JP3361383B2 - シールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド本体のテール
プレート部で楔形セグメントを使用してセグメントを組
み立てることのできるシールド掘進機に関するもので、
特に、シールド本体を推進するためのシールドジャッキ
の関連構成を、楔形セグメントを使用する関係上改良す
るようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機は、よく知られているよ
うに、地中を掘進してトンネル等の地下坑を構築するた
めの掘進機である。その掘進の際には、すでに掘削した
地下坑周壁に内張りされている既設セグメントで反力を
とりつつシールドジャッキを伸長することによりシール
ド本体を推進し、同時に、シールド本体前部のカッタヘ
ッドで切羽を掘削する。こうして所定単位長さの地下坑
を掘進すると、そのシールドジャッキの伸長によりシー
ルド本体と既設セグメントとの間に軸方向に新たな空間
が形成されるので、この空間を作業空間に利用して、分
割された所定幅のセグメント片を隣接する既設のセグメ
ントに継ぎ足しながら円筒状に組み立てる作業を行う。
このセグメントによる地下坑の覆工作業には、周知のよ
うに、エレクタと称する覆工作業機が用いられている。
このエレクタで覆工作業を行う場合には、予めエレクタ
下方に搬入してあるセグメント片をエレクタで把持して
所定位置へ回動したり、シールド本体の径方向に移動し
たりして隣接する既設のセグメントと位置や姿勢が整合
するように位置決めする必要がある。その覆工作業の
際、楔形セグメントという特殊なセグメント片を用いる
こともあるが、その場合には、楔形セグメントをシール
ド本体の軸方向にも移動して隣接する既設のセグメント
間で形成される間隙に挿入することも必要となる。セグ
メントは、こうして、セグメント片を既設のセグメント
と接合しながら下方から上方に向かって円筒状に組み立
てる。そのため、その組立てに際し特に軸方向に移動す
ることが必要な楔形セグメントを用いてセグメントの組
立て作業をする場合には、作業空間として、セグメント
幅相当の軸方向距離を有する空間に加えて、セグメント
片の軸方向への移動操作を行えるに足るだけの空間もシ
ールド本体の軸方向に必要となる。そして、この作業空
間の軸方向距離は、シールドジャッキの伸長量により定
まることから、楔形セグメントを用いてセグメントの組
み立てを行おうとする場合には、シールドジャッキの伸
長量すなわちストロークを長くしなければならならず、
その結果、後述するようにシールド掘進機にとって無視
することができない各種の弊害が生じる。

【０００３】以上述べたことは、本発明の技術背景とな
る事項であるので、図８乃至図１０に基づいて以下に具
体的に説明する。図８は、楔形セグメントを用いてセグ
メントを組み立てを行う従来の一般的なシールド掘進機
の縦断面図、図９は、図８のシールド掘進機の要部を拡
大した縦断面図、図１０は、楔形セグメントを用いてセ
グメントを組み立てる場合の最も簡単な組立て例を示す
セグメントの正面図、図１１は、図１０のセグメントの
組立てに際し楔形セグメントの装着過程を示すセグメン
トの平面図である。

【０００４】図８及び図９において、１はシールド掘進
機により掘削した地下坑を覆工するための、すでに地下
坑に設置された既設のセグメント、２は後記シールド本
体３の前部に設けられた切羽掘削用のカッタヘッド、３
はシールド掘進機のシールド本体、４はカッタヘッド２
で掘削した掘削土砂を運搬して排出するためのスクリュ
ーコンベア、５はシリンダ本体５ａとピストンロッド５
ｂとから構成されて伸縮するシールドジャッキ、５ｃは
ピストンロッド５ｂの後端部に傾動自在に嵌着したシー
ルドジャッキスプレッダ、６はシールド本体３内に設置
された、セグメント１を組み立てるための覆工作業機で
あるエレクタ、７はシールド本体３の後部をなすテール
プレート、８はシールド本体３の内周に沿ってその強度
を増加する目的で付設されたリングガーダ、９は掘削室
となる外部空間と作業室となる内部空間とを仕切るよう
にシールド本体３に設けた隔壁、１０はこの隔壁９に固
定したジャッキポットである。セグメントは、シールド
掘進機により地下坑を単位長さ掘進後、エレクタ６の操
作により、既設のセグメント１に接合しつつ、シールド
本体３のテールプレート７の内面に沿ってこの内面と所
定の間隙を置いて円筒状に組み立てられる。シールドジ
ャッキ５は、組み立てられるセグメントの前端面に向け
て伸長しこれに当接するようにシールド本体３内に設置
されている。すなわち、シールドジャッキ５は、図９に
よく表されているように、シリンダ本体５ａの前端部が
隔壁９に固定のジャッキポット１０に取り付けられ、そ
の後端部がリングガーダ８の挿入孔８ａに挿入されると
ともに、ピストンロッド５ｂの後端部がシールドジャッ
キスプレッダ５ｃを介してセグメント１の前端面に当接
できるようになっている。こうしたシールドジャッキ５
は、シールド本体３の周方向に所定間隔をおいて複数個
設けられ、シールドジャッキスプレッダ５ｃをセグメン
ト１の前端面に当接してセグメント１で反力をとりつつ
これらを伸長することにより、シールド本体３を推進す
る。エレクタ６は、セグメントの組立てに際して、放射
状に分割された単位幅のセグメント片を、既設のセグメ
ント１と位置や姿勢が整合するよう接合できるようにす
るため、セグメント片を把持して回動操作したりシール
ド本体３の径方向及び軸方向に移動操作したりすること
ができるようになっている。

【０００５】従来の一般的なシールド掘進機は、このよ
うな構成を備えているので、地中を掘進しようとする場
合には、シールドジャッキスプレッダ５ｃを既設セグメ
ント１の前端面に当接してシールドジャッキ５を伸長す
ることにより、シールド本体３を推進し、同時にカッタ
ヘッド２を駆動する。こうして地下坑の掘進を進める
と、シールド本体３は、シールドジャッキ５の１ストロ
ーク分だけ軸方向に前進してシールド本体３と既設セグ
メント１との間に所定単位長さの空間が軸方向に形成さ
れる。セグメントを組み立てる場合には、この空間を作
業空間に利用し、エレクタ６を操作することにより、後
述する各種のセグメント片を下方より上方に向けて順次
連結し、例えば、図１０に示すように円筒状に組み立て
る。その場合、その組立て作業の邪魔になるシールドジ
ャッキ５は適宜縮小させ、シールド本体３が土圧で後退
しようとするのは、残りのシールドジャッキ５の適宜の
ものを伸長させることにより防ぐ。楔形セグメント１Ｋ
を用いてセグメントを組み立てる場合、後述するよう
に、実際上は必ずしも図１０に示すように組み立てられ
るものではなく、図１０は、説明の便のため、その場合
の最もシンプルな組立て例を示したものである。

【０００６】セグメントの組立てに用いる分割されたセ
グメント片は、何れも、図１０に示すように、円筒体を
放射状に分割したもので、Ａ形セグメント１Ａ、Ｂ形セ
グメント１Ｂ、Ｋ形セグメント１Ｋの３種類のものがあ
る。Ａ形セグメント１Ａは、通常用いられる標準タイプ
のセグメントであり、Ｋ形セグメント１Ｋは、セグメン
トを円筒状に組み立てる際の最終組立て段階だけに用い
るキーセグメントと称するもので、ここで特に用いられ
るキーセグメントは、楔状のキーセグメントである。ま
た、Ｂ形セグメント１Ｂは、基本的な骨格はＡ形セグメ
ント１Ａと同じであるが、このＫ形セグメント１Ｋの両
側に隣接する個所に用いるセグメント片であるため、Ｋ
形セグメント１Ｋの楔形の側面と合致する側面を一方に
有する。これらのセグメント１Ａ，１Ｂ，１Ｋによりセ
グメントを組み立てる場合には、まず、下方より上方に
向かってＡ形セグメント１Ａを接合し、次いで、その最
上部のＡ形セグメント１Ａの左右の側面にそれぞれＢ形
セグメント１Ｂを接合し、最後に、左右のＢ形セグメン
ト１Ｂの側面間にＫ形セグメント１Ｋを装着して接合す
る。こうしてセグメントを組み立てる場合、Ａ形セグメ
ント１Ａ及びＢ形セグメント１Ｂは、回動操作や径方向
への移動操作を行う必要があるが、軸方向へ移動操作す
る必要はほとんどない。これに対し、Ｋ形セグメント１
Ｋは、その構造上及び使用上の特質から、回動操作や径
方向への移動操作だけでなく、軸方向へも大きく移動操
作する必要がある。

【０００７】そこで、このＫ形セグメント１Ｋについて
詳述する。Ｋ形セグメント１Ｋすなわち楔形のキーセグ
メント１Ｋは、円弧状の内外周面と垂直な前後の両端面
と傾斜した左右の両側面とを有し、特に両側面には前方
に向かって末広がりとなるようなテーパが付けられてい
るため、図１１によく表されているように、平面視で等
脚台形状をなしている。また、その両側面には、図１０
によく表されているように、他のセグメント１Ａ，１Ｂ
と同様、円弧状の内外周面の円弧の中心を指向するよう
なテーパも付けられていて、外周面の弦の長さが内周面
の弦の長さよりも長くなっている。そのため、セグメン
トを組み立てる最後の段階で、左右のＢ形セグメント１
Ｂの側面間にＫ形セグメント１Ｋを装着しようとする場
合、このＫ形セグメント１Ｋを、Ｂ形セグメント１Ｂの
側面間の間隙と対向する位置に回動移動後、径方向外方
ａに移動してその間隙に押し込むことにより装着しよう
としても、Ｋ形セグメント１Ｋの外周面がその押込みの
障害となりその装着を行うことは不可能である。こうし
たことから、Ｋ形セグメント１Ｋを径方向外方ａに移動
してＢ形セグメント１Ｂの側面間の間隙に押し込もうと
する場合には、図１１に示すように、Ｋ形セグメント１
Ｋを、一旦、その間隙と対向する位置よりも所定距離Ｌ
₁だけ軸方向前方に移動させてからその間隙に押し込
み、しかる後、軸方向後方ｂに押し込んで挿入するよう
にしている。

【０００８】この説明から明らかなように、こうしたＫ
形セグメント１Ｋの装着には、距離Ｌ₁の挿入代が必要
になる。この挿入代の距離Ｌ₁は、当然のことながらＫ
形セグメント１Ｋのテーパ角度により異なるが、通常、
４００ｍｍ〜５００ｍｍ程度の距離は必要である。一
方、Ａ形セグメント１Ａ及びＢ形セグメント１Ｂのよう
な半径方向押し込みセグメントの装着には、こうした挿
入代は必要でないが、セグメントの組立ての際に軸方向
に不測の誤差が生じること等を考慮し、セグメントの組
立てを楔形のキーセグメントによっては行わないシール
ド掘進機でも、余裕をみて約１００ｍｍ程度の組立て代
をとっている。そうすると、セグメントの組立てを楔形
のキーセグメントにより行うシールド掘進機では、そう
でないシールド掘進機と比べ、４００ｍｍ〜５００ｍｍ
程度の挿入代から約１００ｍｍの組立て代を差し引いた
約３００ｍｍ〜４００ｍｍの距離だけ軸方向に長い作業
空間を確保できるようにすることが必要となる。そし
て、このような軸方向に長い作業空間を確保するために
は、シールドジャッキ５のストロークもそれだけ長くし
なければならず、シールドジャッキ５は、長さＬ₂の長
尺のものとなることから、シールド本体３の機長は、全
体で６００ｍｍ〜８００ｍｍ程度長くなる。このように
機長が長くなると、シールド本体３の地中への降下に用
いる立坑の径をそれだけ大きくしなければならないと
か、曲線掘進時の走行性能を低下を招き、更にはその曲
線掘進のために必要な余掘り量も大きくしなければなら
ならないとかといった各種の弊害が生じる。

【０００９】こうした弊害を解消しようとする従来の改
良型のシールド掘進機として特開平２ー４３４９５号公
報に記載されているシールドマシンを挙げることができ
る。この改良された従来のシールド掘進機は、シールド
本体のテールプレート部で楔形セグメントを使用してセ
グメントを組み立てることのできる図８のようなシール
ド掘進機において、シールドジャッキとして、縮小時の
長さを短くすることができ、かつ、伸長時の長さすなわ
ちストロークを長くすることのできる多段ジャッキを用
いるようにし、この多段ジャッキを、隔壁に設けた固定
部材に取り付けるようにしたものである。この多段ジャ
ッキは、２段ジャッキを例にとると、シリンダ本体内
に、通常のジャッキと同様、摺動自在にピストンロッド
を嵌合し、このピストンロッド内に更にこれよりも小径
の第２のピストンロッドを摺動自在に嵌合するようにし
たものである。すなわち、大径のピストンロッド内で小
径のピストンを摺動させることのできるよう、大径側の
ピストンロッドにシリンダとしての機能をも持たせるよ
うにして、ピストンロッドを複数段に構成するように
し、油圧の給排を適宜行うことによりピストンロッドを
伸縮可能にしたものである。こうした多段ジャッキは、
従来周知であるだけでなく、具体的構造が前記公報にも
示されているので、その詳細は前記公報を参照された
い。多段ジャッキは、以上述べたように、ピストンロッ
ドを複数段に構成するようにして伸縮可能にしたもので
あるから、伸長時の長さを長くすることができるもので
ありながら、縮小時の長さを通常のジャッキよりも短く
でき、これをシールドジャッキとして用いれば、シール
ド本体の機長を長くしなくてもすむ。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、シールド
ジャッキに多段ジャッキを用いた従来の技術では、シー
ルドジャッキの長さを短くしてシールド本体の機長を短
くすることはできるが、この多段ジャッキは、ピストン
ロッドが後段側になるにつれて前段側よりも細くなり、
かつ、伸縮可能に継がれているという構造上の特質か
ら、通常のジャッキよりも座屈しやすい。特に、楔形セ
グメントによりセグメントを組立てるシールド掘進機に
こうした多段ジャッキを用いた場合には、前述したこと
から明らかなように、そのストロークもそれだけ長くな
るため、こうした座屈しやすいという問題は一層助長さ
れることとなる。もっとも、ピストンロッドを太くすれ
ばこうした問題は一応解消できるが、シールド掘進機の
製作費が通常のシールド掘進機に比べて大幅に上昇する
のは勿論、シールドジャッキが通常のものに比べて著し
く大径となって設置や搬入の便の悪いものとなるため、
実用に供する上で新たな問題が生じる。

【００１１】本発明は、多段ジャッキを用いた従来の技
術に、以上述べたような問題があることに鑑み、その改
善を図ろうとするものであって、楔形セグメントにより
セグメントを組み立てるシールド掘進機において、この
従来の技術と同様、機長を短縮することができるだけで
はなく、シールドジャッキに座屈の危惧がなく、かつ、
実用に供することのできるシールド掘進機を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するため、前部にカッタヘッドを設けたシール
ド本体と、このシールド本体のテールプレート部で楔形
セグメントを用いてセグメントを組み立てることのでき
る手段と、組み立てられるセグメントの前端面に向けて
伸長するようにシールド本体内に設置されその前端面に
当接させて伸長させることによりシールド本体を推進す
る複数のシールドジャッキと、シールド本体の内周に沿
って設けられたリングガーダとを備えたシールド掘進機
において、シールド本体内に設置される複数のシールド
ジャッキのうち、上方の複数のシールドジャッキを多段
ジャッキにするとともにその余のシールドジャッキを多
段ジャッキよりもストロークの短い通常のジャッキに
し、多段ジャッキのシリンダ本体のロッド側にフランジ
を設けるとともにリングガーダにそのシリンダ本体を挿
入するための挿入孔を設けて、多段ジャッキのシリンダ
本体を、この挿入孔に挿入した状態でフランジを介して
リングガーダに取り付け、さらに、多段ジャッキにその
ストロークを検出する検出手段を設けて、多段ジャッキ
を縮小させる場合に、楔形セグメントを実際に装着する
位置に向けて伸長する多段ジャッキ以外の多段ジャッキ
を、その検出手段により、全ストローク縮小させるよう
にしないで、セグメントの組立て代に相当する距離又は
それよりも若干大きい距離だけ縮小させて停止させるよ
うに構成した。

【００１３】

【作用】本発明のシールド掘進機は、このように、シー
ルド本体内に設置される複数のシールドジャッキのう
ち、上方の複数のシールドジャッキを多段ジャッキにす
るとともにその余のシールドジャッキを多段ジャッキよ
りもストロークの短い通常のジャッキにしているので、
多段ジャッキを用いた従来の技術と同様、長尺のシール
ドジャッキによる従来の一般的なシールド掘進機より機
長を短縮することができる。さらに、多段ジャッキのシ
リンダ本体のロッド側にフランジを設けるとともにリン
グガーダにそのシリンダ本体を挿入するための挿入孔を
設け、多段ジャッキのシリンダ本体を、この挿入孔に挿
入した状態でフランジを介してリングガーダに取り付け
るようにしているので、多段ジャッキは、座屈の基準と
なる長さを著しく小さくすることができ、大径にしない
で座屈に対して強いものにすることができる。また、本
発明のシールド掘進機では、特に、多段ジャッキにその
ストロークを検出する検出手段を設けて、多段ジャッキ
を縮小させる場合に、楔形セグメントを実際に装着する
位置に向けて伸長する多段ジャッキ以外の多段ジャッキ
を、その検出手段により、全ストローク縮小させるよう
にしないで、セグメントの組立て代に相当する距離又は
それよりも若干大きい距離だけ縮小させて停止させるよ
うに構成しているので、セグメントを組み立てる際の無
駄な待機時間を有効に減少させることができる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例のシールド掘進機を図１乃至
図７に基づいて説明する。図１は、楔形セグメントを用
いてセグメントを組み立てを行う本発明の実施例のシー
ルド掘進機の縦断面図、図２は、図１のシールド掘進機
の要部を拡大した縦断面図、図３は、図１のシールド掘
進機の技術的意義を説明するためのシールド掘進機の縦
断面図、図４は、楔形セグメントを用いてセグメントを
組み立てる場合の典型的な組立て例を示すセグメントの
正面図、図５は、図４のセグメントを組み立てる場合の
シールドジャッキの設置の態様を示す本発明の実施例の
シールド掘進機の横断面図、図６は、本発明を中折れ式
シールド掘進機に適用した場合の実施例を示す縦断面
図、図７は、図６の実施例のＩ−Ｉ線断面図である。図
１乃至図７において、図８乃至図１１と同一の符号を付
けた部分は、これらの図面と同等の部分を表しているの
で、説明の重複を避けるため詳述しない。

【００１５】図１及び図２に示すように、本発明の実施
例のシールド掘進機は、図８及び図９に示す従来のシー
ルド掘進機と同様、前部にカッタヘッド２を設けたシー
ルド本体３と、このシールド本体３に設置されそのテー
ルプレート部７で楔形セグメント１Ｋを用いてセグメン
トを組み立てることのできるエレクタ６と、組み立てら
れるセグメントの前端面に向けて伸長するようにシール
ド本体３内に設置されその前端面に当接させて伸長させ
ることによりシールド本体３を推進する複数のシールド
ジャッキと、シールド本体３の内周に沿って設けられた
リングガーダ８とを備えている。

【００１６】そこで、本実施例のシールド掘進機の特徴
とする構成を説明すると、本実施例のシールド掘進機
は、図８及び図９に示す従来のシールド掘進機におい
て、シールド本体３内に設置される複数のシールドジャ
ッキ５のうち、楔セグメント１Ｋの装着作業の邪魔にな
る後述の上方所定位置のシールドジャッキ５を、多段ジ
ャッキ１５にするとともに、その余のシールドジャッキ
５を多段ジャッキ１５よりもストロークの短い通常のジ
ャッキ１６にしている。そして、多段ジャッキ１５のシ
リンダ本体１５ａのロッド側に環状のフランジ１１を付
設するとともに、リングガーダ８にそのシリンダ本体１
５ａを挿入するための挿入孔８ａを設け、多段ジャッキ
１５のシリンダ本体１５ａを、リングガーダ８の後面側
より挿入孔８ａに挿入してその後面に当接し、このよう
な状態において、フランジ１１をリングガーダ８の後面
に固着している。なお、このフランジ１１は、組立上又
は配置上の都合でリングガーダ８の前面に配置してもよ
い。したがって、多段ジャッキ１５は、図８及び図９に
示す従来のシールド掘進機のシールドジャッキ５ように
シリンダ本体５ａのボトム部が隔壁９に固定したジャッ
キポット１０に取り付られるのではなく、シリンダ本体
１５ａのロッド側がフランジ１１を介してリングガーダ
８に取り付けられる。その場合、当然のことながら、縮
小時のシールドジャッキ１５の後端すなわちシールドジ
ャッキスプレッダ５ｃの後端とセグメント１の前端との
間に、リングガーダ８やフランジ１１の付設位置等を調
節することにより、楔セグメントの挿入代Ｌ₁に相当す
る間隙を形成するようにする。本実施例では、多段ジャ
ッキ１５は、図２に示すように、二段ジャッキを採用し
ており、シリンダ１５ａとこれに摺動自在に嵌合した第
１ピストンロッド１５ｂとこの第１のピストンロッド１
５ｂよりも小径に形成されてこれに摺動自在に嵌合した
第２ピストンロッド１５ｃとからなっている。一方、通
常のシールドジャッキ１６は、ジャッキポット１０に取
り付けられるものの、従来のシールド掘進機のシールド
ジャッキ５のように隔壁に直接固定したジャッキポット
１０に取り付けるのではなく、所定長さのリブ１２を介
して隔壁９に固定したジャッキポット１０に取り付られ
る。すなわち、シールドジャッキ１６については、縮小
時のピストンロッドの後端とセグメント１の前端との間
に、少なくとも組立て代Ｌ₃に相当する間隙を設ければ
足ることから、図８や前記公報に示す従来のシールド掘
進機のシールドジャッキのように、縮小時のピストンロ
ッドの後端とセグメント１の前端との間に、楔セグメン
トの挿入代Ｌ₁相当分の間隙を画一的に設けて、ストロ
ークの長いシールドジャッキを用いるようなことはしな
いで、リブ１２を介して固定したジャッキポット１０に
取り付るようにしてストロークを短縮させることによ
り、通常のシールドジャッキ１６の長さをも短くできる
ようにした。

【００１７】このように、図８及び図９に示す従来のシ
ールド掘進機において、上方のシールドジャッキ５を多
段ジャッキ１５にするとともに、その余のシールドジャ
ッキ５を多段ジャッキ１５よりもストロークの短い通常
のジャッキ１６にしたことにより、シールド本体３の機
長を図３のＬ₆又はＬ₇に相当する長さだけ短縮すること
ができる。すなわち、これらのジャッキ１５，１６を、
仮に、図８に示す従来のシールド掘進機と同じ機長のも
のに設置したとすると図３に示すようになり、同図から
明らかなように、シールド本体３の隔壁９とシールドジ
ャッキ前端との間に、上方のシールドジャッキについて
は、従来の通常の長尺シールドジャッキ５の長さＬ₂と
本実施例の多段ジャッキ１５の長さＬ₅との差に相当す
る余裕長さＬ₇を捻出することができ、その余のシール
ドジャッキについては、従来の通常の長尺シールドジャ
ッキ５の長さＬ₂と本実施例の通常のシールドジャッキ
１６の長さＬ₄との差に相当する余裕長さＬ₆を捻出する
ことができる。したがって、本実施例によれば、これら
の余裕長さＬ₆，Ｌ₇のうちの短い方の長さだけ、シール
ド本体３の機長を短縮することができる。

【００１８】また、楔形セグメント１Ｋを用いて組み立
てるセグメントの幅を９００ｍｍして、長尺のシールド
ジャッキ５を用いた従来の一般的なシールド掘削機及び
多段ジャッキを用いた前記公報に記載されている従来の
技術について、各ジャッキの座屈の基準となる長さをそ
れぞれ想定してみると、前者における長尺のジャッキ５
の座屈長さＳ₁（図９参照）は３６００ｍｍ程度となる
のに対し、後者における多段ジャッキのそれは、二段ジ
ャッキの場合で２９００ｍｍ程度となって、長尺のジャ
ッキ５より相当短縮できるものの、依然としてかなり長
い。加えて、多段ジャッキは、「発明が解決しようとす
る課題」ですでに述べたように、その構造上の特質から
通常のジャッキと比べて座屈しやすいため、シールドジ
ャッキは、座屈を防ぐために通常のものに比べて著しく
大径となって設置や搬入の便の悪いものとなる。しかる
に、本実施例では、多段ジャッキ１５は、シリンダ本体
１５ａの後端部をフランジ１１を介してリングガーダ８
に取り付けるようにしているので、その座屈長さＳ
₂（図２参照）を１７００ｍｍ程度に短縮することがで
きる。そのため、多段ジャッキ１５は、従来の技術のよ
うには大径にしなくても座屈に強いものとなるから、シ
ールドジャッキに多段ジャッキ１５を用いても、従来の
技術のように実用上支障が生じることはない。さらに、
その余のシールドジャッキは、この多段ジャッキ１５よ
りもストロークの短い通常のジャッキ１６を用いている
ので、その長さも短縮することができ、シールドジャッ
キに多段ジャッキだけを用いた従来の技術に比べ、シー
ルドジャッキは、全体的に一層座屈に強いものとなる。

【００１９】ところで、楔形セグメント１Ｋを用いてセ
グメントを組み立てる場合には、楔形セグメント１Ｋ
は、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、１リング掘
進長ごとにセグメント１の左右の上部位置に互い違いに
装着するのが一般的である。したがって、このような態
様でセグメント１Ｋを組み立てるには、当然のことなが
ら、その左右の上部位置に向けて伸長するシールドジャ
ッキには、楔セグメント１Ｋの装着作業を妨げないよ
う、ストロークの長い多段ジャッキ１５を用いる必要が
ある。また、楔形セグメント１Ｋを装着するよう設定さ
れたその左右の上部位置に向けて伸長するシールドジャ
ッキは、シールド掘進機の掘進中のローリングにより、
当初のものとは入れ替わることもあるため、多段ジャッ
キ１５は、このような事態にも対応できるような態様で
設置する必要もある。そこで、これらのことも考慮した
シールドジャッキの設置の態様を図５に例示する。図５
は、Ｎｏ１からＮｏ１２までの１２個のシールドジャッ
キをシールド本体３に等間隔に設置した例を示すもの
で、これらのシールドジャッキのうち、右上側のＮｏ１
やＮｏ２のシールドジャッキ及び左上側のＮｏ１１やＮ
ｏ１２のシールドジャッキに、それそれ多段ジャッキ１
５を用いるようにしている。すなわち、多段ジャッキ１
５を用いるシールドジャッキは、シールド本体３の左右
の各最上部に位置するＮｏ１２、Ｎｏ１のシールドジャ
ッキ及びこのシールドジャッキに続いてシールド本体３
の左右の各上部に位置するＮｏ１１、Ｎｏ２のシールド
ジャッキである。そして、楔形セグメント１Ｋを用いて
セグメントを図４の（ａ）のように組み立てる場合に
は、Ｎｏ１２のシールドジャッキを全ストローク縮小さ
せ、図４の（ｂ）のように組み立てる場合には、Ｎｏ１
のシールドジャッキを全ストローク縮小させる。また、
セグメントを図４の（ａ）のように組み立てる場合にお
いてシールド掘進機が掘進中に左回転方向又は右回転方
向に多少ローリングしたときには、楔形セグメント１Ｋ
を装着する左上部の設定位置に向けて伸長するシールド
ジャッキがＮｏ１２のものに加えてこれに隣接するＮｏ
１又はＮｏ１１のものとなり、このＮｏ１又はＮｏ１１
のシールドジャッキも全ストローク縮小させる。一方、
図４の（ｂ）のように組み立てる場合において左回転方
向又は右回転方向に多少ローリングしたときには、楔形
セグメント１Ｋを装着する右上部の設定位置に向けて伸
長するシールドジャッキがＮｏ１のものに加えてこれに
隣接するＮｏ２又はＮｏ１２のものとなり、このＮｏ２
又はＮｏ１２のシールドジャッキも全ストローク縮小さ
せる。なお、シールドジャッキの配置は、セグメントの
配置により変えることがある。例えば、図１０のように
楔形セグメント１Ｋを真上に配置する場合、この楔形セ
グメント１Ｋに合わせて真上にシールドジャッキを配置
することがある。このような場合にも、前記したような
ことを考慮の上、楔形セグメントの装着位置に向けて伸
長するシールドジャッキのみ全ストローク縮小させるよ
うにすればよい。このように、シールド本体３内に設置
される複数のシールドジャッキのうち、楔形セグメント
を装着する予め設定された位置に向けて伸長する可能性
のあるシールドジャッキには、楔セグメント１Ｋの装着
の便のためにストロークの長い多段ジャッキ１５を用
い、その余のシールドジャッキには多段ジャッキ１Ｋよ
りもストロークの短い通常のジャッキ１６を用いる。そ
して、多段ジャッキ１５は、シールド本体３に設置され
たシールドジャッキのうちの上半部分のものに用いるよ
うにすれば、どのような事態にもほぼ対応することがで
き、これをどの部位のものに用いるかは、シールド掘進
機の機種や地質条件等に応じて本発明を実施する者が設
計上任意に選択すべき事項である。シールドジャッキに
多段ジャッキ１５を用いる場合には、前述したように、
多段ジャッキ１５のシリンダ本体１５ａをフランジ１１
を介してリングガーダ８の後面に取り付けるようにす
る。

【００２０】このように、本実施例のシールド掘進機で
は、シールド本体３内に設置されるシールドジャッキの
うちの上方の複数個のシールドジャッキに多段ジャッキ
１５を用いているが、この場合に、当該セグメントの組
立て作業の際に実際上全縮すべき多段ジャッキ１５は１
本又は２本であるから、残りの多段ジャッキ１５は縮小
させる際に敢えて全縮させる必要はない。例えば、図４
の（ａ）に示すような状態でセグメントを組み立てる場
合、図５に示すＮｏ１、Ｎｏ２、Ｎｏ１１及びＮｏ１２
の多段ジャッキ１５のうち実際に全縮すべきものは、Ｎ
ｏ１２の多段ジャッキ１５だけであるから、Ｎｏ１２の
多段ジャッキ１５だけを楔セグメントの挿入代Ｌ₁ に相
当する距離４００ｍｍ〜５００ｍｍ縮小させ、残りのＮ
ｏ１、Ｎｏ２及びＮｏ１１の多段ジャッキ１５は、前記
の通常のシールドジャッキ１６と同様、少なくとも組立
て代Ｌ₃ に相当する距離すなわち１００ｍｍだけ縮小さ
せるようにすれば足りる。こうしたことから、これら各
多段ジャッキ１５にそのストロークを検出する検出手段
を設け、多段ジャッキ１５を縮小させる場合に、楔形セ
グメント１Ｋの実際の装着位置に向けて伸長する多段ジ
ャッキ１５以外の多段ジャッキ１５は、その検出手段に
より、全ストローク縮小させないで、セグメントの組立
て代Ｌ₃ に相当する距離又はそれよりも若干大きい距離
だけ縮小させて停止させるように構成している。例え
ば、楔形セグメント１Ｋを図４の（ａ）に示す位置に装
着する場合、Ｎｏ１、Ｎｏ２及びＮｏ１１の多段ジャッ
キ１５の縮小動作を残り３００ｍｍの位置で停止させ、
楔形セグメント１Ｋを図４の（ｂ）に示す位置に装着す
る場合、Ｎｏ２、Ｎｏ１１及びＮｏ１２の多段ジャッキ
１５の縮小動作を残り３００ｍｍの位置で停止させるよ
うにすることが考えられる。因みに、シールドジャッキ
は、その縮小スピードが通常２０〜３０ｍｍ／秒程度で
あって、３００ｍｍ縮小するのに約１０秒かかるため、
３本を縮小するには約３０秒もかかることになる。本実
施例のシールド掘進機では、前記の構成を採用している
ので、セグメントを組み立てる際の無駄な待機時間を有
効に減少させることができる。

【００２１】次に、本発明を中折れ形シールド掘進機に
適用した実施例を図６及び図７に基づいて説明する。図
６及び図７において、３ａは、シールド本体３をなす中
折れ式シールド掘進機の前胴、３ｂはシールド本体３を
なす中折れ式シールド掘進機の後胴、１３は中折れ式シ
ールド掘進機の中折れ部、１４は前胴３ａと後胴３ｂと
に揺動可能に枢着した中折れジャッキである。前胴３ａ
は、後端部を後胴３ｂの前端部外面に対して嵌合して水
平方向に回動できるようにしており、これにより、シー
ルド本体３は、中折部１３で中折れできるように構成さ
れる。中折れジャッキ１４は、図７によく表されている
ように、シールド本体３の垂直方向の中心線に対して対
称的に複数個設置される。本実施例の中折れ式シールド
掘進機は、シールド本体３がこのように前胴３ａと後胴
３ｂとで構成されて中折れ部１３で中折れできるように
なっており、後胴３ｂの前端部には、リングガーダ８が
設けられている。多段ジャッキ１５のシリンダ本体１５
ａは、このリングガーダ８の後面に、図２で示したのと
同様の方式でフランジ１１を介して取り付けられてい
る。また、その余のシールドジャッキは、図１のシール
ド掘進機と同様、多段ジャッキ１５よりもストロークの
短い通常のジャッキ１６が用いられ、本実施例では多段
ジャッキ１５と同様にリングガーダ８の後面にフランジ
を介して取り付けられている。

【００２２】本発明をこのように中折れ形シールド掘進
機に適用すれば、前胴１ａの長さを大幅に短縮すること
ができるため、特に、曲線掘進することを使命とする中
折れ形シールド掘進機においては、その曲進性能を従来
の技術に比べて著しく向上させることができる。また、
中折れ式シールド掘進機においては、シールドジャッキ
１５，１６は、図７に示すように、中折れジャッキ１４
と交互に配置されてこれらのジャッキが錯綜するため、
設置の便のよいものにするよう小径にすることが一層必
要になる。加えて、シールドジャッキ１５，１６は、大
径にすると前胴１ａや後胴１ｂと干渉する恐れもあり、
こうしたことからも、その径を極力小さくすることが要
求される。しかるに、本実施例によれば、大径になりが
ちな多段ジャッキ１５は、前述したことから明らかなよ
うに、大径にしなくても座屈に強いものとなるから、中
折れ式シールド掘進機にとって設置の便のよいものとな
り、前胴１ａや後胴１ｂと干渉する恐れもない。本発明
は、このように、特に中折れ式シールド掘進機に適用し
た場合にその本来の効果を遺憾なく発揮することができ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、シールド本体のテールプレート部で楔形セグメント
を用いてセグメントを組み立てることのできるシールド
掘進機において、特に、「シールド本体内に設置される
複数のシールドジャッキのうち、上方の複数のシールド
ジャッキを多段ジャッキにするとともにその余のシール
ドジャッキを多段ジャッキよりもストロークの短い通常
のジャッキにし、多段ジャッキのシリンダ本体のロッド
側にフランジを設けるとともにリングガーダにそのシリ
ンダ本体を挿入するための挿入孔を設けて、多段ジャッ
キのシリンダ本体を、この挿入孔に挿入した状態でフラ
ンジを介してリングガーダに取り付けるようにした」の
で、従来の技術と同様、シールド本体の長さを短縮する
ことができるだけではなく、座屈に強くて大径になら
ず、設置や搬入の便の良好なシールドジャッキを備えた
実用的なシールド掘進機を得ることができる。また、本
シールド掘進機では、特に、多段ジャッキにそのストロ
ークを検出する検出手段を設けて、多段ジャッキを縮小
させる場合に、楔形セグメントを実際に装着する位置に
向けて伸長する多段ジャッキ以外の多段ジャッキを、そ
の検出手段により、全ストローク縮小させるようにしな
いで、セグメントの組立て代に相当する距離又はそれよ
りも若干大きい距離だけ縮小させて停止させるように構
成しているので、セグメントを組み立てる際の無駄な待
機時間を有効に減少させることができる。本発明を、特
に、特許請求の範囲の請求項３に示されているように中
折れ式シールド掘進機に実施した場合、その曲進性能を
従来の技術に比べて著しく向上させだけでなく、シール
ドジャッキが中折れジャッキとの関連において設置場所
の制約を受けたり、前胴、後胴と干渉したりする恐れが
なく、中折れ式シールド掘進機にとってきわめて使い勝
手のよいものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】楔形セグメントを用いてセグメントを組み立て
を行う本発明の実施例のシールド掘進機の縦断面図であ
る。

【図２】図１のシールド掘進機の要部を拡大した縦断面
図である。

【図３】図１のシールド掘進機の技術的意義を説明する
ためのシールド掘進機の縦断面図である。

【図４】楔形セグメントを用いてセグメントを組み立て
る場合の典型的な組立て例を示すセグメントの正面図で
ある。

【図５】図４のセグメントを組み立てる場合のシールド
ジャッキの設置の態様を示す本発明の実施例のシールド
掘進機の横断面図である。

【図６】本発明を中折れ式シールド掘進機に適用した場
合の実施例を示す縦断面図である。

【図７】図６の実施例のＩ−Ｉ線断面図である。

【図８】楔形セグメントを用いてセグメントを組み立て
を行う従来の一般的なシールド掘進機の縦断面図であ
る。

【図９】図８のシールド掘進機の要部を拡大した縦断面
図である。

【図１０】楔形セグメントを用いてセグメントを組み立
てる場合の最も簡単な組立て例を示すセグメントの正面
図である。

【図１１】図１０のセグメントの組立てに際し楔形セグ
メントの装着過程を示すセグメントの平面図である。

【符号の説明】

１ セグメント ２ カッタヘッド ３ シールド本体 ３ａ 前胴 ３ｂ 後胴 ４ スクリューコンベア ５ 通常のシールドジャッキ ５ｃ シールドジャッキスプレッダ ６ エレクタ ７ テールプレート ８ リングガーダ ８ａ 挿入孔 ９ 隔壁 １０ ジャッキポット １１ フランジ １２ リブ １３ 中折れ部 １４ 中折れジャッキ １５ 多段ジャッキ １５ａ シリンダ １５ｂ 第１ピストンロッド １５ｃ 第２ピストンロッド １６ 通常のシールドジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−43495（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−156095（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−95798（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301 - 302 E21D 11/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前部にカッタヘッドを設けたシールド本
   体と、このシールド本体のテールプレート部で楔形セグ
   メントを用いてセグメントを組み立てることのできる手
   段と、組み立てられるセグメントの前端面に向けて伸長
   するようにシールド本体内に設置されその前端面に当接
   させて伸長させることによりシールド本体を推進する複
   数のシールドジャッキと、シールド本体の内周に沿って
   設けられたリングガーダとを備えたシールド掘進機にお
   いて、シールド本体内に設置される複数のシールドジャ
   ッキのうち、上方の複数のシールドジャッキを多段ジャ
   ッキにするとともにその余のシールドジャッキを多段ジ
   ャッキよりもストロークの短い通常のジャッキにし、多
   段ジャッキのシリンダ本体のロッド側にフランジを設け
   るとともにリングガーダにそのシリンダ本体を挿入する
   ための挿入孔を設けて、多段ジャッキのシリンダ本体
   を、この挿入孔に挿入した状態でフランジを介してリン
   グガーダに取り付け、さらに、多段ジャッキにそのスト
   ロークを検出する検出手段を設けて、多段ジャッキを縮
   小させる場合に、楔形セグメントを実際に装着する位置
   に向けて伸長する多段ジャッキ以外の多段ジャッキを、
   その検出手段により、全ストローク縮小させるようにし
   ないで、セグメントの組立て代に相当する距離又はそれ
   よりも若干大きい距離だけ縮小させて停止させるように
   構成したことを特徴とするシールド掘進機。
2. 【請求項２】 多段ジャッキにするシールドジャッキが
   シールド本体の最上部に位置するシールドジャッキ及び
   このシールドジャッキに続いてシールド本体の左右の各
   上部に位置するシールドジャッキであることを特徴とす
   る請求項１のシールド掘進機。
3. 【請求項３】 シールド本体が前胴と後胴とで構成され
   て中折れできるようになっているとともにリングガーダ
   がこの後胴の前端部に設けられており、多段ジャッキの
   シリンダ本体をこのリングガーダに取り付けるようにし
   たことを特徴とする請求項１又は請求項２のシールド掘
   進機。