JPS6147956B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールドトンネル機械のための方向修
正装置に関し、特に、推進方向の修正のために、
前後２つの部分から成るシールドの両部分の相対
的推進方向を修正する装置に関する。

シールドの前後２つの部分すなわちテール部
と、このテール部に対して、上下、左右および斜
め方向の揺動可能に連結されるヘツド部とからな
るシールド本体の前記ヘツド部に設けられたカツ
タヘツドにより土中を掘進するシールドトンネル
機械のための方向修正装置は、従来、一端をヘツ
ド部に、他端をテール部にそれぞれ枢支された複
数の単動型の液圧ジヤツキと、各液圧ジヤツキに
圧液を供給するポンプと、ポンプから各液圧ジヤ
ツキへの圧液を選択的に切り換える切換弁とを備
えていた。

前記方向修正装置の方向修正操作は、方向修正
の必要のあるとき、シールド本体を導こうとする
方向側に位置する液圧ジヤツキとはシールド本体
の中心をはさんで反対側に位置する液圧ジヤツキ
に圧液の供給を行い、ヘツド部を押し勝手で操作
するものである。しかしながら、このような押し
勝手の操作では、シールド本体を導こうとする方
向側に位置するヘツド部の部分が何らかの抵抗、
例えば土の掘削抵抗を受けない限り、この部分が
積極的に方向を変えることはないので、しばしば
方向修正が所望の位置で確実に行われない、とい
う問題が生じていた。

前記に鑑み、特願昭55−127945号明細書（特開
昭57−54698号公報）に示されるように、一端が
シールド本体のヘツド部にまた他端がシールド本
体のテール部にそれぞれ枢支されかつ前記ヘツド
部の中心を通る垂直線および水平線に対してそれ
ぞれ対称配置となるように、前記ヘツド部の中心
を通る互いに交差する２本の傾斜した直線のそれ
ぞれに２個ずつ配置された４個の方向修正用の複
動型液圧ジヤツキと、各液圧ジヤツキに圧液を供
給するポンプと、該ポンプと前記各液圧ジヤツキ
との間に配置されかつ前記ポンプからの各液圧ジ
ヤツキへの圧液の供給、遮断を行う切換弁とを含
み、前記傾斜直線上に位置する２つの液圧ジヤツ
キを互いに反対方向に作動させることを特徴とす
る、管推進シールドのための方向修正装置が提案
された。

前記方向修正装置によれば、前記した従来の押
し勝手操作の場合の欠点は解消される。ところ
が、４個の液圧ジヤツキがシールド本体内に設置
されることが必要であるため、シールド本体、従
つてこのシールド本体に後続する推進管の口径を
小さくすることには限界があつた。

従つて、本発明の目的は、押し勝手操作の場合
の欠点を解消すると共に、推進管の口径を可及的
に小さくすることのできる、シールドトンネル機
械のための方向修正装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、シールド本体のヘツド部
がテール部に対して偏向している程度を表示する
インジケータを備えることにより、方向修正操作
を容易にした、シールドトンネル機械のための方
向修正装置を提供することにある。

本発明は、テール部に対して中立の状態にある
ときのヘツド部の中心を通る垂直線に交差する中
心軸線を有するロツドであつてその一端部が前記
ヘツド部に枢支されかつその他端部がテール部に
自在継手を介して連結された１本のロツドと、前
記垂直線に対して対称に配置されかつそれぞれの
一端部が前記ヘツド部に枢支されまたそれぞれの
他端部が前記テール部に枢支された複動型の２個
の液圧ジヤツキと、該両液圧ジヤツキに圧液を供
給するポンプと、該ポンプと前記各液圧ジヤツキ
との間に配置されかつ前記ポンプからの各液圧ジ
ヤツキへの圧液の供給、遮断を行う切換弁とを含
むことを特徴とする。

本発明は前記に加え、さらに、前記テール部に
固定された目盛板と前記ヘツド部から前記テール
部へ伸びる支持部材に支持されかつ前記目盛板に
対向して配置された指針とからなるインジケータ
を含むことを特徴とする。

本発明の好ましい実施例によれば、ロツドの中
心と２個の液圧ジヤツキの中心とは同一円上に、
円周方向に120゜の間隔で位置する。従つて、２
個の液圧ジヤツキは同一の寸法、形状を有するも
のを用いることができ、操作が簡単化される。

本発明がインジケータを含む場合、このインジ
ケータは、シールド本体が大径であつて作業員が
シールド本体内に入ることができるときには、作
業員によつて直接に観察され得る。従つて、この
ときには、各液圧ジヤツキへの圧液の供給、遮断
を行う切換弁は作業員により、シールド本体内で
操作される。

シールド本体が大径であつて作業員がシールド
本体内に入ることができるときであつても、管推
進の場合、シールド本体およびこのシールド本体
に後続する推進管の外部からインジケータが観察
されることもある。また、同様に管推進の場合に
おいて、シールド本体の口径が小さくて、作業員
がシールド本体内へ入ることができないときに
は、外部からの観察は不可欠となる。このとき、
例えば、トランシツトやレベラーによつてインジ
ケータを観察することもでき、テレビカメラをシ
ールド本体内へ設置し、他方、モニタテレビを外
部へ設置して、テレビカメラで映し出されたイン
ジケータをモニタテレビで観察することもでき
る。操作の正確性、迅速性および確実性などの観
点から、テレビカメラおよびモニタテレビとする
ことが好ましい。インジケータを外部で観察する
ときには、切換弁には電磁切換弁のように遠隔制
御できるものを採用し、切換弁そのものは液圧ジ
ヤツキの可及的に近くに配置する。

以下に添付の図面を参照して管推進用シールド
トンネル機械に適用した本発明の実施例について
説明する。

本発明の方向修正装置は、シールド本体１０と
して、ヘツド部１２とテール部１４とを備えるシ
ールドのヘツド部１２をテール部１４に対して上
下、左右および斜め方向に揺動して方向を修正す
る。シールド本体１０には推進管１６が後続さ
れ、シールド本体１０は、図示していない元押し
ジヤツキからの押圧力を推進管１６を介して受
け、推進される。なお、本発明が一般シールドト
ンネル機械に適用される場合、シールド本体１０
の推進力はそのテール部１４と覆工部との間に配
置される複数の液圧ジヤツキ（図示してない）に
よつて与えられる。

ヘツド部１２の先端の隔壁１８にカツタヘツド
２０が回転自在に取り付けられている。このカツ
タヘツド２０は電動機２２から減速機２４を経て
伝達される回転力を受けて回転し、切羽の掘削を
行う。前記隔壁１８には、この隔壁１８よりも切
羽側に開口されている送泥管２６と排泥管２８と
が固定されている。切羽の掘削は、送泥管２６を
通つて切羽へ送られた泥水が土圧および（また
は）水圧とバランスをとりながら行われ、ずりは
排泥管２８を通つて排出される。前記構成は管推
進用および一般用トンネル機械のシールドにおい
てそれ自体公知のものである。

前記ヘツド部１２とテール部１４との間の接続
部には、シールド部材２９が設置されており、ヘ
ツド部１２はテール部１４に対して液密状態で揺
動することができる。この揺動のために、１本の
ロツド３０と、２個の液圧ジヤツキ３２，３４と
が配置されている。

ロツド３０は、ヘツド部１２がテール部１４に
対して揺動するとき、ヘツド部１２を固定する役
割を果たす。このロツド３０は、第１図および第
２図に示すように、ヘツド部１２がテール部１４
に対して方向変位していない中立の状態にあると
きのヘツド部１２の中心Ｏを通る垂直線Ｈにその
中心軸線が直交状に交差する。このロツド３０
は、ヘツド部１２に設けられたブラケツト１３に
ピン３６により回転可能に枢支され、テール部１
４に設けられたブラケツト１５に自在継手３８に
より連結されている。ロツドはブラケツト１３に
も自在継手を介して連結され得る。自在継手３８
は互いに直交する２つのピン３６の回りをそれぞ
れ回転可能である。

液圧ジヤツキ３２，３４は同一の寸法及び形状
を有する複動型の液圧シリンダからなる。第２図
に示すように、ロツド３０の中心軸線と２つの液
圧ジヤツキ３２，３４の各中心軸線とは、互いに
平行でありかつ同一円Ｃ上にあつて、各液圧ジヤ
ツキ３２，３４の中心軸線はロツド３０の中心軸
線から120゜の方向に隔てられて位置するので、
ヘツド部１２に同じ力を作用させればよい。従つ
て、同一の寸法、形状を有する液圧ジヤツキの使
用が可能となる。この液圧ジヤツキとしては、複
動型、すなわち、ロツド３３を押し勝手にも、引
き勝手にも作動させる液圧シリンダであれば、公
知のものをそのまま使用できる。この液圧ジヤツ
キは、方向修正の際にねじり力を受けるので、以
下のように構成した自動調心の接続構造によつ
て、それぞれヘツド部１２およびテール部１４に
接続されることが好ましい。

第３図に示すように、例えば液圧ジヤツキのブ
ラケツト４０の孔４２は肩４３を有し、孔４２に
嵌合された自動調心ベアリング４４の外レース４
５がこの肩４３に係止され、外レース４５の他端
は止め輪４８により位置決めされている。

自動調心ベアリング４４は、外レース４５と内
レース４６とからなる。この外レース４５の内周
は凸状の球面４９となり、内レース４６の外周は
前記球面４９に適合する凸状の球面５０となつて
いる。これに代え、通常の自動調心ベアリング、
すなわち、外レースと内レースとの間にボールな
いしローラが嵌合されたそれ自体公知の市販の自
動調心ベアリングの使用も当然に可能である。

取付座５２は前記ヘツド部１２に固着され、間
隔を隔てて２個のブラケツト５３，５４が液圧ジ
ヤツキ３２の方へ突設されている。このブラケツ
ト５３，５４間に液圧ジヤツキ３２の前記ブラケ
ツト４０が挿入されている。ブラケツト５３，５
４はそれぞれ孔５５を有し、この孔５５にピン５
６が挿入されている。ピン５６は前記自動調心ベ
アリング４４の内レース４６の孔５１に嵌合され
ている。ピン５６は一端に頭５７を備え、この頭
５７が前記ブラケツト５３，５４のうちの一方に
係止され、他方のブラケツトの孔５５から底部５
９を有するベアリング押さえ５８が挿入されてい
る。このベアリング押さえ５８はその先端で前記
自動調心ベアリング４４の内レース４６に当接し
て、これを定位置に保持すると共に前記ピン５６
の抜けを防止する。底部５９に設けた孔６１にボ
ルト６０を挿通して、このボルト６０をピン５６
に設けたねじ孔にねじ込むことによつて、ベアリ
ング押さえ５８の外周に設けた肩６２がブラケツ
ト５４の孔５５の端に係止されている。

各液圧ジヤツキ３２，３４とポンプ７０との連
結は第４図に示すように行われる。ポンプ７０の
出口に連なる配管７２を２つの分岐管７４，７６
に分岐し、各分岐管７４，７６に電磁作動する切
換弁７８，８０をそれぞれ接続する。他方、各切
換弁７８，８０からは戻り管７５，７７をオイル
タンク８２に接続する。各切換弁７８，８０の出
口側にはそれぞれ２つの配管８４，８５と８６，
８７とが接続されている。一方の切換弁７８に連
なる配管８４，８５は液圧ジヤツキ３２内に、ピ
ストン８８によつて区切られた液室９０，９１に
それぞれパイロツトチエツク弁９２，９４を介し
て連なつており、同様に、他方の切換弁８０に連
なる配管８６，８７は液圧ジヤツキ３４の液室９
０，９１にそれぞれパイロツトチエツク弁９６，
９８を介して連なつている。

前記パイロツトチエツク弁９２，９４，９６，
９８は同一の切換弁から同一の液圧ジヤツキへ伸
びる配管のうちの他方の配管内の圧液によつて作
動され、このときは逆止弁としての機能が消失す
る。例えば、配管８４に圧液の供給があると、パ
イロツトチエツク弁９２は本来の逆止弁と同様に
作用するので、このパイロツトチエツク弁９２を
通つて圧液は液圧ジヤツキ３２の一方の液室９０
に導かれる。他方、配管８４内の圧液によつて、
配管８５中のパイロツトチエツク弁９４は開かれ
るので逆止弁としての機能はなくなり、液圧ジヤ
ツキ３２の液室９１から切換弁７８へ向けて液の
流動が起こる。他のパイロツトチエツク弁につい
ても同様の作用が行われる。本発明に用いられる
液圧ジヤツキ３２，３４は前記のごとく、複動型
であり、ピストンロツド３３には軸線方向の両方
向へ向く力が作用する。従つて、このピストンロ
ツド３３に連なるピストン８８を所定の位置に保
持するには、各液室９０，９１から液の流出がな
いように保つことが必要となり、図示のように、
パイロツトチエツク弁を用いると、この機能が良
好に達成される。

第４図に示すように、電磁作動するアンロード
弁１００が設けられており、該アンロード弁は前
記切換弁７８，８０と連動して作動される。各切
換弁７８，８０が図示の中立の位置からいずれか
のポートへ切り換えられるとき同時に働いて、図
示の連通状態から遮断状態となる。この結果、ポ
ンプ７０からの圧液は液圧ジヤツキに送られる。
ポンプ７０を常時回転して液の圧力を高めておく
場合に、リリーフ弁１０２を経てオイルリザーバ
８２へ環元することは、液の温度を高める結果と
なるので好ましくないが、電磁作動するアンロー
ド弁１００を配置すれば、このような不都合は解
消される。

前記ポンプ７０、このポンプ７０を駆動する電
動機７１、切換弁７８，８０などは、シールド本
体１０内で液圧ジヤツキ３２，３４に可及的に近
い位置に設置される。

シールド本体１０内には第１図に示すように、
指針１０６と目盛板１０８とからなるインジケー
タ１１０を設置することが好ましい。このインジ
ケータ１１０によれば、後述するように、ヘツド
部１２のテール部１４に対する偏向の程度が瞭然
となる。

前記指針１０６はヘツド部１２に取り付けられ
た支持部材１１２の後端部で、テール部１４内に
位置する部分１１３に固定され、その先端には、
第５図に示すごとく、十字針１０７が設けられて
いる。他方、前記目盛板１０８はテール部１４に
取り付けられたバー１１４に固定され、前記指針
の十字針１０７に対向して配置される。本発明の
方向修正装置は、前記のように、ロツド３０の回
りでヘツド部１２を揺動するものであり、この場
合の支点の位置は、ほぼ前記シールド本体２９の
シールド本体１０の軸線方向にわたる長さの中央
であるとみなされる。そこで、この支点を中心と
する円弧上に目盛板１０８が配置され、指針１０
６の十字針１０７は前記目盛板１０８に対向して
配置され、かつ目盛板に沿つて動くように両者は
形成される。目盛板１０８には、第５図に示すよ
うに、ヘツド部１２がテール部１４に対して偏向
しない中立の位置にあるときのヘツド部の中心、
従つてテール部の中心でもある中心点Ｏから上
下、左右への偏向角を示す緯線および経線１０９
が記入されていることが好ましい。

第１図で、１１６はテレビカメラであつて、指
針１０６と目盛板１０８とからなるインジケータ
１１０が視界に入るようにシールド本体１０のテ
ール部１４に設置されている。このテレビカメラ
１１６でとらえられたインジケータ１１０像は、
シールド本体および推進管の外部に配置されたモ
ニタテレビ１１８に映し出される。

前記ロツド３０と、２つの液圧ジヤツキ３２，
３４とは、各液圧ジヤツキのピストンがシリンダ
の中央にあつて、ピストンの両側に設けられる液
室９０，９１のピストンロツドの軸線方向の長さ
が実質的に等しくなるときに、ヘツド部１２がテ
ール部１４に対して偏向しない中立の状態となる
ように設定されて、使用に供される。従つて、ロ
ツド３０を液圧シリンダで構成することもできる
が、使用状態では、前記のように設定される。

本発明の方向修正装置によつてヘツド部１２の
方向を修正するには、次のように行う。いま、第
２図のようにシールド本体の後方から進行方向に
見て、ヘツド部１２を上向きとするには、液圧ジ
ヤツキ３２，３４を引く。このためには、切換弁
７８，８０を切り換えて、各切換弁の第１ポート
７８ａ，８０ａが分岐管７４，７６、戻り管７
５，７７にそれぞれ連結されるようにする。この
結果、液圧ジヤツキ３２，３４にそれぞれ連なる
配管８５，８７中に圧液が導かれるので、この圧
液は液室９１に入り、他方、液室９０内の液は配
管８４，８６から各切換弁を経て、戻り管７５，
７７を通り、オイルリザーバ８２へ戻る。前記操
作によつてヘツド部１２が上向きとなると、イン
ジケータ１１０の指針１０６は目盛板１０８に対
して下方向へ移動するので、十字針１０７の移動
が所定の角度になつたとき、切換弁７８，８０を
中立の位置に切り換える。

ヘツド部１２を下向きとするには、液圧ジヤツ
キ３２，３４を押す。このためには、各切換弁７
８，８０の第２ポート７８ｂ，８０ｂを、分岐管
７４，７６、戻り管７５，７７にそれぞれ連通さ
せる。

次に、右向きとするには、液圧ジヤツキ３２を
押し、液圧ジヤツキ３４を少し引く。このために
は、切換弁７８を第２ポート７８ｂに切り換え、
切換弁８０を第１ポート８０ａに切り換える。ま
た、左向きとするには、液圧ジヤツキ３４を押
し、液圧ジヤツキ３２を少し引く。これら場合
に、押し、引きの程度は、インジケータ１１０を
観察することによつて容易に行われる。前記操作
において、押しまたは引きの程度を変えると、斜
め方向への首振りもでき、かくて、全方向への首
振りが可能となる。

本発明の方向修正装置によれば、シールド本体
のヘツド部はテール部に対して３箇所で支持さ
れ、そのうち２箇所が液圧ジヤツキによる支持で
あるから、液圧ジヤツキの数は従来の方向修正装
置に比して半分となる。そのため、液圧ジヤツキ
を設置するためのスペースが少なくなり、シール
ド本体の口径が小さい場合にも適用できる。本発
明に従つて方向修正装置を形成したところ、推進
管の外径が485mmのものにも適用できた。液圧ジ
ヤツキは２個であるため、この液圧ジヤツキを操
作する切換弁も２個でよく、配管を単純化でき
る。また、操作すべき切換弁が少ないので、操作
は簡単である。液圧ジヤツキの数が半減するとい
うことは、操作用のケーブルも半分でよいことを
意味し、特に遠隔制御する場合であつて、シール
ド本体の口径が小さなときには、ケーブルの数が
半減することは、作業上極めて好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方向修正装置の概略を示す断
面図、第２図は後方より進行方向に見たロツドと
液圧ジヤツキの位置関係を示す説明図、第３図は
液圧ジヤツキのヘツド部および（または）テール
部との好ましい連結構造を示す断面図、第４図は
配管図、第５図はインジケータのテレビカメラの
方向から見た正面図である。 １０：シールド本体、１２：ヘツド部、１４：
テール部、１６：推進管、１８：隔壁、３０：ロ
ツド、３２，３４：液圧ジヤツキ、３６：ピン、
３８：自在継手、７０：ポンプ、７８，８０：切
換弁、９０，９１：液室、９２，９４，９６，９
８：パイロツトチエツク弁、１０６：指針、１０
８：目盛板、１１０：インジケータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヘツド部と該ヘツド部に後続するテール部と
   からなるシールド本体の前記ヘツド部を前記テー
   ル部に対して方向修正する装置であつて、前記ヘ
   ツド部が中立の状態にあるときの該ヘツド部の中
   心を通る垂直線に交差する中心軸線を有するロツ
   ドであつてその一端部が前記ヘツド部に枢支され
   かつその他端部が前記テール部に自在継手を介し
   て連結された１本のロツドと、前記垂直線に対し
   て対称に配置されかつそれぞれの一端部が前記ヘ
   ツド部に枢支されまたそれぞれの他端部が前記テ
   ール部に枢支された複動型の２個の液圧ジヤツキ
   と、該両液圧ジヤツキに圧液を供給するポンプ
   と、該ポンプと前記各液圧ジヤツキとの間に配置
   されかつ前記ポンプからの各液圧ジヤツキへの圧
   液の供給、遮断を行う切換弁とを含み、前記各液
   圧ジヤツキはシリンダ内を滑動するピストンによ
   つて２つの液室に区画され、各液室と前記切換弁
   とを接続する配管中にパイロツトチエツク弁が配
   置されており、該パイロツトチエツク弁は当該パ
   イロツトチエツク弁が位置する配管とは別の配管
   中に圧力が加えられたときのみ当該パイロツトチ
   エツク弁が位置する配管が接続されている液室か
   ら切換弁への液体の流動を許す、シールドトンネ
   ル機械のための方向修正装置。 ２ 前記ロツドの中心軸線と前記２個の液圧ジヤ
   ツキの各中心軸線とは平行でありかつ同一円上
   に、円周方向に120゜の間隔で位置する、特許請
   求の範囲第１項に記載の方向修正装置。 ３ ヘツド部と該ヘツド部に後続するテール部と
   からなるシールド本体の前記ヘツド部を前記テー
   ル部に対して方向修正する装置であつて、前記ヘ
   ツド部が中立の状態にあるときの該ヘツド部の中
   心を通る垂直線に交差する中心軸線を有するロツ
   ドであつてその一端部が前記ヘツド部に枢支され
   かつその他端部が前記テール部に自在継手を介し
   て連結された１本のロツドと、前記垂直線に対し
   て対称に配置されかつそれぞれの一端部が前記ヘ
   ツド部に枢支されまたそれぞれの他端部が前記テ
   ール部に枢支された複動型の２個の液圧ジヤツキ
   と、該両液圧ジヤツキに圧液を供給するポンプ
   と、該ポンプと前記各液圧ジヤツキとの間に配置
   されかつ前記ポンプからの各液圧ジヤツキへの圧
   液の供給、遮断を行う切換弁と、前記テール部に
   固定された目盛板と前記ヘツド部から前記テール
   部へ伸びる支持部材に支持されかつ前記目盛に対
   向して配置された指針とからなるインジケータと
   を含む、シールドトンネル機械のための方向修正
   装置。 ４ 前記支持部材はその一端が前記ヘツド部に固
   定されており、前記指針は前記支持部材の他端に
   取り付けられており、さらに前記指針は十字針か
   らなる、特許請求の範囲第３項に記載の方向修正
   装置。