JPH09250292A - 掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】掘進機によって地山を掘削して連続した管から
なる管路を敷設するに際し、長距離推進を実現すると共
に土質の変動に対応する。 【解決手段】掘進機Ａのシールド本体１を隔壁５によっ
て分割して破砕空間６と機内空間７を形成する。カッタ
ーヘッド４をシールド本体の内周面に接触させて回転可
能に支持し、隔壁５に取り付けた駆動装置17によって回
転駆動する。カッターヘッド４に破砕空間６側から着脱
可能にカッタービット19を取り付ける。隔壁５にマンホ
ール８を形成すると共に該マンホール８を蓋体９によっ
て閉鎖する。隔壁５に形成した軸受部13に円錐台状のコ
ーンクラッシャー15を取り付けた偏心軸14を回転可能に
支持する。コーンクラッシャー15を囲むシールド本体１
の内面に円錐状の破砕壁21を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中を推進中にカ
ッタービットを交換することで長距離推進を可能とした
掘進機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】推進工法によって地中に管路を敷設する
場合、予め予定敷設線に沿って発進立坑と到着立坑を構
築しておき、発進立坑に設置した元押し装置によって掘
進機及び該掘進機に後続させたヒューム管を到着立坑に
向けて推進し、掘進機が到着立坑に到達したとき発進立
坑と到着立坑の間に敷設された多数のヒューム管によっ
て管路を構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記発進立坑及び到着
立坑は一般に道路に構築される。このため、周囲の交通
事情に大きな影響を与えることとなり、可及的に発進立
坑と到着立坑の間隔を大きくすることが可能な所謂長距
離推進し得る掘進機の開発が要求されている。

【０００４】また最近では下水道の整備が丘陵地から山
間地に進んでおり、対象地盤の多様化に伴って、管路の
予定敷設線上で土質が変動し、掘削性能を一定の状態に
保持し得ない等の問題が生じている。

【０００５】本発明の目的は、長距離推進及び土質の変
動に対応し得るように、推進中であってもカッタービッ
トを交換することが出来る掘進機を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る掘進機は、シールド本体の所定位置に設
けられ該シールド本体を破砕空間と機内空間に分割する
隔壁と、前記破砕空間の先端に配置され外周の一部がシ
ールド本体の内周面に略接触して回転可能に支持された
カッターヘッドと、前記カッターヘッドに対し隔壁側か
ら着脱可能に装着されたカッタービットと、前記カッタ
ーヘッドを回転駆動する駆動部材と、前記カッターヘッ
ドと隔壁の間であって軸心がシールド本体の軸心と略平
行に配置されカッターヘッド側が細く且つ隔壁側が太い
円錐台状に形成され前記隔壁に回転可能に支持されたコ
ーンクラッシャーと、前記コーンクラッシャーを駆動す
る駆動部材と、前記コーンクラッシャーを囲んで配置さ
れカッターヘッド側が太く且つ隔壁側が細い円錐台に形
成されコーンクラッシャーと共に礫を破砕する破砕壁
と、前記隔壁に形成され破砕空間と機内空間を連通する
マンホールとを有して構成したものである。

【０００７】上記掘進機では、カッターヘッドに対し隔
壁側からカッタービットが装着され、且つカッターヘッ
ドは外周の一部がシールド本体の内周面に略接触して該
本体に回転可能に支持されるため、カッターヘッドと隔
壁の間には軸のような回転部材が存在しない破砕空間が
形成される。このため、掘進機の推進中であってもカッ
ターヘッドを停止させて、作業員が隔壁に形成したマン
ホールを通って破砕空間に入ることが出来、該空間に於
いてカッターヘッドに装着されたカッタービットを交換
することが出来る。

【０００８】上記掘進機に於いて、カッターヘッドを駆
動する駆動部材とコーンクラッシャーを駆動する駆動部
材が同一のモーターであることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、上記掘進機の好ましい実施
形態について図を用いて説明する。図１は掘進機の要部
を示す模式断面図、図２は掘進機の隔壁部分の構成を説
明する模式図である。

【００１０】本発明に係る掘進機Ａは、口径800 mm以上
の管を敷設する際に適用されるものであり、後続する管
を経て機体側から侵入した作業員によってカッターヘッ
ドに装着したカッタービットを交換することで地中を連
続的に掘削することを可能とし、これにより、長距離推
進し得るように構成されている。

【００１１】図に於いて、掘進機Ａは、図示しない発進
立坑に設置された元押し装置から付与された推力によっ
て到着立坑に向けて推進されるものであり、予め管路の
予定敷設線に沿って照射されたレーザー光線を基準線と
し、該基準線に対する推進方向のズレを検出し、推進方
向が基準線からズレたとき、推進方向を修正して予定敷
設線に一致して推進し得るように構成されている。掘進
機Ａに於ける前記構造は従来から用いられている通常の
掘進機と同様であり細部の説明を省略する。

【００１２】掘進機Ａは、先端側に配置されたシールド
本体１と、複数の方向制御ジャッキ３を介してシールド
本体１に接続されたテールシールド２と、シールド本体
１の先端に回転可能に取り付けられたカッターヘッド４
とを有して構成されている。

【００１３】シールド本体１の所定位置には隔壁５が設
けられており、この隔壁５よりもカッターヘッド４側に
破砕空間６が形成され、テールシールド２側に機内空間
７が形成されている。また隔壁５の所定位置には破砕空
間６と機内空間７を連通するマンホール８が形成されて
おり、該マンホール８は蓋体９によって閉鎖されてい
る。このマンホール８は作業員が容易に通過し得る断面
積を有している。

【００１４】シールド本体１の先端に回転可能に取り付
けられたカッターヘッド４は、後述するカッタービット
19を着脱可能に取り付けた面板４ａと、該面板４ａの外
周部に形成されシールド本体１の内周に嵌合する筒部４
ｂとからなり、筒部４ｂの延長上に内歯歯車10が固着さ
れている。前記内歯歯車10はシールド本体１に固定した
軸受11に嵌合して回転可能に支持されている。また筒部
４ｂの外周部であってシールド本体１の内周との嵌合部
位にはシールリング12が装着され、該嵌合部位から泥水
や地下水が侵入することを防止している。

【００１５】隔壁５のシールド本体１の軸心から所定距
離離隔し且つマンホール８と干渉することのない位置に
ボス状の軸受部13が形成され、該軸受部13に偏心軸14が
シールド本体１の軸心と略平行に配置されて回転可能に
支持されている。偏心軸14には、破砕空間６に面する側
にコーンクラッシャー15が自由回転可能に装着されてお
り、且つ内歯歯車10と対向する位置に該歯車10と噛合す
る歯車16がキー14ａによって固定されている。

【００１６】本実施形態に於いて、カッターヘッド４と
コーンクラッシャー15は同一の駆動装置17によって駆動
されている。即ち、隔壁５の所定位置に、モーター，減
速機，変速機からなる駆動装置17が配置され、該駆動装
置17の駆動歯車18が内歯歯車10と噛合している。従っ
て、駆動装置17を駆動して駆動歯車18を回転させると、
該歯車18と噛合する内歯歯車10が回転し、この回転に伴
ってカッターヘッド４が回転する。同時に、内歯歯車10
と噛合する歯車16が回転し、この回転に伴ってコーンク
ラッシャー15が回転する。

【００１７】尚、隔壁５には破砕空間６に泥水を供給す
る図示しない送泥管、及び破砕空間６にある泥水と共に
掘削土砂や破砕された礫等を外部に排出する図示しない
排泥管が配置されている。

【００１８】カッターヘッド４は元押し装置によって付
与された推力に応じて地山に圧接すると共に駆動装置17
に駆動されて地山を掘削するものであり、土質の変動に
対し柔軟に対応し得るように、外周に多数の突起19ａを
形成したカッタービット19やリング状の突起19ｂを形成
したカッタービット19等の複数のカッタービット19を夫
々着脱可能に装着して構成されている。またカッターヘ
ッド４の面板４ａには、カッタービット19によって掘削
した土砂や礫或いは玉石等を破砕空間６に取り込むため
に、図示しない穴が形成されている。

【００１９】カッタービット19は、カッターヘッド４の
面板４ａに固定した支持ブラケット20に夫々回転可能に
支持されてカッターヘッド４に取り付けられている。ま
た支持ブラケット20は、カッタービット19をカッターヘ
ッド４の破砕空間６側の面から着脱し得るように構成さ
れている。

【００２０】支持ブラケット20によるカッタービット19
のカッターヘッド４に対する着脱方式は特に限定するも
のではない。即ち、支持ブラケット20によってカッター
ビット19の回転軸（図示せず）を挟持した状態で該ブラ
ケット20をカッターヘッド４に溶接してカッタービット
19を取り付け、交換時には溶接部位をガウジングして支
持ブラケット20を取り外すように構成することが可能で
ある。また支持ブラケット20を構成する部材をカッター
ヘッド４に溶接し、該部材に他の部材をボルト等によっ
て固着することでカッタービット19の回転軸を挟持する
ように構成することも可能である。

【００２１】コーンクラッシャー15は、隔壁５側（元
側）の径が大きくカッターヘッド４側（先端側）の径が
小さい円錐台状に形成されており、円錐面に多数に突起
15ａが形成されている。またコーンクラッシャー15に対
向するシールド本体１の内面には、隔壁５側の径が小さ
くカッターヘッド側の径が大きい円錐状の面からなる破
砕壁21が形成され、該破砕壁21に多数の突起21ａが形成
されている。そしてコーンクラッシャー15と破砕壁21と
によって、カッターヘッド４側から隔壁５側にかけて断
面が小さくなる破砕室22が形成される。

【００２２】上記コーンクラッシャー15は偏心軸16の回
転に伴って破砕壁21に対して離接する。このため、破砕
室22に取り込まれた礫や玉石は破砕壁21とコーンクラッ
シャー15に挟まれて打撃力を受けて破砕される。礫や玉
石を破砕する場合、必ずしもコーンクラッシャー15を偏
心回転させる必要はない。しかしこの場合には破砕壁21
の表面及び、又はコーンクラッシャー15の表面に破砕用
の羽根を設け、この羽根によって剪断破壊し得るように
構成することが必要である。

【００２３】上記の如く構成された掘進機Ａでは、該掘
進機Ａに後続させた管を介して元押し装置の推力を伝達
しつつ、駆動装置17を駆動してカッターヘッド４を回転
させると同時にコーンクラッシャー15を偏心回転させる
と、カッターヘッド４のカッタービット19によって地山
が掘削され、掘削土砂や礫が破砕空間６に取り込まれ
る。

【００２４】破砕空間６に取り込まれた掘削土砂は破砕
室22に於いて圧密され、泥水と共に排泥管から外部に排
出される。また礫や玉石は破砕壁21とコーンクラッシャ
ー15に挟まれて破砕され、破砕室22の最小間隙を通過し
た破砕片は泥水と共に排泥管を介して外部に排出され
る。

【００２５】掘進機Ａの推進長の増加に伴ってカッター
ビット19が消耗したとき、掘進機Ａの推進を停止し、機
内空間７から作業して蓋体９を隔壁５から取り外すこと
でマンホール８を開口させ、このマンホール８を通って
作業員が破砕空間６に侵入してカッターヘッド４に取り
付けたカッタービット19を交換する。

【００２６】カッタービット19を交換した後、隔壁５に
蓋体９を取り付けてマンホール８を閉鎖し、再度各駆動
部を駆動することで、新しいカッタービット19によって
地山を掘削することが可能であり、従って長距離推進を
実現することが可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
掘進機では、隔壁に設けたブラケットを取り外すことで
マンホールを開口させることが出来、且つ破砕空間にあ
るコーンクラッシャーを取り外すことが出来る。このた
め、作業員は前記マンホールを通って容易に破砕空間に
出入りすることが出来、該空間側からカッターヘッドに
取り付けたカッタービットを交換することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】掘進機の要部を示す模式断面図である。

【図２】掘進機の駆動系を説明する模式図である。

【符号の説明】 Ａ，Ｂ 掘進機 １ シールド本体 ２ テールシールド ３ 方向制御ジャッキ ４ カッターヘッド ４ａ 面板 ４ｂ 筒部 ５ 隔壁 ６ 破砕空間 ７ 機内空間 ８ マンホール ９ 蓋体 10 内歯歯車 11 軸受 13 軸受部 14 偏心軸 15 コーンクラッシャー 16 歯車 17 駆動装置 18 駆動歯車 19 カッタービット 20 支持ブラケット 21 破砕壁 22 破砕室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド本体の所定位置に設けられ該シ
   ールド本体を破砕空間と機内空間に分割する隔壁と、前
   記破砕空間の先端に配置され外周の一部がシールド本体
   の内周面に略接触して回転可能に支持されたカッターヘ
   ッドと、前記カッターヘッドに対し隔壁側から着脱可能
   に装着されたカッタービットと、前記カッターヘッドを
   回転駆動する駆動部材と、前記カッターヘッドと隔壁の
   間であって軸心がシールド本体の軸心と略平行に配置さ
   れカッターヘッド側が細く且つ隔壁側が太い円錐台状に
   形成され前記隔壁に回転可能に支持されたコーンクラッ
   シャーと、前記コーンクラッシャーを駆動する駆動部材
   と、前記コーンクラッシャーを囲んで配置されカッター
   ヘッド側が太く且つ隔壁側が細い円錐台に形成されコー
   ンクラッシャーと共に礫を破砕する破砕壁と、前記隔壁
   に形成され破砕空間と機内空間を連通するマンホールと
   を有することを特徴とする掘進機。
2. 【請求項２】 前記カッターヘッドを駆動する駆動部材
   とコーンクラッシャーを駆動する駆動部材が同一のモー
   ターであることを特徴とする請求項１記載の掘進機。