JPH02190598A - 矩形断面シールド掘進機 - 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］ 本発明は矩形断面シールド掘進機に関するものである。

［従来の技術〕 近年鉄道、道路、水路等の建設に際し、地上を利用する
ことは困難となって来ており、このために地下にトンネ
ルを掘削してこれらの建設を行うことが種々実施されて
おり、このような大規模なトンネルの構築方法としては
シールド工法が一般に採用されている。

第８図は従来のシールド掘進機の一例を示すもので、前
面に垂直方向に回転する回転カッタａを有した円筒状の
シールドフレームｂを、後方に組立てたセグメントＣに
反力を取るようにした反力受はジヤツキｄを介して前進
させることにより、掘進を行うようにしている。図中ｅ
はセグメント組立用のエレクタ、「は排土用のスクリュ
ーコンベヤを示す。

上記シールド掘進機は、シールドフレームｂの軸心を中
心に回転する前面の回転カッタａにて掘削を行うために
、この掘進機で掘進できるトンネルの断面形状は円形に
限定される。

しかし、トンネルは、その使用目的等により要求される
断面形状が大きく異なり、矩形形状のトンネルも要求さ
れているが、前記従来のシールド掘進機にて掘削した場
合には、円形断面となるために必要以外の部分も余分に
掘削されることになって効率が悪い問題があった。

このため、矩形断面のトンネルを掘削するためのシール
ド掘進機として、第９．１０図に示すように矩形断面の
シールドフレーム９の前面に、該矩形シールドフレーム
９の軸心と平行な軸りを中心に回転する小さな径の回転
カッタｌを４個矩形位置に配置して、矩形シールドフレ
ーム９前面の掘削を行うようにしたものが考えられてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記矩形断面のシールド掘進機においては、円
形の回転カッタｌの組合わせとなるために矩形シールド
フレーム９の断面に対して掘削できない部分ｊが多く発
生し、このために矩形シールドフレーム９の掘進抵抗が
非常に大きくなり能率的な掘進ができない。

又、このために掘削できない部分ｊに新たに更に小型の
カッタを設けることも考えられるが矩形シールドフレー
ム９、及びカッタ駆動機構の構造が複雑となってしまう
問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に着目してなしたもので、
矩形断面のトンネルを効率良く掘削することができるシ
ールド掘進機を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は断面が矩形形状を有する矩形シールドフレーム
のバルクヘッドの前側に、矩形シールドフレームの軸心
に対して直角方向の回転軸と該回転軸に固定した多段の
カッタ刃とを有する縦軸カッタを前記矩形シールドフレ
ームに回転可能に支持して設け、且つ前記縦軸カッタの
回転を駆動するカッタ駆動装置を前記バルクヘッドの後
側に配置したことを特徴とする矩形断面シールド掘進機
にかかるものである。

［作　　　用］ 縦軸カッタが、矩形シールドフレームの軸心に対して直
角方向の回転軸を中心に回転駆動されるので、縦軸カッ
タにより矩形シールドフレームの矩形断面形状に合った
状態に掘削を行うことができる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図〜第４図は推進シールド掘進機に適用した本発明
の一実施例であり、矩形断面形状を有する矩形シールド
フレーム【のバルクヘッド２前側部に、掘進方向と直角
で且つ矩形シールドフレームｌの向い合う左右側壁と平
行（垂直）に延びる２個の縦軸カッタ３，３′を、左右
方向に所要の間隔を有して配置し、前記縦軸カッタ３゜
３°の夫々の回転軸４の上下端を矩形シールドフレーム
ｌの上下板に設けた上下の軸受５．６により回転可能に
支持すると共に、前記回転軸４の中間部位置を、矩形シ
ールドフレーム１に一体に設けた中間ステージ７に、軸
受８，９を介して回転可能に支持している。

前記縦軸カッタ３，３°は、前記回転軸４の外周に対し
て、周方向等間隔位置に設けられた３個を１段とする多
段のカッタ刃１０をカッタアーム１１を介して取付けて
おり、上記縦軸カッタ３．３の回転により、前記中間ス
テージ７部を除く矩形シールドフレーム１の断面のすべ
てを掘削できるようにしている。尚、中間ステージ７は
それ自身の掘進抵抗を減するために先端が尖った形状を
存している。

前記中間ステージ７内の軸受８，９間における回転軸４
．４の夫々には、チェーンホイール１２が設けられてお
り、且つ前記バルクヘッド２の後側にはチェーン１３を
介して前記チェーンホイル１２を回転駆動するカッタ駆
動装置１４．１４’が設けられている。

カッタ駆動装置１４．１４’は、前記チェーン１３に噛
合する駆動スプロケット１５を有した垂直な駆動軸１Ｇ
と、該駆動軸１６の両端を支持する軸受１７と、ギヤ１
８を介して前記駆動軸１６の回転駆動を行うモータ１９
とから構成されている。尚、図中２０は排土用のスクリ
ューコンベヤ、２１はヒュム管２２に反力をとって矩形
シールドフレーム１の方向を制御する方向制御ジヤツキ
、２３はバルクヘッド２に設けたマンホールを示す。

又、前記中間ステージ７は、第２図に示すように中央部
が薄くなるように形成されていると共に、第３図に示す
ように中央部後方に開口部２４が形成されており、この
開口部２４に前記スクリューコンベヤ２０の土砂取込部
先端が位置するよう構成しである。

上記した構成によれば、縦軸カッタ３．３°を回転駆動
すると、多段に設けられたカッタ刃１０により、中間ス
テージ７部分を除いて矩形シールドフレームｌの断面す
べてを掘削することができる。

このとき、縦軸カッタ３．３゛の回転方向を第３図に示
すように逆方向として、土砂を内側に掻き寄せて効果的
にスクリューコンベヤ２０に向わせることかできる。

又、前記したように縦軸カッタ３，３′とスクリューコ
ンベヤ２０との駆動を分離独立させているので、従来の
スクリューコンベヤとカッタとが関連して駆動される方
式に比して、カッタトルクを自由に大きくできるばかり
でなく、切羽制御と排圧制御を任意に行うことができる
。

又、前記中間ステージ７より上側のカッタ刃ｌＯを支持
するカッタアーム１１の断面形状が第５図へに示す逆台
形となるように斜面２５を形成することにより土砂を下
側に向わせ、又中間ステージ７より下側のカッタ刃ｌＯ
を支持するカッタアーム１１の断面形状が第５図（Ｂ）
に示す台形となるように斜面２６を形成することにより
土砂を上側に向わせることにより、土砂が効果的にスク
リューコンベヤ２０に向うようにしても良い。

更に、前記中間ステージ７の推進抵抗を低減させるため
に、前記中間ステージ７の前面に第６図に示すような補
助カッタ２７を配置することは有効である。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、前記縦軸カ
ッタ３，３°の夫々を、中間ステージ７内部で３ａ、３
ｂ　、　３ａ’、３ｂ’の如く上下に２分割し、夫々の
縦軸カッタ３ａ、３ａ’、３ｂ、３ｂ’をチェーン１３
ａ。

１３ｂを介して独自のカッタ駆動装置１４ａ、１４ｂ　
。

１４ａ’、１４ｂ’で駆動できるようにしている。

上記したように、縦軸カッタを上下に分離して別個に駆
動するとき、上側のカッタ３ａ、３ａ’を同一方向に回
転させ、下側のカッタ３ｂ、３ｂ’も同一方向に回転さ
せ、且つ上下のカッタを逆方向に回転させると、矩形シ
ールドフレームｌに回転力を与えてローリング修正を行
わせることができる。

又、前記したように上下に分離された縦軸カッタ３ａ、
３ｂ　、　３ａ’、３ｂ’は、その回転速度、方向の制
御等によってスクリューコンベヤ２０側に取り込まれた
が搬送できないような大きな石等を外部に押し出す作業
（インチング作業）を行わせることができる。

尚、上記実施例においては推進シールド式の場合につい
て例示したが、セグメントを内張すするシールド工法、
泥水シールド工法等の種々のシールド工法の掘進機に採
用し得ること、縦軸カッタは左右方向に２本以上として
も良いこと、縦軸カッタはチェーン以外にギヤ等を介し
て駆動するようにしても良いこと、回転軸の回転駆動位
置は任意に選定し得ること、その低木発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の矩形断面シールド掘進機
によれば、縦軸カッタを矩形シールドフレームの軸心に
対して直角方向の回転軸を中心に回転駆動するようにし
ているので、縦軸カッタにより矩形シールドフレームの
矩形断面形状に合った状態に効率良く掘削することがで
きる優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の切断側面図、第２図は第１
図の■−■矢視図、第３図は第１図の■−■矢視図、第
４図は第１図のＩＶ−ｒＶ矢視図、第５図ＧＡ）　（Ｂ
）はカッタアームの断面形状を示す図、第６図は中間ス
テージ部の他の構成例を示す正面図、第７図は本発明の
他の実施例を示す切断側面図、第８図は従来のシールド
掘進機の−例を示す切断側面図、第９図は従来の矩形断
面シールド掘進機の一例を示す切断側面図、第１０図は
第９図のＸ−Ｘ矢視図である。 ■は矩形シールドフレーム、２はバルクヘッド、３，３
°、３ａ、３ｂ、３ａ’、３ｂ’は縦軸カッタ、４は回
転軸、５．８は軸受、７は中間ステージ、８，９は軸受
、１０はカッタ刃、１１はカッタアーム、１３はチェー
ン、１４．１４°、　１４ａ、　１４ｂ、　１４ａ°、
　１４ｂ’はカッタ駆動装置を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）断面が矩形形状を有する矩形シールドフレームのバ
   ルクヘッドの前側に、矩形シールドフレームの軸心に対
   して直角方向の回転軸と該回転軸に固定した多段のカッ
   タ刃とを有する縦軸カッタを前記矩形シールドフレーム
   に回転可能に支持して設け、且つ前記縦軸カッタの回転
   を駆動するカッタ駆動装置を前記バルクヘッドの後側に
   配置したことを特徴とする矩形断面シールド掘進機。