JPH0372197A - 自由断面シールド機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円形に限らず、所望の断面形状のトンネルを
連続して掘削することができる自由断面シールド機に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、上記のようなシールド機として種々のものが提案
され、実施されている。一般には、シールド機本体の前
面に配置したカッタを、このシールド機の中心軸回りに
回転させることにより、シールド機の推進方向前面を掘
削し、この掘削した分だけシールド機を推進させてセグ
メントリングを継足すことにより掘り進むといったもの
が用いられている。

また、特開昭５９−１０２０９０号公報には、上記シー
ルド機によって掘削したトンネル内の一部区間に退避部
や駅部などの拡径部を形成するための拡大シールド工法
が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のシールド工法やシールド機は、前面カッタの回転
により掘削するものであるため、掘削断面形状は円形に
限られ、それ以外の異形断面形状のトンネルを掘削する
ことは困難である。これに対し、下水道、電力線、地下
鉄のトンネル等、実際に必要とされる横断面形状は円形
以外のものが大半であるため、従来は、このような異形
断面形状を包含する大きな円形断面の掘削を行わねばな
らず、余分な掘削作業と、その掘削ずりの処理作業とが
必要とされている。このような余分な作業は、地下鉄の
トンネルのように大口径断面となる程、トンネル築造コ
ストに与える影響が大きく、シールド工法適用に際して
の制約ともなっている。

この問題に対し、上述の公報に示される発明は、−旦ト
ンネルを通常径で掘削してセグメントリングを組立てた
後、対象部分のセグメントリングを取外して半径方向に
特殊掘削作業を行うことにより上記拡径部などを部分的
に形成するものであり、円形以外の所望形状の断面を連
続して掘削するものではない。

本発明は、このような事情に鑑み、円形に限らず所望の
断面形状のトンネルを連続して掘削することができるシ
ールド機を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、シールド機本体と、このシールド機本体にそ
の推進方向に延びる軸回りに回転可能に支持され、前面
にセンターカッタを有する回転体と、この回転体を駆動
する駆動手段と、この回転体にその回転軸から外れた位
置に回動可能に支持された複数の回動部材と、この回動
部材の前部回動端に一体に固定され、前方の土砂をその
回動方向に削り落とす回動カッタと、所望の掘削形状に
対応する案内形状をもつガイド部材と、このガイド部材
に上記回動部材の後部回動端を押付けることにより回動
カッタの公転軌跡を規制する規制手段とを備えたもので
ある（請求項１）。

また本発明は、シールド機本体と、このシールド機本体
にその推進方向に延びる軸回りに回転可能に支持され、
前面にセンターカッタを有する回転体と、この回転体を
駆動する駆動手段と、この回転体にその回転軸から外れ
た位置に回動可能に支持された複数の回動部材と、この
回動部材の前部回動端に一体に固定され、前方の土砂を
その回動方向に削り落とす回動カッタと、上記回動部材
を回動させる作動手段と、各回動カッタが所望の掘削形
状に応じた軌跡を描きながら公転するように回動部材の
回動を制御する駆動制御系とを備えたものである（請求
項２）。

〔作　用〕

まず、請求項１記載のシールド機によれば、駆動手段に
より回転体およびセンターカッタが回転駆動されること
によって、掘削前面である切羽の中央部分が掘削される
。さらに、このセンターカッタおよび回転体の回転中、
この回転体に回動可能に支持された回動カッタがガイド
部材の案内形状に対応する特有の軌跡を描いて公転する
ことにより、上記切羽の外周部が削り落され、全体とし
て所望の断面形状の掘削が行われる。

また請求項２記載のシールド機によれば、上記センター
カッタおよび回転体の回転中、この回転体に回動可能に
取付けられた回動カッタが回動部材とともに駆動制御系
の制御の下で特有の軌跡を描きながら公転することによ
り、上記切羽の外周部が掘削され、全体として所望の断
面形状の掘削が行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１実施例（第１図〜第３図） ここに示されるシールド機は、角筒形状のスキンプレー
ト（シールド機本体）１を備え、このスキンプレート１
の先端部にカッティングホイール（回転体）２を内蔵し
ている。

このカッティングホイール２は前面板３および後面板１
０を有し、上記スキンプレート１の中心軸（推進方向に
延びる軸）Ｇを中心に回転可能に構成されている。上記
前面板３には、複数のスリット３ａが放射状に形成され
るとともに、この前面板３の中心部分にはセンタービッ
ト４が設けられ、上記スリット３ａの周縁部分には多数
のカッタビット５が配設されており、両ビット４．５に
よりセンターカッタ６が構成されている。また、このカ
ッティングホイール２の周縁部前方の複数箇所には、前
方の土砂を回動方向に削り落すフォーミングカッタ（回
動カッタ）７が配設されている。

第２図に示されるように、カッティングホイール２の後
部外周面は、スキンプレート１側のブラケット８ａに固
定された旋回軸受９の内輪に接合されており、カッティ
ングホイール２の後面板１０にはリング１１が後方に延
設されている。これに対し、スキンプレート１の中央部
分には中空状の固定リング１５が設置され、この固定リ
ング１５の外側にシール１６を挟んで上記リング１１が
回転可能に嵌められている。

このリング１１の後端部にはカッティングホイール駆動
用歯車１２が固定されている。リング１１の後方では、
スキンプレート１に設けられたブラケット８ｃに減速機
付モータ（駆動手段）３５が固定されており、この減速
機付モータ３５の駆動軸に設けられたピニオン１８ｂが
上記カッティングホイール駆動用歯車１２に噛合されて
いる。

なお、第２図中１６ａはシールであり、上記シール１６
とともに、土砂が後方に流入するのを防いでいる。この
シール１６ａを設ける座にあたるスキンプレート１の一
部の内周は円状に形成されている。

次に、上記フォーミングカッタ７が固定される回動部材
の構造（第２図のＰ部）を説明する。

カッティングホイール２の後面板１０には、この後面板
１０とブラケット７３により前後で支持されるハウジン
グ７２が周方向に複数個（ここでは３個）配設され、こ
のハウジング７２内１−　軸受７１を介して前後方向に
延びるトーションバー２３が回転可能に支持されている
。このトーションバー２３の前端部にはカッタアーム７
０が固定され、後部には制御レバー２９が固定されてお
り、これらによって、、トーションバー２３を中心に回
動可能な回動部材が構成されている。そして、上記カッ
タアーム７０の回動端（前部回動端）に上記フォーミン
グカッタ７が固定されており、このフォーミングカッタ
７と回動部材とが一体に回動するようになっている。な
お１、カッティングホイール２には切欠２ｂ（第１図）
が形成されており、上記フォーミングカッタ７との干渉
が防止されている。

制御レバー２９は、上記トーションバー２３の後端部に
スプラインを介して結合され、この制御レバー２９の回
動端（後部回動端）にはピン２７ａを中心として回転可
能にローラ２８が取付けられている。

第３図に示されるように、前記リング１１の外周には複
数のブラケット８ｅが配設され、各ブラケット８ｅにピ
ン２７ｂを中心として揺動可能に伸縮部材（規制手段）
３３が取付けられており、この伸縮部材３３の可動端に
、上記制御し／＜−２９がピン２７ｃを介して回転可能
に連結されている。この伸縮部材３３は収縮状態で取付
けられており、制御レバー２９に対して常に伸長方向の
力を与えている。

これに対し、スキンプレート１の内側面には、上記ロー
ラ２８と接触する位置にガイドレール（ガイド部材）３
４が固定されている。このガイドレール３４は、所望の
掘削形状（ここでは角形）に対応する内周面（案内面）
を有し、この内周面に上記伸縮部材３３の付勢力によっ
てローラ２８が押付けられている。

なお、第２図において、６６はチャンバ２ａ内の掘削土
砂を後方に搬出するスクリューコンベア、３７はシール
ド機で掘削したトンネル内壁にセグメント３６を敷設す
るエレクタ、３８はセグメント３６から反力をとってシ
ールド機を推進させるシールドジヤツキ、３９はセグメ
ント３６の外周部からシールド機内へ土砂や水等が流入
することを防ぐテールシールである。

次に、このシールド機の作用を説明する。

スキンプレート１内の減速機付モータ３５を駆動するこ
とにより、その駆動軸に固定されたビニオン１８ｂに噛
合されているカッティングホイール駆動用歯車１２が回
転し、これと一体にリング１１およびカッティングホイ
ール２も回転する。

このカッティングホイール２の回転に伴って、フォーミ
ングカッタ７およびその駆動装置全体も中心軸６回りに
一体に公転するが、制御レバー２９の先端部のローラ２
８は伸縮部材３３の付勢力でガイドレール３４の内周面
に押付けられているため、このガイドレール３４の内周
形状に応じた軌跡を描いて公転する。この制御レバー２
９には、トーションバー２３およびカッタアーム７０が
一体に連結されているので、カッタアーム７０の先端部
に固定されたフォーミングカッタ７も、ガイドレール３
４の内周形状に応じた軌跡、すなわち所望の掘削形状に
対応する軌跡を描いて中心軸６回りに公転する。

従って、上記減速機付モータ３５によってカッティング
ホイール２およびフォーミングカッタ７を回転駆動しな
がら、シールドジヤツキ３８の作動力でシールド機全体
を推進させることにより、中央で回転するセンタービッ
ト４およびカッタビット５によって中央円形部分を掘削
するとともに、その周囲を特有の軌跡を描きながら公転
するフォーミングカッタ７によって外周部分の土砂を上
記回動方向に削り落すことができ、全体として所望の断
面形状を有するトンネルを掘削することができる。

このようにして掘削された土砂は、前面板３に形成され
たスリット３ａｓおよびカッティングホイール２の切欠
２ｂを通ってチャンバ２ａ内に取込まれ、順次スクリュ
ーコンベア６６によって後方に搬出された後、第２図に
一点鎖線で示されるベルトコンベア４０等で最終的に地
上へ搬出される。

この際、掘削土砂をチャンバ２ａ内に充満させ、チャン
バ２ａ内の圧力を一定範囲に保持するようニスクリユー
コンベア６６で引出す土砂の量を調節すれば、チャンバ
２ａ内およびその前方にある土砂は、スクリューコンベ
ア６６の作動により生ずる圧力差によってその先端取込
み口に円滑に流れることになる。

このようなシールド機によれば、カッティングホイール
２に固定されたセンターカッタ６と、その周囲に配設さ
れたフォーミングカッタ７により、所望の断面形状をも
つトンネルを連続して容易に掘削することができる。

しかも、このシールド機では、単一の駆動源である減速
機付モータ３５によってカッティングホイール２および
各フォーミングカッタ７の双方を回転させており、フォ
ーミングカッタ７を駆動するための特別な機構は不要で
あるため、故障要因が少なく、軽量かつ低コストの簡単
な構造で上記効果を得ることができる。また、定形状を
もつガイドレール３４によってフォーミングカッタ７の
公転軌跡を規制することにより、フォーミングカッタ７
に外力が作用してもその軌跡が乱れにくい効果がある。

さらに、この実施例に示されるように、シールド機本体
の中央部に中空状の固定リング１５を設け、この固定リ
ング１５の外周部に伸縮部材３３等を設けるようにすれ
ば、この固定リング１５の内部空間を利用してスクリュ
ーコンベア６６を好適な傾斜角度で設置することが可能
になる。

第２実施例（第４図、第５図） ここでは、前記第１実施例におけるフォーミングカッタ
７がカッティングホイール２の後方に配置されている。

具体的には、カッティングホイール２がスポーク状の前
面板３と後面板１０とに２分され、両板３．１０が前後
に延びる図外のトルクアームで連結されている。また、
前面板３において各トーションバー２３に対応する位置
にはハウジング７４が固定され、このハウジング７４内
に設けられた軸受７４ａによってトーションバー２３の
前端部が回転可能に支持されている。

このような構造によれば、まず、前面板３に設けられた
センタービット４およびカッタビット５が土砂を掘削し
、次に、その周囲の部分をフォーミングカッタ７が掘削
するため、前記第１実施例のようにフォーミングカッタ
７が前面板３の前方に配置されたものに比べ、フォーミ
ングカッタ７による掘削領域が大幅に減少し、これに伴
い次のような効果が得られる。

（１）　　フォーミングカッタ７は、センターカッタ６
による掘削領域の外周部土砂を掘削するものであるため
、その掘削仕事量は単なる見掛は以上に大きい。従って
、前記第１実施例のようにフォーミングカッタ７の負担
が大きい構造では、フォーミングカッタ７の刃がセンタ
ーカッタ６よりも先行して損耗することになる。これに
対し、この実施例のようにフォーミングカッタ７を後方
に配置すれば、その掘削面積が低減するとともに、セン
ターカッタ６による掘削で土砂が弛むため、フォーミン
グカッタ７の負担が軽減され、両力ツタの損耗度が平均
化されて、シールド機全体の寿命が延びる。

（２）　　フォーミングカッタ７の公転中、このフォー
ミングカッタ７が固定された回動部材には大きなねじり
荷重が作用するため、フォーミングカッタ７の負担を軽
減することにより、上記回動部材の構造をより簡略化し
て製作コストの低減およびシールド機の小型化を図るこ
とができる。特に、チャンバ２ａ内に位置する回動部材
を小型化することにより、チャンバ２ａ内の土砂の流動
性が高まるとともに、フォーミングカッタ７で掘削され
た土砂がチャンバ２ａ内に取込まれ易くなる。

（３）　　スキンプレート１内から見てフォーミングカ
ッタ７がカッティングホイール２よりも手前側に位置す
ることになるので、掘削途中でフォーミングカッタ７に
折損等の異常が生じたときにその補修を容易に行うこと
ができる。

第３実施例（第６図〜第８図） 前記第１実施例では、フォーミングカッタ７の公転軌跡
を伸縮部材３３およびガイドレール３４で規制すること
により、所望の掘削形状が得られるようにしているが、
ここでは、第６図に示されるように上記ガイドレール３
４を設けず、その代わりに第７図に示されるような駆動
制御系によって伸縮部材（作動手段）３３の伸縮を制御
することにより、回動部材を適宜回動させて所望の公転
軌跡を得るようにしている。

第７図において、カッティングホイール回転位置検出器
９０は、カッティングホイール２の基準回転位置を適当
な位置（例えば第６図の位置）に定め、この基準回転位
置に対するカッティングホイール２の回転変位量（例え
ば角度）を検出するものである。

伸縮部材伸縮量検出器９４は、伸縮部材３３の基準長さ
を適当な値に定め、この長さに対する実際の伸縮部材３
３の伸縮量を検出するものであり、ポテンショメータ等
で構成されている。なお、上記基準長さとしては、例え
ば制御レバー２９が第６図の位置にあるときの伸縮部材
３３の長さを設定すればよい。

演算装置９１は、所定の掘削断面を得ることを目的とし
た場合に上記カッティングホイール２の回転変位量に対
して必要な伸縮部材３３の伸縮量を演算するプログラム
が組込まれたものであり、上記カッティングホイール回
転位置検出器９０から入力されたカッティングホイール
２の回転変位量に対して必要な伸縮部材３３の伸縮量を
瞬時に演算する。その演算内容については後に詳細に記
す。

比較器９２は、演算装置９１および伸縮部材伸縮量検出
器９４から各々入力された変位量同士を比較し、両者が
等しくなるように伸縮部材制御器９３に伸長あるいは収
縮の指令を与え、両者の差がなくなった時点で停止の指
令を与えるものである。

伸縮部材制御器９３は、伸縮部材３３の実際の伸縮量を
制御するものである。例えば伸縮部材３３に油圧シリン
ダを使用した場合には、この油圧シリンダへの供給油を
制御するサーボ弁、並びにこのサーボ弁の制御機器−式
が上記伸縮部材制御器９３に該当する。

次に、このシールド機の作用を説明する。

前記第１実施例と同様に、スキンプレート１内の減速機
付モータ３５でカッティングホイール２が回転駆動され
、フォーミングカッタ７が中心軸６回りに公転する。

一方、駆動制御系では、まず演算装置９１により、カッ
ティングホイール２の回転位置に対し、所望の断面形状
を得るために必要な伸縮部材３３の伸縮量が演算され、
この伸縮量と実際の伸縮量との比較から、伸縮部材３３
の伸縮駆動、すなわち制御レバー２９等からなる回動部
材の回動駆動が制御される。

その制御内容を具体的に説明すると、例えばフォーミン
グカッタ７がスキンプレート１のコーナ一部に対応する
位置にあるときは、伸縮部材３３を伸長させることによ
って、中心軸Ｇからフォーミングカッタ７先端部までの
距離（すなわち公転半径）を延ばし、これによってフォ
ーミングカッタ７による掘削領域をコーナ一部まで広げ
る。逆に、フォーミングカッタ７が角型スキンプレート
１の各辺の中点に対応する位置にあるときは、伸縮部材
３３を収縮させ、中心軸Ｇからフォーミングカッタ７先
端部までの距離を縮める。このような制御により、フォ
ーミングカッタ７は所望の掘削形状（ここでは略四角形
状）に応じた軌跡を描いて公転する。

従って、このシールド機においても、センターカッタ６
で中央円形部分を掘削し、外周部分をフォーミングカッ
タ７で掘削することにより、前記実施例と同様に全体と
して所望の断面形状を有するトンネルを掘削することが
できる。

さらに、このシールド機では、駆動制御系によって回動
部材の回動駆動を制御することにより、フォーミングカ
ッタ７が所望の公転軌跡を描くようにしているので、演
算装置９１に組込まれるプログラムを適宜変換するだけ
の操作で、種々の掘削断面形状を容易に得ることができ
る。

また、このような機能を利用していわゆるオーバーカッ
トを行うことにより、さらに優れた効果を得ることがで
きる。このオーバーカットを第８図に基づいて説明する
。

図において、スキンプレートｌの外周１ａの外側にハツ
チングで示された領域Ｊ、に、Ｌ、Ｍがオーバーカット
ゾーンである。通常の掘削は、演算装置９１に組込まれ
たプログラムによってフォーミングカッタ７がスキンプ
レート１の外周形状に沿って移動するように制御される
が、ここでは、演算装置９１に、上記移動を実現するた
めのプログラムの他、スキンプレート１の外周形状に領
域Ｊを加えた外周形状９６ａに沿ってフォーミングカッ
タ７を移動させるプログラム、また、領域Ｋを加えた外
周形状９６ｂ１領域りを加えた外周形状９６ｃ１領域Ｍ
を加えた外周形状９６ｄに沿ってそれぞれフォーミング
カッタ７を移動させるプログラムを組込むようにする。

これと同時に、上記５種類のプログラムを任意に選択す
るための選択回路を演算装置９１に付加し、必要に応じ
て５種類の掘削断面のうちの１つを任意に選択できるよ
うにする。このような構成にすることにより、次に説明
するようなオーバーカットによる効果を得ることができ
る。

例えば、通常の掘削断面プログラムを選択して掘進して
いる途中で、このプログラムを外周形状９６ａに一致す
る掘削断面プログラムに切換えると、スキンプレートｌ
の上辺から上方にはみ出した部分の土砂も掘削される（
オーバーカット）。

この状態で掘削を進めると、スキンプレート１上方の領
域Ｊに相当する断面空間が形成され、この部分でのスキ
ンプレート１と土砂との摩擦抵抗が減少する。一方、ス
キンプレート１の下部は依然土砂と接しているため、ス
キンプレート１の上部の摩擦抵抗とスキンプレート１の
下部の摩擦抵抗との差は次第に大きくなる。その結果、
シールド機は摩擦抵抗の小さい上側に逃げようとし、シ
ールド機の推進方向は次第に上を向く。

このように、シールド機はオーバーカットした方向に向
きを変えようとするので、第８図の外周形状９６ａ〜９
６ｄに一致する掘削断面プログラムを適宜選択すること
により、シールド機の進行方向を上下左右に容易に変更
することができ、急カーブの掘進が可能になる。また、
４つのコーナ一部をそれぞれオーバーカットできるプロ
グラムを組込んでおけば、ローリングに対する姿勢立直
し制御も容易に行うことができる。

なお、本発明は以上説明した実施例に限定されず、例と
して次のような態様をとることもできる。

（１）　　本発明では、回動カッタの個数および配設位
置は問わず、土質に応じて適当な場所に配置すればよい
。回動カッタの構造についても、前方の土砂を回動方向
に削り落すものであればよく、例えば第９図に示される
カッタ７′のように、複数のピースに分割されたカッタ
ビット７ａを有するものでも上記と同様の効果を得るこ
とができる。

（２）　　本発明におけるガイド部材の形状は、上記ガ
イドレール３４のような角形に限らず、円形、卵形、馬
蹄形等、所望の掘削形状に合せて適宜設定すればよい。

第■０図は、スキンプレート１の外周１ａ、カッティン
グホイール２の回転により得られる掘削断面形状である
小円１００（−点鎖線）、上記小円１００の中心から回
動カッタの中心を最も遠ざけた状態でカッティングホイ
ールを回転させたときに得られる掘削断面形状である大
円１０１（−点鎖線）を示したものであるが、この装置
では、上記小円１００と大円１０１に囲まれる範囲内で
自由に回動カッタの公転軌跡を設定することができる。

いずれの場合も、各掘削断面形状に応じた断面形状をも
つスキンプレートを用いることにより、良好な掘削を行
うことができる。例えば同図は、角筒形状のスキンプレ
ート１の外周１ａを示したものであるが、この図から明
らかなように、上記スキンプレート１の外周形状は上述
の範囲内に収められている。

同様にして、第１１．１２図は、上述の範囲内に馬蹄形
および小判形の外周形状を収めた例を示している。これ
らの場合も、上記馬蹄形や小判形の外周形状をもつスキ
ンプレート１を用いるとともに、回動カッタの公転軌跡
がこれらの形の合致するような形状のガイドレールを用
いるよウニスればよい。

すなわち、このシールド機によれば、ガイドレールおよ
びスキンプレートの形状を適宜変更するだけで、単一の
シールド機により種々の掘削断面を容易に得ることがで
きる。

一方、ガ″イド部材の構造についても、上記のようなレ
ールの他、例えば内歯車とし、前記ローラ２８を用いる
代わりに上記内歯車と噛合うピニオンギヤを用いるよう
にしてもよい。

また、第３実施例のように駆動制御系で所望の公転軌跡
を得る場合も、上記馬蹄形や小判形等の種々の外周形状
をもつスキンプレートを用いるとともに、フォーミング
カッタの公転軌跡がこれらの形に合致するようなプログ
ラムを演算装置に組込むようにすれば、種々の掘削形状
を得ることができる。すなわち、このシールド機によれ
ば、演算装置のプログラムを変更し、かつスキンプレー
トの形状を上記演算装置のプログラムに対応する形状に
変更するだけで、単一のシールド機により種々の掘削断
面を容易に得ることができる。

（３）　　前記第１実施例ではローラ２８をガイドレー
ル３４に押付ける手段として伸縮部材３３を用いている
が、例えばガイドレール３４を内外二重の構造にし、こ
の間をローラ２８が通過するようにすれば、伸縮部材３
３の省略も可能である。

（４）　　前記各実施例ではカッティングホイール２を
スキンプレート１の内側面で支持するようにしているが
、例えば第２図に示される固定リング１５の外周に軸受
を固定し、この軸受によってカッティングホイール２を
支承するようにしてもよい。

（５）　　第３実施例において回動部材を回動させるた
めの作動手段はその種類を問わず、例えば、上記カッテ
ィングホイール２の駆動と同様に、減速機付モータで回
動部材を駆動することも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば次の効果を得ることがで
きる。

まず請求項１記載のシールド機では、センターカッタを
有する回転体を回転させるとともに、この回転体に回動
部材を介して支持された回動カッタをガイド部材に沿っ
て公転させ、所望の掘削形状に対応する軌跡を描かせる
ようにしたものであるので、上記センターカッタによっ
て切羽の中央円形部分を掘削するとともに、その外周部
を特有の軌跡を描く回動カッタによって掘削することに
より、全体として所望の断面形状を有するトンネルを自
由に掘削することができる。

しかも、回動カッタを駆動するための特別な機構は不要
であるため、故障要因の少ない簡単かつ低コストの構造
で、上記効果を得ることができる。

また、予め定まった形状のガイド部材の案内面に遊星カ
ッタの回転軸を押付けることによりその公転軌跡を規制
するようにしているので、遊星カッタに外力が加わって
も上記軌跡は乱れにくい。

また請求項２記載のシールド機では、上記回動カッタが
所望の掘削形状に対応する軌跡を描くように回動部材の
回動を制御するものであるので、請求項１記載のシール
ド機と同様に、簡単かつ低コストの構造で、所望の断面
形状を有するトンネルを自由に掘削することができる。

しかも、上記回動部材の駆動制御内容を変えるだけで、
上記遊星カッタによる掘削形状を容易に変更することが
できる効果かあ、る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例におけるシールド機の正面
図、第２図は第１図のｎ−ｍ線断面図、第３図は第２図
の■−■線断面図、第４図は第２実施例におけるシール
ド機の正面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線断面図、第６
図は第３実施例におけるシールド機の上記第３図相当の
断面図、第７図は同シールド機に備えられた駆動制御系
のブロック図、第８図は同シールド機により行われるオ
バーカットの説明図、第９図は他の実施例における回動
カッタの正面図、第１０図はフォーミングカッタの公転
軌跡およびスキンプレートの外周形状の設定範囲を示す
説明図、第１１図および第１２図はスキンプレートの外
周形状の他の例を示す説明図である。 ｌ・・・スキンプレート（シールド機本体）、２・・・
カッティングホイール（回転体）、６・・・センターカ
ッタ、７・・・フォーミングカッタ（回動カッタ）、７
′・・・カッタ（回動カッタ）、２３・・・トーション
バー（回動部材を構成）、２９・・・制御レバー（回動
部材を構成）、３３・・・伸縮部材（規制手段および作
動手段）、３４・・・ガイドレール（ガイド部材）３５
・・・減速機付モータ（駆動手段）、７０・・・カッタ
アーム（回動部材を構成）、９０・・・カッティングホ
イール回転位置検出器（駆動制御系を構Ｆｆｃ）、９１
・・・演算装置（駆動制御系を構成）、９２・・・比較
器（駆動制御系を構成）、９３・・・伸縮部材制御器（
駆動制御系を構成）、９４・・・伸縮部材伸縮量検出器
（駆動制御系を構成）、Ｇ・・・中心軸（推進方向に延
びる軸）。 第　　１ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シールド機本体と、このシールド機本体にその推進
   方向に延びる軸回りに回転可能に支持され、前面にセン
   ターカッタを有する回転体と、この回転体を駆動する駆
   動手段と、この回転体にその回転軸から外れた位置に回
   動可能に支持された複数の回動部材と、この回動部材の
   前部回動端に一体に固定され、前方の土砂をその回動方
   向に削り落とす回動カッタと、所望の掘削形状に対応す
   る案内形状をもつガイド部材と、このガイド部材に上記
   回動部材の後部回動端を押付けることにより回動カッタ
   の公転軌跡を規制する規制手段とを備えたことを特徴と
   する自由断面シールド機。 ２、シールド機本体と、このシールド機本体にその推進
   方向に延びる軸回りに回転可能に支持され、前面にセン
   ターカッタを有する回転体と、この回転体を駆動する駆
   動手段と、この回転体にその回転軸から外れた位置に回
   動可能に支持された複数の回動部材と、この回動部材の
   前部回動端に一体に固定され、前方の土砂をその回動方
   向に削り落とす回動カッタと、上記回動部材を回動させ
   る作動手段と、各回動カッタが所望の掘削形状に応じた
   軌跡を描きながら公転するように回動部材の回動を制御
   する駆動制御系とを備えたことを特徴とする自由断面シ
   ールド機。