JPH0738465Y2 - シールド掘進機におけるシールドジャッキ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はシールド掘進機におけるシールドジャッキ装置
に関するものである。

［従来の技術］ 一般的なシールド掘進機の一例は第４図に示され、図中
１はシールド掘進機、２は円筒状のシールドフレーム、
３はシールドフレーム２内に軸受を介して回転自在に支
持され且つ図示してない駆動装置により回転駆動し得る
ようにしたカッターフレーム、４はカッターフレーム３
前面に取付けられた多数のカッター、５は軸線ｌ₂がシ
ールドフレーム２の軸線ｌ₁と略平行となるようシール
ドフレーム２内側に円周方向へ所要の間隔で配設された
複数のシールドジャッキ、６はトンネル内の組立てられ
たセグメント、７はカッター４により掘削されカッター
フレーム３内チャンバー８に取込まれた土砂Ｓを搬送す
るための搬送装置であるスクリューコンベヤ、９は同じ
く搬送装置であるベルトコンベヤである。

作業時には、駆動装置によりカッターフレーム３が回転
駆動され、カッター４により切羽地山が掘削される。掘
削された土砂Ｓはカッターフレーム３内チャンバー８に
取込まれ、スクリューコンベヤ７及びベルトコンベヤ９
にシールド掘進機１後方へ搬送される。

又シールドフレーム２内後方ではセグメント６が組立て
られ、しかる後シールドジャッキ５のジャッキ端部がセ
グメント６側部に当接された状態でシールドジャッキ５
が伸長され、シールド掘進機１が掘進する。

しかしながら、上述のシールド掘進機１では、掘進時に
カッター４を介して円周方向の力を受け、シールド掘進
機１が円周方向へローリングすることがある。而して、
シールド掘進機１がローリングすると、スクリューコン
ベヤ７の土砂取込口や排出口が真上方向或いは真下方向
からずれて斜めになるため、取込口からの土砂Ｓの取込
みが困難となると共に排出口から排出された土砂Ｓはベ
ルトコンベヤ９に供給されずにベルトコンベヤ９の周囲
にこぼれてしまい、土砂Ｓの排出が不可能となる。従っ
て、シールド掘進機１がローリングしたら、元の位置へ
修正する必要がある。

ローリングしたシールド掘進機１の元の位置への修正
（以下この修正をローリング修正という）の仕方として
は、 ｉ） 第４図のカッターフレーム３をシールド掘進機１
のローリング方向と同一方向へ回転させ、カッター４に
作用する掘削反力を利用してローリング修正する方法、 ii） 第５図及び第６図に示すように、シールドフレー
ム２側方からスタビライザ10を突出させて地山内へ打込
み、シールド掘進機１を前進させる際にスタビライザ10
に作用するシールド掘進機１周方向の分力よりローリン
グ修正をする方法、 iii） 第７図及び第８図に示すように、シールドジャ
ッキ５の本体5a先端部を球面形状にし、該球面形状部を
シールドフレーム２の固着した枠11にセットした球面座
12に接触させ、本体5aに固着した位置決め板13に、シー
ルド掘進機のトンネル断面に対し円周方向へ向けて水平
に延びる長孔14を設け、シールドフレーム２に固着した
枠15に設けた孔16と前記長孔14にボルトを締結すること
により位置決め板13を介してシールドジャッキ５を枠15
に固定し得るようにし、シールド掘進機がローリングし
た場合には、ボルトを緩め、位置決め板13を移動させる
ことにより、シールドジャッキ５、ロッド5bの座17ピン
連結側を球面座12に対する当接部を中心としてシールド
掘進機のローリング方向と同一方向へ傾け、シールド掘
進機の掘進時にシールドジャッキ５の掘進力による周方
向の分力によりローリング修正する方法、 等がある。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のローリング修正方法のうち、 ｉ）の方法では、切羽地山が軟弱地盤の場合は第４図に
示すカッター４に反力が作用せず、ローリング修正を行
うことができない、という問題があり、 ii）の方法では、ローリング修正のたびに第５図及び第
６図に示すスタビライザ10をシールドフレーム２内から
地山に打込まなければならず、このため作業が繁雑で能
率が悪く、又スタビライザ10をシールドフレーム２に対
して貫通させているため、地山から土砂、水等が隙間を
通ってシールドフレーム２内へ漏洩する虞れがあり、更
にスタビライザ10がトンネル掘進時の抵抗となるため大
きな掘進力が必要となり、更に又、シールド掘進時にス
タビライザ10により地山が乱されるという問題があり、 iii）の方法では、シールドジャッキ５の傾きを変える
際の作業を作業員が現場でマニュアルで行っていたた
め、作業が繁雑で能率が悪いという問題があった。

本考案は上述の実情に鑑み、地盤が軟弱でもシールド掘
進機のローリング修正が可能となるようにし、ローリン
グ修正時に掘進力以外に余分な力を必要とせず且つ土
砂、水等がシールドフレーム内に侵入したり地山が乱さ
れることがないようにし、更にローリング修正のための
操作を作業員が現場で行う必要のないようにすることを
目的としてなしたものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、ロッド後端にトンネル内に組立てられたセグ
メントに対し当接可能な座を有する複数のシールドジャ
ッキを、軸線がシールドフレーム軸線と略平行となるよ
うシールドフレーム内円周方向へ所要の間隔で配設し、
前記座をシールドフレーム後方に設置したセグメントに
より支持させて前記シールドジャッキを伸長することに
より掘進を行い得るようにしたシールド掘進機におい
て、各シールドジャッキの本体の掘進方向先端部よりも
セグメント側の中途部をシールドフレーム径方向へ延び
るピンを介してシールドフレームの円周方向へ揺動し得
るようシールドフレームの枠に支持させ、シールドフレ
ームの枠に、セグメント側へ向けて突出すると共に前記
シールドジャッキの本体を包囲するようにした球面座を
シールドジャッキの前記ピン支持部よりもセグメント側
へ位置するよう取付け、シールドジャッキの本体の前記
球面座よりもセグメント側の端部に位置決め板を取付
け、該位置決め板に、前記球面座に対向した面が球面座
の凸面と当接する凹面部を有する中間座を取付け、シー
ルドフレームの枠に各中間座をシールドフレームの円周
方向へ往復動させる複数の傾動用ジャッキを各中間座に
対応して各中間座ごとに設けたものである。

［作用］ シールド掘進機が円周方向へローリングした場合には、
所定の傾動用ジャッキを作動させて中間座をシールド掘
進機のローリング方向へシールドフレームの円周に沿い
所定量移動させる。このため中間座は、球面座に対して
摺動し、シールドジャッキのロッドに取付けられた座
は、ピン19を中心としてシールド掘進機のローリング方
向へ傾動する。而して、この状態でシールドジャッキに
よりシールド掘進機を掘進させると、シールドジャッキ
には、ローリング方向とは反対の方向へ向いた分力が発
生し、この分力によってシールド掘進機はローリング方
向とは反対方向へ回転し、ローリングの修正が行われ
る。

又、各シールドジャッキは傾動用ジャッキにより夫々別
個に傾動させることができるため、何れかのシールドジ
ャッキを傾動させる傾動用ジャッキが故障したような場
合でもローリング修正を行うことができ、従ってローリ
ング修正時に不具合が発生しにくく、能率の良い作業を
行うことができ、更にローリング修正に使用したシール
ドジャッキの盛替えも夫々単独に行うことができるた
め、シールド掘進機が密閉型の場合でも切羽圧力により
シールド掘進機が後退する虞れがない。

更に又、シールドジャッキの本体は、掘進方向先端部よ
りもセグメント側の中途部をピンで介してシールドフレ
ームの枠に支持されており、ローリング修正時にはピン
を中心として傾動することになるため、傾動角度が大き
くなってもシールドジャッキ本体の掘進方向先端を基準
として傾動する場合に比較してセグメントに面する座の
シールドフレーム円周方向への移動量が少くなり、シー
ルドフレーム内に配置した各機器との干渉防止上有利で
ある。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

第１図〜第３図は本考案の一実施例であり、図中第４図
〜第８図と同一の符号を付した部分は同一のものを表わ
している。

第４図に示すシールド掘進機１と同様の構成のシールド
掘進機において、シールドジャッキ５のロッド5bの外端
部を球面状に形成して該ロッド5b球面部を座17の球状の
凹面部に嵌合させ、シールドフレーム２内に取付けた枠
11にブラケット18を取付け、シールドジャッキ５の本体
5a一端側に、本体5aの掘進方向先端部よりも後方である
セグメント６側中途部に位置するよう、シールドフレー
ム２径方向へ延びるピン19を固着し、該ピン19を介して
シールドジャッキ５をシールドフレーム２の円周方向へ
揺動し得るよう支持させ、枠15にセグメント６側へ向け
て突出した凸形状の球面座20を前記本体5aを包囲するよ
う固着し、シールドジャッキ５の本体5a他端側に固着し
た位置決め板13を、前記球面座20の凸面と当接する凹面
部を有する中間座21に取付け、該中間座21を凹面部を介
して前記球面座20に摺動自在に支持させ、枠15に固着し
たブラケット22に駆動装置として軸線ｌ₃が円周方向へ
延びる傾動用ジャッキ23を各中間座21に対応して各中間
座21ごとに枢支させ、各傾動用ジャッキ23のロッド23a
先端を前記各中間座21に固着したブラケット24に連結
し、傾動用ジャッキ23を作動させることによりシールド
ジャッキ５をピン19を基準としてシールドフレーム２の
円周方向へ往復動させ得るように構成する。

シールド掘進機が円周方向へローリングした場合には、
これを修正するため傾動用ジャッキ23のロッド23aを伸
縮させることにより中間座21をシールドフレーム２の円
周方向へ移動させる。このため、中間座21を介してシー
ルドジャッキ５がピン19を中心としてシールドフレーム
２の円周方向へ傾動し、シールドジャッキ５の軸線ｌ₂
はシールドフレーム２円周方向へ傾いた状態になる。シ
ールドジャッキ５を傾動させる方向は、シールド掘進機
のローリング方向すなわちシールドフレーム２のローリ
ング方向とする。

而して、シールドジャッキ５が所定の角度に傾いたらロ
ッド5bを突出させて座17をセグメント６に当接させ、更
にロッド5bを突出させることによりシールド掘進機を掘
進させる。この際シールドジャッキ５によりピン19に作
用する力はシールド掘進機の軸線ｌ₁（第４図参照）に
対し平行ではなく円周方向へ傾いているため、シールド
掘進機軸線ｌ₁に対し平行な掘進力の他にシールド掘進
機円周方向への分力が生じ、この分力によりシールド掘
進機のローリングが修正される。すなわち、シールドジ
ャッキ５ １本当りの軸線方向の力をＦ、シールドジャ
ッキ５の傾きをθ、使用するシールドジャッキ５の本数
をｎとすると、シールドジャッキ５により発生するロー
リング修正のための力Fxは Fx＝nF sinθ となる。

シールド掘進機のローリングを修正する場合のシールド
ジャッキ５の傾動操作及びローリング修正後のシールド
ジャッキ５の復帰操作は傾動用ジャッキ23により自動的
に行うことができるため、シールド掘進の場合と同様、
遠隔操作を行うことが可能となり、作業員が現場で操作
を行う必要がないためローリング修正作業が容易となり
能率が向上する。

又地盤が軟弱な場合でもシールド掘進機に円周方向の力
Fxを与えることができるため、容易にローリング修正を
行うことができ、スタビライザのような地山への突出物
がなく掘進時に余分な抵抗が生じないため掘進力も小さ
くてすむうえ突出物により地山が乱されることがなく、
更に突出物がシールドフレームを貫通することにより生
じる隙間もないため、地山から土砂、水等がシールド掘
進機内へ侵入することもなく、安全性が向上する。

各シールドジャッキ５は夫々対応して設けた傾動用ジャ
ッキ23により、他のシールドジャッキ５とは関係なく単
独で傾動させることができるため、作業性が良く、又何
れかのシールドジャッキ５が傾動用ジャッキ23の故障等
により傾動できなくとも傾動用ジャッキ23の故障してい
ないシールドジャッキ５は傾動可能であるから、常にロ
ーリング修正を確実に行うことができ、能率の良い掘進
を行うことができる。

更に、シールド掘進機においては、セグメント６の１個
分だけ掘進が行われたら、シールドジャッキ５を縮小さ
せて座17を既存のセグメント６から離し、既存のセグメ
ント６とシールドジャッキ５の座17との間に新たなセグ
メント６を配置し、次いでシールドジャッキ５を伸張さ
せて新たに配置したセグメント６にシールドジャッキ５
の座17を当接させ、掘進時の反力を受けるようにする、
いわゆるシールドジャッキ５の盛替えを行う必要がある
が、本実施例では各シールドジャッキ５に対応して傾動
用ジャッキ23を設けているため、ローリング修正に使用
したシールドジャッキ５を盛替える際に夫々単独で盛替
えることができ、このため、あるシールドジャッキ５の
盛替えを行っている場合に他のシールドジャッキ５では
切羽圧力を支持できる結果、密閉型のシールド掘進機の
場合でも、切羽圧力によりシールド掘進機が後退するこ
とがなく、良好な掘進を行うことができる。

更に又、シールドジャッキ５の本体5aは、本体5aの掘進
方向先端部よりもセグメント６側の中途部をピン19を介
してシールドフレームの枠11に支持されており、ピン19
を中心として傾動することになるため、傾動角度が大き
くなっても、シールドジャッキ５の本体5aの掘進方向先
端を基準として傾動する場合に比較してセグメント６に
面する座17のシールドフレーム円周方向への移動量が少
くなり、シールドフレーム２内に配置した各機器との干
渉防止上有利となる。

なお、本考案の実施例では、カッターを用いたシールド
掘進機に適用する場合について説明したが、手掘りのシ
ールド掘進機に対しても使用できること、その他本考案
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。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案のシールド掘進機におけるシ
ールドジャッキ装置によれば、下記の如き種々の優れた
効果を奏し得る。

（Ｉ） 傾動用ジャッキにより遠隔操作でシールドジャ
ッキを傾動させることができるため、遠隔操作が可能と
なると共に、ローリング修正時に作業員が現場で作業を
行う必要がなく、修正作業が容易となり且つ作業能率が
向上する。

（II） 地盤が軟弱な場合でもシールド掘進機に円周方
向の力を与えることができるため、容易にローリング修
正を行うことができる。

（III） スタビライザのような突出物がないため、掘
進時の抵抗が小さく、掘進力を減少できるうえ、突出物
により地山が乱される虞れがなく、又突出物がシールド
フレームを貫通することにより生じる隙間もないため地
山から土砂、水等がシールド掘進機へ侵入する虞れがな
く、安全性が向上する。

（IV） 各シールドジャッキは他のシールドジャッキと
は関係なく単独で傾動させることができるため、作業性
が良く、且つ何れかのシールドジャッキが傾動用ジャッ
キの故障等で傾動できなくなった場合でも他のシールド
ジャッキを傾動させることにより確実にローリング修正
を行うことができ、能率の良い掘進を行うことができ
る。

（Ｖ） ローリング修正に使用したシールドジャッキの
盛替えも単独で行うことができるため、盛替えを行って
いるシールドジャッキ以外のシールドジャッキでは切羽
圧力を受けることができ、従ってシールド掘進機が密閉
型の場合でも、切羽圧力によりシールド掘進機が後退す
る虞れはなく、良好な掘進を行うことができる。

（VI）シールドジャッキの本体は、掘進方向先端部より
もセグメント側の中途部をピンで介してシールドフレー
ムの枠に支持されており、ローリング修正時にはシール
ドジャッキはピンを中心として傾動することになるた
め、傾動角度が大きくなっても、シールドジャッキの本
体のシールド掘進機側先端を基準として傾動する場合に
比較してセグメントに面する座のシールドフレーム円周
方向への移動量が少くなり、シールドフレーム内に配置
した各機器との干渉防止上有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のシールド掘進機におけるシールドジャ
ッキ装置の一実施例の側面図、第２図は第１図のII-II
方向矢視図、第３図は第１図のIII-III方向矢視図、第
４図は通常のシールド掘進機の側面図、第５図はシール
ド掘進機のローリング修正をスタビライザで行う場合の
シールド掘進機の斜視図、第６図は第５図のVI-VI方向
矢視図、第７図はシールド掘進機のローリング修正をシ
ールドジャッキにより行う場合の側面図、第８図は第７
図のVIII-VIII方向矢視図である。 図中１はシールド掘進機、２はシールドフレーム、５は
シールドジャッキ、5aは本体、5bはロッド、６はセグメ
ント、11は枠、13は位置決め板、15は枠、17は座、19は
ピン、20は球面座、21は中間座、23は傾動用ジャッキ、
Ｓは土砂、ｌ₁,l₂は軸線を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 大豊建設株式会社 東京都中央区新川１丁目24番４号 (71)出願人 999999999 日立建機株式会社 東京都千代田区大手町２丁目６番２号 (72)考案者 大塚 隆三郎 愛知県名古屋市港区昭和町13番地 石川島 播磨重工業株式会社名古屋工場内 (72)考案者 水野 修介 愛知県名古屋市港区昭和町13番地 石川島 播磨重工業株式会社名古屋工場内 (56)参考文献 実公 昭49−827（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ロッド後端にトンネル内に組立てられたセ
   グメントに対し当接可能な座を有する複数のシールドジ
   ャッキを軸線がシールドフレーム軸線と略平行となるよ
   うシールドフレーム内円周方向へ所要の間隔で配設し、
   前記座をシールドフレーム後方に設置したセグメントに
   より支持させて前記シールドジャッキを伸長することに
   より掘進を行い得るようにしたシールド掘進機におい
   て、各シールドジャッキの本体の掘進方向先端部よりも
   セグメント側の中途部をシールドフレーム径方向へ延び
   るピンを介してシールドフレームの円周方向へ揺動し得
   るようシールドフレームの枠に支持させ、シールドフレ
   ームの枠にセグメント側へ向けて突出すると共に前記シ
   ールドジャッキの本体を包囲するようにした球面座をシ
   ールドジャッキの前記ピン支持部よりもセグメント側へ
   位置するよう取付け、シールドジャッキの本体の前記球
   面座よりもセグメント側の端部に位置決め板を取付け、
   該位置決め板に前記球面座に対向した面が球面座の凸面
   と当接する凹面部を有する中間座を取付け、シールドフ
   レームの枠に各中間座をシールドフレームの円周方向へ
   往復動させる複数の傾動用ジャッキを各中間座に対応し
   て各中間座ごとに設けたことを特徴とするシールド掘進
   機におけるシールドジャッキ装置。