JPH02256799A - 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〉 本発明は断面が楕円形状のトンネルを掘削するシールド
掘進機に関するものである。

〈従来の技術〉 断面が楕円形状のトンネルを掘削する場合、従来は、シ
ールド掘進機の掘削前面の中央カッターの周縁部に、切
削刃を有する伸縮スポークを出入り可能に設け、この伸
縮スポークをシールド掘進機の軸と直交方向に出入りさ
せて、掘削断面の径を伸縮させて行っている。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 前記した従来のシールド掘進機の場合は、次のような問
題点が存在する。

即ち、従来のシールド掘進機の伸縮スポークは、中央カ
ッターの外周から突出して位置するため、シールドカッ
ター全体における最大トルクを負担することになり、非
常に大きな土圧が作用する。

そのため、伸縮スポークの耐久性が問題となり、伸縮ス
ポークの延びしるに限界が生じてしまう。

従って、上記のような従来のシールド掘進機では、偏平
度の大きなトンネルの掘削が困難である。

〈本発明の目的〉 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、偏平度の大きな楕円形トンネルの掘削が可能な
シールド掘進機を提供することを目的とする。

〈本発明の構成〉 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〉シールド掘進機全体の構造 本発明のシールド掘進機の全体の構造は、楕円形の断面
を有するシールド外殻ｌの掘削前面に、自転及び摺動が
可能で、かつ掘削径の伸縮が可能なカッター装置を取り
付けた４７６造であり、その他通常のトンネル掘削を行
うことができる機能を有している。

〈口〉カッター装置く第１．２図〉 カッター装置は次の部材より構成する。

（１）開閉ジヤツキ シールド掘進機の掘削前面には、シールド掘進機の軸と
平行に、切羽側にロッドの拡張が可能な開閉ジヤツキ２
を位置させる。

この開閉ジヤツキ２は、テール側端部にモーター２１を
取り付けたジヤツキケース２２内に挿入し、挿入端をモ
ーター２１と連結する。

ジヤツキケース２２の内周面と開閉ジヤツキ２の外周面
との間にはスペーサーを配して、モーター２１の回転が
開閉ジヤツキ２にのみ伝達され、ジヤツキケース２２は
回転しないように構成する。

（２）摺動ジヤツキ 摺動ジヤツキ３は、ジヤツキケース２２を挟んで、シー
ルド外殻１の内周面に、シールド掘進機の軸と直交方向
に２体取り付ける。

そして、この２体の摺動ジヤツキ３の伸縮ロッドの各先
端部分に、ジヤツキケース２２を挟持して固定する。

従って、これらの摺動ジヤツキ３を伸縮させることによ
って、開閉ジヤツキ２を摺動させることができる。

（３）傘状スポーク 傘状スポーク４は、第２図に示すように、中心部４１か
ら放射状に配した同じ長さの鋼製スポーク群で構成し、
中心部４１は開閉ジヤツキ２のロッド先端に折れ曲がり
自在に軸支する。

この傘状スポーク４の径は、完全に開いた状悪において
、楕円径のシールド外殻１の最小径（第２図においては
シールド外殻１の中央部の腐さ）とほぼ等しい長さでよ
い。

従って、偏平度の大きなトンネルの掘削をする場合にお
いても、スポークにかがる土庄が小さ（、カッタートル
クが小さ（て済む。

各スポークの切羽側面には複数の掘削用ビット４２を固
定し、その反対側の面の途上には、棒状の支持部材４３
の一端を軸支する。

この支持部材４３の他端は、ジヤツキケース２２に軸支
する。

そのため、開閉ジヤツキ２を伸縮させることによって、
傘状スポーク４を傘のように開閉することが可能となり
、掘削径を伸縮することができるわけである。

なお、ジヤツキケース２２の途上には、シールド掘進機
の軸と直交方向に、スライド可能な掘削土砂の遮蔽板４
４を取り付けるとよい。

〈本発明の作ｍ〉 次に、本発明の作用について説明する。

以上のように本発明のシールド掘進機は、カッター装置
の掘削径を伸縮することが可能であると七もに、ノ１ツ
ター装置全体を摺動させることが可能である。

先ず、モータ２１を作動させて、開閉ジヤツキ２及び傘
状スポーク４を回転させる。

次に、摺動ジヤツキ３を伸縮させて、第２図に示す矢印
Ａのように傘状スポーク４を摺動させる。

このとき、シールド外殻１の中央部分では傘状スポーク
４を開いて、傘状スポーク４の径を最大にし、それから
シールド外殻１の左右両端に摺動するにつれて傘状スポ
ーク４を徐々に閉じて、シールド外殻１の左右両端部で
は傘状スポーク４の径が最小になるようにする。

これらの操作は、すべて電気的に連動することが可能で
ある。

以上のようにして、楕円径のトンネルの掘削が可能とな
る。

本発明のシールド掘進機の場合、傘状スポーク４の摺動
による掘削によって、傘状スポーク４の掘削径の拡張が
小さくて済み（トンネルの最小径と等しくてよい）、カ
ッタートルクが小さくなる。

従って、傘状スポーク４にかかる土圧を減少できるため
、傘状スポーク４の十分な強度及び耐久性を確保できる
。

〈その他の実施例１〉 その他の実施例として、第３図に示すように、開閉しな
い中央カッター５（スポーク型または面板ヤ）を、上記
実施例と同様に摺動及び回転可能に、シールド掘進機の
掘削前面に取り付ける。

この場合、中央カッター５の回転軸は伸縮しない隼なる
軸体を使用する。

中央カッター５の径は、シールド外殻１の最小径（第３
図ではシールド外殻１の中央部の高さ）よりも小さく形
成する。

次に、このカッター５の周縁部に、シトｌレド掘進機の
軸と直交方向に伸縮可能な伸縮スポーク６群を設ける。

伸縮スポーク６の切羽側の面には、複数の掘削用ビット
６１が突設されている。

また、中央カッター５に内装されたジヤツキ等によって
、中央カッター５の周縁部から突出し。

また収納が可能である。

伸縮スポーク６が最大に突出したときの掘削径は、シー
ルド外殻１の最小径とほぼ等しい長さとする。

掘削の際には、シールド外殻１の中央部分では伸縮スポ
ーク６を突出させて、掘削径を最大にし、それからシー
ルド外殻１の左右両端に摺動するにつれて伸縮スポーク
６を徐々に収納して、シールド外殻１の左右両端部では
掘削径が最小になるようにする。

これらの操作は、すべて電気的に連動することが可能で
ある。

以上のようにして、楕円径のトンネルの掘削が可４能と
なり、上記実施例と同様の作用効果を得ることができる
。

〈その他の実施例２〉 以上の二つ実施例は、１体のカッター装置をシールド掘
進機の掘削前面に取り付けた構造であるが、その他の実
施例として、複数のカッター装置を掘削前面に取り付け
ることも可能である。

この場合のカッター装置は、前記の開閉可能な傘状スポ
ーク型と、伸縮スポーク型の両方を採用することができ
る。

第４図は、伸縮スボ・−り型のカッター装置を２体取り
付けた場合を示す。

このとき、各、カッター装置は、シールド掘進機の前面
を余すことなく掘削できるよう適当な曲線上を摺動させ
、シールド外殻１の中央部において各カッターが接する
よう摺動軌跡を設定し、お互い対称な動きをさせること
で、カッターが噛み合うことかないようにする。

カッター装置を曲線状に摺動させるためには、摺動ジヤ
ツキによって回転移動させる方法や、ギアによって回転
移動させる方法など公知の手段を採用することができる
。

以上のように、自転及び摺動可能で、かつ掘削径を伸縮
できるカッター装置を複数取り付けることによって、さ
らに偏平度の大きなトンネルの掘削が良好に行える。

〈本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるので、次のような効果
を期待することができる。

〈イ〉従来のシールド掘進機のカッター装置は、掘削前
面の一点で回転する構造であるため、偏平度の大きいト
ンネルの径の大きい部分を掘削する場合には、伸縮スポ
ークの延びしろをかなり長く取る必要がある。

しかし、このように伸縮スポークの延びしろを長く取り
過ぎると、伸縮スポークはカッター装置全体における最
大トルクを負担することから、伸縮スポークに大きな土
圧がかかり、耐久性が間厘となる。

従って、伸縮スポークの延びしろに限界が生じてしまい
、偏平度の大きなトンネルの掘削が困難となる。

それに対して本発明のシールド掘進機のカッター装置は
、掘削径を伸縮することが可能であるとともに、ノｌツ
ター装ユ全体を摺動させることが可能である。

そのため、カッター装置の摺動による掘削によって、カ
ッター装置の掘削径の拡張が小さくて済み、カッタート
ルクが小さくなる。

従って、カッター装置にががる土圧を減少できるため、
カッター装置の十分な強度及び耐久性を確保でき、偏平
度の大きなトンネルの掘削も良好に行うことができる。

〈口〉トンネル掘削時のカッタートルクが小さいため、
駆動装置が小さいもので済む。

〈ハ〉自転及び摺動可能で、かつ掘削径を伸縮できるカ
ッター装置を、シールド掘進機の掘削前面に複数取り付
けることによって、さらに偏平度の大きなトンネルの掘
削が良好に行える。

また、楕円形のトンネルに限らず、あらゆる断面形状の
トンネルの掘ＩＴｑが可能となる。

さらに、今まで円と円の重なり部等堀残されていた部分
の掘削が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１ｍ：本発明のシールド掘進機の一実施例の説明図 第２図：シールド掘進機の掘削前面の正面図第３図：そ
の他の実施例１の説明図 第４図：その他の実施例２の説明図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面が楕円形状のトンネルを掘削するシールド掘
   進機において、 断面が楕円形状のシールド掘進機外殻と、 シールド掘進機の掘削前面に位置し、自転及び摺動が可
   能で、かつ掘削径の伸縮が可能なカッターよりなること
   を特徴とした、 シールド掘進機。
2. （２）断面が楕円形状のトンネルを掘削するシールド掘
   進機において、 断面が楕円形状のシールド掘進機外殻と、 シールド掘進機の掘削前面に位置し、自転及び摺動が可
   能な放射状に形成したスポーク群と、この放射状スポー
   ク群を、スポーク群の中心部を軸支点として開閉自在に
   構成し得る開閉機構と、スポーク群の掘削面側に取り付
   けた複数のビットとよりなることを特徴とした、 シールド掘進機。
3. （３）断面が楕円形状のトンネルを掘削するシールド掘
   進機において、 断面が楕円形状のシールド掘進機外殻と、 シールド掘進機の掘削前面に位置する自転及び摺動が可
   能な中央カッターと、 この中央カッターの周縁部に設け、シルード掘進機の軸
   と直交方向に伸縮可能なスポーク群と、このスポーク群
   の掘削面側に取り付けた複数のビットとよりなり、 スポーク群を伸縮させることによって、掘削径の伸縮を
   可能にした、 シールド掘進機。