JP2003120170A

JP2003120170A - 多段式トンネル掘削機

Info

Publication number: JP2003120170A
Application number: JP2001312177A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Okumura; 利博奥村; Hiroshi Yamada; 浩史山田; Norisato Shioya; 儀徳塩屋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Toda Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Toda Corp
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: JP3950315B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多段式トンネル掘削機において、装置の小型
軽量化並びに製造コストの低減を図ると共に、途中で径
が変化するトンネルを容易に掘削可能とする。【解決手段】第１前胴１２と第１後胴１３とを球面軸
受１４により連結して第１掘削機本体１１を構成し、第
１前胴１２の外周部に嵌合した第２前胴１７と第１後胴
１３の外周部に嵌合した第２後胴１９とから第２掘削機
本体１５を構成し、第２前胴１７の外周部に嵌合した第
３前胴２２と第２後胴１７の外周部に嵌合した第３後胴
２４とから第３掘削機本体２０を構成し、第１前胴１２
と第１後胴１３との間に中折ジャッキ２８を介装するこ
とで、前胴１２，１７，２２と後胴１３，１９，２４と
を球面軸受１４により一体に屈曲可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤を掘削してト
ンネルを構築するシールド掘削機やトンネルボーリング
マシンなどに適用され、一台で径の異なるトンネルを連
続して掘削可能な多段式トンネル掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なトンネル掘削機において、円筒
形状をなす掘削機本体の前部にカッタヘッドが駆動モー
タにより駆動回転自在に装着される一方、後部に複数の
シールドジャッキが円周方向に並設されており、このシ
ールドジャッキを伸長して既設セグメントへの押し付け
反力により掘削機本体を前進することができる。また、
掘削機本体の後部にはエレクタ装置が装着されており、
このエレクタ装置はシールドジャッキによって前進した
掘削機本体と既設セグメントとの間の空所に新しいセグ
メントを装着することで、セグメントをリング状に組み
付けてトンネルを構築することができる。

【０００３】ところで、下水道用のトンネルは下水の流
量に応じてその内径が設定されており、一般に上流は小
径であって、下流にいく程大径に移行するものとなって
いる。このような途中で内径の異なるトンネルを掘削す
る場合、親子トンネル掘削機を用いてトンネル工事を行
う。

【０００４】例えば、特開平９−１３８７３号公報に開
示された中折れ式親子シールド掘進機にあっては、親シ
ールドの前胴部に子シールドの前胴部を格納すると共
に、親シールドの後胴部に子シールドの後胴部を格納
し、これら親子シールド中折れ中心点を同一位置とし、
中折れジャッキにより前胴部と前胴部を中折れ可能とし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の親子シ
ールド掘進機では、親シールドにおける前胴部の後端と
後胴部の前端を球面軸受により中折れ可能に連結すると
共に、子シールドにおける前胴部の後端と後胴部の前端
を球面軸受により中折れ可能に連結しており、嵌合する
シールド（胴）の数だけ球面軸受が必要となる構造とな
っており、構造が複雑化してしまうという問題がある。
また、近年、親子シールド掘進機のような２段式ではな
く、３段以上のシールド掘進機を用いて内径が３段以上
変化するトンネルの掘削工事が増加してきており、３段
式シールド掘進機では、３つの球面軸受が必要となり、
更に構造が複雑化してしまう。という問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、装置の小型軽量化並びに製造コストの低減を図
ると共に、途中で径が変化するトンネルを容易に掘削可
能とした多段式トンネル掘削機を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の多段式トンネル掘削機は、第１前
胴と第１後胴とが屈曲手段により屈曲自在に連結された
第１掘削機本体と、前記第１前胴の外周部に相対移動自
在に嵌合する第２前胴と前記第１後胴の外周部に相対移
動自在に嵌合する第２後胴とを有する第２掘削機本体
と、前記第１、第２前胴同志及び前記第１、第２後胴同
志を連結するロック機構と、前記第１掘削機本体を前進
させる推進ジャッキと、前記第１掘削機本体の前部に駆
動回転可能に装着されて掘削径を変更可能なカッタヘッ
ドとを具えたことを特徴とするものである。

【０００８】従って、推進ジャッキにより第１、第２掘
削機本体が同時に掘進し、回転するカッタヘッドにより
トンネルを掘削可能であり、第１、第２掘削機本体が所
定の掘進位置で一つの屈曲手段により屈曲可能である。
この場合、掘削機本体は２つだけでなく３つ以上設けて
もよく、前胴と後胴だけではなくその間に中胴を屈曲自
在に設けてもよい。

【０００９】請求項２の発明の多段式トンネル掘削機で
は、前記屈曲手段は、前記第１前胴の後端部と前記第１
後胴の前端部とを連結する球面軸受と、前記第１前胴と
前記第１後胴との間に架設された屈曲ジャッキとを有す
ることを特徴としている。

【００１０】請求項３の発明の多段式トンネル掘削機で
は、前記推進ジャッキは前記球面軸受の内周側に配設さ
れたことを特徴とするとしている。

【００１１】請求項４の発明の多段式トンネル掘削機で
は、前記推進ジャッキは前記球面軸受の後方に位置して
前記第１後胴の内周側に配設されたことを特徴としてい
る。

【００１２】請求項５の発明の多段式トンネル掘削機で
は、前記第２前胴の後端部と前記第２後胴の前端部とを
屈曲動作に影響を受けることなく連結する連結手段を設
けたことを特徴としている。

【００１３】請求項６の発明の多段式トンネル掘削機で
は、前記連結手段は、前記第２前胴の後端部と前記第２
後胴の前端部とを連結する複数の連結ワイヤであること
を特徴としている。

【００１４】請求項７の発明の多段式トンネル掘削機で
は、前記第１前胴と前記第１後胴とを水平方向に屈曲自
在であり、前記連結手段は、前記第２前胴の後端部と前
記第２後胴の前端部の上部及び下部を連結する連結ロッ
ドであることを特徴としている。

【００１５】この場合、前記連結手段は、連結ワイヤや
連結ロッドに限らず、前胴と後胴とが屈曲したときに両
胴の相対位置が維持されるものであればよく、第２掘削
機本体から第１掘削機本体が抜け出るときにだけ作動し
て第２前胴と第２後胴とを連結するものであってもよ
い。

【００１６】請求項８の発明の多段式トンネル掘削機で
は、前記第１、第２前胴の後端部と前記第１、第２後胴
の前端部との間の空間部を外部から被覆する弾性カバー
を設けると共に、該空間部に充填材を注入する充填材注
入手段を設けたことを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１８】図１に本発明の第１実施形態に係る多段式
トンネル掘削機としての泥水式シールド掘削機の概略断
面、図２にシールド掘削機の正面視、図３に前胴部と後
胴部との屈曲部を表す断面を示す。

【００１９】本実施形態の泥水式シールド掘削機におい
て、図１乃至図３に示すように、第１掘削機本体１１は
円筒形状をなし、第１前胴１２の後端部が第１後胴１３
の前端部に取付けられた球面軸受（屈曲手段）１４に嵌
合することで、第１前胴１２と第１後胴１３とが屈曲自
在に連結されている。また、第２掘削機本体１５は第１
掘削機本体１１よりもやや大径の円筒形状をなし、第１
前胴１２の外周部に前後のシールリング１６を介して相
対移動自在に嵌合した第２前胴１７と、第１後胴１３の
外周部に前後のシールリング１８を介して相対移動自在
に嵌合した第２後胴１９とから構成されている。更に、
第３掘削機本体２０は第２掘削機本体１５よりもやや大
径の円筒形状をなし、第２前胴１７の外周部に前後のシ
ールリング２１を介して相対移動自在に嵌合した第３前
胴２２と、第２後胴１７の外周部に前後のシールリング
２３を介して相対移動自在に嵌合した第３後胴２４とか
ら構成されている。

【００２０】そして、第１前胴１２の後端部に固定され
た前胴連結部２５と第１後胴１３の前端部に固定された
後胴連結部２６とが鉛直方向に沿った連結軸２７により
連結されることで、前胴１２，１７，２２と後胴１３，
１９，２４とがそれぞれ一体に水平方向に屈曲自在とな
っている。また、第１前胴１２と第１後胴１３との間に
は複数の複数の中折ジャッキ（屈曲手段、屈曲ジャッ
キ）２８が介装されており、この中折ジャッキ２８の伸
縮動作により前胴１２，１７，２２と後胴１３，１９，
２４とを屈曲させることができる。

【００２１】第１掘削機本体１１における第１前胴１２
の前部にはバルクヘッド２９が形成され、このバルクヘ
ッド２９には各掘削機本体１１，１５，２０の中心に位
置する回転軸（図示略）によりカッタヘッド３０が回転
自在に支持されており、回転軸の後部にはリングギヤ３
１が固定され、第１前胴１２に取付けられた複数の駆動
モータ３２の駆動ギヤ３３がこのリングギヤ３１に噛み
合っている。従って、駆動モータ３２を駆動すること
で、駆動ギヤ３３と噛み合うリングギヤ３１を介してカ
ッタヘッド３０を回転することができる。

【００２２】このカッタヘッド３０は、中心部から４つ
のカッタスポーク３４が放射方向に延出されると共に、
この間に扇形状をなす４つの面板３５が取付けられてな
り、各カッタスポーク３４に多数の先行ビット３６及び
カッタビット３７が取付けられ、各面板３５に補助ビッ
ト３８が取付けられている。そして、各カッタスポーク
３４の先端部には伸縮スポーク３９が径方向に沿って移
動自在に装着され、伸縮ジャッキ４０により伸縮可能と
なっており、伸縮スポーク３９に先行ビット４１及びカ
ッタビット４２が取付けられている。また、２つの伸縮
スポーク３９の先端部にはコピーカッタ４３が油圧ジャ
ッキ４４により出没可能となっている。

【００２３】また、各掘削機本体１１，１５，２０が一
体となって掘進できるように、第１、第２、第３前胴１
２，１７，２２同志を連結するロック機構４５が設けら
れると共に、第１、第２、第３後胴１３，１９，２４同
志を連結する連結板（ロック機構）４６，４７が設けら
れている。ロック機構４５は、第１前胴１２の内周面に
装着された油圧ジャッキ４８により、ロックピン４９を
各前胴１２，１７，２２に形成された各ロック孔１２
ａ，１７ａ，２２ａに貫入することで各前胴１２，１
７，２２を一体に連結するものである。一方、連結板４
６は第１、第２後胴１３，１９の後端部を一体に連結
し、連結板４７は第２、第３後胴１９，３４の後端部を
一体に連結するものである。

【００２４】更に、各前胴１２，１７，２２の後端部と
各後胴１３，１９，２４の前端部との間には屈曲に必要
な空間部５０が確保され、この空間部５０には第２、第
３前胴１７，２２の後端部と第２、第３後胴１９，２４
の前端部とを所定の屈曲余裕代を有して連結する連結手
段として、複数の連結ワイヤ５１，５２が設けられてい
る。即ち、第２、第３前胴１７，２２の後端部には周方
向所定間隔で係止ピン５３，５４が取付けられる一方、
第２、第３後胴１９，２４の前端部には周方向所定間隔
で係止ピン５５，５６が取付けられており、係止ピン５
３と５５との間に弛緩した連結ワイヤ５１が架設され、
係止ピン５４と５６との間に弛緩した連結ワイヤ５２が
架設されている。

【００２５】また、前述した空間部５０には掘削作業中
に周辺の土砂が侵入しやすいため、ばね鋼板で製造され
たリング状の弾性カバー５７が第１前胴１２の後端部と
第１後胴１３の前端部の外周部に嵌合し、取付ピン５８
により第１前胴１２に固定されており、この空間部５０
を外部から被覆している。そして、球面軸受１４には機
内から空間部５０に貫通するグリース注入孔（充填材注
入手段）５９が形成され、このグリース注入孔５９には
図示しないグリース供給源から延設され、開閉弁６０を
有するグリース注入管６１が接続されている。

【００２６】一方、カッタヘッド３０と第１前胴１２の
バルクヘッド２９との間には掘削土砂を取り込むチャン
バ６２が設けられている。そして、このチャンバ６２に
は一端が第１掘削機本体１１の後方に延設された送泥管
６３及び排泥管６４の他端が開口している。

【００２７】また、第１後胴１３の後部には球面軸受１
４の内周側に位置して複数のシールドジャッキ（推進ジ
ャッキ）６５が周方向に沿って並設され、支持壁６６に
取付けられており、所定量偏心したクランク部材６７を
介してスプレッダ６８が装着されている。このシールド
ジャッキ６５は伸長してスプレッダ６８をトンネル内周
面に組付けられた既設セグメントＳに押し付けること
で、その反力により掘削機本体１１，１５，２０を前進
させることができる。また、支持壁６６には駆動モータ
６９により旋回リング７０が旋回自在に支持されてお
り、この旋回リング７０にはエレクタ装置７１が搭載さ
れている。このエレクタ装置７１はセグメントＳを把持
し、既設トンネルの周方向及び径方向に移動すること
で、このセグメントＳを所定の位置に組み付けることが
できる。

【００２８】ここで、上述した本実施形態のシールド掘
削機によるトンネル掘削作業について説明する。

【００２９】本実施形態では、まず、第３掘削機本体２
０の外径に対応した大径トンネルを所定長さ掘削し、次
に、第２掘削機本体１５の外径に対応した中径トンネル
を所定長さ掘削し、最後に、第１掘削機本体１１の外径
に対応した小径トンネルを所定長さ掘削する。そのた
め、掘削を開始する前に、ロック機構４５及び連結板４
６，４７により各掘削機本体１１，１５，２０を一体に
連結すると共に、伸縮ジャッキ４０を伸長して伸縮スポ
ーク３９を突出させておく。

【００３０】この状態で、まず、駆動モータ３２によっ
てカッタヘッド３０を回転しながら複数のシールドジャ
ッキ６５を伸長して既設セグメントＳへの押し付け反力
によって各掘削機本体１１，１５，２０を一体に前進さ
せる。すると、カッタヘッド３０が前方の地盤を掘削
し、第３掘削機本体２０とほぼ同径の大径トンネルを掘
削することができる。そして、カッタヘッド３０により
掘削された土砂はチャンバ６２内の取り込まれ、送泥管
６３からの泥水と共に攪拌されて排泥管６４により外部
に排出される。次に、シールドジャッキ６５の何れか一
つを縮み方向に作動して既設セグメントＳとの間に空所
を形成し、エレクタ装置７１によりこの空所に新しいセ
グメントＳを装着する。

【００３１】このトンネル掘削作業時に、トンネル掘削
予定進路に応じて中折ジャッキ２８を伸縮作動し、各後
胴１３，１９，２４に対して各前胴１２，１７，２２を
一体に屈曲させても、空間部５０にはグリースが注入さ
れ、且つ、弾性カバー５７により被覆されているため、
周辺土砂の侵入が防止される。また、掘削機本体１１，
１５，２０の屈曲動作に追従して連結ワイヤ５１，５２
が引かれるが、屈曲余裕代を有しているために連結ワイ
ヤ５１，５２が切れることはない。

【００３２】この作業の繰り返しにより大径トンネルを
所定長さ構築すると、カッタヘッド３０の回転を停止す
ると共に各掘削機本体１１，１５，２０を停止する。こ
こで、ロック機構４５により第２前胴１７と第３前胴２
２の連結を解除すると共に、連結板４７を取り外して第
２後胴１９と第３後胴２４の連結を解除し、伸縮ジャッ
キ４０を第２掘削機本体１５の外径に合わせて若干収縮
して伸縮スポーク３９を内方に移動させる。また、第３
後胴２４と既設セグメントＳとを連結する一方、エレク
タ装置７１により第２掘削機本体１５の外径に応じた中
径のセグメントをリング状に組み付ける。更に、第２後
胴１９の後端部に図示しないテールリング及びテールシ
ールを装着すると共に、シールドジャッキ６５のスプレ
ッダ６７を交換する。

【００３３】この状態で、前述同様に、カッタヘッド３
０を回転しながら各シールドジャッキ６５を伸長する
と、中径の既設セグメントＳへの押し付け反力によって
第１、第２掘削機本体１１，１５のみが一体に前進し、
既設セグメントＳに連結された第３後胴２４、この第３
後胴２４に連結ワイヤ５２を介して連結された第３前胴
２２がその位置に置き去りにされる。従って、カッタヘ
ッド３０が前方の地盤を掘削し、第２掘削機本体１５と
ほぼ同径の中径トンネルを大径トンネルに連続して掘削
することができる。

【００３４】この作業の繰り返しにより中径トンネルを
所定長さ構築すると、カッタヘッド３０及び掘削機本体
１１，１５を停止する。そして、ロック機構４５により
第１前胴１２と第２前胴１７の連結を解除すると共に、
連結板４６を取り外して第１後胴１３と第２後胴１９の
連結を解除し、伸縮ジャッキ４０を第１掘削機本体１１
の外径に合わせて収縮して伸縮スポーク３９を内方に移
動させる。また、第２後胴１９と既設セグメントＳとを
連結する一方、エレクタ装置７１により第１掘削機本体
１１の外径に応じた小径のセグメントをリング状に組み
付ける。更に、第１後胴１３の後端部に図示しないテー
ルリング及びテールシールを装着すると共に、シールド
ジャッキ６５のスプレッダ６７を交換する。

【００３５】この状態で、前述同様に、カッタヘッド３
０を回転しながら各シールドジャッキ６５を伸長する
と、小径の既設セグメントＳへの押し付け反力によって
第１掘削機本体１１のみが一体に前進し、既設セグメン
トＳに連結された第２後胴１９、この第２後胴１９に連
結ワイヤ５１を介して連結された第２前胴１７がその位
置に置き去りにされる。従って、カッタヘッド３０が前
方の地盤を掘削し、第１掘削機本体１１とほぼ同径の小
径トンネルを中径トンネルに連続して掘削することがで
きる。

【００３６】このように本実施形態のシールド掘削機に
あっては、第１前胴１２と第１後胴１３とを球面軸受１
４により屈曲自在に連結して第１掘削機本体１１を構成
し、第１前胴１２の外周部に嵌合した第２前胴１７と第
１後胴１３の外周部に嵌合した第２後胴１９とから第２
掘削機本体１５を構成し、第２前胴１７の外周部に嵌合
した第３前胴２２と第２後胴１７の外周部に嵌合した第
３後胴２４とから第３掘削機本体２０を構成し、第１前
胴１２と第１後胴１３との間に中折ジャッキ２８を介装
することで、この中折ジャッキ２８の伸縮動作により前
胴１２，１７，２２と後胴１３，１９，２４とを球面軸
受１４により一体に屈曲可能としている。

【００３７】従って、３段の掘削機本体１１，１５，２
０を一つの球面軸受１４と中折ジャッキ２８により一体
に屈曲可能となり、構造の簡素化を図ることができる。
そして、第２、第３前胴１７，２２の後端部と第２、第
３後胴１９，２４の前端部とが所定の屈曲余裕代を有す
る連結ワイヤ５１，５２により連結されているため、通
常の屈曲動作に支障をきたすことなく、第３掘削機本体
２０から第１、第２掘削機本体１１，１５を、また、第
２掘削機本体１５から第１掘削機本体１１を離脱させる
ことができ、径の変化する３段のトンネルを適正に掘削
することができる。この場合、第２、第３前胴１７，２
２と第２、第３後胴１９，２４とを連結ワイヤ５１，５
２で連結したことで、前後の胴を上下左右に屈曲可能な
多段式トンネル掘削機として構成することもできる。

【００３８】なお、上述の実施形態では、第２、第３前
胴１７，２２の後端部と第２、第３後胴１９，２４の前
端部とを所定の屈曲余裕代を有して連結する連結手段と
して、複数の連結ワイヤ５１，５２を適用したが、これ
に限定されるものではない。図４に本発明の第２実施形
態に係る多段式トンネル掘削機に適用された前胴部と後
胴部との屈曲部を表す断面を示す。なお、前述した実施
形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一
の符号を付して重複する説明は省略する。

【００３９】第２実施形態において、図４に示すよう
に、各前胴１２，１７，２２の後端部と各後胴１３，１
９，２４の前端部との間には確保された空間部５０に
て、その上方部及び下方部には、第２、第３前胴１７，
２２の後端部と第２、第３後胴１９，２４の前端部とを
連結する連結手段として連結ロッド８１，８２が設けら
れており、前端部が第２、第３前胴１７，２２の後端部
と連結ピン８３，８４により連結され、後端部が第２、
第３後胴１９，２４の前端部と連結ピン８５，８６によ
り連結されている。

【００４０】この場合、第１掘削機本体１１にて、第１
前胴１２の後端部と第１後胴１３の前端部が鉛直方向の
連結軸２７に連結されることで、前胴１２，１７，２２
と後胴１３，１９，２４とは水平方向に屈曲自在となっ
ているため、前胴１２，１７，２２と後胴１３，１９，
２４との連結部における上方部と下方部では、屈曲によ
る変位がない。そのため、第２、第３前胴１７，２２の
後端部と第２、第３後胴１９，２４の前端部とを、上方
部及び下方部で屈曲余裕代のない連結ロッド８１，８２
で連結することができる。

【００４１】従って、第２、第３前胴１７，２２と第
２、第３後胴１９，２４とを強度の高い連結ロッド８
１，８２で連結することで、構造を簡素化できる一方
で、第３掘削機本体２０から第１、第２掘削機本体１
１，１５の離脱、第２掘削機本体１５から第１掘削機本
体１１の離脱を円滑に行い、径の変化する３段のトンネ
ルを適正に掘削することができる。

【００４２】また、図５に本発明の第３実施形態に係る
多段式トンネル掘削機としての泥水式シールド掘削機の
概略断面を示す。なお、前述した実施形態で説明したも
のと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重
複する説明は省略する。

【００４３】第３実施形態の泥水式シールド掘削機で
は、第１実施形態の泥水式シールド掘削機に対してシー
ルドジャッキ６５の位置を異ならせている。即ち、図５
に示すように、第１掘削機本体１１にて、第１前胴１２
と第１後胴１３とは球面軸受１４により屈曲自在に連結
されており、この球面軸受１４の後方であって、第１後
胴１３の内周側に位置してシールドジャッキ６５が周方
向に沿って並設され、支持壁６６に取付けられており、
所定量偏心したクランク部材６７を介してスプレッダ６
８が装着されている。

【００４４】このようにシールドジャッキ６５を第１後
胴１３の内周側に配設することで、シールドジャッキ６
５の軸心とスプレッダ６８との偏心量を小さくし、十分
な掘削反力を確保することができると共に、シールドジ
ャッキ６５に作用する反力による故障等を減少すること
ができる。

【００４５】なお、上述の実施形態では、シールド掘削
機を３つの第１、第２、第３掘削機本体１１，１５，２
０により構成したが、２つでも、また、４つ以上であっ
てもよい。また、掘削機本体を前胴、中胴、後胴により
構成してもよい。

【００４６】また、上述の実施形態では、本発明の多段
式トンネル掘削機を泥水式シールド掘削機として説明し
たが、土圧式シールド掘削機としてもよく、この場合、
排土装置としてスクリューコンベヤを用いればよい。

【００４７】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の多段式トンネル掘削機によれ
ば、第１前胴と第１後胴とを屈曲手段により屈曲自在に
連結して第１掘削機本体を構成すると共に、第１前胴の
外周部に相対移動自在に嵌合する第２前胴と第１後胴の
外周部に相対移動自在に嵌合する第２後胴とにより第２
掘削機本体を構成し、第１、第２前胴同志及び第１、第
２後胴同志をロック機構により連結可能とし、第１掘削
機本体を前進させる推進ジャッキを設けると共に、第１
掘削機本体の前部に掘削径を変更可能なカッタヘッドを
駆動回転可能に装着したので、複数の掘削機本体を一つ
の屈曲手段により一体に屈曲可することができ、構造の
簡素化、装置の小型軽量化、低コスト化することができ
ると共に、途中で径が変化するトンネルを容易に掘削す
ることができる。

【００４８】請求項２の発明の多段式トンネル掘削機に
よれば、屈曲手段を、第１前胴の後端部と第１後胴の前
端部とを連結する球面軸受と、第１前胴と第１後胴との
間に架設された屈曲ジャッキとで構成したので、構造の
簡素化を図ることができる。

【００４９】請求項３の発明の多段式トンネル掘削機に
よれば、推進ジャッキを球面軸受の内周側に配設したの
で、掘削機の全長を短縮して小型化を図ることができ
る。

【００５０】請求項４の発明の多段式トンネル掘削機に
よれば、推進ジャッキを球面軸受の後方に位置して第１
後胴の内周側に配設したので、推進ジャッキの軸心とス
プレッダとの偏心量を小さくし、十分な掘削反力を確保
することができると共に、推進ジャッキに作用する反力
による故障等を減少することができる。

【００５１】請求項５の発明の多段式トンネル掘削機に
よれば、第２前胴の後端部と第２後胴の前端部とを屈曲
動作に影響を受けることなく連結する連結手段を設けた
ので、掘削機本体同志の離脱を円滑に行い、径の変化す
るトンネルを適正に掘削することができる。

【００５２】請求項６の発明の多段式トンネル掘削機に
よれば、連結手段を第２前胴の後端部と第２後胴の前端
部とを連結する複数の連結ワイヤとしたので、掘削機本
体の屈曲動作に追従して連結ワイヤが引かれるが、屈曲
余裕代を有しているために連結ワイヤの破損を防止する
ことができる。

【００５３】請求項７の発明の多段式トンネル掘削機に
よれば、第１前胴と第１後胴とを水平方向に屈曲自在と
し、連結手段を第２前胴の後端部と第２後胴の前端部の
上部及び下部を連結する連結ロッドとしたので、屈曲に
よる変位がない上方部及び下方部に強度の高い連結ロッ
ドを用いることで、構造を簡素化できる一方で、掘削機
本体同志の離脱を円滑に行い、径の変化するトンネルを
適正に掘削することができる。

【００５４】請求項８の発明の多段式トンネル掘削機に
よれば、第１、第２前胴の後端部と第１、第２後胴の前
端部との間の空間部を外部から被覆する弾性カバーを設
けると共に、空間部に充填材を注入する充填材注入手段
を設けたので、トンネル掘削作業時に掘削機本体が屈曲
動作しても、空間部には充填材が注入され、且つ、弾性
カバーにより被覆されているため、周辺土砂の侵入を確
実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る多段式トンネル掘
削機としての泥水式シールド掘削機の概略断面図であ
る。

【図２】シールド掘削機の正面図である。

【図３】前胴部と後胴部との屈曲部を表す断面図であ
る。

【図４】本発明の第２実施形態に係る多段式トンネル掘
削機に適用された前胴部と後胴部との屈曲部を表す断面
図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る多段式トンネル掘
削機としての泥水式シールド掘削機の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１１第１掘削機本体１２第１前胴１３第１後胴１４球面軸受（屈曲手段）１５第２掘削機本体１７第２前胴１９第２後胴２０第３掘削機本体２２第３前胴２４第３後胴２８中折ジャッキ（屈曲手段、屈曲ジャッキ）３０カッタヘッド４５ロック機構４６，４７連結板（ロック機構）５０空間部５１，５２連結ワイヤ（連結手段）５７弾性カバー５９グリース注入孔（充填材注入手段）６５シールドジャッキ（推進ジャッキ）７１エレクタ装置８１，８２連結ロッド（連結手段）

フロントページの続き (72)発明者山田浩史兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者塩屋儀徳兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内Ｆターム(参考） 2D054 AA02 AC05 AD03 AD07 AD19 BA03 DA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１前胴と第１後胴とが屈曲手段により
屈曲自在に連結された第１掘削機本体と、前記第１前胴
の外周部に相対移動自在に嵌合する第２前胴と前記第１
後胴の外周部に相対移動自在に嵌合する第２後胴とを有
する第２掘削機本体と、前記第１、第２前胴同志及び前
記第１、第２後胴同志を連結するロック機構と、前記第
１掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記第１掘
削機本体の前部に駆動回転可能に装着されて掘削径を変
更可能なカッタヘッドとを具えたことを特徴とする多段
式トンネル掘削機。
【請求項２】請求項１記載の多段式トンネル掘削機に
おいて、前記屈曲手段は、前記第１前胴の後端部と前記
第１後胴の前端部とを連結する球面軸受と、前記第１前
胴と前記第１後胴との間に架設された屈曲ジャッキとを
有することを特徴とする多段式トンネル掘削機。
【請求項３】請求項２記載の多段式トンネル掘削機に
おいて、前記推進ジャッキは前記球面軸受の内周側に配
設されたことを特徴とする多段式トンネル掘削機。
【請求項４】請求項２記載の多段式トンネル掘削機に
おいて、前記推進ジャッキは前記球面軸受の後方に位置
して前記第１後胴の内周側に配設されたことを特徴とす
る多段式トンネル掘削機。
【請求項５】請求項１記載の多段式トンネル掘削機に
おいて、前記第２前胴の後端部と前記第２後胴の前端部
とを屈曲動作に影響を受けることなく連結する連結手段
を設けたことを特徴とする多段式トンネル掘削機。
【請求項６】請求項５記載の多段式トンネル掘削機に
おいて、前記連結手段は、前記第２前胴の後端部と前記
第２後胴の前端部とを連結する複数の連結ワイヤである
ことを特徴とする多段式トンネル掘削機。
【請求項７】請求項５記載の多段式トンネル掘削機に
おいて、前記第１前胴と前記第１後胴とを水平方向に屈
曲自在であり、前記連結手段は、前記第２前胴の後端部
と前記第２後胴の前端部の上部及び下部を連結する連結
ロッドであることを特徴とする多段式トンネル掘削機。
【請求項８】請求項１記載の多段式トンネル掘削機に
おいて、前記第１、第２前胴の後端部と前記第１、第２
後胴の前端部との間の空間部を外部から被覆する弾性カ
バーを設けると共に、該空間部に充填材を注入する充填
材注入手段を設けたことを特徴とする多段式トンネル掘
削機。