JPH0428880B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシールド掘進機に係り、詳しくは、カ
ツタデイスクシールド本体の前胴に対して傾動自
在で、急カーブ掘進に対応できる掘進機に関する
ものである。これは、曲線半径の小さいトンネル
を曲進掘削する分野で利用することができる。

〔従来の技術〕

シールド掘進機でトンネルを曲進掘削する場
合、従来、例えば第２図に示すような機械掘り式
シールド掘進機１が採用される。これは、切羽２
を掘削するカツタデイスク３の半径方向に、油圧
ジヤツキ４ａあるいはネジの回転等により進退す
るサイドオーバカツタ装置４を装備している。そ
の進出されたサイドオーバカツタ５をカツタデイ
スク３と共に回転させることにより、曲進に必要
な余掘りを行わせて掘削口径を拡大し、シールド
本体６内に設けられた適数個のシールドジヤツキ
７の伸長量を異ならせることにより、曲進できる
ようにしている。

しかし、サイドオーバカツタ５の突出量には限
界があり、その上、サイドオーバカツタ５により
掘削された土砂のカツタチヤンバ８への流入は完
全なものとならない。その結果、単に地盤を軟ら
かくする程度に留まるのが実情で、カーブ掘進に
必要な余掘り量を確保することは困難であること
が多い。なお、シールド掘進機の曲進を少しでも
容易とするように、シールド本体を前後に分離
し、それを屈折させて、前胴を曲進方向に曲がり
やすくしたものが従来から提案されており、例え
ば特開昭56−111794号公報に、そのような例が記
載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の分割胴を有する掘進機をさらに発展させ
たものに、第３図に示すようなカツタデイスクを
前胴に対して傾動させることができるようにした
ものがある。これは、カツタデイスク３を曲進方
向９に屈曲させ、かつ、前胴１０と後胴１１とに
分割されたシールド本体１２も屈曲させて、カー
ブ掘進に容易に対応させるようにしている。

しかし、この種のシールド掘進機は、例えば特
開昭51−96139号公報にみられるように、そのカ
ツタデイスクの駆動様式がセンタドライバであ
り、シールド本体内の軸線部近傍の中央空間が駆
動装置に占有される。そのために、掘進時のカツ
タビツト３ａの取り換えや掘削切羽２への薬液注
入等の地盤改良作業のために出入りするスペース
を確保し難い問題がある。また、急カーブ対応型
のシールド掘進機では、分割された前胴長を短く
して、その曲折角度を大きくすることが望まれ
る。しかし、センタドライブ式の場合には、その
駆動装置の収容空間を確保するために前胴が長く
なりがちであり、急カーブに対応させることには
限界がある。

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、そ
の目的は、カツタデイスクのシールド本体に対す
る傾動をセンタドライブ方式ではない中空ドラム
支持型で可能にすること、センタドライブ方式で
は不可能なシールド本体の軸線部近傍に空間を確
保して、作業者がカツタチヤンバへ出入りする扉
などを設けることができるようにすること、分割
されたシールド本体のうちカツタデイスクを備え
る前胴を可及的に短くして、急カーブ掘進に対応
させやすくすること、を実現するシールド掘進機
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前面にカツタデイスクを設けた前胴
の後端部に、屈曲可能に連結された後胴を備える
シールド掘進機に適用される。

その特徴とするところは、第１図を参照して、
カツタチヤンバ４５の空間を確保するためのサポ
ートビーム３４を有するカツタ駆動リング３６
が、カツタデイスク３の後方に配置される。この
カツタ駆動リング３６の外周をカツタ回転用軸受
３７を介して支承すると共に、このカツタ回転用
軸受３７と重合する外周に設けた球面軸受２９を
介して前胴２の内周に支承され、内方側をバルク
ヘツド４２で閉塞させた軸受リング３１が設けら
れる。この軸受リング３１を前胴２２の軸線２２
ａに対して傾動させるガイドジヤツキ３３が、軸
受リング３１と前胴２２との間に取り付けられて
いることである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、カツタデイスクの傾動も含め
てシールド本体を少なくとも二節屈曲させること
ができ、しかも、カツタ回転用軸受と球面軸受と
が集中して配置された中空ドラム支持型のカツタ
デイスク駆動装置の採用により、前胴を短くする
ことができる。したがつて、曲線半径の小さいト
ンネルを曲進掘削することが可能となる。また、
中空ドラム支持型を採用することにより、シール
ド本体の軸線部近傍に空間が確保され、バルクヘ
ツドに扉を設ければ、作業者がカツタチヤンバ内
に入ることもでき、カツタビツトの取り換えやそ
の他の点検、保守作業が容易となつたり、切羽へ
の薬液注入等の地盤改良作業が容易になる。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて、詳細に
説明する。

第１図は本発明が適用されるシールド掘進機２
０の全体縦断面図で、急カーブに対応することが
できるようになつている。これには、カツタデイ
スク３の支持機構を周辺支持式として中空ドラム
支持型が採用されている。このシールド本体２１
は、例えば前胴２２と後胴２３とに分割され、前
面にカツタデイスク３を設けた前胴２２とエレク
タ装置５４を備えた後胴２３が、連結用ピン２７
とその隣接内周部に適数個装着されたベンデイン
グジヤツキ２４で、屈曲自在に連結されている。
なお、シール保護板２６に覆われたシール２５
は、球面状に加工された後胴２３のシール面３０
と前胴２２とをシールするように設けられ、土砂
などの侵入が防止されている。

上述した前胴２２の内周部には円環状の支持部
材２８が固定されていて、その内面に球面軸受２
９が設けられている。この球面軸受２９の内側に
は軸受リング３１が嵌着され、その球面軸受２９
がカツタ回転用軸受３７と、前胴２２の半径方向
からみて重合するように、すなわち、カツタ回転
用軸受３７と球面軸受２９とが集中して配置され
ている。

その軸受リング３１は前胴２２の内周に支承さ
れ、その内方側を後述するバルクヘツド４２で閉
塞して、カツタチヤンバ４５を画成させている。
軸受リング３１の後部３１ａには、カツタデイス
ク３を駆動する駆動モータ３２が配置され、軸受
リング３１を前胴２２内でその軸線２２ａに対し
て傾動させるガイドジヤツキ３３が、軸受リング
３１と前胴２２との間に取り付けられている。

この軸受リング３１の前部には、カツタ回転用
軸受３７により支承されたカツタ駆動リング３６
があり、軸受リング３１より前方に突出し、カツ
タチヤンバ４５の空間を確保するためのサポート
ビーム３４により、カツタデイスク３が支持され
る。そのカツタ駆動リング３６の外周を支承する
上述のカツタ回転用軸受３７には、駆動モータ３
２の動力をピニオン３２ａを介して伝達するギヤ
３５が付設され、カツタ駆動リング３６を回転で
きるようにしている。

前述した支持部材２８の後端には、後胴２３内
で組み立てられたセグメント４０を押圧して、シ
ールド本体２１を推進させるシールドジヤツキ４
１が装着されている。そのシールド本体２１の中
心部にはバルクヘツド４２があり、それが軸受リ
ング３１により支持される。バルクヘツド４２と
カツタ駆動リング３６との間、および、球面軸受
２９とカツタ駆動リング３６との間には、カツタ
軸受シール３９が介在され、水密が図られてい
る。

バルクヘツド４２の中心である軸線２２ａの近
傍にはカツタデイスク３などを駆動するための装
置がなく、空間が確保されていて、作業者がシー
ルド本体２１内からカツタチヤンバ４５へ出入り
できるように、水密構造の扉４４が設けられる。
なお、この実施例は泥水式シールド掘進機を示し
ており、５０は送水管、５１は排泥管、５２はカ
ツタチヤンバ４５内の泥水を撹拌する撹拌機であ
る。また、５３はカツタデイスク３に設けられた
余掘用カツタ装置、５４はセグメント組立用のエ
レクタ装置、５５は後胴２３のテールプレート５
６に付設されたテールシールである。

このような構成例によれば、以下に説明するよ
うに、作動させることができる。

掘進機が直進する場合は、連結用ピン２７およ
び前胴２２と後胴２３を固定する図示しない金具
により、シールド本体２１が直線的にロツクされ
る。シールドジヤツキ４１で構築されたセグメン
ト４０を押圧しつゝ、駆動モータ３２によりピニ
オン３２ａ、リングギヤ３５、カツタ駆動リング
３６を介して、カツタデイスク３を回転させ、掘
進機２０は切羽２を掘削しながら前進する。な
お、カツタデイスク３の回転トルクの反力は、図
示しないテンシヨンバーあるいは前胴２２に設け
られるトルク受けで受け止められ、球面軸受２９
と軸受リング３１との回転滑りが防止される。

次に、曲進する場合は、カツタデイスク３を所
望の方向にすべく、周方向に適数個配置されたガ
イドジヤツキ３３のそれぞれの伸長量を異なら
す。ガイドジヤツキ３３の一端は前胴２２に取り
付けられているので、軸受リング３１は球面軸受
２９により任意の方向へ傾動される。軸受リング
３１にカツタ回転用の軸受３７を介して、カツタ
駆動リング３６が嵌着されているので、カツタデ
イスク３が所望方向に傾動する。駆動モータ３２
およびギヤ３５は一体で傾動される。カツタデイ
スク３への動力の伝達は支障なく行われる。な
お、その傾動時にバルクヘツド４２も一体的に傾
動される。

このようにしてカツタデイスク３が傾動されて
いるとき、球面軸受２９に侵入しようとする土水
は、球面軸受２９の球面部に設けられたシール４
３で阻止され、球面軸受２９の機能は十分維持さ
れる。シールド本体２１では、適数個のベンデイ
ングジヤツキ２４の伸長量が異ならされ、選定さ
れた上下または左右における一対の連結用ピン２
７を回転中心として、前胴２２が後胴２３に対し
て屈曲される。このとき、シール保護板２６内の
シール２５で、トンネル内の水がシールド本体２
１内に侵入するのが防止される。

シールドジヤツキ４１の各伸長量を異ならせ、
所望方向への曲進反力をスプレツダ４１ａを介し
てセグメント４０の端面４０ａで受ければ、シー
ルド本体２１は、その全体が第３図と同様に二節
屈曲している状態で前進する。シールド本体２１
の前胴２２内に設けられるカツタデイスク３の駆
動機構は前後にコンパクトに納まつており、セン
タドライブ式の場合に比べて前胴２２は短くなつ
ている。その結果、曲線半径の小さいトンネルを
曲進掘削するような急カーブに対応して屈曲さ
せ、掘進することが容易となる。

なお、以上の説明は泥水式のシールド掘進機を
例にとつて述べたが、カツタチヤンバがバルクで
画成された形式の装置であれば、いずれの型式の
シールド掘進機にも、本発明を適用することがで
きる。

以上の説明から判るように、カツタ駆動リング
の外周をカツタ回転用軸受を介して支承し、この
カツタ回転用軸受と重合する外周に設けた球面軸
受を介して前胴の内周に支承される軸受リングを
設け、カツタ回転用軸受と球面軸受とを集中して
配置した構造としたので、カツタデイスクの傾動
も含めてシールド本体を少なくとも二節屈曲させ
ることができる。しかも、傾動するカツタデイス
クの駆動には、前後が長くなる装置を必要とする
センタドライブ式に代えて、中空ドラム支持型を
採用しているので、駆動機構が前後に短く配置さ
れ、前胴を短くすることができる。したがつて、
二節屈曲させる際のシールド本体の曲げ角度を大
きくすることができ、曲線半径の小さいトンネル
を曲進掘削することが可能となる。また、上記の
ようにカツタデイスクを中空ドラム支持型駆動装
置により駆動することから、シールド本体の軸線
部近傍の中央部位に空間を確保することができ
る。したがつて、扉などをバルクヘツドに設けれ
ば、作業者がカツタチヤンバ内に入ることもで
き、カツタビツトの取り換えやその他の点検、保
守作業が容易となつたり、切羽への薬液注入等の
地盤改良作業も可能となる。一方、中空ドラム支
持型のカツタデイスク駆動装置を採用しながら
も、前胴をセンタドライブ式の場合のように長く
しておくと、前後方向に広い空間が確保され、掘
進機の推進や付帯装置の運転操作、さらには、土
木測量作業などを行いやすくすることができる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された中空ドラム支持型
シールド掘進機の縦断面図、第２図は従来のシー
ルド掘進機の断面図、第３図はカツタデイスクが
傾動する二節屈曲のシールド掘進機の概略図であ
る。 ３……カツタデイスク、２２……前胴、２２ａ
……軸線、２３……後胴、２９……球面軸受、３
１……軸受リング、３３……ガイドジヤツキ、３
４……サポートビーム、３６……カツタ駆動リン
グ、３７……カツタ回転用軸受、４２……バルク
ヘツド、４５……カツタチヤンバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前面にカツタデイスクを設けた前胴の後端部
   に、屈曲可能に連結された後胴を備えるシールド
   掘進機において、 前記カツタデイスクの後方に配置され、カツタ
   チヤンバの空間を確保するためのサポートビーム
   を有するカツタ駆動リングと、 このカツタ駆動リングの外周をカツタ回転用軸
   受を介して支承すると共に、このカツタ回転用軸
   受と重合する外周に設けた球面軸受を介して上記
   前胴の内周に支承され、内方側をバルクヘツドで
   閉塞させた軸受リングと、 この軸受リングと上記前胴との間に取り付けら
   れ、軸受リングを前胴の軸線に対して傾動させる
   ガイドジヤツキと、を備えることを特徴とするシ
   ールド掘進機。