JP3104148B2 - シ−ルドマシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カッタ−ビットの交換
が容易なシ−ルドマシンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地上部の立坑用地不足や、新しい需要と
しての海底横断トンネルの施工等から、シ−ルドの長距
離掘進技術が求められている。長距離掘進の課題とし
て、シ−ルドの耐久性が挙げられ、特にビットの磨耗は
激しく、掘進の途中で容易にビットを交換できる技術が
求められている。そこで、本出願人は図４、５に示すよ
うなシ−ルドマシン技術について過去に出願をしている
（特願平２−１２９０１６号）。このシ−ルドマシン
は、図４に示すように、シ−ルド本体としての筒体ａの
先端に、球体作業室ｂを回転自在に設置し、この球体作
業室ｂの前面にシ−ルドカッタｃを突出、収納可能に設
置した構造である。ここで、シ−ルドカッタｃは筒体ａ
内に収納させるため、当然筒体ａの直径よりも小さい径
で作製されている。従って、筒体ａの直径範囲を掘削す
るために、シ−ルドカッタｃの外周面からオ−バ−カッ
タｄを突出可能に設けてある。そして、カッタ部前面に
植設したビットｅの交換時には、図５に示すように、オ
−バ−カッタｄを収納し、球体作業室ｂを反転させて、
マシン内部においてビットｅの交換作業が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術には、
次のような問題点が存在する。 ＜イ＞オ−バ−カッタｄは、スポ−クに収納された筒状
のカッタが出入りするよう構成されていた。そのため、
中心から放射線状の伸びるスポ−クに収納されるという
構造から、オ−バ−カッタｄの伸縮量が限定され、１ｍ
近いカッタの伸縮量を必要とする施工には対応できな
い。

【０００４】＜ロ＞オ−バ−カッタｄは１本の筒状体で
あり、この筒状体はスポ−クに収納する必要性から径が
細いため、耐久性が小さい。

【０００５】＜ハ＞オ−バ−カッタｄの表面積が小さい
ため、植設するビットｅの量が限られ、掘削性能が低下
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題点を解決するためになされたもので、オ−バ−カッ
タの伸縮量を増大させ、かつオ−バ−カッタの耐久性及
び掘削性能を向上させることができるシ−ルドマシンを
提供することを目的とする。即ち、本発明は、筒体の先
端に回転自在の球体作業室を設け、この球体作業室の前
面に掘削カッタを設けたシ−ルドマシンにおいて、前記
掘削カッタは、２体の櫛状カッタを噛み合わせ、かつ拡
張及び折り畳み可能に設置し、拡張時には少なくとも筒
体直径寸法まで拡張し、折り畳み時には球体作業室内に
収納可能な寸法まで折り畳めるよう構成したことを特徴
とする、シ−ルドマシンである。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例について説明する。 ＜イ＞筒体 シ−ルドマシンの外殻は、図１に示すように、断面が円
形等の筒体１より構成する。筒体１の内面の周囲には、
筒体１の軸芯線と平行に複数の推進ジャッキ１１を配置
する。このジャッキ１１を伸長することによって、セグ
メント１２に反力をとって水平方向に推進するものであ
る。そして、筒体１の先端部分には、球体作業室２を回
転自在に収納設置する。筒体１と球体作業室２との間に
は当然シ−ルを設け、密閉状態に収納してある。

【０００８】＜ロ＞球体作業室 球体作業室２は、図１、２に示すように、中空のボ−ル
状体であり、その一部を切り欠いて切欠口２１を開設
し、その反対側には作業員等の入口２２を開設する。切
欠口２１は、隔壁２３により閉塞し、その隔壁２３の前
面に掘削カッタを装備する。また、球体作業室２内に
は、掘削カッタの駆動装置、スクリュ−コンベア２４な
どの掘削に必要な装備を行う。スクリュ−コンベア２４
は、途中で切断し、かつ接続可能な構造とする。このよ
うに構成した球体作業室２は、それ自体回転するため
に、その外側に支持枠を配置し、この支持枠内での球体
作業室２の回転を維持する（図示せず）。

【０００９】＜ハ＞掘削カッタ 掘削カッタは、図１、２に示すように、２体の櫛状カッ
タ３を噛み合わせ、かつ拡張及び折り畳み可能に隔壁２
３の前面に設置する。２体の櫛状カッタ３は、マシンの
中央部において、それらの刃部を噛み合わせた形状であ
る。そのため、筒体１の半径よりもカッタ長を長くする
ことができ、拡張時には少なくとも筒体１の直径寸法ま
で拡張することができる。また、櫛状カッタ３の表面に
は多数のビット３１を植設する。次に、櫛状カッタ３の
拡縮機構について説明する。図１に示すように、櫛状カ
ッタ３の外縁部にはビ−ム３２の一端を接合し、このビ
−ム３２の他端は球体作業室２内に装備したドラム３３
に軸支する。このドラム３３は、球体作業室２内に装備
した駆動モ−タ３４により回転可能に構成し、このドラ
ム３３を介して櫛状カッタ３を回転させることができ
る。また、ビ−ム３２の櫛状カッタ３２側には、油圧ジ
ャッキ３５の一端を軸支し、その他端は隔壁２３の中央
部に軸支する。この油圧ジャッキ３５を伸長すると、図
１に示すように櫛状カッタ３は拡張し、収縮させると、
図３に示すように折り畳まれる。櫛状カッタ３の折り畳
み時には、球体作業室２内に収納可能な寸法、即ち切欠
口２１の径よりも小さく折り畳めるよう構成する。

【００１０】

【使用方法】次に、上記のように構成したシ−ルドマシ
ンの使用方法について説明する。 ＜イ＞掘進作業 図１に示すように、油圧ジャッキ３５を伸長して櫛状カ
ッタ３を拡張した状態で、駆動モ−タ３４を駆動させ、
ドラム３３及びビ−ム３２を介して櫛状カッタ３を回転
させる。そして、セグメント１２に反力をとって推進ジ
ャッキ１１を伸長し、櫛状カッタ３により前方地山を掘
削して、筒体１を掘進させる。このとき、油圧ジャッキ
３５がチャンバ内の土を攪拌する効果が得られる。

【００１１】＜ロ＞ビットの交換 ある程度掘進して、ビット３１の磨耗が進んだことが予
想されたら、図３に示すように、油圧ジャッキ３５を収
縮させ、櫛状カッタ３を切欠口２１の径よりも小さく折
り畳む。次に、櫛状カッタ３全体を、ドラム３３及び隔
壁２３等と共に、スライドさせて球体作業室２内に取り
込む。そして、球体作業室２を回転させ、櫛状カッタ３
の前面を筒体１内部に向け、ビット３１の交換作業を行
う。交換作業は筒体１内部においてできるため、十分な
作業空間を確保でき、各種の機器を使用して安全、迅速
に行うことができる。ビット３１の交換が終了したら、
球体作業室２を再び回転し、元の状態に戻して、掘進作
業を続行する。

【００１２】

【本発明の効果】本発明は以上説明したようになるた
め、次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞櫛状カッタは噛み合わせた形状であるため、マシ
ンの半径よりもカッタ径を長くすることができる。従っ
て、今までにあまり施工されていなかった１ｍ近いカッ
タの伸縮量、あるいはそれ以上であっても、十分に対応
することができる。

【００１３】＜ロ＞オ−バ−カッタの形状は櫛状であ
り、さらにその櫛状体を噛み合わせて構成してあるた
め、従来の１本の細い筒体のオ−バ−カッタと比較する
と、著しく耐久性が増大する。

【００１４】＜ハ＞オ−バ−カッタを櫛状体とすること
で、その表面積を増大させ、ビットの植設量を増加させ
ることができ、掘削性能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 櫛状カッタを拡張した状態の側面図

【図２】 櫛状カッタを拡張した状態の正面図

【図３】 櫛状カッタを折り畳んだ状態の説明図

【図４】 従来技術の説明図

【図５】 従来技術の説明図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 迪弌 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 上原 俊明 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播 磨重工業株式会社 愛知工場内 (72)発明者 伊藤 広幸 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播 磨重工業株式会社 愛知工場内 (72)発明者 井上 年史 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 (72)発明者 七瀬 太志 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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/08 E21D 9/06 301

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒体の先端に回転自在の球体作業室を設
   け、この球体作業室の前面に掘削カッタを設けたシ−ル
   ドマシンにおいて、 前記掘削カッタは、２体の櫛状カッタを噛み合わせ、か
   つ拡張及び折り畳み可能に設置し、 拡張時には少なくとも筒体直径寸法まで拡張し、 折り畳み時には球体作業室内に収納可能な寸法まで折り
   畳めるよう構成したことを特徴とする、 シ−ルドマシン。