JP3184823B2

JP3184823B2 - 掘進機

Info

Publication number: JP3184823B2
Application number: JP23744899A
Authority: JP
Inventors: 憲一中黒
Original assignee: Nakakuro Construction Co Ltd
Current assignee: Nakakuro Construction Co Ltd
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2001-07-09
Anticipated expiration: 2019-08-24
Also published as: JP2000291385A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アウターコーンと
同心のセンター軸がシールド本体に回転可能に設けら
れ、前記アウターコーンと協働して掘削物を破砕するイ
ンナーコーンがセンター軸に偏心して設けられ、インナ
ーコーンの前方に位置するカッターヘッドがセンター軸
に取り付けられている掘進機の改良に関するものであ
り、特にカッターヘッド（クラッシャヘッド）にジェッ
ト水噴射ノズルを備え掘削すべき範囲の土質、障害物の
状況に応じてジェット水の高圧噴射と低圧噴射を切換
え、さらには状況に応じてジェット水に研磨材、添加材
を混合したり、掘削中のカッター駆動モータの回転数、
トルクを可変ならしめてシールド機、セミシールド機の
掘進機能を格段に向上せしめたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、シールド機などの掘進機に
は、アウターコーンと同心のセンター軸がシールド本体
内に回転可能に設けられ、アウターコーンと協働して掘
削物を破砕するインナーコーンがセンター軸に偏心して
設けられ、複数個のローラカッタ（ローラピット）を有
するカッターヘッドがインナーコーンの前方のセンター
軸先端部に取り付けられたものが知られている。このも
のでは、減速機付きモータをセンター軸に直結してこの
センター軸を回転駆動するか、又は減速付きモータとセ
ンター軸とに互いに噛み合う外歯歯車をそれぞれ設けて
センター軸を回転駆動することにより、カッターヘッド
を回転させる構成となっている。そのセンター軸はイン
ナーコーンをアウターコーンに対して偏心して取り付け
るためにクランク軸形状とされており、カッターヘッ
ド、アウターコーン、インナーコーンの協働作用によ
り、土砂、礫、玉石等の掘削物を連続的に掘削してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、掘削範囲、
場所、深度毎の土質条件は多種多様であり、一工区の掘
削断面を想定した場合でさえ、その断面内には普通土、
砂質土、礫、コンクリート層等が互層状態で存在してい
る場合が多く、これに加えて岩盤層が存在する場合があ
る。これらの土質条件を一機種の従来の掘進機を用いて
掘進することは、以下に説明する理由により困難であ
る。（１）土質条件毎にカッタの最適回転数、最適トルクが
異なり、カッタ形状もそれに見合った形状のものに交換
しなければならない。（２）掘削物の搬送手段も、流体輸送手段、スクリュー
コンベア輸送手段、ズリトロ輸送手段等、土質条件に応
じた輸送手段を選択しなければならない。

【０００４】とくに、流体輸送手段を採用する場合にお
いては、破砕された掘削物としての礫を輸送する際、排
泥管の直径によって輸送可能な礫の大きさが定まるた
め、輸送可能な大きさの礫に砕くことのできる掘進機を
用いなければならない。（３）巨礫やコンクリート層などの障害物があるとき予
め割截し、前もって巨礫を掘進機内に取り込むことがで
きる大きさに砕くことのできる強力な掘進機を用いなけ
ればならない。

【０００５】土質条件に応じて最適に掘削するためのカ
ッターの回転数とトルクとの関係は、概ね以下に記載す
る通りである。普通土、砂質土中速度、中トルク砂礫、礫地盤低速度、高トルク岩盤高速度、低トルク掘進機に要求される特性が、上述したように土質条件、
掘削層の障害物の有無に応じて異なるために、従来は、
普通土、砂質土、礫層までを一機種の掘進機で対応する
のが精一杯であった。

【０００６】本発明は、上記の事情に鑑みかつ近時の土
木建設工事の新たな要請に応えて為されたもので、各種
の土質条件だけでなくコンクリート壁層等状況に適応し
て掘削可能な多機能型の掘進機を提供することを目的と
し、掘削範囲の土質、障害物の条件に応じジェット水噴
射圧を高低切換自在としたうえ、さらにジェット水に適
時研磨材または添加材を混合し、あるいはカッターのト
ルク、回転数を多段変化させるために大動力の駆動モー
タを狭あいなシールド本体内に容易に配設可能とした掘
進機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の掘進機
は、アウターコーンと同心のセンター軸がシールド本体
に回転可能に設けられ、前記アウターコーンと協働して
掘削物を破砕するインナーコーンが前記センター軸に偏
心して設けられ、該インナーコーンの前方にカッターヘ
ッドが設けられ、前記インナーコーンに前記センター軸
と同心の内歯歯車が取り付けられ、駆動モータにより回
転駆動される外歯歯車が前記内歯歯車に内接して噛合さ
れ、前記外歯歯車の回転により前記インナーコーンを介
して前記センター軸が回転駆動されるとともに、カッタ
ーヘッドに複数のジェット噴射ノズルが設けられ、前記
センター軸にジェット噴射ノズルに連通する多孔の圧水
管が設けられており、圧水管は、障害物の無い地山の掘
削時には低圧水を、障害物がある地山の掘削時には高圧
水をそれぞれ切換えて供給するようにしたことを特徴と
する。

【０００８】請求項２に記載の掘進機は、請求項１に記
載のものにおいて、ジェット噴射ノズルに連通する圧水
管への供給水には、土質条件に応じて障害物を切断する
ための研磨材または障害物を割裂するための添加材を混
合するようにしたことを特徴とする。研磨材は珪砂、ガ
ラス繊維粉末などが、また添加材には常用のポリマーが
適宜用いられる。

【０００９】請求項３に記載の掘進機は、請求項１に記
載のものにおいて、前記駆動モータが電動モータまたは
液圧モータであることを特徴とする。請求項４に記載の
掘進機は、請求項１に記載のものにおいて、前記駆動モ
ータは、土質条件に応じ回転数、トルクを制御するよう
にされている。

【００１０】請求項５に記載の掘進機は、前記駆動モー
タが減速機付きモータであり、このモータはインバータ
制御により可変速されるようにしている。請求項６に記
載の掘進機は、請求項１に記載のものにおいて、前記セ
ンター軸にウォータジェット用の複合スイベルジョイン
トが設けられている。

【００１１】請求項７に記載の掘進機は、センター軸に
複合配管を配設して噴射ノズルにこれを接続して複合ス
イベルジョイントに多孔対応を可能にしている。請求項
８に記載の掘進機は、ウォータージェット用の噴射ノズ
ルを複合配管の前端に配管を介して配置し、ウォーター
ジェットを適宜の位置の噴射ノズルの選択で噴射し得る
ようにされている。

【００１２】請求項９に記載の掘進機は、噴射ノズルを
カッターヘッドに任意の角度で取り付けてウォーターヘ
ッドの噴射方向を設定自在になされている。請求項１０
に記載の掘進機は、複合スイベルジョイントの軸の後続
にスリット板を固定し、カッターヘッドに取り付けた噴
射ノズルの位置と相似の位置にスリットを形設して噴射
ノズルの位置検出を行うようにされている。

【００１３】請求項１１に記載の掘進機は、スリット板
の前方にランプボックスを、スリット板の後方に前部タ
ーゲットを設けて掘進方向を検出するようにされてい
る。請求項１２に記載の掘進機は、請求項１に記載のも
のにおいて、各速駆動モータの出力軸にはピニオンギヤ
が設けられ、該ピニオンギヤは隔壁に対して回転可能の
内歯歯車に内接して噛合されることにより、該モータの
回転が二次減速され、該内歯歯車に駆動軸が同心に取り
付けられ、前記外歯歯車は前記駆動軸に取り付けられて
いる。

【００１４】請求項１３に記載の掘進機は、請求項１に
記載のものにおいて、前記センター軸の後端に土圧検出
器が設けられ、推進時にカッターヘッドの受ける軸力を
土圧として検出することを特徴とする。

【００１５】請求項１４に記載の掘進機は、請求項１に
記載のものにおいて、前記シールド本体のローリング防
止用のグリッパー機構が前記シールド本体に設けられ、
該グリッパー機構は前記シールド本体の内壁に取り付け
られた油圧シリンダーとグリッパー用回転ローラ体とか
ら構成され、該グリッパー用回転ローラ体はトンネル内
壁に向かって進退可能で、該トンネル内壁への押し付け
圧力が前記油圧シリンダーにより加減されることを特徴
とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１ないし図３において、１とシ
ールド本体としての円筒状のテールシールド筒体、２は
シールド本体としての円筒状のフロントシールド筒体で
ある。テールシールド筒体１は、テールシールド後筒１
Ａとテールシールド前筒１Ｂとテールシールド中筒１Ｃ
とからなる。テールシールド中筒１Ｃとテールシールド
前筒１Ｂとの接続部にはシール材１Ｄが設けられてい
る。テールシールド中筒１Ｃとテールシールド前筒１Ｂ
とは方向修正用ジャッキ機構４を介して接続されてい
る。

【００１７】テールシールド前筒１Ｂの前端には隔壁１
Ｅが設けられている。隔壁１Ｅにはギヤケース３が固定
されている。ギヤケース３には取り付けプレート３Ａが
固定されている。この取り付けプレート３Ａには減速機
付きモータ５が固定されている。６はその出力軸であ
る。

【００１８】この減速機付きモータ５はテールシールド
筒体１内周方向に複数個設けられ、ここでは、図５，図
６に示すように、その個数は３個である。その出力軸６
には外歯ピニオン７が取り付けられている。８はそのギ
ヤストリッパ部材である。

【００１９】テールシールド筒体１内にはこのテールシ
ールド筒体１の中心軸と同心に複合配管９が設けられて
いる。この複合配管９はウォータジェット用の圧水を後
述するカッターヘッドに供給するために用いられる。こ
の複合配管９の後部には複合スイベルジョイント１０が
設けられている。

【００２０】複合配管９は隔壁１Ｄに設置のハウジング
９Ａと取り付けプレート３Ａに設置のハウジング９Ｂと
に軸受け９Ｄを介して回転可能に支承されている。ハウ
ジング９Ａ、９Ｂはオイルシール部材９Ｅ，９Ｆにより
シールされている。複合配管９はセンター１６を貫通し
て取り付けられる。複合スイベルジョイント１０は保守
上の便宜に沿って複合配管９の後端に接合されている。

【００２１】この複合スイベルジョイント１０を使用す
ることにより、従来の単孔対応のスイベルジョイントと
は異なり、複数のウォータージェット用の通孔９Ｃを軸
に穿設した複合配管９の形でセンター軸１６中に収納し
ているので、狭隘なスペースで複数のウォータージェッ
トを噴射し得る複数の配管系、従って多孔対応を実現す
ることができる。かくして、複合配管９の前端に配管２
６Ｅを介して配置された適宜の噴射ノズル２６Ｄからウ
ォータージェットを噴射することができ、このウォータ
ージェットを噴射するジェット噴射ノズルに連通する圧
水管は、障害物の無い地山の掘削時には低圧水を、障害
物がある地山の掘削時には高圧水を切り換えて供給す
る。これにより切羽の状態に応じて任意の噴射ノズル２
６Ｄを選択してやれば、切羽を乱すことなくウォーター
ジェットを使用することができる。さらに、掘進範囲の
状況に応じてウォータジェットへの供給水に研磨材また
は添加材を混合して、障害物の切断、割截を行い掘進速
度を上げることができる。

【００２２】掘進機は、玉石、流木等障害物の無い通常
の地山掘削時には、みだりに地山を乱すことを避けると
共に、ノズルが土砂で閉塞されることを防止する目的
で、ジェット水の水圧は低圧（１４０ｋｇｆ／ｃｍ²程
度）を用い、障害物に遭遇した時必要に応じて研磨材ま
たは添加材を混合して高圧（２５００ｋｇｆ／ｃｍ²程
度）噴射に切り換えて、確実に障害物のみ切断、割截に
よって一次破砕する。添加材は噴射水の比重を数十％高
めウォータジェットの衝撃力を増大させて障害物の破砕
または割截をより一層能率化することを可能ならしめ
る。従って、このようなジェット水の圧力及び組成の切
換で地山を乱さず掘削を完遂することで地表の陥没等の
悪影響も無く、完全に施工することが可能となる。尚、
高圧水の圧力は障害物の種類（玉石、流木、コンクリー
ト層等）に応じておよそ１５００〜４０００ｋｇｆ／ｃ
ｍ²の範囲で任意の圧力を設定できる。このウォーター
ジェットのポンプユニットは高圧用と低圧用が独立し
て、発進立坑上に設置されており、通常の地山を掘削し
ているときは低圧ポンプで前記の低圧水を圧水管を通じ
て常時掘進機へ供給している。切羽に障害物が出た時は
高圧ポンプに切り換え必要に応じた研磨材、添加材を混
合した高圧水を供給し障害物を破砕し乍ら連続して掘進
を行う。この様にジェット水の圧力及び組成の双方また
は一方を適時使い分ける事で、みだりに地山を乱す事が
無く、障害物も除去し乍ら安全且つ確実な施工を高能率
で遂行する事が出来る。また通常の地山の掘削中常時供
給される低圧水に依り、土砂に依る噴射ノズルの閉塞も
防止される。

【００２３】複数の噴射ノズル２６Ｄはカッターヘッド
２６に任意の角度で取り付け得るので、掘進機中心線上
や外周方向などにウォータージェットの噴射方向を自由
に設定することができる。

【００２４】上記噴射ノズル２６Ｄの選択した位置の検
出は、掘進中に遭遇するカッターヘッド２６面上での礫
の位置とノズル位置とをたがいに合致させるために望ま
しい行程である。しかし、噴射ノズル２６Ｄはカッター
ヘッド２６に取り付けられているので、このカッターヘ
ッド２６の回転に伴ってノズル位置も周回し変化する。
従来は回転軸に歯車を組み合わせてノズル位置を表示さ
せたり、回転軸に発光体を取り付けて表示するものがあ
ったが、検出位置の正確さ、検出機構そのものの複雑さ
やコストのかかり過ぎ等の問題があり、一方本発明では
複合スイベルジョイント９の軸の後端にスリット板５２
をネジ止め９Ｇしスリット板５２のスリットをカッター
ヘッド２６に取り付けた噴射ノズル２６Ｄの位置と相似
な位置に形設するものであるため、簡略な部品の付加で
正確なノズル位置の確認が可能である。

【００２５】上記噴射ノズルの位置検出装置は、スリッ
ト板５２の前方に電灯５８をランプボックス５１に内蔵
している。スリット板５２の後方には透明なアクリル板
からなる前部ターゲット５３が設けられ、複合スイベル
ジョイント１０の軸が回転することによりスリット板５
２も回転し、ランプボックス５１内の電灯５８の光がス
リット板５２の円孔スリットから光スポットとして前部
ターゲット５３に照射されてその面に写し出される。こ
の光スポットをＴＶカメラ５６により機外の操作盤上の
ＴＶモニターに写し出すことにより、噴射ノズルの位置
が確認できる。

【００２６】上記ＴＶカメラ５６の後方にあって、スイ
ベルジョイント１０と同軸上の指針取り付け棒４８Ａに
は、後部ターゲット５４が取り付けられ、掘進機より後
方に固定配置されたレーザ装置からのレーザ光の通過を
監視して掘進機の前動部分の姿勢及び施工の法線からの
偏移をモニターするようになされている。

【００２７】隔壁１Ｅにはテールシールド筒体１の中心
軸から偏心した位置に内歯歯車１１が設けられている。
この内歯歯車１１はツバ付きメタル１２に回転可能に支
承されている。内歯歯車１１には外歯ピニオン７が図４
に示すように内接して噛み合わされている。１３はその
オイルシール部材、１４は後述する駆動軸の取り付け用
ナットである。

【００２８】テールシールド後筒１Ａの後部にはグリッ
パー機構１５が図１，図２，図５に示すように設けられ
ている。このグリッパー機構１５は油圧シリンダー１５
Ａとグリッパー用回転ローラ体１５Ｂとから大略構成さ
れている。油圧シリンダー１５Ａはテールシールド後筒
１Ａの内壁に取り付けられ、グリッパー用回転ローラ体
１５Ｂはそのピストンロッドの先端に回転可能に取り付
けられている。

【００２９】このグリッパー用回転ローラ体１５Ｂは油
圧シリンダー１５Ａによりテールシールド後筒１Ａから
トンネル内壁に向かって進出調整可能であり、これによ
りトンネル内壁への押し付け圧力が加減され、ローリン
グを防止できるようになっている。

【００３０】すなわち、従来は、ローリング防止対策と
して、テールシールド筒体１の外周部に鋼板製羽根、ビ
ード等を設けていたが、地山抵抗の上昇に基づく元押し
推力の上昇、地山と掘進機との間隙の加減によって必ず
しもローリング防止を期待通りに行うことができなかっ
たが、このグリッパー機構１５によれば、トンネル内壁
への押し付け圧力を加減でき、期待通りのローリング防
止効果が得られる。

【００３１】フロントシールド筒体２内には、図１，図
３に示すように隔壁２Ａ，２Ｂが設けられていると共
に、センター軸１６が設けられている。このセンター軸
１６はフロントシールド筒体２の中心軸と同心である。
また、フロントシールド筒体２の先端にはアウターコー
ン１７が設けられている。このアウターコーン１７はセ
ンター軸１６と同心である。センター軸１６は軸受け筒
１８に回転可能に支承されている。その軸受け筒１８は
隔壁２Ａ，２Ｂに固定されている。そのセンター軸１６
の内部は中空とされ、この中空部に複合配管９が貫通し
ている。

【００３２】センター軸１６の後端部は縮径されて、こ
の縮径部にはスラスト軸受２１を介して土圧検出器１９
が設けられており、掘削中の土圧を検出する検出手段と
しての役割を果たす。

【００３３】センター軸１６の前方部分はテーパ形状と
されている。このテーパ形状部にはインナーコーン２５
とカッターヘッド２６とが嵌合されている。インナーコ
ーン２５は図７に示すようにセンター軸１６に対して符
号ｅで示すように偏心されている。このインナーコーン
２５とカッターヘッド２６とはキー２７，２８によりそ
れぞれセンター軸１６に一体回転可能に嵌合されてい
る。

【００３４】インナーコーン２５はナット２９によりセ
ンター軸２６からの抜けが防止され、カッターヘッド２
６はナット３０によりセンター軸２６からの抜けが防止
されている。そのインナーコーン２５はアウターコーン
１７に対応する位置に配置されている。インナーコーン
２５には放射状に破砕ピース２５Ａが設けられ、アウタ
ーコーン１７には放射状にせん断ピース１７Ａが設けら
れている。

【００３５】インナーコーン２５は後方に向かうに従っ
てその直径が大きくされ、アウターコーン１７は後方に
向かうに従ってその直径が小さくされ、このアウターコ
ーン１７とインナーコーン２５との間は取り込まれた掘
削物を破砕する破砕室２５Ｃとなっている。

【００３６】カッタヘッド２６の前面には、図８に示す
ようにスクレーバ２６Ａ，ローラビット２６Ｂ，２６Ｃ
が取り付けられていると共に、複数個のジェット噴射ノ
ズル２６Ｆが半径方向に配列して設けられている。

【００３７】ジェット噴射ノズル２６Ｆは配管２６Ｅを
介して複合配管９の送水路９Ｃに連通されている。この
ジェット噴射ノズル２６Ｆによるウォータジェット噴射
により、掘削物は破砕室２５Ｃ内に取り込み可能な大き
さに一次破砕される。なお、２６Ｆは配管カバーであ
る。

【００３８】インナーコーン２５の後端には内歯歯車３
２が取り付けられている。この内歯歯車３２の外周部に
は、インナーコーン２５に加わるラジアル荷重を受ける
ための軸受け３３が設けられている。この軸受け３３は
隔壁２２Ａ，２２Ｂと一体構造のハウジングに固定され
ている。なお、３４はパッキンである。

【００３９】その内歯歯車３２には外歯歯車３５が内接
して噛み合わされている。この外歯歯車３５は駆動軸３
６の一端にギヤストッパー部材３７により取り付けられ
ている。駆動軸３６は隔壁２Ａ，２Ｂに固定の軸受筒１
８に回転可能に支承され、その他端は内歯歯車１１に連
結されている。３９はスリップリング、４０はスリップ
リング押え用のナットである。

【００４０】減速機付きモータ５は電動モータまたは液
圧モータを用い、前者ではインバータ制御により変速さ
れ、その駆動周波数とトルクカーブ、出力カーブとの関
係は、例えば、図１０に示す通りである。

【００４１】テールシールド筒体１内には送泥管４５と
排泥管４６とが設けられ、送泥管４５，４６の先端には
シールケース４５Ａが設けられている。送泥管４５、排
泥管４６の先端部はアウターコーン１７の後部側の泥水
室４７に臨み、この泥水室４７は破砕室２５Ｃに通じて
いる。アウターコーン１７にはその泥水室４７に臨む側
の面に、放射状に多数の格子板１７Ｂが設けられてい
る。格子板１７Ｂは破砕された一定以上の大きさの掘削
物が泥水室４７に取り込まれるのを阻止する役割を果た
す。送泥管４５と排泥管４６との間には仕切り板４７Ａ
が設けられている。

【００４２】この掘進機によれば、例えば３個の減速機
付きモータ５を同時に回転させると、その出力軸６、外
歯ピニオン７、内歯歯車１１を介して３本の駆動軸３６
が回転駆動される。内歯歯車３２はその３本の駆動軸３
６により回転駆動され、この内歯歯車３２と一体のイン
ナーコーン２５が回転される。このインナーコーン２５
の回転に従動してセンター軸１６が回転駆動され、この
センター軸１６と一体にカッターヘッド２６が回転され
る。

【００４３】掘削物はウォータジェットにより一次破砕
されて掘進機内に取り込み可能な大きさとされ、次に、
カッターヘッド２６のローラピット２６Ｂ，２６Ｃによ
り二次破砕され、次に、インナーコーン２５とアウター
コーン１７との協働により排泥管４６に取り込み可能な
大きさに三次破砕される。

【００４４】この発明の実施の形態によれば、センター
軸１６に対して偏心した位置に駆動軸３６を設け、イン
ナーコーン２５を介してセンター軸１６を従動回転させ
る構成としたので、減速機付きモータ５をセンター軸１
６に直結する構成のものに較べて、ウォータジェット用
の配管に起因するコストを低減することができる。

【００４５】すなわち、減速機付きモータ５をセンター
軸１６に直結する構造のものにあっては、ウォータジェ
ット用の配管を行うために、貫通穴を出力軸６に有する
特別仕様の減速機付きモータを製作しなければならない
が、この発明の実施の形態の場合には、センター軸１６
から偏心させた位置に駆動軸３６を設け、この駆動軸３
６に減速機付きモータ５を直結する構成としたので、特
別仕様の減速機付きモータを必要とせず、その分コスト
が割安となる。

【００４６】また、センター軸１６と同心の内歯歯車３
２に対してインナーコーン２５を相対的に偏心させてい
るので、センター軸１６にクランク形状でない直棒形状
のものを用いることができ、従って、ウォータジェット
用の複合配管９のセンター軸１６への配置が容易とな
る。

【００４７】更に、外歯歯車３５と内歯歯車３２との噛
み合いによりインナーコーン２５を駆動する構成とした
ので、大動力の減速機付きモータ５を狭あいなシールド
筒体１に複数個設けることが可能である。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、掘削範囲の土質、障害物の状況に応じてウォータ
ジェットの噴射圧を高低に切換え、或いはまた障害物の
切断、割截をより効率化するために噴射水に適時研磨材
または添加材を混和して従来にない阻害条件下での掘進
を可能とし、また大動力の減速機付きモータを狭あいな
シールド本体内に容易に配設可能であり、各種の土質条
件に適応して駆動モータの回転数、トルクを変化させ掘
削可能な多機能型の掘進機を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる掘進機の縦断面図である。

【図２】図１に示すテールシールド筒体の拡大断面図で
ある。

【図３】図１に示すフロントシールド筒体の拡大断面図
である。

【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図５】図２のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。

【図６】図２のテールシールド後筒の内部を後方から目
視した図である。

【図７】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図８】図１に示すカッタヘッドの前面図である。

【図９】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図１０】図１に示す減速付きモータの出力トルク特性
を示す図である。

【図１１】図２に示すテールシールド筒体の拡大平面図
である。

【図１２】噴射ノズルの位置検出とその表示手段の説明
図である。

【符号の説明】

２フロントシールド筒体（シールド本体）５減速付きモータ１６センター軸１７アウターコーン２５インナーコーン２６カッターヘッド３２内歯歯車３５外歯歯車

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アウターコーンと同心のセンター軸がシ
ールド本体に回転可能に設けられ、前記アウターコーン
と協働して掘削物を破砕するインナーコーンが前記セン
ター軸に偏心して設けられ、該インナーコーンの前方に
カッターヘッドが設けられ前記インナーコーンに前記セ
ンター軸と同心の内歯歯車が取り付けられ、駆動モータ
により回転駆動される外歯歯車が前記内歯歯車に内接し
て噛合され、前記外歯歯車の回転により前記インナーコ
ーンを介して前記センター軸が回転駆動されるととも
に、前記カッターヘッドに複数のジェット噴射ノズルが
設けられ、前記センター軸にジェット噴射ノズルに連通
する多孔の圧水管が設けられており、前記ジェット噴射
ノズルに連通する圧水管は、障害物の無い地山の掘削時
には低圧水を、障害物がある地山の掘削時には高圧水を
それぞれ切換えて供給するようにしたことを特徴とする
掘進機。
【請求項２】前記ジェット噴射ノズルに連通する圧水
管への供給水には、土質条件に応じて障害物を切断する
ための研磨材または障害物を割裂するための添加材を混
合するようにしたことを特徴とする請求項１記載の掘進
機。
【請求項３】前記駆動モータは、電動モータまたは液
圧モータ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】前記駆動モータは、土質条件に応じ回転
数、トルクを制御するようにしたことを特徴とする請求
項１または３に記載の掘進機。
【請求項５】前記駆動モータは減速機付きモータであ
りインバータ制御により可変速されることを特徴とする
請求項１，３，４のいずれかーに記載の掘進機。
【請求項６】前記センター軸にウォータージェット用
の複合スイベルジョイントを設けてなる請求項１に記載
の掘進機。
【請求項７】前記複合スイベルジョイントは、前記セ
ンター軸に複合配管を形設しウォータージェット用の噴
射ノズルに接続される多孔対応を可能ならしめている請
求項６に記載の掘進機。
【請求項８】前記ウォータージェット用の噴射ノズル
は、前記複合配管の前端に配管を介して配置され、適宜
位置の噴射ノズルを選択してウォータージェットを噴射
し得るようにしてなる請求項７に記載の掘進機。
【請求項９】前記噴射ノズルはカッターヘッドに任意
の角度で取り付け、ウォータージェットの噴射方向を設
定自在にしてなる請求項７または８に記載の掘進機。
【請求項１０】前記複合スイベルジョイントの軸の後
端にスリット板を固定し、前記カッターヘッドに取り付
けた噴射ノズルの位置と相似の位置にスリットを形設し
て前記噴射ノズルの位置検出を行うようにしてなる請求
項６から９のいずれか一に記載の掘進機。
【請求項１１】前記スリット板の前方にランプボック
スが、またスリット板の後方に前部ターゲットを設けて
掘進方向を検出する請求項１０に記載の掘進機。
【請求項１２】各減速機付きモータの出力軸にはピニ
オンギヤが設けられ、該ピニオンギヤは隔壁に対して回
転可能の内歯歯車に内接して噛合されることにより、該
モータの回転が二次減速され、該内歯歯車に駆動軸が同
心に取り付けられ、前記ピニオンギヤが前記駆動軸に取
り付けられている請求項１に記載の掘進機。
【請求項１３】前記センター軸の後端に土圧検出器が
設けられ、カッタヘッドの軸力変化を検出することによ
り掘削中の土圧を検出することを特徴とする請求項１に
記載の掘進機。
【請求項１４】前記シールド本体のローリング防止用
のグリッパー機構が前記シールド本体に設けられ、該グ
リッパー機構は前記シールド本体の内壁に取り付けられ
た油圧シリンダーとグリッパー用回転ローラ体とから構
成され、該グリッパー用回転ローラ体はトンネル内壁に
向かって進退可能で、該トンネル内壁への押し付け圧力
が前記油圧シリンダーにより加減されることを特徴とす
る請求項１に記載の掘進機。