JPH10246090A - 立坑掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立坑の掘削に際し、掘削土砂を立坑内から良
好に搬出させることができる立坑掘削機の提供。 【解決手段】 地山の崩壊を防ぐシールドハル８内に、
掘削土砂を搬送するスクリューコンベア１２と、掘削具
１を駆動する複数の駆動装置７とを備え、掘削具１が、
駆動装置７のそれぞれの駆動軸６に連結され、これらの
駆動軸６の軸心から偏心して、しかもそれぞれ互いに等
距離に設けられる軸支部５と、これらの軸支部５のそれ
ぞれに連結される支持部材２，３と、これらの支持部材
２，３に装着され、土砂を掘削する掘削ビット４とを含
み、軸支部５のうちの隣合う軸支部５相互間の距離を、
対応する駆動軸６の軸心間の距離にそれぞれ等しく設定
し、駆動軸６の軸心を結んで形成される正方形のほぼ中
心に主・土砂取り込み口１３を配置し、掘削土砂を流動
させる撹拌翼１４を駆動軸６の径方向に延設させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤に直径１０ｍ
程の大口径の縦孔、すなわち立坑を掘削することのでき
る立坑掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】地盤に直径１０ｍ程の大口径の横孔を掘
削する掘削機としては、トンネルを形成する横孔を掘削
するシールド掘進機がある。図１０は、このような横孔
の掘削に活用されている従来のシールド掘進機の一例を
示す縦断面図、図１１は図１０のＥ−Ｅ矢視に相当する
掘削具部分を示す正面図である。

【０００３】これらの図１０，１１に示す従来のシール
ド掘進機は、前方部分に、地山を掘削する掘削具５０を
有している。この掘削具５０は駆動軸５１を有する駆動
装置５２に接続されている。駆動装置５２を囲むよう
に、外殻を形成するシールドハル５３が設けられてい
る。このシールドハル５３は掘削した土砂の崩壊を防止
する。駆動装置５２の背後には、掘削具５０及び駆動装
置５２を所定距離推進させるシールドジャッキ５４が複
数本備えられている。シールドジャッキ５４の後方部分
には、掘削具５０による掘削で形成された横孔の内壁に
沿って円環状に配置されるセグメント５５が組み立てら
れる。このセグメント５５の幅寸法は、掘削具５０の１
回の推進距離、すなわちシールドジャッキ５４のストロ
ークに対応している。また、このセグメント５５により
地山の崩れが防止される。セグメント５５のそれぞれ
は、エレクタ５６によって組み立てられるようになって
いる。

【０００４】そして、掘削具５０によって掘削した土砂
を後方の所定位置まで搬送するスクリューコンベア５７
が備えられている。このスクリューコンベア５７は、全
体が傾斜状に配置され、ケーシングと、このケーシング
内に収納される羽根とを備えている。

【０００５】このシールド掘進機は、駆動装置５２を作
動させるとともにシールドジャッキ５４を作動させる
と、掘削具５０が回転しながらシールドジャッキ５４の
ストロークだけ推進して地山を掘削し、これによりその
ストロークに相当する長さの横孔が形成される。このよ
うに形成された横孔の内壁に沿うように、エレクタ５６
によりセグメント５５が円環状に組み立てられる。この
ような動作が繰り返し実施されて、十分に距離が長く、
直径が例えば１０ｍ程の大口径の横孔、すなわちトンネ
ルが形成される。

【０００６】また、上述した掘削動作の間、掘削によっ
て生じた土砂が自重により掘削具５０の下方付近に落下
する。スクリューコンベア５７を駆動することにより羽
根が回転し、この掘削具５０の下方付近に位置する土砂
がスクリューコンベア５７の土砂取り込み口６０から取
り込まれ、羽根に乗って後方の所定位置まで運ばれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は、
横孔を掘削するシールド推進機であることから、地山の
横孔掘削には有効であるものの、そのまま、直ちに立坑
の掘削に適用することはできない。

【０００８】例えば、上述した横孔の掘削の場合には、
掘削された土砂は自重により掘削具５０の下方に落下す
るので、スクリューコンベア５７を、その土砂取り込み
口が掘削具５０の下方の１個所となるように配置すれば
済む。しかし、立坑の掘削の場合には、１つの水平面内
の各部分に掘削により生じた土砂が分布する。したがっ
て、掘削した孔の周縁部の１個所のみに土砂取り込み口
が位置するようにスクリューコンベアを配置すると、掘
削により生じた土砂を効率良く搬送させることができな
くなり、所望の立坑を形成できなくなる懸念がある。

【０００９】このように、従来のシールド掘進機は横孔
の掘削という点では有効であるものの、そのまま立孔の
掘削に適用するときには、掘削した土砂の立坑内からの
搬出の点で問題を生じるものであった。したがって、土
砂の搬出も考慮に入れ、大きな径寸法の立坑を掘削でき
る装置の実現が要望されていた。

【００１０】本発明は、上記した従来技術における実状
に鑑みてなされたもので、その目的は、立坑の掘削に際
し、掘削土砂を良好に立坑内から搬出させることができ
る立坑掘削機を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る発明は、地山に立坑を掘削
する掘削具と、この掘削具を駆動する複数の駆動装置
と、外殻を形成し、上記地山の崩壊を防ぐシールドハル
と、上記掘削具によって掘削した土砂を搬送するスクリ
ューコンベアとを備え、上記掘削具が、上記複数の駆動
装置のそれぞれの駆動軸に連結され、これらの駆動軸の
軸心から偏心して、しかもそれぞれ互いに等距離に設け
られる軸支部と、これらの軸支部のそれぞれに連結され
る支持部材と、この支持部材に装着され、土砂を掘削す
る掘削ビットとを含み、上記軸支部のうちの隣合う軸支
部相互間の距離が、対応する上記駆動軸の軸心間の距離
にそれぞれ等しくなるように設定し、上記駆動軸のそれ
ぞれの軸心を結んで形成される多角形の内部に、上記ス
クリューコンベアの主・土砂取り込み口を配置し、上記
駆動軸の径方向に沿うようにこれらの駆動軸のそれぞれ
に一体的に設けられ、上記掘削具によって掘削された土
砂を流動させる撹拌翼を備えた構成にしてある。

【００１２】このように構成した請求項１に係る発明に
よれば、駆動装置のそれぞれの駆動軸を回転させること
により軸支部のそれぞれ、撹拌翼のそれぞれが回転す
る。軸支部のそれぞれは、駆動軸それぞれの軸心から所
定の等距離に設けてあることから、その等距離を回転半
径として駆動軸上を回転する。すなわち、軸支部のそれ
ぞれは平行クランク運動をおこなう。これにより、軸支
部に連結される支持部材を介して掘削ビットは、当該掘
削具の外形寸法よりも大きな領域内を移動して、地山を
掘削することができる。また、この掘削ビットによる地
山の掘削の間、撹拌翼によって掘削された土砂が、駆動
軸のそれぞれの軸心を結んで形成される多角形の内部に
配置されたスクリューコンベアの主・土砂取り込み口の
方向に押されて集められる。このようにして集められた
土砂は、主・土砂取り込み口からスクリューコンベアの
内部に取り込まれ、地上へと搬送される。このようにし
て、立坑における掘削土砂の排出を実現できる。また、
掘削具と、この掘削具を駆動する複数の駆動装置と、外
殻を形成し、地山の崩壊を防ぐシールドハルは、シール
ド掘進機の基本構造を形成し得るものであるから、シー
ルド掘進機の適用が可能であり、このシールド掘進機を
適用した場合には大口径の立坑を掘削することができ
る。

【００１３】また、上記目的を達成するために、本発明
の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明におい
て、上記スクリューコンベアの上記主・土砂取り込み口
を、上記駆動軸のそれぞれの軸心を結んで形成される多
角形のほぼ中心に配置した構成にしてある。

【００１４】このように構成した請求項２に係る発明に
よれば、特に、スクリューコンベアの主・土砂取り込み
口は、土砂の集まりやすい位置に配置される。すなわ
ち、駆動軸の回転に伴って撹拌翼が回転した際、掘削土
砂はその撹拌翼の回転によって描かれる円の接線方向に
力を受ける。これにより掘削土砂は駆動軸の外周面に沿
うように押し出される。スクリューコンベアの主・土砂
取り込み口は、撹拌翼の先端の回転軌跡が集合する部分
の中央位置、すなわち、土砂の流動速度が最も遅くなる
位置に存在する。これにより、この主・土砂取り込み口
部分に多くの掘削土砂が集まり、この主・土砂取り込み
口から効率良くスクリューコンベア内に土砂を取り込む
ことができる。

【００１５】また、上記目的を達成するために、本発明
の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明におい
て、上記スクリューコンベアが、上記駆動軸のそれぞれ
の軸心を結んで形成される上記多角形の一辺を対称軸と
して、上記主・土砂取り込み口の対称位置に、副・土砂
取り込み口を有する構成にしてある。

【００１６】また、上記目的を達成するために、本発明
の請求項４に係る発明は、請求項１または２に係る発明
において、上記スクリューコンベアが、上記駆動軸のそ
れぞれの軸心を結んで形成される上記多角形の一辺を対
称軸として、上記主・土砂取り込み口の対称位置よりも
上記シールドハル寄りに、副・土砂取り込み口を有する
構成にしてある。

【００１７】これらの請求項３，４に係る発明では、特
に、撹拌翼の回転に伴って押される掘削土砂の流動速度
が遅くなって、これらの掘削土砂が集まりやすい他の部
位を形成するシールドハル付近に、スクリューコンベア
の副・土砂取り込み口を設けてあるので、さらに効率良
くスクリューコンベアに掘削土砂を取り込むことができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の立坑掘削機の実施
の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の請求項
１，２に相当する立坑掘削機の第１の実施形態を示す縦
断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視に相当する裏面図、図
３は図１のＢ−Ｂ矢視に相当する拡大図である。

【００１９】この第１の実施形態の掘削具１及びスクリ
ューコンベア１２を除く基本構造は、横孔の掘削に活用
されるシールド掘進機と同等である。すなわち、この第
１の実施形態にあっても、図１に示すように、例えば油
圧モータから成る複数の駆動装置７と、これらの駆動装
置７のうちの所定の複数の駆動装置７によって駆動する
駆動軸６とを備えている。駆動軸６は例えば４本設けて
あり、その軸心を結んだとき、正方形が形成されるよう
に配置してある。駆動装置７のそれぞれを囲むように、
外殻を形成するシールドハル８が設けられている。この
シールドハル８は例えば円筒形状に形成されており、掘
削した土砂の崩壊を防止する。駆動装置７の背後には、
後述する掘削具１及び上述した駆動装置７を所定距離推
進させるシールドジャッキ９が複数本備えられている。
シールドジャッキ９の後方部分には、地山の掘削により
形成された立坑の内壁に沿って円環状に配置されるセグ
メント１０が組み立てられる。このセグメント１０の幅
寸法は、例えばシールドジャッキ９のストロークに対応
している。また、このセグメント１０により地山の崩れ
が防止される。セグメント１０のそれぞれは、エレクタ
１１によって組み立てられるようになっている。

【００２０】また、シールドハル８の下端部分には、同
図１に示すように掘削土砂のシールドハル８の内部への
進入を防止する隔壁８ａを設けてある。前述した駆動軸
６の下端に形成されている大径部のそれぞれは、隔壁８
ａよりも下方に突出している。

【００２１】地山に立坑を掘削する掘削具１は、例えば
以下の構成にしてある。すなわち、図２に示すように、
前述した４本の駆動軸６の大径部のそれぞれに連結さ
れ、これらの駆動軸６の軸心から偏心して、しかもそれ
ぞれ互いに等距離に設けられる軸支部５と、これらの４
本の軸支部５のそれぞれに連結される井桁状支持部材２
と、この井桁状支持部材２に固定される円環状支持部材
３と、これらの井桁状支持部材２及び円環状支持部材３
のそれぞれに装着される掘削ビット４とを備えている。
また、図３に１組だけ例示するように、それぞれの軸支
部５のうちの隣合う軸支部５相互間の距離ＳＡが、対応
する駆動軸６の軸心間の距離ＳＢにそれぞれ等しくなる
ように設定してある。

【００２２】掘削土砂を搬送するスクリューコンベア１
２は、図１に示すように、シールドハル８の中心軸にほ
ぼ一致する中央位置に、しかも鉛直方向に沿って配置し
てあり、そのスクリューコンベア１２の下端部付近に形
成され、掘削土砂をスクリューコンベア１２内に取り込
ませる主・土砂取り込み口１３は、駆動軸６の軸心を結
んで形成される前述した正方形の内部、例えばその正方
形のほぼ中心位置に配置してある。

【００２３】また、図２，３に示すように、駆動軸６の
径方向に沿うようにこれらの駆動軸６のそれぞれに一体
に、例えば駆動軸６に連結される軸支部５のそれぞれと
一体に設けられ、縦断面が十字形から成り、上述した掘
削具１によって掘削された土砂を流動させる撹拌翼１４
を備えている。

【００２４】このように構成した第１の実施形態では、
シールドジャッキ９を駆動させながら駆動装置７のそれ
ぞれを駆動すると、４本の駆動軸６のそれぞれが回転
し、これに伴って４本の軸支部５、及び撹拌翼１４のそ
れぞれが駆動軸６の軸心を中心として回転する。４本の
軸支部５のそれぞれは、駆動軸６の軸心から所定の等距
離に設けてあることから、それぞれその等距離を回転半
径として駆動軸６上を回転する。すなわち、これらの４
つの軸支部５で平行クランク運動をおこなわせることが
できる。これにより、軸支部５に連結される井桁状支持
部材２、及び円環状支持部材３を介して掘削ビット４
は、この掘削ビット４が備えられる掘削具１の外形形
状、すなわち円環状支持部材３の外形形状よりも大きな
領域内、つまりシールドハル８の外径寸法に相当する大
きな領域内を移動しながら下方向に向かって地山を掘削
する。

【００２５】また、このような掘削ビット４による地山
の掘削の間、４つの撹拌翼１４のそれぞれが、図３の二
点鎖線で示す軌跡１４ａのように円を描きながら回転す
るが、これらの撹拌翼１４によって掘削土砂が、駆動軸
６のそれぞれの軸心を結んで形成される正方形の内部に
配置された主・土砂取り込み口１３の方向に押されて集
められる。すなわち、駆動軸６の回転に伴って撹拌翼１
４が回転した際、掘削土砂は駆動軸６の外周面に沿うよ
うに押し出される。特に、この第１の実施形態では、主
・土砂取り込み口１３は、掘削土砂の集まりやすい位置
に配置されている。主・土砂取り込み口１３は、駆動軸
６のそれぞれの軸心を結んで形成される正方形の中心、
つまり撹拌翼１４の先端の回転軌跡が集合する部分の中
央位置にある。この中央位置は、掘削土砂の流動速度が
最も遅くなる位置である。これにより、この主・土砂取
り込み口１３部分に多くの土砂が集まり、この土砂取り
込み口１３から効率良くスクリューコンベア１２内に土
砂を取り込むことができる。スクリューコンベア１２内
に取り込まれた掘削土砂は、羽根の回転により地上まで
搬送される。

【００２６】なお、上述した駆動軸６を有する駆動装置
７、シールドハル８、隔壁８ａ、シールドジャッキ９、
セグメント１０、エレクタ１１などは、トンネルを形成
する横孔掘削に活用されているシールド掘進機の基本構
造を形成するものであるから、シールド掘進機の適用が
可能であり、このシールド掘進機を適用すれば、径寸法
の十分に大きな大口径の立坑を掘削することができる。

【００２７】このように構成される第１の実施形態によ
れば、立坑の掘削に際し、掘削土砂を立坑内から良好に
搬出させることができ、これにより大口径の立坑の形成
を実現できる。

【００２８】図４は本発明の請求項１，２，３に相当す
る第２の実施形態を示す縦断面図、図５は図４のＣ−Ｃ
矢視に相当する裏面図である。

【００２９】これらの図４，５に示す第２の実施形態
は、前述した第１の実施形態と同様に、掘削土砂を搬送
するスクリューコンベア１２を、シールドハル８の中心
軸にほぼ一致する中央位置に、しかも鉛直方向に沿って
配置してあり、このスクリューコンベア内に掘削土砂を
取り込ませる主・土砂取り込み口１３ａを、駆動軸６の
軸心を結んで形成される正方形の内部、例えばその正方
形のほぼ中心位置に配置してあると共に、上述した駆動
軸６の軸心を結んで形成される正方形の一辺を対称軸と
して、主、土砂取り込み口１３ａの対称位置に、スクリ
ューコンベア１２に掘削土砂を取り込ませる副・土砂取
り込み口１３ｂをそれぞれ配置してある。掘削具１を含
むその他の構成は、例えば前述した第１の実施形態と同
等に構成してある。

【００３０】このように構成した第２の実施形態では、
前述した第１の実施形態と同様の作用効果が得られる
他、特に、撹拌翼１４の回転に伴って押される掘削土砂
の流動速度が遅くなって、これらの掘削土砂が集まりや
すい他の部位を形成するシールドハル付近にも、スクリ
ューコンベア１２の副・土砂取り込み口１３ｂを設けて
あるので、この副・土砂取り込み口１３ｂからもスクリ
ューコンベア１２内に土砂を取り込むことができ、さら
に効率良く掘削土砂を立坑内から搬出させることができ
る。

【００３１】図６は本発明の請求項１，２に相当する第
３の実施形態を示す縦断面図、図７は図６のＤ−Ｄ矢視
に相当する横断面図である。

【００３２】この第３の実施形態は、撹拌翼１５の形態
を前述した図１〜図３に示す第１の実施形態と異ならせ
てある。その他の構成は、前述した第１の実施形態と例
えば同等に構成してある。

【００３３】撹拌翼１５のそれぞれは、駆動軸６に連結
される軸支部５に一体に固定される張出し板１５ａと、
この張出し板１５ａに固定され、駆動軸６の径方向に沿
って複数配置される棒体１５ｂと、駆動軸６上に固定さ
れ、前述した棒体１５ｂと一列に配置される別の棒体１
６とから成っている。

【００３４】このように構成した第３の実施形態にあっ
ても、駆動軸６を回転させると、棒体１６が回転すると
ともに、軸支部５が回転し、これに伴って張出し板１５
ａ及び棒体１５ｂが回転し、棒体１６，１５ｂの側部、
及び張出し板１５ａの側部によって掘削土砂を押し出
し、これらの掘削土砂を駆動軸６の軸心を結んで形成さ
れる正方形の中心に位置する主・土砂取り込み口１３方
向に集めることができ、前述した第１の実施形態と同様
に、この主・土砂取り込み口１３から掘削土砂をスクリ
ューコンベア１２内に効率良く取り込ませることがで
き、第１の実施形態と同等の作用効果が得られる。

【００３５】図８は本発明の請求項１，２，３に相当す
る第４の実施形態を構成する掘削具部分を示す裏面図で
ある。

【００３６】この第４の実施形態は、シールドハル１７
の形状が、正三角形の角部のそれぞれを丸めた形状にし
てある。このシールドハル１７内に収納される図示しな
い駆動装置の駆動軸２１は３本設けてあり、これらの駆
動軸２１の軸心を結ぶと正三角形となるように、これら
の駆動軸２１を配置してある。掘削具１８は、シールド
ハル１７の形状に対応させて形成してある。すなわち、
３本の駆動軸２１の大径部のそれぞれに、駆動軸２１の
軸心から偏心して、しかもそれぞれ互いに等距離に軸支
部２０を設けてあり、これらの３本の軸支部２０のそれ
ぞれに連結される環状支持部材１９と、この環状支持部
材１９に装着される図示を省略した掘削ビットとを備え
ている。上述した環状支持部材１９は、シールドハル１
７の外殻寸法よりも十分に小さく形成してあるものの、
その形状はシールドハル１７と同様に、正三角形の角部
のそれぞれを丸めた形状にしてある。また、軸支部２０
のうちの隣合う軸支部２０相互間の距離が、対応する駆
動軸２０の軸心間の距離にそれぞれ等しくなるように設
定してある。

【００３７】掘削土砂を図示省略したスクリューコンベ
ア内に取り込ませる主・土砂取り込み口２２は、駆動軸
２１の軸心を結んで形成される前述した正三角形の内
部、例えばその正三角形のほぼ中心位置に配置してあ
る。また、駆動軸２１の軸心を結んで形成される正三角
形の一辺を対称軸として、主、土砂取り込み口２２の対
称位置に、図示省略したスクリューコンベアに掘削土砂
を取り込ませる副・土砂取り込み口２３をそれぞれ配置
してある。さらに、駆動軸２１の径方向に沿うようにこ
れらの駆動軸２１のそれぞれに一体に、例えば駆動軸２
１に連結される軸支部２０のそれぞれと一体に、前述し
た第１の実施形態で述べたと同様の縦断面が十字形から
成り、上述した掘削具１８によって掘削された土砂を流
動させる撹拌翼２４を備えている。

【００３８】なお、同図８中、１７ａは隔壁を示してい
る。また、図示省略したが、第１の実施形態と同等のシ
ールドジャッキ、セグメント、エレクタ等も備えられて
いる。

【００３９】このように構成した第４の実施形態にあっ
ても、前述した第１の実施形態と同様に、図示しないシ
ールドジャッキを駆動させるとともに駆動装置のそれぞ
れを駆動すると、３本の駆動軸２１のそれぞれが回転
し、これに伴って３本の軸支部２０、及び撹拌翼２４の
それぞれが駆動軸２１の軸心を中心として回転する。３
本の軸支部２０のそれぞれは、平行クランク運動をおこ
なう。これにより、軸支部２０に連結される環状支持部
材１９を介して図示省略した掘削ビットは、環状支持部
材１９の外形形状よりも大きな領域内、つまりシールド
ハル１７の外殻寸法に相当する大きな領域内を移動し
て、下方向に向かって地山を掘削する。

【００４０】また、このような掘削ビットによる地山の
掘削の間、３つの撹拌翼２４のそれぞれによって掘削土
砂が、駆動軸２１のそれぞれの軸心を結んで形成される
正三角形の中心に配置された主・土砂取り込み口２２の
方向に押されて集められ、また、シールドハル１７付近
に位置する副・土砂取り込み口２３方向に押されて集め
られる。したがって、これらの主・土砂取り込み口２
２、副・土砂取り込み口２３から効率良くスクリューコ
ンベア１２内に土砂を取り込むことができる。

【００４１】また、第１の実施形態と同様に、駆動軸２
１を有する図示しない駆動装置、シールドハル１７、隔
壁１７ａ、図示しないシールドジャッキ、セグメント、
エレクタなどは、トンネルを形成する横孔掘削に活用さ
れているシールド掘進機の基本構造を形成するものであ
るから、シールド掘進機の適用が可能であり、このシー
ルド掘進機を適用すれば、径寸法の十分に大きな立坑を
掘削することができる。

【００４２】図９は本発明の請求項１，２，４に相当す
る第５の実施形態を構成する掘削具部分を示す裏面図で
ある。

【００４３】この第５の実施形態は、シールドハル２５
の形状が、不等辺の三角形の角部のそれぞれを丸めた形
状にしてある。このシールドハル２５内に収納される図
示しない駆動装置の駆動軸２９は、前述した第４の実施
形態と同様に３本設けてあり、これらの駆動軸２９の軸
心を結ぶと不等辺の三角形となるように、これらの駆動
軸２９を配置してある。掘削具２６は、シールドハル２
５の形状に対応させて形成してある。すなわち、３本の
駆動軸２９の大径部のそれぞれに、駆動軸２９の軸心か
ら偏心して、しかもそれぞれ互いに等距離に軸支部２８
を設けてあり、これらの３本の軸支部２８のそれぞれに
連結される環状支持部材２７と、この環状支持部材２７
に装着される図示を省略した掘削ビットとを備えてい
る。上述した環状支持部材２７は、シールドハル２５の
外殻寸法よりも十分に小さく形成してあるものの、その
形状はシールドハル２５の相似形にしてあり、不等辺の
三角形の角部のそれぞれを丸めた形状にしてある。ま
た、軸支部２８のうちの隣合う軸支部２８相互間の距離
が、対応する駆動軸２９の軸心間の距離にそれぞれ等し
くなるように設定してある。

【００４４】掘削土砂を図示省略したスクリューコンベ
ア内に取り込ませる主・土砂取り込み口３０は、駆動軸
２９の軸心を結んで形成される前述した不等辺の三角形
の内部に配置してある。また、その駆動軸２９の軸心を
結んで形成される不等辺の三角形の一辺を対称軸とした
ときの、主、土砂取り込み口３０の対称位置よりもシー
ルドハル２５寄りに、図示省略したスクリューコンベア
に掘削土砂を取り込ませる副・土砂取り込み口３１をそ
れぞれ配置してある。さらに、駆動軸２９の径方向に沿
うようにこれらの駆動軸２９のそれぞれに一体に、例え
ば駆動軸２９に連結される軸支部２８のそれぞれと一体
に、前述した第１の実施形態で述べたと同様の縦断面が
十字形から成り、上述した掘削具２６によって掘削され
た土砂を流動させる撹拌翼３２を備えている。

【００４５】なお、同図９中、２５ａは隔壁を示してい
る。また、図示省略したが、第１の実施形態と同等のシ
ールドジャッキ、セグメント、エレクタ等も備えられて
いる。 このように、シールドハル２５の外殻形状及び
掘削具２６の全体形状を不等辺の三角形に形成した第５
の実施形態であっても、図示しないシールドジャッキと
ともに駆動装置を駆動して駆動軸２９を回転させること
により、軸支部２８を平行クランク運動させて前述した
第４の実施形態と同様に、掘削具２６が、環状支持部材
２７の外形形状よりも大きな領域内、つまりシールドハ
ル２５の外殻寸法に相当する大きな領域内を移動して、
下方向に向かって地山を掘削する。

【００４６】また、３つの撹拌翼３２のそれぞれによっ
て掘削土砂が、主・土砂取り込み口２２、副・土砂取り
込み口３１方向に押されて集められ、これらの掘削土砂
を効率良くスクリューコンベア１２内に取り込むことが
できる。

【００４７】また、第１の実施形態と同様に、駆動軸２
９を有する図示しない駆動装置、シールドハル２５、隔
壁２５ａ、図示しないシールドジャッキ、セグメント、
エレクタなどは、シールド掘進機の基本構造を形成する
ものであるから、シールド掘進機の適用が可能であり、
このシールド掘進機を適用すれば、径寸法の十分に大き
な立坑を掘削することができる。

【００４８】なお、上記各実施形態にあっては、下向き
に地山を掘削して立坑を形成させるように述べたが、上
向きに地山を掘削して立坑を形成させることも可能であ
る。

【００４９】

【発明の効果】以上の構成にしてあることから、本発明
の請求項１〜４に係る発明は、立坑の掘削に際し、掘削
土砂をスクリューコンベアによって立坑内から良好に搬
出させることができ、これにより従来から要望されてい
た立坑掘削を実現できる。また、シールド掘進機の基本
構造の適用が可能であり、このようにシールド掘進機の
基本構造を適用すれば精度良く大口径の立坑を掘削する
ことができる。

【００５０】また、特に請求項２に係る発明では、主・
土砂取り込み口を掘削土砂が多く集まりやすい位置に配
置してあり、したがって、この主・土砂取り込み口から
効率良くスクリューコンベア内に掘削土砂を取り込むこ
とができ、土砂排出作業の能率向上に貢献する。

【００５１】また、特に請求項３，４に係る発明では、
主・土砂取り込み口からの掘削土砂の取り込みに加え
て、副・土砂取り込み口からシールドハル付近に集まっ
た掘削土砂の取り込みもおこなうことができ、したがっ
て、さらに効率良くスクリューコンベア内に掘削土砂を
取り込むことができ、土砂排出作業の能率をより向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立坑掘削機の第１の実施形態を示す縦
断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視に相当する裏面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視に相当する拡大図である。

【図４】本発明の第２の実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図５】図４のＣ−Ｃ矢視に相当する裏面図である。

【図６】本発明の第３の実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図７】図６のＤ−Ｄ矢視に相当する横断面図である。

【図８】本発明の第４の実施形態を構成する掘削具部分
を示す裏面図である。

【図９】本発明の第５の実施形態を構成する掘削具部分
を示す裏面図である。

【図１０】従来のシールド掘進機の一例を示す縦断面図
である。

【図１１】図１０のＥ−Ｅ矢視に相当する掘削具部分を
示す正面図である。

【符号の説明】

１ 掘削具 ２ 井桁状支持部材 ３ 円環状支持部材 ４ 掘削ビット ５ 軸支部 ６ 駆動軸 ７ 駆動装置 ８ シールドハル ８ａ 隔壁 ９ シールドジャッキ １０ セグメント １１ エレクタ １２ スクリューコンベア １３ 主・土砂取り込み口 １３ａ 主・土砂取り込み口 １３ｂ 副・土砂取り込み口 １４ 撹拌翼 １４ａ 軌跡 １５ 撹拌翼 １５ａ 張出し板 １５ｂ 棒体 １６ 棒体 １７ シールドハル １７ａ 隔壁 １８ 掘削具 １９ 環状支持部材 ２０ 軸支部 ２１ 駆動軸 ２２ 主・土砂取り込み口 ２３ 副・土砂取り込み口 ２４ 撹拌翼 ２５ シールドハル ２５ａ 隔壁 ２６ 掘削具 ２７ 環状支持部材 ２８ 軸支部 ２９ 駆動軸 ３０ 主・土砂取り込み口 ３１ 副・土砂取り込み口 ３２ 撹拌翼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 和憲 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 土屋 清 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地山に立坑を掘削する掘削具と、この掘
   削具を駆動する複数の駆動装置と、外殻を形成し、上記
   地山の崩壊を防ぐシールドハルと、上記掘削具によって
   掘削した土砂を搬送するスクリューコンベアとを備え、 上記掘削具が、 上記複数の駆動装置のそれぞれの駆動軸に連結され、こ
   れらの駆動軸の軸心から偏心して、しかもそれぞれ互い
   に等距離に設けられる軸支部と、これらの軸支部のそれ
   ぞれに連結される支持部材と、この支持部材に装着さ
   れ、土砂を掘削する掘削ビットとを含み、上記軸支部の
   うちの隣合う軸支部相互間の距離が、対応する上記駆動
   軸の軸心間の距離にそれぞれ等しくなるように設定し、 上記駆動軸のそれぞれの軸心を結んで形成される多角形
   の内部に、上記スクリューコンベアの主・土砂取り込み
   口を配置し、 上記駆動軸の径方向に沿うようにこれらの駆動軸のそれ
   ぞれに一体的に設けられ、上記掘削具によって掘削され
   た土砂を流動させる撹拌翼を備えたことを特徴とする立
   坑掘削機。
2. 【請求項２】 上記スクリューコンベアの上記主・土砂
   取り込み口を、上記駆動軸のそれぞれの軸心を結んで形
   成される多角形のほぼ中心に配置したことを特徴とする
   請求項１記載の立坑掘削機。
3. 【請求項３】 上記スクリューコンベアが、上記駆動軸
   のそれぞれの軸心を結んで形成される上記多角形の一辺
   を対称軸として、上記主・土砂取り込み口の対称位置
   に、副・土砂取り込み口を有することを特徴とする請求
   項２記載の立坑掘削機。
4. 【請求項４】 上記スクリューコンベアが、上記駆動軸
   のそれぞれの軸心を結んで形成される上記多角形の一辺
   を対称軸として、上記主・土砂取り込み口の対称位置よ
   りも上記シールドハル寄りに、副・土砂取り込み口を有
   することを特徴とする請求項１または２記載の立坑掘削
   機。