(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
親機の内部に旋回可能に子機を収容し、
子機の回転カッタの回転軸の回転で、回転カッタの周縁の外周カッタを回転し、
回転カッタと外周カッタの両カッタで、親機の全断面を掘削して立坑を構築し、
親機が所定の深度に達したら、回転カッタを外周カッタから分離した後、
回転カッタとともに子機を９０度旋回させて、
子機の回転カッタを、親機の側面に設けた開口部から外部に向けて掘進して立坑と連通した横坑を構築するシールド掘進機において、
外周カッタの背面と親機の隔壁との間に支持部材を配設し、
前記支持部材を介して外周カッタに作用する推進力を親機の隔壁で支持できるように構成したことを特徴とする、
シールド掘進機。
【請求項２】
請求項１記載に記載の発明において、
支持部材の端部に車輪を設けたことを特徴とする、
シールド掘進機。
【請求項３】
請求項１に記載の発明おいて、
支持部材と対向する外周カッタの背面又は親機の隔壁に車輪を設けたことを特徴とする、
シールド掘進機。
【請求項４】
請求項２または３に記載の発明において、
車輪と対向する外周カッタの背面又は親機の隔壁に環状のレールを設けたことを特徴とする、
シールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は立坑と横坑を連続して掘進できるシールド掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のシールド掘進機としては、図１に示すように親機１０の内部に旋回可能に子機２０を収容し、子機２０の回転カッタ２１と環状を呈する外周カッタ１１の両カッタで親機１０の全断面を掘削しつつ立坑３０を構築する。親機１０が所定の深度に達したら、外周カッタ１１を回転カッタ２１から分離した後、回転カッタ２１と共に子機２０を９０度旋回させて、子機２０の回転カッタ２１を親機１０に設けた開口部１２から外部に向けて掘進して立坑３０と連通した横坑（図示せず）を構築するマシンが提案されている。また親機１０と子機２０は共に、シールドジャッキ、セグメントの組立てを行うエレクタ装置、削土をスラリー化して搬送する送泥手段を具備している。
【０００３】
前記のシールド掘進機において、礫地盤等の硬質地盤を掘削する場合、子機２０の回転カッタ２１にローラビットを設置することは容易である。これに対して、
外周カッタ１１はその掘削範囲が比較的広いため、カッタ前面より強い力を受けると外周カッタ１１の強度が不足する。このため外周カッタ１１にローラビットを設置して硬質地場を掘削することが困難である。
また単に外周カッタ１１に強度だけを付与するのであれば、外周カッタ１１の厚さを厚く設計すればよいが、これに伴い回転カッタ２１も厚く設計する必要があり、さらに回転軸２３の強度を上げる必要があり不経済である。このようなことから、外周カッタ１１や回転カッタ２１の厚さを増さずに、硬質地盤を推進できる改善案の提案が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、礫地盤等の硬質地盤に対して大きな推進力を与えて掘削できる、シールド掘進機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、親機の内部に旋回可能に子機を収容し、子機の回転カッタの回転軸の回転で、回転カッタの周縁の外周カッタを回転し、回転カッタと外周カッタの両カッタで、親機の全断面を掘削して立坑を構築し、親機が所定の深度に達したら、回転カッタを外周カッタから分離した後、回転カッタとともに子機を９０度旋回させて、子機の回転カッタを、親機の側面に設けた開口部から外部に向けて掘進して立坑と連通した横坑を構築するシールド掘進機において、外周カッタの背面と親機の隔壁との間に支持部材を配設し、前記支持部材を介して外周カッタに作用する推進力を親機の隔壁で支持できるように構成したことを特徴とする、シールド掘進機である。
【０００６】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
＜イ＞シールド掘進機の概要
図２にシールド掘進機の一例を示す。基本的な構成は従来技術の項で説明した通りである。
親機１０と子機２０には夫々隔壁１３，２２が形成されていて、切羽とマシンとが画成されている。子機２０には隔壁２２を貫通して中空の回転軸２３が貫通し、回転軸２３の先端に回転掘削手段である回転カッタ２１が固着されている。子機２０内には回転軸２３を駆動するモータ２４が配設されている。回転カッタ２１は子機２０の前断面を掘削可能な径に設定され、その前面にはローラビット２５や公知の各種ビット２６が設けられている（図３参照）。また子機２０の隔壁２２の一部には、採取口が設けられ、回転軸２３を通じて切羽に送泥した泥水と共に削土を回収できるようになっている。
尚、子機２０のシールドジャッキを収縮操作することで、子機２０全体が親機１０の球体内部に引き込まれる構造になっている。
【０００７】
＜ロ＞外周カッタ
子機２０の回転カッタ２１の周縁には、回転掘削手段である環状の外周カッタ１１が一体に取り付けられている。外周カッタ１１の前面には、子機２０と同様に硬質地盤掘削用のローラビット１４が設けられている。
外周カッタ１１は子機２０の回転カッタ２１側に進退自在に設けた係止体と嵌合することにより、又は両カッタ１１，２１の対向面に軸方向に形成した凹凸の嵌合構造により、回転カッタ２１と共に回転する構造になっている。前者の嵌合構造の場合は、子機２０側の係止体の後退操作の後に回転カッタ２１を子機２０と共に後退させることで外周カッタ１１から分離でき、また後者の嵌合構造の場合は、子機２０を後退させることで外周カッタ１１から分離できる。
【０００８】
＜ハ＞外周カッタの支持手段
図４に外周カッタ１１の部分断面図を示す。
親機１０の隔壁１３に外周カッタ１１へ向けて複数の支持部材１５を取り付け、これらの支持部材１５によって外周カッタ１１の背面を支持できる構造になっている。本例では外周カッタ１１の背面に連続した環状の当板１６を設けると共に、この当板１６と対向する隔壁１３に設けた支持部材１５の端部に車輪１７を設けた構造について説明する。要は、外周カッタ１１の回転を阻害せずに、外周カッタ１に作用する推進力を複数の支持部材１５を介して親機１０の隔壁１３に伝達できる構造であれば良い。
【０００９】
＜ニ＞作用
回転カッタ２１と外周カッタ１１を回転させながらシールド機を掘進すると、外周カッタ１１は支持部材１５の単に設けた車輪１７に支持されながら回転する。 外周カッタ１１が受ける推進力は、外周カッタ１１の背面に当接する車輪１７及び車輪１７を支持する複数の支持部材１５で支持されることとなり、外周カッタ１１が強度不足になることがない。尚、外周カッタ１１が受ける推進力は最終的に隔壁１３で支持される。
また外周カッタ１１を支持する支持部材１５の設置数は、掘削径により適宜選択するものとするが、支持力が隔壁１３に均等に分散される本数であれば良い。
また本発明は外周カッタ１１の支持構造を特徴のひとつとするもので、これ以外の親機１０及び子機２０の構造については公知の各種の構造を適用できることは勿論である。
【００１０】
【発明の実施の形態２】
図５は外周カッタ１１側に車輪１７を設けた他の実施の形態を示す。本形態は、外周カッタ１１の背面に所定の間隔を隔てて複数組のブラケット１８が取り付けられ、これらの各ブラケット１８に車輪１７が取り付けられている。他方、親機１０の隔壁１３側に設けた支持部材１５の端部に環状のレール１９が配設されている。
【００１１】
【発明の実施の形態３】
図６は外周カッタ１１の背面側に環状のレール１９ａが設けられ、隔壁１３側の支持部材１５に車輪１７を設けた他の形態を示す。
【００１２】
【発明の実施の形態４】
図７は外周カッタ１１側に支持部材１５を設けた他の形態を示す。
本形態にあっては、外周カッタ１１の背面の複数箇所に車輪１７付きの支持部材１５が設けられ、これらの車輪１７が介して対向する隔壁１３上を直接或いは、隔壁１３に設けた環状の当板１６ａ上を走向できる構造になっている。
【００１３】
【発明の実施の形態５】
外周カッタ１１は１環体に限定されるものではなく、複数環体で構成しても良い。この場合、外周カッタ１１を構成する複数環体は、子機２０の回転カッタ２１の回転中心に対して同一円上に位置させる必要がある。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞外周カッタと親機の隔壁との間に支持部材を設けるだけの簡単な構造で、外周カッタが受ける推進力を支持部材で効果的に支持できる。そのため、外周カッタに大きな推進力を与えて礫層等の硬質地盤を掘削することができる。
＜ロ＞ 外周カッタを強固に設計せずに補強でき、礫対策として有効なローラビットの採用が可能となる。
＜ハ＞ 支持部材と支持部材の摺動部に車輪を設けることで、外周カッタの回転抵抗を極めて小さくできる。
＜ニ＞ 子機を旋回するため回転カッタを外周カッタと離脱する際、外周カッタが支持部材を介して親機に保持されるので、カッタ間のがたつきをなくして円滑に分離作業を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が前提とするシールド掘進機の全体図
【図２】 本発明の実施の形態１に係る一部を省略したシールド掘進機の全体図
【図３】 切羽側から見たシールド掘進機のカッタフェースの説明図
【図４】 外周カッタの部分拡大断面図
【図５】 外周カッタ側に車輪を設けた他の実施の形態を示す外周カッタの部分拡大断面図
【図６】 外周カッタ側にレールを設けた他の実施の形態を示す外周カッタの部分拡大断面図
【図７】 外周カッタ側に支持部材を設けた他の実施の形態を示す外周カッタの部分拡大断面図
【符号の説明】
１０  親機
１１  外周カッタ
１３  隔壁
１５  支持部材
１７  車輪
１８  ブラケット
１９  レール
２０  子機
２１  回転カッタ
２３  回転軸
２５  ローラビット
２６  ビット
【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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