JP6052534B2

JP6052534B2 - トンネル掘削機

Info

Publication number: JP6052534B2
Application number: JP2012166550A
Authority: JP
Inventors: 杉山　雅彦; 雅彦杉山; 睦夫水野; 中野　聡; 聡中野; 田中　茂; 茂田中; 城司上村
Original assignee: Ｊｉｍテクノロジー株式会社
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: JP2014025268A

Description

本発明は、多数の流体ポートを有して、大断面のトンネルを掘削するトンネル掘削機に関する。

一般に、泥土圧式シールド掘削機等において、掘削機本体の前方で回転するカッタヘッドの加泥注入口へ加泥剤を供給したり、コピーカッタへ作動油を給，排したりする配管途中にロータリージョイント（回転式管継手）を介装することは良く知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。

また、近年、例えばφ１６ｍの大断面のトンネルを掘削するトンネル掘削機の需要が高まっている。このような大口径のカッタヘッドを備えるトンネル掘削機においては、特に、立坑組立時の機長短縮が最大の課題となる。

特開２００５−２３２８５０号公報特開２００５−３１４８６８号公報

しかしながら、従来のトンネル掘削機におけるロータリージョイントにあっては、各種配管の流体ポートがその固定リングと回転リングとの一つの摺接面間に位置して設けられる構造であるため、各種配管の本数が増えて多数の流体ポートを必要とする場合は、それだけリングの長手方向に多数設けられることになり、ロータリージョイントのジョイント本体長さが長くなって立坑組立時の機長短縮に寄与しなくなるという問題点があった。

そこで、本発明は、多数の流体ポートを有するもジョイント本体長さの短縮化が図れて大断面トンネルを掘削するトンネル掘削機を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機は、
ロータリージョイントを備えたトンネル掘削機であって、
前記ロータリージョイントは、
固定部材側に支持された第１固定リング部の一端部からコの字状に第２固定リング部を折り返してなる固定リングと、
前記第１固定リング部と第２固定リング部との周間隙に回転自在に収装されて回転部材側に支持された回転リングと、
を備え、
前記第１及び第２固定リング部と前記回転リングとに前記固定部材側と回転部材側との各種流体移送用配管をそれぞれ個別に結ぶ流体通路を設けると共に、
前記流体通路は、回転リングの内周面と第１固定リング部の外周面との摺接面間と、回転リングの外周面と第２固定リング部の内周面との摺接面間とに、それぞれ多数設けられる連通ポートで連通されて成り、
掘削機本体の前部にカッタヘッドを回転可能に支持し、
前記カッタヘッドを内周カッタと外周カッタとに分割形成して各々独立した回転駆動手段で回転可能に設けると共に、
前記カッタヘッド後方に画成されたチャンバ内を通る内周カッタの回転軸上に、前記ロータリージョイントを嵌装し、
前記ロータリージョイントの回転リング外周から放射状に延出した複数本の筒状フレームを、内周カッタの周囲から放射状に延出した外周カッタの複数本のカッタスポークにそれぞれ接続した、
ことを特徴とする。

また、
前記連通ポートとして、回転リングの内周面と第１固定リング部の外周面の何れか一方と、回転リングの外周面と第２固定リング部の内周面の何れか一方にリング溝が形成されることを特徴とする。

また、
前記第１及び第２固定リング部と前記回転リングとに、さらに前記固定部材側と回転部材側との各種電気信号移送用配線をそれぞれ個別に結ぶ信号回路を設けると共に、
前記信号回路は、回転リングの内周面と第１固定リング部の外周面との摺接面間と、回転リングの外周面と第２固定リング部の内周面との摺接面間とに、それぞれ多数設けられるコネクタで接続される、
ことを特徴とする。

本発明に係るトンネル掘削機によれば、回転リングの内，外周面の両面を利用して連通ポートを設けるようにしたので、リングの長手方向に設けるポート数を半減でき、それだけ、ジョイント本体長さの短縮化が図れ、立坑組立時の機長短縮を図ることができる。

また、本発明に係るトンネル掘削機によれば、ロータリージョイントのジョイント本体長さの短縮化により、立坑組立時の機長短縮が図れ、大断面のトンネルを掘削するトンネル掘削機に好適となる。

本発明の一実施例を示す外周カッタ用ロータリージョイント部の断面図である。同じく内，外周カッタ用ロータリージョイント部の断面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。本発明の一実施例を示す泥土圧式シールド掘削機の全体構成図である。

以下、本発明に係るトンネル掘削機に備えられたロータリージョイントを実施例により図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例を示す外周カッタ用ロータリージョイント部の断面図、図２は同じく内，外周カッタ用ロータリージョイント部の断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は本発明の一実施例を示す泥土圧式シールド掘削機の全体構成図である。

図４に示すように、本ロータリージョイントは泥土圧式シールド掘削機（トンネル掘削機）における外周カッタ用ロータリージョイント２６として用いられる。

即ち、泥土圧式シールド掘削機の筒状をなす掘削機本体１０のバルクヘッド１１にはカッタヘッド１２が回転自在に支持されると共に、このカッタヘッド１２は外周カッタ１２Ａとその中央に位置する内周カッタ（中央切削カッタとも謂う）１２Ｂとに同心円状に分割形成される。

前記外周カッタ１２Ａは、その回転中心から放射状をなして周方向へ複数本に亘って配設されるカッタスポーク１３が中間リング１４と外周リング１５とに固定されてなる。カッタスポーク１３及び外周リング１５の前面部には多数の各種カッタビット１６が取着されている。また、周方向に等配された４本のカッタスポーク１３には、カッタヘッド１２の径方向（カッタスポーク１３の長手方向）へ油圧ジャッキ１７により伸縮（出没）可能に、コピーカッタ１８が装着される。

また、外周カッタ１２Ａは、前記中間リング１４部において、中間ビーム１９及びカッタドラム２０を介してベアリング２１により回転自在に装着される。このベアリング２１は外周カッタ１２Ａに作用する負荷の内のスラスト力とラジアル力とモーメント力の三軸方向の荷重を担持するリングギア付き三軸コロ軸受からなる。

そして、前記ベアリング２１のリングギア部２１ａには、複数個からなる駆動モータ（回転駆動手段）２２の駆動ギア２３が噛み合っている。従って、駆動モータ２２の駆動により駆動ギア２３が回転すると、ベアリング２１のリングギア部２１ａを介して外周カッタ１２Ａが回転駆動される。このベアリング２１と駆動モータ２２はベアリングハウジング２４を介してバルクヘッド１１に支持される。

前記内周カッタ１２Ｂは、その回転軸２５が、バルクヘッド１１に円盤状フレーム５９を介して固設された外周カッタ用ロータリージョイント２６の後述する固定リング６０内を回転自在で且つ前後方向にスライド可能に貫通している。

前記外周カッタ用ロータリージョイント２６の外周からは、略Ｌ字状の複数本（図示例では４本）の筒状フレーム５８が放射状に延出され、それらの先端部が外周カッタ（回転部材）１２Ａの複数本のカッタスポーク１３にそれぞれ接続されている。そして、各筒状フレーム５８内には、前記コピーカッタ１８の油圧ジャッキ１７に対し作動油を給，排したり、同じくコピーカッタ１８へグリスを供給したり、前記カッタスポーク１３の図示しない加泥注入口へ加泥剤を供給したり、前記各種カッタビット１６の摩耗を検知するための圧油を供給したりするための図示しない各種配管が通される。尚、前記外周カッタ用ロータリージョイント２６から掘削機本体１０（厳密にはバルクヘッド１１：固定部材）側へは後述する円盤状フレーム５９内の各種流体通路を介して支持筒部４０内の各種配管へと通じている。

前記回転軸２５の前端には筒部２７を介してフィッシュテールカッタ２８が取着されると共に、筒部２７の外周から放射状をなして周方向へ複数本に亘ってカッタスポーク２９が配設され、それらの先端が外周リング２９ａで連結されている。カッタスポーク２９の前面部には多数の各種カッタビット３０が取着されている。

そして、点対称位置の２本のカッタスポーク２９には、カッタヘッド１２の径方向（カッタスポーク２９の長手方向）へ油圧ジャッキ３１により伸縮（出没）可能に、コピーカッタ３２が装着される。また、カッタスポーク２９の後面部には複数本の撹拌翼３４が取着され、前記バルクヘッド１１により画成されたチャンバ３３内に取り込まれた土砂に後述する内周カッタ用ロータリージョイント４２を介して供給される加泥剤を加えて撹拌し、泥土化し得るようになっている。

一方、外周カッタ１２Ａにおいては、点対称位置の２本のカッタスポーク１３の内端面に前記コピーカッタ３２の先端部が挿抜自在に係合する係合孔５７が形成される。

一方、回転軸２５の後端には、カッタドラム３５を介してベアリング３６が連接される。このベアリング３６は内周カッタ１２Ｂに作用する負荷の内のスラスト力とラジアル力とモーメント力の三軸方向の荷重を担持するリングギア付き三軸コロ軸受からなる。

そして、前記ベアリング３６のリングギア部３６ａには、複数個からなる駆動モータ（回転駆動手段）３７の駆動ギア３８が噛み合っている。従って、駆動モータ３７の駆動により駆動ギア３８が回転すると、ベアリング３６のリングギア部３６ａを介して内周カッタ１２Ｂが回転駆動される。

前記ベアリング３６と駆動モータ３７はベアリングハウジング３９に支持され、このベアリングハウジング３９はバルクヘッド１１の支持筒部４０内を油圧式のスライドジャッキ４１により前後方向（掘進方向）にスライド可能になっている。また、前記ベアリングハウジング３９には、前記コピーカッタ３２の油圧ジャッキ３１に対し圧油を給排したり、内周カッタ１２Ｂに前述した加泥剤を供給したりするための内周カッタ用ロータリージョイント４２の固定リング４２ａ（図２参照）が支持されている。

前記掘削機本体１０の内部には左右一対のスクリューコンベヤ４４が配設され、カッタヘッド１２で掘削された土砂をトンネルの後方へ排出可能になっている。即ち、各スクリューコンベヤ４４の前端部（取出口）がバルクヘッド１１の下部を貫通してチャンバ３３に開口すると共に、後下部に設けた排出口（ジャッキ４５駆動のゲート４６で開閉される）がトンネル内の長手方向に配設された図示しないベルトコンベア上に対向するのである。このスクリューコンベヤ４４は、後上がりに傾斜して配置された円筒管４４ａの内部に、駆動モータ４４ｂによって回転可能にスクリュー翼４４ｃが装着されてなる。

前記掘削機本体１０の内周部には、覆工部材としてトンネルの内周面に構築された（組み立てられた）既設のセグメントＳに対し伸縮し得る推進ジャッキ４７が円周方向へ所定間隔離間して多数本配設される。また、掘削機本体１０の後端部（スキンプレート）は、テールシール４８を介して前記既設セグメントＳの外周に嵌合している。また、掘削機本体１０の後部にはリングガータ５６を介して前記セグメントＳを組み立てるエレクタ４９と後方張出台５０が組み付けられ、この後方張出台５０上に、組み立てたセグメントＳの真円保持を行うセグメントアジャスタ５１や旋回式組立足場５２が装備される。尚、図４中５３は外周カッタ１２Ａの後面部から突出した複数本の撹拌翼で、５４はバルクヘッド１１の前面部から突出した複数本の撹拌翼である。

そして、前述した外周カッタ用ロータリージョイント２６は、図１乃至図３に示すように、バルクヘッド（固定部材）１１側に支持された第１固定リング部６０ａの一端部からコの字状に第２固定リング部６０ｂを折り返してなる固定リング６０と、第１固定リング部６０ａと第２固定リング部６０ｂとの周間隙に回転自在に収装されて外周カッタ（回転部材）１２Ａ側に支持された回転リング６１と、を備える。

図示例では、内周カッタ１２Ｂの回転軸２５が軸受６２を介して貫通する第１固定リング部６０ａはその基端部において円盤状フレーム５９に固設され、当該第１固定リング部６０ａの内部に周方向へ所定間隔離間して形成された７本の加泥剤通路（流体通路）６３が、円盤状フレーム５９内に周方向へ所定間隔離間して形成された７本の加泥剤通路６４に通じ、ここから支持筒部４０内に周方向へ所定間隔離間して配設された加泥剤配管（流体移送用配管）６５へと通じている。

また、第１固定リング部６０ａの内部に周方向へ所定間隔離間して形成された８本のコピーカッタ作動油通路（流体通路）６６が、円盤状フレーム５９内に周方向へ所定間隔離間して形成された８本のコピーカッタ作動油通路６７に通じ、ここから支持筒部４０内に周方向へ所定間隔離間して配設された８本のコピーカッタ作動油配管（流体移送用配管）６８へと通じている。尚、各８本の通路６６，６７及び配管６８の内、４本はコピーカッタ作動油の供給用で、残りの４本は排出用である。

また、第１固定リング部６０ａの内部に周方向へ所定間隔離間して形成された４本のコピーカッタグリス通路（流体通路）６９（図３参照）が、円盤状フレーム５９内に周方向へ所定間隔離間して形成された４本のコピーカッタグリス通路７０（図３参照）に通じ、ここから支持筒部４０内に周方向へ所定間隔離間して配設された図示しない４本のコピーカッタグリス配管（流体移送用配管）へと通じている。

また、第１固定リング部６０ａの内部には、周方向へ所定間隔離間して図示しない４本のカッタビット摩耗検知用油圧通路（流体通路：後述する第２固定リング部６０ｂのカッタビット摩耗検知用油圧通路７３参照）が形成され、円盤状フレーム５９内に周方向へ所定間隔離間して形成された図示しない４本のカッタビット摩耗検知用油圧通路に通じ、ここから支持筒部４０内に周方向へ所定間隔離間して配設された図示しない４本のカッタビット摩耗検知用油圧配管（流体移送用配管）と通じている。

一方、第２固定リング部６０ｂは断面Ｌ型に形成されてその短辺部が第１固定リング部６０ａの先端部にボルト結合されている。この第２固定リング部６０ｂの内部には、第１固定リング部６０ａの内部に形成された８本のコピーカッタ作動油通路６６と４本のコピーカッタグリス通路６９と４本のカッタビット摩耗検知用油圧通路にそれぞれ連通する、８本のコピーカッタ作動油通路（流体通路）７１と４本のコピーカッタグリス通路（流体通路）７２と４本のカッタビット摩耗検知用油圧通路（流体通路）７３が形成される。

前記８本のコピーカッタ作動油通路７１に連通する８本のリング溝（連通ポート）７４と４本のコピーカッタグリス通路７２に連通する４本のリング溝（連通ポート）７５と４本のカッタビット摩耗検知用油圧通路７３に連通する４本のリング溝（連通ポート）７６が、第２固定リング部６０ｂの内周面（回転リング６１の外周面でも良い）に軸方向へ所定間隔離間して形成されている。

そして、第１固定リング部６０ａと第２固定リング部６０ｂとの周間隙に軸受７７を介して収装された回転リング６１は、その内部に前記第１固定リング部６０ａの加泥剤通路６３と、当該回転リング６１の内周面（第１固定リング部６０ａの外周面でも良い）に軸方向へ所定間隔離間して形成された７本のリング溝（連通ポート）７８を介して、連通する７本の加泥剤通路（流体通路）７９が周方向へ所定間隔離間して形成される。

また、回転リング６１の内部には、第２固定リング部６０ｂのコピーカッタ作動油通路７１とコピーカッタグリス通路７２とカッタビット摩耗検知用油圧通路７３にそれぞれ前述したリング溝７４〜７６を介して連通する８本のコピーカッタ作動油通路（流体通路）８０と４本のコピーカッタグリス通路（流体通路）８１と図示しない４本のカッタビット摩耗検知用油圧通路（流体通路）が周方向へ所定間隔離間して形成される。

そして、前記加泥剤通路７９とコピーカッタ作動油通路８０とコピーカッタグリス通路８１とカッタビット摩耗検知用油圧通路が、回転リング６１の基端側外周から放射状に延出した４本の筒状フレーム５８内に配管（流体移送用配管）を介して適宜振り分けられ、所定の供給先に加泥剤、油、グリス等の流体が供給される一方、コピーカッタ作動油のドレーン側は排出されるようになっている。

即ち、加泥剤は７本の加泥剤配管６５→加泥剤通路６４→加泥剤通路６３→リング溝７８→加泥剤通路７９→筒状フレーム５８内の配管へと流れて供給される。また、コピーカッタ作動油は４本のコピーカッタ作動油配管６８→コピーカッタ作動油通路６７→コピーカッタ作動油通路６６→コピーカッタ作動油通路７１→リング溝７４→コピーカッタ作動油通路８０→筒状フレーム５８内の配管へと流れて供給される一方、４本の筒状フレーム５８内の配管→コピーカッタ作動油通路８０→リング溝７４→コピーカッタ作動油通路７１→コピーカッタ作動油通路６６→コピーカッタ作動油通路６７→コピーカッタ作動油配管６８へと流れて排出される。また、コピーカッタグリスは図示しない４本のコピーカッタグリス配管→コピーカッタグリス通路７０→コピーカッタグリス通路６９→コピーカッタグリス通路７２→リング溝７５→コピーカッタグリス通路８１→筒状フレーム５８内の配管へと流れて供給される。また、カッタビット摩耗検知用圧油は支持筒部４０内のカッタビット摩耗検知用油圧配管→円盤状フレーム５９内のカッタビット摩耗検知用油圧通路→第１固定リング部６０ａ内のカッタビット摩耗検知用油圧通路→カッタビット摩耗検知用油圧通路７３→リング溝７６→回転リング６１内のカッタビット摩耗検知用油圧通路→筒状フレーム５８内の配管へと流れて供給される。

また、外周カッタ用ロータリージョイント２６の前述した第１及び第２固定リング部６０ａ，６０ｂと回転リング６１とに、さらにバルクヘッド（固定部材）１１側と外周カッタ（回転部材）１２Ａ側との各種電気信号移送用配線をそれぞれ個別に結ぶ信号回路を設けると共に、この信号回路は、回転リング６１の内周面と第１固定リング部６０ａの外周面との摺接面間と、回転リング６１の外周面と第２固定リング部６０ｂの内周面との摺接面間とに、それぞれ多数設けられるコネクタで接続される構造を付加すると好適である。

尚、前述した内周カッタ用ロータリージョイント４２は、図２に示すように、固定リング４２ａと回転リング４２ｂを有した通常の二重構造からなり、回転軸２５を介して内周カッタ１２Ｂに前述した加泥剤等の各種流体を供給し得るようになっている。

このように構成されるため、泥土圧式シールド掘削機による掘削にあたっては、先ず、全ての推進ジャッキ４７が縮んだ初期位置（図４の状態）で、駆動モータ２２及び３７を駆動してカッタヘッド１２を回転させる。つまり、外周カッタ１２Ａと内周カッタ１２Ｂを伴に回転させるのである。

次に、前記状態から全て又は任意の推進ジャッキ４７を伸ばして掘削機本体１０を１ストローク推進（前進）させる。この際、推進反力は既設セグメントＳで受ける。そして、この推進により、カッタヘッド１２に装着された多数の各種カッタビット１６及び３０が前方の地盤を掘削する。掘削された土砂は、外周カッタ１２Ａにおいてはカッタスポーク１３間に開口された土砂取込み口（図示せず）から、また、内周カッタ１２Ｂにおいてはカッタスポーク２９間に開口された土砂取込み口（図示せず）からそれぞれチャンバ３３内取り込まれ、このチャンバ３３内からスクリューコンベヤ４４等によって外部に排出される。

次に、カッタヘッド１２の旋回を止めた状態で、推進ジャッキ４７を部分的に順次縮めてエレクタ４９及びセグメントアジャスタ５１によりセグメントＳを組み立てると共にその真円保持を行う。以降、前述した工程を繰り返して、所定長さのトンネルを掘削・形成していく。

そして、上記一連の掘進下において、外周カッタ１２Ａの突出状態にあるコピーカッタ１８によりトンネルの余掘りが可能となっていると共に、内周カッタ１２Ｂの突出状態にあるコピーカッタ３２により内周カッタ１２Ｂの外周と外周カッタ１２Ａの内周との隙間が掘削可能となっているので掘削効率が高められる。

また、内周カッタ１２Ｂにおけるカッタスポーク２９の後面部には複数本の撹拌翼３４が取着されているので、筒状フレーム５８による撹拌効果と相俟って、チャンバ３３内における内周カッタ１２Ｂ付近の土砂の流動性及び泥土化が向上し、内周カッタ１２Ｂにおける前述した土砂取込み口からの土砂の取込み性が一段と向上する。これによって、アジテータ及びこれの駆動モータ等を用いないで済む。

また、内周カッタ１２Ｂの回転軸２５上に嵌装された外周カッタ用ロータリージョイント２６の外周から放射状に延出した複数本の筒状フレーム５８を外周カッタ１２Ａの複数本のカッタスポーク１３にそれぞれ接続して該筒状フレーム５８内に加泥剤供給用の配管を通したので、外周カッタ１２Ａの各カッタスポーク１３における効果的な位置から加泥剤を切羽やチャンバ３３内に供給でき、効率良く泥土化が図れる。これにより、大断面のトンネルを掘削するのに好適となる。

また、万が一、内周カッタ１２Ｂの駆動系が故障して回転不能になった場合は、先ず、コピーカッタ３２を油圧ジャッキ３１の収縮により一旦縮めた後、スライドジャッキ４１を収縮して内周カッタ１２Ｂを外周カッタ１２Ａと面一になるまで後退させる。

その後、外周カッタ１２Ａを回転させて、所定の回転位相合せ手段により、外周カッタ１２Ａの内周面（厳密にはカッタスポーク１３の内端面）に形成した係合孔５７が前記コピーカッタ３２と位相が一致したら、当該コピーカッタ３２を油圧ジャッキ３１の伸長により再び突出させてその先端側半部を前記係合孔５７に挿入すれば、内周カッタ１２Ｂと外周カッタ１２Ａが連結される。

これにより、内周カッタ１２Ｂと外周カッタ１２Ａは外周カッタ駆動用の駆動モータ２２により一体回転され、内周カッタ１２Ｂの空転等が未然に回避される。

また、内周カッタ１２Ｂを前方へスライドさせた状態の仮壁掘進時等において、大きな推進力が内周カッタ１２Ｂに過負荷した場合は、これをスライドジャッキ４１のストロークセンサや油圧センサ等で検知して、内周カッタ１２Ｂをスライドジャッキ４１の収縮により後方へスライドさせるので、内周カッタ１２Ｂの過負荷を効果的に吸収することができ、内周カッタ１２Ｂの破損等を未然に回避できる。この際、コピーカッタ３２を突出させた状態のまま外周カッタ１２Ａの直前まで後退させても良いし、コピーカッタ３２を縮めた状態のまま内周カッタ１２Ｂを外周カッタ１２Ａと面一になるまで後退させても良い。

また、内周カッタ１２Ｂを前方へスライドさせた状態では、芯抜き効果と加泥剤撹拌向上効果により高速掘進時のトルク低減が図れる一方、内周カッタ１２Ｂを後方へスライドさせた状態では、立坑組立時の機長短縮が図れるという利点も得られる。

また、内周カッタ１２Ｂと外周カッタ１２Ａを各々独立した駆動モータ２２，３７で回転させるので、駆動系の簡略化により信頼性を高められると共にコストダウンが図れる。

また、内周カッタ１２Ｂの回転速度を外周カッタ１２Ａの回転速度如何に拘わらず任意に上昇させられるので、例えばφ１６ｍの大口径のカッタヘッド１２であっても、掘削効率や撹拌効率を高められ、カッタ全体のカッタトルクや電力量の低減が図れるという利点もある。

また、内周カッタ１２Ｂと外周カッタ１２Ａは伴にバルクヘッド１１に各々独立して支持されるので、内周カッタ部が外周カッタ部に内装されて個別駆動される場合と比べ、外周カッタ１２Ａの駆動モータ２２の負荷が、内周カッタ部の重量分だけ軽減できる利点もある。

そして、本実施例によれば、外周カッタ用ロータリージョイント２６において、固定リング６０を第１固定リング部６０ａの一端部からコの字状に第２固定リング部６０ｂを折り返して形成し、この第１固定リング部６０ａと第２固定リング部６０ｂとの周間隙に回転自在に回転リング６１を収装するように構成し、回転リング６１の内，外周面の両面を利用して各種通路６３，６６，６９，７１，７２，７３，７９，８０，８１のリング溝（連通ポート）７４，７５，７６，７８を設けるようにしたので、リングの長手方向に設けるポート数を半減でき、それだけジョイント本体長さの短縮化が図れると共にロータリージョイントの設置スペースにも自由度がある。

これにより、トンネル掘削機においては立坑組立時の機長短縮が図れ、大断面のトンネルを掘削するトンネル掘削機に好適となる。

尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、流体や信号等の媒体の変更や流体通路や信号回路の本数変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。

本発明に係るトンネル掘削機は、ジョイント本体長さの短縮化が図れ、立坑組立時等の機長短縮を図ることができるので、大断面のトンネルを掘削する泥土圧シールド掘削機に好適である。

１０掘削機本体
１１バルクヘッド
１２カッタヘッド
１２Ａ外周カッタ
１２Ｂ内周カッタ
１３カッタスポーク
１４中間リング
１５外周リング
１６各種カッタビット
１７油圧ジャッキ
１８コピーカッタ
１９中間ビーム
２０カッタドラム
２１ベアリング
２１ａリングギア部
２２駆動モータ（回転駆動手段）
２３駆動ギア
２４ベアリングハウジング
２５回転軸
２６外周カッタ用ロータリージョイント
２７筒部
２８フィッシュテールカッタ
２９カッタスポーク
２９ａ外周リング
３０各種カッタビット
３１油圧ジャッキ
３２コピーカッタ
３３チャンバ
３４撹拌翼
３５カッタドラム
３６ベアリング
３６ａリングギア部
３７駆動モータ（回転駆動手段）
３８駆動ギア
３９ベアリングハウジング
４０支持筒部
４１スライドジャッキ
４２内周カッタ用ロータリージョイント
４２ａ固定リング
４２ｂ回転リング
４４スクリューコンベヤ
４４ａ円筒管
４４ｂ駆動モータ
４４ｃスクリュー翼
４５ジャッキ
４６ゲート
４７推進ジャッキ
４８テールシール
４９エレクタ
５０後方張出台
５１セグメントアジャスタ
５２旋回式組立足場
５３撹拌翼
５４撹拌翼
５６リングガータ
５７係合孔
５８筒状フレーム
５９円盤状フレーム
６０固定リング
６０ａ第１固定リング部
６０ｂ第２固定リング部
６１回転リング
６２軸受
６３第１固定リング部の加泥剤通路（流体通路）
６４円盤状フレームの加泥剤通路
６５支持筒部内の加泥剤配管（流体移送用配管）
６６第１固定リング部のコピーカッタ作動油通路（流体通路）
６７円盤状フレームのコピーカッタ作動油通路
６８支持筒部内のコピーカッタ作動油配管（流体移送用配管）
６９第１固定リング部のコピーカッタグリス通路（流体通路）
７０円盤状フレームのコピーカッタグリス通路
７１第２固定リング部のコピーカッタ作動油通路（流体通路）
７２第２固定リング部のコピーカッタグリス通路（流体通路）
７３第２固定リング部のカッタビット摩耗検知用油圧通路（流体通路）
７４コピーカッタ作動油通路のリング溝（連通ポート）
７５コピーカッタグリス通路のリング溝（連通ポート）
７６カッタビット摩耗検知用油圧通路のリング溝（連通ポート）
７７軸受
７８回転リングのリング溝（連通ポート）
７９回転リングの加泥剤通路（流体通路）
８０回転リングのコピーカッタ作動油通路（流体通路）
８１回転リングのコピーカッタグリス通路（流体通路）
Ｓセグメント

Claims

ロータリージョイントを備えたトンネル掘削機であって、
前記ロータリージョイントは、
固定部材側に支持された第１固定リング部の一端部からコの字状に第２固定リング部を折り返してなる固定リングと、
前記第１固定リング部と第２固定リング部との周間隙に回転自在に収装されて回転部材側に支持された回転リングと、
を備え、
前記第１及び第２固定リング部と前記回転リングとに前記固定部材側と回転部材側との各種流体移送用配管をそれぞれ個別に結ぶ流体通路を設けると共に、
前記流体通路は、回転リングの内周面と第１固定リング部の外周面との摺接面間と、回転リングの外周面と第２固定リング部の内周面との摺接面間とに、それぞれ多数設けられる連通ポートで連通されて成り、
掘削機本体の前部にカッタヘッドを回転可能に支持し、
前記カッタヘッドを内周カッタと外周カッタとに分割形成して各々独立した回転駆動手段で回転可能に設けると共に、
前記カッタヘッド後方に画成されたチャンバ内を通る内周カッタの回転軸上に、前記ロータリージョイントを嵌装し、
前記ロータリージョイントの回転リング外周から放射状に延出した複数本の筒状フレームを、内周カッタの周囲から放射状に延出した外周カッタの複数本のカッタスポークにそれぞれ接続した、
ことを特徴とするトンネル掘削機。
前記連通ポートは、回転リングの内周面と第１固定リング部の外周面の何れか一方と、回転リングの外周面と第２固定リング部の内周面の何れか一方に形成されたリング溝であることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
前記第１及び第２固定リング部と前記回転リングとに、さらに前記固定部材側と回転部材側との各種電気信号移送用配線をそれぞれ個別に結ぶ信号回路を設けると共に、
前記信号回路は、回転リングの内周面と第１固定リング部の外周面との摺接面間と、回転リングの外周面と第２固定リング部の内周面との摺接面間とに、それぞれ多数設けられるコネクタで接続される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル掘削機。