JPH02217590A - 回転カッター式シールド掘進機 - 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〉 本発明は筒状の外殻の前面を板体で閉塞し、この板体を
回転させて土砂を取り込みながら前進する回転カッター
式のシールド掘進機に関するものである。

〈従来の技術〉 シールドトンネル工法において、−台のシールド掘進機
で掘進するには施工距離が長すぎ、しかも途中に立坑を
設置できない場合には、二台のシールド掘進機を向かい
合わせて掘進させ、地中で接合する方法がとられている
。

近年、この接合方法の一種として、メカニカルドツキン
グ工法と呼ばれる方法が数多く提案されている。

この工法は、７通リングや接合リングと呼ばれるリング
体によって、向かい合わせで位置する二台のシールド掘
進機の間を結合したり、また一方のシールド掘進機のテ
ールプレートを、他方のシールド掘進機のテールプレー
ト内に入り込ませて結合する方法である。

ところで、これらの方法をとる場合には、シールド掘進
機本体の外径とシールドカッターの外径とがほぼ等しい
ため、先ずカッター外径を縮小させる必要がある。

この縮小方法としては、従来から第６図に示すような方
法が採用されている。

第６図のシールド掘進機は、掘削前面の中央カッターａ
内に、切削刃を有する伸縮スポークｂが出入り可能に設
けられた構造である。

この装置において、伸縮スポークｂを中央カッターａ内
に収納すれば、シールドカッターの外径がシールド掘進
機本体の外径より小さくなり、スキンプレートＣと伸縮
スポークｂとの間に隙間りが発生する。

そして、この隙間り内に接合リング体や対向するシール
ド掘進機のスキンプレートを嵌入させて、二台のシール
ド掘進機を結合させることができるわけである。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 前記した従来のシールドカッターの縮小技術には、次の
ような問題点が存在する。

〈イ〉従来の伸縮スポークｂは、シールド掘進機の掘進
方向に対して直角方向に突出させて掘削する棒状体であ
る。

そのため、例えば１０００〜２０００　ｍの長距離掘進
の際に、常に最外周を掘削する装置としては、耐久性に
問題がある。

〈口〉また伸縮スポークｂは、中央カッターａの外周か
ら突出して位置するため、シールドカッター全体におけ
る最大トルクを負担することになり、この点からも耐久
性に問題が生じる。

〈ハ〉伸縮スポークｂは棒状体であるため、ビットの取
付数が全体的に不足することになる。

〈本発明の目的〉 本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、構造的に強度の大きい外径変化の可能な回転カ
ッター式シールド掘進機を提供することを目的とする。

〈本発明の構成〉 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

本発明のシールドカッター装置は中央力・ツタ−２と衛
星カッター３より構成される。

〈イ〉中央カッター（第１〜３図） 典型的な例として円形断面のシールド掘進機１の掘削前
面の構造について説明する。

シールド掘進機１の掘削前面のスキンプレート１１内に
、隔壁１２を位置させる。

この隔壁１２は、中央に凸部１３を有し、その周囲に凹
部１４を有する帽子状の板体であり、隔壁１２の前面外
側には複数の力・ツタ−群を配置する。

中央カッター２は、シールド掘進機１の掘削断面の中心
位置に当たる隔壁１２の凸部１３に回転可能に位置させ
る。

中央カッター２の直径は、シールド掘進機１の直径より
も小さく構成する。

〈口〉衛星カッター（第１〜３図） 中央カッター２の周囲の隔壁１２の凹部１４には、多数
の衛星カッター３を配置する。

隔壁１２の凹部１４とスキンプレート１１とで形成され
る空間には、シールド掘進機１の掘削前面の周縁部から
軸心部に向かって、テール側方向に傾斜する収納室３１
を複数設ける。

各収納室３１内には、シールド掘進機１の略軸方向に摺
動スペースを確保して摺動架台３２を内装し、収納室３
１の内面と摺動架台３２間には、シール材３３を適所に
配置する。

この摺動架台３２は、ジヤツキやギア等の公知の機構に
よって、収納室３１内を進退可能に構成しである。

次に、摺動架台３２の切羽側の面に、シールド掘進機１
の軸と平行に回転軸３４を取り付け、架台３２内にモー
ター等の回転機構を配置する。

回転軸３４の切羽側端部には、回転軸３４と直角方向に
回転盤３５を取り付ける。

この回転盤３５の切羽側の面には、複数のビット３６が
取り付けである。

また、回転盤３５の径は、シールド掘進機１の外径と、
中央カッター２の外径の差である。

以上のように本発明の衛星カッター３は、収納室３１内
を進退可能に構成され、またそれ自身が回転する構造で
ある。

さらに衛星カッター３は、中央カッター２の周囲を移動
可能に構成されている。

例えば隔壁１２を多少の距離だけ回転自在に構成するこ
とによって、衛星カッター３を移動させることができる
。

そのためには隔壁１２を慴動ジヤツキ１５群によって回
転移動させる方法（第３図）、ギアによって回転移動さ
せる方法など公知の手段を採用することができる。

また、各慴動架台３２に直接摺動ジヤツキ１５等を取り
付けて移動させることも可能である。

この移動距離は、衛星カッター３の直径士衛星カッター
間の隙間だけあればよい。

即ち、この移動により衛星カッター３間の隙間を掘削で
き、シールド掘進機１の前面を余すことなく掘削できる
わけである。

〈ハ〉接合プレート（第１〜３図） 接合プレート４はリング状のプレートであり、スキンプ
レート１１の切羽側の内周面に配置し、接合プレートジ
ヤツキ４１によって切羽側に突出可能に構成する。

なお、接合プレート４はスキンプレート１１の外周面に
装備してもよい。

〈シールド掘進機の接合方法〉 次に、上記のようなカッター装置を有するシールド掘進
機の接合方法について説明する。

二台のシールド掘進機１を向かい合わせて掘進させ、地
中で接合する場合である。

シールド掘進機１によって掘進するときは、第１図に示
すように、衛星カッター３を切羽側に突出させて掘削を
行う。

次に、二台のシールド掘進機１が地中の接合点で相対し
たら、第２図に示すように、衛星カッター３を斜め後方
に摺動させて、収納室３１内に収納する。

すると、衛星カッター３の周縁部とスキンプレート１１
または接合プレート４の内面間には、隙間が発生ずる。

そして、一方のシールド掘進機１の接合プレート４を突
出させて、第４図に示すように、他方のシールド掘進機
１の隙間に嵌入させる。

以上のようにして、二台のシールド掘進機１の接合を完
了する。

なお、本発明のカッター装置は、その他の接合方法にも
有効に利用することができる。

しかし、本発明の衛星カッター３は、回転軸３４が掘進
方向に対して平行であるため、掘進時の土圧は回転軸３
４の一端から軸方向にかかることになる。

従って、衛星カッター３は従来の伸縮スポークｂのよう
に歪曲するおそれがなく、土庄に対して十分耐え得るだ
けの強度を有することになる。

〈本発明の作用〉 次に、本発明の作用について説明する。

第６図に示すように、従来の伸縮スポークｂは、シール
ド掘進機１の掘進方向に対して直角方向に突出させて掘
削する棒状体である。

それに対して本発明の衛星カッター３は、シールド掘進
機１の掘進方向に対して平行な回転軸３４に、板状の回
転盤３５を取り付けた構造である。

即ち、従来の伸縮スポークｂの場合は、掘進時に棒状体
に直角方向の土圧がかかるため、伸縮スポークｂが歪曲
するおそれがある。

〈その他の実施例１〉 前記実施例の場合は、摺動架台３２を進退させる構造で
あるが、その他の実施例として、第５図に示すように、
回転軸５２を進退させる構造の衛星カッター５も考えら
れる。

この場合は、収納室３１内に固定架台５１を設置し、こ
の固定架台５１の切羽側に、収納室３１と平行に回転軸
５２を進退可能に取り付ける。

そして、この回転軸５２の切羽側端部に回転盤５３を取
り付けるものである。

その他、衛星カッターの進退機構は種々の構造が考えら
れる。

〈その他の実施例２〉 本発明の衛星カッターを、シールド掘進機１の外径より
突出するまで斜め前方にスライド可能に構成することに
よって、掘進時の余掘りを行うことも可能である。

〈本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるので、次のような効果
を期待することができる。

〈イ〉従来の伸縮スポークは、シールド掘進機の掘進方
向に対して直角方向に突出させて掘削する棒状体である
ため、長距離掘進において常に最外周を掘削する装置と
しては、耐久性に問題がある。

それに対して本発明のシールド掘進機は、衛星カッター
を支持する回転軸が掘進方向に対して平行であるため、
掘進時の土圧は回転軸の一端から軸方向にかかることに
なる。

従って、衛星カッターは従来の伸縮スポークのように歪
曲するおそれがなく、土庄に対して十分耐え得るだけの
強度を有することになる。

〈口〉従来の伸縮スポークは、中央カッターの外周から
突出して位置するため、シールドカッター全体における
最大トルクを負担することになり、この点からも耐久性
に問題が生じる。

しかし本発明の装置は、円盤状の衛星カッター自体が回
転する構造である。

そのため、回転トルクは小さくて済み、負担がかからな
い。

〈ハ〉従来の伸縮スポークは棒状体であるため、ビット
の取付数が全体的に不足することになる。

しかし本発明の衛星カッターは、回転盤の面積が広いた
め、掘削に十分なだけの多数のビットを取り付けること
ができる。

〈二〉本発明のシールド掘進機は、中央カッターの周囲
に衛星カッターを配置し、両者の間隙部は衛星カッター
を摺動させることにより掘削可能である。

そのため、大口径のトンネル掘削においても、シールド
掘進機の地中接合を確実に行うことが可能である。

〈ホ〉本発明の衛星カッターは、進退するときの傾斜角
度を変えることによって、テールプレートと衛星カッタ
ー周縁との間隙の大きさを変えることができる。

〈へ〉本発明の装置は、衛星カッターをシールド掘進機
の外径より突出するまで斜め前方にスライド可能に構成
することによって、掘進時の余掘りを行うことら可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図二本発明のカッター装置の一実施例Ｉの説明図第
２図：衛星カッターを収納した状態の説明図第３図：シ
ールド掘進機の掘削前面の説明図第４図：シールド掘進
機の接合状態の説明図第５図：その他の実施例１の説明
図 第６図：従来技術の説明図 第６図 従来波Ｗの説明図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールド掘進機の掘進面積よりも小さい直径の中
   央カッターと、 この中央カッターの周囲に摺動及び自転可能に配置し、 かつシールド掘進機の軸心部に向かって斜め方向に収納
   可能な衛星カッターを有することを特徴とする、 回転カッター式シールド掘進機。