JPH07217382A - シールド型掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体等がシールド本体内または管内に入り込
むことなく、シールド本体の後端部の外形と異なる外形
を有する管を配置することができるようにすることにあ
る。 【構成】 シールド型掘削機は、円筒状または多角筒状
のシールド本体と、該本体の前端部に配置された掘削用
のカッタ組立体と、該カッタ組立体を駆動させる駆動機
構と、シールド本体の後端部に接続された筒状のアダプ
タであって敷設すべき多角筒状または円筒状の管を後端
部に受けるアダプタとを含む。アダプタの前端部はシー
ルド本体の後端部に対応した円筒状または多角筒状であ
り、後端部は管に対応した多角筒状または円筒状であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水導管のような管路
の構築、パイプルーフ工法のための管の埋設等に用いる
機械掘削式のシールド型掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械掘削式のシールド型掘削機の１つと
して、掘削用のカッタ組立体を円筒状のシールド本体の
前端部に配置し、カッタ組立体をシールド本体に対して
回転させるものがある（特開昭６０−２６２７２号公
報、特開昭６３−１８９５９６号公報等参照）。しか
し、この掘削機は、シールド本体が円筒状であるから、
円筒状の管の敷設に用いることはできるが、多角筒状の
管の敷設に用いると、シールド本体と管との接続部に空
隙が生じ、その結果、地下水のような液体、周囲の土砂
等がシールド本体と管との接続部からシールド本体内ま
たは管内に入り込んでしまう。

【０００３】機械掘削式のシールド型掘削機の他の１つ
として、掘削用のカッタ組立体を多角筒状のシールド本
体の前端部に配置し、カッタ組立体をシールド本体に対
して変位させるものがある（特開平４−３５７２９８号
公報、ＰＣＴ／ＪＰ９３／０１４５５号等参照）。しか
し、この掘削機は、シールド本体が多角筒状であるた
め、多角筒状の管の敷設に用いることはできるが、円筒
状の管の敷設に用いると、シールド本体と管との接続部
に空隙が生じ、その結果、地下水のような液体、周囲の
地盤の土砂等がシールド本体と管との接続部からシール
ド本体内または管内に入り込んでしまう。

【０００４】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、液体等がシ
ールド本体内または管内に入り込むことなく、シールド
本体の後端部の外側の形状と異なる外形を有する管を敷
設することができるようにすることにある。

【０００５】

【解決手段、作用、効果】本発明のシールド型掘削機
は、筒状のシールド本体と、該本体の前端部に配置され
た掘削用のカッタ組立体と、該カッタ組立体を駆動させ
る駆動機構と、前記シールド本体の後端部に接続された
筒状のアダプタであって敷設すべき筒状の管を後端部に
受ける筒状のアダプタとを含む。

【０００６】前記シールド本体の後端部および前記管の
一方は円筒状であり、前記シールド本体の後端部および
前記管の他方は多角筒状である。また、前記アダプタ
は、前記シールド本体の後端部に接続された第１の部位
であって前記シールド本体の後端部に対応した円筒状ま
たは多角筒状の前端部を有する第１の部位と、前記管を
受ける第２の部位であって前記管に対応した多角筒状ま
たは円筒状の後端部を有する第２の部位とを備える。

【０００７】掘削機は、カッタ組立体により地盤を掘削
しつつ、アダプタの後端部に続く管とともに元押し装置
により前進される。これにより、地盤が掘削され、管が
掘削跡に押し込まれる。掘削の間、アダプタは、地下水
等がシールド本体とアダプタとの間およびアダプタと管
との間からシールド本体内または管内に入り込むことを
防止し、軸線と直交する断面における外側の形状が異な
るシールド本体の後端部と管との間の液密性を維持す
る。

【０００８】このため、本発明によれば、液体等がシー
ルド本体内または管内に入り込むことなく、シールド本
体の後端部の外形と異なる外形の管を敷設することがで
きる。

【０００９】前記シールド本体の後端部と前記第１の部
位の前端部とを円筒状とし、前記管と前記第２の部位の
後端部とを多角筒状とすることができる。この場合、前
記第１の部位の前端部の外形寸法を前記シールド本体の
後端部の外径寸法とほぼ同じとすることができる。

【００１０】しかし、前記シールド本体の後端部と前記
第１の部位の前端部とを多角筒状とし、前記管と前記第
２の部位の後端部とを円筒状としてもよい。この場合、
前記第２の部位の後端部の外径寸法を前記管の外径寸法
とほぼ同じとすることができる。

【００１１】前記アダプタは、さらに、前記第１の部位
と前記第２の部位との間にあってシールド本体の軸線と
直交する断面における外側の形状が前記第１の部位の形
状から前記第２の部位の形状に漸次変化する第３の部位
を備えることが好ましい。これにより、軸線と直交する
断面における外側の形状が第１の部位の形状から第２の
部位の形状に急激に変化するアダプタに比べ、小さい推
力で掘削機および管を前進させることができる。

【００１２】

【実施例】先ず、多角筒状好ましくは四角筒状の管の敷
設に用いる円形の断面形状を有する機械掘削式のシール
ド型掘削機の一実施例について説明する。

【００１３】図１および図２を参照するに、機械掘削式
のシールド型掘削機１０は、一定の外径寸法Ｌ1 を有す
る円筒状のシールド本体１２を含む。シールド本体１２
は、円筒状のヘッド部１４と、該ヘッド部の後部に続く
円筒状のテール部１６とに分割されている。

【００１４】ヘッド部１４とテール部１６とは、掘削機
１０（実際にはテール部１６）の軸線１８上の所定の点
を中心として屈曲可能に結合されており、またテール部
１６に対するヘッド部１４の向きを修正する複数の方向
修正用ジャッキ２２により互いに連結されている。各ジ
ャッキ２２は、軸線１８の周りに等角度間隔に配置され
ている。

【００１５】図示の例では、テール部１６の前端部をヘ
ッド部１４の後端部に屈曲可能に受け入れているが、ヘ
ッド部１４の後端部をテール部１６の前端部に屈曲可能
に受け入れてもよい。

【００１６】ヘッド部１４内は、隔壁２４により前方域
と後方域とに区画されている。隔壁２４は、クランクシ
ャフト２６を軸線１８の周りに回転可能に支持してい
る。クランクシャフト２６は、その偏心部が前記前方域
となるように配置されている。クランクシャフト２６の
偏心部は、ロータ２８を前記偏心部の軸線の周りに回転
可能に支持している。

【００１７】ロータ２８は、截頭円錐形の形状を有して
おり、また小径の側が前方となり大径の側が後方となる
ようにクランクシャフト２６に支持されている。このた
め、ロータ２８は、クランクシャフト２６の回転運動に
ともなって、軸線１８を中心とする旋回運動（公転運
動）と、クランクシャフト２６の偏心部を中心とする回
転運動（自転運動）とをすることにより、ヘッド部１４
の内面１４ａとともに、掘削物中の大きな礫を破砕する
クラッシャとして作用する。

【００１８】ロータ２８には、掘削用のカッタ組立体３
０が取り付けられている。カッタ組立体３０は、ロータ
２８から半径方向外方へ伸びる複数のアーム３０ａと、
該アームの前面の側に取り付けられた複数のカッタビッ
ト３０ｂとを備える既知のものである。

【００１９】隔壁２４には、また、クランクシャフト２
６を回転させる駆動機構３２が取り付けられている。ロ
ータ２８およびカッタ組立体３０は、クランクシャフト
２６が回転されることにより、軸線１８を中心とする旋
回運動（公転運動）と、クランクシャフト２６の偏心部
を中心とする回転運動（自転運動）とをするように構成
されている。

【００２０】クランクシャフト２６、ロータ２８、カッ
タ組立体３０、および駆動機構３２の構成、ならびにロ
ータ２８およびカッタ組立体３０に旋回運動および回転
運動を与える構成は、たとえば、特開昭６１−１０２９
９９号（特公平４−５１２０号）公報、特開昭６３−１
８９５９６号（特公平４−６９７１９号）公報、特開平
３−５９２９５号公報等に記載された公知の技術である
から、それらの詳細な説明は省略する。

【００２１】ヘッド部１４の前方域には、掘削物排出用
の泥水が給水管３４を介して地上の側から供給される。
ヘッド部１４の前方域に供給された泥水は、掘削物とと
もに、排出管３６を介して地上の側へ排出される。給水
管３４および排出管３６は、テール部１６、敷設すべき
管３８および発進用立て坑（図示せず）を経て地上へ伸
びている。

【００２２】敷設すべき管３８は、鋼製、コンクリート
製、鉄筋コンクリート製、鉄骨コンクリート製等、適宜
な材料で多角筒状に形成されている。軸線１８と直交す
る管３８の断面形状は、図示の例では、正方形である
が、長方形、台形、五角形、六角形、八角形等、他の多
角形であってもよい。また、管３８の各隅角部に面取り
加工をしてもよい。

【００２３】軸線１８と直交する断面における管３８の
外側の形状すなわち外形が四角形であるにの対し、シー
ルド本体１２、特に軸線１８と直交する断面におけるテ
ール部１６の外側の形状すなわち外形が円形であること
から、掘削機１０は、また、シールド本体１２と管３８
とを液密的に結合させるアダプタ４０を含む。

【００２４】図３に示すように、アダプタ４０は、テー
ル部１６の後端部に接続された円筒状の第１の部位４２
と、該第１の部位に続きかつ後端部に管３８を受ける四
角筒状の第２の部位４４とを備える。

【００２５】第１の部位４２の少なくとも前端部は、シ
ールド本体１２特にテール部１６の後端部の外形とほぼ
同じ外形の円筒状の形状を有するとともに、シールド本
体１２特にテール部１６の後端部の外径寸法Ｌ1 とほぼ
同じ外径寸法Ｌ2 を有する。これに対し、第２の部位４
４の少なくとも後端部は、管３８の外形とほぼ同じ外形
の四角筒状の形状を有する。

【００２６】軸線１８と直交する断面における四角形の
一辺の長さ寸法Ｌ3 であって第２の部位４４の少なくと
も後端部の一辺の長さ寸法Ｌ3 は、同じ条件における管
３８の長さ寸法Ｌ4 とほぼ同じである。また、図示の例
では、寸法Ｌ1,Ｌ2,Ｌ3,Ｌ4は、ほぼ同じであるが、こ
れらは異なる値であってもよい。

【００２７】アダアプタ４０は、さらに、第１および第
２の部位４２，４４の間にあって軸線１８と直交する断
面における外側の形状すなわち外形が第１の部位４２の
形状から第２の部位４４の形状に漸次変化する第３の部
位４６を備える。図示の例では、第３の部位４６の外形
は四角形の各隅角部から第１の部位４２の外周面に伸び
る傾斜面部を有する形状であるが、第３の部位４６の外
形を前記のような傾斜面部を有さない形状でしかも四角
筒形から円筒形に漸次変化する形状としてもよい。

【００２８】パイプルーフ工法に用いる四角筒状の管の
場合、図２に示すように、管３８は、四角筒状の主体部
５０と、該主体部の１つの側面に設けられた第１の係合
手段５２と、主体部５０の他の１つの側面に設けられた
第２の係合手段５４とを備えることが好ましい。第１お
よび第２の係合手段は、それぞれ、隣りに敷設される管
の第２および第１の係合手段と係合して、隣り合う管を
結合させる。

【００２９】図示の例では、第１および第２の係合手段
５２および５４は、それぞれ、細長い第１の板状部と該
第１の板状部の一端縁に続く細長い第２の板状部とによ
りＬ字状の断面形状を有する一対の長尺部材５６および
５８からなる。各長尺部材は、主体部５０の一端から他
端まで連続して伸びる。

【００３０】第１の係合手段５２の両長尺部材５６は、
隣りに配置される管の第２の係合手段５４の両長尺部材
５８の一部を受け入れる間隙および空間を形成するよう
に、第１の板状部の他端縁において主体部５０に溶接等
により全長さ範囲にわたって固定される。

【００３１】これに対し、第２の係合手段５４の両長尺
部材５８は、その一部が隣りに配置される管の第１の係
合手段５２の両長尺部材５６により形成された間隙およ
び空間に受け入れられるように、第１の板状部の他端縁
において主体部５０に溶接等により全長さ範囲にわたっ
て固定される。

【００３２】掘進時、掘削機１０は、ロータ２８および
カッタ組立体３０が駆動機構３２により回転された状態
で、発進用立て坑に配置された元押し装置により管３８
とともに前進される。元押し装置としては、たとえば、
実開昭５９−８０５９４号（実公平１−３７０３８号）
公報、特開昭６０−２１９３９５号公報等に記載されて
いるように、発進用立て坑の坑壁等を反力体とする複数
の油圧ジャッキを用いた公知の装置を用いることができ
る。

【００３３】これにより、切羽が掘削される。掘削物
は、掘削機１０の前進にともなって前方域に受け入れら
れ、供給管３６により前方域に供給された泥水ととも
に、排出管３８により前方域から地上の側に排出され
る。

【００３４】元押し装置により発生された推力は、管３
８およびアダプタ４０を介してシールド本体１２に伝達
される。それゆえに、管３８はアダプタ４０の後端部に
押しつけられかつアダプタ４０がシールド本体１２の後
端部に押しつけられた状態で、シールド本体１２、管３
８およびアダプタ４０が同時に前進される。

【００３５】その結果として、管３８とアダプタ４０の
後端部との外形が同じであること、およびアダプタ４０
の後端部とシールド本体１２の後端部との外形が同じで
あることとあいまって、管３８とアダプタ４０との間の
液密性、およびシールド本体１２とアダプタ４０との間
の液密性が維持され、前方域に供給された泥水、地下水
等の液体および周囲の土砂がシールド本体１２特にテー
ル部１６または管３８の内部に入り込むことがない。

【００３６】掘削機１０の前進時に、アダプタ４０の第
２の部位４４の隅角部にアダプタ４０の前進を妨げる反
力が作用する。しかし、図３に示すアダプタ４０の場
合、軸線１８と直交する断面における外側の形状が第１
の部位４２の形状から第２の部位４４の形状に漸次変化
する第３の部位４６を備えるから、アダプタ４０は、第
３の部位４６で周囲の土砂を圧縮または圧密しつつ前進
する。

【００３７】このため、管を敷設すべき地盤が砂層、砂
礫層等ほどに軟弱でない軟質土層であっても、図４に示
すアダプタ６０のように、軸線１８と直交する断面にお
ける外側の形状が第１の部位６２の形状から第２の部位
６４の形状に急激に変化するアダプタに比べ、前記反力
が小さく、小さい推力で掘削機１０および管３８を前進
させることができる。

【００３８】大きな推力を必要とすることが予想される
地盤に関しては、寸法Ｌ2 を寸法Ｌ3 より大きくするこ
とにより、前記反力および推力を小さくすることができ
る。また、砂層、砂礫層等の軟弱な地盤に管を敷設する
場合には、図４に示すアダプタ６０、図５に示すアダプ
タ７０、または図６に示すアダプタ８０を用いてもよ
い。

【００３９】図５に示すアダプタ７０は、直径寸法がＬ
2 である円筒状の第１の部位７２と、一辺の長さ寸法が
Ｌ2 より大きいＬ3 である四角筒状の第２の部位７４
と、第１および第２の部位７２，７４の間にあって軸線
と直交する断面における外側の形状すなわち外形が第１
の部位７２の形状から第２の部位７４の形状に漸次変化
する第３の部位７６とを備える。図示の例では、第３の
部位７６の外形は四角形の各隅角部から第１の部位７２
の外周面に伸びる傾斜面部を有する形状であるが、第３
の部位７６の外形を四角形から円形に漸次変化する形状
としてもよい。

【００４０】図６に示すアダプタ８０は、直径寸法がＬ
2 である円筒状の第１の部位８２と、一辺の長さ寸法が
Ｌ2 より大きいＬ3 である四角筒状の第２の部位８４
と、第１および第２の部位８２，８４の間にあって軸線
と直交する断面における外側の形状すなわち外形が第１
の部位８２の形状から第２の部位８４の形状に漸次変化
する第３の部位８６と、第２の部位８４の前端部外周に
設けられた複数の掘削刃８８とを備える。図示の例で
は、第３の部位８６の外形は四角形の各隅角部から第１
の部位８２の外周面に伸びる傾斜面部を有する形状であ
るが、第３の部位７６の外形を四角筒形から円筒形に漸
次変化する形状としてもよい。

【００４１】図６に示すアダプタ８０に設けられたカッ
タビット８８と同様の複数のカッタビットを、図３に示
すアダプタ４０の第２の部位４４の前端部外側面に設け
てもよいし、図４に示すアダプタ６０の第２の部位６２
の前端部外側面に設けてもよい。敷設すべき管３８の各
隅角部に面取り加工が行なわれているならば、いずれの
アダプタも、各隅角部に面取り部を有することが好まし
い。

【００４２】上記から明らかなように、アダプタにおい
て、寸法Ｌ2,Ｌ3 は、ほぼ同じであってもよいし、異な
る値であってもよい。また、寸法Ｌ1 ≒Ｌ2 およびＬ3
≒Ｌ4 とした状態で、寸法Ｌ2,Ｌ3 を異なる値、たとえ
ばＬ2 ＞Ｌ3 またはＬ2 ＜Ｌ3 としてもよい。寸法Ｌ2,
Ｌ3 が異なる場合、たとえば 第１の部位を截頭円錐形
とするか、第２の部位を截頭角錐形とすればよい。

【００４３】円筒状のシールド本体、掘削用のカッタ組
立体、およびこれを駆動させる駆動機構としては、上記
の実施例のほかに、他の機械掘削式のシールド型掘削機
で用いられている他の手段を用いてもよい。

【００４４】円形のシールド型掘削機における他の手段
は、たとえば、特開昭５４−２２９３３号（特公昭６２
−２４５９７号）公報、特開昭５７−１５７９７号（特
公昭６０−３５９９号）公報、特開昭５９−１９２１９
３号（特公平２−３８７５５号）公報、特開昭６０−２
４６９９４号（特公平３−３４５６０号）公報、特開昭
６１−１０２９９９号（特公平４−５１２０号）公報、
特開昭６３−１８９５９６号（特公平４−６９７１９
号）公報、特開平３−５９２９５号公報等に記載されて
いる。

【００４５】次に、円筒状の管の敷設に用いる多角形好
ましくは四角形の断面形状を有するシールド型掘削機の
実施例について説明する。

【００４６】図７〜図９を参照するに、機械掘削式のシ
ールド型掘削機１１０は、一辺の長さ寸法がＬ1 である
四角筒状のシールド本体１１２を含む。シールド本体１
１２は、四角筒状のヘッド部１１４と、該ヘッド部の後
部に続く四角筒状のテール部１１６とに分割されてい
る。

【００４７】ヘッド部１１４とテール部１１６とは、掘
削機１１０（実際にはテール部１１６）の軸線１１８上
の所定の点を中心として屈曲可能に結合されており、ま
たテール部１１６に対するヘッド部１１４の向きを修正
する複数の方向修正用ジャッキ１２２により互いに連結
されている。各ジャッキ１２２は、シールド本体１１２
の四角形の隅角部に配置されている。

【００４８】図示の例では、テール部１１６の前端部を
ヘッド部１１４の後端部に屈曲可能に受け入れている
が、ヘッド部１１４の後端部をテール部１１６の前端部
に屈曲可能に受け入れてもよい。また、軸線１１８と直
交する断面におけるシールド本体１１２の外側の形状す
なわち外形は、正方形であるが、長方形、台形、五角
形、六角形、八角形等、他の多角形であってもよい。ま
た、シールド本体１１２の各隅角部に面取り加工をして
もよい。

【００４９】ヘッド部１１４内は、隔壁１２４により、
切羽側の前方域と、これの後方にあって大気圧に維持さ
れる後方域とに区画されている。前方域は、格子１２０
により、掘削された土砂を受け入れるずり室すなわち第
１の室１２６と、該第１の室の後端下部に続く泥水室す
なわち第２の室１２８とに区画されている。第２の室１
２８は、泥水用の供給管１３０と、掘削物および泥水用
の排出管１３２とに接続されている。

【００５０】第１の室１２６には、カッタ組立体１３４
が配置されている。カッタ組立体１３４は、隔壁１２４
に支持された駆動機構１３６により、軸線１１８と直交
する第１の方向（図示の例では、上下方向）へ往復移動
されつつ前後方向へ往復移動されて切羽を掘削する。

【００５１】駆動機構１３６は、ブラケット１３８によ
り隔壁１２４に支持された駆動源１４０と、軸線１１８
および上下方向に直交する第２の方向（図示の例では、
図７において左右方向）へ伸びる軸線の周りに回転可能
に隔壁１２４の下部に支持されかつ両端部に偏心部を有
するクランク軸１４２と、駆動源１４０の回転をクラン
ク軸１４２に伝達する伝達機構１４４と、クランク軸１
４２の偏心部に個々に対応された一対のアーム１４６
と、左右方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に
隔壁１２４の上部に連結された一対のリンク１４８とを
備える。

【００５２】駆動源１４０は、電動機のような回転源
と、その出力軸に連結された減速機とを有する公知のも
のである。また、伝達機構１４４は、スプロケットとチ
ェーンとを用いた公知のものである。しかし、いずれも
他の装置であってもよい。

【００５３】クランク軸１４２は、第２の室１２８の上
側を左右方向へ伸びており、また主体部の両端部におい
て隔壁１２４に回転可能に支持されている。各アーム１
４６は、一端部において対応する偏心部に連結されてお
り、また対応する偏心部に回転可能に支持されている。
各リンク１４８は、一端部において隔壁１２４に連結さ
れている。

【００５４】カッタ組立体１３４は、シールド本体１１
２の前端部に配置されており、また下部においてアーム
１４６の先端部に、上部においてリンク１４８の先端部
にそれぞれ左右方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転
可能に連結されている。

【００５５】カッタ組立体１３４は、左右方向に間隔を
おいて上下方向へ伸びる鋸歯状の複数の掘削刃すなわち
カッタ１５０と、上下方向に間隔をおいて左右方向へ伸
びかつ隣り合うカッタ１５０を互いに連結する板状の複
数の連結体１５２とを備える。

【００５６】各カッタ１５０は、これが前記第１の方向
へ移動されるとき、切羽を掘削するように、ビットすな
わち刃先１５４を前方および上方に向けている。連結体
１５２は、隣り合うカッタ１５０と共同して土砂の受入
口を規定する。カッタ１５０は、クランク軸１４２の偏
心部の偏心量ｅ以下のピッチＰで配置されている。

【００５７】各連結体１５２は、水平となるように隣り
合うカッタ１５０に固定されている。各連結体１５２
は、図示の例では板状の掘削刃すなわちカッタであり、
従って左右方向へ連続して伸びるビットすなわち刃先１
５６を主体部の前端縁部に有する。各カッタ１５２の刃
先１５６は、前方および上方に向けられている。

【００５８】隔壁１２４とカッタ組立体１３４との間に
は、クラッシャ本体１５８が配置されている。クラッシ
ャ本体１５８は、カッタ組立体１３４の後方から隣り合
うカッタ１５０の間にまで伸びており、またアーム１４
６とカッタ１５０とに移動不能に連結されている。クラ
ッシャ本体１５８は、左右方向へ連続して伸びて前方お
よび上方に向けられたビットすなわち刃先１６０を前端
縁部に有する。

【００５９】掘削機により敷設する管１６８は、鋼製、
コンクリート製、鉄筋コンクリート製、鉄骨コンクリー
ト製等、適宜な材料で円筒状に形成されている。

【００６０】軸線１１８と直交する断面における管１６
８の外側の形状すなわち外形が円形であるにの対し、シ
ールド本体１１２、特に軸線１１８と直交する断面にお
けるテール部１１６の外側の形状すなわち外形が四角形
であることから、掘削機１１０は、また、シールド本体
１１２と管１６８とを液密的に結合させるアダプタ１７
０を含む。

【００６１】図１０に示すように、アダプタ１７０は、
テール部１１６の後端部に接続された四角筒状の第１の
部位１７２と、該第１の部位に続きかつ後端部に管１６
８を受ける円筒状の第２の部位１７４とを備える。

【００６２】第１の部位１７２の少なくとも前端部は、
シールド本体１１２特にテール部１１６の後端部の外形
とほぼ同じ外形の四角筒状の形状を有する。軸線１１８
と直交する断面における四角形の一辺の長さ寸法Ｌ2 で
あって第１の部位１７４の少なくとも後端部の一辺の長
さ寸法Ｌ2 は、同じ条件におけるシールド本体１１２の
後端部の長さ寸法Ｌ1 とほぼ同じである。

【００６３】これに対し、第２の部位１７４の少なくと
も後端部は、管１６８の外形とほぼ同じ外形の円筒状の
形状を有する。また、第２の部位１７４の少なくとも後
端部の外径寸法Ｌ3 は、管１６８の外径寸法Ｌ4 とほぼ
同じである。図示の例では、長さ寸法Ｌ1,Ｌ2,Ｌ3,Ｌ4
は、ほぼ同じであるが、これらは異なる値であってもよ
い。

【００６４】アダプタ１７０は、さらに、第１および第
２の部位１７２，１７４の間にあって軸線１１８と直交
する断面における外側の形状すなわち外形が第１の部位
１７２の形状から第２の部位１７４の形状に漸次変化す
る第３の部位１７６を備える。図示の例では、第３の部
位１７６の外形は四角形の各隅角部から第２の部位１７
４の外周面に伸びる傾斜面部を有する形状であるが、第
３の部位１７６の外形を前記のような傾斜面部を有さな
い形状でしかも四角形から円形に漸次変化する形状とし
てもよい。

【００６５】パイプルーフ工法に用いる円筒状の管の場
合も、図示してはいないが前記した管３８と同様に、管
１６８は、円筒状の主体部と、該主体部の１つの側面に
設けられた第１の係合手段と、主体部の他の１つの側面
に設けられた第２の係合手段とを備えることが好まし
い。

【００６６】掘削機１１０において、駆動源１４０によ
りクランク軸１４２が図８に矢印で示す方向に回転され
ると、クランク軸１４２の偏心部がクランク軸１４２の
軸線の周りに旋回されるから、アーム１４６は、クラン
ク軸１４２の偏心部の周りに揺動運動をし、図８に矢印
で示すリンク１４８の運動と共同してカッタ組立体１３
４を上下方向および前後方向に往復移動させる。

【００６７】このため、掘削時、管１６８、アダプタ１
７０および掘削機１１０が前記した元押し装置により前
進力を受けた状態で、駆動源１４０が駆動されると、カ
ッタ１５０はこれの配置ピッチＰ以上の範囲にわたって
上下方向へ往復移動されつつ前後方向へ往復移動されて
切羽を鋸のように切削し、各連結体１５２およびクラッ
シャ本体１５８は上下方向へ往復移動されつつ切羽内へ
押し込まれる。

【００６８】これにより、上下方向へ伸びる溝が切羽に
形成されるから、切羽はカッタ１５０により複数のブロ
ックに分割される。また、分割された各ブロックは、連
結体１５２およびクラッシャ本体１５８によりさらに複
数のブロックに再分割される。再分割されたブロック
は、掘削機１１０の前進にともなって、カッタ１５０お
よび連結体１５２により形成される受入口から第１の室
１２６へ受け入れられる。

【００６９】掘削された土砂は第１の室１２６内を満た
し、第１の室１２６内の土砂は、ヘッド部１１４とクラ
ッシャ本体１５８との間または隔壁１２４とクラッシャ
本体１５８との間を経た後、第２の室１２８に受け入れ
られる。第２の室１２８内の土砂は、供給管１３０によ
り第２の室１２８に供給された泥水とともに、排出管１
３２により第２の室１２８から掘削機１１０の外に排出
される。

【００７０】再分割されたブロックに含まれる大きな礫
は、これがヘッド部１１４とクラッシャ本体１５８との
間または隔壁１２４とクラッシャ本体１５８との間を通
るとき、クラッシャ本体１５８の往復移動にともなっ
て、クラッシャ本体１５８によりヘッド部１１４または
隔壁１２４に押圧されることにより、所定の大きさに破
砕される。

【００７１】カッタ１５０の配置ピッチＰは、クランク
軸１４２の偏心部の偏心量ｅ以下、好ましくは ｅ＝Ｐ〜１．５Ｐ である。カッタ１５０の配列ピッチＰがｅより大きい
と、隣り合うカッタ１５０の移動軌跡が連続しないか
ら、上下方向へ連続する溝を切羽に形成することができ
ない。これに対し、カッタ１５０の配列ピッチＰが小さ
すぎると、カッタ１５０が小さくなるから、カッタ１５
０の機械的強度が小さくなる。

【００７２】左右方向への刃先１５４の寸法（幅寸法）
は、カッタ１５０の主体部（基部）の厚さ寸法よりやや
大きいことが好ましい。これにより、カッタ１５０の往
復移動が円滑になる。

【００７３】元押し装置により発生された推力は、管１
６８およびアダプタ１７０を介してシールド本体１１２
に伝達される。それゆえに、管１６８はアダプタ１７０
の後端部に押しつけられかつアダプタ１７０がシールド
本体１１２の後端部に押しつけられた状態で、シールド
本体１１２、管１６８およびアダプタ１７０が同時に前
進される。

【００７４】その結果として、管１６８とアダプタ１７
０の後端部との形状が同じであること、およびアダプタ
１７０の後端部とシールド本体１１２の後端部との形状
が同じであることとあいまって、管１６８とアダプタ１
７０との間の液密性、およびシールド本体１１２とアダ
プタ１７０との間の液密性が維持され、前方域に供給さ
れた泥水、地下水等の液体および周囲の土砂がシールド
本体１１２特にテール部１１６または管１６８の内部に
入り込むことがない。

【００７５】図示の例では、Ｌ1,Ｌ2,Ｌ3,Ｌ4 がほぼ同
じであるから、四角形の隅角部に対応する部位だけ余掘
りすることになる。これを防止するためには、たとえ
ば、図１１に示すアダプタ１８０を用いてもよいし、寸
法Ｌ2,Ｌ3 を、一辺Ｌ2 の寸法を有する四角形が直径Ｌ
3 の円に内接するような寸法であってもよい。

【００７６】アダプタ１８０において、管側となる第２
の部位１８４の直径寸法Ｌ3 は、シールド本体側となる
第１の部位１８２の一辺の長さ寸法Ｌ2 より大きく、第
１の部位１８２の四角形の対角線に対応する距離より小
さい。第１および第２の間の第３の部位１８６は、軸線
１１８と直交する断面における外側の形状すなわち外形
が第１の部位１７２の形状から第２の部位１７４の形状
に漸次変化する形状をを有する。

【００７７】アダプタ１８０によれば、第１の部位１８
２の四角形の隅角部に対応する掘削物の全部または一部
が、掘進にともなって、寸法Ｌ2 ＜Ｌ3 となる部位に移
動されて、寸法Ｌ2 ＜Ｌ3 となる部位に埋め込まれる。
寸法Ｌ2 ＜Ｌ3 の部位が存在する場合、その部位に図６
に示すような１以上の掘削刃を設けてもよい。

【００７８】多角形の掘削機１１０においては、カッタ
１５０の往復移動方向が上下方向となるように掘削機１
１０を利用する代わりに、カッタ１５０の往復移動方向
が左右方向となるように掘削機１１０をこれの軸線の周
りにほぼ９０度回転させた状態で利用してもよいし、掘
削機を上下方向へまたは斜めに前進させてもよい。ま
た、大面積のトンネル等を構築する場合には、複数の掘
削機１１０を田の字状またはマトリクス状に重ねて配置
してもよい。

【００７９】多角形の掘削機における、多角筒状のシー
ルド本体、掘削用のカッタ組立体、およびこれを駆動さ
せる駆動機構としては、たとえば、特開平１−３１００
８９号公報、特開平２−６６２９５号公報、米国特許第
３７１１１５９号等に記載されている公知の手段を用い
てもよい。

【００８０】円形の掘削機および多角形の掘削機のいず
れにおいても、シールド本体の外径寸法は一定である必
要はなくまたヘッド部とテール部との外径寸法は同じで
ある必要もない。このような場合、外径寸法Ｌ2 をテー
ル部の後端部の外径寸法とほぼ同じにすることができ
る。また、掘削物用の排出手段として、スクリューコン
ベアのような他の排出手段を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールド型掘削機の一実施例を示す断
面図である。

【図２】図１の掘削機の前面の一実施例を示す図であ
る。

【図３】図１の掘削機で用いるアダプタの第１の実施例
を示す斜視図である。

【図４】図１の掘削機で用いるアダプタの第２の実施例
を示す斜視図である。

【図５】図１の掘削機で用いるアダプタの第３の実施例
を示す斜視図である。

【図６】図１の掘削機で用いるアダプタの第４の実施例
を示す斜視図である。

【図７】本発明のシールド型掘削機の他の実施例の前面
を示す図である。

【図８】図７の８−８線に沿って得た断面図である。

【図９】図７の９−９線に沿って得た断面図である。

【図１０】図７〜９の掘削機で用いるアダプタの第１の
実施例を示す斜視図である。

【図１１】図７〜９の掘削機で用いるアダプタの第２の
実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０，１１０ 掘削機 １２，１１２ シールド本体 ３０，１３４ カッタ組立体 ３２，１３６ 駆動機構 ４０，６０，７０，８０，１７０，１８０ アダプタ ４２，７２，８２，１７２，１８２ 第１の部位 ４４，６４，７４，８４，１７４，１８４ 第２の部位 ４６，６６，７６，８６，１７６，１８６ 第３の部位

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のシールド本体と、該本体の前端部
   に配置された掘削用のカッタ組立体と、該カッタ組立体
   を駆動させる駆動機構と、前記シールド本体の後端部に
   接続された筒状のアダプタであって敷設すべき管を後端
   部に受ける筒状のアダプタとを含み、前記シールド本体
   の後端部および前記管の一方は円筒状であり、前記シー
   ルド本体の後端部および前記管の他方は多角筒状であ
   り、前記アダプタは、前記シールド本体の後端部に接続
   された第１の部位であって前記シールド本体の後端部に
   対応した円筒状または多角筒状の前端部を有する第１の
   部位と、前記管を受ける第２の部位であって前記管に対
   応した多角筒状または円筒状の後端部を有する第２の部
   位とを備える、シールド型掘削機。
2. 【請求項２】 前記シールド本体の後端部と前記第１の
   部位の前端部とは円筒状であり、前記管と前記第２の部
   位の後端部とは多角筒状である、請求項１に記載の掘削
   機。
3. 【請求項３】 前記第１の部位の前端部は、前記シール
   ド本体の後端部の外径寸法とほぼ同じ外径寸法を有す
   る、請求項２に記載の掘削機。
4. 【請求項４】 前記シールド本体の後端部と前記第１の
   部位の前端部とは多角筒状であり、前記管と前記第２の
   部位の後端部とは円筒状である、請求項１に記載の掘削
   機。
5. 【請求項５】 前記第２の部位の後端部は、前記管の外
   径寸法とほぼ同じ外径寸法を有する、請求項４に記載の
   掘削機。
6. 【請求項６】 前記アダプタは、さらに、前記第１の部
   位と前記第２の部位との間にあってシールド本体の軸線
   と直交する断面における外側の形状が前記第１の部位の
   形状から前記第２の部位の形状に漸次変化する第３の部
   位を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の掘削
   機。
7. 【請求項７】 前記アダプタは、さらに、前記第２の部
   位に配置された複数の掘削刃を備える、請求項４または
   ６に記載の掘削機。