JP2898628B1

JP2898628B1 - 掘進機

Info

Publication number: JP2898628B1
Application number: JP9864298A
Authority: JP
Inventors: 和典山中
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: JPH11294081A

Abstract

【要約】【課題】トンネルの内面にセグメントを施工すること
がない場合にも地山の内壁面にグリッパーを押し付ける
ことができ、しかも部分的にも地山の崩落をまねかない
などの利点を有する掘進機を提供する。【解決手段】トンネル掘削機１は、掘削した地山の内
壁面Ｔに２以上のグリッパー３を押し付けることにより
推進力を得る掘進機である。地山の内壁面Ｔと接触する
各グリッパー３の表面に、複数個の弾性体１１を、それ
ぞれ交換し得る状態で並列に取り付けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、地中に
トンネルを形成する掘進機に関するもので、とくに、掘
削した地山の内壁面にいわゆるグリッパーを押し付ける
形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル掘削機やシールド掘進機などと
呼ばれる掘進機のうちには、掘削した地山の内壁面にい
わゆるグリッパーを押し付ける形式のものがある。グリ
ッパーは、掘進機の後部に配置されるブロック状または
板状の金属製部材であり、掘進機の中心線に近い部分か
ら左右または上下など２以上の向きに張り出すことによ
って、トンネルの周面である地山の内壁面に押し当てら
れる。グリッパーをそのように押し当てることにより、
掘進機はその後部を地山に固定するのである。

【０００３】グリッパーを有する掘進機は、地中を掘り
進むとき、上記のように後部のグリッパーを地山に押し
付けた状態で、最前部にあるカッターヘッドを駆動し、
かつ推進用のジャッキによって当該カッターヘッドを前
方へ押し出す。つまり、カッターヘッドにて地山を削り
ながら、グリッパーとジャッキとから得る推進力に基づ
いて、カッターヘッドを含む掘進機の前部を前方へ推し
進めるのである。地盤が比較的硬質な地山を掘削する場
合には、トンネルの内面にセグメントの壁を設けないこ
とから、掘進機は、一般にセグメントを利用することな
く、上記のようにグリッパーを直接地山に押し当てるこ
とによって推進力を得る。

【０００４】上記のようなグリッパーを有する掘進機
は、たとえば特開平９−１９５６６８号公報に記載され
ている。同公報に記載の掘進機は、その後部に図７
（ａ）のようなグリッパー５３を備えている。当該グリ
ッパー５３は、掘進機の前部から中心線に沿って設けら
れたビーム５４の後部に複数配置されており、それぞれ
ビーム５４上から外向きに張り出すようになっている。
ただし、同公報の掘進機においては、張り出したときの
グリッパー５３の先端の表面は、トンネルの内面に施工
されたセグメントＳ’の一部に押し当てられる。そして
各グリッパー５３は、図７（ｂ）のとおり表面の溝の傾
斜面にそれぞれ一個ずつ弾性体５３ｘを備えており、そ
の弾性体５３ｘをセグメントＳ’の突出部分の傾斜面に
押し当てることとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】掘削した地山の内壁面
に掘進機がグリッパーを押し当てる場合、その内壁面に
部分的な崩落が起こりやすいという不都合がある。グリ
ッパーの形状をトンネルの内面に沿うように定めている
とはいえ、トンネルとして掘削したばかりの地山の内壁
面には凹凸が多いため、その内壁面は小面積の部分での
み金属製のグリッパーと接触してそこに集中的な圧力を
受ける結果、その部分から崩落するのである。地山の状
況によってはグリッパーよりも前方の部分でトンネルの
内壁面に吹付け支保（コンクリートを吹き付けてなる支
保）が形成される場合もあるが、そのような支保も内壁
面に凹凸を有しており、またコンクリートの施工厚さも
薄いために、グリッパーが押し付けられたとき一部が割
れたり崩れたりすることがある。

【０００６】地山の内壁面やコンクリートの吹付け支保
が部分的にでも崩落すると、その部分は掘進機の後方に
おいて補修せねばならないことになる。しかし、掘進機
の後方にまでコンクリートの自動吹付け機が配置される
ことは通常はないため、グリッパーによって地山等に部
分的な崩落が生じた場合の補修にはかなりの手間をとら
れてしまう。

【０００７】図７に示した前記公報に記載の掘進機によ
ると、グリッパー５３の押し付けられた面が崩落するこ
とはほとんど確実に防止される。あらかじめ一定の形状
・寸法に形成されたセグメントＳ’を地山の内壁面の内
側に配置しておき、そのセグメントＳ’に対してグリッ
パー５３を（しかも弾性体５３ｘを有するものを）押し
付けるからである。しかし、そのような掘進機にも多く
の課題が存在する。すなわち、イ ) その掘進機を使用できるケースがかなり限定され
る。その掘進機がグリッパーを機能させることができる
のは、掘削した地山の内壁面にグリッパーよりも前方に
おいてセグメントを施工する場合であって、しかもその
セグメントが図７のように内方への突出部や傾斜面を有
する特殊なものである場合に限られるからである。その
ため、硬質な地盤であってセグメントを施工する必要が
ない（かかる場合にセグメントを施工するのはコストの
無駄である）場合には、そのような掘進機を使用するこ
とができない。なお、セグメントを施工していない地山
の内壁面にそのグリッパーを押し付けるとすれば、溝の
両側（前後）の突出した部分のみでグリッパーが地山に
接触することになり、両者間の接触面圧がやはり高くな
る結果、地山が陥没したり崩落したりする。

【０００８】ロ) グリッパーが、十分には大きな固定力
をもたらし得ない場合がある。図７（ｂ）に示すよう
に、グリッパーとセグメントとの接触は弾性体を取り付
けた傾斜面上の狭い部分に限られており、また各部材の
強度上、両者間の接触面圧にも上限があるからである。
図７に示したグリッパーの場合、傾斜面においてセグメ
ントに押し付けられるため接触面積が小さくても前後方
向には十分な固定力をもたらすが、トンネルの周方向に
は固定力が不足しがちである。つまり、前方のカッター
ヘッド（通常は回転式のものである）を特定の方向に回
転させようとすると、掘進機の後部はグリッパーによっ
て周方向の位置をも固定する必要があるにもかかわら
ず、接触面積が小さいためにその固定力が不足して掘進
機の後部が回転しやすくなる。

【０００９】ハ) 弾性体の損傷によってグリッパーが全
体としての機能を果たさなくなる恐れがある。内部に流
体を封入された弾性体は、前記のとおり各グリッパーに
ついて一個ずつ配置されているので、一つの弾性体が損
傷して破裂等を起こすと、そのグリッパーが機能し得な
くなってしまう。

【００１０】請求項の発明は、トンネルの内面にセグメ
ントを施工することがない場合にも地山（または吹付け
支保）の内壁面にグリッパーを押し付けることができ、
しかも部分的にも地山の崩落をまねかないなど、上記の
ような不都合を解消できる掘進機を提供せんとするもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した掘進
機は、掘削した地山の内壁面に２以上のグリッパーを押
し付けることにより推進力を得る掘進機について、地山
の内壁面と接触する各グリッパーの表面に、複数個の弾
性体を、それぞれ交換し得る状態で並列に取り付けたこ
とを特徴とする。

【００１２】この掘進機は、掘削した地山の内壁面にグ
リッパーの表面を接触させ押し付ける形式のものであ
る。そのために当然ながら、トンネルの内面にセグメン
トの壁を設けない場合にも、グリッパーによって掘進機
の後部を地山に固定することができる。グリッパーより
も前方において地山の内側に吹付け支保を形成する場合
でも、その支保の内面は地山の内壁面に沿った同様の曲
面（または平面）であるため、地山に対するのと同じよ
うにその支保の内面にグリッパーを押し付けることがで
きる。そのような点から、この掘進機によると、地盤が
しっかりしている場合などにセグメントの施工を省略し
て掘削コストを抑えるという効果がもたらされる。な
お、トンネルの内面にセグメントを施工する場合にも、
そのセグメントが、掘削した地山の内壁面と同様の曲面
等を有する一般的な形状のものである以上、そのセグメ
ントの内面にグリッパーを押し付けることも可能であ
る。

【００１３】そしてこの掘進機では、地山の内壁面と接
触するグリッパーの表面に弾性体を取り付けている。弾
性体は、グリッパーが地山の表面に押し付けられるたび
に弾性的に変形することにより、凹凸が多い地山の内壁
面と広く接触し接触圧力を分散する。そのためこの掘進
機では、内壁面の一部にグリッパーの圧力が集中するこ
とによる地山の崩落という不都合がほとんど生じない。
前述した吹付け支保にグリッパーを押し付ける場合にお
いても、同じ理由により、その支保が割れたり崩落した
りするのが防止される。そのように地山や吹付け支保が
健全であれば、後方でそれらを補修する必要がなく、掘
削効率が相当に改善される。

【００１４】グリッパーは地山の内壁面にその表面を押
し付けるのであるから、両者間の接触面積を十分に広く
とることができる。地山の内壁面は、図７のセグメント
における傾斜面のように限られた部分にあるのではな
く、トンネルの長手方向に連続して存在する長くて広い
曲面（または平面）であるため、グリッパーの形状や大
きさまたは弾性体の配列状態を適切に定めることによっ
て地山・グリッパー間の接触面積を十分に広くし得るの
である。接触面積を広くすることができれば、その面間
に適切な接触面圧をかけることによってグリッパーはあ
らゆる方向に十分な固定力をもたらす。

【００１５】グリッパーの表面には、複数個の弾性体が
並列に、しかもそれぞれ交換可能な状態に取り付けられ
ているため、一部の弾性体が損傷しても、それによって
グリッパーが全体として機能しなくなる恐れはない。損
傷した弾性体が仮に地山と接触しなくなっても、近傍に
ある他の弾性体が地山と接触することによりグリッパー
・地山間はやはり広い接触面積を保つからである。ま
た、各弾性体が交換可能な状態に取り付けられているた
め、損傷したものを定期点検等の際に交換することによ
り、比較的低いコストでグリッパーを元通りにすること
ができる。

【００１６】請求項２に記載の掘進機は、上記の弾性体
を、自身の変形しろとしての切欠き部分を含むゴム部材
としたことを特徴とする。なお「切欠き」とは、溝状・
凹状または空洞状であってゴムのない部分をいい、その
形成方法を限定したものではない（切断または切削加工
によって形成された部分には限らない）。

【００１７】ゴム部材であれば、その弾性体は比較的低
いコストで丈夫なものとして構成することができる。ま
たそのゴム部材は、上記のとおり変形しろとしての切欠
きを有することから、硬質で高強度のものにしながらも
弾性変形可能な範囲を大きくとることができ、もってグ
リッパー・地山間の接触面積を増大するという効果を十
分に発揮する。もし変形しろとしての切欠きがない単な
るゴム板であれば、地山の突出部に押し付けられた部分
の変形が周囲のゴムによって妨げられるため軟質ゴムで
あっても大きくは弾性変形できないのに対し、変形しろ
としての切欠きを設けた場合には、硬質のものでも弾性
変形可能な範囲が大きいのである。

【００１８】請求項３に記載の掘進機は、請求項１にい
う弾性体を、内部に流体が充填された中空部材としたこ
とを特徴とする。内部の流体としては、空気などの気体
でもよく、水や油などの液体でもよい。

【００１９】このような弾性体なら、その一部に地山の
突出部が当たった場合、当該部分の内側にある流体が中
空部材の内部において他の部分へ移動することによりそ
の部分が容易に凹み、結果として、弾性体のうち広い部
分が地山と接触することになる。

【００２０】請求項４に記載の掘進機は、中空部材であ
る上記の弾性体内に充填される流体の供給源に、当該充
填流体の圧力調整手段を設けたことを特徴とする。

【００２１】この掘進機によると、弾性体内の流体圧力
を調整することによって、地山にグリッパーを押し付け
たときの弾性体の変形具合を適切に設定し、グリッパー
が地山に及ぼす圧力を地山の状況等に応じてつねに適切
に分布させることができる。たとえば、カッターヘッド
が面する切羽での地山の硬さ等に応じてグリッパーの押
付け力は変更されることが多いが、その押付け力が高い
場合には弾性体内の上記充填流体の圧力を高くし、押付
け力が低い場合には上記流体の圧力を低くするのがよ
い。押付け力が高い場合に、もし流体圧力が低いなら、
弾性体の変形が大きくなりすぎてグリッパーのうち弾性
体を取り付けている金属製の部分に地山の突出部が強く
押し付けられ、地山のその突出部付近が崩れやすくな
る。また、仮に押付け力が低いにもかかわらず流体圧力
が高いと、弾性体表面の一部のみが地山に接触すること
になり、やはり圧力が適切には分散しなくなる。そのた
め、地山の各部が受ける圧力は、弾性体内の流体圧力を
調整することによって適切に分布させ得るのである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１〜図５に発明の実施について
の形態を紹介する。図１はトンネル掘削機１の全体を後
方から見た概要図であり、図２は、同じ掘削機１の全体
を側方から見た概要図である。図３は、図１および図２
の掘削機１においてグリッパー３に取り付ける弾性体１
１の斜視図（図３（ａ））および断面図（同（ｂ））、
図４および図５のそれぞれは、図３のものとは異なる別
の弾性体２１・３１についての断面図である。また図６
は、さらに他の弾性体４１についての斜視図（図６
（ａ））および断面図（同（ｂ））である。

【００２３】トンネル掘削機１は、図２に示すとおり、
岩盤を圧砕するローラカッター２ａを多数備えた回転式
のカッターヘッド２とその駆動手段２ｂとを最前部に備
えている。地質が硬くて自立性のよい地山を掘削するこ
とが本来の用途であるため、内部を覆う円筒状の外殻９
は、前方の短い範囲にのみ設けられている。

【００２４】そして掘削機１の後部には、掘削のための
支持力を得るようトンネルの内周面に押し付けられるグ
リッパー（メイングリッパー）３が左右に一対装備され
ている。グリッパー３は、図１に示すようにトンネルの
内周面に沿う曲面（円柱面の一部）を有する金属製の剛
体であり、ジャッキ３ａの先に取り付けられている。そ
のジャッキ３ａを伸ばすことによってグリッパー３は左
右に張り出し、外側の表面がトンネル内周面に押し付け
られ固定される。それによって、グリッパー３は、掘削
機１が掘削反力で後退したり回転したりするのを防ぐア
ンカーとなる。そのようにグリッパー３を固定したうえ
で、図２に示す推進用のジャッキ５を伸ばすことにより
ビーム４を前方へ推しやり、同時に駆動手段２ｂでカッ
ターヘッド２を回転駆動することによって、掘削機１
は、ビーム４の前端のカッターヘッド２で切羽Ｔａを前
向きに掘削する。ジャッキ５のストロークが尽きると、
最後部のサポート４ａを下方へ伸ばしてビーム４を支持
させ、その状態で後部のグリッパー３を引っ込めて推進
用ジャッキ５を縮めることにより、そのグリッパー３を
前方へ移動する。グリッパー３が前方に移動すると、そ
こで再びグリッパー３を左右に張り出してトンネル内周
面に固定し、前方への掘削を行う。掘削機１は以上のよ
うに間欠的な掘削を繰り返すことによって、長いトンネ
ルを掘ることができる。なお、図２中の符号６は、掘削
によって生じる土砂を排出するためのコンベヤである。

【００２５】図２に示すようにこの掘削機１には、コン
クリートの吹付け機７とセグメントエレクター８とが配
置されている。掘削した地山の内壁面Ｔに吹付け機７が
吹付け支保を形成し、とくに地盤が軟弱である場合に
は、エレクター８がセグメントＳの壁を構築する。しか
し、この掘削機１は、比較的硬くて自立性の高い地山を
掘削するのを原則とするため、地山の内壁面にセグメン
トＳの壁を設ける必要があることはほとんどない。すな
わち、経路のほとんど全域においては、地山の内壁面Ｔ
をむき出しにしたまま掘削が進められ、ごく一部におい
て吹付け支保が形成されるにすぎない。

【００２６】セグメントＳの壁が構築されないとする
と、トンネルの内周面はすなわち地山の（または吹付け
支保の施された部分の）内壁面Ｔそのものとなるが、そ
のような面はセグメントＳの内面とは違って凹凸に富ん
でいる（図１中の引出し図を参照）。そこで、この掘削
機１では、グリッパー３を広く内壁面Ｔと接触させてそ
の押付け圧力を分散させるべく、図１または図２のよう
にグリッパー３の表面に弾性体１１を多数配置してい
る。たとえば、円柱面に沿ったグリッパー３の金属部分
の表面が約３ｍの幅（掘削機１の進行方向への寸法）と
約８ｍの高さ（周方向への寸法）を有するなら、それぞ
れの弾性体１１は幅と高さをそれぞれ５００ｍｍ前後に
して、一つのグリッパー３の表面に多数配列する。

【００２７】弾性体１１は、ゴム部材によって図３のよ
うな形状に構成したものである。詳しくはつぎのとおり
である。すなわち、 a) 材料として天然ゴム（ＮＲ）等を使用し、その硬度
はＪＩＳにいう６０゜とした。天然ゴムなら、地山の内
壁面Ｔに押し付けられたとき、その内壁面Ｔの凹凸に沿
うよう弾性変形して地山と広く接触するので、接触圧力
が低下してその凹凸等の割れや崩落を防止するからであ
る。また、硬度が６０゜とかなり硬めのものを採用した
のは、地山の内壁面Ｔには鋭角的な岩の割れ目なども含
まれることを考慮して、その弾性体１１に十分な強度お
よび耐用性をもたせるためである。

【００２８】b) 弾性体１１は全体として平板状であ
り、円柱面である地山の内壁面Ｔ（図１）に沿うように
湾曲したものである（曲率半径が大きいため図３（ａ）
においてはその湾曲を表示していない）が、その表面に
は多条の凹凸を形成している。つまりグリッパー３の外
側に向く面には、図３（ａ）・（ｂ）のように、縦（ト
ンネルの円周方向）に延びる山の部分１１ａと溝の部分
１１ｂとを交互に設けている。地山の内壁面Ｔに押し付
けられるのは山の部分１１ａであるが、切欠き状の溝の
部分１１ｂは、その山の部分１１ａが弾性変形しやすい
ように、いわば山の部分１１ａの変形しろとして形成し
ている。溝の部分１１ｂを有するこのような弾性体１１
は、上面から力を受けたとき山の部分１１ａが側方の溝
の部分１１ｂに張り出すように膨らむことから、上記の
とおり６０゜と硬いにもかかわらず十分な量の変形をし
て内壁面Ｔの凹凸に沿うことができる。

【００２９】c) ゴム部材からなる弾性体１１は、鉄板
１２の表面上にその鉄板１２と一体化させて成形してお
り、グリッパー３の表面にはボルト１４を介して両者を
ともに取り付けることとした。つまり、ボルト１４の頭
部が入る穴１３を弾性体１１の四隅付近に設けるととも
に、ボルト１４のねじ部が通る小さな穴を鉄板１２にあ
けておき、それらを通したボルト１４によって、弾性体
１１の一体化した鉄板１２をグリッパー３の表面に取り
付けているのである。

【００３０】以上のようにグリッパー３の表面に弾性体
１１を備えたこのトンネル掘削機１には、つぎのような
利点がある。すなわち、 1) 弾性体１１が弾性変形して地山の凹凸に沿うため、
上記のとおり、グリッパー３と地山の内壁面Ｔとの間の
接触面積を広くとって両者間の接触圧力を低減させ（図
１の引出し図を参照）、もって内壁面Ｔの崩落等を防止
することができる。しかも、グリッパー３の表面の弾性
体１１は内壁面Ｔに沿う湾曲した平板状のものであるた
め、内壁面Ｔの内側に図２の吹付け機７によって吹付け
支保を形成する場合にも、またエレクター８によって通
常の円筒状のセグメントＳを構築する場合にも、内壁面
Ｔがむき出しの場合と同様にできる。ただし、その場
合、地山の内壁面ＴとセグメントＳの内面とでは曲率が
異なるため、弾性体の変形量を大きくとる必要はある。

【００３１】2) 各グリッパー３の表面には多数の弾性
体１１が配置されており、それらがトンネルの内壁面Ｔ
と接触する合計面積はかなり広いため、グリッパー３に
図１のジャッキ３ａによって適度な圧力をかけることに
より掘削機１の後部をあらゆる方向に強く固定すること
ができる。掘削機１の後部は、図２のとおり前部にある
カッターヘッド２の掘削反力に対して前後方向および回
転方向に固定される必要があるが、かかる弾性体１１つ
きのグリッパー３を有するため各方向に効果的に固定さ
れることになる。

【００３２】3) 弾性体１１はグリッパー３の表面に複
数個並列に配置され、しかも個別に交換され得るように
ボルト１４によって取り付けられているため、一部の弾
性体１１が損傷した場合にもグリッパー３の機能を低コ
ストで容易に復元することができる。掘削機１の定期点
検等の機会に、その損傷した弾性体１１のみを交換すれ
ばよいからである。

【００３３】以上に説明した図３の弾性体１１は、図４
のような断面を有する別の弾性体２１に代えることも可
能である。図４の弾性体２１も、表面と裏面とに溝の部
分（切欠き）２１ｂを有し、それを、山の部分２１ａの
変形しろとしている。このような変形しろを有するため
に、この弾性体２１も、図３の弾性体１１と同じく高硬
度の（したがって耐用寿命も長い）ゴムを材料にして
も、十分に弾性変形して地山の凹凸に沿うことができ
る。

【００３４】弾性体としてはさらに、図５のような断面
形状のものを使用することも可能である。図５の弾性体
３１は、切欠き部分として溝状の部分に代えて空洞部分
３１ｂを有しており、それらを、ゴムの部分３１ａの変
形しろとしている。この弾性体３１においても、ゴムの
部分３１ａが空洞部分３１ｂの内部に迫り出すように弾
性変形するため、高硬度のゴムを使用しても弾性変形し
やすい。図４または図５の弾性体２１・３１も、個々の
大きさを図３の弾性体１１と同程度のものにして、図３
と同様にグリッパー３の表面に取り付けるとよい。

【００３５】そのほか、図６（ａ）・（ｂ）に示すよう
な中空部材によって弾性体４１を構成することもでき
る。弾性体４１は、ゴム製の袋（バッグ）の内側に所定
の圧力で水を充填してなるもので、個々の縦・横の寸法
をやはり５００ｍｍ前後にし、図１等に示すグリッパー
３の表面に並べて取り付ける。内側の中空部分には、タ
ンクやポンプ等を含む供給源（図示せず）から図６
（ｂ）の注入口４１ａを通して高圧水（最高圧力は３０
ｋｇ／ｃｍ²程度）を注入し、上記の供給源に設けたコ
ントロールバルブ（圧力調整手段。図示せず）によって
その圧力を管理・維持するものとする。図１のジャッキ
３ａによってグリッパー３を地山の内壁面Ｔに押し付け
る力は、地山の内壁面Ｔや切羽Ｔａの状況等によって５
〜３０ｋｇ／ｃｍ²（グリッパー３の単位表面積あたり
の力）の範囲で変更されるが、その圧力に応じて上記圧
力調整手段により中空部内の水の圧力を変更すれば、弾
性体４１はグリッパー３上でつねに適切に変形し、地山
の内壁面Ｔに及ぼす圧力を広く分散させてその崩落等を
防止する。各弾性体４１の注入口４１ａには上記の供給
源を並列に（つまり弾性体４１同士が直接にはつながら
ないように）接続しているため、一個の弾性体４１に穴
があくなどの損傷が生じても、近傍にある他の弾性体４
１は健全であり、地山と広く接触するというグリッパー
３の機能はほとんど損なわれない。またその場合、損傷
した弾性体４１の交換に要する手間やコストもわずかで
ある。

【００３６】なお、図６の弾性体４１も、図３のものと
同様に鉄板４２上に一体的に固着させており、その鉄板
４２をボルト４４にて固定することによりグリッパー３
上に取り付ける。また、弾性体４１は、その表面から図
６（ａ）における左右（掘削機１の進行方向）に大きな
力（推進反力）を受けることから、その方向に延びる仕
切部分４１ｂを中空部内に有している。つまり、中空部
をはさむ上下のゴム部材が複数箇所の仕切部分４１ｂに
よってつながっており、上下のゴム部材間で掘削機１の
進行方向に作用する剪断力がこれら仕切部分４１ｂによ
って支えられることになる。なお、仕切部分４１ｂを含
む中空のゴム袋はたとえば、表面側の半分と裏面側の半
分とをそれぞれ一体に成形しておいて後に両者を溶着等
により一体化させる、という方法で製造することができ
る。

【００３７】

【発明の効果】請求項１に記載した掘進機には、つぎの
ような効果がある。すなわち、 1) 地山の内壁面と接触するグリッパーの表面に弾性体
を取り付けていることから、その内壁面を崩落させない
ようにグリッパーを強く地山に押し付け、掘進機の後部
をしっかりと固定することができる。グリッパーによっ
て地山の内壁面が崩落等を起こさない以上、後方でそれ
らを補修する必要がないため、掘削効率が相当に改善さ
れる。

【００３８】2) セグメントの壁を設けない状態の地山
の内壁面にグリッパーを強く押し付け得るため、地盤が
しっかりしている地域においてセグメントの施工を省略
し、トンネルの施工コストを抑えることも可能である。
なお、グリッパーよりも前方において地山の内側に吹付
け支保を形成したり一般的なセグメントを施工したりす
る場合にも、同じようにグリッパーを使用できる。

【００３９】3) 地山の内壁面などトンネルの長手方向
に連続する広い面にグリッパーの表面を押し付けるので
あるから、両者間の接触面積を十分に広くとることがで
き、したがってグリッパーをあらゆる方向に十分強く固
定することができる。

【００４０】4) グリッパーの表面に複数個の弾性体が
並列に、しかもそれぞれ交換可能な状態に取り付けられ
ているため、一部の弾性体が損傷してもグリッパーの機
能がほとんど損なわれない。また、損傷した弾性体を交
換することにより、比較的低いコストでグリッパーを元
通りにすることができる。

【００４１】請求項２に記載の掘進機の場合には、さら
に、 5) 弾性体がゴム部材であるため、比較的低いコストで
丈夫なものとして構成され得るほか、変形しろとしての
切欠きを有するため、硬質で高強度のものであっても大
きく弾性変形して上記1)の効果を十分に発揮する。

【００４２】また、請求項３の掘進機も、 6) 中空部材である弾性体が、地山の突出部と接触した
部分において容易に凹むことから、やはりその弾性体の
広い部分が地山と接触し、上記1)の効果を十分に発揮す
る。

【００４３】請求項４に記載の掘進機によると、さら
に、 7) 弾性体内の流体圧力を調整することによって、地山
に押し付けられたときの弾性体の変形具合を適切に設定
し、地山に作用する圧力をつねに適切に分布させ、もっ
て地山の崩落等を一層確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施についての形態を示す図であり、ト
ンネル掘削機１（掘進機）の全体を後方から見た概要図
である。

【図２】図１に示すトンネル掘削機１の全体を側方から
見た概要図である。

【図３】図３（ａ）は、図１および図２のトンネル掘削
機１においてグリッパー３に取り付ける弾性体１１の斜
視図であり、同（ｂ）は、その弾性体１１の断面図（同
（ａ）におけるｂ−ｂ断面図）である。

【図４】トンネル掘削機１に取り付け得る、図３のもの
とは異なる弾性体２１についての断面図である。

【図５】トンネル掘削機１に取り付け得る、図３または
図４のものとは異なる弾性体３１についての断面図であ
る。

【図６】図６（ａ）は、トンネル掘削機１に取り付け得
るさらに別の弾性体４１についての斜視図であり、同
（ｂ）はその断面図（同（ａ）におけるｂ−ｂ断面図）
である。

【図７】図７（ａ）は従来の掘進機について後部を示す
縦断面図、同（ｂ）はその掘進機のうちグリッパー５３
についての詳細図（同（ａ）におけるｂ部詳細図）であ
る。

【符号の説明】

１トンネル掘削機（掘進機）２カッターヘッド３グリッパー１１・２１・３１・４１弾性体１１ｂ・２１ｂ溝の部分（切欠き部分）３１ｂ空洞部分（切欠き部分）Ｔ地山の内壁面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削した地山の内壁面に２以上のグリッ
パーを押し付けることにより推進力を得る掘進機であっ
て、地山の内壁面と接触する各グリッパーの表面に、複数個
の弾性体が、それぞれ交換され得る状態で並列に取り付
けられていることを特徴とする掘進機。
【請求項２】上記の弾性体が、自身の変形しろとして
の切欠き部分を含むゴム部材であることを特徴とする請
求項１に記載の掘進機。
【請求項３】上記の弾性体が、内部に流体が充填され
た中空部材であることを特徴とする請求項１に記載の掘
進機。
【請求項４】中空部材である弾性体内に充填される流
体の供給源に、当該充填流体の圧力調整手段が設けられ
ていることを特徴とする請求項３に記載の掘進機。