JPH07995B2 - 掘進機 - Google Patents

掘進機

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JPH07995B2
JPH07995B2 JP4176037A JP17603792A JPH07995B2 JP H07995 B2 JPH07995 B2 JP H07995B2 JP 4176037 A JP4176037 A JP 4176037A JP 17603792 A JP17603792 A JP 17603792A JP H07995 B2 JPH07995 B2 JP H07995B2
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chamber
earth
cutter
excavator
crankshaft
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登始夫 明坂
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株式会社イセキ開発工機
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    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
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    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/208—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes using down-hole drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0642—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end
    • E21D9/0657—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end structurally associated with rock crushers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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  • Earth Drilling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は岩盤から巨礫層，粘性土
に至る全ての土質に対応出来、特に従来困難であった粘
性土に於いて効果を発揮出来る掘進機に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、地山を掘削してヒューム管等
の管を連続させた管路を敷設する工法としてセミシール
ド工法と呼ばれる工法が採用されている。然し、岩盤か
ら巨礫層，粘性土に至る全ての地盤に対応する掘進機に
は礫破砕装置を内蔵したものがなく、前面ディスクカッ
ターに小穴を明け、礫の大きさを制限しながら掘削する
ものが主であった。このため、小さな礫までローラービ
ットで破砕しなければならず、推進効果が悪く、また粘
性土の場合には小穴の閉塞が激しく掘進不能になること
がしばしばであった。
【０００３】上記工法を実施するために、本件出願人は
既に特開昭60−242295号公報に開示されたシールド推進
装置及び特公平３-34560号公報に開示されたシールド推
進方法を開発している。前記シールド推進装置は、シー
ルド本体の前部に後方へ向けて次第に口径が小さくなる
コーン面を形成すると共にこのコーン面の後方に隔壁を
設け、更に、一端が隔壁に設けた軸受に他端がシールド
本体の前端に設けた軸受に回転可能に支持された軸を設
け、前記シールド本体に形成されたコーン面に囲まれた
空間内に配置された圧密ヘッド（コーンローター）を前
記軸に偏心回転可能に取り付けて構成したものである。
また前記軸の前端にはボスが固定され、該ボスから放射
状に伸びるスポークにビット或いはチップが設けられて
いる。
【０００４】上記シールド推進装置では、地山が粘性土
層，土砂層から構成されることを想定しており、該地山
をビット或いはチップによって掘削している。掘削され
た土砂はスポークの間からシールド本体の前部に設けた
コーン面内に取り込まれ、偏心回転するコーンローター
とコーン面との協働によって圧密される。そしてシール
ド推進装置の推進に伴って相対的に後方へ押し出されて
清水或いは泥水と混合し、シールド本体に配置されたパ
イプを介して外部に排出される。
【０００５】然し、掘削すべき地山の土質は土や砂等の
単一層であることは少なく、これ等の層に粒度の異なる
礫が含まれることが多い。上記シールド推進装置に於い
て、コーン面に取り込まれた粒度の大きい礫は、シール
ド本体の軸心に対し偏心回転するコーンローターによっ
てコーン面との間に挟まれ、且つコーンローターの偏心
回転によって打撃されて破砕される。
【０００６】礫を破砕する場合、コーンローターの回転
数は大きいことが好ましい。このため、上記シールド推
進装置では、クランク軸とコーンローターとを遊星ギヤ
機構を介して駆動することでコーンローターの偏心回転
数を上昇させ、或いはコーンローターを単独の駆動モー
ターと接続することによってカッターの回転数に関わら
ずコーンローターの偏心回転数を上昇させるように構成
している。
【０００７】上記シールド推進方法は、シールド本体を
推進させる際にコーンローターに作用する軸力を検出
し、この検出値が所定の値を越えたとき、シールド本体
の推進速度を下げ、同時に又は独立してコーンローター
の偏心回転速度を上げるものである。このシールド推進
方法によれば、コーンローターに作用する軸力を管理す
ることで、効率良く且つ安全性に富んだ地山の掘削を行
うことが出来る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記シールド掘削装置
によれば掘削土砂中に含まれた礫を破砕しつつ外部に排
出して地山を掘削することが出来る。然し、このシール
ド推進装置であっても全く問題がないわけではない。即
ち、前記シールド推進装置では、カッターをビット或い
はチップによって構成しているため、地山を効率良く掘
削するにはカッターの回転数を低く押さえることが必要
となる。このため、コーン面とコーンローターとの協働
による礫に対する破砕効率が低下することとなり、従っ
て、コーンローターの回転数を確保するために遊星ギヤ
機構や単独の駆動モーターを設けなければならず、構造
が複雑になるという問題がある。
【０００９】本発明の目的は、岩盤から巨礫層，粘性土
に至る全ての土質に対応出来、特に従来困難であった粘
性土に於いて効果を発揮出来る掘進機を提供することに
ある。
【００１０】
【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、所定位置に設けた隔壁によっ
て削土室と機内室とに分割され且つ削土室の内周面を後
方から前方に向かって径を拡大させて形成した本体と、
前記隔壁を貫通して削土室から機内室にわたって配設さ
れると共に前記隔壁に設けた軸受によって片持梁状に支
持され且つ前端と前記隔壁に対応する部分を同一軸心上
に配置すると共に前記本体の削土室と対応する部分に偏
心部を形成したクランク軸と、前記クランク軸の前端に
固着され且つローラービットを回転可能に装着すると共
に掘削された土砂及び礫を削土室に取り込む取込み穴を
有するカッターディスクと、前記クランク軸の偏心部に
回転可能に取り付けられ且つ外周面を後方から前方に向
かって径を縮小させて形成したコーンローターと、前記
本体の機内室に配置され前記クランク軸を駆動する駆動
部材と、前記削土室に取り込まれ破砕された掘削土砂を
泥水と混合させて排出する排出手段とを有して構成され
るものである。
【００１１】
【作用】上記掘進機によれば、岩盤層をカッターディス
クに取り付けたローラービットによって掘削することが
出来、且つ礫層を掘削するときは削土室に取り込まれた
礫をクランク軸の偏心部に取り付けたコーンローターに
よって破砕すると共に、破砕された礫を泥水と混合させ
て排出することが出来る。
【００１２】即ち、ローラービットを取り付けたカッタ
ーディスクの回転数は、一般にチップを取り付けたカッ
ターの回転数と比較して５倍〜10倍程度であることが好
ましい。また後方から前方に向かって径を拡大させて形
成した削土室の内周面に対し外周面を後方から前方に向
かって径を縮小させて形成したコーンローターを偏心運
動させて礫を破砕する場合、コーンローターの回転数を
増大させることで礫に対する破砕効果を向上させること
が出来る。
【００１３】従って、前端と隔壁に対応する部分を同一
軸心上に配置し且つ本体の削土室と対応する部分に偏心
部を形成したクランク軸を設け、該クランク軸の前端に
ローラービットを取り付けたカッターディスクを固着す
ると共に偏心部にコーンローターを回転可能に取り付け
ることによって、カッターディスクの回転数とコーンロ
ーターの偏心回転数を同一回転数とすることが可能とな
る。即ち、ローラービットを最も効率的に稼働させるた
めにカッターディスクの回転数を従来のビット或いはチ
ップを取り付けたカッターの回転数よりも上昇させる
と、カッターディスクの回転に伴ってコーンローターの
回転数も上昇させることが出来る。またローラービット
を取り付けたカッターディスクは本体の軸心と同一軸心
上で回転するため、ローラービットに偏荷重が作用する
ことがなく、岩盤に対する掘削を効率良く行うことが出
来る。
【００１４】このため、岩盤層を効率良く掘削すると共
にコーンローターによる礫の破砕効率を上昇させること
が出来る。
【００１５】
【実施例】以下上記掘進機の一実施例について図を用い
て説明する。図１は掘進機の断面図、図２は掘進機の正
面図、図３は掘進機の背面図、図４はコーンローターの
機能を説明する断面図である。
【００１６】図に示す掘進機Ａは、下水道管路等の管路
を敷設する際に用いられるセミシールド工法を実施する
ための掘進機である。そして掘進機Ａの先端に設けたカ
ッターディスクを駆動しつつ、図示しない立坑に設置さ
れた元押装置によって推進力を付与することで地山を掘
削し、且つ掘削された礫を破砕して坑外に排出し得るよ
うに構成されている。また掘進機Ａの推進に伴って、該
掘進機Ａの後端にヒューム管を接続することで、所定の
管路を敷設し得るように構成されている。
【００１７】図に於いて、掘進機Ａはシールド本体１と
テールシールド２とによって構成されている。シールド
本体１の先端には後述するローラービット23及びローラ
ーカッター24を取り付けたカッターディスク３が回転可
能に取り付けられている。またシールド本体１とテール
シールド２とは油圧シリンダーからなる２つのジャッキ
４とロッド５（図３参照）とによって屈曲可能に接続さ
れている。ジャッキ４及びロッド５は円周方向に 120度
間隔で設けられており、２本のジャッキ４に夫々独立し
て圧油を供給することでシールド本体１とテールシール
ド２との屈曲角度を所望の値に設定することが可能であ
る。従って、地山を掘削している際には、テールシール
ド２に対するシールド本体１の角度を変更して掘進機Ａ
の推進方向を制御することが可能である。
【００１８】シールド本体１の所定位置には隔壁７が設
けられており、この隔壁７の前方側（図１の左側、以下
同じ）に削土室８が形成され、且つ後方側（図１の右
側、以下同じ）に機内室９が形成されている。削土室８
は、隔壁７の前方側所定位置に設けたリング状の格子10
によって該格子10の前方側の破砕室８ａと、格子10と隔
壁７の間の泥水室８ｂとに分割されている。また機内室
９は後述する駆動部材となる減速機27，油圧計15を含む
計器類，掘進機Ａの推進方向を確認するために配設され
たレーザービーム34を屈折するミラー31ａ〜31ｃ等を収
容する機械室として構成されている。
【００１９】破砕室８ａに対応するシールド本体１の内
周面（破砕室８ａの内周面８ｃ）は、前方から後方に向
かって径が縮小する円錐形、特に円錐台状に形成されて
いる。
【００２０】隔壁７は２枚のプレート７ａ，７ｂによっ
て構成され、これ等のプレート７ａ，７ｂを所定距離離
隔させて配置すると共にシールド本体１の内周壁に溶接
することで削土室８と機内室９との水密性を保持してい
る。またプレート７ａ，７ｂの間に形成された室７ｃは
クランク軸18を回転可能に支持する軸受17ａ，17ｂ，19
ａ，19ｂを潤滑する潤滑油の油室として構成されてい
る。
【００２１】隔壁７の中心にシールド本体１の軸心と一
致させて円筒状のケーシング部材11が固着されている。
ケーシング部材11の後方側端面から所定長さにわたって
キー溝11ａが形成されており、また室７ｃと対応する位
置に潤滑油を流通させる複数の流通孔11ｂが形成されて
いる。
【００２２】ケーシング部材11にスリーブ12が収容され
ている。このスリーブ12はケーシング部材11の長さより
も長く形成されている。そしてケーシング部材11の長さ
と対応する位置にフランジ12ａが形成され、該フランジ
12ａよりも前方側であってケーシング部材11に形成した
キー溝11ａと対応する位置に該キー溝11ａの長さよりも
短いキー12ｂが固着されている。従って、スリーブ12は
ケーシング部材11に対し軸方向に摺動可能に且つ回転不
能に収容され、スリーブ12が前方に摺動したとき、この
摺動はフランジ12ａがケーシング部材11の後方側端面と
当接して規制される。
【００２３】スリーブ12の前方側端面にはスリップリン
グ12ｃが固着され、且つケーシング部材11に形成された
流通孔11ｂと対応する位置には潤滑油を流通させる複数
の流通孔12ｄが形成されている。
【００２４】ケーシング部材11の後方側端面にスリーブ
12のフランジ12ａの長さよりも長い胴部13ａを有するフ
ランジ部材13が取り付けられている。これにより、フラ
ンジ部材13の内部とスリーブ12のフランジ12ａとの間に
油圧室14が形成されている。またフランジ部材13の油圧
室14と対応する位置には、該油圧室14と液圧計となるテ
ールシールド２に設けた油圧計15とを接続するホース等
の接続部材16の一端が固定されている。油圧室14，接続
部材16には作動流体となる作動油が充填されており、ス
リーブ12に該スリーブ12を後方側へ摺動させる力が作用
したとき、この力が油圧室14，接続部材16に充填された
作動油を介して油圧計15に表示される。
【００２５】スリーブ12にはラジアル荷重及びスラスト
荷重を支承し得る複数の軸受17ａ，17ｂが設けられてお
り、これ等の軸受17ａ，17ｂを介してクランク軸18が回
転可能に嵌合されている。クランク軸18の破砕室８ａと
対応する位置には予め設定された偏心量を持った偏心部
18ａが形成されている。またクランク軸18の後方側端部
には駆動機構27のスプライン軸27ｃと嵌合する嵌合部18
ｂが形成されており、且つ前方側端部にはカッターディ
スク３のボス部３ａと嵌合する取付部18ｃが形成されて
いる。
【００２６】クランク軸18の偏心部18ａにはラジアル荷
重及びスラスト荷重を支承し得る複数の軸受19ａ，19ｂ
を介してコーンローター20が取付られている。従って、
コーンローター20はクランク軸18の偏心部18ａを中心と
して回転可能に、且つシールド本体１の軸心を中心とし
て偏心回転可能に構成されている。
【００２７】コーンローター20は、外周面20ａが後方側
から前方側に向かって径が縮小する円錐形、特に円錐台
状に形成されている。このコーンローター20の後側端部
の径は破砕室８ａの後側端部の径よりも小さく形成され
ており、コーンローター20の後側端面と破砕室８ａの後
側端面との間に掘削土砂を格子10を通って泥水室８ｂに
導入するスリット21が形成されている。
【００２８】コーンローター20の前側端部にはスリップ
リング20ｂが固着され、且つ後側端部にはバネ20ｃによ
って後方側に付勢されたスリップリング20ｄが取り付け
られている。前記スリップリング20ｄはスリーブ12の前
側端部に固着したスリップリング12ｃと面接触してオイ
ルシールの機能を有するものである。またこれ等のスリ
ップリング20ｄ，12ｃの内径はクランク軸18の外径より
も大きい寸法を有している。従って、スリーブ12とクラ
ンク軸18との間に構成された空間及びクランク軸18とコ
ーンローター20との間に形成された空間が接続され、こ
れ等の空間は軸受17ａ，17ｂ，19ａ，19ｂをオイルバス
方式で潤滑する油室として構成される。
【００２９】前述の如く破砕室８ａの内周面８ｃは前方
から後方に向かって径が縮小する円錐形に形成されてい
る。従って、破砕室８ａは図に示すように前方側から後
方側に向かって断面積が小さくなる漏斗状に形成されて
いる。破砕室８ａの内周面８ｃ及びコーンローター20の
外周面20ａには多数の突起22が突設されている。この突
起22は破砕室８ａに取り込まれた礫をスリット21を通過
し得る大きさに破砕するためのものである。
【００３０】即ち、クランク軸18が回転すると、この回
転に伴ってコーンローター20はクランク軸18の軸心、即
ちシールド本体１の軸心を中心として偏心運動する。こ
のため、コーンローター20の外周面20ａと破砕室８ａと
対応するシールド本体１の内周面との距離はコーンロー
ター20の偏心量に応じて変化する。従って、掘進機Ａの
推進に伴って破砕室８ａ内を後方側に移動した礫はコー
ンローター20及び突起22による打撃を受けて破砕され
る。礫に対する打撃に伴って、コーンローター20はクラ
ンク軸18の偏心部18ａを中心として回転する。そして破
砕された礫は掘進機Ａの推進に伴って相対的に後方側に
進行し、スリット21から泥水室８ｂに導入される。
【００３１】クランク軸18の取付部18ｃにはカッターデ
ィスク３のボス部３ａがキー18ｄを介して取り付けられ
ている。カッターディスク３は図１及び図２に示すよう
に、ボス３ａと、シールド本体１の外径と略等しい径を
持ったカッターディスク回転盤３ｂと、ボス３ａとカッ
ターディスク回転盤３ｂを接続するアーム３ｃとによっ
て構成されている。カッターディスク回転盤３ｂには掘
削された土砂を取り込むために複数の取込穴３ｄが形成
されている。
【００３２】ボス３ａにはコーンローター20の前側端部
に固着したスリップリング20ｂと面接触するスリップリ
ング３ｅが設けられている。このスリップリング３ｅは
バネ３ｆによって後方側に付勢されてスリップリング20
ｂと圧接し、コーンローター20の内部に形成された油室
をシールする機能を有している。
【００３３】カッターディスク回転盤３ｂの外表面には
ローラービット23及びローラーカッター24，スクレーパ
ー25が夫々着脱可能に取り付けられている。ローラービ
ット23及びローラーカッター24はカッターディスク回転
盤３ｂに固着したブラケット26に回転可能に取り付けら
れている。またスクレーパー25はカッターディスク回転
盤３ｂの表面に固定されている。
【００３４】ローラービット23は主として硬岩を対象と
して破砕或いは割砕するものであり、ローラー23ａに超
硬合金からなる複数のビット23ｂが埋め込まれている。
ローラーカッター24は主として中程度の硬さを有する岩
を対象として破砕或いは割砕するものであり、ディスク
状のローラーに超硬合金からなる複数のビットを埋め込
んで形成されたもの、或いは超硬合金からなるディスク
状のローラーによって形成されている。
【００３５】上記の如く、ローラービット23，ローラー
カッター24を夫々カッターディスク回転盤３ｂに取り付
けてカッターディスク３を構成することによって、岩盤
層或いは巨礫層であっても、該岩盤層或いは巨礫層を安
定して掘削することが可能である。
【００３６】カッターディスク３及びコーンローター20
を駆動する減速機27はモーター27ａと減速機構及び変速
機構からなる伝導機構27ｂとによって構成されている。
伝導機構27ｂにはスプライン軸27ｃが設けられており、
このスプライン軸27ｃをクランク軸18の嵌合部18ｂに嵌
合することで、モーター27ａの駆動力をクランク軸18を
介してカッターディスク３及びコーンローター20に伝達
している。減速機27はシールド本体１に設けた支持壁28
に固定されて機内室９からテールシールド２の内部にわ
たって配置されている。
【００３７】破砕室８ａからスリット21を介して泥水室
８ｂに導入された破砕された礫及び掘削土砂は排出手段
によって掘進機Ａから坑外に排出される。この排出手段
は図１及び図３に示すように、隔壁７を貫通して泥水室
８ｂに開口する送泥管29と排泥管30とによって構成され
ている。送泥管29は図示しない装置によって液比重を調
整された泥水を泥水室８ｂに供給するものであり、また
排泥管30は泥水室８ｂにある泥水と掘削土砂の混合流体
を掘進機Ａの坑外に排出するものである。
【００３８】シールド本体１の機内室９に設けた支持壁
28であって軸心から離隔した位置にミラー31ａが固着さ
れている。またテールシールド２の後側端部の近傍には
該テールシールド２の軸心に対し45度傾斜させた一対の
ミラー31ｂ，31ｃが夫々配設されている。ミラー31ａと
31ｃとの間にはインジケータ32が設けられており、この
インジケータ32と対向する位置に該インジケータ32及び
この周辺に配置された油圧計15を含む計器類を撮影する
テレビカメラ33が配置されている。
【００３９】上記構成に於いて、図示しない立坑に配置
したレーザー発振器からテールシールド２の軸心と一致
させてレーザービーム34を照射すると、このレーザービ
ーム34はミラー31ｃ，31ｂによって屈折され、インジケ
ータ32を透過してミラー31ａに照射される。そしてミラ
ー31ａから反射されたレーザービーム34は再びインジケ
ータ32に照射される。レーザービーム34が照射されたイ
ンジケータ32をテレビカメラ33によって撮影して図示し
ないモニターに映写し、掘進機Ａの推進に伴うインジケ
ータ32上のレーザースポットの位置を視認することで、
掘進機Ａがレーザービーム34に沿って推進されているか
否かを確認することが可能である。そしてインジケータ
32上のレーザースポットが初期の状態から変位したと
き、ジャッキ４に圧油を供給してテールシールド２に対
してシールド本体１を屈曲させることで、掘進機Ａの推
進方向を制御することが可能である。
【００４０】次に上記の如く構成された掘進機Ａの作動
について説明する。掘進機Ａを発進立坑から予定敷設線
に沿って推進を開始する。この推進はカッターディスク
３を駆動しつつテールシールド２の後側端面を図示しな
い元押装置によって押し出すことで行われる。そして掘
進機Ａの推進が終了すると、掘進機Ａの後端にヒューム
管等の管を接続して該管の後端を元押装置によって押し
出し、この操作を連続して行うことで管路を敷設するこ
とが可能である。
【００４１】掘進機Ａの推進過程に於いて、送泥管29か
ら所定の圧力を持った泥水が泥水室８ｂに供給される。
この泥水は破砕室８ａからカッターディスク回転盤３ｂ
の取込穴３ｄを介して切羽35に作用し、該切羽35の崩壊
を防止する。またカッターディスク３は減速機27によっ
て回転駆動されて切羽35を掘削する。このとき、カッタ
ーディスク回転盤３ｂに取り付けたローラービット23，
ローラーカッター24は切羽35を夫々の機能に応じて圧壊
する。即ち、切羽35を構成する土質が硬岩からなる岩盤
層である場合には主としてローラービット23が該層を破
砕し、また切羽35が軟質の岩盤層である場合には主とし
てローラーカッター24が該層を破砕する。
【００４２】掘削された礫はカッターディスク回転盤３
ｂに形成された取込穴３ｄを通って破砕室８ａに取り込
まれ、図４に示すように、この礫は掘進機Ａの推進に伴
って後方側に移動し、該礫の径がコーンローター20の外
周面20ａと破砕室８ａの内周面８ｃとの距離と略等しく
なった位置で移動が阻止される。そしてクランク軸18の
軸心（シールド本体１の軸心）を中心として偏心回転す
るコーンローター20の外周面20ａに設けた突起22が礫を
打撃し、この衝撃によって礫は破砕される。この破砕は
礫がスリット21を通過し得る径になるまで断続的に行わ
れる。またコーンローター20が礫を打撃したとき、この
打撃に応じてコーンローター20はクランク軸18の偏心部
18ａを中心に回転する。
【００４３】上記推進過程に於いて、カッターディスク
３の回転数は従来のビット或いはチップを取り付けたカ
ッターの回転数よりも５倍〜10倍の速度に維持される。
即ち、クランク軸18は従来の掘削機よりも速い速度で回
転する。このため、コーンローター20の偏心運動も高速
化し、破砕室８ａに取り込まれた礫に対する破砕効果を
増大させることが可能となる。また破砕室８ａに取り込
まれた粘性土は高速偏心運動するコーンローター20によ
って速やかに圧密される。このため、圧密された粘性土
の泥水室８ｂに対する押し出しが円滑に行われ、押出効
果を増大させることが可能となる。このように、コーン
ローター20を高速偏心運動させることによって、従来の
掘進機には期待することが困難であった礫に対する破砕
効果，粘性土に対する押出効果を向上させることが可能
となる。
【００４４】上記推進過程で掘進機Ａには立坑に配置し
た元押装置によって推力が付与され、この推力はテール
シールド２，シールド本体１を介して切羽35を切削する
ローラービット23，ローラーカッター24に伝達される。
例えば、切羽35が切削抵抗の高い層である場合、ローラ
ービット23，ローラーカッター24には大きい力が作用
し、これ等のローラービット25，ローラーカッター24を
破壊することがあり、また掘進機Ａの推進或いは切羽35
に対する切削を阻害することがある。
【００４５】本実施例では、岩盤層から巨礫層，砂礫
層，粘性土，軟弱土の全ての地山を掘削することを想定
している。従って、切羽35を掘削するに際し、ローラー
ビット23或いはローラーカッター24に作用する推力はカ
ッターディスク回転盤３ｂ，クランク軸18を介してスリ
ーブ12に伝達され、油圧室14に充填された作動油に力を
及ぼす。この結果、作動油に作用する力が油圧計15に表
示される。即ち、油圧計15にはローラービット23或いは
ローラーカッター24に作用する力が表示される。またコ
ーンローター20に作用する削土圧はカッターディスク３
の穴部を加圧し、間接的に切羽土圧を計測することが可
能である。従って、油圧計15には岩盤掘削時の目盛と土
圧の目盛とが設けられている。このため、オペレーター
がモニターの映像を通して油圧計15を監視し、指示値が
一定の値を越えたとき、掘進機Ａを推進する速度を減少
させ、或いはカッターディスク３の回転数を上昇させる
ように制御することで、常にローラービット23，ローラ
ーカッター24に作用する力を管理することが可能であ
る。
【００４６】
【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、軸の前端にローラービットを取り付けたカ
ッターディスクを固着すると共に、軸の偏心部にコーン
ローターを回転可能に取り付けたので、掘削すべき地山
が岩盤層である場合、該層を最も効率良く掘削するよう
にカッターディスクを高速回転させることで安定した掘
削を行うことが出来、且つ礫層を掘削する時は削土室に
取り込まれた礫を偏心運動するコーンローターによって
効率良く破砕することが出来る。更に、粘性土の押し出
しを容易にすると共に礫と混合破砕された土砂を泥水と
混合させて坑外に排出することが出来る。
【００４７】またローラービットに作用する推力を作動
油を介して液圧計に表示することが出来る。このため、
液圧計の表示を視認すると共に該表示値を管理すること
で、ローラービットに作用する力を制御して効率良く掘
削すると共に掘削土圧により間接的に取りは土圧を計測
できるため崩壊性の高い軟弱地盤や礫層の土圧管理が出
来、崩壊を防止することが出来、且つローラービットの
破損を防止することが出来る等の特徴を有するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】掘進機の断面図である。
【図２】掘進機の正面図である。
【図３】掘進機の背面図である。
【図４】コーンローターの機能を説明する断面図であ
る。
【符号の説明】
Ａ 掘進機 １ シールド本体 ２ テールシールド ３ カッターディスク ４ ジャッキ ５ ロッド ７ 隔壁 ８ 削土室 ８ａ 破砕室 ８ｂ 泥水室 ９ 機内室 11 ケーシング部材 12 スリーブ 14 油圧室 15 油圧計 18 クランク軸 18ａ 偏心部 20 コーンローター 22 突起 23 ローラービット 24 ローラーカッター 25 スクレーパー 27 減速機 29 送泥管 30 排泥管 35 切羽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定位置に設けた隔壁によって削土室と
    機内室とに分割され且つ削土室の内周面を後方から前方
    に向かって径を拡大させて形成した本体と、前記隔壁を
    貫通して削土室から機内室にわたって配設されると共に
    前記隔壁に設けた軸受によって片持梁状に支持され且つ
    前端と前記隔壁に対応する部分を同一軸心上に配置する
    と共に前記本体の削土室と対応する部分に偏心部を形成
    したクランク軸と、前記クランク軸の前端に固着され且
    つローラービットを回転可能に装着すると共に掘削され
    た土砂及び礫を削土室に取り込む取込み穴を有するカッ
    ターディスクと、前記クランク軸の偏心部に回転可能に
    取り付けられ且つ外周面を後方から前方に向かって径を
    縮小させて形成したコーンローターと、前記本体の機内
    室に配置され前記クランク軸を駆動する駆動部材と、前
    記削土室に取り込まれ破砕された掘削土砂を泥水と混合
    させて排出する排出手段とを有することを特徴とした掘
    進機。
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