(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のカッタビットを有するカッタヘッドが筒状をなす掘削機本体の前端部に揺動支持機構によって該カッタヘッドの平面内を揺動可能に支持されたトンネル掘削機において、前記揺動支持機構によって揺動部材がその平面内を揺動可能に支持され、該揺動部材に移動機構を介して前記カッタヘッドがその平面内で移動可能に支持されたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
請求項１記載のトンネル掘削機におけるカッタヘッドを揺動部材の揺動により該カッタヘッドの平面内で揺動させながら、掘削機本体を前進することで、前記カッタヘッドに固定された多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削し、所要時には前記カッタヘッドを前記揺動部材による揺動とは独立して同揺動部材に対して外方に移動させながら前方の地盤を掘削するようにしたことを特徴とするトンネル掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削機に関し、特に、掘削途中でトンネルの断面形状を変更して掘削可能としたものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なトンネル掘削機は、円筒形の掘削機本体の前部に円形のカッタヘッドが回転自在に装着されてなり、このカッタヘッドに装着された駆動モータによってカッタヘッドを旋回させながら掘削機本体を前進させることで、地盤を掘削してトンネルを構築するものである。ところで、掘削形成するトンネルは、地下鉄が走行するためのものの他に、駅の地下道や下水道などとして用いられるものがあり、そのトンネルの断面は円形のみならず、楕円形や四角形、馬蹄形などとなっている。
【０００３】
図３に四角形断面のトンネルを掘削可能な従来のシールド掘削機の概略を示す。同図に示すように、断面が四角い筒状をなす掘削機本体101の前部には隔壁102が設けられており、この隔壁102には２つのカッタ駆動装置103，104が装着されている。そして、この各カッタ駆動装置103，104は所定量偏心した出力軸105，106を有しており、各出力軸105，106の先端部はカッタヘッド107に回動自在に連結されている。このカッタヘッド107は四角形状であって、掘削機本体101より若干小さい形状となっており、前面部に多数のカッタビット108が固定されている。
【０００４】
従って、各カッタ駆動装置103，104によって出力軸105，106を回転させることでカッタヘッド107を平面内で揺動させながら、図示しないシールドジャッキを伸長して掘削機本体101を前進させると、カッタヘッド107の前面部に設けられたカッタビット108によって前方の地盤が掘削されトンネルが掘削される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のシールド掘削機にあっては、カッタ駆動装置103，104によってカッタヘッド107を揺動しながら掘削機本体101を前進することで、前方の地盤を掘削してトンネルを掘削していた。ところで、このシールド掘削機にてトンネルを掘削するとき、掘削機本体101がローリングやピッチング、ヨーイングを起こした場合、その方向制御のために余堀作業が必要である。また、トンネルの曲線掘削時にも掘削機本体の方向（特に、ローリング）が不正常状態になることがあり、ローリングのために余堀が必要となる。ところが、従来のシールド掘削機では、カッタヘッド107による掘削範囲が一定であるため、掘削機本体101の姿勢制御が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであって、カッタヘッドによるトンネルの掘削範囲を任意に変更することで掘削機本体の方向制御を容易に行うことを可能としたトンネル掘削機及び掘削方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための本発明のトンネル掘削機は、多数のカッタビットを有するカッタヘッドが筒状をなす掘削機本体の前端部に揺動支持機構によって該カッタヘッドの平面内を揺動可能に支持されたトンネル掘削機において、前記揺動支持機構によって揺動部材がその平面内を揺動可能に支持され、該揺動部材に移動機構を介して前記カッタヘッドがその平面内で移動可能に支持されたことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、カッタヘッドを揺動支持機構によって揺動部材を介してこのカッタヘッドの平面内で揺動させながら掘削機本体を前進することで、カッタヘッドに固定された多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削しており、掘削機本体の方向制御が必要な場合には、移動機構によってカッタヘッドによる掘削断面を変更することで、容易に対応が可能となる。
【０００９】
また、本発明のトンネル掘削方法は、前記トンネル掘削機におけるカッタヘッドを揺動部材の揺動により該カッタヘッドの平面内で揺動させながら、掘削機本体を前進することで、前記カッタヘッドに固定された多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削し、所要時には前記カッタヘッドを前記揺動部材による揺動とは独立して同揺動部材に対して外方に移動させながら前方の地盤を掘削するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、カッタヘッドを揺動部材を介してこのカッタヘッドの平面内で揺動させながら掘削機本体を前進することで、カッタヘッドに固定された多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削しており、掘削機本体の方向制御が必要な場合には、前記カッタヘッドを前記揺動部材による揺動とは独立して同揺動部材に対して外方に移動させて同カッタヘッドによる掘削断面を変更することで、容易に対応が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１に本発明の実施形態に係るトンネル掘削機の正面視、図２にこのトンネル掘削機の断面を示す。
【００１３】
本実施形態のトンネル掘削機において、図１及び図２に示すように、断面が四角い筒状をなす掘削機本体５１の前部には隔壁５２が設けられており、この隔壁５２には上下に２つの揺動支持機構としてのカッタ駆動装置５３，５４が装着されている。そして、この各カッタ駆動装置５３，５４は所定量偏心した出力軸５５，５６を有しており、各出力軸５５，５６の先端部は矩形状の揺動部材５７に回動自在に連結されている。そして、この揺動部材５７の上部及び下部には移動機構としての油圧ジャッキ５８ａ，５８ｂが取付けられており、この各油圧ジャッキ５８ａ，５８ｂの駆動ロッド５９ａ，５９ｂの先端部はカッタヘッド６０に回動自在に連結されている。このカッタヘッド６０は四角形状であって、掘削機本体５１より若干小さい形状となっており、前面部にカッタビット６１が固定されている。
【００１４】
従って、各カッタ駆動装置５３，５４によって出力軸５５，５６を回転することで揺動部材５７を平面内で揺動し、縮小状態にある油圧ジャッキ５８ａ，５８ｂを介してカッタヘッド６０を平面内で揺動させながら、図示しないシールドジャッキを伸長して掘削機本体５１を前進させると、カッタヘッド６０の前面部に設けられたカッタビット６１によって前方の地盤が掘削されトンネルが掘削される。
【００１５】
そして、掘削機本体５１がローリングやピッチング、ヨーイングを起こしたとき、あるいは、トンネルの曲線掘削時には、その方向制御のために余堀作業が必要となる。この場合、油圧ジャッキ５８ａ，５８ｂによって揺動部材５７に対してカッタヘッド６０を揺動させることで、掘削方向左右の掘削断面形状を変更させ、掘削機本体５１の方向制御を容易に行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように本発明のトンネル掘削機によれば、多数のカッタビットを有するカッタヘッドが筒状をなす掘削機本体の前端部に揺動支持機構によって該カッタヘッドの平面内を揺動可能に支持されたトンネル掘削機において、前記揺動支持機構によって揺動部材がその平面内を揺動可能に支持され、該揺動部材に移動機構を介して前記カッタヘッドをその平面内で移動可能に支持したので、掘削機本体の方向制御が必要な場合には、移動機構によってカッタヘッドによる掘削断面を変更することで、容易にトンネルの掘削範囲を任意に変更して対応が可能となり、円滑にトンネル掘削作業を行うことができる。
【００１７】
また、本発明のトンネル掘削方法によれば、前記トンネル掘削機におけるカッタヘッドを揺動部材の揺動により該カッタヘッドの平面内で揺動させながら、掘削機本体を前進することで、カッタヘッドに固定された多数のカッタビットによって前方の地盤を掘削し、所要時には前記カッタヘッドを前記揺動部材による揺動とは独立して同揺動部材に対して外方に移動させながら前方の地盤を掘削するようにしたので、掘削機本体の方向制御が必要な場合には、前記カッタヘッドを前記揺動部材による揺動とは独立して同揺動部材に対して外方に移動させて同カッタヘッドによる掘削断面を変更することで、容易に対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態に係るトンネル掘削機の正面図である。
【図２】  本実施形態のトンネル掘削機の断面図である。
【図３】  四角形断面のトンネルを掘削可能な従来のシールド掘削機の概略図である。
【符号の説明】
５１  掘削機本体
５３，５４  カッタ駆動装置（揺動支持機構）
６０  カッタヘッド
６１  カッタビット
５７  揺動部材
５８ａ，５８ｂ  油圧ジャッキ（移動機構）
【図１】
0003652820.tif 000002
【図２】
0003652820.tif 000003
【図３】
0003652820.tif 000004