(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド本体と地盤掘削用のカッタと加泥材の供給系統と泥土排出用のスクリュウコンベアとを備えていること、および、立面状の仕切板が筒状構造をなすシールド本体内に取りつけられていること、および、泥土排出用のスクリュウコンベアがシールド本体内に配置されて、スクリュウコンベアの泥土取入口がカッタチャンバ内に挿入されていることを前提とした泥土圧式シールド機において、地盤掘削用のカッタがこれの軸心に中空ボスを有していること、および、加泥材の供給系統が、中空ボスの外周面にあって周方向に分布する複数の連絡口と、中空ボスの外周部からカッタの外周部にわたるカッタ前面域にあって周方向に分布する複数の分配吐出口と、加泥材用の第１の供給管と、加泥材用の連絡管とを含んでいること、および、カッタ前面域の各分配吐出口と中空ボスの各連絡口とがそれぞれ加泥材用の連絡管を介して互いに連絡されていること、および、シールド本体の前面域からその内部にわたって配置されたカッタが、シールド本体内の軸受により回転自在に支持されて、シールド本体内の仕切板とカッタ後面との間にカッタチャンバが介在していること、および、シールド本体内の仕切板を貫通した中空の外部軸が中空ボスの後面に取りつけられてこれら外部軸、中空ボスが相互に連通しているとともに、加泥材用の供給管が外部軸に接続されていること、および、非回転型の内部軸が外部軸の内部から中空ボスの内部にわたって挿入されていること、および、周面に分配口を有し、後面に通口を有する円筒形の分配弁が中空ボス内における内部軸の外周面に取りつけられて、これら分配弁、内部軸の内外周面間に加泥材用の導入空間が形成されているとともに、分配弁の外周面と中空ボスの内周面とが相互に密接していることを特徴とする加泥材吐出機構。
【請求項２】
中空ボスがその前面に中央吐出口を有し、内部軸が中空軸からなり、中空ボスの中央吐出口と内部軸の内部とが互いに連通しており、内部軸に加泥材用の第２の供給管が接続されている請求項１記載の加泥材吐出機構。
【請求項３】
分配弁が周方向に長い分配口を有していて、分配弁の周面における分配口の周方向の広がり角度が１８０度以下となっている請求項１記載の加泥材吐出機構。
【請求項４】
円筒形のブッシュが中空ボスの内周面に取りつけられて中空ボスと分配弁との内外周面間に介在している請求項１記載の加泥材吐出機構。
【請求項５】
ストッパが内部軸の後端側に取りつけられており、ストッパと衝突自在に対応する操作レバーが、内部軸の後端側に近接する非回転部材に固定されている請求項１記載の加泥材吐出機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は土木の技術分野に属するシールド機械に関し、より詳しくは泥土圧式シールド機においてこれの加泥材吐出機構を改良したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のとおり、シールド工法については各種のものが数多く提供されており、これらが土木工事の分野で広く実施されている。
【０００３】
このシールド工法は手掘り式や機械掘り式に大別される。さらに機械掘り式については、機械掘りシールド（開放型）・泥水加圧シールド（閉塞型）・土圧系シールド（閉塞型）のように区分される。ちなみに、泥土圧式シールド工法は土圧系シールド工法に属している。
【０００４】
上述した泥土圧式シールド工法の場合は、加泥材・作泥材・泥漿材などと呼ばれる滑性材をシールド機のカッタ前面に注入し、加泥材と掘削土砂とを強制的に練り混ぜて掘削土砂を塑性流動性や不透水性のある泥土状態にする。カッタチャンバやスクリュウコンベアの内部が、このような性状の泥土で満たされて地下水圧や切羽土圧に対抗することのできる作用圧（泥土圧）に保持されると、切羽は崩落することなく安定する。したがって、泥土圧式シールド工法は、砂分含有量の超過・硬い土質・液性指数の過大・礫分の含有など、シールドの適応範囲を超える土質に対して有効に実施することができる。
【０００５】
泥土圧式シールド工法に用いられるシールド機は、加泥材を注入・吐出するための手段として、回転式カッタの内部軸・外部軸（いずれも中空）を利用した二系統の泥土流路を備えている。その一つの泥土流路は、内部軸後端側の注入口から内部軸内を経てカッタヘッド中心付近の吐出口に至るものであり、他の一つの泥土流路は、外部軸後端側の注入口から内部軸と外部軸との間を経てカッタヘッド外周付近の吐出口に至るものである。これらの泥土流路によるときは、掘削土砂を既述の泥土状態にするために、地盤掘削と同期して加泥材をカッタヘッドの中心付近や外周付近からカッタ前面へ吐出することができる。
【０００６】
一般にシールド工法に依存した工事の場合は、工事を安全かつ速やかに進行させる上で、多種多様な地盤条件に適合させることが不可欠である。これは泥土圧式シールド工法においても同様である。とくに砂・砂礫層のような悪条件の地盤に適用される泥土圧式シールド工法においては、切羽に対する加泥材の吐出部位が切羽の安定性に大きな影響を与える。それゆえ、切羽の崩落を効果的に防止することのできる加泥材の注入・吐出が望まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の観点から既存の泥土圧式シールド機を検討した場合、これにはつぎのような課題が残されている。すなわち、回転するカッタヘッドの中心付近や外周付近に加泥材の吐出口が設けられている従来機の場合は、切羽に対する加泥材の吐出位置が、カッタヘッドの外周付近にある吐出口の軌跡円上やカッタヘッドの中心部のように局限されてしまい、しかも、これらの位置を変更することができないために、地盤掘削中に崩落しやすい切羽部分が現れても、その箇所へ重点的に加泥材を供給して切羽の崩壊を未然に防止するのが困難になる。
【０００８】
この場合の望ましい対応として、加泥材の吐出領域を切羽の状況に応じて切羽上部・切羽下部・切羽右部・切羽左部のいずれかに特定および／または変更することが考えられる。しかし、カッタヘッドに設けられる吐出口は、カッタヘッドが回転したときに所定の軌跡円上を周回するだけであるから、加泥材の吐出領域を特定したり変更することができない。
【０００９】
他の対応として、加泥材の吐出口をシールド機先端側の非回転部に取りつけることが考えられる。こうした場合は加泥材の吐出領域が特定できるようにみえ、また、吐出口の取付位置を変更することにより加泥材の吐出領域が変更できるかにみえる。しかし、シールド機先端側は各種の機構が錯綜しているために吐出口の位置を自由に選定することができず、吐出口の位置を適切に設定する上で大きな制約を受ける。それに、吐出口の位置を変更するごとに工事を中断しなければならないので地盤掘削作業も停滞しがちとなる。
【００１０】
［発明の目的］
本発明は既存の泥土圧式シールド機にみられる各種の技術的課題を解決するためになされたものである。すなわち本発明は、泥土圧式シールド機において切羽の安定性を確保するための加泥材吐出領域の特定や変更が安全かつ簡易な操作で行なえ、しかも、加泥材吐出領域の変更に際して工事の停滞をきたすことのない加泥材吐出機構を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の泥土圧式シールド機における加泥材吐出機構は、このような目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち、本発明のものは、シールド本体と地盤掘削用のカッタと加泥材の供給系統と泥土排出用のスクリュウコンベアとを備えていること、および、立面状の仕切板が筒状構造をなすシールド本体内に取りつけられていること、および、泥土排出用のスクリュウコンベアがシールド本体内に配置されて、スクリュウコンベアの泥土取入口がカッタチャンバ内に挿入されていることを前提とした泥土圧式シールド機において、地盤掘削用のカッタがこれの軸心に中空ボスを有していること、および、加泥材の供給系統が、中空ボスの外周面にあって周方向に分布する複数の連絡口と、中空ボスの外周部からカッタの外周部にわたるカッタ前面域にあって周方向に分布する複数の分配吐出口と、加泥材用の第１の供給管と、加泥材用の連絡管とを含んでいること、および、カッタ前面域の各分配吐出口と中空ボスの各連絡口とがそれぞれ加泥材用の連絡管を介して互いに連絡されていること、および、シールド本体の前面域からその内部にわたって配置されたカッタが、シールド本体内の軸受により回転自在に支持されて、シールド本体内の仕切板とカッタ後面との間にカッタチャンバが介在していること、および、シールド本体内の仕切板を貫通した中空の外部軸が中空ボスの後面に取りつけられてこれら外部軸、中空ボスが相互に連通しているとともに、加泥材用の供給管が外部軸に接続されていること、および、非回転型の内部軸が外部軸の内部から中空ボスの内部にわたって挿入されていること、および、周面に分配口を有し、後面に通口を有する円筒形の分配弁が中空ボス内における内部軸の外周面に取りつけられて、これら分配弁、内部軸の内外周面間に加泥材用の導入空間が形成されているとともに、分配弁の外周面と中空ボスの内周面とが相互に密接していることを特徴とする。
【００１２】
上記本発明の加泥材吐出機構における各実施態様はつぎのとおりである。その一実施態様では、中空ボスがその前面に中央吐出口を有し、内部軸が中空軸からなり、中空ボスの中央吐出口と内部軸の中空部内とが互いに連通しており、内部軸に加泥材用の第２の供給管が接続されている。他の一実施態様では、分配弁が周方向に長い分配口を有していて、分配弁の周面における分配口の周方向の広がり角度が１８０度以下となっている。さらに他の一実施態様では、円筒形のブッシュが中空ボスの内周面に取りつけられて中空ボスと分配弁との内外周面間に介在している。これら以外の一実施態様では、ストッパが内部軸の後端側に取りつけられており、ストッパと衝突自在に対応する操作レバーが、内部軸の後端側に近接する非回転部材に固定されている。
【００１３】
【作用】
泥土圧式シールド機を用いる工事においては、切羽の安定性を確保するために加泥材と掘削土砂とを練り混ぜて塑性流動性や不透水性のある泥土をつくり、これをカッタチャンバ内に導入してカッタチャンバやスクリュウコンベアの内部をこのような泥土で満たす。また、スクリュウコンベアは、カッタチャンバ内を所定の作用圧（泥土圧）に保持しつつ上記泥土をカッタチャンバ外へ排出する。
【００１４】
本発明に係る加泥材吐出機構には、これの実施態様を含めた場合に、二つの加泥材供給系統がある。その一つは供給管→内部軸の内部→中央吐出口（中空ボスの前面）などにわたる流路である。他の一つは供給管→外部軸と内部軸との内外周面間→中空ボスの内部→通口（分配弁の後面）→導入空間（分配弁の内部）→分配口（分配弁の周面）→各連絡口（中空ボスの周面）→各連絡管→各分配吐出口（カッタの前面）などにわたる流路である。
【００１５】
これら加泥材供給系統のうち、後者のものは、分配弁の分配口と通じている連絡口のみから加泥材を流す。たとえば、分配弁の分配口が上向きに設定されている場合は、カッタが回転変位して中空ボスの各連絡口が上向きの分配口と一致するごとに、加泥材が上記後者の流路を通って切羽上部へのみ吐出される。切羽下部・切羽右部・切羽左部などに向けて加泥材を吐出する場合には、分配弁の分配口が下向き・右向き・左向きなどに設定されたたり変更されたりする。
【００１６】
上記における加泥材は、カッタ側を基準にした場合に「吐出」となり、切羽側を基準にした場合に「注入」となる。
【００１７】
このように、カッタ前面から切羽の所定部（崩落しやすい部分）に向けて加泥材が吐出される場合は、崩落しやすい切羽部分が加泥材の注入圧で重点的に支持されるために、切羽の部分的崩落や、これに連鎖する切羽の全体的崩落が起こりがたくなる。
【００１８】
【実施例】
本発明に係る泥土圧式シールド機の加泥材吐出機構を、図示の実施例に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図４に例示された泥土圧式シールド機は、シールド本体１１と地盤掘削用のカッタ３１と加泥材供給系統（後述する中央吐出口３２ｃ・連絡口３２ｄ・分配吐出口３３ｂ・連絡管３２ｆ・供給管５５・６６など）と泥土排出用のスクリュウコンベア７１とを備えている。
【００２０】
図１を参照して明らかなように、シールド本体１１の一部を構成している二つの前部筒体１２ａ・１２ｂは、これらの連結部間に支持板１２ｃを介在させて前後一体に連結されている。仕切板１２ｄはその外周面に固定された筒状体１２ｅを有する。一方の前部筒体１２ａ内において立面状をなす仕切板１２ｄは取付部材１２ｆを介して支持板１２ｃの前面に取りつけられている。仕切板１２ｄの外径よりも大きな内径を有するリング型の軸受１２ｇも支持板１２ｃの前面に直接取りつけられている。支持板１２ｃはその板面の各部を開口されており、仕切板１２ｄもその板面の各部を開口されている。他方の前部筒体１２ｂ内において、支持板１２ｃの上部後面と前部筒体１２ｂの上部内周面とにわたる角部には、取付板１２ｈが取りつけられている。また、取付板１２ｉは、前部筒体１２ｂの上部内周面にあって取付板１２ｈよりも後方に取りつけられている。
【００２１】
支持板１２ｃの一つの開口部には、カッタ用のモータ１４が装着されている。モータ１４の出力軸に取りつけられた歯車（ピニオン）１５は前部筒体１２ａ内へ突出している。仕切板１２ｄには、その一つの開口部を仕切板１２ｄの後面側から塞ぐようにして土圧計１６が取りつけられている。
【００２２】
図１を参照して明らかなように、シールド本体１１の他の一部を構成している後部筒体１３は前部筒体１１ｂに後続するものである。後部筒体１３の先端部内には、支持板１３ａが取りつけられているとともに、その先端部内から前方へ突出する円筒部材１３ｂも取りつけられている。その他、後部筒体１３内において支持板１３ａの上部前面と円筒部材１３ｂの上部内周面とにわたる角部には取付板１３ｃが取りつけられている。
【００２３】
前部筒体１１ｂと後部筒体１３とは、後部筒体１３側の円筒部材１３ｂが前部筒体１１ｂ内へ嵌め込まれて相対屈伸自在に対応している。前部筒体１１ｂと後部筒体１３とを相対屈伸させるための屈伸用ジャッキ（中折れジャッキ）１７は両取付板１２ｉ、１３ｃにわたって取りつけられている。
【００２４】
図１を参照して明らかなように、後部筒体１３内にはシールドジャッキ１８・エレクタ駆動装置１９・エレクタ摺動ジャッキ２０・エレクタ昇降ジャッキ２１などが装備されている。これらのうち、シールドジャッキ１８は後部筒体１３内の下部にあってその一端が前部筒体１１ｂ側へ突き出ている。エレクタ駆動装置１９は後部筒体１３内の上部にある。さらにエレクタ摺動ジャッキ２０・エレクタ昇降ジャッキ２１も、後部筒体１３内の後部側にあって所定の位置に据えつけられている。
【００２５】
図１・図２を参照して明らかなように、地盤掘削用のカッタ３１は開放型のものからなる。このカッタ３１は、中空ボス３２・複数本のスポーク３３・円筒枠３４・円筒体３５・リング板３６・円輪部材３７・リング状の内歯型歯車３８・リング板３９・その他が一体となったものである。
【００２６】
図１〜図４を参照して、中空ボス３２は、円筒とこれの前端面・後端面を閉じる蓋体とを有して中空構造をなしている。中空ボス３２の前面中央は、後述する内部軸６１やキャップ６３を嵌め込むために開口されており、その前面開口部内に前後二つのリング部材（例：ゴム製）３２ａ・３２ｂが嵌め込まれている。両リング部材３２ａ・３２ｂのうち、前側のリング部材３２ａは中空ボス３２の前面より中空ボス３２外へ突出して中央吐出口３２ｃとなる。中空ボス３２の円筒周壁には、複数の連絡口３２ｄが周方向の間隔を等しくして形成されている。すなわち中空ボス３２は、周方向に等間を保持して分布する複数の連絡口３２ｄを有している。これら連絡口３２ｄには、各連絡管３２ｅの一端が中空ボス３２の外周面側からそれぞれ接続されている。さらに、中空ボス３２の前面には、先尖り型のブレードからなるカッタビット３２ｆが取りつけられている。このカッタビット３２ｆはその前面に多数の掘削用チップを有する。カッタビット３２ｆの後面中央には凹みがあり、この凹みを介してカッタビット３２ｆは中空ボス前面のリング部材３２ａを跨いでいる。
【００２７】
図１・図２を参照して、カッタ３１の各スポーク３３は、これらの前面に多数のカッタビット３３ａが取りつけられたものである。各スポーク３３のそれぞれには、分配吐出口３３ｂがそれぞれ形成されている。したがってカッタ３１は、その前面域にあって周方向に分布する複数の分配吐出口３３ｂを有する。これら分配吐出口３３ｂには、各連絡管３２ｅの他端がそれぞれ接続されている。各連絡管３２ｅは、これらの一端が前記のように中空ボス３２の各連絡口３２ｄに接続され、かつ、これらの他端がカッタ３１の各分配吐出口３３ｂに接続されるので、中空ボス３２の内部と各分配吐出口３３ｂとが該各連絡管３２ｅを介して相互に連絡される。
【００２８】
円筒枠３４は、各スポーク３３の後面側に取りつけられており、円筒体３５は円筒枠３４の後面側に取りつけられている。二つのリング板３６・３９は、前後間隔を保持して円筒体３５内に配置され、かつ、その円筒体３５の内部に取りつけられている。さらに、円輪部材３７は両リング板３６・３９に保持されてこれらに取りつけられており、内歯型歯車３８は円輪部材３７の後面に取りつけられて円筒体３５外へ突出している。
【００２９】
その他、円筒枠３４の内部には、コピーカッタ４０も装備される。このコピーカッタ４０は油圧系の操作手段４１を備えており、そのカッタ部分が円筒枠３４の周面から円筒枠３４外へ突出するようになっている。
【００３０】
中空ボス３２・各スポーク３３・円筒枠３４・円筒体３５・リング板３６・円輪部材３７・内歯型歯車３８・リング板３９などを主体にして上記のように構成された地盤掘削用のカッタ３１は、図１のように前部筒体１２ａの前面に配置され、かつ、その後部側（円筒体３５側）が前部筒体１２ａ内に挿入されてシールド本体１１に組みつけられる。かかる組付態様においては、円筒体３５と前部筒体１２ａとが内外に密に嵌まり合い、筒状体１２ｅと円輪部材３７とが内外に密に嵌まり合っている。また、内歯型歯車３８はその外周部がリング型軸受１２ｇ内に受け入れられており、内歯型歯車３８とモータ１４側の歯車１５とが互いに噛み合っている。かくて地盤掘削用のカッタ３１は、シールド本体１１の前部筒体１２ａに対して回転自在に支持され、モータ１４の動力を受けて回転するようになっている。そしてカッタ３１の後面と前部筒体１２ａ内にある仕切板１２ｄとの間にカッタチャンバ４２が介在している。
【００３１】
図１・図３を参照して明らかなように、中空の外部軸５１が中空ボス３２の後面に取りつけられ、これら外部軸５１、中空ボス３２が相互に連通している。外部軸５１は、また、これの後部側が仕切板１２ｄを貫通している。より具体的には、仕切板１２ｄの中央開口部に取りつけられたボス５２を外部軸５１が貫通している。外部軸５１の後端部外周には、注入口５３を有するスイベルジョイント５４が嵌め込まれており、その注入口５３に加泥材用の供給管５５が接続されている。スイベルジョイント５４は、これを回転しないように支持するために仕切板１２ｄの後面から伸びるアーム５６に固定されており、供給管５５の端部は図示しない加泥材供給源に通じている。
【００３２】
図１・図３を参照して明らかなように、中空軸からなる内部軸６１の先端には複数の小孔６２を有するキャップ６３が取りつけられている。内部軸６１は、スイベルジョイント５４の軸心部・外部軸５１の内部・中空ボス３２の内部などを貫通していて、その先端のキャップ６３が中空ボス前壁のリング部材３２ａ内に挿入されている。これらリング部材３２ａ、キャップ６３の内外周面間には間隙がある。したがって内部軸６１は、中央吐出口３２ｃをもつリング部材３２ａの内部と互いに通じ合っている。内部軸６１の後端部には、注入口６４を有するスイベルジョイント６５が取りつけられており、その注入口６４に加泥材用の供給管６６が接続されている。供給管６６の端部も図示しない加泥材供給源に通じている。
【００３３】
泥土排出用のスクリュウコンベア７１は、自明のとおり、排土用のスクリュウ７２を内蔵しているものである。このスクリュウコンベア７１は、先端側に泥土取入口７３を有するとともに、泥土排出口７４のある後端側に、スクリュウ用のモータ７５・泥土排出口７４を開閉するためのシャッタ７６・シャッタ７６を操作するためゲートジャッキ７７を有する。スクリュウコンベア７１は、シールド本体１１の後部筒体１３内から前部筒体１２ａ・１２ｂ内にわたって配置されており、その泥土取入口７３がカッタチャンバ４２内に挿入されている。このようにしてシールド本体１１内の所定部に装備されたスクリュウコンベア７１は、その上部外周面に取りつけられた取付板７７と前部筒体１２ｂの上部内周面にある取付板１２ｈとにわたる吊り支え型のジャッキ７８を介して適切な傾斜角度に保持されている。
【００３４】
上述した泥土圧式シールド機は公知ないし周知のものである。したがって、この泥土圧式シールド機に必要なもの・関連するものであって、説明や図示が省略されている装置・機構・部材・部品なども公知ないし周知といえる。このようなシールド機においてとくに強度の要求される構成要素には、機械的特性の優れた金属材料が用いられる。その他の部分については、金属・ゴム・合成樹脂（ＦＲＰを含む）・木材・セラミックやこれらの複合材が適材適所で用いられる。この他、ジャッキ・モータなどの動力機械としては、安定した高出力を得るために主に油圧系のものが用いられるが、モータについては電動系のものが採用されることもある。このシールド機は、ボルト・ナット・連結金具・溶接など周知の手段で組み立てられる。その際、気密性・液密性の要求される部分にはシール部材が施され、回転運動・直線運動する部分にはこれらの動きを円滑にするためにベアリングやスライド部品が必要に応じて取りつけられる。以上に関してはこの種の技術分野で自明の事項である。
【００３５】
本発明に係る加泥材吐出機構は、上述した泥土圧式シールド機において、分配弁８１を主体にしてつぎのように構成されている。すなわち、図１・図３・図４を参照して明らかなように、周面に分配口８２を有し、後面に通口８３を有する円筒形の分配弁８１が、中空ボス３２内に配置されて内部軸６１の外周面に取りつけられている。より具体的には、分配弁８１の通口８３を有する後面壁と内部軸６１の外周面に設けられたフランジ６７とが互いに突き合わされてこれらが止具（例：ボルト）で固定される。
【００３６】
このようにして内部軸６１の外周面に取りつけられた分配弁８１は、その内部を加泥材用の導入空間８４とするものであり、その導入空間８４の前面（分配弁８３の開放された前面）が中空ボス３２の内部前面に当たって塞がれている。
【００３７】
分配口８２は、図示例において分配弁８１の上部周面を開口している。分配口８２は周方向に長く、その周方向の広がり角度αは１８０度以下たとえば９０度である。このような分配口８２は、分配弁８１の上部周面において周方向に隣接する複数の孔からなるもの、または、分配弁８１の上部周面において周方向に列をなす多数の孔からなるものでもよい。分配弁８１の上部周面・下部周面のように、分配弁８１が二箇所に分配口８２を有していてもよい。このような場合の前記広がり角度αは、たとえば９０度以下に設定される。
【００３８】
通口８３は、分配弁８１の後面を開放するものであれば足りる。したがって通口８３は、その形状・大きさが任意に設定されてよいといえるが、できるだけ分配弁８１の後面を大きく開放していることがる望ましい。
【００３９】
中空ボス３２の内周面と分配弁８１の外周面とは、相対スリップの生じる態様で互いに密接しているのが望ましく、そのために円筒形のブッシュ８５が中空ボス３２の内周面に取りつけられて中空ボス３２と分配弁８１との内外周面間に介在している。ブッシュ８５の周面には複数の連絡口８６が形成されており、これら連絡口８６が中空ボス３２の各連絡口３２ｄと一致している。
【００４０】
内部軸６１と一体化された分配弁８１には、分配口８２の向きを固定したり変更したりするために、ストッパ９１や操作レバー９３を含む手段が組み合わされる。図１・図３を参照して明らかなように、直状の棒材からなるストッパ９１はその基端部に固定環９２を有する。曲がり形状の棒材からなる操作レバー９３もその基端部に固定リング板９４を有する。
【００４１】
ストッパ９１および操作レバー９３の取付態様は図３に明示されている。図３を参照して、ストッパ９１の場合は、固定環９２を内部軸６１の後端部外周に嵌め込んだ後、固定環９２を内部軸６１の外周面に固定（例：ビス止め）することにより内部軸６１の後端側に取りつけられる。操作レバー９３の場合は、固定リング板９４を内部軸６１の後端部外周に嵌め込んでスイベルジョイント５４の後面に当て、その後、固定リング板９４をスイベルジョイント５４に固定（例：ボルト止め）することにより、内部軸６１の後端側に近接する非回転部材（スイベルジョイント５４）に取りつけられる。このようにして所定の箇所に取りつけられたストッパ９１と操作レバー９３とは、それぞれ所定の方向へ突出して互いに衝突している。なお、これらの取りつけに際しては、はじめに操作レバー９３を取りつけ、つぎにストッパ９１を取りつけることとなる。
【００４２】
固定環９２を有するストッパ９１や固定リング板９４を有する操作レバー９３は低弾性変形や塑性変形のしない材料からなる。これら代表的一例として、金属製のものをあげることができる。
【００４３】
本発明の実施例で示された泥土圧式シールド機を用いて地中（地盤）を掘削するときは、モータ１４→歯車１５→内歯歯車３８→カッタ３１のような動力伝達経路でモータ１４の動力をカッタ３１に伝える。モータ１４の動力を受けて回転するカッタ３１は、その前面のカッタビット３２ｆ・３３ａを介して地盤を掘削し、かつ、掘削にともなって生じる土砂をカッタ３１の開放部間からカッタチャンバ４２内に取り込む。
【００４４】
かかる地盤掘削と同期して、加泥材の供給系統（二系統）は周知の加泥材を切羽に向けて以下のように注入する。すなわち、一つの供給系統は、図示しない加泥材供給源→供給管６６→内部軸６１の内部→中央吐出口３２ｃなどの流路を経て切羽の中央付近に加泥材を吐出し、他の一つの供給系統は、図示しない加泥材供給源→供給管５５→外部軸５１・内部軸６１の内外周面間→中空ボス３２内→通口８３→導入空間８４（分配弁８１内）→分配口８２→ブッシュ８５の連絡口８６→中空ボス３２の連絡口３２ｄ→連絡管３２ｅ→分配吐出口３３ｂなどの流路を経て切羽の所定部に加泥材を吐出する。
【００４５】
地盤掘削に際してこのように加泥材が供給されると、カッタ３１はその前面のカッタビット３２ｆ・３３ａにて加泥材と掘削土砂とを混練しつつこれらをカッタチャンバ４２内に取り込み、また、加泥材と掘削土砂とがカッタチャンバ４２内に流れ込む過程においても、これらを各スポーク（カッタフレーム）３３にて混練する。したがって、カッタチャンバ４２内に導入された加泥材と掘削土砂との混練物は、塑性流動性や不透水性のある均質な泥土状態を呈する。カッタチャンバ４２やクリュウコンベア７１の内部がこのような泥土で満たされると、その泥土圧が切羽に作用して切羽の安定性が確保される。
【００４６】
土圧計１６はカッタチャンバ４２内の泥土圧を定常的に測定している。また、この測定信号を受けて作動する制御手段（図示しないコピュータを含む制御盤）は、単位時間あたりのコンベア排土量を所定値に保持すべくスクリュウコンベア７１をコントロールするものである。したがって、モータ７５の動力を受けて駆動するスクリュウコンベア７１は、シールド推進量に対応して上記泥土をカッタチャンバ４２外へ排出するとともに、カッタチャンバ４２内の泥土圧をも適切に保持する。
【００４７】
泥土圧式シールド機が上記の運転状態にあるとき、内部軸６１と分配弁８１は回転しないが、カッタ３１の中空ボス３２は自明のとおり回転する。このような回転・非回転の関係においては、分配弁８１の外周面上を周回する中空ボス３２の各連絡口３２ｄが分配弁８１の分配口８２と一致したときのみ、これら連絡口３２ｄと導入空間８４（分配弁８１内）とが通じ合う。しかも、各連絡口３２ｄはそれぞれ連絡管３２ｅを介してカッタ３１の各分配吐出口３３ｂと連絡されている。したがって、各連絡口３２ｄが分配口８２と一致したときのみ、各分配吐出口３３ｂに加泥材が供給され、各連絡口３２ｄと分配口８２とが不一致状態にあるときの各分配吐出口３３ｂには加泥材が供給されない。それゆえ、各分配吐出口３３ｂを介して行なわれる切羽への加泥材注入領域は局限される。ちなみに分配弁８１の分配口８２が図３・図４のような上向き状態に設定されている場合は、中空ボス３２の各連絡口３２ｄが図４のα領域に達してここを通過するまでの間だけ、各分配吐出口３３ｂから加泥材が吐出されるので、加泥材は切羽上部に向けて重点的に注入される。このようにして切羽の上部側へ加泥材が注入されるときは、その注入点からスクリュウコンベア７１の泥土取入口７３に至るまでの間が距離的・時間的に長くなるので、掘削土砂と加泥材とが十分均質に攪拌・混練される。
【００４８】
切羽に対する加泥材の吐出方向（注入領域）を変更するとき、たとえば、切羽下部に向けて加泥材を重点的に注入するときは、図３において上向きとなっている操作レバー９３をいったんスイベルジョイント５４から取り外して下向きに取りつける。このようにした場合は、ストッパ９１が下向きの操作レバー９３に衝突するまで、内部軸６１が一時的に回転する（１８０度の回転変位）。したがって、内部軸６１に取りつけられている分配弁８１も、１８０度だけ回転してその分配口８２を下向きにする。分配弁８１の分配口８２が下向きときは、上記とは逆に、加泥材が切羽上部に向けて重点的に注入される。切羽左部・切羽右部に加泥材を注入するときも、上記に準じた操作で分配口８２を左向き・右向きのように変更すればよい。また、操作レバー９３に代え、内部軸６１に対するストッパ９１の取付角度を変更することによっても分配口８２の向きを変更することができる。
【００４９】
上記のように切羽の特定部分（崩落しやすい部分）をターゲットとして加泥材を切羽側へ注入する場合は、その切羽部分が加泥材の注入圧により重点的に支持されるので、部分的な切羽崩落やこれに連鎖する全体的な切羽崩落が起こりがたくなる。
【００５０】
本発明に係る加泥材吐出機構は、開放型のカッタ３１を装備している泥土圧式シールド機であれば、各種のものに適用することができる。開放型カッタ３１のうちには、カッタ後面に混練翼を備えているものも含まれる。分配弁８１はその前面が塞がれていてもよい。中空ボス３２の内周面と分配弁８１の外周面とが直接密接する場合はブッシュ８５が省略されてよい。分配弁８１の分配口８２の向きはストッパ９１と操作レバー９３とで定まるが、内部軸６１に対するストッパ９１の固定や、スイベルジョイント５４に対する操作レバー９３の固定は、ロックピンとロック孔とを利用した嵌め合い・凹凸を利用した嵌め合い・ダブルナットによる締めつけなど、操作の簡単な手段が採用されることもある。また、分配口８２の向きを上向き・下向き・右向き・左向きのいずれかに固定する場合は、ストッパ９１・操作レバー９３などを省略し、内部軸６１を単純に固定（非回転保持）してもよい。
【００５１】
その他の実施例において、充実した（中空でない）内部軸６１も採用することができる。この場合は加泥材の供給系統が一つになる。したがって、加泥材用の供給管６６、スイベルジョイント６５などが省略され、前記において内部軸６１と連通していたカッタ前面側の孔や口なども省略される（塞がれる）。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係る加泥材吐出機構は、泥土圧式シールド機においてつぎのような効果を奏する。
【００５３】
その一つは、切羽の所定部（崩落しやすい部分）に対し、分配弁に依存して加泥材を重点的に注入できることである。このように対処できる場合は、崩落しやすい切羽部分が加泥材の注入圧により支持されて安定する。したがって、切羽の部分的崩落やこれに連鎖する切羽の全体的崩落が起こりがたくなる。とくに、切羽の上部側へ加泥材を注入するときは、その注入点からスクリュウコンベアの泥土取入口に至るまでの間が距離的・時間的に長くなり、掘削土砂と加泥材とが十分均質に攪拌・混練されるので、加泥効果がより高まる。
【００５４】
他の一つは、内部軸を回転変位させるだけで分配弁（分配口）の向きが変わることである。したがって、切羽の状況に応じた加泥材吐出領域（注入領域）の変更が簡易な操作で行なえる。それに、このような操作に際して工事を中断する必要がないので、工事の停滞をきたさない。
【００５５】
さらに他の一つは、分配口の向きを変更するための分配弁の操作、すなわち、中空ボス内にある分配弁の操作が、内部軸の後端側（カッタから離れたところ）で行なえることである。このように遠隔操作できる場合は、危険なカッタに触れるおそれがなくなり、したがって人身事故を引き起こすことがない。
【００５６】
さらに他の一つは、主たる部品として、簡易な分配弁を既製のシールド機に付加するだけで足りることである。したがって、切羽の安定性をより高度に保持するための対策が安価に講じられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加泥材吐出機構の一実施例を示した縦断側面図である。
【図２】本発明に係る加泥材吐出機構の一実施例を示した正面図である。
【図３】本発明に係る加泥材吐出機構の要部を拡大して示した縦断側面図である。
【図４】本発明に係る加泥材吐出機構の要部を拡大して示した縦断正面図である。
【符号の説明】
１１    シールド本体
１２ａ  前部筒体
１２ｂ  前部筒体
１２ｄ  仕切板
１２ｇ  軸受
１３    後部筒体
３１    地盤掘削用のカッタ
３２    中空ボス
３２ｃ  中央吐出口
３２ｄ  連絡口
３２ｅ  連絡管
３３    カッタのスポーク
３３ｂ  分配吐出口
４２    カッタチャンバ
５１    外部軸
５４    スイベルジョイント（非回転部材）
５５    加泥材用の供給管
６１    内部軸
６６    加泥材用の供給管
７１    泥土排出用のスクリュウコンベア
７４    スクリュウコンベアの泥土取入口
８１    分配弁
８２    分配口
８３    通口
８４    加泥材用の導入空間
８５    ブッシュ
９１    ストッパ
９３    操作レバー
【図１】
0003550443.tif 000002
【図２】
0003550443.tif 000003
【図３】
0003550443.tif 000004
【図４】
0003550443.tif 000005