JPH0978982A - ボール型シールド掘進機及びシールド掘進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 急角度での所望の方向への掘進方向変換がで
きないこと、方向変換すると掘削直径が減少すること、
９０度の方向変換するものでは１回の方向変換しかでき
ないこと。 【解決手段】 カッターフレーム２０を掘削直径とほぼ
等しい直径の半球体的構造にして複数のカッタービット
３０のカッターフェース３０ａが掘削直径と等直径の半
球面に位置するように複数のカッタービット３０を配設
し、後胴部４を除くシールド掘進機本体が前記半球面を
含む球面内に収容可能に構成し、中心Ａを回動中心とし
てシールド掘進機本体を所望の方向へ方向変換して掘進
できるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ボール型シールド
掘進機及びシールド掘進機によるシールド掘進方法に関
し、特に、掘進方向を所望の方向へ変更可能にした掘進
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】上水道管、下水道管、共同溝、地下鉄用
トンネル等の種々の地下通路を掘削する場合に、シール
ド掘進機が適用される。通常のシールド掘進機は、複数
のカッタービットを付設したカッターディスクを有する
掘進機と、その本体フレームに付設されセグメントを構
築する為のエレクタと、掘進機の本体フレームに連結さ
れた円筒状の後胴部と、掘進推力発生用の複数のシール
ドジャッキ、土砂を流動化して搬出する流体式土砂搬出
機構またはコンベア式土砂搬出機構などを備えている。

【０００３】前記のシールド掘進機では、掘進方向を自
由には変更できず、掘進方向を１０数度程度しか変更で
きないため、水平坑を急角度で方向変換したり、水平坑
を９０度方向変換したり、立坑から水平坑に方向変換し
たりすることが不可能である。 しかし、最近では、道
路の直下に沿って地下通路を掘削する場合に、道路の交
差点において掘進方向を９０度方向変換したり、構築物
の基礎等と干渉する場所において掘進方向を急角度で方
向変換したり、立坑から水平坑へ９０度方向変換したり
するケースが多くなりつつある。

【０００４】そこで、特開昭６３−２５１５９８号公報
に記載のシールド掘進機においては、前部胴を部分球状
体に形成し、前部胴の前端部に半球面よりも小さい部分
球面をなすカッターディスクを設け、カッターディスク
の部分球面状の前端面と円筒状外周面とに複数のカッタ
ービットを設け、後部胴の前部を部分球状体に形成し、
前部胴と後部胴の間の中間胴（前部胴と球面座を介して
接続され、後部胴と球面座を介して接続される）を介し
て、中間胴に対して前部胴を約２７度屈曲可能に構成す
るとともに、後部胴に対して中間胴を約１７度屈曲可能
に構成し、円弧状のカーブに沿って掘進できるように構
成してある。

【０００５】一方、特開平４−１４０３９６号公報に記
載の掘削室回転型シールド掘進機においては、外部シー
ルド掘進機の円筒体の先端部内に、円筒体よりも小径の
球状掘削室を設け、この球状掘削室に内蔵シールド掘進
機を球状掘削室とともに回転可能に設け、円筒体の側面
に内蔵シールド掘進機が通過可能な開口を形成し、外部
シールド掘進機と内蔵シールド掘進機とを同軸状に配置
した状態において、両掘進機により立坑を掘削し、立坑
の終端において、内蔵シールド掘進機を球状掘削室とと
もに９０度方向変換し、その後、内蔵シールド掘進機に
より水平坑を掘削できるように構成してある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭６３−２５
１５９８号公報に記載のシールド掘進機においては、掘
進方向を円弧状のカーブに沿って方向変換できるだけで
あり、水平坑を９０度方向変換したり、立坑を水平坑に
方向変換したりするように、急角度の方向変換ができな
いので掘削対象が著しく制約されること、前部胴の構造
はともかく、後部胴と中間胴の構造が複雑化すること、
その構造の複雑化と方向変換用ジャッキの数の増加等の
ため製作コスト的に不利であること、等の問題がある。

【０００７】前記特開平４−１４０３９６号公報に記載
の掘削室回転型シールド掘進機は、基本的に、立坑から
水平坑に方向変換することを目的としたものであり、掘
進方向を９０度方向変換できるだけであり、任意角度の
方向変換はできないこと、内蔵シールド掘進機の掘削径
は、外部シールド掘進機の掘削径よりも小径であるた
め、掘削径を維持したまま掘進方向を変換できないこ
と、掘進方向の方向変換は１回だけ可能で、複数回にわ
たる方向変換はできないこと、等の問題がある。

【０００８】本発明の目的は、シールド掘進技術におい
て、急角度の掘進方向変換を可能にすること、所望の方
向への掘進方向変換を可能にすること、複数回にわたる
掘進方向変換を可能にすること、掘進方向変換の前後に
おいて掘削径を同一にすること、シールド掘進機の構造
が複雑化するのを防止すること、等である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１のボール型シー
ルド掘進機は、掘進機と、この掘進機の後端部に連結さ
れた円筒状の後胴部とを備えたシールド掘進機におい
て、前記掘進機の複数のカッタービットのカッターフェ
ースが、掘削直径と等しい直径の半球面に位置するよう
に複数のカッタービットが配設され、前記後胴部が掘進
機の後端部に連結解除可能に連結されたものである。そ
れ故、掘進方向を変更する場合には、後胴部の連結を解
除した状態で、掘進機を前記半球面の中心を回動中心と
して回動させることで、掘進機を所望の方向へ向け、そ
の所望の方向へ掘進方向を変更して掘進することができ
る。

【００１０】従って、掘進方向を緩角度にも急角度にも
自由に方向変換でき、所望の方向へ変換でき、方向変換
を実行しても掘削径は不変であり、掘進中の所望の位置
で方向変換できるため複数回にわたって方向変換でき
る。しかも、付随するエレクタやシールドジャッキ等の
機器を前記半球面を含む球面内に収容可能に配置すれ
ば、掘進機を前記半球面の中心を回動中心として回動さ
せる得るので、シールド掘進機の構造があまり複雑化す
ることもない。

【００１１】請求項２のボール型シールド掘進機は、掘
進機と、この掘進機の後端部に連結された円筒状の後胴
部とを備えたシールド掘進機において、前記掘進機の複
数のカッタービットを取付けるカッターフレームが、掘
削直径とほぼ等しい直径の半球面の内側に沿う形状に構
成され、前記後胴部が掘進機の後端部に連結解除可能に
連結されたものである。それ故、前記カッターフレーム
に取付けられる複数のカッタービットのカッターフェー
スを、掘削直径と等しい直径の半球面に位置するように
配設できる。その結果請求項１と同様の作用が得られ
る。

【００１２】請求項３のボール型シールド掘進機は、掘
進機と、この掘進機の後端部に連結された円筒状の後胴
部と、エレクターと、掘進推力発生用の複数のシールド
ジャッキとを備えたシールド掘進機において、前記掘進
機の複数のカッタービットのカッターフェースが、掘削
直径と等しい直径の半球面に位置するように複数のカッ
タービットが配設され、前記後胴部が掘進機の後端部に
連結解除可能に連結されたものである。それ故、掘進機
とエレクターと複数のシールドジャッキとを前記半球面
を含む球面内に収容可能に構成しておけば、請求項１と
同様に、後胴部の連結を解除した状態で、掘進機を前記
半球面の中心を回動中心として回動させることで、掘進
機を所望の方向へ向け、その所望の方向へ掘進方向を変
更して掘進することができる。その他は、請求項１と同
様である。

【００１３】請求項４のボール型シールド掘進機は、請
求項３の発明において、前記掘進機と、エレクターと、
複数のシールドジャッキとが、前記半球面を含む球面内
に収容可能に構成されたものである。それ故、請求項３
で説明したように、後胴部の連結を解除した状態で、掘
進機を前記半球面の中心を回動中心として回動させるこ
とで、掘進機を掘削済みの方向以外の所望の方向へ向
け、その所望の方向へ掘進することができる。その他
は、請求項３と同様である。

【００１４】請求項５のボール型シールド掘進機は、請
求項３又は請求項４の発明において、前記半球面の中心
を回動中心として掘進機を回動させて掘進機を所望の方
向に向け、掘進方向を前記所望の方向へ変更可能に構成
したものである。それ故、請求項３で説明したように、
後胴部の連結を解除した状態で、掘進機を前記半球面の
中心を回動中心として回動させることで、掘進機を所望
の方向へ向け、その所望の方向へ掘進方向を変更して掘
進することができる。その他は、請求項３又は請求項４
と同様である。

【００１５】請求項６のシールド掘進方法は、シールド
掘進機の複数のカッタービットのカッターフェースが、
掘削直径と等しい直径の半球面に位置するように複数の
カッタービットを予め配設しておき、任意の第１方向へ
掘進した掘進終了端において、前記半球面の中心を回動
中心として掘進機を回動させて掘進機を第１方向と異な
る第２方向に向け、掘進方向を第１方向から第２方向へ
変更することを特徴とするものである。複数のカッター
ビットを前記のように予め配設しておくので、掘進機に
付随するエレクタやシールドジャッキ等の機器を前記半
球面を含む球面内に収容可能に配置しておけば、任意の
第１方向へ掘進した掘進終了端において、前記半球面の
中心を回動中心として掘進機を回動させて掘進機を第１
方向と異なる第２方向に向けることができる。その回転
後第２方向へ掘進していくことができる。従って、掘進
方向を緩角度にも急角度にも自由に方向変換でき、所望
の方向へ変換でき、方向変換を実行しても掘削径は不変
であり、掘進中の所望の位置で方向変換できるため複数
回にわたって方向変換できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るボール
型シールド掘進機は、掘削径２〜１５ｍφ程度のトンネ
ル状の地下通路（上水道、下水道、共同溝、地下道、地
下鉄等の地下通路）を掘削する為の掘進機である。図１
〜図３に示すように、このボール型シールド掘進機１
は、掘進機２と、例えば２０組のシールドジャッキ３
と、掘進機２の後端部にボルトで連結された円筒状の後
胴部４（これは、テールプレート４ａと、テールプレー
ト４ａの後端に連結された円筒状のシールプレート４ｂ
とからなる）と、覆工用のセグメントを構築する為のエ
レクター６等を有する。前記ボール型シールド掘進機１
のうち、後胴部４以外の構成要素は、掘削直径とほぼ等
しい直径で中心Ａを中心とする球面Ｋ内に収容可能に構
成されている。それ故、ボール型シールド掘進機と称す
る。

【００１７】最初に、掘進機２について説明する。掘進
機２は、本体フレーム１０、本体フレーム１０に回転自
在に装着されたカッターフレーム２０、カッターフレー
ム２０に装着された複数のカッタービット３０、カッタ
ーフレーム２０を回転駆動する例えば７個の電動モータ
４０（これらが、カッターモータに相当するが、油圧モ
ータで構成してもよい）、掘削した土砂に水を加えて流
動化した泥水を排出する泥水排出機構５０等を有する。
この掘進機２は、掘削直径と等しい直径で中心Ａを中心
とする半球面Ｓとその半球面Ｓに段落ち状に連なる狭幅
の環状面Ｒ内にほぼ納まるように構成されている。

【００１８】本体フレーム１０は回転駆動されない静止
側フレームであり、この本体フレーム１０は、中央支持
部材１１、この中央支持部材１１から外周側まで延びる
複数の部材からなる後端側部材１２、後端側部材１２の
外周部をなす外周部材１３、後端において後端側部材１
２に固着された円筒部材１４、円筒部材１４の前端の内
側に位置する前端壁部材１５（バルクヘッド）、円筒部
材１４の外面から外周に至る環状壁部材１６等を有す
る。前端壁部材１５と円筒部材１４と環状壁部材１６と
で前端側のチャンバー１７の泥水を遮断する仕切り壁が
構成されている。

【００１９】カッターフレーム２０は、前記中心Ａを中
心とし掘削直径とほぼ等しい直径（掘削直径よりもカッ
ター３０の突出代の２倍だけ小さい直径）の半球面の内
側に沿うような半球的構造に構成してある。カッターフ
レーム２０は、中央部材２１、この中央部材２１から放
射方向へ延びる例えば６本の放射状部材２２、環状部材
２３、放射状部材２２同士間の位置において環状部材２
３から放射方向へ延びる例えば６本の外側放射状部材２
４、外周部の環状部材２５、環状部材２３から後方へ一
体的に延びる支持用環状部材であるカッタードラム２６
等からなる。

【００２０】カッターフレーム２０の放射状部材２２と
外側放射状部材２４の両面には、所定間隔おきとなるよ
うに複数のカッタービット３０がボルトや溶接により固
定されており、複数のカッタービット３０のカッターフ
ェース３０ａは、掘削直径を直径とし中心Ａを中心とす
る半球面Ｓに位置している。

【００２１】カッタードラム２６の外周面と内周面とは
シール材２７ａ，２７ｂでシールされ、カッタードラム
２６の後端面には、内歯を有するリングギヤ２８が固着
され、リングギヤ２８は、ベアリング２９ａと環状のベ
アリング支持体２９ｂとこのベアリング支持体２９ｂが
固定されたウェブ２９ｃを介して円筒部材１４に支持さ
れている。７個の電動モータ４０は、円周７等分位置に
前後向きに配置され、各電動モータ４０の出力軸に固定
されたピニオンギヤ４１がリングギヤ２８に噛合されて
いる。それ故、７個の電動モータ４０を正方向又は逆方
向へ回転駆動すると、カッターフレーム２０が正方向又
は逆方向へ回転駆動され、多数のカッタービット３０に
より半球面Ｓの全面にわたる掘削がなされる。

【００２２】泥水排出機構５０について説明すると、図
示外の圧送ポンプから加圧水を供給する送水管５１が軸
心近傍部に沿って配設され、送水管５１には、バルブ５
２が介設され、送水管５１の前端がチャンバー１７に開
放されている。チャンバー１７の泥水を排出する排出管
５３が設けられ、排出管５３には、バルブ５４が介設さ
れ、排出管５４は軸心近傍部に沿って前方へ延び、外部
の排出系統に接続されている。送水管５１と排出管５４
のうちエレクター６より後方の部分は可撓性のホースか
らなる。多数のカッタービット３０で掘削された土砂
は、送水管５１から供給される水と攪拌混合されて泥水
となり、排出管５３から外部へ排出される。

【００２３】次に、シールドジャッキ３について説明す
る。２０組のシールドジャッキ３は、円筒部材１４と環
状壁部材１６間に円周２０等分位置に配設されている。
シールドジャッキ３は、掘進の推力を発生させる為の複
動型油圧シリンダであり、各シールドジャッキ３は油圧
ホースを介して図示外の油圧供給ユニットに接続され、
各シールドジャッキ３を独立に駆動可能に構成してあ
る。

【００２４】各シールドジャッキ３は、ピン結合部６０
とトラニオン支持部６１とを介して揺動自在に装着さ
れ、そのロッドの先端部には、テールプレート４ａの内
面に軸方向摺動自在のシュー部材６２がボール継手にて
連結されている。シールドジャッキ３は、そのロッドを
伸長させ、シュー部材６２を介して既設のセグメント６
４の前端を蹴ることで、掘進推力を発生させる。各シー
ルドジャッキ３を揺動駆動する揺動用油圧シリンダ６３
が半径方向向きに配置されて円筒部材１４に固定され、
そのロッドはトラニオン支持部６１を介してシールドジ
ャッキ３を支持している。

【００２５】次に、後胴部４について説明すると、テー
ルプレート４ａは、掘削直径よりも幾分小さい直径の円
筒体であり、軸方向に所定の長さを有する。テールプレ
ート４ａの前端部は、複数個所において本体フレーム１
０の外周部材１３にボルト・ナットにより連結解除可能
に連結されている。テールプレート４ａは、その内面に
セグメントを構築することで、セグメント構築の基準を
なすものであり、同時に、シールプレート４ｂと協働し
て、掘削面から湧きだす水を遮断するものである。シー
ルプレート４ｂはテールプレート４ａと同径の円筒体で
あり、テールプレート４ａの後端部に固定され、シール
プレート４ｂの内面側にはセグメント６４の外面に当接
して水を遮断する為の複数のシール部材が装着されてい
る。

【００２６】次に、セグメント６４を構築する為のエレ
クター６は一般的なものであるので簡単に説明する。エ
レクター６は、中央支持部材１１の筒状部材１１ａに軸
受けを介して回転自在に支持された支持体６５、ガイド
用筒体６６、ガイド用筒体６６でガイドされて半径方向
へ移動自在のガイドロッド６７、ガイドロッド６７の先
端に付設されたエレクター本体６８、エレクター本体６
８を半径方向へ昇降駆動する油圧シリンダ６９、支持体
６５を回転駆動する油圧または電動の駆動モータ（図示
略）等を有する。

【００２７】次に、以上説明したボール型シールド掘進
機１の作用について、図４〜図１１を参照して説明す
る。図４に示すように、掘進機２を作動させ、掘削した
地下通路の内面をエレクター６によりセグメント６４で
覆工しつつ、地下通路を掘進し覆工していく。この場合
の作動は、通常の掘進機と同様である。

【００２８】ここで、所定の第１方向へ直進的に掘進し
て来た第１方向地下通路の終端部において、掘進方向を
第１方向とは異なる所望の第２方向へ方向変換する場合
には図５に示すように後胴部４の連結を解除して掘進を
継続し、図６に示すように、最前端の１リング分のセグ
メント６４の前側に、反力支持用の細長のブロック７５
をリング状に配置し、２０組のシールドジャッキ３のロ
ッドでブロック７５の前端を蹴ることにより、図７に示
すように、球面Ｋの後端が後胴部４の前端よりも所定距
離前方に来るまで掘進して前進させる。

【００２９】尚、この方向変換する終端部の全域に対し
て、予め地上からボーリングを介してノズルを多数回挿
入し、そのノズルから止水用の地盤改良剤を注入して地
盤を硬化させて止水処理しておく。図中のクロスハッチ
ング領域が止水処理された領域である。但し、掘進機２
に、前記地盤改良剤を注入する為のノズルや配管系を含
む注入機構を予め組み込んでおき、その注入機構により
止水処理してもよい。次に、左方向へ水平に９０度方向
変換する場合を例として説明すると、掘進機２のカッタ
ーフレーム２０の回転を停止し、右半部分に位置する例
えば８組のシールドジャッキ３を用いて、次のようにし
て、ボール型シールド掘進機１のうちの後胴部４を除く
部分（これを、シールド掘進機本体という）を、前記中
心Ａを回動中心として所望の方向へ回動させてシールド
掘進機本体を所望の掘進方向へ向ける。

【００３０】この場合、左半分のブロック７５は撤去
し、右半分の８組のシールドジャッキ３に対応する８列
のブロック７５を、既設のセグメント６４の前端に当接
させたまま、ブロック７５を掘削壁面に仮アンカーボル
ト等で固定する。これら８列のブロック７５を８組のシ
ールドジャッキ３のシュー部材６２で夫々蹴ることによ
り、シールド掘進機本体を所定角度回動させ、その後８
列のブロック７５を追加的に設けて固定し、シールド掘
進機本体を所定角度回動させるのを繰り返していく（図
８、図９参照）。尚、前記各列のブロック７５は、各シ
ールドジャッキ３毎に独立の構造でもよいし、複数のシ
ールドジャッキ３用のものを連結した構造でもよい。

【００３１】次に、図１０に示すように、シールド掘進
機本体の、第１方向に対して９０度左方へ方向変換した
第２方向への方向変換が終了した時点において、後胴部
４の前端の位置に、掘削坑の下半分を塞ぐ半円形板から
なる堤板７６を横断状に配設し、この堤板７６の前側に
土砂７７を埋め戻す。そして、図１０に示す状態から第
２方向に向かって掘進を開始し、所定の小距離掘進した
時点において、８列のブロック７５の下端に当接し且つ
堤板７６の上端に当接するように、反力支持用の分割型
のリング部材７８をリング状に組立てて固定する。

【００３２】次に、リング部材７８を２０組のシールド
ジャッキ３で蹴ることで所定距離掘進し、その後２０組
のシールドジャッキ３に対応する掘進用ブロック（図示
略）であってブロック７５と同様の掘進用ブロックを介
して反力を支持しつつ、掘削坑の直径にほぼ等しい距離
だけ掘進した位置において、掘進用ブロックを撤去し、
図１１に示すように、前記テールプレート４ａとシール
プレート４ｂとは別の分解可能の組立型テールプレート
４ｃとシールプレート４ｄとからなる後胴部４Ａを組立
ててセットし、これら後胴部４Ａの内面側に例えば３リ
ング分のセグメント６４を覆工し、その後、第１方向へ
の掘進と同様に第２方向へ掘進し、エレクター６を介し
てセグメント６４で覆工していく。

【００３３】以上のボール型シールド掘進機１において
は、カッターフレーム２０が、掘削直径とほぼ等しい直
径の半球面の内側に沿う半球的構造に構成され、複数の
カッタービット３０のカッターフェース３０ａが、掘削
直径と等しい直径の半球面Ｓに位置するように構成さ
れ、更に、シールド掘進機本体が半球面Ｓを含む球面内
に収容可能に構成してあるので、次のような効果を奏す
る。前記のように半球面Ｓの中心Ａを回動中心として、
掘進方向を所望の方向へ方向変換することができ、緩角
度でも急角度でも方向変換できる。

【００３４】前記の例では、水平地下通路から水平地下
通路への９０度の方向変換を例として説明したが、縦地
下通路から水平地下通路への９０度または所望の方向変
換、、その反対の水平地下通路から縦地下通路への９０
度または所望の方向変換、水平地下通路から水平地下通
路への９０度または所望の方向への方向変換等の方向変
換が可能である。更に、掘進方向を変換しても、掘削直
径が変化することがないし、また、何回でも方向変換す
ることができる。更に、カッターフレーム２０を半球的
構造に構成して、そのカッターフレーム２０に複数のカ
ッタービット３０を装着し、シールド掘進機本体を球面
内に収容可能に構成するという簡単な構成であるので、
製作コスト的にも有利である。

【００３５】尚、前記実施の形態を以下のように部分的
に変更することもできる。 １〕前記掘進方向変換の際、掘進機２の作動を停止した
が、方向変換時の抵抗低減のため、掘進機２のカッター
フレーム２０を低速回転させつつ方向変換してもよい。
尚、この場合、泥水排出機構５０を作動させてもよい
し、作動停止してもよい。 ２〕前記掘進方向変換の際、反力支持の為のブロック７
５を適用したが、油圧シリンダ６３でシールドジャッキ
３の方向を規制しつつ、シールドジャッキ３のロッドの
先端のシュー部材６２で掘削壁面を蹴りつつ方向変換し
てもよい。

【００３６】３〕前記掘進方向変換の際、右半部側のシ
ールドジャッキ３の作動と並行して、シールド掘進機本
体の左半部側をウインチ等で後方へ引っ張ってもよい。 ４〕前記泥水排出機構５０の代わりに、ベルトコンベア
等で土砂を排出する土砂排出機構を設けてもよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１のボール型シールド掘進機にお
いては、掘進機の複数のカッタービットのカッターフェ
ースが、掘削直径と等しい直径の半球面に位置するよう
に複数のカッタービットが配設され、前記後胴部が掘進
機の後端部に連結解除可能に連結されている。それ故、
掘進方向を変更する場合には、後胴部の連結を解除した
状態で、掘進機を前記半球面の中心を回動中心として回
動させることで、掘進機を所望の方向へ向け、その所望
の方向へ掘進方向を変更して掘進することができる。

【００３８】従って、掘進方向を緩角度にも急角度にも
方向変換でき、所望の方向へ変換でき、方向変換を実行
しても掘削径は不変であり、掘進中の所望の位置で方向
変換できるため複数回にわたって方向変換できる。しか
も、付随するエレクタやシールドジャッキ等の機器を前
記半球面を含む球面内に収容可能に配置すれば、掘進機
を前記半球面の中心を回動中心として回動させる得るの
で、シールド掘進機の構造があまり複雑化することもな
い。

【００３９】請求項２のボール型シールド掘進機におい
ては、掘進機の複数のカッタービットを取付けるカッタ
ーフレームが、掘削直径とほぼ等しい直径の半球面の内
側に沿う形状に構成され、後胴部が掘進機の後端部に連
結解除可能に連結されている。それ故、前記カッターフ
レームに取付けられる複数のカッタービットのカッター
フェースを、掘削直径と等しい直径の半球面に位置する
ように配設できる。その結果請求項１と同様の効果が得
られる。

【００４０】請求項３のボール型シールド掘進機は、掘
進機と後胴部とエレクターと複数のシールドジャッキと
を備えたシールド掘進機において、掘進機の複数のカッ
タービットのカッターフェースが、掘削直径と等しい直
径の半球面に位置するように複数のカッタービットが配
設され、後胴部が掘進機の後端部に連結解除可能に連結
されたものである。それ故、掘進機とエレクターと複数
のシールドジャッキとを前記半球面を含む球面内に収容
可能に構成しておけば、請求項１と同様に、後胴部の連
結を解除した状態で、掘進機を前記半球面の中心を回動
中心として回動させることで、掘進機を所望の方向へ向
け、その所望の方向へ掘進方向を変更して掘進すること
ができる。その他は、請求項１と同様である。

【００４１】請求項４のボール型シールド掘進機におい
ては、請求項３と同様の効果を奏するが、掘進機と、エ
レクターと、複数のシールドジャッキとが、前記半球面
を含む球面内に収容可能に構成されている。それ故、請
求項３で説明したように、後胴部の連結を解除した状態
で、掘進機を前記半球面の中心を回動中心として回動さ
せることで、掘進機を掘削済みの方向以外の所望の方向
へ向け、その所望の方向へ掘進することができる。その
他は、請求項３と同様である。

【００４２】請求項５のボール型シールド掘進機におい
ては、請求項３又は請求項４と同様の効果を奏するが、
前記半球面の中心を回動中心として掘進機を回動させて
掘進機を所望の方向に向け、掘進方向を前記所望の方向
へ変更可能に構成してある。それ故、請求項３で説明し
たように、後胴部の連結を解除した状態で、掘進機を前
記半球面の中心を回動中心として回動させることで、掘
進機を所望の方向へ向け、その所望の方向へ掘進方向を
変更して掘進することができる。その他は、請求項３又
は請求項４と同様である。

【００４３】請求項６のシールド掘進方法においては、
シールド掘進機の複数のカッタービットのカッターフェ
ースが、掘削直径と等しい直径の半球面に位置するよう
に複数のカッタービットを予め配設しておき、任意の第
１方向へ掘進した掘進終了端において、前記半球面の中
心を回動中心として掘進機を回動させて掘進機を第１方
向と異なる第２方向に向け、掘進方向を第１方向から第
２方向へ変更する。複数のカッタービットを前記のよう
に予め配設しておくので、掘進機に付随するエレクタや
シールドジャッキ等の機器を前記半球面を含む球面内に
収容可能に配置しておけば、任意の第１方向へ掘進した
掘進終了端において、前記半球面の中心を回動中心とし
て掘進機を回動させて掘進機を第１方向と異なる第２方
向に向け、第２方向へ掘進していくことができる。従っ
て、掘進方向を緩角度にも急角度にも方向変換でき、所
望の方向へ変換でき、方向変換を実行しても掘削径は不
変であり、掘進中の所望の位置で方向変換できるため複
数回にわたって方向変換できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るボール型シールド掘進
機の断面図である。

【図２】図１のシールド掘進機の概略正面図である。

【図３】図１のシールド掘進機の要部背面図である。

【図４】第１方向へ掘進中の作動説明図である。

【図５】第１方向へ掘進中で後胴部の連結解除状態の作
動説明図である。

【図６】第１方向へ掘進中の作動説明図である。

【図７】第１方向から第２方向へ方向変換する方向変換
直前状態の作動説明図である。

【図８】第２方向へ方向変換開始状態の作動説明図であ
る。

【図９】方向変換中の状態を示す作動説明図である。

【図１０】方向変換完了状態を示す作動説明図である。

【図１１】第２方向へ掘進中の状態を示す作動説明図で
ある。

【符号の説明】

１ ボール型シールド掘進機 ２ 掘進機 ３ シールドジャッキ ４ 後胴部 ６ エレクター １０ 本体フレーム ２０ カッターフレーム ３０ カッタービット ３０ａ カッターフェース

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘進機と、この掘進機の後端部に連結さ
   れた円筒状の後胴部とを備えたシールド掘進機におい
   て、 前記掘進機の複数のカッタービットのカッターフェース
   が、掘削直径と等しい直径の半球面に位置するように複
   数のカッタービットが配設され、前記後胴部が掘進機の
   後端部に連結解除可能に連結されたことを特徴とするボ
   ール型シールド掘進機。
2. 【請求項２】 掘進機と、この掘進機の後端部に連結さ
   れた円筒状の後胴部とを備えたシールド掘進機におい
   て、 前記掘進機の複数のカッタービットを取付けるカッター
   フレームが、掘削直径とほぼ等しい直径の半球面の内側
   に沿う形状に構成され、前記後胴部が掘進機の後端部に
   連結解除可能に連結されたことを特徴とするボール型シ
   ールド掘進機。
3. 【請求項３】 掘進機と、この掘進機の後端部に連結さ
   れた円筒状の後胴部と、エレクターと、掘進推力発生用
   の複数のシールドジャッキとを備えたシールド掘進機に
   おいて、 前記掘進機の複数のカッタービットのカッターフェース
   が、掘削直径と等しい直径の半球面に位置するように複
   数のカッタービットが配設され、前記後胴部が掘進機の
   後端部に連結解除可能に連結されたことを特徴とするボ
   ール型シールド掘進機。
4. 【請求項４】 前記掘進機と、エレクターと、複数のシ
   ールドジャッキとが、前記半球面を含む球面内に収容可
   能に構成されたことを特徴とする請求項３に記載のボー
   ル型シールド掘進機。
5. 【請求項５】 前記半球面の中心を回動中心として掘進
   機を回動させて掘進機を所望の方向に向け、掘進方向を
   前記所望の方向へ変更可能に構成したことを特徴とする
   請求項３又は請求項４に記載のボール型シールド掘進
   機。
6. 【請求項６】 シールド掘進機の複数のカッタービット
   のカッターフェースが、掘削直径と等しい直径の半球面
   に位置するように、複数のカッタービットを予め配設し
   ておき、 任意の第１方向へ掘進した掘進終了端において、前記半
   球面の中心を回動中心として掘進機を回動させて掘進機
   を第１方向と異なる第２方向に向け、掘進方向を第１方
   向から第２方向へ変更することを特徴とするシールド掘
   進方法。