JP2870716B2 - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機Info
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数本の円筒形の筒体
部と、これらの筒体部を連接する外側鋼殻と内側鋼殻と
より成る、大断面トンネルの覆工部をトンネル内空を掘
削する前に先行して地山に構築して形成されたトンネル
殻の内空部を汎用の土木機械（シヨベル、ブルドーザ、
ダンプ等）で安全、安価に施工するリング状トンネル掘
進機に関する。
部と、これらの筒体部を連接する外側鋼殻と内側鋼殻と
より成る、大断面トンネルの覆工部をトンネル内空を掘
削する前に先行して地山に構築して形成されたトンネル
殻の内空部を汎用の土木機械（シヨベル、ブルドーザ、
ダンプ等）で安全、安価に施工するリング状トンネル掘
進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記の様式のシールド掘進機は本発明者
およびその共同研究者により既に出願されている（特願
平４−７５７９２号参照）。このシールド掘進機にあっ
ては、筒体部に面板回転式掘削機が装備されており、ま
た外側鋼殻と内側鋼殻間にも複数台の面板回転式掘削機
が内装されている。この場合、掘削ずりの処理および複
数台の駆動装置が必要となりメンテナンス等が複雑にな
るなどの問題が生じる。
およびその共同研究者により既に出願されている（特願
平４−７５７９２号参照）。このシールド掘進機にあっ
ては、筒体部に面板回転式掘削機が装備されており、ま
た外側鋼殻と内側鋼殻間にも複数台の面板回転式掘削機
が内装されている。この場合、掘削ずりの処理および複
数台の駆動装置が必要となりメンテナンス等が複雑にな
るなどの問題が生じる。
【０００３】また、回転シャフトに羽根を装備し、この
羽根により掘削を行う掘削機も知られている。この掘削
機にあっては、螺旋状掘削羽根と回転するシャフトが固
定されており、この回転するシャフトに回転力を与える
ため、シャフトは直線状であり、掘削方向はシャフトと
同軸の円柱に限られていた。
羽根により掘削を行う掘削機も知られている。この掘削
機にあっては、螺旋状掘削羽根と回転するシャフトが固
定されており、この回転するシャフトに回転力を与える
ため、シャフトは直線状であり、掘削方向はシャフトと
同軸の円柱に限られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】本発明の根底をなす
課題は、本発明者等が出願している上記シールド掘進機
を基礎として、このようなシールド掘進機によるリング
部の掘削において掘削効率および覆工効率の増大を可能
にする、より能率的な上記の様式のシールド掘進機を提
供することである。
課題は、本発明者等が出願している上記シールド掘進機
を基礎として、このようなシールド掘進機によるリング
部の掘削において掘削効率および覆工効率の増大を可能
にする、より能率的な上記の様式のシールド掘進機を提
供することである。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】上記の課題は本発明に
より、複数本の円筒形の筒体部と、これらの筒体部を連
接する外側鋼殻と内側鋼殻とより成る閉断面シールド掘
進機において、上記筒体部には通常のシールドトンネル
掘進機と同等の掘削作業に必要なカッタが、および筒体
部とリング部の両方には掘進後に掘削断面を覆工するた
めの覆工セグメント組立機械が設けられており、外側鋼
殻と内側鋼殻との間にガイドシャフトを介してロータリ
スクリューカッタが案内されていることによって解決さ
れる。
より、複数本の円筒形の筒体部と、これらの筒体部を連
接する外側鋼殻と内側鋼殻とより成る閉断面シールド掘
進機において、上記筒体部には通常のシールドトンネル
掘進機と同等の掘削作業に必要なカッタが、および筒体
部とリング部の両方には掘進後に掘削断面を覆工するた
めの覆工セグメント組立機械が設けられており、外側鋼
殻と内側鋼殻との間にガイドシャフトを介してロータリ
スクリューカッタが案内されていることによって解決さ
れる。
【０００６】上記の本発明によるシールド掘進機にあっ
ては、上記ロータリスクリューカッタのカッタ刃先の直
径の約１／３が外側鋼殻と内側鋼殻の間の空域内に入込
んでおり、これにより、掘削ずりのシールド内への取込
みが良好に行われる。
ては、上記ロータリスクリューカッタのカッタ刃先の直
径の約１／３が外側鋼殻と内側鋼殻の間の空域内に入込
んでおり、これにより、掘削ずりのシールド内への取込
みが良好に行われる。
【０００７】更に本発明にあっては、上記ロータリスク
リューカッタを案内するガイドシャフトは筒体の構成部
材に固定され、ロータリスクリューカッタは軸受部と伝
動機構を備えた駆動機構とにより筒体部内から回転自由
に設けられている。このようなガイドシャフトの構成に
より、外側鋼殻と内側鋼殻間に内装されるロータリスク
リューカッタの駆動にとって場所をとることのない配設
が可能であり、またロータリスクリューカッタに対して
強力な伝動力を直接与えることが可能である。
リューカッタを案内するガイドシャフトは筒体の構成部
材に固定され、ロータリスクリューカッタは軸受部と伝
動機構を備えた駆動機構とにより筒体部内から回転自由
に設けられている。このようなガイドシャフトの構成に
より、外側鋼殻と内側鋼殻間に内装されるロータリスク
リューカッタの駆動にとって場所をとることのない配設
が可能であり、またロータリスクリューカッタに対して
強力な伝動力を直接与えることが可能である。
【０００８】更に本発明により、ロータリスクリューカ
ッタがガイドシャフト上を回動自在に案内されている。
本発明では、上記ロータリスクリューカッタの捩じれが
掘削された土砂が筒体部方向に排送されるように、互い
に中央部を中心にして逆向きに整向される様式と、スク
リューは分割されず一体に形成されており捩れがカッタ
全長にわたって一方向を指向しており両端のモータで回
転され，これにより片側の筒体部に排送される様式、お
よび中央で逆向きに整向されて両方の筒体部に排送され
る様式等またリング部の中央部の排土口に排送する様式
等が可能である。
ッタがガイドシャフト上を回動自在に案内されている。
本発明では、上記ロータリスクリューカッタの捩じれが
掘削された土砂が筒体部方向に排送されるように、互い
に中央部を中心にして逆向きに整向される様式と、スク
リューは分割されず一体に形成されており捩れがカッタ
全長にわたって一方向を指向しており両端のモータで回
転され，これにより片側の筒体部に排送される様式、お
よび中央で逆向きに整向されて両方の筒体部に排送され
る様式等またリング部の中央部の排土口に排送する様式
等が可能である。
【０００９】更に本発明により、ロータリスクリューカ
ッタは可撓性のリボンスクリューである。これにより、
リング部は連続した帯状の掘削が可能である。以下に添
付した図面に図示した実施例につき本発明を詳しく説明
する。
ッタは可撓性のリボンスクリューである。これにより、
リング部は連続した帯状の掘削が可能である。以下に添
付した図面に図示した実施例につき本発明を詳しく説明
する。
【００１０】
【実施例】通常のシールド掘進機は円筒形、或いは円筒
を二重に重ねた８字形である或いは馬蹄形である。
を二重に重ねた８字形である或いは馬蹄形である。
【００１１】これに対して、本発明の前提をなす上記の
シールド掘進機（特願平 号参照）は、図１から
明瞭であるように複数本の円筒形の筒体部１と、外側鋼
殻２と、内側鋼殻２′とより構成されており、図２に示
すように筒体部１内にカッター４およびシールドを押進
するためのジャッキ１２が、外側鋼殻２と内側鋼殻２′
の間にはカッター２１とこの後方にジャッキ２２が内装
されている。
シールド掘進機（特願平 号参照）は、図１から
明瞭であるように複数本の円筒形の筒体部１と、外側鋼
殻２と、内側鋼殻２′とより構成されており、図２に示
すように筒体部１内にカッター４およびシールドを押進
するためのジャッキ１２が、外側鋼殻２と内側鋼殻２′
の間にはカッター２１とこの後方にジャッキ２２が内装
されている。
【００１２】この様式のシールド掘進機にあっては掘削
機本体のカッター４と外側鋼殻２と内側鋼殻２′の間に
内装されるカッター２１は通常の面板回転様式のカッタ
ーでありる。
機本体のカッター４と外側鋼殻２と内側鋼殻２′の間に
内装されるカッター２１は通常の面板回転様式のカッタ
ーでありる。
【００１３】これに対して、本発明におけるシールド掘
進機は、図３に示すように筒体部１内にカッター４が内
装されている点は、従来と同様な構造を有しているが、
これに加えてこの図面から明瞭であるように、外側鋼殻
２と内側鋼殻２′の間にはロータリスクリューカッタ６
がガイドシャフト９を介して案内されている。
進機は、図３に示すように筒体部１内にカッター４が内
装されている点は、従来と同様な構造を有しているが、
これに加えてこの図面から明瞭であるように、外側鋼殻
２と内側鋼殻２′の間にはロータリスクリューカッタ６
がガイドシャフト９を介して案内されている。
【００１４】図４および図７には、上記のロータリスク
リューカッタ６の取付け部および軸受部の詳細が示され
ている。これらの図面から明瞭であるようにロータリス
クリューカッタ６はガイドシャフト９により外側鋼殻２
と内側鋼殻２′間内を回転可能に案内されている。この
ガイドシャフト９の筒体部１に達する延長部は筒体部１
の構成部材に固定されており、このスクリューの延長部
の先端は軸受１０により支承されてドライブギヤ１３に
係合している。このドライブギヤ１３は油圧モータ或い
は電動モータ１４のピニオン１５と噛合っている。
リューカッタ６の取付け部および軸受部の詳細が示され
ている。これらの図面から明瞭であるようにロータリス
クリューカッタ６はガイドシャフト９により外側鋼殻２
と内側鋼殻２′間内を回転可能に案内されている。この
ガイドシャフト９の筒体部１に達する延長部は筒体部１
の構成部材に固定されており、このスクリューの延長部
の先端は軸受１０により支承されてドライブギヤ１３に
係合している。このドライブギヤ１３は油圧モータ或い
は電動モータ１４のピニオン１５と噛合っている。
【００１５】このガイドシャフト９は外側鋼殻２と内側
鋼殻２′間内を次の筒体部１′（図３もしくは図５参
照）にまで案内されており、その終端は筒体部１の構成
部材に強固に固定されている。
鋼殻２′間内を次の筒体部１′（図３もしくは図５参
照）にまで案内されており、その終端は筒体部１の構成
部材に強固に固定されている。
【００１６】ロータリスクリューカッタ６の取付けは図
４或いは図６に示すように、ガイドシャフト９をも含め
たロータリスクリューカッタ６の直径の約１／３が外側
鋼殻２と内側鋼殻２′間の空域内へと入込んでいるよう
に案内されている。これによりロータリスクリューカッ
タ６のカッテイングエッジは鋼殻２，２′に形成された
厚さと同じ幅を掘削し推進を容易にし、過大な掘削抵抗
が回避される。
４或いは図６に示すように、ガイドシャフト９をも含め
たロータリスクリューカッタ６の直径の約１／３が外側
鋼殻２と内側鋼殻２′間の空域内へと入込んでいるよう
に案内されている。これによりロータリスクリューカッ
タ６のカッテイングエッジは鋼殻２，２′に形成された
厚さと同じ幅を掘削し推進を容易にし、過大な掘削抵抗
が回避される。
【００１７】図３と図５は本発明によるシールド掘進機
の異なる実施例である。図３に示した実施例にあって
は、このシールド掘進機の掘削断面はほぼ楕円形であ
る。筒体部１内にはカッター４が設けられており、外側
鋼殻２と内側鋼殻２′の間にはガイドシャフト９を介し
てロータリスクリューカッタ６が案内されている。筒体
部１と１′間のリング部３の領域Ｘ内の外側鋼殻２と内
側鋼殻２′間においてロータリスクリューカッタ６はス
クリューの捩じれによって掘削されたずりの排送がこれ
らのスクリューが所属する筒体部１もしくは筒体部１′
方向またはリング部３の中央部において行われるように
するためである。ロータリスクリューカッタ６はリング
部３の領域Ｘを貫通して他方の筒体部１′へと連なって
いる。同様に図３において筒体部１と１および筒体部
１′と１′間のリング部３の領域Ｙにあってはロータリ
スクリューカッタ６が、同様に貫通して設けられている
ガイドシャフト９上を案内されている。この際、スクリ
ューの捩じれによってずりの排送が行われるように整向
されている。
の異なる実施例である。図３に示した実施例にあって
は、このシールド掘進機の掘削断面はほぼ楕円形であ
る。筒体部１内にはカッター４が設けられており、外側
鋼殻２と内側鋼殻２′の間にはガイドシャフト９を介し
てロータリスクリューカッタ６が案内されている。筒体
部１と１′間のリング部３の領域Ｘ内の外側鋼殻２と内
側鋼殻２′間においてロータリスクリューカッタ６はス
クリューの捩じれによって掘削されたずりの排送がこれ
らのスクリューが所属する筒体部１もしくは筒体部１′
方向またはリング部３の中央部において行われるように
するためである。ロータリスクリューカッタ６はリング
部３の領域Ｘを貫通して他方の筒体部１′へと連なって
いる。同様に図３において筒体部１と１および筒体部
１′と１′間のリング部３の領域Ｙにあってはロータリ
スクリューカッタ６が、同様に貫通して設けられている
ガイドシャフト９上を案内されている。この際、スクリ
ューの捩じれによってずりの排送が行われるように整向
されている。
【００１８】図５に示した実施例のシールド掘進機によ
り掘削される断面はほぼ長方形である。この実施例の場
合も、図３に示した実施例におけると同様に、ロータリ
スクリューカッタ６は取付けられている。
り掘削される断面はほぼ長方形である。この実施例の場
合も、図３に示した実施例におけると同様に、ロータリ
スクリューカッタ６は取付けられている。
【００１９】図６には上記のロータリスクリューカッタ
６の掘削およびずり排送の一態様を示した。この図にあ
って、参照符号６はロータリスクリューカッタ、９はガ
イドシャフト、２は外側鋼殻、２′は内側鋼殻、１８は
ずりである。この図の実施例の場合、スクリューカッタ
６により掘削されたずり１８は排送管１７を経て排送さ
れる。
６の掘削およびずり排送の一態様を示した。この図にあ
って、参照符号６はロータリスクリューカッタ、９はガ
イドシャフト、２は外側鋼殻、２′は内側鋼殻、１８は
ずりである。この図の実施例の場合、スクリューカッタ
６により掘削されたずり１８は排送管１７を経て排送さ
れる。
【００２０】その際、このずりの排送を行うために、ロ
ータリスクリューカッタ６のスクリューの捩じれの方向
は、上記したように、筒体部方向でずりの排送が行われ
るようにか、或いはスクリュー中央部で排送が行われる
ようにかのいずれかの方法に選択されているのが有利で
ある。
ータリスクリューカッタ６のスクリューの捩じれの方向
は、上記したように、筒体部方向でずりの排送が行われ
るようにか、或いはスクリュー中央部で排送が行われる
ようにかのいずれかの方法に選択されているのが有利で
ある。
【００２１】図４或いは７には筒体部１内におけるカッ
タの配設、この筒体部１から導出されているガイドシャ
フト９に案内されているロータリスクリューカッタ６の
配設を詳細に示した図である。この際ロータリスクリュ
ーカッタ６の駆動機構全体を参照符号Ｋで示した。筒体
部１，１′内には回転カッタ４が筒体部１であるシール
ドスキン部から幾分突出する形でこの筒体部１の端面に
取付けられている。この回転カッタ４は筒体部１，１′
の内部に設けられているモータ２３により回転される。
この回転カッタ４が回転し、掘削作業を行うことにより
掘削されたずりは、後方に設けられている排送管１９を
経て搬出される。掘削の進捗と共にシールド掘進機は、
これに設けられているシールド推進ジャッキ１２，２２
が既に前作業工程において後方領域においては建込まれ
ているセグメント２４，２０に反力をとることにより前
方へと推進される。シールド掘進機の推進により空いた
シールドテール部には順次セグメントが同様な方法で建
込まれる。このシールド掘進機の前進の際、筒体部１と
１′間に設けられているロータリスクリューカッタ６も
同様に前進されることは自明のことである。
タの配設、この筒体部１から導出されているガイドシャ
フト９に案内されているロータリスクリューカッタ６の
配設を詳細に示した図である。この際ロータリスクリュ
ーカッタ６の駆動機構全体を参照符号Ｋで示した。筒体
部１，１′内には回転カッタ４が筒体部１であるシール
ドスキン部から幾分突出する形でこの筒体部１の端面に
取付けられている。この回転カッタ４は筒体部１，１′
の内部に設けられているモータ２３により回転される。
この回転カッタ４が回転し、掘削作業を行うことにより
掘削されたずりは、後方に設けられている排送管１９を
経て搬出される。掘削の進捗と共にシールド掘進機は、
これに設けられているシールド推進ジャッキ１２，２２
が既に前作業工程において後方領域においては建込まれ
ているセグメント２４，２０に反力をとることにより前
方へと推進される。シールド掘進機の推進により空いた
シールドテール部には順次セグメントが同様な方法で建
込まれる。このシールド掘進機の前進の際、筒体部１と
１′間に設けられているロータリスクリューカッタ６も
同様に前進されることは自明のことである。
【００２２】
【発明の効果】本発明により螺旋状の掘削羽根に直接回
転力を与えることにより、スクリューケーシングに沿っ
た任意の形状の軸を持つ円形断面の穴の掘削が可能にな
り、更にカッタを回転軸と直角方向に移動することによ
り帯状断面の連続したシェルの掘削が可能となる。
転力を与えることにより、スクリューケーシングに沿っ
た任意の形状の軸を持つ円形断面の穴の掘削が可能にな
り、更にカッタを回転軸と直角方向に移動することによ
り帯状断面の連続したシェルの掘削が可能となる。
【図１】本発明の前提となる本発明者等が出願した発明
の明細書に記載したシールド掘進機の概略断面図であ
る。
の明細書に記載したシールド掘進機の概略断面図であ
る。
【図２】図１に示した公知のシールド掘進機の掘削機器
を装備した詳細図である。
を装備した詳細図である。
【図３】本発明によるシールド掘進機の一実施例を示す
図である。
図である。
【図４】本発明によるシールド掘進機に備えられるロー
タリスクリューカッタとその案内のために設けられるガ
イドシャフトの筒体部への取付け態様を詳細に示した図
である。
タリスクリューカッタとその案内のために設けられるガ
イドシャフトの筒体部への取付け態様を詳細に示した図
である。
【図５】本発明によるシールド掘進機の他の実施例を示
す図である。
す図である。
【図６】ロータリスクリューカッタにより掘削されたず
りの排送態様を示す図である。
りの排送態様を示す図である。
【図７】本発明によるシールド掘進機の詳細図である。
１ 筒体部 ２ 外側鋼殻 ２′内側鋼殻 ３ リング部 ４ カッタ ６ ロータリスクリューカッタ ９ ガイドシャフト １０ 軸受 １２ ジャッキ １３ ドライブギヤ １４ モータ駆動機構 １５ ピニオン １６ スクリューケーシング １７ 排送管 １８ ずり １９ 排送管 ２０ セグメント ２１ カッタ ２２ ジャッキ ２３ （カッタ４のモータ） ２４ セグメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000231198 日本国土開発株式会社 東京都港区赤坂４丁目９番９号 (73)特許権者 000236610 不動建設株式会社 大阪府大阪市中央区平野町四丁目２番16 号 (73)特許権者 000006208 三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 (72)発明者 小磯 智恒 東京都文京区後楽二丁目２番８号 五洋 建設株式会社内 (72)発明者 桑原 秀樹 東京都新宿区荒木町13番地の４ 住友建 設株式会社内 (72)発明者 鶴岡 胤英 東京都千代田区一番町31番地 株式会社 銭高組内 (72)発明者 佐藤 康夫 東京都渋谷区渋谷一丁目16番14号 東急 建設株式会社内 (72)発明者 宮地 明彦 東京都港区赤坂四丁目９番９号 日本国 土開発株式会社内 (72)発明者 奥 利明 東京都台東区台東一丁目２番１号 不動 建設株式会社内 (72)発明者 塩谷 儀徳 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番 １号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (56)参考文献 特開 平２−24485（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−287982（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−239994（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/08 E21D 9/10 E21D 13/02
Claims (7)
- 【請求項１】 複数本の円筒形の筒体部（１）と、これ
らの筒体部（１）を連接する外側鋼殻（２）と内側鋼殻
（２′）とより成る閉断面シールド掘進機において、上
記筒体部（１）には通常のシールドトンネル掘進機と同
等の掘削作業に必要なカッタ（４）が、および筒体部
（１）とリング部（３）の両方には掘進後に掘削断面を
覆工するための覆工セグメント組立機械（５）が設けら
れており、外側鋼殻（２）と内側鋼殻（２′）との間に
ガイドシャフト（９）を介してロータリスクリューカッ
タ（６）が案内されていることを特徴とするシールド掘
進機。 - 【請求項２】 上記ロータリスクリューカッタ（６）の
カッタ刃先（７）の直径の約１／３が外側鋼殻（２）と
内側鋼殻（２′）間の空域内に入込んでいることを特徴
とする請求項１記載のシールド掘進機。 - 【請求項３】 上記ロータリスクリューカッタ（６）を
案内するガイドシャフト（９）は筒体の構成部材に固定
され、ロータリスクリューカッタ（６）は軸受部（１
０）と伝動機構（１３，１５）を備えた駆動機構（１
４）とにより筒体部（１）内から回転自由に設けられて
いることを特徴とする、請求項１記載のシールド掘進
機。 - 【請求項４】 上記ロータリスクリューカッタ（６）が
ガイドシャフト（９）上を回動自在に案内されているこ
とを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。 - 【請求項５】 上記ロータリスクリューカッタ（６）が
外側鋼殻（２）と内側鋼殻（２′）間において配設され
ていることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進
機。 - 【請求項６】 上記ロータリスクリューカッタ（６）の
捩じれが掘削された土砂を筒体部（１）の排土口方向或
いはリング部（３）の中央の排土口に排送されるように
構成されていることを特徴とする請求項５記載のシール
ド掘進機。 - 【請求項７】 上記ロータリスクリューカッタ（６）が
可撓性のリボンスクリューであることを特徴とする請求
項１記載のシールド掘進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261897A JP2870716B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261897A JP2870716B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | シールド掘進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166793A JPH07166793A (ja) | 1995-06-27 |
| JP2870716B2 true JP2870716B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
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