JPH07150888A - 中折れ式シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールド本体の中折時にシールドジャッキの
端部がセグメントの中心位置から変位するのを防ぐこと
ができるだけではなく、ピストンロッドのパッキングの
摩耗も防ぐことのできる中折れ式シールド掘進機を提供
する。 【構成】 シールド本体内に設けたリングガーダ１０，
１２に揺動可能に挿通するとともに、前端部を前部シー
ルド１の支持部材２に揺動可能に支持し後端部をシール
ドジャッキスプレッダ１７を介してセグメント６に押し
当て得るようにした複数のシールドジャッキ９を備えた
前胴支持方式の中折れ式シールド掘進機において、流体
圧シリンダ３０を、シールド本体の半径方向に往復動で
きるようにシールドジャッキ９とリングガーダ１０との
間に取付け、シールド本体の中折れ時、この流体圧シリ
ンダ３０によりシールドジャッキ９をシールド本体の内
周側に向けて必要な距離だけ移動させることができるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、前部シールドと後部シ
ールドとを折り曲げ可能に連結することにより中折れで
きるように構成した中折れ式シールド掘進機において、
その中折れに伴ってシールドジャッキが変位するのを防
止するようにしたシールドジャッキの保持機構を設けた
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル等の地下坑を掘進するシールド
掘進機においては、例えば、カーブするトンネルを掘進
する場合のように、掘進方向を変えて曲進することが必
要となる場合が生じる。特に、最近では、シールド掘進
機による地下坑の掘進工事が都市部に集中していて、地
下坑を掘進するにしても各種の制約があることから、曲
進できるシールド掘進機の需要が急速に増大している。
このようなシールド掘進機として、シールド本体を前部
シールドと後部シールドとに分割して各シールドを折り
曲げ可能に連結することによりシールド本体を中折れで
きるように構成した、いわゆる中折式シールド掘進機が
従来から一般に知られている。この従来から一般に知ら
れている中折式シールド掘進機では、前部シールドと後
部シールドの隣接する端部を互いに折り曲げることので
きるように回動可能に嵌合して中折れできるように構成
するとともに、これらシールド間を複数個の中折ジャッ
キで軸着することにより連結し、これらの中折れジャッ
キをストローク差を付けて駆動することにより、前部シ
ールドを後部シールドに対して折り曲げるように回動さ
せて、シールド本体を中折れさせていた。

【０００３】このような中折れ式シールド掘進機のう
ち、特にシールドジャッキの前端部を前部シールドに揺
動可能に支持するようにした、いわゆる前胴支持方式の
中折れ式シールド掘進機においては、前部シールドを回
動させてシールド本体を中折れさせると、前部シールド
の回動に伴って、セグメントに押し当てるようにしてい
たシールドジャッキの後端部がセグメントの中心位置か
ら変位して、各種のトラブルを誘発する原因となる。そ
のため、シールド本体の中折れ時に、シールドジャッキ
をシールド本体内周側に押し付け得るようにしてそのよ
うなトラブルの発生を防止するようにしたシールドジャ
ッキの保持機構を備えた中折れ式シールド掘進機が従来
から各種開発されている。本発明は、このような従来開
発されていた中折れ式シールド掘進機を改良しようとす
るものである。

【０００４】そこで、前記の前胴支持方式の中折れ式シ
ールド掘進機を図４乃至図６に基づいて説明するととも
に、そのようなシールドジャッキの保持機構を備えた中
折れ式シールド掘進機のうち従来から用いられていた一
般的なものを図７及び図８に基づいて説明する。図４
は、前胴支持方式の中折れ式シールド掘進機に関する図
２のＡＯＢ線縦断面図、図５は、前胴支持方式の中折れ
式シールド掘進機の横断面図、図６は、前胴支持方式の
中折れ式シールド掘進機の要部の縦断面図、図７は、シ
ールドジャッキの保持機構を備えた中折れ式シールド掘
進機の要部の縦断面図、図８は、図７の中折れ式シール
ド掘進機のシールド本体が中折れした状態を示す要部の
縦断面図である。

【０００５】まず、図４乃至図６に基づいて前胴支持方
式の中折れ式シールド掘進機について説明すると、これ
らの図において、１はシールド本体を構成する前部シー
ルド、７はこの前部シールドとともにシールド本体を構
成する後部シールドで、テールプレートと称するもので
ある。前部シールド１は、後端部を後部シールド７の前
端部外周７ａにシール部材８を介して嵌合し、後部シー
ルド７に対して水平方向に回動できるようになってお
り、こうして、シールド本体を中折れできるように構成
している。９はセグメント６で反力をとりつつシールド
本体を推進するためのシールドジャッキである。シール
ドジャッキ９の前端部は、支持材２の球面座に当接し支
持部材２ではずれないように揺動可能に支持されてい
て、シールドジャッキ９の前端部を前部シールドに揺動
可能に支持するようにした前胴支持方式の中折れ式シー
ルド掘進機を構成している。また、シールドジャッキ９
の後端部であるピストンロッド９ａの後端部は、シール
ドジャッキスプレッダ１７を介し、後部シールド７すな
わちテールプレートの内面に沿って運動しつつセグメン
ト６に当接できるようになっている。このようなシール
ドジャッキ９は、中折れ軸線が鉛直方向であることか
ら、図５によく表されているように、シールド本体の鉛
直方向中心線に対して対称となるように配置されて、相
対向するように複数個設けられている。１０、１２は、
シールド本体の内周に沿ってその強度を増加する目的で
設けられたリングガーダで、１０は前部シールド内に設
けられた前部シールドリングガーダ、１２は後部シール
ド内に設けられた後部シールドリングガーダである。こ
のシールド本体内に設けた各リングガーダ１０，１２に
は、シールドジャッキの径より大きい挿通孔１１，１３
（後に説明する図７、図８参照）が各シールドジャッキ
９と対応する位置に同心状に穿設され、各シールドジャ
ッキ９を揺動可能に挿通する。１８は、シールド本体内
に設置され、前部シールド１を後部シールド７に対して
水平方向に回動させてシールド本体を中折れさせための
中折れジャッキである。この中折ジャッキ１８は、前部
シールド１に設けたブラケット１９と後部シールド７に
設けたブラケット２４とにそれぞれピン２０、ピン２４
で軸着している。この中折ジャッキ２は、図５によく表
されているように、シールドジャッキ９と同様、シール
ド本体内の左右に相対向するように複数個設けられてお
り、この左右の中折ジャッキ１８の伸縮差により前部シ
ールド１が後部シールド７に対して回動して、シールド
本体の中折姿勢を作る。

【０００６】以上、前胴支持方式の中折れ式シールド掘
進機について説明したが、このような中折れ式シールド
掘進機においては、前部シールド１を回動させてシール
ド本体を中折れさせると、前述したように、前部シール
ド１の回動に伴って、シールドジャッキ９の後端部すな
わちシールドジャッキスプレッダ１７がセグメント６の
中心位置から変位して、各種のトラブルの発生原因とな
るため、その防止のためのシールドジャッキ９の保持機
構が設けられている。このシールドジャッキ９の保持機
構を備えた中折れ式シールド掘進機のうち従来から用い
られていた一般的なものを図７及び図８に基づいて以下
に説明する。なお、図７及び図８において、図４乃至図
６と同一の符号をつけた部分は、これらの図面と同一の
部分を表しているので、改めて詳述しない。

【０００７】図７及び図８に示す中折れ式シールド掘進
機は、図４乃至図６で説明した中折れ式シールド掘進機
において、前部シールドリングガーダ１０、後部シール
ドリングガーダ１２の各挿通孔１１，１３に揺動可能に
挿通したシールドジャッキ９のシリンダと前部シールド
リングガーダ１０との間に取付部材１４，１５を介して
バネ機構１６を取り付けて、このバネ機構１６によりシ
ールドジャッキをシールド本体の内周側に向けて付勢す
るようにしている。この従来のシールド掘進機は、この
ような構成を採用しているので、前部シールド１を回動
させてシールド本体を中折れさせると、この前部シール
ド１の支持部材２に支持されているシールドジャッキ９
のシリンダは、その回動に伴い、非中折れ時と比較して
θ₁傾き、半径方向に変位しようとするが、シールドジ
ャッキ９がバネ機構１６によりシールド本体の内周側に
向けて付勢されているため、その変位を吸収しシールド
ジャッキスプレッダ１７をできるだけ後部シールド７の
内面に沿うようにし、これがセグメント６の中心位置か
ら変位するのを防ぐことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の中折れ式シール
ド掘進機は、このように、バネ機構により、シールドジ
ャッキを付勢するようにしているため、シールド本体の
中折時にシールドジャッキの端部がセグメントの中心位
置から変位するのを防ぐことができるが、このバネ機構
を設けたことに伴って、新たに、重大な問題が生じるこ
とを見出した。すなわち、シールドジャッキのシリンダ
の傾斜角度θ₁が大きくなって、バネ機構の変位量が大
きくなると、その反力も増大し、シールドジャッキに
は、大きな押付力が作用することとなる。そして、この
ように、シールドジャッキのシリンダに大きな押圧力が
作用し、その押付力の大きさがシールドジャッキの推力
に対して所定の比率を超えると、そのシリンダとピスト
ンロッドとの間にいわゆる「かじり」が生じて、ピスト
ンロッドのパッキングの摩耗が著しくなるという問題の
あることが判明した。

【０００９】本発明は、従来の技術にこのような問題が
あることに鑑み、その改善を図ろうとするものであり、
シールド本体の中折時にシールドジャッキの端部がセグ
メントの中心位置から変位するのを防ぐことができるだ
けではなく、このような「かじり」によるピストンロッ
ドのパッキングの摩耗も防ぐことのできる中折れ式シー
ルド掘進機を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のこのような目的
は、「前部シールドと後部シールドとを折り曲げ可能に
連結することにより中折れできるように構成したシール
ド本体と、このシールド本体内に設けたリングガーダに
揺動可能に挿通するとともに、前端部を前部シールドに
揺動可能に支持し後端部をセグメントに押し当て得るよ
うにした複数のシールドジャッキとを備えた中折れ式シ
ールド掘進機において、シールド本体の半径方向に往復
動できその往復動と連動してシールドジャッキを移動さ
せる流体圧シリンダをシールド本体内に設け、この流体
圧シリンダによりシールドジャッキをシールド本体の内
周側に向けて移動させることができるようにした」こと
を特徴とする特許請求の範囲の請求項１に記載されてい
るとおりの中折れ式シールド掘進機により達成される。

【００１１】

【作用】本発明の中折れ式シールド掘進機は、このよう
な構成を備えているので、シールド本体の中折れ時に、
その中折れ角度に応じて、流体圧シリンダを適宜のスト
ロークだけ駆動することにより、シールドジャッキをシ
ールド本体の内周側に向けて移動させ、シールドジャッ
キに必要以上の押圧力を作用させることなく、シールド
ジャッキの端部をできるだけ後部シールドの内面に沿う
ようにさせることができる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図３に基づいて説
明する。図１は、本発明の実施例の中折れ式シールド掘
進機の要部の縦断面、図２は、本発明の実施例の中折れ
式シールド掘進機に関する図１のＣ−Ｄ線横断面図、図
３は、本発明の実施例の中折れ式シールド掘進機におけ
る流体圧シリンダに関する油圧回路図である。図１乃至
図３において、図４乃至図８と同一の符号を付けた部分
は、これらの図面と同等の部分を表しているので、説明
の重複を避けるため詳述しない。

【００１３】図１及び図３に示す中折れ式シールド掘進
機は、図４乃至図６で説明したシールド掘進機と同様、
前部シールド１と後部シールド７とを折り曲げ可能に連
結することにより中折れできるように構成したシールド
本体と、このシールド本体内に設けた前部シールドリン
グガーダ１０、後部シールドリングガーダ１２の各挿通
孔１１，１３に揺動可能に挿通するとともに、前端部を
前部シールド１の支持部材２に揺動可能に支持し、後端
部をなすシールドジャッキスプレダ１７をセグメント６
に押し当て得るようにした複数のシールドジャッキ９と
を備えている。本実施例では、従来の中折れ式シールド
掘進機に、「発明が解決しようとする課題」で述べたよ
うな問題があることに鑑み、シールドジャッキ９の保持
機構を改良した。

【００１４】そこで、その改良点を、図１乃至図３に基
づいて説明すると、これらの図において、３０，３０−
１〜３０−８は、シールド本体の半径方向に往復動でき
その往復動と連動してシールドジャッキを移動させる流
体圧シリンダで、シールドジャッキ９と前部シールドリ
ングガーダ１０との間に取り付けられている。この各流
体圧シリンダ３０，３０−１〜３０−８は、当然のこと
ながら、適当な操作機構により適宜のストロークだけ駆
動できるようになっているが、本実施例では、後述する
図３に示す機構により駆動できるようになっている。本
実施例では、流体圧シリンダ３０，３０−１〜３０−８
は、シールドジャッキ９と前部シールドリングガーダ１
０との間に取り付けるようにしているが、これをシール
ドジャッキ９と後部シールドリングガーダ１２との間に
取り付けるようにしてもよい。なお、各流体圧シリンダ
３０−１〜３０−８は、全て、流体圧シリンダ３０と同
一規格のものであるが、その配置されている位置を区別
できるようにするため、図７及び図８では、流体圧シリ
ンダの符号３０に１〜８の数字を添えた。なお、シール
ドジャッキ９についても同様である。

【００１５】本実施例は、以上のような構成を備えてい
るので、前部シールド１を回動させてシールド本体を中
折れさせる場合に、適宜の操作機構を用いて、その中折
れ角度に応じて、流体圧シリンダ３０を適宜のストロー
クだけ駆動することにより、シールドジャッキ９をシー
ルド本体の内周側に向けて必要量だけ移動させることが
できる。そのため、シールドジャッキ９に必要以上の押
圧力が作用するようなことはなく、かつ、シールドジャ
ッキ９の端部をできるだけ後部シールド７の内面に沿う
ようにさせることができる。その結果、シールド本体の
中折時にシールドジャッキ９の端部がセグメント６の中
心位置から変位するのを防ぐことができだけではなく、
従来技術のように、シールドジャッキ９のシリンダとピ
ストンロッド９ａとの間の「かじり」によりピストンロ
ッド９ａのパッキングが摩耗するようなこともない。

【００１６】次に、本実施例の中折れ式シールド掘進機
における流体圧シリンダ３０の操作機構を図２及び図３
に基づいて説明すると、本実施例の中折れ式シールド掘
進機においては、その操作機構を具体化するに当たり、
複数のシールドジャッキ９−１〜９−８が図２に示すよ
うに、シールド本体の鉛直方向中心線に対して対称とな
るように配置して相対向するようにしている。すなわ
ち、シールド本体の鉛直方向中心線に対して、シールド
ジャッキ９−１とシールドジャッキ９−８とが相対向
し、同様にして、シールドジャッキ９−２とシールドジ
ャッキ９−７、シールドジャッキ９−３とシールドジャ
ッキ９−６、シールドジャッキ９−４とシールドジャッ
キ９−５とがそれぞれ相対向するように配置されてお
り、その配置は、中折れ軸線が鉛直方向である図５に示
した従来の一般的な中折れ式シールド掘進機と同様であ
る。そして、このようなシールドジャッキ９−１〜９−
８の一般的な配置を利用して、これらのシールドジャッ
キ９−１〜９−８を移動させるための流体圧シリンダー
３０−１〜３０−８について、その操作機構を具体化す
るために、図３に示すような油圧回路が組まれる。すな
わち、図３に示すように、相対向するシールドジャッキ
を移動させる一対の流体圧シリンダである３０−１と３
０−８、３０−２と３０−７、３０−３と３０−６、３
０−４と３０−５の流体圧シリンダの各シリンダ室間を
流体が互いに流通しうるように管路で接続している。そ
の場合、一対の流体圧シリンダの各シリンダ室間を接続
する管路は、その一対の流体圧シリンダのうちの一方が
短縮したとき、この短縮により、一対の流体圧シリンダ
の各シリンダ室間を流体が互いに流通して他方を伸長さ
せることのできるように、流体圧シリンダのボトム側同
士及びピストンロッド側同士を互いに連通するように接
続している。

【００１７】本実施例の中折れ式シールド掘進機におけ
る流体圧シリンダ３０の操作機構は、このような構成を
採用しているので、いま、前部シールド１を図２の紙面
よりみて左側に折り曲げてシールド本体を中折れさせる
と、各シールドジャッキ９−１〜９−４は伸長して、そ
の端部の各シールドジャッキスプレダ１７を後部シール
ド７すなわちテールプレート内面に沿って摺動させなが
ら左側に移動する。そうすると、その各シールドジャッ
キ９−１〜９−４の左側への移動に伴って各流体圧シリ
ンダ３０−１〜３０−４が短縮し、その短縮により各流
体圧シリンダ３０−１〜３０−４のボトム側の流体が各
流体圧シリンダ３０−８〜３０−５のボトム側に送られ
ると同時に、この各流体圧シリンダ３０−８〜３０−５
のシリンダロッド側の流体が各流体圧シリンダ３０−１
〜３０−４のシリンダロッド側に導かれることとなるか
ら、流体圧シリンダ３０−８〜３０−５は伸長して、シ
ールドジャッキ９−８〜９−５を図１の左側に移動させ
る。その結果、シールドジャッキスプレッダ１７をでき
るだけ後部シールド７の内面に沿うように自己調整し、
これがセグメント６の中心位置から変位するのを防ぐよ
うにすることができる。その場合、シールドジャッキ９
−１〜９−４のシリンダの移動量に応じて他方のシール
ドジャッキ９−８〜９−５の移動用の流体圧シリンダ３
０−８〜３０−５が適正に操作されることとなるので、
シールドジャッキ９に必要以上の無理な押圧力が作用す
るようなことはない。したがって、本実施例によれば、
流体圧シリンダー３０−１〜３０−８を、格別の制御機
構を設けることなく的確に操作でき、シールド本体の中
折時にシールドジャッキ９の端部がセグメント６の中心
位置から変位するのを防ぐことができるとともに、ピス
トンロッド９ａのパッキングが摩耗するのを防ぐことも
できる。また、一対の流体圧シリンダ３０のうちの一方
の短縮により、その各シリンダ室３０間を流体が互いに
流通して他方を伸長させるようにしているので、流体圧
シリンダ３０を操作するのに流体圧力発生源を全く必要
としない。本実施例の中折れ式シールド掘進機において
は、このように、テールプレートの内面に沿う側のシー
ルドジャッキ９の動きと従来のシールドジャッキ９の一
般的な配置とを巧みに利用して、所要の側のシールドジ
ャッキの移動を防止するよう、流体圧シリンダー３０の
操作機構を具体化したものであり、その技術的発想は斬
新的なものである。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、前胴支持方式の中折れ式シールド掘進機において、
シールド本体の半径方向に往復動できその往復動と連動
してシールドジャッキを移動させる流体圧シリンダをシ
ールド本体内に設け、この流体圧シリンダによりシール
ドジャッキをシールド本体の内周側に向けて移動させる
ことができるようにので、シールド本体の中折時にシー
ルドジャッキの端部がセグメントの中心位置から変位す
るのを防ぐことができるだけではなく、前記のような
「かじり」によるピストンロッドのパッキングの摩耗も
防ぐことのできる中折れ式シールド掘進機を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の中折れ式シールド掘進機の要
部の縦断面である。

【図２】本発明の実施例の中折れ式シールド掘進機に関
する図１のＣ−Ｄ線横断面図である。

【図３】本発明の実施例の中折れ式シールド掘進機にお
ける流体圧シリンダに関する油圧回路図である。

【図４】前胴支持方式の中折れ式シールド掘進機に関す
る図２のＡＯＢ線縦断面図である。

【図５】前胴支持方式の中折れ式シールド掘進機の横断
面図である。

【図６】前胴支持方式の中折れ式シールド掘進機の要部
の縦断面図である。

【図７】シールドジャッキの保持機構を備えた中折れ式
シールド掘進機の要部の縦断面図である。

【図８】図７の中折れ式シールド掘進機のシールド本体
が中折れした状態を示す要部の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 前部シールド ２ 支持部材 ７ 後部シールド ９ シールドジャッキ １０ 前部シールドリングガーダ １２ 後部シールドリングガーダ １７ シールドジャッキスプレッダ １８ 中折れジャッキ ３０ 流体シリンダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前部シールドと後部シールドとを折り曲
   げ可能に連結することにより中折れできるように構成し
   たシールド本体と、このシールド本体内に設けたリング
   ガーダに揺動可能に挿通するとともに、前端部を前部シ
   ールドに揺動可能に支持し後端部をセグメントに押し当
   て得るようにした複数のシールドジャッキとを備えた中
   折れ式シールド掘進機において、シールド本体の半径方
   向に往復動できその往復動と連動してシールドジャッキ
   を移動させる流体圧シリンダをシールド本体内に設け、
   この流体圧シリンダによりシールドジャッキをシールド
   本体の内周側に向けて移動させることができるようにし
   たことを特徴とする中折れ式シールド掘進機。
2. 【請求項２】 複数のシールドジャッキのうちの適宜の
   ものを、シールド本体の中心線に対して対称となるよう
   に配置して相対向するようにし、この相対向するように
   したシールドジャッキを移動させる一対の流体圧シリン
   ダの各シリンダ室間を流体が互いに流通しうるように管
   路で接続し、その一対の流体圧シリンダのうちの一方が
   短縮したとき、この短縮により、一対の流体圧シリンダ
   の各シリンダ室間を流体が互いに流通して他方を伸長さ
   せることができるようにしたことを特徴とする請求項１
   の中折れ式シールド掘進機。