JP3752660B2 - Shield excavator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘削機に関する
【0002】
【従来の技術】
図4は一般的な従来のシールド掘削機の概略構成を示している。このシールド掘削機10は、その外殻を構成するスキンプレート3の前部に、地山を掘削するためのカッタ1を備えた前胴部2を首振り可能に設けたもので、スキンプレート3内には、掘削した土砂を後方に送るための機構やセグメント7を所定形状に組み立てるエレクタ、組み立てたセグメントに反力を得てシールド掘削機10を推進させるための推進ジャッキ4等の各種機構が備えられている。
【0003】
このシールド掘削機10は、スキンプレート3のテール部を長く設定し、通常のシールド掘削機に比べて1リング多い、2リング分のセグメント7を組み立てることができるようにしたもので、これにより、高速化施工に寄与できるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように全長を長く設定したシールド掘削機10は、その反面、急曲線施工が難しいという問題を有している。
【0005】
本発明は、上記事情を考慮し、急曲線施工に対応できるようにした、全長を長くすることの可能なシールド掘削機を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明のシールド掘削機は、シールド掘削機の外殻を構成するスキンプレートの長さ方向の少なくとも一部が、同軸状に配され且つ軸線方向に相対スライド自在とされることで伸縮可能とされた2つの筒体の組み合わせで構成されており、前記2つの筒体が、外筒体と該外筒体の内周に配された内筒体との二重構造として組み合わせられ、前記外筒体と内筒体の対向する周面に形成された凹部と凸部が嵌まり合うことで、外筒体と内筒体が厚さ方向にラップしていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、各実施形態に共通のシールド掘削機の全体構成を示す概略側断面図である。このシールド掘削機20は、その外殻を構成するスキンプレート3の前部に、地山を掘削するためのカッタ1を備えた前胴部2を首振り可能に設け、スキンプレート3の内部に、掘削した土砂を後方に送るための機構や、セグメント7を所定形状に組み立てるエレクタ、組み立てたセグメントに反力を得てシールド掘削機20を推進させるための推進ジャッキ4等の各種機構を設けたもので、スキンプレート3のテール部を、固定筒体3Aと可動筒体3Bの組み合わせで構成している。
【0012】
可動筒体3Bは、固定筒体3Aに対して同軸に配され且つ軸線方向にスライド自在に組み合わせられており、可動筒体3Bを矢印方向にスライドさせることにより、スキンプレート3のテール部の長さを調節できるようになっている。
【0013】
即ち、図1(a)に示すように、可動筒体3Bを後側に伸長させれば、シールド掘削機20の全長をL1と長くすることができ、図1(b)に示すように、可動筒体3Bを退縮させれば、シールド掘削機20の全長をL2と短くすることができるようになっている。この場合、可動筒体3Bの伸縮長さは、セグメント7の幅(軸線方向長さ)などに応じて設定されており、テール部の長さを長くした場合は2リングのセグメント7に対応し、テール部の長さを短くした場合は1リングのセグメント7に対応するようになっている。
【0014】
このように固定筒体3Aと可動筒体3Bの組み合わせでスキンプレート3のテール部を構成した場合、これらを内筒体と外筒体の二重構造で単純に構成したとすると、テール部の厚さが大きくなってしまう。そこで、本発明では、固定筒体3Aと可動筒体3Bを、厚さ方向にラップさせた状態で組み合わせている。その具体的な構造例について以下に説明する。
【0015】
図2に示す第1実施形態の構造では、スキンプレート23のテール部を、固定筒体としての内筒体23Aと、その外周に配された可動筒体としての外筒体23Bの組み合わせで構成している。そして、内筒体23Aと外筒体23Bの対向する周面に形成した波形状の凹部25A、25Bと凸部24A、24Bを互いに嵌め合わせることで、内筒体23Aと外筒体23Bを厚さ方向にラップさせ、各筒体23A、23Bの強度を維持しながら(各筒体23A、23Bは横断面が波形の凹凸形状になっていることにより軸方向強度が高まる)、スキンプレート23のテール部としての全厚さを小さく抑えている。
【0016】
このようなテール部の構造を持つシールド掘削機では、前述したように、外筒体23Bを後側にスライドさせることでシールド掘削機の全長を長くすることができ、外筒体23Bを前側にスライドさせることでシールド掘削機の全長を短くすることができる。従って、通常の直線施工の際には、全長を長く設定して、2リング分のテール部で掘進し、急曲線施工の際には、全長を短く設定して、1リング分のテール部で掘進する。このようにすることで、高速化施工に対応しながら、急曲線施工にも対応できるようになる。なお、急曲線部ではセグメント7の幅も小さいので、テール部が短くなっても、シールド掘削機としての機能は何ら損なわれない。
【0017】
ここでは、外筒体23Bをスライドさせるための機構については図示省略してあるが、外筒体23Bのスライドは、専用の駆動機構で行ってもよいし、推進ジャッキを用いて行ってもよいし、チェーンブロックやウィンチ等を用いて手動で行ってもよい。
【0018】
図3(a)、(b)は第2実施形態のスキンプレート33のテール部の構造を示している。この構造では、スキンプレート33を構成する可動筒体33Bを、軸線を揃えて筒状に配された多数のロッド32の集合体で構成し、固定筒体33Aを、前記各ロッド32が軸線方向スライド自在に挿入されるパイプ31の筒状集合体で構成している。ロッド32は先端が連結リング35により環状に連結されており、パイプ31は全部が一体に結合されている。なお、パイプ31の集合体の代わりに、ロッド32の挿入孔を周壁の厚さ内に多数備えた多孔筒体(中空筒体)を使用してもよい。また、ロッド32は中実でも中空でもよい。
【0019】
このような構造において、各ロッド32はパイプ31に対してスライド可能に挿入されているので、ロッド32の集合体よりなる可動筒体33Bは、パイプ31の集合体よりなる固定筒体33Aに対して、軸線方向にスライド自在となっている。従って、前記第1実施形態と同様の使い方ができる。しかも、この構造の場合、スキンプレート33のテール部の厚みがパイプ31の径で決まるので、テール部の厚さを抑えることができる。また、パイプ31とロッド32の関係は油圧シリンダの関係と同じであるから、パイプ31の中に作動油を封入することにより、パイプ31とロッド32とで、ロッド32を伸縮駆動する油圧ジャッキを構成することもできる。そのようにすれば、可動筒体33Bのスライド動作を、自身の油圧ジャッキとしての機能を用いて行うことができる。
【0020】
なお、上記第1実施形態では、内筒体23Aを前方に位置させ、外筒体23Bを後方に位置させたが、逆に位置させてもよい。また、第2実施形態では、固定筒体33Aをパイプ31の集合体で構成し、可動筒体33Bをロッド32の集合体で構成したが、逆にしてもよい。即ち、固定筒体33Aをロッド32の集合体で構成し、可動筒体33Bをパイプ31の集合体で構成してもよい。
【0021】
また、上記実施形態では、2つの筒体(内筒体23A、外筒体23B、固定筒体33A、可動筒体33B)の組み合わせ構造をスキンプレートのテール部に配置したが、より前側に延長して配置してもよいし、スキンプレートの全長を2つの筒体の組み合わせで構成してもよい。
【0022】
また、シールド掘削機の形状については何ら限定されるものではなく、例えば断面視円形の他、断面視矩形等、構築すべきトンネルの断面形状に合わせればよい。また、上記シールド掘削機では、2つの筒体の組み合わせとしているが、3つ以上の筒体の組み合わせとしてもよい。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、スキンプレートの長さ方向の少なくとも一部を、相対スライド自在とされた2つの筒体の組み合わせで構成しているので、施工状況に応じてシールド掘削機の全長を調節することができる。従って、直線施工時は全長を長く設定することで高速施工化が可能であり、急曲線施工時は全長を短くすることで対応できるようになる。また、前記2つの筒体は、互いに厚さ方向にラップさせた状態で組み合わせているので、筒体の強度をできるだけ落とさずに、その部分の厚さを抑えられる。
【0024】
さらに、2つの筒体を外筒体と内筒体で構成し、外筒体と内筒体の周面の凹部と凸部を嵌め合わせることで、外筒体と内筒体を厚さ方向にラップさせているので、筒体の強度を維持しながら全体の厚さを抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明のシールド掘削機の全体構成を示す概略側断面図であり、(a)はシールド掘削機の全長を延ばした状態の図、(b)は全長を短縮した状態の図である。
【図2】 本発明の実施形態のシールド掘削機の固定筒体と可動筒体の関係を示す要部拡大図である。
【図3】 (a)は本発明の別の実施形態のシールド掘削機の固定筒体と可動筒体の関係を示す要部拡大図、(b)はその横断面図である。
【図4】 従来のシールド掘削機の例を示す概略側断面図である。
【符号の説明】
3 スキンプレート
3A 固定筒体
3B 可動筒体
20 シールド掘削機
23 スキンプレート
23A 内筒体
23B 外筒体
24A 凸部
24B 凸部
25A 凹部
25B 凹部
31 パイプ
32 ロッド
33 スキンプレート
33A 固定筒体
33B 可動筒体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention also relates to the shield excavator [0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows a schematic configuration of a general conventional shield excavator. This
[0003]
This
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the
[0005]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a shield excavator capable of extending the overall length, which can cope with sharp curve construction.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The shield excavator according to the first aspect of the present invention is such that at least a part of the length direction of the skin plate constituting the outer shell of the shield excavator is arranged coaxially and is slidable relative to the axial direction. It is composed of a combination of two cylinders made possible, and the two cylinders are combined as a double structure of an outer cylinder and an inner cylinder arranged on the inner periphery of the outer cylinder, The outer cylinder and the inner cylinder are wrapped in the thickness direction by fitting a concave portion and a convex portion formed on the opposing circumferential surfaces of the outer cylinder and the inner cylinder .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view showing the overall configuration of a shield excavator common to the embodiments. This
[0012]
The
[0013]
That is, as shown in FIG. 1A, if the
[0014]
In this way, when the tail portion of the
[0015]
In the structure of the first embodiment shown in FIG. 2, the tail portion of the
[0016]
In the shield excavator having such a tail structure, as described above, the entire length of the shield excavator can be increased by sliding the
[0017]
Here, the mechanism for sliding the outer
[0018]
3A and 3B show the structure of the tail portion of the
[0019]
In such a structure, each
[0020]
In the first embodiment, the
[0021]
Moreover, in the said embodiment, although the combined structure of two cylinders (
[0022]
Further, the shape of the shield excavator is not limited in any way, and may be matched with the cross-sectional shape of the tunnel to be constructed, for example, in addition to a circular shape in cross-sectional view and a rectangular shape in cross-sectional view. Moreover, in the said shield excavator, although it is set as the combination of two cylinders, it is good also as a combination of three or more cylinders.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of
[0024]
Furthermore , two cylinders are comprised by the outer cylinder body and the inner cylinder body, and the outer cylinder body and the inner cylinder body are made into thickness direction by fitting the recessed part and convex part of the peripheral surface of an outer cylinder body and an inner cylinder body. As a result, the overall thickness can be reduced while maintaining the strength of the cylinder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view showing the overall configuration of a shielded excavator according to the present invention, in which (a) shows a state in which the entire length of the shield excavator is extended, and (b) shows a state in which the total length is shortened. FIG.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a relationship between a fixed cylinder and a movable cylinder of the shield excavator according to the embodiment of the present invention.
3A is an enlarged view of a main part showing a relationship between a fixed cylinder and a movable cylinder of a shield excavator according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view thereof.
FIG. 4 is a schematic side sectional view showing an example of a conventional shield excavator.
[Explanation of symbols]
3
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