JPH0781488B2 - シールドマシンの推進装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】 本発明は、中折式シールドマシンに係り、特に前胴、後
胴に分割されるシールドマシンの前胴を屈曲させて任意
の方向に掘進する際に、特製のヘッド及び特製のスプレ
ッダを必要とせず、シールドマシンの前胴を屈曲させて
もシールドジャッキのピストンロッドのヘッドの中心と
セグメント中立軸との偏差を小さくすることができ、ス
プレッダの中心とセグメント中立軸との偏心量を変化さ
せることなく、かつ従来のシールドジャッキと同じ大き
さのものを用いても推進力を減少させないでシールドジ
ャッキのロッドを伸長した際、該ロッドを破損すること
のなくシールドマシンを推進させることのできるシール
ドマシンの推進装置に関する。

【従来の技術】

一般に電話線やあるいは電力線といった送信線あるいは
送電線を地下ケーブルによって配設する場合、後の補修
が容易に行い得るように直径３〜5mの大きさの横坑を掘
って配設している。この横坑を掘るには、従来より手作
業によらず、能率も良いところからジャッキの力を推進
力とするシールドマシンを用いた方法が採られている。
この方法は地下鉄工事や下水工事等にも採用されてい
る。すなわち、横坑をシールドマシンを用いて自動的に
掘り進んで行くわけである。 従来のシールドマシンは、第３図に示す如き構成を有し
ている。すなわち、シールドマシン100は、筒状に形成
され前胴101と後胴102とを有し、この前胴101と後胴102
との間は、シールド部材103によってシールされ中折部1
04が形成されている。この前胴101は、掘進方向を任意
の方向に操作することができるものである。そして、こ
の前胴101の掘進方向は、後胴102にその本体が回動自在
に設けられている中折れジャッキ105を操作し、このピ
ストンロッドを伸長することによって行なわれる。ま
た、このシールドマシン100の前胴101の先端部には、回
転軸106に十字状に複数の掘刃107の取付けられたカッタ
ー108が取付けられている。このカッター108の後方側面
には、コピーカッター109が設けられている。このコピ
ーカッター109は土質によって出入りさせることができ
るようになっている。また、このコピーカッター109の
後方には、仕切板110が設けられており、この仕切板110
と筒状に形成される前胴101の内壁面とによって土砂等
収納部111が設けられており、この土砂等収納部111に第
１スクリューコンベア112の先端が接続されている。こ
の第１スクリューコンベア112は、筒状体の内部に設け
られたスクリューを回転することにより土砂等収納部11
1内の土砂等を掻き込み、この掻き込んだ土砂等を後方
に搬送するものである。この第１スクリューコンベア11
2の後部には、排出口113が設けられており、この排出口
113には、第２スクリューコンベア114が接続されてい
る。この第２スクリューコンベア114への土砂等の排出
は、スクリューゲートジャッキ115によるゲートのオン
オフによって行なっている。この第１スクリューコンベ
ア112は、アーム116によって筒状に形成される前胴101
に固定されている。 また、回転軸106は、ロータリジョイント117を介してカ
ッターモータ118によって駆動できるように構成されて
いる。また、後胴102の内壁には、固定部材119が設けら
れており、この固定部材119には、第４図に示す如くシ
ールドジャッキ120が固定されている。このシールドジ
ャッキ120のロッド121の先端には、特製のヘッド122が
取付けられている。このヘッド122は、特製のスプレッ
ダ123に当接するようになっている。また、このスプレ
ッダ123は、トンネル内壁をスライドしていき複数個組
み合わされてリング状に形成されているコンクリートセ
グメント（金属性セグメントの場合もある）124の端部
に当接するようになっている。そして、このコンクリー
トセグメント124を足場にしてシールドジャッキ120は、
駆動してスプレッダ123によってコンクリートセグメン
ト124を後方に押圧し後胴102を前進させる。この後胴10
2の前進によって、後胴102に前胴101が押されて推進す
る。そして、前胴101が掘進した後方には、コンクリー
トセグメント124が複数個組み合わされてリング状に組
み上げられ、トンネルの内壁を形成する。このリング状
に組み上げられるコンクリートセグメント124を組み上
げていき最後に固定するため、キーセグメントが用いら
れている。 このシールドジャッキ120は、第５図に示す如く、前胴1
01に固定され、仕切板110を固定する固定部材125にその
端部が固定されている場合もある。この場合シールドジ
ャッキ120本体は、後胴102には固定されていない。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のシールドマシンにあっては、シー
ルドジャッキ120の本体が後胴102に固定されている場合
は、第４図に示す如くシールドジャッキ120のロッド121
を縮めた状態において後胴102の内壁からスプレッダ123
の中心Ｂまでは、高さｙを有しており、スプレッダ123
の中心Ｂからシールドジャッキ120の中心Ａまでは、距
離ｘを有している。この状態からシールドジャッキ120
のロッド121を第４図図示矢印Ｃに示す如く伸長する
と、シールドジャッキ120の本体を後胴102に設けられる
固定部材119に固定しているため、後胴102の内壁からス
プレッダ123の中心Ｂまでの距離ｙが、後胴102からコン
クリートセグメント124の中立軸Ｄまでの距離ｈよりも
偏差δだけ大きくなってしまう。このため、シールドジ
ャッキ120のロッド121を伸長した場合、偏心量δズレて
スプレッダ123がコンクリートセグメント124を押圧する
ことになる。このようにスプレッダ123の中心Ｂとコン
クリートセグメント124の中立軸Ｄとに偏心量δが生じ
ると、シールドジャッキ120を従来の推力で駆動する
と、シールドジャッキ120の推力によってコンクリート
セグメント124をより偏心した状態で押圧することにな
り、コンクリートセグメント124を破損したり、甚だし
いときには、シールドジャッキ120のロッド121に変形を
来すことがある。したがって、従来のシールドジャッキ
120の本体が後胴102に固定されているシールドマシンに
あっては、スプレッダ123の中心Ｂとコンクリートセグ
メント124の中立軸Ｄとの偏心量δに耐え得るように特
製のヘッド及び特製のスプレッダを必要とし、また、シ
ールドジャッキ120の推力を減少しなければならないと
いう問題点を有している。 また、従来のシールドジャッキ120の本体が前胴101に固
定されているシールドマシンにあっては、第５図に示す
如くシールドジャッキ120のロッド121を縮めた状態にお
いて後胴102の内壁からスプレッダ123の中心Ｂまでは、
高さｙを有しており、スプレッダ123の中心Ｂからシー
ルドジャッキ120の中心Ａまでは、距離ｘを有してい
る。この状態からシールドジャッキ120のロッド121を第
５図図示矢印Ｃに示す如く伸長すると、シールドジャッ
キ120の本体を前胴101に設けられる固定部材125に固定
しているため、後胴102の内壁からスプレッダ123の中心
Ｂまでの距離ｙが、後胴102からコンクリートセグメン
ト124の中立軸Ｄまでの距離ｈよりも偏差δだけ大きく
なってしまう。 いま、シールドマシン100の前胴101が第５図図示矢印Ｅ
に示す如く屈曲すると、前胴101の前進方向と、後胴102
の前進方向との間に所定角度を発生させ、この角度は、
シールドジャッキ120の向きに影響を与える。すなわ
ち、前胴101が屈曲すると、シールドジャッキ120が固定
具125に伴って前胴101が屈曲した分、シールドジャッキ
120の先端が第５図において上方に動くことになり、シ
ールドジャッキ120のロット121に設けられているヘッド
122がシールドジャッキ120の本体固定されている部分の
移動方向とは反対方向に移動することになる。このた
め、シールドジャッキ120のロッド121の先端のヘッド12
2の中心とコンクリートセグメント124の中立軸Ｄに生じ
ていた偏心量δが増加し、前胴101を推進するために従
来より多大な推力を要する。そこで、前胴101を推進す
るためにシールドジャッキ120のロッド121を伸長して多
大な力を与えると、偏心量δズレてスプレッダ123がコ
ンクリートセグメント124を多大な力で押圧することに
なる。このようにスプレッダ123の中心Ｂとコンクリー
トセグメント124の中立軸Ｄとに偏心量δが生じた状態
でシールドマシン100を推進するため、シールドジャッ
キ120を従来以上の力で駆動すると、シールドジャッキ1
20の推力によってコンクリートセグメント124をより大
きく偏心した状態で押圧することになり、コンクリート
セグメント124を破損したり、甚だしいときには、シー
ルドジャッキ120のロッド121に変形を来すことがある。
したがって、従来のシールドジャッキ120の本体が前胴1
01に固定されているシールドマシンにあっては、スプレ
ッダ123の中心Ｂとコンクリートセグメント124の中立軸
Ｄとの偏心量δに耐え得るように特製のヘッド及び特製
のスプレッダを必要とし、また、シールドジャッキ120
の推力を減少しなければならないという問題点を有して
いる。 本発明の目的は、前胴、後胴に分割されるシールドマシ
ンの前胴を屈曲させて任意の方向に掘進する際に、特製
のヘッド及び特製のスプレッダを用いなくてもシールド
ジャッキのピストンロッドのヘッドの中心とセグメント
中立軸との偏差を小さくして、スプレッダの中心線とセ
グメント中立軸とを一致せしめ、従来のシールドジャッ
キと同じ大きさのものを用いても、シールドマシンの推
進力を減少させずシールドジャッキのロッドを伸長した
際、該ロッドが変形や破損を生じることがないようにす
ることにある。

【問題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本願請求項１記載の発明に
おけるシールドマシンの推進装置においては、前胴、後
胴に分割されるシールドマシン本体の前胴先端に設けら
れる堀刃を回転させて土砂等を掘削し該掘削した土砂等
をスクリューコンベアにて外部に排出しながら推進装置
によって前胴を任意方向に屈曲させながら前進して形成
した穴の内壁円周方向に、所定幅のコンクリートセグメ
ントを複数個連設して嵌め込み締め付け固定しながら前
進方向に継ぎ足して洞道を形成するシールドマシンにお
いて、上記推進装置を，シリンダ状の本体と油圧によっ
て出入りするピストンロッドとを備え、該ピストンロッ
ドの中心線が後胴の壁面に向う方向に傾斜するように該
本体の後端部近傍を前記前胴に固着される固定部材に回
動自在に取り付けてなるシールドジャッキと，前記ピス
トンロッドの先端に取り付けられ、該ピストンロッドの
先端に固着される先端固定部と、該先端固定部に前記ピ
ストンロッドの中心線から偏心した位置に取り付けられ
た砲弾状の球面部とからなるヘッドと，前記後胴の壁面
上を摺接し、前記ヘッドの球面部を受ける凹面状の凹部
を形成し、前記コンクリートセグメント先端部に当接す
る当接面を備えたスプレッダと，によって構成してな
り，前記ヘッドの球面部の中心位置がピストンロッドを
縮めた状態からピストンロッドを最大伸ばした状態まで
移動する際に前記ヘッドの球面部の中心位置がコンクリ
ートセグメントの中立軸の延長線上を移動するようにす
ると共に，前記ピストンロッドを縮めた状態及びピスト
ンロッドを最大伸ばした状態でのヘッドの球面部の中心
線とコンクリートセグメントの中立軸とのなす角度が、
コンクリートセグメントの中立軸に対する前胴の最大曲
り角度と等しい角度又は前胴の最大曲り角度より大きい
角度を保つように構成したものである。 また、上記目的を達成するために、本願請求項２記載の
発明におけるシールドマシンの推進装置においては、前
胴、後胴に分割されるシールドマシン本体の前胴先端に
設けられる堀刃を回転させて土砂等を掘削し該掘削した
土砂等をスクリューコンベアにて外部に排出しながら推
進装置によって前胴を任意方向に屈曲させながら前進し
て形成した穴の内壁円周方向に、所定幅のコンクリート
セグメントを複数個連設して嵌め込み締め付け固定しな
がら前進方向に継ぎ足して洞道を形成するシールドマシ
ンにおいて、上記推進装置を，シリンダ状の本体と油圧
によって出入りするピストンロッドとを備え、該ピスト
ンロッドの中心線が後胴の壁面に向う方向に傾斜するよ
うに該本体の略中央部近傍を前記後胴先端に固着される
固定部材に回動自在に取り付けてなるシールドジャッキ
と，前記ピストンロッドの先端に取り付けられ、該ピス
トンロッドの先端に固着される先端固定部と、該先端固
定部に前記ピストンロッドの中心線から偏心した位置に
取り付けられた砲弾状の球面部とからなるヘッドと，前
記後胴の壁面上を摺接し、前記ヘッドの球面部を受ける
凹面状の凹部を形成し、前記コンクリートセグメント先
端部に当接する当接面を備えたスプレッダと，によって
構成してなり，前記ヘッドの球面部の中心位置がピスト
ンロッドを縮めた状態からピストンロッドを最大伸ばし
た状態まで移動する際に前記ヘッドの球面部の中心位置
がコンクリートセグメントの中立軸の延長線上を移動す
るようにすると共に，前記ピストンロッドを縮めた状態
及びピストンロッドを最大伸ばした状態でのヘッドの球
面部の中心線とコンクリートセグメントの中立軸とのな
す角度が、コンクリートセグメントの中立軸に対する前
胴の最大曲り角度と等しい角度又は前胴の最大曲り角度
より大きい角度を保つように構成したものである。 そして、上記目的を達成するために、本願請求項３記載
の発明におけるシールドマシンの推進装置においては、
上記ピストンロッドを縮めた状態からピストンロッドを
最大伸ばした状態までのヘッドの球面部とスプレッダの
移動は、上記スプレッダの凹部に前記球面部が嵌合した
状態で前記後胴先端の内壁面に設けた付勢手段によって
前記ヘッドの球面部を後胴の内壁面側に付勢することに
より、該スプレッダが上記後胴の内壁面に当接した状態
で後胴の内壁面を案内として摺動することによって行う
ようにしたものである。

【作用】

シールドマシンは、前胴、後胴に分割されるシールドマ
シン本体の前胴先端に設けられる堀刃を回転させて土砂
等を掘削する。そして、この掘削した土砂等は、スクリ
ューコンベアを用いてシールドマシンの外部に排出しな
がら前進する。シールドマシンの進行方向は、前胴を任
意方向に屈曲させることによって行われる。シールドマ
シン本体の前胴先端に設けられる堀刃によって掘削した
穴の内壁円周方向には、所定の幅に形成されたコンクリ
ートセグメントを複数個連設して嵌め込み、複数個のコ
ンクリートセグメントを締め付け固定していく。シール
ドマシンは、このようにコンクリートセグメントを穴の
内壁円周方向に嵌め込み前進方向に継ぎ足していくこと
により洞道を形成していく。 シールドマシンの推進は、シリンダ状の本体と、この本
体内に油圧によって出入りするピストンロッドとを備え
たシールドジャッキによって、ピストンロッドを伸長す
ることにより行われる。ピストンロッドを伸長する際
に、ピストンロッドの先端は、砲弾状に形成される球面
部の嵌合する凹部を備えコンクリートセグメント先端部
に当接するスプレッダに案内されて移動するピストンロ
ッドを縮めた状態からピストンロッドを最大伸ばした状
態まで移動する際にヘッドの球面部の中心位置は、コン
クリートセグメントの中立軸の延長線上を移動する。 シールドマシンの前胴を屈曲する場合、シールドジャッ
キの本体がその後端部近傍で前胴に回動自在に取り付け
られているときは、シールドジャッキ固定箇所とスプレ
ッダとの間のなす角度が変化する。ピストンロッドを縮
めた状態及びピストンロッドを最大伸ばした状態でのヘ
ッドの球面部の中心線とコンクリートセグメントの中立
軸とのなす角度は、コンクリートセグメントの中立軸に
対する前胴の最大曲り角度と等しい角度又は前胴の最大
曲り角度より大きい角度を保つようにシールドジャッキ
の本体が取り付けられているため、シールドマシンの前
胴を屈曲した場合でも、シールドジャッキのロッドを押
し出す方向すなわちヘッドの中心と、スプレッダの中心
線（コンクリートセグメントの中立軸）との偏心量が変
化しないようにすることができる。 また、シールドジャッキの本体が後胴に回動自在に取り
付けられているときは、シールドマシンの前胴を屈曲し
ても、固定箇所とシールドジャッキのロッド先端に取り
付けられているヘッドの中心とヘッドに当接しているス
プレッダの中心との間で、スプレッダの押し出し方向に
変化を生じさせない。このため、シールドジャッキのロ
ッドの押し出す方向すなわちヘッドの中心と、スプレッ
ダの中心線（コンクリートセグメントの中立軸）との偏
心量が変化しないようにすることができる。

【実施例】

以下、本実施例について説明する。 請求項１記載の発明（第１図） 第１図には、本願請求項１記載の発明に係るシールドマ
シンの推進装置の一実施例が示されている。 図において、シールドマシンの推進装置１は、シールド
マシン２の前胴３に固定されている。このシールドマシ
ン２は、筒状に形成され前胴３と後胴４とを有し、この
前胴３と後胴４との間は、シール部材５によってシール
され中折部６が形成される中折式シールドマシンを構成
している。この前胴３は、掘進方向を任意の方向に操作
することができるものである。そして、この前胴３の掘
進方向は、後胴４にその本体が回動自在に設けられ前胴
３にピストンロッドが固定されている中折れジャッキ
（第３図に示されている中折れジャッキ105に相当）を
操作し、この中折れジャッキのピストンロッドを適宜伸
長することによって行われる。この前胴３の内壁には、
固定部材７が設けられており、この固定部材７には、仕
切板８（第３図に示されている仕切板110と同一）が固
定されている。この固定部材７には、シールドジャッキ
９の本体が回動自在に取り付けられている。 このシールドジャッキ９の本体は、前胴３と後胴４とに
跨がって設けられており、その先端部が後胴４内に突出
するように設けられている。また、このシールドジャッ
キ９のピストンロッド10の先端には、ヘッド11が取り付
けられている。また、このシールドジャッキ９の本体
は、後胴４の壁面に対し後胴４の壁面に向かって傾斜角
をもって固定されている。すなわち、シールドジャッキ
９の後端部の固定箇所がシールドジャッキ９の先端部に
比して高い位置となっている。 また、ピストンロッド10の先端に固着されているヘッド
11は、標準型のものであり、ピストンロッド10の先端に
設けられている固定部11Aとこのピストンロッド10の先
端に設けられた固定部11Aに固着され先端が球面状に形
成された球面部11Bとによって構成されている。この球
面部11Bは、ピストンロッド10の中心より偏心した位置
に設けられており、砲弾状に形成されている。この球面
部11Bは、スプレッダ12に当接するようになっている。
このスプレッダ12は、標準型のもので、外形が方形状に
形成されており、その一面に前記ヘッド11の球面部11B
が回動自在に嵌合でき、球面部11Bよりも緩やかな縦断
面放物線状に形成される凹部12Aを有している。また、
このスプレッダ12は、後胴４の内壁面をスライドするよ
うになっている。 また、シールドジャッキ９の本体の先端部で後端部で後
胴４内に突出する部分には、付勢部材13が設けられてい
る。この付勢部材13は、シールドジャッキ９の本体の先
端部を押さえるジャッキ押え金具13Aと後胴４の内壁に
固着されるスプリング13Bによって構成されており、常
時第１図図示矢印Ａに示す如く、後胴４の内壁側に付勢
されている。したがって、この付勢部材13によってシー
ルドジャッキ９の本体は、後胴４の壁面に向かってある
傾斜角を有することになる。 また、後胴４内スプレッダ12の後方には、コンクリート
セグメント（金属製セグメントの場合もある）14が複数
個組み合わされてリング状に組み上げられ、トンネルの
内壁を形成している。このリング状に組み上げられるコ
ンクリートセグメント14には、組み上げられていき最後
に固定するためのキーセグメントが用いられている。 次に、本実施例の動作について説明する。 まず、リング状に組み上げられたコンクリートセグメン
ト14の端部に、ピストンロッド10の先端に設けられてい
るヘッド11の球面部11Bが凹部12Aに嵌合しているスプレ
ッダ12を当接せしめる。その後、シールドジャッキ９を
駆動してピストンロッド10を伸長する。このピストンロ
ッド10が伸長すると、コンクリートセグメント14を足場
にしてスプレッダ12によってコンクリートセグメント14
を後方に押圧する。すると位置の固定されたコンクリー
トセグメント14は動かず、シールドジャッキ９のピスト
ンロッド10を押し出す力によってコンクリートセグメン
ト14を足場にシールドジャッキ９の本体が固定部材７を
介して固定されている前胴３を前進させる（第１図に図
示の矢印Ｂに示す方向とは反対の方向）ことになる。こ
のようにシールドジャッキ９の推進力によって前胴３が
前進すると、この前胴３によって後胴４が引っ張られ前
方に移動し、シールドマシン２全体が前方に推進する。
このシールドマシン２が推進するとき後胴４の内壁面
は、後胴４が第２図に図示の矢印Ｂに示す如き方向に移
動する際にスプレッダ12との接触面をスライドすること
になる。 このように第１図に示す如くシールドジャッキ９のピス
トンロッド10を縮めた状態においては、後胴４の内壁面
からスプレッダ12の中心線Ｃまでは、高さｙを有してい
る。また、ピストンロッド10の先端に設けられたヘッド
11の球面部11Bの中心点Ｅを通る垂直線とシールドジャ
ッキ９の中心線Ｄとの交点Ｆからスプレッダ12の中心線
Ｃまでは、距離ｘを有しているこの中心点Ｅには、スプ
レッダ12の凹部12Aに嵌合しているヘッド11の球面部11B
の中心線Ｇが通っている。 また、この中心点Ｅには、スプレッダ12の中心線Ｃの位
置は、コンクリートセグメント14の中立軸Ｈの高さｈと
同一の高さ（距離）に設定されている。 このようにシールドジャッキ９は、前胴３に設けられる
シールドジャッキ９の本体を第１図に示す如く、シール
ドジャッキ９の中心線Ｄが後胴４の内壁面（第１図の水
平面）に対し後胴４の内壁面に向かって傾斜する傾斜角
をもって固定部材７にシールドジャッキ27の後端部で回
動自在に固定されている。すなわち、シールドジャッキ
９の後端部の固定箇所は、シールドジャッキ９の先端部
に比して高い位置に固定されている。 このため、いま、この状態からシールドジャッキ９のピ
ストンロッド10を伸長していくと、後胴４がスプレッダ
12に接触した状態で第１図図示矢印Ｂに示す如き方向に
スライドする。このように後胴４が移動することによっ
て結果的にスプレッダ12が後胴４の内壁面をスライドす
ることになる。このスプレッダ12が後胴４の内壁面上を
スライドするときの、ヘッド11の球面部11Bのスプレッ
ダ12の凹部12Aに対する押圧方向は、常に後胴４の壁面
に向かった方向となる。すなわち、シールドジャッキ９
の中心線Ｄの位置がピストンロッド10の伸長によって第
１図図示ラインＩに示す如き位置に変化してもスプレッ
ダ12の中心線Ｃの位置は変化することなく、コンクリー
トセグメント14の中立軸Ｈと同一の高さを維持すること
になる そこで、いま、前胴３が進行方向上方に屈曲すると、シ
ールドジャッキ９の後端部よりもさらに高い位置に固定
されることになる。するとシールドジャッキ９は、後胴
４の内壁面に対し大きな傾斜角を持ち、後胴４の内壁面
に向かってさらに大きな角度を有することになる。 また、前胴３に進行方向下方に屈曲すると、シールドジ
ャッキ９が後胴４の内壁面に対して平行になる方向に作
用することになる。しかし、シールドジャッキ９の後端
部の固定箇所は、シールドジャッキ９の先端部に比較す
ると高い位置に固定されている。このため、前胴３を最
大限に屈曲してもシールドジャッキ９の押圧方向を後胴
４の内壁面に対し後胴４の内壁面に向かって必要な傾斜
角を有することができる。 したがって、本実施例によれば、シールドジャッキ９の
ピストンロッド10の先端に設けられるヘッド11及びヘッ
ド11の球面部11Bに当接するスプレッダ12に標準型のも
のを使用することができる。また、しかも本実施例によ
れば、スプレッダ12の凹部12Aに嵌合している球面部11B
の中心点Ｅを通る垂直線とシールドジャッキ９の中心線
Ｄとの交点Ｆからスプレッダ12の中心線Ｃまでの距離ｘ
を標準寸法（40mm〜60mm）のまま使用することができ
る。 このようにシールドジャッキ９の本体は、シールドジャ
ッキ９の後端部の固定箇所がシールドジャッキ９の先端
部に比して高い位置に固定されているため、後胴４の内
壁面に対し後胴４の内壁面に向かって傾斜する傾斜角を
有することになる。したがって、本実施例によれば、後
胴４の内壁面からスプレッダ12の中心線Ｃまでの高さｙ
を従来よりも小さくすることができ、スプレッダ12の中
心線Ｃをコンクリートセグメント14の中立軸Ｈの高さｈ
と同一の高さ（距離）に常時設定することができる。こ
のため、シールドジャッキ９のピストンロッド10を伸長
するときの押しだし始めと、ピストンロッド10の押出し
終りで偏心量（第１図図示距離ｘ）に変化がなく、従来
のように角度による推力の減少が小さいため、シールド
ジャッキ９の推力を減少しなくても、コンクリートセグ
メント14の変形あるいはピストンロッド10の変形を来す
ことがなくシールドジャッキ９の推力を減少することな
く使用することができる。 請求項２記載の発明（第２図） 第２図には、本願請求項２記載の発明に係るシールドマ
シンの推進装置の一実施例が示されている。 図において、シールドマシンの推進装置20は、シールド
マシン21の後胴23に固定されている。このシールドマシ
ン21は、筒状に形成され前胴22と後胴23とを有し、この
前胴22と後胴23との間は、シール部材24によってシール
され中折部25が形成される中折式シールドマシンを構成
している。この前胴22は、掘進方向を任意の方向に操作
することができるものである。そして、この前胴22の掘
進方向は、後胴23にその本体が回動自在に設けられ前胴
22にピストンロッドが固定されている中折れジャッキ
（第３図に示されている中折れジャッキ105に相当）を
操作し、この中折れジャッキのピストンロッドを適宜伸
長することによって行われる。この後胴23の先端部に
は、その先端部前胴22内に突出するように固定部材26が
設けられており、この固定部材26には、シールドジャッ
キ27の本体が回動自在に取り付けられている。したがっ
て、仕切板８（第３図に示されている仕切板110と同
一）が固定されている。この固定部材７には、シールド
ジャッキ９の本体が回動自在に取り付けられている。し
たがって、シールドジャッキ27は、固定部材26を介して
後胴23に取り付けられている このシールドジャッキ27の本体は、前胴22と後胴23とに
跨がって設けられ、その後端部が前胴22内に突出するよ
うに設けられている。また、このシールドジャッキ27の
ピストンロッド28の先端には、ヘッド29が取り付けられ
ている。このシールドジャッキ27の本体は、本体の適宜
位置（後端部から1/3位の位置）に後胴23の内壁面に対
し後胴23の内壁面に向かって傾斜角をもって固定部材26
に固定されている。すなわちシールドジャッキ27の本体
の固定箇所がシールドジャッキ27の先端部に比して高い
位置となっている。 また、ピストンロッド28の先端に固着されているヘッド
29は、標準型のものであり、ピストンロッド28のピスト
ンロッド28の先端に設けられた固定部29Aと、このピス
トンロッド28の先端に設けられた固定部29Aに固着され
先端が球面状に形成された球面部29Bとによって構成さ
れている。この球面部29Bは、ピストンロッド28の中心
より偏心した位置に設けられており、砲弾状に形成され
ている。この球面部29Bは、スプレッダ30に当接するよ
うになっている。このスプレッダ30は、標準型のもの
で、外形が方形状に形成されており、その一面に前記ヘ
ッド29の球面部29Bが回動自在に嵌合でき、球面部29Bよ
りも緩やかな縦断面放物線状に形成される凹部30Aを有
している。また、このスプレッダ30は、後胴23の内壁面
をスライドするようになっている。 また、シールドジャッキ27の本体の先端部で後胴23内に
突出する部分には、付勢部材31が設けられている。この
付勢部材31は、シールドジャッキ27の本体の先端部を押
えるジャッキ押え金具31Aと、後胴23の内壁面に固着さ
れるスプリング31Bによって構成されている。そして、
シールドジャッキ27は、スプリング31Bによって常時第
１図図示矢印Ａに示す如く後胴23の内壁側に付勢されて
いる。したがって、この付勢部材31によってシールドジ
ャッキ27の本体は、後胴23の内壁面に対し後胴23の内壁
面に向かって、ある傾斜角を有することになる。 また、後胴23内スプレッダ30の後方には、コンクリート
セグメント（金属製セグメントの場合もある）32が複数
個組み合わされてリング状に組み上げられ、トンネルの
内壁を形成している。このリング状に組み上げられるコ
ンクリートセグメント32には、組み上げられていき最後
に固定するためのキーセグメントが用いられている。 次に、本実施例の動作について説明する。 まず、リング状に組み上げられたコンクリートセグメン
ト32の端部に、ピストンロッド28の先端に設けられてい
るヘッド29の球面部29Bが凹部30Aに嵌合しているスプレ
ッダ30を当接せしめる。 その後、シールドジャッキ27を駆動してピストンロッド
28を伸長する。このピストンロッド28が伸長すると、コ
ンクリートセグメント32を足場にしてスプレッダ30によ
ってコンクリートセグメント32を後方に押圧する。する
と位置の固定されたコンクリートセグメント32は動か
ず、シールドジャッキ27のピストンロッド28の押し出す
力によってコンクリートセグメント32を足場にシールド
ジャッキ27の本体が固定部材26を介して固定されている
後胴23を前進させる（第２図に図示の矢印Ｂに示す方向
とは反対の方向）ことになる。このようにシールドジャ
ッキ27の推進力によって後胴23が前進すると、前胴22が
後胴23によって押され前方に移動する。この前胴22、後
胴23の前進によって、シールドマシン21全体が前方に推
進する。このシールドマシン21が前進するとき後胴23の
内壁面は、後胴23が第２図に図示の矢印Ｂに示す如き方
向に移動する際にスプレッダ30との接触面をスライドす
ることになる。 このように第２図に示す如くシールドジャッキ27のピス
トンロッド28を縮めた状態においては、後胴23の内壁面
からスプレッダ30の中心線Ｃまでは、高さｙを有してい
る。また、ピストンロッド28先端に設けられたヘッド29
の球面部29Bの中心点Ｅを通る垂直線とシールドジャッ
キ27の中心線Ｄとの交点Ｆから、スプレッダ30の中心線
Ｃまでは、距離ｘを有している。この中心点Ｅには、ス
プレッダ30の凹部30Aに嵌合しているヘッド29の球面部2
9Bの中心線Ｇが通っている。 また、この中心点Ｅには、スプレッダ30の中心線Ｃが交
差している。このスプレッダ30の中心線Ｃの位置は、コ
ンクリートセグメント32の中立軸Ｈの高さｈと同一の高
さ（距離）に設定されている。 このようにシールドジャッキ27は、後胴23に設けられる
シールドジャッキ27の本体を第２図に示す如く、シール
ドジャッキ27の中心線Ｄが後胴23の内壁面（第２図の水
平面）に対し後胴23の内壁面に向かって傾斜する傾斜角
をもって固定部材26にシールドジャッキ27の本体の適宜
位置（後端部から1/3位の位置）で回動自在に固定され
ている。すなわち、シールドジャッキ27の本体側部の固
定箇所は、シールドジャッキ27の先端部に比して高い位
置に固定されている。 このため、いま、この状態からシールドジャッキ27のピ
ストンロッド28を伸長していくと、後胴23がスプレッダ
30に接触した状態で第２図図示矢印Ｂに示す如くスライ
ドする。このように後胴23が移動することによって結果
的にスプレッダ30が後胴23の内壁面をスライドすること
になるこのスプレッダ30が後胴23の内壁面上をスライド
するときの、ヘッド29の球面部29Bのスプレッダ30の凹
部30Aに対する押圧方向は、常に後胴23の内壁面に向か
った方向となる。すなわち、シールドジャッキ27の中心
線Ｄの位置がピストンロッド28の伸長によって第２図図
示ラインＩに示す如き位置に変化してもスプレッダ30の
中心線Ｃの位置は変化することなく、コンクリートセグ
メント32の中立軸Ｈと同一の高さを維持することにな
る。 そこで、いま、前胴22が進行方向上方または下方に屈曲
しても、シールドジャッキ27は後胴23に固定部材26を介
して固定されているため、前胴22の屈曲とは関わりなく
シールドジャッキ27の固定されている点に変化がなく常
に同じ高さ位置からピストンロッド28が繰り出される。
すなわち、シールドジャッキ27は、後胴23の内壁面に対
し常時同一の傾斜角を有することになる。 したがって、本実施例によれば、シールドジャッキ27の
ピストンロッド28の先端に設けられるヘッド29及びヘッ
ド29の球面部29Bに当接するスプレッダ30に標準型のも
のを使用することができる。また、しかも本実施例によ
れば、スプレッダ30の凹部30Aに嵌合している球面部29B
の中心点Ｅを通る垂直線とシールドジャッキ27の中心線
Ｄとの交点Ｆからスプレッダ30の中心線Ｃまでの距離ｘ
を標準寸法（40mm〜60mm）のまま使用することができ
る。 このようにシールドジャッキ27の本体は、前胴22の屈曲
に関わりなく常時シールドジャッキ27の固定箇所がシー
ルドジャッキ27の先端部に比して高い位置に保持されて
いる。このため、後胴23の内壁面に対し後胴23の内壁面
に向かって傾斜する一定の傾斜角を有することになる。
したがって、本実施例によれば、後胴23の内壁面からス
プレッダ30の中心線Ｃまでの高さｙを従来よりも常に小
さく保つことができ、スプレッダ30の中心線Ｃをコンク
リートセグメント32の中立軸Ｈの高さｈと同一の高さ
（距離に常時設定することができる。このため、シール
ドジャッキ27のピストンロッド28を伸長するときの押出
し始めと、ピストンロッド10の押出し終りで偏心量（第
２図に図示の距離ｘ）に変化がなく、従来のように角度
による推力の減少が小さく、シールドジャッキ27の推力
を減少しなくても、セグメントの変形あるいはピストン
ロッドの変形を来すことがない。したがって、シールド
ジャッキ27の推力を減少することなく使用することがで
きる。

【発明の効果】

本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載するような効果を奏する。 請求項１記載の発明によれば、シールドマシンの推進装
置を，シリンダ状の本体と油圧によって出入りするピス
トンロッドとを備えたシールドジャッキと，このピスト
ンロッドの先端に設けられ、砲弾状に形成される球面部
を前記ピストンロッドの中心線から偏心した位置に取り
付ける先端固定部を備えたヘッドと，このヘッドの球面
部を受ける凹面状の凹部を有し前記コンクリートセグメ
ント先端部に当接する当接面を備えたスプレッダとによ
って構成してなり，ヘッドの球面部の中心位置がピスト
ンロッドを縮めた状態からピストンロッドを最大伸ばし
た状態まで移動する際にヘッドの球面部の中心位置がコ
ンクリートセグメントの中立軸の延長線上を移動するよ
うにすると共に，ピストンロッドを縮めた状態及びピス
トンロッドを最大伸ばした状態でのヘッドの球面部の中
心線とコンクリートセグメントの中立軸とのなす角度
が、コンクリートセグメントの中立軸に対する前胴の最
大曲り角度と等しい角度又は前胴の最大曲り角度より大
きい角度を保つように、シールドジャッキの本体の後端
部近傍を前胴に固着される固定部材に回動自在に取り付
けて構成しているため、前胴、後胴に分割されるシール
ドマシンの前胴を屈曲させて任意の方向に掘進する際
に、特製のヘッド及び特製のスプレッダを用いなくても
シールドジャッキのピストンロッドのヘッドの中心とセ
グメント中立軸との偏差を小さくし、スプレッダの中心
線とセグメント中立軸とを一致させることができ、従来
のシールドジャッキと同じ大きさのものを用いても、シ
ールドマシンの推進力を減少させずシールドジャッキの
ピストンロッドを伸長した際、該ピストンロッドが変形
を生じたり、破損するのを防止することができる。 請求項２記載の発明によれば、シールドマシンの推進装
置を，シリンダ状の本体と油圧によって出入りするピス
トンロッドとを備えたシールドジャッキと，前記ピスト
ンロッドの先端に設けられ、砲弾状に形成される球面部
を前記ピストンロッドの中心線から偏心した位置に取り
付ける先端固定部を備えたヘッドと，前記ヘッドの球面
部を受ける凹面状の凹部を有し前記コンクリートセグメ
ント先端部に当接する当接面を備えたスプレッダとによ
って構成してなり，前記ヘッドの球面部の中心位置がピ
ストンロッドを縮めた状態からピストンロッドを最大伸
ばした状態まで移動する際に前記ヘッドの球面部の中心
位置がコンクリートセグメントの中立軸の延長線上を移
動するようにすると共に，前記ピストンロッドを縮めた
状態及びピストンロッドを最大伸ばした状態でのヘッド
の球面部の中心線とコンクリートセグメントの中立軸と
のなす角度が、コンクリートセグメントの中立軸に対す
る前胴の最大曲り角度と等しい角度又は前胴の最大曲り
角度より大きい角度を保つように、前記シールドジャッ
キの本体を前記後胴に固着される固定部材に回動自在に
取り付けて構成しているため、前胴、後胴に分割される
シールドマシンの前胴を屈曲させて任意の方向に掘進す
る際に、特製のヘッド及び特製のスプレッダを用いなく
てもシールドジャッキのピストンロッドのヘッドの中心
とセグメント中立軸との偏差を小さくし、スプレッダの
中心線とセグメント中立軸とを一致させることができ、
従来のシールドジャッキと同じ大きさのものを用いて
も、シールドマシンの推進力を減少させずシールドジャ
ッキのピストンロッドを伸長した際、該ピストンロッド
が変形を生じたり、破損するのを防止することができ
る。 請求項３記載の発明によれば、ピストンロッドを縮めた
状態からピストンロッドを最大伸ばした状態までのヘッ
ドの球面部とスプレッダの移動を、スプレッダの凹部に
球面部が嵌合した状態で、後胴先端の内壁面に設けた付
勢手段によってヘッドの球面部を後胴の内壁面側に付勢
して、スプレッダが後胴の内壁面に当接した状態で後胴
の内壁面を案内として摺動することによって行うように
してあるため、後胴の内壁面に案内されてピストンロッ
ド先端が移動し、ピストンロッドの変形、破損を防止す
ることができ、ピストンロッドが伸長する際にピストン
ロッド先端がフラつくことなくピストンロッドの変形、
破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願請求項１及び３記載の発明に係るシールド
マシンの推進装置の一実施例を示す全体図、第２図は本
願請求項２及び３記載の発明に係るシールドマシンの推
進装置の一実施例を示す全体図、第３図は本発明が適用
される中折式シールドマシンの全体構成図、第４図は従
来の後胴固定型のシールドマシンの推進装置の全体図、
第５図は従来の前胴固定型のシールドマシンの推進装置
の全体図である。 1,20……シールドマシンの推進装置本体 2,21……シールドマシン 3,22……前胴 4,23……後胴 7,26……固定部材 9,27……シールドジャッキ 10,28……ロッド 11,29……ヘッド 11B,29B……球面部 12,30……スプレッダ 12A,30A……凹部 13,31……付勢部材 14,32……コンクリートセグメント

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前胴、後胴に分割されるシールドマシン本
   体の前胴先端に設けられる堀刃を回転させて土砂等を掘
   削し該掘削した土砂等をスクリューコンベアにて外部に
   排出しながら推進装置によって前胴を任意方向に屈曲さ
   せながら前進して形成した穴の内壁円周方向に、所定幅
   のコンクリートセグメントを複数個連設して嵌め込み締
   め付け固定しながら前進方向に継ぎ足して洞道を形成す
   るシールドマシンにおいて、 上記推進装置を， シリンダ状の本体と油圧によって出入りするピストンロ
   ッドとを備え、該ピストンロッドの中心線が後胴の壁面
   に向う方向に傾斜するように該本体の後端部近傍を前記
   前胴に固着される固定部材に回動自在に取り付けてなる
   シールドジャッキと， 前記ピストンロッドの先端に取り付けられ、該ピストン
   ロッドの先端に固着される先端固定部と、該先端固定部
   に前記ピストンロッドの中心線から偏心した位置に取り
   付けられた砲弾状の球面部とからなるヘッドと， 前記後胴の壁面上を摺接し、前記ヘッドの球面部を受け
   る凹面状の凹部を形成し、前記コンクリートセグメント
   先端部に当接する当接面を備えたスプレッダと， によって構成してなり， 前記ヘッドの球面部の中心位置がピストンロッドを縮め
   た状態からピストンロッドを最大伸ばした状態まで移動
   する際に前記ヘッドの球面部の中心位置がコンクリート
   セグメントの中立軸の延長線上を移動するようにすると
   共に， 前記ピストンロッドを縮めた状態及びピストンロッドを
   最大伸ばした状態でのヘッドの球面部の中心線とコンク
   リートセグメントの中立軸とのなす角度が、コンクリー
   トセグメントの中立軸に対する前胴の最大曲り角度と等
   しい角度又は前胴の最大曲り角度より大きい角度を保つ
   ように構成したことを特徴とするシールドマシンの推進
   装置。
2. 【請求項２】前胴、後胴に分割されるシールドマシン本
   体の前胴先端に設けられる堀刃を回転させて土砂等を掘
   削し該掘削した土砂等をスクリューコンベアにて外部に
   排出しながら推進装置によって前胴を任意方向に屈曲さ
   せながら前進して形成した穴の内壁円周方向に、所定幅
   のコンクリートセグメントを複数個連設して嵌め込み締
   め付け固定しながら前進方向に継ぎ足して洞道を形成す
   るシールドマシンにおいて、 上記推進装置を， シリンダ状の本体と油圧によって出入りするピストンロ
   ッドとを備え、該ピストンロッドの中心線が後胴の壁面
   に向う方向に傾斜するように該本体の略中央部近傍を前
   記後胴先端に固着される固定部材に回動自在に取り付け
   てなるシールドジャッキと， 前記ピストンロッドの先端に取り付けられ、該ピストン
   ロッドの先端に固着される先端固定部と、該先端固定部
   に前記ピストンロッドの中心線から偏心した位置に取り
   付けられた砲弾状の球面部とからなるヘッドと， 前記後胴の壁面上を摺接し、前記ヘッドの球面部を受け
   る凹面状の凹部を形成し、前記コンクリートセグメント
   先端部に当接する当接面を備えたスプレッダと， によって構成してなり， 前記ヘッドの球面部の中心位置がピストンロッドを縮め
   た状態からピストンロッドを最大伸ばした状態まで移動
   する際に前記ヘッドの球面部の中心位置がコンクリート
   セグメントの中立軸の延長線上を移動するようにすると
   共に， 前記ピストンロッドを縮めた状態及びピストンロッドを
   最大伸ばした状態でのヘッドの球面部の中心線とコンク
   リートセグメントの中立軸とのなす角度が、コンクリー
   トセグメントの中立軸に対する前胴の最大曲り角度と等
   しい角度又は前胴の最大曲り角度より大きい角度を保つ
   ように構成したことを特徴とするシールドマシンの推進
   装置。
3. 【請求項３】上記ピストンロッドを縮めた状態からピス
   トンロッドを最大伸ばした状態までのヘッドの球面部と
   スプレッダの移動は、上記スプレッダの凹部に前記球面
   部が嵌合した状態で前記後胴先端の内壁面に設けた付勢
   手段によって前記ヘッドの球面部を後胴の内壁面側に付
   勢することにより、該スプレッダが上記後胴の内壁面に
   当接した状態で後胴の内壁面を案内として摺動すること
   によってなされるものである請求項１又は２記載のシー
   ルドマシンの推進装置。