JPS5873692A - シ−ルド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カッタディスクがシールド本体に対して傾動
するシールド掘進機に関する。

直進掘削するトンネルの前方に何らかの障害物があり、
これを迂回して掘進する場合、シールド掘進機自体も、
トンネルの湾曲に応じて適所で屈曲する構造であること
が望しい。

この要求に対して、従来、第１図に示すように、シール
ド掘進機１の後部に付設されるテールプレート２を、シ
ールド本体８に対して屈曲させるものがある。

これには、例えばシールド本体３の後部上下面に設けら
れたピン４でもって、テールプレート２を接続し、シー
ルド掘進機１の屈曲を可能にしだ中折れ式のものがある
。このほか、図示しないが、シールド本体とテールプレ
ートもしくは後部シールド本体との間に、ｉ数個の油圧
ジャ・ツキを介在させ、その伸長量を例えば左右で異に
することにより、所望方向への屈曲を可能にしたものが
ある。

しかし、第２図（ａ）に示すように、シールド本体８の
前面に装着されたカッタディスク５を駆動する減速機６
が、減速機ケース７に収納され、この減速機ケース７が
支持部材８を介して、シールド本体３内に固定されてい
るか、同図（ｂ）に示すように、油圧モータ９で駆動さ
れるリングギヤ１０を介して、カッタディスク５を回転
させる円筒形の支持体１１が、シールド本体８内にラジ
アル軸受１２でもって支承されている。

この種シールド掘進機１でもってトンネルを湾曲掘削す
る場合、シールド掘進機１の後部に既に構築されたセグ
メントの端部□・を押圧して、掘進推■ 力を発生させる複数個のシールドジヤツキの伸長量を異
ならせ、かつトンネルの半径方向の一部を余掘りするな
どして、シールド掘進機１の方向転換を図っている。

これは、前述したようにカッタディスク５が減速機ケー
ス７等を介してシールド本体８に固着されているからで
、カッタディスク５の先端中央部５ｂが、トンネルの所
望の湾曲軸１３に沿うよう移動させることができないこ
とに基づく（第１図参照）。

従来の余掘りによる湾曲掘進では、コピーカッタ４８の
固定部の強度上、伸び量に制限があり、またカッタディ
スク周辺からの余掘りされた土砂の飲み込みも完全でな
いため、余掘りされた断面空間は、必要余堀り量に対し
て小さいものとなり、湾曲掘進は非常に困難であった。

また、急な湾曲掘進時には、地盤改良などの補助工法が
必要であった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、湾曲１°畔の曲率半径の小さいトンネルを容易に掘
削することができるシールド掘進機を提供することを目
的とする。

その特徴とするところは、　　「　カッタディスクを駆
動する減速機を収納した減速機ケースと、“この減速機
ケースの外周を支承するために、シールド本体の内壁に
固定された台座内に装着されｔこ、前記減速機ケースの
傾動を可能とする環状の球面軸受と、前記減速機ケース
を傾動させるため（こ、減速機ケースの背部とシールド
本体に装着されｔコ傾動用油圧ジヤツキと、前記環状の
球面軸受の台座に掘進推力を作用させるシールドジヤツ
キとを有するシールド本体と、シールド本体後部【こお
０て、屈曲自在に接続されたテールプレートとを具備し
た　」　ことである。

以下、本発明をその実施例に基づし）で詳細をこ説明す
る。

第８図は、本発明に係るシールド掘進機１の平面図で、
シールド本体８とテールプレート２カ）らなる。シール
ド本体８の前面部には、傾動自在なカッタディスク５が
、また後部には、ユニノ〈−サル接続機構１４を介して
、テールプレート２力（屈曲自在に装着されている。

第４図は、シールド掘進機１の全体縦断面図で、前記カ
ッタディスク５は、減速機１５を介して油圧モータ１６
で駆動される。この減速機１５は、小歯車１７とカッタ
ディスク軸１８に固定された大歯車１９とからなり、こ
れらが減速機ケース２０ヲこ一体収納されている。なお
、前記小歯車１７を駆動する油圧モータ１６は、第５図
に示すようをこ減速機ケース２０の後部において、そあ
円周上に適数個（図示８個）配置されている。

この減速機ケース２０はカッタディスク軸１８の両端部
に設けられたスラスト軸受２１およびラジアル軸受２２
．２８を介して、カッタディスク軸１８を回転自在に支
承している。

一方、減速機ケース２０の外周部には球面ライナ２４が
固定されていて、台座２５を介してシールド本体８に固
定された環状の球面軸受２６により、減速機ケース２０
がシールド本体３に支承されて０る。

さらに、この減速機ケース２０の後部には、第５図に示
すようにシールド本体８の円周方向Ｇこ適数個（図示４
個）配置された傾動用油圧ジヤツキ２７が装着されてい
る。これらの油圧ジヤツキ２７（よ、その各伸長量を異
にすることにより、減速機ケー・ス２０を球面軸受２６
上で傾動させるものである。

なお、減速機ケース２ｏと一体のカッタディスク５は、
その後部外周が円錐状に成形されていて、傾動する際の
シールド本体８との干渉が防止されている。

このカッタディスク５と減速機ケース２ｏとの間にはカ
ッタチャンバ２８が形成され一泥水を供給する送泥管２
９や、掘削土や泥水を排出する排泥管８゜が、減速機ケ
ース２ｏを貫通して装着されている。

なお、シールド掘進機１が泥水加圧式に限らず、減速機
ケース２ｏのカッタディスク軸１８の軸受部にはシール
材８１が、また球面軸受２６にはスクレーパシール３２
が、介装されていて異物の侵入を防止している。

前記球面軸受２６の台座２５には、シールド掘進機１の
後部において既に構築され、たセグメント８８の一端を
押圧して掘削推力を発生させるシールドジヤツキ３４が
、適数個（第５図では１６個）後部リングガーダ８５を
貫通して装着されている。

前記ユニバーサル接続機構１４は、シールド本体８とテ
ールプレート２を接続しているが、その構成は第６図（
ａ）　（ｂ）に示すように、接続部において同一径テあ
るシールド本体８とテールプレート２、およびそれら内
面に嵌挿された内輪８６とからなる。

シールド本体８とテールプレート２の外８　端部には、
それぞれ上下または左右に一対のビン座８７が軸方向に
突設されていて、このピン座８７に穿設されたピン六８
８には、前記内輪８６の上下、左右に植設されたビン８
９が嵌挿されている。加えて、シールド本体８およびテ
ールプレート２の内面と内輪８６の外面には、例えば２
本の輪状のシール材４゜が介在され、泥水や掘削土がシ
ールド掘進機１内に侵入するのを防止している。

コノユニバーサル接続機構１４によれば、シールド本体
８は内輪８６．番こ対して左右に、テールプレー、：： ト２は内輪８６に対゛ニジ・、、て上下に屈曲する結果
、テールプレート２はシールド本体８に対して任意の方
向に屈曲することができる。

ｆｔ’！−３，５−−−）Ｌｉ”ｊレート２の方向を制
御するために、内輪３６を跨いでシールド本体８とテー
ルプレート２とに固定された屈曲制御用油圧シリンダ４
１が、適数個（第６図（ａ）では４個）装着されている
。

次に、以上述べた構成に基づき、シールド掘進機１の作
動を説明する。

直進掘削時、傾動用油圧ジヤツキ２７の伸長量が同一に
され、減速機ケース２０の軸線２０ａがシールド本体８
の軸線８ａに一致される。シールドジヤツキ３４が構築
されたセグメント８３の端部を押圧すると、減速機ケー
ス２０を支承する球面軸受２６の台座２５に反力が作用
し、減速機ケース２０を介してカッタディスク５に掘進
推力を発生させる。

次に、湾曲掘進する場合、カッタディスク５がシールド
本体８に対し、減速機ケース２０を介装て、所望の傾動
角度となるよう、各傾動用油圧ジヤツキ２７の伸長量が
異にされる。

例えば、上下に傾動させる場合、上部および下部の傾動
用油圧ジヤツキ２７の伸長量を異にすると、減速機ケー
ス２０は球面軸受２６の摺動面に沿って矢符４２の方向
に傾動する（第４図参照）。

一方、左右に傾動させる場合、右部および左部の傾動用
油圧ジヤツキ２７を同様に作動させればよい。

このように作動させれば、カッタディスク５は減速機ケ
ース２０の軸線２０ａを介して任意の方向に傾動される
。

なお、カッタディスク５の外周後端は、シールド　、本
体８と干渉しないように成形されているので、カッタデ
ィスク５の傾動が、シールド本体３により阻害されるこ
とはない。

このようにして、減速機ケース２０の軸線２０ａが、シ
ールド本体８の軸線８ａに対しである角度をなす結果、
カッタディスク５の先端中央部５ｂを所望の湾曲軸１８
に沿うよう制御でき、所望方向の地山を掘削することが
できる。

湾曲掘削されたトンネル内でシールド掘進機１を移動さ
せる際には、屈曲制御用油圧ジヤツキ４１を、上述の傾
動用油圧ジヤツキ２７と同様に作動さセ、ユニバーサル
接続機構１４により、テールプレー　ト２をシールド本
体８に対して屈曲させる。

したがって、シールド掘進機１は、カノタディスフ５の
傾動とテールプレート２の屈曲により、・２節屈曲する
ことになりトンネル内を容易に曲進することができる。

なお、シールド掘進機１が長大な場合には、シールド本
体８自体に屈曲部を設け、全体として８節式となる構成
にしてもよい。

加えて、従来しばしば装着されている余掘り用のコピー
カッタ４８をカッタディスク５に、曲進を補助するため
の抵抗板４４をシールド本体８に付設してもよいことは
勿論である。

以上、泥水加圧式シールド掘進機を例にと−、て説明し
たが、カッタディスクを有するシールド掘進機であれば
全てに適用することができる。

本発明は、以上詳細に述べたように、減速機ケースを球
面軸受で支承することにより、カッタディスクの傾動を
可能にし、加・、えて、テールプレートをシールド本体
に、ユニが倶サル接続機構−を介して接続したので、シ
ールド掘進機が少くとも２節屈曲でき、湾曲したトンネ
ル内を円滑に移動することができる。加えて、カッタデ
ィスクの先端中央部を、所望の湾曲掘削方向に傾動させ
ることができるので、曲率半径の極めて小さい湾曲掘進
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の中折れ式シールド掘進機の平面図、第２
図（ａ）　（ｂ）は従来のカンタディスク駆動機構図、
第８図は本発明のシールド掘進機の平面図、第４図は内
部構造を示す縦断面図、第５図は第４図のト」線断面図
、第６図（ａ）は第４図の■−紹綿線断面図第６図（ｂ
）は同図（ａ）の１１線矢視展聞図である。 １・・・シールド掘進機、２・・・テールプレート、３
・・・シールド本体、５・・・カッタディスク、１４１
１．ユニバーサル接続機構、１５・・・減速機、２ｏ・
・・減速機ケス、２５・・・台座、２６・・・球面軸受
、２７・・・傾動用油圧ジジ ャッキ、３２・・・スクレーパシールい３４川シールド
ジヤツキ、４０・・・シニ２し材 代理人　弁理士　吉村勝俊（ほか１名）第５図 第６図（ａ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カッタディスクを駆動する減速機を収納した減速
   機ケースと、この減速機ケースの外周を支承するために
   、シールド本体の内壁に固定された台座内に装着された
   、前記減速機ケースの傾動を可能とする環状の球面軸受
   と、前記減速機ケースを傾動させるために、減速機ケー
   スの背部とシールド本体に装着された傾動用油圧ジヤツ
   キと、前記環状の球面軸受の台座に掘進推力を作用させ
   るシールドジヤツキとを有するシールド本体と、シール
   ド本体後部において、屈曲自在に接続されたテルルプレ
   ートとを具備し、 シールド本体に対して、カッタディスクとテールプレー
   トが傾動および屈曲自在としたことを特徴とするシール
   ド掘進機。
2. （２）前記環状の球面軸受には、スクレーパシールが介
   在されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記、載
   のシールド掘進機。
3. （３）前記テールプレートは、輪状のシール材を介在さ
   せたユニバーサル接続機構でもって、シールド本体に屈
   曲自在に接続されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項記載のシールド掘進機。