JP2003328683A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で、機長も長くならず、安定した
掘削性能と排土性能を維持できる矩形断面トンネル掘削
用のシールド掘進機を提供する。 【解決手段】 チャンバー３内の４つのコーナー部に４
組のスクリューカッター６を夫々設け、各スクリューカ
ッター６をカッター駆動機構８により回転駆動して、カ
ッターディスク５で未掘削のトンネルの４つのコーナー
部を掘削し、矩形断面のトンネルを掘削する。スクリュ
ーカッター６のドラム部材の周面部の吐出口から加泥剤
を吐出して掘削土の流動性を高め、スクリューカッター
６の回転によって掘削土をチャンバー３の左右方向の中
心側へ輸送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は矩形断面のトンネ
ルを掘削するためのシールド掘進機に関し、特に４隅部
を掘削する４組のスクリューカッターを装備したものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】 シールド掘進機は、地下鉄トンネル、
種々のシールド坑（上水道、下水道、共同溝、ケーブル
用トンネル等）を掘削するものである。通常のシールド
掘進機は、胴部材、その前端側のカッターディスク、カ
ッターディスクの為の回転駆動機構、複数のシールドジ
ャッキ、排土設備、トンネル内面にセグメントを覆工す
るエレクタなどを有し、シールドジャッキの推進力で推
進しながら、カッターディスクを回転駆動して切羽を掘
削し、１リング分の掘削毎にトンネル内面に１リング分
のセクメントを覆工するのを繰り返してトンネルを掘削
する。

【０００３】しかし、円形断面のトンネルでは、無駄な
スペースを掘削する場合が多く、掘削排土の土量も多く
なり、不経済であることから、最近では、矩形断面のト
ンネルを掘削する場合も少なくない。しかし、通常のシ
ールド掘進機では、円形のカッターディスクを回転駆動
してトンネルを掘削する関係上、シールド掘進機により
矩形断面のトンネルを掘削する為には矩形断面の４隅部
を掘削する為の種々の対策が必要である。

【０００４】特開２０００−１９２７８４号公報、特開
平１０−１４０９７９号公報には、カッターディスクの
カッタースポークに余掘り用カッターやオーバカッター
を設け、余掘り用カッターやオーバカッターを伸縮させ
て矩形断面トンネルの４隅部を掘削するシールド掘進機
と、隣接するカッタースポーク間にリンク状のリンクカ
ッターを設け、このリンクカッターにより矩形断面トン
ネルの４隅部を掘削するシールド掘進機とが記載されて
いる。矩形断面トンネルの４隅部を掘削する為に、余掘
り用カッターやオーバカッターの伸縮量を大きくする
と、剛性と強度確保のためにそれらを大型化する必要が
あり、シールド掘進機の製造コストが高くなる。

【０００５】特開平４−２７７２９５号公報には、中央
部の第１カッタードラム、この第１カッタードラムの左
右両側に軸心を傾斜させて配置した１対の第２カッター
ドラム、これらのカッタードラムを上下揺動可能に支持
するスイングアームを備え、油圧シリンダによりスイン
グアームを上下揺動させることで、３つのカッタードラ
ムを上下揺動させて矩形断面トンネルを掘削するように
したシールド掘進機が提案されている。

【０００６】このシールド掘進機ではカッタードラムを
上下揺動させる為のスイングアームを含む上下揺動機構
が複雑になり、第２カッタードラムを駆動する駆動機構
も複雑化し、スイングアームが揺動するスペースのため
シールド掘進機の機長が長くなる。このシールド掘進機
では排土効率を向上させるために、スイングアームで掘
削した泥土を攪拌するが、攪拌する程度では排土性能を
高めることが難しく、矩形断面の隅にある泥土が抵抗と
なり、掘削スピードを高めるのが難しい。

【０００７】特開平８−２７０３８５号公報には、複数
の円形のカッターディスクと、これら円形のカッターデ
ィスクで掘削不可能な領域を掘削するための複数のロー
ラカッターを備えたシールド掘進機が記載されている。
しかし、掘削した泥土がローラカッターの表面に堆積し
やすいため、掘削速度を高めるのが難しい。

【０００８】特開平２−２１３５９４号公報には、円形
のカッターディスクと、矩形断面の４辺を掘削する４組
のローラカッターを装備したシールド掘進機や、円形の
カッターディスクと、矩形断面の２辺を掘削する２組の
ローラカッターを装備したシールド掘進機が記載されて
いる。前記のローラカッターはカッターディスクの背部
に配設されており、掘削土を泥水化して排出する排泥設
備が採用されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】 特開平２−２１３５
９４号公報のシールド掘進機では、複数のローラカッタ
ーの各々が矩形の１辺の全長に亘る長さに形成されて、
円形カッターの後側の掘削不要の領域を掘削するような
構成となっているため、ローラカッターが大型化し、そ
の回転駆動手段も大型化する。各ローラカッターの円筒
状の周面に小径ロッドのような多数のカッターチップを
固定してあるため、土質が粘度性の高い泥土の場合、ロ
ーラカッターの全周面に泥土が付着して掘削性能が低下
しやすく、付着した泥土によりローラーカッターの重量
が非常に大きくなるためその回転駆動手段を大型化する
必要がある。

【００１０】また、ローラカッターで掘削した泥土を排
泥設備の吸入口の方へ輸送する機構がないため、泥土が
ローラカッターの付近に残留しやすく、そのため掘削抵
抗が増大しやすく、掘削性能が低下する。本発明の目的
は、矩形断面トンネル掘進用のシールド掘進機におい
て、小型の回転駆動手段で安定した掘削能力を維持し、
トンネル内に泥土が残留しにくいシールド掘進機を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】 請求項１のシールド掘
進機は、矩形断面の胴部材と、カッターディスクと、カ
ッターディスクを回転駆動する回転駆動手段と、カッタ
ーディスクの後側に形成されるチャンバーを仕切る隔壁
とを備え、矩形断面のトンネルを掘削するシールド掘進
機において、前記チャンバー内の４つのコーナー部に４
組のスクリューカッターを夫々設け、４組のスクリュー
カッターを夫々回転駆動する４組のカッター駆動手段を
設けたことを特徴とするものである。

【００１２】このシールド掘進機においては、チャンバ
ーの前方のカッターディスクで切羽を円形断面に掘削
し、その直後にはチャンバーに設けた４組のスクリュー
カッターにより、カッターディスクで掘削できないトン
ネルの４つのコーナー部を掘削し、矩形断面のトンネル
を掘削する。このシールド掘進機では、胴部材が矩形断
面であるためチャンバーも矩形断面である。

【００１３】この矩形断面のチャンバーの４つのコーナ
ー部にスクリューカッターを設けたので、スクリューカ
ッターの小型化とカッター駆動手段の小型化を達成で
き、シールド掘進機の機長も殆ど増大することがない。
しかも、スクリューカッターはその軸心方向へ泥土を輸
送する機能を持っているため、スクリューカッターの回
転方向を適切に設定することで、泥土をチャンバーの中
心側へ輸送することが可能となり、排土性能を高めて、
掘削性能を高めることが可能となる。

【００１４】請求項２のシールド掘進機は、請求項１の
発明において、前記スクリューカッターの回転方向は、
前記スクリュー部材の回転により掘削された泥土をチャ
ンバーの左右方向の中心側へ輸送するように設定された
ことを特徴とするものである。スクリューカッターの回
転方向を、掘削した泥土がチャンバーの左右方向の中心
側に輸送するように設定することで、矩形断面の周辺部
で掘削された泥土もチャンバーの中心側へ輸送されて排
土性能が向上し、チャンバー内の残留泥土が減少するた
めシールド掘進機への抵抗が減少して掘削性能が向上す
る。

【００１５】請求項３のシールド掘進機は、請求項２の
発明において、前記スクリューカッターは、ドラム部材
と、このドラム部材の外周に固着されたスクリュー部材
と、このスクリュー部材の外周部に所定間隔おきに固定
された複数のカッターチップとを有することを特徴とす
るものである。掘削した泥土がスクリュー部材の隙間に
入り込んだ場合でも、その泥土が回転するスクリュー部
材によりチャンバーの左右方向の中心側に輸送される。

【００１６】請求項４のシールド掘進機は、請求項１〜
３の何れかの発明において、前記ドラム部材の途中部の
分断部にドラム部材を回転自在に支持する軸受部を設
け、この軸受部を前記隔壁に支持する第１支持部材を設
けたことを特徴とするものである。第１支持部材によっ
てスクリューカッターのドラム部材の外側端部を支持す
る場合には第１支持部材がコーナー部に位置するため、
コーナー部を完全には掘削できないが、第１支持部材に
よってスクリューカッターのドラム部材の途中部に設け
られた軸受部を支持することで矩形断面のコーナー部を
確実に掘削することができる。

【００１７】請求項５のシールド掘進機は、請求項４の
発明において、前記カッター駆動手段は、ドラム部材の
一端側部分に相対回転自在に挿入され且つ前記隔壁に第
２支持部材にて連結固定されたモータケースと、このモ
ータケース内に装備された駆動モータを備えたことを特
徴とするものである。駆動モータをモータケース内に装
備しているので、スクリューカッターをコンパクトに
し、且つ、駆動モータを泥土から保護することができ
る。

【００１８】請求項６のシールド掘進機は、請求項４又
は５の発明において、前記第１支持部材と軸受部との内
部に形成した液体通路を介して、ドラム部材の周面部に
設けた１又は複数の吐出口に加泥剤を供給する加泥剤供
給手段を設けたことを特徴とするものである。それゆ
え、ドラム部材の周面部に設けた吐出口から加泥剤を吐
出して、ドラム部材周辺の泥土の流動性を高め、排土設
備による排土性能を高め、掘削性能を高めることができ
る。加泥剤は表面活性剤を含むものであるため、ドラム
部材に泥土が付着しにくくなるから、カッター駆動手段
の小型化を図ることもできる。

【００１９】請求項７のシールド掘進機は、請求項３〜
６の何れかの発明において、前記スクリューカッター
は、その軸心がカッターディスクと平行且つ水平向きに
なるように配設されたことを特徴とするものである。ス
クリューカッターを水平向きにすることで、スクリュー
カッターの回転方向を適切に設定することで、掘削土を
チャンバーの中心側へ輸送することができる。

【００２０】

【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。尚、シールド掘進機の掘
進方向に向って前後左右を前後左右として説明する。図
１、図２に示すように、シールド掘進機１は、断面が矩
形の胴部材２と、胴部材２の前端付近の内部に固定され
てチャンバー３の後端を仕切る隔壁４と、カッターディ
スク５と隔壁４の間に形成されたチャンバー３と、切羽
を掘削するカッターディスク５と、チャンバー３内の４
つのコーナー部に配設された４組のスクリューカッター
６と、カッターディスク５を回転駆動させるためのディ
スク回転駆動機構７と、４組のスクリューカッター６を
回転駆動させるカッター駆動機構８と、エレクタ９と、
チャンバー３内の泥土を排出するための排土設備１０
と、掘進推力を発生させる複数のシールドジャッキ１２
などを備えている。

【００２１】胴部材２はシールド掘進機１の上下左右の
側面を覆うように形成され、この胴部材２はトンネル断
面とほぼ同じ矩形断面の形状である。胴部材２の内周面
には内側へ突出するリングウェブ１１ａ、１１ｂが固定
されている。隔壁４はトンネル軸心と直交状に配設され
てチャンバー３の後端を仕切っている。隔壁４の中央に
はカッターディスク５を支持する主軸１３が貫通し、カ
ッターディスク５を回動可能に支持している。隔壁４に
は、排土設備１０の泥土吸入口１４が中央下部に開口し
ている。

【００２２】複数（例えば、１２本）のシールドジャッ
キ１２は、周方向適当間隔おきに後方向きに配設され、
各ジャッキ本体はリングウエブ１１ａに貫通固定され、
ロッド１５が後方に伸縮するように配設されている。各
シールドジャッキ１２のロッド１５の後端には偏心金具
１６が連結され、その偏心金具１６の半球凸部にはスプ
レッダー１７がピン連結されている。トンネル掘進の際
には、セグメント１８の前端に複数のスプレッダー１７
を当接させて反力を取り、複数のシールドジャッキ１２
で掘進推力を発生させ、その掘進推力を複数の伝達部材
１２ａを介して隔壁４と胴部材２に伝達する。

【００２３】エレクタ９は、周方向適当間隔おきに配設
された複数の支持ローラ１９に回動可能に支持されたエ
レクタフレーム２０、エレクタ本体２１、エレクタ回転
駆動モータ等を有し、シールド掘進機が１リング分掘削
する毎に１リング分のセグメント１８をトンネル内面に
覆工するのを、繰り返してトンネルを掘削していく。排
土設備１０は、チャンバー３内の泥土をスクリューコン
ベア２２とトンネル内に設置されたベルトコンベアによ
りトンネル外へ排出するものである。スクリューコンベ
ア２２はその内部に駆動モータで回転されるスパイラル
状のオーガ２３を有し、隔壁４の中央下部に形成された
泥土吸入口１４から先端部が突出したオーガ２３を回転
させてチャンバー３内の泥土を吸い上げて輸送し、開閉
ゲートを開いてトンネル内を後方に伸びるベルトコンベ
アに排出する。

【００２４】図１、２のように、カッターディスク５
は、隔壁４を貫通した主軸１３に支持され、カッターデ
ィスク５の中央部にはコアリング部２４が設けられ、そ
のコアリング部２４から４本のカッタースポーク２５が
半径方向へ延び、１つのカッタースポーク２５の先端部
には油圧シリンダにより伸縮可能なコピーカッター２６
が設けられ、４つのカッタースポーク２５の前端部には
多数のカッタービット２７が設けられている。各カッタ
ースポーク２５と隣接するカッタースポーク２５の途中
部同士は、カッタースポーク２５に対して４５度傾斜状
の補強部材２８で連結されて補強されている。

【００２５】ディスク回転駆動機構７は、隔壁４に固定
されたギヤケース２９と、主軸１３の後端に装備された
リングギヤと、複数のカッターディスク駆動モータ３０
などで構成され、複数の駆動モータ３０の出力軸先端の
ピニオンがリングギヤに噛合され、複数の駆動モータ３
０によりピニオン、リングギヤ、主軸１３を介してカッ
ターディスク５が回転駆動され、カッターディスク５に
より切羽が円形に掘削される。

【００２６】図２〜図８に示すように、４組のスクリュ
ーカッター６とカッター駆動機構８は、チャンバー３内
の４つのコーナー部に、軸心をカッターディスク５に平
行に且つ水平姿勢にして夫々配設されている。各スクリ
ューカッター６は、左右方向外側の第１ドラム部材３
３、内側の第２ドラム部材３４、第１ドラム部材３３と
第２ドラム部材３４の分断部にドラム部材３３、３４を
回転自在に支持する軸受部３６、ドラム部材３３、３４
の外周に固着されたスクリュー部材３７、スクリュー部
材３７の外周部に周方向に所定間隔おきに固定された複
数のカッターチップ６４などで構成されている。

【００２７】ドラム形状の第１ドラム部材３３の内部に
円形の連結板３８が固定され、第１ドラム部材３３の外
端部には、泥土が浸入するのを防ぐ塞ぎ板３９がボルト
で固定され、故障時には塞ぎ板３９を取り外し可能であ
る。連結板３８には、軸受部３６の連結軸４２がボルト
で連結され、連結板３８の中心部には加泥剤供給管４０
を貫通させる穴が形成されている。

【００２８】ドラム形状の第２ドラム部材３４の内側
（チャンバー３の中心側）の端部にはリング板部４６が
固定され、内周面にはリング板部４７ａ，４８ａが固定
されている。リング板部４８ａには連結板４８が取り付
けられており、連結板４８には連結軸４２がボルトで固
定されている。リング板部４７ａには、中心部にボスが
形成された回転伝達部材４７がボルトで取り付けられて
いる。リング板部４６は、第２ドラム部材３４の内側の
端部を枢支するモータケース４５で回転自在に支持さ
れ、モータケース４５に対して回転可能になっている。
リング板部４６の内周部にはシール４６ａが装着され、
泥土が第２ドラム部材３４に浸入するのを防止してい
る。

【００２９】カッター駆動機構８は、モータケース４
５、モータケース４５内に装備された油圧モータ４３
（駆動モータに相当する）、複数の油圧配管５１を有す
る。モータケース４５は、第２ドラム部材３４の一端側
部分に相対回転自在に挿入され且つ隔壁４から前方へ水
平に延びた第２支持部材３２により隔壁４に連結固定さ
れている。ドラム形状のモータケース４５の一端には塞
ぎ板５２がボルトで固定され、モータケース４５の他端
部にはモータケース４５内に配設された油圧モータ４３
が固定されている。尚、油圧モータ４３の代わりに、電
動モータを適用することも可能である。

【００３０】油圧配管５１は、隔壁４の前側に配置され
た油圧供給源から延び、隔壁４と第２支持部材３２内を
通ってモータケース４５内まで延び、油圧モータ４３に
接続されている。このように、油圧モータ４３をモータ
ケース４５内に収納するため、スクリューカッター６を
小型化し、油圧モータ４３を泥土から保護することがで
きる。油圧モータ４３の出力軸４９は、回転伝達部材４
７にスプライン結合されており、油圧モータ４３の回転
駆動力によってドラム部材３３、３４が回転駆動され
る。油圧モータ４３の回転方向つまりスクリューカッタ
ー６の回転方向は、図２に矢印で図示のように、スクリ
ュー部材３７の回転により、掘削された泥土をチャンバ
ー３の中心側へ輸送するように設定される。

【００３１】図３、図５に示すように、軸受部３６は、
サポートブロック５６と、両端部が連結板３８，４８に
ボルトで固定されてサポートブロック５６に回転可能に
支持された連結軸４２と、ボールベアリング５８ａ、５
８ｂ、サポートブロック５６両端部のフランジ板５９
ａ、５９ｂなどで構成されている。ボールベアリング５
８ａ、５８ｂのインナレースは、連結軸４２の段差と止
金具６５で固定されている。サポートブロック５６は、
隔壁４から前方へ延びた水平姿勢の第１支持部材３１で
隔壁４に連結固定されている。尚、フランジ板５９ａ、
５９ｂの内周面がシール部材６２で液密にシールされ、
ボールベアリング５８ａ、５８ｂを泥土から保護してい
る。

【００３２】前記のサポートブロック５６の前端部に
は、前方へ突出する貫入ビット５５が設けられ、この貫
入ビット５５の先端部にはチップ５５ａが固定されてい
る。この貫入ビット５５は、ドラム部材３３，３４の分
断部のために掘削されたなかった分断部の前方の切羽を
掘削する。第１支持部材３１の内部には加泥剤を供給す
る液体通路６１ａが形成され、サポートブロック５６に
も液体通路６１ａに連通する液体通路６１ｂが形成さ
れ、連結軸４２の内部にも、連結軸４２の外周環状溝６
１ｃと放射方向孔６１ｄを介して液体通路６１ａ，６１
ｂに連通した液体通路６１ｅが形成されている。外周環
状溝６１ｃの両側にはシール部材６０が装着されてい
る。

【００３３】スクリュー部材３７は、スクリューカッタ
ー６の分断部で２分割された螺旋状オーガであり、この
スクリュー部材３７の内周部が第１、第２ドラム部材３
３、３４の外周に固着されている。スクリュー部材３７
の外周部には、図７、８のような先端部に超硬チップ６
３を備えたカッターチップ６４が周方向に所定間隔（例
えば、９０°間隔）おきに設けられている。カッターチ
ップ６４を外周部に設けるので、掘削時に切羽とドラム
部材３３、３４間の距離が大きくとれ、ドラム部材３
３、３４への泥土の付着が少なくなる。スクリューカッ
ター６を、図２の矢印の方向に回転させるため、掘削さ
れた泥土をスクリュー部材３７によってチャンバー３の
左右方向の中心側に輸送することができ、スクリュー部
材３７の外周面に掘削土が継続的に残留することがな
い。

【００３４】加泥剤供給手段５０は、シールド掘進機１
の後方の後方台車に設けられた加泥剤供給部（ミキサ
ー、ポンプ、バルブ類を含む）、その加泥剤供給部から
隔壁４までの配管、この配管に接続された前記の液体通
路６１ａ〜６１ｅ、この液体通路６１ｅに接続された供
給管４０、第１ドラム部材３３の周面部に形成された吐
出口４１など有し、掘削中には吐出口４１から加泥剤を
吐出するように構成してある。加泥剤は表面活性剤を含
むもので、掘削土の流動化を促進し、スクリューカッタ
ー６と掘削土間の摩擦を小さくするものである。尚、第
２ドラム部材３４にも加泥剤の吐出口を形成することが
望ましい。

【００３５】以下に、本実施形態におけるシールド掘進
機１の作用について説明する。このシールド掘進機１で
矩形断面のトンネルを掘進する際には、カッターディス
ク５で切羽を円形に掘削し、その直後にチャンバー３内
の４つのコーナー部に設けられた４組のスクリューカッ
ター６でカッターディスク５で未掘削のトンネルの４つ
のコーナー部を掘削し矩形断面のトンネルを掘削してい
く。

【００３６】このシールド掘進機１は、チャンバー３内
の４つのコーナー部に４組の比較的小径で且つ軸方向長
さの小さなスクリューカッター６を備えているため、構
造が簡単で、シールド掘進機１の機長が格別長くなるこ
ともない。また、スクリューカッター６が小径で且つ軸
方向長さも小さいため、油圧モータ４３も小形のもので
よい。スクリューカッター６とスクリュー部材３７の回
転により、掘削土がチャンバー３の中心側へ確実に輸送
されるため、スクリューカッター６の付近に掘削土が残
留することがなく、チャンバー３の底部中心の泥土吸入
口１４の方へ輸送され確実に排出され、排土性能が向上
し、その結果トンネルを掘削する掘削性能も格段に向上
する。

【００３７】しかも、４組のスクリューカッター６のド
ラム部材３３，３４の分断部に軸受部３６を設け、左右
両端部までドラム部材３３を延ばしてあるため、トンネ
ルの左右の両端部を確実に掘削可能となった。スクリュ
ーカッター６のスクリュー部材３７の外周部にカッター
チップ６４を設けるため、切羽とドラム部材３３、３４
間の距離を大きくとり、ドラム部材３３、３４への泥土
の付着を防ぐこともできる。スクリューカッター６のド
ラム部材３３の吐出口４１から加泥剤を吐出するため、
ドラム部材３３、３４の周辺部の泥土の流動性を向上さ
せることができる。しかも、スクリューカッター６を水
平に装備したため、前記の輸送能力のため、ドラム部材
３３、３４に泥土が滞留しにくくなる。

【００３８】以下に、前記実施形態の一部を変更した変
更形態について説明する。 １）スクリューカッター６を配設する姿勢は、前記に限
定されるものではなく、例えば、上側の２組のスクリュ
ーカッター６は立向き姿勢に配置してもよい。この場
合、掘削土が下方へ落下しても、下側のスクリューカッ
ター６により泥土吸入口１４の方へ輸送されるため、排
土性能が低下することはなく。

【００３９】２）前記カッター駆動手段の駆動モータを
隔壁の前側に配置し、その駆動モータの回転駆動力をチ
ェーンとスプロケット、又はシャフトとギヤ機構等の伝
達手段を介してドラム部材３３，３４に伝達するように
構成してもよい。 ３）前記実施形態のカッターディスク５を２組装備し、
スクリューカッターを６組又は８組装備したシールド掘
進機にも本発明を同様に適用可能であるし、その他の正
面視の形状を有するシールド掘進機にも本発明を適用可
能である。尚、本発明は前記の実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を付加した形態で実施可能である。

【００４０】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、カッターデ
ィスクの後方の矩形断面のチャンバー内の４つのコーナ
ー部に設けられた４組のスクリューカッターにより、矩
形断面トンネルの４つのコーナー部を確実に掘削するこ
とができる。この矩形断面のチャンバーの４つのコーナ
ー部にスクリューカッターを設けたので、スクリューカ
ッターの小型化とカッター駆動手段の小型化を達成で
き、シールド掘進機の機長も殆ど増大することがない。
しかも、スクリューカッターはその軸心方向へ泥土を輸
送する機能を持っているため、スクリューカッターの回
転方向を適切に設定することで、泥土をチャンバーの中
心側へ輸送することが可能となり、排土性能を高めて、
掘削性能を高めることが可能となる。

【００４１】請求項２の発明によれば、スクリューカッ
ターの回転方向を、掘削した泥土がチャンバーの左右方
向の中心側に輸送するように設定することで、矩形断面
の周辺部で掘削された泥土もチャンバーの中心側へ輸送
されて排土性能が向上し、チャンバー内の残留泥土が減
少するためシールド掘進機への抵抗が減少して掘削性能
が向上する。

【００４２】請求項３の発明によれば、スクリューカッ
ターは、ドラム部材と、このドラム部材の外周に固着さ
れたスクリュー部材と、このスクリュー部材の外周部に
所定間隔おきに固定された複数のカッターチップとを有
するため、掘削した泥土がスクリュー部材の隙間に入り
込んだ場合でも、その泥土が回転するスクリュー部材に
よりチャンバーの左右方向の中心側に輸送されるから、
排土性能が高まり、掘削性能が高まる。

【００４３】請求項４の発明によれば、前記ドラム部材
の途中部の分断部にドラム部材を回転自在に支持する軸
受部を設け、この軸受部を前記隔壁に支持する第１支持
部材を設けた。第１支持部材によってスクリューカッタ
ーのドラム部材の外側端部を支持する場合には第１支持
部材がコーナー部に位置するため、コーナー部を完全に
は掘削できないが、第１支持部材によってスクリューカ
ッターのドラム部材の途中部に設けられた軸受部を支持
することで矩形断面のコーナー部を確実に掘削すること
ができる。

【００４４】請求項５の発明によれば、カッター駆動手
段は、ドラム部材の一端側部分に相対回転自在に挿入さ
れ且つ隔壁に第２支持部材にて連結固定されたモータケ
ースと、このモータケース内に装備された駆動モータを
備えているため、スクリューカッターとカッター駆動手
段をコンパクトにし、駆動モータを泥土から保護するこ
とができる。

【００４５】請求項６の発明によれば、第１支持部材と
軸受部との内部に形成した液体通路を介して、ドラム部
材の周面部に設けた１又は複数の吐出口に加泥剤を供給
する加泥剤供給手段を設けたため、ドラム部材の周面部
に設けた吐出口から加泥剤を吐出して、ドラム部材周辺
の泥土の流動性を高め、排土設備による排土性能を高
め、掘削性能を高めることができる。加泥剤は表面活性
剤を含むものであるため、ドラム部材に泥土が付着しに
くくなるから、カッター駆動手段の小型化を図ることも
できる。

【００４６】請求項７の発明によれば、スクリューカッ
ターは、その軸心がカッターディスクと平行且つ水平向
きになるように配設することで、スクリューカッターの
回転方向を適切に設定することで、掘削土をチャンバー
の中心側へ輸送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の縦断
面図である。

【図２】シールド掘進機の正面図である。

【図３】スクリューカッターの拡大横断面図である。

【図４】スクリューカッターの拡大平面図である。

【図５】スクリューカッターのサポートヘッドの拡大横
断面図である。

【図６】図４のVI−VI線断面図である。

【図７】スクリュー部材とカッターチップの平面図であ
る。

【図８】スクリュー部材とカッターチップの要部側面図
である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ２ 胴部材 ３ チャンバー ４ 隔壁 ５ カッターディスク ６ スクリューカッター ７ 回転駆動機構 ８ カッター駆動機構 ３１ 第１支持部材 ３２ 第２支持部材 ３３ 第１ドラム部材 ３４ 第２ドラム部材 ３６ 軸受部 ３７ スクリュー部材 ４０ 加泥剤供給管 ４１ 加泥剤吐出口 ４３ 駆動モータ ４５ モータケース ５０ 加泥剤供給手段 ６４ カッターチップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 安美 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 Ｆターム(参考） 2D054 AB05 BA02 BA07 BB01 BB04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形断面の胴部材と、カッターディスク
   と、カッターディスクを回転駆動する回転駆動手段と、
   カッターディスクの後側に形成されるチャンバーを仕切
   る隔壁とを備え、矩形断面のトンネルを掘削するシール
   ド掘進機において、 前記チャンバー内の４つのコーナー部に４組のスクリュ
   ーカッターを夫々設け、４組のスクリューカッターを夫
   々回転駆動する４組のカッター駆動手段を設けたことを
   特徴とするシールド掘進機。
2. 【請求項２】 前記スクリューカッターの回転方向は、
   前記スクリュー部材の回転により掘削された泥土をチャ
   ンバーの左右方向の中心側へ輸送するように設定された
   ことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
3. 【請求項３】 前記スクリューカッターは、ドラム部材
   と、このドラム部材の外周に固着されたスクリュー部材
   と、このスクリュー部材の外周部に所定間隔おきに固定
   された複数のカッターチップとを有することを特徴とす
   る請求項２に記載のシールド掘進機。
4. 【請求項４】 前記ドラム部材の途中部の分断部にドラ
   ム部材を回転自在に支持する軸受部を設け、この軸受部
   を前記隔壁に支持する第１支持部材を設けたことを特徴
   とする請求項１〜３の何れかに記載のシールド掘進機。
5. 【請求項５】 前記カッター駆動手段は、ドラム部材の
   一端側部分に相対回転自在に挿入され且つ前記隔壁に第
   ２支持部材にて連結固定されたモータケースと、このモ
   ータケース内に装備された駆動モータを備えたことを特
   徴とする請求項４に記載のシールド掘進機。
6. 【請求項６】 前記第１支持部材と軸受部との内部に形
   成した液体通路を介して、ドラム部材の周面部に設けた
   １又は複数の吐出口に加泥剤を供給する加泥剤供給手段
   を設けたことを特徴とする請求項４又は５に記載のシー
   ルド掘進機。
7. 【請求項７】 前記スクリューカッターは、その軸心が
   カッターディスクと平行且つ水平向きになるように配設
   されたことを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の
   シールド掘進機。