JP3398648B2 - 多連分岐シールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多連分岐シールド掘
進機に関する。さらに詳しくは、一体に掘進しうる複数
のシールド掘進機を備えており、掘進途中から当該シー
ルド掘進機が単独で掘進することができる多連分岐シー
ルド掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地中における例えば複数車線の地
下鉄や複数車線の高速道路等を敷設するためにトンネル
を掘削する場合にはシールド掘進機が用いられている。
その場合、地下鉄の駅部や高速道路のランプ部は開削
（いわば露天掘り）によって行い、駅部やランプ部同士
を繋ぐトンネルを掘進機で掘削している。また、複数路
線を分岐させる場合にも立杭を構築し、この立杭から異
なる複数のシールド掘進機を発進させている。しかしな
がら、かかる工法では多大な工期と工費とを費やす必要
がある。

【０００３】そこで、最近では複数のシールド掘進機を
一体にして掘進し、掘進途中からこのシールド掘進機を
分岐して別々に掘進することができる分岐型のシールド
掘進機が提案されている。

【０００４】かかるシールド掘進機としては、たとえば
特許第２９３４２９３号公報、特開平１０−３１７８７
６号公報などに開示されたものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
２９３４２９３号公報に開示されたシールド掘進機は、
いわゆる親子シールド掘進機である。すなわち、並列に
連結された一機の外殻部材掘進機（いわば親シールド掘
進機）と少なくとも一機のシールド掘進機（いわば子シ
ールド掘進機）が一体で掘進し、途中から子シールド掘
進機のみが分岐して独立で掘進するものである。そし
て、親シールド掘進機は分岐地点に残存され、トンネル
の一部とされるものである。親シールド掘進機は単独で
は掘進することができない。親シールド掘進機のカッタ
ーディスクの構成も単独掘進ができないようになってい
る。さらに、このシールド掘進機の断面は複数の掘進機
の組合わさったもの、すなわち複数の円形が若干の重な
りを生じて横一列に整列した形状（いわば串刺し団子の
形状）となっている。したがって、たとえば地下鉄の駅
部にとってふさわしいトンネル形状ではない。

【０００６】一方、特開平１０−３１７８７６号公報に
開示されたシールド掘進機は、矩形断面の親シールド掘
進機の内部に一機の分岐可能な子シールド掘進機を内包
したものであり、いわゆる親子シールド掘進機である。
親シールド掘進機の前面には、並列に整列した親シール
ド掘進機自体のカッターディスクと子シールド掘進機の
カッターディスクとを備えている。この親シールド掘進
機と子シールド掘進機との２つカッターディスクによっ
て掘進し、途中から子シールド掘進機が親シールド掘進
機の胴から進出して独立で掘進するものである。そし
て、矩形断面の親シールド掘進機は分岐地点に残存さ
れ、トンネルの一部とされるものである。子シールド掘
進機が分岐した後は親シールド掘進機は単独では掘進す
ることができない。さらに、親シールド掘進機の前面の
２つのカッターディスクのみによって矩形断面のトンネ
ルを掘削しようとするため、カッターディスクを構成す
るカッタースポーク内のオーバーカッタ（コピーカッタ
とも言う）を長く進出させる必要がある。したがって、
オーバーカッタの補強等を含めて構成が複雑となる。

【０００７】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、組み合わされた全てのシールド掘進機
が単独でトンネルを形成することができ、しかも、これ
らのシールド掘進機が一体で掘進するときには地下鉄の
駅部などに好適な断面のトンネルを掘削することができ
る多連分岐シールド掘進機を提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の多連分岐シール
ド掘進機は、一列に配列された、それぞれの前面に主カ
ッターディスクを備えた複数機のシールド掘進機と、こ
のシールド掘進機を実質的に包絡する長円形断面の外殻
部材と、外殻部材の前面における上記主カッターディス
クの外方に配設された、実質的に一平面内で閉ループ移
動することによって主カッターディスクによる未掘削部
を掘削するためのフレームカッタと、上記外殻部材の内
周に沿って着脱自在に配設されたシ−ルドジャッキと、
上記各シールド掘進機の内周に沿って配設されたシ−ル
ドジャッキ取付部とを備えており、各シールド掘進機
が、それぞれ外殻部材から分離して単独で掘進可能に構
成されており、上記外殻部材の内周のシールドジャッキ
が上記シールド掘進機のシ−ルドジャッキ取付部に取り
付けられるように構成されており、上記シールド掘進機
のスキンプレートが、外殻部材の内周のシールドジャッ
キとの干渉を避けるための切り欠きと、該切り欠きにこ
れを閉止するために取り付けうる半胴とを有している。

【０００９】かかる構成により、フレームカッタが主カ
ッターディスクによる未掘削部をほぼ掘削することがで
きる。したがって、外殻部材の断面に実質的に対応する
長円形断面のトンネルを容易に掘削することができる。
しかも、全シールド掘進機（いわば子シールド掘進機）
がそれぞれ単独で掘進可能であるため、その長円形断面
のトンネルに突き当たり部を形成することなく、より小
さい円形断面のトンネルを掘進することが可能である。
閉ループ移動とは、移動軌跡によってその内部に空間を
描くように移動開始位置に戻る移動をいう。また、シー
ルドジャッキを有効活用しうるので好ましい。

【００１０】かかる多連分岐シールド掘進機であって、
上記フレームカッタが、上記外殻部材の断面外縁と主カ
ッターディスクの外縁とから形成される形状に実質的に
相似する形状の枠部材を有しており、この枠部材にカッ
タービットが配設されてなるものにあっては、このフレ
ームカッタが、ちょうど主カッターディスクによる未掘
削部を掘削するために好適な形状となるので好ましい。
また、フレームカッタが主カッターディスクによる未掘
削部に相似した形状の枠部材から構成されることによ
り、多数の掘削手段を備える必要が無いので掘進機の全
長を短くすることができる。しかも、強度上も有利なも
のとなるので好ましい。

【００１１】このフレームカッタを閉ループ移動させる
駆動機構が、このフレームカッタの背面における離間し
た複数個所に、同一回転直径をもって且つ同期して回転
駆動する回転駆動手段が伝動可能に係合されたものであ
る多連分岐シールド掘進機にあっては、簡易な構成によ
ってフレームカッタを好適且つ安定した閉ループ移動さ
せることができるので好ましい。上記係合とは、駆動機
構の回転運動する出力部分がフレームカッタの背面に固
着されず、回転移動のみを伝えるようにされていること
である。

【００１２】また、上記主カッターディスクとフレーム
カッタとによる未掘削部に実質的に対応する外殻部材の
前端外周縁に貫入式カッタが配設されてなる多連分岐シ
ールド掘進機にあっては、この掘進機による掘削断面が
外殻部材の断面に一層対応することとなるので好まし
い。

【００１３】上記外殻部材の内部に各シールド掘進機の
外周に沿ってこのシールド掘進機を収容する中間胴が配
設されており、外殻部材の前面近傍における中間胴の前
面との間の隙間を閉止する閉止板が配設されてなる多連
分岐シールド掘進機にあっては、複数のシールド掘進機
を一体で掘進させるときに各シールド掘進機を保持する
ことが容易となり、各シールド掘進機を分岐掘進させる
ときに当該シールド掘進機が安定するので好ましい。

【００１４】上記外殻部材の内部に各シールド掘進機の
外周に沿ってシールド掘進機を収容する中間胴が配設さ
れており、中間胴の内周とシールド掘進機の外周との間
にシール機構が配設されてなる多連分岐シールド掘進機
にあっては、複数のシールド掘進機を一体で掘進させる
ときであっても、分岐させるときであっても、外殻部材
の内部に土砂などの浸入が防止されるので好ましい。

【００１５】

【００１６】さらに、上記シールド掘進機のスキンプレ
ートの前端に、このスキンプレートと同心状に且つ進退
可能に収容された可動フードが備えられた多連分岐シー
ルド掘進機にあっては、シールド掘進機が外殻部材内に
一体に収容されて掘進するときにはこの可動フードを収
納し、外殻部材から分岐して単独掘進するときには可動
フードを進出させることにより、掘削した土砂などを効
果的に排出することができ、しかも、地山がカッタチャ
ンバ内に崩落することを防止することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に記載の実施形態
を参照しつつ本発明の多連分岐シールド掘進機を説明す
る。

【００１８】図１は本発明の掘進機の一実施形態を示す
概略斜視図である。図２（ａ）は図１の掘進機の平面断
面図であり、図２（ｂ）は図１の掘進機の正面図であ
る。図３は図２（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であ
る。

【００１９】図１〜図３に示す二連掘進機（以下、単に
掘進機という）１は、一列に並設された二機のシールド
掘進機（以下、単に子シールドという）２と、この二機
の子シールド２の外周を包絡する外殻部材３とを備えて
いる。両子シールド２はそれぞれ外殻部材３から進出し
て単独で掘進できるようにされている。各子シールド２
は円筒形のスキンプレート２ａを備えている。したがっ
て外殻部材３はその断面が長円状を呈する。各子シール
ド２の前面には主カッターディスク４が配設されてい
る。この実施形態では二つの主カッターディスク４が同
一面内ではあるが相互に干渉しない位置に整列されてい
る。

【００２０】図２（ｂ）に示すように、この掘進機１の
長円形の前面内における二つの主カッターディスク４同
士の間の部分、すなわち二つの主カッターディスク４に
よっては未掘削となる範囲には二個のフレームカッタ５
が配設されている。主カッターディスク４は円盤状を呈
しており、そのカッタースポーク４ａの先端には伸縮駆
動されるオーバーカッタ４ｂが配設されている。

【００２１】一方、フレームカッタ５は図２（ｂ）に示
すように枠部材５ａとこの枠部材５ａに沿って配設され
た多数個のカッタービット５ｂとを備えたものである。
フレームカッタ５は、その枠部材５ａの形状が外殻部材
３の断面外縁と主カッターディスク４の外縁とから形成
される形状より若干小さい実質的に相似する形状（いわ
ば銀杏の葉に似た形状、または、扇形に近い形状）を呈
したものである。そして、二つの主カッターディスク４
の外周同士の近接部位の上方および下方に一個ずつ配設
されている。本発明ではとくに上記相似形に限定される
ことはない。

【００２２】主カッターディスク４は公知のごとく、主
カッターディスク４に連結されたリングギア１０ｂが複
数個のモータ１０ａによって回転させられることによっ
て作動する。フレームカッタ５は主カッターディスク４
の後方において、主カッターディスク４の面と平行な面
内で閉ループ移動させられる。すなわち、本実施形態で
は、その枠部材５ａが上記面内で何らの自転をすること
なく全体で円運動を行うようにされている。なお、とく
に円運動に限定されず、カムやリンク機構などを用いて
移動軌跡が実質的に矩形や長円形となるようにしてもよ
い。

【００２３】フレームカッタ５の駆動機構は図３、図４
および図６（ａ）に示されている。なお、図６（ａ）は
両子シールド２が外殻部材３内に一体に連結された状態
を示し、図６（ｂ）は両子シールド２ともに外殻部材３
から分岐した後の状態を示している。また、図６（ａ）
中の符号２３は子シールド２の分岐を案内する発進架台
２３であり、後述する。

【００２４】フレームカッタ５の背面側に相互に離間し
た複数の駆動機６が配設されている。この駆動機６は複
数個の回転リング６ａに対し、各回転リング６ａを回転
させる複数個のモータ６ｂを掘進機１の前面板１２内に
備えている（図３参照）。回転リング６ａの内周側には
図示しないギアが形成されており、このギアに複数個の
モータ６ｂの出力軸に固設されたピニオンが噛合してい
る。回転リング６ａには、その回転中心から離間した位
置に一本の係合突起６ｃがフレームカッタ５の背面に向
けて突設されている。フレームカッタ５の背面には係合
穴７が穿設されており、上記係合突起６ｃがこの係合穴
７に貫入して係合している。係合突起６ｃと係合穴７と
は相対回転自在となっている。この係合突起の６ｃの配
設位置は全ての回転リング６ａにおいて中心からの距離
が同じであり、鉛直線からの角度位置が同じである。そ
して、全回転リング６ａが同期して回転することによ
り、係合突起６ｃがフレームカッタ５を自転させること
なく同一平面内で円運動を行わしめる。同期して回転す
るとは、たとえば全係合突起６ｃが回転リング６ａにお
ける時計１２時の位置から同時に時計方向に同一回転速
度で回転することを含む。

【００２５】かかるフレームカッタ５の移動軌跡は図４
および図５に示されている。図４にはフレームカッタ５
の移動方向が示され、図５にはこのように円運動するフ
レームカッタ５の掘削範囲が、主カッターディスク４の
オーバーカッタ４ｂによる掘削範囲とともに示されてい
る。なお、図５は全掘削断面の１／４のみを示す。

【００２６】そして、主カッターディスク４とフレーム
カッタ５とでは掘削できない範囲Ｌが生じるが、この範
囲Ｌは外殻部材３のスキンプレート３ａの前端縁に形成
された刃８により、掘進機１の前進にともなって未掘削
部を前方に突いて削り取っていく。この刃８を貫入ビッ
トと呼び、図２（ｂ）および図５に示す。この貫入ビッ
ト８は主カッターディスク４とフレームカッタ５とでは
掘削できない範囲Ｌにのみ形成しておけばよい。

【００２７】図２（ｂ）に示すように、二つの主カッタ
ーディスク４のオーバーカッタ４ｂ同士が干渉しないよ
うに、一方の主カッターディスク４のカッタースポーク
４ａが、他方の主カッターディスク４のカッタースポー
ク４ａ同士の間に位置するようにされている。また、図
３に示すように主カッターディスク４とフレームカッタ
５とは相互に干渉しないように前後方向にずらせて配設
されている。

【００２８】外殻部材３は前述のとおり長円形断面を呈
しているが、その内部には子シールド２の外周面にほぼ
対応した内周面を有する中間胴１１が形成されている。
図１および図７に示すごとく、中間胴１１は外殻部材３
と連結されている。外殻部材３と中間胴１１との間の空
間はそれらの前端において上記前面板１２によって閉止
されている。図７は理解容易のために掘進機１を後方か
ら見ており、子シールド２のスキンプレート２ａ、外殻
３および中間胴１１の概略のみを示し、内蔵部品やカッ
ターディスク等は示していない。

【００２９】中間胴１１は実質的には円筒状部材１１ａ
が二本整列、連結されたものであるが、各円筒状部材１
１ａの後部における円筒状部材１１ａが相互に近接する
部分（内側）Ｆは、掘進機内のスペースを有効に利用す
るため、部分円筒状に切り欠かれている。

【００３０】各中間胴１１内には各子シールド２が入れ
子式に収容可能に構成されている。図２（ａ）および図
８に示すように、外殻部材３に収容された子シールド２
は装入ピン１３ａを備えた固定装置１３によって中間胴
１１と連結されている。さらに、子シールド２の後方に
おいてリングウエブ１５ａを介して外殻部材３と溶接連
結されている。リングウエブ１５ａはエレクタ１４を旋
回可能に固定するためのリング１５を固定するためのも
のである。エレクタ１４は図２（ａ）および図３におい
て部分的に示している。

【００３１】固定装置１３は円周方向に沿って等間隔を
おいて複数個設置されている。装入ピン１３ａはテーパ
が形成されており、子シールド２のスキンプレート２ａ
と中間胴１１とに一致させて穿設された嵌合孔１３ｂに
子シールド２側から装入するようにされている（図８参
照）。

【００３２】また、中間胴１１の内周面に沿ってチュー
ブシールなどからなるシール部材１６が配設されている
（図１および図７も併せて参照）。チューブシールは、
図８に示すように円周方向に延びる溝を閉止する可撓性
部材の内部に気体又は液体を圧入することによって子シ
ールド２の外周に圧接してシールするものである。この
シール部材１６によって子シールド２の外周面と中間胴
１１の内周面との間がシールされ、掘進機１内への土砂
の侵入が防止されている。

【００３３】子シールド２のスキンプレート２ａは、そ
の後部における横外方部分Ｇが半円筒状に切り欠かれて
いる（図７も併せて参照）。これは、後述する外殻部材
３の内周面に配設されたシールドジャッキ１８が干渉し
ないようにするためである。この切欠き部Ｇは、子シー
ルド２を分岐させるときに図７に示す半円筒状の半胴１
７を取り付けることによって閉止される。

【００３４】図６（ａ）に示すように、上記中間胴１１
の後方における外殻部材３の内周面に沿って複数個のシ
ールドジャッキ１８が配設されている。後述するごと
く、このシールドジャッキ１８は、子シールド２が単独
で掘進するときには子シールド２の胴の内周面に移し替
えられる。そのために、図２（ａ）に示すように子シー
ルド２の胴の内周面にはシールドジャッキ取付部２５が
形成されている。外殻部材３のテールプレート１９（図
１、図２（ａ）、図７参照）の内部では、エレクタ１４
によってセグメントＳａが長円形断面のトンネル状に組
み立てられていく。このエレクタ１４は子シールド２内
に固定されたうえで後方に延設されている。

【００３５】図２（ａ）および図８に示すように、子シ
ールド２のスキンプレート２ａの前端部には可動フード
２０が配設されている。この可動フード２０はスキンプ
レート２ａの内周側に同心状に進退可能に収納された円
筒状の部材である。図示のごとく、スキンプレート２ａ
の収納部における可動フード２０の外周面側および内周
面側に、周方向に沿ってシール部材２１が配設されてい
る。それによって可動フード２０の進退動作に拘わらず
土砂が子シールド２内に進入することが防止される。

【００３６】複数の子シールド２が一体となって掘進機
１として長円形断面トンネルを掘削するときには可動フ
ード２０は収納部内に収納されている。これは、複数の
主カッターディスク４およびフレームカッタ５等によっ
て掘削された土砂が主カッターディスク４の後方のカッ
ターチャンバ２２内を効率よく循環して後方に搬送され
やすくするためである。一方、子シールド２が単独で掘
進するときには可動フード２０を主カッターディスク４
に近接する程度まで前方へ進出させる。これは、一つの
主カッターディスク４のみによって掘削するので、カッ
ターチャンバ２２内に地山が崩落するのを防止するため
である。

【００３７】なお、図３に符号９で示すのは掘削されて
カッターチャンバ２２内に堆積される土砂を後方へ排出
するためのスクリューコンベアである。各子シールド２
には図示しないが同様のスクリューコンベアが配設され
ている。

【００３８】本掘進機１が長円形断面のトンネルを掘削
し、その途中で子シールド２を分岐させて単独で掘進さ
せる場合には以下のごとくなされる。

【００３９】まず、図９（ａ）に示すごとく、上記シー
ルドジャッキ１８のロッド１８ａに延長用の補助ロッド
１８ｂを取り付ける。そして、補助ロッド１８ｂの長さ
分だけ掘進機１をさらに掘進させる。これは、外殻部材
３のテールプレート１９の内部において、分岐点まで組
み立てられてきた長円形断面トンネル用のセグメントＳ
ａから、円形断面トンネル用のセグメントＳｂに変更す
る部位の異径セグメントＳｃ（図９（ｃ）参照）を組み
立てるスペースを作るためである。異径セグメントＳｃ
は、真円形断面トンネル部を構成する部分円筒部分と、
長円形断面トンネルと真円形断面トンネルとの径差部分
を閉止するフランジ部分から構成されたものである。

【００４０】つぎに図９（ｂ）に示すように、外殻部材
３のテールプレート１９の後端縁は、長円形断面のトン
ネル状に組み立てられたセグメントＳａ群の前端縁に溶
接して接続される。さらに、子シールド２の内部に子シ
ールド２の前進動作を案内するレール（発進架台とい
う）２３を延設する。発進架台２３は周方向に約３０°
間隔で配設される。この発進架台２３は中間胴１１の内
周面に固定される。子シールド２の内部にはこの発進架
台２３に摺接する部材（図示しない）が取付られてい
る。外殻部材３の内周からシールドジャッキ１８を取り
外す。そして、子シールド２と上記リングウエブ１５ａ
との連結を解き、上記切欠き部Ｇに半胴１７を取り付け
る。上記シールドジャッキ１８をこの半胴１７を含めた
胴の内周に沿って整列させて取り付ける（図６（ｂ）も
併せて参照）。さらに、子シールド２の後端部にテール
プレート２４を取り付ける。

【００４１】そして、図９（ｃ）に示すように、異径セ
グメントＳｃを組み込んで長円形断面トンネルから真円
断面トンネルに移行させる。

【００４２】その後、図９（ｄ）に示すように、上記固
定装置１３の装入ピン１３ａを抜いて子シールド２と中
間胴１１との連結を解く。固定装置１３の嵌合孔に防水
板を設置して閉止する。また、可動フード２０を進出さ
せる。

【００４３】図９（ｅ）に示すように、上記の状態で当
該子シールド２を単独で掘進させる。そのとき、外殻部
材３は長円形断面トンネルの一部として分岐点に残留さ
せる。

【００４４】図９（ｆ）に示すように、必要に応じて他
方の子シールド２も上記と同様の手順で掘進させること
もできる。

【００４５】このようにして、いずれの子シールド２も
外殻部材３から分岐して単独掘進することができる。異
径セグメントＳｃに連結されて真円断面トンネル用のセ
グメントＳｂが真円断面に組まれていく。

【００４６】図１０および図１１には三連掘進機（以
下、単に掘進機という）３１が示されている。すなわ
ち、円筒形のスキンプレート３２ａを有する三機の子シ
ールド３２が一列に並設され、この三機の子シールド３
２の外周を長円形断面の外殻部材３３が包絡している。
各子シールド３２はそれぞれ外殻部材３３から分岐して
単独で掘進できるようにされている。図１０中の符号Ｍ
は立杭である。

【００４７】この外殻部材３３もその断面が長円状を呈
している。各子シールド３２の前面には主カッターディ
スク４が相互に干渉しないように配設されている。この
掘進機３１の前面板３４における、三つの主カッターデ
ィスク４同士の間の部分にフレームカッタ３５が配設さ
れている（図１１（ｂ）参照）。フレームカッタ３５は
二連掘進機１におけると同様に、枠部材３５ａとこの枠
部材３５ａに沿って配設された多数個のカッタービット
３５ｂとを備えたものである。また、この枠部材３５ａ
は、複数個のモータ６ｂによって回転させられる回転リ
ング６ａおよび係合突起６ｃを備えた駆動機６により閉
ループ移動させられる。

【００４８】フレームカッタ３５の移動軌跡は図１４お
よび図１５に示されている。図１４にはフレームカッタ
３５の移動方向が示され、図１５にはこのように円運動
するフレームカッタ３５の掘削範囲が、主カッターディ
スク４のオーバーカッタ４ｂによる掘削範囲とともに示
されている。なお、図１５は全掘削断面の１／４のみを
示す。

【００４９】そして、本掘進機３１の外殻部材３３にお
いても、主カッターディスク４とフレームカッタ３５と
では掘削できない範囲Ｎのスキンプレート３３ａの前端
縁に貫入ビット８が形成されている（図１１（ｂ）およ
び図１３）。

【００５０】図１４に示すように、外殻部材３３の内部
には子シールド３２を収容するための三本の円筒状部材
３７ａからなる中間胴３７が形成されており、この中間
胴３７は外殻部材３３と連結されている。外殻部材３３
と中間胴３７との間の空間はそれらの前端において上記
前面板３４によって閉止されている。各円筒状部材３７
ａの後部における円筒状部材３７ａが相互に近接する部
分（内側）Ｈは部分円筒状に切り欠かれている。なお、
図１４は理解容易のために掘進機３１を後方から見てお
り、子シールド３２のスキンプレート３２ａ、外殻３３
および中間胴３７の概略のみを示し、内蔵部品やカッタ
ーディスク等は示していない。

【００５１】子シールド３２は二連掘進機１の子シール
ド２とほぼ同一の構成を有している。すなわち、図示し
ないが、固定装置１３によって中間胴３７と連結され、
リングウエブ１５ａを介して外殻部材３３と溶接連結さ
れている。また、円筒状部材３７ａの内周面に沿ってシ
ール部材１６が配設されている。両端の子シールド３２
のスキンプレート３２ａはその後部における内方部分
（全周の約１／４）を残して上下および外方の部分Ｊが
切り欠かれている。中央の子シールド３２は両端の子シ
ールド３２と近接する部分（両側に約１／４ずつ）を残
して上下の部分（約１／４ずつ）Ｋが切りかかれてい
る。これらは、外殻部材３３の内周面に沿って配設され
た多数個のシールドジャッキ１８（図１５（ａ）参照）
が干渉しないようにするためである。これらの切欠き部
Ｊ、Ｋは子シールド３２が分岐するときに、各切欠き部
の形状に一致した半胴（図示せず）を取り付けることに
よって閉止される。そして、上記シールドジャッキ１８
をこの半胴を含めた胴の内周に沿って整列させて取り付
ける（図１５（ｂ）参照）。なお、図１５（ａ）は両子
シールド３２が外殻部材３３内に一体に連結された状態
を示し、図１５（ｂ）は全子シールド３２が外殻部材３
３から進出した後の状態を示している。

【００５２】また、図示しないが、各子シールド３２は
そのスキンプレート３２ａの前端部に可動フード２０が
進退可能に配設されている。可動フード２０の用い方は
前述のとおりであるため説明を省略する。

【００５３】子シールド３２を分岐させて単独で掘進さ
せる場合には前述の二連掘進機１と同様の手順でなされ
るため、説明を省略する。

【００５４】図１〜３に示す二連掘進機１の外殻部材３
の断面形状は、両端の真円同士の間が外方にやや膨らん
だものであるが、かかる形状に限定されることはない。
たとえば、外方に膨らまず、両端の真円の共通接線によ
って繋いだような形状にしてもよい。そうしても特別に
構成が変わることはない。子シールド２のスキンプレー
ト２ａの切欠き部が大きくなる程度の違いである。

【００５５】また、図１０〜１２に示す三連掘進機３１
の外殻部材３３の断面形状も、中央の子シールドが両端
の子シールドより大径であるため両端の真円同士の間が
外方にやや膨らんだものであるが、かかる形状に限定さ
れることはない。たとえば、外方に膨らまず、両端の真
円の共通接線によって繋いだような形状にしてもよい。
そうしても特別に構成が変わることはない。

【００５６】また、前述の実施形態では外殻部材３、３
３の中に子シールド２、３２を二機および三機収容して
いるが、本発明ではとくにかかる構成に限定されること
はなく、四機以上収容してもよい。

【００５７】

【発明の効果】本発明の掘進機は、フレームカッタが主
カッターディスクによる未掘削部をほぼ掘削することが
できる。したがって、長円形断面のトンネルを容易に掘
削することができる。しかも、主カッターディスクによ
る未掘削部はほとんどフレームカッタのみで掘削するこ
とができるため、カッタ類を取り付けるカッターチャン
バの前後方向長さが短くなる。その結果、掘進機の全長
が短縮され、湾曲しつつ掘進すること（曲進）が容易と
なる。さらに、全シールド掘進機がそれぞれ単独で掘進
可能であるため、その長円形断面のトンネルに突き当た
り部を形成することなく、より小さい円形断面のトンネ
ルを掘進することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘進機の一実施形態を示す概略斜視図
である。

【図２】図２（ａ）は図１の掘進機の平面断面図であ
り、図２（ｂ）は図１の掘進機の正面図である。

【図３】図２（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】図１の掘進機のフレームカッタの移動を示す正
面図である。

【図５】図１の掘進機の掘削断面を示す正面図である。

【図６】図６（ａ）は図２（ａ）のＶＩ−ＶＩ線断面図
であり、図６（ｂ）は子シールドが単独掘進するときの
同断面図である。

【図７】図１の掘進機の外殻部材および子シールドの概
略外形を示す斜視図である。

【図８】図２（ａ）のＡ部およびＢ部を示す拡大図であ
る。

【図９】図９（ａ）〜（ｆ）は、図１の掘進機の子シー
ルを分岐させる手順を示す横断面図である。

【図１０】本発明の掘進機の他の実施形態を示す概略斜
視図である。

【図１１】図１１（ａ）は図１０の掘進機の平面断面図
であり、図１１（ｂ）は図１０の掘進機の正面図であ
る。

【図１２】図１の掘進機のフレームカッタの移動を示す
正面図である。

【図１３】図１の掘進機の掘削断面を示す正面図であ
る。

【図１４】図１０の掘進機の外殻部材および子シールド
の概略外形を示す斜視図である。

【図１５】図１５（ａ）は図１１（ａ）のＸＶ−ＸＶ線
断面図であり、図１５（ｂ）は子シールドが単独掘進す
るときの同断面図である。

【符号の説明】

１ 掘進機 ２ 子シールド ２ａ （子シールドの）スキンプレート ３ 外殻部材 ３ａ （外殻部材の）スキンプレート ４ 主カッターディスク ４ａ カッタースポーク ４ｂ オーバーカッタ ５ フレームカッタ ５ａ 枠部材 ５ｂ カッタービット ６ 駆動機 ６ａ 回転リング ６ｂ モータ ６ｃ 係合突起 ７ 係合穴 ８ 貫入ビット ９ スクリューコンベア １０ａ リングギア １０ｂ モータ １１ 中間胴 １１ａ 円筒状部材 １２ 前面板 １３ 固定装置 １３ａ 装入ピン １４ エレクタ １５ リング １５ａ リングウエブ １６ シール部材 １７ 半胴 １８ シールドジャッキ １８ａ （シールドジャッキの）ロッド １８ｂ 補助ロッド １９ （外殻部材の）テールプレート ２０ 可動フード ２１ シール部材 ２２ カッターチャンバ ２３ レール ２４ （子シールドの）テールプレート ２５ シールドジャッキ取付部 ３１ 掘進機 ３２ 子シールド ３２ａ （子シールドの）スキンプレート ３３ 外殻部材 ３３ａ （外殻部材の）スキンプレート ３４ 前面板 ３５ フレームカッタ ３５ａ 枠部材 ３５ｂ カッタービット ３７ 中間胴 ３７ａ 円筒状部材 Ｆ、Ｇ、Ｊ、Ｋ 切欠き部 Ｍ 立杭 Ｓａ 長円形断面トンネル用セグメント Ｓｂ 真円形断面トンネル用セグメント Ｓｃ 異径セグメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永森 邦博 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 近藤 保徳 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 (72)発明者 原田 貴志 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 (72)発明者 酒井 義雄 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 (72)発明者 久木原 勇和 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 (72)発明者 清水 光雄 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 (72)発明者 岩田 博吉 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 (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 (56)参考文献 特開2000−2078（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−177378（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−115096（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−71587（ＪＰ，Ｕ) 特許2843166（ＪＰ，Ｂ２) 特許2673003（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一列に配列された、それぞれの前面に主
   カッターディスクを備えた複数機のシールド掘進機と、 該シールド掘進機を実質的に包絡する長円形断面の外殻
   部材と、 外殻部材の前面における上記主カッターディスクの外方
   に配設された、実質的に一平面内で閉ループ移動するこ
   とによって主カッターディスクによる未掘削部を掘削す
   るためのフレームカッタと、 上記外殻部材の内周に沿って着脱自在に配設されたシ−
   ルドジャッキと、 上記各シールド掘進機の内周に沿って配設されたシ−ル
   ドジャッキ取付部と を備えており、 各シールド掘進機が、それぞれ外殻部材から分離して単
   独で掘進可能に構成されており、 上記外殻部材の内周のシールドジャッキが上記シールド
   掘進機のシ−ルドジャッキ取付部に取り付けられるよう
   に構成されており、 上記シールド掘進機のスキンプレートが、外殻部材の内
   周のシールドジャッキとの干渉を避けるための切り欠き
   と、該切り欠きにこれを閉止するために取り付けうる半
   胴とを有して なる多連分岐シールド掘進機。
2. 【請求項２】 上記フレームカッタが、上記外殻部材の
   断面外縁と主カッターディスクの外縁とから形成される
   形状に実質的に相似する形状の枠部材を有しており、該
   枠部材にカッタービットが配設されてなる請求項１記載
   の多連分岐シールド掘進機。
3. 【請求項３】 上記フレームカッタを閉ループ移動させ
   る駆動機構が、該フレームカッタの背面における離間し
   た複数個所に、同一回転直径をもって且つ同期して回転
   駆動する回転駆動手段が伝動可能に係合されたものであ
   る請求項１記載の多連分岐シールド掘進機。
4. 【請求項４】 上記主カッターディスクとフレームカッ
   タとによる未掘削部に実質的に対応する外殻部材の前端
   外周縁に貫入式カッタが配設されてなる請求項１記載の
   多連分岐シールド掘進機。
5. 【請求項５】 上記外殻部材の内部に各シールド掘進機
   の外周に沿って該シールド掘進機を収容する中間胴が配
   設されており、外殻部材の前面近傍における中間胴の前
   面との間の隙間を閉止する閉止板が配設されてなる請求
   項１記載の多連分岐シールド掘進機。
6. 【請求項６】 上記外殻部材の内部に各シールド掘進機
   の外周に沿ってシールド掘進機を収容する中間胴が配設
   されており、中間胴の内周とシールド掘進機の外周との
   間にシール機構が配設されてなる請求項１記載の多連分
   岐シールド掘進機。
7. 【請求項７】 上記シールド掘進機のスキンプレートの
   前端に、該スキンプレートと同心状に且つ進退可能に収
   容された可動フードが備えられてなる請求項１記載の多
   連分岐シールド掘進機。