JP7293150B2 - トンネル掘削機 - Google Patents

Description

本発明は、振動を抑制する制振装置を備えるトンネル掘削機に関する。

従来、振動を抑制する制振装置を備えるトンネル掘削機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、先端が掘削機本体の前胴に固定され、後端が掘削機本体の後胴に固定される複数の振動発生用ジャッキを備えたトンネル掘削機が開示されている。複数の振動発生用ジャッキは、掘削方向（前後方向）に延びている。トンネル掘削機は、カッタヘッドおよびカッタ旋回用モータを含む掘削機構を前胴により支持している。振動発生用ジャッキは、カッタヘッドに発生した振動とは逆位相の振動を発生させて、カッタヘッドによる地盤の掘削に伴い発生する振動（掘削振動）を抑制するように構成されている。また、トンネル掘削機は、複数の振動発生用ジャッキを、前後方向に伸縮させることにより、掘削機本体の前後方向の振動を抑制するように構成されている。振動発生用ジャッキは、掘削機の前胴の傾きを変えて、掘削方向を制御する方向制御用ジャッキとしても機能するように構成されており、トンネル壁近傍に設置されている。

特開２０１７－１７２１６２号公報

しかしながら、上記特許文献１のトンネル掘削機では、振動発生用ジャッキが、掘削機本体の内部構成である前胴と後胴との間で、かつ、掘削機構から比較的大きな距離を隔てた位置であるトンネル壁近傍に設置されており、前胴を介して間接的にカッタヘッドの振動を抑制するように構成されていることから、カッタヘッドの振動を十分に抑制することができないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、カッタヘッドを含む掘削機構の振動を効果的に抑制することが可能なトンネル掘削機を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明のトンネル掘削機は、カッタヘッドと、カッタヘッドを後方から回転可能に支持する回転支持部と、回転支持部を介してカッタヘッドを回転させるカッタヘッド駆動装置とを含む掘削機構と、筒状の胴部と、胴部の内周側において掘削機構を支持する支持構造とを含む掘削機本体と、一端が掘削機本体に固定されるとともに、他端が掘削機構に固定され、または、他端が掘削機構近傍で支持構造に固定されており、伸縮して掘削機構の振動を抑制する制振ジャッキとを備える。

この発明のトンネル掘削機では、上記のように、胴部の内周側に配置される掘削機構と、一端が掘削機本体に固定されるとともに、他端が掘削機構に固定され、または、他端が掘削機構近傍で支持構造に固定されており、伸縮して掘削機構の振動を抑制する制振ジャッキとを設ける。制振ジャッキの一端を固定する掘削機本体は、掘削方向に直交する方向を地盤により支持されており、掘削方向は推進ジャッキ(シールドジャッキ)を介して、トンネル壁に支持されている。そして、制振ジャッキの他端は、振動を発生させるカッタヘッドを含む掘削機構に直接固定され、または、掘削機構近傍で支持構造に固定されている。その結果、従来のように、掘削機構から比較的大きな距離を隔てた位置であるトンネル壁近傍に振動抑制用のジャッキを設置する場合と比較して、制振ジャッキの力を掘削機構に略直接的にかつ効果的に伝達することができるので、カッタヘッドを含む掘削機構の振動を効果的に抑制することができる。

上記トンネル掘削機において、好ましくは、制振ジャッキは、カッタヘッドの回転方向に並ぶように複数設けられている。このように構成すれば、カッタヘッドに対してバランスよく複数の制振ジャッキを配置することができるので、カッタヘッドを含む掘削機構の振動をより効果的に抑制することができる。

上記トンネル掘削機において、好ましくは、掘削機構近傍に設けられ、掘削機構の振動を検知する振動センサをさらに備え、制振ジャッキは、振動センサの検知結果に基づいて、伸縮して掘削機構の振動を抑制するように構成されている。このように構成すれば、振動センサにより、カッタヘッドの振動を検知し、検知したカッタヘッドの振動に対する逆振動を、制振ジャッキを伸縮させることにより与えることができる。その結果、カッタヘッドを含む掘削機構の振動をより効果的に抑制することができる。なお、上記の「掘削機構近傍」に設けられる振動センサとは、「掘削機構自体に設けられた振動センサ、および、掘削機構近傍で掘削機構とは異なる構成に設けられた振動センサ」の両方を含む。

上記トンネル掘削機において、好ましくは、制振ジャッキは、他端が掘削機構または支持構造に後方側から固定されるとともに、一端が掘削機本体に前方側から固定されており、前後方向に伸縮して掘削機構の振動を抑制する第１ジャッキを含む。ここで、一般的に、前後方向（掘削方向）では、トンネル掘削機の自重による抑制効果が少なく、周辺の地盤による拘束も少なく、さらにトンネル掘削機の抵抗による推力変動が大きいことや、掘削に要する推力は、直交方向の荷重に比べてはるかに大きいことから、前後方向に直交する方向と比較してより大きな振動が発生しやすい。そこで、上記のように構成すれば、比較的大きな振動が発生しやすい前後方向において、前後方向に伸縮する第１ジャッキによりカッタヘッドを含む掘削機構の振動を効果的に抑制することができる。

この場合において、好ましくは、第１ジャッキは、前後方向に伸縮して掘削機構および支持構造の少なくとも一方を前後方向に繰り返し撓ませることにより、掘削機構の振動を抑制するように構成されている。このように構成すれば、掘削機構および支持構造の少なくとも一方の撓み変形を利用して、掘削機構の振動が収束するように掘削機構を前後方向に繰り返し移動させることが可能になるので、カッタヘッドを含む掘削機構の振動を抑制することを実現することができる。

上記制振ジャッキが、前後方向に伸縮して掘削機構の振動を抑制する第１ジャッキを含む構成において、好ましくは、支持構造は、掘削機構を掘削機本体に対して前後方向に移動可能なように支持する移動支持部を有し、移動支持部により掘削機構を支持した状態で、第１ジャッキは、前後方向に伸縮して掘削機構を掘削機本体に対して前後方向に移動させることにより、掘削機構の振動を抑制するように構成されている。このように構成すれば、第１ジャッキにより掘削機構を掘削機本体に対して前後方向に移動させることができるので、掘削機構の振動が掘削機本体に伝達されるのを効果的に抑制することができる。

上記トンネル掘削機において、好ましくは、制振ジャッキは、他端が掘削機構に外周側から固定されるとともに、一端が掘削機本体に内周側から固定されており、前後方向に略直交する方向に伸縮して掘削機構の振動を抑制する第２ジャッキを含む。このように構成すれば、前後方向（掘削方向）に直交する方向における振動を第２ジャッキにより抑制することができるので、前後方向（掘削方向）に直交する方向において掘削機本体の周囲を取り囲む地盤に振動が鉛直に伝達されるのを抑制することができる。その結果、地盤を介した周辺地域への振動被害をより効果的に低減することができる。

この場合において、好ましくは、支持構造は、掘削機構の外周面と掘削機本体の内周面との間に環状に配置された弾性変形可能な弾性支持部を有し、弾性支持部により掘削機構を支持した状態で、第２ジャッキは、前後方向に略直交する方向に伸縮して、弾性支持部を弾性変形させながら掘削機構の振動を抑制するように構成されている。このように構成すれば、弾性支持部により掘削機構の前後方向に略直交する方向への移動が許容されるので、第２ジャッキの力を効果的に掘削機構に伝達することができる。その結果、カッタヘッドを含む掘削機構の振動をより効果的に抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、カッタヘッドを含む掘削機構の振動を効果的に抑制することができる。

第１実施形態によるトンネル掘削機を側方から示した模式的な断面図である。 第１実施形態によるトンネル掘削機を後方から示した模式的な図である。 第２実施形態によるトンネル掘削機を側方から示した模式的な断面図である。 第２実施形態によるトンネル掘削機を後方から示した模式的な図である。 第３実施形態によるトンネル掘削機を側方から示した模式的な断面図である。 第３実施形態によるトンネル掘削機を後方から示した模式的な図である。 変形例によるトンネル掘削機を側方から示した模式的な断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１および図２を参照して、第１実施形態によるトンネル掘削機１００について説明する。

図１に示すように、トンネル掘削機１００は、掘削機本体１と、掘削機本体１（胴部１０）の内周側に配置され、掘削機本体１の後述する支持構造１１ａに支持される掘削機構２と、振動センサ３と、制振ジャッキ４とを備えている。なお、制振ジャッキ４は、特許請求の範囲の「第１ジャッキ」の一例である。

制振ジャッキ４は、掘削機本体１と掘削機構２との間に設置され、伸縮して、掘削に伴う掘削機構２の振動（掘削振動）を抑制するように構成されている。詳細については後述する。

各図では、トンネルの掘削方向に沿って延びるトンネル掘削機１００の中心軸線αに平行な方向（前後方向）をＸ方向により示す。Ｘ方向のうち、掘削方向（前方）をＸ１方向とし、掘削方向の反対方向である後方をＸ２方向により示す。また、各図では、Ｘ方向に直交する左右方向をＹ方向により示す。また、各図では、Ｘ方向およびＹ方向と直交する上下方向をＺ方向により示す。Ｚ方向のうち、上方をＺ１方向により示し、下方をＺ２方向により示す。

第１実施形態では、トンネル掘削機１００が泥土圧式のトンネル掘削機である例を示している。泥土圧式のトンネル掘削機１００では、カッタヘッド２０により掘削された土砂と土砂に注入された作泥材とがチャンバＣ内で混合され、掘削土砂が不透水性と塑性流動性とを持つ泥土に変換される。掘削土砂（泥土）は、チャンバＣ内およびスクリュコンベアＳ内に充満する。トンネル掘削機１００は、シールドジャッキ１４によって推進することによって、掘削した土砂をチャンバＣ内に充満させ加圧し、地山側の圧力(土圧および地下水圧)に対抗させる。トンネル掘削機１００は、掘削量と排土量とのバランスによって圧力の平衡を図りながら掘削方向に前進する。なお、図２では、説明の便宜上、スクリュコンベアＳおよびエレクタ１３の図示を省略している。

（掘削機本体の構成）
掘削機本体１は、筒状の胴部１０と、胴部１０の内周側に配置される隔壁１１を有する支持構造１１ａと、制振ジャッキ４の一端４ａ（後端）が固定される後端支持部１２とを含んでいる。

隔壁１１は、掘削方向（Ｘ１方向）と直交する方向に延びており、前方側の空間であるチャンバＣと、後方側の空間である作業空間とに、胴部１０の内部空間を区画している。胴部１０の内側で隔壁１１の後方には、セグメントＳＧを組み付けるエレクタ１３が配置されている。また、胴部１０には、推進のための複数のシールドジャッキ１４が設けられている。

支持構造１１ａは、胴部１０に対して内周側から固定されている。支持構造１１ａは、胴部１０の内周側において掘削機構２を支持している。掘削機構２は、支持構造１１ａに固定されている。なお、支持構造１１ａに支持された掘削機構２の中心軸線は、トンネル掘削機１００の中心軸線αと一致する。

後端支持部１２は、隔壁１１を有する支持構造１１ａの後方で、かつ、エレクタ１３の前方に配置されている。後端支持部１２は、上下方向および左右方向に延びるとともに、剛性の高い複数の梁部材により形成されている。後端支持部１２の端部は、胴部１０に対して内周側から固定されている。後端支持部１２には、制振ジャッキ４の一端４ａ（後端）が固定されている。

（掘削機構の構成）
掘削機構２は、カッタヘッド２０と、カッタヘッド２０を後方から回転（旋回）可能に支持する回転支持部２１と、回転支持部２１を介してカッタヘッド２０を回転させる複数のカッタヘッド駆動装置２２とを含んでいる。

また、掘削機構２は、回転支持部２１および複数のカッタヘッド駆動装置２２を支持する掘削機構本体２３を含んでいる。掘削機構本体２３は、掘削機本体１（支持構造１１ａ）に直接支持される構成である。掘削機構２（掘削機構本体２３）は、掘削機本体１（支持構造１１ａ）に対して固定されている。

カッタヘッド２０は、土砂を掘削する複数のカッタビットを有している。カッタヘッド２０は、トンネル掘削機１００の掘削方向の前端に設けられている。カッタヘッド２０は、後方側（Ｘ２方向側）から回転支持部２１により回転可能に支持されている。回転支持部２１は、トンネル掘削機１００の中心軸線αを中心として、掘削機本体１に対して回転可能なように構成されている。カッタヘッド２０は、回転支持部２１を介してカッタヘッド駆動装置２２によって回転力（トルク）が付与されることにより、トンネル掘削機１００の中心軸線α回りに回転するように構成されている。

一例ではあるが、カッタヘッド駆動装置２２は、電気モータにより構成されている。カッタヘッド駆動装置２２は、隔壁１１の後方側に配置されている。複数のカッタヘッド駆動装置２２は、掘削方向から見て、カッタヘッド２０の回転方向に沿って円環状に配置されている。

（振動センサの構成）
振動センサ３は、掘削機構２（掘削機構本体２３）に設けられ、掘削機構２の振動を検知するように構成されている。一例ではあるが、振動センサ３は、複数のカッタヘッド駆動装置２２の内周側において、掘削機構本体２３に１つ設置されている。また、一例ではあるが、振動センサ３は、３軸の加速度センサにより構成されている。なお、振動センサ３の設置箇所は、掘削機構２の振動を検知可能であるならばいかなる位置でもよい。

振動センサ３の検知信号は、制御部（図示せず）により取得される。制御部は、振動センサ３の検知信号に基づいて、制振ジャッキ４の駆動を制御するように構成されている。制御部は、振動センサ３において検知した振動を効果的に打ち消すために、主として、制振ジャッキ４により検知した振動とは逆位相の振動を発生させて、振動を抑制する制御を行うように構成されている。

振動センサ３は、掘削機本体１の各種の振動を検知するように構成されている。各種の振動とは、たとえば、カッタヘッド２０により地盤を掘削する際に発生する掘削振動を含んでいる。なお、一般的に、掘削振動が発生すると掘削機構を介して振動が掘削機本体に伝達され、さらには、振動が地盤に伝達されることになる。

（制振ジャッキの構成）
制振ジャッキ４は、上記の通り、振動センサ３の検知結果に基づいて、振動センサ３が検知した振動を効果的に抑制可能な逆振動を伸縮によって発生させ、掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。

制振ジャッキ４は、シリンダおよびシリンダから伸縮するロッドを有するジャッキ本体４０と、ジャッキ本体４０にジョイントＪを介して前方から接続される前方側梁部材４１と、ジャッキ本体４０にジョイントＪを介して後方から接続される後方側梁部材４２とを含んでいる。

制振ジャッキ４は、他端４ｂ（前端）が掘削機構２（掘削機構本体２３）に後方側から固定されるとともに、一端４ａ（後端）が掘削機本体１に前方側から固定されている。すなわち、制振ジャッキ４は、前後方向に延びるように、掘削機本体１と、掘削機構２との間に設置されている。制振ジャッキ４は、前後方向に伸縮して掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。

制振ジャッキ４は、複数（６つ）のカッタヘッド駆動装置２２を取り囲むように、カッタヘッド２０の回転方向に環状に並ぶように複数設けられている。複数の制振ジャッキ４は、上下方向および左右方向において、バランスよく均等に配置されている。なお、図１では説明の便宜上、制振ジャッキ４を１つのみ図示している。

制振ジャッキ４は、前後方向に伸縮して、掘削機構本体２３に対して固定された掘削機構２および支持構造１１ａを、前後方向に繰り返し撓ませることにより、掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、胴部１０の内周側に配置される掘削機構２と、一端４ａが掘削機本体１（後端支持部１２）に固定されるとともに、他端４ｂが掘削機構２に固定されており、伸縮して掘削機構２の振動を抑制する制振ジャッキ４とを設ける。制振ジャッキ４の一端４ａを固定する掘削機本体１は、掘削方向に直交する方向の全周が地盤により囲まれて支持されており、掘削方向はシールドジャッキ（推進ジャッキ）１４を介して、トンネル壁に支持されている。そして、制振ジャッキ４の他端４ｂは、振動を発生させるカッタヘッド２０を含む掘削機構２に直接固定されている。その結果、従来のように、掘削機構から比較的大きな距離を隔てた位置であるトンネル壁近傍に振動抑制用のジャッキを設置する場合とは異なり、制振ジャッキ４の力を掘削機構２に直接的にかつ効果的に伝達することができるので、カッタヘッド２０を含む掘削機構２の振動を効果的に抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、制振ジャッキ４は、カッタヘッド２０の回転方向に並ぶように複数設けられている。これによって、カッタヘッド２０に対してバランスよく複数の制振ジャッキ４を配置することができるので、カッタヘッド２０を含む掘削機構２の振動をより効果的に抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、掘削機構２に設けられ、掘削機構２の振動を検知する振動センサ３をさらに備え、制振ジャッキ４は、振動センサ３の検知結果に基づいて、伸縮して掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。これによって、振動センサ３により、カッタヘッド２０の振動を検知し、検知したカッタヘッド２０の振動に対する逆振動を、制振ジャッキ４を伸縮させることによって与えることができる。その結果、カッタヘッド２０を含む掘削機構２の振動をより効果的に抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、制振ジャッキ４は、他端４ｂが掘削機構２に後方側から固定されるとともに、一端４ａが掘削機本体１に前方側から固定されており、前後方向に伸縮して掘削機構２の振動を抑制するジャッキを含む。ここで、一般的に、前後方向（掘削方向）では、トンネル掘削機１００の自重による抑制効果が少なく、周辺の地盤による拘束も少なく、さらにトンネル掘削機１００の抵抗による推力変動が大きいことや、掘削に要する推力は、直交方向の荷重に比べてはるかに大きいことから、前後方向に直交する方向と比較してより大きな振動が発生しやすい。そこで、上記のように構成することによって、比較的大きな振動が発生しやすい前後方向において、前後方向に伸縮する制振ジャッキ４によりカッタヘッド２０を含む掘削機構２の振動を効果的に抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、制振ジャッキ４は、前後方向に伸縮して掘削機構２および支持構造１１ａを前後方向に繰り返し撓ませることにより、掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。これによって、掘削機構２および支持構造１１ａの撓み変形を利用して、掘削機構２の振動が収束するように掘削機構２を前後方向に繰り返し移動させることが可能になるので、カッタヘッド２０を含む掘削機構２の振動抑制することを実現することができる。

［第２実施形態］
図３および図４を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、掘削機構２を支持構造１１ａに対して固定した上記第１実施形態とは異なり、掘削機構２を支持構造２１１ａに対して固定することなく前後方向に移動可能に構成する例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して図示する。

図３および図４に示すように、第２実施形態のトンネル掘削機２００は、移動支持部２０５を有する支持構造２１１ａを備えている。

移動支持部２０５は、掘削機構２を掘削機本体１に対して前後方向に移動可能なように支持するように構成されている。なお、図４では、説明の便宜上、スクリュコンベアＳ、エレクタ１３および掘削機本体１の後端支持部１２の図示を省略するとともに、断面を示すものではないが移動支持部２０５を構成する複数のブロック体２０５ａにハッチングを付している。

移動支持部２０５は、掘削機構２（掘削機構本体２３）と、移動支持部２０５を有する支持構造２１１ａとの間に配置されている。移動支持部２０５は、支持構造２１１ａに対して内周側から固定されている。移動支持部２０５は、支持構造２１１ａの内周面（掘削機構本体２３の外周面）に沿って、略等角度間隔で配置された複数のブロック体２０５ａにより構成されている。複数のブロック体２０５ａは、掘削機構２に対する摺動面を環状とする場合よりも、掘削機構２の摺動面との接触面積を小さくする機能を有している。すなわち、複数のブロック体２０５ａは、掘削機構２の摺動性を向上させる機能を有している。

さらには、移動支持部２０５（ブロック体２０５ａ）の内周面は、掘削機構２に当接する当接面として機能するとともに、制振ジャッキ４が前後方向に伸縮する際には掘削機構２を摺動させる摺動面として機能する。このため、移動支持部２０５（ブロック体２０５ａ）の内周面は、比較的小さな摩擦係数の材料を用いて滑らかな面に形成されている。一例ではあるが、ブロック体２０５ａは、金属材料により形成されている。なお、移動支持部２０５（ブロック体２０５ａ）の内周面には、所定のコーティングが施されていてもよい。

移動支持部２０５により掘削機構２を支持した状態で、制振ジャッキ４は、前後方向に伸縮して掘削機構２を掘削機本体１に対して前後方向に移動させることにより、掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。なお、掘削機構２と支持構造２１１ａ（掘削機本体１）とは、上記第１実施形態とは異なり直接固定されていない。このため、制振ジャッキ４が直接的に荷重を支持しており、振動は支持構造２１１ａに伝達されにくい。

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、胴部１０の内周側に配置される掘削機構２と、一端４ａが掘削機本体１に固定されるとともに、他端４ｂが掘削機構２に固定されており、伸縮して掘削機構２の振動を抑制する制振ジャッキ４とを設ける。これによって、カッタヘッド２０を含む掘削機構２の振動を効果的に抑制することができる。

第２実施形態では、上記のように、支持構造２１１ａは、掘削機構２を、支持構造２１１ａ（掘削機本体１）に対して前後方向に移動可能なように支持する移動支持部２０５を有し、移動支持部２０５により掘削機構２を支持した状態で、制振ジャッキ４は、前後方向に伸縮して掘削機構２を掘削機本体１に対して前後方向に移動させることにより、掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。これによって、制振ジャッキ４により掘削機構２を掘削機本体１に対して前後方向に移動させることができるので、掘削機構２の振動が掘削機本体１に伝達されるのを効果的に抑制することができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
図５および図６を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、制振ジャッキ４を備える上記第１実施形態の構成に加えて、制振ジャッキ３０４を備える例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して図示する。また、制振ジャッキ３０４は、特許請求の範囲の「第２ジャッキ」の一例である。

図５および図６に示すように、第３実施形態のトンネル掘削機３００は、複数（４つ）の制振ジャッキ３０４と、弾性変形可能な弾性支持部３０６を有する支持構造３１１ａとを備えている。なお、図６では、説明の便宜上、スクリュコンベアＳ、エレクタ１３および掘削機本体１の後端支持部１２の図示を省略している。

複数の制振ジャッキ３０４は、カッタヘッド２０の半径方向に放射状に延びるように配置されている。複数の制振ジャッキ３０４は、略等角度間隔で配置されている。制振ジャッキ３０４は、内周側の他端３０４ｂが掘削機構２に外周側から固定されるとともに、外周側の一端３０４ａが支持構造３１１ａに内周側から固定されており、前後方向に略直交する方向に伸縮して掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。

弾性支持部３０６は、掘削機構２の外周面と掘削機本体１の内周面との間に環状に配置され、掘削機構２を支持するように構成されている。一例ではあるが、弾性支持部３０６は、気体または液体が封入された弾性を有するバッグや、ゴム部材、バネなどにより形成することができる。弾性支持部３０６は、単一の環状の部材により構成されている。弾性支持部３０６は、シール材としても機能する。なお、弾性支持部３０６は、カッタヘッド２０の回転方向に並ぶ複数の部材により構成されていてもよい。この場合、弾性支持部３０６とは別にシール材を設ける必要がある。

弾性支持部３０６により掘削機構２を支持した状態で、制振ジャッキ３０４は、前後方向に交差する方向に伸縮して、弾性支持部３０６を弾性変形させながら掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。また、制振ジャッキ４は、前後方向に伸縮して掘削機構２を掘削機本体１に対して前後方向に移動させることにより、掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。なお、掘削機構２と支持構造３１１ａとは、間に弾性支持部３０６が設けられており、上記第１実施形態とは異なり直接固定されていない。このため、制振ジャッキ４が直接的に荷重を支持しており、振動は支持構造１１ａに伝達されにくい。

第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、胴部１０の内周側に配置される掘削機構２と、一端４ａが掘削機本体１に固定されるとともに、他端４ｂが掘削機構２に固定されており、伸縮して掘削機構２の振動を抑制する制振ジャッキ４と、一端３０４ａが支持構造３１１ａ（掘削機本体１）に固定されるとともに、他端３０４ｂが掘削機構２に固定されており、伸縮して掘削機構２の振動を抑制する制振ジャッキ３０４とを設ける。これによって、カッタヘッド２０を含む掘削機構２の振動を効果的に抑制することができる。

第３実施形態では、上記のように、制振ジャッキ３０４は、他端３０４ｂが掘削機構２に外周側から固定されるとともに、一端３０４ａが支持構造３１１ａ（掘削機本体１）に内周側から固定されており、前後方向に略直交する方向に伸縮して掘削機構２の振動を抑制するジャッキを含む。これによって、前後方向（掘削方向）に直交する方向における振動を制振ジャッキ３０４により抑制することができるので、前後方向（掘削方向）に直交する方向において掘削機本体１の周囲を取り囲む地盤に鉛直に振動が伝達されるのを抑制することができる。その結果、地盤を介した周辺地域への振動被害をより効果的に低減することができる。

第３実施形態では、上記のように、支持構造３１１ａは、掘削機構２の外周面と掘削機本体１の内周面との間に環状に配置された弾性変形可能な弾性支持部３０６を有し、弾性支持部３０６により掘削機構２を支持した状態で、制振ジャッキ３０４は、前後方向に略直交する方向に伸縮して、弾性支持部３０６を弾性変形させながら掘削機構２の振動を抑制するように構成されている。これによって、弾性支持部３０６により掘削機構２の前後方向に略直交する方向への移動が許容されるので、制振ジャッキ３０４の力を効果的に掘削機構２に伝達することができる。その結果、カッタヘッド２０を含む掘削機構２の振動をより効果的に抑制することができる。

第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１～第３実施形態では、泥土圧式のトンネル掘削機に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を、泥水式のトンネル掘削機に適用してもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、前後方向に延びる制振ジャッキを、複数のカッタヘッド駆動装置の外周側に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、前後方向に延びる制振ジャッキを、複数のカッタヘッド駆動装置の内周側に配置してもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、前後方向に延びる制振ジャッキを、６つ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、前後方向に延びる制振ジャッキを、１つ以上５つ以下、または、７つ以上設けてもよい。

また、上記第３実施形態では、前後方向に延びる制振ジャッキ、および、前後方向に略直交する方向に延びる制振ジャッキの両方を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、前後方向に延びる制振ジャッキを備えていなくてもよい。

また、上記第３実施形態では、前後方向に略直交する方向に延びる制振ジャッキを、半径方向に延びるように配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、前後方向に略直交する方向に延びる制振ジャッキを、半径方向に交差する方向に延びるように配置してもよい。

また、上記第３実施形態では、前後方向に略直交する方向に延びる制振ジャッキを、４つ設けた例を示したが本発明では、前後方向に略直交する方向に延びる制振ジャッキを、１つ以上３つ以下、または、５つ以上設けてもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、振動センサを、１つのみ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、振動センサを、複数設けてもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、制振ジャッキの他端（前端）を掘削機構に固定した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図７に示す変形例のトンネル掘削機４００のように、制振ジャッキ４０４の他端（前端）を掘削機構に固定するのではなく、掘削機構２（掘削機構本体２３）近傍で支持構造１１ａに固定してもよい。なお、制振ジャッキ４０４は、特許請求の範囲の「第１ジャッキ」の一例である。

１ 掘削機本体
２ 掘削機構
３ 振動センサ
４、４０４ 制振ジャッキ（第１ジャッキ）
４ａ、３０４ａ 一端
４ｂ、３０４ｂ 他端
１０ 胴部
１１ 隔壁
１１ａ、２１１ａ、３１１ａ 支持構造
２０ カッタヘッド
２１ 回転支持部
２２ カッタヘッド駆動装置
１００、２００、３００、４００ トンネル掘削機
２０５ 移動支持部
３０４ 制振ジャッキ（第２ジャッキ）
３０６ 弾性支持部

Claims (8)

1. カッタヘッドと、前記カッタヘッドを後方から回転可能に支持する回転支持部と、前記回転支持部を介して前記カッタヘッドを回転させるカッタヘッド駆動装置とを含む掘削機構と、
   筒状の胴部と、前記胴部の内周側において前記掘削機構を支持する支持構造とを含む掘削機本体と、
   一端が前記掘削機本体に固定されるとともに、他端が前記掘削機構に固定され、または、他端が前記掘削機構近傍で前記支持構造に固定されており、伸縮して前記掘削機構の振動を抑制する制振ジャッキとを備える、トンネル掘削機。
2. 前記制振ジャッキは、前記カッタヘッドの回転方向に並ぶように複数設けられている、請求項１に記載のトンネル掘削機。
3. 前記掘削機構近傍に設けられ、前記掘削機構の振動を検知する振動センサをさらに備え、
   前記制振ジャッキは、前記振動センサの検知結果に基づいて、伸縮して前記掘削機構の振動を抑制するように構成されている、請求項１または２に記載のトンネル掘削機。
4. 前記制振ジャッキは、前記他端が前記掘削機構または前記支持構造に後方側から固定されるとともに、前記一端が前記掘削機本体に前方側から固定されており、前後方向に伸縮して前記掘削機構の振動を抑制する第１ジャッキを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のトンネル掘削機。
5. 前記第１ジャッキは、前後方向に伸縮して前記掘削機構および前記支持構造の少なくとも一方を前後方向に繰り返し撓ませることにより、前記掘削機構の振動を抑制するように構成されている、請求項４に記載のトンネル掘削機。
6. 前記支持構造は、前記掘削機構を前記掘削機本体に対して前後方向に移動可能なように支持する移動支持部を有し、
   前記移動支持部により前記掘削機構を支持した状態で、前記第１ジャッキは、前後方向に伸縮して前記掘削機構を前記掘削機本体に対して前後方向に移動させることにより、前記掘削機構の振動を抑制するように構成されている、請求項４に記載のトンネル掘削機。
7. 前記制振ジャッキは、前記他端が前記掘削機構に外周側から固定されるとともに、前記一端が前記掘削機本体に内周側から固定されており、前後方向に略直交する方向に伸縮して前記掘削機構の振動を抑制する第２ジャッキを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のトンネル掘削機。
8. 前記支持構造は、前記掘削機構の外周面と前記掘削機本体の内周面との間に環状に配置された弾性変形可能な弾性支持部を有し、
   前記弾性支持部により前記掘削機構を支持した状態で、前記第２ジャッキは、前後方向に略直交する方向に伸縮して、前記弾性支持部を弾性変形させながら前記掘削機構の振動を抑制するように構成されている、請求項７に記載のトンネル掘削機。
   
   

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