(57)【要約】      （修正有）【課題】容易かつ安価に使用、回収し、転用・再利用可能にした掘進機を提供する。【解決手段】外胴１２と、内胴１４とを有し、外胴１２は、外胴前胴部１８と、外胴後胴部２０とを有し、外胴前胴部１８及び外胴後胴部２０は、外胴中折れ装置２１を介して連結されるとともに、内胴１４外面に当接して内胴１４を軸方向にスライド可能に支持するガイドそり２６を有し、内胴１４は、汎用のシールド掘進機を用いるもので、内胴前胴部３２と、内胴後胴部３４とを有し、内胴前胴部３２及び内胴後胴部３４は、内胴シール装置４２及び内胴中折れジャッキ４４を有する内胴中折れ装置３６にて連結されるとともに、隔壁４８と、カッタヘッド５０と、カッタヘッド駆動部５２とを有し、外胴１２と内胴１４は、内胴１４側から外胴１４側に突出して外胴１２内面に形成した受け部６６に係合する周方向に配置された複数の固定手段６０により固定可能にされている。【選択図】図１
2011074752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外胴と、前記外胴の内部に設置される内胴とを有し、
前記外胴は、外胴前胴部と、外胴後胴部とを有し、
前記外胴前胴部及び外胴後胴部は、外胴シール装置を有する外胴中折れ装置を介して連結されるとともに、周方向の１または複数の位置に軸方向にわたって連続的または断続的に内胴側に向かって突出し、前記内胴外面に当接して前記内胴を軸方向にスライド可能に支持するガイド部を有し、
前記内胴は、汎用のシールド掘進機または推進機を用いるもので、内胴前胴部と、内胴後胴部とを有し、
前記内胴前胴部及び内胴後胴部は、内胴シール装置及び内胴中折れジャッキを有する内胴中折れ装置にて連結されるとともに、前記内胴前胴部の切り羽側端部に設けられた隔壁と、前記隔壁より前記切り羽側に設けられたカッタヘッドと、前記内胴前胴部内に設けられて前記カッタヘッドを駆動するカッタヘッド駆動部とを有し、
前記外胴と前記内胴は、周方向に配置された複数の固定手段により固定可能にされていることを特徴とする掘進機。
【請求項２】
請求項１に記載の掘進機であって、
前記汎用のシールド掘進機または推進機を用いる内胴を基本機として、この基本機を単独で掘進機として運用し、または前記基本機を内胴としてシールド掘進機相互間、推進機とシールド掘進機相互間、推進機相互間でそれぞれ転用・共用可能としたことを特徴とする掘進機。
【請求項３】
請求項２において、
前記基本機としての内胴は、構成部品が大分割、小分割可能に構成され、掘進終了後における到達立坑または発進立坑からの構成部品の回収に際して、施工条件に応じて回収可能とされていることを特徴とする掘進機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記カッタヘッドは、拡縮径可能または掘削するトンネルの径に応じて増設カッタヘッド部を着脱可能にしていることを特徴とする掘進機。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記内胴中折れジャッキと並列に前記内胴側に取り付けられて前記外胴とボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有することを特徴とする掘進機。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記内胴中折れ装置に取り付けられて前記外胴とボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有することを特徴とする掘進機。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記外胴の外胴後胴部にボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有することを特徴とする掘進機。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記外胴と前記内胴との間で、前記外胴にボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有することを特徴とする掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘進機に関し、特に、シールド掘進機や推進機等のトンネル構築用の掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トンネルの構築に際しては、発進立坑側から掘進機を到達立坑に向かって掘進させ、到達立坑に達した掘進機は解体して一部パーツを回収するようにしている。
【０００３】
この場合、到達立坑が既設のマンホールや狭溢な立坑であったり、到達立坑が設けられなかったり、あるいは、到達立坑を設けずに２機の掘進機を地中でドッキングさせる場合等には、回収が困難となり、そのため、掘進機内蔵品をガス溶断等にて搬出可能な大きさに解体して、トンネル内を通じて発進立坑に撤去、回収しなければならず、その作業に著しい手間と労力を要する上に、再利用できる部品も限られたものとなっていた。
【０００４】
このため、特許文献１に示すようなシールド掘進機が提案されている。
【０００５】
この特許文献１に示すシールド掘進機は、外郭を外胴と内胴の二重構造にするとともに、外胴を中折れ可能な前後胴部に分割し、外胴側に中折れジャッキやシールドジャッキ等を装着することで、掘進終了後に外胴と内胴の係止を解除して、内胴を外胴から離脱させて回収できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１３３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の特許文献１に示すシールド掘進機にあっては、中折れジャッキ及びシール装置等の中折れ装置は外胴側に設けられるようになっており、内胴を外胴から離脱させた後、中折れ装置が外胴に残ってしまい、中折れ装置の再利用ができないこととなる。
【０００８】
また、このようなシールド掘進機は、内胴を外胴から引き抜いた後は、内胴単体をシールド掘進機として使用することができないものである。
【０００９】
このような問題は、シールド掘進機にとどまらず、元押し推進方式の推進機においても同様に問題となるものである。
【００１０】
本発明の目的は、極力手を加えることなく、中折れ装置やカッタヘッド、カッタヘッド駆動部等を含む汎用のシールド掘進機または推進機を内胴として、もしくは、その一部としてあるいは単体の掘進機として容易かつ安価に使用、回収し、転用・再利用可能にした掘進機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）前記目的を達成するため、本発明の掘進機は、外胴と、前記外胴の内部に設置される内胴とを有し、
前記外胴は、外胴前胴部と、外胴後胴部とを有し、
前記外胴前胴部及び外胴後胴部は、外胴シール装置を有する外胴中折れ装置を介して連結されるとともに、周方向の１または複数の位置に軸方向にわたって連続的または断続的に内胴側に向かって突出し、前記内胴外面に当接して前記内胴を軸方向にスライド可能に支持するガイド部を有し、
前記内胴は、汎用のシールド掘進機または推進機を用いるもので、内胴前胴部と、内胴後胴部とを有し、
前記内胴前胴部及び内胴後胴部は、内胴シール装置及び内胴中折れジャッキを有する内胴中折れ装置にて連結されるとともに、前記内胴前胴部の切り羽側端部に設けられた隔壁と、前記隔壁より前記切り羽側に設けられたカッタヘッドと、前記内胴前胴部内に設けられて前記カッタヘッドを駆動するカッタヘッド駆動部とを有し、
前記外胴と前記内胴は、周方向に配置された複数の固定手段により固定可能にされていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、外胴前後胴部からなる外胴と内胴前後胴部からなる内胴を複数の固定手段により固定可能とし、内胴に内胴シール装置及び内胴中折れジャッキを有する内胴中折れ装置、隔壁、カッタヘッド、カッタヘッド駆動部等を設けることとしたため、固定手段による外胴と内胴の固定を解除すれば、トンネル支保としての外胴を残して、内胴に設けられた装置ごと内胴を回収して、転用・再利用することができる。
【００１３】
この場合、内胴に中折れ装置まで含んだ状態となっているため、極力手を加えない状態で、汎用のシールド掘進機または推進機を内胴として、もしくはその一部として、あるいは単体の掘進機として容易かつ安価に使用、回収し、転用・再利用を図ることができる。
【００１４】
また、カッタヘッド回転時の内胴のラジアル方向の振動はガイド部を介して外胴に確実に伝達され、カッタヘッド回転により生じる内胴への回転力及び掘進時におけるスラスト方向の力は、固定手段によって確実に外胴に伝達され、外胴と地山の摩擦力によって吸収されることとなる。
【００１５】
さらに、外胴に対する内胴の搬入・搬出時には、ガイド部が搬入出ガイドとして機能し、容易に搬入・搬出が可能となる。
【００１６】
（２）本発明においては、（１）において、前記汎用のシールド掘進機または推進機を用いる内胴を基本機として、この基本機を単独で掘進機として運用し、または前記基本機を内胴としてシールド掘進機相互間、推進機とシールド掘進機相互間、推進機相互間でそれぞれ転用・共用可能とすることができる。
【００１７】
このような構成とすることによって、内胴に転用したシールド掘進機及び推進機は、掘進終了後、単独の掘進機、シールド掘進機、推進機として何度でも転用・共用が可能であり、コスト縮減を達成することができる。
【００１８】
（３）本発明においては、（２）において、前記基本機としての内胴は、構成部品が大分割、小分割可能に構成され、掘進終了後における到達立坑または発進立坑からの構成部品の回収に際して、施工条件に応じて回収可能とすることができる。
【００１９】
このような構成とすることにより、基本機である内胴の構成部品が大分割、小分割可能に構成されているため、掘進終了後における到達立坑または発進立坑からの構成部品の回収に際して、施工条件に応じて容易に対応でき、コスト縮減を達成することができる。
【００２０】
（４）本発明においては、（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記カッタヘッドは、拡縮径可能または掘削するトンネルの径に応じて増設カッタヘッド部を着脱可能にすることができる。
【００２１】
このような構成とすることにより、カッタヘッドを拡縮径または増設カッタヘッド部を着脱することで、カッタヘッドを切り羽方向あるいは切り羽と反対方向に移動させることができ、また、外胴の径を変更することで、容易に内胴回収後トンネル径の異なるトンネルに対応した掘進機を得ることができる。
【００２２】
（５）本発明においては、（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記中折れ装置と並列に前記内胴側に取り付けられて前記外胴とボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有するものとすることができる。
【００２３】
このような構成とすることにより、セグメントの前端面とシールドジャッキの後端との偏芯量を少なくしてスプレッダにかかる力を小さくして、スプレッダの小型化を図ることができるとともに、シールドジャッキが内胴内に突出する状態を避けて、内胴内の作業空間を有効に活用することができる。
【００２４】
（６）本発明においては、（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記内胴中折れ装置に取り付けられて前記外胴とボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有するものとすることができる。
【００２５】
このような構成とすることにより、汎用のシールド掘進機をそのまま転用可能となる。
【００２６】
（７）本発明においては、（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記外胴の外胴後胴部にボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有するものとすることができる。
【００２７】
このような構成とすることにより、（５）の場合よりも、より一層、セグメントの前端面とシールドジャッキの後端との偏芯量を少なくしてスプレッダにかかる力を小さくして、スプレッダの小型化を図ることができるとともに、シールドジャッキが内胴内に突出する状態を避けて、より一層、内胴内の作業空間を有効に活用することができる。
【００２８】
また、汎用の推進機をそのまま転用可能となる。
【００２９】
（８）本発明においては、（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記外胴と前記内胴との間で、前記外胴にボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有するものとすることができる。
【００３０】
このような構成とすることにより、外胴と内胴の外径差が大きい場合に外胴と内胴の隙間を利用して、その隙間にシールドジャッキを設置することで、シールドジャッキの偏芯量を小さくし、かつ、シールド機長を非常に短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる掘進機の軸方向に沿う断面図である。
【図２】図１の横断面図である。
【図３】図１の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態にかかる掘進機の図３に対応した要部拡大断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態にかかる掘進機の図３に対応した要部拡大断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態にかかる掘進機の図３に対応した要部拡大断面図である。
【図７Ａ】シールド掘進機間における転用時の基本機としての内胴の状態を示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの分割構成を示す断面図である。
【図８Ａ】基本機である内胴を外径の異なる外胴に転用する際のシールドジャッキの配置を示すもので、シールドジャッキを内胴中折れ装置に取り付けた断面図である。
【図８Ｂ】基本機である内胴を外径の異なる外胴に転用する際のシールドジャッキの配置を示すもので、シールドジャッキを外胴後胴部に取り付けた断面図である。
【図８Ｃ】基本機である内胴を外径の異なる外胴に転用する際のシールドジャッキの配置を示すもので、シールドジャッキを外胴と内胴の隙間に取り付けた断面図である。
【図９Ａ】推進機とシールド掘進機との間で推進機を基本機として内胴に用いる場合の基本機の断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの分割構成を示す断面図である。
【図１０】二重構造の推進機間で推進機を基本機として用いる場合の断面図である。
【図１１】到達立坑から内胴を小分割で搬出・回収する状態を示す断面図である。
【図１２】到達立坑から内胴を大ブロックで分割して搬出・回収する状態を示す断面図である。
【図１３】発進立坑から内胴を大ブロックで分割して搬出・回収する状態を示す断面図である。
【図１４】発進立坑から内胴を小分割で搬出・回収する状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
図１〜図３は、本発明の一実施の形態にかかる掘進機を示す図である。
【００３４】
図１は、本実施の形態にかかる掘進機の軸方向に沿う断面図で、この掘進機１０は、シールド掘進機として用いるもので、外胴１２と内胴１４とを有している。
【００３５】
外胴１２は、掘削する横坑１６と同径の筒形状とされた一重の鋼板からなるもので、外胴前胴部１８と、外胴後胴部２０とを有している。
【００３６】
外胴前胴部１８及び外胴後胴部２０は、外胴前胴部１８の後端部１８Ａと外胴後胴部２０の前端部２０Ａとが重合状態に形成され、その間に外胴中折れ装置２１が設けられるようになっている。
【００３７】
この外胴中折れ装置２１は、後端部１８Ａと前端部２０Ａとの間に外胴シール装置２２が設けられてシールされるようになっている。
【００３８】
また、外胴中折れ装置２１には、外胴中折れジャッキが設けられておらず、後述の内胴中折れジャッキ４４が外胴中折れジャッキを兼用するようになっており、外胴前胴部１８の後端部１８Ａと外胴後胴部２０の前端部２０Ａとは、複数の中折れ連結部材２４を介して連結されるようになっている。
【００３９】
この中折れ連結部材２４としては、連結ジャッキが用いられているが、この連結ジャッキに代えて、中折れ屈曲状態に追従できるジョイント部材を設けるようにしてもよい。
【００４０】
また、この中折れ連結部材２４は、外胴１２から内胴１４を到達立坑側、あるいは発進立坑側に引き抜く際に、外胴前胴部１８が内胴１４と一緒に引き抜かれてしまうのを防止する機能をも有している。
【００４１】
さらに、外胴前胴部１８及び外胴後胴部２０の内壁面には、ガイド部としてのガイドそり２６が設けられている。
【００４２】
このガイドそり２６は、図２にも示すように、周方向の複数（例えば、４カ所）の位置に軸方向にわたって内胴１４側に向かって突出し、内胴１４の外面に当接して内胴１４を軸方向にスライド可能に支持するようになっている。
【００４３】
また、ガイドそり２６は、Ｈ形鋼２６Ａの内側面にスライド部材２６Ｂを取り付けたもので、外胴１２が掘削する横坑１６の径に対応した径に形成された際に、内胴１４との間の距離を埋めるスペーサとしての機能を有するとともに、掘進時における内胴１４側のラジアル方向の振動Ｒを外胴に確実に伝達させる機能を有し、さらに、外胴１２に対して内胴１４を搬入・搬出する際に内胴１４の移動をしやすくするためのそりとしての機能をも有するものとされている。
【００４４】
Ｈ形鋼２６Ａは、Ｈ形鋼以外の鋼材に代えることも可能である。
【００４５】
さらに、ガイド部としては、周方向の１カ所の位置、例えば外胴前胴部１８及び外胴後胴部２０の内壁面下部に半円状に突起部を設けたり、前述のガイドそり２６のように周方向の複数の位置に設けたりすることができ、また、軸方向においても連続的に設ける場合に限らず、断続的に複数も受けるようにすることも可能である。
【００４６】
そしてさらに、ガイド部は、内胴１４を軸方向にスライド可能に支持することができるものであれば、前述のガイドそり２６のように内胴１４を滑動させる場合に限らず、ローラのように転動可能にするようなものであってもよい。
【００４７】
また、外胴後胴部２０の後端部２０Ｂには、掘進に伴って構築されるセグメント２８との間をシールするテールシール３０が設けられるようになっている。
【００４８】
内胴１４は、汎用のシールド掘進機または推進機を用いるもので、一重の鋼板からなる筒形状のものとされ、外胴１２の内部に設置されるようになっている。
【００４９】
また、この内胴１４は、外胴１２と同様に、内胴前胴部３２と、内胴後胴部３４とを有し中折れ可能にされている。
【００５０】
内胴前胴部３２及び内胴後胴部３４は、内胴前胴部３２の後端部３２Ａと、内胴後胴部３４の前端部３４Ａとが、その間の内面側に設けた内胴中折れ装置３６にて連結されるようになっている。
【００５１】
この内胴中折れ装置３６は、前端部３４Ａの内面より後端部３２Ａの内面に向けて突出させて設けた球面シール板３８の外面側をシール材４０を介装して後端部３２Ａの内面に接触させてシールを行うシール装置４２と、一端が内胴前胴部３２の内面側、他端が内胴後胴部３４の内面側に、それぞれ回動可能に取り付けられた複数の内胴中折れジャッキ４４とを有している。
【００５２】
そして、複数の内胴中折れジャッキ４４を駆動させることで、内胴１２の中折れを行わせ、それに追従して外胴１２も中折れを行うようになっている。
【００５３】
また、この内胴１２には、内胴前胴部３２の切り羽４６側端部に設けられた隔壁４８、隔壁４８より切り羽４６側に設けられたカッタヘッド５０、内胴前胴部３４内に設けられてカッタヘッド５０を駆動するカッタヘッド駆動部５２、エレクター７６等やその他掘進に必要な機器類、例えば、泥水式シールド掘進機にあっては、送泥管８０、排泥管８２、泥土式シールド掘進機にあってはスクリューコンベア８４を含む機器類を装備した状態となっている。
【００５４】
このような機器類を装備した内胴１４は、汎用のシールド掘進機あるいは推進機の内胴と同じ状態となっており、汎用のシールド掘進機または推進機をそのまま転用しうるものとなっている。
【００５５】
なお、推進機においては、シールド掘進機における中折れ装置は、方向修正装置と呼ばれるが、ここでは、便宜上、中折れ装置として統一して用いるものとする。
【００５６】
また、カッタヘッド５０は、通常、内胴１４の外径に相当する外径のものとされており、この実施の形態では、図１に示すように、掘削する横坑１６の径に応じて増設カッタヘッド部５４を着脱可能にしている。
【００５７】
また、増設カッタヘッド部５４を着脱可能にする代わりに、カッタヘッド５０を拡縮径可能にしてもよい。
【００５８】
このように、カッタヘッド５０を拡縮径または増設カッタヘッド部５４を着脱することで、カッタヘッド５０を切り羽４６方向あるいは切り羽４６と反対方向に移動させることができ、また、外胴１２の径を変更することで、容易に内胴１４を回収後トンネル径の異なるトンネルに対応した掘進機を得ることができるようになっている。
【００５９】
また、本実施の形態における掘進機は、シールド掘進機として用いられるようになっており、そのためにシールドジャッキ５６を設けるようにしている。
【００６０】
この実施の形態では、図３にも示すように、シールドジャッキ５６が内胴中折れ装置３６と並列に内胴１４の内胴後胴部３４の内面側に前端側が取り付けられ、後端側が外胴１２とボルト・ナットにて連結されるようになっており、このシールドジャッキ５６の後端には、セグメント２８の前端面に当接するスプレッダ５８が設けられるようになっている。
【００６１】
このように、シールドジャッキ５６を内胴後胴部３４の内面側に取り付けることにより、セグメント２８の前端面とシールドジャッキ５６の後端との偏芯量を少なくしてスプレッダ５８にかかる力を小さくして、スプレッダ５８の小型化を図るようにしている。
【００６２】
さらに、外胴１２と内胴１４は、図２及び図３にも示すように、周方向に配置された複数の固定手段６０にて固定されるようになっている。
【００６３】
この固定手段６０は、内胴１４内から内胴１４側に形成した孔部６２を通して外胴１２側に固定ロッド６４を突出させ、この固定ロッド６４を外胴１２の内面に環状に形成した受け部６６に係合させて、この固定ロッド６４の内胴１４内に突出する部分を蓋体６８にて覆い、この蓋体６８を内胴１４にボルト・ナット７８にて固定するようにしている。
【００６４】
また、この実施の形態における固定手段６０の固定ロッド６４に代えて、油圧ジャッキを用いるようにしてもよい。
【００６５】
さらに、固定手段としては、周方向に配設された複数のボルト・ナットを用いて外胴１２及び内胴１４を固定するようにしてもよく、この場合のボルト・ナットは放射方向または軸方向いずれの方向でも連結することができる。
【００６６】
このような固定手段６０を用いることにより、カッタヘッド５０の回転により生じる内胴１４への回転力Ｋ及び掘進時におけるスラスト方向の力Ｓは、固定手段６０によって確実に外胴１２に伝達され、外胴１２と地山７０との摩擦力等によって吸収されるようになっている。
【００６７】
さらに、シール性を高めるために、図３に示すように、前端側の外胴１２と内胴１４との間にシール材７２を配置したり、後端側で外胴１２と内胴をボルト・ナット７４にて固定したりするようになっている。
【００６８】
このように、外胴前後胴部１８、２０からなる外胴１２と内胴前後胴部３２、３４からなる内胴１４を複数の固定手段６０により固定可能とし、内胴１４にシール装置４２及び内胴中折れジャッキ４４を有する内胴中折れ装置３６、隔壁４８、カッタヘッド５０、カッタヘッド駆動部５２等を設けることとしたため、固定手段６０による外胴１２と内胴１４の固定を解除すれば、外胴１２を残して、内胴１４に設けられた装置ごと内胴１４を回収して、転用・再利用することができる。
【００６９】
この場合、内胴１４に内胴中折れ装置３６まで含んだ状態となっているため、極力手を加えない状態で、汎用のシールド掘進機または推進機の内胴を容易かつ安価に使用、回収し、転用・再利用を図ることができる。
【００７０】
さらに、この掘進機１０では、カッタヘッド５０を拡縮径または増設カッタヘッド部５４を着脱することで、カッタヘッド５０を切り羽方向あるいは切り羽と反対方向に移動させることができ、内胴１４を切り羽４６方向または切り羽と逆方向のいずれにも引き抜くことが可能となり、掘進方向に到達立坑がある場合あるいはない場合に限らず、容易かつ確実に内胴１４を回収することが可能となる。
【００７１】
また、内胴１４はそのままに、外胴１２の径を変更することで、容易に内胴１４の回収後トンネル径の異なるトンネルに対応した掘進機を得ることができる。
【００７２】
また、カッタヘッド回転時の内胴１４のラジアル方向の振動Ｒはガイドそり２６を介して外胴１２に確実に伝達され、カッタヘッド５０の回転により生じる内胴１４への回転力Ｋ及び掘進時におけるスラスト方向の力Ｓは、固定手段によって確実に外胴１２に伝達され、外胴１２と地山７０の摩擦力等によって吸収されることとなる。
【００７３】
さらに、外胴１２に対する内胴１４の搬入・搬出時には、ガイドそり２６がそりとして機能し、容易に搬入・搬出が可能となる。
【００７４】
また、内胴中折れジャッキ４４と並列に内胴１４側にシールドジャッキ５６を取り付け、外胴１２とボルト・ナットにて連結するようにすることで、セグメント２８の前端面とシールドジャッキ５６の後端との偏芯量を少なくしてスプレッダ５８にかかる力を小さくして、スプレッダ５８の小型化を図ることができるとともに、シールドジャッキ５６が内胴１４内に突出する状態を避けて、内胴内の作業空間を有効に活用することができる。
【００７５】
図４は、本発明の他の実施の形態にかかる掘進機を示す図である。
【００７６】
この実施の形態では、シールドジャッキ５６は、前部側が内胴中折れ装置３６の球面シール材３８の内面側に溶接等によりに取り付けられて一体化されるとともに、後部側が外胴１２とボルト・ナット７８にて連結されるようにすることで、汎用のシールド掘進機をそのまま転用可能にしている。
【００７７】
また、内胴１４を推進機にした場合でも、シールドジャッキ５６は内胴中折れ装置３６の球面シール材３８の内面側に取り付けられる。
【００７８】
他の構成及び作用は、前記実施の形態と同様につき説明を省略する。
【００７９】
図５は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる掘進機を示す図である。
【００８０】
この実施の形態では、シールドジャッキ５６は、外胴１２の外胴後胴部２０にボルト・ナット７８にて連結されるようにすることで、図１〜図３に示す実施の形態の場合よりも、より一層、セグメント２８の前端面とシールドジャッキ５６の後端との偏芯量を少なくしてスプレッダ５８にかかる力を小さくして、スプレッダ５８の小型化を図ることができるとともに、シールドジャッキ５６が内胴内に突出する状態を避けて、より一層、内胴１４内の作業空間を有効に活用することができる。
【００８１】
また、汎用の推進機をそのまま転用可能としている。
【００８２】
他の構成及び作用は、前記実施の形態と同様につき説明を省略する。
【００８３】
図６は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる掘進機を示す図である。
【００８４】
この実施の形態では、シールドジャッキ５６は、外胴１２と内胴１４との間で、外胴１２にボルト・ナット７８にて連結されるようにすることにより、外胴１２と内胴１４の外径差が大きい場合に外胴１２と内胴１４の隙間を利用して、その隙間にシールドジャッキ５６を設置することで、シールドジャッキ５６の偏芯量を小さくし、スプレッダ５８にかかる力を小さくして、スプレッダ５８の小型化を図ることができるとともに、シールド掘進機１０の長さを非常に短くすることができる。
【００８５】
他の構成及び作用は、前記実施の形態と同様につき説明を省略する。
【００８６】
次に、このような掘進機１０は、各内胴１４を基本機として転用・共用するもので、その転用形態及び基本機の分割形態について図７〜図９を参照して説明する。
【００８７】
シールド掘進機相互間の転用・共用
基本機は、図７Ａに示すように、内胴１４を基本機としているもので、カッタヘッド５０、チャンバーフード８６、カッタヘッド駆動部５２、内胴中折れ装置３６、シールドジャッキ５６、テール部８８、スクリューコンベア８４、エレクター７６等からなっている。
【００８８】
また、この内胴１４は、発進立坑及び到達立坑から回収して転用可能に分割構造とされるもので、図７Ｂに示すように、カッタヘッド５０と、チャンバーフード８６と、カッタヘッド駆動部５２及び内胴中折れ装置３６並びにスクリューコンベア先端部９０と、シールドジャッキ５６と、テール部８８と、スクリューコンベア８４と、エレクター７６とに分割されている。
【００８９】
この場合、カッタースポーク・面板と、カッタヘッド駆動部５２と、内胴中折れ装置３６と、スクリュー先端部９０とは、内胴１４として共通した基本機であるが、施工条件によっては他の部位も使用するようにしている。
【００９０】
チャンバーフード８６は、同径のシールド掘進機に転用し、それ以外の外径では外胴として新作するようにしている。
【００９１】
シールドジャッキ５６は、外胴にあわせて使用し、外胴・内胴差が大きくなった場合は、その外径にあったものを使用するようにしている。
【００９２】
エレクター７６は、外胴にあわせて使用し、外胴・内胴差が大きくなった場合は、その外径にあったものを使用するようにしている。
【００９３】
テール部８８は、同径のシールド掘進機に転用し、それ以外の外径では外胴として新作するようにしている。
【００９４】
カッタヘッド駆動部５２の電動モータ及び油圧モータは、外径及び地質条件に見合うトルクでモータ数を増設できるようにしている。
【００９５】
この基本機（内胴１４）は、施工条件としてのセグメント外径及び掘削外径が同じであれば、二重構造でなく単体として何度でも使用可能である。
【００９６】
すなわち、最小径においては、内胴１４を回収して単体として転用するものである。
【００９７】
施工条件としてのセグメント外径及び掘削外径が異なれば、効率的な分割、組み立てを可能にした基本機を内胴１４として、外胴１２をその都度新作し、シールド掘進機の外径を自在に変更できるようにしている。
【００９８】
現場の施工条件によって異なるが、一般的には、外胴１２は地山に残置し、内胴１４及びシールドジャッキ５６、エレクター７６等を到達立坑、発進立坑から回収して転用を繰り返し、コスト縮減を図るようにしている。
【００９９】
また、この外胴１２、内胴１４の二重構造は、外胴１２と内胴１４の外径差によってシールドジャッキ５６の配置が異なるため、外径差に応じて、例えば図８Ａ〜図８Ｂに示すような配置を用いるようにしている。
【０１００】
図８Ａは、シールドジャッキ５６を内胴中折れ装置３６に取り付けた場合で、この場合、外胴１２と内胴１４の外径差が小さいため、シールドジャッキ５６をこのように配置してもシールドジャッキ５６とセグメント２６の偏芯量が少なくてすむ。
【０１０１】
この場合、外胴１２は新作、内胴１４の構成品（カッタヘッド５０と、チャンバーフード８６と、カッタヘッド駆動部５２及び内胴中折れ装置３６並びにスクリューコンベア先端部９０と、シールドジャッキ５６と、テール部８８と、スクリューコンベア８４と、エレクター７６）はすべて転用可能である。
【０１０２】
なお、この場合の回収は、到達立坑となる。
【０１０３】
図８Ｂは、シールドジャッキ５６を内胴中折れ装置３６後方の外胴後胴部２０に取り付けた場合で、この場合、外胴１２と内胴１４の外径差が図８Ａよりも大きく、通常のシールドジャッキ及びスプレッダでは偏芯量が大きくなり、使用不可となることから、前述の配置とすることで偏芯量を小さくするようにしている。
【０１０４】
この場合、外胴１２は新作、内胴１４側は、カッタヘッド５０、カッタヘッド駆動部５２及び内胴中折れ装置３６、スクリューコンベア８４は転用し、シールドジャッキ５６とエレクター７６は転用または新規制作するようにしている。
【０１０５】
なお、この場合の回収は、到達立坑となる。
【０１０６】
図８Ｃは、シールドジャッキ５６を外胴１２と内胴１４との隙間で外胴１２に取り付けた場合で、この場合、図８Ｂの場合よりも外胴１２と内胴１４の外径差が大きく、シールドジャッキ５６が隙間に入る外径差となっているため、前述の配置とすることで、シールドジャッキ５６の偏芯量が小さく、シールド掘進機１０の長さを非常に短くできるようにしている。
【０１０７】
この場合、外胴１２は新作、内胴１４側は、カッタヘッド５０、カッタヘッド駆動部５２及び内胴中折れ装置３６、スクリューコンベア８４は転用し、シールドジャッキ５６とエレクター７６は転用または新規制作するようにしている。
【０１０８】
なお、この場合の回収は、発信立坑及び到達立坑のいずれでも可能となる。
【０１０９】
推進機とシールド掘進機相互間の転用・共用
外胴及び内胴の二重構造のシールド掘進機において、内胴は分割構造になっている汎用の推進機とし、外胴をその都度新作してシールド掘進機の外径を自在に変えるようにしている。
【０１１０】
基本機は、図９Ａに示すように、内胴１４Ａとなる推進機で、機能、外観において従来の推進機と同様であり、通常は推進機として汎用する。
【０１１１】
この基本機の構成は、カッタヘッド５０Ａ、チャンバーフード８６Ａ、カッタヘッド駆動部５２Ａ、内胴中折れ装置３６Ａ、スクリューコンベア８４Ａ、先導管差し込み部９２等からなっている。
【０１１２】
また、この基本機は、発進立坑及び到達立坑から回収して転用可能に分割構造とされるもので、図９Ｂに示すように、カッタヘッド５０Ａと、チャンバーフード８６Ａと、カッタヘッド駆動部５２Ａ及び内胴中折れ装置３６Ａ並びにスクリューコンベア先端部９０Ａと、スクリューコンベア８４Ａと、先導管差し込み部９２とに分割されている。
【０１１３】
この場合、チャンバーフード８６Ａ、先導管差し込み部９２を除き、カッタースポーク・面板、カッタヘッド駆動部５２Ａ、内胴中折れ装置３６Ａ、スクリュー先端部９０Ａ、スクリューコンベア８４Ａ等ほぼすべてをシールド掘進機の内胴として転用するようになっている。
【０１１４】
チャンバーフード８６Ａ及び先導管差し込み部９２は、シールド掘進機から推進機に戻したときに使用するようにしている。
【０１１５】
スクリューコンベア８４Ａは、シールド掘進機の内胴として用いる場合には短いため中間部を容易に増設できるように分割構成となっている。
【０１１６】
カッタヘッド駆動部５２Ａの電動モータ及び油圧モータは、外径及び地質条件に見合うトルクでモータ数を増設できるようにしている。
【０１１７】
この基本機（内胴１４Ａ）は、施工条件としての掘削外径が同じであれば、単体として何度でも使用可能である。
【０１１８】
この基本機を用いた外胴及び内胴の二重構造のシールド掘進機は、施工条件としてのセグメント外径及び掘削外径が異なれば、効率的な分割、組み立てを可能にした基本機を内胴１４Ａとして、外胴をその都度新作し、シールド掘進機の外径を自在に変更できるようにしている。
【０１１９】
現場の施工条件によって異なるが、一般的には、外胴は地山に残置し、内胴１４Ａ及びシールドジャッキ５６、エレクター７６等を到達立坑、発進立坑から回収して転用を繰り返し、コスト縮減を図るようにしている。
【０１２０】
また、この外胴、内胴の二重構造は、外胴と内胴１４Ａの外径差によってシールドジャッキ５６の配置が異なるため、外径差に応じて、例えば前述した図８Ａ〜図８Ｃに示すような配置を用いるようにしている。
【０１２１】
なお、この推進機を内胴１４Ａとしてシールド掘進機に用いる場合には、推進機にはないシールドジャッキ５６及びエレクター７６を新たに設置することが必要である。
【０１２２】
これらの場合のいずれにおいても、カッタヘッド５０Ａ、カッタヘッド駆動部５２Ａ及び内胴中折れ装置３６Ａ並びにスクリューコンベア先端部９０Ａ、スクリューコンベア８４Ａ等推進機の大部分を転用することができる。
【０１２３】
また、シールドジャッキ５６の配置、偏芯量の抑制等は前述したとおりであるため説明を省略する。
【０１２４】
推進機相互間の転用・共用
外胴及び内胴の二重構造の推進機において、図１０に示すように、内胴１４Ａを基本機である推進機として異なる外径の外胴１２Ａを新作して種々の外径の推進機に対応するようにしている。
【０１２５】
この場合の内胴１４Ａとなる基本機の推進機は、図９Ａ及び図９Ｂに示す基本分割構成となっており、詳細については説明を省略する。
【０１２６】
また、この二重構造の推進機は、外胴１２Ａにも簡易中折れ装置９４が設けられており、外胴１２Ａ、内胴１４Ａ比が大きく、曲率半径が小さいことから、中折れ部の溝の大きな推進機でも、その溝に土砂の流入がなく、施工が安全であるとともに、発進立坑と到達立坑の両方から回収可能にされている。
【０１２７】
さらに、カッタヘッド５０Ａには、外胴１２Ａ部分まで掘削する外胴カッタ９６が設けられており、基本機のチャンバーフード８６Ａを使用せずに、外胴チャンバーフード９８が設けられている。
【０１２８】
また、この推進機は、到達立坑から回収する場合には、外胴１２Ａ及び内胴１４Ａともに回収し、発進立坑から回収する場合には内胴１４Ａのみ回収するようにしている。
【０１２９】
次に、図１１〜図１４に、掘進機の回収状態を示す。
【０１３０】
図１１は、到達立坑１００から内胴１４を小分割で搬出・回収する状態を示している。
【０１３１】
この場合は、到達立坑１００が比較的狭い場合で、外胴１２は地山に残置し、内胴１４をカッタヘッド５０、カッタヘッド駆動部５２、内胴中折れ装置３６、電動モータ及び油圧モータ１０２、スクリューコンベア８４、シールドジャッキ５６、エレクター７６に小分割し、前記手順で順次到達立坑より搬出・回収するようにしている。
【０１３２】
図１２は、到達立坑１００から内胴１４を大ブロックで分割して搬出・回収する状態を示している。
【０１３３】
この場合は、到達立坑１００が比較的広い場合で、外胴１２は地山に残置し、内胴１４をカッタヘッド５０、カッタヘッド駆動部５２、内胴中折れ装置３６、電動モータ及び油圧モータ１０２と、スクリューコンベア８４と、シールドジャッキ５６と、エレクター７６との大ブロックに分割し、前記手順で順次到達立坑より搬出・回収するようにしている。
【０１３４】
図１３は、発進立坑１０４から内胴１４を大ブロックで分割して搬出・回収する状態を示している。
【０１３５】
この場合は、外胴１２と内胴１４の外径差が大きく、比較的坑内の搬出スペースが広い場合で、外胴１２は地山に残置し、内胴１４をエレクター７６と、シールドジャッキ５６と、スクリューコンベア８４と、カッタヘッド５０、カッタヘッド駆動部５２、内胴中折れ装置３６、電動モータ及び油圧モータ１０２との大ブロックに分割し、前記手順で順次発進立坑１０４より搬出・回収するようにしている。
【０１３６】
図１４は、発進立坑１０４から内胴１４を小分割で搬出・回収する状態を示している。
【０１３７】
この場合は、外胴１２と内胴１４の外径差が小さく、比較的坑内の搬出スペースが狭い場合で、外胴１２は地山に残置し、内胴１４をエレクター７６、シールドジャッキ５６、スクリューコンベア８４、内胴中折れ装置３６、電動モータ及び油圧モータ１０２、カッタヘッド駆動部５２、カッタヘッド５０、に小分割し、前記手順で順次発進立坑１０４より搬出・回収するようにしている。
【０１３８】
このように、本実施の形態における掘進機においては、基本機を内胴に転用したシールド掘進機及び推進機は掘進終了後何度でも転用・共用が可能であり、また、掘進後の回収の施工条件に合わせて大分割、小分割可能なようになっているため、汎用のシールド掘進機、推進機として容易に転用・共用が可能であり、コスト縮減を達成することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【０１４０】
例えば、前記各実施の形態においては、本発明の掘進機をシールド掘進機として用いる場合について説明したが、これらの場合に限らず、シールドジャッキの取り付けを省略することで推進機として用いることが可能である。
【０１４１】
また、推進機の内胴をシールド掘進機に転用する場合には、シールドジャッキを追加することで容易に転用が可能で、シールド掘進機の内胴を推進機に転用する場合には、シールドジャッキを取り外すことで容易に転用が可能である。
【符号の説明】
【０１４２】
１０  掘進機
１２、１２Ａ  外胴
１４、１４Ａ  内胴
１８  外胴前胴部
２０  外胴後胴部
２１  外胴中折れ装置
２２  外胴シール装置
２４  外胴中折れ連結部材
２６  ガイドそり
３２  内胴前胴部
３４  内胴後胴部
３６、３６Ａ  内胴中折れ装置
４２  内胴シール装置
４４  内胴中折れジャッキ
４６  切り羽
４８  隔壁
５０  カッタヘッド
５２  カッタヘッド駆動部
５４  増設カッタヘッド部
５６  シールドジャッキ
６０  固定手段
６６  受け部
７４、７８  ボルト・ナット
【図１】
2011074752.tif 000003
【図２】
2011074752.tif 000004
【図３】
2011074752.tif 000005
【図４】
2011074752.tif 000006
【図５】
2011074752.tif 000007
【図６】
2011074752.tif 000008
【図７Ａ】
2011074752.tif 000009
【図７Ｂ】
2011074752.tif 000010
【図８Ａ】
2011074752.tif 000011
【図８Ｂ】
2011074752.tif 000012
【図８Ｃ】
2011074752.tif 000013
【図９Ａ】
2011074752.tif 000014
【図９Ｂ】
2011074752.tif 000015
【図１０】
2011074752.tif 000016
【図１１】
2011074752.tif 000017
【図１２】
2011074752.tif 000018
【図１３】
2011074752.tif 000019
【図１４】
2011074752.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外胴と、前記外胴の内部に設置される内胴とを有し、
前記外胴は、外胴前胴部と、外胴後胴部とを有し、
前記外胴前胴部及び外胴後胴部は、外胴シール装置を有する外胴中折れ装置を介して連結されるとともに、周方向の複数の位置に軸方向にわたって内胴側に向かって突出し、前記内胴外面に当接して前記内胴を軸方向にスライド可能に支持するガイドそりを有し、
前記内胴は、汎用のシールド掘進機または推進機を用いるもので、内胴前胴部と、内胴後胴部とを有し、
前記内胴前胴部及び内胴後胴部は、内胴シール装置及び内胴中折れジャッキを有する内胴中折れ装置にて連結されるとともに、前記内胴前胴部の切り羽側端部に設けられた隔壁と、前記隔壁より前記切り羽側に設けられたカッタヘッドと、前記内胴前胴部内に設けられて前記カッタヘッドを駆動するカッタヘッド駆動部とを有し、
前記外胴と前記内胴は、周方向に配置された複数の固定手段により固定可能にされている掘進機であって、
前記ガイドそりは、鋼材の内側面にスライド部材を取り付けて形成されていることを特徴とする掘進機。
【請求項２】
請求項１に記載の掘進機であって、
前記汎用のシールド掘進機または推進機を用いる内胴を基本機として、この基本機を単独で掘進機として運用し、または前記基本機を内胴としてシールド掘進機相互間、推進機とシールド掘進機相互間、推進機相互間でそれぞれ転用・共用可能としたことを特徴とする掘進機。
【請求項３】
請求項２において、
前記基本機としての内胴は、構成部品が大分割、小分割可能に構成され、掘進終了後における到達立坑または発進立坑からの構成部品の回収に際して、施工条件に応じて回収可能とされていることを特徴とする掘進機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記カッタヘッドは、拡縮径可能または掘削するトンネルの径に応じて増設カッタヘッド部を着脱可能にしていることを特徴とする掘進機。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記内胴中折れジャッキと並列に前記内胴側に取り付けられて前記外胴とボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有することを特徴とする掘進機。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記内胴中折れ装置に取り付けられて前記外胴とボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有することを特徴とする掘進機。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記外胴の外胴後胴部にボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有することを特徴とする掘進機。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記外胴と前記内胴との間で、前記外胴にボルト・ナットにて連結されるシールドジャッキを有することを特徴とする掘進機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
（１）前記目的を達成するため、本発明の掘進機は、外胴と、前記外胴の内部に設置される内胴とを有し、
前記外胴は、外胴前胴部と、外胴後胴部とを有し、
前記外胴前胴部及び外胴後胴部は、外胴シール装置を有する外胴中折れ装置を介して連結されるとともに、周方向の複数の位置に軸方向にわたって内胴側に向かって突出し、前記内胴外面に当接して前記内胴を軸方向にスライド可能に支持するガイドそりを有し、
前記内胴は、汎用のシールド掘進機または推進機を用いるもので、内胴前胴部と、内胴後胴部とを有し、
前記内胴前胴部及び内胴後胴部は、内胴シール装置及び内胴中折れジャッキを有する内胴中折れ装置にて連結されるとともに、前記内胴前胴部の切り羽側端部に設けられた隔壁と、前記隔壁より前記切り羽側に設けられたカッタヘッドと、前記内胴前胴部内に設けられて前記カッタヘッドを駆動するカッタヘッド駆動部とを有し、
前記外胴と前記内胴は、周方向に配置された複数の固定手段により固定可能にされている掘進機であって、
前記ガイドそりは、鋼材の内側面にスライド部材を取り付けて形成されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
さらに、ガイド部としては、周方向の１カ所の位置、例えば外胴前胴部１８及び外胴後胴部２０の内壁面下部に半円状に突起部を設けたり、前述のガイドそり２６のように周方向の複数の位置に設けたりすることができ、また、軸方向においても連続的に設ける場合に限らず、断続的に複数設けるようにすることも可能である。