JP2898624B1 - 掘進機 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 回転継手の配置が不要であって、そのために
コストや組み立てが容易で後のメンテナンスが行いやす
い。 【解決手段】 前方にある回転式のカッターヘッド内に
流体圧によって動作する機器（以下「流体圧機器」とい
う）が配置された掘進機であるが、その流体圧機器と接
続された流体圧発生手段（つまり当該流体圧機器に圧力
流体を供給する手段）を、上記のカッターヘッドのうち
に取り付けたことを特徴とする。「流体圧」というのは
油圧をはじめとする流体の圧力をいい、「流体によって
動作する機器」（流体圧機器）とは、油圧シリンダや油
圧モータなど流体圧によるアクチュエータをさす。カッ
ターヘッド内に流体圧機器が複数ある場合には、流体圧
機器ごとに流体圧発生手段を接続するのもよいが、二以
上の流体圧機器に一つの流体圧発生手段を接続するのも
よい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、「シー
ルド掘進機」や「トンネル掘削機」などと一般に呼ばれ
るものを含む各種の掘進機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機やトンネル掘削機を含め
て、地中を掘り進む掘進機の多くは最前部に回転式のカ
ッターヘッド（カッターディスク）を備えている。カッ
ターヘッドは前面に複数の掘削刃（カッタービットやロ
ーラーカッターなど）を有しており、全体をモーター等
で回転駆動されることにより地山を掘削する。

【０００３】最近の掘進機では、カッターヘッドが、オ
ーバーカッターとかコピーカッターと称される補助的な
掘削手段をさらに装備していることがある。それらは一
般的に、掘削刃を備えた腕をカッターヘッドの外側向き
に伸ばすことによって、カッターヘッドによる本来の掘
削範囲の外側を掘削するもので、そのような掘削を行う
ことにより掘進機の曲進（曲がって進むこと）を容易に
する等の作用をなす。また掘進機のうちには、カッター
スポーク（掘削刃を取り付けた放射状のフレーム）の向
きを変更する手段を備えたものもある。そのスポーク上
の異なる側面上にそれぞれ掘削刃を配置しておき、スポ
ークの向きを変えることによってカッタービットの交換
を容易にするものである。これらのような機器は多くの
場合、動作手段として、油圧シリンダ等のような油圧で
動作する機器を備えている。油圧式の機器なら、大きな
スペースを占めることなく強い力でオーバーカッターや
スポーク等を動作させ固定することが可能だからであ
る。

【０００４】油圧によって動作する機器をカッターヘッ
ド内に設ける場合、それら機器への油圧（つまり作動
油）の供給を、従来は、回転継手（ロータリージョイン
ト）を介して行っている。すなわち、図１０のように、
回転するカッターヘッド２と掘進機１”の後部の非回転
部分２（の最前部）との間に回転継手６０を配置し、後
方に設置した油圧発生手段（図示せず）から送られる作
動油をこの回転継手６０を通してカッターヘッド２内の
油圧機器（図示せず）へ供給するのである。

【０００５】回転継手６０は、一般に図１１のような構
造を有している。後方の外筒６１に形成されたポート６
１ａが、内軸６２の表面に円周方向（３６０゜）に形成
された溝６２ａを介して内軸６２内の通孔６２ｂに通
じ、その通孔６２ｂが前方において内軸６２上のポート
６２ｃにつながっている。後方の外筒６１は掘進機１”
の非回転部３に固定され、内軸６２は、前方でカッター
ヘッド２に固定されることによりカッターヘッド２とと
もに回転する。したがって外筒６１・内軸６２間は相対
回転をするが、内軸６２の外周に形成した溝６２ａのた
めに両者のポート６１ａ・６２ｃ間はそれぞれが常に通
じあっていることになり、非回転部３にある油圧発生手
段からカッターヘッド２内の油圧機器にまで、円滑に油
圧が供給される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１０や図１１のよう
にカッターヘッドと掘進機本体の非回転部分との間に回
転継手を使用する場合には、つぎのような不利益がとも
なう。すなわち、イ ) 回転継手が図１１のように複雑な構成を有すること
から、その製作が簡単ではなく、したがって掘進機につ
いてもコストアップを招く。

【０００７】ロ) 回転継手の取り付けを含めて、掘進機
の組み立てが難しくなる。回転継手の回転部分（図１１
における内軸）は、正確にカッターヘッドの回転中心に
配置されないと、掘進機の非回転部分に固定された部分
（図１１における外筒）との間で偏心し合いながら相対
回転するため、無理な力を受けたり作動油や外部の泥水
に対するシール性が低下したりする可能性が高くなるの
である。

【０００８】ハ) 掘進機の前方の中心線上の空間をその
回転継手やその前後の配管類が占有するため、メンテナ
ンス等のための作業が妨げられることも多い。カッター
ヘッドに装備された機器の点検や整備のための通路もし
くは作業空間は、掘進機内での位置が変わらない中心線
付近に設けられることが多いが、そのような位置に回転
継手があることから、作業性が低下するのである。

【０００９】しかも、上記のような回転継手は、近年、
次第に複雑化し大型化しつつある。掘進機による掘削径
が大きくなり、また掘削距離も長くなる傾向にあること
との関係で、掘進機のカッターヘッド内には補助的掘削
手段などが多数配置されるようになったからである。す
なわち、カッターヘッド内に油圧式の機器が多数配置さ
れ、しかも、効率化のためにそれらへ供給油圧が高圧化
することにより、回転継手の構成は複雑化・大型化する
のである。そうなると、上記イ)〜ハ)のような不利益は一
層増大することになる。

【００１０】請求項の発明は、回転継手の配置が不要で
あり、そのために上記のような不利益を解消することが
できる掘進機を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した掘進
機は、前方にある回転式のカッターヘッド内に流体圧に
よって動作する機器（以下「流体圧機器」という）が配
置された掘進機であるが、その流体圧機器と接続された
流体圧発生手段（つまり当該流体圧機器に圧力流体を供
給する手段）を、上記のカッターヘッドのうちに取り付
けたことを特徴とする。「流体圧」というのは油圧をは
じめとする流体の圧力をいい、「流体によって動作する
機器」（流体圧機器）とは、油圧シリンダや油圧モータ
など流体圧によるアクチュエータをさす。カッターヘッ
ド内に流体圧機器が複数ある場合には、流体圧機器ごと
に流体圧発生手段を接続するのもよいが、二以上の流体
圧機器に一つの流体圧発生手段を接続するのもよい。

【００１２】この掘進機によれば、カッターヘッドと掘
進機後部の非回転部分との間に必ずしも回転継手を配置
するには及ばない。カッターヘッド内の流体圧機器に圧
力流体を供給する流体圧発生手段を、掘進機の非回転部
分ややはり非回転であるさらに後方の設備のうちに設け
るのではなく、カッターヘッドのうちに取り付けている
からである。カッターヘッドに設けた流体圧発生手段は
上記した流体圧機器とともに回転するので、両者の間に
回転継手がなくても、両者を接続している配管類にねじ
れが生じることはないのである。流体圧機器などカッタ
ーヘッド内の機器と掘進機の非回転部分との間に何らか
の制御用電線を接続する必要があったとして、そのため
に回転式の電線用コネクターをカッターヘッドの回転中
心の位置（図１０の回転継手の位置）に設けるとして
も、そのための構成は、上記のような流体供給のための
回転継手を含む場合に比べて極めて簡単かつ小規模であ
り、流体の漏れる恐れがない分だけ取り付けに要する精
度も低くてすむ。

【００１３】流体供給用の回転継手を配置する必要がな
いために、この掘進機では前記イ)〜ハ)のような不利益が
生じない。すなわち、複雑な構成をもつ高価な回転継手
が不要であるためコスト面で有利であるほか、回転継手
の取り付け（センタリング）が不要である分だけ掘進機
の組み立てが簡単になり、また、回転継手がないという
スペース上の理由からメンテナンス等のための作業性も
向上する。

【００１４】請求項２に記載した掘進機は、さらに、上
記の流体圧発生手段のうちに含めた制御機器を、同じく
流体圧発生手段のうちに含めたバッテリーを電源とし、
掘進機の非回転部分に設置された操作手段（操作板な
ど）からの無線信号によって操作することを特徴とす
る。

【００１５】カッターヘッド内に設ける上記の流体圧発
生手段のうちには、流体圧力を一定にしたり流体圧機器
への流体の供給・遮断をコントロールしたりするための
制御機器を含めるのが通常である。掘進機の非回転部分
に設けられる操作手段（運転員が掘進機を操作するため
のパネル等）とそのような制御機器との間は、前記した
ように回転式の電線用コネクターを介した制御線によっ
て接続することも可能であるが、この掘進機のようにバ
ッテリーと無線信号とを用いるのが好ましい。すなわ
ち、流体圧発生手段のうちにバッテリーを含めたうえそ
のバッテリーを制御機器用の電源とし、掘進機の非回転
部分に設けた操作手段からの無線信号によってその制御
機器を操作すれば、前記のように回転式の電線用コネク
ターを設けること等が不要になるので、メンテナンス等
の作業が一層行いやすくなる。

【００１６】請求項３の掘進機はとくに、上記の流体圧
発生手段のうちに、カッターヘッドの回転休止時にカッ
ターヘッド外の流体ポンプにて蓄圧可能な蓄圧装置（ゴ
ム袋式アキュムレーター等）を含めたことを特徴とす
る。なお、かかる蓄圧が可能なようにするためには、当
該蓄圧装置のうちに、流体ポンプと接続可能な継手など
を設けておく。

【００１７】蓄圧された状態の蓄圧装置が流体圧発生手
段のうちにあれば、同手段中に流体ポンプなどの流体加
圧機器を設ける必要はない。そのような機器が不要な
ら、その機器を駆動するための電力等を掘進機の非回転
部分から供給する必要もないことになる。そうすると、
非回転部分とカッターヘッドとの間に電力等の供給用配
線類を設けることが不要になり、掘進機の組み立てが一
層簡単になる。

【００１８】この掘進機では、流体圧発生手段が自ら蓄
圧装置を蓄圧状態に保つことは不可能であるが、同装置
への蓄圧は、上記のように、カッターヘッドの回転休止
時にカッターヘッド外の流体ポンプによって行える。掘
進機の運転は定期的な保守点検の際などに一定時間休止
し、そのときカッターヘッドも回転を止めるため、その
とき等を利用して外部のポンプにて蓄圧装置内に蓄圧す
ることができる。そのポンプや配管類として十分な仕様
のものを使用し、かつ蓄圧装置に十分な容量をもたせて
おけば、カッターヘッドの休止時間中に必要な蓄圧を完
了し、しかもつぎの休止時間まで流体圧機器に必要な動
作をさせることも可能になる。

【００１９】請求項４に記載の掘進機は、請求項１また
は２の掘進機において、上記の流体圧発生手段として流
体ポンプとその駆動機器とを含め、その駆動機器を、カ
ッターヘッド（またはそれと一体的に回転する部分）と
掘進機の非回転部分（またはそれと一体的な部分）との
間に設けた摺動接点を介して後方の（つまり、掘進機の
非回転部分かまたはさらに後方の定置設備上にある）動
力電源に接続したことを特徴とする。

【００２０】この掘進機は、蓄圧手段を有する上記の掘
進機とは異なり、カッターヘッド内の流体圧発生手段の
うちにポンプを配置しており、それによって流体圧機器
に圧力流体を供給する。カッターヘッド内にポンプを設
けると、前記のとおりその駆動機器のために電力等を供
給する必要があるため、この掘進機では上記のように摺
動接点を設けている。その摺動接点を介して、掘進機後
方（非回転部分）の動力電源からポンプの駆動機器へ電
力を供給するのである。摺動接点は、カッターヘッドの
回転中心付近以外の部分にも設けることができ構造的に
も簡単であるため、これを設けるとしても、図１０のよ
うな回転継手に付随した前記イ)〜ハ)のような不利益は避
けることができる。なお、前記した制御機器の場合とは
違って、ポンプを駆動するにはかなり大きめの電力が必
要であるが、この掘進機では、バッテリーに頼らず上記
のとおり後方の動力電源からその駆動用電力を供給する
ため、長期間安定的にポンプの運転をすることが可能で
ある。

【００２１】請求項５の掘進機は、請求項４の掘進機に
おける上記の摺動接点を、カッターヘッド（またはそれ
と一体的に回転する部分）と掘進機の非回転部分（また
はそれと一体的な部分）とによって囲まれた空間内に設
け、その空間内に、絶縁性のある圧力流体を充満させて
いることを特徴とする。絶縁性のある流体としては気体
（圧縮空気など）または液体（絶縁油など）を使用でき
る。またその流体の圧力は、少なくとも掘進機内の気圧
を超えるようにする。

【００２２】上述した摺動接点には金属の露出面が含ま
れるが、この掘進機では、掘削中に地山から出る泥水等
がそのような摺動接点に付着する恐れがない。摺動接点
が上記した囲まれた空間内にあるうえ、その空間内に絶
縁性のある圧力流体が充満しているからである。その空
間が完全な密閉状態にあるとすれば空間そのものが泥水
等の進入を阻むことができ、多少の隙間があるとして
も、上記の流体がその隙間から外へ向けて流出するため
にその空間内に泥水等が入るを防止できるのである。泥
水等が空間内に入らず、したがって摺動接点に付着する
こともないなら、金属の露出面間の絶縁性が損なわれる
ことがなく、常に円滑な電力供給が可能になる。

【００２３】請求項６の掘進機は、以上のほか、上記の
流体圧発生手段のうちに流体用のタンクを設け、そのタ
ンクにおいて内部の空間を大気開放すべくつぎのような
ブリーザーパイプを設けたことを特徴とする。そのブリ
ーザーパイプとは、 a) カッターヘッドの回転中心と平行な方向にタンクの
側壁を貫通する支軸に接続されていてタンク内にあり、
その支軸の内部を経て当該パイプの中空部がタンク外に
連通しており、 b) その支軸を中心にタンクとは相対回転自在なように
配置されたうえ、 c) 重りまたは浮きの作用で鉛直上方に立てられること
により、支軸から遠い側の端部が常にタンク内の流体面
上に突出している−ものである。

【００２４】流体圧発生手段における流体用のタンク
は、内部の流体を外へ漏らさないことに加えて、流体圧
機器等へ向けての流体の供給や戻りにともなう流体量の
変動を妨げないことが重要である。後者の機能のために
は、ブリーザーを設けることによりタンク内の流体面上
の空間を外部（大気中）に通じさせておくのが一般的で
ある。

【００２５】その点、この掘進機のタンクは、上記のよ
うなブリーザーパイプを有するために、流体面上の空間
を外部に通じさせて流体量の円滑な変動を許容し、しか
も、カッターヘッドの回転にともなって鉛直（または鉛
直に近い）平面内で回転するにもかかわらず内部の流体
をこぼすことがない。その理由は、タンク内にあるブリ
ーザーパイプが上記a)によってタンク外に通じており、
そのブリーザーパイプが、上記b)のようにタンクに対し
て相対回転自在であるうえ、c)のとおり鉛直上方に立て
られ、しかもその一端が常にタンク内の流体面上の空間
内に突出しているからである。つまり、常に鉛直上方に
立てられているブリーザーパイプとそれに連通する支軸
とによって、必ずタンク内の流体面上の空間が外部に通
じた状態に保たれるからである。

【００２６】なお、請求項６に記載した流体用のタンク
は、請求項１〜５の掘進機における流体圧発生手段にと
って必要不可欠というわけではない。流体用のタンクを
省略して、流体圧発生手段と流体圧機器とを閉ループの
流体用回路によって１対１に接続する（つまり、流体圧
発生手段と流体圧機器とを同数配置しておき、個々の流
体圧機器から出る流体をそのまま各流体圧発生手段に供
給する）場合には、タンクは不要だからである。ただ
し、タンクを設ける方が流体圧機器から出る流体の流れ
がスムーズで流体圧機器の動作が効率的である等の利点
がある。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１〜図５に、発明の実施につい
て一形態を紹介する。図１はトンネル掘削機１の全体を
示す縦断面図、図２はその掘削機１の正面図である。図
３は図２におけるIII部の詳細図、図４はその図３にお
けるIV−IV断面図、そして図５は、図１の掘削機１にお
ける油圧系統等を示す模式図である。

【００２８】図１に示すトンネル掘削機１は、全体とし
て円筒状の外形を有し、最前部に回転式のカッターヘッ
ド２を備えるとともにその後部に非回転部分３を接続し
たものである。非回転部分３のうちには、カッターヘッ
ド２を回転駆動するためのモータ４のほか、推進用の反
力をもたらすべくトンネルの内面に押しつけられるグリ
ッパー５や、そのグリッパー５を支えにして掘削機１を
前方に進めるための推進ジャッキ５ａ、掘削機１を後方
で支えるためのサポート５ｂなどが配置されている。グ
リッパー５やジャッキ５ａの作用で掘削機１を前方へ推
し進めながらモータ４によってカッターヘッド２を回転
させることにより、掘削機１は地山を掘削する。カッタ
ーヘッド２において図２のように放射状に設けられたス
ポーク２ｂの前面にはローラーカッター２ａが多数配置
されているため、それらの作用によって、岩盤等の硬質
の地山であっても円滑に掘削できるわけである。掘削機
１における非回転部分３には、以上のほかコンベヤ６や
エレクター７、さらにはコンクリートの吹付け装置８も
設けられている。コンベヤ６は、掘削した土砂を排出す
るためのもの、エレクター７は、掘削したトンネルの内
面に地山の状況等に応じてセグメントｘの壁を築くもの
であり、吹付け装置８は、トンネルの内面に補強のため
のコンクリートを吹き付けるものである。

【００２９】掘削機１のカッターヘッド２には、曲がっ
たトンネルを掘削する場合の掘削機１の前進（いわゆる
曲進）を円滑化する等の目的で、図５（模式的に示す）
のようなオーバーカッター２０が複数配置されている。
オーバーカッター２０は、先端部にカッターを有する腕
を外周向きに差し出したり引っ込めたりするもので、差
し出し動作とその位置の保持とを油圧ジャッキ２１によ
って行う。

【００３０】この掘削機１では、油圧（流体圧）機器で
あるオーバーカッター２０のジャッキ２１（複数）に油
圧作動油を供給するための油圧（流体圧）発生手段１０
（１基）を、図２のようにカッターヘッド２のスポーク
２ｂ上に取り付けている。カッターヘッド２に取り付け
れば、油圧発生手段１０はオーバーカッター２０のジャ
ッキ２１とともに回転するため、両者を接続する油圧配
管等に回転継手等を設けなくても不都合が生じないから
である。

【００３１】油圧発生手段１０には、図３のように、ア
キュムレーター１１（ガスの封入されたゴム袋を内蔵す
る蓄圧装置）と切換バルブ１２・作動油タンク１３およ
び制御装置１４などを含め、それらを図５のように接続
している。図５に示すとおりアキュムレーター１１に
は、蓄圧用ホース３１ａとの接続が容易であるとともに
その接続を解除したとき自動的にロックする継手１１ａ
を設けている。掘削機１のカッターヘッド２の回転が止
まったとき、掘削機１の非回転部分３に設けた蓄圧ポン
プ（図示せず）に通じる給油管３１を上記のホース３１
ａを介して継手１１ａに接続し、アキュムレーター１１
に蓄圧するためである。アキュムレーター１１に蓄圧し
た状態では、バルブ１２を適宜切り換えることによって
ジャッキ２１に高圧作動油を供給してそれを伸長させ、
もってオーバーカッター２０を外向きに差し出すことが
できる。アキュムレーター１１に蓄圧できる次の機会ま
でにはオーバーカッター２０を何度も動作させる必要が
あるため、アキュムレーター１１には十分な容量をもた
せておく。なお、オーバーカッター２０の機能上、ジャ
ッキ２１には伸長と収縮との二つの動作が必要である
が、収縮のためには、ジャッキ２１の伸縮ロッドにスプ
リング（図示せず）を連結している。ただし、図のよう
にジャッキ２１を伸長させる側のみでなく、収縮させる
側の配管にもアキュムレーターを接続し、双方のアキュ
ムレーターからの圧力でジャッキ２１を往復動作させる
のもよい。

【００３２】油圧発生手段１０には、以上のほか、制御
装置１４とバッテリー１５も含めている。制御装置１４
は、切換バルブ１２のポジションを切り換えることによ
ってジャッキ２１の動作をコントロールするものであっ
て、バッテリー１５はその切換バルブ１２や制御装置１
４のための電源である。そして、掘削機１の非回転部分
３内にある操作パネル３２からの指令は、カッターヘッ
ド２のやや後方に設けたアンテナ３２ａ（図１を参照）
を介し、無線信号としてその制御装置１４に伝えられ
る。

【００３３】油圧発生手段１０のうちに設けた作動油タ
ンク１３は、作動油を外へ漏らさないことに加え、内部
の気圧を大気（トンネル内の空気圧）に等しく保って作
動油の供給や戻りを円滑化する機能が必要であるため、
図３および図４のように構成している。すなわち、タン
ク本体１３ａを円筒状に形成してスポーク２ｂ上に固定
し、その一方の端面に作動油の給排配管１３ｂを接続す
るとともに、内部の作動油１３ｃの油面上の空間を大気
に開放する手段として、図４のようにブリーザーパイプ
１３ｐを配置している。ブリーザーパイプ１３ｐは、タ
ンク本体１３ａのうち上記の配管１３ｂとは異なる側の
端面の中央を内外に貫通する支軸１３ｑの側面に、タン
ク本体１３ａの内部において接続固定したもので、タン
ク本体１３ａの内周壁近くに届く先端開口部１３ｏから
通じる中空部を、支軸１３ｑ内の中空部（支軸１３ｑの
両端は塞がれている）に連通させている。支軸１３ｑに
はタンク本体１３ａの外部において短管１３ｒを接続固
定し、その短管１３ｒの中空部も支軸１３ｑの中空部に
連通させているため、ブリーザーパイプ１３ｐの先端開
口１３ｏは、支軸１３ｑと短管１３ｒとの中空部を経て
外部に通じていることになる。そして支軸１３ｑは、タ
ンク本体１３ａに対し軸受１３ｓを介して回転自在に取
り付け、さらに、タンク本体１３ａの内部においてその
側面（ブリーザーパイプ１３ｐとは反対の側）に重り１
３ｔを取り付けている。このような構成により、タンク
本体１３ａが鉛直平面内でどのように回転しても、ブリ
ーザーパイプ１３ｐは常に鉛直上方に保たれ、その先端
開口１３ｏがタンク本体１３ａ内の作動油１３ｃ上の空
間内に常に位置することになる。そのため、タンク１３
においては、作動油１３ｃ上の空間がブリーザーパイプ
１３ｐ等を介して常に大気に通じていることになり、作
動油が漏れ出ないうえ作動油の供給や戻りが円滑である
という機能が発揮される。

【００３４】続いて示す図６〜図９は、発明の実施につ
いて別の形態を示すものである。すなわち、まず図６
は、トンネル掘削機１’についての縦断面図（図６
（ａ））および正面図（同（ｂ））である。図７は図６
（ａ）におけるVII部の詳細図、図８は図６（ｂ）にお
けるVIII部の詳細図、また図９は、図６の掘削機１’に
おける油圧系統等を示す模式図である。

【００３５】図１・図２に示した掘削機１と同様、図６
のトンネル掘削機１’も、最前部に回転式のカッターヘ
ッド２を備えるとともにその後部に非回転部分３を有し
ている。カッターヘッド２の前面には多数のローラーカ
ッター２ａを備え、非回転部分３のうちには、カッター
ヘッド２の回転駆動用機器であるモータ４や土砂排出用
のコンベヤ６などを有しており、前記の掘削機１の場合
と同様の作用によって地中を掘り進む。

【００３６】この掘削機１’のカッターヘッド２内に
も、外周より外側の部分を余掘りするためのオーバーカ
ッター２０（図９に模式的に示す）が複数配置されてお
り、それぞれには動作手段として油圧ジャッキ２１が含
まれている。油圧機器である各オーバーカッター２０の
ジャッキ２１に油圧（作動油）を供給するために、この
掘削機１’では、図８および図９に示す油圧発生手段４
０（１基）を図６（ｂ）のようにカッターヘッド２のス
ポーク２ｂ上に取り付けている。前記の掘削機１の場合
と同様、回転するカッターヘッド２内に油圧ジャッキ２
１と油圧発生手段４０とをともに取り付けると、それら
を接続する油圧配管等のうちに回転継手等を設ける必要
がなくなるからである。

【００３７】ただしこの掘削機１’における油圧発生手
段４０には、図８・図９に示すとおりアキュムレーター
を配置せず、代わりに、油圧ポンプ４１ａとその駆動機
器である電動機４１ｂなどからなるポンプ装置４１を含
めている。ポンプ装置４１から送られる高圧の作動油を
切換バルブ４２により切り換えて油圧ジャッキ２１の各
油圧室に送り、戻される作動油をタンク４３内に送るの
である。ポンプ装置４１の運転や切換バルブ４２の切換
は、後方の非回転部分３にある操作パネル３２からアン
テナ３２ａを介して送られる無線信号を受けて、制御装
置４４がコントロールする。タンク４３の構成は、図３
および図４に示したタンク１３と同様であり、図８にお
けるIV−IV断面は図４と同様になる。

【００３８】ポンプ装置４１の電動機４１ｂは電力消費
が少なくないため、この掘削機１’では図９のように、
油圧発生手段４０中の電源盤４５を、後方の非回転部分
３にある動力電源線３３に接続している。当該電源線３
３から得る大容量の電力によって、ポンプ装置４１を長
期間安定的に運転するのである。切換バルブ４２やそれ
らをコントロールする制御装置４４のための電源も、同
じく電源盤４５を介して電源線３３からとる。

【００３９】油圧発生手段４０がカッターヘッド２とと
もに回転するに対して、非回転部分３にある電源線３３
は回転しないため、電源盤４５と電源線３３との間に
は、両者間の相対回転にともなって摺動する摺動接点５
０を設けている。摺動接点５０は、図７に示すとおり構
成したものである。すなわち、カッターヘッド２の後部
には、モーター４による駆動力を受けるための回転ドラ
ム２ｃが円筒状に後方へと突出しているが、まず、その
ドラム２ｃの外周上において、電源盤４５（図９）の動
力線４５ａにつながるリング状の接点（スリップリン
グ）５１を互いの間隔をあけて複数本配列する。その一
方、電源線３３に接続されている固定側の接点５２を接
点５１と同数だけ非回転部分３内の定位置に設け、それ
ぞれを上記の各接点５１に接触させる。このように構成
した摺動接点５０は、カッターヘッド２が何回転して
も、接点５１・５２間の接触が途切れず、しかも電線類
がねじれることもない。

【００４０】摺動接点５０の各接点５１・５２は金属面
が露出したものであるため、水やほこり等がそれらに触
れるのは好ましくない。そこで、この摺動接点５０には
以下のような構成を付している。まず、非回転部部分３
のうち、カッターヘッド２の上記ドラム２ｃの外側に位
置する部分に円筒状の囲い３ａを形成し、その囲い３ａ
とドラム２ｃとによって、摺動接点５０を囲む円環状の
空間５３を形成する。また、その空間５３の前後位置に
おいて、ドラム２ｃの外周と非回転部分３との間にシー
ル部材２ｆ・２ｇを装着し、空間５３の密閉度を高くす
る。さらにその空間５３内には、外部から水やほこり等
が入るのを防止すべく、圧縮空気の吹出しノズル５４を
差し入れて清浄な乾燥空気をその空間５３内に満たして
いる。なお、圧縮空気は、後方の（つまり掘削機１の非
回転部分３かまたはさらに後方の定置設備上にある）空
気圧縮機（図示せず）をによって供給する。

【００４１】以上、二つの実施形態を紹介したが、いず
れの形態においても、油圧作動油に代えて他の流体を使
用することができることは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】請求項１に記載した掘進機では、カッタ
ーヘッドと掘進機後部の非回転部分との間に必ずしも回
転継手を配置する必要がない。そのため、1)複雑な構成
の回転継手が不要である分だけコスト的に有利である、
2)回転継手についての高精度の取り付け作業が不要であ
るので掘進機の組み立てが簡単である、3)スペース上の
理由から掘進機のメンテナンス等のための作業性が向上
する−といった効果がある。流体供給用配管が短くて
足りる、という利点もある。

【００４３】請求項２に記載した掘進機は、さらに、カ
ッターヘッドの回転中心付近に制御電線用の回転式コネ
クターを設けること等が不要になるので、メンテナンス
等の作業が一層行いやすくなる。

【００４４】請求項３の掘進機では、流体圧発生手段の
うちにポンプなどの流体加圧機器を設ける必要がないの
で、その機器への電力等の供給用配線を非回転部分とカ
ッターヘッドとの間に設けることが不要で、掘進機の組
み立てが一層簡単になる。

【００４５】請求項４の掘進機は、流体圧発生手段のう
ちにポンプとその駆動機器を含んでいて後方の動力電源
によりそれを駆動するため、長期間安定して流体圧の供
給をすることができる。なお、摺動接点は、カッターヘ
ッドの回転中心付近以外の部分にも設けることができ、
構造的にも簡単である。

【００４６】請求項５の掘進機では、上記のような摺動
接点に、掘削中に地山から出る泥水等が付着する恐れが
ないので、常に円滑な電力供給がなされる。

【００４７】請求項６の掘進機では、カッターヘッドと
ともに流体圧用のタンクが回転するにもかかわらず、そ
の内部の流体がこぼれず、しかもタンク内の流体量が円
滑に変動する。なお、流体圧発生手段のうちにタンクが
あるために、流体圧機器の動作が効率的である等の利点
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施についての一形態を示す図であっ
て、トンネル掘削機１の全体を示す縦断面図である。

【図２】図１の掘削機１についての正面図である。

【図３】図２におけるIII部の詳細図である。

【図４】図３におけるIV−IV断面図である。

【図５】図１の掘削機１における油圧系統等を示す模式
図である。

【図６】発明の実施について図１等とは別の形態を示す
図であり、トンネル掘削機１’についての縦断面図（図
６（ａ））および正面図（同（ｂ））である。

【図７】図６（ａ）におけるVII部の詳細図である。

【図８】図６（ｂ）におけるVIII部の詳細図である。

【図９】図６の掘削機１’における油圧系統等を示す模
式図である。

【図１０】回転継手６０を有する従来の掘進機１”につ
いての縦断面図である。

【図１１】図１１（ａ）は図１０の回転継手６０の構造
を示す側面図、図１１（ｂ）は同（ａ）におけるｂ−ｂ
断面図である。

【符号の説明】

１・１’ トンネル掘削機（掘進機） ２ カッターヘッド ３ （掘進機の）非回転部分 １０・４０ 油圧（流体圧）発生手段 １１ アキュムレーター（蓄圧装置） １３・４３ 作動油（流体用）タンク ２０ オーバーカッター（流体圧機器） ５０ 摺動接点

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方にある回転式のカッターヘッド内
   に、流体圧によって動作する機器が配置された掘進機で
   あって、 その機器と接続された流体圧発生手段が、上記のカッタ
   ーヘッドのうちに取り付けられていることを特徴とする
   掘進機。
2. 【請求項２】 上記の流体圧発生手段のうちに含まれる
   制御機器が、同じく流体圧発生手段のうちに含まれるバ
   ッテリーを電源とし、掘進機の非回転部分に設置された
   操作手段からの無線信号によって操作されることを特徴
   とする請求項１に記載の掘進機。
3. 【請求項３】 上記の流体圧発生手段が、カッターヘッ
   ドの回転休止時にカッターヘッド外の流体ポンプにて蓄
   圧可能な蓄圧装置を含むことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の掘進機。
4. 【請求項４】 上記の流体圧発生手段が、流体ポンプと
   その駆動機器とを含んでおり、その駆動機器が、カッタ
   ーヘッドと掘進機の非回転部分との間に設けられた摺動
   接点を介して後方の動力電源に接続されていることを特
   徴とする請求項１または２に記載の掘進機。
5. 【請求項５】 上記の摺動接点が、カッターヘッドと掘
   進機の非回転部分とによって囲まれた空間内にあり、そ
   の空間内に絶縁性のある圧力流体が充満していることを
   特徴とする請求項４に記載の掘進機。
6. 【請求項６】 上記の流体圧発生手段が流体用のタンク
   を備えており、そのタンクが、内部の空間を大気開放す
   るためのブリーザーパイプとして、 a) カッターヘッドの回転中心と平行な方向にタンクの
   側壁を貫通する支軸に接続されていてタンク内にあり、
   その支軸の内部を経て当該パイプの中空部がタンク外に
   連通しており、 b) その支軸を中心にタンクとは相対回転自在なように
   配置されたうえ、 c) 重りまたは浮きの作用で鉛直上方に立てられること
   により、支軸から遠い側の端部が常にタンク内の流体面
   上に突出しているものを有することを特徴とする請求項
   １〜５のいずれかに記載の掘進機。