(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に筒状のスキンプレートを有するシールド掘進機において、
前記スキンプレートのテール部内周に沿って、少なくともトンネル軸に対して略直角方向に第１補強部材を設けるとともに、
前記テール部内周に沿ってトンネル軸方向に第２補強部材を設け、この第２補強部材上をシールドジャッキ先端のスプレッダが摺接するように構成した
ことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
前記第１補強部材および第２補強部材を型鋼により構成したことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周部に筒状のスキンプレートを有するシールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超大口径シールド掘進機では、地山からの大きな土荷重に耐えるためにそのテール部のスキンプレートは極厚板の鋼板で構成されている。また、矩形形状等の異形シールド掘進機では、中，小型であってもその直線部や異形部に集中荷重が作用するため、通常の円形シールド掘進機に比べてテール部のスキンプレートは厚板の鋼板で構成されている。
【０００３】
また、特開平９−２７３３８０号公報には、図６に示されるように、テール部１００を内外二つの筒体１０１，１０２からなる二重構造とし、その内外二つの筒体１０１，１０２間に補強リブ１０３を設けて一体化させるシールド掘進機１０４が提案されている。このようにテール部１００をハニカム構造とすることにより、厚板鋼板で構成された前述のシールド掘進機に比べてテール部１００の重量が低減されるとともに、剛性が確保される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシールド掘進機のように極厚鋼板や厚板鋼板でテール部を構成すると、重量が重くなるだけでなく、曲げ加工や溶接が困難となり製作が不可能な場合が生じるという問題点がある。また、仮に曲げ加工や溶接ができたとしても、板の接合に多大な溶接を必要とし、コストや納期で支障が生じるとともに、溶接による歪みや変形も発生し易いという問題点がある。
【０００５】
一方、特開平９−２７３３８０号公報に記載のシールド掘進機１０４のようにテール部１００を二重構造とするのでは、前記内部補強リブ１０３の挿入や溶接が煩雑で製作工程が多大となるだけでなく、溶接量が多くなり歪みや変形も発生し易くなるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、軽量でかつ地山からの大きな土荷重に耐え得る剛性が確保されているとともに、成形や溶接等の製作工程が容易であり、製作期間を短縮化させることができるテール部を有するシールド掘進機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、本発明によるシールド掘進機は、
外周部に筒状のスキンプレートを有するシールド掘進機において、
前記スキンプレートのテール部内周に沿って、少なくともトンネル軸に対して略直角方向に第１補強部材を設けるとともに、
前記テール部内周に沿ってトンネル軸方向に第２補強部材を設け、この第２補強部材上をシールドジャッキ先端のスプレッダが摺接するように構成した
ことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、スキンプレートのテール部がその内周に沿って第１補強部材を取り付ける複合構造とされており、その第１補強部材の取付方向が少なくともトンネル軸に対して略直角方向、すなわち地山からの土荷重により前記スキンプレートに歪みが生じ易い方向に対して略直角方向とされている。また、前記テール部内周に沿ってトンネル軸方向に第２補強部材が設けられており、この前第２補強部材上をシールドジャッキ先端のスプレッダが摺接するようにされている。
【０００９】
本発明によれば、前記テール部の複合構造により地山からの土荷重に対して耐え得る剛性が確保されるとともに、スキンプレートに極厚鋼板または厚板鋼板を用いる必要がないためその重量を軽量化させることができる効果を奏する。また、スキンプレートおよび第１補強部材による複合構造は、曲げ加工や溶接が容易であり、製作時間の短縮化およびコストの低減を図ることができる効果を奏する。
【００１１】
さらに、本発明によれば、前記シールドジャッキの伸縮に伴ってテール部内側を移動するスプレッダを第２補強部材上の摺接面に沿って円滑に摺動させることができる。
【００１２】
本発明において、前記第１補強部材および第２補強部材を型鋼により構成するのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるシールド掘進機の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
本発明の一実施例に係るシールド掘進機の縦断面図が図１に示されており、図１のＰ部拡大図が図２に示されている。
【００１５】
本実施例のシールド掘進機１においては、略矩形断面形状のスキンプレート２が設けられ、このスキンプレート２は、アーティキュレートジャッキ３を介して互いに屈曲可能な前胴部４と後胴部（テール部）５とに分割形成されている。この前胴部４の前方には２個のカッタヘッド６が左右に並置されてカッタヘッド駆動機構７により揺動可能に配設されている。これらカッタヘッド６の後方には、隔壁８との間にチャンバ９が区画形成され、このチャンバ９内に先端部が開口するように土砂搬出用のスクリューコンベア１０が設けられている。
【００１６】
前記前胴部４の内周には伸縮可能な複数本のシールドジャッキ１１が固定されており、これらシールドジャッキ１１の先端部にはそれらシールドジャッキ１１の伸縮に伴って後胴部５の内周を前記伸縮方向に摺動するスプレッダ１２が設けられている。前記スプレッダ１２は、シールドジャッキ１１の伸長操作により前記後胴部５後方に組み立てられるセグメント１３の前端面に当接するようにされる。なお、前記後胴部５には、前記セグメント１３を順次組み立てるエレクタ１４が設けられている。
【００１７】
図１のＰ部拡大図が図２に示されるように、前記後胴部５にはその内周に沿ってトンネル軸直角方向に複数本（図２には２本のみ記載）の型鋼（本発明における第１補強部材に相当する。）１５が設けられている。前記型鋼１５は断面コ字形状であり、トンネル中心側が平面となるように端部１５ａを後胴部５内周面に当接させた状態で長手方向に溶接されて取り付けられている。
【００１８】
また、図２のＡ−Ａ線断面図が図３に示されるように、前記後胴部５にはその内周に沿って前記スプレッダ１２の摺動方向（本実施例では、トンネル軸方向）に複数本（図３には４本のみ記載）の型鋼（本発明における第２補強部材に相当する。）１６が設けられている。前記型鋼１６は断面コ字形状であり、トンネル中心側が平面（摺接面）１６ａとなるように端部１６ｂを後胴部５内周面に当接させた状態で長手方向に溶接されて取り付けられている。前記スプレッダ１２は、シールドジャッキ１１の伸縮に伴ってその摺接面１６ａ上を摺動する。なお、本実施例においては、各スプレッダ１２に２個所の摺動部が設けられているため、前記シールドジャッキ１１の本数に対して少なくとも２倍の本数の型鋼１６が設けられている。
【００１９】
このように構成されるシールド掘進機１においては、カッタヘッド６を駆動させつつ、前記スプレッダ１２をセグメント１３の前端面に当接させてシールドジャッキ１１を伸長させることにより掘進が行われる。このとき前記スプレッダ１２は、トンネル軸方向に配設される型鋼１６のトンネル中心側面（摺接面１６ａ）上を摺動しながら前記シールドジャッキ１１により移動して前記セグメント１３の前端面に当接され、セグメント１３に掘進反力をとるようにされている。また、方向修正を行う際は、前記アーティキュレートジャッキ３を伸縮させて前胴部４を後胴部５に対して屈曲させた状態で掘進させる。
【００２０】
前記カッタヘッド６により掘削されてチャンバ９内に取り込まれた土砂はスクリューコンベア１０により後方へ搬出される。こうして掘進機１が前進した後、前記エレクタ１４により後胴部５後方にセグメント１３が組み立てられる。
【００２１】
本実施例によれば、スキンプレート２が略矩形断面形状とされているため、その直線部に地山から過大な土荷重が集中しているが、前記後胴部５がスキンプレート２とその内周に沿ってトンネル軸直角方向に溶接される型鋼１５との複合構造とされているため前記集中土荷重に十分耐え得る効果を奏する。また、前記後胴部５を複合構造とすることにより、スキンプレートの軽量化および加工性の向上を図ることができるとともに、従来のハニカム構造に比べて製作工程が簡素化され製作時間の短縮化を図ることができる効果を奏する。
【００２２】
また、本実施例によれば、後胴部５の内周に沿ってスプレッダ１２の摺動方向に向けて型鋼１６を配設することにより、シールドジャッキ１１の伸縮操作およびスプレッダ１２の摺動操作を円滑に行うことができるとともに、前記トンネル軸直角方向に溶接される型鋼１５のガタを防止することができるという効果を奏する。
【００２３】
本実施例においては、断面コ字形状の型鋼１５が後胴部５の内周に沿ってトンネル軸直角方向に溶接されているが、これに限らず、図４（ａ）および（ｂ）に示されるように例えば断面ボックス形状の型鋼２０または断面ＨもしくはＩ字形状２１の型鋼が溶接されていてもよく、また前述のような種々の形状の型鋼が混合されて溶接されていてもよい。
【００２４】
また、本実施例においては、複数の型鋼１５がスキンプレート２内周に沿ってそれぞれトンネル軸に対して直角方向に取り付けられているが、これに限らず、１または複数の型鋼がトンネル軸に対して略直角方向にスキンプレート内周に沿って螺旋状に設けられていてもよい。
【００２５】
本実施例においては、断面コ字形状の型鋼１６が前記スプレッダ１２の摺動方向に溶接されているが、これに限らず、例えば前述のような断面ボックス形状，断面ＨもしくはＩ字形状の型鋼または図５に示されるような断面Ｔ字形状の型鋼２２が、それらトンネル中心側面が平面（摺接面）となるように後胴部５に溶接されて設けられていてもよい。
【００２６】
本実施例においては、断面略矩形形状のスキンプレート２を有するシールド掘進機に適用されているが、これに限らず、円形またはその他の形状のスキンプレートを有するシールド掘進機、または超大口径シールド掘進機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の一実施例に係るシールド掘進機の縦断面図である。
【図２】  図２は、図１のＰ部拡大図である。
【図３】  図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  図４は、本実施例の型鋼の変形例を説明する縦断面図（ａ）（ｂ）である。
【図５】  図５は、本実施例の型鋼の変形例を説明する断面図である。
【図６】  図６は、従来のシールド掘進機の縦断面図である。
【符号の説明】
１  シールド掘進機
２  スキンプレート
３  アーティキュレートジャッキ
４  前胴部
５  後胴部（テール部）
６  カッタヘッド
７  カッタヘッド駆動機構
８  隔壁
９  チャンバ
１０  スクリューコンベア
１１  シールドジャッキ
１２  スプレッダ
１３  セグメント
１４  エレクタ
１５，２０，２１  型鋼（第１補強部材）
１６，２２  型鋼（第２補強部材）
１６ｂ  摺接面
【図１】
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【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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