JPH09250293A - 掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】掘進機によって地山を掘削して連続した管から
なる管路を敷設するに際し、長距離推進を実現する。 【解決手段】掘進機Ａのシールド本体１を隔壁５によっ
て分割して破砕空間６と機内空間７を形成する。カッタ
ーヘッド４をシールド本体の内周面に接触させて回転可
能に支持し、隔壁５に取り付けたカッター用駆動装置13
によって回転駆動する。カッターヘッド４に破砕空間６
側から着脱可能にカッタービット19を取り付ける。隔壁
５にマンホール８を形成すると共に該マンホール８を蓋
体９によって閉鎖する。シールド本体１の軸心から離隔
した位置にコーン用駆動装置14を配置し隔壁５に固定す
る。この駆動装置14に先端にオーガ16を取り付けた円錐
台状のコーンクラッシャー15を取り付ける。コーンクラ
ッシャー15を囲むシールド本体１の内面に円錐状の破砕
壁21を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中を推進中にカ
ッタービットを交換することで長距離推進を可能とした
掘進機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】推進工法によって地中に管路を敷設する
場合、予め予定敷設線に沿って発進立坑と到着立坑を構
築しておき、発進立坑に設置した元押し装置によって掘
進機及び該掘進機に後続させたヒューム管を到着立坑に
向けて推進し、掘進機が到着立坑に到達したとき発進立
坑と到着立坑の間に敷設された多数のヒューム管によっ
て管路を構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記発進立坑及び到着
立坑は一般に道路に構築される。このため、周囲の交通
事情に大きな影響を与えることとなり、可及的に発進立
坑と到着立坑の間隔を大きくすることが可能な所謂長距
離推進し得る掘進機の開発が要求されている。

【０００４】また最近では下水道の整備が丘陵地から山
間地に進んでおり、対象地盤の多様化に伴って、管路の
予定敷設線上で土質が変動し、掘削性能を一定の状態に
保持し得ない等の問題が生じている。

【０００５】本発明の目的は、長距離推進及び土質の変
動に対応し得るように、推進中であってもカッタービッ
トを交換することが出来る掘進機を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る掘進機は、シールド本体の所定位置に設
けられ該シールド本体を破砕空間と機内空間に分割する
隔壁と、前記破砕空間の先端に配置され外周の一部がシ
ールド本体の内周面に略接触して回転可能に支持された
カッターヘッドと、前記カッターヘッドに対し隔壁側か
ら着脱可能に装着されたカッタービットと、前記カッタ
ーヘッドを回転駆動する駆動部材と、前記カッターヘッ
ドと隔壁の間であって軸心がシールド本体の軸心と略平
行又は斜めに配置され先端に破砕空間内の掘削土砂を取
り込むオーガを有し該オーガ側が細く隔壁側が太い円錐
台状に形成され前記隔壁に回転可能に支持されたコーン
クラッシャーと、前記コーンクラッシャーを駆動する駆
動部材と、前記コーンクラッシャーを囲んで配置されカ
ッターヘッド側が太く且つ隔壁側が細い円錐台に形成さ
れコーンクラッシャーと共に礫を破砕する破砕壁と、前
記隔壁に形成され破砕空間と機内空間を連通するマンホ
ールとを有して構成したものである。

【０００７】上記掘進機では、カッターヘッドに対し隔
壁側からカッタービットが装着され、且つカッターヘッ
ドは外周の一部がシールド本体の内周面に略接触して該
本体に回転可能に支持されるため、カッターヘッドと隔
壁の間には軸のような回転部材が存在しない破砕空間が
形成される。このため、掘進機の推進中であっても、作
業員が隔壁に形成したマンホールを通って破砕空間に入
ることが出来、該空間に於いてカッターヘッドに装着さ
れたカッタービットを交換することが出来る。

【０００８】またコーンクラッシャーの先端にオーガを
設けたので、カッターヘッドと隔壁との間に形成された
破砕空間にある掘削土砂を移送すると共に、該掘削土砂
に含まれた礫や玉石をコーンクラッシャーと破砕壁との
協同によって破砕することが出来る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、上記掘進機の好ましい実施
形態について図を用いて説明する。図１は掘進機の要部
を示す模式断面図、図２は掘進機の機内空間側から見た
隔壁部分の構成を説明する図、図３はカッターヘッドの
正面図である。

【００１０】本発明に係る掘進機Ａは、口径800 mm以上
の管を敷設する際に適用されるものであり、後続する管
を経て機体側から侵入した作業員によってカッターヘッ
ドに装着したカッタービットを交換することで地中を連
続的に掘削することを可能とし、これにより、長距離推
進し得るように構成されている。

【００１１】図に於いて、掘進機Ａは、図示しない発進
立坑に設置された元押し装置から付与された推力によっ
て到着立坑に向けて推進されるものであり、予め管路の
予定敷設線に沿って照射されたレーザー光線を基準線と
し、該基準線に対する掘進機Ａの推進方向のズレを検出
し、推進方向が基準線からズレたとき、推進方向を修正
して予定敷設線に一致して推進し得るように構成されて
いる。掘進機Ａに於ける前記構造は、従来から用いられ
ている通常の掘進機と同様であり、細部の説明を省略す
る。

【００１２】掘進機Ａは、先端側に配置されたシールド
本体１と、複数の方向制御ジャッキ３を介してシールド
本体１に接続されたテールシールド２と、シールド本体
１の先端に回転可能に取り付けられたカッターヘッド４
とを有して構成されている。

【００１３】シールド本体１の所定位置には隔壁５が設
けられており、この隔壁５よりもカッターヘッド４側に
破砕空間６が形成され、テールシールド２側に機内空間
７が形成されている。また隔壁５の所定位置には破砕空
間６と機内空間７を連通するマンホール８が形成されて
おり、該マンホール８は蓋体９によって閉鎖されてい
る。このマンホール８は作業員が容易に通過し得る断面
積を有している。

【００１４】シールド本体１の先端に回転可能に取り付
けられたカッターヘッド４は、後述するカッタービット
19を着脱可能に取り付けた面板４ａと、該面板４ａの外
周部に形成されシールド本体１の内周に嵌合する筒部４
ｂとからなり、筒部４ｂの延長上に内歯歯車10が固着さ
れている。前記内歯歯車10はシールド本体１に固定した
軸受11に嵌合して回転可能に支持されている。また筒部
４ｂの外周部であってシールド本体１の内周との嵌合部
位にはシールリング12が装着され、該嵌合部位から泥水
や地下水が侵入することを防止している。

【００１５】カッターヘッド４を駆動するカッター用駆
動装置13は、モーター，減速機，変速機からなり、該駆
動装置13は隔壁５に固定されている。カッター用駆動装
置13の出力軸には駆動歯車13ａが固着されており、該歯
車13ａが内歯歯車10に噛合することで、カッター用駆動
装置13によってカッターヘッド４を駆動し得るように構
成されている。

【００１６】またシールド本体１の軸心から所定距離離
隔し且つマンホール８と干渉することのない位置にコー
ン用駆動装置14，コーンクラッシャー15，オーガ16が配
置されており、モーター，減速機，変速機からなるコー
ン用駆動装置14が隔壁５に固定されている。

【００１７】尚、隔壁５には破砕空間６に泥水を供給す
る送泥管17、及び破砕空間６にある泥水と共に掘削土砂
や破砕された礫等を外部に排出する排泥管18が配置され
ている。

【００１８】カッターヘッド４は元押し装置によって付
与された推力に応じて地山に圧接すると共に駆動装置13
に駆動されて地山を掘削するものであり、土質の変動に
対し柔軟に対応し得るように、外周に多数の突起19ａを
形成したカッタービット19やリング状の突起19ｂを形成
したカッタービット19等の複数のカッタービット19を夫
々着脱可能に装着して構成されている。またカッターヘ
ッド４の面板４ａには、カッタービット19によって掘削
した土砂や礫或いは玉石等を破砕空間６に取り込むため
の穴４ｃ（図３参照）が形成されている。

【００１９】カッタービット19は、カッターヘッド４の
面板４ａに固定した支持ブラケット20に夫々回転可能に
支持されてカッターヘッド４に取り付けられている。ま
た支持ブラケット20は、カッタービット19をカッターヘ
ッド４の破砕空間６側の面から着脱し得るように構成さ
れている。

【００２０】支持ブラケット20によるカッタービット19
のカッターヘッド４に対する着脱方式は特に限定するも
のではない。即ち、支持ブラケット20によってカッター
ビット19の回転軸（図示せず）を挟持した状態で該ブラ
ケット20をカッターヘッド４に溶接してカッタービット
19を取り付け、交換時には溶接部位をガウジングして支
持ブラケット20を取り外すように構成することが可能で
ある。また支持ブラケット20を構成する部材をカッター
ヘッド４に溶接し、該部材に他の部材をボルト等によっ
て固着することでカッタービット19の回転軸を挟持する
ように構成することも可能である。

【００２１】コーンクラッシャー15は、隔壁５側（元
側）の径が大きくカッターヘッド４側（先端側）の径が
小さい円錐台状に形成されており、円錐面に多数に突起
15ａが形成されている。またコーンクラッシャー15の先
端側には所定の長さを持ったオーガ16が固着されてお
り、カッターヘッド４の穴４ｃから破砕空間６に取り込
まれた掘削土砂を積極的にコーンクラッシャー15側へ移
送し得るように構成されている。

【００２２】コーンクラッシャー15に対向するシールド
本体１の内面には、隔壁５側の径が小さくカッターヘッ
ド側の径が大きい円錐状の面からなる破砕壁21が形成さ
れ、該破砕壁21に多数の突起21ａが形成されている。そ
してコーンクラッシャー15と破砕壁21とによって、カッ
ターヘッド４側から隔壁５側にかけて断面が小さくなる
破砕室22が形成される。

【００２３】上記コーンクラッシャー15はコーン用駆動
装置14によって駆動され、破砕室22に取り込まれた礫や
玉石を破砕壁21と協同して破砕することが可能である。
特に、破砕壁21及び又はコーンクラッシャー15の表面に
図示しない破砕用の羽根を設け、この羽根によって礫や
玉石を剪断破壊し得るように構成することが好ましい。

【００２４】上記の如く構成された掘進機Ａでは、該掘
進機Ａに後続させた管を介して元押し装置の推力を伝達
しつつ、カッター用駆動装置13を駆動してカッターヘッ
ド４を回転させ、同時にコーン用駆動装置14を駆動して
コーンクラッシャー15及びオーガ16を回転させると、カ
ッターヘッド４のカッタービット19によって地山が掘削
され、掘削土砂や礫，玉石が穴４ｃを通って破砕空間６
に取り込まれる。

【００２５】破砕空間６に取り込まれた掘削土砂は、オ
ーガ16によって破砕室22に移送され、破砕室22に於いて
圧密されて泥水と共に排泥管18を介して外部に排出され
る。また礫や玉石は破砕壁21とコーンクラッシャー15に
よって破砕され、破砕室22の最小間隙を通過した破砕片
は泥水と共に排泥管18を介して外部に排出される。

【００２６】掘進機Ａの推進長の増加に伴ってカッター
ビット19が消耗したとき、掘進機Ａの推進を停止し、機
内空間７から作業して蓋体９を隔壁５から取り外すこと
でマンホール８を開口させ、このマンホール８を通って
作業員が破砕空間６に侵入してカッターヘッド４に取り
付けたカッタービット19を交換する。

【００２７】カッタービット19を交換した後、隔壁５に
蓋体９を取り付けてマンホール８を閉鎖し、再度各駆動
部を駆動することで、新しいカッタービット19によって
地山を掘削することが可能であり、従って長距離推進を
実現することが可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
掘進機では、隔壁に設けた蓋体を取り外すことでマンホ
ールを開口させることが出来る。このため、作業員は前
記マンホールを通って容易に破砕空間に出入りすること
が出来、該空間側からカッターヘッドに取り付けたカッ
タービットを交換することが出来る。

【００２９】従って、掘進機の推進に伴ってカッタービ
ットが消耗したような場合には、適宜掘進機を停止させ
てカッタービットを交換することで、長距離推進を実現
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】掘進機の要部を示す模式断面図である。

【図２】掘進機の機内空間側から見た隔壁部分の構成を
説明する図である。

【図３】カッターヘッドの正面図である。

【符号の説明】

Ａ 掘進機 １ シールド本体 ２ テールシールド ３ 方向制御ジャッキ ４ カッターヘッド ４ａ 面板 ４ｂ 筒部 ４ｃ 穴 ５ 隔壁 ６ 破砕空間 ７ 機内空間 ８ マンホール ９ 蓋体 10 内歯歯車 11 軸受 13 カッター用駆動装置 14 コーン用駆動装置 15 コーンクラッシャー 16 オーガ 17 送泥管 18 排泥管 19 カッタービット 20 支持ブラケット 21 破砕壁 22 破砕室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド本体の所定位置に設けられ該シ
   ールド本体を破砕空間と機内空間に分割する隔壁と、前
   記破砕空間の先端に配置され外周の一部がシールド本体
   の内周面に略接触して回転可能に支持されたカッターヘ
   ッドと、前記カッターヘッドに対し隔壁側から着脱可能
   に装着されたカッタービットと、前記カッターヘッドを
   回転駆動する駆動部材と、前記カッターヘッドと隔壁の
   間であって軸心がシールド本体の軸心と略平行又は斜め
   に配置され先端に破砕空間内の掘削土砂を取り込むオー
   ガを有し該オーガ側が細く隔壁側が太い円錐台状に形成
   され前記隔壁に回転可能に支持されたコーンクラッシャ
   ーと、前記コーンクラッシャーを駆動する駆動部材と、
   前記コーンクラッシャーを囲んで配置されカッターヘッ
   ド側が太く且つ隔壁側が細い円錐台に形成されコーンク
   ラッシャーと共に礫を破砕する破砕壁と、前記隔壁に形
   成され破砕空間と機内空間を連通するマンホールとを有
   することを特徴とする掘進機。