JPH0258435B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 自己推進のシールド２０と、細長いブーム３
０と、該ブームを枢動可能に支持するキヤリジ２
８と、切羽で前記ブームを移動すべく該ブームを
上下左右に枢動させる、前記キヤリジに支持され
た制御手段２３２とを備えるトンネル機械であつ
て、細長いコンベヤ２２と、前記キヤリジをこれ
が前記コンベヤに沿つてその長手方向へ移動する
ように案内しかつ前記キヤリジの前記コンベヤに
関しての横方向運動を阻止する、前記コンベヤに
沿つて配置された支持案内手段２６，１７２，１
７３あと、前記ブームを前記コンベヤに関してそ
の長手方向へ移動させるべく前記キヤリジを前記
支持案内手段に沿つて前進させかつ後退させる前
進後退手段１９０と、水平軸線の回り及び垂直軸
線の回りに前記コンベヤを前記シールドに関して
枢動させるように前記コンベヤの前端部分を前記
シールドに着脱可能に連結する第１の連結手段
と、前記シールドに取り付けられ、前記コンベヤ
の前端部分と係合可能で、前記シールドに関して
の前記前端部分の垂直方向および横方向の運動を
阻止する第２の連結手段であつて、前記コンベヤ
の前端部分を支持し、前記コンベヤのその長手方
向への滑動、前記コンベヤの水平軸線の回りの揺
動および前記コンベヤの垂直軸線の回りの一定量
の前記シールドに関しての揺動を可能にする第２
の連結手段とを含む、トンネル機械。

２ 前記支持案内手段は、前記コンベヤの上側部
分に取り付けられかつこれに沿つて伸びる細長い
平行な円形を有する一対の支持レール２６と、少
なくとも１つの滑りブロツク１７２，１７３であ
つて横方向へ脱れることなく前記支持レールに沿
つて滑動するように各支持レールを密に部分的に
取り囲むスロツトを有する滑りブロツクとを含
み、該滑りブロツクは前記キヤリジ２８に取り外
し可能に取り付けられている、請求の範囲第１項
のトンネル機械。

３ 前記第１の連結手段は、細長いリンク８８
と、該リンクの一方の端部分を前記シールド２０
に着脱可能に枢軸的に取り付けかつ前記リンクの
反対の端部分を前記コンベヤ２２の下側に着脱可
能に枢軸的に取り付ける手段９８，９６とを含
む、請求の範囲第１項のトンネル機械。

４ 前記コンベヤは、細長いビーム５６と該ビー
ムの前端部分から横方向へ伸びるフランジ７６と
から成る細長いフレームを含み、前記第２の連結
手段は、前記コンベヤの各側部にあつて前記フラ
ンジ７６を受けるソケツト１００を含み、該ソケ
ツトは前記コンベヤの前端部分がトンネル機械の
使用中に上昇するのを防止すべくフランジ７６に
下向きに当接する上側境界１０８を有する、請求
の範囲第１項のトンネル機械。

５ 自己推進のシールド２０と、細長いブーム３
０と、該ブームを枢動可能に支持するキヤリジ２
８と、切羽で前記ブームを移動すべく該ブームを
上下左右に枢動させる、前記キヤリジに支持され
た制御手段２３２とを備えるトンネル機械であつ
て、細長いコンベヤ２２と、前記キヤリジをこれ
が前記コンベヤに沿つてその長手方向へ移動する
ように案内しかつ前記キヤリジの前記コンベヤに
関しての横方向運動を阻止する、前記コンベヤに
沿つて配置された支持案内手段２６，１７２，１
７３と、前記ブームを前記コンベヤに関してその
長手方向へ移動させるべく前記キヤリジを前記支
持案内手段に沿つて前進させかつ後退させる前進
後退手段１９０と、水平軸線の回り及び垂直軸線
の回りに前記コンベヤを前記シールドに関して枢
動させるように前記コンベヤの前端部分を前記シ
ールドに着脱可能に連結する第１の連結手段と、
前記シールドに取り付けられ、前記コンベヤの前
端部分と係合可能で、前記シールドに関しての前
記前端部分の垂直方向および横方向の運動を阻止
する第２の連結手段であつて、前記コンベヤの前
端部分を支持し、前記コンベヤのその長手方向へ
の滑動、前記コンベヤの水平軸線の回りの揺動お
よび前記コンベヤの垂直軸線の回りの一定量の前
記シールドに関しての揺動を可能にする第２の連
結手段と、前記シールドを別にして、前記コンベ
ヤ、前記前進後退手段、制御手段および前記ブー
ムに動力を与える可動の動力ユニツト２４と、前
記コンベヤの後端部分を支持すべくまた前記動力
ユニツトを前記コンベヤの背後に支持すべく、前
記コンベヤの後端部分を前記動力ユニツトに枢軸
的に連結する第３の連結手段とを含み、該第３の
連結手段は前記コンベヤの後端部分を水平軸線の
回りに前記シールドに関して枢動させかつ垂直軸
線の回りに一定量前記シールドの回りに揺動させ
る、トンネル機械。

６ 前記コンベヤ２２は前記シールド２０に着脱
可能に連結される前端部分を有する、細長いフレ
ームを備え、該フレームはフランジ７６を有する
細長いビーム５６を含み、前記フランジは前記ビ
ームの前端部分から横方向へ伸び、前記支持案内
手段２６は前記フレームに沿つて配置され、前記
キヤリジ２８は該キヤリジを前記支持案内手段に
これに沿つて前後動するように取り付けるための
手段１７２，１７３を含み、前記ブーム３０は掘
削具を支持する前端部分２１４と前記キヤリジに
枢着された後端部分２００とを有し、前記第２の
連結手段は、前記コンベヤの各側部にあつて対応
するフランジ７６を受け入れるためのソケツト１
００を有し、該ソケツトは前記コンベヤの前端部
分が使用中に上昇するのを阻止するために対応す
るフランジ７６に対して下向きに当接する上側境
界１０８を有する、請求の範囲第５項のトンネル
機械。

７ 各フランジ７６は前記上側境界１０８と揺動
接触する上方へ向けられた面を含む、請求の範囲
第６項のトンネル機械。

８ 各ソケツト１００は前記コンベヤ２２の前端
部分を支持すべく、対応するフランジ７６の下面
に上向きに当たる枢動する下側境界であつてその
面上での前記フランジの滑動を許す下側境界を含
む、請求の範囲第６項のトンネル機械。

明細書 本発明はトンネル機械に関し、特に１つのユニ
ツトとして構成された掘削機およびコンベヤを備
えるシールドトンネル機械に関する。

トンネルをより効率的に掘削することを企画し
て、種々の型式のトンネル機械が開発されてき
た。米国特許第1100142号明細書に開示されてい
るような動力ジヤツキハンマおよび動力シヨベル
が、切羽でより迅速に土砂をゆるめるために用い
られてきた。また、切羽からの〓をトンネル後方
へ排出するために〓車に一層迅速に積み込むため
にコンベヤーが採用されてきた。

最近に開発されたトンネル機械は、米国特許第
3726382、同第3958831及び同第3978675号明細書
に開示されている。これらの文献は、切羽での掘
削のために前端に動力掘削具を有して前方へ伸び
るブームおよび〓車に〓を積み込むためのエンド
レスベルト型のコンベヤが１つの可動車輛に取り
付けられたトンネル機械に関する。一般に、前記
の車輛は自走し、トラツクまたは接地する車輪上
に乗つている。

米国特許第1162607号、同第3574405号及び同第
3675433号は、より大型で可動性の小さい車輛に
関し、この車輛では、切羽掘削時に全シヤシが動
くというよりむしろ、機械の掘削部分が車輛およ
びコンベヤの双方に関して前後方向へ移動するよ
うに適合されてきた。これらの特許では、掘削機
がキヤリジに取り付けられており、該キヤリジは
車輛フレームによりトンネル内を長手方向へ移動
するように支持されている。

トンネルが開削される地盤がゆるく多量の水を
含むならば、前記したシールドのないタイプのト
ンネル機械よりむしろシールドを備えるタイプの
トンネル機械が必要求されよう。一般に、シール
ドトンネル機械は、より均一な断面でトンネルを
掘削することができ、従つてシールドのないトン
ネル機械によるトンネル掘削より覆工が容易であ
る動力トンネルシールドは、通常、長手方向へ整
合された２つの半体から構成され、両半体はこれ
らの内径側に設けられたリングに配列された強力
な液圧ラムにより相互に連結されている。このシ
ールドは、最初ラムの伸長によりシールドの前半
部を切羽に向けて前方へ押すことにより推進され
る。ラムが伸びきつた後は、ラムが引込められ、
段階的運動を完了するように、後半部を前方へ引
く。このような動力トンネルシールドは、米国特
許第1100142号、同第2111405号、同第3382002号、
同第3404535号、同第3404920号、同第3427813号、
同第3556599号、同第3578809号、同第3612609号、
同第4043137号及び同第4055959号明細書に開示さ
れている。

米国特許第3404535号及び同第3427813号明細書
に記載されたトンネル機械は、〓をトンネルを経
て後方へ搬送するコンベヤを含む。切羽地盤が硬
質であるならば、シールド自体でこれを取り除く
ことはできないので、パワーシヨベル、ピツク又
は回転カツタにより切削しなければならない。米
国特許第1100142号及び同第3404920号はパワーシ
ヨベルを備えるトンネル機械に関する。米国特許
第3556599号及び同第3578809号明細書は、ピツク
を用いるシールドトンネル機械を開示している。
米国特許第4043137号は、２つの動力回転カツタ
を備えるシールドトンネル機械をに関する。

別個のコンベヤおよび動力掘削装置を用いる代
りに、米国特許第2111405号及び同第3612609号明
細書に開示されたトンネル機械は、コンベヤと動
力掘削装置の双方が設けられた可動の車輛を採用
している。掘削具又は切削具が車輛に枢軸支持さ
れた前方へ伸びるブームの前端部分が取り付けら
れている。

シールドトンネル機械は、シールドにこれと共
に運動するように取り付けられた動力掘削装置を
備える。このタイプでは、切羽で〓をゆるめる際
に掘削具によつて生じる反力は、可動の車輛より
むしろシールド全体によつて担われる。従つて、
比較的大型の掘削具が切羽で一層迅速に切削する
ために使用される。一般に、このタイプのトンネ
ル機械は、キヤリジを含み、このキヤリジはシー
ルドに関して前後動できるように頭上のトラツク
またはレールから吊り下がつている。前端部にバ
ケツトまたは他の掘削具が取り付けられたブーム
がキヤリジと共に走行するよう該キヤリジに枢着
されている。この種の従来型トンネル機械は、〓
を〓車に積み込むバケツト型の掘削装置を開示す
る米国特許第3404920号明細書、コンベヤへ〓を
かき込むブレード部分を有する掘削具を開示する
米国特許第3556599号明細書および第２のすなわ
ち後部コンベヤへ向へ後方へ〓を搬送する一体の
コンベヤを備えるカツタ支持ブームを開示する米
国特許第4043137号明細書に示されている。

米国特許第3578809号明細書に開示されたトン
ネル機械において、掘削具支持ブームは４−リン
ク機構によつてシールドの天井から吊持されてい
る。掘削具を切羽で横方向へ移動させるために、
４−リンク機構は垂直軸線の回りを枢動する。

シールドに直接取り付けられた掘削装置を備え
るシールドトンネル機械の主な欠点は、トンネル
機械が設計に従つてトンネルを掘削するために使
用される前のトンネル開削計画の初期段階におい
てすら相当な時間および経費が費されることであ
る。

トンネル工事は、通常所望のトンネル位置に相
当する深さに達する竪坑を先ず掘り下げることに
よつて開始される。次に、トンネル機械のシール
ド部分が竪坑中に降ろされ、所望のトンネル方向
に向けられる。反力体として竪坑の後壁を使用
し、シールドは切羽が人力でまたは携帯可能の動
力掘削装置の使用によつて切削される間に前進さ
れる。シールドがいつたん地中に位置決められる
と、トンネル機械の残余部分はシールド内で組み
立てられねばならない。シールド内の暗くて、ほ
こりだらけのしかも狹い場所は、複複雑な重機械
を１つづつ組み立る上で理想的な環境ではない。
その結果、この作業は、多くの時間を要しまたし
ばしばトンネル機械を不完全に組立てる結果を招
く。従つて、トンネル機械はしばしば不経済で時
間の狼費である修理や再組立の作業が余儀なくさ
れる。

本発明は、従来のトンネル機械に見られる上記
およびその他の問題を解決することを目的とし、
トンネルの切羽域に頭上保護豊いを供する自己推
進のトンネルシールドを提供することに向けられ
ている。エンドレスベルト型のコンベヤの前端部
分がトンネルシールドに着脱可能に連結される。
コンベヤは、側部分を有する細長いビームからな
り、該ビームにはその長さ方向へ間隔をおいて平
行に配置された一対の支持レールが取り付けられ
ている。細長いブームを支持するキヤリジがコン
ベヤに沿つて前後動するように前記支持レール上
に設けられている。ブームの後端部分はキヤリジ
の垂直な前端部分に枢着されており、また前記ブ
ームの前端部分はその長手方向軸線の回りに回転
する。掘削具すなわち組み合わされた掘削および
かき込み具がブームの前端部に取り付けられてい
る。液圧ジヤツキが、掘削具を切羽で動かすべく
ブームを上下左右に枢動させるために、ブームの
各側部に配置されている。さらに、復動型の液圧
ジヤツキの後端部分が、キヤリジを支持レールに
沿つて前後動させるためにコンベヤの各側部に固
定されている。このようにして掘削および〓搬出
機構を単一のユニツトとして一体に構成すること
は、シールドを地中に位置付けた後にトンネル機
械を組み立てる必要を取り除く。その結果、トン
ネル機械をトンネル工事の開始時に地中に迅速に
位置付けることができる。

連結手段がコンベヤの前端部分をシールドに着
脱可能に連結するために設けられており、単一の
ユニツトとして一体をなす掘削および〓搬出機構
は、シールドが地中に置かれるや直ちにしかも容
易にシールドに連結され、また単一のユニツトと
してシールドから解かれて切羽から後方へ移動す
ることができる。連結手段は、一端にシールドに
着脱可能に枢着されまた反対端がコンベヤの下側
に着脱可能に枢着された細長いリンクを含む。こ
のリンクは、コンベヤがシールドによつて引かれ
るようにし、またコンベヤがシールドに関して水
平軸の周りにおよび垂直軸線の周りに一定量だけ
枢動するのを許す。第２の連結手段は、コンベヤ
の前端部を垂直に支持するために、コンベヤの各
側部でシールドに取り付けられたソケツトを含
み、前記第２の連結手段はコンベヤがその長手方
向へ滑動し、水平線線の周りの揺動し、シールド
に関して垂直軸線の回りに一定量枢動するのを許
すが、コンベヤの横方向運動はこれを阻止する。
各ソケツトは、コンベヤが掘削具の使用中上向き
に動くのを防ぐために、コンベヤのわずか上方へ
隔てられた着脱可能のキヤツプを含む。垂直軸線
の回りでのシールドとコンベヤとの相対的な枢動
を許すことにより、従来のシールドトンネル機械
によつて開削したトンネルに比較して急カーブの
トンネルを形成することができる。

さらに、連結手段はシールド自体に掘削具によ
り生じた反力を担わせることができる。また、連
結手段は、トンネル着工時、トンネル機械を受け
入れるために後部トンネルを掘削する必要を排除
する利益をもたらす。従つて、トンネルの実際の
掘削を従来のトンネル機械が使用される場合より
一層迅速にしかも低経費で開始することができ
る。

本発明が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下に説明によりさらに明らかとなろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図及び第１Ｂ図は一体となつて本発明に
係るトンネル機械を示す側面図、第２図は前記ト
ンネル機械の前部分の側面図であつて引込み位置
にあるコンベヤを示し、第３図は前記トンネル機
械の正面図、第４図は前記トンネル機械の背面
図、第５図は第１Ａ図の線５−５に沿つて得た横
断面図、第６図は第１Ａ図の線６−６に沿つて得
た横断面図、第７図はコンベヤフレームの前端部
分を支持するソケツトの１つを拡大して示す断片
的な正面図、第８図は第７図に示したソケツトを
拡大して示す断片的な斜視図である。

第１Ａ，１Ｂ図に示すように、本発明に従つて
構成されたコンベヤ取り付けの掘削装置を用いる
トンネル機械は、基本的に、エンドレスベルト型
のコンベヤ２２の前端部分が着脱可能に連結され
たシールド２０を含む。コンベヤ２２の後端部分
は後続の可動動力ユニツト２４により支持されて
おり、該動力ユニツトはトンネルの床部に沿つて
間隔をおいて配置されたレール２５上に載つてい
る。コンベヤ２２は、ブームを支持するキヤリジ
２８を支持しかつ案内するためのレール２６を含
み、コンベヤ２２は該レール２６に沿つて滑動す
る。細長いブーム３０がキヤリジ２８に取り付け
られており、該キヤリジは切羽TFに向けまたこ
れから離れる方向へ運動することができる。掘削
具３２がブーム３０の前端部分により支持されて
いる。

さらに、第１Ａ，１Ｂ図に示すようにシールド
２０は、掘削を行う部位での頭上の地山を支持す
るために、前記セクシヨン３４、中間セクシヨン
３６および後部セクシヨン３８を含む。前部セク
シヨン３４の先端すなわち掘削縁部は、頂部から
底部へ後向きに斜めに形状付けられている。全体
にパイ状をした複数の胸扉（breasting door）が
前部セクシヨン３４の上半部の先端に沿つて枢着
されている。各胸扉４０はラム４２により開閉さ
れ、該ラムはこれに対応する胸扉４０とシールド
の前部リング４４との間に枢着されている。ゆる
んだ土砂の早期の崩壊を防止するために、ラム４
２は伸長して胸扉４０を切羽TFに向けて前方へ
枢動させ、これにより前部セクシヨン３４の上方
部分を閉じる。他方、切羽が自立性を有する場合
は、ラム４２は引込められ、これにより前部セク
シヨン３４の内周面に近接した位置を占めるよう
に、胸扉を後方へ枢動させる。エプロンすなわち
ランプ４６は前部セクシヨン３４の下半部の前端
から後方へしかも半径方向内方へ伸びる。エプロ
ン４６、コンベヤ２２の前端部分と重なり合うの
に十分な距離をもつて後方へ伸びている。

従来、シールド２０は複数の推進ラム４８によ
り前方へ動かされ、この推進ラム中間セタシヨン
のシールドリング４９とシールドの後部セクシヨ
ン３８の前端部分内に包囲されたリングビーム５
０との間に連結されている。シールド２０が前進
する時、覆工５１が後部セクシヨン３８の覆工済
み域内で連続的に追加される。図示の例におい
て、覆工５１は、長手方向の外皮部材５４により
軸線方向へ間隔づけられた円形の胴リブ５２から
成る。シールド２０の前部セクシヨン３４および
中間セクシヨン３６は、前方の胴リブ５２に突き
当てられたリングビーム５０により、推進ラムの
全ストロークにほぼ等しい距離だけ前方へ押され
る。その後、推進ラム４８は、リングビーム５０
およびこれが結合されている後部セクシヨン３８
を前方へ引くように、引込められ、その結果追加
的な外皮部材５４及び胴リブ５２が後部セクシヨ
ン３８の保護下で設置される。

コンベヤ２２は、第１Ａ，１Ｂ及び３図に示す
ように、後方へ伸びかつ中間セクシヨン３６の下
方部分から上向きに立上り、後端部で動力ユニツ
ト２４に結合している。第５，６図に示すよう
に、コンベヤ２２は垂直で細長くて真直ぐな一対
の側板５８を有するビームフレーム５６から成
り、前記一対の側板５８はフレーム５６の長さ方
向へ配置された多数の管状の横ブレース６０によ
り間隔をおいて平行に配置されている。各側板５
８の前部上端は円弧状の前縁部６１を形成するよ
うに切り欠かれている。

エンドレスベルト６２が側板５８間に配置され
ており、前部プーリ６４および被駆動の後部プー
リ６２を巡つている。エンドレスベルト６２の上
側および下側走行部は、側板５８を横切る多数の
従動ローラ６８により支持されている。前部プー
リ６４は側板５８の前端部上に取り付けられてお
り、後部プーリ６６は、エンドレスベルト６２を
緊張するように前部プーリ６４に関して長手方向
へ滑動可能のフレーム組立体に取り付けられてい
る。前記フレーム組立体は、基本的に、後部プー
リ６６の各端部から前方へ伸びる細長いアーム７
０から成り、各側板５８の外面に取り付けられた
窓板７２に設けられている整合された複数の開口
を経てこれに滑動可能に係合する。液圧シリンダ
７４の形態をとる流体ラムは各窓板７２と対応す
るアーム７０との間に連結されており、これによ
り前記アームを窓板７２に関して滑動させる。

下方フランジ７６は各コンベヤフレームの側板
５８の外面から横方向外方へ伸びる。サイドフラ
ンジ７６は側板５８の前端部から、第１Ａ，１Ｂ
図に示すように、コンベヤ２２の長さの中間より
後方の位置へ向け、後方に伸びる。全体に下向き
に収斂する先端を切り取つた三角形の形状を有す
る添接板７８が側板５８の前端部分の外面に添え
られ、対応するサイドフランジ７６の下面に対し
て上向きに当たつて前記２つの部材を補強してい
る。

上方のサイドフランジ８０は側板５８の上縁部
から横方向上向きに伸びる。サイドフランジ８０
は側板５８の円弧状前縁部からほぼ下方のサイド
フランジ７６の後端部へ向け後方へ伸びる。細長
い直線状をした円形のロツド２６からなる、キヤ
リジに案内および支持を与えるレールは、第１
Ａ，１Ｂ，５および６図に示すように上方のサイ
ドフランジ７６と下方のサイドフランジ８０との
間のレベルにおいて各側板５８の外方にそれぞれ
配置されている。各ロツド２６は該ロツドとほぼ
同じ長さの細長い真直ぐな裏当板８４に着座して
いる。各裏当板８４は対応するコンベヤの側板５
８の外面に当接する平らな裏当面を備える。各裏
当板８４の反対側は、ロツド２６を受けるために
該ロツドの半径に対応する半径を有する弧状のシ
ートの形状を有する。ロツド２６およびその対応
する裏当板８４はキヤツプねじ８６のような締結
具により所定位置に保持され、キヤツプねじ８６
は側板５８および裏当板８４に設けられた整合す
る孔を経て伸び、ロツド２６に設けられたねじ孔
中に係合する。

第１Ａ，１Ｂ及び５図に示すように、使用時、
コンベヤ２２の前端部はシールド２０の内部に連
結されかつ配置される。コンベヤ２２は該コンベ
ヤの下側に取り付けられたアイプレート９０とシ
ールドの中間セクシヨン３６の底床部に固定的に
取り付けられたアンカープレート９２との間にピ
ンで結合された細長いリンク８８によりシールド
２０の後方へ引かれる。アイプレート９０はコン
ベヤ２２の長さ方向へ伸び、２つの端板９３をま
たぐようにその内側面に取り付けられた管状の横
ビーム９４により端板９３間の中央に配置されて
いる。各端板９３は対応する側板５８の下縁部か
ら吊り下がつている。幾分ゆるく嵌まつているク
ロスピン９６は、リンク８８の後端部分とアイプ
レート９０とに設けられた整合する開口を経て伸
びる。第２のクロスピン９８はアンカープレート
９２およびリンク８８の前端部分に設けられた幾
分ゆるく嵌まる孔を経て伸びる。この構造は、コ
ンベヤ２２の前端部分がシールド２０に関して昇
降するのを可能とし、またコンベヤ２２がシール
ド２０に関して垂直軸線の回りに一定量揺動する
のを可能にし、これによりトンネル掘進機が比較
的小半径の曲線径路にトンネルを開削するのを可
能にする。

第１Ａ，５，７及び８図に示すように、コンベ
ヤ２２の前端部分は垂直方向へ移動しないように
支持されかつ拘束されており、またコンベヤ２２
の各側に配置されたソケツト１００によりシール
ド２０に関して横方向に拘束されている。各ソケ
ツト１００は全体にベース部分１０２を含み、該
ベース部分はシールドの中間セクシヨン３６の相
対する両内側壁の下方部分に溶接または他の方法
で固定されている。各ソケツトのベース部分１０
２は半円形のセグメント部材すなわち枢動ブロツ
ク１０４を緊密に受け入れるための上向きに開放
のブロツク部材１０３を含み、枢動ブロツク１０
４は添接板７８に長手方向へ隣接する位置で各サ
イドフランジ７６の下側に当たる平らな上面を有
する。帥動ブロツク１０４はコンベヤ２２のシー
ルド２０に関しての傾斜に呼応してブロツク部材
１０３に形成された空所またはスロツト１０５内
で枢動または揺動する。各ソケツトのベース部分
１０２は、また、垂直な先側部材１０６を含み、
該側部材はコンベヤ２２の前端部分を横方向に拘
束するために、下方のサイドフランジ７６の隣接
する側縁部のわずかに外側に配置されている。

各ソケツト１００はキヤツプねじ１１０のよう
な締結具により対応するベース部分１０２に着脱
可能に連結できる取り外し可能のキヤツプ１０８
を備え、前記キヤツプねじ１１０はキヤツプ１０
８に設けられた大径の孔を経て伸びかつ側部材１
０６に設けられた整合するねじ孔内に係合する。
第８図に示されるように、各キヤツプ１０８は下
方に向けられた、長手方向へ弧状をなす拘束域ま
たは拘束面１１２を有し、該拘束面はコンベヤ２
２の前端部分が上方へ持ち上るのを防ぐべく、サ
イドフランジ７６の１つの上面に対して当接す
る。

拘束面１１２および枢動ブロツク１０４はコン
ベヤ２２とシールド２０との間に相対的角度運動
を許すように共働し、かつ掘削具３２によつて生
ずる垂直反力を担う。シールド２０がコンベヤ２
２の前端部分に関して枢動ブロツク１０４を経る
水平軸線の周りに枢動する時、コンベヤの下方の
サイドフランジ７６は枢動ブロツク１０４に下向
きに当接し、枢動ブロツクをそれらのブロツク部
材１０３内で揺動させる。対応的に、弧状の拘束
面１１２は、キヤツプ１０８および対応する枢動
ブロツク１０４が実質的に一定に留まり、コンベ
ヤが傾斜を変更して下方のサイドフランジ７６が
キヤツプ１０８と枢動ブロツク１０４との間のこ
う着を防止するのを確実にする。

第１Ａ及び１Ｂ図に示すように、コンベヤ２２
はこれがトンネルを経て後方へ伸びる際にソケツ
ト１００との連結を断つて上昇する。コンベヤ２
２の後端部分は、可動の動力ユニツト２４により
支持されており、該動力ユニツトはシールド２０
によりトンネルを経て前方へ引かれる際、コンベ
ヤ２２を引く。第１Ｂ及び４図に示すように、動
力ユニツト２４は全体に矩形の液圧タンク１１４
から成る２つの細長いバンクから構成されてお
り、各バンクは中央の横フレーム１１８により平
行に隔てられた水平の細長い側板１１６を備え
る。横フレーム１１８は垂直のポスト１２０を含
み、該ポストは側板１１６の中央位置から液圧タ
ンク１１４上方の高位置へ上向きに伸びる。ポス
ト１２０の上端部は横方向に水平に配置された円
形のクロスチユーブ１２２により結合されてい
る。下向きに開放された、Ｕ状のクランプ１２４
はクロスチユーブ１２２の各端部分を部分的に取
り囲みかつ各ポスト１２０の上端部に固定された
水平端板に設けられた垂直孔を経て伸び、ナツト
２６と係合してクロスチユーブ１２２を緊密に締
める。管状のアーム１２８は、円形のクロスチユ
ーブ１２２の内径よりわずかに小さい外径を有
し、クロスチユーブ１２２の各端部分からトンネ
ルの覆工５１の内面に近い位置へ横方向外方へ伸
びる。反力パツド１３６は各アーム１２８の外端
部分に取り付けられており、動力ユニツト２４及
びコンベヤ２２の後端部分２２が掘削具の使用中
に上方へ持上げられるときはいつでも覆工５１に
当たる。

特に第１Ｂ図を参照すると、動力ユニツト２４
とコンベヤ２２の後端部分の間の結合は、クロス
チユーブ１２２の端部間のほぼ中央位置で、クロ
スチユーブ１２２の外周面から前方へ伸びしかも
該外周面に固定された垂直なアイプレート１３８
により達成されている。平行で後方へ向けられた
一対のアイプレート１４０は円管状のクロス部材
１４２から後方へ伸び、該クロス部材は側板５８
の下縁部から下向きに伸びる三角形状のアイプレ
ート１４４を横方向へ相互に連結する。コンベヤ
ののアイプレート１４０は、動力ユニツトのアイ
プレート１３８にまたがり、かつアイプレート１
４０，１３８に設けられた整合する開口を幾分ゆ
るく経て伸びるクロスピン１４６によりアイプレ
ート１３８に枢着されている。この構造は、クロ
スピン１４６の縦方向軸線の周りでのコンベヤ２
２および動力ユニツト２４の相対的な揺動を可能
にする。また、クロスピン１４６とアイプレート
１３８，１４０との間の幾分ゆるい嵌合は、コン
ベヤ２２と動力ユニツト２４との間の一定量の横
方向の角度的運動を許し、これにより従来のシー
ルドトンネル掘進機によつて開削されるトンネル
にとつての最小半径に比較してより小半径の曲線
径路をもつトンネルを開削するために本発明を適
用することを可能にする。

第１Ｂ及び４図に示すように、動力ユニツト２
４はトンネルの床部TFに沿つて置かれた一対の
平行なレール上に乗る車輪１４８に支持されてい
る。〓車１５２はレール２５間により小さい間隔
で配置された第２の組のレール１５４上を走行す
る。第４図に示すように、〓車１５２は動力ユニ
ツトの側板１１６間に受け入れ可能であり、これ
により〓車が、コンベヤベルト６２から下方へ落
下する切削〓を受けるべくコンベヤ２２の後端部
分の下方位置へ向けて前方へ移動することを可能
にする。

第１Ａ，３及び５図に示すように、ブーム３０
を支持するためのキヤリジ２８は、全体に、上向
きで上端を切つた等辺三角形の形に組み立てられ
た前部プレート１５６により形成した前部垂直壁
を有する箱またはフレーム１５５によつて構成さ
れている。傾斜した側部プレート１５８が前部プ
レート１５６の側縁部から後方へ伸びる。前部プ
レート１５６および側部プレート１５８の上縁部
分は第１の頂部プレート１６０により相互に連結
されており、該頂部プレートは側部プレート１５
８の斜めに配置された上縁部分を横切る傾斜した
第２の頂部プレート１６２に当接する。第５図に
明示するように、平らな上方床板１６４は側部プ
レート１５８の下方縁部分に結合するように横方
向にかかつておりかつ前部プレート１５６の下方
後面に当接している。全体に下向きに開放した浅
い樋の形をとる下方床板１６６は、上方床板１６
４の下面に上向きに当たつており、また前部プレ
ート１５６の下側の後方に当たつている。垂直な
後部プレート１６８は、第１Ａ図に示すように、
傾斜した第２の頂部プレート１６２、上方床板１
６４および下方床板１６６の後縁部分に当たつて
いる。横方向へ間隔をおかれた平行なブームアン
カープレート１７０は頂部プレート１６０から上
方へ伸びまた前部プレート１５６から前方へ伸び
る。キヤリジフレーム部材１５５のこの構造は、
通常のトンネル掘進中に遭遇する荷重や酷使に耐
えることを可能にする極めて強靭な構造をもたら
す。

第１Ａ，５及び６図に示すように、キヤリジ２
８はコンベヤの各側部に沿つて配置されたレール
２６によりコンベヤ２２に沿つてその長手方向へ
運動するように案内されかつ支持される。レール
２６とつがうように、キヤリジ２８は滑りブロツ
ク１７２，１７３を含み、これらの滑りブロツク
はキヤリジのフレーム１５５の各側部に配置され
かつキヤリジの前部プレート１５６、下方床板１
６６および後部プレート１６８に例えば溶接によ
り固定された細長いブロツク取付板１７４の前端
部分および後端部分にそれぞれ取り付けられてい
る。ブロツク取付板１７４は前記プレート１５６
の幾分前方へ伸びかつ後部プレート１６８の幾分
後方に伸びている。第３，５及び６図に示される
ように、各滑りブロツク１７２，１７３は、横方
向内方に開放されたＣ状のスロツト又は開口を含
み、該開口はこれを経て円形のレール２６を滑動
可能に受け入れるべく前記滑りブロツクに沿つて
伸びる。各滑りブロツク１７２、１７３はまた、
ブロツク取付板１７４の横方向内方へ向けられた
隣接面に当接する平らなブロツク面を有する。滑
りブロツク１７２，１７３はそれらの各ブロツク
取付板１７４にキヤツプねじ１７６により締結さ
れており、該キヤツプねじはブロツク取付板１７
４の前後両端部分に設けられた孔を経て伸び、滑
りブロツク１７２，１７３に設けられたねじ孔に
係合している。キヤリジ２８が自由にレール２６
上に乗るのを確実にすべく、横方向に間隔をおい
て配置された２対の滑りブロツク１７２，１７３
間の平行関係を維持するために、種々の厚さを有
するはさみ金１７８が滑りブロツク１７２，１７
３とブロツク取付板１７４との間に選択的に挿入
される。滑りブロツク１７２，１７３の同様に形
状付けられた開口に対応するＣ状の開口を有する
ダストキヤツプ１８０がキヤリジの前部プレート
１５６に隣接する滑りブロツク１７２の前端部お
よびキヤリジの後部プレート１６８に隣接する滑
りブロツク１７３の後端部に、キヤツプねじのよ
うな従来の手段によつて、取り付けられている。
ダストキヤツプ１８は、該ダストキヤツプと対応
する滑りブロツク１７２，１７３との間に缶入り
のワイパーを保持し、これによりダストや他の粒
子を滑りブロツクの滑動前にレール２６から除去
する。

第１Ａ及び２図に示すように、予備の前部滑り
ブロツク１８４が滑りブロツク１７２の後方にお
いて各ロツド２２上に配置されている。これに対
応して、予備の後部滑りブロツク１８６が各滑り
ブロツク１７３の後方に配置されている。これら
前部および後部の滑りブロツク１８４，１８６
は、それぞれ、いかなる荷重も負わないように、
ブロツク取付板１７４にゆるく取り付けられてい
る。従つて、予備の滑りブロツク１８４，１８６
はブロツク取付板１７４中に適宜に滑り込ませ、
かつ滑りブロツク１７２，１７３の一方もしくは
双方がまもうしたのちに、キヤリジ２８をコンベ
ヤ２２から取り外すことなく、対応する滑りブロ
ツク１７２，１７３を交換するように、ブロツク
取付板１７４にボルト止めすることができる。

キヤリジ２８は、第１Ａ及び１Ｂ図に示すよう
な復動液圧シリンダ１９０のような一対の液圧ジ
ヤツキによりコンベヤ２２に沿つて前後に運動さ
せられる。液圧シリンダ１９０は取付け用のアイ
プレート１９４にクロスピン１９２により結合さ
れた後端部分を有し、前記アイプレート１９４は
第１Ｂ図に示すようにレール２６の幾分後方の位
置においてコンベヤフレームの側部プレート５８
から上向きに伸びている。各液圧シリンダ１９０
の前方部分すなわちロツド部分は、キヤリジの前
記プレート１５６の下方部分に設けられた開口を
経て伸び、ナツト１９６およびロツクナツト１９
８からなる締結具と係合する。液圧シリンダ１９
０を前部プレート１５６に連結することにより、
液圧シリンダ１９０のロツド部分は、切削〓によ
る汚れや損傷から、キヤリジのフレーム１５５に
密接して重なる部分によつて防護されている。こ
の防護は、液圧シリンダのロツドのような露出し
た滑動機械面の汚れはトンネル機械の摩耗を損傷
の一般的な原因であるので、特に重要である。

第１Ａ，２及び３図を参照するに、細長いブー
ム３０が、コンベヤ２２の長さ方向へ前後動する
ようにキヤリジ２８に取り付けられて示されてい
る。ブーム３０は、端板２０４によつて塞がれた
後部すなわち外側の管状部材２００を含み、前記
端板は管状部材２００の後端を閉じる。ユニバー
サル部材すなわち横部材２０６はスイベルプレー
ト２０８に枢着されており、スイベルプレート２
０８は端板２０４から後方へ間隔をおいて平行に
伸びている。各スイベルプレート２０８は、第５
図に示すように、球状の軸受２１０の外側レース
を受入れる開口を有し、軸受２１０の内側レース
はユニバーサル部材２０６の対応するアームと係
合する。軸受２１０はスイベルプレート２０８間
の非平行性およびユニバーサル部材２０６を受け
るスイベルプレート２０８に設けられた開口間の
非整合に適応する。ユニバーサル部材２０６はキ
ヤリジのフレーム１５５の上方部分に固定され
た、相互に平行に間隔が置かれたアンカープレー
ト１７０と係合する。球状の軸受２１２はユニバ
ーサル部材２０６のアームの周面とアンカープレ
ート１７０に設けられて整合する孔の内周面との
間に圧入されており、前記アンカープレート間の
非平行性および前記アンカープレートの孔の非整
合に適応する。従つて、ユニバーサル部材２０６
はブーム３０がユニバーサル部材２０６のアーム
により規定された、２つの直角に配置された軸線
の回りに同時に揺動するのを許し、これにより掘
削工具３２が切羽TFの全面に到達するのを可能
にする。

さらに第１Ａ，２及び３図を参照すると、ブー
ム３０は、また、前部すなわち内側の管状部材２
１４を含み、該管状部材はブームの外側の管状部
材２００中へ相当距離後方へ伸びる。管状部材２
１４の後端部分は、第２図に示すように、外側の
管状部材２００内に収容された遊星減速歯車組立
体２１６のキヤリヤアセンブリにボルト止めされ
ている。遊星減速歯車組立体２１６はブームの管
状部材２００内に配置された液圧ギヤモータ２１
８の出力軸に結合されている。遊星減速歯車組立
体２１６は、液圧ギヤモータ２１８の出力軸の回
転速度より相当低速で、ブームの管状部材２１４
がその長手方向軸線の回りに回転するのを可能に
する。

さらに第２図を参照するに、ブームの内側部材
すなわち管状部材２１４の前端部分は間隔をおか
れた一対の軸受２２０により抗摩擦的に支持され
ており、軸受２２０は管状部材２１４の外周面係
合しかつ管状部材２００の内径側に形成された肩
部内に着座している。管状部材２００の前端部
は、管状部材２００の端部にボルト止めされた環
状の内側シール保持具２２２とリング保持具２２
６にボルト止めされた外側シール保持具２２４と
の間に配置された面シール材（図示せず）によ
り、ブームの管状部材２１４に関して固く密封さ
れている。前記のシール材は、異物が管状部材２
００内に入り込むのを阻止するばかりでなく、落
下する切削物によつて生じる衝撃に耐える十分な
強度をブーム３０に与える。

次に、第１Ａ，２及び３図を参照するに、掘削
具３２は、ブームの管状部材２１４の前端部に固
定的に取り付けられている。掘削具３２は平らな
ホープレート２８からなり、該ホープレートはシ
ードのエプロン４６の上部後方のトンネル床部お
よびコンベヤベルト１２上に落下した切断物をさ
らうスクレーパまたはホーとして役立つように、
ブームの管状部材２１４の前端部に対して横方向
に固定されている。尖つた掘削歯２３０はホープ
レート２２８の前面から直角に前方へおよび斜め
に後方へ伸びる。掘削歯２３０は、切羽で土砂や
岩石を適宜に掘削しまたゆるめる。

第１Ａ，２及び３図に示すように、ブーム３１
は液圧シリンダ２３２から成る一対の液圧ジヤツ
キにより制御されまたキヤリジ２８に関しての枢
動のために動力を与えられ、前記液圧ジヤツキは
ブームの管状部材２００の前端部分とキヤリジ２
８の前面板１５６との間に枢着されている。各液
圧シリンダ２３２の後端部分はボールジヨイント
２３４に枢着されており、該ボールジヨイントは
第５図に示すアンカープレート１７０下でキヤリ
ジの前部プレート１５６の斜め側縁部に溶接され
た取付ブロツク２３６にボルト止めされている。
これらのボールジヨイントは、液圧シリンダ２３
２がキヤリジ２８に関して自在に枢動するのを許
す。各液圧シリンダ２３２の前部すなわちロツド
の端部分２３７は、管状部材２００の前端部分に
取り付けられ、間隔をおいて平行に配置された取
付耳部２３８間にピン結合されている。クロスピ
ン２４０は取付耳部２３８に設けられた整合する
開口およびロツドの端部分２３７に設けられた開
口を経て伸びる。液圧シリンダ２３２はそれらの
対応するクロスピン２４０に関して直角に整合さ
れていないので、球状の軸受は各端部分２３７と
クロスピン２４０との間に配置されている。ブー
ムの管状部材２００がキヤリジ２８に連結されて
いるより下方の位置で液圧シリンダ２３２をキヤ
リジ２８に連結することにより、ブーム３０を単
に２つの液圧シリンダ２３２によつてキヤリジ２
８に関して枢動させることができる。付加的な液
圧シリンダ、リンク機構あるいは高価につくギヤ
モータは、掘削具３２と切羽TFで移動させるた
めに、あるいはゆるんだ土砂をコンベヤ２２上掘
り出すためには不要である。

第１Ａ，１Ｂ及び３図を参照するに、液圧シリ
ンダ２３２を制御するために、圧液が、電気モー
タ２５０により作動される液圧ポンプ２４６，２
４８からライン２４２，２４４を経て供給され
る。圧液はまたブーム３０内に収容されたブーム
のための液圧ギヤモータに動力ユニツト２４から
ライン２５２を経て供給される。しかし、圧液が
ブーム３０に達する前に、該圧液はオペレータに
よつて制御される弁２５４を経て流動し、この弁
２５４は切羽TFに向つてキヤリジ２８の左側に
取り付けられた、オペレータの座席２５６の前部
に設けられている。

トンネル掘削に本発明を利用するために、竪坑
が先ず所望のトンネル発進深さまで地盤に掘削さ
れる。次いで、推進可能のシールド２０が竪坑に
降ろされ、トンネルの推進方向へ向けられる。反
力体として垂直ホーの後側を使用して、シールド
の前部セクシヨン３４及び中間セクシヨン３６が
ラム４８により推進され、一方切羽は人力で又は
携帯可能の掘削装置により掘削される。いつたん
シールド２０がトンネル掘進軸線上に配置される
と、動力ユニツト２４がシールドの後側へ竪坑中
を下降される。次に、キヤリジ２８およびブーム
３０を備えるコンベヤ２２が先端部の最初の下降
を経て所定位置に降ろされる。コンベヤ２２の前
端部分は、次いで、ソケツト１００およびリンク
８８を経てシールド２０に連結され、又コンベヤ
の後端部分はクロスピン１４６により動力ユニツ
トに連結される。最後に、動力ユニツト２４、ブ
ーム３０およびコンベヤ２２を結ぶ圧液ホースが
接続される。

前記の構成によれば、従来のシールドトンネル
機械におけるとは相違して、シールドが地中に配
置された後は、トンネル内にわずかな組立体を要
するに過ぎない。従つて、実際の掘削を直ちにか
つ従来機械より少経費で会費で開始することがで
きるばかりでなく、機械のほとんどが坑内ではな
く工場に組立てられるので、誤組立の問題がほと
んど除去される。コンベヤ２２の前端部分で所定
位置にあるキヤリジにより、本発明のトンネル機
械でトンネルを実際に掘削すべく該トンネル機械
を作動させるために、ブーム３０がキヤリジ２８
の周りに枢特され、これにより掘削具２３０がト
ンネル床部に落下することになる土砂や岩石を切
羽TFで掘削しあるいはゆるめることができる。
同時に、ラム４８は、シールドの前部セクシヨン
３４および中間セクシヨン３６を切羽TFへ向け
て前方へ押すように伸長する。十分な量の〓が切
羽TFの底部に集められた後、掘削具のホープレ
ート２２８が〓をエプロン４６に、そしてコンベ
ヤのベルト６２に移す。これは、ブーム３０を下
降させ、次いでキヤリジ２８をコンベヤ２２に沿
つて後方へ引込めることによつて行なわれる。そ
の後、ブーム３０は持上げられ、キヤリジ２８は
前方へ伸び、その結果掘削具３２は〓をコンベヤ
２２上に引き込むことができる。〓はベルト６２
によりコンベヤ２２を経て後方上向きに運ばれ、
次いでコンベヤ２２の後端部分の下側に位置して
待ち構えた〓車１５２中に落下させる。トンネル
開削地盤が自立性のないゆるい地質から成る場
合、切羽TFは、該切羽のための支持面を形成す
べく、シールドの前部セクシヨン３４の上方部分
を閉塞する胸扉４０を伸ばすことにより、崩落か
ら免れることができる。

ラム４８が伸びきると、該ラムは引込められて
後部セクシヨン３８を前方へ引き、これにより付
加的な胴リブ５２および外皮部材５４をシールド
の後部セクシヨン３８内で組み立てることができ
る。

コンベヤ２２の前端部分が第２図に示すように
〓で詰まつた場合、コンベヤ２２、キヤリジ２８
およびブーム３０の全体を、単にリンク８８の後
端部でクロスピン９６を取り外すことにより、シ
ールド２０に関して後方へ引込め、次いで掘削具
３２をキヤリジの液圧シリンダ１９０の伸長によ
つて切羽TFに対して押し付け、これによりコン
ベヤのフレーム５６を枢動ブロツク１０４上を滑
動させる。コンベヤ２２が引込められると、エプ
ロン４６の背後域には、作業者がそこにある〓を
取り除くために容易に接近することができる。そ
の後、コンベヤ２２は、切羽TFに掘削具３２を
据えるか又はシールドの前部セクシヨン３４の先
端部上のホープレート２２８を捉えることによ
り、次いでキヤリジの復動型液圧シリンダ１９０
を引込めることにより、前方へ滑動させることが
できる。最後に、リンク８８が簡単にアイプレー
ト９０に再結合される。

さらに、コンベヤ２２は、例えば、切羽TFで
の爆破中にコンベヤ２２の前端部が損傷を受ける
のを防ぐために、又はシールド２０の修理時に該
シールド内により大きい空間を得るために、シー
ルドの後方へ相当距離引込めることができる。前
記の場合、クロスピン９６が先ずリンク８８から
取り外される。次いで、コンベヤ２２がまず切羽
TFに対して押すように掘削具３２を使用するこ
とにより後方へ移動され、その後、動力牽引ユニ
ツト（図示せず）または他の装置がコンベヤ２２
と共に後方へ動力ユニツト２８を引くように該動
力ユニツトに留められる。これに代え、コンベヤ
２２の全後退は、引き込みユニツトのみを使用す
ることにより行うことができる。レール１５４ま
たは同様な支持構造上にのる轆車（図示せず）
を、コンベヤのフレーム５６が枢動ブロツク１０
４の後方へ滑動した後、コンベヤ２２を支持すべ
く該コンベヤの前端部の下に置いてもよい。コン
ベヤ２２は単に前記したとは逆の手順を行うこと
によりシールド２０と適宜に再結合することがで
きる。