JP3400652B2 - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機Info
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- JP3400652B2 JP3400652B2 JP17126196A JP17126196A JP3400652B2 JP 3400652 B2 JP3400652 B2 JP 3400652B2 JP 17126196 A JP17126196 A JP 17126196A JP 17126196 A JP17126196 A JP 17126196A JP 3400652 B2 JP3400652 B2 JP 3400652B2
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- Japan
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- long
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、断面長方形
等の偏平穴を掘削するためのシールド掘進機に関するも
のである。
等の偏平穴を掘削するためのシールド掘進機に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、円形以外の異形断面を有するトン
ネルのニーズが増加しており、これに伴い、そのような
異形断面の穴を掘削できるシールド掘進機が開発される
に至っている。このようなシールド掘進機としては代表
的なものに任意断面・矩形断面シールド（DPLEX ・ボッ
クスシールド等）があり、これは二つ以上の回転軸をカ
ッタに連結し、平行リンク運動をさせる、又は、ドラム
形状カッタを回転させ長方形断面の穴を掘削していくも
のである。この異形断面シールドによって、断面偏平の
偏平穴のニーズがあった場合それに対応することが可能
である。
ネルのニーズが増加しており、これに伴い、そのような
異形断面の穴を掘削できるシールド掘進機が開発される
に至っている。このようなシールド掘進機としては代表
的なものに任意断面・矩形断面シールド（DPLEX ・ボッ
クスシールド等）があり、これは二つ以上の回転軸をカ
ッタに連結し、平行リンク運動をさせる、又は、ドラム
形状カッタを回転させ長方形断面の穴を掘削していくも
のである。この異形断面シールドによって、断面偏平の
偏平穴のニーズがあった場合それに対応することが可能
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この異形断面
シールドは、カッタ回転軸が複数あったり、カッタ駆動
手段が複雑となる欠点がある。従って、あらゆる形状の
偏平穴に簡単なカッタ駆動方式で対応することができる
シールド掘進機の出現が待ち望まれている。
シールドは、カッタ回転軸が複数あったり、カッタ駆動
手段が複雑となる欠点がある。従って、あらゆる形状の
偏平穴に簡単なカッタ駆動方式で対応することができる
シールド掘進機の出現が待ち望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、略矩形断面を
掘削するためのシールド掘進機であって、カッタ回転中
心回りの揺動或いは回転により円形穴を掘削する長さ固
定の短カッタと、上記カッタ回転中心回りの揺動により
上記円形穴の外側部分を掘削する長さ固定の長カッタと
を備えたものである。
掘削するためのシールド掘進機であって、カッタ回転中
心回りの揺動或いは回転により円形穴を掘削する長さ固
定の短カッタと、上記カッタ回転中心回りの揺動により
上記円形穴の外側部分を掘削する長さ固定の長カッタと
を備えたものである。
【０００５】これによれば、短カッタと長カッタとが同
一の回転中心を有し、この中心回りに短カッタで円形穴
を、長カッタで残りの外側部分を掘削する。特に、これ
らカッタを同一中心回りに駆動するため、同一の駆動手
段で駆動可能となり、駆動方式を簡単にすることができ
る。そして短カッタと長カッタとの長さの比は、偏平穴
の直径比に合わせていかようにも変更できる。このた
め、あらゆる形状の偏平穴に好適に対応することができ
るようになる。
一の回転中心を有し、この中心回りに短カッタで円形穴
を、長カッタで残りの外側部分を掘削する。特に、これ
らカッタを同一中心回りに駆動するため、同一の駆動手
段で駆動可能となり、駆動方式を簡単にすることができ
る。そして短カッタと長カッタとの長さの比は、偏平穴
の直径比に合わせていかようにも変更できる。このた
め、あらゆる形状の偏平穴に好適に対応することができ
るようになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
を添付図面に基づいて詳述する。
【０００７】図２は本発明に係るシールド掘進機の全体
を示す断面図である。図示するように、かかるシールド
掘進機は、立坑を造成すべく地下に進行して、直径比が
比較的小さい偏平穴、ここでは断面長方形の矩形穴を掘
削するためのものである。
を示す断面図である。図示するように、かかるシールド
掘進機は、立坑を造成すべく地下に進行して、直径比が
比較的小さい偏平穴、ここでは断面長方形の矩形穴を掘
削するためのものである。
【０００８】シールドフレーム１は、矩形断面の筒部２
を、その進行方向前方の端部で隔壁３で仕切って主に構
成されている。隔壁３の前方にはカッタ部４が露出して
設けられ、カッタ部４で掘削された土砂は隔壁３との間
で一対のスクリュコンベヤ５に送られ、圧送ポンプ６、
排土管７を経て外部に排出されるようになっている。ス
クリュコンベヤ５の内部においては、一対のスクリュが
重なるように並列されて土砂を閉塞なく送れるようにし
ている。かかるシールド掘進機は土圧式で、即ち、土圧
計８で隔壁３前方の土圧が計測され、スライドゲート機
構９で排土量が適宜調節されることにより土圧管理がな
される。
を、その進行方向前方の端部で隔壁３で仕切って主に構
成されている。隔壁３の前方にはカッタ部４が露出して
設けられ、カッタ部４で掘削された土砂は隔壁３との間
で一対のスクリュコンベヤ５に送られ、圧送ポンプ６、
排土管７を経て外部に排出されるようになっている。ス
クリュコンベヤ５の内部においては、一対のスクリュが
重なるように並列されて土砂を閉塞なく送れるようにし
ている。かかるシールド掘進機は土圧式で、即ち、土圧
計８で隔壁３前方の土圧が計測され、スライドゲート機
構９で排土量が適宜調節されることにより土圧管理がな
される。
【０００９】シールドフレーム１の内部では、掘削の進
行につれエレクタ１１がセグメント１０を順次組み立て
る。エレクタ１１は環状ビーム１２に支持され、環状ビ
ーム１２はモータ１３に駆動されることにより、シール
ドフレーム１に一体的に設けられたリング状の支持台１
ａ上を走行し、筒部２の内周に沿って回転移動すること
ができる。１４はセグメント１０に摺接するテールシー
ルである。
行につれエレクタ１１がセグメント１０を順次組み立て
る。エレクタ１１は環状ビーム１２に支持され、環状ビ
ーム１２はモータ１３に駆動されることにより、シール
ドフレーム１に一体的に設けられたリング状の支持台１
ａ上を走行し、筒部２の内周に沿って回転移動すること
ができる。１４はセグメント１０に摺接するテールシー
ルである。
【００１０】また、支持台１２の外周側のジャッキフレ
ーム１５には、筒部２の内周に沿って複数のシールドジ
ャッキ１６が取り付けられている（図３参照）。シール
ドジャッキ１６は、その伸長によりシュー１６ａをセグ
メント１０に押し当てて推進反力をとるものである。シ
ールドジャッキ１６の前方には、隔壁３に平行の支持壁
１７が設けられ、これら隔壁３及び支持壁１７に支持さ
れて、前記カッタ部４を駆動するための駆動装置１８が
設けられている。
ーム１５には、筒部２の内周に沿って複数のシールドジ
ャッキ１６が取り付けられている（図３参照）。シール
ドジャッキ１６は、その伸長によりシュー１６ａをセグ
メント１０に押し当てて推進反力をとるものである。シ
ールドジャッキ１６の前方には、隔壁３に平行の支持壁
１７が設けられ、これら隔壁３及び支持壁１７に支持さ
れて、前記カッタ部４を駆動するための駆動装置１８が
設けられている。
【００１１】図１は、かかるシールド掘進機を前方から
見たときの図である。図示するように、シールドフレー
ム１は、筒部２の進行方向前端に全周に亘る周壁１９を
一体的に有し、この周壁１９の形状が実質的な矩形穴Ｈ
2 の断面形状となる。そして、周壁１９に囲まれる領域
の中心は矩形穴Ｈ2 の中心Ｏに一致し、その領域内に前
記カッタ部４が設けられる。
見たときの図である。図示するように、シールドフレー
ム１は、筒部２の進行方向前端に全周に亘る周壁１９を
一体的に有し、この周壁１９の形状が実質的な矩形穴Ｈ
2 の断面形状となる。そして、周壁１９に囲まれる領域
の中心は矩形穴Ｈ2 の中心Ｏに一致し、その領域内に前
記カッタ部４が設けられる。
【００１２】図において、周壁１９は横長の断面略長方
形であり、その上下辺が中心Ｏから短く離間された短径
部１９ａによって形成され、左右辺が中心Ｏから長く離
間された長径部１９ｂによって形成される。これら短径
部１９ａと長径部１９ｂとを結ぶ四隅のコーナー部１９
ｃはアール状とされ、長径部１９ｂの中央部にはアール
状の膨出部１９ｄが形成されている。特にこの膨出部１
９ｄは、その進行方向後方で裏込剤の注入を行うスペー
スを確保するためのものである。そしてこのように形成
された周壁１９は、中心Ｏから短径部１９ａまでの距離
がＬ1 、中心Ｏから長径部１９ｂまでの距離がＬ2 とさ
れる。
形であり、その上下辺が中心Ｏから短く離間された短径
部１９ａによって形成され、左右辺が中心Ｏから長く離
間された長径部１９ｂによって形成される。これら短径
部１９ａと長径部１９ｂとを結ぶ四隅のコーナー部１９
ｃはアール状とされ、長径部１９ｂの中央部にはアール
状の膨出部１９ｄが形成されている。特にこの膨出部１
９ｄは、その進行方向後方で裏込剤の注入を行うスペー
スを確保するためのものである。そしてこのように形成
された周壁１９は、中心Ｏから短径部１９ａまでの距離
がＬ1 、中心Ｏから長径部１９ｂまでの距離がＬ2 とさ
れる。
【００１３】なお、周壁１９の短径部１９ａ及び長径部
１９ｂが矩形穴Ｈ2 の短径部分及び長径部分を区画す
る。
１９ｂが矩形穴Ｈ2 の短径部分及び長径部分を区画す
る。
【００１４】カッタ部４は、中央部に位置するメインカ
ッタ２０と、四隅のコーナー部にそれぞれ位置するコー
ナーカッタ２１とから主に構成される。
ッタ２０と、四隅のコーナー部にそれぞれ位置するコー
ナーカッタ２１とから主に構成される。
【００１５】メインカッタ２０は、中心Ｏから径方向外
側に放射状に延出する短カッタ２２及び長カッタ２３か
ら一体的に構成される。これら短カッタ２２及び長カッ
タ２３は、それら基端部に共通の円形フレーム２４を有
し、円形フレーム２４には進行方向前方に突出するフィ
ッシュテールビット２５が設けられる。また短カッタ２
２及び長カッタ２３は、円形フレーム２４から延出する
短カッタスポーク２６及び長カッタスポーク２７を有
し、各カッタスポーク２６，２７の両側縁部には多数の
カッタビット２８が配列されている。
側に放射状に延出する短カッタ２２及び長カッタ２３か
ら一体的に構成される。これら短カッタ２２及び長カッ
タ２３は、それら基端部に共通の円形フレーム２４を有
し、円形フレーム２４には進行方向前方に突出するフィ
ッシュテールビット２５が設けられる。また短カッタ２
２及び長カッタ２３は、円形フレーム２４から延出する
短カッタスポーク２６及び長カッタスポーク２７を有
し、各カッタスポーク２６，２７の両側縁部には多数の
カッタビット２８が配列されている。
【００１６】図示状態において、短カッタ２２は４本が
Ｘ字状に配設され、つまり長径Ｃ2 の上部と下部とで、
一対が短径Ｃ1 に対し対称的に所定角度離間されてい
る。短カッタ２２はＬ1 の長さを有している。
Ｘ字状に配設され、つまり長径Ｃ2 の上部と下部とで、
一対が短径Ｃ1 に対し対称的に所定角度離間されてい
る。短カッタ２２はＬ1 の長さを有している。
【００１７】長カッタ２３は、長さＬ2 を有する２本が
長径Ｃ2 に沿ってそれぞれ反対方向に延出されている。
そして中心Ｏから距離Ｌ1 までの間の短径部分２３ａに
上記カッタビット２８が配設されている。距離Ｌ1 の位
置から先端までの間の部分には、長カッタスポーク２７
の前面に多数の前面カッタビット２９が配設される。そ
して長カッタ２３の先端には、径方向に出没自在なコピ
ーカッタ３０が設けられる。
長径Ｃ2 に沿ってそれぞれ反対方向に延出されている。
そして中心Ｏから距離Ｌ1 までの間の短径部分２３ａに
上記カッタビット２８が配設されている。距離Ｌ1 の位
置から先端までの間の部分には、長カッタスポーク２７
の前面に多数の前面カッタビット２９が配設される。そ
して長カッタ２３の先端には、径方向に出没自在なコピ
ーカッタ３０が設けられる。
【００１８】特に、長カッタ２３の先端部には一対の傾
斜カッタ３１が設けられる。傾斜カッタ３１は、長カッ
タスポーク２７から一体的に延出された傾斜カッタフレ
ーム３２と、傾斜カッタフレーム３２の外側端縁に隙間
なく配設された多数のカッタビット３３と、傾斜カッタ
フレーム３２の先端から延出されて長カッタスポーク２
７に垂直に接続する連結フレーム３４とから主に構成さ
れる。傾斜カッタフレーム３２は、長カッタスポーク２
７に対し対称的に所定角度αをなして傾斜され、中心
Ｏ、半径Ｌ1 の円軌跡Ｒに届く長さＬ3 をそれぞれ有し
ている。
斜カッタ３１が設けられる。傾斜カッタ３１は、長カッ
タスポーク２７から一体的に延出された傾斜カッタフレ
ーム３２と、傾斜カッタフレーム３２の外側端縁に隙間
なく配設された多数のカッタビット３３と、傾斜カッタ
フレーム３２の先端から延出されて長カッタスポーク２
７に垂直に接続する連結フレーム３４とから主に構成さ
れる。傾斜カッタフレーム３２は、長カッタスポーク２
７に対し対称的に所定角度αをなして傾斜され、中心
Ｏ、半径Ｌ1 の円軌跡Ｒに届く長さＬ3 をそれぞれ有し
ている。
【００１９】このように構成されるメインカッタ２０
は、ここでは全体が中心Ｏ回りに揺動されるようになっ
ている。即ち、図２に示すように、各カッタスポーク２
６，２７の中心Ｏより等距離の位置からは中間ビーム３
５が後方に延出され、これら中間ビーム３５は、中心Ｏ
回りにリング状に形成されたリングフレーム５５に結合
される。
は、ここでは全体が中心Ｏ回りに揺動されるようになっ
ている。即ち、図２に示すように、各カッタスポーク２
６，２７の中心Ｏより等距離の位置からは中間ビーム３
５が後方に延出され、これら中間ビーム３５は、中心Ｏ
回りにリング状に形成されたリングフレーム５５に結合
される。
【００２０】リングフレーム５５は、隔壁３に一体に形
成されたリング状のボックスフレーム５６内に、中心Ｏ
回りを回転可能に収容されている。なおリングフレーム
５５とボックスフレーム５６との隙間はシール部材５７
でシールされる。そしてリングフレーム５５は、やはり
中心Ｏ回りにリング状に形成されたベアリング３６の可
動側部材５８に結合される。一方、ベアリング３６の固
定側部材５９は、ボックスフレーム５６と支持壁１７と
を結ぶベアリング用ボックスフレーム６０の内壁に固定
される。可動側部材５８からは後方に向けて揺動ピン３
７が一体的に突出され、揺動ピン３７は支持壁１７の円
弧状案内穴６１（図３参照）を挿通して支持壁１７の後
側に突出される。この揺動ピン３７が揺動ジャッキ３８
で揺動されることにより、メインカッタ２０は中心Ｏ回
りを揺動することになる。
成されたリング状のボックスフレーム５６内に、中心Ｏ
回りを回転可能に収容されている。なおリングフレーム
５５とボックスフレーム５６との隙間はシール部材５７
でシールされる。そしてリングフレーム５５は、やはり
中心Ｏ回りにリング状に形成されたベアリング３６の可
動側部材５８に結合される。一方、ベアリング３６の固
定側部材５９は、ボックスフレーム５６と支持壁１７と
を結ぶベアリング用ボックスフレーム６０の内壁に固定
される。可動側部材５８からは後方に向けて揺動ピン３
７が一体的に突出され、揺動ピン３７は支持壁１７の円
弧状案内穴６１（図３参照）を挿通して支持壁１７の後
側に突出される。この揺動ピン３７が揺動ジャッキ３８
で揺動されることにより、メインカッタ２０は中心Ｏ回
りを揺動することになる。
【００２１】図３は、かかるシールド掘進機を進行方向
後方（図２の上方）から見た図である。図示するよう
に、揺動ジャッキ３８は、長径Ｃ2 の上部と下部とに二
つずつ対称的に設けられている。揺動ジャッキ３８は長
径Ｃ2 方向に沿って相対向するように設けられ、シリン
ダ３９の基端がジャッキフレーム１５にピン４０を介し
て支持され、ロッド４０の先端がピン４１及びブラケッ
ト４２を介して揺動ピン３７に接続されている。
後方（図２の上方）から見た図である。図示するよう
に、揺動ジャッキ３８は、長径Ｃ2 の上部と下部とに二
つずつ対称的に設けられている。揺動ジャッキ３８は長
径Ｃ2 方向に沿って相対向するように設けられ、シリン
ダ３９の基端がジャッキフレーム１５にピン４０を介し
て支持され、ロッド４０の先端がピン４１及びブラケッ
ト４２を介して揺動ピン３７に接続されている。
【００２２】図はメインカッタ２０が図１の基準位置に
あるときの状態を示し、このとき各揺動ジャッキ３８の
ロッド４０は略半分長さだけシリンダ３９から突出さ
れ、各揺動ピン３７は短径Ｃ1 上に位置されている（図
２は便宜上位置を異ならせてある）。この位置から、共
通の揺動ピン３７に接続する揺動ジャッキ３８の一方を
伸長し、他方を収縮させることにより、揺動ピン３７即
ちメインカッタ２０を角度αだけ、短径Ｃ1 中心に揺動
或いは往復回動させることができる。
あるときの状態を示し、このとき各揺動ジャッキ３８の
ロッド４０は略半分長さだけシリンダ３９から突出さ
れ、各揺動ピン３７は短径Ｃ1 上に位置されている（図
２は便宜上位置を異ならせてある）。この位置から、共
通の揺動ピン３７に接続する揺動ジャッキ３８の一方を
伸長し、他方を収縮させることにより、揺動ピン３７即
ちメインカッタ２０を角度αだけ、短径Ｃ1 中心に揺動
或いは往復回動させることができる。
【００２３】なお図３において、短径Ｃ1 及び長径Ｃ2
付近に位置するシュー１６ａにはハッチングを施してあ
るが、これらシュー１６ａを押すシールドジャッキ１６
はシールドフレーム１のローリング修正機能をも備え
る。
付近に位置するシュー１６ａにはハッチングを施してあ
るが、これらシュー１６ａを押すシールドジャッキ１６
はシールドフレーム１のローリング修正機能をも備え
る。
【００２４】次に、図１に戻って、各コーナーカッタ２
１は回転中心Ｏ1 回りを回転するようになっている。そ
してそのカッタスポーク４３は、円軌跡Ｒとコーナー部
１９ｃとの両方に同時に届く長さＬ4 を有している。カ
ッタスポーク４３の前面にはカッタビット４４が連続的
に設けられ、カッタスポーク４３の一端には出没自在な
コピーカッタ４５が設けられる。
１は回転中心Ｏ1 回りを回転するようになっている。そ
してそのカッタスポーク４３は、円軌跡Ｒとコーナー部
１９ｃとの両方に同時に届く長さＬ4 を有している。カ
ッタスポーク４３の前面にはカッタビット４４が連続的
に設けられ、カッタスポーク４３の一端には出没自在な
コピーカッタ４５が設けられる。
【００２５】図２に示すように、コーナーカッタ２１
は、メインカッタ２０の後方に位置されると共に、隔壁
３に支持されてモータ４６で連続的に回転されるように
なっている。そして各カッタ２０，２１のカッタスポー
ク２６，２７，４３には、複数の混練翼４７が後方に突
出して設けられる。また隔壁３の中心部には攪拌装置４
８が設けられ、これはメインカッタ２０と隔壁３間の土
砂を攪拌する攪拌翼４９と、これを回転駆動するモータ
５０とから主に構成される。攪拌装置４８の回転軸５１
は円形フレーム２４に相対回転自在に支持される。長カ
ッタ２３のコピーカッタ３０はコピーカッタジャッキ５
２によって出没される。図中、コピーカッタ３０は収納
状態にある。
は、メインカッタ２０の後方に位置されると共に、隔壁
３に支持されてモータ４６で連続的に回転されるように
なっている。そして各カッタ２０，２１のカッタスポー
ク２６，２７，４３には、複数の混練翼４７が後方に突
出して設けられる。また隔壁３の中心部には攪拌装置４
８が設けられ、これはメインカッタ２０と隔壁３間の土
砂を攪拌する攪拌翼４９と、これを回転駆動するモータ
５０とから主に構成される。攪拌装置４８の回転軸５１
は円形フレーム２４に相対回転自在に支持される。長カ
ッタ２３のコピーカッタ３０はコピーカッタジャッキ５
２によって出没される。図中、コピーカッタ３０は収納
状態にある。
【００２６】次に、かかる形態の作用について説明す
る。
る。
【００２７】上記構成においては、揺動ジャッキ３８の
伸縮動作により、メインカッタ２０が基準位置を境に角
度αだけ揺動される。またモータ５０により、コーナー
カッタ２１がメインカッタ２０との干渉なく回転され
る。
伸縮動作により、メインカッタ２０が基準位置を境に角
度αだけ揺動される。またモータ５０により、コーナー
カッタ２１がメインカッタ２０との干渉なく回転され
る。
【００２８】図４は、これらカッタ２０，２１の掘削領
域を示す概略図である。実線で示すのは、メインカッタ
２０が反時計回りに角度αだけ回動したときの短カッタ
及び長カッタ２２，２３の位置である。また一点鎖線で
は、メインカッタ２０が時計回りに回動したときの短カ
ッタ及び長カッタ２２，２３の位置を示す。
域を示す概略図である。実線で示すのは、メインカッタ
２０が反時計回りに角度αだけ回動したときの短カッタ
及び長カッタ２２，２３の位置である。また一点鎖線で
は、メインカッタ２０が時計回りに回動したときの短カ
ッタ及び長カッタ２２，２３の位置を示す。
【００２９】これから分かるように、短カッタ２２（長
カッタ２３の短径部分２３ａを含む）は、互いの周方向
間隔が角度αより少ないため、円軌跡Ｒの領域内を全部
網羅して掘削を行い、これにより断面円形の円形穴Ｈ1
を掘削する。そして、残りの両側部分は、長カッタ２３
の傾斜カッタ３１及び前面カッタビット２９（図示せ
ず）とコーナーカッタ２１（図示せず）とが掘削を行
う。特に、長カッタ２３とコーナーカッタ２１とはコピ
ーカッタ３０，４５を備えており、これらコピーカッタ
３０，４５は、二点鎖線で示すように周壁１９の外側を
食み出して掘削する。
カッタ２３の短径部分２３ａを含む）は、互いの周方向
間隔が角度αより少ないため、円軌跡Ｒの領域内を全部
網羅して掘削を行い、これにより断面円形の円形穴Ｈ1
を掘削する。そして、残りの両側部分は、長カッタ２３
の傾斜カッタ３１及び前面カッタビット２９（図示せ
ず）とコーナーカッタ２１（図示せず）とが掘削を行
う。特に、長カッタ２３とコーナーカッタ２１とはコピ
ーカッタ３０，４５を備えており、これらコピーカッタ
３０，４５は、二点鎖線で示すように周壁１９の外側を
食み出して掘削する。
【００３０】こうして、メインカッタ２０とコーナーカ
ッタ２１とにより、周壁１９で区画される所望の矩形穴
Ｈ2 より若干横長の穴が掘削され、詳しくは、周壁１９
のコーナー部１９ｃ及び膨出部１９ｄに沿う二点鎖線
と、周壁１９の短径部１９ａとで区画される穴が掘削さ
れることになる。一方、矩形穴Ｈ2 の領域のうち、黒塗
りで示される部分は未掘削部分となるが、この部分の面
積が十分小さく無視できる程度であるから、結局、矩形
穴Ｈ2 の領域はほぼ完全に掘削されることになる。な
お、コピーカッタ３０，４５のみで掘削される部分をハ
ッチングで示している。
ッタ２１とにより、周壁１９で区画される所望の矩形穴
Ｈ2 より若干横長の穴が掘削され、詳しくは、周壁１９
のコーナー部１９ｃ及び膨出部１９ｄに沿う二点鎖線
と、周壁１９の短径部１９ａとで区画される穴が掘削さ
れることになる。一方、矩形穴Ｈ2 の領域のうち、黒塗
りで示される部分は未掘削部分となるが、この部分の面
積が十分小さく無視できる程度であるから、結局、矩形
穴Ｈ2 の領域はほぼ完全に掘削されることになる。な
お、コピーカッタ３０，４５のみで掘削される部分をハ
ッチングで示している。
【００３１】上記によれば、メインカッタ２０を中心Ｏ
回りで揺動させて矩形穴Ｈ2 の大部分を掘削している。
そして特に、短カッタ２２（長カッタ２３の短径部分２
３ａを含む）で円形穴Ｈ1 を掘削し、長カッタ２３特に
その傾斜カッタ３１及び前面カッタビット２９で円形穴
Ｈ1 の外側部分を掘削している。こうすることにより、
一つの駆動手段で、円形穴Ｈ1 及びその外側部分の二箇
所を同時掘削することが可能となり、従来装置に比べ駆
動方式を大巾に簡単化することができる。そして、短カ
ッタ２２と長カッタ２３との長さＬ1 ，Ｌ2 の比を、偏
平穴の直径比に合わせて変更することにより、あらゆる
形状の偏平穴に好適に対応でき、あらゆる偏平穴を掘削
することができる。
回りで揺動させて矩形穴Ｈ2 の大部分を掘削している。
そして特に、短カッタ２２（長カッタ２３の短径部分２
３ａを含む）で円形穴Ｈ1 を掘削し、長カッタ２３特に
その傾斜カッタ３１及び前面カッタビット２９で円形穴
Ｈ1 の外側部分を掘削している。こうすることにより、
一つの駆動手段で、円形穴Ｈ1 及びその外側部分の二箇
所を同時掘削することが可能となり、従来装置に比べ駆
動方式を大巾に簡単化することができる。そして、短カ
ッタ２２と長カッタ２３との長さＬ1 ，Ｌ2 の比を、偏
平穴の直径比に合わせて変更することにより、あらゆる
形状の偏平穴に好適に対応でき、あらゆる偏平穴を掘削
することができる。
【００３２】特に、長カッタ２３は傾斜カッタ３１を有
しており、この傾斜カッタ３１は、メインカッタ２０が
角度αだけ回動したとき（最大揺動時）周壁１９の短径
部１９ａに倣い、矩形穴Ｈ2 の短径部分と円形穴Ｈ1 と
の間の略三角状の領域を掘削する。これにより、前面カ
ッタビット２９が届かない領域も掘削が可能となり、掘
削領域を拡大し、未掘削領域を減らすことができる。
しており、この傾斜カッタ３１は、メインカッタ２０が
角度αだけ回動したとき（最大揺動時）周壁１９の短径
部１９ａに倣い、矩形穴Ｈ2 の短径部分と円形穴Ｈ1 と
の間の略三角状の領域を掘削する。これにより、前面カ
ッタビット２９が届かない領域も掘削が可能となり、掘
削領域を拡大し、未掘削領域を減らすことができる。
【００３３】また、上記構成においては、短カッタ２２
と長カッタ２３とを一体化して同時に揺動させるため、
これらカッタ２２，２３間に連動機構等を必要とせず、
構成をより簡単化することができる。
と長カッタ２３とを一体化して同時に揺動させるため、
これらカッタ２２，２３間に連動機構等を必要とせず、
構成をより簡単化することができる。
【００３４】また他の特徴としては、隣接する短カッタ
２２と長カッタ２３とに対し、カッタビット２８の中心
Ｏからの距離を交互にずらせたため（図１の２８ａ，２
８ｂ，２８ｃ参照）、両カッタ２２，２３の揺動時に各
カッタビット２８で円形穴Ｈ1 の全領域を隙間なく掘削
でき、掘削効率を高めることができる。また、傾斜カッ
タ３１についても同様にカッタビット３３を隙間なく配
設したため掘削効率を高められる。なお、軟弱地盤等の
掘削に際しては隙間を設けることもできる。
２２と長カッタ２３とに対し、カッタビット２８の中心
Ｏからの距離を交互にずらせたため（図１の２８ａ，２
８ｂ，２８ｃ参照）、両カッタ２２，２３の揺動時に各
カッタビット２８で円形穴Ｈ1 の全領域を隙間なく掘削
でき、掘削効率を高めることができる。また、傾斜カッ
タ３１についても同様にカッタビット３３を隙間なく配
設したため掘削効率を高められる。なお、軟弱地盤等の
掘削に際しては隙間を設けることもできる。
【００３５】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明してきたが、本発明は上記形態に限定されず、他の
様々な形態を採ることが可能である。例えば、短カッタ
と長カッタとを一体とせず前後にずらせて配設し、長カ
ッタのみ揺動させ、短カッタを連続回転させるようにし
ても構わない。なおこのときには、カッタ駆動手段が個
別に必要となるか、或いはカッタ駆動手段が共通でもカ
ッタ間に連動機構が必要となる。しかしながら、こうし
ても、従来装置よりは駆動方式を大巾に簡単化すること
ができる。そしてこのときには、短カッタの数を減らす
こともできるし、長カッタにおいて前記短径部分２３ａ
を省略してもよい。
説明してきたが、本発明は上記形態に限定されず、他の
様々な形態を採ることが可能である。例えば、短カッタ
と長カッタとを一体とせず前後にずらせて配設し、長カ
ッタのみ揺動させ、短カッタを連続回転させるようにし
ても構わない。なおこのときには、カッタ駆動手段が個
別に必要となるか、或いはカッタ駆動手段が共通でもカ
ッタ間に連動機構が必要となる。しかしながら、こうし
ても、従来装置よりは駆動方式を大巾に簡単化すること
ができる。そしてこのときには、短カッタの数を減らす
こともできるし、長カッタにおいて前記短径部分２３ａ
を省略してもよい。
【００３６】また他の形態として、短カッタ、長カッタ
の数や揺動角は増減が可能である。カッタの駆動手段と
しては、前記油圧ジャッキ以外にモータ等も可能であ
る。前記では土圧式シールドの例を示したが、これは泥
水式等に変更も可能である。穴形状も上記矩形のほか、
楕円、長円等の様々な偏平形状が可能である。そして立
坑に限らず、横坑等あらゆる方向のトンネル造成に利用
できる。
の数や揺動角は増減が可能である。カッタの駆動手段と
しては、前記油圧ジャッキ以外にモータ等も可能であ
る。前記では土圧式シールドの例を示したが、これは泥
水式等に変更も可能である。穴形状も上記矩形のほか、
楕円、長円等の様々な偏平形状が可能である。そして立
坑に限らず、横坑等あらゆる方向のトンネル造成に利用
できる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００３８】（１） あらゆる形状の偏平穴に簡単なカ
ッタ駆動方式で対応できるようになる。
ッタ駆動方式で対応できるようになる。
【００３９】（２） 短カッタと長カッタとを一体化し
て揺動させれば、カッタ間に連動機構が必要なくなり、
構成をより簡単化することができる。
て揺動させれば、カッタ間に連動機構が必要なくなり、
構成をより簡単化することができる。
【００４０】（３） 傾斜カッタを設けることで、掘削
領域を拡大し、未掘削領域を減らすことができる。
領域を拡大し、未掘削領域を減らすことができる。
【図１】本発明に係るシールド掘進機を前方から見たと
きの図である。
きの図である。
【図２】本発明に係るシールド掘進機の断面図である。
【図３】本発明に係るシールド掘進機を後方から見たと
きの図である。
きの図である。
【図４】メインカッタ及びコーナーカッタの掘削領域を
示す概略図である。
示す概略図である。
【符号の説明】
１９ａ 短径部（偏平穴の短径部分）
１９ｂ 長径部（偏平穴の長径部分）
２２ 短カッタ
２３ 長カッタ
３１ 傾斜カッタ
Ｈ1 円形穴
Ｈ2 矩形穴（偏平穴）
Ｌ1 短カッタの長さ
Ｌ2 長カッタの長さ
Ｏ 矩形穴の中心（カッタ回転中心） α
角度
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 伊野 敏美
東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大
成建設株式会社内
(72)発明者 渡辺 治
東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大
成建設株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−285295（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−327695（ＪＰ，Ａ)
特公 平４−1158（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E21D 9/06 301
E21D 9/08
Claims (5)
- 【請求項１】 略矩形断面を掘削するためのシールド掘
進機であって、カッタ回転中心回りの揺動或いは回転に
より円形穴を掘削する長さ固定の短カッタと、上記カッ
タ回転中心回りの揺動により上記円形穴の外側部分を掘
削する長さ固定の長カッタとを備えたことを特徴とする
シールド掘進機。 - 【請求項２】 上記短カッタと上記長カッタとが一体化
されて揺動される請求項１記載のシールド掘進機。 - 【請求項３】 上記短カッタと上記長カッタとが前後に
ずらせて配設され、上記短カッタが回転され、上記長カ
ッタが揺動される請求項１記載のシールド掘進機。 - 【請求項４】 上記長カッタの先端部に、該長カッタに
対し所定角度傾斜される傾斜カッタを有する請求項１乃
至３いずれかに記載のシールド掘進機。 - 【請求項５】異形断面を掘削するためのシールド掘進機
であって、カッタ回転中心回りの揺動或いは回転により
円形穴を掘削する長さ固定の短カッタと、上記カッタ回
転中心回りの揺動により上記円形穴の外側部分を掘削す
る長さ固定の長カッタと、 上記長カッタの先端部に、該長カッタに対し所定角度傾
斜される傾斜カッタとを備え、 上記傾斜カッタが上記長カッタに対し対称的に一対設け
られ、これら一対の傾斜カッタ全体で三角形状をなすシ
ールド掘進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17126196A JP3400652B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17126196A JP3400652B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | シールド掘進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1018759A JPH1018759A (ja) | 1998-01-20 |
| JP3400652B2 true JP3400652B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=15920057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17126196A Expired - Fee Related JP3400652B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | シールド掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3400652B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4411780B2 (ja) * | 2000-12-07 | 2010-02-10 | 株式会社Ｉｈｉ | 特殊断面シールド掘進機 |
| JP4546665B2 (ja) * | 2001-05-09 | 2010-09-15 | 大成建設株式会社 | 立坑掘削装置 |
| JP2010084396A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Ihi Corp | シールド掘進機 |
-
1996
- 1996-07-01 JP JP17126196A patent/JP3400652B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1018759A (ja) | 1998-01-20 |
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