JPS61174100A - ジヤツキ - 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】 （技術分野） 本発明は、空気圧または液圧を用いるジヤツキに関し、
特にシールドトンネル掘進装置の推進用のジヤツキとし
て好適なジヤツキに関する。

（従来技術） 流体の圧力によりピストンを移動させるジヤツキは、一
般に、ピストンの最大ストロークを変更することができ
ない、このため、たとえば、移動すべき距離が異なる複
数種類の物体を１つのジヤツキにより別個に移動する場
合のように、１つのジヤツキのピストンのストロークを
複数通りに変更しなければならない場合には、ピストン
の移動をその途中で止めなければならない。

しかし、ピストンをその移動途中の目的とする位置に正
確に停止させる構造のジヤツキは、ピストンをその移動
途中で停止させることなく始端から終端まで移動させて
使用する構造のジヤツキに比へ、ジヤツキおよびその制
御機構が複雑かつ大型になる。この欠点を除去するため
に、複数のジヤツキをカップリングにより直列に連結す
ると、連結部の機械的強度が小さくなる。

このため、たとえば、この種の複数のジヤツキによりシ
ールド本体を推進させ、かつ、推進方向を修正するシー
ルドトンネル掘進装置は、各ジヤツキを推進および方向
修正の双方に使用する構造にする場合、各ジヤツキの機
械的強度をこれが方向修正のときに必要な機械的強度を
有する構造にしなければならず、しかも各ジヤツキのス
トロークが方向修正には不必要な長さを有し、各ジヤツ
キを方向修正時にピストンの移動をその途中で止める構
造にしなければならないため、各ジヤツキおよびその制
御機構の構造が複雑かつ大型になる。また、掘進装置に
複数の推進用ジヤツキと、該ジヤツキとは別個の複数の
方向修正用ジヤツキとを備える場合、シールド本体内に
配置するジヤツキの数が多くなるため、シールド本体内
におけるジヤツキの占有面積が広く、掘進装置の構造が
複雑になり、特に小口径用のシールドトンネル掘進装置
ではシールド本体内に治けるジャー２キの占有面積の割
合が大きくなるため適用困難である。

（発明の目的） 本発明は、ピストンをその移動途中で停止させることな
しに物体の移動距離を複数通りに変更することができ、
かつ、構造が簡単で、機械的強度の大きいジヤツキを提
供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明のジヤツキは、第１および第２のシリンダ室を有
するシリンダと、前記第１のシリンダ室内に配置され、
前記第１のシリンダ室内をその中心軸線の方向へ移動可
能な第１のピストン゛と、前記第２のシリンダ室内に配
置され、前記第２のシリンダ室内をその中心軸線の方向
へ移動可能な第２のピストンと、一端が前記第１のピス
トンに連結され他端が第１のシリンダ室から前記中心軸
線の方向の一方へ突出する第１のピストンロッドと、一
端が前記第２のピストンに連結され他端が前記第２のシ
リンダ室から前記第１のピストンロッドと反対の方向へ
突出する第２のピストンロッドとを含む。

（発明の効果） 本発明のジヤツキによれば、２つのジヤツキ部を備える
ため、物体の移動距離を３通りに変更することができる
。また、各ジヤツキ部が１つのシリンダに配置されてい
るため、構造が簡単であり、２つのジヤツキをカップリ
ングにより直列に連結したジヤツキに比べて機械的強度
が大きい。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の実施例について説明する。

第１図に符号ｌＯで示すジヤツキは、中心軸線が平行な
第１および第２のシリンダ室１２．１４を有するシリン
ダ１６と、前記中心軸線に沿って移動可能に第１のシリ
ンダ室に配置された第１のピストン１８と、前記中心軸
線に沿って移動可能に第２のシリンダ室１４に配置され
た第２のピストン２０と、一端が第１のピストン１８に
連結され他端が第１のシリンダ室１２から前記中心軸線
の方向の一方へ突出する第１のピストンロッド２２と、
一端が第２のピストン２０に連結され他端が第１のピス
トンロッド２２と反対の方向へ突出する第２のピストン
ロッド２４とを含む。

シリンダ室１２．　　ピストン１８ｆｉよびピストンロ
ッド２２は第１のジヤツキ部を構成し、シリンダ室１４
、ピストン２０およびピストンロー／　ト２４は第２の
ジャ−７キ部を構成する。第１のシリンダ室１２は、そ
の中心軸線の方向の長さ、すなわちピストンのストロー
クが第２のシリンダ室１４のそれよりも長い。

シリンダ１６は、第１のシリンダ室１２内への流体の給
排出口２６．２８と、第２のシリンダ室１４内への流体
の給排出口３０．３２とを有する。第１のピストンロッ
ド２２はその先端にリング状の連結部３４を含み、第２
のピストン２４はその先端部に厚い円板状の連結部３ｄ
を含む。

上記のジヤツキｌＯにおいて、第１のピストンロッド２
２は、給排出口２６から第１のシリンダ室１２へ流体を
供給するとシリンダ１６から突出し、逆に給排出口２８
から第１のシリンダ室１２へ流体を供給するとシリンダ
１６内へ退却する。

また、第２のピストンロッド２４は、給排出口３０から
第２のシリンダ室１４へ流体を供給するとシリンダ１６
から突出し、逆に給排出口３２から第２のシリンダ室１
４へ流体を供給するとシリンダ１６内へ退却する。

このため、ジヤツキ１０は、ピストン１８．２０をシリ
ンダ室１２．１４の一端から他端まで移動させたときの
ストロークを、第１のピストンロッド２２を突出、退却
させたとき、第２のピストンロッド２４を突出、退却さ
せたときおよび両ピストンロッドを突出、退却させたと
きの３通りに変更することができる。また、１つのシリ
ンダ１６に２つのジヤツキ部が配置されているため、２
つのジヤツキを直列に連結した場合に比べ、構造が簡単
であり１機械的強度が大きい。

次に、上記のジヤツキｌＯを備えた、第２図から第４図
に示すシールドトンネル掘進装置の実施例について説明
する。

第２図および第３図に符号４０で示すシールドトンネル
掘進装置は、筒状のシールド本体４２と、該本体の前、
部に配置されたカッタヘッド４４と、該カッタヘッドを
回転させる回転機構４６と、本体４２内に配置された複
数の姿勢維持機構４８の外に、推進ジヤツキとして第１
図に示す複数のジヤツキｌＯを含む。

本体４２は、筒状のヘッド部５０と、該ヘッド部の後部
に配置されたテール部５２とを備える。

ヘッド部５０の後端部分は、その直径が前端部分の直径
よりも小さく、またテール部５２の前端部分に挿入され
ている。ヘッド部５０とテール部５２との間には、本体
４２の中心軸線の方向へのヘッド部５０とテール部５２
との相対的な移動を許容するシール材５４が配置されて
いる。

ヘッド部５０の前端部分内には、硼窒５６を規定する隔
壁５８と仕切壁６０とが設けられている。隔壁５８は、
仕切壁６０よりも前方に隔てられている。テール部５２
内には、環状のリブ６２が設けられている。

推進ジヤツキ１０は、図示の例では第４図に示すように
、本体４２内に等間隔に８つ配置されている。各推進ジ
ヤツキ１０のうち、シリンダ室１２、ピストン１８およ
びピストンロッド２２からなる第１のジヤツキ部は、本
体４２を推進させる推進ジヤツキ部を構成し、本体４２
の推進時に同時に動作される。また、シリンダ室１４、
ピストン２０およびピストンロッド２４からなる第２の
ジャ−７キ部は、本体４２の推進方向を修正する方向修
正ジヤツキ部を構成し、方向修正時に１つまたは複数の
第２のジヤツキ部が同時に動作される。

各推進ジヤツキｌＯは、図示の例ではその一つを第２図
に示すように、第１のピストンロッド２２の先端の連結
部３４が仕切壁６０に設けられた連結体６４に枢軸連結
され、第２のピストンロッド２４の先端の連結体３６が
リブ６２に連結されている。しかし、各推進ジヤツキｌ
Ｏは、第１のピストンロッド２２をリブ６２に連結し、
第２のピストンロッド２４を連結体６４に連結してもよ
い。

カッタへラド４４は、後述する回転機構４６の回転軸８
０の先端部にキー６６により固定されたポス６８と、そ
の前部に続く面板７０と、該面板の背面を半径方向へ伸
びる複数のスクレーパ７２とを備える。

面板７０の前面には、その中央部に複数のセンタビット
７４が設けられている０面板７０は、前記中央部の外周
にあって半径方向へ列をなす複数の開口アロを備える。

各開口には、ローラビット７８が回転可能に配置されて
いる。

面板７０は１図示してはいないが、前記中央部の外周に
あって面板７０の半径方向へ伸びる複数のスリットを備
え、前記スリットの相対する両側の部分にカッタビット
を設けている。前記ローラビット７８は岩盤層のような
硬質層の掘削時に用いられ、前記カッタピットは粘土層
のような軟質層の掘削時に用いられる。

各スクレーパ７２は、ポス６８と面板７０とに連結され
ている。

回転機構４６は、隔壁５８および仕切壁６０に回転自在
に支承された回転軸８０と、複数の可逆モータ８２と、
その出力軸に連結された減速機８４と、その出力軸に取
り付けられた歯車８６と、該歯車と噛合する大歯車８８
とを備える。

モータ８２と減速機８４とは仕切壁６０に固定されたギ
ヤケース９０に取り付けられ、大歯車８８は回転軸８０
の後端部に取り付けられている。

姿勢維持機構４８は、第２図および第３図に示すように
１本体４２のヘッド部５０とテール部５２に２（！！ず
つ配置されている。各姿勢維持機構４８は、姿勢維持ジ
ヤツキ９２と、抑圧体９４とを備える。

各姿勢維持ジヤツキ９２は、そのピストンロッドを流体
の圧力により前進、後退させるジヤツキであり、本体４
２に固定されている。

各押圧体９４は、本体４２のヘッド部５０とテール部５
２の直径方向に対向する個所にそれぞれ設けられた切欠
部９６に配置され、姿勢維持ジヤツキ９２のピストンロ
ッドの先端に設けられている。また、各押圧体９４は、
姿勢維持ジヤツキ９２のピストンロッドがシリンダ内に
退却していると切欠部９６内に位置し、前記ピストンロ
ッドが突出すると本体４２の外周面よりも外方へ突出す
る。

隔壁５８の上部には開口９８が形成されており、この開
口には隔壁５８に蝶着された蓋ｌＯＯが配置されている
。蓋１００は、仕切壁６０に取り付けられたシリンダ１
０２のピストンロッドｉ　０４にアーム１０６を介して
連結されている。

この蓋１００は、常時はシリンダ１０２によって開口９
８を閉塞しているが、隔壁５Ｂとカッタヘッド４４との
間の空間部に受は入れた土砂圧力がシリンダ１０２に設
定された圧力を越えるとき、シリンダ１０２の圧力に抗
して仕切壁６０側に枢動され、土砂を硼窒５６内へ流入
させるべく、開口９８を開放する。

硼窒５６には、該硼窒内に入り込んだ比較的大きな礫を
破砕するクラッシャを構成するロータｌＯ８およびステ
ータ１１０が配置されている。

ロータ１０８は回転軸８０に取り付けられ、ステータ１
１０はロータ１０８の下方にあって隔壁５８および仕切
壁６０に取り付けられている。

硼窒５６には、また、高圧水が給水パイプ１１２を経て
送られ、供給された水は硼窒５６内の土砂とともに排出
パイプ１１４を経て本体４２の後方へ排出される。

掘進の開始時に、掘進装置４０の各推進ジヤツキ１０は
、第５図（Ａ）に示すように、ピストンロッド２２，２
４がシリンダ１６内に退却されている。

この状態で掘進装置４０は、各推進ジヤツキ１０により
本体４２に推進力を受けつつ、回転機構４８の各モータ
８２が回転され、各モータ８２の回転が減速機８４、歯
車８６、大歯車８８および回転軸８０を経て面板７０へ
伝達されることにより、カッタヘッド４４が回転される
。これにより、掘進装置４０は切刃を掘削しつつ推進す
る。

掘削された土砂は１面板７０の前述したスリットを経て
隔壁５８の前方の室へ入り、その後隔壁５８の開口９８
を経て硼窒５６内へ流入し、さらに硼窒５６から排出パ
イプ１１４を経て水とともに排出される０本体４２が前
進したことにより本体４２の後方に形成される空間には
、セグメント１１６が配置される。

次に、上述の掘進装置４０の推進時の動作を説明する。

（Ｔ）掘進袋Ｍ４０の直進。

まず、本体４２のテール部５２に配置された各姿勢維持
機構４８の姿勢維持ジヤツキ９２が動作され、その押圧
体９４が本体４２の周囲の地山に押し付けられた状態で
、各推進ジヤツキ１０のピストンロッド２２がシリンダ
１６から突出される。これにより、本体４２のヘッド部
５０がテール部５２に対し前進される。この際、セグメ
ント１１６を反力体とせず、本体４２の周囲の地山を反
力体とするため、セグメント１１６に無理な力が加わる
ことがない。

次いで、本体４２のヘッド部５０に配置された各姿勢維
持機構４８の姿勢維持ジヤツキ９２が動作され、押圧体
９４が本体４２の周囲の地山に押し付けられた状態で、
各推進ジヤツキｌＯのピストンロッド２２がシリンダ１
６内に退却される。

これにより、本体４２のテール部５２がヘッド部５０側
へ引き寄せられる。この際１本体の周囲の地山を反力体
とするため、ヘッド部５０と前記地山との間の摩擦抵抗
がテール部５２前記地山との間のそれよりも小であって
も、ヘッド部５０がテール部５２側へ引き戻されること
がない。

（ＩＩ）掘進装置４０の推進方向の修正。

まず、テール部５２に配置された姿勢維持機構４８の各
姿勢維持ジヤツキ９２が動作され、その押圧体９４が本
体４２の周囲の地山に押し付けられた状態で、掘進方向
を曲げる方向と反対の方向に位置する推進ジヤツキｌＯ
のピストンロッド２４がシリンダ１６から突出される。

これにより１本体４２のヘッド部５０は、第５図（Ｂ）
に示すように、テール部５２に対して傾斜さ・れる。

次いで、テール部５２に配置された各姿勢維持機構４Ｂ
の姿勢維持ジヤツキ９２が動作され、ヘッド部５０がテ
ール部５２に対し傾斜された状態で、各推進ジヤツキ１
０のピストンロッド２２がシリンダ１６から突出される
。これにより、本体４２のヘッド部５０は、第５図（Ｃ
）に示すように、テール部５２に対し傾斜した状態で前
進される。

各推進ジヤツキ１０のピストンロッド２２が伸びきると
、テール部５２に配置された各姿勢維持機構４８の姿勢
維持ジヤツキ９２に代えてヘッド部５０に配置された各
姿勢維持機構４８の姿勢維持ジヤツキ９２が動作され、
その押圧体９４が本体４２の周囲の地山に押し付けられ
た状態で、各推進ジヤツキ１０のピストンロッド２２が
シリンダ１６内に退却される。

これにより、テール部５２はヘッド部５０側へ引き寄せ
られるが、ヘッド部５０は、第５図（Ｂ）に示すように
、テール部５２に対し傾斜した状態に維持される。この
ため、上記の工程を繰り返すことにより、本体４２は湾
曲路に沿って推進される。

（１）本体４２の再直進。

ヘッド部５０に配置された各姿勢維持機構４８を動作さ
せた状態で、シリンダ１６から突出しているピストンロ
ッド２４をシリンダ内に退却させたのち、前記（Ｉ）の
工程を行なえばよい。

上記のように、推進ジヤツキ部と方向修正ジヤツキ部と
を備える推進ジヤツキ１０用いた掘進装置４０は、推進
用ジヤツキとこれとは別個の方向修正用ジヤツキとを備
えた掘進装置に比べ、シールド本体４２内における各ジ
ヤツキ１０の占有面積が狭く、従ってシールド本体４２
の直径が小さい場合でも、シールド本体４２内における
各ジヤツキ１０の占有面積の割合が小さく、直径が小さ
いトンネルを掘削するいわゆる小口径のシールドトンネ
ル掘進装置として好適である。

なお、ジヤツキ１０は、セグメン）１１６を反力体とす
る掘進装置にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のジヤツキの一実施例を示す縦断面図、
第２図は第１図のジヤツキを備えたシールドトンネル掘
進装置の一実施例を示す縦断面図、第３図は第２図のＩ
−１線に沿って得た断面図、第４図は第２図のｙ−ｗ線
に沿って得た断面図、第５図はシールド本体の推進時の
動作の説明図である・ １０：ジヤツキ、　　１２，１４：シリング室。 １６：シリンダ、　　１８，２０：ピストン、２２．２
４：ピストンロッド。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１および第２のシリンダ室を有するシリンダと
   、前記第１のシリンダ室内に配置され、前記第１のシリ
   ンダ室内をその中心軸線の方向へ移動可能な第１のピス
   トンと、前記第２のシリンダ室内に配置され、前記第２
   のシリンダ室内をその中心軸線の方向へ移動可能な第２
   のピストンと、一端が前記第１のピストンに連結され他
   端が第１のシリンダ室から前記中心軸線の方向の一方へ
   突出する第１のピストンロッドと、一端が前記第２のピ
   ストンに連結され他端が前記第２のシリンダ室から前記
   第１のピストンロッドと反対の方向へ突出する第２のピ
   ストンロッドとを含む、ジャッキ。
2. （２）前記第１および第２のシリンダ室は、前記中心軸
   線が同一直線上に位置する、特許請求の範囲第（１）項
   記載のジャッキ。
3. （３）前記第１のシリンダ室の前記中心軸線の方向への
   長さは、前記第２のシリンダ室のそれよりも大である、
   特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載のジャ
   ッキ。
4. （４）前記ジャッキは、筒状のシールド本体と、該シー
   ルド本体の前部の配置されたカッタヘッドと該カッタヘ
   ッドを回転させる回転機構とを備えるシールドトンネル
   掘進装置に備えられ、前記第１のシリンダ室、第１のピ
   ストンおよび第１のピストンロッドは前記シールド本体
   のを推進させる推進ジャッキ部であり、前記第２のシリ
   ンダ室、第２のピストンおよび第２のピストンロッドは
   前記シールド本体の推進方向を修正する修正ジャッキ部
   である、特許請求の範囲第（３）項載のジャッキ。