(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のシールド片に分割してこれらの各シールド片を回動可能に連結することにより中折れできるように構成したシールドと前方のシールド片に気密に設けられた仕切壁とこの仕切壁に掘削土砂を排土し得るように取り付けた排土装置とを有するシールド掘進機に設けられ、一端部を仕切壁に取り付け他端部内周面を円筒面状の滑面にした第一のケーシングと一端部を第一のケーシングの前記他端部内周に嵌着し他端部に排土装置を設ける第二のケーシングとを枢着して、排土装置を前方のシールド片に対して回動させ得るように仕切壁に取り付けるのに用いられる排土装置取付機構において、第一のケーシングと第二のケーシングとを枢着する場合に両ケーシングを枢着して連結する枢着手段を両ケーシングの外側に設けて枢着するとともに、この枢着手段の軸を中心とする第二のケーシングの回動を許容しその非回動位置で第一のケーシングの他端部内周面に接触するような凸部を第二のケーシングの一端部外周に設けるようにしたことを特徴とするシールド掘進機における排土装置取付機構。
【請求項２】
凸部が、第二のケーシングを枢着手段の軸を中心として回動させたときに第一のケーシングの他端部内周面に摺接するような曲面で形成されていることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機における排土装置取付機構。
【請求項３】
凸部が、第二のケーシングを枢着手段の軸を中心として回動させたときに第一のケーシングの他端部内周面に摺接するような曲面を頂部から両側の底部にかけて切り落したテーパ状の形状に形成され、その頂部を挟んでシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機における排土装置取付機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドを中折れさせるシールド掘進機に設けられ、スクリューコンベアの排土装置の周辺機器への干渉を防ぐため、排土装置をシールドの中折れ方向とは反対方向に回動させ得るように仕切壁に取り付けるのに用いられる排土装置取付機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールドを複数個のシールド片に分割して各シールド片を回動可能に連結することにより中折れできるように構成した中折れ式シールド掘進機において、シールド片を回動させて掘進方向を変えると、シールド片の回動に伴ってシールド片の仕切壁に取り付けたスクリューコンベア等の排土装置も回動、変位して、シールド掘進機に設置した機器類に接触したり、機内での作業の障害になったりする等の事態が発生する。そのため、こうした事態の発生を防止するためのシールド掘進機における排土装置取付機構が従来から開発されている。本発明は、こうした排土装置取付機構を改良しようとするものである。
【０００３】
そこで、まず、本発明の理解を容易にするため、本発明に関連する従来の一般的な中折れ式シールド掘進機の技術内容について、図６を用いて説明する。図６は、従来の一般的なシールド掘進機において、シールドを中折れ角θN で中折れさせた状態を示す平面図である。
【０００４】
図６において、７は切羽の掘削土砂を運搬して排出するための排土機構としてのスクリューコンベア、９は切羽側の外部空間と作業員が作業を行うための内部空間とを仕切るように前部シールド片に気密に設けた仕切壁、１２はその前部シールド片、１３は後部シールド片である。１６は後記セグメント１７を組み立てるためのエレクタ、１７は地下坑の坑壁を覆工するためのセグメント、１８は切羽を掘進するためのカッタ、１９は仕切壁９に取り付けられているスクリューコンベア取付用の先端ケーシングであり、スクリューコンベア７は、この先端ケーシング１９にボルトで取り付けることにより仕切壁９に取り付けられる。２５は後部シールド片１３に設置されたシールドジャッキ、２６は前部シールド片１２を後部シールド片１３に対し回動してシールドを中折れさせるための中折れジャッキである。
【０００５】
中折れ式シールド掘進機は、このような構成を備えているので、シールドジャツキ２５でシールド１２，１３を推進しつつカッタ１８で切羽を掘削するとともに、その掘削土砂をスクリューコンベア７を通じて機内に搬送、排出して、適宜の運搬装置で地上へ運搬、廃棄し、これらの作業を通じて地下坑の掘進を行うことができる。このような掘進を行う過程で、トンネルのカーブする部分を掘進する等のために掘進方向を変えようとするときは、中折れジャッキ２６により前部シールド片１２を回動させてシールドを図６に示されているように所定の中折れ角θN だけ中折れさせる。そうすると、スクリューコンベア７は、その前部シールド片１２の仕切壁９に取り付けられているので、その回動に伴って変位し、中折れ角θN が大きいと、エレクタ１６に干渉したり接近したりして、エレクタ１６の旋回操作により地下坑の坑壁にセグメント１７を組み立てるための作業を阻害する。また、この中折れ角θN が大きいと、スクリューコンベア７の後部が施工済みのセグメントと干渉するような事態も発生し、その施工作業を進める上できわめて不都合である。そのため、従来の一般的なシールド掘進機では、シールドの中折れ角θN を大きくすることができないという問題があった。
【０００６】
こうした問題に対応して、前部シールド片１２を中折れさせる方向に応じてスクリューコンベア７を正逆任意の方向に回動させ得るようにしたスクリューコンベアの取付機構が従来提案されているので、その技術内容を図７に基づいて説明する。図７は、従来のシールド掘進機のおけるスクリューコンベアの取付機構を示す側面図である。
【０００７】
図７において、１は一端部を仕切壁９に取り付け他端部内周を軸方向断面フラットな面すなわち円筒面状の滑面に形成した外側ケーシング、２は一端部外周に球面状の凸部を形成してこの凸部を外側ケーシング１の前記他端部内周に摺接するように嵌着し、他端部にスクリューコンベア７の取付部を設けた内側ケーシング、３は外側ケーシング１の溝部に組み込んで内側ケーシング２の球面状の凸部に密着するように設けたＯリング等のシール部材、４はこのシール部材３と間隔をおいて設けたこれと同様のシール部材、５ａ、５ｂは内側ケーシング２の球面状の凸部が外側ケーシング１の他端部内周に摺接する部位においてこれら両ケーシング１，２を枢着するためのピンで、５ａは両ケーシング１，２を上部で枢着する上ピン、５ｂは同じく下部で枢着する下ピンである。なお、６は外側ケーシング１の内側ケーシングとの摺接部の近傍数個所に形成した高粘度のグリスを注入するための給脂穴、８は内側ケーシングのスクリューコンベア取付部に同コンベア７のケーシングを取り付けるためのボルトである。従来のスクリューコンベアの取付機構は、このように、外側ケーシング１と内側ケーシング２とを上ピン５ａ及び下ピン５ｂで枢着しているので、内側ケーシング２を外側ケーシング１に対し、これらのピン５ａ、５ｂを回動中心にして正逆何れの方向にも回動させることができる。その結果、前部シールド片１２を回動させる方向が正逆何れの方向であろうとも、スクリューコンベア７をその方向に応じて正逆適宜の方向に所望の角度回動させることができて、シールドの中折れ角θN を大きくすることができる。この従来の技術によれば、球面加工のしづらい外側ケーシング１の端部内周面は、単に、滑面に研削研磨すれば済むので、加工工程を簡素化することもできるいう製作上の利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の技術では、外側ケーシング１の端部内周面を滑面に研削研磨すれば済み加工工程を簡素化できるという利点があって、製作上は好ましいものであった。しかしながら、内側ケーシング２の一端部外周に形成した球面状の凸部は、外側ケーシング１の内周の半径に相当する半径の球面により形成されていて曲率の小さい曲面で形成されており、しかも、ピン５ａ、５ｂを埋設して強固に支持し得るだけの厚みも要求されることから、必然的に肉厚に形成せざるをえない。内側ケーシング２の球面状の凸部をこのように肉厚に形成すると、内側ケーシング２の内径は、その分、相対的に小さくなることとなり、その当然の結果として、内側ケーシング２に取り付けるスクリューコンベア７も内径の小さいものにしなければならず、小型化して排土容量の減少を招く。
【０００９】
本発明は、従来の技術にみられるこうした問題を解決しようとするものであって、その技術課題は、従来の技術における製作上の利点を保持しながら従来の技術に比べて排土容量を増大させることのできるシールド掘進機における排土装置取付機構を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のこうした技術課題は、
複数個のシールド片に分割してこれらの各シールド片を回動可能に連結することにより中折れできるように構成したシールドと前方のシールド片に気密に設けられた仕切壁とこの仕切壁に掘削土砂を排土し得るように取り付けた排土装置とを有するシールド掘進機に設けられ、一端部を仕切壁に取り付け他端部内周面を円筒面状の滑面にした第一のケーシングと一端部を第一のケーシングの前記他端部内周に嵌着し他端部に排土装置を設ける第二のケーシングとを枢着して、排土装置を前方のシールド片に対して回動させ得るように仕切壁に取り付けるのに用いられる排土装置取付機構において、
第一のケーシングと第二のケーシングとを枢着する場合に両ケーシングを枢着して連結する枢着手段を両ケーシングの外側に設けて枢着するとともに、この枢着手段の軸を中心とする第二のケーシングの回動を許容しその非回動位置で第一のケーシングの他端部内周面に接触するような凸部を第二のケーシングの一端部外周に設けるようにしたことにより達成される。
【００１１】
本発明のシールド掘進機における排土装置取付機構は、こうした技術手段を採用しているので、前方のシールド片を回動させてシールドを中折れさせようとする場合、スクリューコンベアを、その前方のシールド片の回動方向とは逆方向に適宜の角度だけ回動、変位させるようにすれば、スクリューコンベアがシールド掘進機に設置した機器類に接触したり、機内での作業の障害になったりするようなことはなく、スクリューコンベアは、正逆何れの方向にも所望の角度だけ回動し変位させることができる。そのため、シールドを中折れさせようとする方向が正逆何れの方向であろうとも、従来の排土装置取付機構と同様、シールドの中折れ角を大きくすることができる。また、第一のケーシングの他端部内周面は、円筒面状の滑面にしているため、滑面に研削研磨すればその加工が行える。本発明の排土装置取付機構は、こうした従来の排土装置取付機構の利点をそのまま継承しながら、従来の技術に比べて排土容量を増大させることができる。すなわち、第一のケーシングと第二のケーシングとを枢着する場合に、枢着手段を両ケーシングの特に外側に設けたことにより、枢着手段の軸を従来のもののように凸部で支持する必要はなくなって、凸部を肉厚に形成する必要はないとともに、凸部の面を、枢着手段の軸から第１のケーシングまでの大きな曲率半径の曲面内に納まる面で形成できて、凸部を、従来の排土装置取付機構の球面状の凸部と比べて肉薄に形成することができる。その結果、第２のケーシングの内径を相対的に大きくすることができて、第２のケーシングに取り付けるスクリューコンベア７も内径を相対的に大きくでき、排土容量を増大することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が実際上どのように具体化されるのかを示す具体化例を図１乃至図５に基づいて説明することにより、本発明の実施の形態を明らかにする。図１は、本発明の具体化例に関するシールド掘進機の概要を示す側面図、図２は、本発明の具体化例のシールド掘進機における排土装置取付機構の平面図、図３は、本発明の具体化例のシールド掘進機における排土装置取付機構の水平断面図、図４は、スクリューコンベアを左に角度θだけ回動させた状態を表した図３と同様の図、図５はスクリューコンベアを右に角度θだけ回動させた状態を表した図３と同様の図である。図１乃至図５において、図６及び図７と同一符号を付けた部分は、これらの図と同等の部分を表しているので、説明の重複を避けるため詳述しない。
【００１３】
本発明の具体化例のシールド掘進機における排土装置取付機構は、従来の排土装置取付機構と同様、前部シールド片１２及び後部シールド片１３に分割してこれらのシールド片１２，１３を回動可能に連結することにより中折れできるように構成したシールドと前部シールド片１２に気密に設けられた仕切壁９とこの仕切壁９に掘削土砂を排土し得るように取り付けた排土装置としてのスクリューコンベア７とを有するシールド掘進機に設けられるものである。そして、一端部を仕切壁９に取り付け他端部内周を円筒面状の滑面にした外側ケーシング１と、一端部を外側ケーシング１の前記他端部内周に嵌着し他端部にスクリューコンベア７を設ける内側ケーシング２とを互いに枢着して、スクリューコンベア７を前部シールド片１２に対して回動させ得るように仕切壁９に取り付けるのに用いられるものであり、この点でも従来の排土装置取付機構と基本的に変わらない。したがって、前方のシールド片を回動させてシールドを中折れさせようとする場合、スクリューコンベア７を、その前方のシールド片１２の回動方向とは逆方向に適宜の角度だけ回動、変位させるようにすれば、スクリューコンベア７がシールド掘進機に設置した機器類に接触したり、機内での作業の障害になったりするようなことはなく、スクリューコンベア７は、正逆何れの方向にも所望の角度だけ回動し変位させることができる。そのため、シールドを中折れさせようとする方向が正逆何れの方向であろうとも、従来の排土装置取付機構と同様、シールドの中折れ角を大きくすることができる。また、外側ケーシング１の他端部内周面は、従来のものと同様、円筒面状の滑面にしているため、滑面に研削研磨すればその加工が行えて、基本的な技術内容については従来の排土装置取付機構と変わらない。
【００１４】
そこで、図１乃至図５に基づいて、本具体化例のシールド掘進機における排土装置取付機構の特徴的な技術内容について説明する。図１乃至図５において、２ａは内側ケーシング２の一端部外周面に形成された凸部、３ａはピン挿通孔を有し外側ケーシング１の他端部外周面に取り付けられた外側ケーシング側のピン挿通部材、３ｂはピン挿通孔を有し内側ケーシング２の外周面に取り付けられた内側ケーシング側のピン挿通部材、５はこれらのピン挿通部材３ａ，３ｂのピン挿通孔に挿通するための枢着用のピンである。シール部材４は、従来の排土装置取付機構と異なり、凸部２ａの頂部を挟むように間隔を置いて、特に内側ケーシング２の外周面に設けられている。また、外側ケーシング１に設けられる給脂穴６は、このように間隔を置いて設けたシール部材４の間に配置されており、そのため、従来のものと比べて、グリスが逃げにくく潤滑も好適に行えるとともに、両ケーシング１，２の摺動面への土砂等の浸入も効果的に防ぐことができる。
【００１５】
外側ケーシング側のピン挿通部材３ａと内側ケーシング側のピン挿通部材３ｂとは、内側ケーシング２を外側ケーシング１に嵌入した状態で両ケーシング１，２をピン５で枢着して連結する。このように両ケーシング１，２を枢着する場合に、両ケーシング１，２を枢着して連結する枢着手段を、従来の排土装置取付機構とは異なり、両ケーシング１，２の特に外側に設けたことにより、ピン５ａ、５ｂを埋設、支持するピン代を得るために、凸部２ａを従来のもののように肉厚に形成する必要はない。凸部２ａは、ピン５を中心とする内側ケーシング２の回動を許容し、かつ、その非回動位置すなわち図３の位置で外側ケーシング１の他端部内周面に接触するような面をもつように形成する。その場合、凸部２ａは、内側ケーシング２をピン５を中心として回動させたときに外側ケーシング１の他端部内周面に摺接するような曲面で形成してもよいし、こうした曲面をその頂部から両側の底部にかけて切り落したようなテーパ状の面で形成してもよい。凸部２ａをこのようにテーパ状の面で形成した場合には、加工する凸部２ａの面形状が単純化するため、加工工程が一層簡素化される。テーパ状の面で形成された凸部２ａは、その面がきわめて緩やかな傾斜で、しかも、その頂点を挟んでシール部材４が設けられるので、内側ケーシング２を回動させる過程で外側ケーシング１との間に隙間が生じにくいだけでなく、多少の隙間が生じたとしても、その隙間が凸部２ａ側に設けたシール部材４でシールされるので実質上問題は生じない。
【００１６】
内側ケーシング２において、ピン５を支点にこれを回動させたときに外側ケーシング１に対する相対位置の変化が最も大きく、凸部２ａを最も肉厚に形成しなければならない個所は、ピン５と対向する側の個所であるが、本具体化例では、この個所の凸部２ａの面がピン５から外側ケーシング１までの大きな曲率半径の曲面又はその曲面領域内に納まるテーパ状の面で形成されるため、凸部２ａを、図７に示した従来の球面状の凸部と比べて肉薄に形成することができる。したがって、両ケーシング１，２を枢着して連結する枢着手段を両ケーシング１，２の特に外側に設けた点の前記効果と相俟って、凸部２ａをきわめて肉薄に形成することができる。その結果、内側ケーシング２の内径を、その分、相対的に大きくすることができ、その当然の結果として、内側ケーシング２に取り付けるスクリューコンベア７も内径を相対的に大きくできて、排土容量を増大することができる。したがって、本具体化例によれば、従来の排土装置取付機構の利点をそのまま継承しながら、従来の技術に比べて排土容量を増大させることができるシールド掘進機における排土装置取付機構が得られる。
【００１７】
本具体化例では、切羽の掘削土砂を運搬排出する排土装置にスクリューコンベア７を用いているが、本発明は、排土装置にスクリューコンベア７以外のものを用いた場合でも、適用できる。本具体化例では、シールドが二つ折れのシールド掘進機に本発明を適用した例しか示されていないが、三つ折り式のシールド掘進機にも適用できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、一端部を仕切壁に取り付け他端部内周面を円筒面状の滑面にした第一のケーシングと一端部を第一のケーシングの前記他端部内周に嵌着し他端部に排土装置を設ける第二のケーシングとを枢着して、排土装置を前方のシールド片に対して回動させ得るように仕切壁に取り付けるのに用いられる排土装置取付機構において、「第一のケーシングと第二のケーシングとを枢着する場合に両ケーシングを枢着して連結する枢着手段を両ケーシングの外側に設けて枢着するとともに、この枢着手段の軸を中心とする第二のケーシングの回動を許容しその非回動位置で第一のケーシングの他端部内周面に接触するような凸部を第二のケーシングの一端部外周に設けるようにした」ので、本発明によれば、従来の技術における製作上の利点を保持しながら従来の技術に比べて排土容量を増大させることのできるシールド掘進機における排土装置取付機構が得られる。本発明を具体化する場合、特に特許請求の範囲の請求項３に記載の技術手段を採用すれば、加工する凸部の面形状が単純化するため、加工工程が一層簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体化例に関するシールド掘進機の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の具体化例のシールド掘進機における排土装置取付機構の平面図である。
【図３】本発明の具体化例のシールド掘進機における排土装置取付機構の水平断面図である。
【図４】スクリューコンベアを左に角度θだけ回動させた状態を表した図３と同様の図である。
【図５】はスクリューコンベアを右に角度θだけ回動させた状態を表した図３と同様の図である。
【図６】従来の一般的なシールド掘進機において、シールドを中折れ角θN で中折れさせた状態を示す平面図である。
【図７】従来のシールド掘進機のおけるスクリューコンベアの取付機構を示す側面図である。
【符号の説明】
１    外側ケーシング
２    内側ケーシング
２ａ  凸部
３ａ  外側ケーシング側のピン挿通部材
３ｂ  内側ケーシング側のピン挿通部材
５    ピン
４  シール部材
６    給脂口
７    スクリューコンベア
８    ボルト
９    仕切壁
１２    前部シールド片
１３    後部シールド片
１６    エレクタ
１８    カッタ
２５    シールドジャッキ
２６    中折れジャッキ
【図１】
0003681496.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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