(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径シールドフレームを有する大径シールドから小径シールドフレームを有する小径シールドを発進させる親子シールド掘進機の上記小径シールドフレーム内にその軸方向に延びるシールドジャッキを設け、上記小径シールドフレームと上記大径シールドフレームとの間に、上記シールドジャッキと平行移動自在に支持され且つシールドジャッキのロッドに着脱自在に連結されるガイドロッドを設け、そのガイドロッドの後端に、組み付けられた大径トンネルのセグメントを押圧するための大径シールド用のジャッキシューを設け、上記シールドジャッキのロッドは、小径トンネルのセグメントを押圧するための小径シールド用のジャッキシューが取付可能であることを特徴とするシールド掘進機の推進機構。
【請求項２】
上記シールドジャッキのロッドには、上記ガイドロッド又は上記小径シールド用のジャッキシューを取り付けるためのシュー取付ボスを有する偏心金具が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機の推進装置。
【請求項３】
上記ガイドロッドの後端には、上記偏心金具のシュー取付ボスに連結される連結金具が設けられ、該連結金具の後端面には大型シールド用のジャッキシューを取り付けるためのシュー取付ボスが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のシールド掘進機の推進装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組み付けられたセグメントを押圧して、シールド掘進機本体を推進させるシールド掘進機の推進機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機での掘進において、組み付けられるセグメントの径がトンネル途中で変更する場合、例えば、大径シールドから小径シールドを発進させる親子シールド掘進機で掘進するとき等のシールド掘進機本体の推進機構としては、以下に示すようなものがあった。
【０００３】
大径トンネルの掘削時には、大径シールドフレームと小径シールドフレームとの間にシールドジャッキを設けておき、小径シールドの発進時にシールドジャッキを小径シールドフレームの内側に位置替えして、小径シールド本体を推進させる推進機構。
【０００４】
しかし、この推進機構では、シールドジャッキの位置替えの作業に多くの手間がかかると共に、セグメントの径の差がシールドジャッキの設置スペースより小さいと、シールドジャッキを設置することができない。
【０００５】
そこで、シールドジャッキをシールドフレームの内周面から所定間隔をあけて径方向内側に取り付け、そのシールドジャッキのロッドにシールドフレームの径方向外側に延出した偏心金具を設け、その偏心金具にジャッキシュー取付用のボス部を偏心量の異なる位置に複数設けて、そのボス部間でジャッキシューを付け替えることによって、偏心量を変更する推進機構があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の推進機構は、組み付けるセグメントの径の差が、３００ｍｍ程度までの比較的小さい場合に適用されるものであって、セグメントの径の差が大きくなると、ジャッキシューの偏心量が大きくなり、シールドジャッキに大きなモーメント力が掛かるため、シールドジャッキの径を大きくしなければならない。しかしながら、シールドフレーム内のスペースには限りがあるため、ジャッキシューの偏心量が大きすぎると、シールドジャッキが他の機器と干渉して設置することができないといった問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであり、その目的は、ジャッキシューの偏心量が大きい場合でも、シールドジャッキをシールドフレーム内に設置できるシールド掘進機の推進機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、大径シールドフレームを有する大径シールドから小径シールドフレームを有する小径シールドを発進させる親子シールド掘進機の上記小径シールドフレーム内にその軸方向に延びるシールドジャッキを設け、上記小径シールドフレームと上記大径シールドフレームとの間に、上記シールドジャッキと平行移動自在に支持され且つシールドジャッキのロッドに着脱自在に連結されるガイドロッドを設け、そのガイドロッドの後端に、組み付けられた大径トンネルのセグメントを押圧するための大径シールド用のジャッキシューを設け、上記シールドジャッキのロッドは、小径トンネルのセグメントを押圧するための小径シールド用のジャッキシューが取付可能であることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、セグメントからシールドジャッキに掛かるモーメント力をガイドロッド側に分散させることができるので、シールドジャッキを、ジャッキシューとシールドジャッキとの偏心量に対して小さくすることができ、ジャッキシューの偏心量が大きい場合でも、シールドジャッキをシールドフレーム内に設置することができる。
【００１０】
上記シールドジャッキのロッドには、上記ガイドロッド又は上記小径シールド用のジャッキシューを取り付けるためのシュー取付ボスを有する偏心金具が設けられていることが好ましい。
【００１１】
上記ガイドロッドの後端には、上記偏心金具のシュー取付ボスに連結される連結金具が設けられ、該連結金具の後端面には大型シールド用のジャッキシューを取り付けるためのシュー取付ボスが設けられていることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るシールド掘進機の推進機構の好適な実施の形態を示した断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図２の要部拡大図である。
【００１４】
なお、本実施の形態では、係るシールド掘進機の推進機構を、親子シールド掘進機に適用した例を挙げて説明する。また、図１中上側は、小径シールドの発進時にその後端にテール部を取り付けた状態を示している。
【００１５】
まず、親子シールド掘進機の概略構成を説明する。
【００１６】
図示するように、親子シールド掘進機１は、大径シールド２の内側に小径シールド３が収容されている。小径シールド３の先端には、カッタ回転軸４から放射状に延びたカッタスポーク５が設けられている。このカッタスポーク５の外周端には、径方向に伸縮する伸縮スポーク６が設けられている。
【００１７】
カッタスポーク５及び伸縮スポーク６の前面には、複数のカッタビット７が設けられている。大径トンネルの掘削時には伸縮スポーク６が伸長しており、小径トンネルの掘削時には伸縮スポーク６が縮退すると共に、小径シールド３が大径シールド２から発進するようになっている。
【００１８】
この親子シールド掘進機１は、カーブ施工のために中折れ式になっており、大径シールド２及び小径シールド３が、それぞれ、前胴２ａ，３ａ及び後胴２ｂ，３ｂとに分割されており、中折れシール８ａ，８ｂにて接続されている。小径シールド３の中折れシール８ａの内側には、所定ピッチで中折れジャッキ９が複数設けられている。
【００１９】
ところで、本発明は、小径シールドフレーム１１内にその軸方向に延びるシールドジャッキ１２を設け、小径シールドフレーム１１と大径シールドフレーム１４との間にシールドジャッキ１２と平行移動自在に支持され且つシールドジャッキ１２のロッド１５に連結されたガイドロッド１６を設け、そのガイドロッド１６の後端に組み付けられたセグメント１７を押圧するためのジャッキシュー１８を設けたことを特徴とする。
【００２０】
シールドジャッキ１２は、小径シールドフレーム１１の内側に、周方向に所定ピッチで複数設けられている。シールドジャッキ１２は、その後端部近傍が取付ブラケット１９にて、小径シールドフレーム１１の内周面に固定されており、そのロッド１５の後端には、偏心金具２１が取り付けられている。
【００２１】
偏心金具２１は、例えば円柱状に形成されており、ロッド１５の軸芯から偏心して固定されている。偏心金具２１の後端面の小径シールド３の外周側には、ガイドロッド１６又は後述する小径シールド３用のジャッキシュー２２を取り付けるためのシュー取付ボス２３が設けられている。このシュー取付ボス２３の後端面は球面状に形成されている。シュー取付ボス２３のシールドジャッキ１２からの偏心量Ｌ1は、シールドジャッキ１２からセグメント１７の芯までの偏心量Ｌ0の略半分となっている。
【００２２】
ガイドロッド１６は、複数のシールドジャッキ１２に対して、その外側でそれぞれ設けられている。ガイドロッド１６は、小径シールドフレーム１１と大径シールドフレーム１４との間に配置された軸受け２４によって親子シールド掘進機１の軸方向に移動自在に支持されている。
【００２３】
軸受け２４は筒状に形成され、その内部をガイドロッド１６が貫通するようになっている。軸受け２４は、中折れシール８ａ，８ｂの後方に位置しており、ガイドロッド１６が縮退した際に、その前方部分（図中左側）が、小径シールド３の中折れシール８ａと大径シールド２の中折れシール８ｂとの間に挿入されるようになっている。
【００２４】
ところで、中折れ時に、ガイドロッド１６が縮退していると、その前方部分３３が前胴２ａ，３ａに対して相対的に移動する。このガイドロッド１６の移動スペースを確保するために、小径シールドフレーム１１の中折れシール８ａの前方部分に、穴（スペース）２５が形成されている。なお、この穴２５は、小径シールド３の発進時に塞がれる。
【００２５】
ガイドロッド１６の後端部には、シールドジャッキ１２のロッド１５と連結するための連結金具２６が設けられている。連結金具２６は、ガイドロッド１６から大径シールド２の中心側に延出した例えば断面長円状に形成されており、その前端面には、偏心金具２１のシュー取付ボス２３が挿入される挿入穴２７が形成されている。
【００２６】
挿入穴２７及びシュー取付ボス２３には、それぞれピン穴（図示せず）が形成されており、そこにピン２９を挿入することによって、シールドジャッキ１２の軸方向の推力及び引戻し力のみをガイドロッド１６側に伝達するようになっており、モーメント力は伝達しないようになっている。
【００２７】
連結金具２６の後端面には、大径シールド２用のジャッキシュー１８を取り付けるためのシュー取付ボス２８が設けられている。このシュー取付ボス２８の後端面も、シュー取付ボス２３と同様に球面状に形成されている。
【００２８】
次に、上記構成によるシールド掘進機の推進機構の作用を説明する。
【００２９】
大径トンネルを掘削する際には、伸縮スポーク６を伸長させておき、組み付けられたセグメント１７を、シールドジャッキ１２で押圧して推進させながら、カッタ回転軸４を回転させて掘進する。
【００３０】
このとき、シールドジャッキ１２の推力は、ガイドロッド１６を介してセグメント１７に伝達されるが、シールドジャッキ１２とセグメント１７が偏心して、その軸芯がずれているので、シールドジャッキ１２にモーメント力がかかる。
【００３１】
ここで、ガイドロッド１６が設けられ、その連結金具２６と、シールドジャッキ１２に設けられた偏心金具２１とが、シールドジャッキ１２とセグメント１７との偏心量Ｌ0 の略中間の偏心位置でピン結合されていることによって、全体の偏心量Ｌ0 に対するモーメント力を、分散させることができる。
【００３２】
要するに、セグメント１７から連結金具２６と偏心金具２１との連結部分までの偏心量Ｌ2 （Ｌ1 と略同等）に対するモーメント力は、ガイドロッド１６にかかり、ガイドロッド１６を図１中右回りに回転させようとする。このモーメント力は、軸受け２４で受けることができる。詳しくは、上記モーメント力は、軸受け２４の前端側（図中左側）上部と後端側（図中右側）の下部とで支持されることとなる。
【００３３】
従って、シールドジャッキ１２で受ける必要があるモーメント力は、シールドジャッキ１２から連結金具２６と偏心金具２１との連結部分までの偏心量Ｌ1 に対するモーメント力（偏心量Ｌ0 に対してかかるモーメント力の略半分）だけでよく、それに応じて、シールドジャッキ１２にかかる曲げ応力が小さくなり、シールドジャッキ１２とジャッキシュー１８との偏心量Ｌ0 が大きい場合でも、その偏心量Ｌ0 に対してシールドジャッキ１２の径を小さくすることができる。よって、そのシールドジャッキ１２の設置スペースを小さくでき、従来のように他の機器と干渉しないので、シールドジャッキ１２の設置が可能になると共に、レイアウト上有利になる。
【００３４】
小径シールド３の発進時には、伸縮スポーク６を縮退させ、図１中上側に示すように、シールドジャッキ１２とガイドロッド１６とを切り離すと共に、偏心金具２１のシュー取付ボス２３に、小径シールド３用のジャッキシュー２２を取り付け、小径シールドフレーム１１の後端に筒状のテール部３１を取り付ける。
【００３５】
このとき、従来のように、多数設けられているシールドジャッキ１２をそれぞれ位置替えする必要はなく、シールドジャッキ１２からガイドロッド１６を切り離して、ジャッキシュー２２を取り付けるだけでよいので、その作業の手間が大幅に軽減される。これによって、ジャッキシュー２２とシールドジャッキ１２との偏心量の変化に容易に対応できる。なお、切り離して撤去されたガイドロッド１６は、別工事に転用され再利用される。
【００３６】
小径シールド３の発進後は、シールドジャッキ１２と小径トンネルのセグメント３２との偏心量は小さく、ジャッキシュー２２とシールドジャッキ１２との偏心量は、上述のシールドジャッキ１２から連結金具２６と偏心金具２１との連結部分までの偏心量Ｌ1 と略同等であるので、シールドジャッキ１２で、かかるモーメント力を十分に受けることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、セグメントからシールドジャッキに掛かるモーメント力をガイドロッド側に分散させることができるので、シールドジャッキを、ジャッキシューとシールドジャッキとの偏心量に対して小さくすることができ、ジャッキシューの偏心量が大きい場合でも、シールドジャッキをシールドフレーム内に設置することができると共に、シールドジャッキのロッドからガイドロッドを切り離して、ジャッキシューを取り付けることによって、ジャッキシューの偏心量の変更に容易に対応できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシールド掘進機の推進機構の好適な実施の形態を示した断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【符号の説明】
１  親子シールド掘進機
２  大径シールド
３  小径シールド
１１  小径シールドフレーム
１２  シールドジャッキ
１４  大径シールドフレーム
１５  ロッド
１６  ガイドロッド
１７  セグメント
１８  ジャッキシュー
２２  ジャッキシュー
３２  セグメント
【図１】
0004504544.tif 000002
【図２】
0004504544.tif 000003
【図３】
0004504544.tif 000004