JP3375299B2 - シールド掘進機用伸縮スポーク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、カッタースポー
クを拡径状態と縮径状態とに切換え可能にする伸縮スポ
ーク装置に関し、特に固定側カッタースポークに移動可
能に装着される可動スポークが変形したりした場合にも
縮径状態に確実に切換え可能にしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】 近年上下水道用トンネルや共同溝等を
シールド工法により掘進することが多く、その場合には
工事期間の制約があり、１台のシールド掘進機により掘
進できる距離にも限界があるため、複数の立坑を設け立
坑と立坑の間の区間を各シールド掘進機で分担して掘進
することも多い。そのトンネルは同径の場合もあるし、
途中で径が変化する場合もある。

【０００３】都市部の地下に形成するトンネルの場合、
地上地下ともに構造物が輻輳していて立坑を形成できな
いことも多いため、同径の又は異径の２台のシールド掘
進機を離間地点から相接近方向へ掘進させ、最終的に２
台のシールド掘進機の前端部同士を地中接合する技術も
種々提案されて実用化されている。これらシールド掘進
機の前端部同士を地中接合したり、トンネル径を途中で
変えたりする場合には、掘進機本体の前端部に設けたカ
ッターディスクのカッタースポークを、少なくとも胴部
材よりも小径化した縮径状態に切換えなければならな
い。

【０００４】特開昭６３−７４９４号公報には、同径の
２台のシールド掘進機を相接近方向へ掘進させ、所定の
接合地点において両シールド掘進機の伸縮スポーク装置
を、ネジジャッキ等により夫々の胴部材よりも小径化し
た縮径状態に切換え、その後貫入側のシールド掘進機の
貫入リングを、各伸縮スポーク装置に干渉することなく
受入側のシールド掘進機の受圧リングに挿入すること
で、２台のシールド掘進機を機械的に接合して一体化す
る技術が記載されている。

【０００５】特開平５−２４８１７０号公報には、２台
のシールド掘進機のうち、受入側のシールド掘進機は内
胴と外胴が２重構造をなし、その間にチューブシールが
装着されると共に、内胴が後退可能に構成されたシール
ド掘進機が記載されている。両シールド掘進機は伸縮ス
ポーク装置を有し、これら２台のシールド掘進機を相接
近方向へ掘進させ、所定の接合地点において両シールド
掘進機の伸縮スポーク装置を夫々の胴部材よりも小径化
した縮径状態に切換え、その後受入側のシールド掘進機
の内胴を後退させる。一方、貫入側のカッターディスク
を受入側のシールド掘進機の外胴内に貫入させ、チュー
ブシールで止水することにより、２台のシールド掘進機
を地中接合することができる。

【０００６】ところで、電力用ケーブルや通信用ケーブ
ルなどの為のトンネルにおいてケーブル接続機器等の配
置の為のスペースを確保する為に、トンネル径を拡幅し
た所定長さの大径トンネルを形成し、その後、トンネル
径を小さく変更したりする場合がある。例えば、特開平
１０−３７６５９号公報には、大径の親シールド本体内
から小径の子シールド本体が同一軸心で発進する親子シ
ールド掘進機が記載されている。この親子シールド掘進
機によれば、大径トンネルを掘削し、その後、子シール
ド本体の前端部に設けたカッターディスクのカッタース
ポークを、伸縮スポーク装置により子シールド本体の外
面部の胴部材よりも小径化した縮径状態に切換え、子シ
ールド本体を発進させて小径トンネルを掘削することが
できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】 従来のカッターディ
スクにおいては、例えば４本のカッタースポークに夫々
可動スポークが装着されている。トンネルの掘進の際に
は多数のシールドジャッキで強力な掘進推力を発生させ
て掘進を行う。このとき、切羽に硬質の石塊等が現れた
りした場合には、何れかの可動スポークが僅かに変形す
ることがある。可動スポークは固定側カッタースポーク
に伸縮摺動自在に装着され、その摺動隙間から固定側カ
ッタースポーク内へ土砂が流入しないように、可動スポ
ークと固定側カッタースポーク間の摺動隙間は非常に小
さく形成されている。そのため、可動スポークが僅かに
変形しただけでも、可動スポークを拡径状態から縮径状
態に切換えることができなくなる。

【０００８】変形した可動スポークを強制的に縮径状態
に切換える為に、伸縮スポーク装置の油圧シリンダに供
給する油圧を高める等の対策が考えられるが、油圧を高
めても縮径状態に切換わらないことも少なくない。その
ような場合には、作業者がチャンバー内に入り土砂や水
が流入する悪条件の中、可動スポークを切断しなければ
ならない。他方、可動スポークの変形を抑えるには、可
動スポークを太くして剛性を高めることが望ましいが、
その場合にはカッターディスクの重量が大きくなり、カ
ッターディスクを駆動する油圧モータが大型化し、カッ
ターディスクの製作費が高価になる。

【０００９】本発明の目的は、可動スポークが変形して
もその可動スポークを確実に縮径状態に切換えることの
できるようなシールド掘進機用伸縮スポーク装置を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 請求項１のシールド掘
進機用伸縮スポーク装置は、カッターディスクのカッタ
ースポークを拡径状態と縮径状態とに切換え可能にする
シールド掘進機用伸縮スポーク装置において、前記カッ
ターディスクの半径方向に移動可能にカッタースポーク
の固定側カッタースポークに装着される可動スポーク
と、前記可動スポークを進退駆動する為の油圧シリンダ
と、前記固定側カッタースポークに可動スポークを支承
する軸受け構造とを備え、前記軸受け構造が、周方向に
複数分割され可動スポークを支承する軸受けメタルと、
この軸受けメタルを外側から支承する軸受けブッシュ
と、この軸受けブッシュをカッターディスクの中心側へ
移動可能な環状油圧シリンダとを備え、前記環状油圧シ
リンダは、固定側カッタースポークの壁部と、軸受けメ
タルと、壁部と軸受けメタルとの間にカッターディスク
の中心側へ移動可能に内嵌された軸受けブッシュとで形
成されたことを特徴とするものである。

【００１１】通常のトンネル掘削時においては、油圧シ
リンダにより、可動スポークを固定側カッタースポーク
に対して半径方向外側に駆動させ、カッタースポークを
拡径状態に切換えた状態で掘削する。２台のシールド掘
進機の地中接合時あるいは親子シールド掘進機の子シー
ルド本体の発進時等において、カッタースポークを縮径
状態に切換える必要のある場合には、油圧シリンダによ
り可動スポークを中心側へ駆動してカッタースポークを
縮径状態に切換える。このとき、可動スポークが変形し
ていなければカッタースポークを簡単に縮径状態に切換
えることができる。

【００１２】しかし、可動スポークが強力な掘進推力等
により変形している場合には、軸受け構造の環状油圧シ
リンダを作動させて軸受けブッシュをカッターディスク
の中心側へ移動させ、その後油圧シリンダにより可動ス
ポークを変形した状態のままカッターディスクの中心側
へ移動させる。このとき、周方向に複数分割されている
軸受けメタルは、可動スポークの変形量に応じて分割面
を拡げつつ可動スポークを支承するため、可動スポーク
が変形状態のまま固定側カッタースポークに対して中心
側へつまり縮径側へ移動し、カッタースポークは縮径状
態になる。また、環状油圧シリンダは、固定側カッター
スポークの壁部と、軸受けメタルと、軸受けブッシュと
で形成されているので、環状油圧シリンダの構造が簡単
化し、小型化可能である。

【００１３】請求項２のシールド掘進機用伸縮スポーク
装置は、請求項１の発明において、前記軸受けメタルが
カッターディスクの中心側へ向かって壁厚が低減するテ
ーパ状に形成されたことを特徴とするものである。軸受
けメタルは、カッターディスクの中心側に向かう程壁厚
が薄くなるから、軸受けメタルに外側から当接している
軸受けブッシュをカッターディスクの中心側に移動させ
やすくなり、環状油圧シリンダにより軸受けブッシュを
容易にカッターディスクの中心側へ移動させることがで
きる。

【００１４】請求項３のシールド掘進機用伸縮スポーク
装置は、請求項２の発明において、前記軸受けブッシュ
がカッターディスクの中心側へ向かって壁厚が増加する
テーパ状に形成されたことを特徴とするものである。軸
受けメタルのテーパ状の壁部と、軸受けブッシュのテー
パ状の壁部とを強固に係合させて、円筒状の軸受け部材
を形成し、可動スポークを安定的に支承することができ
る。

【００１５】

【００１６】請求項４のシールド掘進機用伸縮スポーク
装置は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記固
定側カッタースポークの半径方向外端部の壁部に、可動
スポークが挿通するガイド穴が形成され、このガイド穴
と可動スポークの外周面間に所定隙間を形成したことを
特徴とするものである。このように、ガイド穴と可動ス
ポークの外周面間に所定隙間を形成したため、可動スポ
ークが変形した場合には、軸受けメタルが周方向へ複数
に分かれ、変形した可動スポークがそのガイド穴を通過
できるので、カッタースポークを縮径状態にすることが
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施形態は、図１〜図３
に示す地中接合型の第１，第２シールド掘進機１，２の
夫々の伸縮スポーク装置に本発明を適用した場合の例で
ある。最初にシールド掘進機について概略説明し、次に
伸縮スポーク装置について説明する。

【００１８】最初に第１シールド掘進機１について簡単
に説明する。但し、その掘進方向に向かって前後左右を
前後左右として説明する。図１に示すように、第１シー
ルド掘進機１は、第１胴部材３と、第１胴部材３の前端
側に設けられたカッターディスク４と、カッター駆動機
構５と、中折れ部６と、複数対の中折れジャッキ７と、
カッターディスク４やカッター駆動機構５等を第１胴部
材３に対して後方へ移動させる複数の油圧ジャッキ８
と、掘進推力を発生させる複数のシールドジャッキ９
と、エレクター装置１０と、排泥設備１１等を有する。

【００１９】カッターディスク４には、径方向に複数本
（例えば４本）のカッタースポーク１２が放射状に設け
られ、これらカッタースポーク１２の後端側には、複数
の連結フレーム１３を介して環状のカッタードラム１４
が一体的に連結されている。カッター駆動機構５は、複
数の油圧モータ１５と、ピニオンギヤ１５ａと、リング
ギヤ１６等から成り、油圧モータ１５の出力軸のピニオ
ンギヤ１５ａがリングギヤ１６のギヤ歯に噛合してい
る。

【００２０】第１胴部材３は前胴３ａと後胴３ｂからな
り、前胴２ａの内部においてカッターディスク４の後側
には、可動の隔壁１７を介してチャンバー１８が形成さ
れ、この隔壁１７には、カッタードラム１４や油圧モー
タ１５などが装着されている。尚、符合１９は、隔壁１
７に固着されたロータリージョイントを示し、符合２
０，２１は、夫々隔壁１７に固着された排泥設備１１の
送水管、排泥管を示す。符合２２は、ロータリージョイ
ント１９とカッターディスク４とを連結するセンター部
材を示し、ロータリージョイント１９とセンター部材２
２の内部には、伸縮スポーク装置２３に油圧を供給する
為の複数の油路等が設けられている。尚、前胴３ａの先
端部の内周側には、公知の止水シール機構が設けられて
いる。

【００２１】図１に示すように、前胴３ａの後端部の内
面にはリングウェブ２４が溶接接合され、リングウェブ
２４と隔壁１７との間には、複数のストッパ部材２５が
周方向適当間隔おきに取外し可能に配設されてトンネル
軸方向の荷重を伝達可能になっている。複数の油圧ジャ
ッキ８は、リングウェブ２４に支持され、隔壁１７と前
胴３ａの後端部との間に前後方向向きに且つ周方向適当
間隔おきに配設され、カッターディスク４に作用する土
水圧荷重を前胴３ａで支持できるようになっている。

【００２２】次に、第２シールド掘進機２について簡単
に説明する。但し、その掘進方向に向かって前後左右を
前後左右として説明する。第２シールド掘進機２は、第
１シールド掘進機１と概ね同様の構成であるので、第１
シールド掘進機１と同じ部材には同一の符合を付して説
明を適宜省略し、異なる構成について説明する。

【００２３】図１に示すように、第２シールド掘進機２
は、胴部材３０と、カッターディスク４とカッター駆動
機構５と中折れ部６と複数対の中折れジャッキ７と複数
のシールドジャッキ９とエレクター装置１０と排泥設備
１１等を有する。但し、カッターディスク４やカッター
駆動機構５等を胴部材３０に対して後方へ後退移動させ
る必要はないので、第２シールド掘進機２には、第１シ
ールド掘進機１の油圧ジャッキ８に相当する複数の油圧
ジャッキは設けられていない。胴部材３０の後胴３０ｂ
の内面には、リングウェブ３１が溶接接合され、このリ
ングウェブ３１と隔壁３２との間には、複数のストッパ
部材ではなく複数の連結部材３３が固着され荷重伝達可
能になっている。尚、隔壁３２は、可動ではなく胴部材
３０の前胴３０ａに溶接接合されている。

【００２４】次に、伸縮スポーク装置２３について説明
する。但し、第１，第２シールド掘進機１，２の夫々の
伸縮スポーク装置は同一の構成であるので、第１シール
ド掘進機１に設けた伸縮スポーク装置２３について説明
する。図１、図４〜図６に示すように、カッターディス
ク４は例えば４本のカッタースポーク１２を有し、各カ
ッタースポーク１２は固定側カッタースポーク３４と、
この固定側カッタースポーク３４に摺動自在に装着され
た可動スホーク３５とを備えている。伸縮スポーク装置
２３は、カッタースポーク１２を拡径状態と縮径状態と
に切換え可能にするものであり、伸縮スポーク装置２３
は、可動スポーク３５と、油圧シリンダ３６と、軸受け
構造３７とを備えている。

【００２５】図１、図１０に示すように、固定側カッタ
ースポーク３４は角筒状のもので、この固定側カッター
スポーク３４には、円筒状の可動スポーク３５が摺動自
在に装着され、可動スポーク３５はカッターディスク４
の半径方向に移動可能に構成されている。図７、図９、
図１０、図１３に示すように、固定側カッタースポーク
３４の半径方向外端部には、押さえ蓋３８がボルト３９
により固定され、押さえ蓋３８には、可動スポーク３５
が挿通するガイド穴３８ａが形成され、このガイド穴３
８ａの周面と可動スポーク３５の外周面間には、所定隙
間Ｓ（片側約４ｍｍ）が形成されている。尚、符合４０
は土砂シール、符合４１，４２はシール部材を示す。

【００２６】図７〜図１０に示すように、可動スポーク
３５の外周部には、図１３において左右１対の平坦部４
３が、半径方向内端から外端側約１／３に亙って且つ可
動スポーク３５の太さの約１／２の幅にて平行な平面状
に加工形成され、固定側カッタースポーク３４の内部に
は、半径方向外端から約１／４の位置で、各平坦部４３
に摺接する矩形状の軸受けメタル４４が座金４５を介し
て固着され、これら軸受けメタル４４と平坦部４３と
で、可動スポーク３５がその軸心回りに回転しないよう
に拘束する。尚、可動スポーク３５には、複数のカッタ
ービットを取付ける為の外周フレーム４６を有し、外周
フレーム４６には回り止めの為の１対の平坦部４７が形
成されている。

【００２７】図４〜図６に示すように、固定側カッター
スポーク３４の半径方向内端部には、カッターディスク
４のセンターフレーム４８が固着され、固定側カッター
スポーク３４の内部には油圧シリンダ３６が配設され、
固定側カッタースポーク３４のセンターフレーム４８付
近には、油圧シリンダ３６を取付ける為のブラケット４
９が固着されている。このブラケット４９には、油圧シ
リンダ３６のロッド部３６ａがピン連結され、可動スポ
ーク３５の半径方向内端部には、油圧シリンダ３６のシ
リンダ本体がピン連結され、この油圧シリンダ３６によ
り可動スポーク３５を半径方向へ進退駆動し、カッター
スポーク１２を拡径状態と縮径状態とに亙って切換え可
能になっている。

【００２８】次に、軸受け構造３７について説明する。
図７〜図９に示すように、軸受け構造３７は、周方向に
２分割され可動スポーク３５を支承する軸受けメタル５
０と、この軸受けメタル５０を外側から支承する軸受け
ブッシュ５１と、この軸受けブッシュ５１をカッターデ
ィスク４の中心側へ移動可能な環状油圧シリンダ５２と
を有する。軸受けメタル５０は、周方向に２等分に分割
されたテーパ状の筒状体をなし、カッターディスク４の
中心側に向かって壁厚が低減するテーパ状に形成されて
いる。

【００２９】図１１に示すように、軸受けメタル５０の
分割面はその前端と後端に形成され、それら分割面がカ
ッターディスクの前後方向中央部に対応する位置にトン
ネル軸心と直交する面をなすように形成されている。そ
れ故、可動スポーク３５からの面圧を分割面の付近で受
けることがないし、後述のように環状油圧シリンダ５２
を作動させて軸受けメタル５０を分割する上でも有利で
ある。軸受けブッシュ５１の外端部の内面部と外面部に
はシール部材５６，５７が装着され、シール部材５６は
大きく弾性変形させた状態で装着されている。

【００３０】図７〜図９、図１３に示すように、軸受け
ブッシュ５１は、軸受けメタル５０を外側から支承し、
カッターディスク４の中心側へ向かって壁厚が増加する
テーパ状に形成されている。この軸受けブッシュ５１の
半径方向内端部には、内周に沿って段付き部５５が形成
され、常時はこの段付き部５５と軸受けメタル５０の半
径方向内端部とが係合した状態で可動スポーク３５を支
承するようになっている。尚、符合５６，５７は、シー
ル部材を示す。

【００３１】図７、図１２〜図１４に示すように、環状
油圧シリンダ５２は、固定側カッタースポーク３４の壁
部と軸受けメタル５０と軸受けブッシュ５１とで形成さ
れ、固定側カッタースポーク３４の壁部には、半径方向
向きの油路５８が形成され、この油路５８は環状油圧シ
リンダ５２の環状油室５９に連通され、この油路５８は
油圧ホース等を介して油圧供給源に接続され、軸受けブ
ッシュ５１をカッターディスク４の中心側へ移動する際
には、油路５８を介して環状油室５９に油圧を導入可能
に構成してある。尚、カッタースポーク３４に属する段
付き部６０が形成され、中心側へ移動した軸受けブッシ
ュ５１の半径方向内端部を係止することで、軸受けブッ
シュ５１のストロークを規制するようになっている。

【００３２】以上説明したカッターディスク４とその伸
縮スポーク装置２３の作用について説明する。図７〜図
９に示すように、通常のトンネル掘削時においては、油
圧シリンダ３６により、可動スポーク３５を固定側カッ
タースポーク３４から半径方向の外側に向かって駆動さ
せることで、カッタースポーク１２を拡径状態に切換え
てカッターディスク４の面積を大きくする。地中接合時
など、カッターディスク４のカッタースポーク１２を縮
径状態に切換える場合において、切羽の掘削抵抗が過大
でなく、可動スポーク３５が変形していなければ、環状
油圧シリンダ５２へ油圧を供給することなく、油圧シリ
ンダ３６により可動スポーク３５をカッターディスク４
の半径方向中心側に向かって移動させ、その大部分を固
定側カッタースポーク３４の内部へ収納する。このと
き、軸受けメタル５０により可動スポーク３５が支承さ
れつつ案内される（図６、図９参照）。

【００３３】一方、トンネル掘進中に切羽の硬い岩石等
を掘削した際には、図１２〜図１４に示すように、一部
のまたは全部の可動スポーク３５が後方（反切羽側）へ
僅かに変形することがある。このような場合に、カッタ
ースポーク１２を縮径状態に切換える為に、油圧シリン
ダ３６で可動スポーク３５を中心側へ駆動しても、可動
スポーク３５は軸受けメタル５０に阻まれて縮径側へ移
動できない。そこで、本願特有の軸受け構造を介して可
動スポーク３５を縮径側へ移動させる。

【００３４】即ち、図１２〜図１４に示すように、環状
油圧シリンダ５２に油圧を供給し、環状油圧シリンダ５
２により軸受けブッシュ５１をカッターディスク４の中
心側へ移動させ、固定側カッタースポーク３４の段付き
部６０で係止する。尚、軸受けブッシュ５１の移動中に
も、シール部材５６が弾性的に復原しつつシール機能を
維持する。その結果、軸受けメタル５０の外周側には環
状の空間が形成されて、軸受けメタル５０が２つに割れ
やすくなる。しかも、ガイド穴３８ａは可動スポーク３
５よりも太く、ガイド穴３８ａには所定隙間Ｓがある。

【００３５】そこで、油圧シリンダ３６で可動スポーク
３５を縮径側へ駆動すると、軸受けメタル５０は、可動
スポーク３５の変形量に応じてその分割面を前後方向へ
拡げつつ可動スポーク３５を部分的に支承しつつ縮径側
へ移動する。こうして、カッタースポーク１２を確実に
縮径状態に切換えることができる。尚、環状油室５９の
半径方向厚さは所定隙間Ｓに比較して十分に大きいの
で、可動スポーク３５の変形量がかなり大きい場合でも
軸受けメタル５０が可動スポーク３５の移動を規制する
ことはないし、ガイド穴３８ａの軸方向長さも短いの
で、可動スポーク３５を確実に縮径側へ移動させること
ができる。

【００３６】以上説明した伸縮スポーク装置２３を夫々
備えた両シールド掘進機１，２を、地中接合する地中接
合方法について説明する。図１に示すように、相接近方
向へ掘進してきた第１，第２シールド掘進機１，２をそ
れらの軸心がほぼ一致するように調節し且つそれらのカ
ッターディスク４が切羽の地山を隔てて接近対向する状
態に近づけ、第１シールド掘進機１が図１２に示す接合
位置に到達した時点で第１シールド掘進機１を停止させ
るとともに、第２シールド掘進機２を一時停止させる。

【００３７】次に、第１シールド掘進機１においては、
油圧ジャッキ８を伸長させ、この第１シールド掘進機１
のカッターディスク４に作用する土水圧を支持した状態
にして複数のストッパ部材２５を取外し、カッターディ
スク４のカッタースポーク１２を縮径状態にする。次
に、第２シールド掘進機２を前進させて第１シールド掘
進機１に接近させる。

【００３８】次に、図２に示すように、第２シールド掘
進機２が接合位置に直前位置に到達した時点で第２シー
ルド掘進機２を一旦停止させ、第１シールド掘進機１の
カッターディスク４及びカッタードラム１４、隔壁１
７、カッター駆動機構５、排泥設備１１等を、複数の油
圧ジャッキ８により第１胴部材３に対して後方へ後退移
動させる。これと並行して第２シールド掘進機２のカッ
ターディスク４のカッタースポーク１２を縮径状態に
し、第２シールド掘進機２を更に前進させる。

【００３９】次に、図３に示すように、止水シール機構
を作動させて止水状態にし、第２シールド掘進機２の裏
込め材注入孔（図示略）からモルタル等の裏込め材を地
山側へ注入し接合作業が完了する。尚、裏込め材が固化
してから、第１，第２胴部材３，３０を残したまま内部
機器や構造部材を含む内部構造体を撤去する。

【００４０】以上説明した伸縮スポーク装置２３によれ
ば、可動スポーク３５を支承する軸受けメタル５０が周
方向に２分割されているので、軸受けメタル５０を支承
する軸受けブッシュ５１を、環状油圧シリンダ５２によ
りカッターディスク４の中心側へ移動させると、軸受け
メタル５０を太く拡大することができる。それ故、可動
スポーク３５が変形している場合でも、その変形量に応
じて軸受けメタル５０はその分割面を前後方向に拡げつ
つ可動スポーク３５を支承し、可動スポーク３５をカッ
ターディスク４の中心側（縮径側）へ確実に移動させる
ことができる。

【００４１】軸受けメタル５０が、カッターディスク４
の中心側に向かって壁厚が低減するテーパ状に形成され
たので、軸受けブッシュ５１が軸受けメタル５０から外
しやすく、環状油圧シリンダ５２により軸受けブッシュ
５１を容易に縮径側へ移動させることができる。軸受け
ブッシュ５１が、カッターディスク４の中心側に向かっ
て壁厚が増加するテーパ状に形成され、軸受けメタル５
０と軸受けブッシュ５１とを嵌合させた状態では円筒状
の軸受け体と同様の構造となる。可動スポーク３５が変
形していない場合、軸受けブッシュ５１と軸受けメタル
５０とを強固に嵌合させた状態でもって可動スポーク３
５を強固に軸承することができる。

【００４２】環状油圧シリンダ５２を、固定側カッター
スポーク３４の壁部と軸受けメタル５０と軸受けブッシ
ュ５１とで形成したので、環状油圧シリンダ５２の構造
が簡単化し、小型化可能となる。所定隙間Ｓをガイド穴
３８ａと可動スポーク３５の外周面間に形成したので、
可動スポーク３５が変形した場合でも可動スポーク３５
がそのガイド穴３８ａを通過でき、可動スポーク３５の
大部分を固定側カッタースポーク３４の内部に収納でき
る。

【００４３】次に、本実施形態を部分的に変更した変更
形態について説明する。 １）本実施形態は、地中接合型の第１，第２シールド掘
進機１，２のカッターディスク４のカッタースポーク１
２に設ける伸縮スポーク装置に本発明を適用した例につ
いて説明したが、その他種々のシールド掘進機のカッタ
ーディスクのカッタースポークの伸縮スポーク装置に本
発明を適用することもできる。 ２）軸受けメタルは、周方向に複数分割されていればよ
く、２分割に限定されず３分割以上に分割されていても
よい。 ３）可動スポーク３５が変形している場合には、可動ス
ポーク３５を縮径側により収納し易くするため、油圧シ
リンダ３６の油圧を高める場合もある。その他、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態に種々の変更
を付加した形態で実施することも可能である。

【００４４】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、固定側カッ
タースポークに移動可能に装着された可動スポークと、
この可動スポークと、固定側カッタースポークに可動ス
ポークを支承する軸受け構造とを備え、この軸受け構造
が、軸受けメタルと軸受けブッシュと環状油圧シリンダ
とを有し、可動スポークを支承する軸受けメタルが、周
方向に複数分割されているので、可動スポークが変形し
た場合には、環状油圧シリンダで軸受けブッシュをカッ
ターディスクの中心側へ移動させ、軸受けメタルを径拡
大側へ移動させ、可動スポークを縮径側に確実に切換え
て、カッタースポークを確実に縮径状態に切換えること
ができる。

【００４５】可動スポークの変形防止の為に固定側カッ
タースポークや可動スポークの剛性を高める必要がない
ため、カッタースポークを軽量化し、カッターディスク
駆動用の油圧モータが大型化するのを防止でき、カッタ
ーディスクの製作費が高価にるのを防止できる。また、
環状油圧シリンダを、固定側カッタースポークの壁部と
軸受けメタルと軸受けブッシュとで形成したので、環状
油圧シリンダの構造を簡単化し、小型化することができ
る。

【００４６】請求項２の発明によれば、軸受けメタル
が、カッターディスクの中心側に向かって壁厚が低減す
るテーパ状に形成されたので、軸受けブッシュをカッタ
ーディスクの中心側へ移動させ易くなる。その他請求項
１と同様の効果を奏する。

【００４７】請求項３の発明によれば、軸受けブッシュ
が、カッターディスクの中心側に向かって壁厚が増加す
るテーパ状に形成されたので、可動スポークが変形して
いない場合、軸受けブッシュと軸受けメタルとを強固に
嵌合させ円筒状にした状態でもって可動スポークを強固
に支承することができる。その他請求項２と同様の効果
を奏する。

【００４８】

【００４９】請求項４の発明によれば、ガイド穴と可動
スポークの外周面間に所定隙間を形成したので、可動ス
ポークが変形した場合でも、変形した可動スポークがこ
のガイド穴を確実に通過でき、可動スポークを縮径側へ
駆動できる。その他請求項１〜３の何れか１項と同様の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る第１，第２シールド掘
進機（地中接合直前状態）の断面図である。

【図２】第１，第２シールド掘進機（地中接合開始状
態）の断面図である。

【図３】第１，第２シールド掘進機（地中接合状態）の
断面図である。

【図４】カッタースポーク（拡径状態）の縦断面図であ
る。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】カッタースポーク（縮径状態）の縦断面図であ
る。

【図７】図４のカッタースポークの要部拡大図である。

【図８】図５のカッタースポークの要部拡大図である。

【図９】図６のカッタースポークの要部拡大図である。

【図１０】可動スポークの回り止め機構を示す図２のＸ
−Ｘ線断面図である。

【図１１】軸受けメタルの断面図である。

【図１２】環状油圧シリンダを作動させて軸受けブッシ
ュを移動させた状態の図８相当図である。

【図１３】図１２の環状油圧シリンダの要部拡大図であ
る。

【図１４】軸受けブッシュの移動後のカッタースポーク
（縮径状態）を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 第１シールド掘進機 ２ 第２シールド掘進機 ４ カッターディスク １２ カッタースポーク ２３ 伸縮スポーク装置 ３４ 固定側カッタースポーク ３５ 可動スポーク ３６ 油圧シリンダ ３７ 軸受け構造 ３８ａ ガイド穴 ５０ 軸受けメタル ５１ 軸受けブッシュ ５２ 環状油圧シリンダ Ｓ 所定隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−7494（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−193326（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−108013（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−122197（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/08 E21D 9/06 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッターディスクのカッタースポークを
   拡径状態と縮径状態とに切換え可能にするシールド掘進
   機用伸縮スポーク装置において、 前記カッターディスクの半径方向に移動可能にカッター
   スポークの固定側カッタースポークに装着される可動ス
   ポークと、 前記可動スポークを進退駆動する為の油圧シリンダと、 前記固定側カッタースポークに可動スポークを支承する
   軸受け構造とを備え、 前記軸受け構造が、周方向に複数分割され可動スポーク
   を支承する軸受けメタルと、この軸受けメタルを外側か
   ら支承する軸受けブッシュと、この軸受けブッシュをカ
   ッターディスクの中心側へ移動可能な環状油圧シリンダ
   とを備え、 前記環状油圧シリンダは、固定側カッタースポークの壁
   部と、軸受けメタルと、壁部と軸受けメタルとの間にカ
   ッターディスクの中心側へ移動可能に内嵌された軸受け
   ブッシュとで形成された ことを特徴とするシールド掘進
   機用伸縮スポーク装置。
2. 【請求項２】 前記軸受けメタルがカッターディスクの
   中心側へ向かって壁厚が低減するテーパ状に形成された
   ことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機用伸
   縮スポーク装置。
3. 【請求項３】 前記軸受けブッシュがカッターディスク
   の中心側へ向かって壁厚が増加するテーパ状に形成され
   たことを特徴とする請求項２に記載のシールド掘進機用
   伸縮スポーク装置。
4. 【請求項４】 前記固定側カッタースポークの半径方向
   外端部の壁部に、可動スポークが挿通するガイド穴が形
   成され、このガイド穴と可動スポークの外周面間に所定
   隙間を形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか
   １項に記載のシールド掘進機用伸縮スポーク装置。