JP7343375B2 - 親子シールド掘進機 - Google Patents

Description

本発明は、親シールド機から子シールド機を分離発進させてトンネルを掘削する親子シールド掘進機に関する。

従来、親シールド機から子シールド機を分離発進させてトンネルを掘削する分離型シールド掘進機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、親シールド機と、所定の掘進位置で親シールド機から分離発進可能な子シールド機とを備える分離型シールド掘進機が開示されている。上記特許文献には明記されていないが、一般的に、親シールド機の掘削断面から子シールド機の掘削断面の中心がずれている場合において、子シールド機を分離発進させる際に、子シールド機の全体を掘進方向に直交する方向に移動させて、子シールド機の掘削断面（子機カッタヘッド）の位置を調整する作業が行われている。すなわち、子シールド機の全体を掘進方向に直交する方向に移動させて、子シールド機を所定の発進位置に移動させている。

特許第４０３３７６７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の分離型シールド掘進機において、子シールド機を分離発進させる際に、子機カッタヘッドの掘進方向に直交する方向の位置を調整するために、子シールド機の全体を移動させることは作業の規模が大きくなる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、子シールド機を分離発進させる際に、作業の規模を大きくすることなく子機カッタヘッドの掘進方向に直交する方向の位置を調整することが可能な親子シールド掘進機を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の親子シールド掘進機は、親シールド機から子シールド機を分離発進させることによりトンネルを掘削する親子シールド掘進機であって、親機カッタヘッドを含む親シールド機と、分離発進前において親シールド機内に配置される子シールド機とを備え、子シールド機は、掘進方向に直交する方向に延びるとともに、開口を有する隔壁が内周側に設けられる筒状の胴体と、親機カッタヘッドとは別個の子機カッタヘッドと、子機カッタヘッドを回転駆動させる親機カッタヘッドとは別個の子機駆動源と、子機カッタヘッドを支持する子機カッタヘッド支持部とを有するとともに、隔壁の開口内に配置される掘削機構と、開口と掘削機構との間に挿入される位置調整スペーサ部材と、を含み、子シールド機の回転中心は、親シールド機の回転中心からずれており、子シールド機を分離発進させる際に、胴体の隔壁に対して掘削機構を移動させるとともに、掘進方向に直交する方向において、掘削機構に対する位置調整スペーサ部材の挿入位置を変更することにより、掘削機構の掘進方向に直交する方向の位置を調整可能に構成されている。

この発明の親子シールド掘進機では、上記のように、子シールド機を分離発進させる際に、胴体に対して掘削機構を移動させることにより、掘削機構の掘進方向に直交する方向の位置を調整可能に構成する。これにより、子シールド機を分離発進させる際に、胴体を動かすことなく、子機カッタヘッドの掘削機構を掘進方向に直交する方向に移動させることができるので、子シールド機の全体を移動させることなく、子機カッタヘッドの掘削機構を移動させることができる。その結果、子シールド機を分離発進させる際に、作業の規模を大きくすることなく子機カッタヘッドの掘進方向に直交する方向の位置を調整することができる。

上記親子シールド掘進機において、好ましくは、掘削機構は、複数設けられ、複数の掘削機構の掘進方向に直交する方向の位置を個別に調整可能に構成されている。このように構成すれば、複数の掘削機構を一度に移動させる場合と比較して、移動対象を小さくして作業の規模を小さくすることができる。また、複数の子機カッタヘッドの位置を個別に調整することができるので、種々の掘削断面に柔軟かつ容易に対応することができる。

上記子シールド機が位置調整スペーサ部材を含む構成において、好ましくは、掘削機構は、子機カッタヘッド支持部を回転可能に支持する可動支持ブロックをさらに有し、位置調整スペーサ部材は、可動支持ブロックと開口との間に挿入され、掘削機構の掘進方向に直交する方向の位置を調整するスペーサ部と、可動支持ブロックと隔壁とを互いに固定する固定部とを有している。このように構成すれば、位置調整スペーサ部材により掘削機構を固定することができるので、開口内における掘削機構の位置ずれを確実に防止することができる。また、位置調整スペーサ部材がスペーサ部および固定部を有していることから、可動支持ブロックと隔壁とを互いに固定する構成を、位置調整スペーサ部材とは別部材で設ける場合と比較して、装置構成を簡素化することができる。

上記子シールド機が位置調整スペーサ部材を含む構成において、好ましくは、可動支持ブロックは、掘進方向に直交する方向において略矩形形状に形成され、開口は、掘進方向に直交する方向において可動支持ブロックよりも一回り大きい略矩形形状に形成されている。このように構成すれば、略矩形形状の掘削機構を、略矩形形状の開口の内面に沿って移動させることができる。また、略矩形形状の掘削機構を、略矩形形状の開口の内面に当接させて精度よく位置決めすることができる。したがって、子シールド機を分離発進させる際に、子機カッタヘッドの位置の調整を容易に行うことができる。

上記親子シールド掘進機において、好ましくは、子シールド機を分離発進させる際に、子機カッタヘッドの回転中心軸線を親シールド機の中心軸線に近づくように掘削機構を移動させることにより、掘削機構の掘進方向に直交する方向の位置を調整するように構成されている。このように構成すれば、子シールド機を分離発進させる際に子機カッタヘッドの回転中心軸線を親シールド機の中心軸線に近づくように掘削機構を移動させるタイプの親子シールド掘進機において、子シールド機を分離発進させる際に、確実に、作業の規模を大きくすることなく子機カッタヘッドの掘進方向に直交する方向の位置を調整することができる。

本発明によれば、上記のように、子シールド機を分離発進させる際に、作業の規模を大きくすることなく子機カッタヘッドの位置を調整することができる。

実施形態による親子シールド掘進機を前方側から示した斜視図である。 実施形態による親子シールド掘進機を掘進方向から示した正面図である。 図２の９０－９０線に沿った断面図である。 図２の９１－９１線に沿った断面図である。 実施形態による親子シールド掘進機の上側の開口内に配置された掘削機構を分解して示した模式的な斜視図である。 実施形態による親子シールド掘進機の分離発進する際の子シールド機を掘進方向から示した正面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

図１～図６を参照して、実施形態による親子シールド掘進機１００について説明する。

なお、各図では、親子シールド掘進機１００の前後方向をＸ方向により示す。Ｘ方向のうち、親子シールド掘進機１００の掘進方向（前方）をＸ１方向により示し、後方をＸ２方向により示す。また、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。また、掘進方向および上下方向に直交する方向（左右方向）をＹ方向により示す。

（親子シールド掘進機の構成）
図１および図２に示す親子シールド掘進機１００は、縦断面（掘進方向に直交する方向の断面）が非円形形状である異形断面を有するシールド掘進機である。親子シールド掘進機１００は、複数のカッタヘッド（後述する複数の親機カッタヘッド１１および複数の子機カッタヘッド４）を備えている。

親子シールド掘進機１００は、親シールド機１０１と、分離発進前において、親シールド機１０１内に配置される子シールド機１０２とを備えている。親子シールド掘進機１００は、所定の掘削位置において、親シールド機１０１から子シールド機１０２を分離発進させることにより、大型のトンネルから小型のトンネルに切り換えて子シールド機１０２によって掘削するように構成されている。なお、子シールド機１０２は、異形断面のトンネルを掘削するように構成されている。

親子シールド掘進機１００は、子シールド機１０２を分離発進させる際に、子シールド機１０２が備える子機カッタヘッド４（の掘削範囲）の掘進方向に直交する方向における位置を調整可能に構成されている。この際、親子シールド掘進機１００は、子シールド機１０２の全体を移動させて子機カッタヘッド４の位置調整を行うのではなく、子機カッタヘッド４を含む子シールド機１０２の一部の構成（後述する掘削機構３）のみを移動させるように構成されている。詳細については後述する。

（親シールド機の構成）
親子シールド掘進機１００の親シールド機１０１は、隔壁１０ａが内周側に設けられる筒状の胴体１０と、親機カッタヘッド１１と、親機カッタヘッド１１を支持する親機カッタヘッド支持部１２と、親機駆動源１３（図２参照）とを備えている。

〈親シールド機の胴体および隔壁の構成〉
胴体１０は、掘進方向（前後方向）に延びる筒形状を有している。胴体１０の外縁は、概して、上下方向を長手方向とする楕円形状の異形断面を有している。

胴体１０は、内周側にチャンバ１０ｂが設けられる前胴部と、前胴部の後方に配置される後胴部とを含んでいる。後胴部の内周側には、親シールド機１０１の掘進機本体を前進させるシールドジャッキ（図示せず）や、セグメントを組み付けるエレクタ装置（図示せず）などが配置されている。

隔壁１０ａは、掘進方向に直交する方向に延びており、前胴部の内周側に配置されている。隔壁１０ａは、前方側の空間であるチャンバ１０ｂと、後方側の空間である作業空間との２つに胴体１０内の空間を区画している。隔壁１０ａには、後方から親機駆動源１３が設置されている。また、隔壁１０ａは、チャンバ１０ｂ内の土砂をスクリュコンベア（図示せず）により排出するための開口（図示せず）を含んでいる。また、隔壁１０ａは、掘進方向から見て、子シールド機１０２を囲む環状に形成されており、内周側に子シールド機１０２が固定されている。なお、子シールド機１０２を分離発進させる際には、子シールド機１０２の隔壁１０ａへの固定が解除される。

〈親シールド機の親機カッタヘッドの構成〉
親機カッタヘッド１１は、複数（３つ）の中型親機カッタヘッド１１ａと、中型親機カッタヘッド１１ａよりも小型の複数（２つ）の小型親機カッタヘッド１１ｂとを含んでいる。

親機カッタヘッド１１（中型親機カッタヘッド１１ａ、小型親機カッタヘッド１１ｂ）の各々は、掘進方向に直交する方向に直線状に延びる１つの梁部材により形成されている。親機カッタヘッド１１は、掘進方向に延びる中心軸線回りに回転することにより掘削を行うように構成されている。すなわち、親機カッタヘッド１１の掘削範囲は、円形状になる。親機カッタヘッド１１には、前方端部に複数のカッタビット（図示せず）が設置されている。

複数（３つ）の中型親機カッタヘッド１１ａは、概して、上下方向に並ぶように配置されている。上下方向における中間および上側の中型親機カッタヘッド１１ａは、掘進方向から見た掘削範囲が互いにオーバーラップしている。また、上下方向において、中間および下側の中型親機カッタヘッド１１ａは、掘進方向から見た掘削範囲が互いにオーバーラップしている。中間の中型親機カッタヘッド１１ａは、上側および下側の中型親機カッタヘッド１１ａとは回転方向が逆である。また、複数（３つ）の中型親機カッタヘッド１１ａは、親子シールド掘進機１００の左右方向の一方側に片寄って配置されている。

複数（２つ）の小型親機カッタヘッド１１ｂは、中型親機カッタヘッド１１ａの後方で、かつ、親子シールド掘進機１００の上端近傍および下端近傍に１つずつ配置されている。また、複数（２つ）の小型親機カッタヘッド１１ｂは、親子シールド掘進機１００の左右方向の中心線上に配置されている。上側の小型親機カッタヘッド１１ｂは、上側の中型親機カッタヘッド１１ａと掘進方向から見た掘削範囲が互いにオーバーラップしている。また、下側の小型親機カッタヘッド１１ｂは、下側の中型親機カッタヘッド１１ａと掘進方向から見た掘削範囲が互いにオーバーラップしている。

親機カッタヘッド１１の掘削範囲の外縁は、掘進方向から見て、胴体１０に沿った位置に配置されている。なお、親機カッタヘッド１１は、余掘りのためのコピーカッター（図示せず）を有しており、コピーカッターにより、一回り大きな掘削範囲を掘削可能に構成されている。

〈親シールド機の親機カッタヘッド支持部の構成〉
親機カッタヘッド支持部１２は、中型親機カッタヘッド１１ａを支持する中型支持部１２ａと、小型親機カッタヘッド１１ｂを支持する小型支持部１２ｂとを含んでいる。

中型支持部１２ａは、直線状に延びる中型親機カッタヘッド１１ａを中間位置において後方から支持する本体部１２０と、本体部１２０の両側から側方に突出する撹拌部１２１とを有している。中型支持部１２ａ（本体部１２０）は、隔壁１０ａに直接または間接的に回転可能に支持されている。中型支持部１２ａ（本体部１２０）には、後方にギヤが設けられており、複数（６つ）の親機駆動源１３のピニオン（図示せず）と噛み合って、回転駆動力を得るように構成されている。

小型支持部１２ｂは、直線状に延びる小型親機カッタヘッド１１ｂを中間位置において後方から支持している。小型支持部１２ｂは、隔壁１０ａに直接または間接的に回転可能に支持されている。小型支持部１２ｂは、上記の中型支持部１２ａと同様に、複数（４つ）の親機駆動源１３により駆動されるように構成されている。

〈親シールド機の親機駆動源の構成〉
親機駆動源１３は、各々の親機カッタヘッド１１に対して複数設けられている。親機駆動源１３は、親機カッタヘッド支持部１２を掘進方向に直交する中心軸線回りに回転させることにより、親機カッタヘッド１１を回転させるように構成されている。

親機駆動源１３は、モータにより構成されている。親機駆動源１３は、親機カッタヘッド支持部１２に噛み合うピニオン（図示せず）を含んでおり、親機カッタヘッド支持部１２を介して親機カッタヘッド１１を回転させるように構成されている。

（子シールド機の構成）
図１および図２に示すように、親子シールド掘進機１００の子シールド機１０２は、隔壁２ａが内周側に設けられる筒状の胴体２と、掘削機構３と、位置調整スペーサ部材Ｓと、固定部材Ｆ（図５参照）とを備えている。

子シールド機１０２は、親子シールド掘進機１００の左右方向の一方側（複数の中型親機カッタヘッド１１ａが配置される側）とは逆の他方側に片寄って配置されている。

掘削機構３は、子機カッタヘッド４と、子機カッタヘッド４を支持する子機カッタヘッド支持部５と、可動支持ブロック６と、子機カッタヘッド４を回転駆動させる親機カッタヘッド１１とは別個の子機駆動源７とを含んでいる。要するに、掘削機構３は、子機カッタヘッド４と、子機カッタヘッド支持部５と、可動支持ブロック６と、子機駆動源７とをユニット化（一体的に構成）した構造である。

掘削機構３は、子シールド機１０２に複数（３つ）設けられている。各々の掘削機構３は、１つの子機カッタヘッド４と、１つの子機カッタヘッド支持部５と、１つの可動支持ブロック６と、複数（６つ）の子機駆動源７とを有している。

親子シールド掘進機１００は、複数の掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を個別に調整可能に構成されている。要するに、親子シールド掘進機１００は、ユニット化された掘削機構３毎に、位置を調整可能である。なお、掘削機構３の位置調整は、子シールド機１０２を親シールド機１０１から分離発進させる際に行われる。

〈子シールド機の胴体および隔壁の構成〉
胴体２は、掘進方向（前後方向）に延びる筒形状を有している。胴体１０の外縁は、概して、上下方向を長手方向とする楕円形状の異形断面を有している。胴体１０は、親シールド機１０１の胴体２の内側に配置されており、胴体２よりも上下方向に細長く形成されている。

胴体１０は、分離発進後に内周側にチャンバ（図示せず）が設けられる前胴部と、前胴部の後方に配置される後胴部とを含んでいる。後胴部の内周側には、子シールド機１０２を分離発進させる際に、子シールド機１０２の掘進機本体を前進させるシールドジャッキ（図示せず）や、セグメントを組み付けるエレクタ装置（図示せず）などが配置される。

隔壁２ａは、掘進方向に直交する方向に延びている。分離発進前において、隔壁２ａは、掘進方向において、親シールド機１０１の隔壁１０ａと略同じ位置に配置されている。隔壁２ａには、掘削機構３が設置されている。隔壁２ａは、分離発進後に、チャンバ内の土砂をスクリュコンベア（図示せず）により排出するための開口（図示せず）を含んでいる。

隔壁２ａは、可動支持ブロック６（掘削機構３）が内側に配置される複数（３つ）の開口２０を有している。

開口２０は、隔壁２ａを前後方向に貫通している。複数（３つ）の開口２０には、可動支持ブロック６（掘削機構３）が１つずつ内側に配置されている。開口２０は、掘進方向に直交する方向における可動支持ブロック６の外形よりも一回り大きく形成されている。

開口２０は、掘進方向に直交する方向において、可動支持ブロック６よりも一回り大きい略矩形形状に形成されている。詳細には、開口２０の左右方向の両側の縁が上下方向に延びており、開口２０の上下方向の両側の縁が左右方向に延びている。また、開口２０は、左右方向が長手方向である。

開口２０は、後述する大型子機カッタヘッド４０を備える掘削機構３が内側に配置される１つの大型開口２０ａと、後述する中型子機カッタヘッド４１を備える掘削機構３が内側に配置される２つの中型開口２０ｂとを有している。中型開口２０ｂは、大型開口２０ａよりも一回り小さく形成されている。中型開口２０ｂは、大型開口２０ａの上側および下側に１つずつ配置されている。

開口２０の前方には、開口２０内への土砂の流入を防止する前部カバーＣが設置されている（図１参照）。前部カバーＣは、前方から開口２０の縁部および位置調整スペーサ部材Ｓを覆うように設置されている。すなわち、前部カバーＣは、開口２０と掘削機構３（可動支持ブロック６）との間の隙間を塞ぐように、前方から設置されている。このため、前部カバーＣは、開口２０の上下方向および左右方向において、位置調整スペーサ部材Ｓが配置される側では、幅広に形成されている。したがって、子シールド機１０２を分離発進させる際（位置調整スペーサ部材Ｓを移動させる際）には、前部カバーＣは、掘進方向から見て１８０度回転され、向きが変更される。なお、図１を除く他の図面では説明の便宜上、前部カバーＣの図示を省略している。

〈子シールド機の掘削機構の構成〉
掘削機構３は、上記の通り、子機カッタヘッド４と、子機カッタヘッド支持部５と、可動支持ブロック６と、子機駆動源７とを含んでいる。

〈子シールド機の掘削機構の子機カッタヘッドの構成〉
子機カッタヘッド４は、１つの大型子機カッタヘッド４０（図３参照）と、大型子機カッタヘッド４０よりも小型の複数（２つ）の中型子機カッタヘッド４１（図４参照）とを有している。なお、中型子機カッタヘッド４１は、中型親機カッタヘッド１１ａと同じ大きさを有している。

子機カッタヘッド４（大型子機カッタヘッド４０、中型子機カッタヘッド４１）の各々は、掘進方向に直交する方向に直線状に延びる１つの梁部材により形成されている。子機カッタヘッド４は、掘進方向に延びる中心軸線回りに回転することにより掘削を行うように構成されている。すなわち、子機カッタヘッド４の掘削範囲は、円形状になる。子機カッタヘッド４には、前方端部に複数のカッタビット（図示せず）が設置されている。

中型子機カッタヘッド４１は、大型子機カッタヘッド４０の上側および下側に１つずつ配置されている。大型子機カッタヘッド４０は、掘進方向から見た掘削範囲が中型子機カッタヘッド４１の掘削範囲と互いにオーバーラップしている。

子機カッタヘッド４の掘削範囲の外縁は、分離発進前において、掘進方向から見て、胴体２ではなく、親シールド機１０１の胴体１０に沿った位置に配置されている。すなわち、子機カッタヘッド４は、分離発進前において、親シールド機１０１の胴体１０の中心から離間するように、胴体２に対して偏心した位置（ずれた位置）に配置されている。なお、子機カッタヘッド４は、余掘りのためのコピーカッター（図示せず）を有しており、コピーカッターにより一回り大きな掘削範囲を掘削可能に構成されている。

〈子シールド機の掘削機構の子機カッタヘッド支持部の構成〉
子機カッタヘッド支持部５は、大型子機カッタヘッド４０を支持する大型支持部５０と、中型子機カッタヘッド４１を支持する中型支持部５１とを含んでいる

図３に示すように、大型支持部５０は、直線状に延びる大型子機カッタヘッド４０を後方から支持する前後方向の延びる一対の梁部材を含む本体部５０ａと、本体部５０ａの両側から側方に突出する撹拌部５０ｂとを有している。大型支持部５０（本体部５０ａ）は、掘進方向に延びる中心軸線回りに回転可能に可動支持ブロック６に支持されている。大型支持部５０（本体部５０ａ）には、後方に外歯を有するギヤ部５０ｃが設けられており、子機駆動源７のピニオン７０と噛み合って、回転駆動力を得るように構成されている。なお、図３では、説明の便宜上、図２に示す大型子機カッタヘッド４０を９０度回転させた位置での断面を示している。

図４に示すように、中型支持部５１は、可動支持ブロック６に回転可能に支持される点を除き、親シールド機１０１の中型支持部１２ａと同様の構成であるため説明を省略する。なお、中型支持部５１は、大型子機カッタヘッド４０と同様に、ギヤ部５１ａが設けられており、子機駆動源７のピニオン７０と噛み合って、回転駆動力を得るように構成されている。

〈子シールド機の掘削機構の可動支持ブロックの構成〉
図３および図４に示すように、可動支持ブロック６は、上記の通り、子機カッタヘッド支持部５（子機カッタヘッド４）を掘進方向に延びる回転中心軸線α回りに回転可能に支持している。可動支持ブロック６は、子機カッタヘッド支持部５のギヤ部５０ｃおよび５１ａを内周側から回転可能に支持するための環状の複数の軸受部６０を有している。

可動支持ブロック６は、掘進方向に直交する方向において略矩形形状に形成されている（図５参照）。また、可動支持ブロック６は、掘進方向に所定の厚みを有する直方体形状に形成されている。可動支持ブロック６には、後方から子機駆動源７が設置されている。

子シールド機１０２を分離発進させる際に、親子シールド掘進機１００は、隔壁２ａに設けられた略矩形形状の開口２０内で、略矩形形状の可動支持ブロック６を、開口２０（の内面）に沿って上下方向および左右方向の少なくとも一方に移動させることにより、掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を調整可能に構成されている。

〈子シールド機の掘削機構の子機駆動源の構成〉
子機駆動源７は、各々の子機カッタヘッド４に対して複数設けられている。子機駆動源７は、子機カッタヘッド支持部５を掘進方向に直交する中心軸線回りに回転させることにより、子機カッタヘッド４を回転させるように構成されている。

子機駆動源７は、モータにより構成されている。子機駆動源７は、子機カッタヘッド支持部５のギヤ部５０ｃ（５１ａ）に噛み合うピニオン７０を含んでおり、子機カッタヘッド支持部５を介して子機カッタヘッド４を回転させるように構成されている。

〈子シールド機の位置調整スペーサ部材の構成〉
図３～図５に示すように、位置調整スペーサ部材Ｓは、掘削機構３の可動支持ブロック６と開口２０との間に後方から挿入されることにより、開口２０内において、掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を調整するように構成されている。なお、図５は、子シールド機１０２を分離発進させる際の上側の中型開口２０ｂ内の掘削機構を図示すとともに、子機駆動源７の図示を省略するなどして各構成を模式的に示している。

位置調整スペーサ部材Ｓは、可動支持ブロック６の上下方向の一方に配置される上下ブロックＳ１０と、可動支持ブロック６の左右方向の一方に配置される左右ブロックＳ１１とを有している。

上下方向の中間に位置する開口２０（大型開口２０ａ）には、左右ブロックＳ１１が１つのみ設けられている。分離発進前において、大型開口２０ａ内の左右ブロックＳ１１は、掘進方向（前方）から見て、可動支持ブロック６の左方側で、可動支持ブロック６と大型開口２０ａの内面との間に配置されている。なお、分離発進後には、大型開口２０ａ内の左右ブロックＳ１１は、掘進方向（前方）から見て、可動支持ブロック６の右方側で、可動支持ブロック６と大型開口２０ａの内面との間に配置される。

また、上側に位置する開口２０（中型開口２０ｂ）には、上下ブロックＳ１０および左右ブロックＳ１１が１つずつ設けられている。分離発進前において、掘進方向（前方）から見て、上側の中型開口２０ｂの上下ブロックＳ１０は、可動支持ブロック６の下方側で、可動支持ブロック６と中型開口２０ｂの内面との間に配置されている。また、分離発進前において、上側の中型開口２０ｂの左右ブロックＳ１１は、可動支持ブロック６の左方側で、可動支持ブロック６と中型開口２０ｂの内面との間に配置されている。なお、分離発進後において、掘進方向（前方）から見て、上側の中型開口２０ｂの上下ブロックＳ１０は、可動支持ブロック６の上方側で、可動支持ブロック６と中型開口２０ｂの内面との間に配置される（図５参照）。また、分離発進後において、上側の中型開口２０ｂの左右ブロックＳ１１は、可動支持ブロック６の右方側で、可動支持ブロック６と中型開口２０ｂの内面との間に配置される（図５参照）。

また、下側に位置する中型開口２０ｂ（中型開口２０ｂ）には、上下ブロックＳ１０および左右ブロックＳ１１が１つずつ設けられている。分離発進前において、掘進方向（前方）から見て、下側の中型開口２０ｂの上下ブロックＳ１０は、可動支持ブロック６の上方側で、可動支持ブロック６と中型開口２０ｂの内面との間に配置されている。また、分離発進前において、下側の中型開口２０ｂの左右ブロックＳ１１は、可動支持ブロック６の左方側で、可動支持ブロック６と中型開口２０ｂの内面との間に配置されている。なお、分離発進後において、掘進方向（前方）から見て、下側の中型開口２０ｂの上下ブロックＳ１０は、可動支持ブロック６の下方側で、可動支持ブロック６と中型開口２０ｂの内面との間に配置される。また、分離発進後において、下側の中型開口２０ｂの左右ブロックＳ１１は、可動支持ブロック６の右方側で、可動支持ブロック６と中型開口２０ｂの内面との間に配置される。

位置調整スペーサ部材Ｓ（上下ブロックＳ１０、左右ブロックＳ１１）は、スペーサ部Ｓ１と、スペーサ部Ｓ１の後端に設けられる固定部Ｓ２とを有している。

スペーサ部Ｓ１は、可動支持ブロック６と開口２０との間に挿入され、掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を調整する部分である。スペーサ部Ｓ１は、略矩形の開口２０を形成する４つの内面のいずれか１つに沿って延びる平板形状を有している。スペーサ部Ｓ１の前端は、隔壁２ａの前面よりも後方に配置されている。

固定部Ｓ２は、掘進方向から見て、スペーサ部Ｓ１に沿って掘進方向に直交する方向に延びる細長形状に形成されている。固定部Ｓ２は、可動支持ブロック６と隔壁２ａとを互いに固定する部分である。固定部Ｓ２は、ボルトにより、開口２０の内側にある可動支持ブロック６に対して固定されるとともに、開口２０が設けられた隔壁２ａに対して固定されるように構成されている。その結果、固定部Ｓ２は、可動支持ブロック６を隔壁２ａに対して固定するように構成されている。

〈子シールド機の固定部材の構成〉
固定部材Ｆは、位置調整スペーサ部材Ｓの固定部Ｓ２に相当する構成（位置調整スペーサ部材Ｓからスペーサ部Ｓ１を除いた構成）である。したがって、固定部材Ｆは、可動支持ブロック６を隔壁２ａに対して固定するように構成されている。

固定部材Ｆは、掘進方向から見て、開口２０に対して位置調整スペーサ部材Ｓが配置される側とは逆側に配置されている。たとえば、上側の掘削機構３の場合、分離発進前において、掘進方向から見て、開口２０の下方および右方に位置調整スペーサ部材Ｓが配置されている。このため、固定部材Ｆは、掘進方向から見て、開口２０の上方および左方に配置されている。また、大型開口２０ａにおいては、固定部材Ｆは、掘進方向から見て、開口２０の左方、上方および下方に配置されている。

（子シールド機を分離発進させる際の掘削機構の位置調整）
図２～図６を参照して、子シールド機１０２を分離発進させる際の掘削機構３の位置調整の手順について説明する。親子シールド掘進機１００は、子シールド機１０２を分離発進させる際に、子機カッタヘッド４の回転中心軸線αが親シールド機１０１の中心軸線βに近づくように、開口２０内において可動支持ブロック６を移動させて、胴体２に対して掘削機構３を移動させることにより、掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を調整するように構成されている。以下、詳細について説明する。

まず、親子シールド掘進機１００は、親シールド機１０１による掘進が完了する所定の掘削位置にあるものとする。この状態で、子シールド機１０２の可動支持ブロック６と隔壁２ａとの互いの固定を解除する。すなわち、位置調整スペーサ部材Ｓの固定部Ｓ２のボルトを取り外して、位置調整スペーサ部材Ｓ（固定部Ｓ２）を可動支持ブロック６および隔壁２ａから取り外す（後方に引き抜く）とともに、固定部材Ｆのボルトを取り外して、固定部材Ｆを可動支持ブロック６および隔壁２ａから取り外す。

次に、位置調整スペーサ部材Ｓを後方に移動させて、可動支持ブロック６と開口２０との間から引き抜く。なお、引き抜く際、可動支持ブロック６を保持装置（図示せず）により所定の位置に保持した状態で作業を行う。

次に、開口２０内で掘削機構３の可動支持ブロック６を掘進方向に直交する方向に移動させる。

詳細には、上側の掘削機構３においては、掘進方向（前方）から見て、子機カッタヘッド４の回転中心軸線αが親シールド機１０１の中心軸線βに近づくように、可動支持ブロック６を左方および下方に移動させて、可動支持ブロック６を開口２０の左方および下方の内面に突き当てる。

同様に、下側の掘削機構３においては、掘進方向から見て、子機カッタヘッド４の回転中心軸線αが親シールド機１０１の中心軸線βに近づくように、可動支持ブロック６を左方および上方に移動させて、可動支持ブロック６を開口２０の左方および上方の内面に突き当てる。

同様に、上下方向の中間の掘削機構３においては、掘進方向から見て、子機カッタヘッド４の回転中心軸線αが親シールド機１０１の中心軸線βに近づくように、可動支持ブロック６を左方に移動させて、可動支持ブロック６を開口２０の左方の内面に突き当てる。

次に、図６に示すように、先ほど引き抜いた位置調整スペーサ部材Ｓを、開口２０の可動支持ブロック６の移動方向とは逆側に再び挿入する。詳細には、上側の掘削機構３においては、掘進方向から見て、開口２０の右方および上方にスペーサ部Ｓ１を挿入して、固定部Ｓ２により可動支持ブロック６を隔壁２ａに固定する。さらに、位置調整スペーサ部材Ｓが設置されていない他の開口２０の縁において、固定部材Ｆにより可動支持ブロック６を隔壁２ａに固定する。

同様に、下側の掘削機構３においては、掘進方向から見て、可動支持ブロック６を開口２０の右方および下方にスペーサ部Ｓ１を挿入して、固定部Ｓ２により可動支持ブロック６を隔壁２ａに固定する。さらに、位置調整スペーサ部材Ｓが設置されていない他の開口２０の縁において、固定部材Ｆにより可動支持ブロック６を隔壁２ａに固定する。

同様に、上下方向の中間の掘削機構３においては、掘進方向から見て、可動支持ブロック６を開口２０の右方にスペーサ部Ｓ１を挿入して、固定部Ｓ２により可動支持ブロック６を隔壁２ａに固定する。さらに、位置調整スペーサ部材Ｓが設置されていない他の開口２０の縁において、固定部材Ｆにより可動支持ブロック６を隔壁２ａに固定する。

以上により、子シールド機１０２を分離発進させる際の掘削機構３の掘進方向に直交する方向における位置調整が完了する。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、子シールド機１０２を分離発進させる際に、胴体２に対して掘削機構３を移動させることにより、掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を調整可能に構成する。これにより、子シールド機１０２を分離発進させる際に、胴体２を動かすことなく、子機カッタヘッド４の掘削機構３を掘進方向に直交する方向に移動させることができるので、子シールド機１０２の全体を移動させることなく、子機カッタヘッド４の掘削機構３を移動させることができる。その結果、子シールド機１０２を分離発進させる際に、作業の規模を大きくすることなく子機カッタヘッド４の掘進方向に直交する方向の位置を調整することができる。

本実施形態では、上記のように、掘削機構３は、複数設けられ、複数の掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を個別に調整可能に構成されている。これにより、複数の掘削機構３を一度に移動させる場合と比較して、移動対象を小さくして作業の規模を小さくすることができる。また、複数の子機カッタヘッド４の位置を個別に調整することができるので、種々の掘削断面に柔軟かつ容易に対応することができる。

本実施形態では、上記のように、掘削機構３は、子機カッタヘッド支持部５を回転可能に支持する可動支持ブロック６をさらに有し、隔壁２ａは、掘進方向に直交する方向における可動支持ブロック６の外形よりも一回り大きく形成されて可動支持ブロック６が内側に配置される開口２０を有し、開口２０内において可動支持ブロック６を移動させることにより、掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を調整可能に構成されている。これにより、開口２０内で可動支持ブロック６（掘削機構３）全体を移動させることができるので、子機カッタヘッド４を容易に移動させることができる。したがって、子シールド機１０２を分離発進させる際に、容易に子機カッタヘッド４の位置を調整することができる。

本実施形態では、上記のように、子シールド機１０２は、可動支持ブロック６と開口２０との間に挿入されることにより、開口２０内において、掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を調整する位置調整スペーサ部材Ｓをさらに含む。これにより、位置調整スペーサ部材Ｓを挿入することにより、開口２０内における掘削機構３の位置ずれを防止することができる。したがって、掘削時において、子機カッタヘッド４に大きな外力が作用したとしても、掘削機構３の位置ずれを防止することができる。

本実施形態では、上記のように、位置調整スペーサ部材Ｓは、可動支持ブロック６と開口２０との間に挿入され、掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を調整するスペーサ部Ｓ１と、可動支持ブロック６と隔壁２ａとを互いに固定する固定部Ｓ２とを有している。これにより、位置調整スペーサ部材Ｓにより掘削機構３を固定することができるので、開口２０内における掘削機構３の位置ずれを確実に防止することができる。また、位置調整スペーサ部材Ｓがスペーサ部Ｓ１および固定部Ｓ２を有していることから、可動支持ブロックと隔壁とを互いに固定する構成を、位置調整スペーサ部材ｓとは別部材で設ける場合と比較して、装置構成を簡素化することができる。

本実施形態では、上記のように、可動支持ブロック６は、掘進方向に直交する方向において略矩形形状に形成され、開口２０は、掘進方向に直交する方向において可動支持ブロック６よりも一回り大きい略矩形形状に形成されている。これにより、略矩形形状の掘削機構３を、略矩形形状の開口２０の内面に沿って移動させることができる。また、略矩形形状の掘削機構３を、略矩形形状の開口２０の内面に当接させて精度よく位置決めすることができる。したがって、子シールド機１０２を分離発進させる際に、子機カッタヘッド４の位置の調整を容易に行うことができる。

本実施形態では、上記のように、子シールド機１０２を分離発進させる際に、子機カッタヘッド４の回転中心軸線を親シールド機１０１の中心軸線に近づくように掘削機構３を移動させることにより、掘削機構３の掘進方向に直交する方向の位置を調整するように構成されている。これにより、子シールド機１０２を分離発進させる際に子機カッタヘッド４の回転中心軸線を親シールド機１０１の中心軸線に近づくように掘削機構３を移動させるタイプの親子シールド掘進機１００において、子シールド機１０２を分離発進させる際に、確実に、作業の規模を大きくすることなく子機カッタヘッド４の掘進方向に直交する方向の位置を調整することができる。

（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、上記実施形態では、親子シールド掘進機（カッタヘッド）を、異形断面のトンネルを掘削するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、親子シールド掘進機（カッタヘッド）を、円形断面のトンネルを掘削するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、子シールド機（子機カッタヘッド）を、異形断面のトンネルを掘削するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、子シールド機（子機カッタヘッド）を、円形断面のトンネルを掘削するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、子機カッタヘッドを複数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、子機カッタヘッドを１つのみ設けてもよい。

また、上記実施形態では、複数の掘削機構（子機カッタヘッド）の掘進方向に直交する方向の位置を個別に調整可能に構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の掘削機構（子機カッタヘッド）の掘進方向に直交する方向の位置を一体的に調整可能に構成してもよい。

また、上記実施形態では、隔壁の開口を略矩形形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、隔壁の開口を円形状などの略矩形形状以外の形状に形成してもよい。

また、上記実施形態では、可動支持ブロックを略矩形形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、可動支持ブロックを円形状などの略矩形形状以外の形状に形成してもよい。

また、上記実施形態では、親子シールド掘進機が１つの子機シールド機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、親子シールド掘進機が複数の子機シールド機を備えていてもよい。

また、上記実施形態では、位置調整スペーサ部材を可動支持ブロック（掘削機構）の上下方向（左右方向）の一方側のみに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、位置調整スペーサ部材を可動支持ブロック（掘削機構）の上下方向（左右方向）の両側に設けてもよい。

また、上記実施形態では、上側および下側の開口において、位置調整スペーサ部材を可動支持ブロック（掘削機構）の上下方向および左右方向の両方に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、上側および下側の開口において、位置調整スペーサ部材を可動支持ブロック（掘削機構）の上下方向および左右方向の一方のみに設けてもよい。

また、上記実施形態では、位置調整スペーサ部材が、スペーサ部と固定部とを有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、位置調整スペーサ部材が、スペーサ部のみを有しており、固定部を有していなくてもよい。すなわち、位置調整スペーサ部材が、固定の機能を有していなくてもよい。

また、上記実施形態では、位置調整スペーサ部材および固定部材を、ボルトにより固定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、位置調整スペーサ部材および固定部材を、溶接などのボルト以外の手段により固定してもよい。

２ 胴体
２ａ 隔壁
３ 掘削機構
４ 子機カッタヘッド
５ 子機カッタヘッド支持部
６ 可動支持ブロック
７ 子機駆動源
１１ 親機カッタヘッド
２０ 開口
１００ 親子シールド掘進機
１０１ 親シールド機
１０２ 子シールド機
Ｓ 位置調整スペーサ部材
Ｓ１ スペーサ部
Ｓ２ 固定部
α （子機カッタヘッドの）回転中心軸線
β （親シールド機の）中心軸線

Claims (5)

1. 親シールド機から子シールド機を分離発進させることによりトンネルを掘削する親子シールド掘進機であって、
   親機カッタヘッドを含む前記親シールド機と、
   分離発進前において前記親シールド機内に配置される前記子シールド機とを備え、
   前記子シールド機は、
   掘進方向に直交する方向に延びるとともに、開口を有する隔壁が内周側に設けられる筒状の胴体と、
   前記親機カッタヘッドとは別個の子機カッタヘッドと、前記子機カッタヘッドを回転駆動させる前記親機カッタヘッドとは別個の子機駆動源と、前記子機カッタヘッドを支持する子機カッタヘッド支持部とを有するとともに、前記隔壁の前記開口内に配置される掘削機構と、
   前記開口と前記掘削機構との間に挿入される位置調整スペーサ部材と、を含み、
   前記子シールド機の回転中心は、前記親シールド機の回転中心からずれており、
   前記子シールド機を分離発進させる際に、前記胴体の前記隔壁に対して前記掘削機構を移動させるとともに、掘進方向に直交する方向において、前記掘削機構に対する前記位置調整スペーサ部材の挿入位置を変更することにより、前記掘削機構の掘進方向に直交する方向の位置を調整可能に構成されている、親子シールド掘進機。
2. 前記掘削機構は、複数設けられ、
   複数の前記掘削機構の掘進方向に直交する方向の位置を個別に調整可能に構成されている、請求項１に記載の親子シールド掘進機。
3. 前記掘削機構は、前記子機カッタヘッド支持部を回転可能に支持する可動支持ブロックをさらに有し、
   前記位置調整スペーサ部材は、前記可動支持ブロックと前記開口との間に挿入され、前記掘削機構の掘進方向に直交する方向の位置を調整するスペーサ部と、前記可動支持ブロックと前記隔壁とを互いに固定する固定部とを有している、請求項１または２に記載の親子シールド掘進機。
4. 前記可動支持ブロックは、掘進方向に直交する方向において略矩形形状に形成され、
   前記開口は、掘進方向に直交する方向において前記可動支持ブロックよりも一回り大きい略矩形形状に形成されている、請求項３に記載の親子シールド掘進機。
5. 前記子シールド機を分離発進させる際に、前記子機カッタヘッドの回転中心軸線を前記親シールド機の中心軸線に近づくように前記掘削機構を移動させることにより、前記掘削機構の掘進方向に直交する方向の位置を調整するように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の親子シールド掘進機。

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