(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径の親シールド機と該親シールド機内に収容された小径の子シールド機とを組み合わせてなる親子シールド掘進機において、
前記親シールド機の内部に収容された前記子シールド機の前胴と、
該子シールド機の前胴の後端に接合することによって前記子シールド機の後胴を構成することとなる複数に分割された外殻とを備え、
該複数の外殻を、前記親シールド機と前記子シールド機の前胴との間に設けた隙間に引き出し可能状態で設置したことを特徴とする親子シールド掘進機。
【請求項２】
大径の親シールド機と該親シールド機内に収容された小径の子シールド機とを組み合わせてなる親子シールド掘進機において、
前記親シールド機の内部に収容された前記子シールド機の前胴と、
該子シールド機の前胴の後端に接合することによって前記子シールド機の後胴を構成することとなる軸方向全長に亘ってスリットを有する筒状外殻とを備え、
該筒状外殻を、前記親シールド機と前記子シールド機の前胴との間に設けた隙間に引き出し可能状態で設置したことを特徴とする親子シールド掘進機。
【請求項３】
前記子シールド機の前胴後端部に中折れ機構を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の親子シールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は大径の親シールド機と小径の子シールド機とを組み合わせてなる親子シールド掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一台の掘進機で大口径トンネルに連続して小口径トンネルを掘削するために、親シールド機の内部にその親シールド機の径よりも小さな径の子シールド機を内蔵させるようにした親子シールド掘進機が知られている。
【０００３】
従来公知の親子シールド掘進機の一例として特開平3 −59292 号公報に開示されているものがある。この公報に開示されているシールド掘進機では、子シールド機を前胴部と後胴部とに分割できる構造とし、この子シールド機を親シールド機内に納めて大径トンネルを掘削するときには子シールド機には後胴部を取り付けない状態にしておき、子シールド機を発進させる際の発進準備時に筒状の後胴部を坑外より搬入して前胴部に溶接等により接続するようにしている。
【０００４】
ところが、このような構造の親子シールド掘進機では、子シールド機の発進準備時に狭い坑内において筒状の後胴部の搬入作業をしなければならず、特に大径トンネルと小径トンネルの径の差が小さい場合には、筒状の後胴部を搬入するスペースが狭く大変な作業となる。
【０００５】
このような問題点を解決するものとして、特許第２６９３１３７号公報に掲載された親子シールド掘進機の発明がある。この発明に係る親子シールド掘進機は、大径の親シールド機と小径の子シールド機とを組み合わせてなる親子シールド掘進機において、前記子シールド機を、前胴部と後胴部とがテレスコピック状に摺動可能な二重構造としたものである。
この親子シールド掘進機において、親シールド機と子シールド機とを一体にして掘進する際にはその子シールド機の前胴部と後胴部とを互いに縮めた状態で掘進が行われ、子シールド機を単独で掘進する際には前記前胴部と後胴部とを互いに所定の機長まで伸長させた後に掘進が行われる。
【０００６】
そして、この親子シールド掘進機によれば、子シールド機の前胴部と後胴部とが初めから親シールド機内に収納されており、子シールド機の掘進準備時に前胴部もしくは後胴部を伸長して接続すればよいので、子シールド機の掘進準備時における後胴部の搬入作業等が不必要となり、掘進準備作業を極めて簡略化することが可能となるとしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の場合には、子シールド機を、前胴部と後胴部とがテレスコピック状に摺動可能な二重構造としているので、前胴部と後胴部とを精度よく製作する必要があり、非常に手間とコストがかかるという問題があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構造で、かつ子シールド機の発進準備時に後胴部の搬入作業の不要な親子シールド掘進機を得ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る親子シールド掘進機は、大径の親シールド機と該親シールド機内に収容された小径の子シールド機とを組み合わせてなる親子シールド掘進機において、前記親シールド機の内部に収容された前記子シールド機の前胴と、該子シールド機の前胴の後端に接合することによって前記子シールド機の後胴を構成することとなる複数に分割された外殻とを備え、該複数の外殻を、前記親シールド機と前記子シールド機の前胴との間に設けた隙間に引き出し可能状態で設置したものである。
【００１０】
また、大径の親シールド機と該親シールド機内に収容された小径の子シールド機とを組み合わせてなる親子シールド掘進機において、前記親シールド機の内部に収容された前記子シールド機の前胴と、該子シールド機の前胴の後端に接合することによって前記子シールド機の後胴を構成することとなる軸方向全長に亘ってスリットを有する筒状外殻とを備え、該筒状外殻を、前記親シールド機と前記子シールド機の前胴との間に設けた隙間に引き出し可能状態で設置したものである。
【００１１】
さらに、前記子シールド機の前胴後端部に中折れ機構を有していることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかる親子シールド掘進機の縦断面図、図２そのは正面図、図３は図１における矢視Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ断面図（図中左半分が矢視Ａ−Ａで、右半分がＢ−Ｂ断面図）である。以下、図１〜図３に基づいて実施の形態１にかかる親子シールド掘進機の構造について説明する。
親子シールド掘進機は大径の円筒体からなる親シールド機１と、該親シールド機１に内蔵された小径の円筒体からなる小シールド機３０とを備えている。
【００１３】
まず、親シールド機１の構成を概説すると、親シールド機１は前胴部３（後述する子シールド機の前胴と区別するため「親前胴３」という。）と後胴５（子シールド機の後胴と区別するため「親後胴５」という  。）からなり、これら親前胴３と親後胴５が屈曲可能に連結されたいわゆる中折れ構造となっている。
親前胴３の前端部には第１カッタヘッド７が設けられ、該第１カーターヘッド７の側面部にはコピーカッタ９が設置されている。
親前胴３の後部寄りには推進用のシールドジャッキ１１及び、中折れ用の中折れジャッキ１３が設置されている。
【００１４】
親後胴５の後端部にはワイヤーブラシからなるテールシール１５が設置されている。また、親後胴５の前端部内周壁にはリングカーダー１７が設置され、該リングカーダー１７の後方にはセグメント組立用のエレクタ１９が設置されている。
【００１５】
次に、子シールド機３０の構造について概説する。子シールド機３０は、組立後の状態（単独で掘進できる状態）においては前胴３１（「子前胴３１」という。）と後胴（「子後胴」という。）からなり、これら子前胴３１と子後胴が屈曲可能に連結されたいわゆる中折れ構造となるものである。
しかし、子シールド機３０は親シールド機１に収納されて大径のトンネルを掘削する状態では、子前胴３１のみが保持部３２によって親前胴３に一定の隙間を介して保持されており、子後胴の部分を備えていない。そして、組立後の状態で子後胴となる外殻３３を、親前胴３と子前胴３１の間に設けられた隙間に引き出し可能状態で保持している。
【００１６】
図４及び図５は外殻３３の保持状態及び形状を説明するための説明図であり、図４は図１における矢視Ａ−Ａ断面に相当する断面を示しており、外殻３３を黒塗りで示している。また、図５は外殻３３の片側の斜視図を示している。外殻３３は図４及び図５に示すように円筒体を半割りした半割状円筒板から構成されている。
なお、外殻３３の後端部には、図１に示すように、ワイヤブラシからなるテールシール３４が設けられている。
また、親前胴３と子前胴３１の隙間に設置された外殻３３が、振動等で抜け出したりしないように、図示しない保持部材が設けられている。
【００１７】
子前胴３１の前端部には第２カッタヘッド３５が設けられ、該第２カーターヘッド３５の側面部には、第２カーターヘッド３５と第１カッタヘッド７とを連結するための内外カッタ連結ジャッキ３７が設置されている。そして、第２カッタヘッド３５の後方には、隔壁３９が設けられ、該隔壁３９と第２カッタヘッド３５との間に圧力室４１が形成されている。また、隔壁３９の後方側には第２カッタヘッド３５を駆動するためのカッタ駆動用の油圧モータ４３が設置されている。
【００１８】
子前胴３１の後部寄りには子シールド機３０を推進させるためのシールドジャッキ４５が設置されている。また、子前胴３１の後端部には中折れ機構４７が設置されている。この中折れ機構４７は、子前胴３１の内壁面に屈曲可能状態で挿入された円弧面状部と、子前胴３１の後端から後方に延出した円筒状部からなる連結部材４９と、一端側が子前胴３１に、他端側が連結部材４９にそれぞれ接合された中折れジャッキ５１とを備えている。
なお、子シールド機３０の後胴を構成する外殻３３は連結部材４９の円筒状部に接続されることになる。
【００１９】
子前胴３１の内部には、前端側を圧力室４１に延出させ、後端側を親後胴５に延出させたスクリュウコンベア５３が設置されている。このスクリュウコンベア５３は、圧力室４１に溜まった掘削土を排出するものである。
【００２０】
以上のように構成された親子シールド機における、大径トンネルの掘削から小径トンネルの掘削にかけての一連の動作を説明する。
大径トンネルを掘削する際には、図１に示す状態で親シールド機１と子シールド機３０を一体として掘進する。このときカッタ駆動用の油圧モータ４３により第２カッタヘッド及び第１カッタヘッドを駆動して地盤を掘削し、圧力室４１に溜まった掘削土をスクリュウコンベア５３によって親シールド機１の後端側に搬送し、親シールドジャッキ１１で大径トンネルのセグメント５５を押すことによって前進する。
【００２１】
大径トンネル掘削後に小径トンネルを掘削する際には、半割り状態の外殻３３を子前胴３１の後方に引き出して、外殻３３を子前胴３１の後方に接合することによって子シールド機３０の後胴部を組み立てる。
【００２２】
子シールド機３０の後胴部の組立手順は以下の通りである。
抗外よリチェーンブロック等を搬入し、該チェーンブロック等を用いて、外殻３３の一個を後方に引き出し、子前胴３１の後端に設置された連結部材４９の円筒状部に仮付け溶接する。
次に、チェーンブロック等用いて、残りの外殻３３を引き出し、前記と同様に子前胴３１の後端に仮付け溶接する．
そして、仮付けされた外殻３３の内側から、外殻３３同士の溶接及び連結部材４９の円筒状部と外殻３３との本溶接を行なう。
【００２３】
図６は外殻３３を設置して後胴を備えた状態の子シールド機３０の縦断面図、図７は子シールド機の正面図、図８は図６における矢視Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ断面図（図中左半分が矢視Ａ−Ａで、右半分がＢ−Ｂ断面図）である。
図６に示すように子シールド機３０の後胴を組み立てた後は、子シールド機３０を親シールド機から切り離し、子シールド機３０のみ子シールドジャッキ４５により推進力を得て掘進する。
なお、子シールド機３０を発進する際の反力は、親シールド機１又は大径トンネルのセグメントに取るようにする。
【００２４】
以上のように、本実施の形態によれば、簡易な構造で、かつ子シールド機の発進準備時に後胴部の搬入作業の不要な親子シールド掘進機を得ることができる。
【００２５】
なお、上記の実施の形態においては半割状の外殻３３を１枚づつ子前胴３１に接合する例を示したが、親シールド機１と子シールド機３０の間隙が大きく作業スペースがとれる場合には、チェーンブロック等を用いて、２つの外殻３３を後方に引き出し、引き出した２つの外殻３３を円筒状にして外側から外殻３３同士を溶接し、円筒状にした外殻３３を子前胴３１の後端側に接合するようにしてもよい。
【００２６】
また、上記の実施の形態においては、円筒体を半割りにした２枚の外殻３３を用いた例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、外殻３３を３枚以上から構成してもよい。
また、組立後の形状も円筒体に限るものではなく、シールド掘進機の外形に合わせた形状、例えば矩形筒体であってもよい。
【００２７】
実施の形態２．
本実施の形態においては、実施の形態１で示した半割状の外殻３３に代えて、図９に示すような軸方向全長に亘ってスリットを有する略円筒状外殻６１を、親前胴３と子前胴３１の隙間に引き出し可能状態で設置したものである。
この略円筒状外殻６１は、外力を加えてスリット閉じることによって子前胴３１と同径の円筒状になるものである。
【００２８】
子シールド機３０の後胴部の組立に際しては、略円筒状外殻６１を、チェーンブロック等を用いて、子前胴３１の後方に引き出して、略円筒状外殻６１のスリットを引き寄せ金物等を用いて両側から引き寄せてスリットを閉じて子前胴３１と同径の円筒状にして、該円筒状にしたものを子前胴３１の後端に溶接すると共にスリット部を溶接する。
【００２９】
本実施の形態によれば、子シールド機３０の後胴部の組立に際しての溶接箇所が実施の形態１の場合よりも少なくなるので、溶接作業が軽減される。
【００３０】
なお、上記の例ではスリットを入れた外殻とした略円筒形状のものを示したが、円筒体形状に限るものではなく略矩形筒体であってもよい点は実施の形態１と同様である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００３２】
子シールド機の前胴の後端に接合することによって子シールド機の後胴を構成することとなる複数に分割された外殻を備え、該複数の外殻を親シールド機と子シールド機の前胴との間に設けた隙間に引き出し可能状態で設置したので、簡易な構造で、かつ子シールド機の発進準備時に後胴部の搬入作業の不要な親子シールド掘進機を得ることができる。
【００３３】
また、子シールド機の前胴の後端に接合することによって子シールド機の後胴を構成することとなる、軸方向全長に亘ってスリットを有する筒状外殻を備え、該筒状外殻を親シールド機と子シールド機の前胴との間に設けた隙間に引き出し可能状態で設置したので、上記の効果に加えて、子シールド機の後胴部の組立時における接合作業を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態にかかる親子シールド掘進機の縦断面図である。
【図２】  本発明の一実施の形態にかかる親子シールド掘進機の正面図である。
【図３】  図１における矢視Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ断面図（図中左半分が矢視Ａ−Ａで、右半分がＢ−Ｂ断面図）である。
【図４】  本発明の一実施の形態にかかる外殻の保持状態の説明図である。
【図５】  本発明の一実施の形態にかかる外殻の形状の説明図である。
【図６】  本発明の一実施の形態にかかる子シールド機の縦断面図である。
【図７】  本発明の一実施の形態にかかる子シールド機の正面図である。
【図８】  図６における矢視Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ断面図（図中左半分が矢視Ａ−Ａで、右半分がＢ−Ｂ断面図）である。
【図９】  本発明の他の実施の形態にかかる外殻の形状の説明図である。
【符号の説明】
１  親シールド機
３  親前胴
５  親後胴
３０  子シールド機
３１  子前胴
３３  外殻
４７  中折れ機構
【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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【図８】
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【図９】
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