(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状シールド本体の前端部に設けられた隔壁の中央に、カッターフェースの駆動軸が回転可能に支持され、この駆動軸と前記カッターフェースとの間に該カッターフェースの支持部材が設けられたシールド掘進機であって、
前記支持部材を互いに摺動可能にスプライン嵌合された内筒及び外筒からなる二重筒で構成して、前記内筒及び外筒をそれぞれカッターフェース及び前記駆動軸に固定し、
前記内筒の内部にスライドジャッキを配置して、その一端を前記駆動軸に他端を前記カッターフェースにそれぞれ連結し、
さらに、前記外筒の外周に内側支持リングを設け、この内側支持リングに前記カッターフェースに設けた外側支持リングを摺動可能に嵌合させたことを特徴とするシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シールド掘進機に関し、さらに詳細には、シールド本体の推進とは切り離して、カッターフェースを単独で推進させるようにしたシールド掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシールド掘進機においては、カッターフェースの推進はシールド本体の推進に伴ってなされるのが一般的である。シールド本体の推進は覆工セグメントから反力をとって、シールドジャッキを作動させることにより行われる。したがって、セグメントを組立てる覆工作業中は、カッターフェースによる掘進を行うことができない。
【０００３】
このようなことから、この出願人は特開昭６３−１１４７９９号公報に開示されているように、カッターフェースをシールド本体とは切り離して単独で推進させるようにしたシールド掘進機を提案した。すなわち、シールド本体の前端部に設けられた隔壁に、カッターフェースの駆動部材を回転可能かつ摺動可能に支持し、カッターフェースを駆動部材を介してジャッキにより推進させるようにしたものである。
【０００４】
しかしながら、既提案のものは、カッターフェースの駆動部材が隔壁に対して回転のみならず摺動する構造であるため、シール寿命が短いという問題がある。また、駆動部材を介してのカッターフェースの推進時にギヤボックスや駆動モータも移動させるために、ジャッキの推力が大きくなるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
【０００６】
この発明の目的は、駆動部材と隔壁との間のシール性を損なうことなく、また小さなジャッキ推力でカッターフェースを単独で推進させるようにしたシールド掘進機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
【０００８】
すなわちこの発明は、筒状シールド本体の前端部に設けられた隔壁の中央に、カッターフェースの駆動軸が回転可能に支持され、この駆動軸と前記カッターフェースとの間に該カッターフェースの支持部材が設けられたシールド掘進機であって、
前記支持部材を互いに摺動可能にスプライン嵌合された内筒及び外筒からなる二重筒で構成して、前記内筒及び外筒をそれぞれカッターフェース及び前記駆動軸に固定し、
前記内筒の内部にスライドジャッキを配置して、その一端を前記駆動軸に他端を前記カッターフェースにそれぞれ連結し、
さらに、前記外筒の外周に内側支持リングを設け、この内側支持リングに前記カッターフェースに設けた外側支持リングを摺動可能に嵌合させたことを特徴とするシールド掘進機にある。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
この発明によれば、駆動部材の回転は支持部材を介してカッターフェースに伝達され、カッターフェースが回転する。支持部材は内筒及び外筒の二重筒からなり、内筒内に配置されたスライドジャッキを伸長作動させると、内筒及び外筒が互いに摺動して支持部材が伸長し、カッターフェースが推進する。このように、カッターフェースの推進は内筒及び外筒からなる支持部材の摺動によりなされ、駆動部材は回転するのみで摺動はしないので、シール性が低下せず、その寿命が長くなる。また、スライドジャッキにより推力を受けるのは、主としてカッターフェースだけであるので、スライドジャッキに要求される推力が小さくてよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を用いて以下に説明する。図１はこの発明の参考例を示す軸線方向断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。筒状のシールド本体１の前端部には隔壁（バルクヘッド）２が設けられ、この隔壁２とカッターフェース３との間に泥水や泥土のチャンバ４が形成される。隔壁２には駆動リング５が回転可能に支持され、駆動リング５の内外周と隔壁との間にはシール部材６が介在されている。
【００１６】
駆動リング５には内歯を有するリングギヤ７が固定されている。このリングギヤ７の外周は隔壁にベアリングを介して支持され、内歯には複数の駆動モータ８のピニオン９が噛合っている。駆動リング５は駆動モータ８の駆動により、ピニオン９及びリングギヤ７を介して回転する。
【００１７】
カッターフェース３は、これと駆動リング５との間に周方向に間隔を置いて複数設けられた支持部材１０により駆動リング５に支持されている。各支持部材１０は互いに摺動可能に嵌合された内筒１１及び外筒１２の二重筒からなっている。内筒１１と外筒１２との間にはシール部材１３が介在され、内筒１１の後端は駆動リング５に固定され、外筒１２の前端はブラケット１４を介してカッターフェース３に固定されている。このような構造により、駆動リング５の回転は、内筒１１及び外筒１２を介してカッターフェース３に伝達される。
【００１８】
各支持部材１０の内筒１１内にはスライドジャッキ１５が配置され、このスライドジャッキ１５のシリンダ側端部は駆動リング５に連結され、ロッド側端部はカッターフェース３に連結されている。シールド本体１の内周には、従来と同様に、複数のシールドジャッキ１６が設けられている。シールド本体１の後部では単位掘進長ごとにセグメント１７が組立てられ、このセグメントから反力をとってシールドジャッキ１６の作動によりシールド本体１が推進する。
【００１９】
上述のことから、セグメント１７を組立てる覆工作業中はシールド本体１を推進させることができないが、この発明によれば覆工作業中にも掘進が可能である。すなわち、スライドジャッキ１５を伸長作動させると、内筒１１及び１２が互いに摺動して支持部材１０が伸長し、カッターフェース３に推進力が与えられる。他方、駆動リング５の回転力は内筒１１及び外筒１２を介してカッターフェース３に伝達され、これによりカッターフェース３のみを単独で推進させて掘進が可能になる。シールド本体１の推進時には、スライドジャッキ１５を短縮作動させ、カッターフェース３を後退させる。
【００２０】
上述のようにカッターフェース３の単独推進時には、駆動リング５は回転するのみで摺動はしないので、シール部材６のシール性が低下せず、その寿命が長くなる。同様に、内筒１１及び外筒１２間のシール部材１３についても摺動作用のみを受け、回転作用を受けないので、シール性が短期に低下することがない。また、スライドジャッキ１５により推力を受けるのは、主としてカッターフェース３だけであるので、スライドジャッキ１５に要求される推力が小さくてよい。
【００２１】
また、この参考例によれば、複数のスライドジャッキ１５の作動ストロークを変えることにより、掘進方向の制御を行うことが可能になる。この場合、隔壁２を駆動リング５等が設けられる可動部４０と、シールド本体１と一体の固定部４１とで構成し、可動部４０と固定部４１とを球面接合する。また、可動部４０と固定部４１との間を方向制御ジャッキ４２で連結する構造とするとよい。その結果、複数のスライドジャッキ１５にストローク差を与えながら、方向制御ジャッキを作動させると、可動部４０の傾斜に伴ってカッターフェース３も傾斜するので、カッターフェース３に大きな傾斜角度θを与えることができ、急曲線施工が可能となる。
【００２２】
このような、スライドジャッキ１５によるカッターフェース３の推進は、切羽の状況に応じて、シールドジャッキ１６によるシールド本体１の推進時に同時に行ってもよい。なお、カッターフェース３のみを単独で推進させる場合、スライドジャッキ１５の作動時の反力は主としてシールド本体１と周辺地山との摩擦力から得られるが、土質によって摩擦力が小さい場合、シールド本体１に周辺地山を押圧するグリッパを設けるようにしてもよい。
【００２３】
図３はこの発明の実施の形態を示す軸線方向断面図である。この実施の形態は、駆動部材が隔壁２の中央に支持された駆動軸２０からなり、いわゆるセンターシャフト方式である。このセンターシャフト方式は、一般に掘削断面が中小口径のシールド掘進機に適用される。駆動軸２０は隔壁２に設けられたブラケット２１にベアリング２２を介して回転可能に支持されている。駆動軸２０の外周にはスプールギヤ２３が固定され、このスプールギヤ２３には駆動モータ２４のピニオン１９が噛み合っている。駆動軸２０はピニオン１９及びスプールギヤ２３を介して回転する。
【００２４】
カッターフェース３を駆動軸２０に支持する支持部材２５は、前記参考例と同様に、内筒２６及び外筒２７からなる二重筒を含み、外筒２７は隔壁２に設けられた支持リング２８にシール部材２９を介して支持されている。内筒２６の前端はカッターフェース３に固定され、外筒２７の後端は駆動軸２０に固定されている。内筒２６及び外筒２７はスプライン嵌合され、駆動軸２０の回転は外筒２７及び内筒２６を経てカッターフェース３に伝達される。
【００２５】
外筒２７の外周には内側支持リング３０が設けられ、またカッターフェース３には内側支持リング３０に摺動可能に嵌合する外側支持リング３１が設けられている。カッターフェース３の荷重は、主としてこれらの内外側リング３０，３１により負担される。
【００２６】
内筒２６内には、前記参考例と同様に、スライドジャッキ３２が配置され、そのシリンダ側端部が駆動軸２０にロッド側端部がカッターフェース３にそれぞれ連結されている。このスライドジャッキ３２が作動すると、スプライン嵌合している内筒２６及び外筒２７が互いに摺動し、同時に内側支持リング３０及び外側支持リング３１も互いに摺動し、カッターフェース３が推進する。この時、内外側支持リング３０，３１はガイド作用をなす。
【００２７】
上記実施の形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、上記実施の形態では、覆工材料としてセグメントを用いるシールド掘進機が示されているが、この発明は覆工材料として現場打ちコンクリートを用いるシールド掘進機にも適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、覆工作業と掘進の同時施工が可能になるので、高速施工が可能となる。また、駆動部材と隔壁との間のシール性が低下することがなく、シール寿命が長くなる。さらに、カッターフェースを推進させるスライドジャッキの推力が小さくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、この発明の参考例を示す軸線方向断面図である。
【図２】  図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】  図３は、この発明の実施の形態を示す軸線方向断面図である。
【符号の説明】
１…シールド本体
２…隔壁
３…カッターフェース
５…駆動リング
６…シール部材
７…リングギヤ
８…駆動モータ
９…ピニオン
１０…支持部材
１１…内筒
１２…外筒
１５…スライドジャッキ
１６…シールドジャッキ
１７…セグメント
２０…駆動軸
２３…スプールギヤ
２４…駆動モータ
２５…支持部材
２６…内筒
２７…外筒
２９…シール部材
３０…内側支持リング
３１…外側支持リング
３２…スライドジャッキ
【図１】
0003891638.tif 000002
【図２】
0003891638.tif 000003
【図３】
0003891638.tif 000004