JPH0524320B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、長円形シールド掘進機に関する。

《従来の技術》 周知のように、地下鉄トンネルの構築方法とし
て、シールド工法があり、この工法ではトンネル
の掘削にシールド掘進機が使用される。

シールド掘進機には、各種の形式があるが、一
般的には円形断面のものが広く採用されている。

ところで、地下鉄トンネルでは、上下線の二本
の軌条を通常必要とする。

この場合、トンネルをそれぞれ個別に掘削する
と、用地的な面や、工期、工費に無駄が大きくな
る。

そこで、円形の大断面を一度に掘削することが
考えられるが、この方法では、トンネルを個別に
掘削する場合よりも若干工期の点で有利になるも
のの、断面効率は改善されない。

このため、例えば、特開昭47−44931号公報に
見られるように、二つの円形断面をオーバラツプ
させた断面で掘削するシールド掘進機が提案され
ているが、この掘進機には以下に説明する欠点が
あつた。

《発明が解決しようとする問題点》 すなわち、上記公報に開示されているシールド
掘進機では、円形断面をオーバラツプさせた断面
なので、その断面効率は向上するものの、掘削後
に設置されるセグメントも円形をオーバラツプさ
せた形状となるので、その組み立てや製作が複雑
になるという問題があつた。

また、この構造のシールド掘進機では、前後に
ズラして配置された２つのカツターにそれぞれ駆
動機構が必要になるので、構造が複雑になるとい
う問題もあつた。

さらに、楕円断面のトンネルを掘削するものと
して、特開昭61−49098号公報に示される楕円シ
ールド掘削機があるが、この掘削機では、カツタ
ーの角度が掘削断面外周に対して変化するととも
に、逆回転することができないため、安定した掘
削断面を得ることが困難である。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みて
なされたものであつて、その目的とするところ
は、セグメントの組み立ておよび製作が簡単にで
きるとともに、駆動および制御が簡単に行え、か
つ安定した掘削断面を容易に得ることのできる長
円形シールド掘進機を提供することにある。

《問題点を解決するための手段》 上記目的を達成するために、この発明の長円形
シールド掘進機は、略長円断面のスキンプレート
と、外端側がこのスキンプレートの先端に案内さ
れて前記長円の内周に沿つて回転駆動される複数
のカツター板と、前記長円から等しい間隔を保つ
て回動するとともに、前記カツター板の内端側を
支持するチエーン機構と、前記長円の円弧部分の
中心位置に各々設置され、前記チエーン機構と噛
合してこれを回転駆動する一対の従動歯車と、該
一対の従動歯車間に設置され、各々の従動歯車と
相互に噛合する原動歯車とを備え、かつ、前記従
動および原動歯車の先端部分には切削手段を設け
たことを特徴とするものである。

《作用》 上記構成のシールド掘進機によれば、形成され
るトンネルは、長円断面になり、円形断面と二つ
の円形断面をオーバラツプさせた断面との中間の
断面効率が得られるとともに、セグメントの形状
も長円になるので、製作、施工が比較的簡単にで
きる。

また、長円断面の掘削は、原動歯車を回転駆動
してカツター板をスキンプレートの内周に沿つて
回転移動させつつ、スキンプレートを推進するこ
とで行われるので、駆動機構が簡単になるととも
に、掘進制御も簡単になる。

さらに、カツター板は、スキンプレートの先端
とチエーン機構とによる等間隔の軌道に沿つて、
この軌道に対する角度を一定に保ちつつ回動する
とともに逆回転することにより、安定した長円断
面の掘削を容易にする。

《実施例》 以下、この発明の好適な実施例について添付図
面を参照にして詳細に説明する。

第１図および第２図は、この発明にかかる長円
形シールド掘進機の一実施例を示している。

同図に示すシールド掘進機は、この発明を土圧
式シールド掘進機に適用したものを例示してお
り、両端が開口した長円断面のスキンプレート１
０と、このスキンプレート１０の長円の内周に沿
つて回転駆動される複数のカツター板１２と、チ
エーン機構３２、従動歯車３４，３４、及び原動
歯車３６からなるカツター板１２の駆動機構とか
ら概略構成されている。

上記スキンプレート１０の前部側には、掘削土
砂を充満して切羽に対抗する土圧室１４を隔成す
る隔壁１６が固設されており、隔壁１６には土圧
室１４内の掘削土砂を外部に排出するためのスク
リユーコンベア１８が設置されているとともに、
スキンプレート１０内にはその後端側に順次設置
されるセグメント２０に反力をとつて、これを前
方に推進するための推進ジヤツキ２２が周方向に
間隔を置いて複数設置されている。

上記カツター板１２は、一対の平板を所定の間
隔を置いて併設し、間隔部分にそれぞれカツター
ビツト２４を固設して構成され、上記スキンプレ
ート１０の周方向に所定の間隔を置いて複数個設
置され、その外端の下面には上記スキンプレート
１０の先端に固設されたガイド溝２６に嵌合する
ピン２８が固着されている。

そして、カツター板１２の内端側には、これを
支持するチエーン機構３２のアームロツド３０が
固設され、アームロツド３０は上記隔壁１６を貫
通して内方に延長されている。

また、このカツター板１２の前記駆動機構の本
体は、上記隔壁１６の内方に設置され、以下に説
明するように構成されている。

すなわち駆動機構は、隔壁から突設延長して上
記カツター板１２の内端側に固設されるアームロ
ツド３０を備えたチエーン機構３２と、このチエ
ーン機構３２に噛合する一対の従動歯車３４，３
４と、この従動歯車３４，３４間に配置され、こ
れらと相互に噛合する原動歯車３６とから構成さ
れている。

上記原動および従動歯車３６，３４の回転中心
は、それぞれ長円断面のスキンプレート１０の軸
方向、すなわちトンネルの軸方向に沿つて位置
し、また一対の従動歯車３４，３４の回転中心は
長円両側の各々の円弧部分の中心に設定されてお
り、これらの従動歯車３４，３４の外周にはこれ
らに巻装される上記チエーン機構３２が掛渡され
ている。

そして、これらの原動および従動歯車３６，３
４の各々の回転軸３６ａの先端部分には、第１図
にその一部を示すように、それぞれ先端が尖つた
切削手段としての円錘部３８が形成されている。
なお、切削手段としてはかかる円錐形状のものに
限定されず、例えば切削カツターを有するもの等
を用いることもできる。

また、上記原動歯車３６の回転軸３６ａの後部
には、外周にギアが刻設されたホイール４０が固
設され、このホイール４０には一対の駆動モータ
４２，４２が噛合結合されている。

以上のように構成されたシールド掘進機では、
駆動モータ４２を駆動すると、ホイール４０を介
してその回転が原動歯車３６に伝達され、原動歯
車３６と相互に噛合している従動歯車３４，３４
は同じ方向に回転駆動され、この回転力はチエー
ン機構３２を介して各カツター板１２，１２に伝
達され、これによりカツター板１２はスキンプレ
ート１０の内周に沿つて回転駆動される。

カツター板１２が回転駆動されると、切羽の土
砂はカツタービツト２４により削りとられ、掘削
された土砂はカツタービツト２４の間隙から土圧
室１４内に取込まれ、スキンプレート１０の内周
が環状に掘削される。

そして、カツター板１２の回転駆動により掘残
された部分は、スキンプレート１０が推進ジヤツ
キ２２の伸長により前進させられると、従動歯車
３４と原動歯車３６の先端に円錘部３８が形成さ
れているので、前進するとこの円錘部３８が切羽
に突き刺さり土砂をその斜面に沿つて前後左右に
押しやり、押出された土砂がカツター板１２間の
間隙などから土圧室１４に取込まれる。

従つて、駆動モータ４２を回転させながら、ス
キンプレート１０を推進ジヤツキ２２で前進させ
つつ、土圧室１４内の掘削土砂をスクリユーコン
ベア１８で排出すれば、スキンプレート１０の断
面に対応した長円断面が掘削される。

ここで、カツター板１２は、チエーン機構３２
のアームロツド３０と前記ガイド溝２６とによつ
て形成されるカツター板１２の長さと略等しい等
間隔の軌道に沿つて移動し、またこの軌道に対す
るカツター板１２の角度は略直角に保たれ、さら
に、カツター板１２は必要に応じて逆回転するこ
とができるので、精度のよい長円形状の掘削断面
を安定して得ることができる。

そして、掘削の進行に応じてスキンプレート１
０の後端側に長円断面のセグメントを順次組み立
てればトンネルが構築される。

さて、以上のようにして掘削される長円断面の
トンネルでは、従来の円断面と、２個の円断面を
重合したものとの中間の断面効率が得られるとと
もに、セグメントも長円断面となるのでその組み
立ておよび製作が簡単になる。

また、シールド掘進機の掘削およびその制御
は、従来の円形断面のものと同じに行えるので、
それ程複雑にならない。

なお、上記実施例では、この発明を土圧式のシ
ールド掘進機に適用したものを例示したが、この
発明の実施はこれに限定されることはなく他の形
式のシールド掘進機にも適用できる。

《発明の効果》 以上実施例で説明したように、この発明にかか
る長円形シールド掘進機によれば、形成されるト
ンネルは、長円断面になり、円形断面と二つの円
形断面をオーバラツプさせた断面との中間の断面
効率が得られ、断面効率の大幅な低下が防止され
るとともに、セグメントの形状も長円になり、製
作、施工が比較的簡単にできる。

また、シールド掘進機の駆動機構は原動歯車を
回転駆動するだけなので、構造が簡単になるとと
もに、掘進制御も推進ジヤツキだけで行われるの
で容易に行える。

さらに、切羽面を長円形状に切削するカツター
板を、スキンプレートの先端とチエーン機構とに
よる等間隔の軌道に沿つてこの軌道に対し一定の
角度を保ちつつ回転駆動するとともに逆回転を可
能にし、これによつて精度のよい長円形状の掘削
端面を容易にかつ安定して形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシールド掘進機の一例を示す
断面図、第２図は同シールド掘進機の正面図であ
る。 １０……スキンプレート、１２……カツター
板、３２……チエーン機構、３４……従動歯車、
３６……原動歯車、３８……円錘部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 略長円断面のスキンプレートと、外端側がこ
   のスキンプレートの先端に案内されて前記長円の
   内周に沿つて回転駆動される複数のカツター板
   と、前記長円から等しい間隔を保つて回動すると
   ともに、前記カツター板の内端側を支持するチエ
   ーン機構と、前記長円の円弧部分の中心位置に
   各々設置され、前記チエーン機構と噛合してこれ
   を回転駆動する一対の従動歯車と、該一対の従動
   歯車間に設置され、各々の従動歯車と相互に噛合
   する原動歯車とを備え、かつ、前記従動および原
   動歯車の先端部分には切削手段を設けたことを特
   徴とする長円形シールド掘進機。