(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体と、胴体の前端側に設けられたカッターヘッドと、カッターヘッドで掘削された掘削土を収容するチャンバと、チャンバの後端を仕切る隔壁と、チャンバ内の掘削土を排出する排土手段とを備えたシールド掘進機において、
前記チャンバ内の掘削土を攪拌する攪拌羽根と、
前記攪拌羽根を前後方向と平行な軸心回りに回転自在に且つチャンバ内へ突出させた突出位置と前記隔壁に後方へ凹むように形成された収容凹部内に収容した退入位置とに亙って前後方向へ移動自在に支持する攪拌羽根支持構造と、
前記攪拌羽根を回転駆動する回転駆動手段と、
前記攪拌羽根を突出位置と退入位置とに亙って位置切り換え可能に前後方向へ移動駆動する移動駆動手段と、
を備えたことを特徴とするシールド掘進機の攪拌装置。
【請求項２】
前記シールド掘進機は、カッターヘッドが可動に支持され且つ隔壁に沿って少なくとも揺動移動されるカッター支持部材を備え、
前記カッター支持部材の移動領域に突出位置の攪拌羽根が進入していることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機の攪拌装置。
【請求項３】
前記攪拌羽根は、回転軸部材の前端部分に取り付けられて、その後端側が前端側よりも回転方向先行側に位置する螺旋形状を有する複数のスクリュー羽根を有し、
前記回転軸部材の前端部分からスクリュー羽根の方へ向けて加泥材を噴射させる加泥材噴射手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のシールド掘進機の攪拌装置。
【請求項４】
前記攪拌羽根支持構造は、収容凹部の後端部から後方へ延びるスリーブと、このスリーブに前後方向へ移動自在に内嵌され且つ回転軸部材が回転自在に支持された可動部材とを有し、
前記回転駆動手段は、可動部材の内部に取り付けられ回転軸部材に直結された駆動モータを有し、前記移動駆動手段は、スリーブの後端の支持部材に取り付けられて可動部材を前後方向へ移動駆動する駆動装置を有することを特徴とする請求項３に記載のシールド掘進機の攪拌装置。
【請求項５】
前記加泥材噴射手段は、回転軸部材の前端部分の側部に形成された噴射口と、可動部材に形成された加泥材供給ポートと、これら噴射口と加泥材供給ポートとを連通するように可動部材と回転軸部材の内部に形成された加泥材通路とを有することを特徴とする請求項４に記載のシールド掘進機の攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機のチャンバ内の掘削土を攪拌する攪拌羽根を、前後方向と平行な軸心回りに回転駆動する回転駆動手段と前後方向へ移動駆動する移動駆動手段とを備えた攪拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘進機は、胴体と、胴体を推進させる複数のシールドジャッキと、胴体の前端側に設けられたカッターヘッドと、カッターヘッドで掘削された掘削土を収容するチャンバと、チャンバの後端を仕切る隔壁と、チャンバ内の掘削土を排出する排土装置とを備え、更に、チャンバ内の掘削土を攪拌する攪拌装置を備えたものが広く実用化されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
特許文献１の攪拌装置は、カッターヘッドに後方突出状に固定された第１混練翼と、隔壁に前方突出状に固定された第２混練翼と、カッターヘッドが前端部に取り付けられたヘッド軸部材に固定されたアジテータとを備え、第１混練翼とアジテータがカッターヘッドと一体的に回転する。特許文献２〜５の攪拌装置は、チャンバ内に配設された攪拌羽根と、攪拌羽根を回転駆動する（自転させる）回転駆動機構とを備えている。
【０００４】
特許文献２の攪拌装置では、攪拌羽根が回転軸部材の前端部に取り付けられ、隔壁に軸受部材が貫通状に装着され、この軸受部材に回転軸部材が回転自在に支持されて隔壁を挿通し、隔壁の後面側にハウジングが固定され、回転駆動機構が、ハウジングに取り付けられた駆動モータと、この駆動モータの駆動力を回転軸部材に伝達するピニオン・ギヤとを有する。特許文献３，４の攪拌装置では、攪拌羽根を支持して回転駆動する回転駆動機構を有する駆動機が隔壁に固定的に貫通状に設けられている。
【０００５】
特許文献５の攪拌装置では、攪拌羽根が回転軸部材の前部に取り付けられ、カッターヘッドとドラムに軸受部材が夫々装着され、回転軸部材の前端部がカッターヘッド側の軸受部材に回転自在に支持され、回転軸部材の後部がドラム側の軸受部材に回転自在に支持されてドラムを挿通し、回転駆動機構が、ドラムの外周近傍部に固定的に設けられたリングギヤと、回転軸部材の後端部に固定されてリングギヤに噛合するピニオンとを有し、カッターヘッド及びドラムと一体的に攪拌羽根が回転すると共に、ドラムの回転により回転駆動機構が作動して攪拌羽根を自転させる。
【０００６】
ところで、シールド掘進機において、カッターヘッドが支持され且つ隔壁に沿って少なくとも揺動移動されるカッター支持部材を備え、このカッター支持部材とカッターヘッドを有する掘削装置により、種々の断面形状（例えば、矩形断面）のトンネルを掘削形成することができるものが実用に供されている。
【０００７】
また、シールド掘進機において、隔壁に加泥材噴射口を形成し、この加泥材噴射口から前方のチャンバ内に加泥材を噴射して、掘削土の流動性を高く或いは低くして掘削土を改良する技術は一般的に用いられ、この場合、攪拌装置により掘削土を攪拌することにより、チャンバ内に噴射された加泥材が掘削土に混練される。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１５３０８６号公報
【特許文献２】特開２００３−９７１８１号公報
【特許文献３】特開平８−２９１６９３号公報
【特許文献４】特開昭６２−１５３４９４号公報
【特許文献５】特開昭６０−１０５７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の攪拌装置では、カッターヘッドに混練翼とアジテータを固定的に設け、これら混練翼とアジテータがカッターヘッドと一体的に回転してチャンバ内の掘削土を攪拌するため、高い攪拌能力を期待することができず、しかも、カッターヘッドが回転していない場合には、チャンバ内の掘削土を攪拌できない。
【００１０】
特許文献２〜４の攪拌装置では、攪拌羽根がチャンバ内の定位置で回転するため、また、特許文献５の攪拌装置では、攪拌羽根はカッターヘッド及びドラムと一体的に回転し且つ自転するが、この攪拌羽根の前後方向位置は定位置となるため、こうした攪拌羽根により、チャンバの前後方向略全幅に亙ってチャンバ内の掘削土を攪拌することが難しく、高い攪拌能力を期待できない虞がある。
【００１１】
しかも、シールド掘進機が、カッターヘッドを可動に支持するカッター支持部材やカッターヘッドに後方突出状に設けられた混練翼を有する場合、このカッター支持部材や混練翼に攪拌羽根が干渉する虞があるので、攪拌羽根を設けることができない、或いは、これを回避するように攪拌羽根を設けたとしても、攪拌羽根の配置が大きく制約されるため、高い攪拌能力を得ることが難しい。
【００１２】
また、隔壁に形成された加泥材噴射口からチャンバ内に加泥材を噴射する技術では、チャンバ内の掘削土の内部に加泥材を広く行き渡らせるように噴射することが難しく、しかも、前記のように攪拌能力を期待できない攪拌羽根では、チャンバ内に噴射された加泥材を掘削土に確実に迅速に混練できない虞がある。
【００１３】
本発明の目的は、シールド掘進機の攪拌装置において、チャンバ内の掘削土を攪拌する攪拌羽根を、前後方向と平行な軸心回りに回転駆動するとともに、突出位置と退入位置とに亙って位置切り換え可能に前後方向へ移動駆動するようにして、チャンバの前後方向略全幅に亙ってチャンバ内の掘削土を攪拌して、攪拌能力を高めること、攪拌羽根がチャンバ内を移動するカッター支持部材や混練翼等と干渉することを防止し、攪拌羽根を所期位置に設けて、高い攪拌能力を発揮させること、加泥材をチャンバ内の掘削土の内部に広く行き渡らせるように噴射して掘削土に確実に迅速に混練すること、等々である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１のシールド掘進機の攪拌装置は、胴体と、胴体の前端側に設けられたカッターヘッドと、カッターヘッドで掘削された掘削土を収容するチャンバと、チャンバの後端を仕切る隔壁と、チャンバ内の掘削土を排出する排土手段とを備えたシールド掘進機において、前記チャンバ内の掘削土を攪拌する攪拌羽根と、前記攪拌羽根を前後方向と平行な軸心回りに回転自在に且つチャンバ内へ突出させた突出位置と前記隔壁に後方へ凹むように形成された収容凹部内に収容した退入位置とに亙って前後方向へ移動自在に支持する攪拌羽根支持構造と、前記攪拌羽根を回転駆動する回転駆動手段と、前記攪拌羽根を突出位置と退入位置とに亙って位置切り換え可能に前後方向へ移動駆動する移動駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この攪拌装置では、攪拌羽根支持構造により、攪拌羽根が前後方向と平行な軸心回りに回転自在に且つチャンバ内へ突出させた突出位置と前記隔壁に後方へ凹むように形成された収容凹部内に収容した退入位置とに亙って前後方向へ移動自在に支持されている。回転駆動手段により攪拌羽根が回転駆動されて、この攪拌羽根によりチャンバ内の掘削土が攪拌され、移動駆動手段により攪拌羽根が突出位置と退入位置とに亙って位置切り換え可能に前後方向へ移動駆動される。ここで、攪拌羽根の前後方向位置に関わらず、回転駆動手段により攪拌羽根を回転駆動可能に構成することが望ましい。
【００１６】
攪拌羽根が前後方向へ移動駆動されることで、攪拌羽根によりチャンバの前後方向略全幅に亙ってチャンバ内の掘削土が攪拌されて、攪拌能力が高められる。また、攪拌羽根が前後方向へ移動駆動されることで、シールド掘進機が、チャンバ内を移動するカッター支持部材や混練翼等を有し、突出位置の攪拌羽根がカッター支持部材や混練翼等と干渉する虞がある場合、攪拌羽根が適当なタイミングで退入位置に切り換えられて、攪拌羽根がカッター支持部材や混練翼等に干渉することが防止され、故に、攪拌羽根が所期位置に設けられて、高い攪拌能力が発揮される。
【００１７】
ここで、請求項１の発明に次の構成を採用することができる。
前記シールド掘進機は、カッターヘッドが可動に支持され且つ隔壁に沿って少なくとも揺動移動されるカッター支持部材を備え、前記カッター支持部材の移動領域に突出位置の攪拌羽根が進入している（請求項２）。
【００１８】
前記攪拌羽根は、回転軸部材の前端部分に取り付けられて、その後端側が前端側よりも回転方向先行側に位置する螺旋形状を有する複数のスクリュー羽根を有し、前記回転軸部材の前端部分からスクリュー羽根の方へ向けて加泥材を噴射させる加泥材噴射手段を備える（請求項３）。
【００１９】
前記攪拌羽根支持構造は、収容凹部の後端部から後方へ延びるスリーブと、このスリーブに前後方向へ移動自在に内嵌され且つ回転軸部材が回転自在に支持された可動部材とを有し、前記回転駆動手段は、可動部材の内部に取り付けられ回転軸部材に直結された駆動モータを有し、前記移動駆動手段は、スリーブの後端の支持部材に取り付けられて可動部材を前後方向へ移動駆動する駆動装置を有する（請求項４）。前記加泥材噴射手段は、回転軸部材の前端部分の側部に形成された噴射口と、可動部材に形成された加泥材供給ポートと、これら噴射口と加泥材供給ポートとを連通するように可動部材と回転軸部材の内部に形成された加泥材通路とを有する（請求項５）。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１のシールド掘進機の攪拌装置によれば、チャンバ内の掘削土を攪拌する攪拌羽根と、攪拌羽根を前後方向と平行な軸心回りに回転自在に且つチャンバ内へ突出させた突出位置と前記隔壁に後方へ凹むように形成された収容凹部内に収容した退入位置とに亙って前後方向へ移動自在に支持する攪拌羽根支持構造と、攪拌羽根を回転駆動する回転駆動手段と、攪拌羽根を突出位置と退入位置とに亙って位置切り換え可能に前後方向へ移動駆動する移動駆動手段とを備えたので、攪拌羽根によりチャンバの前後方向略全幅に亙ってチャンバ内の掘削土を攪拌して、攪拌能力を高めることができ、また、シールド掘進機が、チャンバ内を移動するカッター支持部材や混練翼等を有し、突出位置の攪拌羽根がカッター支持部材や混練翼等と干渉する虞がある場合、攪拌羽根を適当なタイミングで退入位置に切り換えて、攪拌羽根がカッター支持部材や混練翼等に干渉することを防止でき、故に、攪拌羽根を所期位置に設けて、高い攪拌能力を発揮させることができる。
【００２１】
請求項２のシールド掘進機の攪拌装置によれば、シールド掘進機は、カッターヘッドが可動に支持され且つ隔壁に沿って少なくとも揺動移動されるカッター支持部材を備え、カッター支持部材の移動領域に突出位置の攪拌羽根が進入しているので、このカッター支持部材とカッターヘッドを有する掘削装置により種々の断面形状のトンネルを掘削形成できるシールド掘進機に適用して、攪拌羽根がカッター支持部材に干渉することを防止して、攪拌羽根を所期位置に設けて、高い攪拌能力を発揮させることができる。
【００２２】
請求項３のシールド掘進機の攪拌装置によれば、攪拌羽根は、回転軸部材の前端部分に取り付けられて、その後端側が前端側よりも回転方向先行側に位置する螺旋形状を有する複数のスクリュー羽根を有し、回転軸部材の前端部分からスクリュー羽根の方へ向けて加泥材を噴射させる加泥材噴射手段を備えたので、攪拌羽根を前後方向へ移動駆動しつつ、回転軸部材の前端部分からスクリュー羽根に向けて噴射した加泥材を回転するスクリュー羽根で方向変換させ、チャンバ内の掘削土の内部に広く行き渡らせるように後方へ噴射して、攪拌羽根により掘削土に確実に迅速に混練することができる。
【００２３】
【００２４】
請求項４のシールド掘進機の攪拌装置によれば、攪拌羽根支持構造は、収容凹部の後端部から後方へ延びるスリーブと、このスリーブに前後方向へ移動自在に内嵌され且つ回転軸部材が回転自在に支持された可動部材とを有し、回転駆動手段は、可動部材の内部に取り付けられ回転軸部材に直結された駆動モータを有し、移動駆動手段は、スリーブの後端の支持部材に取り付けられて可動部材を前後方向へ移動駆動する駆動装置を有するので、攪拌羽根支持構造を簡単化すると共に、駆動モータにより攪拌羽根を前後方向と平行な軸心回りに確実に回転駆動し、駆動装置により攪拌羽根を可動部材と一体的に前後方向へ確実に移動駆動することができ、攪拌羽根の前後方向位置に関わらず、攪拌羽根を回転駆動可能に、且つ、回転軸部材の先端部分から加泥材を噴射可能に構成できる。
【００２５】
請求項５のシールド掘進機の攪拌装置によれば、加泥材噴射手段は、回転軸部材の前端部分の側部に形成された噴射口と、可動部材に形成された加泥材供給ポートと、これら噴射口と加泥材供給ポートとを連通するように可動部材と回転軸部材の内部に形成された加泥材通路とを有するので、可動部材の加泥材供給ポートに加泥材を供給することで、その加泥材を加泥材通路により噴射口へ導き、その噴射口からスクリュー羽根の方へ向けて確実に噴射させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
シールド掘進機は、胴体と、胴体の前端側に設けられたカッターヘッドと、カッターヘッドで掘削された掘削土を収容するチャンバと、チャンバの後端を仕切る隔壁と、チャンバ内の掘削土を排出する排土手段とを備え、本発明のシールド掘進機の攪拌装置は、チャンバ内の掘削土を攪拌する攪拌羽根と、攪拌羽根を前後方向と平行な軸心回りに回転自在に且つチャンバ内へ突出させた突出位置と前記隔壁に後方へ凹むように形成された収容凹部内に収容した退入位置とに亙って前後方向へ移動自在に支持する攪拌羽根支持構造と、攪拌羽根を回転駆動する回転駆動手段と、攪拌羽根を突出位置と退入位置とに亙って位置切り換え可能に前後方向へ移動駆動する移動駆動手段とを備えたものである。
【実施例】
【００２７】
図１〜図３に示すように、シールド掘進機１は、胴体２、胴体２を推進させる複数のシールドジャッキ３、胴体２を中折れさせる複数の中折れジャッキ４、胴体２の前端側に設けられた左右１対のカッターヘッド６２を有する掘削装置５、カッターヘッド６２で掘削された掘削土を収容するチャンバ６、チャンバ６の後端を仕切る隔壁７、チャンバ６内の掘削土を攪拌する６組の攪拌装置８、チャンバ６内の掘削土を排出する左右１対の排土管８０を有する排土装置９、カッターヘッド６２で掘削形成されたトンネルＴの内面にセグメントＳを組付ける左右１対のエレクタ装置１１等を備えている。
【００２８】
胴体２は前胴２０と後胴２１とを有し、前胴２０の後端部と後胴２１の前端部が中折れ部２２を介して中折れ可能に連結されている。前胴２０の内部に、固定隔壁２５と可動隔壁２６からなる隔壁７が設けられ、また、環状体３０が固定されている。この環状体３０は、固定隔壁２５を形成する前壁部材３１と、前壁部材３１に前端部が結合された左右１対の円筒部材３２と、１対の円筒部材３２の後端部が結合され且つ前胴２０の内面に外周部が結合された後壁部材３３とを有する。
【００２９】
図２に示すように、固定隔壁２５には、４つのマンホール４０が形成され、４つのマンホール開閉板４１が設けられ、１２つの薬剤注入口４２が形成され、１０つの土圧計４３が設けられ、６組の攪拌装置８に対応する６つの円形開口４４が形成され、１対の排土装置１０に対応する左右１対の排土口４５が形成されている。６つの円形開口４４は、各可動隔壁２６の回りに４つの円形開口４４が上下左右に対称になるように設けられ、１対の排土口４５は、１対の可動隔壁２６の下側に設けられている。各可動隔壁２６には、１つのマンホール４６が形成され、１つのマンホール開閉板４７が設けられている。
【００３０】
図１〜図３に示すように、後胴２１の内面には、その前端部にリングウェブ５０が固着され、後端部分にテールシール５１が設けられている。後胴２１の内部には、リングウェブ５０に前端部が連結されて後方へ延びる後部作業デッキ５５が配設されている。
【００３１】
複数のシールドジャッキ３は、前胴２０の後端部分と後胴２１の前端部分とに亙って、その内面に沿って周方向に適当間隔（略等間隔）おきに後方向きに配設され、各シールドジャッキ３のジャッキ本体の後部がリングウェブ５０に貫通状に固定されている。複数のシールドジャッキ３はエレクタ装置１１で組付けられたセグメントＳを後方へ押す反力により推進力を発生する。
【００３２】
複数の中折れジャッキ４は、前胴２０の後端部分と後胴２１の前端部（中折れ部２２）とに亙って、その内面に沿って複数のシールドジャッキ３と干渉しないように周方向に適当間隔（略等間隔）おきに前方向向きに配設され、各中折れジャッキ４の前端部が、前胴２０に結合されたブラケット５２に回動可能に連結され、各中折れジャッキ４の後端部が、後胴２１に結合されたブラケット５３に回動可能に連結されている。
【００３３】
左右１対の掘削装置５は同構造であり、各掘削装置５は、前胴２０に第１軸心Ａ１の回りに回動自在に支持されたドラム６０、ドラム６０に第１軸心Ａ１から偏心した第２軸心Ａ２の回りに回動自在に支持された揺動フレーム６１、揺動フレーム６１に第２軸心Ａ２から偏心した第３軸心Ａ３の回りに回動自在に支持されたカッターヘッド６２、ドラム６０を回動させる複数の第１油圧モータ６３、揺動フレーム６１を回動させる複数の第２油圧モータ６４、カッターヘッド６２を回動させる複数の第３油圧モータ６５を有する。カッターヘッド６２の表面部には多数のカッタービット６２ａが取り付けられている。揺動フレーム６１が、カッターヘッド６２が可動に支持され且つ隔壁７に沿って少なくとも揺動移動されるカッター支持部材に相当する。
【００３４】
次に、攪拌装置８について詳細に説明する。
図１〜図３に示すように、６組の攪拌装置８は同構造であり、各可動隔壁２６の回りに４組の攪拌装置８が上下左右に対称になるように配設されている。図４、図５に示すように、各攪拌装置８は、チャンバ６内の掘削土を攪拌する攪拌羽根７０、攪拌羽根７０を前後方向と平行な軸心回りに回転自在に且つチャンバ６内へ突出させた突出位置（図４に仮想線で示す位置）とチャンバ６の後端側へ退入させた退入位置であって隔壁７に後方へ凹むように形成された収容凹部７６内に収容した退入位置（図４に実線で示す位置）とに亙って前後方向へ移動自在に支持する攪拌羽根支持構造７１、攪拌羽根７０を回転駆動する回転駆動機構７２、攪拌羽根７０を突出位置と退入位置とに亙って位置切り換え可能に前後方向へ移動駆動する移動駆動機構７３、チャンバ６内に加泥材を噴射させる加泥材噴射機構７４を備えている。
【００３５】
隔壁７（固定隔壁２５）に形成された円形開口４４の周縁部に、前方が開放する断面コ字状の凹部形成部材７５の前端部が結合され、この凹部形成部材７５により攪拌羽根７０を収容可能に隔壁７から後方へ凹むように収容凹部７６が形成され、攪拌羽根７０は収容凹部７６に収容されて退入位置になり、攪拌羽根７０が突出位置のときに掘削装置５の揺動フレーム６１の移動領域に進入した状態になる。
【００３６】
攪拌羽根７０は、前後方向に長い回転軸部材７７の前端部分に取り付けられており、その後端側が先端側よりも回転方向先行側に位置する螺旋形状を有する複数（例えば、３枚）のスクリュー羽根７０ａを有する。攪拌羽根７０（複数のスクリュー羽根７０ａ）は、その前端が回転軸部材７７の前端を含む同一鉛直面内に位置し、攪拌羽根７０が退入位置に位置して収容凹部７６に収容された状態で、攪拌羽根７０及び回転軸部材７７の前端と隔壁７の前後方向位置が略一致する。
【００３７】
攪拌羽根支持構造７１は、収容凹部７６の後端部から後方へ延びるスリーブ７８と、このスリーブ７８に前後方向へ移動自在に内嵌され且つ回転軸部材７７が回転自在に支持された可動部材８０とを有する。凹部形成部材７５の後壁に円形開口７５ａが形成され、スリーブ７８は、その前端部が凹部形成部材７５の円形開口７５ａの周縁部に結合され、長さ方向中央部分が環状体３０の後壁部材３３に貫通状に結合され支持されている。スリーブ７８の内面部には筒状の低摩擦部材７８ａが固定的に設けられている。
【００３８】
可動部材８０は、ヘッド部材８１と、軸支持部材８２と、後部円筒部材８３とを有し、ヘッド部材８１の後端部と軸支持部材８２の前端部とが面接触状に結合されて、これらの間が環状シール部材８４ａによりシールされ、軸支持部材８２の後端部と後部筒状部材８３の前端部の内鍔部８３ａとが面接触状に結合されて、これらの間が環状シール部材８４ｂによりシールされている。
【００３９】
ヘッド部材８１と軸支持部材８２に軸孔８１ａ，８２ａが夫々形成され、ヘッド部材８１の軸孔８１ａに回転軸部材７７の前後方向中央部分が回転摺動自在に挿通されて、この回転軸部材７７とヘッド部材８１との間が環状シール部材８４ｃによりシールされ、軸支持部材８２の軸孔８２ａに回転軸部材７７の後部が挿入され、前後１対の軸受部材８５ａ，８５ｂを介して軸支持部材８２に回転自在に支持されている。
【００４０】
回転駆動機構７２は、可動部材８０の内部に取り付けられ回転軸部材７７に直結された駆動モータ８６を有する。駆動モータ８６は可動部材８０の軸支持部材８２の後端部に前向きに固定されて後部円筒部材８３の前部内側に配置されている。
【００４１】
移動駆動機構７３は、スリーブ７８の後端の支持部材に相当する後端壁部材７９に取り付けられて可動部材８０を前後方向へ移動駆動する駆動装置８７（例えば、油圧シリンダ等の流体圧シリンダ）を有する。可動部材８０の後部円筒部材８３の内部には、駆動モータ８６の後側に位置する部位にロッド連結部材８８が固定され、後部円筒部材８３の後端に後端壁部材８９が固定され、スリーブ７８の後端の後端壁部材７９と後部円筒部材８３の後端の後端壁部材８９にはシリンダ挿通穴７９ａ，８９ａが夫々形成されている。
【００４２】
例えば、駆動装置８７が流体圧シリンダの場合、両後端壁部材７９，８９のシリンダ挿通穴７９ａ，８９ａを挿通して前向きに配設され、駆動装置８７のシリンダ本体８７ａがスリーブ７８の後端の後端壁部材７９にブラケット７９ｂを介して連結され、ロッド８７ｂの前端部が後部円筒部材８３の内部のロッド連結部材８８に連結されている。駆動装置８７には駆動制御ユニット（図示略）から流体圧が供給され、この駆動制御ユニットにより、駆動装置８７が駆動制御される。
【００４３】
加泥材噴射機構７４は、回転軸部材７７の前端部分の側部に形成された１つ（又は複数）の噴射口９０と、可動部材８０に形成された加泥材供給ポート９１と、これら噴射口９０と加泥材供給ポート９１とを連通するように可動部材８０と回転軸部材７７の内部に形成された加泥材通路９２と、管部材９３を有する。噴射口９０は、回転軸部材７７の前端部分の側部のうち攪拌羽根７０の隣り合うスクリュー羽根７０ａの間に形成されている。
【００４４】
加泥材通路９２は、回転軸部材７７に形成された内部通路部９２ａと側方穴部９２ｂを有し、可動部材８０において、ヘッド部材８１に形成された環状内溝部９２ｃと通路部９２ｄ、軸支持部材８２に形成された通路部９２ｅ、後部円筒部材８３の内鍔部８３ａに形成された通路部９２ｆを有する。回転軸部材７７において、側方穴部９２ｂは回転軸部材７７のうちヘッド部材８１に内嵌された部分に形成され、通路部９２ａに噴射口９０と側方穴部９２ｂとが接続され、側方穴部９２ｂにヘッド部材８１の環状内溝部９２ｃが接続され、これらの接続部の前後両側において、回転軸部材７７とヘッド部材８１との間が１対の環状シール部材９４ａによりシールされている。
【００４５】
ヘッド部材８１の通路部９２ｄと軸支持部材８２の通路部９２ｅとが接続され、これら接続部の周囲において、ヘッド部材８１と軸支持部材８２との間がＯリング９４ｂでシールされ、また、軸支持部材８２の通路部９２ｅと後部円筒部材８３の内鍔部８３ａの通路部９２ｆとが接続され、これら接続部の周囲において、軸支持部材８２と後部円筒部材８３の内鍔部８３ａとの間がＯリング９４ｃでシールされている。後部円筒部材８３の後端壁部材８９に加泥材供給ポート９１が形成され、この加泥材供給ポート９１と後部円筒部材８３の内鍔部８３ａの通路部９２ｆとが管部材９３により接続されている。
【００４６】
左右１対の排土装置９は同構造であり、図１〜図３に示すように、各排土装置９は、排土管１００、排土管１００の内部に回転自在に配設されたスクリューウォーガ１０１、スクリューウォーガ１０１を回転駆動するスクリューモータ１０２を有する。
【００４７】
次に、シールド掘進機１の作用について説明する。
このシールド掘進機１では、胴体２が複数のシールドジャッキ３により推進され、その際、前胴２０が後胴２１に対して複数の中折れジャッキ４により首振りされて、胴体２の推進方向が変えられる。胴体２が推進することで、掘削装置５により胴体２の前方の地山が掘削されて、掘削土がチャンバ６に回収され、６組の攪拌装置８により攪拌され、１対の排土装置９により排出される。こうしてトンネルＴが掘削形成されると共に、順次、１対のエレクタ装置７により複数のセグメントＳがリング状に組付けられていく。
【００４８】
チャンバ６内の掘削土を６組の攪拌装置８により攪拌する場合、各攪拌装置８において、移動駆動機構７３により攪拌羽根７０が突出位置に切り換えられた状態で、回転駆動機構７２により攪拌羽根７０が回転駆動されてチャンバ６内の掘削土を攪拌し、更に、移動駆動機構７３により攪拌羽根７０が前後方向へ移動駆動されて、チャンバ６の前後方向略全幅に亙ってチャンバ６内の掘削土を攪拌する。
【００４９】
その際、加泥材噴射機構７４により、回転軸部材７７の前端部分から攪拌羽根７０のスクリュー羽根７０ａの方へ向けて加泥材が噴射されると、その加泥材が回転するスクリュー羽根７０ａで方向変換されて前方へ噴射されて、攪拌羽根７０により掘削土に混練され、ここで、移動駆動機構７３により攪拌羽根７０が前後方向へ移動駆動されることで、加泥材がチャンバ６内の掘削土の内部に広く行き渡らせるように噴射されて、攪拌羽根７０により掘削土に確実に迅速に混練される。
【００５０】
つまり、チャンバ６内の掘削土が確実に且つ迅速に混練されるため、チャンバ６内の掘削土を排出する排土装置９の機能が維持され、また、チャンバ６内の掘削土の土圧が均一化され、上方の地山の不測の崩落が防止される。
【００５１】
ところで、掘削装置５の揺動フレーム６１の移動領域に突出位置の攪拌羽根７０は進入しているため、揺動フレーム６１が収容凹部７６の前側に位置するとき、攪拌羽根７０が突出位置のままでは揺動フレーム６１と干渉する。そこで、揺動フレーム６１が収容凹部７６の前側に位置する前の適当なタイミングで、移動駆動機構７３により突出位置の攪拌羽根７０が後方へ移動駆動されて、収容凹部７６に収容された退入位置に切り換えられ、揺動フレーム６１が収容凹部７６の前側を通り過ぎた後に、移動駆動機構７３により退入位置の攪拌羽根７０が前方へ移動駆動されて突出位置に切り換えられる。
【００５２】
以上説明した攪拌装置８によれば、チャンバ６内の掘削土を攪拌する攪拌羽根７０と、攪拌羽根７０を前後方向と平行な軸心回りに回転自在に且つチャンバ６内へ突出させた突出位置と隔壁７に後方へ凹むように形成された収容凹部７６内に収容した退入位置とに亙って前後方向へ移動自在に支持する攪拌羽根支持構造７１と、攪拌羽根７０を回転駆動する回転駆動機構７２と、攪拌羽根７０を突出位置と退入位置とに亙って位置切り換え可能に前後方向へ移動駆動する移動駆動機構７３とを備えた。
【００５３】
従って、攪拌羽根７０によりチャンバ６の前後方向略全幅に亙ってチャンバ６内の掘削土を攪拌して、攪拌能力を高めることができ、また、突出位置の攪拌羽根７０が掘削装置５の揺動フレーム６１と干渉する虞がある場合、攪拌羽根７０を適当なタイミングで退入位置に切り換えて、攪拌羽根７０が揺動フレーム６１に干渉することを防止でき、故に、攪拌羽根７０を所期位置に設けて、高い攪拌能力を発揮させることができる。
【００５４】
攪拌羽根７０は、回転軸部材７７の前端部分に取り付けられて、その後端側が前端側よりも回転方向先行側に位置する螺旋形状を有する複数のスクリュー羽根７０ａを有し、回転軸部材７７の前端部分からスクリュー羽根７０ａの方へ向けて加泥材を噴射させる加泥材噴射機構７４を備えたので、攪拌羽根７０を前後方向へ移動駆動しつつ、回転軸部材７７の前端部分からスクリュー羽根７０ａに向けて噴射した加泥材を回転するスクリュー羽根７０ａで方向変換させ、チャンバ６内の掘削土の内部に広く行き渡らせるように後方へ噴射して、攪拌羽根７０により掘削土に確実に迅速に混練することができる。
【００５５】
攪拌羽根７０を収容可能に隔壁７から後方へ凹むように収容凹部７６を形成し、前記退入位置は、攪拌羽根７０を収容凹部７６に収容させた位置であるので、攪拌羽根７０を退入位置に位置させて、攪拌羽根７０がチャンバ６内を移動する揺動フレーム６１に干渉することを確実に防止することができる。
【００５６】
攪拌羽根支持構造７１は、収容凹部７６の後端部から後方へ延びるスリーブ７８と、このスリーブ７８に前後方向へ移動自在に内嵌され且つ回転軸部材７７が回転自在に支持された可動部材８０とを有し、回転駆動機構７２は、可動部材８０の内部に取り付けられ回転軸部材７７に直結された駆動モータ８６を有し、移動駆動機構７３は、スリーブ７８の後端の後端壁部材７９に取り付けられて可動部材８０を前後方向へ移動駆動する駆動装置８７を有するので、攪拌羽根支持構造７１を簡単化すると共に、駆動モータ８６により攪拌羽根７０を前後方向と平行な軸心回りに確実に回転駆動し、駆動装置８７により攪拌羽根７０を可動部材８０と一体的に前後方向へ確実に移動駆動することができ、攪拌羽根７０の前後方向位置に関わらず、攪拌羽根７０を回転駆動可能に、且つ、回転軸部材７７の先端部分から加泥材を噴射可能に構成できる。
【００５７】
加泥材噴射機構７４は、回転軸部材７７の前端部分の側部に形成された噴射口９０と、可動部材８０に形成された加泥材供給ポート９１と、これら噴射口９０と加泥材供給ポート９１とを連通するように可動部材８０と回転軸部材７７の内部に形成された加泥材通路９２とを有するので、可動部材８０の加泥材供給ポート９１に加泥材を供給することで、その加泥材を加泥材通路９２により噴射口９０へ導き、その噴射口９０からスクリュー羽根９０ａの方へ向けて確実に噴射させることができる。
【００５８】
尚、攪拌装置８においては、前記のようなスクリュー羽根７０ａに限らず、種々の形状の複数の羽根を有する攪拌羽根、例えば、前端側が後端側よりも回転方向先行側に位置する螺旋形状を有する複数のスクリュー羽根を有する攪拌羽根を採用する、回転軸部材７７の前端部分から加泥材を前方の掘削土へ直接噴射するように加泥材噴射機構を構成する、回転駆動機構７２において、攪拌羽根７０の前記と逆方向に回転させて掘削土を攪拌する、等の種々の変更を付加して実施可能である。
【００５９】
また、種々のシールド掘進機に本発明の攪拌装置８を適用可能である。例えば、図６のシールド掘進機１Ａは、矩形断面のトンネルを掘進するものであり、それ用の胴体２Ａ、カッターヘッド６２Ａを有する掘削装置５Ａ、チャンバ６Ａ、隔壁７Ａ等を備え、この胴体２Ａの前部の４隅付近に４組の攪拌装置８が設けられている。
【００６０】
また、例えば、図７のシールド掘進機１Ｂは、円形断面のトンネルを掘進するものであり、それ用の胴体２Ｂ、カッターヘッド６２Ｂを有する掘削装置５Ｂ、チャンバ６Ｂ、隔壁７Ｂ等を備え、この胴体２Ｂの前部の外周付近に６組の攪拌装置８が周方向等間隔おきに設けられている。
【００６１】
こうしたシールド掘進機１Ａ，１Ｂに適用した攪拌装置８においても、前記実施例と同様の作用・効果を奏する。但し、シールド掘進機１Ａ，１Ｂでは、掘削装置５Ａ，５Ｂの構成上、カッターヘッド６２Ａ，６２Ｂが可動に支持され且つ隔壁７Ａ，７Ｂに沿って少なくとも揺動移動されるカッター支持部材のような部材は存在しない。故に、攪拌羽根７０が退入位置のときに、隔壁７Ａ，７Ｂよりも後方へ位置させる必要はない。
【００６２】
尚、シールド掘進機１，１Ａ，１Ｂにおいて、カッターヘッド６２，６２Ａ，６２Ｂに後方突出状に複数の混練翼を設けることができ、これにより、攪拌能力が一層向上するが、この混練翼に攪拌羽根７０が干渉しないように、移動駆動機構７３により適当なタイミングで攪拌羽根７０を退入位置に切り換えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例に係るシールド掘進機の縦断面図である。
【図２】シールド掘進機の正面図である。
【図３】左半部が図１のＡ−Ａ線断面図、右半部が図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】シールド掘進機の攪拌装置を含む要部の断面図である。
【図５】攪拌装置の断面図である。
【図６】変更形態のシールド掘進機の正面図である。
【図７】別の変更形態のシールド掘進機の正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１，１Ａ，１Ｂ  シールド掘進機
２，２Ａ、２Ｂ  胴体
６，６Ａ，６Ｂ  チャンバ
７，７Ａ，７Ｂ  隔壁
８  攪拌装置
６１  揺動フレーム
６２，６２Ａ，６２Ｂ  カッターヘッド
７０  攪拌羽根
７０ａ  スクリュー羽根
７１  攪拌羽根支持構造
７２  回転駆動機構
７３  移動駆動機構
７４  加泥材噴射機構
７６  収容凹部
７７  回転軸部材
７８  スリーブ
７９  後端壁部材
８０  可動部材
８６  駆動モータ
８７  駆動装置
９０  噴射口
９１  加泥材供給ポート
９２  加泥材通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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