JPH07549Y2 - シールド掘進機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は地下に構築される道路、鉄道、上下水道等のト
ンネル及び地下街、地下駐車場等の地下空間を構築する
ために使用されるシールド掘進機に関するものである。

（従来の技術） 地下に構築される道路、鉄道、上下水道等のトンネル及
び地下街、地下駐車場等の地下空間の構築方法として特
願昭63−218194号などに示されるように断面の有効性を
目指して矩形状に掘削する方法が提案されている。

（考案が解決しようとする課題） しかし、上記のようなシールド掘進機は、円筒状のカッ
タで掘削された土砂を圧力室へ取り込んでいるが、この
ような円筒状のカツタのみでは土砂を圧力室へ取り込み
にくく、しかも圧力室の底面がフラットであるため、土
砂の滞留が起こりやすいという問題があった。

また、ゆるい砂層、礫層等の崩壊しやすい地山において
は、掘削した後の円筒カッタ上部の地山を機械的に押さ
えることが出来ないため、それが崩壊してしまうという
問題があった。

本考案は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目
的はカッタで掘削した土砂を圧力室へ取り込みやすく、
しかもその土砂が滞留することなく容易に圧力室からト
ンネル外へ排出できるとともに、地山の崩落を機械的に
押さえることが出来るシールド掘進機を提供することで
ある。

（課題を達成するための手段） 以上の課題を達成するための本考案の手段は、シールド
フレームの前面に突設したギアケースに、一面が閉塞し
た円筒形のドラムカッタをその回転軸が掘進方向と水平
状になるように適宜間隔をもって設け、これらのドラム
カッタの間に、ドラムカッタよりも小径な円筒形のリン
グカッタを、その掘削面がドラムカッタの掘削面と同一
面状になるように上下に一対設け、これらドラムカッタ
及びリングカッタの掘削面にはカッタビットを備えた土
砂取入口が適宜間隔をもって設けられ、送泥管及び排泥
管の先端部がドラムカッタ内又は圧力室内に臨んでいる
ことを特徴とすることである。

（作用） 上記構成によれば、ドラムカッタ及びリングカッタで掘
削された土砂は、土砂取入口からドラムカッタ及びリン
グカッタ内に取り込まれると共に、この土砂が排泥管に
より容易にトンネル外へ排出される。

またドラムカッタ及びリングカッタの掘削面で掘削直後
の切羽地山面を機械的に押さえることができる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、シールド掘進機Ａの横断面図であり、シール
ドフレーム１の前面にドラムカッタ２及びリングカッタ
３が設けられている。

またシールドフレーム１の後部にはシールド掘進機Ａの
推進及び掘進を制御するシールドジャッキ４が設けられ
ると共に、前部には隔壁５が形成されている。

該隔壁５の前側にはギアケース６が固定され、該ギアケ
ース６先端部の両側に回転自在に設けられた回転軸2bに
はドラムカッタ２が設けられ、該ドラムカッタ２の間に
は上下に一対のリングカッタ３が回転自在に設けられて
いる。

ドラムカッタ２は外側が閉塞した円筒形であり、一方の
側面の開口部に二つに分岐したギアケース６の先端部が
挿入され、その掘削面2aに土砂取入口７が適宜間隔をも
って穿孔され、該土砂取入口７にカッタビット８が設け
られている。

カッタビット８はドラムカッタ２およびリングカッタ３
の土砂取入口７の側面7aに設けられることにより、掘削
した土砂を土砂取入口７からドラムカッタ２内に取り込
みやすくするとともに、ドラムカッタ２の掘削面2a及び
リングカッタ３の掘削面3aで切羽地山面を切削後直ちに
押さえることができる。

リングカッタ３はドラムカッタ２よりも小径な円筒形で
あり、前記ドラムカッタ２間にその掘削面3aがドラムカ
ッタ２の掘削面2aと同一面状になるように上下に一対設
けられている。

またその掘削面3aには前記ドラムカッタ２と同様に土砂
取入口７が穿孔され、該土砂取入口７にはカッタビット
８が設けられている。

また前記隔壁５の後側にはモータＭが設けられ、該モー
タＭの回転力が前記ギアケース６内の動力伝達機構９を
介してドラムカッタ２及びリングカッタ３に伝達され
る。

該動力伝達機構９は第１図に示すように、ギアケース６
と、減速機10の出力軸11に固着されたベベルギア12及び
その他各種のギア13…,14…で構成されている。

該ベベルギア12は、回転軸12bの両端部に固着された他
のベベルギア12aと噛み合い、該回転軸12bの中央部には
ギア12cが固着されている。

そして該ギア12cは、その他各種のギア13…,14を介して
ギアケース６に回転自在に支持された、ドラムカッタ２
の回転軸2bのギア2cに連結されている。

また、該ドラムカッタ２の回転軸2bのギア2cは、上下に
配設された他のギア14a,14bを介してギアケース６に回
転自在に支持された、リングカッタ３の回転軸3bのギア
3cに連結されている。

また、ギアケース６はドラムカッタ２間に配設されると
ともに、一対のリングカッタ３を備えているので、十分
な強度をもって隔壁５に固定されている。

而して、モータＭが駆動すると上記各種のギア13…,14
a,14bを介してドラムカッタ２とリングカッタ３とが同
時に同方向すなわち反時計回りの方向へ回転する。

また、これらドラムカッタ内ｍにはギアケース６内を貫
通した送泥管15及び排泥管16が夫々連通され、これら排
泥管15及び送泥管16にはドラムカッタ内ｍへの送泥及び
ドラムカッタ内ｍから排泥をするためのポンプＰが夫々
設けられている。

また、排泥管16には排泥室16aが設けられている。

尚、各ドラムカッタ２及びリングカッタ３の回転軸部に
は泥水の進入を防ぐシール部材（図示せず）が設けられ
ている。

而して、これらドラムカッタ２およびリングカッタ３を
回転させながらシールド掘進機Ａを推進することによ
り、断面矩形状のトンネルを掘削することができる。

次に、本考案に係わるシールド掘進機Ａの作動について
説明する。

先ず初めに、ポンプＰ（図示せず）により送泥管15から
泥水をドラムカッタ内ｍへ送泥して切羽水圧の維持を図
ると共に、モータＭを駆動してベベルギア12,12aを回転
させる。

該ベベルギア12,12aの回転は回転軸12b中央部のギア12c
及びその他各種のギア13,……を介してギアケース６に
回転自在に支持された、ドラムカッタ２の回転軸2bに伝
達してドラムカッタ２を回転させる。

そして、このドラムカッタ２の回転は他のギア14a,14b
を介してリングカッタ３に伝達される。

この結果、これらドラムカッタ２とリングカッタ３と
が、第３図において反時計回り方向（矢印Ｂの方向）に
回転して地山をカッタビット８で掘削して矩形状のトン
ネルを掘削する。

そして、このドラムカッタ２及びリングカッタ３で掘削
された土砂は夫々の土砂取入口７から各ドラムカッタ内
ｍへ取り込まれ、該各ドラムカッタ内ｍの排泥管16によ
り排泥室16aに排泥され、該排泥室16aからポンプ（図示
せず）によりトンネル外へ排出される。

この場合第３図に示すように、リングカッタ３はドラム
カッタ２の径と略同径を掘削することが出来るように配
設されている。

また、隔壁５から前面部を圧力室Ｒとして、該隔壁に送
泥管15及び排泥管16を設けることも任意であり、該送泥
管15により圧力室Ｒへ送泥して切羽水圧を維持しつつ切
羽地山を掘削し、掘削された土砂は排泥管16によりトン
ネル外へ排出する。

尚、前記実施例ではドラムカッタ２とリングカッタ３が
その回転軸2b,3bを掘進方向と水平状にして形成されて
いるが、これに限らず掘進方向と垂直状にして形成する
ことも任意である。さらに前記実施例ではドラムカッタ
２とリングカッタ３とによりなる掘削カッタをシングル
で使用したが、このようなものに限らず上下に複数設け
ることも任意である。また回転方向も自在である。

この結果地中に大型の断面矩形状のトンネルを掘削する
ことが可能となる。

（考案の効果） 本考案は以上の様な構成にしたことにより下記の効果を
有する。

シールドフレームの前面に突設したギアケースに、
一面が閉塞した円筒形のドラムカッタをその回転軸が掘
進方向と水平状になるように適宜間隔をもって設け、こ
れらのドラムカッタの間に、ドラムカッタよりも小径な
円筒形のリングカッタを、その掘削面がドラムカッタの
掘削面と同一面状になるように上下に一対設け、これら
ドラムカッタ及びリングカッタの掘削面にはカッタビッ
トを備えた土砂取入口が適宜間隔をもって設けられたこ
とにより、断面矩形のトンネルを掘削できるとともに、
ドラムカッタ及びリングカッタの掘削面で切羽地山面を
切削後直ちに押さえることができる。

ドラムカッタ及びリングカッタの掘削面に土砂取入
口を適宜間隔ごとに設け、この土砂取入口にカッタビッ
トを設けたことにより、掘削した土砂を土砂取入口から
ドラムカッタ及びリングカッタ内へ容易に取り入れるこ
とができる。

排泥管及び送泥管の先端部をドラムカッタ又は圧力
室内へ臨ませたことにより、前記ドラムカッタ及びリン
グカッタ内に取り入れられた土砂等がこれらの中に滞留
することなく容易にトンネル外へ排出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のシールド掘進機の断面図、第２図は第
１図のＩ−Ｉ線断面図、第３図は第１図のII−II線断面
図、第４図は斜視図である。 図中、 A:シールド掘進機 1:シールドフレーム 2:ドラムカッタ、3:リングカッタ 7:土砂取入口、8:カッタビット 15:送泥管、16:排泥管 である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−66295（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シールドフレームの前面に突設したギアケ
   ースに、一面が閉塞した円筒形のドラムカッタをその回
   転軸が掘進方向と水平状になるように適宜間隔をもって
   設け、これらのドラムカッタの間に、ドラムカッタより
   も小径な円筒形のリングカッタを、その掘削面がドラム
   カッタの掘削面と同一面状になるように上下に一対設
   け、これらドラムカッタ及びリングカッタの掘削面には
   カッタビットを備えた土砂取入口が適宜間隔をもって設
   けられ、送泥管及び排泥管の先端部がドラムカッタ内又
   は圧力室内に臨んでいることを特徴とするシールド掘進
   機。