(57)【要約】【課題】軽量かつ省スペースで形状保持装置等の補助装置を搭載することが可能なエレクタ装置及びトンネル掘削機を提供する。【解決手段】トンネルの内壁面にセグメントＳをリング状に組み立てるエレクタ装置１７において、掘削機本体１にトンネル周方向に沿って旋回可能に支持された旋回リング２０に、トンネル径方向に移動可能に支持されてセグメントＳを保持可能な保持グリップ２５を備えると共に、該保持グリップ２５とトンネル径方向の反対側に位置してトンネル径方向に伸縮可能な伸縮装置２８を備え、該伸縮装置２８の昇降ロッド３２先端部でセグメントＳを押圧可能とした。【選択図】図１
2007308952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの内壁面に覆工部材をリング状に組み立てるエレクタ装置において、掘削機本体にトンネル周方向に沿って旋回可能に支持された旋回リングに、トンネル径方向に移動可能に支持されて覆工部材を保持可能な保持グリップを備えると共に、該保持グリップとトンネル径方向の反対側に位置してトンネル径方向に伸縮可能な伸縮装置を備え、該伸縮装置の伸び側先端部で覆工部材を押圧可能としたことを特徴とするエレクタ装置。
【請求項２】
前記伸縮装置は、トンネル長手方向に伸縮又は移動が可能であることを特徴とする請求項１に記載のエレクタ装置。
【請求項３】
前記伸縮装置は、その伸び側先端部に覆工部材に対しトンネル長手方向に転動可能な転動体を備えることを特徴とする請求項１に記載のエレクタ装置。
【請求項４】
筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着されたカッターヘッドと、前記掘削機本体の後部に装着された請求項１乃至３に記載のエレクタ装置と、を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量かつ省スペースで形状保持装置等の補助装置を搭載することが可能なエレクタ装置及びトンネル掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シールド掘削機は、円筒形状をなす掘削機本体の前部に駆動回転可能なカッターヘッドが回転自在に装着され、このカッターヘッドに多数のカッタービット等のカッター類が取り付けられる一方、後部に掘削機本体を推進させる多数のシールド（推進）ジャッキが装着されると共に、トンネルの内壁面にセグメント（覆工部材）をリング状に組み立てるエレクタ装置及び組み立てられたセグメントの形状を保持する形状保持装置が装着されて構成されている（特許文献１参照）。
【０００３】
従って、カッターヘッドを回転させながらシールドジャッキを伸長させると、既設セグメントからの掘削反力を得て掘削機本体が推進しカッターヘッドが前方の地盤を掘削する一方、エレクタ装置がトンネル内壁面にセグメントを組み立てると共に形状保持装置が組み立てたセグメントの形状を保持することで、トンネルを連続して構築できる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３５９５５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来では、上述したエレクタ装置における補助装置としての形状保持装置は、エレクタ装置とは別に分離して装着されることから、トンネル掘削機の掘削機本体径が例えば５ｍ以下の小型マシンでは、スペース的に取付けが困難であった。即ち、エレクタ装置の旋回動作する、保持グリップや該保持グリップの昇降装置及びカウンタウェイト等との干渉を回避する必要性があるのである。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、軽量かつ省スペースで形状保持装置等の補助装置を搭載することが可能なエレクタ装置及びトンネル掘削機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係るエレクタ装置は、トンネルの内壁面に覆工部材をリング状に組み立てるエレクタ装置において、掘削機本体にトンネル周方向に沿って旋回可能に支持された旋回リングに、トンネル径方向に移動可能に支持されて覆工部材を保持可能な保持グリップを備えると共に、該保持グリップとトンネル径方向の反対側に位置してトンネル径方向に伸縮可能な伸縮装置を備え、該伸縮装置の伸び側先端部で覆工部材を押圧可能としたことを特徴とする。
【０００８】
前記伸縮装置は、トンネル長手方向に伸縮又は移動が可能であることを特徴とする。
【０００９】
前記伸縮装置は、その伸び側先端部に覆工部材に対しトンネル長手方向に転動可能な転動体を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機は、筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着されたカッターヘッドと、前記掘削機本体の後部に装着された前述したエレクタ装置と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、覆工部材の形状保持機能を有する伸縮装置が、保持グリップとトンネル径方向の反対側に位置した旋回リングに設けられて、エレクタ装置の旋回動作する、保持グリップや該保持グリップの昇降装置及びカウンタウェイト等と一緒に旋回動作し、これらとの干渉が無いので、掘削機本体内に省スペースで搭載することができる。言い換えれば、小型マシンでも容易に取付けが可能となる。また、伸縮装置がカウンタウェイトの代わりにもなるので、カウンタウェイトを省略でき、エレクタ装置の重量増加も回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るエレクタ装置及びトンネル掘削機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の実施例１を示すトンネル掘削機の概略側断面図、図２は同じくトンネル掘削機の背面図、図３は同じく作用状態を示すトンネル掘削機の概略側断面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、泥土圧式シールド掘削機（トンネル掘削機）の筒状をなす掘削機本体１は、球面嵌合部２ａ，ピン結合部２ｂ，中折れジャッキ２ｃ等の中折れ機構２を介して、前胴１ａと後胴１ｂとに分割され、所要の中折れジャッキ２ｃの伸縮により急曲線のトンネルが施工可能になっている。
【００１５】
前胴１ａの隔壁（バルクヘッド）３には、カッターヘッド４が軸受等を介して回転自在に装着される。カッターヘッド４の前面にはその回転中心部から放射状をなして複数本のカッタースポーク（図示せず）がその各々の間に面板（図示せず）を配して固定される。カッタースポーク及び面板には、軟弱な地盤を掘削するカッタービットや岩盤などの硬質な地盤を掘削するディスクカッター等のカッター類５が装着される。
【００１６】
また、カッターヘッド４の回転中心部にはフィッシュテールカッター６が装着される。さらに、カッターヘッド４の外周には、径方向へ油圧ジャッキ等により伸縮（出没）可能に、適当数のコピーカッター７が装着される。そして、カッターヘッド４の後部にはリングギア８が固定される。
【００１７】
一方、前記隔壁３には、カッターヘッド駆動手段としてのカッター旋回モータ９が取り付けられ、このカッター旋回モータ９の駆動ギア１０が前記リングギア８に噛み合っている。従って、カッター旋回モータ９を稼働して駆動ギア１０を回転駆動すると、リングギア８を介してカッターヘッド４が回転される。また、隔壁３の中央部には、ロータリージョイント１１が組み付けられ、このロータリージョイント１１を介して前記コピーカッター７の油圧ジャッキ等に対し図示しない油圧源からの圧油の給，排が行われるようになっている。
【００１８】
前記掘削機本体１の内部にはスクリューコンベヤ１３が配設され、カッターヘッド４で掘削された土砂をトンネルの後方へ排土可能になっている。即ち、スクリューコンベヤ１３の前端部（取出口）が隔壁３の下部に形成した土砂排出口３ａｃに連接されて前記カッターヘッド４と隔壁３とで画成されたカッターチャンバー１４に開口すると共に、後下部に設けた排出口（図示せず）がトンネル内の長手方向に配設された図示しないベルトコンベヤ上に対向するのである。
【００１９】
前記後胴１ｂの内周部には、覆工部材としてトンネルの内周面に構築された（組み立てられた）既設のセグメントＳに対し伸縮し得る推進ジャッキ１５が円周方向へ所定間隔離間して多数本配設される。また、後胴１ｂの後端部は、テールシール１６を介して前記既設セグメントＳの外周に嵌合している。さらに、後胴１ｂには前記セグメントＳを組み立てるエレクタ装置１７が組み付けられる。
【００２０】
前記エレクタ装置１７は、後胴１ｂの支持壁１８に複数の旋回ベアリング１９を介してトンネル周方向に旋回可能に支持された旋回リング２０と、この旋回リング２０から掘削機本体１後方へ張り出した左右一対の架台２１と、この架台２１の張出端部にその左右両端部がそれぞれ昇降ジャッキ２２及びガイドロッド２３を介してトンネル径方向に昇降可能に支持された昇降アーム２４と、この昇降アーム２４の中央部にトンネル長手方向に移動可能に組み付けられてセグメントＳを保持することが可能な保持グリップ２５と、この保持グリップ２５に一体的に組み付けられて保持したセグメントＳを保持部の両側に位置してサポートすることが可能な左右一対のサポートジャッキ２６と、を有する。また、サポートジャッキ２６の先端にはトンネル長手方向に転動可能なコロ２７が付設されている。
【００２１】
前記エレクタ装置１７の上述した構成は既に周知の構成であるが、本実施例ではさらに、前記保持グリップ２５とトンネル径方向の反対側に位置した旋回リング２０に左右一対の伸縮装置２８が付設される。
【００２２】
前記伸縮装置２８は、スライドジャッキ２９によりトンネル長手方向に伸縮（摺動）可能なスライダ３０と、このスライダ３０の後端部に付設されて昇降ジャッキ３１によりトンネル径方向に伸縮（昇降）可能な昇降ロッド３２と、を有する。この昇降ロッド３２の先端には、トンネル長手方向に転動可能なコロ３３が付設される。そして、昇降ロッド３２の伸長時にはコロ３３を介して既設セグメントＳに対し押圧可能となっている。
【００２３】
次に、上述した泥土圧式シールド掘削機によるトンネル構築作業について説明する。
【００２４】
先ず、通常掘削時は、全ての推進ジャッキ１５が縮んだ初期位置で、カッター旋回モータ９を稼働させてカッターヘッド４を回転させる。
【００２５】
次に、前記状態から全て又は任意の推進ジャッキ１５を伸ばして掘削機本体１を１ストローク推進（前進）させる。この際、推進反力は既設セグメントＳで受ける。そして、この推進により、カッターヘッド４に装着されたカッター類５が前方の地盤を掘削する。掘削された土砂は加圧状態下にあるカッターチャンバー１４からスクリューコンベヤ１３及びベルトコンベヤ等によって外部に排出される。
【００２６】
また、この推進（掘削）下で、中折れ機構２における所要の中折れジャッキ２ｃを伸縮することで急曲線のトンネルが施工可能であることは前述した通りである。
【００２７】
次に、カッターヘッド４の旋回を止めた状態で、図１に示すように、推進ジャッキ１５を部分的に順次縮めながらエレクタ装置１７によりセグメントＳを組み立てる。即ち、保持グリップ２５で保持したセグメントＳをサポートジャッキ２６でサポートしつつ図示しない駆動源により旋回リング２０を旋回させて空いた空間にセグメントＳを組み立てていくのである。
【００２８】
このようにして、セグメントＳを１リング分組み立てた後、保持グリップ２５が最下部に位置するように旋回リング２０を旋回させ、その後伸縮装置２８の昇降ジャッキ３１を伸長させて昇降ロッド３２先端のコロ３３をリング上部に位置する既設セグメントＳに押し当ててその真円保持を行う。
【００２９】
この状態から、カッターヘッド４の回転下で再び全て又は任意の推進ジャッキ１５を伸ばして掘削機本体１を１ストローク推進（前進）させ掘削を再開する。この際、図３に示すように、掘削機本体１の推進に追従してスライドジャッキ２９が伸長すると共に保持グリップ２５が昇降アーム２４に対し後方へ相対移動する。
【００３０】
これにより、昇降ロッド３２とサポートジャッキ２６の既設セグメントＳに対する押圧位置が不変となり、良好な真円保持が行われる。尚、前記押圧位置がトンネル長手方向に多少ずれたとしても昇降ロッド３２とサポートジャッキ２６の先端にコロ３３，２７が付設されているので不具合は生じない。
【００３１】
以降、前述した工程を繰り返して、所定長さのトンネルを掘削・形成していく。
【００３２】
このように本実施例では、既設セグメントＳの形状保持機能を有する伸縮装置２８が、保持グリップとトンネル径方向の反対側に位置した旋回リング２０に設けられて、エレクタ装置１７の旋回動作する、保持グリップ２５や該保持グリップ２５を昇降アーム２４を介して昇降させる昇降ジャッキ２２等と一緒に旋回動作し、これらとの干渉が無いので、掘削機本体１内に省スペースで搭載することができる。言い換えれば、小型マシンでも取付けが容易に可能となる。また、伸縮装置２８がカウンタウェイトの代わりにもなるので、カウンタウェイトを省略でき、エレクタ装置１７の重量増加も回避できる。
【００３３】
尚、本実施例では、伸縮装置２８（のスライダ３０）が、スライドジャッキ２９によりトンネル長手方向に伸縮（摺動）可能に構成されているが、手動で伸縮（摺動）可能に構成されても良い。
【実施例２】
【００３４】
図４は本発明の実施例２を示すトンネル掘削機の概略側断面図、図５は同じくトンネル掘削機の背面図である。
【００３５】
これは、実施例１における伸縮装置２８のスライダ３０を廃止する一方、伸縮装置２８を車輪３４を備えた移動台車３５に搭載し、該移動台車３５を介して左右の架台２１の上面に敷設したレール３６上を、架台２１又はエレクタ装置１７に付設した支柱３７に前横向きに取り付けられたスライドジャッキ２９により、トンネル長手方向に走行可能に設けた例である。この際、昇降ロッド３２の先端に付設したコロ３３が既設セグメントＳに対して転動することになる。その他の構成は実施例１と同様なので、図１〜図３と同一部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００３６】
この実施例によるも、実施例１と同様の作用・効果が得られる。
【実施例３】
【００３７】
図６は本発明の実施例３を示すトンネル掘削機の概略側断面図、図７は同じくトンネル掘削機の背面図である。
【００３８】
これは、実施例１における伸縮装置２８のスライドジャッキ２９及びスライダ３０を廃止する一方、昇降ジャッキ３１と中空筒状に形成された昇降ロッド３２を架台２１の張出端部寄りにトンネル長手方向に移動不能に設けて、掘削機本体１の推進（前進）時には、掘削機本体１と一体に昇降ジャッキ３１及び昇降ロッド３２が移動するようにした例である。この際、昇降ロッド３２の先端に付設したコロ３３が既設セグメントＳに対して転動することになる。その他の構成は実施例１と同様なので、図１〜図３と同一部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００３９】
この実施例によるも、実施例１と同様の作用・効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るトンネル掘削機は、泥土圧式シールド掘削機に限らず、土圧式シールド掘削機や泥水式シールド掘削機等のトンネル掘削機にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１を示すトンネル掘削機の概略側断面図である。
【図２】同じくトンネル掘削機の背面図である。
【図３】同じく作用状態を示すトンネル掘削機の概略側断面図である。
【図４】本発明の実施例２を示すトンネル掘削機の概略側断面図である。
【図５】同じくトンネル掘削機の背面図である。
【図６】本発明の実施例３を示すトンネル掘削機の概略側断面図である。
【図７】同じくトンネル掘削機の背面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  掘削機本体
２  中折れ機構
３  隔壁
３ｃ  土砂排出口
４  カッターヘッド
５  カッター類
６  フィッシュテールカッター
７  コピーカッター
８  リングギア
９  カッター旋回モータ
１０  駆動ギア
１１  ロータリージョイント
１３  スクリューコンベヤ
１４  カッターチャンバー
１５  推進ジャッキ
１６  テールシール
１７  エレクタ装置
１８  支持壁
１９  旋回ベアリング
２０  旋回リング
２１  架台
２２  昇降ジャッキ
２３  ガイドロッド
２４  昇降アーム
２５  保持グリップ
２６  サポートジャッキ
２７  コロ
２８  伸縮装置
２９  スライドジャッキ
３０  スライダ
３１  昇降ジャッキ
３２  昇降ロッド
３３  コロ
３４  車輪
３５  移動台車
３６  レール
３７  支柱
【図１】
2007308952.tif 000003
【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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