JPH0768870B2

JPH0768870B2 - 地中掘削機

Info

Publication number: JPH0768870B2
Application number: JP2232846A
Authority: JP
Inventors: 紀夫近藤; 正巳井上; 和信田岡
Original assignee: 大豊建設株式会社
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH04115095A

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９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10図（ａ）、（ｂ）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カッターを設
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11図（ａ）は矩形断面を掘削可能な地中掘
削機の正面図、（ｂ）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12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、掘削刃群が設けられた掘削具に外方
向への移動機構を設け、前記掘削具は横方向に延びる複
数の桁材と、この桁材の端部に設けられた縦桁材とを備
え、かつ前記移動機構は前記桁材の端部に内蔵された伸
縮自在なジャッキと、このジャッキにより押し出され回
動または伸長により外方向に移動自在な前記縦桁材にて
なる構成とし、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４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、スラストベアリン
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け位置が
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、シール等がほどこされている。

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
ョイント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に設けてあるスイベ
ルジョイント12に接続されている。このスイベルジョイ
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が設けてある。

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16は駆動モーター14
の駆動軸に設けられたピニオン15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
されたジャッキ19に接続され、ジャッキ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20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掘削
刃22群を備える縦桁材21が連結され、ジャッキ19の一端
は横桁20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
リューコンベア等の排土装置、18は推進用ジャッキであ
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、排土装置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20に連
結した掘削刃22群を備える縦桁21がジャッキ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、第４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）、（ｂ）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20a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５図、第６図は本発明の第２実施例の要部を示すもの
で、第３図、第４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実施例と同様にジャッキ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５図（ｄ）
で示すように横桁材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の偏位はジャ
ッキ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７図、第８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７図（ａ）（ｂ）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21-1にジャッキ
19の他端を連結した構成としている。そして、第６図
（a,）（b,）に示すように、ジャッキ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」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（ａ）図中Ａ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、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。１……地中掘削機、２……シールド筒３……フード、４……隔壁５……回転体、６……支持軸７……軸受ケース、８……ベアリング９……油道、10,12……スイベルジョイント 11,13……油圧管、14……駆動モーター 15……ピニオン、16……ギア 17……排土装置、18……推進用ジャッキ 19……ジャッキ、20……横桁材 20a……支持部、20b……孔 21……縦桁材、21-1……ヒンジ 22……掘削刃、23……掘削具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−310091（ＪＰ，Ａ) 特開平３−125795（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−190395（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、掘削刃群が設けられた前記掘削具
に外方向への移動機構を設け、前記掘削具は複数の横方
向に延びる桁材と、この桁材の端部に設けられた縦桁材
とを備え、かつ前記移動機構は前記桁材の端部に内蔵さ
れた伸縮自在なジャッキと、このジャッキにより押し出
され回動または伸長により外方向に移動自在な前記縦桁
材にてなることを特徴とする地中掘削機。