JP2003328683A - シールド掘進機 - Google Patents

シールド掘進機

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JP2003328683A JP2002141404A JP2002141404A JP2003328683A JP 2003328683 A JP2003328683 A JP 2003328683A JP 2002141404 A JP2002141404 A JP 2002141404A JP 2002141404 A JP2002141404 A JP 2002141404A JP 2003328683 A JP2003328683 A JP 2003328683A
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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。
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