JPH10331590A

JPH10331590A - トンネル掘削機

Info

Publication number: JPH10331590A
Application number: JP14659997A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fujioka; 一夫藤岡; Kiyoshi Nishimura; 清西村; Takahito Yoshida; 貴人吉田
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Atlas Copco Robbins Inc
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Robbins TBM Inc
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1998-12-15
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: JP3046564B2

Abstract

(57)【要約】【目的】グリッパ装置の構造を簡略化し、容易に分解
できる構造とし、使用に伴う摩耗等によって部品の交換
が必要になったときにも簡単に交換でき、しかも先行の
トンネル掘削機の利点を備えたトンネル掘削機を提供す
る。【構成】メインビーム９の後部に、メインビーム９を
取り囲む枠状のグリッパボディ１７を摺動機構１８を介
して前後方向に摺動自在に配設し、グリッパボディ１７
上に立設したシャフト２８に摺動自在に装着した球面軸
受２９によりメインビーム９をグリッパシュー２２に対
し相対的に全方向に回転揺動可能に構成するとともに、
グリッパボディ１７をトルクジャッキ３６を介してグリ
ッパシュー２２に対し上下方向に相対移動可能に構成し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、岩盤のような硬い地
盤だけでなく、軟弱な地盤におけるトンネルの掘削も対
象としたオープン型のトンネル掘削機に関し、詳しくは
同トンネル掘削機のグリッパ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、岩盤におけるトンネルの掘削を対
象とした掘削機として、主に、オープン型（メインビー
ム式オープン型ともいう）トンネル掘削機と、フルシー
ルド型トンネル掘削機との２種類がある。

【０００３】オープン型のトンネル掘削機においては、
掘削トンネル内でトンネル掘削機の特にカッターヘッド
部を前進させるための反力受けとしてのグリッパ装置を
メインビーム上に備えている。メインビームはトンネル
掘削機の上部、下部あるいは中心部のいずれかの箇所に
配置されるが、中心部に配置するタイプが、掘削機内の
上半部および下半部のスペースが制限されにくく、掘削
面の補修作業やカッターヘッドの部品の交換作業が容易
であり、カッターヘッド部の方向制御が簡単であるなど
の点で有利である。また、グリッパ装置はメインビーム
に対し相対的に前後方向に摺動自在でかつ全方向に回転
揺動自在に配置する必要がある。

【０００４】この先行技術として、例えば特開平８−３
１２２８９号公報に記載のものがある。このトンネル掘
削機は、メイングリッパ１７のグリッパシュー１７ａを
地山（トンネル坑壁ともいう）に押し当てグリッパボデ
ィ１６を地山に固定した状態で、カッターヘッド３を回
転させながらスラストジャッキ１５を伸長することによ
り、フロントボディ１ａを前進させて掘削作業を行う。
フロントボディ１ａの前進に伴って、メインビーム９が
前方へ摺動する。所定距離の掘削後は、フロントグリッ
パ６でフロントボディ１ａをトンネル坑壁に固定し、リ
ヤサポート１１を伸長してメインビーム９の後端側を支
承し、メイングリッパ１７のグリッパシュー１７ａを収
縮した状態で、スラストジャッキ１５の収縮によりグリ
ッパボディ１６をメインビーム９に沿って前方へ引き寄
せて元の状態に戻し、後は上記の一連の作業を繰り返す
ことにより、掘削作業を行う構造からなる。

【０００５】また、グリッパ装置は、図７に示すよう
に、グリッパボディ１１６がメインビーム１０９の前後
方向に摺動自在に支持され、スラストジャッキ１１５の
前端がメインビーム前部１０９ａに枢支・連結され、ス
ラストジャッキ１１５の後端側が外方へ回転可能に構成
されている。グリッパボディ１１６の両側に、メイング
リッパ１１７がそれぞれ配設され、またグリッパボディ
１１６は、正方形状の枠体１１６ａを備え、この枠体１
１６ａの対向する上下両面にコの字状のガイド枠１１６
ｂが突設されている。そして、上下のガイド枠１１６ｂ
内に、球面軸受１１８が上下動自在に嵌挿されている。
球面軸受１１８は、球面部を上下外面に備えた内枠１１
８ａと、この内枠１１８ａが全方向に回転揺動自在に支
持される球面座を上下内面に備えた外枠１１８ｂとから
なり、内枠１１８ａの両側下部とグリッパボディ１１６
の枠体１１６ａの内側面上部との間に、トルクジャッキ
１１９がそれぞれ介設されている。内枠１１８ａと外枠
１１８ｂとの両側部にはクリアランスが設けられ、トル
クジャッキ１１９の伸縮動作により内枠１１８ａは外枠
１８ｂに対し相対的に円周方向に揺動可能になってい
る。内枠１８ａの開口部１１８ａ’は、メインビーム後
部１０９ｃの外形断面形状に対応した正方形からなり、
隅角部に介装したスライドメタル１２０を介してメイン
ビーム１０９とグリッパボディ１１６とは、相対的に前
後方向に摺動自在に嵌挿されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載のトンネル掘削機（の特にグリッパ装置）に
は、それぞれ次のような改良すべき課題がある。

【０００７】図７から明らかなように、メインビー
ム１０９の周囲を完全に取り囲むように球面軸受１１８
を設ける必要があるので、機能上、球面軸受が大規模と
なり、製作が困難で、製作費が嵩む。

【０００８】メインビーム１０９に対し前後方向に
摺動自在に配設されたグリッパ装置の前後方向の摺動部
材が特に摩耗し易いが、この摺動部材を球面軸受１１８
で取り囲む構造からなるため、分解が容易でなく、摺動
部材の主要部を構成するスライドメタル１２０の交換が
困難である。

【０００９】トルクジャッキ１１９はメインビーム
１０９に対して球面軸受１１８を介してグリッパボディ
１１６に結合される一方、グリッパジャッキ１１７ｂは
グリッパボディ１１６に保持されているので、トンネル
掘削機の全トルク反力はトルクジャッキ１１９を介して
グリッパジャッキ１１７ｂへの横荷重として作用するた
め、グリッパジャッキ１１７ｂへの横荷重が過大とな
る。

【００１０】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、グリッパ装置の構造を簡略化し、容易に分解できる
構造とし、使用に伴う摩耗等によって部品の交換が必要
になったときにも簡単に交換でき、かつグリッパジャッ
キの荷重負担を低減でき、しかも先行のトンネル掘削機
の利点、例えば岩盤などの硬質地盤でのトンネルの掘削
だけでなく軟弱地盤でのトンネルの掘削が可能であり、
しかも切羽の近傍で地山を手当でき、また全体構造が従
来のフルシールド型に比べて簡単で主要機器はシールド
シェルにより保護できるなどの利点を備えたトンネル掘
削機を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のトンネル掘削機は、a)岩盤掘削用のローラ
カッターを装備したカッターヘッド、該カッターヘッド
を回転自在に支持して駆動するカッターヘッド駆動部、
該駆動部付近から後方へ向けて張設したメインビーム、
該メインビームの後端部に支持され、下向きに進退自在
なリヤサポートシューを備えたリヤサポート、および前
記メインビームの後部に支持され、グリッパシューをグ
リッパシリンダを介して半径方向へ進退自在に備えたグ
リッパ装置を具備し、前記グリッパ装置と前記メインビ
ームとの間に介設したスラストジャッキにより掘進する
トンネル掘削機において、b)前記メインビームの後部
に、前記メインビームを取り囲む枠状のグリッパボディ
を摺動機構を介して前後方向に摺動自在に配設し、c)該
グリッパボディ上に設けた球面軸受機構により前記メイ
ンビームを前記グリッパシューに対し相対的に全方向に
回転揺動可能に配設するとともに、前記グリッパボディ
をトルクジャッキを介して前記グリッパシューに対し上
下方向に相対移動可能に配設している。

【００１２】上記の構成を有する本発明のトンネル掘削
機によれば、先ず、岩盤等の硬質地盤におけるトンネル
掘削に際しては、グリッパシリンダの伸長によりグリッ
パシューを地山（トンネル坑壁）に固定した状態で、カ
ッターヘッドを回転させながらスラストジャッキを伸長
させることにより前進させて掘削作業を行うことができ
る。所定距離の掘削後は、リヤサポートシューを下向き
に伸長させて接地することによりメインビームの後端を
支持し、グリッパシューを収縮した状態で、スラストジ
ャッキの収縮によりグリッパシューをグリッパボディと
ともにメインビームに沿って前方へ引き寄せて元の状態
に戻し、以降は上記の作業を繰り返せばよい。また、グ
リッパボディの（両側の）トルクジャッキのストローク
を調整することにより、メインビームを円周方向に回転
させて掘削時のトンネル掘進機のローリングを修正した
り、（両側の）トルクジャッキおよびグリッパシリンダ
のストロークを同調させて調整することにより、メイン
ビームをグリッパボディに対し球面軸受機構を介して上
下方向にのみ移動させたり、（両側の）トルクジャッキ
を所定のストロークに保持することにより、球面軸受機
構の状態を所定の姿勢に固定したり、カッターヘッドの
回転に伴う回転トルクをメインビームおよびグリッパボ
ディを介してグリッパシューで支持したりできる。

【００１３】一方、メインビームに対するグリッパボデ
ィの前後方向の摺動は、グリッパボディ内側の摺動機構
を介して行われ、またメインビームの円周方向回転（ロ
ーリング）、同上下方向移動（ピッチング）および同左
右方向移動（ヨーイング）の各動作（回転揺動運動）
は、グリッパボディ上（外側）の球面軸受機構を介して
行われる。上述のように摺動機構と球面軸受機構とがそ
れぞれ別個に設けられ、かつ独立しているいるから、両
方の機構が結合して設けられた従来の構造に比べてグリ
ッパ装置の全体的な構造が簡略化される。

【００１４】請求項２記載のように、d)前記摺動機構
を、前記グリッパボディの両内側面の前後方向に沿って
取り付けられた断面台形凹状のスライドガイドと、該ス
ライドガイドに対応する前記メインビームの位置に長手
方向に沿って固設された断面台形のスライドウェイと、
両者間に着脱自在に介設された軸受部材（例えばスライ
ドメタル）とから構成するのが好ましい。

【００１５】請求項２記載のトンネル掘削機によると、
メインビーム側のスライドウェイに対しグリッパボディ
側のスライドガイドを最大限に前後方向に相対移動さ
せ、スライドウェイの大部分を露呈させた状態で、スラ
イドウェイとスライドガイド間から軸受部材を取り外す
ことにより、新しい軸受部材に簡単に交換することがで
きる。

【００１６】請求項３記載のように、e)前記球面軸受機
構を、前記グリッパボディの上面中央部に鉛直上向きに
立設されたシャフトと、該シャフト外周面の上下方向に
摺動自在に装着された環状の球面軸受と、該球面軸受を
介して前記シャフトに対し全方向に回転揺動自在に支持
され、前記グリッパボディを挟んで両側方に進退自在に
前記グリッパシューを支持する上下前後四対のグリッパ
シリンダのうち上部のグリッパシリンダ基端間を連結す
る連結部材とから構成するとともに、前記トルクジャッ
キを、前記上部グリッパシリンダの本体と前記グリッパ
ボディの両側面下部との間に介設するのが好ましい。

【００１７】請求項３記載のトンネル掘削機によれば、
グリッパボディの両側のグリッパシューをグリッパシリ
ンダの伸長によりトンネルの抗壁（地山）に押し付けて
固定した状態で、グリッパシリンダの左右のストローク
差を調整することにより、メインビームがグリッパボデ
ィとともに水平方向に揺動するが、このときメインビー
ムの前端はカッターヘッドを介して切羽で移動が規制さ
れているため、メインビームの軸線がトンネルの中心軸
線に対し傾斜する。この状態でグリッパシューはトンネ
ルの中心軸線に対し垂直に配置されているから、結果的
にメインビームはグリッパボディとともにグリッパシュ
ーに対し傾斜するが、この傾斜は球面軸受で吸収され
る。また左右のトルクジャッキを同期させて伸縮しスト
ロークを調整することにより、メインビームを上下方向
に移動させ、ピッチングさせることができるが、このと
きのグリッパシューに対するメインビームの傾斜も球面
軸受で吸収される。さらに左右のトルクジャッキを相互
に逆向きに伸縮動作させることにより、メインビームが
円周方向に回転（ローリング）するが、このときグリッ
パシリンダを固定させておくことにより、球面軸受を中
心にしてメインビームのローリングが行われる。なお、
上記の各回転揺動運動時にも、メインビームとグリッパ
ボディとの相対位置関係は変化せず一定に保たれている
ので、前後方向の摺動（スライド運動）は支障なく行わ
れる。

【００１８】また、請求項３記載のトンネル掘削機によ
れば、トンネル掘削機の掘削トルクによりメインビーム
にトルク反力が作用するとき、トルク反力はグリッパボ
ディとグリッパジャッキを結ぶトルクジャッキを介して
グリッパジャッキに作用する横荷重と、グリッパボディ
上部のシャフトを介してグリッパジャッキに作用する軸
方向荷重とに分散されるので、グリッパジャッキに作用
する横荷重が低減できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるトンネル
掘削機の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００２０】図１は本実施例のトンネル掘削機の全体を
概略的に示す側面図、図２の左半分は図１のＡ−Ａ線断
面図で、右半分は図１のＢ−Ｂ線断面図である。図３の
左半分は図１のＣ−Ｃ線断面図で、右半分は図１のＤ−
Ｄ線断面図である。図４は図１のＥ−Ｅ線拡大断面図、
図５は図４の一部（摺動機構）を拡大して示す部分断面
図、図６は図４のＦ−Ｆ線拡大断面図である。

【００２１】図１に示すように、トンネル掘削機１はフ
ロントボディ１ａを備え、このフロントボディ１ａの周
囲は、図２のように円弧状のルーフサポート２ａ、円弧
状のルーフサイドサポート２ｂ、円弧状のサイドサポー
ト２ｃで取り囲まれ、各サポート２ａ〜２ｃはそれぞれ
ジャッキ２ｅを介して半径方向に進退自在で、ルーフサ
ポート２ａの中心部にはガイド２ｆが配設されている。
フロントボディ１ａの前端面には、多数の岩盤掘削用の
ローラカッター３ａを有するカッターヘッド３が、軸受
４を介して回動自在に配設されている。軸受４はフロン
トボディ１ａ内に一体に設けられた環状フレーム１ｂに
取り付けられており、カッターヘッド３の複数（本例で
は６機）の駆動ユニット６の前端部が図２のように円周
方向に間隔をあけて配置され、フロントボディ１ａに固
定されている。バルクヘッド５は円形の板体からなり、
フロントボディ１ａ内の前部に一体に設けられた環状フ
レーム１ｂに、軸受４の回転を阻害しない形でバルクヘ
ッド５の外周縁部がネジ止め等の手段で取り付けられて
いる。またバルクヘッド５の前方にはカッターチャンバ
５ａが、カッターヘッド３との空間に形成されている。

【００２２】図１・図２に示すように、フロントボディ
１ａ内の下部に、第２スラストジャッキとしてのシール
ドジャッキ８が円周方向に間隔をあけて配設され、シー
ルドジャッキ８の前端はフロントサポート１ｃに固定さ
れ、後端のシュー８ａを後方に向けている。

【００２３】図１に示すように、中空構造のメインビー
ム９の前端がフロントボディ１ａの中心部にフランジ５
ｂを介して固設され、フロントボディ１ａから後方に向
けてメインビーム９が水平に延びている。メインビーム
９は前端から後方にかけて段階的に形状が小さくなり、
前部９ａは図２のように縦長方形枠からなり、後部９ｃ
は図４のように横長方形枠からなり、ベルトコンベヤ１
０がカッターチャンバ５ａからメインビーム９内を通し
て後方へ延設されている。なお、図示は省略するが、バ
ルクヘッド５の内部は、ベルトコンベヤ１０を通すため
の中空部になっている。またメインビーム９の後端に
は、一対のリヤサポート１１が下向きに配設され、これ
らのリヤサポート１１は、図３のように接地用の断面円
弧状シュー１１ａをジャッキ１１ｂで下向きに進退させ
る構造からなる。

【００２４】メインビーム前部９ａの後端部には図３の
ように旋回リング１２が配設され、この旋回リング１２
を介して円周方向に旋回自在にエレクタ１３が配備され
ている。

【００２５】図１に示すように、メインビーム後部９ｃ
にはグリッパ装置１６が前後方向に摺動自在に配設さ
れ、メインビーム９を相対的に前後方向に摺動自在に支
持している。第１推進ジャッキとしてのスラストジャッ
キ１５の前端は、メインビーム前部９ａの後端部に鉛直
ピン１５ａを介して枢支・連結され、スラストジャッキ
１５の後端側がグリッパ装置１６のグリッパボディ１７
に鉛直ピン１５ｂを介して枢支・連結されている。な
お、スラストジャッキ１５の前後部には、水平ピン１５
ｃを介した鉛直方向屈折可能部が介設されている。図４
に示すように、グリッパボディ１７はメインビーム９を
取り囲む横長方形の枠体からなり、底板１７ａはボルト
１７ｂにより着脱自在に取り付けられ、摺動機構１８を
介して前後方向に摺動自在に配設されている。

【００２６】摺動機構１８は、本例では、図１のように
メインビーム９の両側面に長手方向（前後方向）に沿っ
て取り付けられたスライドウェイ１９と、グリッパボデ
ィ１７内の両側面に固設されたスライドガイド２０と、
スライドウェイ１９とスライドガイド２０間に着脱自在
に取り付けられたスライドメタル（軸受部材）２１とか
らなる。スライドウェイ１９の断面台形部分１９ａは、
角棒状の台座１９ｂに対しボルト１９ｃで着脱自在に取
り付けられ、また断面台形部分１９ａは長手方向で複数
に分割されている。スライドガイド２０は断面台形部分
１９ａに対応する断面台形の凹状部２０ａを有し、この
凹状部２０ａ内の上下傾斜部にスライドメタル２１が着
脱自在にボルト（図示せず）で取り付けられている。ま
た、凹状部２０ａの前後両端部には、ダストシール（図
示せず）が着脱自在に取り付けられている。

【００２７】上記の構造からなるので、スライドメタル
２１が摩耗した場合の取り替えは、メインビーム９側の
スライドウェイ１９の断面台形部分１９ａをボルト１９
ｃを外して取り外し、グリッパボディ１７側のスライド
ガイド２０との間にスペースを設け、図示していないス
ライドメタル２１の取付用ボルト（図示せず）を外すこ
とにより取り外せ、新しいスライドメタル２１と簡単に
取り替えることができる。なお、グリッパボディ１７の
底枠板１７ａを、ボルト１７ｂを外して取り外せば、グ
リッパボディ１７の下端が開放されるので、取り替え作
業が一層簡単になる。

【００２８】図４に示すように、側方より見て円弧状に
湾曲した左右一対のグリッパシュー２２が、上下前後の
４対のグリッパシリンダ２３・２４によりグリッパボデ
ィ１７を取り囲むように連結されている。対をなす各組
のグリッパシリンダのうち上部グリッパシリンダ２３
は、基端同士が連結部材としてのセンターセクション２
５により連結され、また下部グリッパシリンダ２４は基
端同士が連結リング２６で連結されている。各グリッパ
シリンダ２３・２４のロッド先端は、グリッパシュー２
２の取付枠２２ａに水平ピン２２ｂにより枢支・連結さ
れている。

【００２９】図６に示すように、グリッパボディ１７の
上枠板１７ｃの中央部に、シャフト２８が鉛直上向きに
立設され、円環状の球面軸受２９がシャフト２８の外周
面上に上下に摺動自在に被装されている。環状支持体３
０の中央孔３０ａの内周壁に球面軸受２９の外周部２９
ａが嵌着されている。環状支持体３０には、前後方向に
相対抗して張り出す一対の支持バー３１が一体に形成さ
れ、各支持バー３１の先端側にグリッパシリンダ２３の
センターセクション２５の中央孔２５ｂがトラニオン３
３で固定されている。さらに、グリッパボディ１７の両
側枠板１７ｄの下部にブラケット３４が固設され、この
ブラケット３４とグリッパシリンダ２３の本体に固設さ
れたブラケット３５との間に、トルクジャッキ３６の両
端がピン３６ａにより枢支・連結されて介設されてい
る。したがって、本例では、センターセクション２５、
シャフト２８、球面軸受２９および環状支持体３０など
で、球面軸受機構が構成される。

【００３０】上記の構成により、左右のグリッパシュー
２２はグリッパシリンダ２３・２４およびセンターセク
ション２５等とともに、グリッパボディ１７に対し相対
的に全方向に回転揺動自在に支持される。

【００３１】以上のように構成される本実施例のトンネ
ル掘削機１について、掘削動作を説明する。

【００３２】A)岩盤等の硬質地盤におけるトンネル掘削
に際しては、グリッパ装置１６のグリッパシュー２２を
坑壁に押し当て地山（トンネル坑壁）に固定した状態
で、カッターヘッド３を回転させながらスラストジャッ
キ１５を伸長させることによりフロントボディ１ａを前
進させて掘削作業を行う。グリッパボディ１７はグリッ
パシュー２２の固定位置に固定されるが、グリッパシュ
ー２２とはシャフト２８および球面軸受２９を介して全
方向に揺動自在に結合されているので、グリッパシュー
２２と摺動機構１８を介して連結されたメインビーム９
は、グリッパシュー２２に対し相対的に全方向に回転揺
動自在である。

【００３３】フロントボディ１ａの前進に伴って、グリ
ッパ装置１６に対し摺動機構１８（スライドメタル２
１）を介してメインビーム９が前方へ摺動する。所定距
離の掘削後は、リヤサポート１１を伸長してシュー１１
ａを接地することによりメインビーム９の後端側を支承
する。この状態で、グリッパ装置１６のグリッパシュー
２２を収縮したのち、スラストジャッキ１５の収縮によ
りグリッパ装置１６をメインビーム９に沿って前方へ引
き寄せ、元の状態に戻し、後は上記の作業を繰り返すこ
とにより、掘削作業を遂行する。

【００３４】B)トンネルの掘削方向の制御、いいかえれ
ばカッターヘッド３の掘進方向の制御は、両側のグリッ
パシリンダ２３・２４（特に上部のグリッパシリンダ２
３）のストローク差を利用し、メインビーム９をグリッ
パボディ１７とともに傾斜させることにより行う。また
左右のトルクジャッキ３６を同一ストロークずつ同期さ
せて伸縮させることにより、グリッパシュー２２に対し
メインビーム９の前端側（フロントボディ１ａ）がグリ
ッパボディ１７を介してシャフト２８を中心に上下方向
に首を振るので、上下方向の掘削制御が可能になる。さ
らに、両側のトルクジャッキ３６のストロークを調整す
ることにより、グリッパボディ１７を介してメインビー
ム９を円周方向に回転させて掘削時のトンネル掘進機１
のローリングを修正することができる。そのほか、両側
のトルクジャッキ３６を所定のストロークに保持するこ
とにより、球面軸受２９の球面部の状態を所定の姿勢に
固定したり、カッターヘッド３の回転に伴う回転トルク
をメインビーム９およびグリッパボディ１７を介してグ
リッパシュー２２で支持したりできる。

【００３５】上記のグリッパ装置１６におけるメインビ
ーム９に対する前後方向への摺動は摺動機構１８が担う
一方、メインビーム９に対する全方向の回転揺動運動は
主にグリッパボディ１７上のシャフト２８と球面軸受２
９とからなる球面軸受機構が担うが、両機構はそれぞれ
独立し別個の位置に設けられている。このため、両機構
の分解・組立が容易で摩耗部分の交換が簡単になり、ま
たグリッパ装置１６の全体構造も簡略化される。

【００３６】C)軟弱地盤におけるトンネルの掘削に際し
ては、メインビーム９の後端をリヤサポート１１で支持
し、グリッパシュー２２を収縮して引き込んだ状態で、
エレクタ１３によりセグメント等の反力部材を構築する
か、あるいは下部抗壁に別の反力部材を固定し、これら
の反力部材にシールドジャッキ８の後端のシュー８ａを
押し当てて伸長させることにより、フロントボディ１ａ
を前進させ、カッターヘッド３によりトンネルを掘削す
ることができる。この掘削作業においては、カッターヘ
ッド３の直ぐ後方に配置されたルーフサポート２ａ・ル
ーフサイドサポート２ｂ・サイドサポート２ｃをそれぞ
れ半径方向外方に張り出させて地山の崩落を防ぎなが
ら、エレクタ１３により支保部材を組み立てて地山（ト
ンネル坑壁）を覆うことができる。このため、地山が崩
落するのを未然に防ぐことができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明のトンネル掘削機には、下記の優れた効果があ
る。

【００３８】(1) グリッパ装置の構造が簡略化され、全
体的に小型化が可能になり、製作が容易になって製作費
が低減される。また、使用に伴う摩耗等によって部品の
交換が必要になったときに、簡単に交換できる。しか
も、先行のトンネル掘削機の利点、例えば岩盤などの硬
質地盤でのトンネルの掘削だけでなく軟弱地盤でのトン
ネルの掘削が可能であり、しかも切羽の近傍で地山を手
当でき、また全体構造が従来のフルシールド型に比べて
簡単で主要機器はルーフサポート等のサポートにより保
護できるなどの効果がある。

【００３９】(2) 請求項２記載のトンネル掘削機では、
摺動機構の軸受部材が摩耗した場合に、メインビームに
対しグリッパボディを前後方向の一方へ移動させること
により、スライドウェイとスライドガイド間から軸受部
材を取り外し、新しい軸受部材に簡単に交換することが
できる。

【００４０】(3) 請求項３記載のトンネル掘削機では、
掘進方向の変更や掘削機のローリングの抑制や掘削機の
ローリング方向の修正、カッターヘッドの上下方向の修
正などの掘削作業に伴う各回転揺動運動を、グリッパシ
リンダおよびトルクジャッキの伸縮動作により簡単に行
われ、しかも各回転運動時のグリッパシューに対するメ
インビームの相対的な傾斜を球面軸受で確実に吸収する
ことができる。

【００４１】(4) また請求項３記載のトンネル掘削機で
は、掘削機の掘削トルクがトルクジャッキとシャフトに
分散してグリッパジャッキに伝達されるので、グリッパ
ジャッキに作用する横荷重を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるトンネル掘削機の全体
を概略的に示す側面図である。

【図２】図２の左半分は図１のＡ−Ａ線断面図で、右半
分は図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図３】図３の左半分は図１のＣ−Ｃ線断面図で，右半
分は図１のＤ−Ｄ線断面図である。

【図４】図１のＥ−Ｅ線拡大断面図である。

【図５】図４の一部（摺動機構）を拡大して示す部分断
面図である。

【図６】図４のＦ−Ｆ線拡大断面図である。

【図７】従来のオープン型トンネル掘削機におけるグリ
ッパ装置を示す中央断面図である。

【符号の説明】

１トンネル掘削機１ａフロントボディ３カッターヘッド４軸受５バルクヘッド５ａカッターチャンバ８シールドジャッキ９メインビーム１５スラストジャッキ１６グリッパ装置１７グリッパボディ１８摺動機構１９スライドウェイ２０スライドガイド２１スライドメタル２２グリッパシュー２３・２４グリッパシリンダ２５センターセクション（連結部材）２８シャフト２９球面軸受３０環状支持体３１支持バー３６トルクジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記１名の代理人弁理士鳥巣実 (72)発明者藤岡一夫兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号川崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者西村清兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号川崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者吉田貴人兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号川崎重工業株式会社神戸本社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】岩盤掘削用のローラカッターを装備した
カッターヘッド、該カッターヘッドを回転自在に支持し
て駆動するカッターヘッド駆動部、該駆動部付近から後
方へ向けて張設したメインビーム、該メインビームの後
端部に支持され、下向きに進退自在なリヤサポートシュ
ーを備えたリヤサポート、および前記メインビームの後
部に支持され、グリッパシューをグリッパシリンダを介
して半径方向へ進退自在に備えたグリッパ装置を具備
し、前記グリッパ装置と前記メインビームとの間に介設
したスラストジャッキにより掘進するトンネル掘削機に
おいて、前記メインビームの後部に、前記メインビームを取り囲
む枠状のグリッパボディを摺動機構を介して前後方向に
摺動自在に配設し、該グリッパボディ上に設けた球面軸受機構により前記メ
インビームを前記グリッパシューに対し相対的に全方向
に回転揺動可能に配設するとともに、前記グリッパボデ
ィをトルクジャッキを介して前記グリッパシューに対し
上下方向に相対移動可能に配設したことを特徴とするト
ンネル掘削機。
【請求項２】前記摺動機構が、前記グリッパボディの両内側面の長手方向に沿って取り
付けられた断面台形凹状のスライドガイドと、該スライ
ドガイドに対応する前記メインビームの位置に前後方向
に沿って固設された断面台形のスライドウェイと、両者
間に着脱自在に介設された軸受部材とからなる請求項１
記載のトンネル掘削機。
【請求項３】前記球面軸受機構が、前記グリッパボディの上面中央部に鉛直上向きに立設さ
れたシャフトと、該シャフト外周面の上下方向に摺動自
在に装着された環状の球面軸受と、該球面軸受を介して
前記シャフトに対し全方向に回転揺動自在に支持され、
前記グリッパボディを挟んで両側方に進退自在に前記グ
リッパシューを支持する上下前後四対のグリッパシリン
ダのうち上部のグリッパシリンダ基端間を連結する連結
部材とからなり、前記トルクジャッキが、前記上部グリッパシリンダの本
体と前記グリッパボディの両側面下部との間に介設され
た請求項１又は２記載のトンネル掘削機。