特許 6274920 スプレッダー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6274920

(24)【登録日】2018年1月19日

(45)【発行日】2018年2月7日

(54)【発明の名称】スプレッダー

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20180129BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 302G

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-48266(P2014-48266)

(22)【出願日】2014年3月12日

(65)【公開番号】特開2015-172293(P2015-172293A)

(43)【公開日】2015年10月1日

【審査請求日】2016年12月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】507157676

【氏名又は名称】株式会社クボタ工建

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】特許業務法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松本 真浩

【審査官】 亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２０３１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０５７９９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実公昭４４−０２６６０４（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 米国特許第０２１３９５６３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０６７９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４５−０１２８０１（ＪＰ，Ｙ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ９／０４−９／１２

Ｅ２１Ｄ １１／００−１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００−２３／２６

Ｅ０２Ｄ ７／００−１３／１０

Ｅ０４Ｇ ９／００−２５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シールド掘進機のシールドジャッキの先に設けられてセグメントを押すスプレッダーであって、
セグメントに当接する当接面が円弧状の押圧板に形成され、
押圧板は、シールドジャッキによって押される押圧部を、シールド掘進機の断面の周方向における押圧板の両端部間の中央部に有し、
当接面は、シールド掘進機の断面の周方向における押圧板の両端部から中央部の押圧部に近付く位置ほど、押圧方向とは反対方向へ後退しており、
セグメントを押す際、押圧板はセグメントに当接した当接面が平坦になるまで変形して、シールドジャッキの推力がシールド掘進機の断面の周方向における押圧板の中央部から両端部まで均等に当接面に分布することを特徴とするスプレッダー。

【請求項2】

当接面は、シールド掘進機の断面の周方向における押圧板の両端部から中央部の押圧部に近付く位置ほど、押圧方向とは反対方向へ傾斜又は湾曲して後退していることを特徴とする請求項１記載のスプレッダー。

【請求項3】

当接面は、シールド掘進機の断面の周方向における押圧板の両端部から中央部に近付く位置ほど、押圧方向とは反対方向へ傾斜又は湾曲し、
押圧部はシールド掘進機の断面の周方向における押圧板の中央部に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスプレッダー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールド掘進機のシールドジャッキの先に設けられてセグメントを押すスプレッダーに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、図９，図１０に示すように、シールド掘進機のシールドジャッキ１０２のピストンロッド１０３の先端部には、偏芯金具１０４を介して、スプレッダー１０５が設けられている。スプレッダー１０５は、円弧状の押圧板１０６と、押圧板１０６に溶接された補強部材１０７とを有している。押圧板１０６には、セグメント１０８に当接する当接面１０９が形成されている。また、シールドジャッキ１０２によって押される押圧部１１０が押圧板１０６の周方向Ａにおける中央部に位置している。

【0003】

また、セグメント１０８は、シールドジャッキ１０２の軸心方向から見て円弧状の部材であり、複数の補強材１１１ａ〜１１１ｄを有している。
これによると、シールドジャッキ１０２のピストンロッド１０３を後方へ伸ばすことにより、スプレッダー１０５の当接面１０９が、トンネル内で組み立てられて固定されたセグメント１０８に当接し、セグメント１０８を押す。このときの反力によってシールド掘進機が前進する。

【0004】

尚、このようなスプレッダー１０５については、例えば下記特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２４３２０９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら上記の従来形式では、スプレッダー１０５の当接面１０９は平坦に形成されており、図１０に示すように、スプレッダー１０５でセグメント１０８を押している際、シールドジャッキ１０２の推力Ｆは、押圧板１０６の両端部まで均等に分布せず、主に押圧部１１０からセグメント１０８に作用する。このため、セグメント１０８の周方向Ａにおける中央部分Ｂに応力が集中し、例えば４本の補強材１１１ａ〜１１１ｄのうち、中央部分Ｂにある２本の補強材１１１ｂ，１１１ｃに、両端部の２本の補強材１１１ａ，１１１ｄよりも過大な応力が発生し、これら中央部分Ｂの補強材１１１ｂ，１１１ｃの強度が不足するといった問題がある。

【0007】

さらには、補強部材１０７を押圧板１０６に溶接するため、押圧板１０６が反り返り、図９の仮想線で示すように、当接面１０９は中央部分Ｂが両端部よりも押圧方向Ｃに張り出した形状に変形することがある。当接面１０９にこのような変形が発生した場合、応力がより一段とセグメント１０８の中央部分Ｂに集中してしまうといった問題がある。

【0008】

本発明は、シールドジャッキの推力を均等に分布させてセグメントに応力が集中するのを防止することが可能なスプレッダーを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本第１発明は、シールド掘進機のシールドジャッキの先に設けられてセグメントを押すスプレッダーであって、
セグメントに当接する当接面が円弧状の押圧板に形成され、
押圧板は、シールドジャッキによって押される押圧部を、シールド掘進機の断面の周方向における押圧板の両端部間の中央部に有し、
当接面は、シールド掘進機の断面の周方向における押圧板の両端部から中央部の押圧部に近付く位置ほど、押圧方向とは反対方向へ後退しており、
セグメントを押す際、押圧板はセグメントに当接した当接面が平坦になるまで変形して、シールドジャッキの推力がシールド掘進機の断面の周方向における押圧板の中央部から両端部まで均等に当接面に分布するものである。

【0010】

これによると、シールドジャッキのピストンロッドを伸ばして、スプレッダーの当接面を、トンネル内で組み立てられて固定されたセグメントに当接させ、セグメントを押す。このときの反力によってシールド掘進機が前進する。

【0011】

スプレッダーの当接面は両端部から押圧部に近付く位置ほど押圧方向とは反対方向へ後退しているため、上記のようにスプレッダーでセグメントを押している際、スプレッダーは当接面が平坦になるまで僅かに変形し、シールドジャッキの推力がスプレッダーの当接面の中央部から両端部までほぼ均等に分布する。これにより、セグメントに応力が集中するのを防止することができる。

【0012】

本第２発明におけるスプレッダーは、当接面は、シールド掘進機の断面の周方向における押圧板の両端部から中央部の押圧部に近付く位置ほど、押圧方向とは反対方向へ傾斜又は湾曲して後退しているものである。
本第３発明におけるスプレッダーは、当接面は、シールド掘進機の断面の周方向における押圧板の両端部から中央部に近付く位置ほど、押圧方向とは反対方向へ傾斜又は湾曲し、
押圧部はシールド掘進機の断面の周方向における押圧板の中央部に位置するものである。

【0013】

これによると、スプレッダーの当接面は両端部から中央部に近付く位置ほど押圧方向とは反対方向へ傾斜又は湾曲しているため、スプレッダーでセグメントを押している際、スプレッダーは当接面が平坦になるまで僅かに変形し、シールドジャッキの推力がスプレッダーの当接面の中央部から両端部までほぼ均等に分布する。これにより、セグメントに応力が集中するのを防止することができる。

【発明の効果】

【0014】

以上のように本発明によると、スプレッダーでセグメントを押している際、シールドジャッキの推力がスプレッダーの当接面の中央部から両端部までほぼ均等に分布するため、セグメントに応力が集中するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施の形態におけるスプレッダーを有するシールド掘進機の断面図である。

【図2】同、複数のセグメントを円環状に接合した図である。

【図3】同、セグメントの斜視図である。

【図4】同、複数のスプレッダーで円環状に接合されたセグメントを押している図である。

【図5】同、スプレッダーでセグメントを押している様子を示す側面図である。

【図6】図５におけるＸ−Ｘ矢視図である。

【図7】同、スプレッダーを鞘管の径方向から見た図である。

【図8】本発明の第２の実施の形態におけるスプレッダーを鞘管の径方向から見た図である。

【図9】従来のスプレッダーを鞘管の径方向から見た図である。

【図10】同、スプレッダーでセグメントを押している様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は非開削工法等において使用されるシールド掘進機である。非開削工法では、シールド掘進機１を用いてトンネル２を掘削するとともに、トンネル２内に搬送された複数のセグメント３をシールド掘進機１の後方で円筒状に組み立てて鞘管４を形成している。尚、図２に示すように、鞘管４はトンネル２の周壁をなすものである。

【0017】

図２，図３に示すように、セグメント３は、円弧状に湾曲した外板部８と、一対の主桁９と、一対の継手板１０と、アングル状の複数の補強材１１とを有している。主桁９は、内フランジ形状を有し、鞘管４の長さ方向Ｄにおける外板部８の両端部に、内側へ突出して設けられている。主桁９は、ボルト、ナット等の連結部材を用いて、複数のセグメント３同士を鞘管４の長さ方向Ｄにおいて接続するためのものである。

【0018】

継手板１０は、鞘管４の周方向Ａにおける外板部８の両側端部に、内側へ突出して設けられている。継手板１０は、ボルト、ナット等の連結部材を用いて、複数のセグメント３同士を鞘管４の周方向Ａにおいて接続するためのものである。

【0019】

図１に示すように、シールド掘進機１は、カッタービット（図示省略）、円筒状のスキンプレート１５、シールド掘進機１の推進力を発生させるシールドジャッキ装置１６等を有している。

【0020】

シールドジャッキ装置１６は、シールド掘進機１のスキンプレート１５内の後部に、周方向Ａにおいて所定角度おきに複数台（例えば図４では９０°おきに４台）配置されている。図４〜図７に示すように、各シールドジャッキ装置１６は、シールドジャッキ１７と、シールドジャッキ１７から受ける集中荷重を分散させてセグメント３を押すスプレッダー１８と、偏芯部材１９とを有している。スプレッダー１８は、シールドジャッキ１７の軸心方向から見て円弧状の部材であり、偏芯部材１９を介してシールドジャッキ１７のピストンロッド２０の先端部に設けられている。

【0021】

偏芯部材１９は、ピストンロッド２０の先端部に取り付けられた球面継手であり、先端が球面状の突軸部２１を有している。
スプレッダー１８は、円弧状の押圧板２７と、押圧板２７の周方向Ａにおける中央部に設けられた胴部２８と、押圧板２７に設けられた補強部材２９とを有している。胴部２８には係合孔３０が形成され、偏芯金具２２の突軸部２５が胴部２８の係合孔３０に嵌め込まれ、ボルト３１によって突軸部２５と胴部２８とが相対揺動自在に連結されている。

【0022】

偏芯部材１９を介してシールドジャッキ１７によって押される押圧部３３が押圧板２７の周方向Ａにおける中央部に位置している。また、押圧板２７には、セグメント３の主桁９に対して当接離間自在な当接面３４が形成されている。当接面３４は、押圧板２７の周方向Ａにおける両端部３４ａから中央部３４ｂ（押圧部３３）に近付く位置ほど、押圧方向Ｃとは反対方向へ緩やかに傾斜して後退するＶ形状に形成されている。

【0023】

以下、上記構成における作用を説明する。
図１，図２に示すように、シールド掘進機１を用いてトンネル２を掘削するとともに、トンネル２内に搬送された複数のセグメント３をシールド掘進機１の後方で円筒状に組み立てて鞘管４を形成している。この際、図５，図６に示すように、シールドジャッキ１７のピストンロッド２０を後方へ伸ばして、スプレッダー１８の当接面３４を、トンネル２内で組み立てられて固定されたセグメント３の主桁９に当接させ、セグメント３を押す。このときの反力によってシールド掘進機１が前進する。

【0024】

図７に示すように、スプレッダー１８の当接面３４は両端部３４ａから中央部３４ｂに近付く位置ほど押圧方向Ｃとは反対方向へ緩やかに傾斜しているため、上記のようにスプレッダー１８でセグメント３を押す際、図６に示すように、先ず、当接面３４の両端部３４ａがセグメント３に当接し、その後、当接面３４の中央部３４ｂがセグメント３に当接し、スプレッダー１８の押圧板２７は当接面３４が平坦になるまで僅かに変形し、シールドジャッキ１７の推力Ｆがスプレッダー１８の当接面３４の中央部３４ｂから両端部３４ａまでほぼ均等に分布する。これにより、セグメント３に応力が集中するのを防止することができ、セグメント３の各補強材１１に発生する応力が均等になり、いずれかの補強材１１に過大な応力が発生して補強材１１の強度が不足するのを防止することができる。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、図８に示すように、スプレッダー１８の当接面３４は、両端部３４ａから中央部３４ｂに近付く位置ほど、押圧方向Ｃとは反対方向へ緩やかに円弧状に湾曲して後退している。

【0025】

これによると、上記第１の実施の形態と同様の作用および効果が得られる。
上記実施の形態では、シールド掘進機１にシールドジャッキ装置１６を４台設けているが、４台に限定されるものではなく、それ以外の複数台設けてもよい。

【符号の説明】

【0026】

１ シールド掘進機
３ セグメント
１７ シールドジャッキ
１８ スプレッダー
２７ 押圧板
３３ 押圧部
３４ 当接面
３４ａ 当接面の端部
３４ｂ 当接面の中央部
Ａ 周方向
Ｃ 押圧方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】