JP7402729B2

JP7402729B2 - トンネル掘削装置

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Publication number: JP7402729B2
Application number: JP2020058001A
Authority: JP
Inventors: 直樹関山; 正浩諏訪野; 浩浅野; 拓荒川
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2023-12-21
Anticipated expiration: 2040-03-27
Also published as: JP2021156033A; AU2021243549A1; WO2021192808A1; CN115038853A; AU2021243549B2; US20240200449A1

Description

本開示は、トンネルを掘削する際に用いられるトンネル掘削装置に関する。

従来、土木作業において岩盤を掘削するためにトンネル掘削装置が用いられている。トンネル掘削装置は、機械前面にカッタを含むカッタヘッドと、機械後部の左右側面に設けられたグリッパ装置とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。

このようなトンネル掘削装置では、左右のグリッパ装置をトンネル左右側壁に対して押し付けた状態で、カッタヘッドを回転させながらスラストシリンダを伸長させてカッタヘッドを岩盤に押し付けることによってトンネルを掘削していく。

特開平１０－２２０１８１号公報

しかしながら、土木作業では一般的に直線状に掘り進めるため、従来のトンネル掘削装置では、急曲線施工が必要な坑内掘り鉱山に用いることができなかった。

本開示は、急曲線施工が可能なトンネル掘削装置を提供することを目的とする。

本開示にかかるトンネル掘削装置は、前胴部と、後胴部と、を有する。前胴部は、カッタヘッドと、カッタヘッド支持部と、下方シューと、を有する。後胴部は、前胴部の後方に配置されており、掘削を行う際の反力を得るためのグリッパ部を有する。カッタヘッドは、複数のカッタを有する。カッタヘッド支持部は、カッタヘッドを支持する。下方シューは、カッタヘッド支持部の下方に配置され、カッタヘッド支持部に対して回動可能に設けられている。

本開示によれば、急曲線施工が可能なトンネル掘削装置を提供することができる。

本開示の実施の形態に係るトンネル掘削装置の構成を示す斜視図。図１Ａのトンネル掘削装置の内部構成を示す側断面図。図１ＢのＵＵ´間の矢視におけるメインビームと後胴部を示す図。図１Ａのトンネル掘削装置の前胴部を示す平断面図。図１Ａのトンネル掘削装置のバーチカルサポートを示す斜視図。図３のバーチカルサポートの正面図。図３のバーチカルサポートの部分断面平面図。図４のＤＤ´間の矢視断面図。図３のバーチカルサポートのバーチカルシューの回動を示す平面図。図６のバーチカルシューがカッタヘッドサポートの近づいた状態を示す図。図２のサイドサポートの拡大図。図２のサイドサポートの裏面図。図９ＢのＱＱ´間の矢視断面図。図９ＢのＲＲ´間の矢視断面図。図１Ａのルーフサポートの正面図。図１０のルーフサポートの底面図。図１１ＡのＳＳ´間の矢視断面図。図１１ＡのＭＭ´間の矢視断面図。図１Ａのトンネル掘削装置が曲線施工を行っている状態を示す図。（ａ）直線施工を行っている際のルーフシューの状態を示す前胴部の斜視図、（ｂ）図１３の曲線施工を行っている際のルーフシューの状態を示す前胴部の斜視図。

本開示にかかる実施の形態のトンネル掘削装置について図面を参照して説明する。
本実施の形態のトンネル掘削装置は、ＴＢＭ（トンネルボーリングマシン）のうち、いわゆるグリッパＴＢＭ、ハードロックＴＢＭと呼ばれるものである。本実施の形態のトンネル掘削装置は、土木用だけでなく鉱山の坑内掘りに用いることができる。

（トンネル掘削装置の全体構成）
図１Ａは、本実施の形態のトンネル掘削装置１を示す斜視図である。図１Ｂは、図１Ａの側断面図である。
本実施の形態のトンネル掘削装置１は、グリッパ部７０によってトンネル内壁に支持された状態でカッタヘッド２１を回転させて掘削を行う。

本実施の形態のトンネル掘削装置１は、前胴部１１と、後胴部１２と、接続部１３と、メインビーム１４と、架台１５と、作業台１６と、ベルトコンベア１７と、リアサポート１８と、を有する。

前胴部１１は、図１Ａに示すように、前端にカッタヘッド２１を有しており、岩盤の掘削を行う。後胴部１２は、前胴部１１の後側に配置されており、グリッパ部７０によってトンネル内壁に支持可能である。

接続部１３は、前胴部１１を後胴部１２に屈曲可能に接続する。接続部１３は、複数のスラストシリンダ１３ａを有しており、各々のスラストシリンダ１３ａの一端が前胴部１１に回動可能に接続され、他端が後胴部１２に回動可能に接続されている。

図１Ｃは、図１ＢのＵＵ´矢視におけるメインビーム１４と後胴部１２を示す図である。
メインビーム１４は、図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、前胴部１１に回動可能な連結部材によって接続されており、後胴部１２をＡ方向に沿って前後に摺動可能に支持している。メインビーム１４は、後胴部１２から後方に向かって延びている。架台１５は、メインビーム１４の後端に回動可能に取り付けられている。作業台１６は、掘削後のトンネル内壁に網を張る作業を行うために設けられており、架台１５の上側に配置されている。

ベルトコンベア１７は、前胴部１１から後胴部１２を通って架台１５の下側まで設けられており、カッタヘッド２１によって掘削された岩石、土砂等を後方に搬送する。

リアサポート１８は、メインビーム１４に設けられており、後胴部１２を前進させる際にメインビーム１４を支持する。

なお、図示してないが、架台１５の後方には、カッタヘッド２１、ベルトコンベア１７、複数のスラストシリンダ１３ａ、グリッパ部７０等を駆動する制御装置、電源装置、および油圧システム等が設けられた車両が繋がっている。

（前胴部１１）
前胴部１１は、カッタヘッド２１と、カッタヘッドサポート２２（図２参照）と、バーチカルサポート２３と、サイドサポート２４、２５と、ルーフサポート２６と、を有する。

カッタヘッド２１は、前胴部１１の前端に設けられており、カッタヘッドサポート２２に対して回転可能に設けられている。カッタヘッド２１は、図１Ａに示すように、掘削側の表面に設けられた複数のローラカッタ２１ａと、掘削された岩石をカッタヘッド２１の内側に取り込むスクレーパ２１ｂとを有する。

図２は、前胴部１１の構成を示す平断面模式図である。
カッタヘッドサポート２２は、カッタヘッド２１の後側に配置されている。カッタヘッドサポート２２は、カッタヘッド２１を回転可能に支持する。

バーチカルサポート２３、一対のサイドサポート２４、２５およびルーフサポート２６は、カッタヘッドサポート２２に取り付けられており、カッタヘッドサポート２２の周囲を囲むように配置されている。バーチカルサポート２３、一対のサイドサポート２４、２５およびルーフサポート２６は、掘削中の安定化のためにカッタヘッドサポート２２をトンネル抗壁に対して支持するためと、カッタヘッドサポート２２を坑壁からの岩の崩落等から保護するために設けられている。

バーチカルサポート２３は、カッタヘッドサポート２２の下方に配置されている。一対のサイドサポート２４、２５は、カッタヘッドサポート２２の幅方向の両側に配置されている。ルーフサポート２６は、カッタヘッドサポート２２の上方に配置されている。

（バーチカルサポート２３）
図３は、バーチカルサポート２３を示す斜視図である。図には、前後方向がＡで示されており、前方向が矢印Ａ１で示され、後方向が矢印Ａ２で示されている。なお、矢印Ａは、後胴部１２に対して前胴部１１が屈曲せず、直線状に配置されている状態における前後方向を示す。また、図に示されている矢印Ｂは幅方向を示し、前後方向Ａに対して垂直であって水平な方向である。幅方向Ｂのうち前方向Ａ１を向いて左側方向をＢ１で示し、前方向Ａ１を向いて右側方向をＢ２で示す。

図４は、前側から視たバーチカルサポート２３を示す正面図である。図５は、バーチカルサポート２３の平面図であり、一点鎖線で囲まれている部分は図４のＣＣ´間の矢視断面図を示す。図６は、図４のＤＤ´間の矢視断面図である。

バーチカルサポート２３は、図６に示すように、取付部材３１と、ガイド３２と、油圧シリンダ３３と、バーチカルシュー３４と、外周部３５と、を有する。

取付部材３１は、板状であって、図４に示すように、ボルト等によってカッタヘッドサポート２２の下部２２ｄに固定されている。

ガイド３２は、円筒状であって、図６に示すように取付部材３１の下面３１ａに配置されている。ガイド３２は、取付部材３１に固定されている。ガイド３２は、その中心軸が取付部材３１に対して垂直になるように配置されている。取付部材３１およびガイド３２は、カッタヘッドサポート２２に固定されている。

油圧シリンダ３３は、図６に示すように、取付部材３１の下側に配置されており、取付部材３１に固定されている。油圧シリンダ３３は、上下方向に伸縮可能である。油圧シリンダ３３は、ピストン３３１と、ロッド３３２と、シリンダ３３３とを有している。ピストン３３１は、シリンダ３３３内を上下方向に移動可能に配置されている。ロッド３３２は、ピストン３３１から上方に向かって延びている。ロッド３３２の先端３３２ａは、取付部材３１に固定されている。シリンダ３３３の下端３３３ａは、バーチカルシュー３４に対して回転可能に係止されている。油圧シリンダ３３は、円筒状のガイド３２の中心に設けられている。すなわち、油圧シリンダ３３のロッド３３２の中心軸とガイド３２の中心軸が一致するように油圧シリンダ３３は配置されている。

バーチカルシュー３４は、トンネルの地面に摺動可能である。バーチカルシュー３４は、図３に示すように、フレーム部３４０と、摺動面３４１と、カバー３４７と、を有している。

フレーム部３４０には、油圧シリンダ３３のシリンダ３３３の下端３３３ａが回転可能に係止されている。シリンダ３３３は、その下端３３３ａに外側に向かって突出した縁部３３３ｂを有している。縁部３３３ｂは、シリンダ３３３の全周に亘って形成されている。

フレーム部３４０の上面３４０ａには、縁部３３３ｂを回転可能に係止する円環状の係止部材３６がボルト等によって固定されている。係止部材３６は、縁部３３３ｂの外側に位置する外縁部３６１と、縁部３３３ｂの上部を覆う庇部３６２とを有している。これによって、シリンダ３３３に対してフレーム部３４０は回動することができる。

摺動面３４１は、フレーム部３４０の外側を囲むように設けられている。摺動面３４１は、図４の正面視において下方に凸に湾曲して形成されている。また、側断面において水平に形成されている。

摺動面３４１は、幅方向において３つに分割されており、中央面３４２と、左側面３４３と、右側面３４４と、を有している。中央面３４２は、摺動面３４１の幅方向における中央に位置する。左側面３４３は、前方向Ａ１を向いて中央面３４２の左側に配置されている。右側面３４４は、前方向Ａ１を向いて中央面３４２の右側に配置されている。中央面３４２と左側面３４３の間には、前後方向Ａに沿って凹部３４５が形成されている。また、中央面３４２と右側面３４４の間には、前後方向Ａに沿って凹部３４６が形成されている。

カバー３４７は、前方から岩石等がガイド３２等に当たることを防ぐ。カバー３４７は、外周部３５およびガイド３２等の前側に設けられている。カバー３４７は、フレーム部３４０に固定されており、摺動面３４１の前端に沿うように摺動面３４１の上側に設けられている。

外周部３５は、ガイド３２の外側に配置されている。外周部３５は、筒状の部分を有し、図５に示すように、筒状の部分がガイド３２の外側に配置されている。外周部３５の筒状部分の内周面３５ａと、ガイド３２の外周面３２ａが互いに摺動可能である。外周部３５は、フレーム部３４０の上面３４０ａに固定されている。

バーチカルシュー３４が回動自在に油圧シリンダ３３を係止し、カッタヘッドサポート２２への取付部材３１に固定されていることによって、図７に示すように、油圧シリンダ３３の中心軸Ｐを中心にしてバーチカルシュー３４が回動することができる。図７では、バーチカルシュー３４が平面視において時計回りに回動した状態が３４´で示され、反時計回りに回動した状態が３４´´で示されている。これによって、曲線施工を行う際に曲線に沿ってバーチカルシュー３４は回動して追従することができる。

また、バーチカルシュー３４が油圧シリンダ３３を介してカッタヘッドサポート２２に取り付けられているため、図８に示すように、油圧シリンダ３３を縮めることによって、バーチカルシュー３４をカッタヘッドサポート２２に近づける（上方に移動させる）ことができる（図８中Ｈ１参照）。また、油圧シリンダ３３を伸長することによって、バーチカルシュー３４をカッタヘッドサポート２２から遠ざける（下方に移動させる）ことができる（図８中Ｈ２参照。）。

（サイドサポート２４、２５）
サイドサポート２４、２５は、図２に示すように、カッタヘッドサポート２２の幅方向の両側に配置されている。サイドサポート２４は、カッタヘッドサポート２２のＢ１方向側に配置され、サイドサポート２５は、カッタヘッドサポート２２のＢ２方向側に配置されている。

サイドサポート２４、２５の各々は、サイドシュー４１と、サイドシュー連結部４２と、平行リンク４３と、油圧シリンダ４４と、を有する。

サイドサポート２４とサイドサポート２５は、カッタヘッドサポート２２を挟んで対称に配置されており、構成が同じであるため、サイドサポート２４を用いて説明する。
図９Ａは、図２のサイドサポート２４近傍の拡大図である。図９Ｂは、サイドサポート２４の裏面図である。なお、図９Ａは、図９ＢのＱＱ´間の矢視断面図である。図９Ｃは、図９ＢのＲＲ´間の矢視断面図である。

サイドシュー４１は、図１Ａおよび図２に示すように、カッタヘッドサポート２２の左側を覆うように配置されている。サイドシュー４１は、前後方向Ａに沿って視て外側に凸に湾曲している。

サイドシュー連結部４２は、図９Ａに示すように、サイドシュー４１のカッタヘッドサポート２２側に配置されている。サイドシュー連結部４２は、カッタヘッドサポート２２との連結部分である。サイドシュー連結部４２と、カッタヘッドサポート２２の側部２２ａが平行リンク４３によって連結されている。

平行リンク４３は、２つの平行な連結部材４３１を有する。２つの連結部材４３１は、前後方向Ｂに並んで配置されている。各々の連結部材４３１は略水平に配置されている。連結部材４３１は、図９Ｃに示すように、正面視においてＨ形状である。各々の連結部材４３１は、第１端４３１ａがサイドシュー連結部４２に回転可能に取り付けられ、第２端４３１ｂが側部２２ａに回転可能に取り付けられている。各々の連結部材４３１は、第２端４３１ｂの方が第１端４３１ａよりも前側に配置されている。

油圧シリンダ４４は、略水平に配置されている。図９Ｂでは、油圧シリンダ４４の外径が点線で示されている。油圧シリンダ４４は、平行リンク４３の上側と下側の各々に配置されている。油圧シリンダ４４は、シリンダと、シリンダ内に配置されたピストンに接続されたロッドとを有する。ロッド側の第１端４４ａがサイドシュー連結部４２に回動可能に取り付けられている。シリンダ側の第２端４４ｂが、回動可能に側部２２ａに取り付けられている。第１端４４ａが第２端４４ｂよりも前側に配置されている。油圧シリンダ４４の第１端４４ａおよび第２端４４ｂの回転軸は鉛直方向に平行である。また、平面視において、油圧シリンダ４４は、平行リンク４３と交差するように配置されている。

油圧シリンダ４４を縮めると、平行リンク４３の連結部材４３１は、第２端４３１ｂを中心として第１端４３１ａが側部２２ａ側に回動する（矢印Ｅ１参照）。これによって、図９Ｄに示すように、サイドシュー４１をカッタヘッドサポート２２側に移動し、前胴部１１を縮径することができる。図９Ｄは、図９ＢのＱＱ´間の矢視断面図である。

また、油圧シリンダ４４を伸ばすと、平行リンク４３の連結部材４３１は、第２端４３１ｂを中心として第１端４３１ａが側部２２ａから離れる方向に回動する（矢印Ｅ２参照）。これによって、サイドシュー４１をカッタヘッドサポート２２側から離し拡径することができる。

（サイドシュー４１）
サイドシュー４１は、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、サイドシュー前部４１１と、サイドシュー後部４１２と、を有する。サイドシュー前部４１１には、サイドシュー連結部４２が設けられている。サイドシュー後部４１２は、サイドシュー前部４１１の後側に配置されている。サイドシュー後部４１２は、サイドシュー前部４１１の後端４１１ｂと連結されている連結部４１２ｃを中心に後端４１２ｂが水平方向に回動可能に構成されている（矢印Ｆ１、Ｆ２参照）。なお、本明細書において、水平方向、上下方向、鉛直方向、前後方向、幅方向、平行等は厳密な意味ではなく、誤差などがあってもよく、社会通念上に認められる程度であれば良い。

サイドシュー前部４１１の後端４１１ｂには、サイドシュー前部４１１の内側に連結部４１１ｃが設けられている。連結部４１１ｃは、図９Ｂに示すように２つ設けられており、上下に配置されている。サイドシュー後部４１２の前端４１２ａには、サイドシュー後部４１２の内側に２つの連結部４１２ｃが設けられている、連結部４１１ｃおよび連結部４１２ｃの各々には、略鉛直方向に貫通孔が形成されており、その貫通孔に軸部材が挿入されている。これによって、サイドシュー前部４１１に対してサイドシュー後部４１２が回動することができる。図９Ａでは、上下方向に沿った連結軸がＧ１として示されている。サイドシュー後部４１２には、図１Ａに示すように、その後端４１２ｂから前方向Ａ１に向かって複数の切れ込みが形成されている。

また、サイドシュー後部４１２の後端４１２ｂを、連結軸Ｇ１を中心に回動するために油圧シリンダ４５がサイドシュー前部４１１とサイドシュー後部４１２に亘って配置されている。油圧シリンダ４５は、図９Ｂに示すように、２つの連結部４１１ｃ、４１２ｃを上下から挟むように２つ配置されている。

油圧シリンダ４５は略水平に配置されている。油圧シリンダ４５は、シリンダと、シリンダ内に配置されたピストンに接続されたロッドとを有する。サイドシュー後部４１２の前端４１２ａ近傍の内側には、連結部４１２ｄが設けられている。油圧シリンダ４５のロッド側の第１端４５ａが連結部４１２ｄに回動可能に取り付けられている。

また、サイドシュー前部４１１の後端４１１ｂ近傍の内側には、連結部４１１ｄが設けられている。連結部４１１ｄは、連結部４１１ｃと平面視において重なっている。油圧シリンダ４５のシリンダ側の第２端４５ｂが、連結部４１１ｄに回動可能に取り付けられている。油圧シリンダ４５の第１端４５ａおよび第２端４５ｂの回動中心は鉛直方向と略平行である。

油圧シリンダ４５を収縮すると、第１端４５ａに連結されている連結部４１２ｄが矢印Ｆ１側に回動するためサイドシュー後部４１２の後端４１２ｂが連結軸Ｇ１を中心に矢印Ｆ１方向に回動する。これによって、サイドシュー後部４１２の後端４１２ｂを内側（カッタヘッドサポート２２に近づく方向）に移動することができる。

油圧シリンダ４５が伸長すると、第１端４５ａに連結されている連結部４１２ｃが矢印Ｆ２側に回動するためサイドシュー後部４１２の後端４１２ｂが連結軸Ｇ１を中心に矢印Ｆ２側に回動する。これによって、サイドシュー後部４１２の後端４１２ｂを外側（カッタヘッドサポート２２から遠ざかる方向）に移動することができる。

（ルーフサポート２６）
ルーフサポート２６は、カッタヘッドサポート２２の上側に配置されている。

図１０は、ルーフサポート２６を前側から視た正面図である。図１１Ａは、ルーフサポート２６の底面図である。図１１Ｂは、図１１ＡのＳＳ´間における矢視断面図である。図１２は、図１１ＡのＭＭ´間の矢視断面図である。

ルーフサポート２６は、図１０に示すように、ルーフシュー５１と、平行リンク５２と、油圧シリンダ５３と、を有する。

ルーフシュー５１は、図１Ａおよび図２に示すように、カッタヘッドサポート２２の上方を覆うように配置されている。ルーフシュー５１は、前後方向Ａに沿って視て外側に凸に湾曲している。上述したバーチカルサポート２３のバーチカルシュー３４と、サイドサポート２４のサイドシュー４１と、サイドサポート２５のサイドシュー４１と、ルーフシュー５１は、前後方向Ａに沿って視て、円周を描くように配置されている。

平行リンク５２は、ルーフシュー５１と、カッタヘッドサポート２２の上部２２ｂの間を連結する。平行リンク５２は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、２つの連結部材５２１を有する。２つの連結部材５２１は、前後方向Ａに沿って配置されている。各々の連結部材５２１は、正面視においてＨ形状である。連結部材５２１は、Ｈ形状の上端である２つの第１端５２１ａがルーフシュー５１に回動可能に取り付けられている。連結部材５２１のＨ形状の下端である２つの第２端５２１ｂが、カッタヘッドサポート２２の上部２２ｂに回動可能に連結されている。連結部材５２１の第１端５２１ａおよび第２端５２１ｂにおける回動軸はＢ方向に沿って設けられている。各々の連結部材５２１は、第２端５２１ｂの方が第１端５２１ａよりも前側に配置されている。

油圧シリンダ５３は、ルーフシュー５１をカッタヘッドサポート２２に近づける方向またはカッタヘッドサポートから遠ざかる方向に移動する。油圧シリンダ５３は、２つ設けられており、平行リンク５２の幅方向Ｂの両外側に配置されている。各々の油圧シリンダ５３は、鉛直面と略平行に配置されている。油圧シリンダ５３は、シリンダと、シリンダ内に配置されたピストンに接続されたロッドとを有する。

ルーフシュー５１の内側には、図１０に示すように、連結部５１ａが設けられており、油圧シリンダ５３のロッド側の第１端５３ａが連結部５１ａに回動可能に取り付けられている。カッタヘッドサポート２２の上部２２ｂには、連結部２２ｃが設けられており、油圧シリンダ５３のシリンダ側の第２端５３ｂが連結部２２ｃに回動可能に取り付けられている。第１端５３ａが第２端５３ｂよりも前側に配置されている。油圧シリンダ５３の第１端５３ａおよび第２端５３ｂの回転軸は幅方向Ｂに平行である。また、側面視において、油圧シリンダ５３は、平行リンク５２と交差するように配置されている。

油圧シリンダ５３を縮めると、平行リンク５２の連結部材５２１は、第２端５２１ｂを中心として第１端５２１ａが上部２２ｂ側に回動する（図１０の矢印Ｊ１参照）。これによって、ルーフシュー５１をカッタヘッドサポート２２側に移動し、前胴部１１を縮径することができる。

また、油圧シリンダ５３を伸ばすと、平行リンク５２の連結部材５２１は、第２端５２１ｂを中心として第１端５２１ａが上部２２ｂから離れる方向に回動する（矢印Ｊ２参照）。これによって、ルーフシュー５１をカッタヘッドサポート２２側から離し拡径することができる。

（ルーフシュー５１）
ルーフシュー５１は、図１０および図１１Ａに示すように、ルーフシュー中央部６１と、ルーフシュー左側部６２と、ルーフシュー右側部６３と、油圧シリンダ６４と、油圧シリンダ６５と、を有する。ルーフシュー中央部６１は、ルーフシュー５１の幅方向Ｂにおける中央に配置されている。ルーフシュー中央部６１に平行リンク５２および油圧シリンダ６４が連結されている。

ルーフシュー左側部６２は、ルーフシュー中央部６１の左側（Ｂ１方向側）に配置されている。ルーフシュー左側部６２の右端６２ｂと、ルーフシュー中央部６１の左端６１ａが連結されている。ルーフシュー左側部６２は、ルーフシュー中央部６１との連結部６２ｃを中心に左端６２ａが上下方向に回動可能に構成されている（矢印Ｋ１、Ｋ２参照）。

ルーフシュー中央部６１の左端６１ａには、内側に連結部６１ｃ１が設けられている。ルーフシュー左側部６２の右端６２ｂには、内側に連結部６２ｃが設けられている。連結部６１ｃ１および連結部６２ｃの各々には、前後方向Ａに沿って貫通孔が形成されており、その貫通孔に軸部材が挿入されている。これによって、ルーフシュー中央部６１に対してルーフシュー左側部６２は、前後方向Ａに沿った連結軸Ｇ２を中心に左端６２ａがカッタヘッドサポート２２に近づく方向（矢印Ｋ１）および遠ざかる方向（矢印Ｋ２）に回動することができる。

油圧シリンダ６４は、ルーフシュー中央部６１とルーフシュー左側部６２に亘って配置されている。図１１Ａに示すように、油圧シリンダ６４は、前後方向Ａに２つ並んで配置されている。各々の油圧シリンダ６４は、幅方向Ｂに沿って配置されている。各々の油圧シリンダ６４は、シリンダと、シリンダ内に配置されたピストンに接続されたロッドとを有する。図１０に示すように、ルーフシュー左側部６２の幅方向Ｂの中央近傍には、連結部６２ｄが設けられており、油圧シリンダ６４のロッド側の第１端６４ａが連結部６２ｄに回動可能に取り付けられている。ルーフシュー中央部６１の左端６１ａ近傍の内側には、連結部６１ｄ１が設けられており、油圧シリンダ６４のシリンダ側の第２端６４ｂが連結部６１ｄ１に回動可能に取り付けられている。油圧シリンダ６４の第１端６４ａおよび第２端６４ｂは、前後方向Ａを軸に回動可能である。

油圧シリンダ６４が収縮すると、第１端６４ａに連結されている連結部６２ｄが図１０の矢印Ｋ１側に回動するためルーフシュー左側部６２の左端６２ａが連結軸Ｇ２を中心に矢印Ｋ１方向に回動する。これによって、ルーフシュー左側部６２の左端６２ａを内側（カッタヘッドサポート２２に近づく方向）に移動することができる。

油圧シリンダ６４が伸長すると、第１端６４ａに連結されている連結部６２ｄが矢印Ｋ２側に回動するためルーフシュー左側部６２の左端６２ａが連結軸Ｇ２を中心に矢印Ｋ２側に回動する。これによって、ルーフシュー左側部６２の左端６２ａを外側（カッタヘッドサポート２２から遠ざかる方向）に移動することができる。

ルーフシュー右側部６３は、ルーフシュー中央部６１の右側（Ｂ２方向側）に配置されている。ルーフシュー右側部６３の左端６３ａと、ルーフシュー中央部６１の右端６１ｂが連結されている。ルーフシュー右側部６３は、ルーフシュー中央部６１との連結部６３ｃを中心に右端６３ｂが上下方向に回動可能に構成されている（矢印Ｌ１、Ｌ２参照）。

ルーフシュー中央部６１の右端６１ｂには、内側に連結部６１ｃ２が設けられている。ルーフシュー右側部６３の左端６３ａには、内側に連結部６３ｃが設けられている。連結部６１ｃ２および連結部６３ｃの各々には、前後方向Ａに沿って貫通孔が形成されており、その貫通孔に軸部材が挿入されている。これによって、ルーフシュー中央部６１に対してルーフシュー右側部６３は、前後方向Ａに沿った連結軸Ｇ３を中心に右端６３ｂがカッタヘッドサポート２２に近づく方向（矢印Ｌ１）および遠ざかる方向（矢印Ｌ２）に回動することができる。

油圧シリンダ６５は、ルーフシュー中央部６１とルーフシュー右側部６３に亘って配置されている。図１１Ａに示すように、油圧シリンダ６５は、前後方向Ａに沿って２つ並んで配置されている。各々の油圧シリンダ６５は、幅方向Ｂに沿って配置されている。各々の油圧シリンダ６５は、シリンダと、シリンダ内に配置されたピストンに接続されたロッドとを有する。ルーフシュー右側部６３の幅方向Ｂの中央近傍には、連結部６３ｄが設けられており、油圧シリンダ６５のロッド側の第１端６５ａが連結部６３ｄに回動可能に取り付けられている。ルーフシュー中央部６１の右端６１ｂ近傍の内側には、連結部６１ｄ２が設けられており、油圧シリンダ６５のシリンダ側の第２端６５ｂが連結部６１ｄ２に回動可能に取り付けられている。油圧シリンダ６５の第１端６５ａおよび第２端６５ｂは、前後方向Ａを軸に回動可能である。

油圧シリンダ６５が収縮すると、第１端６５ａに連結されている連結部６３ｄが矢印Ｌ１側に回動するためルーフシュー右側部６３の右端６３ｂが連結軸Ｇ３を中心に矢印Ｌ１方向に回動する。これによって、ルーフシュー右側部６３の右端６３ｂを内側（カッタヘッドサポート２２に近づく方向）に移動することができる。

油圧シリンダ６５が伸長すると、第１端６５ａに連結されている連結部６３ｄが矢印Ｌ２側に回動するためルーフシュー右側部６３の左端６３ａが連結軸Ｇ３を中心に矢印Ｌ２側に回動する。これによって、ルーフシュー右側部６３の右端６３ｂを外側（カッタヘッドサポート２２から遠ざかる方向）に移動することができる。

（ルーフシュー中央部６１）
ルーフシュー中央部６１は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、ルーフシュー中央前部６１１と、ルーフシュー中央後部６１２と、を有する。

ルーフシュー中央前部６１１には、平行リンク５２、油圧シリンダ５３、油圧シリンダ６４、および油圧シリンダ６５が連結されている。ルーフシュー中央後部６１２は、ルーフシュー中央前部６１１の後側に配置されている。ルーフシュー中央前部６１１の後端６１１ａと、ルーフシュー中央後部６１２の前端６２１ｂが連結されている。ルーフシュー中央後部６１２は、ルーフシュー中央前部６１１との連結部６１２ｃを中心に後端６１２ａが上下方向に回動可能に構成されている（図１１Ａの紙面手前方向および紙面奥行方向、図１１Ｂの矢印Ｎ１、Ｎ２方向）。ルーフシュー中央後部６１２には、図１Ａに示すように、その後端６１２ａから前方向Ａ１に向かって複数の切れ込みが形成されている。

ルーフシュー中央前部６１１の後端６１１ａには、内側に連結部６１１ｃが設けられている。ルーフシュー中央後部６１２の前端６１２ｂには、内側に連結部６１２ｃが設けられている。連結部６１１ｃおよび連結部６１２ｃの各々には、幅方向Ｂに沿って貫通孔が形成されており、その貫通孔に軸部材が挿入されている。これによって、ルーフシュー中央前部６１１に対してルーフシュー中央後部６１２は、幅方向Ｂに沿った連結軸Ｇ４を中心に後端６１２ａがカッタヘッドサポート２２に近づく方向（図１１Ａの紙面手前方向、図１１Ｂの矢印Ｎ１方向）および遠ざかる方向（図１１Ａの紙面奥行方向、図１１Ｂの矢印Ｎ２方向）に回動することができる。

また、ルーフシュー中央後部６１２の後端６１２ａを、連結軸Ｇ４を中心に回動するために、油圧シリンダ６６がルーフシュー中央前部６１１とルーフシュー中央後部６１２に亘って配置されている。

油圧シリンダ６６は幅方向Ｂに沿って２つ配置されている。各々の油圧シリンダ６６は、前後方向Ａに沿って配置されている。各々の油圧シリンダ６６は、シリンダと、シリンダ内に配置されたピストンに接続されたロッドとを有する。ルーフシュー中央後部６１２の前端６１２ｂ近傍の内側には、連結部６１２ｄが設けられている。油圧シリンダ６６のロッド側の第１端６６ａが連結部６１２ｄに回動可能に取り付けられている。

また、図１１Ｂに示すように、ルーフシュー中央前部６１１の後端６１１ａ近傍の内側には、連結部６１１ｄが設けられており、連結部６１１ｄには、油圧シリンダ６６のシリンダ側の第２端６６ｂが回動可能に取り付けられている。油圧シリンダ６６の第１端６６ａおよび第２端６６ｂの回動中心は幅方向Ｂと略平行である。

油圧シリンダ６６が収縮すると、第１端６６ａに連結されている連結部６１２ｄが紙面手前側に回動するためルーフシュー中央後部６１２の後端６１２ａが軸Ｇ４を中心に紙面手前方向に回動する。これによって、ルーフシュー中央後部６１２の後端６１２ａを内側（カッタヘッドサポート２２に近づく方向）に移動することができる（図１１Ｂおよび図１２のＮ１方向参照）。

油圧シリンダ６６が伸長すると、第１端６６ａに連結されている連結部６１２ｄが紙面奥行方向側に回動するためルーフシュー中央後部６１２の後端６１２ａが連結軸Ｇ４を中心に紙面奥行方向側に回動する。これによって、ルーフシュー中央後部６１２の後端６１２ａを外側（カッタヘッドサポート２２から遠ざかる方向）に移動することができる（図１１Ｂおよび図１２のＮ２方向参照）。

（ルーフシュー左側部６２）
ルーフシュー左側部６２は、図１１Ａに示すように、ルーフシュー左側前部６２１と、ルーフシュー左側後部６２２と、を有する。

ルーフシュー左側前部６２１は、ルーフシュー中央前部６１１と連結されており、油圧シリンダ６４が連結されている。

ルーフシュー左側後部６２２は、ルーフシュー左側前部６２１の後側に配置されている。ルーフシュー左側前部６２１の後端６２１ａと、ルーフシュー左側後部６２２の前端６２２ｂが連結されている。ルーフシュー左側後部６２２は、ルーフシュー左側前部６２１との連結部６２２ｃを中心に後端６２２ａが上下方向に回動可能に構成されている（図１１Ａの紙面手前方向および紙面奥行方向）。ルーフシュー左側後部６２２には、図１Ａに示すように、その後端６２２ａから前方向Ａ１に向かって複数の切れ込みが形成されている。

ルーフシュー左側前部６２１の後端６２１ａには、内側に連結部６２１ｃが設けられている。ルーフシュー左側後部６２２の前端６２２ｂには、内側に連結部６２２ｃが設けられている。連結部６２１ｃおよび連結部６２２ｃの各々には、幅方向Ｂに沿って貫通孔が形成されており、その貫通孔に軸部材が挿入されている。これによって、ルーフシュー左側前部６２１に対してルーフシュー左側後部６２２は、連結軸Ｇ４を中心に後端６２２ａがカッタヘッドサポート２２に近づく方向（図１１Ａの紙面手前方向）および遠ざかる方向（図１１Ａの紙面奥行方向）に回動することができる。

また、ルーフシュー左側後部６２２の後端６２２ａを、軸Ｇ４を中心に回動するために油圧シリンダ６７がルーフシュー左側前部６２１とルーフシュー左側後部６２２に亘って配置されている。

油圧シリンダ６７は幅方向Ｂに沿って２つ配置されている。各々の油圧シリンダ６７は、前後方向Ａに沿って配置されている。各々の油圧シリンダ６７は、シリンダと、シリンダ内に配置されたピストンに接続されたロッドとを有する。ルーフシュー左側後部６２２の前端６２２ｂ近傍の内側には、連結部６２２ｄが設けられている。油圧シリンダ６７のロッド側の第１端６７ａが連結部６２２ｄに回動可能に取り付けられている。

また、ルーフシュー左側前部６２１の後端６２１ａ近傍の内側には、連結部６２１ｄが設けられており、連結部６２１ｄには、油圧シリンダ６７のシリンダ側の第２端６７ｂが回動可能に取り付けられている。油圧シリンダ６７の第１端６７ａおよび第２端６７ｂの回動中心は幅方向Ｂと略平行である。

油圧シリンダ６７が収縮すると、第１端６７ａに連結されている連結部６２２ｄが紙面手前側に回動するためルーフシュー左側後部６２２の後端６２２ａが軸Ｇ４を中心に紙面手前方向に回動する。これによって、ルーフシュー左側後部６２２の後端６２２ａを内側（カッタヘッドサポート２２に近づく方向）に移動することができる（図１１Ｂおよび図１２のＮ１方向参照）。

油圧シリンダ６７が伸長すると、第１端６７ａに連結されている連結部６２２ｄが紙面奥行方向側に回動するためルーフシュー左側後部６２２の後端６２２ａが連結軸Ｇ４を中心に紙面奥行方向側に回動する。これによって、ルーフシュー左側後部６２２の後端６２２ａを外側（カッタヘッドサポート２２から遠ざかる方向）に移動することができる（図１１Ｂおよび図１２のＮ２方向参照）。

（ルーフシュー右側部６３）
ルーフシュー右側部６３は、図１１Ａに示すように、ルーフシュー右側前部６３１と、ルーフシュー右側後部６３２と、を有する。

ルーフシュー右側前部６３１は、ルーフシュー中央前部６１１と連結されており、油圧シリンダ６５が連結されている。

ルーフシュー右側後部６３２は、ルーフシュー右側前部６３１の後側に配置されている。ルーフシュー右側前部６３１の後端６３１ａと、ルーフシュー右側後部６３２の前端６３２ｂが連結されている。ルーフシュー右側後部６３２は、ルーフシュー右側前部６３１との連結部６３２ｃを中心に後端６３２ａが上下方向に回動可能に構成されている（図１１Ａの紙面手前方向および紙面奥行方向）。ルーフシュー右側後部６３２には、図１Ａに示すように、その後端６３２ａから前方向Ａ１に向かって複数の切れ込みが形成されている。

ルーフシュー右側前部６３１の後端６３１ａには、内側に連結部６３１ｃが設けられている。ルーフシュー右側後部６３２の前端６３２ｂには、内側に連結部６３２ｃが設けられている。連結部６３１ｃおよび連結部６３２ｃの各々には、幅方向Ｂに沿って貫通孔が形成されており、その貫通孔に軸部材が挿入されている。これによって、ルーフシュー右側前部６３１に対してルーフシュー右側後部６３２は、連結軸Ｇ４を中心に後端６３２ａがカッタヘッドサポート２２に近づく方向（図１１Ａの紙面手前方向）および遠ざかる方向（図１１Ａの紙面奥行方向）に回動することができる。

また、ルーフシュー右側後部６３２の後端６３２ａを、軸Ｇ４を中心に回動するために油圧シリンダ６８がルーフシュー右側前部６３１とルーフシュー右側後部６３２に亘って配置されている。

油圧シリンダ６８は幅方向Ｂに沿って２つ配置されている。各々の油圧シリンダ６８は、前後方向に沿って配置されている。各々の油圧シリンダ６８は、シリンダと、シリンダ内に配置されたピストンに接続されたロッドとを有する。ルーフシュー右側後部６３２の前端６３２ｂ近傍の内側には、連結部６３２ｄが設けられている。油圧シリンダ６８のロッド側の第１端６８ａが連結部６３２ｄに回動可能に取り付けられている。

また、ルーフシュー右側前部６３１の後端６３１ａ近傍の内側には、連結部６３１ｄが設けられており、連結部６３１ｄには、油圧シリンダ６８のシリンダ側の第２端６８ｂが回動可能に取り付けられている。油圧シリンダ６８の第１端６８ａおよび第２端６８ｂの回動中心は幅方向Ｂと略平行である。

油圧シリンダ６８が収縮すると、第１端６８ａに連結されている連結部６３２ｄが紙面手前側に回動するためルーフシュー右側後部６３２の後端６３２ａが軸Ｇ４を中心に紙面手前方向に回動する。これによって、ルーフシュー右側後部６３２の後端６３２ａを内側（カッタヘッドサポート２２に近づく方向）に移動することができる（図１１Ｂおよび図１２のＮ１方向参照）。

油圧シリンダ６８が伸長すると、第１端６８ａに連結されている連結部６３２ｄが紙面奥行方向側に回動するためルーフシュー右側後部６３２の後端６３２ａが連結軸Ｇ４を中心に紙面奥行方向側に回動する。これによって、ルーフシュー右側後部６３２の後端６３２ａを外側（カッタヘッドサポート２２から遠ざかる方向）に移動することができる（図１１Ｂおよび図１２のＮ２方向参照）。

（後胴部１２）
後胴部１２は、図１Ａに示すように、グリッパ部７０とグリッパキャリア７１とを有している。グリッパ部７０は、グリッパキャリア７１から外側に突出して、掘削の際にトンネル内壁を押圧して後胴部１２をトンネル内壁に支持する。グリッパ部７０は、グリッパキャリア７１の左右に設けられた一対のサイドグリッパ７２と、グリッパキャリア７１の下側に設けられた下グリッパ７３と、グリッパキャリア７１の上側に設けられた上グリッパ７４と、を有する。
サイドグリッパ７２、下グリッパ７３および上グリッパ７４の各々は、油圧シリンダによって、内側および外側に向かって移動可能である。

＜トンネル掘削装置の動作＞
本実施の形態のトンネル掘削装置１は、後胴部１２のサイドグリッパ７２、下グリッパ７３および上グリッパ７４を外側に突出させてトンネル内壁に後胴部１２が支持される。そして、スラストシリンダ１３ａを伸長させて前胴部１１を後胴部１２に対して前進させてカッタヘッド２１で掘削を行う。掘削の際に、ルーフシュー５１、バーチカルシュー３４およびサイドシュー４１をトンネル内壁に摺動させることによって、安定して掘削を行うことができる。

次に、リアサポート１８を用いて油圧でメインビーム１４を上方に支持してからスラストシリンダ１３ａを縮めて後胴部１２を前進させる。
このような動作を繰り返すことによって、トンネル掘削装置１は掘削を行いながら前進する。

次に、図１３に示すように、本実施の形態のトンネル掘削装置１が急曲線施工を行う場合について説明する。

図１３では、進行方向右側に曲がったトンネルＴが示されている。
後胴部１２のサイドグリッパ７２、下グリッパ７３および上グリッパ７４を外側に突出させてトンネル後壁に後胴部１２が支持される。

そして、施工曲線に沿って前胴部１１が後胴部１２に対して右側に屈曲するように、
スラストシリンダ１３ａを伸長させて前胴部１１を前進させる。

このとき、図７に示したバーチカルシュー３４は、トンネル掘削装置１の移動に伴って曲線に沿って回動する。図１３では右に向かって曲がっているため、バーチカルシュー３４は図７において時計回りに回転する。

また、図２に示すように、前胴部１１を進める際に、曲線の外側のサイドシュー４１のサイドシュー後部４１２が、その後端４１２ｂを内側（矢印Ｆ１方向）に移動するように連結軸Ｇ１を中心として回動される。これによって、屈曲の際に外周側のサイドサポート２４がトンネル坑壁に干渉することを防ぐことができる。図２には、トンネルＴ１の右側内壁ＴＲおよび左側内壁ＴＬが点線で示されている。

また、右側に曲がっているため、ルーフシュー５１の曲線の外径側に位置するルーフシュー左側部６２は、その左端６２ａがカッタヘッドサポート２２に近づくように内側に回動される。図１４（ａ）は、直線状に進行している状態の前胴部１１を示す図であり、ルーフシュー左側部６２が回動されていない。図１４（ｂ）は、図１３に示すように右側に曲がる際の前胴部１１を示す図であり、ルーフシュー左側部６２が内側に回動されている。図１４（ｂ）に示すように、ルーフシュー左側部６２を内側に回動することによって、右側に曲がる際にトンネルＴの天井面の湾曲に干渉することを防ぐことができる。なお、左側に曲がる際には、ルーフシュー５１の曲線の外径側に位置するルーフシュー右側部６３を、その右端６３ｂがカッタヘッドサポート２２に近づくように内側に回動されてもよい。

なお、バーチカルサポート２３、サイドサポート２４、２５およびルーフサポート２６を駆動する油圧シリンダ３３、４４、５３、６４～６８の操作は、その全部または一部をコントローラが自動で行ってもよいし、人が操作してもよい。なお、コントローラは、プロセッサおよびメモリを有し、プロセッサがメモリ内のプログラムを実行することによって自動で操作が行われる。

＜特徴等＞
（１）
本実施の形態のトンネル掘削装置１は、前胴部１１と、後胴部１２と、を有する。前胴部１１は、カッタヘッド２１と、カッタヘッドサポート２２（カッタヘッド支持部の一例）と、バーチカルシュー３４（下方シューの一例）と、を有する。後胴部１２は、前胴部１１の後方に配置されており、掘削を行う際の反力を得るためのグリッパ部７０を有する。カッタヘッド２１は、複数のローラカッタ２１ａ（カッタの一例）を有する。カッタヘッドサポート２２は、カッタヘッド２１を支持する。バーチカルシュー３４は、カッタヘッドサポート２２の下方に配置され、カッタヘッドサポート２２に対して回動可能に設けられている。

このようにバーチカルシュー３４がカッタヘッドサポート２２に対して回動可能に設けられているため、曲線施工を行う際に、曲線に施工される地面の形状に沿ってバーチカルシュー３４が自動で回動する。このため、急曲線施工を行うことが可能となる。

（２）
本実施の形態のトンネル掘削装置１では、前胴部１１は、バーチカルシュー３４を、カッタヘッドサポート２２に近づく方向Ｈ１およびカッタヘッドサポート２２から離れる方向Ｈ２に移動可能な油圧シリンダ３３を更に有する。油圧シリンダ３３は、バーチカルシュー３４の回転中心に配置されている。

このように、曲線に沿って回動するバーチカルシュー３４を油圧シリンダ３３によって地面に押圧することによって、カッタヘッド２１を安定して支持することができるため、曲線加工においても安定した掘削を行うことができる。

（３）
本実施の形態のトンネル掘削装置１では、前胴部１１は、カッタヘッドサポート２２の側方に配置された一対のサイドシュー４１（側方シューの一例）を更に有する。各々のサイドシュー４１は、サイドシュー前部４１１（側方シュー前部の一例）と、サイドシュー後部４１２（側方シュー後部の一例）と、を有する。サイドシュー前部４１１は、カッタヘッドサポート２２に接続されている。サイドシュー後部４１２は、サイドシュー前部４１１の後側に配置され、サイドシュー前部４１１に対して回動可能に連結されている。サイドシュー後部４１２は、サイドシュー前部４１１との連結部４１２ｃを中心に後端４１２ｂが水平方向に回動可能である。

このような構成によって、急曲線施工を行う際に曲線の外周側のサイドシュー４１のサイドシュー後部４１２を後端４１２ｂがカッタヘッドサポート２２に近づくように回動することができる。これにより、サイドシュー４１のトンネル内壁との干渉を防ぐことができ、急曲線施工を行うことが可能となる。なお、サイドシュー４１を完全にトンネル内壁から離間させるよりは、トンネル内壁を摺動させる方が左右方向の推力を増加でき掘削中の安定化を図ることができるため好ましい。

また、急曲線施工を行う際に、曲線の内周側のサイドシュー４１のサイドシュー後部４１２を、後端４１２ｂがカッタヘッドサポート２２から遠ざかるように回動させてトンネル内壁に摺動させることによって、左右方向の推力を増加させることができる。

（４）
本実施の形態のトンネル掘削装置１では、前胴部１１は、油圧シリンダ４４（第１アクチュエータの一例）を有する。油圧シリンダ４４は、サイドシュー前部４１１とカッタヘッドサポート２２の間に配置され、サイドシュー前部４１１を、カッタヘッドサポート２２に近づく方向Ｅ１およびカッタヘッドサポート２２から離れる方向Ｅ２に移動可能である。

これにより、油圧シリンダ４４を操作してサイドシュー４１をトンネル内壁に摺動させることができ、曲線施工においても左右方向の推力を増加して安定した掘削を行うことができる。

また、サイドシュー後部４１２を回動可能なため、曲線施工の際にもトンネル内壁にサイドシュー４１を摺動させやすく、安定した掘削を行うことができる。

（５）
本実施の形態のトンネル掘削装置１では、前胴部１１は、カッタヘッドサポート２２の上方に配置されたルーフシュー５１（上方シューの一例）を更に有する。ルーフシュー５１は、ルーフシュー中央部６１（上方シュー中央部の一例）と、ルーフシュー左側部６２（上方シュー側部の一例）およびルーフシュー右側部６３（上方シュー側部の一例）とを有する。ルーフシュー左側部６２およびルーフシュー右側部６３は、ルーフシュー中央部６１の幅方向Ｂの両側に配置され、ルーフシュー中央部６１に対して回動可能に連結されている。ルーフシュー左側部６２は、ルーフシュー中央部６１との連結部６２ｃを中心に、左端６２ａ（外側の端の一例）が上下方向に回動可能である。ルーフシュー右側部６３は、ルーフシュー中央部６１との連結部６３ｃを中心に、右端６３ｂ（外側の端の一例）が上下方向に回動可能である。

このような構成によって、急曲線施工を行う際に、ルーフシュー左側部６２およびルーフシュー右側部６３のうち曲線の外周側の上方シュー側部を外側の端がカッタヘッドサポート２２に近づくように回動することができる。そのため、ルーフシュー５１のトンネル内壁との干渉を防ぐことができ、急曲線施工を行うことが可能となる。なお、ルーフシュー側部を完全にトンネル内壁から離間させるよりは、トンネル内壁を摺動させる方が前胴部１１の支持力を増加でき掘削中の安定化を図ることができるため好ましい。

また、急曲線施工を行う際に、ルーフシュー左側部６２およびルーフシュー右側部６３のうち曲線の内周側の上方シュー側部を、外側の端がカッタヘッドサポート２２から遠ざかるように回動させてトンネル内壁に摺動させることによって、推力を増加させることができる。

（６）
本実施の形態のトンネル掘削装置１では、前胴部１１は、油圧シリンダ５３（第２アクチュエータの一例）を更に有する。油圧シリンダ５３は、ルーフシュー中央部６１とカッタヘッドサポート２２の間に配置され、ルーフシュー中央部６１を、カッタヘッドサポート２２に近づく方向Ｊ１およびカッタヘッドサポート２２から離れる方向Ｊ２に移動可能である。

油圧シリンダ５３を操作して、ルーフシュー５１をトンネル内壁に摺動させることによって、安定した掘削を行うことができる。

また、ルーフシュー左側部６２およびルーフシュー右側部６３が前後方向Ａを軸として回動可能なため、曲線施工の際にもトンネル内壁にルーフシュー５１を摺動させやすく、安定した掘削を行うことができる。

（７）
本実施の形態のトンネル掘削装置１では、ルーフシュー中央部６１（上方シュー中央部の一例）は、ルーフシュー中央前部６１１（上方シュー中央前部の一例）と、ルーフシュー中央後部６１２（上方シュー中央後部の一例）と、を有する。ルーフシュー中央前部６１１は、カッタヘッドサポート２２に接続されている。ルーフシュー中央後部６１２は、ルーフシュー中央前部６１１の後側に配置され、ルーフシュー中央前部６１１との連結部６１２ｃを中心に後端６１２ａが上下方向に回動可能である。

下方に向かって曲がるように施工する場合にルーフシュー中央後部６１２を後端６１２ａがカッタヘッドサポート２２に近づくように回動することによって、トンネルの天井面とのルーフシュー５１の干渉を防ぐことができる。なお、ルーフシュー中央後部６１２を完全にトンネル内壁から離間させるよりは、トンネル内壁を摺動させる方が前胴部１１の支持力を増加でき掘削中の安定化を図ることができるため好ましい。

（８）
本実施の形態のトンネル掘削装置では、ルーフシュー左側部６２（上方シュー側部の一例）は、ルーフシュー左側前部６２１（上方シュー側前部の一例）と、ルーフシュー左側後部６２２（上方シュー側後部の一例）と、を有する。ルーフシュー左側前部６２１は、ルーフシュー中央部６１（上方シュー中央部の一例）に接続されている。ルーフシュー左側後部６２２は、ルーフシュー左側前部６２１の後側に配置され、ルーフシュー左側前部６２１に対して回動可能に連結されている。ルーフシュー左側後部６２２は、ルーフシュー左側前部６２１との連結部６２２ｃを中心に後端６２２ａが上下方向に回動可能である。ルーフシュー右側部６３（上方シュー側部の一例）は、ルーフシュー右側前部６３１（上方シュー側前部の一例）と、ルーフシュー右側後部６３２（上方シュー側後部の一例）と、を有する。ルーフシュー右側前部６３１は、ルーフシュー中央部６１（上方シュー中央部の一例）に接続されている。ルーフシュー右側後部６３２は、ルーフシュー右側前部６３１の後側に配置され、ルーフシュー右側前部６３１に対して回動可能に連結されている。ルーフシュー右側後部６３２は、ルーフシュー右側前部６３１との連結部６３２ｃを中心に後端６３２ａが上下方向に回動可能である。

下方に向かって曲がるように施工する場合にルーフシュー左側後部６２２を後端６２２ａがカッタヘッドに近づくように回動し、ルーフシュー右側後部６３２を後端６３２ａがカッタヘッドに近づくように回動することによって、トンネルの天井面との上方シューの干渉を防ぐことができる。なお、ルーフシュー左側後部６２２およびルーフシュー右側後部６３２を完全にトンネル内壁から離間させるよりは、トンネル内壁を摺動させる方が前胴部１１の支持力を増加でき掘削中の安定化を図ることができるため好ましい。

＜他の実施形態＞
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施の形態では、バーチカルサポート２３には、油圧シリンダ３３が設けられているが、設けられていなくてもよい。少なくともバーチカルシュー３４がカッタヘッドサポート２２に対して回動可能に設けられていればよい。

（Ｂ）
上記実施の形態では、サイドシュー４１およびルーフシュー５１は、折れ曲がるように後部が回動可能に構成されているが、前後方向Ａの長さが短い場合には、折れ曲がるように構成されていなくてもよい。

（Ｃ）
上記実施の形態では、油圧シリンダ３３とバーチカルシュー３４が回動可能に係止されているが、油圧シリンダ３３とバーチカルシュー３４を固定して油圧シリンダ３３が回動してもよい。

（Ｄ）
上記実施の形態では、後胴部１２には、上下左右に上グリッパ７４と、サイドグリッパ７２および下グリッパ７３が設けられているが、これに限らなくてもよく、例えばサイドグリッパ７２のみが設けられていてもよい。

（Ｅ）
上記実施の形態では、第１アクチュエータの一例として油圧シリンダ４４が設けられ、第２アクチュエータの一例として油圧シリンダ５３が設けられているが、油圧シリンダに限らなくてもよく、シリンダ等であってもよい。他の油圧シリンダ６４～６８も同様である。

本開示のトンネル掘削装置は、急曲線施工が可能な効果を奏することから、坑内掘り鉱山に適用することができる。

１：トンネル掘削装置
１１：前胴部
１２：後胴部
２１：カッタヘッド
２１ａ：ローラカッタ
２２：カッタヘッドサポート
３４：バーチカルシュー
７０：グリッパ部

Claims

複数のカッタを有するカッタヘッドと、前記カッタヘッドを支持するカッタヘッド支持部と、前記カッタヘッド支持部の下方に配置され、前記カッタヘッド支持部に対して回動可能に設けられた下方シューと、を有する、前胴部と、
前記前胴部の後方に配置されており、掘削を行う際の反力を得るためのグリッパ部を有する、後胴部と、を備え、
前記前胴部は、前記下方シューを、前記カッタヘッド支持部に近づく方向および前記カッタヘッド支持部から離れる方向に移動可能な油圧シリンダを更に有し、
前記油圧シリンダは、前記下方シューの回転中心に配置されている、
トンネル掘削装置。
複数のカッタを有するカッタヘッドと、前記カッタヘッドを支持するカッタヘッド支持部と、前記カッタヘッド支持部の下方に配置され、前記カッタヘッド支持部に対して回動可能に設けられた下方シューと、を有する、前胴部と、
前記前胴部の後方に配置されており、掘削を行う際の反力を得るためのグリッパ部を有する、後胴部と、を備え、
前記前胴部は、前記カッタヘッド支持部の側方に配置された一対の側方シューを更に有し、
各々の前記側方シューは、
前記カッタヘッド支持部に接続された側方シュー前部と、
前記側方シュー前部の後側に配置され、前記側方シュー前部に対して回動可能に連結された側方シュー後部と、を有する、
前記側方シュー後部は、前記側方シュー前部との連結部を中心に後端が水平方向に回動可能である、
トンネル掘削装置。
前記前胴部は、前記側方シュー前部と前記カッタヘッド支持部の間に配置され、前記側方シュー前部を、前記カッタヘッド支持部に近づく方向および前記カッタヘッド支持部から離れる方向に移動可能な第１アクチュエータを更に有する、
請求項２に記載のトンネル掘削装置。
複数のカッタを有するカッタヘッドと、前記カッタヘッドを支持するカッタヘッド支持部と、前記カッタヘッド支持部の下方に配置され、前記カッタヘッド支持部に対して回動可能に設けられた下方シューと、を有する、前胴部と、
前記前胴部の後方に配置されており、掘削を行う際の反力を得るためのグリッパ部を有する、後胴部と、を備え、
前記前胴部は、前記カッタヘッド支持部の上方に配置された上方シューを更に有し、
前記上方シューは、上方シュー中央部と、前記上方シュー中央部の幅方向の両側に配置され、前記上方シュー中央部に対して回動可能に連結された上方シュー側部と、を有し、
各々の前記上方シュー側部は、前記上方シュー中央部との連結部を中心に、外側の端が上下方向に回動可能である、
トンネル掘削装置。
前記前胴部は、前記上方シュー中央部と前記カッタヘッド支持部の間に配置され、前記上方シュー中央部を、前記カッタヘッド支持部に近づく方向および前記カッタヘッド支持部から離れる方向に移動可能な第２アクチュエータを有する、
請求項４に記載のトンネル掘削装置。
複数のカッタを有するカッタヘッドと、前記カッタヘッドを支持するカッタヘッド支持部と、前記カッタヘッド支持部の下方に配置され、前記カッタヘッド支持部に対して回動可能に設けられた下方シューと、を有する、前胴部と、
前記前胴部の後方に配置されており、掘削を行う際の反力を得るためのグリッパ部を有する、後胴部と、を備え、
前記前胴部は、前記カッタヘッド支持部の上方に配置された上方シューを更に有し、
前記上方シューは、上方シュー中央部と、前記上方シュー中央部の幅方向の両側に配置され、前記上方シュー中央部に対して回動可能に連結された上方シュー側部と、を有し、
各々の前記上方シュー側部は、前記上方シュー中央部との連結部を中心に、外側の端が上下方向に回動可能であり、
前記上方シュー中央部は、
前記カッタヘッド支持部に接続された上方シュー中央前部と、
前記上方シュー中央前部の後側に配置され、前記上方シュー中央前部に対して回動可能に連結された上方シュー中央後部と、を有し、
前記上方シュー中央後部は、前記上方シュー中央前部との連結部を中心に後端が上下方向に回動可能である、
トンネル掘削装置。
複数のカッタを有するカッタヘッドと、前記カッタヘッドを支持するカッタヘッド支持部と、前記カッタヘッド支持部の下方に配置され、前記カッタヘッド支持部に対して回動可能に設けられた下方シューと、を有する、前胴部と、
前記前胴部の後方に配置されており、掘削を行う際の反力を得るためのグリッパ部を有する、後胴部と、を備え、
前記前胴部は、前記カッタヘッド支持部の上方に配置された上方シューを更に有し、
前記上方シューは、上方シュー中央部と、前記上方シュー中央部の幅方向の両側に配置され、前記上方シュー中央部に対して回動可能に連結された上方シュー側部と、を有し、
各々の前記上方シュー側部は、前記上方シュー中央部との連結部を中心に、外側の端が上下方向に回動可能であり、
各々の前記上方シュー側部は、
前記上方シュー中央部に接続された上方シュー側前部と、
前記上方シュー側前部の後側に配置され、前記上方シュー側前部に対して回動可能に連結された上方シュー側後部と、を有し、
前記上方シュー側後部は、前記上方シュー側前部との連結部を中心に後端が上下方向に回動可能である、
トンネル掘削装置。