JPH0765470B2 - シールド掘進機の姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、シールド掘進機の姿勢制御装置に関する。

《従来の技術》 シールド掘進機によるトンネルの構築では、地盤の性状
の変化や、シールドジャッキの推進力の不均一などの要
因によって、シールド掘進機のローリングが発生する。

シールド掘進機のローリングは、真円断面のトンネルを
構築する場合でも、ズリだし作業やシールド掘進機の運
転操作に影響を及ぼすし、楕円やめがね状断面のトンネ
ルの構築では、ゼグメントの組立などに大きな支障をき
たす。

そこで、従来、シールド掘進機にローリングが発生した
ときには、カッターを逆回転することなどにより修正し
ていたが、このような修正手段では、掘削土が粘性土の
場合などに修正が難しいという問題があった。

このような問題に対して、実公昭61−31102号公報に
は、カッターの前面地山に向かって出没可能な抵抗板を
設けたシールド掘進機のローリング修正装置が提案され
ている。

しかしながら、この公報に示されているローリング修正
装置には、以下に説明する技術的課題があった。

《発明が解決しようとする課題》 すなわち、上記公報に開示されているローリング修正装
置は、シールド掘進機のカッター回転を停止した状態で
行われるので、掘削効率がその分だけ低下する。

また、抵抗板は、カッターの背面側に設置された隔壁に
より隔成された土圧室内に、ボックスを設けてその内部
に収納され、隔壁外に設置された駆動手段のロッドによ
り、カッターの前面地山に出没操作されるので、ローリ
ングの修正が不要な場合には、そのままの状態にしてお
くとカッターの回転が阻害されるので、抵抗板とロッド
との結合を解除し、ロッドの貫通部分を閉止しなければ
ならず、修正装置の取り扱いが面倒なものとたってい
た。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、カッターの回転
を停止することなくローリングの修正ができ、しかも、
その修正操作が簡単に行えるシールド掘進機の姿勢制御
装置を提供することにある。

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本発明は、掘進機本体の前
面側に面盤ないしスポーク状のカッターを設けたシール
ド掘進機の姿勢制御装置において、前記カッター内に内
蔵され、必要に応じて該カッターの前面に突出される抵
抗板を設けたことを特徴とする。

《作用》 上記構成のシールド掘進機の姿勢制御装置によれば、ロ
ーリングを修正する抵抗板は、カッターの内部に内蔵さ
れているので、カッターの回転を停止することなく、こ
れを突出させて掘進機本体のローリングを修正できる。

また、抵抗板の出没は、例えば、油圧ないしは電気駆動
のジャッキにより制御されるので、簡単なオンオフ操作
で制御できる。

《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図から第３図は、この発明にかかるシールド掘進機
の姿勢制御装置の一実施例を示している。

同図に示す姿勢制御装置は、この発明を土圧式のシール
ド掘進機に適用したものであって、シールド掘進機Ａ
は、両端が開口した掘進機本体10と、この掘進機本体10
の先端側に回転自在に配置された円形断面を掘削するカ
ッター12とを備えている。

上記掘進機本体10は、ほぼ同じ直径の円形を中心軸上で
相互に一部ずつを重複させた略８字形の断面形状を有
し、その内部には、シールド掘進機Ａを推進させるため
に、掘進機本体10の後端側に順次組立て設置されるゼグ
メント14に反力をとるシールドジャッキ16が周方向に間
隔をおいて複数設けられている。

また、掘進機本体10の内部には、セグメント14を組み立
てるためのエレクタ18と、このエレクタ18から受承した
セグメント14をシールドテール部に押し上げ、その間隔
を広げて組立を容易にするセグメント押上装置20とが設
置されている。

上記カッター12は、回転中心が上記掘進機本体10の水平
方向の中心軸上に所定の間隔を置いて位置し、掘削可能
な回転範囲がこの中心軸上で部分的に重複した一対の面
盤状のカッターディスク盤12a,12bとから構成されてお
り、一方のカッターディスク盤12bは、回転時に相互に
干渉することを特徴とするため後方にズラしてある。

各カッターディスク盤12a,12bには、放射状に延びる土
砂取込用のスリット開口12cが、周方向に間隔をおいて
複数開設されており、各スリット開口12cの周縁には、
多数の土砂掘削用のカッタービット12dが植設されてい
る。

各カッターディスク盤12a,12bの背面側の中心には、そ
れぞれ回転軸22が固設されている。

回転軸22は、カッターディスク盤12a,12bの背面と所定
の間隔を置いて掘進機本体10に固着された隔壁26を貫通
して後方に向けて延長され、それぞれ貫通部分に軸受27
を介装して回転可能に支持されるとともに、回転軸22の
後端にはそれぞれ回転駆動用のモータ28が連結されてい
る。

上記隔壁26は、カッター12で掘削した土砂を取込み充満
させて切羽に対抗させる土圧室32を隔成しており、隔壁
26には、２つの開口部が穿設され、開口部には上記土圧
室32内に充満された掘削土砂を切羽の崩壊を防止しつつ
取り出すための一対のスクリューコンベア34がそれぞれ
設置されている。

なお、第１図に示す符号36の部材は、掘進機本体10の後
端に固着されたテールシールである。

一方、それぞれのカッターディスク盤12a,12bのスリッ
ト開口12cの間には、１つおきに本発明の姿勢制御装置
Ｂが設置されている。

姿勢制御装置Ｂは、その一例を第３図に示すように、前
面に複数の突起38が設けられた抵抗板40と、抵抗板40の
下面に当接する楔状のスライド部材42と、スライド部材
42をカッターディスク盤12a,12bの半径方向に移動させ
る伸縮自在なジャッキ44とから構成されている。

ジャッキ44には、その伸縮操作の制御を行う油圧ホース
46が接続されており、油圧ホース46は、回転軸22の内部
を通って、回転軸部に設けられたスイベルを介して隔壁
26の後方まで延び、その一端には油圧機器（図示省略）
が接続されている。

このような構成を有する姿勢制御装置Ｂは、各カッター
ディスク盤12a,12bの内部に内蔵され、油圧ホース46を
介して送込まれるオイルでジャッキ44が駆動されると、
スライド部材42の傾斜面に押されて、カッターディスク
盤12a,12bに穿設された孔部12eから抵抗板40が地山側に
突出するように構成されている（第３図（Ｂ）参照）。

なお、第３図に符号12fで示した部材は、孔部12eの周縁
に固設され、抵抗板40の出没移動を案内するガイド片で
ある。

以上の構成を備えたシールド掘進機Ａでは、カッターデ
ィスク盤12a,12bを駆動モータ28で回転駆動しつつ、土
圧室32内に取込まれた掘削土砂を切羽の安定を確保しな
がら徐々にスクリューコンベア34で排土して推進させれ
ば、掘進機本体10の断面に対応した断面の掘削が行われ
る。

このとき、シールド掘進機Ａにローリングが発生する
と、姿勢制御装置Ｂが駆動され、ローリングの修正が行
われる。

ローリングの修正では、ローリング方向の前方に位置す
る姿勢制御装置Ｂのジャッキ44が駆動され、第３図
（Ｂ）に示すように、抵抗板40が地山側に突出される。

抵抗板40が突出すると、その前面側の突起38や抵抗板40
が地山に食い込み、カッターデイスク盤12a,12bの回転
抵抗が大きくなり、これによりシールド掘進機Ａのロー
リングが修正される。

この場合、特に、注目すべきことは、以上のローリング
修正がカッターディスク盤12a,12bの回転を停止するこ
となく行えることであり、これにより掘削効率を低下す
ることなく修正ができる。

また、本実施例の装置Ｂでは、例えば、一方のカッター
ディスク盤だけにローリングが発生し、他方がローリン
グしていない場合には、ローリングしている側の抵抗板
40の出入位置（角度）を調整することにより、ローリン
グの回転軸を変更することもできる。

さらに、例えば、双方のカッターディスク盤12a,12bが
下方にズレた場合でも、抵抗板40を突出させ、一方のカ
ッターディスク盤12aを時計方向に、他方を反時計方向
にに回転させることで、そのズレの修正も可能になる。

また、姿勢制御装置Ｂは、各カッターディスク盤12a,12
bの内部に内蔵されていて、回転軸22の内部を挿通させ
た油圧ホース46を介してジャッキ44の駆動により行われ
るので、カッターディスク盤12a,12bの回転に支障をき
たすことなく、簡単な操作で行える。

なお、上記実施例では、この発明を略８字型のシールド
トンネルを構築する掘進機に適用した場合を例示した
が、この発明の実施はこれに限定されることはなく、こ
れ以外の形状のものにも適用できる。

また、抵抗板40を出没させるジャッキ44は油圧式以外に
電気式のものでも良い。

さらに、この発明の実施は面盤式のカッター12に限定さ
れることなく、スポーク式のカッターであっても良い。

《発明の効果》 以上、実施例で詳細に説明したように、この発明にかか
るシールド掘進機の姿勢制御装置によれば、カッターの
回転駆動を停止することなく、ローリング修正ができる
ので、シールド掘進機による掘削効率の低下が回避され
る。

また、姿勢制御装置の抵抗板は、カッター内に内蔵され
ているので、カッターの回転に影響を及ぼさず、その突
出操作も簡単にできる。

さらに、多連形シールド掘進機の場合には、ローリング
回転軸の変更や、計画路線に合わせるピッチングの修正
も容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる姿勢制御装置が適用されるシー
ルド掘進機の全体図、第２図は第１図のカッターの正面
図、第３図は姿勢制御装置の一例を示す要部断面図であ
る。 10……掘進機本体 12……カッター Ｂ……姿勢制御装置 40……抵抗板 42……スライド部材 44……ジャッキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘進機本体の前面側に面盤ないしはスポー
   ク状のカッターを設けたシールド掘進機の姿勢制御装置
   において、前記カッター内に内蔵され、必要に応じて該
   カッターの前面に突出される抵抗板を設けたことを特徴
   とするシールド掘進機の姿勢制御装置。