JPH08260891A - 硬岩トンネル掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな屈曲角による急な曲線掘削が可能とな
り、スムーズなローリング補正も可能となるとともに上
下方向にも屈曲が可能となる硬岩トンネル掘削機の提
供。 【構成】 前胴−中胴間および中胴−後胴４間それぞれ
が継ぎ手部材によって屈曲自在に連結され、中胴−後胴
間の継ぎ手部材６が、中胴の後端部全周にわたって形成
された球面円筒部材２１と、後胴の前端部に配設され
た、全周にわたって前記球面円筒部材の表面に接するシ
ールリング２３および支持部材２２と、中胴の後端部に
配設された胴軸方向の長孔２４ａを有するコの字状断面
の第一ブラケット２４と後胴の前端部に配設された胴周
方向の長孔２５ａを有し且つ第一ブラケットに係合する
第二ブラケット２５と、両ブラケットの長孔に貫入する
ピン２７とを有している

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硬岩トンネル掘削機
（以下、単にトンネル掘削機という）に関する。さらに
詳しくは、山岳等の硬質な岩盤地域においてもトンネル
を掘削することができ、また、状況に応じてとくにセグ
メントを組み立てる必要なく、掘削された坑壁を突っ張
って自身を固定するための独自のグリッパを備えて掘進
することのできるトンネル掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、岩盤地層においても鉄道、道路、
導水路、上下水路等のためのトンネル需要が増大してい
る。従来、トンネル掘削のための機械化工法には一般に
軟弱土層用のシールド掘進機と硬岩土層用のトンネル掘
削機とが用いられている。本発明の対象ともなっている
トンネル掘削機は、硬質な岩盤を利用してその掘削され
た坑壁を独自のグリッパで突っ張り、掘削機自身を坑壁
に固定して掘削前進の反力を支持しうるように構成され
ている。また、トンネル掘削機の構成、作用上の特徴と
して、ローラビットの配列および掘削ズリ取入口の配置
上の制約によって、掘削のためのカッターディスクの回
転が一方向に限られてしまう場合が多い。

【０００３】従来のトンネル掘削機は特公昭６２−３２
３１９号公報に詳細に開示されている。

【０００４】最近、トンネル掘削機に対しても曲進掘削
の要求があり、前記公報にも記載されているように、複
数の胴体を屈曲可能に連結し、方向制御ジャッキおよび
ディテインジャッキ等でこれら胴体同士を屈曲する構成
が創出されている。

【０００５】前記公報に記載のトンネル掘削機は、前
胴、中胴および後胴からなり、前胴と中胴との間および
中胴と後胴との間それぞれが、たがいの胴端部を緩く嵌
合し、ピン結合することによって屈曲されうるように構
成されている。嵌合された胴間の隙間にはシール部材が
配設されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のトンネル掘削機
は、胴同士が単に緩嵌合およびピン結合しているだけの
構造であるため、屈曲時には嵌合部での胴間の隙間が胴
径方向の一方で縮小するとともに１８０°反対側では拡
大するのであり、かかる変動を前記シール部材の変形に
よって対応するようにしているのである。その結果、胴
同士の屈曲角度を大きくすると、それに比例して前記一
方の隙間が小さくなってシール部材に強力な圧縮力が作
用して損傷を与えて劣化を促進し、また、反対側の隙間
は大きくなってシール機能が喪失する。

【０００７】また、前述のごとくカッターディスクの回
転が一方向のみであるから、掘削中に回転反力によって
胴間のローリング（いわば捩じれ）の発生に起因して周
方向の相対変位が生じる。

【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、胴同士の間にいわば球面継ぎ手を形
成することによって大きな屈曲角度を可能としたトンネ
ル掘削機を提供するとともに、かかる構成に従来の周方
向相対変位の修正機構を併設したトンネル掘削機を提供
することをも目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用】本発明の
第一態様に係る掘削機は、複数個の円筒状の胴が継ぎ手
機構を介して屈曲自在に連結された硬岩トンネル掘削機
であって、前記継ぎ手機構が、全周にわたって実質的に
部分球面状に形成された少なくとも一方の胴端部と、該
一方の胴端部に嵌合され且つ全周にわたって前記部分球
面状の胴端部表面に接するシール部材が配設された他方
の胴端部と、前記嵌合部における一直径方向の二箇所に
配設された、両胴端部を回転結合する径方向のピンとか
ら構成されている。

【００１０】かかる第一態様の掘削機によれば、胴同士
がいわば球面継ぎ手によって接続されているため、ピン
を中心とした胴間の屈曲時にシール部材の機能維持限度
角が大きくなる。すなわち、大きな屈曲角が可能となる
ので急な曲線掘削が可能となる。これは、理論的に胴端
部同士の隙間が変化しないことに基づいている。

【００１１】本発明の第二態様に係る掘削機は、複数個
の円筒状の胴が、互いにその端部同士のシール部材を介
した嵌合と継ぎ手機構とによって屈曲自在に連結されて
おり、両胴の周方向の相対変位を解消するためのジャッ
キが胴中心から外れた状態でその一端を一方の胴に支持
されるとともに他端を他方の胴に支持された硬岩トンネ
ル掘削機であって、前記継ぎ手機構が、前記嵌合した両
端部における一直径方向の二箇所に配設され、各継ぎ手
機構が一方の胴端部に配設された胴軸方向の長孔を有す
る第一ブラケットと他方の胴端部に配設された胴周方向
の長孔を有する第二ブラケットとからなり、両ブラケッ
トが隙間をおいて重なり合うとともに、前記両長孔にピ
ン部材が貫入するように配設されている。

【００１２】かかる第二態様の掘削機によれば、前記ジ
ャッキによって周方向の相対変位を解消するように同軸
状に相対回転させると、ブラケットの胴周方向の長孔に
沿ってピン部材がガイドされるためにスムーズなローリ
ング補正が可能となるとともに、ブラケット間の隙間と
胴軸方向の長孔とによってピン部材と直角な方向にも屈
曲が可能となり、しかも、これらの作用がブラケットお
よびピン部材という簡易な機構によって達成される。

【００１３】本発明の第三態様に係る掘削機は、複数個
の円筒状の胴が継ぎ手機構を介して屈曲自在に連結さ
れ、両胴の周方向の相対変位を解消するためのジャッキ
が胴中心から外れた状態でその一端を一方の胴に支持さ
れるとともに他端を他方の胴に支持された硬岩トンネル
掘削機であって、前記継ぎ手機構が、全周にわたって実
質的に部分球面状に形成された少なくとも一方の胴端部
と、該一方の胴端部に嵌合され且つ全周にわたって前記
部分球面状の胴端部表面に接するシール部材が配設され
た他方の胴端部と、前記嵌合部における一直径方向の二
箇所に配設されたピン結合機構とからなり、該ピン結合
機構が、一方の胴端部に配設された円形孔を有する第一
ブラケットと他方の胴端部に配設された胴周方向の長孔
を有する第二ブラケットとからなり、両ブラケットが重
なり合うとともに、前記両孔にピン部材が貫入するよう
に配設されている。

【００１４】かかる第三態様の掘削機によれば、ピンを
中心とした胴間の屈曲時にシール部材の機能維持限度角
が大きくなることによって急な曲線掘削が可能となると
ともに、胴間のスムーズなローリング補正が可能とな
る。

【００１５】本発明の第四態様に係る掘削機は、複数個
の円筒状の胴が継ぎ手機構を介して屈曲自在に連結され
た硬岩トンネル掘削機であって、前記継ぎ手機構が、全
周にわたって実質的に部分球面状に形成された少なくと
も一方の胴端部と、該一方の胴端部に嵌合され且つ全周
にわたって前記部分球面状の胴端部表面に接するシール
部材が配設された他方の胴端部と、前記嵌合部における
一直径方向の二箇所に配設されたピン結合機構とからな
り、該ピン結合機構が、一方の胴端部に配設された胴軸
方向の長孔を有する第一ブラケットと他方の胴端部に配
設された円形孔を有する第二ブラケットとからなり、両
ブラケットが隙間をおいて重なり合うとともに、前記両
孔にピン部材が貫入するように配設されている。

【００１６】かかる第四態様の掘削機によれば、ピンを
中心とした胴間の屈曲時にシール部材の機能維持限度角
が大きくなることによって急な曲線掘削が可能となると
ともに、ブラケット間の隙間と胴軸方向の長孔とによっ
てピン部材の軸方向にも屈曲することが可能となる。

【００１７】本発明の第五態様に係る掘削機は、複数個
の円筒状の胴が継ぎ手機構を介して屈曲自在に連結さ
れ、両胴の周方向の相対変位を解消するためのジャッキ
が胴中心から外れた状態でその一端を一方の胴に支持さ
れるとともに他端を他方の胴に支持された硬岩トンネル
掘削機であって、前記継ぎ手機構が、全周にわたって実
質的に部分球面状に形成された少なくとも一方の胴端部
と、該一方の胴端部に嵌合され且つ全周にわたって前記
部分球面状の胴端部表面に接するシール部材が配設され
た他方の胴端部と、前記嵌合部における一直径方向の二
箇所に配設されたピン結合機構とからなり、該ピン結合
機構が、一方の胴端部に配設された胴軸方向の長孔を有
する第一ブラケットと他方の胴端部に配設された胴周方
向の長孔を有する第二ブラケットとからなり、両ブラケ
ットが隙間をおいて重なり合うとともに、前記両長孔に
ピン部材が貫入するように配設されている。

【００１８】かかる第五態様の掘削機によれば、ピンを
中心とした胴間の屈曲時にシール部材の機能維持限度角
が大きくなることによって急な曲線掘削が可能となると
ともに、ブラケット間の隙間と胴軸方向の長孔とによっ
てピン部材の軸方向にも屈曲することが可能となる。し
かも、ブラケットの胴周方向の長孔に沿ってピン部材が
ガイドされるためにスムーズなローリング補正が可能と
なり、叙上の作用が部分球面、ブラケットおよびピン部
材という簡易な機構によって同時に達成される。

【００１９】前記第二、第四および第五態様に係る掘削
機において、前記胴軸方向の長孔における、中央に貫入
されたピン部材の両側に嵌合しうる一対のストッパーを
備えておくのが、ピン部材を中心に屈曲するときにスト
ッパーを嵌合することによって、ピン部材を胴端部の部
分球面における適正な位置に位置決めすることが可能と
なり、その結果、屈曲中心線に直角方向の両端における
シール機能も健全に保持される点で好ましい。

【００２０】

【実施例】つぎに、図面を参照しつつ本発明の掘削機の
実施例を説明する。

【００２１】図１は本発明の掘削機の一実施例を示す側
面断面図、図２は図１の掘削機の伸長時を示す側面断面
図、図３は図１の掘削機における継ぎ手部材の一実施例
を示す斜視図、図４は図３の継ぎ手部材の平面図、図５
は図３の継ぎ手部材のＡ−Ａ線断面図、図６はストッパ
ーが装着された図３の継ぎ手部材のＡ−Ａ線断面図、図
７は図６におけるストッパーを示す斜視図、図８は水平
方向屈曲時の掘削機であり、（ａ）はストッパー装着時
であり（ｂ）はストッパー非装着時を示す概略平面図、
図９は鉛直方向屈曲時の図３の継ぎ手部材のＡ−Ａ線断
面図、図１０は後胴引き寄せ過程における図３の継ぎ手
部材のＡ−Ａ線断面図、図１１は後胴引き寄せ完了時に
おける図３の継ぎ手部材のＡ−Ａ線断面図、図１２は図
１におけるローリングジャッキの配置を示す図１のＢ−
Ｂ線概略断面図、図１３はローリング補正作動過程にお
ける図３の継ぎ手部材のＣ−Ｃ線断面図、図１４は継ぎ
手部材の他の実施例を示す図１のＤ−Ｄ線断面図であ
る。

【００２２】図１に示される掘削機１は、前胴２と中胴
３と後胴４とから構成された三胴式掘削機である。各胴
２、３、４はそれぞれ第一継ぎ手部材５および第二継ぎ
手部材６を介して屈曲自在に連結されている。前胴２の
全端面にはカッターディスク７が装着されており、カッ
ターディスク７には掘削用の多数個のローラビット８お
よび図示していないカッタービットが配設されている。
カッターディスク７は駆動モータ９によってその出力軸
に嵌着されたピニオンギア１０とピニオンギア１０に噛
合するリングギア１１とリングギア１１に連結された支
持筒１２を介して回転させられる。また、前胴２の周方
向に等間隔をおいて複数個（本実施例では４個）のフロ
ントグリッパ１３が装備されている。フロントグリッパ
１３は、後述のリアグリッパ１８と同様に径方向外方に
突出して坑壁を突っ張ることにより、掘削機１をトンネ
ル内に固定する目的で装備されている。

【００２３】中胴３は、その内筒３ａと外筒３ｂとから
入れ子式に構成され、前胴２にその一端が連結され、後
胴４に他端が連結されたスラストジャッキ１４によって
伸縮できるように構成されている。本図は縮小状態を示
し、図２は伸長状態を示している。図示のごとく、内筒
３ａは第一継ぎ手部材５によって前胴２に連結され、外
筒３ｂは第二継ぎ手部材６によって後胴に連結されてい
る。そして、中胴３の伸縮は、内筒３ａに固定されたキ
ー部材１５が、外筒３ｂに形成されたキー溝部材１６に
案内されながらなされる。外筒３ｂは後述のごとく、第
二継ぎ手部材６によって後胴４に対して胴周方向の長孔
２５ａ（図３〜１３参照）の範囲で相対回転が可能にさ
れている。外筒３ｂの前端内径側には内筒３ａとの間を
水密にシールするためのシール部材１７が装着されてい
る。

【００２４】なお、図示されていないが、前胴２と中胴
３との間には従来どおり両胴２、３同士を屈曲させるた
めの、複数本のいわゆる方向制御ジャッキが全周にわた
って配設されている。また、同じく図示されていない
が、掘削された土砂や岩石を後方へ排出するためのスク
リュウコンベアまたはベルトコンベア等が装備されてい
る。

【００２５】後胴４には前述のとおり、一直径方向に二
個のリアグリッパ１８が装備されている。リアグリッパ
１８は、その四本のグリッパ用ジャッキ１８ａによって
当接部１８ｂを径方向外方へ突き出すようにされてい
る。また、後胴４と前胴２および中胴内筒３ａとを周方
向に相対回転せしめるための二個のローリングジャッキ
１９が装備されている（図１２も併せて参照）。ローリ
ングジャッキ１９はその一端が後胴４にピン結合され、
他端が中胴３の外筒３ｂににピン結合されている。した
がって、ローリングジャッキ１９のスプレッダが伸縮す
れば後胴４と外筒３ｂとが胴軸回りに相対回転し、その
結果、キー部材１５およびキー溝部材１６を介して前胴
２が後胴４に対して相対回転する。このようにして、カ
ッターディスク７の掘削回転の反力によって生じていた
前胴２と後胴４との胴軸回り相対変位を解消できるので
ある。

【００２６】本実施例の掘削機１は推進ジャッキ２０を
装備している。この推進ジャッキ２０はシールド掘進機
と同様に、組み立てられたセグメントを押して、その反
作用によって掘削機１を前進させるために備えられてい
る。このように、本掘削機１はグリッパ１３、１８およ
びスラストジャッキ１４による前進、または推進ジャッ
キ２０による前進、さらに両方を同時に使用することに
よる前進を、環境条件に応じて選択することができる。

【００２７】つぎに、図３〜１３を参照しながら中胴３
の外筒３ｂと後胴４とを連結する第二継ぎ手部材６を説
明する。

【００２８】図３において、２１は外筒３ｂの後端に固
設された球面円筒部材である。球面円筒部材２１の球状
外面は、図８からも明らかなように全体で実質的な球形
を呈している。２２は後胴４の前端内周面に配設された
支持部材であり、この支持部材２２に隣接して全周にわ
たってシールリング２３が装着されている。本実施例で
は、図１３に示すように支持部材２２は全周にわたら
ず、所定間隔をおいて後胴４の内周方向に沿って配設さ
れている。もちろん、全周にわたる円環状に延設しても
よい。支持部材２２は通常は金属製で、中胴３を支持す
る役目を担う。支持部材２２と球面円筒部材２１との隙
間は直径方向にきわめて僅かしかない。２４は球面円筒
部材２１の内周面に配設されたコの字断面を有する第一
ブラケットであり、球面円筒部材２１の一直径方向の二
箇所に設けられている。２５は第一ブラケット２４に若
干の隙間Ｓ（図５参照）をおいて係合する第二ブラケッ
トであり、後胴４の反力受け板２６に固定されている。
第二ブラケット２５も、第一ブラケット２４に対応する
ように後胴４の一直径方向の二箇所に設けられている。
図４および図５から明らかなように、第一ブラケット２
４には胴軸方向の長孔２４ａが穿設され、第二ブラケッ
ト２５には胴周方向の長孔２５ａが穿設されている。そ
して、両長孔２４ａ、２５ａが直交して重なり合う状態
でピン２７が貫入されている。中胴３と後胴４とはこの
ピン２７を中心として屈曲することができる（図１も併
せて参照）。通常は前記第二継ぎ手部材６は胴の最上端
と最下端とに配設され、中胴３と後胴４とは水平面内に
屈曲できるようにされる。２８は蓋部材である。２９は
前記球面円筒部材２１の先端縁に当接しうるストッパー
であり、前記反力受け板２６に全周にわたって固設され
ている。

【００２９】図６には、前記第一ブラケット２４の胴軸
方向の長孔２４ａに拘束部材３０が嵌合された状態が示
されている。この拘束部材３０は図７に示すよう形状を
した一対のものである。そして、二対の拘束部材３０が
長孔２４ａの中央にピン２７が貫入された状態で、第一
ブラケット２４の上段および下段それぞれにおいてピン
２７の両側に嵌合される。こうすることによってピン２
７はちょうど球面円筒部材２１の胴軸方向中央、言い換
えれば球面が一番外方へ膨らんだ部位に位置決めされ
る。その結果、ピンを中心として中胴３と後胴４とが屈
曲したときに、支持部材２２と球面円筒部材２１との相
対移動が一番大きい部位、つまり水平面内の直径方向両
端部（図８参照）においても、常に支持部材２２と球面
円筒部材２１とが接しており（図８（ａ）参照）、シー
ルリング２３の機能が健全に維持される。すなわち、理
論的に支持部材２２と球面円筒部材２１の外面との距離
が胴同士の屈曲によっては変化しないということであ
る。ところが、この拘束部材３０を装着せずに、ピン２
７の位置が第一ブラケット２４の胴軸方向の長孔２４ａ
の中央部からずれて、たとえば後端側に位置したとき
（図１０に該当）に中胴３と後胴４とを屈曲させると、
図８（ｂ）に示すように支持部材２２、ひいてはシール
リング２３と球面円筒部材２１の外面との隙間が大きく
なってしまう。拘束部材３０はかかる事態を防止するた
めに装着される。

【００３０】この拘束部材３０はピン２７を中心として
屈曲（水平面内での屈曲）するときにだけ装着するのが
望ましい。なぜなら、前記胴軸方向の長孔２４ａを利用
して掘削機１を上下に屈曲させることができるからであ
る。すなわち、図９に示すように、第一ブラケット２４
と第二ブラケットとは、互いの隙間Ｓを利用して相互に
傾斜が可能であり、それに応じてピン２７も胴軸方向の
長孔２４ａに沿って傾斜することができる。この場合
も、支持部材２２と球面円筒部材２１との接触は維持さ
れ、したがってシールリング２３の機能が健全に維持さ
れる。

【００３１】図１０は、掘削しながらスラストジャッキ
１４の伸長によって前胴２が前進している過程（中胴３
が伸長している過程）、伸長動作完了時、またはスラス
トジャッキ１４の収縮によって後胴４が前胴２側に引き
寄せられる過程（中胴３が収縮している過程）において
生じる可能性のある第二継ぎ手部材６の状態を示す。

【００３２】このときには、ピン２７が胴軸方向の長孔
２４ａの後端に当接し、また、支持部材２２の位置が球
面円筒部材２１の胴軸方向中央部から若干後方にずれる
が、この程度ならばシール機能には支障がない。

【００３３】一方、図１１は、スラストジャッキ１４の
収縮による後胴４の引き寄せ動作が完了した時点の第二
継ぎ手部材６の状態を示す。このときには、ピン２７が
長孔２４ａの前端に当接する前に球面円筒部材２１の先
端が前記ストッパー２９に当接する。図示のごとく、長
孔２４ａの前端とピン２７との間に小さな隙間Ｔが形成
されている。そのように、ブラケット２４、２５と長孔
２４ａとストッパー２９との位置、寸法を設定してい
る。そうすることによって、引き寄せ動作完了時のピン
２７に対する衝撃力を回避し、ピン２７およびブラケッ
ト２４、２５を保護している。前記収縮過程、伸長過程
または伸長動作完了時（図１０参照）にはとくに衝撃力
を考慮する必要はない。

【００３４】一方、前述のとおり第二ブラケット２５の
胴周方向の長孔２５ａは掘削時の回転反力からピン２７
およびブラケット２４、２５を保護するとともに、ロー
リングによって生じた前胴２と後胴４との相対回転変位
を、図１２に示すようにローリングジャッキ１９によっ
て後胴４と前胴２とを相対回転させることによって修正
可能とするために形成されている。図１２において、ま
ず、内筒とキー部材とキー溝部材とを介して前胴に連結
された中胴の外筒３ｂが、掘削時の回転反力によって矢
印Ｍ方向に回転変位している。これを、ローリングジャ
ッキ１９の伸長によって、後胴４を矢印Ｍ方向に、外筒
３ｂを矢印Ｎ方向に相対回転させて変位を解消、修正す
るものである。

【００３５】その場合、図１３に示すように、まず掘削
時の回転反力を受けて前胴２と後胴４とが相対回転して
も（図中の二点鎖線参照）、ピン２７は胴周方向の長孔
２５ａ内を相対移動するのでピン２７にもブラケット２
４、２５にも荷重は作用しない。ついで、ローリングジ
ャッキ１９によってピン２７が胴周方向の長孔２５ａの
ほぼ中央のもとの位置（図中の実線参照）まで戻す。叙
上のごとく、簡易な構成の第二継ぎ手部材６によって、
とくに過大な負荷も受けずに上下左右の屈曲はもとよ
り、ローリングによる変位の修正も可能となる。

【００３６】図１４には前胴２と中胴の内筒３ａとの第
一継ぎ手部材５が示されている。この継ぎ手部材５も、
前記第二継ぎ手部材６と同様に通常は胴の最上端と最下
端とに配設され、前胴２と中胴３とは水平面内に屈曲で
きるようにされる。また、第二継ぎ手部材６と同様に、
球面円筒部材３１、支持部材３２、シールリング３３、
第一ブラケット３４、第二ブラケット３５およびピン３
６を備えているが、両ブラケット３４、３５には長孔で
はなく円形のピン孔３４ａ、３５ａが穿設されている。
第一継ぎ手部材５は第二継ぎ手部材６のような上下方向
の屈曲は期待できないが、三胴式の掘削機の場合は前胴
−中胴間または中胴−後胴間のいずれか一方に第二継ぎ
手部材６を装備し、他方に第一継ぎ手部材５を装備すれ
ば５°程度の屈曲角度が可能となる。もちろん、両部位
に第二継ぎ手部材６を装備してもよい。しかし、一般に
トンネル掘削機は、前胴近傍にローリングジャッキを配
置するのが困難である。したがって、前胴−中胴間には
第二継ぎ手部材６における胴周方向の長孔２５を円形の
ピン孔に代えたものを装備し、中胴−後胴間に第二継ぎ
手部材６をそのまま装備するのでもよい。いずれの胴間
にも第一継ぎ手部材５を装備しても、またはいずれの胴
間にも第二継ぎ手部材６の胴周方向の長孔２５を円形の
ピン孔に代えたものを装備しても大きな屈曲角度を得る
ことはできる。このように、球面円筒部材を装着してお
れば、第一ブラケットおよび第二ブラケットそれぞれの
長孔を様々な組み合わせになるように円形孔に代えて用
いても大きな屈曲角度を得ることができる。

【００３７】また、球面円筒部材を装着していなくて
も、第二継ぎ手機構という簡易な構造によって、大きな
荷重を受けずにスムーズなローリング補正と胴同士の屈
曲が可能となる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、胴同士がいわば球面継
ぎ手によって接続されているため、ピンを中心とした胴
間の屈曲時にシール部材の機能維持限度角が大きくな
る。すなわち、大きな屈曲角が可能となるので急な曲線
掘削が可能となる。胴周方向の長孔に沿ってピン部材が
ガイドされるためにスムーズなローリング補正が可能と
なるとともに、ブラケット間の隙間と胴軸方向の長孔と
によってピン部材と直角な方向にも屈曲が可能となり、
しかも、これらの作用がブラケットおよびピン部材とい
う簡易な機構によって同時に達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削機の一実施例を示す側面断面図で
ある。

【図２】図１の掘削機の伸長時を示す側面断面図であ
る。

【図３】図１の掘削機における継ぎ手部材の一実施例を
示す斜視図である。

【図４】図３の継ぎ手部材の平面図である。

【図５】図３の継ぎ手部材のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】ストッパーが装着された図３の継ぎ手部材のＡ
−Ａ線断面図である。

【図７】図６におけるストッパーを示す斜視図である。

【図８】水平方向屈曲時の掘削機であり、（ａ）はスト
ッパー装着時であり（ｂ）はストッパー非装着時を示す
概略平面図。

【図９】鉛直方向屈曲時の図３の継ぎ手部材のＡ−Ａ線
断面図である。

【図１０】後胴引き寄せ過程における図３の継ぎ手部材
のＡ−Ａ線断面図である。

【図１１】後胴引き寄せ完了時における図３の継ぎ手部
材のＡ−Ａ線断面図である。

【図１２】図１におけるローリングジャッキを示す図１
のＢ−Ｂ線概略断面図である。

【図１３】ローリング補正作動過程における図３の継ぎ
手部材のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１４】継ぎ手部材の他の実施例を示す図１のＤ−Ｄ
線断面図である。

【符号の説明】

１・・・掘削機 ２・・・前胴 ３・・・中胴 ３ａ・・内筒 ３ｂ・・外筒 ４・・・後胴 ５・・・第一継ぎ手部材 ６・・・第二継ぎ手部材 ２１、３１・・・球面円筒部材 ２２、３２・・・支持部材 ２３、３３・・・シールリング ２４、３４・・・第一ブラケット ２５、３５・・・第一ブラケット ２７、３６・・・ピン ２９・・・ストッパー ３０・・・拘束部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の円筒状の胴が継ぎ手機構を介し
   て屈曲自在に連結された硬岩トンネル掘削機であって、
   前記継ぎ手機構が、全周にわたって実質的に部分球面状
   に形成された少なくとも一方の胴端部と、該一方の胴端
   部に嵌合され且つ全周にわたって前記部分球面状の胴端
   部表面に接するシール部材が配設された他方の胴端部
   と、前記嵌合部における一直径方向の二箇所に配設され
   た、両胴端部を回転結合する径方向のピンとから構成さ
   れてなる硬岩トンネル掘削機。
2. 【請求項２】 複数個の円筒状の胴が、互いにその端部
   同士のシール部材を介した嵌合と継ぎ手機構とによって
   屈曲自在に連結されており、両胴の周方向の相対変位を
   解消するためのジャッキが胴中心から外れた状態でその
   一端を一方の胴に支持されるとともに他端を他方の胴に
   支持された硬岩トンネル掘削機であって、前記継ぎ手機
   構が、前記嵌合した両端部における一直径方向の二箇所
   に配設され、各継ぎ手機構が一方の胴端部に配設された
   胴軸方向の長孔を有する第一ブラケットと他方の胴端部
   に配設された胴周方向の長孔を有する第二ブラケットと
   からなり、両ブラケットが隙間をおいて重なり合うとと
   もに、前記両長孔にピン部材が貫入するように配設され
   てなる硬岩トンネル掘削機。
3. 【請求項３】 複数個の円筒状の胴が継ぎ手機構を介し
   て屈曲自在に連結され、両胴の周方向の相対変位を解消
   するためのジャッキが胴中心から外れた状態でその一端
   を一方の胴に支持されるとともに他端を他方の胴に支持
   された硬岩トンネル掘削機であって、前記継ぎ手機構
   が、全周にわたって実質的に部分球面状に形成された少
   なくとも一方の胴端部と、該一方の胴端部に嵌合され且
   つ全周にわたって前記部分球面状の胴端部表面に接する
   シール部材が配設された他方の胴端部と、前記嵌合部に
   おける一直径方向の二箇所に配設されたピン結合機構と
   からなり、該ピン結合機構が、一方の胴端部に配設され
   た円形孔を有する第一ブラケットと他方の胴端部に配設
   された胴周方向の長孔を有する第二ブラケットとからな
   り、両ブラケットが重なり合うとともに、前記両孔にピ
   ン部材が貫入するように配設されてなる硬岩トンネル掘
   削機。
4. 【請求項４】 複数個の円筒状の胴が継ぎ手機構を介し
   て屈曲自在に連結された硬岩トンネル掘削機であって、
   前記継ぎ手機構が、全周にわたって実質的に部分球面状
   に形成された少なくとも一方の胴端部と、該一方の胴端
   部に嵌合され且つ全周にわたって前記部分球面状の胴端
   部表面に接するシール部材が配設された他方の胴端部
   と、前記嵌合部における一直径方向の二箇所に配設され
   たピン結合機構とからなり、該ピン結合機構が、一方の
   胴端部に配設された胴軸方向の長孔を有する第一ブラケ
   ットと他方の胴端部に配設された円形孔を有する第二ブ
   ラケットとからなり、両ブラケットが隙間をおいて重な
   り合うとともに、前記両孔にピン部材が貫入するように
   配設されてなる硬岩トンネル掘削機。
5. 【請求項５】 複数個の円筒状の胴が継ぎ手機構を介し
   て屈曲自在に連結され、両胴の周方向の相対変位を解消
   するためのジャッキが胴中心から外れた状態でその一端
   を一方の胴に支持されるとともに他端を他方の胴に支持
   された硬岩トンネル掘削機であって、前記継ぎ手機構
   が、全周にわたって実質的に部分球面状に形成された少
   なくとも一方の胴端部と、該一方の胴端部に嵌合され且
   つ全周にわたって前記部分球面状の胴端部表面に接する
   シール部材が配設された他方の胴端部と、前記嵌合部に
   おける一直径方向の二箇所に配設されたピン結合機構と
   からなり、該ピン結合機構が、一方の胴端部に配設され
   た胴軸方向の長孔を有する第一ブラケットと他方の胴端
   部に配設された胴周方向の長孔を有する第二ブラケット
   とからなり、両ブラケットが隙間をおいて重なり合うと
   ともに、前記両長孔にピン部材が貫入するように配設さ
   れてなる硬岩トンネル掘削機。
6. 【請求項６】 前記胴軸方向の長孔における、中央に貫
   入されたピン部材の両側に嵌合しうる一対のストッパー
   が備えられてなる請求項２または４または５記載の硬岩
   トンネル掘削機。