JP2002309888A - セミシールド掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機体の回収用立坑を必要とすることなく、敷
設された埋設管内を通して容易かつ再使用可能な状態で
機体を発進立坑側へ回収して工事期間の短縮やコストダ
ウンを図る。 【解決手段】 埋設管１５の先端部に内挿される掘削機
本体２に、拡縮機構３ａを有したカッタヘッド３を設け
るとともに、この掘削機本体２を固定・保持するための
グリッパ３１，３２，４１，４２を複数基配設し、それ
らグリッパ３１，３２，４１，４２の拡径・縮径動作に
よりシュー３３，４３を埋設管１５の内面に圧着・解放
自在に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、埋設管を推進させ
順次敷設することにより地中管路を形成する推進工法に
用いられる掘削機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、推進工法により地中管路を築造す
るための掘削用推進機として、セミシールド掘削機が知
られている。

【０００３】この種従来のセミシールド掘削機を用いて
到達立坑まで地中管路を築造するには、掘削機本体の前
方に備えたカッタ装置を回転させ、発進立坑内に設置さ
れた推進装置により、前記掘削機本体の後方を押圧して
地中に貫入し、次いでこの掘削機本体に埋設管を順次連
結し推進させて敷設することにより地中管路が築造され
る。

【０００４】この従来のセミシールド掘削機は、到達立
坑に到達した後、その到達立坑より回収される。

【０００５】ところが、この到達立坑を構築するための
工事期間は長期に及び、またその労力も多大なものとな
る。したがって、コストアップを招くという問題点があ
る。また、到達立坑が設置できない場合には、高価な掘
削機を埋め殺しするなどの措置を取らざるを得ず、やは
りコストアップは避けられないという問題点がある。ま
た、掘進が困難な地山状況が発生した場合などに機体を
一旦発進立坑側に回収したり、既に敷設された地中管路
に機体を再投入したりすることができないという問題点
がある。

【０００６】他の従来技術として、特開平１１−２１０
３７５号公報にて開示された掘削用推進機がある。図１
５（ａ）に示されるように、この公報に記載の掘削用推
進機５０は、前後に配される筒状のスキンプレート５
１，５２と、これらスキンプレート５１，５２内に配備
される掘削機本体６０と、この掘進機本体６０の前部に
隔壁盤５４を介して回転自在に取り付けられるカッタア
ーム５３とを備えて構成されている。前記各スキンプレ
ート５１，５２の内面には、複数のリング５５，５６，
５７が着脱自在に取り付けられている。また、前記掘進
機本体６０は、少なくともカッタアーム５３と隔壁盤５
４を除いて人孔（到達立坑）７０を通じて取り出せる大
きさの部品に分解できる構成とされ、この掘進機本体６
０は、前記複数のリング５５，５６，５７に着脱自在に
取り付けられている。また、前後のスキンプレート５
１，５２を連結するための連結ジャッキ５８，５８が前
方のスキンプレート５１の後端に取り付けられたリング
５６と、後方のスキンプレート５２の前端に取り付けら
れたリング５７を跨ぐように着脱自在に取り付けられて
いる。

【０００７】このように構成される従来の掘削用推進機
５０の回収作業は、次のようにして行われる。すなわ
ち、図１５（ａ）に示されるように、人孔（到達立坑）
７０に到達した掘削用推進機５０の先端部をその人孔
（到達立坑）７０内に突出させた状態で固定する。次い
で、図１５（ｂ）に示されるように、カッタアーム５３
をその人孔（到達立坑）７０より回収可能な大きさに溶
断するとともに、掘削機本体６０を分解する。そして、
カッタアーム５３、ギヤボックス６１、減速機６２、電
動機６３、排出管６４，６５、連結ジャッキ５８、金か
ご６６等をその人孔（到達立坑）７０内から順次回収す
る。

【０００８】この従来の掘削用推進機５０によれば、人
孔（到達立坑）７０の前に回収用立坑を築造することな
くその人孔（到達立坑）７０より機体の大部分を再使用
可能な状態で回収することができるので、工事期間の短
縮とコストダウンとを図ることができるという利点を有
しているということが当該公報に記載されている。

【０００９】しかし、この従来の掘削用推進機５０にお
いても、機体を回収するに際して人孔（到達立坑）７０
が必要であることには変わりなく、前述した従来技術と
同様の問題点を有している。また、機体を回収する際に
は、前述したようにカッタアームを溶断したり、機体を
分解したりしなければならず、一方、機体を再使用する
際には、カッタアームや機体構成部品を組み付けなけれ
ばならないため、面倒であり効率が悪いという問題点が
ある。

【００１０】更に他の従来技術として、本出願人が既に
提案した特開２０００−３０３７７９号公報にて開示さ
れた小口径推進機がある。この従来の小口径推進機１０
０は、図１６に示されるように、埋設管１５０の外径と
略同一外径を有してその埋設管１５０の先端に接続され
る外筒１０１と、この外筒１０１に後胴１０２ｂが内挿
され、連結・分離機構１３０を有する先導管１０２と、
この先導管１０２の前部に回転自在に取り付けられ、拡
縮機構１２０を有するカッタヘッド１０５とを備えて構
成されている。前記連結・分離機構１３０は、前記外筒
１０１の後部内周に固着された係合溝１３２を有する係
合部材１３３と、前記後胴１０２ｂの後部に装着され半
径方向に拡縮される推進力伝達部材１３０ａ，１３０ｂ
とを備え、これら推進力伝達部材１３０ａ，１３０ｂを
拡径させて前記係合部材１３３の係合溝１３２に係合さ
せることにより、前記外筒１０１と前記先導管１０２と
が連結され、それら推進力伝達部材１３０ａ，１３０ｂ
を縮径させてその係合を解除することにより、前記外筒
１０１と前記先導管１０２とがフリーな状態となるよう
に構成されている。また、前記拡縮機構１２０は、カッ
タヘッド１０５の中心部に固着されるシャフト部材１２
１にトンネル軸方向に摺動自在なスライドケース１２２
が嵌合されるとともに、このスライドケース１２２にリ
ンク部材１２３を介してディスクカッタ１２４が連結さ
れ、そのスライドケース１２２をスクリュー軸１２５に
よりトンネル軸方向へ摺動させることでそのディスクカ
ッタ１２４が拡縮されるように構成されている。

【００１１】このように構成される従来の小口径掘進機
１００においては、前記拡縮機構１２０によりカッタヘ
ッド１０５の外径を埋設管１５０の外径と略同一径とな
るように拡径させるとともに、前記連結・分離機構１３
０により先導管１０２と外筒１０１とを連結させ、その
外筒１０１に推進力を付与することにより先導管１０２
に推進力が伝達され、その外筒１０１の後方に埋設管１
５０を順次連結していって所定本数の埋設管１５０の敷
設が行われる。一方、この埋設管１５０の敷設作業の終
了後、もしくは埋設管１５０の敷設作業を中断して先導
管１０２を引き戻す場合には、前記拡縮機構１２０によ
りカッタヘッド１０５の外径を埋設管１５０の内径より
小さくなるように縮小させるとともに、前記連結・分離
機構１３０により先導管１０２と外筒１０１との連結を
解除させた後、その先導管１０２に引戻し力が付与され
ると、その先導管１０２が外筒１０１および埋設管１５
０に干渉することなくそれら外筒１０１および埋設管１
５０を通って発進立坑側に回収される。他方、カッタヘ
ッド１０５が縮径状態とされた先導管１０２を既に敷設
された埋設管１５０を通して外筒１０１に内挿し前記連
結・分離機構１３０によりその先導管１０２とその外筒
１０１とを連結するとともに、前記拡縮機構１２０によ
りカッタヘッド１０５の拡径を行なった後、その先導管
１０２に推進力を付与させると、再び埋設管１５０の敷
設作業を行なうことができる。なお、推進中における方
向修正は、先導管１０２の前胴１０２ａと後胴１０２ｂ
との接続部に設けられた屈曲部１０４の揺動操作により
行われる。

【００１２】この従来の小口径掘進機１００によれば、
埋設管１５０の敷設後に、先導管１０２を再使用可能な
状態でその埋設管１５０内を通過させて発進立坑側に容
易に回収することができるとともに、一旦発進立坑側に
回収された先導管１０２を再度埋設管１５０内に投入し
て容易に再掘進させることができるという利点を有して
いる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開２０００−３０３７７９号公報に示される構造は、小
口径推進機に比べて大径であり、構造も異なるセミシー
ルド掘削機にそのまま適用することは困難である。その
理由の一つとして、この特開２０００−３０３７７９号
公報に示される構造においては、屈曲部１０４を有する
先導管１０２を埋設管１５０の前端より突出して取り付
けているが、先導管１０２本体部分と埋設管１５０とで
は外径に差があり、カッタヘッド１０５から埋設管１５
０にいたるまでの先導管１０２本体部の外周部には、地
山との間に空隙が生じ、掘削径が小さい場合にはそれほ
ど問題とならないこの空隙も、径が大きくなるにつれ
て、地山の陥没等の問題を引き起こす要因となるからで
ある。なお、屈曲部１０４を持たなければ機長が短くな
り、今述べた問題点を多少なりとも緩和できるが、当然
ながらその場合には推進方向を修正することはできない
こととなってしまう。さらに、この特開２０００−３０
７７９号公報に示される先導管１０２は、ある特定の管
径にのみ適用可能なものであり、管径が異なる工事が発
生する場合には、それにあわせて別のサイズの先導管１
０２を使用する必要があるという問題点がある。

【００１４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、到達立坑がなくても、敷設された埋設管内
を通して容易かつ再使用可能な状態で機体を発進立坑側
へ回収することができるとともに、一旦発進立坑側に回
収された機体を再度埋設管内に再投入して容易に再掘進
させることができ、また異なる埋設管径に適用可能な汎
用性を有し、正確でスムーズな方向修正が可能とされる
セミシールド掘削機を提供することを目的とするもので
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、第１発明によるセミシールド掘削
機は、埋設管を推進させ順次敷設することにより地中管
路を形成する推進工法に用いられるセミシールド掘削機
であって、前記埋設管に内挿されその埋設管の先端部に
配される掘削機本体と、この掘削機本体の前部に支承さ
れ回転駆動されるカッタヘッドと、前記掘削機本体に円
周方向に沿って複数基配設されるグリッパ機構とを備
え、前記カッタヘッドは、その外径を前記埋設管の外径
と略同一径となるように拡大させるとともに、その外径
を前記埋設管の内径よりも小さくなるように縮小させる
拡縮手段を有し、前記グリッパ機構は、前記埋設管の内
面と係合するシューを有し、このグリッパ機構の拡径・
縮径動作により前記シューがその埋設管の内面に圧着・
解放自在とされる構成であることを特徴とするものであ
る。

【００１６】本発明によれば、前記カッタヘッドが前記
拡縮手段により前記埋設管の外径と略同一径とされ、か
つ前記グリッパ機構の拡径動作により前記シューがその
埋設管の内面に圧着されて前記掘削機本体がその埋設管
に固定された状態とされたうえでその埋設管が推進され
ると、その埋設管の外径と略同一径の掘削が行われるこ
ととなり、埋設管の敷設作業がスムーズに行われるとい
う効果を奏する。また、前記カッタヘッドが前記拡縮手
段により前記埋設管内径よりも小さい径とされ、かつ前
記各グリッパ機構の縮径動作により前記シューが前記埋
設管内面から解放されて前記掘削機本体がフリーな状態
とされた後、この掘削機本体に発進立坑側に向けて引戻
し力が付与されると、機体はその埋設管内を通して発進
立坑側に引き戻されるので、機体の回収用立坑を構築す
る必要もなく、また埋設管の敷設場所の事情等で到達立
坑が構築できない場合やそもそも到達立坑がない場合、
既設構造物に接合するような場合、あるいは掘進が困難
な地山状況が発生した場合であっても、機体を容易かつ
再使用可能な状態で発進立坑側に回収することができ、
工事期間の短縮やコストダウンを図ることができる。な
お、一旦発進立坑側に回収された機体に前記引戻し力と
は逆の押込み力が付与されてその機体が前記埋設管の先
端の所定位置に配されるとともに、前記カッタヘッドが
前記拡縮手段によりその埋設管の外径と略同一径とさ
れ、かつ前記各グリッパ機構の拡径動作により前記シュ
ーが前記埋設管の内面に圧着されて前記掘削機本体が固
定されることで容易に再掘進させることができる。

【００１７】また、本発明によれば、前記カッタヘッド
が前記拡縮手段によりその外径が拡縮可能とされ、前記
各グリッパ機構の拡径・縮径動作により前記シューを介
して前記掘削機本体が前記埋設管に固定またはフリーな
状態とされるので、異なる埋設管径に適合できる汎用性
を得ることができるという効果を奏する。また、前記各
グリッパ機構の拡径・縮径動作を制御することにより、
前記掘削機本体を介して前記カッタヘッドの向き、ある
いは上下左右斜め方向の位置が制御されるので、掘進方
向の修正が可能とされ、しかも掘進時において最先端部
に配されることとなるそのカッタヘッドによる方向修正
であるため、その応答性も良く正確でスムーズな方向修
正を図ることができる。また、前記カッタヘッドによる
掘削後、地山と機体との間に不要な空隙が生じることが
ないため、地山の陥没等の問題を引き起こすこともな
い。さらに、前記埋設管を掘削機の胴部（スキンプレー
ト）として用いるシンプルな構造のため、機体の製作コ
ストを低減することができる。

【００１８】前記第１発明において、前記掘削機本体と
前記シューとを前記埋設管の軸方向に沿って相対移動さ
せる移動手段を有するのが好ましい（第２発明）。この
ようにすれば、前記グリッパ機構の拡径動作により前記
シューを前記埋設管の内面に圧着させると、前記移動手
段により前記掘削機本体をその埋設管に対して前進また
は後進させることができ、言い換えれば前記カッタヘッ
ドをその埋設管に対して前進または後進させることがで
きる。したがって、既設構造物などへの接合に本掘削機
を使用する場合には、埋設管を既設構造物に当接するま
で押し込むことができ、接合が容易に行なえるという効
果を奏する。また、万一、前記第１発明において説明し
た推進方向の修正がスムーズに行なえない状況が生じた
場合には、前述したように前記各グリッパ機構の拡径・
縮径動作の制御による前記カッタヘッドの向き、あるい
は上下左右斜め方向の位置を制御しつつ、前記移動手段
によりそのカッタヘッドを前後進させて予め所望の方向
に向けて掘削し、次いでその掘削した所に埋設管を追従
させることにより、より容易かつ正確に方向修正を行う
ことができる。また、前記カッタヘッドを前記移動手段
により前進させてそのカッタヘッドの後端と前記埋設管
の先端との間に開口部が形成されるようにされると、そ
のカッタヘッド外周部で圧密状態とされがちな掘削ズリ
をその開口部を通じて排土させることができ、そのカッ
タヘッドの外周部の摩耗を防止することができる。一
方、この状態からそのカッタヘッドを前記移動手段によ
り後進させてそのカッタヘッドの後端と前記埋設管の先
端との間を閉じれば、長期停止時における切羽の崩落を
防止することができる。

【００１９】前記第１発明または第２発明において、前
記複数基配設されるグリッパ機構は、グループ単位で前
記掘削機本体を保持することが可能な、すくなくとも２
つのグループからなるのが好ましい（第３発明）。この
ようにすれば、前記グループ単位で前記掘削機本体を交
互に保持させつつ、前記移動手段との協動により機体を
前記埋設管の軸方向に沿って自走により移動させること
ができる。

【００２０】前記第３発明において、前記グリッパ機構
は、前記シューを前記埋設管の内面に圧着・解放させる
ためのサポートジャッキと、前記掘削機本体と前記シュ
ーとを前記埋設管の軸方向に沿って相対移動させるため
のスラストジャッキとを備えて構成され、前記移動手段
は、前記サポートジャッキと前記スラストジャッキとの
協動により前記掘削機本体と前記シューとを相対移動さ
せるものであるのが好ましい（第４発明）。このように
すれば、前記カッタヘッドを縮径させてそのカッタヘッ
ドの外径を前記埋設管の内径よりも小径とした後に、前
記グループのうち、一方のグループにおけるグリッパ機
構の前記サポートジャッキを収縮させて、このグループ
におけるグリッパ機構のシューと前記埋設管との圧着を
解放させるとともに、このグループにおけるグリッパ機
構の前記サポートジャッキと前記スラストジャッキとを
同調させながら伸長させてそのシューを後方へ移動させ
た後、そのサポートジャッキを伸長させてそのシューを
前記埋設管の内面に圧着させて前記掘削機本体を保持す
ることができる。同様にして、前記グループのうち、他
のグループにおけるグリッパ機構のシューを後方へ移動
させた後、そのシューを前記埋設管の内面に圧着させて
前記掘削機本体を保持することができる。次いで、両グ
ループにおけるグリッパ機構の前記サポートジャッキと
前記スラストジャッキとを同調させながら収縮させるこ
とにより、前記掘削機本体を後方へ移動させることがで
きる。したがって、このような動作を繰り返すことで機
体を自走させて発進立坑側に回収することができる。ま
た、今述べた自走動作において、それぞれのグループの
各シューの移動方向を前方とし、両グループにおけるグ
リッパ機構の前記サポートジャッキと前記スラストジャ
ッキとを同調させながら伸長させるものとすると、機体
を自走させて埋設管先端に配することも可能となる。

【００２１】前記第２発明において、前記掘削機本体
は、前記埋設管の軸方向に沿って延びるメインビームを
有してなり、このメインビームに、このメインビームに
対して摺動自在となる摺動フレームを装着し、一端が前
記摺動フレームに取り付けられて前記シューを前記埋設
管の内面に圧着・解放させるためのサポートジャッキお
よび平行リンクと、前記掘削機本体と前記シューとを前
記埋設管の軸方向に沿って相対移動させるためのスラス
トジャッキとを有し、前記グリッパ機構は、前記サポー
トジャッキと前記平行リンクとを備えて構成され、前記
移動手段は、前記スラストジャッキの伸縮動作により前
記掘削機本体と前記シューとを相対移動させるものであ
るのが好ましい（第５発明）。このようにすれば、前記
スラストジャッキと前記サポートジャッキとを同調させ
て動かすことなく、前記スラストジャッキのみを動かす
ことで、前記掘削機本体および前記カッタヘッドを前記
埋設管の軸方向に沿って前後進させることができるの
で、各ジャッキの制御を非常に容易かつ単純なものにす
ることができる。

【００２２】前記各発明において、前記掘削機本体の前
部に、その掘削機本体の外周部と前記埋設管の内面との
間をシールする膨張・収縮自在なシール手段が設けられ
るのが好ましい（第６発明）。このようにすれば、前記
掘削機本体の挙動に追従して前記シール手段が膨張・収
縮されるので、その掘削機本体外周部と埋設管内面との
間が確実にシールされるとともに、自走によりまたは引
戻し力を付与して機体を回収する際においても、シール
が破損することがないという効果を奏する。また、この
シールによれば、前記埋設管と前記掘削機との間の一定
量の相対的な動きを許容することとなるため、前述のグ
リッパ機構による方向修正動作がスムーズなものとな
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明によるセミシールド
掘削機の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ
説明する。

【００２４】図１には、本発明の第１の実施形態に係る
セミシールド掘削機の要部断面概略構成図が示されてい
る。また、図２には、図１におけるＰ方向から見た図が
示されている。

【００２５】本実施形態のセミシールド掘削機１は、埋
設管１５に内挿され、その埋設管１５の先端部に配され
る掘削機本体２と、この掘削機本体２の前部に支承され
回転駆動される拡径・縮径可能なカッタヘッド３と、前
記掘削機本体２を埋設管１５内に固定・保持するために
円周方向に沿って複数基配設されるグリッパ３１，３
２，４１，４２（本発明におけるグリッパ機構に相当す
る。）と、図示されない発進立坑内に配置され、埋設管
１５を推進させて前記グリッパ３１，３２，４１，４２
を介して掘削機本体２に推進力を付与する推進装置（図
示せず）とを備えて構成されている。なお、前記埋設管
１５としては、鋼管が使用されている。

【００２６】前記掘削機本体２は、略矩形筒状断面を有
し埋設管１５の軸線に沿って後方（図１において右方）
に延びるメインビーム４と、このメインビーム４の前端
部に固着され、カッタヘッド３を回転可能に支持するカ
ッタヘッドサポート５と、送・排泥管を有してなり、掘
削した土砂等を後流側に排出する排土装置（図示省略）
とを備えて構成されている。

【００２７】前記掘削機本体２の前部にはシール手段６
が設けられ、その掘削機本体２の外周部と埋設管１５内
面との間を密閉して後方への水、土砂等の流入が防止さ
れている。すなわち、前記カッタヘッドサポート５には
埋設管１５の内部を仕切るような隔壁７が設けられてお
り、この隔壁７の外周に固着される円筒状の外周リング
８に固着されるシール部材９によってその外周リング８
と埋設管１５との隙間を密閉し、後方への水、土砂等の
流入を阻止するようにされている。ここで、前記シール
部材９は、膨張・収縮自在なゴム性のチューブ式止水シ
ールが採用されており、掘削機本体２の挙動に追従して
確実にシールできるようにされている。

【００２８】前記カッタヘッド３は、正面視略十字状と
され、中心部から半径方向に延びる各カッタヘッドスポ
ーク３ｄの外周にリング状部材（図示省略）が固着され
てなり、カッタヘッドサポート５に装着されたカッタヘ
ッド駆動装置（図示省略）によって駆動され、前記掘削
機本体２に対して回転できるようにされている。このカ
ッタヘッド３の前面には、複数の掘削刃３ｃが設けられ
ており、地山の掘削に供するようにされている。また、
前記各カッタヘッドスポーク３ｄの外周部には、カッタ
ヘッド３の外径を拡縮させるための拡縮機構３ａ（本発
明の拡縮手段に対応する）が設けられている。この拡縮
機構３ａは、余掘を行うためのオーバカッタ３ｂと、こ
のオーバカッタ３ｂを駆動するためのジャッキ（図示省
略）とを備えてなり、このジャッキの伸縮によりオーバ
カッタ３ｂがカッタヘッドスポーク３ｄの外周部から半
径方向に出没されるように構成されている。そして、こ
のカッタヘッド３においては、そのオーバカッタ３ｂを
突出させた拡径状態では埋設管１５の外径と略同一径と
なるようにされ、そのオーバカッタ３ｂを格納した縮径
状態ではカッタヘッド３の外径が埋設管１５の内径より
も小さくなるようにされている。こうして、カッタヘッ
ド３を拡径状態にすることにより、埋設管１５の外径と
略同一径の掘削ができるようにされるとともに、カッタ
ヘッド３を縮径状態にすることにより、カッタヘッド３
を埋設管１５内を通過させることができるようにされて
いる。

【００２９】前記複数のグリッパ３１，３２，４１，４
２は、それぞれが推進方向である前後方向において略同
一位置となるように、また円周方向において等間隔とな
るように、メインビーム４の後方に装着されている。こ
れらグリッパ３１，３２，４１，４２は、グループ単位
でセミシールド掘削機１全体を埋設管１５に対して保持
することができるように、第１グリッパ群３０と第２グ
リッパ群４０とにグループ分けされている。

【００３０】前記第１グリッパ群３０は、図２において
メインビーム４の上側に配置されるグリッパ（以下、
「上グリッパ」と称する。）３１と、この上グリッパ３１
と対称位置でメインビーム４の下側に配置されるグリッ
パ（以下、「下グリッパ」と称する。）３２とから構成さ
れている。

【００３１】前記上グリッパ３１は、埋設管１５の内面
に係合する湾曲面を有してなるシュー３３と、このシュ
ー３３に主として半径方向の推力を付与する４本のサポ
ートジャッキ３４と、前記シュー３３に主として推進方
向である前後方向の推力を付与する２本のスラストジャ
ッキ３５とを備えて構成されている。この上グリッパ３
１において、前記シュー３３の背面と前記メインビーム
４の後部とは、平行リンク機構を形成するように前記４
本のサポートジャッキ３４で連結されており、これらサ
ポートジャッキ３４は、後方（図１において右方）に傾
倒された２列のサポートジャッキ３４が平行となるよう
に、また図２に示されるように後方より見てサポートジ
ャッキ３４が並んで２列となるようにそれぞれ配置され
ている。こうして、前記シュー３３が半径方向に拡縮で
きるようにされるとともに、前記シュー３３がメインビ
ーム４に対して前後方向（推進方向）に往復運動できる
ようにされている。

【００３２】また、前記シュー３３の前端部と前記隔壁
７の背面とは、前記２本のスラストジャッキ３５で連結
されており、これらスラストジャッキ３５は、図２にお
いて略ハの字状配置、言い換えれば各伸縮方向の延長線
上で十字交差するラチス配置とされている。こうして、
これらスラストジャッキ３５の伸縮により前記シュー３
３がメインビーム４（掘削機本体２）に対して前後方向
（推進方向）に往復駆動されるとともに、これらスラス
トジャッキ３５を介して掘削トルクの反力をシュー３３
に伝達し、安定した掘削作業が行われるようにされてい
る。

【００３３】前記上グリッパ３１においては、各サポー
トジャッキ３４と各スラストジャッキ３５との同調、す
なわち４本のサポートジャッキ３４と２本のスラストジ
ャッキ３５とを適宜同調させて伸縮させる動作により、
シュー３３をメインビーム４（掘削機本体２）に対して
前後に移動させたり（本発明における移動手段に相当す
る。）、シュー３３を半径方向に移動させそのシュー３
３を埋設管１５内面に圧着・解放させたりできるように
されている。

【００３４】前記下グリッパ３２は、前記上グリッパ３
１と同構造とされ、前述したようにこの上グリッパ３１
と対称位置でメインビーム４の下側に配置されている。

【００３５】前記第２グリッパ群４０は、図２において
メインビーム４の左側に配置されるグリッパ（以下、
「左グリッパ」と称する。）４１と、この左グリッパ４１
と対称位置でメインビーム４の右側に配置されるグリッ
パ（以下、「右グリッパ」と称する。）４２とから構成さ
れている。

【００３６】前記左グリッパ４１および前記右グリッパ
４２は、いずれも、埋設管１５の内面に係合する湾曲面
を有してなるシュー４３と、このシュー４３に主として
半径方向の推力を付与する４本のサポートジャッキ４４
と、前記シュー４３に主として推進方向である前後方向
の推力を付与する２本のスラストジャッキ４５とを備
え、前記上グリッパ３１と同様な構造とされており、４
本のサポートジャッキ４４と２本のスラストジャッキ４
５とを適宜同調させて伸縮させることにより、シュー４
３をメインビーム４（掘削機本体２）に対して前後に移
動させたり（本発明における移動手段に相当する。）、
シュー４３を半径方向に移動させそのシュー４３を埋設
管１５内面に圧着・解放させたりできるようにされてい
る。

【００３７】図３には、本実施形態に係るセミシールド
掘削機のカッタヘッドの前後進操作を説明するための図
が示されている。また、図４には、カッタヘッドの首振
り動作を説明するための図が、図５には、カッタヘッド
のオフセット操作を説明するための図がそれぞれ示され
ている。

【００３８】本実施形態のセミシールド掘削機１におい
ては、上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２にお
ける各スラストジャッキ３５，４５並びに各サポートジ
ャッキ３４、４４が互いに同調して動くようにそれら各
ジャッキの伸び代が制御される構成とされており、例え
ば、図３に示されるように、掘削機本体２を上下左右の
グリッパ３１，３２，４１，４２で埋設管１５に保持し
つつ、各スラストジャッキ３５，４５の伸縮動作に同調
させて各サポートジャッキ３４、４４を伸縮させること
により、カッタヘッド３を前進または後進させる前後進
操作が行われるように構成されている。なお、この前後
進操作により、カッタヘッド３を既設構造物の直前で停
止させたまま、埋設管１５をその既設構造物に当接する
まで押し込むことができ、接合が容易に行なえるという
効果を奏する。

【００３９】また、図４に示されるように、掘削機本体
２を上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２で埋設
管１５に保持しつつ、各サポートジャッキ３４、４４の
伸縮操作によってシール手段６が設けられている掘削機
本体２の前部を支点としてメインビーム４の後部が上下
左右斜めに揺動されるように操作し、この揺動操作に伴
う掘削機本体２の挙動を許容するように、かつカッタヘ
ッド３と埋設管１５とが干渉しないようにして各スラス
トジャッキ３５，４５を伸縮させることにより、カッタ
ヘッドサポート５の略中心部周りにカッタヘッド３が上
下左右斜めに首振りされ（本実施形態においては、首振
り角度θ＝１°程度とされている。）、カッタヘッド３
の前面を所望の方向に向ける首振り操作が行われるよう
に構成されている。

【００４０】さらに、図５に示されるように、掘削機本
体２を上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２で埋
設管１５に保持しつつ、各サポートジャッキ３４、４４
の伸縮操作によって掘削機本体２を埋設管１５の軸線に
対して平行に移動させ、この平行移動操作に伴う掘削機
本体２の挙動を許容するように、かつカッタヘッド３と
埋設管１５とが干渉しないようにして各スラストジャッ
キ３５，４５を伸縮させることにより、埋設管１５の軸
線に対してカッタヘッド３の軸線を上下左右斜めに移動
させ、カッタヘッド３を所望の方向に偏心させるオフセ
ット操作が行われるように構成されている。

【００４１】このように構成されるセミシールド掘削機
１を用いて埋設管１５を敷設するには、まず埋設管１５
の内径よりも小さくなるように上下左右のグリッパ３
１，３２，４１，４２を縮径する。次いで、カッタヘッ
ド３の前面が埋設管１５の先端から所定量突出する位置
までセミシールド掘削機１を埋設管１５の先端から挿入
する。次いで、埋設管１５の外径と略同一径となるまで
オーバカッタ３ｂを突出させてカッタヘッド３を拡径す
るとともに、埋設管１５の内面を圧着するように上下左
右のグリッパを拡径してそれらグリッパ３１，３２，４
１，４２により掘削機本体２を埋設管１５に固定・保持
する。そして、カッタヘッド３を回転させて地山の掘削
を行うとともに、発進立坑内に設置された推進装置（図
示省略）によりその埋設管１５の後端部を押圧し、この
埋設管１５を地山に貫入する。こうして、掘進作業が行
われ、以後、新たな埋設管を順次連結し前記掘進作業を
繰り返して所定本数の埋設管の敷設が行われる。なお、
前記掘進作業中、カッタヘッド３により掘削された掘削
ズリ等は、図示されない排土装置により後流側へと排出
される。

【００４２】前記掘進作業中においては、前述したカッ
タヘッド３の前後進操作により、カッタヘッド３の後端
と埋設管１５の先端との間に開口部が形成されるように
して掘削を行うのが好適な態様である。こうすると、カ
ッタヘッド３の外周部で圧密状態とされがちな掘削ズリ
をその開口部を通じて排土させることができ、カッタヘ
ッド３の外周部の摩耗を防止することができる。なお、
掘進作業を長期間停止する際には、前記開口部を閉じれ
ば、切羽の崩落を防止することができる。

【００４３】また、前記掘進作業中において掘進方向の
修正を行う際には、前述したカッタヘッド３の首振り操
作により、カッタヘッド３を所望の方向に向けた状態と
して埋設管１５を推進させる。これにより、カッタヘッ
ド３によってその所望の方向に向けて掘削が行われるこ
ととなり、埋設管１５がその掘削方向に導かれ、後続す
る埋設管も追随してその方向に導かれて方向修正が行わ
れる。このように、埋設管１５の先端から突出するカッ
タヘッド３を首振り操作することにより方向修正が行わ
れるため、方向修正の応答性が良く、またスムーズに方
向修正が行われるという効果を奏する。

【００４４】この方向修正方法でスムーズな方向修正が
行い難い場合には、埋設管１５の推進を一旦停止させ、
前述したカッタヘッド３の首振り操作によりカッタヘッ
ド３を所望の方向に向けた状態で前述したようにそのカ
ッタヘッド３を前後進操作して、そのカッタヘッド３の
前方に所望の方向に沿った部分掘削路を形成する。次い
で、埋設管１５の推進動作を行うと、その埋設管１５は
その部分掘削路に導かれて貫入される。以下、この作業
を繰り返すことにより、掘進方向の修正が行われる。こ
のように、所望の掘進方向に向けて予め掘削した部分掘
削路を形成し、この部分掘削路に埋設管を貫入して方向
修正が行われるので、より確実でスムーズに方向修正を
行うことができる。

【００４５】このセミシールド掘削機１における他の方
向修正方法としては、前述したカッタヘッド３のオフセ
ット操作により、カッタヘッド３を所望の方向に偏心さ
せて推進させるという方法がある。この方向修正方法に
よれば、その偏心させた方向に向けて掘削が行われるこ
ととなり、セミシールド掘削機１に連結された埋設管１
５がその掘削方向に導かれ、後続する埋設管も追随して
その方向に導かれて方向修正が行われることとなる。こ
のように埋設管１５の先頭に位置するカッタヘッド３を
その埋設管１５の軸線に対して偏心させることにより方
向修正が行われるため、前述したカッタヘッド３の首振
り操作による方向修正方法と同様に、方向修正の応答性
が良く、またスムーズに方向修正が行われるという効果
を奏する。

【００４６】この他の方向修正方法でスムーズに方向修
正を行い難い場合には、埋設管１５の推進を一旦停止さ
せ、前述したカッタヘッド３のオフセット操作によりカ
ッタヘッド３を所望の方向に偏心させた状態で前述した
ようにそのカッタヘッド３の前後進操作を行い、そのカ
ッタヘッド３の前方に所望の方向に沿った部分掘削路を
形成する。次いで、埋設管１５の推進動作を行うと、そ
の埋設管１５はその部分掘削路に導かれて貫入される。
以下、この作業を繰り返すことにより、掘進方向の修正
が行われる。このように、所望の掘進方向に向けて予め
掘削した部分掘削路を形成し、その部分掘削路に埋設管
を貫入して方向修正が行われるので、より確実でスムー
ズに方向修正を行うことができる。

【００４７】前述した埋設管１５の敷設作業が終了しセ
ミシールド掘削機１を発進立坑側に回収する際、もしく
は埋設管１５の敷設作業を中断してセミシールド掘削機
１を発進立坑側に回収する際には、カッタヘッド３から
突出させているオーバカッタ３ｂを半径方向中心側に引
っ込ませてカッタヘッド３の外径を埋設管１５の内径よ
りも小さい径とする。次いで、上下左右のグリッパ３
１，３２，４１，４２を縮径して埋設管１５との圧着を
解放する。この後、掘削機本体２に引戻し力を付与する
と、セミシールド掘削機１は、後方へ引き戻され、発進
立坑にて回収される。

【００４８】本実施形態においては、前述したような回
収方法以外にも、セミシールド掘削機１を自走させ、こ
のセミシールド掘削機１を発進立坑にて回収するという
自走による回収方法がある。次に、この自走による回収
方法について説明する。

【００４９】図６には、本実施形態のセミシールド掘削
機１の自走動作を説明するための図が示されている。

【００５０】まず、（Ａ）図６（ａ）に示されるよう
に、カッタヘッド３から突出させているオーバカッタ３
ｂを半径方向中心側に引っ込ませてカッタヘッド３の外
径が埋設管１５の内径より小さくなるように縮小する。
次いで、（Ｂ）図６（ｂ）に示されるように、左右のグ
リッパ４１，４２を縮径し、各シュー４３と埋設管１５
との圧着を解放して各シュー４３を後方へ位置を移動さ
せる。移動後、再びそれら左右のグリッパ４１，４２の
各シュー４３を埋設管１５の内面に押しつけて圧着す
る。次いで、（Ｃ）図６（ｃ）に示されるように、上下
のグリッパ３１，３２を縮径し、各シュー３３と埋設管
１５との圧着を解放して各シュー３３を後方へ位置を移
動させる。移動後、再びそれらグリッパ３１，３２の各
シュー３３を埋設管１５の内面に押し付けて圧着する。
そして、（Ｄ）図６（ｄ）に示されるように、各スラス
トジャッキ３５，４５の収縮動作で掘削機本体２を後方
へ移動させる。以降、（Ｂ）〜（Ｄ）を繰り返すことで
セミシールド掘削機１を発進立坑まで自走させ、このセ
ミシールド掘削機１を発進立坑にて回収する。なお、今
述べた自走動作において、各シュー３３，４３の移動方
向を前方とし、サポートジャッキ３４，４４とスラスト
ジャッキ３５，４５とを同調させながら伸長させるもの
とすると、機体を自走させて埋設管１５の先端に配する
ことも可能となる。

【００５１】前述したような各回収方法にて回収された
セミシールド掘削機１を再投入させて掘進を再開する場
合、または既に敷設された埋設管にセミシールド掘削機
１を投入させて掘進を行う場合には、カッタヘッド３お
よび上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２を縮径
状態とし、掘削機本体２に押込み力を付与するか、もし
くはセミシールド掘削機１を自走させて、セミシールド
掘削機１を埋設管１５の先端部の所定位置に配し、それ
ら上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２を拡径さ
せて掘削機本体２を埋設管１５に固定保持させる。そし
て、発進立坑に配置された推進装置（図示省略）で埋設
管１５を推進させることにより、再び敷設作業を行うこ
とができる。

【００５２】本実施形態によれば、カッタヘッド３によ
り埋設管１５の外径と略同一径の掘削が行われるため、
埋設管１５をスムーズに推進させることができるという
効果を奏する。また、到達立坑が無くてもセミシールド
掘削機１を再使用可能な状態で容易に発進立坑側に回収
することができる。また、カッタヘッド３が拡縮機構３
ａによりその外径が拡縮可能とされ、上下左右のグリッ
パ３１，３２，４１，４２の拡径・縮径動作により各シ
ュー３３，４３を介して掘削機本体２が埋設管１５に固
定またはフリーな状態とされるので、異なる埋設管径に
適合できる汎用性を得ることができるという効果を奏す
る。なお、膨張・収縮自在なシール部材９によっても、
なお追従できないような程度の径の変更に対しては、隔
壁７やシール部材９等、わずかな部分に改造を加えるこ
とにより対応することができる。

【００５３】次に、本発明によるセミシールド掘削機の
第２の実施形態につき、図面を参照しつつ説明する。な
お、本実施形態において、第１の実施形態と共通する部
分については図に同一符号を付し、その詳細な説明を省
略することとする。

【００５４】図７には、本発明の第２の実施形態に係る
セミシールド掘削機の要部断面概略構成図が示されてい
る。また、図８には、図７（ａ）におけるＱ方向から見
た図が示されている。

【００５５】本実施形態のセミシールド掘削機１Ａは、
先の第１の実施形態におけるメインビーム４よりも埋設
管１５の軸線方向に短くされたメインビーム４Ａが採用
され、これに伴い、上下左右のグリッパ３１Ａ，３２
Ａ，４１Ａ，４２Ａにおける各スラストジャッキ３５
Ａ，４５Ａが隔壁７またはカッタヘッドサポート５から
各シュー３３Ａ，４３Ａの背面後方に連結されるととも
に、左右の各スラストジャッキ４５Ａのみがラチス配置
される構成とされる以外は先の第１の実施形態と同構成
とされている。

【００５６】このように構成される本実施形態のセミシ
ールド掘削機１Ａによれば、前記第１の実施形態と同様
の作用効果を得ることができるうえ、機長を短くでき、
コンパクト化が図れるという効果を奏する。

【００５７】次に、本発明による第３の実施形態につい
て説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形
態と共通する部分については図に同一符号を付し、その
詳細な説明を省略することとする。

【００５８】図９には、本発明の第３の実施形態に係る
セミシールド掘削機の要部断面構成図が示されている。
また、図１０には、図９におけるＲ方向から見た図が示
されている。

【００５９】本実施形態のセミシールド掘削機１Ｂにお
いては、掘削機本体２Ｂにおけるカッタヘッドサポート
５から埋設管１５の軸線に沿って後方（図９において右
方）に延び、推進方向である前後方向において短くなる
四角筒状のメインビーム４Ｂの外周に、このメインビー
ム４Ｂと相似状でやや大きい摺動フレーム２２を備え、
そのメインビーム４Ｂの外周とその摺動フレーム２２と
の間に摺動用プレート２３が介挿されて、摺動フレーム
２２がメインビーム４Ｂに対して摺動自在となるように
構成されている。

【００６０】前記摺動フレーム２２には、複数のグリッ
パ３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂが装着されており、
これらグリッパ３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂは、推
進方向である前後方向において略同一位置となるよう
に、また円周方向において等間隔となるように図１０に
おいて上下左右にそれぞれ配置されている。

【００６１】前記複数のグリッパ３１Ｂ，３２Ｂ，４１
Ｂ，４２Ｂの内、前記摺動フレーム２２の上下に配され
るグリッパ３１Ｂ，３２Ｂは、それぞれ埋設管１５の内
面に係合する湾曲面を有してなるシュー３３Ｂと、この
シュー３３Ｂに半径方向の推力を付与する２本のサポー
トジャッキ３４Ｂと、掘削機本体２Ｂに推進方向である
前後方向の推力を付与する２本のスラストジャッキ３５
Ｂと、前記摺動フレーム２２における前部の左右それぞ
れと後部の左右それぞれとから前記シュー３３Ｂの背面
に連結される４本のリンク３６をと備えて構成されてい
る。

【００６２】また、前記複数のグリッパ３１Ｂ，３２
Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂの内、前記摺動フレーム２２の左右
に配されるグリッパ４１Ｂ，４２Ｂも前記上下に配され
るグリッパ３１Ｂ，３２Ｂと同構造とされ、それぞれ埋
設管１５の内面に係合する湾曲面を有してなるシュー４
３Ｂと、このシュー４３Ｂに半径方向の推力を付与する
２本のサポートジャッキ４４Ｂと、掘削機本体２Ｂに推
進方向である前後方向の推力を付与する２本のスラスト
ジャッキ４５Ｂと、前記摺動フレーム２２における前部
の左右それぞれと後部の左右それぞれとから前記シュー
４３Ｂの背面に連結される４本のリンク４６とを備えて
構成されている。

【００６３】前記サポートジャッキ３４Ｂ，４４Ｂは、
それぞれ摺動フレームの後端部から各シュー３３Ｂ，４
３Ｂの中央よりやや前方に向けて傾倒させた状態で取り
付けられている。こうして、これらサポートジャッキ３
４Ｂ，４４Ｂの伸縮により各シュー３３Ｂ，４３Ｂが半
径方向に拡縮されることとなる。また、各シュー３３
Ｂ，４３Ｂの後端部と前記隔壁７の背面とは、前記各ス
ラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂで連結されており、これ
らスラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂは、前記各サポート
ジャッキ３４Ｂ，４４Ｂおよび各リンク３６，４６の外
側に位置するように、また図１０において略ハの字状配
置、言い換えれば各伸縮方向の延長線上で十字交差する
ラチス配置とされている。こうして、機長短縮に寄与す
るとともに、これらスラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂを
介して掘削トルクの反力をシュー３３Ｂ，４３Ｂに伝達
し、安定した掘削作業が行われるようにされている。

【００６４】こうして、上下左右のグリッパ３１Ｂ，３
２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂにおける各シュー３３Ｂ，４３Ｂ
を埋設管１５の内面に圧着させ、それらグリッパ３１
Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂで摺動フレーム２２を介し
て掘削機本体２Ｂを埋設管１５に固定・保持した状態に
おいて、各スラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂを一斉に伸
縮させると、掘削機本体２Ｂが摺動フレーム２２を介し
て前後に摺動され、カッタヘッド３を前後に動かすこと
ができるようにされている。また、この前後動操作を行
う際、各スラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂと各サポート
ジャッキ３４Ｂ，４４Ｂとを同調させる必要がなく、各
スラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂのみ伸縮させること
で、掘削機本体２Ｂおよびカッタヘッド３を前後に移動
させることができるので、先の第１および第２の実施形
態と比較して制御の簡素化が図られている。

【００６５】また、先の第１および第２の実施形態と同
様に、掘削機本体２Ｂを上下左右のグリッパ３１Ｂ，３
２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂで埋設管１５に保持しつつ、各サ
ポートジャッキ３４Ｂ，４４Ｂの伸縮操作によって掘削
機本体２Ｂを埋設管１５の軸線に対して平行に移動させ
ることで、カッタヘッド３の軸線を埋設管１５の軸線に
対して上下左右に平行移動させ、カッタヘッド３を所望
の方向に偏心させるオフセット操作ができるようにされ
ている。

【００６６】このように構成される本実施形態のセミシ
ールド掘削機１Ｂによれば、先の第１および第２の実施
形態において可能とされるカッタヘッド３の首振り動作
による方向修正方法や自走による回収方法が不可とされ
る以外は、先の第１および第２の実施形態と同様の作用
効果を得ることができ、しかも先の第１および第２の実
施形態と比較してサポートジャッキ３４Ｂ，４４Ｂおよ
びスラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂの制御系の構成を非
常に簡易なものとすることができる。

【００６７】前記各実施形態において、前述した拡縮機
構３ａを有するカッタヘッド３に代えて、他の拡縮機構
を備えたカッタヘッドまたは更に他の拡縮機構を備えた
カッタヘッドを適用しても先の各実施形態と同様の作用
効果を得ることが可能である。以下、それら他の拡縮機
構を備えたカッタヘッドおよび更に他の拡縮機構を備え
たカッタヘッドについて図１１および図１２を参照しつ
つ説明する。なお、先の各実施形態と共通する部分につ
いては図に同一符号を付すこととし、その詳細な説明を
省略する。

【００６８】図１１には、他の拡縮機構を備えたカッタ
ヘッドの説明図が示されており、カッタヘッドの外径が
埋設管の外径と略同一径とされた状態図（ａ）およびカ
ッタヘッドの外径が埋設管の内径よりも小さい径とされ
た状態図（ｂ）がそれぞれ示されている。

【００６９】本実施形態におけるカッタヘッド３'は、
カッタヘッドサポート５に支承されるカッタヘッド軸８
０の先端部にブラケット８１が円周方向に沿って等間隔
に複数個（４ケ）突設され、各ブラケット８１にカッタ
ヘッドスポーク３'ｄの基端部が枢支されるとともに、
各カッタヘッドスポーク３'ｄの背面と前記カッタヘッ
ド軸８０とがジャッキ８２で連結され、各ジャッキ８２
の伸縮により各カッタヘッドスポーク３'ｄが枢支軸８
３周りに推進方向である前後方向に揺動されるように構
成されている。

【００７０】このように構成されるカッタヘッド３'に
おいて、埋設管１５の敷設作業を行う際には、前記各ジ
ャッキ８２の伸縮操作により、図１１（ａ）に示される
ように、カッタヘッド３'の外径が埋設管１５の外径と
略同一径とされる。一方、機体を発進立坑側に引き戻す
際には、図１１（ａ）に示される状態から前記各ジャッ
キ８２を収縮させることにより、図１１（ｂ）に示され
るように、各カッタヘッドスポーク３ｄ'をカッタヘッ
ド軸８０側に傾倒させ、カッタヘッド３'の外径が埋設
管１５の内径よりも小さい径とされる。また、本カッタ
ヘッド３'においては、カッタヘッドスポーク３ｄ'の傾
倒角を変えることにより、異なる径の埋設管に対応する
ことが可能である。

【００７１】図１２には、更に他の拡縮機構を備えたカ
ッタヘッドの説明図が示されており、カッタヘッドスポ
ークが起立された状態図（ａ）およびカッタヘッドスポ
ークが折り畳まれた状態図（ｂ）がそれぞれ示されてい
る。

【００７２】本実施形態におけるカッタヘッド３"は、
カッタヘッドサポート５に支承されるカッタヘッド軸８
４の先端部に円周方向に沿って等間隔で複数個（４ケ）
突設されるブラケット８５と、各ブラケット８５の両側
壁に基端部が枢支され、推進方向である前後方向で枢支
軸８６周りに回動自在に装着されるカッタヘッドスポー
ク３"ｄと、このカッタヘッドスポーク３"ｄが半径方向
に延びるように起立する起立状態を保持するための固定
部材８７とを備えて構成されている。

【００７３】前記ブラケット８５は断面コの字状とさ
れ、前記カッタヘッドスポーク３"ｄが起立した状態に
おいて、そのカッタヘッドスポーク３"ｄの基端部背面
がそのブラケット８５の端壁８５ａに当接され、カッタ
ヘッドスポーク３"ｄがその起立状態から後方には傾倒
されないようにされている。

【００７４】前記カッタヘッドスポーク３"ｄは、スペ
ーサ８８の抜き差しでその長手方向における長さを調整
する構造とされている。こうして、各カッタヘッドスポ
ーク３"ｄの長さを調整することにより、カッタヘッド
３"の外径を埋設管１５の外径と略同一径とすることが
できるようにされている。

【００７５】前記固定部材８７は、半径方向に延びるよ
うに起立したカッタヘッドスポーク３"ｄが前方へ傾倒
しないように、そのカッタヘッドスポーク３"ｄの背面
と前記カッタヘッド軸８４とを繋ぐようにして着脱自在
に取り付けられている。

【００７６】このように構成されるカッタヘッド３"に
おいて、埋設管１５の敷設作業を行う際には、図１２
（ａ）に示されるように、各カッタヘッドスポーク３"
ｄが半径方向に沿って起立した状態とされ、固定部材８
７によりその起立状態が保持されるとともに、スペーサ
８８の抜き差しにより各カッタヘッドスポーク３"ｄの
長さを調整し、カッタヘッド３"の外径が埋設管１５の
外径と略同一径となるようにされる。一方、機体を発進
立坑側に引き戻す際には、図１２（ｂ）に示されるよう
に、その固定部材８７が取り外され、各カッタヘッドス
ポーク３"ｄが埋設管１５の軸方向に沿うように前方に
傾倒されて折り畳まれ、カッタヘッド３"が埋設管１５
内を通過できるようにされる。

【００７７】前記各実施形態において、埋設管１５が鋼
管である場合について述べたが、これに限らずヒューム
管やその他の管であっても良い。

【００７８】また、前記各実施形態において、埋設管１
５が鋼管製である場合を含め、特に埋設管１５がヒュー
ム管のように鉄筋コンクリート製のものや、比較的摩耗
し易い材質で造られている場合には、図１３に示される
ように、埋設管１５の先端部にその先端部を外嵌するよ
うなリング状の保護金具８９を装着するのが好適な態様
である。こうすることにより、その保護金具８９で埋設
管１５の先端部が保護されて、推進時におけるその先端
部の摩耗を確実に防止することができる。

【００７９】前記各実施形態において、掘削・排土方式
として、送・排泥管よりなる排土手段を備えた泥水方式
を採用した例を示したが、これに限らず、スクリューコ
ンベヤおよびバキューム排土手段を備えた泥土圧方式を
採用することも可能である。

【００８０】前記各実施形態におけるセミシールド掘削
機１，１Ａ，１Ｂにおいて、図１４（ａ）（ｂ）に示さ
れるように、回転自在に設けられた車輪９１を有し、こ
の車輪９１を半径方向に引き出し・引き込み自在に構成
されるガイド装置９０を複数基装着し、かつそれらガイ
ド装置９０を機体バランスを取るうえで好適な位置に配
するとともに、各ガイド装置９０の車輪９１を適宜埋設
管１５内面に突っ張らせて機体を支持するように構成す
ることで機体回収の容易化を図ることができる。この
際、円周方向におけるガイド装置９０の配置について
は、例えば図１４（ａ）に示されるように、複数の車輪
９１を下方に向けて突っ張らせて機体を支持することが
できるようにガイド装置９０を配置しても良く、また図
１４（ｂ）に示されるように、複数の車輪９１によって
放射状に突っ張らせて機体が常に埋設管１５の略中心部
に位置するようにガイド装置９０を配置しても良い。前
者の場合、水平坑および斜坑において、後者の場合、水
平坑、斜坑および立坑において、機体を極めてスムーズ
に運搬することができるので、機体に引戻し力を付与す
ることで、機体を発進立坑側に著しく容易に回収するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るセミシ
ールド掘削機の要部断面概略構成図である。

【図２】図２は、図１におけるＰ方向から見た図であ
る。

【図３】図３は、第１の実施形態に係るセミシールド掘
削機のカッタヘッドの前後進操作を説明するための図
で、標準状態を示す図（ａ）および操作状態図（ｂ）で
ある。

【図４】図４は、第１の実施形態に係るセミシールド掘
削機のカッタヘッドの首振り動作を説明するための図
で、標準状態を示す図（ａ）および動作状態図（ｂ）で
ある。

【図５】図５は、第１の実施形態に係るセミシールド掘
削機のカッタヘッドのオフセット操作を説明するための
図で、標準状態を示す図（ａ）および操作状態図（ｂ）
である。

【図６】図６（ａ）〜（ｂ）は、第１の実施形態に係る
セミシールド掘削機の自走動作を説明するための図であ
る。

【図７】図７は、本発明の第２の実施形態に係るセミシ
ールド掘削機の要部断面概略構成図で、側面図（ａ）お
よび平面図（ｂ）である。

【図８】図８は、図７（ａ）におけるＱ方向から見た図
である。

【図９】図９は、本発明の第３の実施形態に係るセミシ
ールド掘削機の要部断面概略構成図である。

【図１０】図１０は、図９におけるＲ方向から見た図で
ある。

【図１１】図１１は、他の拡縮機構を備えたカッタヘッ
ドの説明図で、カッタヘッドの外径が埋設管の外径と略
同一径とされた状態図（ａ）およびカッタヘッドの外径
が埋設管の内径よりも小さい径とされた状態図。

【図１２】図１２は、更に他の拡縮機構を備えたカッタ
ヘッドの説明図で、カッタヘッドスポークが起立された
状態図（ａ）およびカッタヘッドスポークが折り畳まれ
た状態図（ｂ）である。

【図１３】図１３は、埋設管に保護金具が装着された状
態図である。

【図１４】図１４（ａ）（ｂ）は、ガイド装置の円周方
向における配置を説明するための模式図である。

【図１５】図１５は、従来の推進用掘削機の概略構成図
（ａ）および機体回収の状態図（ｂ）である。

【図１６】図１６は、従来の小口径推進機の先導管の縦
断面図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ セミシールド掘削機 ２，２Ａ，２Ｂ 掘削機本体 ３，３'３" カッタヘッド ３ａ 拡縮機構 ４，４Ａ，４Ｂ メインビーム ６ シール手段 ９ シール部材 １５ 埋設管 ３０，３０Ａ 第１グリッパ群 ３１，３１Ａ，３２Ｂ 上グリッパ ３２，３２Ａ，３２Ｂ 下グリッパ ３３，３３Ａ，３３Ｂ シュー ３４，３４Ａ，３４Ｂ サポートジャッキ ３５，３５Ａ，３５Ｂ スラストジャッキ ４０，４０Ａ 第２グリッパ群 ４１，４１Ａ，４１Ｂ 左グリッパ ４２，４２Ａ，４２Ｂ 右グリッパ ４３，４３Ａ，４３Ｂ シュー ４４，４４Ａ，４４Ｂ サポートジャッキ ４５，４５Ａ，４５Ｂ スラストジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 好人 石川県小松市八日市町地方５ 株式会社小 松製作所小松工場内 (72)発明者 川合 一成 石川県小松市八日市町地方５ 株式会社小 松製作所小松工場内 (72)発明者 南 敬 石川県小松市八日市町地方５ 株式会社小 松製作所小松工場内 Ｆターム(参考） 2D054 AC18 AD16 BA25 BB01 EA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 埋設管を推進させ順次敷設することによ
   り地中管路を形成する推進工法に用いられるセミシール
   ド掘削機であって、 前記埋設管に内挿されその埋設管の先端部に配される掘
   削機本体と、この掘削機本体の前部に支承され回転駆動
   されるカッタヘッドと、前記掘削機本体に円周方向に沿
   って複数基配設されるグリッパ機構とを備え、 前記カッタヘッドは、その外径を前記埋設管の外径と略
   同一径となるように拡大させるとともに、その外径を前
   記埋設管の内径よりも小さくなるように縮小させる拡縮
   手段を有し、前記グリッパ機構は、前記埋設管の内面と
   係合するシューを有し、このグリッパ機構の拡径・縮径
   動作により前記シューがその埋設管の内面に圧着・解放
   自在とされる構成であることを特徴とするセミシールド
   掘削機。
2. 【請求項２】 前記掘削機本体と前記シューとを前記埋
   設管の軸方向に沿って相対移動させる移動手段を有する
   請求項１に記載のセミシールド掘削機。
3. 【請求項３】 前記複数基配設されるグリッパ機構は、
   グループ単位で前記掘削機本体を保持することが可能
   な、すくなくとも２つのグループからなる請求項１また
   は２に記載のセミシールド掘削機。
4. 【請求項４】 前記グリッパ機構は、前記シューを前記
   埋設管の内面に圧着・解放させるためのサポートジャッ
   キと、前記掘削機本体と前記シューとを前記埋設管の軸
   方向に沿って相対移動させるためのスラストジャッキと
   を備えて構成され、前記移動手段は、前記サポートジャ
   ッキと前記スラストジャッキとの協動により前記掘削機
   本体と前記シューとを相対移動させるものである請求項
   ３に記載のセミシールド掘削機。
5. 【請求項５】 前記掘削機本体は、前記埋設管の軸方向
   に沿って延びるメインビームを有してなり、このメイン
   ビームに、このメインビームに対して摺動自在となる摺
   動フレームを装着し、一端が前記摺動フレームに取り付
   けられて前記シューを前記埋設管の内面に圧着・解放さ
   せるためのサポートジャッキおよび平行リンクと、前記
   掘削機本体と前記シューとを前記埋設管の軸方向に沿っ
   て相対移動させるためのスラストジャッキとを有し、前
   記グリッパ機構は、前記サポートジャッキと前記平行リ
   ンクとを備えて構成され、前記移動手段は、前記スラス
   トジャッキの伸縮動作により前記掘削機本体と前記シュ
   ーとを相対移動させるものである請求項２に記載のセミ
   シールド掘削機。
6. 【請求項６】 前記掘削機本体の前部に、その掘削機本
   体の外周部と前記埋設管の内面との間をシールする膨張
   ・収縮自在なシール手段が設けられる請求項１〜５のい
   ずれかに記載のセミシールド掘削機。