JPH0474519B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は地中にトンネルの如き横坑を構築する
場合に用いられる大口径の土圧式・泥水式シール
ド機に関する。 （従来技術） 第１図はカツターの駆動方式をセンターシヤフ
トとしたシールド機の一従来例であり、シールド
筒１′の前方部は隔壁２′により、切羽側のチヤン
バー３′と坑内側４′に区別され、かつチヤンバー
３′の前方には切羽を掘削する回転可能な回転掘
削具５′が設けられている。この回転掘削具５′は
センターシヤフト６′の先端に固着したボス７′に
基端が固着されてシールド筒１′の外周部に向か
つて放射状に延びる複数のスポーク８′と、この
スポーク８′の前面に設けられたビツト９′と、ボ
ス７′の先端に突出して固着された中央掘削ビツ
ト１０′とを備えている。また、センターシヤフ
ト６′は歯車からなる回転伝達機構１１′を介して
カツター駆動モーター１２′と連結されており、
カツター駆動モーター１２′を駆動する事により、
回転掘削具５′を回転させて切羽を掘削するよう
に構成されている。 なお、上記においてセンターシヤフト６′は、
回転掘削具５′が切羽を掘削する際に受けるスラ
スト方向とラジアル方向の荷重をベアリング機構
１３′，１４′，１５′等によつて支持されている。 １６′はスポーク８′の外周部に突出自在に設け
られ、シールド機が曲線施工を行う際に用いるオ
ーバーカツター、また、１７′はスポーク先端か
らオーバーカツター１６′を突出させたり引き込
めたりするための油圧ジヤツキであり、油圧管１
８′の一端がこの油圧ジヤツキ１７′に接続されて
おり、油圧管１８′の他端側はスポーク８′および
センターシヤフト６′を通り、センターシヤフト
６′の後端部に設けたスイベルジヨイント１９′を
介して後方台車上の油圧装置（図示せず）と接続
されている。 また、２０′は隔壁２′の上方部に設けられたマ
ンロツクで、切羽に障害物が出たり、あるいはビ
ツトを交換する必要性が生じた際に切羽に圧気圧
をかけて作業を行う場合、シールド坑内４′側と
切羽側とを出入りする作業員に対して、加圧、減
圧を行うためのものである。 しかして、このようにカツター駆動方式がセン
ターシヤフトタイプの場合、シールド機が大口径
となると回転掘削具５′に作用する荷重が大きく
なるため、その荷重に耐えられるようにスポーク
８′およびセンターシヤフト６′などを太くする必
要があり、そのためシールド機の自重が重くなる
という問題点がある。また、荷重を受けているベ
アリング機構１３′，１４′，１５′はセンターシ
ヤフト６′の外周部に取り付けられるため、セン
ターシヤフト６′の径により、取り付けられる大
きさが制限される。よつて、回転掘削具５′に作
用する荷重により著しい損耗を起こすことがあ
る。さらに、油圧管１８′のほとんどすべてがス
ポーク８′，センターシヤフト６′内を通つている
ため、油圧管１８′のジヨイント部がはずれたり、
曲がり部分等で閉塞を起こした場合に容易に修理
を行えないという欠点がある。また、切羽部に障
害物が出たり、ビツトを交換する場合のために取
り付けるマンロツク２０′は取り付けの大きさが
制限されるため、加圧、減圧の際の環境が悪くな
り、また、大型の資機材を搬入することもできな
い。さらに、マンロツク２０′の取り付け位置は
隔壁中央付近に回転掘削具５′を駆動させるため
の回転伝達機構１１′が集納されているため、隔
壁２′のシールド筒１′に近寄つた位置に取り付け
られるので、一個所では大口径シールド機のすべ
てを点検するには不足であり、また、作業員を数
人同時に入れることも不可能であり、数個所設け
る場合には通常のシールド掘進の際には作業の支
障になるという欠点を有している。 （発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、そ
の目的とするところは、大口径のシールド機にお
いて、掘削具の駆動軸を内部に作業室を形成する
程度の中空シヤフト状の回転伝達部材にて構成す
ることにより、自重を軽減し、上記不都合を解決
したシールド機を提供することにある。 （発明の構成） 以下、図面に沿つて本発明を説明する。 第２図は本発明の一実施例であり、図中１は、
例えば口径が16m程度の大口径のシールド筒で、
その前方部に形成した隔壁２により切羽室３とシ
ールド坑内４側とに区別されており、かつ隔壁２
の前方切羽室３には切羽を掘削する第１回転掘削
具５が設けられている。この回転掘削具５はシー
ルド筒１の外周に向かつて放射状に延びる複数本
のスポーク６と、このスポーク６の前部に突設さ
れた多数のビツト７を有し、かつスポーク６の基
端が駆動モーター８の駆動により回転可能なドラ
ム状の回転伝達部材９の前端部外周に固着されて
いる。この回転伝達部材９はその内部が中空とな
つており、隔壁２の中央部に隔壁２を貫通して軸
支さていると共に、隔壁２より切羽室３内に突出
し、かつその前端部９ｂにより密閉隔壁構造とな
つている。そして、回転伝達部材９の口径はシー
ルド筒１の口径が16m程度の場合には、例えば
4m程度の径に形成すると好ましいが、後述する
如く作業室としての機能を果たせばこと足りるこ
とから、2m前後であつても良い。また、回転伝
達部材９の後端部９ａには内部に人が出入りする
ことができるようにマンホール２４が適宜設けら
れてあるが、通常、このマンホール２４はマンホ
ール蓋２５により塞がれている。なお、中空の回
転伝達部材９内部にはその剛性を高めるために必
要に応じて適宜補強材（図示せず）が設けられる
ことは云うまでもない。 １０は回転伝達部材９の前端部９ｂの前方に設
けられかつ前記の第１回転掘削具５とは独立して
別回動される第２回転掘削具であり、第１回転掘
削具５により掘削されない回転伝達部材９の前面
を掘削する。この第２回転掘削具１０は回転伝達
部材９の略中央部を貫通して設けられた中央支持
部材１１の先端部のボス１２に基端を固着し、シ
ールド筒１の外周に向かつて放射状に延びる複数
のスポーク１３、スポーク１３の前面に設けた多
数のビツト１４および中央掘削ビツト１５等より
成り立つている。また、中央支持部材１１の後端
は回転伝達部材９の後端から外部に突出し、かつ
回転伝達機構１６を介して、カツター駆動モータ
ー１７と連結され、カツター駆動モーター１７を
駆動することにより、第２回転掘削具１０を回転
させて地山を掘削するように構成している。 しかして、第２回転掘削具１０によつて掘削さ
れた土砂は第１回転掘削具５によつて掘削された
土砂と共に切羽室３内に滞留し、後述する排出機
構１８により排出される。すなわち、排出機構１
８は先端部が隔壁２の端部を貫通し切羽室３と連
通したケーシング１９内にスクリユー２０を内蔵
した周知のスクリユーコンベアーであり、切羽室
３内の土砂を外部へ排出するためのものである。 駆動モーター８，１７はそれぞれフレーム２１
に固着され、このフレーム２１の適宜の個所には
内部に人が出入りすることのできるマンホール２
２が設けられているが、通常はマンホール蓋２３
により塞がれている。 しかして、上記前端部９ｂの後方の回転伝達部
材９の内部は作業員が作業可能なだけのスペース
が確保された作業室２６となつており、オーバー
カツタや油圧管等の故障、閉塞等時に交換や修理
を行うことができると共に、ビツト交換等のため
切羽部に作業員がでて作業を行うこともできる。
そして、回転伝達部材９の前端部９ｂには切羽へ
出るためのマンホール２７が適宜設けられている
が、通常はマンホール蓋２８により塞がれている
のは言うまでもない。 なお、２９，３０等は回転掘削具５に作用する
スラスト方向、ラジアル方向の荷重を支えるベア
リング機構、３１はシールド機が曲線施工を行う
際に用いるオーバーカツター、３２はスポーク６
先端からオーバーカツター３１を突出させたり、
引き込めたりするための油圧ジヤツキであり、油
圧管３３の一端は油圧ジヤツキ３２に接続され、
他端はスポーク６内部および回転伝達部材９の中
空部分を通り、かつ中央支持部材１１の後部に設
けたスイベルジヨイント３４を介して後方台車上
の油圧装置（図示せず）と接続されている。 掘削作業に際して地山の掘削は前述のように、
第１、第２回転掘削具５，１０によつて行われ、
切羽室３内に掘削土砂が取り込まれ、かつ掘削土
砂は排出装置１８を介し外部に排出される。しか
るに、何等かの理由で切羽ないし作業室２６内に
作業員が入る必要性が生じた場合、マンホール蓋
２５を開き、マンホール２４から作業員が容易に
作業室２６内に入ることができ、さらにはマンホ
ール２７を介し切羽部に出て点検、修理などを行
うことができる。 なお、上記の実施例では特に図示していない
が、切羽室３内に、例えばベントナイト溶液等の
作泥土材を注入するための作泥土材注入機構や、
スポーク６，１３の後部に多数の練り混ぜ翼を持
つたいわゆる泥土加圧式シールド機や、あるいは
土砂の排出を流体輸送で行う泥土加圧シールド機
の形態においても本発明が適応しうることはいう
までもない。 （発明の効果） 以上のように本発明によれば、大口径シールド
において、回転掘削具の駆動伝達部に内部の空洞
に人が出入りして作業ができる中空で大径の回転
伝達部材９を設けたから、スポークは中空で大径
の回転伝達部材に固着されているため、通常のセ
ンターシヤフトタイプのシールド機と比べてその
長さを短かくでき、かつ部材を細くすることがで
き、また、センターシヤフトも中空の大径のもの
となるために部材の厚さを薄くできる。よつて、
大口径シールドであつても回転掘削具、駆動伝達
部を軽重化でき、シールド機の自重を軽くするこ
とができる。 更に、回転伝達部材９の前方にこれとは別回動
する回転掘削具１０を設けたことにより、回転掘
削具５により掘削されない回転伝達部材９の前面
を効率的に掘削することができる。 また、内部の作業室は人が出入りでき、作業で
きるスペースを持つているため、例えばオーバー
カツターや油圧管等が故障、閉塞を起こした場合
に交換、修理を容易に行うことができる。さら
に、切羽部に障害物が出現したり、ビツト交換等
で切羽部に作業員が出て作業を行う必要が生じ切
羽部に圧気圧をかける場合には作業室内部を気こ
う室としても使用できる。この場合、回転伝達部
材の内室は大きいので、通常のマンロツクを用い
るより、気こう室が大きくとれ、環境が改善さ
れ、大型の資機材を搬入することもできる。ま
た、切羽部へ出るためのマンホールはシールド機
のセンター付近に適宜設けることができ、大口径
のシールド機にあつても各回転掘削具全体を点検
することが容易である。更に、第１および第２回
転掘削具によつて掘削された土砂は切羽室内に取
り込まれ、隔壁の端部に設けられた排土排出機構
を介して外部に排出されるので、効率的に地山の
掘削を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例で、イは正面図、ロは側断面
図、第２図は本発明の一実施例で、イは正面図、
ロは側断面図である。 ９……回転伝達部材、２６……作業室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールド筒１の前方に隔壁２が形成され、こ
   の隔壁２の前部が切羽室３となり、この切羽室３
   の前部に切羽を掘削する回転掘削具５が設けられ
   た大口径の土圧式・泥水式シールド機において、
   前記回転掘削具５は隔壁２を貫通して軸支されか
   つ中空状の回転伝達部材９の外周に取り付けら
   れ、この回転伝達部材９は隔壁２より切羽室３内
   に突出し、かつその前端部９ｂにより密閉隔壁構
   造とするとともに、前端部９ｂの後方の回転伝達
   部材９内部に作業室２６を形成し、前端部９ｂの
   前方に回転伝達部材９の回転とは別回動する回転
   掘削具１０を備え、この回転掘削具１０は回動自
   在に前端部９ｂを貫通して軸支され、隔壁２の端
   部には切羽室３内に滞留した土砂を搬出するため
   の排土排出機構１８を設けたことを特徴とする土
   圧式・泥水式シールド機。