JP2865990B2

JP2865990B2 - 矩形シールド掘削機

Info

Publication number: JP2865990B2
Application number: JP24468993A
Authority: JP
Inventors: 洋和田; 弘美佐藤
Original assignee: Okumuragumi KK
Current assignee: Okumuragumi KK
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1999-03-08
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JPH07102884A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、断面が略正方形の孔
を掘削するための矩形シールド掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド掘削機としては、特開昭
６３−２４７４９７号公報に記載されたものがある。こ
のシールド掘削機は、円筒形状のスキンプレートの前端
に漏斗形状のフードを固定し、上記スキンプレートにフ
ードの後方に位置するように隔壁を固定して、上記フー
ドの後端と隔壁との間にチャンバーを形成している。こ
の隔壁の中心には回転軸を回転自在に嵌合し、この回転
軸の先端にカッタヘッドを固定している。このカッタヘ
ッドは回転軸の先端に固定したコーンとこのコーンの先
端に固定したカッタアーム等の掘削部とからなってお
り、上記コーンとフードとの間に破砕室を形成してい
る。そして、この破砕室には送泥管により泥水を供給
し、掘削部により地盤を掘削し、掘削された礫を破砕室
で破砕し、破砕された礫,土砂等を破砕室からチャンバ
ーに導き、さらに、チャンバーに連通する排泥管により
外部に排出するようにしている。

【０００３】しかしながら、上記シールド掘削機では、
カッタヘッドの回転により掘削するため、断面が円形の
横孔しか掘削できず、断面が正方形の横孔を掘削するこ
とができない。そこで、最近、断面が略正方形の横孔を
掘削できる矩形シールド掘削機が本出願人により考えら
れた。なお、この矩形シールド掘削機は、この発明を理
解しやすくするために説明するものであって、公知では
ない。この矩形シールド掘削機は、断面が略正方形のス
キンプレートと、上記スキンプレートの内側に固定され
たリング形状の支持板と、この支持板にスキンプレート
の中心を回転中心として回転自在に支持された回転隔壁
とを備えている。上記回転隔壁のスキンプレートの中心
に対して偏心した位置に回転軸を挿通して回転自在に支
持している。そして、上記回転軸の前方側の一端に略正
三角形状のカッタヘッドを固定する一方、他端にスキン
プレートの中心を中心とする内歯ギヤとギヤ数が内歯ギ
ヤのギヤ数の３／４である外歯ギヤで構成する偏心リン
グギヤ装置を接続している。

【０００４】上記構成の矩形シールド掘削機において、
上記回転隔壁を電動機により回転すると、この回転隔壁
の回転に伴って、回転軸は偏心リングギヤ装置によって
公転しながら自転して、遊星運動を行う。したがって、
上記回転軸に固定されたカッタヘッドも遊星運動して、
カッタヘッドの軌跡の包絡線がスキンプレートの断面と
同形の略正方形となるようにして、略正方形状の横穴を
掘削する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記矩形シ
ールド掘削機は、上記カッタヘッドが遊星運動すると
き、カッタヘッドと回転軸を介して上記スキンプレート
に回転モーメントが作用するため、この矩形シールド掘
削機は掘進しながらローリングするという欠点がある。
すなわち、上記スキンプレートが回転して、スキンプレ
ートの断面の略正方形の上下の辺が水平平面に対して傾
き、掘削する横孔の断面の略正方形の上下の辺が水平で
なくなる。

【０００６】そこで、この発明の目的は、断面が略正方
形の孔を掘削でき、ローリングを修正できる矩形シール
ド掘削機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の矩形シールド掘削機は、断面略正方形状
のスキンプレートと、上記スキンプレートの内側に配置
され、上記スキンプレートの中心を回転中心として上記
スキンプレートに回転自在に支持された円形の回転隔壁
と、上記回転隔壁の中心に対して偏心した位置に回転自
在に支持された回転軸と、上記回転軸の先端に固定され
た略正三角形状のカッタヘッドと、上記回転軸の他端に
固定された外歯ギヤと、ピッチ円の直径が上記外歯ギヤ
のピッチ円の直径の略４／３倍であり、かつ上記外歯ギ
ヤと噛合すると共に、上記スキンプレートの内側に中心
が上記スキンプレートの中心と一致させて回転可能に支
持された内歯ギヤと、上記回転軸を上記スキンプレート
の中心に対して公転させる駆動装置と、上記スキンプレ
ートの中心を回転中心として上記内歯ギヤを回転させる
回転手段と、上記内歯ギヤを上記スキンプレートに固定
する固定手段とを備えたことを特徴としている。

【０００８】また、請求項２の矩形シールド掘削機は、
請求項１に記載の矩形シールド掘削機において、上記回
転手段は、一端が上記スキンプレートに取り付けられる
一方、他端が上記内歯ギヤに取り付けられた修正用ジャ
ッキであり、上記固定手段は、上記内歯ギヤと上記スキ
ンプレートを上記内歯ギヤの周方向に係脱可能に係合す
る係合部であることを特徴としている。

【０００９】

【作用】上記請求項１の矩形シールド掘削機によれば、
上記駆動装置を駆動すると、上記回転隔壁のスキンプレ
ートの中心に対して偏心した位置に回転自在に支持され
た回転軸は、スキンプレートの中心の回りを公転し、上
記回転軸の他端に固定された外歯ギヤが内歯ギヤに噛合
して、公転しながら自転する。このため、上記回転軸も
スキンプレートの中心の回りを公転しながら自転する。
そして、上記回転軸の先端に固定された略正三角形状の
カッタヘッドは、地盤の土砂や礫を掘削する。このと
き、上記カッタヘッドは、外歯ギヤのピッチ円の直径と
内歯ギヤのピッチ円の直径とが略３対４の比であるか
ら、上記回転軸の遊星運動にしたがって、略正三角形状
のカッタヘッドの軌跡の包絡線は略正方形となる。した
がって、上記カッタヘッドは地盤の土砂や礫を略正方形
に掘削する。

【００１０】そして、例えば水平方向に横孔を掘削する
場合、遊星運動するカッタヘッドの自転方向と逆方向の
回転モーメントがスキンプレートに作用して、この矩形
シールド掘削機がローリングすると、上記回転軸の遊星
運動を作業者が停止させる。次ぎに、上記固定手段によ
ってスキンプレートに固定されている内歯ギヤの固定状
態を回転可能な状態にして、上記回転手段によってスキ
ンプレートがローリングしている方向と逆方向にスキン
プレートに対して内歯ギヤを回転して、内歯ギヤの固定
位置を調節する。その後、上記回転軸をスキンプレート
の中心の回りを公転させ、カッタヘッドは地盤の土砂や
礫を略正方形に掘削する。このとき、上記略正三角形状
のカッタヘッドの軌跡の包絡線は、スキンプレートの断
面の略正方形に対してローリングしている方向と逆方向
に回転した略正方形となる。すなわち、上記カッタヘッ
ドは、スキンプレートの略正方形の断面に対して傾いた
略正方形の横孔を掘削するのである。そして、上記カッ
タヘッドが掘削した横孔の断面にスキンプレートの断面
が一致するようにスキンプレートが導かれて、この矩形
シールド掘削機のローリングを徐々に修正する。その
後、この矩形シールド掘削機が水平な状態になると、上
記回転軸の遊星運動を作業者が停止させ、内歯ギヤを回
転して、もとの固定位置に戻す。すなわち、上記カッタ
ヘッドの軌跡の略正方形がスキンプレートの断面の略正
方形と略一致するように戻すのである。

【００１１】したがって、上記カッタヘッドにより地盤
を略正方形に掘削することと、スキンプレートの断面が
略正方形状であることとが相俟って、断面が例えば上下
の辺が水平な略正方形の横孔を掘削できる。また、この
矩形シールド掘削機がローリングしても、内歯ギヤの固
定位置を調節して、カッタヘッドがローリングしている
方向と逆方向に傾いた略正方形の横孔を掘削することに
よって、その掘削された横孔にスキンプレートを導くか
ら、この矩形シールド掘削機のローリングを掘進しなが
ら修正できる。

【００１２】また、上記請求項２の矩形シールド掘削機
によれば、上記請求項１の矩形シールド掘削機におい
て、上記回転手段は、一端が上記スキンプレートに取り
付けられる一方、他端が上記内歯ギヤに取り付けられた
修正用ジャッキであり、上記固定手段は、上記内歯ギヤ
と上記スキンプレートを上記内歯ギヤの周方向に係脱可
能に係合する係合部であるから、上記係合部によって内
歯ギヤとスキンプレートを係合して固定できる一方、内
歯ギヤとスキンプレートとの係合を外して、上記修正用
ジャッキによって内歯ギヤを任意の角度に回転できる。
したがって、上記修正用ジャッキと係合部とによって、
内歯ギヤの固定位置を容易に調節できる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の矩形シールド掘削機を一実
施例により詳細に説明する。

【００１４】図１はこの発明の一実施例の矩形シールド
掘削機の断面図（図２のI−I線から見た断面図）を示し
ており、１は断面が略正方形状のスキンプレート、２は
上記スキンプレート１の内側に固定され、上記スキンプ
レート１の中心を中心とする円穴２ａを穿った支持板、
３は上記支持板２にベアリング１５を介して回転自在に
支持された円形の回転隔壁、４は上記スキンプレート１
の前端に固定され、スキンプレート１の中心を中心とす
る円穴４ａを穿って、その円穴４ａに回転隔壁３を回転
自在に支持する固定隔壁、５は上記固定隔壁４の前面に
固定され、内周が漏斗形状で外周がスキンプレート１と
同一形状のフード部、６は上記回転隔壁３の中心に対し
て偏心した位置に回転自在に支持された回転軸である。
上記回転軸６の先端には、略正三角形状のカッタヘッド
２０を固定する一方、上記回転軸６の他端には、外歯ギ
ヤ３１を固定している。この外歯ギヤ３１に噛合する円
筒形状の内歯ギヤとしてのリングギヤ３２を配置して、
外歯ギヤ３１とリングギヤ３２とで偏心リングギヤ装置
３０を構成している。この偏心リングキヤ装置３０の外
歯ギヤ３１の後端部の中心にクランク軸６３（図１では
想像線で示す）の一端を回転自在に支持している。上記
クランク軸６３の他端をスキンプレート１内に配置した
駆動装置としての油圧モータ６４（図１では想像線で示
す）に接続している。また、上記フード部５は、上記固
定隔壁６に固定された固定部材１１と、上記固定部材１
１に固定され、上記スキンプレート１と同一断面形状の
カバー１２と、上記カバー１２の内側に固定され、回転
隔壁３からカッタヘッド２０に向かって次第に大径とな
る円錐形状の開口面１３ａを有するフード１３とで構成
している。そして、上記フード１３の後端と回転隔壁３
との間にチャンバー４６を形成している。

【００１５】また、上記カッタヘッド２０は、上記回転
軸６の先端に固定された円筒部２６と、この円筒部２６
に円周方向に等間隔に固定され、半径方向に延びる３本
のカッタアーム２１（図１では１本のみを示す）と、こ
のカッタアーム２１の先端近傍をつなぐ小さな曲率のカ
ッタリング（図示せず）とから構成されている。そし
て、上記カッタアーム２１の背面には、ブレード２３を
固定している。上記カッタアーム２１の前面には、複数
のカッタビット２４を配置している。なお、上記各カッ
タアーム２１の頂点は、断面が略正方形のスキンプレー
ト１のほぼ外側に位置し、このカッタアーム２１の頂点
を互いに結ぶと正三角形が形成されるようにしている。
さらに、上記カッタヘッド２０の円筒部２６のチャンバ
ー４６に面する外周には、半径方向外向に延びる攪拌羽
根２７を設けている。上記攪拌羽根２７は、回転軸６の
回転にともなって回転して、チャンバー４６の土砂や礫
を泥水と攪拌する。

【００１６】また、上記回転隔壁３は、円板部３４と、
上記円板部３４の中心に対して偏心した位置に固定さ
れ、上記回転軸６を図示しないブッシュを介して回転自
在に支持する第１円筒部３５と、上記円板部３４の外周
から支持板２側に延びる第２円筒部３４ａと、上記第２
円筒部３４ａの内周に円板部３４から支持板２側に延び
る第３円筒部３６とを備えている。上記第２円筒部３４
ａと第３円筒部３６との間にベアリング１５を配置し
て、回転隔壁３を支持板２にベアリング１５を介して回
転自在に支持している。上記ベアリング１５によって、
回転隔壁３に作用するスラスト荷重とラジアル荷重の両
方を支持することができる。また、上記回転隔壁３の第
２円筒部３４ａと、スキンプレート１の内側に固定さ
れ、外周が略正方形で内周が円筒形のスペーサ板３７と
の間は、シール部材１６によりシールしている。一方、
上記第３円筒部３６は支持板２の内周を貫通し、第３円
筒部３６の外周面と支持板２の内周面との間は、シール
部材１７でシールしている。

【００１７】一方、上記偏心リングギヤ装置３０は、リ
ングギヤ３２のピッチ円の半径と外歯ギヤ３１のピッチ
円の半径の比を４対３にすると共に、このリングギヤ３
２の中心はスキンプレート１の中心に位置している。ま
た、上記リングギヤ３２は小径部３２ａと大径部３２ｂ
とからなり、小径部３２ａの外周には固定用外歯ギヤ３
２ｃを形成している。そして、上記スキンプレート１の
内側に外周が略正方形で内周が円筒形状の支持部材４１
を支持板２に端面が接するように固定している。上記支
持部材４１の内側前方にリング形状の固定部材４２を嵌
合して固定し、この固定部材４２の内周に固定用内歯ギ
ヤ４２ａを形成している。上記リングギヤ３２の小径部
３２ａの固定用外歯ギヤ３２ｃと固定部材４２の固定用
内歯ギヤ４２ａとで固定手段としての係合部４０を構成
している。上記固定部材４２の固定用内歯ギヤ４２ａに
リングギヤ３２の小径部３２ａの固定用外歯ギヤ３２ｃ
が係合すると共に、リングギヤ３２の大径部３２ｂはブ
ッシュ４３を介して支持部材４１の内周に嵌合して、上
記支持部材４１によってリングギヤ３２を軸方向にスラ
イド自在に支持している。そして、上記固定部材４２の
固定用内歯ギヤ４２ａにリングギヤ３２の小径部３２ａ
の固定用外歯ギヤ３２ｃが係合しているときには、リン
グギヤ３２を回転しないように固定する一方、リングギ
ヤ３２を軸方向後方（矢印Ｘ）にスライドさせて、固定
部材４２の固定用内歯ギヤ４２ａにリングギヤ３２の小
径部３２ａの固定用外歯ギヤ３２ｃが係合しないように
すると、リングギヤ３２は支持部材４１によって回転自
在に支持される。

【００１８】また、図１および図２に示すように、上記
リングギヤ３２の後端面には、その端面の周方向略１／
４の領域から軸方向後方に延び、リングギヤ３２の中心
を中心とする円筒面を有するレール部材５５とそのレー
ル部材５５より大径の円筒面を有するレール部材５６を
固定している。上記レール部材５５の先端から半径方向
外向に延びるフランジ部５５ａと、第２レール部材５６
の先端から半径方向内向に延びるフランジ部５６ａとを
形成して、上記フランジ部５５ａとフランジ部５６ａと
の間を所定の間隔あけている。また、上記リングギヤ３
２の後端面のリングギヤ３２の中心に対してレール部材
５５,５６と対称なレール部材５７,５８を固定してい
る。一方、上記スキンプレート１の内側に支持部材４１
から後方に所定の間隔をあけてリングフランジ５０を固
定して、このリングフランジ５０の上下の部分にスライ
ド用ジャッキ５１を二つずつ取り付けている。そして、
上記スライド用ジャッキ５１の各ピストンロッド５２の
先端には、ピストンロッド５２より大径の円筒部５２ａ
を固定している。上記各ピストンロッド５２の先端の円
筒部５２ａは、レール部材５５とレール部材５６との間
およびレール部材５７とレール部材５８との間に夫々嵌
合している。そして、上記スライド用ジャッキ５１の伸
縮によって、リングギヤ３２を軸方向にスライドさせる
と共に、リングギヤ３２を軸方向後方にスライドさせた
とき、レール部材５５,５６およびレール部材５７,５８
の各ピストンロッド５２の円筒部５２ａの位置を移動で
きるようにして、リングギヤ３２を回転可能にしてい
る。

【００１９】一方、上記リングギヤ３２の後方端面のス
キンプレート１の両側面近傍には、回転手段としての修
正用ジャッキ５４,５４の一端を取り付け、修正用ジャ
ッキ５４,５４の他端をリングフランジ５０から軸方向
前方に延びる支持部材５３に取り付けている。上記修正
用ジャッキ５４の両端は、この修正用ジャッキ５４の軸
とスキンプレート１の軸とに平行な平面に沿って回動す
るようにしている。上記スライド用ジャッキ５１によっ
て、リングギヤ３２を軸方向後方（矢印Ｘ）にスライド
させ、固定部材４２の固定用内歯ギヤ４２ａにリングギ
ヤ３２の小径部３２ａの固定用外歯ギヤ３２ｃが係合し
ないようにして、リングギヤ３２を回転自在にしたと
き、上記修正用ジャッキ５４,５４を同一ストローク伸
縮させて、リングギヤ３２を回転させる。すなわち、図
２において、修正用ジャッキ５４,５４がリングギヤ３
２を同時に押すと、リングギヤ３２は反時計方向に回転
する一方、修正用ジャッキ５４,５４がリングギヤ３２
を同時に引くと、リングギヤ３２は時計方向に回転する
のである。なお、上記修正用ジャッキ５４,５４はスト
ロークセンサ（図示せず）付きで、この修正用ジャッキ
５４のストロークに基づいて、リングギヤ３２の回転角
度を調整することができる。なお、図２において、上記
外歯ギヤ３１のピッチ円とリングギヤ３２のピッチ円の
交点がリングギヤ３２のピッチ円内の最下点に位置する
とき、図１に示すカッタヘッド２０のカッタアーム２１
の頂点Ａを互いに結ぶ正三角形（図２では二点鎖線で示
す）は、頂点Ａの一つがスキンプレート１の断面の略正
方形の上側の辺の中央に位置し、他の二つの頂点Ａはス
キンプレート１の両側面の外周に位置するようにしてい
る。このときのリングギヤ３２の固定位置を基準となる
固定位置とし、修正ジャッキ５４,５４を伸縮させて、
リングギヤ３２の回転角度を調整している。

【００２０】また、図２において、上記支持部材４１と
支持板２および固定隔壁４を貫通し、上記支持部材４１
のスキンプレート１の上側コーナー部近傍の広い箇所に
設けた開口部６１ａを通して、チャンバー４６内に泥水
を導く送泥管６１を配置している。また、上記支持部材
４１と支持板２および固定隔壁４を貫通し、上記支持部
材４１のスキンプレート１の下側コーナー部近傍の広い
箇所に設けた開口部６２ａを通して、チャンバー４６内
に泥水を導く送泥管６２を配置している。

【００２１】上記構成の矩形シールド掘削機において、
上記油圧モータ６４によってクランク軸６３を介して回
転軸６をスキンプレート１の中心に対して公転させる
と、上記回転軸６に固定された外歯ギヤ３１は、リング
ギヤ３２に歯合して、回転隔壁３が３回転する間に自転
を１回行い、自転をしながら逆方向の公転を３回行う。
この外歯ギヤ３１の遊星運動によって、上記回転軸６や
カッタヘッド２０も同様にクランク輪３が３回転する間
に自転を１回行い、それと逆方向の公転を３回して遊星
運動を行う。そして、上記カッタヘッド２０のカッタア
ーム２１の先端を互いに結んで形成された正三角形の軌
跡は、スキンプレート１の外形に適合した略正方形とな
る。したがって、上記カッタヘッド２０は、スキンプレ
ート１の外形に適合した略正方形の横孔を掘削する。そ
して、掘削された土砂や礫は、カッタヘッド２０のブレ
ード２３によって攪拌されながら、チャンバー４６内に
入り、このチャンバー４６内の土砂や礫は、送泥管６１
から導かれた泥水と共に、攪拌羽根２７によって攪拌さ
れ、排泥管６２を通して外部に排出される。

【００２２】また、図１および図３に示すように、遊星
運動するカッタヘッド２０の自転方向と逆方向に回転モ
ーメントがスキンプレート１に作用し、この矩形シール
ド掘削機がローリングした場合、すなわち、スキンプレ
ート１の中心Ｏを通りスキンプレート１の上下の平面に
垂直な直線と中心Ｏを通る鉛直線とのなす角が例えば時
計方向にθ度傾いて、断面Ｈ₁の横孔を掘削する場合、
作業者が油圧モータ６４を止めて、回転軸６の遊星運動
を停止する。このとき、上記外歯ギヤ３１の中心Ｃ₁と
外歯ギヤ３１のピッチ円とリングギヤ３２のピッチ円と
の交点Ｄ₁が中心Ｏを通りスキンプレート１の上下の平
面に垂直な直線上になるようにして、内歯ギヤ３１を基
準となる固定位置に固定している。上記カッタヘッド２
０のカッターアーム２１の各頂点Ａ₁はスキンプレート
１のほぼ外周に接して、その頂点Ａ₁を互いに結ぶ正三
角形は、断面Ｈ₁のスキンプレート１の断面と略一致す
る横孔を掘削している。

【００２３】次ぎに、上記リングギヤ３２をスライド用
ジャッキ５１により軸方向後方にスライドさせ、リング
ギヤ３２の固定用外歯ギヤ３２ａと固定部材４２の固定
用内歯ギヤ４２ａとを係合しないようにする。そして、
上記修正用ジャッキ５４によってローリングしている方
向と逆方向（矢印Ｒ）にスキンプレート１の中心Ｏを中
心にリングギヤ３２をθ度回転して、リングギヤ３２の
固定位置を変える。つまり、上記リングギヤ３２の回転
により外歯ギヤ３１も同時にθ度回転し、外歯ギヤ３１
の中心の位置はＣ₂となると共に、外歯ギヤ３１のピッ
チ円とリングギヤ３２のピッチ円との交点の位置はＤ₂
となる。また、上記リングギヤ３２の回転によりカッタ
ヘッド２０も同時にθ度回転して、カッタヘッド２０の
カッタアーム２１の頂点の位置はＡ₂となる。

【００２４】その後、上記スライド用ジャッキ５１によ
ってリングギヤ３２を軸方向前方にスライドさせ、リン
グギヤ３２の固定用外歯ギヤ３２ａと固定部材４２の固
定用内歯ギヤ４２ａとが係合する。そして、上記油圧モ
ータ６４を駆動して、回転軸６をスキンプレート１の中
心に対して公転させると、略正三角形状のカッタヘッド
２０は、地盤の土砂や礫を掘削する。このとき、上記カ
ッタヘッド２０の頂点Ａ２を互いに結んだ正三角形の軌
跡の包絡線は、スキンプレート１の断面の略正方形に対
してローリングしている方向と逆方向にθ度回転した略
正方形となり、断面Ｈ₂の横孔を掘削する。すなわち、
上記カッタヘッド２０は、水平な略正方形の横孔を掘削
するのである。

【００２５】そして、この矩形シールド掘削機は、カッ
タヘッド２０が掘削した水平な横孔にスキンプレート１
の断面が一致するようにローリングを徐々に修正しなが
ら掘進し、カッタヘッド２０が掘削する断面Ｈ₂も同一
方向に回転する。そして、この矩形シールド掘削機が、
スキンプレート１の中心Ｏを通りスキンプレート１の上
下の平面に垂直な直線と中心Ｏを通る鉛直線とのなす角
が略０度の水平な状態になると、作業者は油圧モータ６
４を止めて、回転軸６の遊星運動を停止する。その後、
上記スライド用ジャッキ５１と修正用ジャッキ５４によ
って内歯ギヤ３２を回転して、もとの基準となる固定位
置に戻す。つまり、上記カッタヘッドが掘削する断面の
略正方形がスキンプレート１の断面の略正方形と略一致
するようにするのである。

【００２６】したがって、上記カッタヘッドにより地盤
を略正方形に掘削することと、スキンプレート１の断面
が略正方形状であることとが相俟って、断面が上下の辺
が水平な略正方形の横孔を掘削することができる。ま
た、この矩形シールド掘削機がローリングしても、スラ
イド用ジャッキ５１や修正用ジャッキ５４および係合部
４０によってリングギヤ３２の固定位置を調節して、カ
ッタヘッド２０がローリングと逆方向に回転させた略正
方形の横孔を掘削するから、この矩形シールド掘削機の
ローリングを修正することができる。

【００２７】また、上記リングギヤ３２をスライド用ジ
ャッキ５１によって軸方向後方にスライドさせ、上記リ
ングギヤ３２の固定用外歯ギヤ３２ａが固定部材４２の
固定用内歯ギヤ４２ａに係合しないようにする。そし
て、上記リングギヤ３２を外歯ギヤ３１と共に修正用ジ
ャッキ５４によってスキンプレート１の中心を回転中心
に回転する。一方、上記リングギヤ３２をスライド用ジ
ャッキ５１によって軸方向前方にスライドさせ、上記リ
ングギヤ３２の固定用外歯ギヤ３２ａが固定用内歯ギヤ
４２ａに係合することによって、上記リングギヤ３２を
スキンプレート１に固定することができる。

【００２８】したがって、上記スライド用ジャッキ５１
と修正用ジャッキ５４および係合部４０によって、リン
グギヤ３２の固定位置を容易に調節することができる。

【００２９】上記実施例では、掘進方向が水平方向の横
孔を掘削したが、縦孔を掘削するのにこの発明の矩形シ
ールド掘削機を用いてもよい。

【００３０】また、上記油圧モータ６４によりクランク
軸６３を介して回転軸６を公転させたが、油圧モータ等
の駆動装置によって回転軸を公転させる駆動機構はこれ
に限らず、回転隔壁を電動機等の駆動装置により直接回
転させて、回転軸を公転させてもよい。

【００３１】また、上記リングギヤ３２を回転させる手
段として修正用ジャッキ５４を用いたが、リングギヤを
回転させる回転手段はこれに限らないのは勿論である。

【００３２】また、上記係合部４０によってリングギヤ
３２をスキンプレート１に固定したが、リングギヤをス
キンプレートに固定する固定手段はこれに限らず、リン
グギヤの回転を固定するキー等を着脱可能に取り付けて
もよい。

【００３３】さらに、矩形シールド掘削機がローリング
したときに、回転軸６の公転を停止し、リングギヤ３２
を回転させて、リングギヤ３２の固定位置を変えた後、
回転軸６を同一方向に公転させたが、リングギヤの固定
位置を変えた後、回転軸を逆方向に公転させてもよい。
この場合、上記回転軸の公転方向を変えることによっ
て、この矩形シールド掘削機のローリングした方向と逆
方向にカッタヘッドを介して回転モーメントが作用し
て、ローリング修正がしやすくなる。

【００３４】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の矩形シールド掘削機は、断面略正方形状のスキンプ
レートの内側に円形の回転隔壁を配置し、この回転隔壁
をスキンプレートの中心を回転中心として回転自在に支
持し、上記回転隔壁の中心に対して偏心した位置に回転
軸を回転自在に支持し、上記回転軸の先端に略正三角形
状のカッタヘッドを固定し、上記回転軸の他端に外歯ギ
ヤを固定し、ピッチ円の直径が外歯ギヤのピッチ円の直
径の略４／３倍の内歯ギヤが外歯ギヤと噛合し、上記ス
キンプレートの内側に中心をスキンプレートの中心と一
致させて内歯ギヤを回転可能に支持し、上記回転軸を駆
動装置によってスキンプレートの中心に対して公転さ
せ、上記スキンプレートの中心を回転中心として内歯ギ
ヤを回転手段によって回転させ、固定手段によって内歯
ギヤをスキンプレートに固定するものである。

【００３５】したがって、請求項１の発明の矩形シール
ド掘削機によれば、上記駆動装置を駆動すると、上記回
転隔壁のスキンプレートの中心に対して偏心した位置に
回転自在に支持された回転軸をスキンプレートの中心の
回りを公転させ、上記回転軸の他端に固定された外歯ギ
ヤが内歯ギヤに噛合して、公転しながら自転する。この
ため、上記回転軸もスキンプレートの中心の回りを公転
しながら自転して、上記回転軸の先端に固定された略正
三角形状のカッタヘッドは、地盤の土砂や礫を掘削す
る。このとき、上記カッタヘッドは、外歯ギヤのピッチ
円の直径と内歯ギヤのピッチ円の直径とが３対４の比で
あるから、上記回転軸の遊星運動にしたがって、略正三
角形状のカッタヘッドの軌跡の包絡線は略正方形とな
り、カッタヘッドは地盤の土砂や礫を略正方形に掘削す
る。したがって、上記カッタヘッドにより地盤を略正方
形に掘削することと、スキンプレートの断面が略正方形
状であることとが相俟って、断面が略正方形の孔を掘削
することができる。

【００３６】また、例えば水平方向に横孔を掘削するこ
の矩形シールド掘削機がローリングしたとき、回転軸の
遊星運動を作業者が停止させ、固定手段による内歯ギヤ
とスキンプレートの係合を外す。そして、上記回転手段
によって、この矩形シールド掘削機のローリングしてい
る方向と逆方向にスキンプレートの中心を回転中心に内
歯ギヤを回転して、上記カッタヘッドが掘削する横孔の
略正三角形がスキンプレートのローリング方向と逆方向
に傾くように内歯ギヤの固定位置を変える。このため、
上記カッタヘッドが掘削した横孔に沿ってスキンプレー
トの断面が一致するようにして、ローリングを徐々に修
正することができる。したがって、この矩形シールド掘
削機がローリングしても、回転手段と固定手段によって
内歯ギヤを回転させて、ローリングしたスキンプレート
の断面に対してカッタヘッドが逆方向に傾く略正方形の
横孔を掘削するから、その掘削された横孔にスキンプレ
ートを導いて、この矩形シールド掘削機のローリングを
掘進しながら修正することができる。

【００３７】また、請求項２の発明の矩形シールド掘削
機は、請求項１に記載の矩形シールド掘削機において、
上記回転手段は、一端が上記スキンプレートに取り付け
られる一方、他端が上記内歯ギヤに取り付けられた修正
用ジャッキであり、上記固定手段は、上記内歯ギヤと上
記スキンプレートを上記内歯ギヤの周方向に係脱可能に
係合する係合部とするものである。

【００３８】したがって、請求項２の発明の矩形シール
ド掘削機によれば、上記係合部によって内歯ギヤとスキ
ンプレートを係合して固定することができる。一方、上
記内歯ギヤとスキンプレートとの係合を外して、上記修
正用ジャッキによって内歯ギヤを任意の角度に回転させ
ることができる。したがって、上記修正用ジャッキと係
合部とによって、内歯ギヤを所望の角度に回転して、内
歯ギヤの固定位置を容易に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例の矩形シールド掘
削機の断面図である。

【図２】図２は図１のII−II線から見た図である。

【図３】図３は内歯ギヤの固定位置を回転させること
によって、ローリングを修正することを示すための説明
図である。

【符号の説明】

１…スキンプレート、２…支持板、３…回転隔壁、４…
フード部、５…回転軸、６…固定隔壁、１１…固定部
材、１２…カバー、１３…フード、１５…ベアリング、
１６,１７…シール部材、２０…カッタヘッド、２１…
カッタアーム、２３…ブレード、２６…円筒部、２７…
攪拌羽根、３０…偏心リングギヤ装置、３１…外歯ギ
ヤ、３２…リングギヤ、３４…円板部、３４ａ…第２円
筒部、３５…第１円筒部、３６…第３円筒部、３７…ス
ペース板、４０…係合部、４１…支持部材、４２…固定
部材、４３…ブッシュ、４６…チャンバー５０…リングフランジ、５１…スライド用ジャッキ、５
２…ピストンロッド、５３…支持部材、５４…修正用ジ
ャッキ、５５,５６,５７,５８…レール部材、６１…送
泥管、６２…排泥管、６３…クランク軸、６４…油圧モ
ータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/08 E21D 9/06 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】断面略正方形状のスキンプレートと、上記スキンプレートの内側に配置され、上記スキンプレ
ートの中心を回転中心として上記スキンプレートに回転
自在に支持された円形の回転隔壁と、上記回転隔壁の中心に対して偏心した位置に回転自在に
支持された回転軸と、上記回転軸の先端に固定された略
正三角形状のカッタヘッドと、上記回転軸の他端に固定された外歯ギヤと、上記回転軸を上記スキンプレートの中心に対して公転さ
せる駆動装置と、ピッチ円の直径が上記外歯ギヤのピッチ円の直径の略４
／３倍であり、かつ上記外歯ギヤと噛合すると共に、上
記スキンプレートの内側に中心が上記スキンプレートの
中心と一致させて回転可能に支持された内歯ギヤと、上記スキンプレートの中心を回転中心として上記内歯ギ
ヤを回転させる回転手段と、上記内歯ギヤを上記スキンプレートに固定する固定手段
とを備えたことを特徴とする矩形シールド掘削機。
【請求項２】請求項１に記載の矩形シールド掘削機に
おいて、上記回転手段は、一端が上記スキンプレートに
取り付けられる一方、他端が上記内歯ギヤに取り付けら
れた修正用ジャッキであり、上記固定手段は、上記内歯
ギヤと上記スキンプレートを上記内歯ギヤの周方向に係
脱可能に係合する係合部であることを特徴とする矩形シ
ールド掘削機。