JPH11270275A - ２段式シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大径シールド掘進かち小径シールド掘進に切
換える際に掘進機の前端部に作用する土水圧に起因する
荷重を簡単な機構で支承可能にし、切換えの作業能率を
高める。 【解決手段】 シールド掘進機１は、カッターディスク
２（ディスク本体３と外輪部４と連結機構２０とを含
む）、カッター駆動機構１０、大径胴体５（大径前胴６
と大径後胴７）、小径前胴８、複数のシールドジャッキ
１１、大径胴体５を小径前胴８の後端部に接続する複数
の接続金具１４、小径シールド掘進機に切換える際に、
掘進機の前端部に作用する土水圧に起因する荷重を外輪
部４を介して支承する外輪支承機構１３、排泥設備１
５、エレクタ装置１６など有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、２段式シールド
掘進機に関し、特に送電線や通信用ケーブルの為のシー
ルド坑や下水道用シールド坑などを掘削する際に、大径
シールド坑に続けて小径シールド坑を掘進することので
きる２段式シールド掘進機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 下水道用シールド坑などは上流側から
下流側にかけてトンネル径が徐々に拡大していくケース
が多く、このようにトンネル径が変化するシールド坑
（トンネル）を構築する場合、従来では、トンネル径が
変化する各地点に立坑を設け、その立坑から掘削対象の
トンネル径とほぼ等径のシールド掘進機を投入してトン
ネルを掘削する。この場合、異なる径のトンネルの接合
地点毎に立坑を設ける必要があり、その立坑を設ける為
に多大の費用と労力がかかる。しかも、都市部において
は、ビル等の既存の構築物と干渉するため立坑を形成で
きないことも多いが、このような場合は必要な径よりも
大径のトンネルに統一して掘削するため、トンネル掘削
費用が増加してしまう。

【０００３】そこで、立坑を用いずに大径トンネルに続
けて小径トンネルを掘削することのできる２段式シール
ド掘進機が種々提案されている。特開平３−５９２９２
号公報に記載のシールド掘削機は、カッターディスク、
外筒、内筒、外筒と内筒とをトルク・力伝達可能に連結
する内外筒固定ピン、カッター駆動手段、外筒の内側の
複数のシールドジャッキ、内筒の内側の複数のシールド
ジャッキなどを有し、カッターディスクのカッタースポ
ークには、大径シールド坑の外周部を掘削する為の伸縮
片が設けられている。小径シールド坑の掘進に切換える
際には、伸縮片を縮め、覆工済みのセグメントに反力受
けを設け、その反力受けと内筒内側に構築したセグメン
トに反力をとり、内筒用シールドジャッキにより掘進推
力を発生可能にし、内外筒固定ピンを取り外して、小径
シールド用シールド掘進機を作動させる。

【０００４】特開平５−１００８６号公報に記載の２段
式シールド掘進機では、大径胴部材の内側に小径シール
ド掘進機を組み込み、小径シールド掘進機の内部に複数
のシールドジャッキを設け、大径シールド掘進時には、
各シールドジャッキにより伝達台を介して大径セグメン
トに反力をとりつつ掘進推力を発生させる。小径シール
ドに切換える際には、大径胴部材と小径胴部材との連結
を解き、カッターディスクの外周側の外輪部を分断し、
大径セグメントの前端に段付き状に小径セグメントを覆
工し、小径シールド掘進時には、伝達台を用いずにシー
ルドジャッキで小径セグメントに反力をとって掘進推力
を発生可能にする。

【０００５】特開平７−１４５６９９号公報に記載の２
段式シールド掘進機は、小径シールド用カッターディス
ク、その外周側の環状カッターディスク、大径胴体（ス
キンプレート）、小径胴体、大径胴体を小径胴体の後端
部に固定する環ディスク状の固定部材、大径胴体の内側
のシールドジャッキ、小径胴体の内側のシールドジャッ
キ、等を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 特開平３−５９２９
２号公報のシールド掘削機では、内外筒固定ピンにより
外筒と内筒間でトルクと力を伝達する構成である。この
内外筒固定ピンは１個では足らず、複数（例えば８個
位）設ける必要があるが、複数の内外筒固定ピンの全部
が一致して作動するように構成することはピン部材やピ
ン穴の加工精度上困難であり、製作費が高価になる。

【０００７】特開平５−１００８６号公報のシールド掘
進機では、大径シールド掘進時にも、小径シールド掘進
機の内部の複数のシールドジャッキにより掘進推力を発
生させるようになっているが、大径シールドから小径シ
ールドに切換える際に、土水圧が作用するカッターディ
スクを後退しないように支承する対策を何等講じていな
い。また、小径シールドに切換える際に、カッターディ
スクの外輪部を分断したときに、その外輪部を支持する
手段がないので外輪部が落下して、小径シールド用カッ
ターディスクと干渉する虞もある。

【０００８】特開平７−１４５６９９号公報に記載のシ
ールド掘進機では、小径シールド用カッターディスクを
回転駆動する駆動手段と、この小径シールド用カッター
ディスクの外周側の環状カッターディスクを回転駆動す
る駆動手段とを独立に設けるので構成が複雑化し製作費
も高価になる。本発明の目的は、２段シールド掘進機に
おいて、大径シールドから小径シールドに切換える際に
シールド掘進機の前端部に作用する土水圧に起因する荷
重を簡単な機構で支承可能にすること、カッターディス
クの外輪部を位置規制できるようにすること、小径シー
ルドに切換える際の作業能率を高めること、等である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１の２段式シー
ルド掘進機は、カッターディスクと、大径胴体と、大径
胴体の前部の内側に同心状に位置する小径前胴と、カッ
ターディスクを回転駆動するカッター駆動機構と、大径
胴体に掘進推力を付加する複数のシールドジャッキとを
備え、大径シールド坑に続けて小径シールド坑を掘進可
能な２段式シールド掘進機において、前記カッターディ
スクは、小径前胴の前側に位置するディスク本体と、こ
のディスク本体とは別体でその外周側に位置する外輪部
と、ディスク本体を外輪部に力伝達可能に且つ分離可能
に連結する連結機構とを有し、前記大径胴体に作用する
掘進推力を小径前胴に伝達する為に大径胴体を小径前胴
の後端部に接続解除可能に接続する複数の接続金具を設
け、前記大径胴体の前端寄り部分の内面付近部にカッタ
ーディスクと小径前胴に作用する土水圧に抗して外輪部
を支承可能な外輪支承機構を設けたものである。

【００１０】大径シールド坑を掘進する状態では、カッ
ターディスクのディスク本体と外輪部とが連結機構で連
結され、カッター駆動機構によりカッターディスクが回
転駆動される。複数のシールドジャッキで発生する掘進
推力は、大径胴体に伝達され、この大径胴体から複数の
接続金具を介して小径前胴に伝達され、大径シールド坑
が掘進される。その大径シールド坑の内面にはセグメン
トが組付けられる。

【００１１】大径シールド坑に続けて小径シールド坑を
掘進する状態に切換える際には、外輪支承機構により外
輪部を支承し、カッターディスクと小径前胴に作用する
土水圧に起因する荷重を、外輪部と外輪支承機構と大径
胴体とを介して大径シールド坑の内面のセグメントで支
承し、その荷重が小径前胴に作用しない状態にしてか
ら、複数の接続金具を解体して大径胴体と小径前胴とを
分離し、小径前胴の内面に設ける複数のシールドジャッ
キにより前記セグメントに反力を取って掘進推力を発生
させ得る状態にしてから、カッターディスクにおける連
結機構を解除する。その状態において、カッター駆動機
構によりカッターディスクを回転駆動し、小径前胴の内
面の複数のシールドジャッキにより掘進推力を発生させ
ると、小径シールド坑を掘進することができる。

【００１２】請求項２の２段式シールド掘進機は、請求
項１の発明において、大径シールド坑の掘進中には、シ
ールドジャッキによる掘進推力を前記接続金具を介して
大径胴体から小径前胴に伝達することを特徴とするもの
である。大径シールド坑の掘進中には、シールド掘進機
の前端部に作用する土水圧による荷重の大部分が小径前
胴に作用することになる。そこで、シールドジャッキで
発生した掘進推力を大径胴体から、複数の接続金具を介
して小径前胴に伝達する。

【００１３】請求項３の２段式シールド掘進機は、請求
項１又は２の発明において、大径シールド坑の掘進から
小径シールド坑の掘進に切換える際には、カッターディ
スクと小径前胴に作用する土水圧に起因する荷重を外輪
支承機構を介して支承することを特徴とするものであ
る。請求項１の欄で説明したように、前記土水圧に起因
する荷重を外輪支承機構を介して大径胴体や大径シール
ド坑の内面のセグメント等で支承できるため、その荷重
を小径前胴を介して支承する必要がなくなるから、複数
の接続金具の解体や、小径前胴の内面付近へのシールド
ジャッキの組付けなどを簡単に行うことができる。

【００１４】請求項４の２段式シールド掘進機は、請求
項１〜３の何れか１項の発明において、前記カッター駆
動機構は小径前胴の内部に装備されたことを特徴とする
ものである。ディスク本体と外輪部とを連結機構で連結
しておけば、カッター駆動機構によりカッターディスク
の全体を回転駆動することができる。

【００１５】請求項５の２段式シールド掘進機は、請求
項１〜４の何れか１項の発明において、前記連結機構
は、シールド坑の径方向向きの複数のピン部材を介して
連結するように構成されたことを特徴とするものであ
る。それ故、連結機構は、ディスク本体と外輪部との間
でトルクと力の伝達が可能である。

【００１６】請求項６の２段式シールド掘進機は、請求
項１〜５の何れか１項の発明において、前記外輪支承機
構は、外輪部が径方向へ移動しないように規制する機能
を有することを特徴とするものである。小径シールド坑
の掘進に際して、ディスク本体と外輪部とを分断したと
き、外輪部が径方向（例えば下方）へ移動してディスク
本体と干渉する虞があるが、外輪支承機構が、外輪部が
径方向へ移動しないように規制する機能を有するので、
外輪部とディスク本体との干渉が生じることはない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施形態に係る２段式シ
ールド掘進機１は、大径シールド坑に続けて小径シール
ド坑を掘進可能なものであり、図１はこの２段式シール
ド掘進機１の縦断側面図である。以下、掘進方向に向か
って前後左右を前後左右として説明する。図１に示すよ
うに、この２段式シールド掘進機１（以下、端にシール
ド掘進機という）は、カッターディスク２と、大径胴体
５と、小径前胴８と、小径前胴８の内部の本体フレーム
９と、カッターディスク２を回転駆動するカッター駆動
機構１０と、大径シールド用の複数のシールドジャッキ
１１と、小径シールド用の複数のシールドジャッキ１２
と、外輪支承機構１３と、複数の接続金具１４と、排泥
設備１５と、エレクタ装置１６などを有する。

【００１８】カッターディスク２は、小径前胴８の前側
に対応するディスク本体３と、このディスク本体３とは
別体でディスク本体３の外周側に位置する外輪部４と、
ディスク本体３と外輪部４とをトルクと力を伝達可能に
且つ分離可能に連結する連結機構２０とを有する。カッ
ターディスク２は、本体フレーム９の隔壁９ａに回転自
在に支持されている。連結機構２０は、各カッタースポ
ーク内に装着された油圧シリンダ２１と、そのシリンダ
本体の先端部に一体形成された径方向向きのピン部材２
２とを有し、油圧シリンダ２１のピストンロッド２３が
ディスク本体３に連結され、油圧シリンダ２１によりピ
ン部材２２を外輪部４の係合穴２４に係脱自在に構成し
てある。

【００１９】大径シールド坑を掘進する際には、連結機
構２０によってディスク本体３と外輪部４とが連結状態
に保持され、小径シールド坑を掘進する際にはディスク
本体３と外輪部４とが分断され、ディスク本体３のみで
掘削する。外輪部４の後端面には、外輪支承機構１３の
複数の鍔付きピン３１を係合させる為の環状溝２５が形
成されている。カッター駆動機構１０は、隔壁９ａに装
着された複数のカッター駆動モータ１０ａを有し、それ
らカッター駆動モータ１０ａによりカッターディスク２
が正逆回転駆動される。尚、油圧供給系のスイベルジョ
ンイト１７も設けてある。

【００２０】前記大径胴体５は、大径前胴６と、その後
端に同心的且つ一体的に結合されて後方へ延びる大径後
胴７（大径前胴６と同径である）とからなる。大径前胴
６の後端のリングウェブ６ａと大径後胴７の前端のリン
グウェブ７ａとをボルト結合することで、大径前胴６と
大径後胴７とが一体的に結合されている。小径前胴８
は、大径前胴６よりも小径で、大径前胴６の内側に同心
状に配設され、小径前胴８の後端のリングウェブ８ａは
大径後胴７の前端のリングウェブ７ａと同一面をなして
いる。大径前胴６の前端近傍部の内面には溝形断面の環
状フレーム９ｂが溶接接合され、この環状フレーム９ｂ
の内側に対応する位置において、小径前胴８の内側に本
体フレーム９の隔壁９ａが設けられ、隔壁９ａは小径前
胴８に溶接接合され、カッターディスク２と隔壁９ａの
間にはチャンバー１８が形成されている。

【００２１】大径前胴６の内面付近に配設された複数の
シールドジャッキ１１は、周方向適当間隔おきに且つピ
ストンロッドを後方に向けて配置され、これらシールド
ジャッキ１１のジャッキ本体の後端部がリングウェブ６
ａ，７ａに固定され、各シールドジャッキ１１のピスト
ンの先端の半球凸部にはスプレッダー２６がルーズにピ
ン結合されている。大径シールド坑を掘進する際には、
これらシールドジャッキ１１により大径シールド坑Ｔの
内面に覆工したセグメント２７の前端に反力を取って掘
進推力を発生させるようになっている。

【００２２】小径前胴８の内面付近に配設された複数の
シールドジャッキ１２は、周方向適当間隔おきに且つピ
ストンロッドを後方に向けて配置され、これらシールド
ジャッキ１２のジャッキ本体の後端部がリングウェブ８
ａに固定され、各シールドジャッキ１２のピストンの先
端の半球凸部にはスプレッダー２８がルーズにピン結合
されている。小径シールド坑を掘進する際には、これら
シールドジャッキ１２により小径シールド坑Ｔａ（図２
参照）の内面に覆工したセグメント２９の前端に反力を
取って掘進推力を発生させるようになっている。

【００２３】大径シールド坑Ｔの掘進の際、大径胴体５
から小径前胴８に掘進推力を伝達する為に、大径胴体５
と小径前胴８の後端部が例えば８個の接続金具１４で接
続解除可能に接続される。これら接続金具１４は円周ほ
ぼ８等分位置で、リングウェブ７ａ，８ａの後面に当接
状に配置され、各接続金具１４はリングウェブ６ａ，７
ａ，８ａに複数のボルトにてボルト結合されている。各
接続金具１４はフランジとウェブとを有する剛性、強度
に優れるものである。

【００２４】外輪支承機構１３について説明する。この
外輪支承機構１３は、大径シールド坑Ｔの掘進から小径
シールド坑Ｔａの掘進に切換える際に、カッターディス
ク２と小径前胴８に作用する土水圧に抗して外輪部４を
支承するものである。大径前胴６の前半部の内側付近部
には、外輪支承機構１３を構成する例えば６組の外輪支
承装置３０が周方向適当間隔おきに設けられている。各
外輪支承装置３０は、外輪部４の環状溝２５に後方から
対向する鍔付きピン３１と、この鍔付きピン３１を前方
へ駆動可能な油圧シリンダ３２とを有し、油圧シリンダ
３２は油圧供給源に接続されている。

【００２５】鍔付きピン３１には、環状溝２５に嵌合可
能なピン部３１ａと外輪部４の後端面を支承可能な鍔部
３１ｂとが形成され、鍔付きピン３１の後端部が油圧シ
リンダ３２のピストンロッドの前端部にピン連結され、
油圧シリンダ３２のシリンダ本体は大径前胴６に連結さ
れている。鍔付きピン３１は、環状フレーム９ｂの前壁
部を挿通して案内され、その挿通部はシール部材３３に
より封止されている。

【００２６】前記環状フレーム９ｂの内周面部に広幅の
浅い環状溝３４が形成され、この環状溝３４に止水シー
ル３５が装着され、この止水シール３５により小径前胴
８と環状フレーム９ｂの間が止水可能になっている。排
泥設備１５について説明すると、排泥設備１５は、送水
管３６とバルブ３６ａと排泥管３７とバルブ３７ａとを
有する。送水管３６は、地上の送水源に接続されてシー
ルド坑内に導入された送水系に接続され、チャンバー１
８内へ送水する。排泥管３７は、チャンバー１８内の泥
水を排出するもので、シールド坑内を後方へ延びる排泥
系に接続されその排泥系は地上の排泥タンクへ延びてい
る。尚、シールド掘進機１は泥水シールドを適用してい
るが、土圧シールド適用する場合もあり、その場合は排
泥設備１５の代わりに排土設備が設けられる。

【００２７】シールド坑（Ｔ又はＴａ）の内面にセグメ
ント（２７又は２９）を覆工するエレクタ装置１６は一
般的な構成のもので、エレクタ装置１６は小径前胴８の
後端部に取付けられている。エレクタ装置１６は、小径
前胴８の後端部の環状部８ｂに取付けられた複数のロー
ラに回転自在に支持された回動フレーム３８と、回動フ
レーム３８に設けられたエレクタ本体３９と、回動フレ
ーム３８を回転駆動する回転駆動機構４０等を有する。

【００２８】以上説明したシールド掘進機１により大径
シールド坑Ｔを掘進する際には、カッターディスク２に
おける連結機構２０が連結状態に保持され、外輪支承機
構１３は、図示のように外輪部４を支承してない状態に
保持される。カッター駆動機構１０によりカッターディ
スク２を回転駆動し、複数のシールドジャッキ１１によ
りセグメント２７に反力を取って掘進推力を発生させる
と、カッターディスク２で切羽が掘削され、その土砂が
チャンバー１８内に流れ込み、カッターディスク２の攪
拌翼１９で攪拌されて泥水になり、その泥水が排泥管３
７から外部へ排出される。シールドジャッキ１１の１ス
トローク分の掘進毎に、エレクタ装置１６により例えば
コンクリート製のセグメント２７がリング状に組付けら
れ、以下これを繰り返して、大径シールド坑Ｔが掘進さ
れていく。

【００２９】図２は、前記シールド掘進機１に含まれる
小径シールド掘進機１Ａを示すもので、小径後胴４２だ
けは後付けにて取付けられたものであり、図１に図示の
ものと同一のものに同一符号を付して説明を省略する。
次に、図１に示すシールド掘進機１により大径シールド
坑Ｔを掘進し、その大径シールド坑Ｔの終端から小径シ
ールド坑Ｔａを掘進する為に、シールド掘進機１を小径
シールド掘進機１Ａに切換える手順について、図３〜図
８を参照して説明する。

【００３０】図３に示すように、最初に、エレクタ装置
１６のエレクタ本体３９を取り外す。次に図４に示すよ
うに、シールド掘進機１に作用する土水圧に抗してシー
ルド掘進機１を後退させないように支持する為に、例え
ば８本〜１０本の例えばＨ型鋼からなる反力受け部材４
３を、周方向適当間隔おきの位置において、図示のよう
にセグメント２７の前端とリングウェブ６ａ，７ａ間に
装着する。

【００３１】その後、外輪支承機構１３の各外輪支承装
置３０において、油圧シリンダ３２を作動させて鍔付き
ピン３１を前進駆動し、鍔付きピン３１のピン部３１ａ
を環状溝２５に嵌合させ且つ鍔部３１ｂを外輪部４の後
端面に当接させる。このとき、連結機構２０は連結状態
のままであるので、外輪支承機構１３により、カッター
ディスク２と小径前胴８に作用する土水圧に起因する荷
重に抗して外輪部４が支承され、且つ、外輪部４が径方
向へ移動しないように規制される。尚、チャンバー１８
内に作用する土水圧が隔壁９ｂに作用し、その荷重が小
径前胴８に作用するが、カッターディスク２、連結機構
２０、外輪部４を介して外輪支承機構１３で支承するこ
とができる。

【００３２】このように、反力受け部材４３を取付け、
外輪支承機構１３を作動させた状態では、カッターディ
スク２と小径前胴８に作用する土水圧に起因する荷重
が、外輪支承機構１３と大径前胴６と反力受け部材４３
とを介してセグメント２７で支承されるため、その荷重
を小径前胴８を介して支持しなくともよいので、全部の
接続金具１４に荷重が殆ど作用しなくなる。そこで、そ
れら全部の接続金具１４を取り外すものとするが、それ
ら接続金具１４を簡単に能率的に取り外すことができ
る。前記外輪部４に形成した環状溝２５に鍔付きピン３
１のピン部３１ａを嵌入させるように構成したため、カ
ッターディスク２の回転位相がどの位相でもピン部３１
ａを環状溝２５に確実に嵌入させることができ、カッタ
ーディスク２の回転位相を調整する必要がない。

【００３３】次に図５に示すように、小径後胴４２を外
部より搬入して小径前胴８の後端に同心状に取付けると
ともに、エレクタ本体３９を取付ける。次に図６に示す
ように、大径シールド坑Ｔの内面に覆工されたセグメン
ト２７の内面に反力受けリング４４を固定し、この反力
受けリング４４に反力を取る状態にして、小径シールド
坑Ｔａに対応するセグメント２９を小径後胴４２の内面
に組付ける。このセグメント２９の前端で反力を取りつ
つ、小径前胴８の内側の複数のシールドジャッキ１２で
掘進推力を発生させ得る状態にする。次に図７に示すよ
うに、カッターディスク２における連結機構２０の連結
を分離し、外輪支承機構１３により外輪部４を固定状態
に保持したまま、ディスク本体３のみを回転駆動できる
状態にする。尚、外輪部４は外輪支承機構１３により径
方向へ移動しないように規制されて静止状態を保持す
る。

【００３４】次に図８に示すように、止水シール３５に
加圧水を供給して止水機能を発揮させてから、カッター
駆動機構１０よりディスク本体３を回転駆動し、複数の
シールドジャッキ１２により掘進推力を発生させて小径
シールド掘進機１Ａを発進させ、大径シールド坑Ｔに連
なる小径シールド坑Ｔｂの掘進を開始する。その後、セ
グメント２９に穿孔した小穴４５からセグメント２７，
２９間の環状の隙間の後端部分に裏込め剤としてのモル
タル４６を充填固化させて封止状態にする。

【００３５】次に、以上説明した２段式シールド掘進機
１においては、大径胴体５を小径前胴８の後端部に接続
する複数の接続金具１４を接続解除可能に設けたので、
シールドジャッキ１１で発生し大径胴体５に作用する掘
進推力を大径胴体５から小径前胴８に確実に伝達でき
る。大径胴体５の前端寄り部分の内面付近部にカッター
ディスク２と小径前胴８に作用する土水圧に抗して外輪
部４を支承可能な外輪支承機構１３を設けたので、小径
シールド坑の掘進に切換える際に、カッターディスク２
と小径前胴８に作用する土水圧に起因する荷重を外輪支
承機構１３を介して大径胴体５や大径シールド坑の内面
のセグメント２７に支承させ、その荷重を小径前胴８で
支承する必要のない状態にすることができ、複数の接続
金具１４を取り外して、小径前胴８の内面側のシールド
ジャッキ１２で掘進推力を発生させ得る状態に簡単に能
率的に切換えることができる。

【００３６】カッターディスク２２が、小径前胴８の前
側に位置するディスク本体３と、このディスク本体３と
は別体でその外周側に位置する外輪部４と、ディスク本
体３を外輪部４にトルクと力を伝達可能に且つ分離可能
に連結する連結機構２０とを有するので、大径シールド
坑掘進時には、ディスク本体３と外輪部４とを連結機構
２０で連結しておいて１つのカッター駆動機構１０で回
転駆動でき、小径シールド坑の掘進に切換える際には、
連結機構２０の連結を解除することで、ディスク本体３
と外輪部４とを簡単に分断することができる。

【００３７】また、１つのカッター駆動機構１０を小径
前胴８の内部に配設したので、小径シールド掘進機１Ａ
に切換えた後にも、そのカッター駆動機構１０でディス
ク本発明３を回転駆動することができる。外輪部４の後
端部に環状溝２５を形成して、この環状溝２５に鍔付き
ピン３１のピン部３１ａを嵌入させるように構成したの
で、ピン部３１ａの嵌入の際に、カッターディスク２の
回転位相を調節する必要がなく、簡単にピン部３１ａの
嵌入を行うことができる。

【００３８】ここで、前記実施形態を部分的に変更する
例について説明すると、シールドジャッキ１１に加えて
シールドジャッキ１２を装備した場合を例として説明し
たが、小径シールド掘進機１Ａに切換える際に、シール
ドジャッキ１１をシールドジャッキ１２の位置に移設す
ることもできる。また、外輪部４の後端部に形成する環
状溝２５の代わりに、複数の円弧状の長穴を形成してお
き、それら長穴に鍔付きピン３１のピン部３１ａを嵌入
させるように構成してもよい。また、大径前胴６と小径
前胴８との直径の差は図示のものに限定される訳ではな
く、種々の直径差とすることもある。尚、本発明は前記
図示のものに限定される訳ではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で、前記の実施形態に種々の変更を付加し
た態様で実施可能である。

【００３９】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、大径胴体を
小径前胴の後端部に接続する複数の接続金具を接続解除
可能に設けたので、シールドジャッキで発生し大径胴体
に作用する掘進推力を大径胴体から小径前胴に確実に伝
達できる。また、大径胴体の前端寄り部分の内面付近部
にカッターディスクと小径前胴に作用する土水圧に抗し
て外輪部を支承可能な外輪支承機構を設けたので、小径
シールド坑の掘進に切換える際に、カッターディスクと
小径前胴に作用する土水圧に起因する荷重を外輪支承機
構を介して大径胴体や大径シールド坑の内面のセグメン
トに支承させ、その荷重を小径前胴で支承する必要のな
い状態にすることができ、複数の接続金具を取り外し
て、小径前胴の内面側のシールドジャッキで掘進推力を
発生させ得る状態に簡単に能率的に切換えることができ
る。

【００４０】カッターディスクが、小径前胴の前側に位
置するディスク本体と、このディスク本体とは別体でそ
の外周側に位置する外輪部と、ディスク本体を外輪部に
力伝達可能に且つ分離可能に連結する連結機構とを有す
るので、大径シールド坑掘進時には、ディスク本体と外
輪部とを連結機構で連結しておいて１つのカッター駆動
機構で回転駆動でき、小径シールド坑掘進る切換える際
には、連結機構の連結を解除することで、ディスク本体
と外輪部とを簡単に分断することができる。

【００４１】請求項２の発明によれば、大径シールド坑
の掘進中には、シールドジャッキによる掘進推力を前記
接続金具を介して大径胴体から小径前胴に伝達するた
め、大径胴体に入力された掘進推力を複数の接続金具を
介して小径前胴に確実に伝達することができる。その他
請求項１と同様の効果を奏する。

【００４２】請求項３の発明によれば、大径シールド坑
の掘進から小径シールド坑の掘進に切換える際には、カ
ッターディスクと小径前胴に作用する土水圧に起因する
荷重を外輪支承機構を介して支承するため、前記荷重を
外輪支承機構を介して大径胴体や大径シールド坑の内面
のセグメント等で支承できるため、その荷重を小径前胴
により支持する必要がなくなるから、複数の接続金具の
解体や、小径前胴の内面付近へのシールドジャッキの組
付けなどが簡単になる。その他請求項１又は２と同様の
効果を奏する。

【００４３】請求項４の発明によれば、カッター駆動機
構は小径前胴の内部に装備されたので、ディスク本体と
外輪部とを連結機構で連結しておけば、カッター駆動機
構によりカッターディスクの全体を回転駆動することが
できる。その他請求項１〜３の何れか１項と同様の効果
を奏する。

【００４４】請求項５の発明によれば、前記連結機構
は、シールド坑の径方向向きの複数のピン部材を介して
連結するように構成されたので、連結機構によりディス
ク本体と外輪部との間でトルクと力の伝達が可能であ
る。その他請求項１〜４の何れか１項と同様の効果を奏
する。

【００４５】請求項６の発明によれば、前記外輪支承機
構は、外輪部が径方向へ移動しないように規制する機能
を有するので、小径シールド坑の掘進に際して、ディス
ク本体と外輪部とを分断したとき、外輪部とディスク本
体との干渉が生じることはない。その他請求項１〜５の
何れか１項と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の縦断
側面図である。

【図２】小径シールド掘進機の縦断側面図である。

【図３】シールド掘進機を小径シールド掘進機に切換え
る切換え工程の第１の段階を示す説明図である。

【図４】前記切換え手順の第２の段階を示す説明図であ
る。

【図５】前記切換え手順の第３の段階を示す説明図であ
る。

【図６】前記切換え手順の第４の段階を示す説明図であ
る。

【図７】前記切換え手順の第５の段階を示す説明図であ
る。

【図８】前記切換え手順の第６の段階を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 １Ａ 小径シールド掘進機 ２ カッターディスク ３ ディスク本体 ４ 外輪部 ５ 大径胴体 ６ 大径前胴 ７ 大径後胴 ８ 小径前胴 １０ カッター駆動機構 １１ シールドジャッキ １３ 外輪支承機構 １４ 接続金具 ２０ 連結機構 ２２ ピン部材

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１の２段式シー
ルド掘進機は、カッターディスクと、大径胴体と、大径
胴体の前部の内側に同心状に位置する小径前胴と、カッ
ターディスクを回転駆動するカッター駆動機構と、大径
胴体に掘進推力を付加する複数のシールドジャッキとを
備え、大径シールド坑に続けて小径シールド坑を掘進可
能な２段式シールド掘進機において、前記カッターディ
スクは、小径前胴の前側に位置するディスク本体と、こ
のディスク本体とは別体でその外周側に位置する外輪部
と、ディスク本体を外輪部に力伝達可能に且つ分離可能
に連結する連結機構とを有し、前記大径胴体に作用する
掘進推力を小径前胴に伝達する為に大径胴体を小径前胴
の後端部に接続解除可能に接続する複数の接続金具を設
け、前記大径胴体の前端寄り部分の内面付近部にカッタ
ーディスクと小径前胴に作用する土水圧に抗して外輪部
を支承可能な外輪支承機構であって、外輪部の後部に後
端開口状に形成された１又は複数の溝と、大径胴体と小
径前胴間に設けられ前記溝に係合して外輪部を後方から
支承可能な複数のピン部材と、大径胴体と小径前胴間に
設けられ複数のピン部材を前後方向へ駆動する為の複数
の油圧シリンダとを備えた外輪支承機構を設けたもので
ある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】大径シールド坑に続けて小径シールド坑を
掘進する状態に切換える際には、外輪支承機構により外
輪部を支承し、カッターディスクと小径前胴に作用する
土水圧に起因する荷重を、外輪部と外輪支承機構と大径
胴体とを介して大径シールド坑の内面のセグメントで支
承し、その荷重が小径前胴に作用しない状態にしてか
ら、複数の接続金具を解体して大径胴体と小径前胴とを
分離し、小径前胴の内面に設ける複数のシールドジャッ
キにより前記セグメントに反力を取って掘進推力を発生
させ得る状態にしてから、カッターディスクにおける連
結機構を解除する。その状態において、カッター駆動機
構によりカッターディスクを回転駆動し、小径前胴の内
面の複数のシールドジャッキにより掘進推力を発生させ
ると、小径シールド坑を掘進することができる。外輪支
承機構が、外輪部の後部に後端開口状に形成された１又
は複数の溝と、大径胴体と小径前胴間に設けられ前記溝
に係合して外輪部を後方から支承可能な複数のピン部材
と、大径胴体と小径前胴間に設けられ複数のピン部材を
前後方向へ駆動する為の複数の油圧シリンダとを備えた
構成であるため、その外輪支承機構を作動させる際に、
カッターディスクの回転位相がどの位相でも、複数のピ
ン部材を前記１又は複数の溝に確実に嵌入させることが
でき、カッターディスクの回転位相を調整する必要がな
い。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、大径胴体を
小径前胴の後端部に接続する複数の接続金具を接続解除
可能に設けたので、シールドジャッキで発生し大径胴体
に作用する掘進推力を大径胴体から小径前胴に確実に伝
達できる。また、大径胴体の前端寄り部分の内面付近部
にカッターディスクと小径前胴に作用する土水圧に抗し
て外輪部を支承可能な外輪支承機構を設けたので、小径
シールド坑の掘進に切換える際に、カッターディスクと
小径前胴に作用する土水圧に起因する荷重を外輪支承機
構を介して大径胴体や大径シールド坑の内面のセグメン
トに支承させ、その荷重を小径前胴で支承する必要のな
い状態にすることができ、複数の接続金具を取り外し
て、小径前胴の内面側のシールドジャッキで掘進推力を
発生させ得る状態に簡単に能率的に切換えることができ
る。外輪支承機構が、外輪部の後部に後端開口状に形成
された１又は複数の溝と、大径胴体と小径前胴間に設け
られ前記溝に係合して外輪部を後方から支承可能な複数
のピン部材と、大径胴体と小径前胴間に設けられ複数の
ピン部材を前後方向へ駆動する為の複数の油圧シリンダ
とを備えた構成であるため、その外輪支承機構を作動さ
せる際に、カッターディスクの回転位相がどの位相で
も、複数のピン部材を前記１又は複数の溝に確実に嵌入
させることができ、カッターディスクの回転位相を調整
する必要がない。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッターディスクと、大径胴体と、大径
   胴体の前部の内側に同心状に位置する小径前胴と、カッ
   ターディスクを回転駆動するカッター駆動機構と、大径
   胴体に掘進推力を付加する複数のシールドジャッキとを
   備え、大径シールド坑に続けて小径シールド坑を掘進可
   能な２段式シールド掘進機において、 前記カッターディスクは、小径前胴の前側に位置するデ
   ィスク本体と、このディスク本体とは別体でその外周側
   に位置する外輪部と、ディスク本体を外輪部に力伝達可
   能に且つ分離可能に連結する連結機構とを有し、 前記大径胴体に作用する掘進推力を小径前胴に伝達する
   為に、大径胴体を小径前胴の後端部に接続解除可能に接
   続する複数の接続金具を設け、 前記大径胴体の前端寄り部分の内面付近部に、カッター
   ディスクと小径前胴に作用する土水圧に抗して外輪部を
   支承可能な外輪支承機構を設けたことを特徴とする２段
   式シールド掘進機。
2. 【請求項２】 大径シールド坑の掘進中には、シールド
   ジャッキによる掘進推力を前記接続金具を介して大径胴
   体から小径前胴に伝達することを特徴とする請求項１に
   記載の２段式シールド掘進機。
3. 【請求項３】 大径シールド坑の掘進から小径シールド
   坑の掘進に切換える際には、カッターディスクと小径前
   胴に作用する土水圧に起因する荷重を外輪支承機構を介
   して支承することを特徴とする請求項１又は２に記載の
   ２段式シールド掘進機。
4. 【請求項４】 前記カッター駆動機構は小径前胴の内部
   に装備されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１
   項に記載の２段式シールド掘進機。
5. 【請求項５】 前記連結機構は、シールド坑の径方向向
   きの複数のピン部材を介して連結するように構成された
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の２
   段式シールド掘進機。
6. 【請求項６】 前記外輪支承機構は、外輪部が径方向へ
   移動しないように規制する機能を有することを特徴とす
   る請求項１〜５の何れか１項に記載の２段式シールド掘
   進機。