JP2519105B2 - シ―ルド型トンネル掘削機 - Google Patents

シ―ルド型トンネル掘削機

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JP2519105B2 JP1194242A JP19424289A JP2519105B2 JP 2519105 B2 JP2519105 B2 JP 2519105B2 JP 1194242 A JP1194242 A JP 1194242A JP 19424289 A JP19424289 A JP 19424289A JP 2519105 B2 JP2519105 B2 JP 2519105B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、シールド本体の軸線から変位された旋回運
動と前記本体の軸線から偏心された軸線の周りの回転運
動とをするロータを備えたシールド型トンネル掘削機に
関する。
(従来の技術) この種のシールド型トンネル掘削機の1つとして、特
開昭61−102999号、特開昭63−189596号公報等に記載さ
れた掘削機がある。この掘削機は、筒状のシールド本体
と、該本体内を前方域と後方域とに区画する隔壁と、本
体の軸線を中心とする旋回運動および本体の軸線から変
位された軸線を中心とする回転運動を可能に前記前方域
に配置されたロータであって直径が後方に向けて漸次大
きくなる外面を有するロータと、該旋回運動および回転
運動をさせる駆動機構と、前記ロータとともに旋回およ
び回転するようにロータに連結された掘削用のカッタ組
立体と、掘削物を前記前方域から前記後方域へ排出する
排出機構とを含む。
前記前方域は、掘削機による掘削物を受け入れる直径
が後方へ向けて漸次小さくなる第1の室と、該第1の室
から掘削物を受け入れるべく前記第1の室の後部に連通
され、前記本体の軸線の周りを伸びる第2の室とを有す
る。ロータは、後方へ向けて漸増する外径を有し、ま
た、第1の室に配置されている。
掘削時、ロータおよびカッタ組立体は、駆動機構によ
り、本体の軸線を中心として旋回されるとともに本体の
軸線から偏心された軸線を中心として回転される。これ
により、カッタ組立体は切羽を掘削し、また、ロータは
本体と共同して掘削物のための圧密機または粉砕機とし
て作用する。掘削の間、第1および第2空間内は掘削物
で満され、それにより切羽の崩壊が防止される。
(解決しようとする課題) しかし、公知の掘削機は、加圧された泥水を後方域か
ら第2の室へ供給しつつ、第2の室内の泥水と掘削物と
を後方域へ排出しているため、排出された泥水と掘削物
とを分離する作業等、泥水の処理をしなければならない
問題を有する。
この問題を解決すべく、スクリューコンベアを備えた
排出機構を用いると、シルト層のように、粘性の大きい
物質を多量に含む地盤を掘削するとき、掘削物の粘着性
のため、掘削物が特に第2の室内を排出機構の側へ移動
せず、その結果掘削物が排出されず、掘削を続行するこ
とが困難になる。
本発明は、泥水工法によることなく、粘性の大きい物
質を多量に含む地盤を掘削することができる、シールド
型トンネル掘削機を提供することを目的とする。
(解決手段、作用、効果) 本発明のシールド型トンネル掘削機は、筒状のシール
ド本体と、該本体の前端部に配置された掘削用のカッタ
組立体と、前記本体内を、前記カッタ組立体により掘削
された掘削物を受け入れる第1の室および該第1の室内
の掘削物を受け入れるべく前記第1の室の後部に連通さ
れかつ前記本体の軸線の周りを伸びる第2の室を有する
前方域ならびにその後方の後方域とに区画する隔壁と、
前記第1の室に配置され、後方へ向けて漸次大きくなる
外径を有するロータと、該ロータに前記本体の長手方向
へ伸びる第1の軸線を中心とする旋回運動と前記第1の
軸線から偏心された第2の軸線を中心とする回転運動と
をさせる駆動機構と、前記本体の軸線の周りを伸びる環
状部材であって前記第2の室内で前記第1の軸線を中心
とする旋回運動および前記第2の軸線を中心とする回転
運動をすべく前記ロータに取り付けられた環状部材と、
前記第2の室へ受け入れられた掘削物を前記第2の室の
下部から前記後方域へ排出する機構とを含む。
カッタ組立体により掘削された掘削物は、土圧と掘削
機の推力とにより、第1の室へ入れられ、第1の室内を
第2の室へ向けて移動され、第1の室から第2の室へ移
動され、第2の室内をその下部に向けて移動される。第
1の室内は、掘削の間、掘削物で満され、それにより切
羽の崩壊が防止される。
掘削時、ロータおよび環状部材がそれぞれ第1および
第2の室内で第1の軸線を中心とする旋回運動と第2の
軸線を中心とする回転運動とをすることから、たとえ、
第1および第2の室内が掘削物で満たされても、シール
ド本体に対するロータおよび環状部材の変位により、第
1および第2の室内に空間が形成される。
このため、切羽がシルト層のように粘性の大きい物質
を多量に含む層であっても、掘削物は、主として、ロー
タの変位による空間を埋めるべく第1の室に受け入れら
れ、第1の室内を第2の室へ向けて移動される。第1の
室内の掘削物は、環状部材の変位による空間を埋めるべ
く第2の室へ押し出される。第2の室内の掘削物は、環
状部材の回転にともなって第2の室内をその下方へ移動
され、環状部材が下方へ変位するとき、第2の室の下部
すなわち排出部へ強制的に押し出され、最終的に排出手
段により第2の室から排出される。
上記のように、本発明によれば、第2の室内で第1の
軸線を中心とする旋回運動および第2の軸線を中心とす
る回転運動をすべくロータに取り付けられた環状部材を
備えたから、泥水工法によることなく、粘性の大きい物
質を多量に含む地盤を掘削することができる。
複数の羽根をシールド本体の半径方向および前後方向
へ伸びるように環状部材の外面に角度的間隔をおいて取
り付けることが好ましい。このようにすれば、羽根が環
状部材とともに第2の室内で旋回運動および回転運動を
するから、粘性の大きい掘削物であっても、第2の室内
の掘削物は、羽根の旋回運動および回転運動にともなっ
て第2の室の下部へ確実に移動されるから、第2の室内
の掘削物を確実に排出することができる。
第2の室は、第1の室内の掘削物を受け入れるべく第
1の室に連通され、本体の軸線の周りを伸びる環状の上
部領域と、該上部領域内の掘削物を受け入れるべく該上
部領域の下部に連通された下部領域とを有することが好
ましい。これにより、上部領域内の掘削物は、たとえ、
その粘性が大きくても、環状部材の旋回運動および回転
運動により下部領域へ向けて確実に移動され、環状部材
が下方へ変位するとき、上部領域から下部領域へ強制的
に押し出され、その結果、下部領域に受け入れられた掘
削物を排出手段により確実に排出することができる。
排出機構としては、第2の室の下部領域と後端とに開
口され、隔壁から本体内を後方へ伸びるケーシングと、
下部領域からケーシング内をこれの後端開口に向けて伸
びるスクリューコンベアと、該スクリューコンベアを回
転させる回転機構と、ケーシングの後端開口を開閉する
弁機構を備えるスクリューコンベア型の機構を用い、弁
機構により、ケーシング内の圧力が所定の値を越えたと
きケーシングの後端開口を開放する構造とすることがで
きる。
カッタ組立体をロータの先端部に取り付けることによ
り、カッタ組立体をロータとともに旋回および回転させ
ることができる。また、複数のカッタビットを備えるカ
ッタ組立体を用い、カッタビットをその刃部が本体の中
心に向かうように配置することができる。
駆動機構は、ロータを回転可能に支持した偏心部を第
1の室の側に有する、隔壁に第1の軸線を中心として回
転可能に支承されたクランク軸と、該クランク軸を回転
させる回転機構と、第1の軸線の周りを伸びるように隔
壁に取り付けられた外歯歯車と、該外歯歯車と一部にお
いて噛合しかつ第2の軸線の周りを伸びるようにロータ
および環状部材の少なくとも一方に取り付けられた内歯
歯車とを備えることができる。
シールド本体は、その前方域を有する筒状のヘッド部
と、該ヘッド部に後続する筒状のテール部と、該テール
部の軸線方向へ相対的に変位される2つの連結部を有す
る複数のジャッキと、ヘッド部およびテール部が揺動す
ることは許すが、ヘッド部およびテール部がテール部の
軸線方向へ相対的に変位することは阻止するようにヘッ
ド部およびテール部を連結する1つの連結体とを備える
ことができる。この場合、各ジャッキは、一方の連結部
でヘッド部にまた他方の連結部でテール部に連結され
る。また、ジャッキおよび連結体は、テール部の軸線の
周りに角度的に間隔をおいて配置される。
さらに、ヘッド部とテール部との相対的な偏向の方向
とその量を表示するインジケータを含むことができる。
該インジケータとしては、ヘッド部およびテール部の一
方に固定された目盛板と、前記ヘッド部および前記テー
ル部の他方に固定されかつ目盛板に対向する指針とを備
える既知のものを用いることができる。インジケータを
連結体の近傍に配置すれば、目盛板と指針とがヘッド部
とテール部との相対的な偏向に起因して相寄り相離れる
方向へ相対的に変位する量が小さくなり、テール部に対
するヘッド部の偏向量を正確に知ることができる。
本発明の他のシールド型トンネル掘削機は、筒状のシ
ールド本体と、該本体の前端部に配置された掘削用のカ
ッタ組立体と、前記本体内を、前記カッタ組立体により
掘削された掘削物を受け入れる第1の室および該第1の
室内の掘削物を受け入れるべく前記第1の室の後部に連
通されかつ前記本体の軸線の周りを伸びる第2の室を有
する前方域とその後方の後方域とに区画する隔壁と、前
記第1の室に配置され、後方へ向けて漸次大きくなる外
径を有するロータと、該ロータに前記本体の長手方向へ
伸びる第1の軸線を中心とする旋回運動と前記第1の軸
線から偏心された第2の軸線を中心とする回転運動とを
させる駆動機構と、前記第2の室内を前記本体の半径方
向および前後方向へ伸びるように前記ロータに前記本体
の軸線の周りに角度的間隔をおいて取り付けられた複数
の羽根と、前記第2の室へ受け入れられた掘削物を前記
第2の室の下部から前記後方域へ排出する機構とを含
む。
この他の掘削機において、羽根は、ロータの旋回運動
および回転運動にともなって、第2の室内で旋回運動お
よび回転運動をする。このため、第2の室内の掘削物
は、羽根の旋回運動および回転運動により、第2の室の
下部へ移動され、最終的に排出手段により後方域へ排出
される。
他の掘削機において、第2の室内にあって本体の軸線
の周りを伸びる環状部材をロータとともに旋回運動およ
び回転運動をするようにロータに取り付け、羽根を環状
部材の外面に取り付けることができる。これにより、第
2の室内の掘削物は、環状部材の旋回運動により、第2
の室内を下方へ強制的に押し出される。
(実施例) 第1図を参照するに、シールド型トンネル掘削機10
は、筒状のシールド本体12を含む。本体12は、筒状のヘ
ッド部14と、該ヘッド部に後続するテール部16を備え
る。テール部16の先端部は、小径に形成されており、ま
た、ヘッド部14の後端内側に揺動可能に受け入れられて
いる。
ヘッド部14は、内径が後方に向けて漸次小さくなる円
錐台形の第1の室18を有する第1の筒部14aと、第1の
室18の後部に続き、該第1の室の後端の内径より大きい
内径を有する第2の室20を規定する第2の筒部14bとに
分割されている。第1および第2の筒部14a,14bは、第
1の筒部14aの後端と第2の筒部14bの前端とにおいて複
数のボルト22により分離可能に相互に突き合わせ結合さ
れている。
第1および第2の室18,20は、切羽の崩壊を防止すべ
く高圧に維持される隔壁前方域を構成しており、また、
第2の筒部14bに取り付けられた隔壁24により、大気圧
とされる隔壁後方域から区画されている。第1の室18の
内径はほぼ同じであってもよく、この場合第1および第
2の室の内径をほぼ同じとすることができるし、第2の
室の内径を第1の室のそれより小さすることができる。
隔壁24は、第2の室20の側に突出するボス部26を中央
部に、また、第2の室20の側に突出する突出部28を外周
部にそれぞれ有する。突出部28は、第2図に示すよう
に、下方の一部が切り取られたリングの形をしている。
このため、第2の室20は、ボス部26の周りを伸びる環状
の上部領域20aと、該上部領域内の掘削物を受け入れる
べく上部領域20aの下部に連通された下部領域20bとを有
する。上部領域20aは、第1の室18内の掘削物を受け入
れるべく第1の室18に連通されている。
隔壁24のボス部26には、本体12の軸線30方向へ伸びる
クランク軸32が複数の軸受34により軸線30を中心として
回転可能に支承されている。クランク軸32は、ボス部26
に支承された被支持部32aと、該被支持部から前方へ伸
びる偏心部32bと、被支持部32aから後方へ伸びる延長部
32cとを備える。延長部32cは、隔壁24に取り付けられた
ブラケット36に複数の軸受38により支持されている。
被支持部32aおよび延長部32cの軸線は、シールド本体
12の軸線30と一致されている。これに対し、偏心部32b
の軸線40は、軸線30から距離eだけ偏心されている。軸
受34は、ボス部26の前端部に嵌合されたベアリング押え
42と、延長部32cの被支持部32aの側の端部に取り付けら
れた歯車44とにより、軸線30の方向へ移動することを防
止されている。
偏心部32bは、第1の室18内に配置されたロータ46を
複数の軸受48により回転可能に支持している。ロータ46
は、直径が後端に向けて漸次大きくなる外表面を有す
る。このため、第1の室18は、第2の室20に向けて狭く
なるほぼV字状の断面形状に制限されている。ロータ46
は、クランク軸32の先端部に螺合されたナット50によ
り、クランク軸32から外れることを防止されている。
第1図および第2図に示すように、ロータ46の後端部
の外径は、第1および第2の室18,20とが常時軸線30の
周りの環状の範囲全体にわたって連通されるような値に
選択されている。
ロータ46の先端部にはカッタ組立体52が固定されてい
る。カッタ組立体52は、第1図および第3図に示すよう
に、ロータ46から本体12の半径方向へ伸びる複数のアー
ム54と、隣り合うアーム54の先端部を互いに連結するリ
ンク56と、ロータ46の先端部に取り付けられた円板状の
キャップ58と、アーム54に固定された複数のカッタビッ
ト60と、リンク56に取り付けられた複数のカッタビット
62と、キャップ58に取り付けられた複数のカッタビット
64とを備える。
アーム54に取り付けられた各カッタビット60は、その
刃先がカッタ組立体52の回転中心へ向かうようにすなわ
ち内向きとなるように配置されているとともに、前記刃
先がそのカッタビットの外側に配置されたカッタビット
の刃先より後方となるように配置されている。これに対
し、最外周に配置された各カッタビット62は、カッタ組
立体52の回転中心へ向かう内向きの刃先と、これと逆の
方向へ向かう外向きの刃先とを有する。また、キャップ
58に取り付けられた各カッタビット64は、刃先が半径方
向外方へ向かうように配置されている。
第1図および第2図に示すように、ロータ46の後端に
は、環状部材66が取り付けられている。環状部材66は、
ボス部26の周りをボス部26から間隔をおいて伸びるよう
に、第2の室20に配置されている。環状部材66は、ロー
タ46の一部であってもよい。
環状部材66の内側には、軸線30を中心とする内歯歯車
68が取り付けられている。歯車68と噛合する外歯歯車70
は、軸線30を中心とするようにボス部26に取り付けられ
ている。両歯車68,70の歯先の半径は、両歯車が一部で
噛合する値に選択されている。
内歯歯車68は、環状部材66と一体であってもよい。ま
た、内歯歯車68を環状部材66に固定する代りに、ロータ
46に直接取り付けてもよい。さらに、外歯歯車をボス部
26に取り付け、内歯歯車をロータ46に取り付けてもよ
い。
隔壁24と環状部材66との間は、メカニカルシール72に
より液密的に維持されている。メカニカルシール72は、
第1図および第5図に示すように、環状部材66および内
歯歯車68の後端面に形成された凹所に移動不能に配置さ
れたリング74と、隔壁24の第2の室20の側に形成された
環状凸部の内側に本体12の直径方向へ移動不能に配置さ
れたリング76とを備える。リング76は、隔壁24に配置さ
れた複数のばね78によりリング74に押圧されている。各
ばね78は、隔壁24に形成された凹所に収容されている。
第1図および第2図に示すように、環状部材66の外周
面には、複数の羽根80が等角度間隔に取り付けられてお
り、ロータ46の後端面には、複数の棒状部材82が等角度
間隔に取り付けられている。羽根80は、前後方向へ伸び
ているとともに、環状部材66から本体12の半径方向外方
へ第1および第2の室18,20の連通部を越える位置まで
伸びている。これに対し、棒状部材82は、ロータ46から
本体12の半径方向外方へ第1および第2の室18,20の連
通部を越える位置まで伸びている。羽根80をロータ46に
直接取り付けてもよい。
クランク軸32は、ブラケット36に取り付けられた一対
の回転機構84により、歯車44を介して回転される。これ
により、ロータ46が軸線30を中心として旋回されるか
ら、カッタ組立体52、環状部材66、内歯歯車68、羽根80
および棒状部材82がそれぞれ軸線30を中心として旋回さ
れる。
内歯歯車68が旋回されると、内歯歯車68と外歯歯車70
との噛合箇所が内歯歯車68の旋回にともなって変化する
から、内歯歯車68が外歯歯車70に対して軸線40を中心に
回転される。これにより、ロータ46、カッタ組立体52、
環状部材66、羽根80および棒状部材82は、それぞれ軸線
30を中心とする旋回運動のみならず、軸線40を中心とす
る回転運動をする。
ロータ46、カッタ組立体52、環状部材66、内歯歯車6
8、羽根80および棒状部材82の回転の方向は、図示の例
では、内歯歯車68がロータ46の側に取り付けられ、外歯
歯車70が隔壁46の側に取り付けられているから、旋回方
向と同じである。しかし、内歯歯車を隔壁の側に取り付
け、外歯歯車をロータの側に取り付ければ、回転方向は
旋回方向と逆になる。
ロータ46、カッタ組立体52、環状部材66、内歯歯車6
8、羽根80および棒状部材82の旋回運動と回転運動との
比は、両歯車68,70の歯数により決定される。歯車68,70
の歯数の差を小さくすれば、一回の回転運動当りの旋回
運動の回数を多くすることができる。
図示の例では、テール部16も、複数のボルト86により
分離可能に相互に突き合わせ結合された第1および第2
の筒部16a,16bに分割されている。
第1図および第4図に示すように、ヘッド部14とテー
ル部16とは、テール部16に対するヘッド部14の方向を修
正して掘進方向を修正するための1つのロッド88と3つ
のジャッキ90,92,94とにより互いに揺動可能に連結され
ている。ジャッキ90,92,94は、押し勝手および引勝手の
いずれにも作動可能の複動型のジャッキである。
ロッド88の一端およびジャッキ90,92,94のシリンダの
それぞれは、継手96によりヘッド部14に連結されてい
る。これに対し、ロッド88の他端およびジャッキ90,92,
94のピストンロッドのそれぞれは、継手98によりテール
部16に連結されている。ジャッキ90,92,94のシリンダを
テール部16に連結し、ジャッキ90,92,94のピストンロッ
ドをヘッド部14に連結してもよい。
継手96,98としては、対応するロッドまたはジャッキ
の軸線と直交する2つの軸線を中心とする角度的回転を
被連結部材に許す自在継手であることが好ましい。この
ような継手としては、たとえば、特公昭61−47956号公
報に記載されている連結構造すなわち継手を用いること
ができる。
ロッド88およびジャック90,92,94は、その軸線が軸線
30の周りの仮想的な円上に等角度(90度)間隔となるよ
うに配置されている。ロッド88およびジャッキ90,92,94
は、図示の例では、ロッド88およびジャッキ90がそれぞ
れジャッキ94および92の上方となるように配置されてい
る。しかし、ロッド88およびジャッキ90,92,94は、ロッ
ド88がジャッキ90,92または94の位置となるように配置
してもよい。
修正時、ジャッキ92,94を同時に収縮させると、ヘッ
ド部14はロッド88およびジャッキ90を中心としてテール
部16に対し下方へ向けられ、ジャッキ92,94を同時に伸
長させると、ヘッド部14はロッド88およびジャッキ90を
中心としてテール部16に対し上方へ向けられる。これに
対し、ジャッキ90,92を同時に収縮させると、ヘッド部1
4はロッド88およびジャッキ94を中心としてテール部16
に対し左方へ向けられ、ジャッキ90,92を同時に伸長さ
せると、ヘッド部14はロッド88およびジャッキ94を中心
としてテール部16に対し右方へ向けられる。
第1図、第4図、第6図および第7図に示すように、
掘削物を第2の室20から排出する排出機構100は、第2
の室20の下部すなわち下部領域20bに開口されかつ隔壁2
4から本体12内を後方へ伸びるケーシング102と、該ケー
シング内をこれの後端開口部に向けて伸びるスクリュー
コンベア104と、該スクリューコンベアを回転させる駆
動機構106と、ケーシング102の後端開口部を開閉する弁
機構108とを備える。
スクリューコンベア104の先端部は、第2の室20の下
部領域20bに達している。スクリューコンベア104は、そ
の先端部で隔壁24に支持されているとともに、その後端
部で、ブラケット36に取り付けられたキャップ110に支
持されている。スクリューコンベア104には、スクリュ
ーコンベア104の後端部から後方へ伸びるシャフト112が
連結されている。
シャフト112は、ケーシング102の後端部に取り付けら
れたシュート114と該シュートの後端部に取り付けられ
たスリーブ116とを貫通して伸びており、また、スリー
ブ116に複数の軸受118により回転可能に支持されてい
る。シュート114は、スクリューコンベア104により排出
される掘削物をケーシング102から受けて下方へ落下さ
せるべく、ケーシング102の側と下方とに開口してい
る。スリーブ116の先端開口部は、キャップ120により閉
鎖されている。
駆動機構106は、回転源122の回転を減速機124で減速
した後、減速機124の出力軸に取り付けられたスプロケ
ット126から、シャフト112の後端部に取り付けられたス
プロケット128へチェーン130により伝達することによ
り、スクリューコンベア104を回転させる。駆動機構106
は、スリーブ116に取り付けられたケース132に支持され
ている。ケース132は、後方に開口されており、また、
その開口部はプレート134により閉鎖されている。
弁機構108は、ケーシング102に後端にシュート114に
より取り付けられた弁座136と、シャフト112に滑動可能
に支持された弁体138と、該弁体136に向けて押圧する一
対のシリンダ機構140とを備える。弁体138は、直径が後
方に向けて漸次増大する外面を有する。
掘削時、掘削機10は、図示しない竪坑に配置された元
押し装置により、シールド本体12の後方に続く管142と
ともに前進される。掘削機10の前進時、クランク軸32は
回転機構84により回転され、その結果、前記したよう
に、ロータ46、カッタ組立体52、環状部材66、内歯歯車
68、羽根80および棒状部材82が軸線30を中心として旋回
されるとともに、軸線40を中心として回転される。
このため、切羽はカッタ組立体52の旋回運動および回
転運動により掘削され、第1および第2の室18,20内は
掘削物で満され、その結果切羽の崩壊が防止される。
しかし、掘削の間、ロータ46および環状部材66が旋回
運動をするから、たとえ、第1および第2の室18,20内
が掘削物で満されても、本体12に対するロータ46および
環状部材66の変位により、第1および第2の室18,20内
に空間が形成される。このため、掘削物は、切羽の土圧
および掘削機の前進力により、ロータ46の変位による空
間を埋めるべく第1の室18へ移動され、第1の室18内を
第2の室20へ向けて移動される。また、第1の室18内の
掘削物は、環状部材66の変位による空間を埋めるべく第
2の室20の上部領域20aへ押し出される。
第2の室20内の掘削物は、環状部材66の旋回運動にと
もなって第2の室20の上部領域20a内で半径方向外方へ
繰り返し押圧されつつ、環状部材66および羽根80の回転
運動により上部領域20a内を徐々に下方すなわち下部領
域20bの上方へ移動され、この部位において環状部材66
がその旋回運動にともなって下方へ変位するとき、下部
領域20bへ強制的に押し下げられる。
下部領域20b内の掘削物は、排出機構100のスクリュー
コンベア104により弁機構108へ向けて搬送される。しか
し、ケーシング102の後端は、弁機構108により閉鎖され
ているから、掘削物はケーシング102内に留まる。これ
により、切羽の崩壊がより確実に防止される。
弁機構108の弁体138がケーシング102内の掘削物によ
りシリンダ機構140の力に抗して後方へ押されると、弁
体138が弁座136から離されるから、ケーシング102内の
掘削物はケーシング102からシュート114へ押し出され
る。シュート114から落下する掘削物は、ベルトコンベ
ア143に受けられ、該ベルトコンベアにより後方へ搬送
される。
切羽の土圧は、主として第1の筒部14aとロータ46と
に作用する。ロータ46に作用する土圧は、クランク軸32
を介して土圧検出体144に作用する。土圧検出体144は、
クランク軸32の延長部32cに複数の軸受146を介して配置
されており、また、ブラケット36の後端部内面と、キャ
ップ110の前端面とともに土圧検出室を規定している。
土圧検出室は、これに入れられた油に作用する圧力をパ
イプ148を介してインジケータ150に伝える。これによ
り、インジケータ150の土圧計用表示部に土圧が目視可
能に表示される。
インジケータ150は、土圧計、油圧計等の計器のほか
に、第4図に示すように、テール部16に対するヘッド部
14の偏向方向およびその量を表示する目盛板152と、該
目盛板に対向された指針154とを備える。目盛板152は、
複数の横線と複数の縦線とを有する既知のものである。
指針154も十字状をした既知のものである。
インジケータ150は、その表示面が後方となるように
テール部16に取り付けられている。指針154は、ヘッド
部14がテール部16に対し中立の位置にあるとき、すなわ
ちヘッド部14がテール部16に対して偏向されていないと
き、目盛板152の基準点すなわち零を指し示すように、
取付具156によりキャップ110に取り付けられている。
指針154は、ヘッド部14がロッド88およびジャッキ90,
92,94からなる方向修正装置によりテール部16に対して
偏向されると、目盛板152に対し偏向方向に対応する方
向へ偏向量に対応した距離だけ変位する。目盛板152と
指針154との位置関係は、インジケータ150の表示面を撮
像するテレビカメラ158により図示しないモニタに映し
出される。テレビカメラ158も、テール部16に取り付け
られている。
目盛板152および指針154を含むインジケータ150は、
軸線30と直交する面内におけるロッド88の近傍に配置す
ることが好ましい。このようにすれば、目盛板152と指
針154とが相寄り相離れる方向への指針154の変位量が小
さいから、テール部16に対するヘッド部14の偏向量が正
確に表示される。また、インジケータ150をヘッド部14
とテール部16との相対的な揺動の支点、たとえば、ロッ
ド88の軸線方向中央を中心とする円弧上に配置すれば、
目盛板152と指針154とが相寄り相離れる方向への指針15
4の変位量がより小さくなり、テール部16に対するヘッ
ド部14の偏向量をより正確に表示することができる。
掘削機10は、隔壁24の上部に形成された穴160を有す
る。穴160は、排出機構100により掘削物を排出するとき
はプレート162により閉鎖されており、排出手段として
泥水を用いるとき利用される。排出手段として泥水を用
いるときは、排出機構100およびプレート162が外され
て、穴160に加圧泥水供給用のパイプが接続され、排出
機構100のあとに泥水排出用のパイプが接続される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシールド型トンネル掘削機の一実施例
を示す断面図、第2図は第1図の2−2線に沿って得た
断面図、第3図は第1図の左側面図、第4図は第1図の
4−4線に沿って得た断面図、第5図はメカニカルシー
ルの一部を拡大して示す断面図、第6図は排出機構の一
部を拡大して示す断面図、第7図は第6図の7−7線に
沿って得た断面図である。 10:シールド型トンネル掘削機、12:シールド本体、14:
ヘッド部、16:テール部、18:第1の室、20:第2の室、2
0a:上部領域、20b:下部領域、24:隔壁、26:ボス部、30,
40:軸線、32:クランク軸、32b:偏心部、46:ロータ、52:
カッタ組立体、60,62,64:カッタビット、66:環状部材、
68:内歯歯車、70:外歯歯車、80:羽根、84:クランク軸用
の回転機構、88:ロッド、90,92,94:ジャッキ、96,98:継
手、100:排出機構、102:ケーシング、104:スクリューコ
ンベア、106:排出機構の回転機構、108:弁機構、150:イ
ンジケータ、152:目盛板、154:指針。

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】筒状のシールド本体と、該本体の前端部に
    配置された掘削用のカッタ組立体と、前記本体内を、前
    記カッタ組立体により掘削された掘削物を受け入れる第
    1の室および該第1の室内の掘削物を受け入れるべく前
    記第1の室の後部に連通されかつ前記本体の軸線の周り
    を伸びる第2の室を有する前方域ならびにその後方の後
    方域とに区画する隔壁と、前記第1の室に配置され、後
    方へ向けて漸次大きくなる外径を有するロータと、該ロ
    ータに前記本体の長手方向へ伸びる第1の軸線を中心と
    する旋回運動と前記第1の軸線から偏心された第2の軸
    線を中心とする回転運動とをさせる駆動機構と、前記本
    体の軸線の周りを伸びる環状部材であって前記第2の室
    内で前記第1の軸線を中心とする旋回運動および前記第
    2の軸線を中心とする回転運動をすべく前記ロータに取
    り付けられた環状部材と、前記第2の室へ受け入れられ
    た掘削物を前記第2の室の下部から前記後方域へ排出す
    る機構とを含む、シールド型トンネル掘削機。
  2. 【請求項2】さらに、前記環状部材の外面に前記本体の
    半径方向および前後方向へ伸びるように角度的間隔をお
    いて取り付けられた複数の羽根を含む、請求項(1)に
    記載のシールド型トンネル掘削機。
  3. 【請求項3】前記第2の室は、前記第1の室内の掘削物
    を受け入れるべく前記第1の室に連通され、前記本体の
    軸線の周りを伸びる環状の上部領域と、該上部領域内の
    掘削物を受け入れるべく該上部領域の下部に連通された
    下部領域とを有し、前記排出手段は前記下部領域に受け
    入れられた掘削物を排出する、請求項(1)に記載のシ
    ールド型トンネル掘削機。
  4. 【請求項4】前記排出機構は、前記下部領域と後端とに
    開口され、前記隔壁から前記本体内を後方へ伸びるケー
    シングと、前記下部領域から前記ケーシング内をこれの
    後端開口に向けて伸びるスクリューコンベアと、該スク
    リューコンベアを回転させる回転機構と、前記後端開口
    を開閉する弁機構であって前記ケーシング内の圧力が所
    定の値を越えたとき前記後端開口を開放する弁機構とを
    備える、請求項(3)に記載のシールド型トンネル掘削
    機。
  5. 【請求項5】前記カッタ組立体は、前記ロータの先端部
    に取り付けられており、また、前記本体の中心に向かう
    刃部を有する複数のカッタビットを備える、請求項
    (1)に記載のシールド型トンネル掘削機。
  6. 【請求項6】前記駆動機構は、前記ロータを回転可能に
    支持した偏心部を前記第1の室の側に有する、前記隔壁
    に前記第1の軸線を中心として回転可能に支承されたク
    ランク軸と、該クランク軸を回転させる回転機構と、前
    記第1の軸線の周りを伸びるように前記隔壁に取り付け
    られた外歯歯車と、該外歯歯車と一部において噛合しか
    つ前記第2の軸線の周りを伸びるように前記ロータおよ
    び前記環状部材の少なくとも一方に取り付けられた内歯
    歯車とを備える、請求項(1)に記載のシールド型トン
    ネル掘削機。
  7. 【請求項7】前記シールド本体は、前記前方域を有する
    筒状のヘッド部と、該ヘッド部に後続する筒状のテール
    部と、前記テール部の軸線方向へ相対的に変位される2
    つの連結部を有する複数のジャッキと、前記ヘッド部お
    よび前記テール部が揺動することは許すが、前記ヘッド
    部および前記テール部が前記テール部の軸線方向へ相対
    的に変位することは阻止するように前記ヘッド部および
    前記テール部を連結する1つの連結体とを備え、前記各
    ジャッキは一方の前記連結部で前記ヘッド部にまた他方
    の前記連結部で前記テール部に連結されており、前記ジ
    ャッキおよび前記連結体は前記テール部の軸線の周りに
    角度的に間隔をおいて配置されている、請求項(1)に
    記載のシールド型トンネル掘削機。
  8. 【請求項8】さらに、前記ヘッド部と前記テール部との
    相対的な偏向の方向とその量を表示する、前記連結体の
    近傍に配置されたインジケータを含み、該インジケータ
    は、前記ヘッド部および前記テール部の一方に固定され
    た目盛板と、前記ヘッド部および前記テール部の他方に
    固定されかつ前記目盛板に対向された指針とを備える、
    請求項(7)に記載のシールド型トンネル掘削機。
  9. 【請求項9】筒状のシールド本体と、該本体の前端部に
    配置された掘削用のカッタ組立体と、前記本体内を、前
    記カッタ組立体により掘削された掘削物を受け入れる第
    1の室および該第1の室内の掘削物を受け入れるべく前
    記第1の室の後部に連通されかつ前記本体の軸線の周り
    を伸びる第2の室を有する前方域とその後方の後方域と
    に区画する隔壁と、前記第1の室に配置され、後方へ向
    けて漸次大きくなる外径を有するロータと、該ロータに
    前記本体の長手方向へ伸びる第1の軸線を中心とする旋
    回運動と前記第1の軸線から偏心された第2の軸線を中
    心とする回転運動とをさせる駆動機構と、前記第2の室
    内を前記本体の半径方向および前後方向へ伸びるように
    前記ロータに前記本体の軸線の周りに角度的間隔をおい
    て取り付けられた複数の羽根と、前記第2の室へ受け入
    れられた掘削物を前記第2の室の下部から前記後方域へ
    排出する機構とを含む、シールド型トンネル掘削機。
  10. 【請求項10】前記第2の室内で前記ロータとともに旋
    回運動および回転運動をすべく前記ロータに取り付けら
    れ、前記本体の軸線の周りを伸びる環状部材をさらに含
    む、請求項(9)に記載のシールド型トンネル掘削機。
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