

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シールドジャッキにより地中へ推進される
   シールド本体の前面に複数の円形カッタを回転自在に設
   けて、これら円形カッタにより異形断面のトンネルを掘
   削する異形シールド掘進機において、隣接する円形カッ
   タの共通接線のうちシールド本体の外周側の共通接線部
   と、隣接する円形カッタ外周の一部で形成された略三角
   形の空間に揺動カッタを設けたことを特徴とする異形シ
   ールド掘進機。
2. 【請求項２】シールド本体の底部側に配置した複数の円
   形カッタにおいて、隣接する円形カッタの共通接線のう
   ちシールド本体の外周側の共通接線部と、隣接する円形
   カッタ外周の一部で形成された略三角形の空間に底部揺
   動カッタを設けた請求項１記載の異形シールド掘進機。
3. 【請求項３】底部揺動カッタは放射方向に複数のアーム
   部材を有し、かつこれらアーム部材をシールド本体の中
   心側が高く、かつ順次外側へ低くなるように形成した揺
   動アームと、これら揺動アームを接線部方向に回動する
   揺動シリンダにより構成してなる請求項２記載の異形シ
   ールド掘進機。
4. 【請求項４】上記揺動アームの外側に掻き寄せアームを
   取付けてなる請求項1,2記載の異形シールド掘進機。