特許 6869762 シールド掘進機の旋回ケーブルベア構造

(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】6869762

(24)【登録日】2021年4月16日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】シールド掘進機の旋回ケーブルベア構造

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/40 20060101AFI20210426BHJP

   E21D 9/06 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/40 B

   E21D9/06 302Z

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-53399(P2017-53399)

(22)【出願日】2017年3月17日

(65)【公開番号】特開2018-155038(P2018-155038A)

(43)【公開日】2018年10月4日

【審査請求日】2020年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗山 健一

(72)【発明者】

【氏名】山下 達也

(72)【発明者】

【氏名】大辻 恭平

(72)【発明者】

【氏名】保土田 亮

(72)【発明者】

【氏名】額 周平

(72)【発明者】

【氏名】中澤 理史

【審査官】 深田 高義

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０４−１３４５９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−０５３３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１４４７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４５４８４４３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １１／４０

Ｅ２１Ｄ ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周側部分と外周側部分とが折り返し部によって連結され、前記内周側部分と前記外周側部分の一方の末端である可動端がエレクタ装置の旋回リングに固定され、前記内周側部分と前記外周側部分の他方の末端である静止端が掘進機本体に固定された中空の旋回ケーブルベア（ケーブルベア：登録商標）と、
前記旋回ケーブルベア内に前記旋回リングの径方向に少なくとも２段で配索された複数本のケーブルと、
前記可動端と前記静止端の少なくとも一方付近に設けられた、前記複数本のケーブルのうちの各段のケーブルを他の段のケーブルに対して相対的にスライドし得るように支持する支持機構と、
を備える、シールド掘進機の旋回ケーブルベア構造。

【請求項2】

前記支持機構は、前記複数本のケーブルを収容する複数の管と、前記複数の管がそれぞれ挿通される複数のガイド穴を有するブロックと、前記複数の管を前記ブロックに対して当該管の軸方向の両側に付勢する複数のスプリングと、を含む、請求項１に記載のシールド掘進機の旋回ケーブルベア構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールド掘進機の旋回ケーブルベア構造に関する（ケーブルベア：登録商標）。

【背景技術】

【0002】

シールド掘進機では、掘進機本体に旋回可能に取り付けられたエレクタ装置によってセグメントがトンネル壁面の所定位置に組み付けられる。このようなシールド掘進機には、掘進機本体とエレクタ装置との間に旋回ケーブルベアが設けられたものもある。旋回ケーブルベア内には、エレクタ装置の先端側に繋がる油圧ホースや電気ケーブルなどの複数本のケーブルが配索される。旋回ケーブルベアは、折り返し部によって互いに連結された円弧状の内周側部分および外周側部分を有し、それらの長さがエレクタ装置の旋回に伴って変化するものである。

【0003】

例えば、特許文献１には、旋回ケーブルベアの一端（外周側部分の末端）がエレクタ装置の旋回リングに固定され、他端（内周側部分の末端）が掘進機本体に固定された旋回ケーブルベア構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−２３８２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記のような旋回ケーブルベア構造では、一般的に、旋回ケーブルベアの両端付近では、ケーブルベア内に配索された複数本のケーブルがクランプによって固定される。通常、旋回ケーブル内には、複数本のケーブルが一段の横並びで配索される。

【0006】

近年では、トンネル口径の大型化や電気機器に対する防爆仕様等の観点から、旋回ケーブルベア内に配索されるケーブルの本数や太さが増加することがある。この場合、旋回ケーブルベア内に複数本のケーブルを旋回リングの径方向に少なくとも２段で配索することが考えられる。

【0007】

このような場合には、旋回ケーブルベアの折り返し部において径方向内側に位置するケーブル（折り返し部での曲率半径が小さいもの）と、折り返し部において径方向外側に位置するケーブル（折り返し部での曲率半径が大きいもの）とで、必要な長さが異なる。このため、旋回ケーブルベアの両端付近でケーブルをクランプによって固定すると、エレクタ装置が旋回したときに、内側のケーブルと外側のケーブルのどちらかが無理に引っ張られるおそれがある。

【0008】

そこで、本発明は、旋回ケーブルベア内に旋回リングの径方向に少なくとも２段で配索される複数本のケーブルに対する無理な引っ張りを防止することができるシールド掘進機の旋回ケーブルベア構造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】

前記課題を解決するために、本発明のシールド掘進機の旋回ケーブルベア構造は、エレクタ装置の旋回リングに固定された可動端、および掘進機本体に固定された静止端を有する旋回ケーブルベアと、前記旋回ケーブルベア内に前記旋回リングの径方向に少なくとも２段で配索された複数本のケーブルと、前記可動端と前記静止端の少なくとも一方付近に設けられた、前記複数本のケーブルのうちの各段のケーブルを他の段のケーブルに対して相対的にスライドし得るように支持する支持機構と、を備える、ことを特徴とする。

【0010】

上記の構成によれば、エレクタ装置が旋回して内側のケーブルと外側のケーブルのどちらかが引っ張られようとしても、そのケーブルがスライドする。従って、ケーブルに対する無理な引っ張りを防止することができる。

【0011】

前記支持機構は、前記複数本のケーブルを収容する複数の管と、前記複数の管がそれぞれ挿通される複数のガイド穴を有するブロックと、前記複数の管を前記ブロックに対して当該管の軸方向の両側に付勢する複数のスプリングと、を含んでもよい。この構成によれば、エレクタ装置が大きく旋回した状態から基準位置近くまで逆旋回したときに、スプリングの付勢力によって、ケーブルを両方向にスライド可能な中立状態に戻すことができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、旋回ケーブルベア内に旋回リングの径方向に少なくとも２段で配索される複数本のケーブルに対する無理な引っ張りを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る旋回ケーブルベア構造が採用されたシールド掘進機の断面図である。

【図2】図１のII−II線に沿って見た、旋回ケーブルベアおよび旋回リングの正面図である。

【図3】図２のIII−III線に沿った断面図である。

【図4】図２の状態からエレクタ装置が反時計回りに２１０度回転した状態を示す図である。

【図5】支持機構の平面図である。

【図6】支持機構の一部を断面で示した側面図である。

【図7】図６のVII−VII線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１に、本発明の一実施形態に係る旋回ケーブルベア構造が採用されたシールド掘進機１０を示す。シールド掘進機１０は、掘進機本体１とエレクタ装置２を含む。

【0015】

掘進機本体１は、カッターヘッド１１、前胴１２および後胴１３を含む。前胴１２および後胴１３の内側には、セグメント２５を押圧して掘進機本体１を前進させる複数のシールドジャッキ１４が配置されている。エレクタ装置２は、後胴１３の骨組１５に旋回可能に取り付けられている。

【0016】

エレクタ装置２は、セグメント２５をトンネル壁面の所定位置に組み付ける。エレクタ装置２は、後胴１３の内側にて後胴１３に沿って旋回可能に支持された旋回リング２１と、旋回リング２１に取り付けられ、セグメント２５をトンネル壁面の所定位置まで輸送する摺動部２６と、摺動部２６の先端に取り付けられ、セグメント２５を把持する把持部２７を有する。なお、旋回リング２１、摺動部２６および把持部２７は、作業者により操作される。図２に示すように、本実施形態では、旋回リング２１が、後胴１３の骨組１５に取り付けられた複数のローラ１６によって旋回可能に支持されている。ただし、旋回リング２１は、ターンテーブルベアリングによって旋回可能に支持されてもよい。

【0017】

旋回リング２１の内側には、旋回ケーブルベア３が配置されている。旋回ケーブルベア３は、互いに径方向で対向する円弧状の内周側部分および外周側部分を有している。内周側部分と外周側部分とは、折り返し部によって互いに連結されている。

【0018】

本実施形態では、旋回ケーブルベア３の外周側部分の末端が、旋回リング２１に固定された可動端３２であり、内周側部分の末端が、掘進機本体１に固定された静止端３１である。エレクタ装置２は、図２に示す位置を基準位置として、時計回りおよび反時計回りにそれぞれ所定角度（例えば、２１０度）まで旋回できるように構成されている。例えば、図４に、エレクタ装置２が反時計回りに２１０度旋回した状態を示す。ただし、旋回ケーブルベア３が旋回リング２１の外側に配置され、旋回ケーブルベア３の外周側部分の末端が掘進機本体１に固定された静止端、内周側部分の末端が旋回リング２１に固定された可動端であってもよい。

【0019】

より詳しくは、図３に示すように、旋回ケーブルベア３の外周側部分は、断面コ字状の外側ケーブルベア受け４３にガイドされ、内周側部分は、断面コ字状の内側ケーブルベア受け４１にガイドされる。本実施形態では、図２に示すように、外側ケーブルベア受け４３が２つのガイド片４４に分割され、内側ケーブルベア受け４１が３つのガイド片４２に分割されている。ただし、外側ケーブルベア受け４３は、３つ以上のガイド片４４に分割されてもよいし、単一の部材であってもよい。また、内側ケーブルベア受け４１は、２つまたは４つ以上のガイド片４２に分割されてもよいし、単一の部材であってもよい。

【0020】

外側ケーブルベア受け４３は、ブラケット４５を介して旋回リング２１に取り付けられている。一方、内側ケーブルベア受け４１は、図略のブラケットを介して後胴１３に取り付けられている。

【0021】

本実施形態では、旋回リング２１が、幅狭の外周板２２と、外周板２２よりも前方に突出する幅広の内周板２４と、それらを連結する一対の連結板２３とで構成され、旋回ケーブルベア３が前方に寄った位置に配置されている。ただし、旋回リング２１の構成および旋回ケーブルベア３の位置がこれに限定されるものでないことは言うまでもない。

【0022】

旋回ケーブルベア３内には、複数本（図例では４本）のケーブル６が旋回リング２１の径方向に少なくとも２段（本実施形態では２段）で配索されている。例えば、ケーブル６は、静止側（図略の電源部や油圧給排部など）から可動側（摺動部２６や把持部２７など）に繋がる油圧ホースや電気ケーブルである。ただし、ケーブル６は、これらに限定されるものではない。

【0023】

図２に示すように、本実施形態では、旋回ケーブルベア３の可動端３２および静止端３１の双方の付近に、支持機構５が設けられている。各支持機構５は、複数本のケーブル６のうちの各段のケーブル６を他の段のケーブル６に対して相対的にスライドし得るように支持する。本実施形態では、各支持機構５が、複数本のケーブル６を互いに相対的にスライドし得るように支持する。ただし、支持機構５が旋回ケーブルベア３の可動端３２と静止端３１のどちらか一方の付近にのみ設けられ、他方の付近には、複数本のケーブル６を互いに相対的にスライドし得ないように固定するクランプが設けられてもよい。

【0024】

各支持機構５は、図５〜図７に示すように、１つの直方体状のブロック８と、ブロック８を貫通する、ケーブル６と同数の管７を含む。管７は、ケーブル６を個別に収容する。

【0025】

本実施形態では、各管７が、一対の半管７１に分割されている。半管７１の両端には、フランジ７２が設けられており、フランジ７２同士がボルトＢ２で締結されている。

【0026】

ブロック８は、ボルトＢ１によりケーブルベア受け（外側ケーブルベア受け４３または内側ケーブルベア受け４１）に直接的または間接的に固定されている。

【0027】

ブロック８には、管７がそれぞれ挿通される複数のガイド穴８ａが設けられている。本実施形態では、ガイド穴８ａが、マトリクス状に配置されている。ただし、ガイド穴８ａは、千鳥状に配置されてもよい。

【0028】

本実施形態では、ブロック８が、ガイド穴８ａの中心で、上下（旋回リング２１の径方向）に３つのブロック片８１〜８３に分割されている。ただし、ブロック８は単一の部材であってもよい。

【0029】

ブロック８の一方側および他方側のそれぞれには、ケーブル６と同数のスプリング９が配置されている。これらのスプリング９は、管７をブロック８に対して当該管７の軸方向の両側に付勢する。

【0030】

より詳しくは、スプリング９は、圧縮コイルスプリングであり、各管７の双方のフランジ７２とブロック８の間に介在している。

【0031】

以上説明したように、本実施形態の旋回ケーブルベア構造では、支持機構５の作用により、エレクタ装置２が旋回して内側のケーブル６（旋回ケーブルベア３の折り返し部での曲率半径が小さいもの）と外側のケーブル６（旋回ケーブルベア３の折り返し部での曲率半径が大きいもの）のどちらかが引っ張られようとしても、そのケーブル６がスライドする。従って、ケーブル６に対する無理な引っ張りを防止することができる。

【0032】

さらに、本実施形態では、支持機構５のブロック８の両側にスプリング９が配置されているので、エレクタ装置２が大きく旋回した状態から基準位置近くまで逆旋回したときに、スプリング９の付勢力によって、ケーブル６を両方向にスライド可能な中立状態に戻すことができる。

【0033】

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0034】

例えば、ブロック８は、管７と同数のブロック片に分割されてもよい。また、１つの管７が同じ段のケーブル６のうちのいくつかを収容することも可能である。

【符号の説明】

【0035】

１０ シールド掘進機
１ 掘進機本体
２ エレクタ装置
２１ 旋回リング
３ 旋回ケーブルベア
３１ 静止端
３２ 可動端
５ 支持機構
６ ケーブル
７ 管
８ ブロック
８ａ ガイド穴
９ スプリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】