JPH01163395A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、シールド掘進機に関する。

（従来の技術） 周知のように、地下鉄トンネルの構築方法として、シー
ルド工法があり、この工法ではトンネルの掘削にシール
ド掘進機が使用される。

シールド掘進機には、各種の形式があるが、−般的には
円形断面のものが広く採用されている。

ところで、地下鉄トンネルでは、上下線の二本の軌条を
通常必要とする。

この場合、トンネルをそれぞれ個別に掘削すると、用地
的な面や、工期、工費に無駄が大きくなる。

そこで、円形の大断面を一度に掘削することが考えられ
るが、この方法では、個別に掘削する場合よりも若干工
期の点で有利になるものの、断面効率は改善されない。

このため、例えば、特開昭４７−４４９３１号公報に見
られるように、二つの円形断面をオーバラップさせた断
面で掘削するシールド掘進機が提案されているが、この
掘進機には以下に説明する欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） すなわち、上記公報に開示されているシールド掘進機で
は、円形断面をオーバラップさせた断面なので、その断
面効率は向上するものの、円形断面の二つのカッターデ
ィスクを前後方向にずらして配置しており、後方に位置
するカッターディスクは常時オーバラップ部分掘削する
ことになるので、その掘削断面が有効に利用できないと
いう問題があった。

また、掘削後に設置されるセグメントも円形をオーバラ
ップさせた形状なので、その組み立てや製作が複雑にな
るという問題もあった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、カッターディ
スクの掘削断面が有効に利用できるとともに、セグメン
トの組み立ておよび製作が簡単にできるシールド掘進機
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、略楕円断面の
スキンプレートと、このスキンプレートの先端に回転自
在に配置され、前記楕円の短軸長と略同じ長さのスポー
クと、このスポークの両端部に回転自在に支持され、か
つ、前記楕円の短軸長の略１／２の直径を有する一対の
円形カッターディスクと、これらのカッターディスクの
中心軸が前記スキンプレートの内周に沿って所定の間隔
を保ってそれぞれ移動させる移動装置とで構成した。

（作用） 上記構成のシールド掘進機によれば、スキンプレートの
内周に沿って回転駆動されながら移動装置で移動させら
れる一対のカッターディスクは、楕円断面のスキンプレ
ートの短軸長の略１／２なので、これらが相互にオーバ
ラップするのは、カッターディスクが短軸上の近傍に位
置するときだけなので、カッターディスクの掘削断面を
効果的に利用できる。

また、形成されるトンネルは、略楕円断面になり、円形
断面と二つの円形断面をオーバラップさせた断面との中
間の断面効率が得られるとともに、セグメントの形状も
楕円になり、製作、施工が比較的簡単にできる。

（実施例） 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参照
にして詳細に説明する。

第１図および第２図は、この発明にかかるシールド掘進
機の一実施例を示している。

同図に示すシールド掘進機は、この発明を土圧式シール
ド掘進機に適用したものを例示しており、両端が開口し
た楕円断面のスキンプレート１０と、このスキンプレー
ト１０の先端側に回転自在に配置されたスポーク１２と
、このスポーク１２の両端に回転自在に支持された一対
の円形カッターディスク１４．１４と、このカッターデ
ィスク１４をスキンプレート１０の内周に沿って公転移
動させる移動装置１５とから概略構成されている。

上記スキンプレート１０の先端側には、隔壁１６が固設
され、掘削土砂が充満される土庄室１８が隔成されてい
るとともに、スキンプレート１０内には掘進機を前進さ
せるための推進ジヤツキや、土圧室１８内の掘削土砂を
排出するためのスクリューコンベアなどが設置されてい
る。

上記スポーク１２は、長方形状に形成され、その前面に
カッタービット１２ａが固設されているとともに、上記
隔壁１６を貫通してスキンプレート１０の楕円の中心軸
上に位置し、スキンプレート１０の軸方向に沿って後方
に延びる回転軸２０に支持され、スポーク１２の長手方
向の長さは、スキンプレート１２の楕円の短軸よりも若
干短くなっており、スポーク１２は回転軸２０に取り付
けられた図外の駆動モータにより回転駆動される。

上記一対の円形カッターディスク１４は、実質的に同じ
構成をそなえており、スキンプレート１０の楕円の短軸
の略１／２の長さの円盤状のカッターフェイス１４ａと
、カッターフェイス１４ａの前面に固設されたカッター
ビット１４ｂと、カッターフェイス１４ａの背面に固着
された回転軸１４ｃとから構成され、各回転軸１４ｃの
後端にはカッターフェイス１４ａを回転駆動する駆動モ
ータ２２が設けられていて、カッターフェイス１４ａ、
１４ａは相互の干渉を防止するために前後方向に若干ズ
ラしである。

上記移動装置１５は、この実施例ではスポーク１２内に
内蔵された油圧ジヤツキ２４から構成され、油圧ジヤツ
キ２４の伸縮プランジャ２４ａの先端には上記カッター
ディスク１４の回転軸１４Ｃが係止されている。

また、上記スポーク１２の両端部には、その長手方向の
軸上から角部に向けて直線状に延びる一対のガイド溝１
２ｂが設けられていて、カッターディスク１４は油圧ジ
ヤツキ２４の伸縮によりこのガイド溝１２ｂにそって移
動する。

以上の構成を備えたシールド掘進機では、以下に説明す
るようにして各カッターディスク１４゜１４とスポーク
１２とを回転駆動することで、切羽の土砂を土圧室１８
内に取込みつつ推進ジヤツキを駆動することで掘削が行
われる。

第２図は、上記構成のシールド掘進機の掘削状態を模式
的に示した説明図である。

いま、一方のカッターディスク１４の回転中心を０　、
他方を０２とし、これらを駆動モータ２２で回転駆動し
つつ、かつ、スポーク１２を時計方向に回転させる。

ここで、第２図（ａ）に示すように、カッターディスク
１４．１４の中心Ｏ、Ｏがスキンプレート１０の楕円Ａ
の短軸ｐ１上にあるとき、移動装置１５の油圧ジヤツキ
２４を収縮させて０１゜０゜をスポーク１２の長手方向
の軸兎上に位置させ、スポーク１２の回転とともに徐々
に油圧ジヤツキ２４を伸長させ、ガイド溝１２ｂに沿っ
て外方に移動させて、第２図（ｂ）に示すように、各カ
ッターディスク１４．１４が約９０度回転したときにス
ポーク１２の角部に位置するように制御する。

そして、各カッターディスク１４．１４が９０度から１
８０度まで回転する間に、これらの中心０．０□か再び
楕円の短軸ｐ　上に戻るように油圧ジヤツキ２４を収縮
させ、以後はこのような制御を順次繰り返せば、カッタ
ーディスク１４は、第２図（ｂ）に仮想線で示すように
、スキンプレート１０の楕円の内方にあってこれに沿っ
た略カッターディスク１４の半径だけ小さい楕円軌道上
を自転しながら公転する。

そして、カッターディスク１４が掘残した部分は、スポ
ーク１２の回転駆動により掘削されるので、上述したよ
うにカッターディスク１４とスポーク１２とを回転駆動
すればスキンプレート１０とほぼ同じ大きさの楕円断面
が掘削され、スキンプレート１０の後端側に楕円断面の
セグメントを順次組み立てればトンネルが構築される。

なお、ガイド溝１２ｂの長さとその方向、および、油圧
ジヤツキ２４の伸縮量の制御は、上記のものに限られる
ことはなく、例えば、ガイド溝１２ｂをスポーク１２の
長手方向の軸（上に設定し、スポーク１２の回転量とカ
ッターディスク１４の公転角度とか同期するようにして
も良く、これらを適宜選択することにより、卵形、ひょ
うたん形など各種の楕円断面の掘削が可能になり、特に
占有幅に制限がある場合に、幅に適合した断面の選択が
可能になる。

以上のようにして掘削される楕円断面のトンネルでは、
従来の円断面と、２個の円断面を重合したものとの中間
の断面効率か得られる。

なお、上記実施例では、この発明を土庄式のシールド掘
進機に適用したものを例示したが、この発明の実施はこ
れに限定されることはなく他の形式のシールド掘進機に
も適用できる。

（発明の効果） 以上実施例で説明したように、この発明にかかるシール
ド掘進機によれば、スキンプレートの内周に沿って自転
しながら移動装置で公転移動させられる一対のカッター
ディスクは、楕円断面のスキンプレートの短軸長の略１
／２なので、これらか相互にオーバラップするのは、カ
ッターディスクか楕円の短軸上の近傍に位置するときだ
けなので、カッターディスクの掘削断面を効果的に利用
できる。

また、形成されるトンネルは、楕円断面になり、円形断
面と二つの円形断面をオーバラップさせた断面との中間
の断面効率が得られるとともに、セグメントの形状も楕
円になり、製作、施工が比較的簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシールド掘進機の一例を示す要部断面
図、第２図は同シールド掘進機のカッターディスクの公
転軌道の説明図である。 １０・・・・・・・・・・・・スキンプレート１２・・
・・・・・・・・・・スポーク１４・・・・・・・・・
・・・円形カッターディスク１５・・・・・・・・・・
・・移動装置特許出願人　　　　　　株式会社　大　林
　紙代　理　人　　　　　　弁理士　　−色健輔同　　
　　　　　　　同　　　松本雅利°宵１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 略楕円断面のスキンプレートと、このスキンプレートの
   先端に回転自在に配置され、前記楕円の短軸長と略同じ
   長さのスポークと、このスポークの両端部に回転自在に
   支持され、かつ、前記楕円の短軸長の略１／２の直径を
   有する一対の円形カッターディスクと、これらのカッタ
   ーディスクの中心軸が前記スキンプレートの内周に沿っ
   て所定の間隔を保ってそれぞれ移動させる移動装置とか
   らなることを特徴とするシールド掘進機。