JPH0223676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、共通の支持枠に支持されていて掘進
削面方向に拡開可能であり、ジヤツキにより推進
可能な、掘削空間を保護するシールドスキン部を
形成している掘進メツセルを備えたメツセルシー
ルドに関する。

メツセルシールドは地山内にトンネル、横坑或
るいは他の地下空洞を掘削する際に使用される。
メツセルシールドを使用する際、例えば曲線のあ
る地下構築物を掘削したり、或いはシールドの進
行の際方向矯正を行わなければならない場合、方
向制御の問題が生じる。実際において、公知のメ
ツセルシールドにあつては方向制御もしくは操向
運動は、シールドを制御すべき方向のシールド側
面において多数の掘進メツセルを同時に推進する
ようにして行われた。この場合、このメツセル群
の共通の支持枠に支持される液圧ジヤツキは支持
枠にとどこおりおよび傾斜位置をもたらす。した
がつて支持枠およびこれと共に掘進メツセルとが
メツセル群が推進される側面方向に傾斜する。こ
のことから、方向制御のこの方法が全く不正確
で、また許容しがたいものであり、これによつて
は正確な制御運動が不可能であることが明らかで
ある。

本発明の課題は、メツセルシールドの方向制御
もしくは操向可能性を改善し、これに伴つて、出
来る限り正確な制御運動と方向矯正とを行うこと
を可能にすることである。

本発明の基本思想は、シールドスキン部に相対
して設けられた掘進メツセルが、これらの掘進メ
ツセルをこれらの掘進メツセルの一方が掘削壁面
方向に拡開された場合他方の掘進メツセルが強制
的に反対方向に移動するように連結している拡開
シリンダで連結されていることにある。

即ち、本発明では、それぞれシールドスキン部
に直径方向で相対して設けられている掘進メツセ
ルを、液圧拡開シリンダがこれらの掘進メツセル
の一方が掘削壁面方向に拡開された場合他方の掘
進メツセルが強制的に反対方向に移動するように
連結しており、この連結された掘進メツセルが同
じように所望の方向に制御されるように、掘進メ
ツセルの半径方向の拡開性を方向制御に利用す
る。この場合、連結された掘進メツセルは方向転
向或るいは方向矯正を行う際、その少くなくとも
ほぼ平行な位置を強制的に維持する。場合によつ
て機械的な連結等で行つてもよいが、掘進メツセ
ルの連結を、液圧拡開シリンダがシールドスキン
部に相対して設けられた掘進メツセルを、これら
の掘進メツセルの一方が掘削壁面方向に拡開され
た場合他方の掘進メツセルが強制的に反対方向に
移動するように連結する様式で行うのが有利であ
る。この様式の連結の場合掘進メツセルは液圧の
拡開シリンダにより支持枠に対して拡開可能であ
り、この際１つの掘進メツセルを掘削壁面方向に
拡開した際他方の掘進メツセルが強制的に相応す
る程度に入込まれる。即ち、この他方の掘進メツ
セルは掘削壁面から持上げられる。同様に上記の
様式で連結されているメツセルシールドの他方の
掘進メツセルの拡開シリンダを相応して制御する
ことによつて、正確に方向制御を達することがで
きる。

メツセルシールドの全部の掘進メツセルを対に
して上記の様式で連結し、各々の連結されたメツ
セル対のメツセルがシールドスキン部に互に相対
して存在するように構成するのが有利である。掘
進メツセルを対にして連結するのが有利ではある
が、場合によつては例えばそれぞれ２つの掘進メ
ツセルを抱括しているメツセル群の連結を、上記
の様式即ち、液圧拡開シリンダが相対して設けら
れた掘進メツセルを、これらの掘進メツセルの一
方が掘削壁面方向に拡開された場合他方の掘進メ
ツセルが強制的に反対方向に移動するように連結
する様式で行うことも可能である。

掘進メツセルの上記連結様式での強制的な連結
は制御技術的に有利に、連結された拡開シリンダ
のそれぞれを流体制御弁を介して量に依存しても
しくは工程に依存して拡開方向に負荷可能である
ようにして行うことができる。しかし、流体制御
弁の代りに配量シリンダを使用して、連結された
拡開シリンダを媒体の量を制御するようにして負
荷することによつても作業を行うことができる。
この場合、例えば配量シリンダの１つのシリンダ
室を拡開シリンダと、他方のシリンダ室を他方の
拡開シリンダと連通させることができる。上に述
べた全ての場合、掘進メツセルの掘削壁面方向へ
の拡開の際に容量が低減される、連結された液圧
の拡開シリンダのシリンダ室の各々を連通管の原
理で連結するのが有利である。上記のすべての場
合にとつて本質的なことは、連結されたメツセル
対の時間、量或いは行程に依存した制御機構とし
て働らく制御機構を、１つの掘進メツセルを掘削
壁面方向に拡開した際他方の掘進メツセルが強制
的に同じ程度だけ入込まれるように構成すること
である。この場合、矯正を行うための、連結され
た拡開シリンダの個々の負荷を可能にするため補
助弁装置を使用し、これによつて両方の連結され
た拡開シリンダを必要に応じて互いに対して無関
係に負荷できるようにするのが有利である。この
補助弁装置自体は流体調節弁を備えている。

構造上の点では、後方よりの曳行過程において
前進可能な、推進ジヤツキ等を介して結合し合つ
ている２つの支持枠部分から成る支持枠を使用す
るのが有利である。これによつて、両支持枠部分
を相前後する歩進状態で前方へと移動させ、この
際それぞれ静止している支持枠部分が掘進メツセ
ルと共に推進運動のための反力部を形成すること
が可能となる。支持枠部分が拡開シリンダの拡開
力により負荷されているので、支持枠の異論のな
い後方からの曳行が保証される。更に、両支持枠
部分に掘進メツセル用の拡開シリンダを設けるの
が有利である。また、支持枠部分の誤つた回転お
よびとどこおりを互いに阻止し合う、回転不能に
互いに入込み案内されている摺動案内部を介して
支持枠部分が互いに連結し合つているのが有利で
ある。この摺動案内部を函状に形成し、この函部
分が液圧推進ジヤツキを収容することができるよ
うに構成するのが有利である。

掘進メツセルを拡開シリンダを介して支持枠に
対して拡開可能なメツセル案内部によつて案内す
るのが有利である。

以下に添付図面に図示した実施例につき本発明
を詳記する。

図示したメツセルシールドは互いに平行に密接
して並んで設けられていてかつ円筒形のシールド
スキン部を形成する掘進メツセル１０を備えてい
る。この掘進メツセルは、公知のように、液圧ジ
ヤツキ１１により単独で或るいはグループにまと
められて掘進方向Ｖで推進可能である。各々の掘
進メツセル１０には、図示した実施例にあつて
は、２つの液圧ジヤツキ１１が設けられており、
これらのジヤツキ１１はそのピストンロツドで所
属している掘進メツセルの下側面に取付いてい
て、かつメツセルシールドの共通の支持枠１２に
対して支持されている。

支持枠１２は２つの支持枠部分１３および１４
から成り、これらの支持枠部分は液圧の推進ジヤ
ツキ１５を介して後方からの曳行進捗の際前方へ
と運動可能に互いに連結されている。更に、両支
持枠１３と１４は、回転不能に互いに滑動するよ
うに入込み合つている函形のテレスコープ状管体
１６と１７とから成る摺動案内部を介して結合し
合つている。この構成は第２図に示されている。
これらの摺動案内部は推進ジヤツキ１５を備えて
いる。これらの摺動案内部は等しい角距で環状の
支持枠部分１３と１４の周面にわたつて配分され
て設けられている。

既に述べたように、液圧のジヤツキ１１によ
り、掘進メツセル１０は単独で或るいはグループ
にまとめられて掘進方向Ｖで推進される。この場
合、ジヤツキ１１は後方の支持枠部分１４に支持
されている。全掘進メツセル１０がその液圧ジヤ
ツキ１１のストローク分だけ推進されると、直ち
に支持枠が後方から曳行される。この場合、先ず
前方の支持枠部分１３が液圧の推進ジヤツキ１５
で前進移動される。この場合、テレスコープ状に
滑動して互いの内に入込み可能にかつ回転不能に
互いの内で案内されている摺動案内部１６，１７
は支持枠部分１３と１４の相対的な回転運動およ
びとどこおりを阻止する。前方の支持枠部分１３
が前方に移動されてしまうと、直ちに後方の支持
枠部１４が推進ジヤツキ１５を反対方向に負荷す
ることによつて、および／又は掘進メツセル１０
のジヤツキ１１を相応して圧力負荷することによ
つて後方から曳行される。

掘進メツセル１０は、公知のようにＴ字形の溝
案内部として形成されているメツセル案内部１８
内を案内されている。液圧の拡開シリンダ１９は
両支持枠部分１３と１４の周面にわたつて分散し
て設けられている。これらの液圧拡開シリンダ１
９は支持枠部分に支持されていて、これらの拡開
シリンダにより掘進メツセルは半径方向で（図示
していない）掘削壁面方向に拡開可能である。こ
れらの拡開シリンダ１９によりメツセル案内部１
８が掘進メツセル１０と共に拡開可能である。掘
進メツセル１０は液圧拡開シリンダ１９を介して
両支持枠部分１３と１４にそれぞれ支持されてい
る。

円筒形のシールドスキン部にそれぞれ直径方向
で相対して並んでいる掘進メツセル１０は、液圧
拡開シリンダが相対して設けられた掘進メツセル
を、これらの掘進メツセルの一方が掘削壁面方向
に拡開された場合他方の掘進メツセルが強制的に
反対方向に移動するように連結している様式で連
結されている。第２図にはこの拡開シリンダ１９
の連結部を破線でのみ示した。第３図には液圧連
結部の有利な実施例を示した。直径方向で相対し
て設けられている掘進メツセル１０に所属する両
拡開シリンダ１９はそのシリンダ室２０が導管２
１と２２とを介して配量シリンダ２５の両シリン
ダ室２３と２４に接続されている。この配量シリ
ンダは両側でシリンダから吐出案内されて貫通し
ている配量ピストン２７を有するピストンロツド
２６を備えている。ピストンロツド２７の駆動
は、例えば作動シリンダ２８を介して行われ、こ
の作動シリンダ２８のピストンロツド２９は略図
したクラツチ３０を介して配量シリンダのピスト
ンロツド２６と結合されている。したがつて作動
シリンダ２８のピストンロツド３１が往復動した
場合配量ピストン２７も相応して往復運動を行
う。作業シリンダ２８の制御は制御弁３２で行わ
れる。この制御弁は入力側において導管３３を介
して液圧ポンプ３４に並びに導管３５を介してタ
ンク３６と結合されている。このタンクからポン
プが吸引を行う。ここで弁３２を制御することに
よつて作業シリンダ２８のストローク方向および
これに伴つて配量シリンダ２５のストローク方向
が制御される。

両拡開シリンダ１９のシリンダ室３７は導管３
８を介して連通管の原理で連通している。配量ピ
ストン２７が例えば左方向にストローク運動をし
た場合、所定の液体量が導管２１を介して左側の
拡開シリンダ１９のシリンダ室２０内に供給され
る。一方相当する液体量が導管２２を介して右側
の拡開シリンダ１９のシリンダ室２０から吸引さ
れて配量シリンダのシリンダ室２４内に入る。左
側の拡開シリンダのピストンは左方向へ一定のス
トローク運動を行う。この場合、この拡開シリン
ダのシリンダ室３７から押出される液体量は導管
３８を介して右側の拡開シリンダのシリンダ室３
７内に移送される。１方の拡開シリンダ或るいは
他方の拡開シリンダ１９が選択的に配量シリンダ
２５によつて所属する掘進メツセルの拡開が行わ
れるよう掘削壁面方向に負荷され、この場合他方
の拡開シリンダが先の拡開シリンダが行つた程度
だけ入込まれるように行われる。このようにし
て、液圧拡開シリンダが相対して設けられた掘進
メツセルを、これらの掘進メツセルの一方が掘削
壁面方向に拡開された場合他方の掘進メツセルが
強制的に反対方向に移動するように連結する連結
原理が実現される。なぜなら、液圧による結合と
量配量に基いて両拡開シリンダ１９がそれぞれ相
反する方向でのストローク運動を行い、これによ
つてこの拡開シリンダに所属する掘進メツセルが
同時に制御されるからである。もちろん、全メツ
セル対のための液圧系が上述様式の制御を行う。

上記の強制的な制御に依存せずに、拡開シリン
ダのストローク運動およびしたがつてメツセルの
位置に関して矯正を行うことを可能にするため、
拡開シリンダ１９の各々に２つの流体制御弁３９
と４０とを設け、これらの拡開シリンダの１方を
ポンプ圧力導管に、他方を還流側に接続し、かつ
出力側において制御弁４１と結合する。この制御
弁４１の出力側は導管２１と３８および２２と３
８と結合されている。したがつてこの制御弁４１
を操作する液圧拡開シリンダ１９は液圧の強制結
合に依存せずに一定に負荷され、そのとき生じる
矯正を行うことができる。

第４図による液圧制御は、第３図による圧力制
御と本質的に、配量シリンダ２５の代りに拡開シ
リンダ１９の加圧媒体配量された負荷が流体制御
弁４２を介して行われる点で異なる。この場合も
また、１方の拡開シリンダ１９が吐出している際
他方の拡開シリンダが強制的に同じ程度だけ繰込
まれるように行われる。更にこの実施例の場合
も、補助弁装置３９〜４２により拡開シリンダ１
９の圧力負荷が液圧の強制的な制御に依存せずに
可能である。

メツセルシールドおよびその制御装置の上記し
た本発明による構成によつて、メツセルシールド
の一定の制御運動の実施が可能となる。これと関
連して、メツセルシールドの制御を小型コンピユ
ータを使用して、シールドが万一その基準位置か
らそれた際その誤差を確認し、これに依存して方
向修正に必要な制御運動を、例えば第３図或いは
第４図に示された制御方式で行うことも１つの条
件として可能である。これによつて制御の自動化
を達することができる。既に述べたように拡開シ
リンダの負荷を行程、時間或るいは量に依存して
制御を行うことが可能である。

本発明によるメツセルシールドの方向制御は次
のように行われる。

即ち、拡開シリンダー１９で片側のメツセル１
０の案内部１８を押圧し、メツセル１０を平行移
動させる。そしてこのようなメツセルシールドに
おいて反対側のメツセル１０を液圧ジヤツキ１１
で最初に平行移動させたメツセル１０の地盤との
接圧部を支点として推進すれば方向制御が可能で
ある。

従来の一体的に形成された筒体のシールドはそ
の方向制御の別異のシリンダーを必要としたのに
対し、メツセルシールドの場合は推進用の液圧ジ
ヤツキをそのまま用いることができると共に掘進
メツセル１０の数を選択することにより小回りの
きく方向制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるメツセルシールドの縦断
面図。第２図はメツセルシールドの構断面である
が、この場合図面の左半分には第１図の線―
に沿つた断面図を、右半分には第１図の線―
に沿つた右半分を示した。第３図と第４図は拡開
シリンダが相対して設けられた掘進メツセルを、
これらの掘進メツセルの一方が掘削壁面方向に拡
開された場合他方の掘進メツセルが強制的に反対
方向に移動するように連結する連結様式で連結さ
れたメツセル対の液圧制御部の構造の２つの実施
例。 図中符号は、１０……掘進メツセル、１２……
支持枠、１９……拡開シリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共通の支持枠に支持されていて掘削壁面方向
   に拡開可能であり、ジヤツキにより推進可能な、
   掘削空間を保護するシールドスキン部を形成して
   いる掘進メツセルを備えたメツセルシールドにお
   いて、シールドスキン部に相対して設けられた掘
   進メツセル１０が、これらの掘進メツセルをそれ
   らの一方が掘削壁面方向に拡開された場合他方の
   掘進メツセルが強制的に反対方向に移動するよう
   に連結している液力拡開シリンダ１９によつて支
   持枠１２に対して拡開可能に連結されていること
   を特徴とする、メツセルシールド。 ２ シールドスキン部にそれぞれ相対して設けら
   れた掘進メツセルが、これらの掘進メツセルをそ
   れらの一方が掘削壁面方向に拡開された場合他方
   の掘進メツセルが強制的に反対方向に移動するよ
   うに連結している液力拡開シリンダで相反方向に
   調節運動が行われるように液力手段により結合し
   合つている、特許請求の範囲第１項に記載のメツ
   セルシールド。 ３ 支持枠１２が後方から曳行進捗で前方に運動
   可能なかつ推進ジヤツキ１５を介して結合し合つ
   ている支持枠部分１３，１４から成る、特許請求
   の範囲第１項或いは第２項に記載のメツセルシー
   ルド。 ４ 両支持枠部分１３，１４に掘進メツセル１０
   のための拡開シリンダ１９が設けられている、特
   許請求の範囲第３項に記載のメツセルシールド。 ５ 両支持枠部分１３，１４が回転不能に互いに
   入込み案内されている摺動案内部１６，１７を介
   して結合し合つている、特許請求の範囲第３項或
   いは第４項に記載のメツセルシールド。 ６ 摺動案内部１６，１７が函形に形成されてい
   て、液力推進ジヤツキ１５を収容している、特許
   請求の範囲第５項に記載のメツセルシールド。 ７ 掘進メツセル１０が拡開シリンダ１９によつ
   て支持枠１２に対して拡開可能なメツセル案内部
   １８によつて案内されている、特許請求の範囲第
   １項から第６項までのいずれか一つに記載のメツ
   セルシールド。 ８ 掘進メツセル１０が掘削壁方向面で拡開され
   た際容量が低減する、相対して設けられた掘進メ
   ツセルをそれらの一方が掘削壁面方向に拡開され
   た場合他方の掘進メツセルが強制的に反対方向に
   移動するように連結している液力拡開シリンダ１
   ９のためのシリンダ室３７が互いに連通管の原理
   で連通し合つている、特許請求の範囲第２項から
   第７項までのいずれか一つに記載のメツセルシー
   ルド。 ９ 相対して設けられた掘進メツセルをそれらの
   一方が掘削壁面方向に拡開された場合他方の掘進
   メツセルが強制的に反対方向に移動するように連
   結している液力拡開シリンダ１９がそれぞれ流体
   制御弁４２を介して負荷可能である、特許請求の
   範囲第２項から第８項までのいずれか一つに記載
   のメツセルシールド。 １０ 相対して設けられた掘進メツセルをそれら
   の一方が掘削壁面方向に拡開された場合他方の掘
   進メツセルが強制的に反対方向に移動するように
   連結している液力拡開シリンダ１９が配量シリン
   ダ２５により拡開方向で負荷可能である、特許請
   求の範囲第２項から第８項までのいずれか一つに
   記載のメツセルシールド。 １１ 配量シリンダ２５の一方のシリンダ室２３
   が一方の拡開シリンダ１９と、他方のシリンダ室
   ２４が他方の拡開シリンダと結合されている、特
   許請求の範囲第１０項に記載のメツセルシール
   ド。 １２ 両方の液力的に結合されている拡開シリン
   ダ１９が補助弁装置３９〜４１を介して互いに無
   関係に負荷可能である、特許請求の範囲第８項か
   ら第１１項までのいずれか一つに記載のメツセル
   シールド。