JPH11311090A - トンネル掘進機における各種機器の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トンネル掘進機におけるカッタヘッドに取り付
けられるカッタ類や他の機器の交換が容易であり、且つ
狭い作業空間を有効に利用でき、しかも切削土砂の円滑
な流れが実現されるトンネル掘進機における各種機器の
支持構造を提供する。 【解決手段】トンネル掘進機本体(100) に取り付けられ
外部に露呈面を有する各種機器(112) を支持するための
支持構造(120) が、シール付きの球殻(121) と機器ホル
ダ(122) とを備えており、前記球殻(121) にはこれを貫
通し摺動自在に各種機器(112) をシールして支持すると
共に、前記各種機器(112) の軸線(L) を前記球殻(121)
の回動軸(121b)に対して直交させると共に距離(d) を偏
位させて取付けるための機器挿通孔(121a)が形成され、
前記機器ホルダ(122) はトンネル掘進機本体(100) に着
脱自在に固設されると共に、前記機器挿通孔(121a)に挿
通された各種機器(112) の基端部を着脱自在に支持する
ボルト孔を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル掘進機本体
に取り付けられる各種機器の支持構造に関し、具体的に
は前記トンネル掘進機本体に取り付けられるカッタビッ
ト、土圧計、探査機等の各種機器を交換自在に取付ける
ための支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械化された今日の地山掘削において、
掘削の対象となる地域的条件及び地質の特性等により、
トンネル掘進機にあってもそれらに適応すべき諸々の手
段を備えることが要求されてきている。

【０００３】特に、都市土木の分野において、地下水の
存在する地盤や、比較的軟弱な地盤中にトンネルを掘削
形成する方法として、シールド掘進機を用いたトンネル
工法が知られている。この種のトンネル掘進機は、前面
にカッタヘッドを備えており、同カッタヘッドには、デ
ィスクカッタ、ゲージカッタ、コピーカッタ、シェルビ
ット、先行ビット、リレービットなど多様なカッタ類が
取り付けられ、同カッタヘッドをトンネルの切羽面に押
しつけながら旋回駆動して、前記各種カッタ及びカッタ
ビットによって切羽面の地山を切削し、切削土砂をカッ
タヘッドの後方に設けた隔室内に取り込むと共に、この
土砂を排土管やスクリュウコンベア等を介して後方に排
除しつつトンネルを掘進する。

【０００４】前記カッタヘッドに取り付けられる各種カ
ッタ類は、例えばニッケルクロムモリブデン等からなる
合金鋼の母材に例えばタングステンカーバイト等からな
る超硬チップをろう付け等により取り付けられており、
また前記超硬チップの周囲の母材にはハードフェーシン
グ等の処理が施され磨耗対策を行っている。

【０００５】しかして、近年、前記トンネル掘削は大深
度化、長距離化の方向にあり、かかる長距離施工に対応
すべく前記カッタヘッドに取り付けられたカッタビット
の長時間にわたる切削機能は、前記のようなカッタビッ
トの材質面における配慮にもかかわらず、磨耗のためカ
ッタの交換は避けがたい。この交換に際して、切羽側か
ら交換作業を行うことは切羽の崩壊などによる危険を伴
うため、前記掘進機本体内にあってカッタ交換作業を行
い得るように様々な提案がなされている。

【０００６】例えば、特開平９−６０４８４号公報に示
す技術にあっては、両端に切削チップを有するカッタビ
ットのシャンクを係止片を介して回転軸部に係着支持さ
せると共に、コイルスプリングにより同カッタビットに
一方向の回転力を付勢し、一方の切削チップが所定量磨
耗すると、前記係着が外れて自動的にカッタビットを支
軸回りに１８０°回転させて再びカッタビットのシャン
クを係止片を介して回転軸部に係着支持させ、他方の切
削チップングを切削面に突出させる。このように、切削
チップを上下反転させる機構により、前記磨耗等に伴う
カッタビットの実質的な交換を自動的に行う機構が示さ
れているが、限られた回数の交換が行えるに過ぎず、こ
れは前記トンネル掘削距離の延長化傾向にあっては、こ
のような反転機構では対応できず、結局は機構全体の交
換を行う必要性が生じ、却って大掛かりなカッタ交換作
業の必要性に迫られる。

【０００７】これに対して、カッタビット自体を交換す
る支持機構としては、例えば実開平５−３２４９６号公
報に示された技術がある。この支持機構は、ロッドの一
端にカッタビットが固設され、他端に雌ネジ孔を有する
カッタビット付ロッドを、カッタスポークの収納部に回
動自在に支持された球体ユニットに径方向に摺動自在に
収容し、カッタビットの交換時には、前記雄ネジ孔にね
じ込まれた雄ネジ体を回転させて、前記カッタビット付
ロッドを球体ユニット内に退入させ、次いで前記球体ユ
ニットを前記収納部内で回動させて、チップ面が切羽に
向けられていた前記カッタビット付ロッドを前記回動に
より掘進機内部側に向けさせ、ロッドの保持機構である
ロッド回り止め部材を外してカッタビット付ロッドを抜
き取り、新たなカッタビット付ロッドと交換する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかして、前記実開平
５−３２４９６号公報に開示されたカッタビットの支持
機構にあっては、カッタビットを支持する支持体が球体
形状を有するため、外部とのシールを解くことなくカッ
タビットの交換のために必要な旋回動作を行わせること
が可能となる点で有利であるが、カッタビット付ロッド
の軸線を球体ユニットの中心に一致させても、球体ユニ
ットの径をカッタビット付ロッドの長さ以上に大きくせ
ざるを得ないことと、その装置の複雑性とが相まって、
機構全体の大型化は避けられず、スポークの内部空間を
狭小にせざるを得ず、スポーク内にカッタビットの交換
作業のための十分な空間を確保することが難しい。

【０００９】また、前記支持機構の全体構造を仮に小型
化して、前記スポーク内の隅部に取り付けるとしても、
前述のごとく球体ユニットの中心とカッタビットの軸線
を一致させる必要があり、カッタビットの切削チップ部
とスポークの外側面との距離が球体ユニットの１／２以
上を要することになり、その結果、カッタビットにより
切削された土砂のスポーク上からの流れを阻害すること
になる。その流れを円滑にすべく、スポークの角部を傾
斜面に構成するとしても、切削チップ部とスポークの外
側面との距離が大きいため同傾斜面の傾斜角度を大きく
せざるを得ず、結果的にスポーク内の有効空間を削るこ
とになる。

【００１０】更には、前記球体ユニットの回動機構は同
時に同球体ユニットのカッタビットの位置決め固定機構
でもあるが、前記回動機構は一本のウォームギアの螺着
による係止構造であることから、切削時の前記カッタビ
ットに対する過大な負荷や衝撃力によりウォームギアと
の螺着位置が変化しかねず、これを回避するため別個の
ロック機構を付加する場合には、更に機構が複雑化する
ばかりでなく大型化する。

【００１１】本発明はこれらの課題を悉く解決すべくな
されたものであり、具体的にはトンネル掘進機における
カッタヘッドに取り付けられるカッタ類や他の機器の交
換が容易であり、且つ狭い作業空間を有効に利用でき、
しかも切削土砂の円滑な流れが実現されるトンネル掘進
機における各種機器の支持構造を提供することを目的と
している。

【００１２】

【課題を解決するための手段と作用】かかる目的は、以
下に述べる本件請求項１〜４に係る発明により達成され
る。請求項１に係る発明は、トンネル掘進機本体に取り
付けられ一部に露呈面を有する各種機器を支持するため
の支持構造であって、前記支持装置はシール付きの球殻
を備えてなり、前記球殻はこれを貫通し摺動自在に前記
機器をシールして支持すると共に、前記機器の軸線を前
記球殻の回転軸に対して直角にオフセットして取付ける
ための挿通孔を有してなることを特徴とするトンネル掘
進機における各種機器の支持構造にある。

【００１３】本発明の基本的な各種機器の交換機構は、
上記実開平５−３２４９６号公報に開示された球体ユニ
ットと同様に、球殻の回動によりなされるようにするこ
とにある。しかるに、本発明の支持構造にあっては、各
種機器を前記球殻を貫通して取り付けるという簡単な構
造を採用すると共に、その貫通して取り付ける挿通孔の
軸線を、前記球殻の回動軸から偏った位置に、しかも前
記回動軸に直交させてセットし得るように構成してい
る。かかる構成により、前記球殻の径は任意に決定され
るため、機器を支持し得るに十分な最小限の径とするこ
とが可能であり、しかも機器を狭小空間の隅部に接近さ
せて設置することも可能となり、同空間を交換作業用の
空間として有効に活用することができる。

【００１４】また、前記球殻に対するトンネル掘進機本
体の回動面と、前記各種機器に対する前記挿通孔の摺動
面に、それぞれシール部を設けることにより、機器の交
換作業用空間と機外とを気密的に分離でき、掘進時は当
然としてカッタビットの交換時に限らず、カッタビット
を取り外した状態であっても、機外から土砂等の浸入が
防止される。

【００１５】そして、機器の交換にあたっては、球殻に
対する機器の固定を解除して、同機器の一部露呈面を前
記球殻内に引き込んだのち、機器の引き抜きやすい位置
まで球殻を回動させ、機器を球殻から引き抜く。次い
で、新たな機器を前述とは逆の手順で操作し、最後に球
殻に対して機器を固定する。球殻に対する機器の固定手
段としては、ボルトによる固定が強度などの点から望ま
しいが、他の固着具を採用することもできる。

【００１６】請求項２に係る発明は、トンネル掘進機本
体に取り付けられ一部に露呈面を有する各種機器を支持
するための支持構造であって、前記支持構造はシール付
きの球殻と機器ホルダとを備えてなり、前記球殻はこれ
を貫通し摺動自在に前記機器をシールして支持するため
の機器挿通孔を有し、前記機器ホルダはトンネル掘進機
本体に対する着脱可能な固設部を有すると共に、前記機
器挿通孔に挿通された各種機器の基端部を着脱自在に支
持する着脱部を有してなることを特徴とするトンネル掘
進機における各種器具の支持構造にある。

【００１７】前記を貫通するカッタビットに代表される
各種機器を交換するに当たっては、機器を保持する機器
ホルダをトンネル掘進機本体から外すと共に機器に対す
る固着をも外し、機器の一部露呈面を球殻内に引き込
み、球殻の自由な回動を確保したのちに、機器の突出端
の回動許容空間に向けて回動し、機器を機器挿通孔から
引き抜く。このあと、前記機器挿通孔に新たな機器を挿
入し、前述と逆の手順で順次操作し機器の交換作業を終
える。

【００１８】この交換が終えた新たな機器は球殻の機器
挿通孔に単に挿通されているのみで、格別の固着はなさ
れていない。つまり、球殻は機器及び機器ホルダを介し
てトンネル掘進機本体に強固に支持されることになり、
その結果、球殻の回動も確実に阻止され、切削中の過大
な衝撃等によっても機器の設置位置が変動することはな
い。

【００１９】請求項３に係る発明は、トンネル掘進機本
体に取り付けられ一部に露呈面を有する各種機器を支持
するための支持構造であって、前記支持構造はシール付
きの球殻と機器ホルダとを備えてなり、前記球殻はこれ
を貫通し摺動自在に各種機器をシールして支持すると共
に、前記各種機器の軸線を前記球殻の回転軸に対して直
交させると共にオフセットして取付けるための機器挿通
孔を有し、前記機器ホルダはトンネル掘進機本体に着脱
自在に固設されると共に、前記機器挿通孔に挿通された
各種機器の基端部を着脱自在に支持する着脱部を有して
なることを特徴とするトンネル掘進機における各種機器
の支持構造にある。

【００２０】この発明は、請求項１と請求項２とを組み
合わせたものであり、当然に両者が備える作用効果を奏
する上に、更なる装置の小型化を可能にし、交換作業を
容易にする。

【００２１】なお、前記機器ホルダの機器及びトンネル
掘進機に対する着脱手段としてボルトを採用することが
好ましく、このボルトを複数とすることで応力の集中を
避けることができ、十分な固着強度が得られるばかりで
なく、設計に当たっての選択の余地が大きくなり、コス
トダウンにもつながる。

【００２２】請求項４に係る発明は、前記請求項１〜３
の構成に加えて、前記支持構造が前記各種機器を球殻か
ら引き抜くとき前記各種機器の抜出し量を検知する機器
抜出し量検知手段を備えていることを規定している。か
かる構成により、前記各種機器の球殻に対する抜出し量
を検知する手段を備えていることにより、上記球殻から
各種機器を取り外すときに、例えば前記各種機器を球殻
の機器挿通孔内を摺動させながら引っ張り、機器の一部
露呈面を球殻内に引き込むに当たり、機器挿通孔から機
器の全長を引き抜いてしまうと掘進機外部から同機器挿
通孔を介して掘進機本体内部に浸入する地下水や土砂等
の侵入を防止すると同時に、前記外部露呈面が球殻の内
部に引き込まれていることを確認することができ、作業
員の感覚による誤操作の発生を防止する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図示実施例に基づいて具体的に説明する。図１は、本
発明に係る各種機器の支持構造が適用されたトンネル掘
進機であるシールド掘進機の内部構造を示している。図
示例では、前記シールド掘進機にリレービット、土圧計
及び地質探査棒に対する本発明の支持装置を装備させて
いるが、必ずしもその全部でなくともよく、或いは他の
機器のための支持装置に代えることもできる。

【００２４】シールド掘進機１００は、筒状のスキンプ
レート１０１の前端に中心軸１０２ａを中心にカッタヘ
ッド駆動用油圧モータ１０２により駆動回転するカッタ
ヘッド１０３を備えている。前記カッタヘッド１０３の
後方には隔壁１０４をもって土砂取入れ室１０４が形成
されており、前記隔壁１０４の後部にはスキンプレート
１０１の前部シールド１０１ａ及び後部シールド１０１
ｂから、更に後方に延びるスクリュコンベア１０５の土
砂導入部が固設されている。なお、同図中の符号１０６
はシールドジャッキ、１０７は前後のシールド１０１ａ
及び１０１ｂ間を連結して取り付けられるアーティキュ
レートジャッキ、１０８はセグメントエレクタを示して
いる。スキンプレート１０１の内部にはその他にも、例
えば土圧計１１６や土質探査棒１１８等の様々な設備や
機器が設置されている。

【００２５】以上の構成はシールド掘進機の一般的な構
成であり、これらの設備を備えたシールド掘進機１００
をもってトンネルの掘削を行うときは、一般にカッタヘ
ッド駆動用油圧モータ１０２を駆動してカッタヘッド１
０３を回転させながら地山を掘削すると共に、後部シー
ルド１０１ｂの内部でセグメントを組み立てつつ、この
セグメントに反力をとってシールドジャッキ１０６を伸
長させながら掘進する。

【００２６】本発明は、このようなトンネル掘進機の本
体、例えば図２に示すように前記カッタヘッド１０３に
取り付けられる各種のカッタ類、或いは図１に示すよう
に上記隔壁１０４に取り付けられる土圧計１１６や隔壁
１０４からカッタヘッド１０３を貫通して延びる地質探
査棒１１８等の各種機器の交換を効率的になし得るため
の支持装置を対象としている。

【００２７】図２は前記カッタヘッド１０３に装着され
るカッタ類の配置例を示している。同図によれば、カッ
タヘッド１０３は中心軸１０３ａからスポーク１０９及
び面板１１０が交互に配され、それぞれが放射状に延設
されており、各スポーク１０９の表面の中心線に沿って
複数の先行ビット１１１が固設されており、各スポーク
１０９の長さ方向に沿った左右稜線部には、それぞれ所
定のピッチをもって複数のリレービット１１２が取り付
けられている。また、前記面板１１０には先行ビット１
１１の他にシェルビット１１３やディスクカッタ１１４
が取り付けられており、カッタヘッド１０３の周面には
コピーカッタ１１５が外部に対して進退可能に取り付け
られている。

【００２８】図３〜図６は、本発明の第１実施例である
前記リレービット１１２の支持構造と、その取り外すと
きの手順を示している。このリレービット１１２は、図
７に示すようにスポーク１０９の左右稜線部に沿って、
その前面から刃先を突出させて取り付けられている。前
記スポーク１０９は、同図に示すように断面が略逆台形
をなす枠体からなり、その内部には作業員が入って点検
作業などの僅かな作業が行える狭小な空間が形成されて
いる。

【００２９】図３に示す本実施例によるリレービット１
１２の支持構造１２０は、球殻１２１とビットホルダ１
２２とを備え、前記球殻１２１及びビットホルダ１２２
には機械構造用炭素鋼、同合金、或いは強靱鋼などが使
われる。また、上記リレービット１１２は、図３及び図
７からも理解できるように柱状の本体１１２ａの一端に
切削面をもつ刃先１１２ｂが形成されている。この刃先
１１２ｂにはタングステンカーバイト等からなる超硬合
金が使われる。

【００３０】前記球殻１２１は中実の球体からなり、そ
の一部に前記リレービット１１２を長さ方向に沿って挿
通できるビット挿通孔１２１ａが貫通して形成されてお
り、同球殻１２１はスポーク１０９の左右側壁１０９ａ
と前壁１０９ｂとが交差する各隅部に固設された分割支
持ブロック１２３に、軸部１２１ｂを中心に回動自在に
支持される。前記軸部１２１ｂは、前記スポーク１０９
の左右側壁１０９ａ及び前壁１０９ｂに直交する平面に
直交するように球殻１２１に配されており、従って球殻
１２１の回動は前記平面上でなされることになる。各分
割支持ブロック１２３の球殻回動面には、それぞれシー
ルリング１２３ａ，１２３ｂが取り付けられており、球
殻１２１の回動時にも外部からの土砂や水などの浸入を
阻止している。

【００３１】前記ビット挿通孔１２１ａは本発明の機器
挿通孔に相当し、本発明の特徴部の一部を構成する。す
なわち、同ビット挿通孔１２１ａは、その軸線Ｌが球殻
１２１の中心から所望の距離ｄだけスポーク１０９の側
壁１０９ａの側に偏位され、且つ同軸線Ｌを上記軸部１
２１ｂと直交させるように形成されている。ビット挿通
孔１２１ａを、このように形成することにより、本発明
に特有の後述する作用効果を奏するものである。

【００３２】一方、上記ビットホルダ１２２は本発明の
機器ホルダに相当し、本発明の他の特徴部を構成する。
すなわち、同ビットホルダ１２２はスポーク１０９の上
記左右側壁１０９ａの台座１０９ｃ及びリレービット１
１２の基端部のそれぞれに取付ボルト１２４をもって着
脱自在に取り付けられる略立方体の鋼製ブロックからな
る。そのため、その一面に前記リレービット１１２の基
端面に当接する当接面を有すると共に、前記各取付ボル
ト１２４をねじ込むためのネジ孔が形成されている。な
お、このビットホルダ１２２の形状は図示例に限定され
るものではないことは勿論である。

【００３３】かかる構成を備えたリレービット１１２の
支持構造１２０にあって、図３に示すようにビットホル
ダ１２２を介してスポーク１０９の側壁１０９ａに固定
支持するには、まずビットホルダ１２２をスポーク１０
９の側壁１０９ａに固設された台座１０９ｃに取付ボル
ト１２４をもって固着する。一方、リレービット１１２
の刃先１１２ｂを外方に向けて、リレービット１１２を
球殻１２１のビット挿通孔１２１ａに挿通させ、リレー
ビット１１２と共に球殻１２１を回動させて、リレービ
ット１１２の基端面を前記ビットホルダ１２２の当接面
に当接させたのち、リレービット１１２の基端と前記ビ
ットホルダ１２２とを取付ボルト１２４をもって連結固
着して固定支持が終わり、図３に示す形態をとる。

【００３４】このリレービット１１２の取付時に、本実
施例にあっては前記ビット挿通孔１２１ａの軸線を球殻
１２１の回動中心からスポーク１０９の側壁１０９ａの
側に偏位させて、ビット挿通孔１２１ａを球殻１２１に
貫通して形成しているため、球殻１２１の径を、リレー
ビット１１２を支持するに十分な強度の確保される範囲
内で最小にすることが可能となり、その結果、支持装置
全体を小型化し得るばかりでなく、リレービット１１２
をスポーク１０９の側壁１０９ａに接近させることが可
能となる。このことは、前記リレービット１１２の掘削
による削られた土砂がスポーク１０９の外周面から側壁
方向に向けて円滑に流れやすくなることを意味し、スポ
ーク１０９の外周面と地山の掘削面との間に詰まりをな
くさせる。

【００３５】また、上述したようにリレービット１１２
のスポーク１０９に対する直接の取付支持は、リレービ
ット１１２とビットホルダ１２２との連結固定によるも
のであり、従ってリレービット１１２にかかる過大な負
荷や衝撃は全てビットホルダ１２２を介してスポーク１
０９が受けるため、リレービット支持強度が確保しやす
く、更には球殻１２１はリレービット１１２をビットホ
ルダ１２２に連結固定しないかぎり、自由に回動可能な
状態にあるが、リレービット１１２とビットホルダ１２
２とが連結固定されることにより、前記リレービット１
１２が間接的に球殻１２１の回動を不能にするロック機
能を発揮することになり、球殻１２１に格別のロック機
構を設ける必要がない。

【００３６】一方、前述のごとくビットホルダ１２２に
固着されたリレービット１１２が、磨耗して交換を余儀
なくされたときは、次のようにしてリレービット１１２
が取り外され、新たなリレービット１１２と交換され
る。先ず、前記各取付ボルト１２４を緩めて、ビットホ
ルダ１２２をスポーク１０９の側壁１０９ａ及びリレー
ビット１１２から取り外したのち、リレービット１１２
を引っ張って、図４に実線で示すようにその刃先１１２
ｂが前記ビット挿通孔１２１ａの内部に入るまで手前に
引き出す。次いで、リレービット１１２の基端部を持っ
たまま球殻１２１を回動させて、図５に示すように前記
リレービット１１２をスポーク１０９の前壁１０９ｂに
略平行におく。

【００３７】この回動時に前記リレービット１１２と側
壁１０９ａとの間隔が狭すぎて、リレービット１１２を
掴むことがしにくいときのために、図５にも仮想線で示
すように球殻１２１に操作ロッド１２１ｃを突設させる
ようにするとよい。こうすることで、上述のごとく側壁
１０９ａに接近させて設置されたリレービット１１２を
持つことなく、球殻１２１を簡単に回動させることがで
きる。また、前述のように球殻の回動によりリレービッ
ト１１２をスポーク１０９の前壁１０９ｂに略平行にさ
せても、リレービット１１２の軸線を球殻１２１の回動
中心から側壁１０９ａの側に偏位させている分、球殻回
動後のリレービット１１２と前壁１０９ｂとの間隙は大
きくなるため、同リレービット１１２の抜き取りと挿入
操作とが容易に行えるようになる。

【００３８】図５に示す状態にあるリレービット１１２
の全体を、図６に示すように球殻１２１のビット挿通孔
１２１ａから抜き出し、新たなリレービット１１２を同
ビット挿通孔１２１ａに挿通させ、以降の操作は上述し
た連結固定の手順に従って操作し、リレービット１１２
をビットホルダ１２２に連結固定する。

【００３９】図８はリレービット１１２の前記支持構造
に、リレービット１１２の引出し量及び突出量を知覚す
るための挿入量検知手段を設けた例を示している。同図
によれば、前記挿入量検知手段として目盛り板１２５を
採用しており、同目盛り板１２５を球殻１２１の回動支
持部材１２６に固設すると共に、リレービット１１２の
基端部周面に矢印を付している。かかる構成により、リ
レービット１１２を球殻１２１のビット挿通孔１２１ａ
内を摺動させながら引っ張り、リレービット１１２の刃
先１１２ｂを球殻１２１内に引き込むに当たって、目盛
りに従ってその引込み量を知ることができる。仮にビッ
ト挿通孔１２１ａからリレービット１１２の全長を引き
抜いてしまうと、シールド掘進機の前面から同ビット挿
通孔１２１ａを介して地下水や土砂等が侵入し、同ビッ
ト挿通孔１２１ａを閉塞してしまうような事態が発生す
ることを防止すると同時に、前記外部露呈面が球殻の内
部に引き込まれていることを確認することができ、作業
員の感覚による誤操作の発生を防止する。

【００４０】図９〜図１２は、本発明の支持構造を土圧
計１１６の支持装置に適用した第２実施例を示してい
る。図示例によれば、前記土圧計１１６は一端にフラン
ジ１１６ｂを有する収容管１１６ａの内部に圧力センサ
１１６ｃが挿入固定されて構成され、前記収容管１１６
ａを圧力センサ１１６ｃと共に交換する。

【００４１】前記土圧計１１６は、図１に示すようにス
キンプレート１０１の隔壁１０４に取り付けられてい
る。図９に示すように、土圧計１１６の支持構造は、球
殻１２１′と、前記隔壁１０４に固設された球殻１２
１′の回動支持ブロック１２７と、同回動支持ブロック
１２７に架設された土圧計ホルダ１２８とを備えてい
る。球殻１２１′及び前記回動支持ブロック１２７は上
記第１実施例における球殻１２１と分割支持ブロック１
２３に相当し、基本構造は実質的に同一である。

【００４２】前記土圧計ホルダ１２８は溶接などにより
組付けられた、例えば二つ割りのフレームからなる枠体
であって、前記球殻１２１の土圧計挿通孔１２１′に対
応して二つ割りフレームの双方にわたる部位には、同土
圧計挿通孔１２１′の軸線と同一線上に土圧計１１６を
挿通するための土圧計取付孔１２８ａが形成されてい
る。

【００４３】いま、図９に示すように土圧計１１６を土
圧計ホルダ１２８を介して隔壁１０４に固定支持するに
は、まず土圧計ホルダ１２８を隔壁１０４に固設された
回動支持ブロック１２７に取付ボルト１２４をもって固
設する。次いで、土圧計１１６の圧力センサ１１６ｃを
カッタヘッド１０３に向けて前記土圧計取付孔１２８ａ
に挿入し、その先端部分の軸線が球殻１２１′の土圧計
挿通孔１２１ａ′の軸線と合致させるように、球殻１２
１′を回動させてから前記土圧計挿通孔１２１ａ′に挿
通させる。次いで、土圧計１１６の上記フランジ１１６
ｂを前記土圧計ホルダ１２８に取付ボルト１２４をもっ
て固着することで完了する。

【００４４】この土圧計１１６の取付時に、本実施例に
あっては前記土圧計挿通孔１２１ａ′の軸線を球殻１２
１′の回動中心から下方に偏位させて、土圧計挿通孔１
２１ａ′を球殻１２１′に貫通して形成しているため、
球殻１２１′の径を、土圧計１１６を支持するに十分な
強度の確保される範囲内で最小にすることが可能とな
り、その結果、支持装置全体を小型化し得るばかりでな
く、土圧計１１６を隔壁１０４の近傍に設置される周辺
機器と緩衝しない部位に設置できる。このことは、以下
に述べる土圧計１１６の交換作業を容易にすることを意
味する。

【００４５】また、上述したように土圧計１１６の隔壁
１０４に対する直接の取付支持は、土圧計１１６と土圧
計ホルダ１２８との連結固定によるものであり、従って
土圧計１１６にかかる過大な負荷や衝撃は全て土圧計ホ
ルダ１２８を介して隔壁１０４が受けることになるた
め、土圧計１１６の支持強度が確保しやすく、一方で球
殻１２１′は土圧計１１６を土圧計ホルダ１２８に連結
固定しないかぎり、自由に回動可能な状態にあるが、土
圧計１１６と土圧計ホルダ１２８とが連結固定される
と、前記土圧計１１６が間接的に球殻１２１′の回動を
不能にしてロック機能を発揮し、その結果、球殻１２
１′に格別のロック機構を設ける必要がない。

【００４６】一方、前述のごとく土圧計ホルダ１２８に
固着された土圧計１１６が、破損などにより交換を余儀
なくされたときは、次のようにして土圧計１１６が取り
外され、新たな土圧計１１６と交換される。先ず、各取
付ボルト１２４を緩めて土圧計ホルダ１２８を前記回動
支持ブロック１２６から取り外したのち、土圧計１１６
を引っ張って、図１０に実線で示すようにその先端が前
記土圧計挿通孔１２１ａ′の内部に入るまで手前に引き
出す。次いで、土圧計１１６の基端部を持ったまま球殻
１２１′を前記回動支持ブロック１２７に衝接するまで
上方に回動させて、図１１に示すように前記土圧計１１
６を隔壁１０４に対して所要角度で傾斜させる。

【００４７】この回動時に前記土圧計１１６と側壁１０
９ａとの間隔が狭すぎて、土圧計１１６を掴むことがし
にくいときのために、上記第１実施例と同様に球殻１２
１′に操作ロッド１２１ｃを突設させるようにするとよ
い。こうすることで、上述のごとく側壁１０９ａに接近
させて設置された土圧計１１６を持つことなく、球殻１
２１′を簡単に回動させることができる。また、前述の
ように球殻の回動により土圧計１１６を隔壁１０４と所
定の角度をもって傾斜させるだけで、土圧計１１６の軸
線を球殻１２１′の回動中心から下方に偏位させている
分、球殻回動後の土圧計１１６と隔壁１０４との間隙を
大きくできるため、同土圧計１１６の抜き取りと挿入操
作とが容易に行えるようになる。なお、本内容はカッタ
ヘッドスポークの側壁１０９ａについて記載したが、設
置場所はこれに限ることなく、例えば隔壁１０４やスキ
ンプレート１０１等であってもよいことはもちろんであ
る。

【００４８】次に、図１１に示す状態にある土圧計１１
６の全体を、図１２に示すように球殻１２１′の土圧計
挿通孔１２１ａ′から抜き出し、土圧計ホルダ１２８を
前記回動支持ブロック１２７に固設したのちに、新たな
土圧計１１６を同土圧計挿通孔１２１ａ′に挿通させ、
以降の操作は上述した連結固定の手順に従って操作し、
土圧計１１６を土圧計ホルダ１２８に連結固定する。

【００４９】なお、図１に示す地山探査棒１１８の支持
構造にあっても、前記土圧計１１６の支持構造と実質的
に一致しており、その交換操作も前記第２実施例におけ
る土圧計１１６の交換手順に従ってなされる。このよう
に、本発明の支持構造は、トンネル掘進機にあって掘進
機本体に取り付けられ、同本体内で交換が必要な様々な
機器に適用できるものであり、その機構も本発明の精神
を逸脱しない範囲において種々変更することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る各種機器の支持構造の設置例を示
すシールド掘進機の断面図である。

【図２】同シールド掘進機の前面に配されるカッタヘッ
ドの正面図である。

【図３】カッタヘッドに装着されるリレービットの支持
構造を示す部分拡大断面図である。

【図４】同リレービットの取り外し作業の第１手順を示
す説明図である。

【図５】同リレービットの取り外し作業の第２手順を示
す説明図である。

【図６】同リレービットの取り外し作業の第３手順を示
す説明図である。

【図７】前記カッタヘッドの構造を示すカッタヘッドス
ポーク断面図である。

【図８】前記実施例の変形例を示すリレービットの支持
構造を示す部分拡大側面図である。

【図９】スキンプレート前面に形成される隔壁に取り付
けられる土圧計の支持構造を示す部分拡大断面図であ
る。

【図１０】同土圧計の取り外し作業の第１手順を示す説
明図である。

【図１１】同土圧計の取り外し作業の第２手順を示す説
明図である。

【図１２】同土圧計の取り外し作業の第３手順を示す説
明図である。

【符号の説明】

１００ シールド掘進機 １０１ スキンプレート １０１ａ 前部シールド １０１ｂ 後部シールド １０２ カッタヘッド駆動用油圧モ
ータ １０３ カッタヘッド １０３ａ 中心軸 １０４ 隔壁 １０４ａ 土砂取入れ室 １０５ スクリュコンベア １０６ シールドジャッキ １０７ アーティキュレートジャッ
キ １０８ セグメントエレクタ １０９ スポーク １０９ａ 側壁 １０９ｂ 前壁 １０９ｃ 台座 １１０ 面板 １１１ 先行ビット １１２ リレービット １１２ａ 本体 １１２ｂ 刃先 １１３ シェルビット １１４ ディスクカッタ １１５ コピーカッタ １１６ 土圧計 １１６ａ 収容管 １１６ｂ フランジ １１６ｃ 圧力センサ １１８ 地山探査棒 １２０ 支持構造 １２１，１２１′ 球殻 １２１ａ ビット挿通孔 １２１ａ′ 土圧計挿通孔 １２１ｂ，１２１ｂ′ 軸部 １２１ｃ 操作ロッド １２２ ビットホルダ １２３ 分割支持ブロック １２３ａ，１２３ｂ シールリング １２４ 取付ボルト １２５ 目盛り板 １２６ 回動支持部材 １２７ 回動支持ブロック １２８ 土圧計ホルダ １２８ａ 土圧計取付孔 Ｌ 機器（リレービット，土圧
計）の軸線 ｄ 偏位距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石丸 裕 東京都港区元赤坂一丁目３番８号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 三谷 典夫 大阪府枚方市上野３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内 (72)発明者 二羽 誠 大阪府枚方市上野３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内 (72)発明者 川合 一成 大阪府枚方市上野３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル掘進機本体に取り付けられ一部に
   露呈面を有する各種機器を支持するための支持構造であ
   って、 前記支持装置はシール付きの球殻を備えてなり、 前記球殻はこれを貫通し摺動自在に前記機器をシールし
   て支持すると共に、前記機器の軸線を前記球殻の回転軸
   に対して直交させると共にオフセットして取付けるため
   の挿通孔を有してなることを特徴とするトンネル掘進機
   における各種機器の支持構造。
2. 【請求項２】トンネル掘進機本体に取り付けられ一部に
   露呈面を有する各種機器を支持するための支持構造であ
   って、 該支持構造はシール付きの球殻と機器ホルダとを備えて
   なり、 前記球殻はこれを貫通し摺動自在に前記機器をシールし
   て支持する機器挿通孔を有し、 前記機器ホルダはトンネル掘進機本体に対する着脱可能
   な固設部を有すると共に、前記機器挿通孔に挿通された
   各種機器の基端部を着脱自在に支持する着脱部を有して
   なることを特徴とするトンネル掘進機における各種器具
   の支持構造。
3. 【請求項３】トンネル掘進機本体に取り付けられ一部に
   露呈面を有する各種機器を支持するための支持構造であ
   って、 前記支持構造はシール付きの球殻と機器ホルダとを備え
   てなり、 前記球殻はこれを貫通し摺動自在に各種機器をシールし
   て支持すると共に、前記各種機器の軸線を前記球殻の回
   転軸に対して直交させると共にオフセットして取付ける
   ための機器挿通孔を有し、 前記機器ホルダはトンネル掘進機本体に着脱自在に固設
   されると共に、前記機器挿通孔に挿通された各種機器の
   基端部を着脱自在に支持する着脱部を有してなることを
   特徴とするトンネル掘進機における各種機器の支持構
   造。
4. 【請求項４】前記支持構造は前記各種機器を球殻から引
   き抜くときの前記各種機器の抜出し量を検知する機器抜
   出し量検知手段を備えてなる請求項１〜３のいずれかに
   記載の各種機器の支持構造。