JP2573749B2 - 矩形断面シールド掘進機 - Google Patents
矩形断面シールド掘進機Info
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- JP2573749B2 JP2573749B2 JP3038831A JP3883191A JP2573749B2 JP 2573749 B2 JP2573749 B2 JP 2573749B2 JP 3038831 A JP3038831 A JP 3038831A JP 3883191 A JP3883191 A JP 3883191A JP 2573749 B2 JP2573749 B2 JP 2573749B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大型矩形断面のトンネ
ルを掘削するシールド掘進機に関するものである。
ルを掘削するシールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般的なシールド掘進機は断面円
形で、この断面円形シールド掘進機によって掘削される
トンネルは無論断面円形となる。
形で、この断面円形シールド掘進機によって掘削される
トンネルは無論断面円形となる。
【０００３】また、断面異形のシールド掘進機として
は、断面メガネ形のシールド掘進機が実用化されている
が、この断面メガネ形のシールド掘進機は断面円形のシ
ールド掘進機を一対横に連接した構成になっている。
は、断面メガネ形のシールド掘進機が実用化されている
が、この断面メガネ形のシールド掘進機は断面円形のシ
ールド掘進機を一対横に連接した構成になっている。
【０００４】上記断面メガネ形のシールド掘進機は、断
面円形のシールド掘進機に比較して、掘削されるトンネ
ル断面がより矩形に近似するが、なおトンネルの使用目
的によっては、その掘削断面が効率的とはいえない。
面円形のシールド掘進機に比較して、掘削されるトンネ
ル断面がより矩形に近似するが、なおトンネルの使用目
的によっては、その掘削断面が効率的とはいえない。
【０００５】そこで近時は、より確実な断面矩形のトン
ネルを掘削する断面矩形シールド掘進機が種々（特開平
１−３１５５９２号、特開平２−４３４９４号、特開平
２−６６２９５号、特開平２−６６２９５号等）提案さ
れており、その代表的なものは、特開平２−６６２９５
号に開示されている。これは、断面矩形のスキンプレー
トの前端に、掘進方向と直交する方向の回転軸を中心に
回転自在で、かつ直径がスキンプレートの垂直内法と略
同一のカッタードラムを一対水平方向に並置し、該両カ
ッタードラムの間には直径が上記カッタードラムの略半
分のリングカッターを上下一対並置してなるものであ
る。
ネルを掘削する断面矩形シールド掘進機が種々（特開平
１−３１５５９２号、特開平２−４３４９４号、特開平
２−６６２９５号、特開平２−６６２９５号等）提案さ
れており、その代表的なものは、特開平２−６６２９５
号に開示されている。これは、断面矩形のスキンプレー
トの前端に、掘進方向と直交する方向の回転軸を中心に
回転自在で、かつ直径がスキンプレートの垂直内法と略
同一のカッタードラムを一対水平方向に並置し、該両カ
ッタードラムの間には直径が上記カッタードラムの略半
分のリングカッターを上下一対並置してなるものであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記カッター
ドラムとリングカッターとを使用する従来例は、カッタ
ードラムとリングカッターとがスキンプレートの前端よ
りカッタードラムの直径の半分以上飛び出しているた
め、カッタードラムの上下左右方向からも土砂の呑み込
みを行ったり、切羽を緩めたりするおそれがあり、その
結果、トンネル掘削上最も大切な切羽の安定により地上
への影響を無くすという点において問題を生じる可能性
が高いという欠点を有している。
ドラムとリングカッターとを使用する従来例は、カッタ
ードラムとリングカッターとがスキンプレートの前端よ
りカッタードラムの直径の半分以上飛び出しているた
め、カッタードラムの上下左右方向からも土砂の呑み込
みを行ったり、切羽を緩めたりするおそれがあり、その
結果、トンネル掘削上最も大切な切羽の安定により地上
への影響を無くすという点において問題を生じる可能性
が高いという欠点を有している。
【０００７】また上記従来例は、カッタードラムとカッ
ターリングに掘削土が付着しやすく、土圧系シールドに
は不向きであるという欠点を有し、さらには、オーバー
カッター機構が装着しにくいため、方向修正に問題があ
るという欠点を有している。
ターリングに掘削土が付着しやすく、土圧系シールドに
は不向きであるという欠点を有し、さらには、オーバー
カッター機構が装着しにくいため、方向修正に問題があ
るという欠点を有している。
【０００８】さらに上記従来例は、カッター駆動機構が
複雑で、このカッター駆動機構を保護するケーシングが
中央部においてかなりの容積を占めるため、掘削土呑み
込み（排土効率）に支障をきたしやすく、掘削土を後方
室に排出するスクリューコンベヤの設置も物理的に無理
が生じやすいという欠点を有している。
複雑で、このカッター駆動機構を保護するケーシングが
中央部においてかなりの容積を占めるため、掘削土呑み
込み（排土効率）に支障をきたしやすく、掘削土を後方
室に排出するスクリューコンベヤの設置も物理的に無理
が生じやすいという欠点を有している。
【０００９】そこで本発明は上記欠点に鑑みなされたも
ので、機械的構成が簡易で、排土効率が高く。土圧系シ
ールドへの適応性に優れた矩形断面シールド掘進機を提
供することを目的としたものである。
ので、機械的構成が簡易で、排土効率が高く。土圧系シ
ールドへの適応性に優れた矩形断面シールド掘進機を提
供することを目的としたものである。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿い、先述特
許請求の範囲を要旨とする本発明の第１の構成は、横倒
し断面矩形筒状のスキンプレート１内に、このスキンプ
レート１内を前室Ｆと後室Ｂとに仕切る隔壁２を設け、
上記隔壁２に少なくとも１個の掘削土排出口３を設ける
と共に、上記前室Ｆ側の隔壁２に、スキンプレート１の
面と平行な面内でそれぞれ揺動自在に支持されて前方に
延びる複数のスイングアーム４を設け、上記各スイング
アーム４の前端に、駆動モーター５によって回転される
とともに、一方の軸心に対して他方の軸心が前方に傾斜
する複数のカッタードラム６Ａ，６Ｂを配設し、後室Ｂ
に、上記スイングアーム４をそれぞれ揺動する揺動駆動
装置７を設けてなる技術的手段を講じたものである。
許請求の範囲を要旨とする本発明の第１の構成は、横倒
し断面矩形筒状のスキンプレート１内に、このスキンプ
レート１内を前室Ｆと後室Ｂとに仕切る隔壁２を設け、
上記隔壁２に少なくとも１個の掘削土排出口３を設ける
と共に、上記前室Ｆ側の隔壁２に、スキンプレート１の
面と平行な面内でそれぞれ揺動自在に支持されて前方に
延びる複数のスイングアーム４を設け、上記各スイング
アーム４の前端に、駆動モーター５によって回転される
とともに、一方の軸心に対して他方の軸心が前方に傾斜
する複数のカッタードラム６Ａ，６Ｂを配設し、後室Ｂ
に、上記スイングアーム４をそれぞれ揺動する揺動駆動
装置７を設けてなる技術的手段を講じたものである。
【００１２】また第２の構成は、横倒し断面矩形筒状の
スキンプレート１内に、アーム支持体７１を介してスキ
ンプレート１の面と平行な面内でそれぞれ揺動自在に支
持され前方に延びる複数のスイングアーム４を設け、上
記各スイングアーム４の前端に、駆動モーター５によっ
て回転されるとともに、一方の軸心に対して他方の軸心
が前方に傾斜する複数のカッタードラム６Ａ，６Ｂを配
設し、スキンプレート１内に上記スイングアーム４をそ
れぞれ揺動する揺動駆動装置７を設け、スイングアーム
４の後部下方に掘削土を後方に搬出する排土用コンベヤ
装置７４を設けてなる技術的手段を講じたものである。
スキンプレート１内に、アーム支持体７１を介してスキ
ンプレート１の面と平行な面内でそれぞれ揺動自在に支
持され前方に延びる複数のスイングアーム４を設け、上
記各スイングアーム４の前端に、駆動モーター５によっ
て回転されるとともに、一方の軸心に対して他方の軸心
が前方に傾斜する複数のカッタードラム６Ａ，６Ｂを配
設し、スキンプレート１内に上記スイングアーム４をそ
れぞれ揺動する揺動駆動装置７を設け、スイングアーム
４の後部下方に掘削土を後方に搬出する排土用コンベヤ
装置７４を設けてなる技術的手段を講じたものである。
【００１３】
【作用】上記第１の構成の圧力保持形および第２の構成
の開放形矩形断面シールド掘進機は、カッタードラム６
Ａ，６Ｂを切羽に圧接しつつ回転して掘進するのは従来
と同じであるが、このカッタードラム６Ａ，６Ｂはトン
ネルの全断面を一度に掘削するほど大径に設定されてい
ないため、同時にスイングアーム４をそれぞれ揺動して
スキンプレート１の一面およびこれに対向する面の一方
から他方に向けて順次掘削を行うことになる。
の開放形矩形断面シールド掘進機は、カッタードラム６
Ａ，６Ｂを切羽に圧接しつつ回転して掘進するのは従来
と同じであるが、このカッタードラム６Ａ，６Ｂはトン
ネルの全断面を一度に掘削するほど大径に設定されてい
ないため、同時にスイングアーム４をそれぞれ揺動して
スキンプレート１の一面およびこれに対向する面の一方
から他方に向けて順次掘削を行うことになる。
【００１４】そして、第１の構成の圧力保持形矩形断面
シールド掘進機では、このカッタードラム６Ａ，６Ｂに
より掘削された掘削土がチャンバーと称される前室Ｆ内
等呑み込まれ、この前室Ｆ内の掘削土は掘削土排出口３
を通って後室Ｂに排土されるが、その際に、掘削土排出
口３を通過する掘削土量を調整することで前室Ｆ内を所
望の土圧に保つ作用を呈する。
シールド掘進機では、このカッタードラム６Ａ，６Ｂに
より掘削された掘削土がチャンバーと称される前室Ｆ内
等呑み込まれ、この前室Ｆ内の掘削土は掘削土排出口３
を通って後室Ｂに排土されるが、その際に、掘削土排出
口３を通過する掘削土量を調整することで前室Ｆ内を所
望の土圧に保つ作用を呈する。
【００１５】また、第２の構成の開放形矩形断面シール
ド掘進機では、このカッタードラム６Ａ，６Ｂにより掘
削された掘削土が排土用コンベヤ装置により後方に搬出
される。
ド掘進機では、このカッタードラム６Ａ，６Ｂにより掘
削された掘削土が排土用コンベヤ装置により後方に搬出
される。
【００１６】上記第１の圧力保持形の構成では、スイン
グアーム４を前室Ｆ内に設けたので、スイングアーム４
が隔壁２を貫通するのに比べて、隔壁２の強度および掘
削土、泥水のシールを容易に確保することができる。さ
らに、スイングアーム４は揺動することによって前室Ｆ
内の掘削土を攪拌し、掘削土が前室Ｆ内にアーチ状に堆
積するのを防止し、土圧系、泥水系のいずれの方式を利
用しても排土効率がを高くする作用を呈するものであ
る。
グアーム４を前室Ｆ内に設けたので、スイングアーム４
が隔壁２を貫通するのに比べて、隔壁２の強度および掘
削土、泥水のシールを容易に確保することができる。さ
らに、スイングアーム４は揺動することによって前室Ｆ
内の掘削土を攪拌し、掘削土が前室Ｆ内にアーチ状に堆
積するのを防止し、土圧系、泥水系のいずれの方式を利
用しても排土効率がを高くする作用を呈するものであ
る。
【００１７】さらに、掘削方向とほぼ直交する方向に回
転軸心を有するカッタードラムを設けた構成では、カッ
タードラムを支持しかつ動力を伝達する一端または両端
の支持部の前方が掘削不能となるため、何らかの掘削手
段を設ける必要がある。しかし本発明の第２，第３の構
成では、一方のカッタードラム６Ａの軸心を他方のカッ
タードラム６Ｂの軸心に対して前方に傾斜させることに
より、カッタードラム６Ａ，６Ｂの端部掘削部分をスイ
ングアーム４の前端部前方にまで及ばせることができ
る。したがって、特に別の掘削手段を設けることなく、
カッタードラム６Ａ，６Ｂの支持部や動力伝達部で生じ
る掘削不能な部分を掘削することができる。さらに第２
の構成では、上記スイングアーム４はそれぞれ揺動駆動
装置７により、別々に揺動されることから、シールド掘
進機の姿勢制御や、掘進方向の制御を容易に行うことが
できる。
転軸心を有するカッタードラムを設けた構成では、カッ
タードラムを支持しかつ動力を伝達する一端または両端
の支持部の前方が掘削不能となるため、何らかの掘削手
段を設ける必要がある。しかし本発明の第２，第３の構
成では、一方のカッタードラム６Ａの軸心を他方のカッ
タードラム６Ｂの軸心に対して前方に傾斜させることに
より、カッタードラム６Ａ，６Ｂの端部掘削部分をスイ
ングアーム４の前端部前方にまで及ばせることができ
る。したがって、特に別の掘削手段を設けることなく、
カッタードラム６Ａ，６Ｂの支持部や動力伝達部で生じ
る掘削不能な部分を掘削することができる。さらに第２
の構成では、上記スイングアーム４はそれぞれ揺動駆動
装置７により、別々に揺動されることから、シールド掘
進機の姿勢制御や、掘進方向の制御を容易に行うことが
できる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明に係る圧力保持形の矩形断面シ
ールド掘進機の一実施例を添付図面に従って説明すれ
ば、以下の通りである。
ールド掘進機の一実施例を添付図面に従って説明すれ
ば、以下の通りである。
【００１９】図１〜図４において、１はスキンプレート
で、このスキンプレート１は、横倒し断面矩形筒状に形
成されている。そして、該スキンプレート１内に、この
スキンプレート１内を前室Ｆと後室Ｂとに仕切る隔壁２
を設けてある。なお、このスキンプレート１は土圧に充
分抗する強度を有するようにしてあるのは無論である。
また前室Ｆは単なる断面矩形筒状でもよいが、本実施例
では前方から隔壁２に向かって順次小径となる朝顔型内
周板１ａが設けられ、この内周板１ａの下部には前端か
ら隔壁２部位までスキンプレート１に平行な掘削土案内
凹溝部１ｂが設けられている。
で、このスキンプレート１は、横倒し断面矩形筒状に形
成されている。そして、該スキンプレート１内に、この
スキンプレート１内を前室Ｆと後室Ｂとに仕切る隔壁２
を設けてある。なお、このスキンプレート１は土圧に充
分抗する強度を有するようにしてあるのは無論である。
また前室Ｆは単なる断面矩形筒状でもよいが、本実施例
では前方から隔壁２に向かって順次小径となる朝顔型内
周板１ａが設けられ、この内周板１ａの下部には前端か
ら隔壁２部位までスキンプレート１に平行な掘削土案内
凹溝部１ｂが設けられている。
【００２０】そして上記隔壁２には中央下部に１つの掘
削土排出口３を設けるとともに、この隔壁２に左右一対
のスイングアーム４，４がそれぞれ枢支されている。上
記掘削土排出口３は隔壁２の掘削土案内凹溝部１ｂ対応
部位に一端を連通して設けられ、単なる開口でもよい
が、排土量を調整できるようになすのが望ましく、本実
施例ではスクリューコンベヤ３ａを設け、このスクリュ
ーコンベヤ３ａの回転速度で排土量を調整できるように
なしてある。また、泥水系シールドの場合は、該隔壁２
に図示しない泥水の注入口と、上記掘削土排出口３に該
当する泥水排出口を設けることになる。
削土排出口３を設けるとともに、この隔壁２に左右一対
のスイングアーム４，４がそれぞれ枢支されている。上
記掘削土排出口３は隔壁２の掘削土案内凹溝部１ｂ対応
部位に一端を連通して設けられ、単なる開口でもよい
が、排土量を調整できるようになすのが望ましく、本実
施例ではスクリューコンベヤ３ａを設け、このスクリュ
ーコンベヤ３ａの回転速度で排土量を調整できるように
なしてある。また、泥水系シールドの場合は、該隔壁２
に図示しない泥水の注入口と、上記掘削土排出口３に該
当する泥水排出口を設けることになる。
【００２１】また、上記スイングアーム４，４の枢着
は、各スイングアーム４，４をスキンプレート１の側面
と平行な面内で矢印Ｙで示す垂直方向（上下方向）に揺
動可能となすもので、図２に示す如く隔壁２の中央より
少し上部に左右一対の支持凹部２ａが形成され、支持凹
部２ａ内にはスイングアーム４，４の基端部が水平軸８
Ａ、８Ａを介して同一軸心Ｏ0 回りに揺動自在に支持す
る軸受部８Ｂ、８Ｂがそれぞれ配設されている。
は、各スイングアーム４，４をスキンプレート１の側面
と平行な面内で矢印Ｙで示す垂直方向（上下方向）に揺
動可能となすもので、図２に示す如く隔壁２の中央より
少し上部に左右一対の支持凹部２ａが形成され、支持凹
部２ａ内にはスイングアーム４，４の基端部が水平軸８
Ａ、８Ａを介して同一軸心Ｏ0 回りに揺動自在に支持す
る軸受部８Ｂ、８Ｂがそれぞれ配設されている。
【００２２】上記各スイングアーム４の前端部には、そ
れぞれ２個の円筒状カッタードラム６Ａ，６Ｂが配設さ
れており、これらカッタードラム６Ａ，６Ｂのうち第１
カッタードラム６Ａは、中央側で水平軸心Ｏ1 回りに回
転自在に支持され、第２カッタードラム６Ｂはスイング
アーム４外側に第１カッタードラム６Ａの軸心Ｏ1 に対
して前方に角度θで傾斜した軸心Ｏ2 を中心に回転自在
に支持されている。そして、これら第１，第２カッター
ドラム６Ａ，６Ｂと後室Ｂに設けられる駆動モーター
５、５とは適宜伝動機構で連結されるようになってい
る。なお、このスイングアーム４およびカッタードラム
６Ａ，６Ｂならびにその伝動機構と後述する揺動駆動装
置５はそれぞれ対称構造である。
れぞれ２個の円筒状カッタードラム６Ａ，６Ｂが配設さ
れており、これらカッタードラム６Ａ，６Ｂのうち第１
カッタードラム６Ａは、中央側で水平軸心Ｏ1 回りに回
転自在に支持され、第２カッタードラム６Ｂはスイング
アーム４外側に第１カッタードラム６Ａの軸心Ｏ1 に対
して前方に角度θで傾斜した軸心Ｏ2 を中心に回転自在
に支持されている。そして、これら第１，第２カッター
ドラム６Ａ，６Ｂと後室Ｂに設けられる駆動モーター
５、５とは適宜伝動機構で連結されるようになってい
る。なお、このスイングアーム４およびカッタードラム
６Ａ，６Ｂならびにその伝動機構と後述する揺動駆動装
置５はそれぞれ対称構造である。
【００２３】すなわち、スイングアーム４は筒状に形成
されてその内側に駆動軸１１が挿通されており、この駆
動軸１１の後端には、水平軸８Ａの対応位置に第２ベベ
ルギヤ１２が固定されている。そして水平軸８Ａの中空
部軸心位置に回転自在に支持された連動軸１３に、第２
ベベルギヤ１２に噛合する第１ベベルギヤ１４が固定さ
れ、支持凹部２ａ側方に後室Ｂ側に突出する連動軸１３
の突出部位に受動スプロケット１５が取り付けられてい
る。さらに、支持凹部２ａ後部に取付台を介して配設さ
れた駆動モーター５の出力軸に駆動スプロケット１６が
取り付けられ、チェーン１７を介して上記受動スプロケ
ット１５に連動連結されている。したがって、駆動モー
ター５を回転することにより、駆動スプロケット１６に
チェーン１７および受動スプロケット１５を介して連動
軸１３を回転させ、第１ベベルギヤ１４および第２ベベ
ルギヤ１２を介して駆動軸１１を回転駆動することがで
きる。
されてその内側に駆動軸１１が挿通されており、この駆
動軸１１の後端には、水平軸８Ａの対応位置に第２ベベ
ルギヤ１２が固定されている。そして水平軸８Ａの中空
部軸心位置に回転自在に支持された連動軸１３に、第２
ベベルギヤ１２に噛合する第１ベベルギヤ１４が固定さ
れ、支持凹部２ａ側方に後室Ｂ側に突出する連動軸１３
の突出部位に受動スプロケット１５が取り付けられてい
る。さらに、支持凹部２ａ後部に取付台を介して配設さ
れた駆動モーター５の出力軸に駆動スプロケット１６が
取り付けられ、チェーン１７を介して上記受動スプロケ
ット１５に連動連結されている。したがって、駆動モー
ター５を回転することにより、駆動スプロケット１６に
チェーン１７および受動スプロケット１５を介して連動
軸１３を回転させ、第１ベベルギヤ１４および第２ベベ
ルギヤ１２を介して駆動軸１１を回転駆動することがで
きる。
【００２４】さらに、該駆動軸１１の前端には駆動ベベ
ルギヤ１８が固着され、この駆動ベベルギヤ１８には、
スイングアーム４前端の側板４ａ、４ｂに軸心Ｏ1 ，Ｏ
2 を中心として回転自在に軸支された第１，第２受動軸
１９Ａ，１９Ｂの第１，第２受動ベベルギヤ２０Ａ，２
０Ｂがそれぞれ噛合されている。そして、第１カッター
ドラム６Ａ側の第１受動軸１９Ａに固定された第１アイ
ドルギヤ２１Ａが、中間ギヤ２２を介して第１カッター
ドラム６Ａ内のフランジ部２３Ａに固定された第１リン
グギヤ２４Ａに噛合されて、駆動軸１１に連動連結され
ている。また、第２カッタードラム６Ｂ側の第２受動軸
１９Ｂに固定された第２アイドルギヤ２１Ｂが第２カッ
タードラム６Ｂ内のフランジ部２３Ｂに固定された第２
リングギヤ２４Ｂに噛合されて、駆動軸１１に連動連結
されている。
ルギヤ１８が固着され、この駆動ベベルギヤ１８には、
スイングアーム４前端の側板４ａ、４ｂに軸心Ｏ1 ，Ｏ
2 を中心として回転自在に軸支された第１，第２受動軸
１９Ａ，１９Ｂの第１，第２受動ベベルギヤ２０Ａ，２
０Ｂがそれぞれ噛合されている。そして、第１カッター
ドラム６Ａ側の第１受動軸１９Ａに固定された第１アイ
ドルギヤ２１Ａが、中間ギヤ２２を介して第１カッター
ドラム６Ａ内のフランジ部２３Ａに固定された第１リン
グギヤ２４Ａに噛合されて、駆動軸１１に連動連結され
ている。また、第２カッタードラム６Ｂ側の第２受動軸
１９Ｂに固定された第２アイドルギヤ２１Ｂが第２カッ
タードラム６Ｂ内のフランジ部２３Ｂに固定された第２
リングギヤ２４Ｂに噛合されて、駆動軸１１に連動連結
されている。
【００２５】なお、第１，第２カッタードラム６Ａ，６
Ｂは従来公知なものが使用でき、表面の適宜位置に掘削
用カッタービット６１を適宜間隔に並置固定してある。
そして、後室Ｂ内には、スイングアーム４を垂直方向に
揺動させる揺動駆動シリンダー（揺動駆動装置の一例）
７を設けている。すなわち、上記水平軸８Ａには、支持
凹部２ａ後面に形成された垂直方向の長孔２５を介して
後室Ｂ内に突出する揺動レバー２６が突設されており、
上記揺動駆動シリンダー７は本体を隔壁２後面の適宜固
定部に枢支するとともに、ロッド先端を揺動レバー２６
の先端部に枢支している。これにより揺動駆動シリンダ
ー７の進退でスイングアーム４乃至カッタードラム６
Ａ，６Ｂを図１鎖線で示す範囲で垂直方向に揺動するよ
うに構成している。
Ｂは従来公知なものが使用でき、表面の適宜位置に掘削
用カッタービット６１を適宜間隔に並置固定してある。
そして、後室Ｂ内には、スイングアーム４を垂直方向に
揺動させる揺動駆動シリンダー（揺動駆動装置の一例）
７を設けている。すなわち、上記水平軸８Ａには、支持
凹部２ａ後面に形成された垂直方向の長孔２５を介して
後室Ｂ内に突出する揺動レバー２６が突設されており、
上記揺動駆動シリンダー７は本体を隔壁２後面の適宜固
定部に枢支するとともに、ロッド先端を揺動レバー２６
の先端部に枢支している。これにより揺動駆動シリンダ
ー７の進退でスイングアーム４乃至カッタードラム６
Ａ，６Ｂを図１鎖線で示す範囲で垂直方向に揺動するよ
うに構成している。
【００２６】上記実施例によれば、カッタードラムは、
従来は中心線を通る鉛直面より前方部位をスキンプレー
トの前方に突出し、鉛直面より後方部位はスキンプレー
ト内に収納するようになして、可能な限り切羽をスキン
プレート１の外面で覆って切羽の安定を図っていた。し
かし、本発明の場合はカッタードラム６Ａ，６Ｂの揺動
範囲によりカッタードラム６Ａ，６Ｂの直径を小さくす
ることができ、直径を小さくすることによって切羽の安
定が可能なため、該カッタードラム６Ａ，６Ｂは全体を
スキンプレート１の前方に突出することが可能である。
このように構成することで、該カッタードラム６Ａ，６
Ｂをそれぞれ別々に矢印Ｙ方向に回動してスキンプレー
ト１の断面に対応する面とそれを垂直方向で越えるオー
バーカット部分の掘削をを容易に実現できるものであ
る。また、上記実施例では、スイングアーム４，４を隔
壁２の中央より上部に枢支することで、水平面より下方
に揺動する角度βを上方に揺動する角度αより大きく設
定している。これにより、地上側に作用する切羽への悪
影響を最小にとどめることができるものである。
従来は中心線を通る鉛直面より前方部位をスキンプレー
トの前方に突出し、鉛直面より後方部位はスキンプレー
ト内に収納するようになして、可能な限り切羽をスキン
プレート１の外面で覆って切羽の安定を図っていた。し
かし、本発明の場合はカッタードラム６Ａ，６Ｂの揺動
範囲によりカッタードラム６Ａ，６Ｂの直径を小さくす
ることができ、直径を小さくすることによって切羽の安
定が可能なため、該カッタードラム６Ａ，６Ｂは全体を
スキンプレート１の前方に突出することが可能である。
このように構成することで、該カッタードラム６Ａ，６
Ｂをそれぞれ別々に矢印Ｙ方向に回動してスキンプレー
ト１の断面に対応する面とそれを垂直方向で越えるオー
バーカット部分の掘削をを容易に実現できるものであ
る。また、上記実施例では、スイングアーム４，４を隔
壁２の中央より上部に枢支することで、水平面より下方
に揺動する角度βを上方に揺動する角度αより大きく設
定している。これにより、地上側に作用する切羽への悪
影響を最小にとどめることができるものである。
【００２７】また、並設して駆動力を伝達するカッター
ドラム６Ａ，６Ｂ間の部位すなわちスイングアーム４前
端部の前方は、一般には掘削不能な箇所で他の掘削手段
が必要であるが、この図示実施例では、第２カッタード
ラム６Ｂを第１カッタードラム６Ａに対して前方にθ傾
斜させて、第２カッタードラム６Ｂの内側外周縁が第１
カッタードラム６Ａの側端縁に極めて接近するように設
定することで、傾斜側の第２カッタードラム６Ｂでスイ
ングアーム４前端部の前方にまで及んで掘削することが
でき、前述の掘削不能な箇所を無くすことができる。
ドラム６Ａ，６Ｂ間の部位すなわちスイングアーム４前
端部の前方は、一般には掘削不能な箇所で他の掘削手段
が必要であるが、この図示実施例では、第２カッタード
ラム６Ｂを第１カッタードラム６Ａに対して前方にθ傾
斜させて、第２カッタードラム６Ｂの内側外周縁が第１
カッタードラム６Ａの側端縁に極めて接近するように設
定することで、傾斜側の第２カッタードラム６Ｂでスイ
ングアーム４前端部の前方にまで及んで掘削することが
でき、前述の掘削不能な箇所を無くすことができる。
【００２８】さらに、外側で傾斜する第２カッタードラ
ム６Ｂの外側外周縁の後部が、スキンプレート１前端前
方から外方にまで突出するように設定することで、スキ
ンプレート１の外側まで余堀りを行うオーバーカットが
可能となり、余堀りのためにカッタードラム６Ａ，６Ｂ
を水平方向に揺動させる必要もなくなり、余堀りのため
の装置の複雑化を回避することができる。
ム６Ｂの外側外周縁の後部が、スキンプレート１前端前
方から外方にまで突出するように設定することで、スキ
ンプレート１の外側まで余堀りを行うオーバーカットが
可能となり、余堀りのためにカッタードラム６Ａ，６Ｂ
を水平方向に揺動させる必要もなくなり、余堀りのため
の装置の複雑化を回避することができる。
【００２９】図５および図６はカッタードラムの異なる
矩形断面シールド掘進機の他の実施例を示すもので、第
２カッタードラム６Ｃを外側ほど小径となる円錐台状に
形成したものである。このように、第２カッタードラム
６Ｃを先に述べた実施例の第２カッタードラム６Ｂと入
れ換えることで、図５の平面視で明らかなように、第１
カッタードラム６Ａの掘削面から前方に突出する量を極
めて少なくすることができ、また、図６の正面視で明ら
かなように、揺動上限および下限において掘削上面およ
び下面をほぼスキンプレート１の上面と下面に沿わせる
ことができて余分な掘削部分も少なくでき、切羽の安定
を促進することができる。
矩形断面シールド掘進機の他の実施例を示すもので、第
２カッタードラム６Ｃを外側ほど小径となる円錐台状に
形成したものである。このように、第２カッタードラム
６Ｃを先に述べた実施例の第２カッタードラム６Ｂと入
れ換えることで、図５の平面視で明らかなように、第１
カッタードラム６Ａの掘削面から前方に突出する量を極
めて少なくすることができ、また、図６の正面視で明ら
かなように、揺動上限および下限において掘削上面およ
び下面をほぼスキンプレート１の上面と下面に沿わせる
ことができて余分な掘削部分も少なくでき、切羽の安定
を促進することができる。
【００３０】なお、上記実施例ではスイングアーム４，
４を枢支する支持凹部２ａを中央から少し上方にずれた
位置に設けたが、隔壁２の中央部であってもよい。さら
にまた、スイングアーム４，４を垂直方向に往復揺動し
たが、水平方向であっても差し支えない。
４を枢支する支持凹部２ａを中央から少し上方にずれた
位置に設けたが、隔壁２の中央部であってもよい。さら
にまた、スイングアーム４，４を垂直方向に往復揺動し
たが、水平方向であっても差し支えない。
【００３１】図７および図８は開放形の矩形断面シール
ド掘進機の一実施例を示し、上記実施例と同一の部材に
は同一の符号を付し説明は省略する。横倒し断面矩形筒
状のスキンプレート１の前端から所定距離後方の両側壁
には、アーム支持体７１が対向位置に配設され、このア
ーム支持体７１にスイングアーム４の後端の水平軸７２
をそれぞれ矢印Ｙで示す垂直方向に回動自在に支持する
軸受７３が内蔵されている。そして、スイングアーム４
の後部下方の掘削土案内凹溝部１ｂ後端には、掘削土を
後方に搬送排出するベルト式の排土用コンベヤ装置７４
が設けられている。
ド掘進機の一実施例を示し、上記実施例と同一の部材に
は同一の符号を付し説明は省略する。横倒し断面矩形筒
状のスキンプレート１の前端から所定距離後方の両側壁
には、アーム支持体７１が対向位置に配設され、このア
ーム支持体７１にスイングアーム４の後端の水平軸７２
をそれぞれ矢印Ｙで示す垂直方向に回動自在に支持する
軸受７３が内蔵されている。そして、スイングアーム４
の後部下方の掘削土案内凹溝部１ｂ後端には、掘削土を
後方に搬送排出するベルト式の排土用コンベヤ装置７４
が設けられている。
【００３２】上記構成によれば、駆動モーター５により
カッタードラム６Ａ，６Ｂを回転させるとともに、揺動
駆動シリンダー７を作動させることにより、スキンプレ
ート１の前方の地盤をスキンプレート１上面側から下面
側あるいはその逆方向にカッタードラム６，６Ｂ移動し
て掘削し、スキンプレート１の断面に対応する矩形状に
極めて効率よく掘削することができる。そしてカッター
ドラム６Ａ，６Ｂにより掘削された掘削土砂は、排土用
コンベヤ装置７２により、後方に排出される。
カッタードラム６Ａ，６Ｂを回転させるとともに、揺動
駆動シリンダー７を作動させることにより、スキンプレ
ート１の前方の地盤をスキンプレート１上面側から下面
側あるいはその逆方向にカッタードラム６，６Ｂ移動し
て掘削し、スキンプレート１の断面に対応する矩形状に
極めて効率よく掘削することができる。そしてカッター
ドラム６Ａ，６Ｂにより掘削された掘削土砂は、排土用
コンベヤ装置７２により、後方に排出される。
【００３３】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の第１の構成
の圧力保持形および第２の構成の開放形シールド掘進機
によれば、複数のカッタードラム６Ａ，６Ｂをそれぞれ
揺動しながら掘進するため、掘削するトンネルの口径に
比べてカッタードラム６，６Ｂを小径にすることがで
き、それだけスキンプレート１よりの突出量が低減され
るので、切羽への悪影響が低減できるとともに、シール
ド掘進機の姿勢制御および方向制御が容易に行うことが
でき、大口径矩形断面のトンネルを容易に掘削すること
ができる。また機械的構成は簡易であるばかりか小径と
なしたことで、強度を低く設定でき、伝動機構等を小さ
く設定でき、排土効率になんら支障となることのない矩
形断面シールド掘進機を提供することができるものであ
る。
の圧力保持形および第２の構成の開放形シールド掘進機
によれば、複数のカッタードラム６Ａ，６Ｂをそれぞれ
揺動しながら掘進するため、掘削するトンネルの口径に
比べてカッタードラム６，６Ｂを小径にすることがで
き、それだけスキンプレート１よりの突出量が低減され
るので、切羽への悪影響が低減できるとともに、シール
ド掘進機の姿勢制御および方向制御が容易に行うことが
でき、大口径矩形断面のトンネルを容易に掘削すること
ができる。また機械的構成は簡易であるばかりか小径と
なしたことで、強度を低く設定でき、伝動機構等を小さ
く設定でき、排土効率になんら支障となることのない矩
形断面シールド掘進機を提供することができるものであ
る。
【００３４】また本発明の第１の構成の圧力保持形シー
ルド掘進機は、スイングアーム４を前室Ｆ内に設けたの
で、スイングアームが隔壁２を貫通するのに比べて、隔
壁２の強度および掘削土、泥水のシールを容易に確保す
ることができ、前述したように排土効率に優れるととも
に、スイングアーム４の揺動によって掘削土の攪拌効果
が期待できるため、土圧系シールドには正に好適な矩形
断面シールド掘進機を提供することができるものであ
る。
ルド掘進機は、スイングアーム４を前室Ｆ内に設けたの
で、スイングアームが隔壁２を貫通するのに比べて、隔
壁２の強度および掘削土、泥水のシールを容易に確保す
ることができ、前述したように排土効率に優れるととも
に、スイングアーム４の揺動によって掘削土の攪拌効果
が期待できるため、土圧系シールドには正に好適な矩形
断面シールド掘進機を提供することができるものであ
る。
【００３５】また一般に掘削方向とほぼ直交する方向に
回転軸心を有するカッタードラムカッタードラムの支持
部たとえばスイングアーム４前端部の前方は、掘削不能
な箇所で、カッタードラム以外の他の掘削手段が必要で
あるが、本発明の第１，第２の構成では、第２カッター
ドラム６Ｂを第１カッタードラム６Ａに対して前方に傾
斜させて、スイングアーム４前端部前方に第２カッター
ドラム６Ｂの内側外周縁の前部が及ぶように設定するこ
とができるので、前述の掘削不能な箇所を掘削すること
ができ、他の掘削手段を不要な簡単な構造にできる。さ
らに第１，第２の構成では、上記スイングアーム４はそ
れぞれ揺動駆動シリンダーにより、別々に揺動されるこ
とから、シールド掘進機の姿勢制御や、掘進方向の制御
を容易に行うことができる。
回転軸心を有するカッタードラムカッタードラムの支持
部たとえばスイングアーム４前端部の前方は、掘削不能
な箇所で、カッタードラム以外の他の掘削手段が必要で
あるが、本発明の第１，第２の構成では、第２カッター
ドラム６Ｂを第１カッタードラム６Ａに対して前方に傾
斜させて、スイングアーム４前端部前方に第２カッター
ドラム６Ｂの内側外周縁の前部が及ぶように設定するこ
とができるので、前述の掘削不能な箇所を掘削すること
ができ、他の掘削手段を不要な簡単な構造にできる。さ
らに第１，第２の構成では、上記スイングアーム４はそ
れぞれ揺動駆動シリンダーにより、別々に揺動されるこ
とから、シールド掘進機の姿勢制御や、掘進方向の制御
を容易に行うことができる。
【図１】本発明に係る圧力保持形矩形断面シールド掘進
機の一実施例を示す中央縦断面図である。
機の一実施例を示す中央縦断面図である。
【図２】同矩形断面シールド掘進機の平面断面図であ
る。
る。
【図３】同矩形断面シールド掘進機の正面図である。
【図４】同スイングアーム先端部の平面断面図である。
【図５】他の実施例の矩形断面シールド掘進機の平面断
面図である。
面図である。
【図６】同矩形断面シールド掘進機の正面図である。
【図７】他の実施例の開放形矩形断面シールド掘進機を
示す中央縦断面図である。
示す中央縦断面図である。
【図８】同矩形断面シールド掘進機の平面断面図であ
る。
る。
１ スキンプレート ２ 隔壁 2a 支持凹部 ３ 掘削土排出口 ４ スイングアーム ５ 駆動モーター 6A 第１カッタードラム 6B 第２カッタードラム ７ 揺動駆動シリンダー 8A 水平軸 8B 軸受部 11 駆動軸 26 揺動レバー 71 アーム支持体 72 水平軸 73 軸受 74 排土コンベヤ装置 Ｆ 前室 Ｂ 後室 Ｏ1 第１カッタードラム軸心 Ｏ2 第２カッタードラム軸心 θ 傾斜角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 昌三 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 糸永 洋 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−131494（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 横倒し断面矩形筒状のスキンプレート
（１）内に、このスキンプレート（１）内を前室（Ｆ）
と後室（Ｂ）とに仕切る隔壁（２）を設け、上記隔壁
（２）に少なくとも１個の掘削土排出口（３）を設ける
と共に、上記前室（Ｆ）側の隔壁（２）に、スキンプレ
ート（１）の面と平行な面内でそれぞれ揺動自在に支持
されて前方に延びる複数のスイングアーム（４）を設
け、上記各スイングアーム（４）の前端に、駆動モータ
ー（５）によって回転されるとともに、一方の軸心に対
して他方の軸心が前方に傾斜する複数のカッタードラム
（６Ａ，６Ｂ）を配設し、後室（Ｂ）に、上記スイング
アーム（４）をそれぞれ揺動する揺動駆動装置（７）を
設けてなる矩形断面シールド掘進機。 - 【請求項２】 横倒し断面矩形筒状のスキンプレート
（１）内に、アーム支持体（７１）を介してスキンプレ
ート（１）の面と平行な面内でそれぞれ揺動自在に支持
され前方に延びる複数のスイングアーム（４）を設け、
上記各スイングアーム（４）の前端に、駆動モーター
（５）によって回転されるとともに、一方の軸心に対し
て他方の軸心が前方に傾斜する複数のカッタードラム
（６Ａ，６Ｂ）を配設し、スキンプレート（１）内に上
記スイングアーム（４）をそれぞれ揺動する揺動駆動装
置（７）を設け、スイングアーム（４）の後部下方に掘
削土を後方に搬出する排土用コンベヤ装置（７４）を設
けてなる矩形断面シールド掘進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038831A JP2573749B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 矩形断面シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038831A JP2573749B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 矩形断面シールド掘進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04277296A JPH04277296A (ja) | 1992-10-02 |
| JP2573749B2 true JP2573749B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=12536175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038831A Expired - Fee Related JP2573749B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 矩形断面シールド掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573749B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101674476B1 (ko) * | 2015-05-08 | 2016-11-10 | 한국철도기술연구원 | 저심도 철도터널 급속 시공용 트렌치 실드장비 및 이를 이용한 저심도 철도터널 급속 시공 방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6438809B2 (ja) * | 2015-03-17 | 2018-12-19 | 株式会社熊谷組 | 管設置装置 |
| JP6789087B2 (ja) * | 2016-12-07 | 2020-11-25 | 株式会社大林組 | シールド機 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2857682B2 (ja) * | 1990-09-21 | 1999-02-17 | 西松建設株式会社 | 矩形シールド掘進機 |
-
1991
- 1991-03-06 JP JP3038831A patent/JP2573749B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101674476B1 (ko) * | 2015-05-08 | 2016-11-10 | 한국철도기술연구원 | 저심도 철도터널 급속 시공용 트렌치 실드장비 및 이를 이용한 저심도 철도터널 급속 시공 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04277296A (ja) | 1992-10-02 |
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