JPH0324715Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はシールド掘進機におけるシールドジヤ
ツキの支持装置に関し、詳しくは、シールド掘進
機によつて掘削されるトンネルが、左右または上
下方向に曲る半径の小さい急カーブであつても、
掘進機が支障なく曲進掘削できるようにしたシー
ルドジヤツキの支持装置に関する。これは、トン
ネル内に構築されたセグメントリングをシールド
ジヤツキで押圧して直進および曲進する、中折れ
構造のシールド掘進機の分野で利用されるもので
ある。

〔従来技術〕

シールド掘進機やトンネル掘削機など（以下、
シールド掘進機と総称する）は、トンネルを掘削
すると共にセグメントなどを用いてトンネル壁を
構築し、そのトンネル壁をシールドジヤツキで押
圧して直進したり曲進するようになつている。こ
のようなシールド掘進機が曲進掘削する場合にト
ンネルの曲りが緩やかであれば、掘進機本体が一
体構造のものでも、トンネル壁のうち曲進方向の
外側となる前端部を、シールドジヤツキの支持に
特別の機構を採用することなくシールドジヤツキ
で押圧することにより、曲進することができる。
一方、曲進をより一層容易にするために、掘進機
本体が前部と後部に分割された中折れ構造のもの
がある。これは、シールドジヤツキの変位を考慮
した支持構造が採用されていて、例えば第１１図
ａに示すように、各シールドジヤツキ１のシリン
ダ部２の前端２ａが、掘進機の前部本体１Ａの固
定部材３に図示しない球面によつて揺動可能に支
持されている。その後端２ｂは後部本体１Ｂのリ
ングガーダ４に固着された部材５に穿設された第
１１図ｂに示す長穴６に挿通され、上下方向に長
くなつている長穴６内に生じるシールドジヤツキ
１のシリンダ部２との空〓に板バネ７が介在され
ている。掘進機が例えば上方向に曲進する場合、
スプレツダ８がトンネル壁前端部を直進時とほぼ
同じ個所で押圧するようにシールドジヤツキ１を
伸長させると、その反力などによつて前部本体１
Ａが矢印９方向に中折れし、それに伴つてシール
ドジヤツキ１が後部本体１Ｂに対して傾斜するこ
とになり、上述の後端２ｂが矢印１０方向に板バ
ネ７の弾発力に抗して移動する。なお、矢印１０
と直交する矢印１１方向の変位は長穴６の短径部
により拘束され、シールドジヤツキ１の所定外方
向への変位が阻止されるようになつている。順次
曲進が繰り返された後直進掘削に戻る際には、前
述した板バネ７の復元力でシールドジヤツキ１が
長穴６のほぼ中央部に復帰されてその状態が維持
される。このようにシールドジヤツキのシリンダ
後部の変位が許容されると、スプレツダによる掘
進反力をとることが、やや小さい屈曲を要求され
るトンネルの場合に比較的対応し易い利点があ
る。

ところが、トンネルの曲りにますます急なもの
が要求される昨今では、上述した中折れ構造の掘
進機においてもより一層大きな中折れ角が必要と
されるようになつてきている。この場合に上述し
たシールドジヤツキの支持機構を採用すると、シ
リンダ部が本体の中折れ状態に相応する角度まで
揺動することが難しく、スプレツダがセグメント
前端部の押圧面から外れたり、ときには、構築さ
れたセグメントの一部を破損させるといつた問題
が起こる。これを回避するため上の例ではシリン
ダ後端の上下方向の変位量を増大させるために、
長穴の穿設された部材や長穴に介在された板バネ
を大きくしなければならず、掘進機内の限られた
スペースに納めることが困難になつたり、板バネ
そのものに広範囲な変形と所定の支持力を発揮さ
せることが容易でなくなり、シールドジヤツキの
シリンダ部の支持変位が不確実となる問題があ
る。

〔考案の目的〕

本考案は、上述の問題を解決するためになされ
たもので、その目的は、シールド掘進機が左右方
向または上下方向のいずれか一つの方向を曲進す
る場合、シールドジヤツキをそのシリンダ本体後
部近傍で所望方向へ変位させることができ、シー
ルド掘進機における急カーブトンネルの曲進掘削
が容易にできるようにしたシールド掘進機におけ
るシールドジヤツキの支持装置を提供することで
ある。

〔考案の構成〕

本考案のシールド掘進機におけるシールドジヤ
ツキの支持装置の特徴を、第１図に基づいて説明
すると以下の通りである。

シールド本体２１が中折れ構造となつていて、
シールドジヤツキ１の前方側１ａが前部本体２１
Ａに揺動自在に装着されているシールド掘進機に
おいて、後部本体２１Ｂに取り付けられたリング
ガーダ３１のウエブ３４に、シールドジヤツキ１
のシリンダ本体後部１ｄのための挿通穴３６が穿
設され、ウエブ３４の近傍にシリンダ本体後部１
ｄをほゞ緊密的に支持する支持穴３７の穿設され
たリングプレート３５が配置され、このリングプ
レート３５を上下または左右に変位させるための
変位駆動手段３８Ｒ，３８Ｌがリングガーダ３１
に装着されている。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本考案のシールド
掘進機におけるシールドジヤツキの支持装置の実
施例を詳細に説明する。

第１図および第２図に示すように、シールド掘
進機２０のシールド本体２１の構造は、その前部
本体２１Ａと後部本体２１Ｂとに分割され、後部
本体２１Ｂに固着されると共にその外面２２ａが
球面状に形成された接続部材２２と前部本体２１
Ａの内面とがシール材２３を介して摺動し、左右
または上下（図示は左右）方向のみに回動自在に
接続された中折れ構造となつている。すなわち、
接続部材２２の内面と前部本体２１Ａに固着され
た固定部材２４の後端にそれぞれピン挿通筒２５
ａ，２５ｂが本体２１の天井部と底部の２個所
（図は底部のみ表示）に設けられ、そのピン挿通
筒２５ａ，２５ｂに１本のピン軸２６が挿入され
ている。このような前部本体２１Ａと接続部材２
２には、第１図に示すように適数本（図示１本）
の中折れ用油圧シリンダ２７の各端部が装着さ
れ、その伸縮により２本のピン軸２６を中心にし
て左右方向２８への中折れができるようになつて
いる。なお、上述したシール材２３は、中折れの
如何に拘わらず掘進機２０内に切羽からの湧水や
掘削土の侵入を防止するために介在されているも
のである。シールドジヤツキ１は、その前方側１
ａが前部本体２１Ａに固着された固定部材２９に
球面軸継手３０を介して揺動可能に装着され、中
折れによる前部本体２１Ａの変向や後述するリン
グプレート３５の移動に伴うリングガーダ３１と
シールドジヤツキ１の相対位置の変化を吸収でき
るようになつている。なお、シールドジヤツキ１
のピストンロツド１ｂの先端１ｃには、球面軸継
手３２を介してトンネル壁３３（第２図参照）の
前端面に当接して掘進反力を受けるべく押圧する
スプレツダ８が装着されている。シールドジヤツ
キの支持装置は、後部本体２１Ｂに取り付けられ
たリングガーダ３１のウエブ３４に、リングプレ
ート３５の移動に伴うシリンダ本体後部１ｄの左
右方向の揺動を可能とするための挿通穴３６が穿
設されている。そのウエブ３４の前部または後部
（図示は後部）の近傍にリングプレート３５が配
置され、そのリングプレート３５にシリンダ本体
後部１ｄをほゞ緊密的に支持して、すなわち、そ
のシリンダ本体後部１ｄのリングプレート３５内
における左右および上下方向の移動を拘束して支
持する支持穴３７が穿設されている。このリング
プレート３５は第３図に示すように左右各１つの
半円リング３５Ｒ，３５Ｌから構成され、それぞ
れを左右に変位させるための変位駆動手段である
油圧シリンダ３８Ｒ，３８Ｌが設けられている。
これはその一端部がリングガーダ３１のフランジ
部３９に他端部が半円リング３５Ｒ，３５Ｌに固
着され、その伸縮作動によつて半円リングを同時
にまたは独立して矢印４０である左右方向に変位
させることができるようになつている。なお、リ
ングガーダ３１には例えば８個の突出ピン４１が
リングプレート３５に向けて固着されると共に、
リングプレート３５に穿設されている長穴４２に
突出ピン４１を嵌通させて、リングプレート３５
の矢印４０方向の変位をガイドできるようになつ
ている。このリングプレート３５は、後述するよ
うに手掘り式シールドなどではセグメント構築中
切羽からの土圧が作用することなく、上下または
左右方向において一方の半円リングを他方と独立
して変位させる必要がないので、１つのリング状
プレートとしておいてもよい。なお、本例は泥水
式シールド掘進機に適用した例であるので、第４
図における４３はカツタチヤンバ４４に取り込ま
れた掘削泥水を攪拌するアジテータ、４５，４６
は送泥管および排泥管であり、４７はセグメント
の組み立て用エレクタ装置、４８はカツタデイス
ク４９を回転させるリングギヤ、５０はそれに噛
み合うギヤー５１を駆動する油圧モータ、５２は
本体の中折れ時にカツタデイスク４９を曲進方向
へより一層変向させる油圧シリンダである。

上述の構成の実施例によれば、次のように掘進
機を作動させ急カーブのトンネルを掘削させるこ
とができる。

第１図において矢印２８ａ方向である左に曲進
する場合を説明すると、まず、適数個のシリンダ
２７を伸縮させて、シールド掘進機２０の前部本
体２１Ａを第２図に示す直進時の機軸中心線20ｍ
からθ度だけ中折れさせて機軸中心線を20nに移
す。シールドジヤツキ１の前方側１ａは球面軸継
手３０を介して固定部材２９に装着されているの
で、スプレツダ８がトンネル壁端面の押圧を維持
するようにシールドジヤツキ１が球面軸継手３０
を中心に傾き、いずれのシールドジヤツキ１もシ
ールド本体後部２１Ｂに対して平行でなくなろう
とする。シリンダ本体後部１ｄが挿通しているリ
ングガーダ３１のウエブ３４には径の大きな挿通
穴３６が穿設されているもののその後部に配設さ
れたリングプレート３５が動かなければシールド
ジヤツキ１の動きが拘束されることになるので、
油圧シリンダ３８Ｒ，３８Ｌの伸縮によりリング
プレート３５が左方向に移動される。すなわち、
シールド本体２１が所望の中折れ角となるまで左
の半円リング３５Ｌは油圧シリンダ３８Ｌの伸長
により、右の半円リング３５Ｒは油圧シリンダ３
８Ｒの縮小によつて行なわれる。それぞれの動き
は油圧シリンダの伸縮作動の停止後保持され、両
半円リング３５Ｒ，３５Ｌに穿設された支持穴３
７により緊密的に支持されたシールドジヤツキ１
のそれ以上の変位が停止される。この状態で第２
図中二点鎖線で示すトンネル壁３３を、曲進方向
の外側となる位置に装着されている複数個のシー
ルドジヤツキ１で押圧すると、その時の分力が油
圧シリンダ３８Ｒ，３８Ｌの保持力に勝ると、油
圧により油圧シリンダ３８Ｒ，３８Ｌの伸縮でシ
ールドジヤツキ１の変位を自動的に生じさせ、推
進力をスムーズに伝達させて、急カーブの曲進を
行ないながらトンネルを掘削することができる。
その押圧に伴つてシールド本体２１全体が中折れ
状態を保持し、その機軸中心線20nは急カーブに
沿つて刻々変位する。なお、第５図に示すストツ
パ金具５３は直進時に必要な半円リング３５Ｒ，
３５Ｌの締結ならびにリングプレート３５のセン
タリングのためにある。泥水シールドや土圧バラ
ンス式シールドでは、セグメントの構築中におい
ても切羽からシールド本体に土圧などが作用する
ため、トンネルの右または左半分でシールドジヤ
ツキ１による反力保持が要求される。その結果、
中折れ状態にある本体内でシールドジヤツキ１を
左右交互に伸縮させる必要がある。その際、１セ
グメントリングの構築の前後でセグメント前端面
を押圧するシールドジヤツキ１の姿勢角度が変化
する。リングプレート３５が１枚物であると、例
えば、左側の複数個のシールドジヤツキ１が縮小
する前に右側のシールドジヤツキ１の伸長がなさ
れて、それによつてセグメントの押圧が行なわれ
るが、そのときリングプレート３５の位置が保持
されることになるので、左側のシールドジヤツキ
１が縮小してセグメントが１リング分構築される
と、その状態で左のシールドジヤツキ１の姿勢角
が新たに構築されたセグメント端面に対して浅く
なり、その個所を押圧することができなくなる。
これを回避するために本例では、リングプレート
３５を２つの半円リング３５Ｒ，３５Ｌより構成
し、必要に応じて独立に変位させることにより、
左右におけるシールドジヤツキ１の伸縮とそれに
よるセグメントの押圧を可能にしている。しか
し、セグメントの構築中に切羽からの土圧が作用
しない手掘り式の場合などでは、上述の操作は必
要とされないのでリングプレート３５は１枚物で
あつても差し支えない。

このようにして、シールドジヤツキ１は左右に
おいて左右方向の中折れに応じた位置で支持さ
れ、しかも、シールドジヤツキ１の破損を回避し
かつ円滑に急カーブのトンネルを掘削することが
できる。なお、上下方向についても上述した例の
思想を適用すると急カーブな曲進掘削を行なうこ
とができる。

次に、上述のリングプレートによるシールドジ
ヤツキの支持を異ならせたものの例を説明する。
第６図を基に異なる点を述べると、シールドジヤ
ツキの支持装置は、シールド掘進機２０の後部本
体２１Ｂに取り付けられたリングガーダ３１のウ
エブ３４に、シールドジヤツキ１のシリンダ本体
後部１ｄが挿通され、後述するリングプレート５
７，５８による上下あるいは左右方向に揺動を可
能にする挿通穴３６が穿設されている。そのウエ
ブ３４の前部および後部のそれぞれに、第７図に
示すようにシリンダ本体後部の上下または左右方
向のみを支持する長穴５５，５６の穿設された１
対の半円リング５７Ｕ，５７Ｄおよび５８Ｒ，５
８Ｌからなる２つのリングプレート５７，５８が
配置されている。そして、第８図および第９図に
示すように、各リングプレート５７，５８を上下
または左右に変位させるための変位駆動手段であ
る油圧シリンダ５９，６０の各両端がリングガー
ダに３１のフランジ部３９と各リングプレート５
７，５８とに装着されている。なお、第７図に示
すように、リングプレート５７は上述の油圧シリ
ンダ５９によつて上下方向６１に変位するもので
あり、その際シリンダ本体後部を上下方向に拘束
し、左右の矢印６２方向の移動を許容するように
なつている一方、リングプレート５８は油圧シリ
ンダ６０によつて左右方向６３に変位するもので
あり、シリンダ本体後部を左右方向に拘束し、上
下の矢印６４方向の移動を許容するようになつて
いる。第６図に示すように、本体２１の中折れ中
心となるピン軸６５が左右にも設けられ、それを
油圧シリンダ６６，６７で抜き差しすることによ
つて上下方向の曲進または左右方向の曲進を選択
できるようになつている。そして、第１０図に示
すように半円リング５７Ｕ，５７Ｄとを当接させ
るためのストツパ金具６８が、前述した第５図と
同様に設けられ、リングプレート５８でも第９図
に示すようにストツパ金具６９が設けられてい
る。このような例においては、左右の曲進におい
てはリングプレート５８のみが変位され、上下方
向での曲進においてはリングプレート５７のみが
変位される。それによつて前述の例で述べたよう
なシールドジヤツキ１の支持が可能となる。直進
時はいずれのリングプレート５７，５８も中央に
位置され、シールドジヤツキ１はそれぞれの長穴
５５，５６の短径部でもつて上下左右の変位が拘
束されるようになつている。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したように、本考案のシールド
掘進機におけるシールドジヤツキの支持装置は、
後部本体に取り付けられたリングガーダのウエブ
に、シールドジヤツキのシリンダ本体後部の挿通
穴が穿設され、ウエブの近傍にシリンダ本体後部
をほゞ緊密的に支持する支持穴の穿設されたリン
グプレートが配置され、このリングプレートを上
下または左右に変位させるための変位駆動手段を
リングガーダに装着させたので、急カーブのトン
ネル掘削に際し、シールドジヤツキをシールド本
体の急カーブに沿つた曲進姿勢に合つたように変
位させると共にその支持を確実に行なうことがで
きる。したがつて、上下あるいは左右方向の急カ
ーブトンネルの掘削が極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のシールド掘進機におけるシー
ルドジヤツキの支持装置の斜視図、第２図はシー
ルドジヤツキの支持装置を備えたシールド掘進機
を平面的に見た断面図、第３図は第１図の−
線矢視図、第４図はシールドジヤツキの支持装置
を備えたシールド掘進機の縦断面図、第５図は第
３図の−線矢視図、第６図は異なる例の斜視
図、第７図はリングプレートの配置図、第８図は
第６図の−線矢視図、第９図は第６図の−
線矢視図、第１０図は第８図の−線矢視
図、第１１図ａは従来のシールドジヤツキの支持
装置の縦断面図、第１１図ｂは同図ａの−線
矢視断面図である。 １……シールドジヤツキ、１ａ……前方側、１
ｄ……シリンダ本体後部、２０……シールド掘進
機、２１……シールド本体、２１Ａ……前部本
体、２１Ｂ……後部本体、３１……リングガー
ダ、３４……ウエブ、３６……挿通穴、３５……
リングプレート、３７……支持穴、３８Ｒ，３８
Ｌ……変位駆動手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シールド本体が中折れ構造となつていて、シー
   ルドジヤツキの前方側が前部本体に揺動自在に装
   着されているシールド掘進機において、 後部本体に取り付けられたリングガータのウエ
   ブに、前記シールドジヤツキのシリンダ本体後部
   の挿通穴が穿設され、 前記ウエブの近傍に、前記シリンダ本体後部を
   ほゞ緊密的に支持する支持穴の穿設されたリング
   プレートが配置され、 このリングプレートを上下または左右に変位さ
   せるための変位駆動手段が前記リングガータに装
   着され、 ていることを特徴とするシールド掘進機における
   シールドジヤツキの支持装置。