JPH04115095A - 地中掘削機 - 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、地下鉄、道路用トンネルや上下水道等に適用
できる断面の横坑や、橋梁や建物の基礎、立坑を地中に
深く鉛直に沈下させて築造する場合のケーソンや、地下
鉄道の出入口等のための斜坑を構築するのに適した地中
掘削機が、その掘進延長上にて曲線部を施工する際、掘
削後の断面を容易に通過するために、切羽の任意箇所を
掘削する「余掘り」を行うことができる、任意断面を掘
削可能な地中掘削機に関する。

なお、本発明における地中とは地表面を含む地盤を意味
するもので、従って運河や開水路の築造に用いられる地
中掘削機も本発明に含まれるものである。

（従来の技術） 地中に横坑を構築する場合、種々の理由により、第６図
に示すように、直線施工の状態から所定の位置において
曲線施工を行うことがある。

この曲線区間では地中掘削機が掘削後の断面内を容易に
通過するためには、いわゆる「余掘り」と称し、地中掘
削機の両側を余分に掘削する必要がある。

従来、第７図（ａ）、（ロ）に示す如き、円形断面の掘
削機では、余掘り用の出没自在なコピー力・ツタ−を設
け、曲線区間においてはこのコピーカッターを突出せし
め、（Ｃ）図において斜線図Ｕで示す部分の余掘りを行
っていた。

しかるに、最近地下空間の有効利用という観点から、地
中の掘削断面を単なる円形断面のみならず、効率良く所
望の任意断面を掘削し得る掘削機が要望されるに至って
いる。

この掘削機としては、例えば既に本出願人によって提出
された特願平１−２６１３８１号が存在する。

すなわち、第８図（ａ）は矩形断面を掘削可能な地中掘
削機の正面図、（ロ）はその縦断面を示すものであり、
この地中掘削機では掘削具にいわゆる平行リンク機構の
動きを行わせて地山を掘削するようにしているが、この
種の地中掘削機においても、曲線区間の場合には第９図
において斜線で示すように、余掘り部分を設ける必要が
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この種の地中掘削機において、余掘り用
のコピーカッターを設けたものはなく、曲線施工を円滑
に行い難いという課題があった。

本発明はこのようなことに鑑み提案されたもので、その
目的とするところは、任意断面となる矩形、円形、楕円
形、馬蹄形あるいはそれらの複合型断面等の横坑、立坑
、斜坑等を構築するために用いる、平行リンク機構で回
動する掘削具を備えた地中掘削機において、曲線部の掘
進では、「余掘り」を行う機構を作動させ、曲線部にお
いても、容易に施工を行うことのできる地中掘削機を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、平行リンク機構で回動する掘削具を有した地
中掘削機において、外周部分の掘削具に設けられた掘削
刃群が、外周方向に移動する機構を設けた構成としたこ
とにより上記目的を達成している。

（作用） 本発明では、上記のように構成し、要するに平行リンク
機構を有する掘削具の部材の一部を、回転あるいはスラ
イドして移動させ、部材に装着された掘削刃群の一部を
張り出し可能に構成することにより、回動する間に「余
掘り」を必要とする断面も容易に掘削できるようにし、
地中掘削機が曲線部においても、掘削断面を容易に通過
可能としている。

（実施例１） 第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示すもので
、このうち第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明に適用可能
な、シールド掘削機の如き地中掘削機の例で、掘削断面
が略長方形をなす場合を示す。図において、１は地中掘
削機、２は地中掘削機の一構成要素である断面形状が略
長方形をなすシールド筒で、その前方にはフード３が形
成され、また、前方内には切羽室を形成するために隔壁
４で仕切られている。５は上方に２個、下方に２個ずつ
配置され、かつ隔壁４に回転自在に支持された中空短円
柱状の回転体で、この回転体５はその中心から偏位した
位置において支持軸６が貫通されており、回転体５内で
あってその外周側に設けられ、かつ軸受ケース７によっ
て固定されたラジアルベアリング、スラストヘアリング
等の如きベアリング８によって支持されている。この支
持軸６は後述の掘削具２３に回転体５の運動を伝達する
もので、掘削断面の大きさや形状によって取付は位置が
選定される。

なお、図示されていないが回転体５と隔壁４との間およ
び回転体５と支持軸６との間には異物が入らない構造と
なっており、シール等かはどこされている。

しかして、支持軸６の内部には油道９が設けられ、この
油道９の後方は支持軸６の後端に設けられたスイベルジ
ヨイント１０を介し油圧管１１の一端と接続されている
。また、この油圧管１１の他端は回転体５に設けである
スイベルジョイン目２に接続されている。このスイベル
ジヨイント１２は回転体５の後部の略中央部に支持され
、かつ後方に油圧管１３が設けである。

なお、回転体５の後部の外周には回転体５を回転させる
ためのギア１６が設けられ、このギアＩ６は駆動モータ
ー１４の駆動軸に設けられたビニオンＩ５と噛合され、
これらの機構を介し回転するように構成されている。

また、上記において支持軸６内の油道９は支持軸６の前
端に設けられた横桁材２０の内部を通り、横桁材２０に
内蔵されたジヤツキ１９に接続され、ジヤツキ１９は油
圧により伸縮自在となっている。さらに、この横桁材２
０の両端部には詳しくは後述する機構により外側に偏位
可能な池削刃２２群を備え一 る縦桁材２１が連結され、ジヤツキ１９の一端は横桁２
０に連結され、かつ他端は縦桁材２１を偏位すべく縦桁
材２１に連結されている。また、これら各桁材の前面等
には多数の掘削刃２２が設けられ、このようにして掘削
具２３を構成し、この掘削具２３はいわゆる平行リンク
を形成すべく各支持軸６と連結されている。なお、この
掘削具２３の形状は図示の例ではほぼ矩形となっている
が、円形、その他の任意の形状でも良く、掘削断面の形
状により決定され、好ましくは１回転で掘削断面全体を
掘削できるように構成される。

その他、図中１７は隔壁４の下方に前端が連結されたス
クリューコンヘア等の排土装置、１８は推進用ジヤツキ
であり、隔壁４の後方であってシールド筒２の内側に適
数配置されている。

次に、上記構成の地中掘削機１の動作について説明する
。駆動装置により平行リンク機構を有する掘削具２３の
駆動機構の主要部である回転体５を回転させるが、複数
の回転体５は周期制御されていて、同時に同速で同方向
に回転し、この運動を支持軸６を介し掘削具２３に伝え
運動させる。そして、掘削具２３の前面に取付けられて
いる多数の掘削刃２２によって切羽を切削する。切削さ
れた土砂は切羽室に取込まれ、排出装置１７により適量
の排土をしながら掘進する。

なお、掘削具２３に取付けられている掘削刃２２の移動
範囲はほぼ掘削面全体を切削できる配置となっている。

第２図は第１図で示されるシールド掘削機を用いた、曲
線掘進における掘削具２３等の状況を示すもので構成は
第１図と同様であるが、掘削具２３を形成する横桁材２
０に連結した掘削刃２２群を備える縦桁２１がジヤツキ
１９等により、拡幅掘削する際に、横方向に移動して偏
位させることにより、掘削具２３に取付けられている掘
削刃２２の移動範囲は、図中斜線部で示される「余掘り
」部を含めた掘削面全体を切削できる配置となる。

第３図は本発明の第１実施例で、第１図、第２図に示さ
れる地中掘削機における掘削具２３の一部を拡大説明し
たものである。

図において、２１−１は縦桁材２１の端部の内部の一部
を加工したヒンジであり、第３図（ａ）、い）から明ら
かなように、横桁２０の端部の張出した部分にはヒンジ
２１−１を支承する支持部２０ａが形成され、その内部
には孔２０ｂが形成され、この孔２０ｂにヒンジ２１−
１は枢着されている。また、横桁２０端部の支持部２０
ａの上面は湾曲され、かつ縦桁材２１の端部の下面もそ
れに対応した形状に構成され、かつ横桁２０端部には縦
桁材２１の端部を収納・ガイドする空間部分から成るガ
イド部が形成されている。

なお、上記において掘削具２３の形状および平行リンク
のように駆動する手段は第１図（ａ）、（ｂ）に示した
構成に限定されるものでなく、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で種々の設計変更を行うことは任意である。

（実施例２） 第４図は本発明の第２実施例の要部を示すもので、第３
図と同様に地中掘削機１における掘削具２３の一部を拡
大したものである。

第１実施例と同様にジヤツキ１９の伸縮により、縦桁材
２１がヒンジ２１−１を中心に回転偏位するが、この場
合、縦桁材２１を加工して造るヒンジ２１−１の位置は
、第４図（ｄ）で示ずように横桁材２０と縦桁材２１の
接合箇所の下方とすることにより、掘削刃２２を有する
縦桁材２１の偏位はジヤツキ１９を伸長することにより
行うようにしている。

その他の構成、作用は前述の実施例と同様である。

（実施例３） 第５図は本発明の第３実施例で、地中掘削機における掘
削具２３の一部を示したものである。

この実施例では、第５図（ａ）（ｂｌで示すように、縦
桁材２１がスライドして側方に突出して張出し可能に、
横桁材２０に接続している。すなわち、縦桁材２１の端
部の横桁２０にヒンジ２１−１を形成し、このヒンジ２
１−１にジヤツキ１９の他端を連結した構成としている
。そして、第５図（ａ’）（ｂ’）に示すように、ジヤ
ツキ１９を伸長させることにより縦桁材２１は平行移動
し、掘削刃２２が移動した量の「余掘りＪを含めた断面
を掘削できるようにし、前述の第１、第２実施例に比べ
偏位機構を簡素化している。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、平行リンクの動きをなす
掘削具を有する地中掘削機において、回動する間に掘削
する掘削刃群の一部を、拡幅掘削する際に拡張方向に移
動可能としたから、平行リンク機構からなる掘削具を有
した地中掘削機であっても容易に「余掘り」を行うこと
ができ、曲線施工を容易に行い得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例で、このうち
第１図は、本発明の適用可能なシールド掘削機を示すも
ので、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ１図中人矢視図、
第２図は本発明作用時の状態を示す正面図、第３図は掘
削具を構成する桁材の接合部を拡大したもので、本発明
を作用させる機構の第１実施例を示すもので、（ａ）は
正面図、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は（ａ）図中各々Ｂ、
Ｃ，Ｄの断面の矢視図である。また、（ａ′）〜（ｄ”
）も同様の動作説明図である。第４図（ａ）〜（ｄ）、
（ａ’）〜（ｄ’）、第５図（ａ）　（ｂ）、（ａ’）
（ｂ’）はそれぞれ第３図と同様の形式で示した本発明
の第２、第３実施例、第６図はシールド掘削機による曲
線部における坑の掘削状況の平面図、第７図（ａ）は従
来のコピーカッターを常備した円形断面掘削機の正面図
、（ｂ）はその断面図、（Ｃ）は掘削断面説明図、第８
図（ａ）、（ｂ）は本発明を適用できるシールドの地中
の掘削機の先行例、第９図は掘削断面説明図を示す。 ・・地中掘削機 ・・フード ・・回転体 ・・軸受ケース ・・油道 ・油圧管 ・ピニオン ・排土装置 ・ジヤツキ ・支持部 １　・ ３　・ ５　・ ７　・ １５・　・ １７・　・ １９・　・ ２０ａ　　・ ２・・・シールド筒 ４・・・隔壁 ６・・・支持軸 ８・・・ベアリング １０１２　　・スイベルジヨイント １４・・・駆動モーター １６・・・ギア １８・・・推進用ジヤツキ ２０・・・横桁材 ２０ｂ・・孔 ２１・・・縦桁材 ２２・・・掘削刃 ２１−１・ ２３・ ・ヒンジ ・掘削具 第 図 （ｂ） 第 （ａ） （Ｏ′） （ｂ） （ｂ′） 第 図 第６図 ＼ ＼ ＼ （ｂ） 手続補正書 平成３年５月１６日 １、事件の表示 平成２年　特許願　第２３２８４６号 ２、発明の名称 地中掘削機 ３、補正をする者 事件との関係　　特　許　出　願　人 名　　　称　大豊建設株式会社 ４、代　理　人　〒１５１ （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第２頁第６行の「第６図」を「第９図」と
補正する。 （２）明細書同頁第１２行の「第７図」を「第１０図」
と補正する。 （３）明細書第３頁第３行の「第８図」を「第１１図」
と補正する。 （４）明細書同頁第８行の「第９図」を「第１２図」と
補正する。 （５）明細書第４頁第１９行の「第３図」を「第４図」
と補正する。 （６）明細書第８頁第１８行の冒頭の「第３図は・・・
」を「第３図、第４図は・・・」と補正する。 （７）明細書第９頁第１７行の冒頭の「第４図は・・・
」を「第５図、第６図は・・・」と補正する。 （８）明細書第９頁第１８行中「で、第３図・・・」を
「で、第３図、第４図・・・」と補正する。 （９）明細書第１０頁第３行中「・・・第４図（ｄ）で
・・・」を「・・・第５図（ｄ）で・・・ｊと補正する
。 ００）明細書第１０頁第１０行中「第５図は・・・」を
「第７図、第８図は・・・」と補正する。 （１１）明細書第１０頁第１２行中「・・・第５図（ａ
）（ｂ）・・」を「・・・第７図（ａ）［有］）・・・
」と補正する。 ０２）明細書第１０頁第１７行中「・・・第５図（ａ゛
）（ｂ”）・・・」を［・・・第６図（ａ）、（ｂ）　
　・・・」と補正する。 ０３）明細書第１１頁第１６行〜同第１２頁第９行間（
図面の簡単な説明の欄）を下記の通り補正する。 「図、第３図、第４図は掘削具を構成する桁材の接合部
を拡大したもので、本発明を作用させる機構の第１実施
例を示すもので、第３図（ａ）は正面図、（ｂ）、（Ｃ
）、（ｄ）は（ａ）図中各々Ｂ、Ｃ，Ｄの断面の矢視図
である。また、第４図（ａ）〜（ｄ）も同様の動作説明
図である。第５図（ａ）〜（ｄ）、第６図（ａ）〜（ｄ
）、第７図（ａ）　（ｂ）、第８図（ａ）（ｂ）はそれ
ぞれ第３図と同様の形式で示した本発明の第２、第３実
施例、第９図はシールド掘削機による曲線部における坑
の掘削状況の平面図、第１０図（ａ）は従来のコピーカ
ッターを常備した円形断面掘削機の正面図、同図（ｂ）
はその断面図、図面（Ｃ）は掘削断面説明図、第１１図
（ａ）、（ｂ）は本発明を適用できるシールドの地中掘
削機の先行例、第１２図は掘削断面説明図を示す。 ０４）出願時添付図面中第３図以下第９図を別紙のよう
に補正する（図面番号の補正のみ）。 第７図 （ａ） （ｂ） 第Ｓ図 第 図 （ｂ） 第１０図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平行リンク機構で回動する掘削具を有した地中掘削機に
   おいて、外周部分の掘削具に設けられた掘削刃群が、外
   周方向に移動する機構を設けたことを特徴とする地中掘
   削機。