掘削機
【課題】硬い地山に対応して牽引力を低減できるセンターカッタタイプの掘削機を提供する。
【解決手段】掘削機１は、掘進方向に駆動される中空の角型外殻２と、この角型外殻２の先端中央部にて回転し切羽を掘削するセンターカッタ４と、このセンターカッタ４と共に回転しズリを搬送する中空螺旋状のコンベア５と、センターカッタ４を囲むように配置される４つの打撃ハンマ３とを備え、この打撃ハンマ３は切羽を打撃する各ハンマヘッド５１を角型外殻２の先端角部２６に沿って移動させる。
【解決手段】掘削機１は、掘進方向に駆動される中空の角型外殻２と、この角型外殻２の先端中央部にて回転し切羽を掘削するセンターカッタ４と、このセンターカッタ４と共に回転しズリを搬送する中空螺旋状のコンベア５と、センターカッタ４を囲むように配置される４つの打撃ハンマ３とを備え、この打撃ハンマ３は切羽を打撃する各ハンマヘッド５１を角型外殻２の先端角部２６に沿って移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルを掘削する掘削機の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道線路、道路等の路線下に立体交差するトンネル（横断構造物）を構築する工法として、長尺の鋼材管からなる断面角形あるいはコ字形のエレメントを複数用いてトンネル覆工壁を形成するトンネル構築工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このトンネル構築工法は、図１０に示すように、例えば水平ボーリングによって削孔した路線１０下の地山２０の穴にＰＣ鋼より線３１を挿入した後、ＰＣ鋼より線３１の掘削発進側２１に掘削機３０とエレメント３３を接続して、掘削到着側２２からＰＣ鋼より線３１を牽引する。牽引とともに掘削機３０を駆動させ、エレメント３３枠内を掘削し、掘削発進側２１から掘削到着側２２へとエレメント３３を貫通させる。一つのエレメント３３が貫通すると、隣接する箇所から次の掘削およびエレメント挿入を開始する。以上の作業をトンネルの外枠に沿って順次行っていき、最終的に地山非開削の状態で例えば箱型ラーメン形式や円形等のトンネル覆工壁を形成していくものである（図１１参照）。
【０００４】
エレメント３３先端には、エレメント３３を貫通させるための掘削機３０が連結されるとともに、掘削された土砂等を排出するためのホース３５や掘削機を駆動するための油圧配管３４などがエレメント３３内部に配置されている。
【０００５】
従来、エレメント３３の先端部に設置される掘削機３０として、回転するセンターカッタを用いて硬い地山を掘削するセンターカッタタイプのもの（例えば、特許文献２参照）と、複数の打撃ハンマを用いて軟らかい地山を掘削する打撃ハンマタイプのもの（例えば、特許文献３参照）がある。
【特許文献１】特開平１１−２４７５７９号公報
【特許文献２】特開２０００−１６０９９３号公報
【特許文献３】特開２００３−０３５０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のセンターカッタタイプの掘削機３０は、角型外殻３１の中で回転するセンターカッタが切羽を円形に掘進していくと、角型外殻３１の外形線に沿って角部に対峙する切羽が掘削されずに残されるため、掘削機３０を前進できなくなったり、周辺土と角型外殻３１との間に生じる摩擦抵抗が増大し、牽引力が大きくなるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献３に開示された複数の打撃ハンマを用いる打撃ハンマタイプの掘削機は、礫の多い地山に対応して角型外殻３１の外形線に沿って角部に対峙する切羽を掘削できる。しかしながら、この打撃ハンマタイプの掘削機は、センターカッタを備えていないため、硬い地山を掘進することが難しいという問題点があるとともに、崩落性の高い軟弱地盤では使用できないという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、硬い地山に対応して牽引力を低減できるセンターカッタタイプの掘削機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、トンネルを掘削する掘削機に適用する。
【００１０】
そして、掘進方向に駆動される中空の角型外殻と、この角型外殻の先端中央部にて回転し切羽を掘削するセンターカッタと、このセンターカッタと共に回転しズリを搬送する螺旋状のコンベアと、センターカッタを囲むように前記角型外殻の先端角部に配置されて切羽を掘削するコーナー掘削手段とを備えたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、掘削機は、センターカッタが角型外殻の先端中央部にて回転することによって切羽を円形に掘削するとともに、コーナー掘削手段が角型外殻の先端角部に対峙する切羽を掘削することによって、角型外殻の内側全域を掘削する。センターカッタと打撃ハンマが掘削したズリはセンターカッタと共に回転するコンベアによって掘削機の後方へと搬送される。
【００１２】
コーナー掘削手段が角型外殻の角部に対峙する切羽を掘削することにより、角型外郭が対峙する切羽に未掘削部が残されないため、硬い地山を掘進することが可能となるとともに、周辺土と角型外殻の間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図４に示すように、掘削機１は、掘進方向に駆動される中空の角型外殻２と、角型外殻２の内側において角型外殻２の先端中央部にて回転し切羽を掘削するセンターカッタ４と、センターカッタ４と共に回転しズリを搬送する中空螺旋状のコンベア５と、角型外殻２の内側においてセンターカッタを囲むように配置される４つの打撃ハンマ３とを主体として構成される。
【００１５】
角型外殻２は、４枚の外郭板２５を結合することによってその断面が正四角形となる中空の箱型に形成される。角型外殻２の横幅及び高さは互いに等しく、例えば８００〜９００ｍｍ程度とする。
【００１６】
角型外郭２は４つの先端角部２６を有し、各先端角部２６は互いに直交する２枚の外郭板２５によって形成される。
【００１７】
センターカッタ４とコンベア５は、掘削ユニット９として一体に組み付けられる。角型外郭２の内壁面の中央部には４本のガイドレール２３が設けられる。掘削ユニット９は各ガイドレール２３に転接する複数のローラ２４を介して角型外郭２の内側に着脱可能に組み付けられる。
【００１８】
センターカッタ４は回転円筒部材６に対して２本のアーム４８等を介して固定され、この回転円筒部材６が軸受１８を介して掘削ユニット９に回転可能に支持される。円筒部材６は３つの油圧モータ７によって回転伝達機構８を介して回転駆動され、センターカッタ４はアーム４８等を介して回転円筒部材６と共に回転する。
【００１９】
センターカッタ４は回転中心軸から径方向に延びるカッタヘッド４１と、このカッタヘッド４１の中央部から突出する先端カッタ４２と、カッタヘッド４１の途中から突出する複数の固定ビット４３と、カッタヘッド４１に回動可能に連結されてカッタヘッド４１の回転外周端部から径方向に突出する拡大ビット４４とを備える。カッタヘッド４１が回転することにより、先端カッタ４２と各固定ビット４３と各拡大ビット４４がそれぞれ切羽を円形に掘削する。
【００２０】
各拡大ビット４４は軸４５を中心にカッタヘッド４１の回転径方向外側に回動することにより、カッタヘッド４１の先端部から回転径方向外側に突出し、図３に破線で囲む領域Ａを掘削する。これにより、切羽は角型外郭２の各外郭板２５の中央部に重合するところまで掘削される。
【００２１】
中空螺旋状のコンベア５は、帯状の板材を螺旋状に湾曲して形成され、その先端部５ａがカッタヘッド４１の背後に接続される。堀進過程において、掘削された礫や土砂等のズリは回転するカッタヘッド４１を介してコンベア５へと掻き集められ、カッタヘッド４１と共に回転するコンベア５によって後方のベルトコンベア（図示せず）へと搬送される。
【００２２】
中空螺旋状のコンベア５は、その軸芯部にセンターロッド等を持たないため、搬送する礫の量を増やし、大きな礫の搬出が可能になる。
【００２３】
４つの打撃ハンマ３はセンターカッタ４を囲むように配置され、センターカッタ４を囲むように角型外殻２の先端角部２６に配置されるコーナー掘削手段を構成する。
【００２４】
各打撃ハンマ３は、角型外郭２の先端角部２６に沿って切羽を打撃するハンマヘッド５１と、ハンマヘッド５１を前後方向に伸縮（進退）させる油圧シリンダ５２とを備える。油圧シリンダ５２は、シリンダチューブ５３と、シリンダチューブ５３内に収められたピストン（図示せず）及びピストンロッド５４を備える。
【００２５】
各油圧シリンダ５２は図示しない油圧源ユニットから油圧配管を介して導かれる油圧力によってピストンロッド５４を往復動させ、ピストンロッド５４の先端に取り付けられたハンマヘッド５１が切羽を打撃する。
【００２６】
各油圧シリンダ５２のシリンダチューブ５３は複数のブラケット８１〜８３を介して角型外郭２に固定される。
【００２７】
各ハンマヘッド５１は、角型外郭２の先端角部２６において、カッタヘッド４１の拡大ビット４４が回転する領域Ａより外側に配置される。
【００２８】
図５に示すように、対角線上に並ぶ各ハンマヘッド５１は角型外郭２の中心線について対称的に形成される。
【００２９】
図６に示すように、ハンマヘッド５１は、各外郭板２５の内壁面に摺接する摺接面５５，５６と、センターカッタヘッド４１に向いて傾斜する打撃面５７，５８と、後方に向いた背面５９等を有する。各摺接面５５，５６と各打撃面５７，５８は略三角形に形成され、ハンマヘッド５１の先端部に三角錐状に尖ったカッティングエッジ６０を形成する。
【００３０】
打撃ハンマ３はハンマヘッド５１を角型外郭２の先端角部２６に沿って前後方向に移動可能に支持するスライド支持機構６５を備える。
【００３１】
このスライド支持機構６５として、ハンマヘッド５１にはその摺接面５２及び背面５９に開口するガイド溝６６が形成される一方、角型外郭２の外郭板２５にはこのガイド溝６６に係合するガイド突起（図示せず）が形成される。ガイド溝６６はＬ字形の断面形状を有し、ガイド突起に係合することにより外郭板２５から離れないようになっている。ガイド溝６６は、角型外郭２の先端角部２６に沿って前後方向に延び、ハンマヘッド５１を角型外郭２の先端角部２６に沿って前後方向に移動可能に支持する。
【００３２】
なお、スライド支持機構６５は、上記構成に限らず、ハンマヘッド５１が角型外郭２から大きく離れないように規制すれば良い。
【００３３】
ハンマヘッド５１はその背面５９に開口する打撃穴６１が形成される。油圧シリンダ５２はピストンロッド５４の先端部をこの打撃穴６１に挿入し、ピストンロッド５４の先端面が打撃穴６１の内奥面を打撃することにより、ハンマヘッド５１をその軸方向に移動させる。
【００３４】
角型外郭２の外側側面には各レール状継ぎ手７５の間に切羽を掘削するサイドカッタ７１が設けられる。このサイドカッタ７１は角型外郭２の外側側面から図示しない既設のエレメントに向けて突出し、既設のエレメントとの間に残留するズリを角型外郭２内に取り込む。
【００３５】
角型外郭２の外側側面には長手方向に延びる対のレール状継ぎ手７５が設けられる。各レール状継ぎ手７５は、図示しない既設のエレメントに設けられるレール状継ぎ手に係合し、掘削機１をエレメントに沿った掘進方向に案内する。
【００３６】
角型外郭２の外側側面には各レール状継ぎ手７５の間に対の索体連結部７６が設けられ、各索体連結部７６に前方に延びる索体がそれぞれ連結される。掘削到着側には牽引装置が設けられており、この索体が掘削到着側から牽引されることにより、角型外郭２が掘進方向に駆動される。
【００３７】
図３において、各索体連結部７６は角型外郭２とサイドカッタ７１の間に配置される。各索体連結部７６に連結された索体は角型外郭２とサイドカッタ７１の間を通って前方へと延びる。
【００３８】
角型外郭２の外側側面には索体連結部７６と反対側に対の索体連結部７７が設けられ、この索体連結部７７に後方に延びる索体がそれぞれ連結される。この索体が次の掘削工程で掘削機１を牽引するのに用いられる。
【００３９】
角型外郭２の外側側面にはスタビライザ８５が設けられる。このスタビライザ８５は角型外郭２の外郭板２５に対して直交して突出し、地山に差し込まれることによって角型外郭２を直進させるように案内する。
【００４０】
角型外郭２の後端部には中間エレメント８６が連結され、この中間エレメント８６を介して図示しない後続のエレメントが連結される。後続のエレメントの内部には掘削機１を駆動するための油圧配管やズリを排出するベルトコンベア等が設けられている。
【００４１】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用について説明する。
【００４２】
掘削到着側から牽引装置により索体を牽引して掘削機１を掘進方向に駆動するとともに、センターカッタ４と各打撃ハンマ３を駆動することにより、掘削機１が地山を堀進し、これに連結されたエレメントも掘削機１に追従して地山に挿入される。
【００４３】
掘削機１によって角型に掘削された穴にエレメントが嵌入されていき、掘削機１が掘削を完了し、掘削到着側に到達すると、エレメントも地山を貫通する。そして、一つのエレメントが地山を貫通すると、隣接する箇所から次の掘削およびエレメント挿入を開始する。以上の作業をトンネルの外枠に沿って順次行っていき、最終的に地山非開削の状態で例えば箱型ラーメン形式や円形等のトンネル覆工壁を形成する。
【００４４】
堀進過程において、掘削機１のセンターカッタ４は図示しない油圧源ユニットから油圧配管を介して各油圧モータ７に導かれる油圧力によってカッタヘッド４１を回転駆動し、先端カッタ４２と各固定ビット４３と各拡大ビット４４が切羽を円形に掘削する。各拡大ビット４４がカッタヘッド４１の先端部から回転径方向外側に突出し、切羽を円形に掘削することにより、図３におい領域Ａとして破線で囲むように角型外郭２の各外郭板２５の中央部に重合するところまで切羽を掘削する。
【００４５】
堀進過程において、掘削機１の打撃ハンマ３は図示しない油圧源ユニットから油圧配管を介して導かれる油圧力によって各油圧シリンダ５２が各ピストンロッド５４を往復動させ、各ピストンロッド５４の先端に取り付けられた各ハンマヘッド５１を切羽に繰り返し打ち込み、切羽を掘削する。
【００４６】
打撃ハンマ３は、４つのハンマヘッド５１をセンターカッタ４を取り囲むように角型外郭２の角部内側に配置しているため、各ハンマヘッド５１がセンターカッタ４が掘削する領域Ａの外側の隅部の領域にて切羽を掘削し、掘削断面が角型外殻２の内側形状と略同等な矩形形状となる。
【００４７】
こうして掘削機１はセンターカッタ４と打撃ハンマ３が角型外殻２の内側全域を掘削することにより、硬い地山を掘進することが可能となる。そして、角型外殻２の外形線に沿って角部に対峙する切羽が掘削され、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００４８】
各拡大ビット４４がカッタヘッド４１の先端部から回転径方向外側に突出して、角型外郭２の各外郭板２５の中央部に重合する領域Ａまで掘削することにより、各ハンマヘッド５１の間に対峙する切羽が掘削され、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００４９】
ハンマヘッド５１は、各外郭板２５の内壁面に摺接する対の摺接面５５，５６と、センターカッタヘッド４１に向いて傾斜する対の打撃面５７，５８とによって三角錐状に尖ったカッティングエッジ６０を形成したため、ハンマヘッド５１が角型外殻２の角部２６に面する切羽を打撃することによって、角型外殻２の角部２６に沿った掘削が行われ、掘削断面の隅部に未掘削部を残さない。
【００５０】
センターカッタ４と打撃ハンマ３が掘削した礫や土砂等のズリは回転するカッタヘッド４１を介してコンベア５へと掻き集められ、カッタヘッド４１と共に回転するコンベア５によって後方のベルトコンベア（図示せず）へと搬送される。これにより、打撃ハンマ３によって掘削されたズリが円滑に排出され、牽引力を低減することができる。
【００５１】
打撃ハンマ３はハンマヘッド５１を角型外郭２の先端角部２６に沿って前後方向に移動可能に支持するスライド支持機構６５を備え、ハンマヘッド５１の背面５９に開口する打撃穴６１を形成し、油圧シリンダ５２によって往復動するピストンロッド５４の先端部をこの打撃穴６１に挿入し、ハンマヘッド５１を駆動する構造のため、角型外殻２とセンターカッタ４との間の限られたスペースに打撃ハンマ３を介装し、ハンマヘッド５１を角型外郭２の先端角部２６に沿って移動させることが可能となる。
【００５２】
角型外郭２の外側に索体連結部７６が設けられたことにより、索体連結部７６から前方に延びる索体がセンターカッタ４や打撃ハンマ３に干渉せず、角型外郭２が掘進方向に駆動される。換言すると、角型外郭２の外側に索体連結部７６が設けられたことにより、角型外郭２の内側にセンターカッタ４や打撃ハンマ３を配置することが可能なる。
【００５３】
各索体連結部７６に連結された索体は角型外郭２とサイドカッタ７１の間を通って前方へと延びる配置としたため、サイドカッタ７１は既設のエレメントとの間に残留するズリを索体のまわりから角型外郭２内に取り込み、ズリの排出が円滑に行われ、牽引力を低減することができる。
【００５４】
次に図７の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す他の実施形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００５５】
センターカッタ４を囲むように角型外殻２の先端角部２６に配置されるコーナー掘削手段として、２つの打撃ハンマ３と２つの掘削バケット１００がセンターカッタ４を囲むように配置される。
【００５６】
この掘削バケット１００は切羽を掘削するバケット１０１と、このバケット１０１を角型外郭２の先端角部２６の前方にて揺動可能に支持する揺動支持機構１１０と、バケット１０１を駆動する油圧シリンダ１０２とを備える。
【００５７】
揺動支持機構１１０はピン１１１を介して揺動するアーム１１２を備え、このアーム１１２の揺動先端部にバケット１００が固定される。アーム１１２の途中に油圧シリンダ１０２のロッド先端部が連結される。
【００５８】
角型外殻２６の２つの外側角部には各レール状継ぎ手７５がそれぞれ設けられる。揺動支持機構１１０のピン１１１は各レール状継ぎ手７５が設けられる角型外殻２６の側板２９に沿って配置される。
【００５９】
掘削バケット１００は各バケット１０１が図７の（ａ）において角型外殻２６の内外に渡ってストロークし、各バケット１０１が各レール状継ぎ手７５の前方に位置する切羽を掘削する。
【００６０】
この場合、掘削バケット１００は各バケット１０１が切羽を掻き取るように掘削することにより、地質の影響を受けにくい。そして、各レール状継ぎ手７５の前方から角型外殻２の先端角部２６の前方領域の切羽を同時に掘削することにより、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００６１】
次に図８の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す他の実施形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００６２】
センターカッタ４を囲むように角型外殻２の先端角部２６に配置されるコーナー掘削手段として、４つのコーナカッタ２００がセンターカッタ４を囲むように配置される。
【００６３】
このコーナカッタ２００はその回転により切羽を掘削するカッタヘッド２０１と、カッタヘッド２０１の背後に設けられる螺旋式のオーガー２０３と、カッタヘッド２０１とオーガー２０３を回転可能に支持するシャフト２０２と、このシャフト２０２に動力を伝達するギア２０４とを備え、このギア２０４を介して前述した掘削ユニットに備えられる油圧モータの回転が各カッタヘッド２０１に伝達される。
【００６４】
カッタヘッド２０１はシャフト２０２の先端部から径方向に延び、これが回転することにより切羽を円形に掘削する。
【００６５】
カッタヘッド２０１ａ，２０１ｂは、ビット２０３の回転半径が大小異なる。回転半径が大きい２つのカッタヘッド２０１ａは各レール状継ぎ手７５の前方にそれぞれ配置され、各レール状継ぎ手７５の前方に位置する切羽を掘削する。
【００６６】
この場合、各カッタヘッド２０１が回転し切羽を掘削することにより、シルト層や土丹の地質に対応して掘削することができる。そして、振動、騒音の低減がはかれる。
【００６７】
各カッタヘッド２０１ａが各レール状継ぎ手７５の前方から角型外殻２の先端角部２６の前方領域の切羽を同時に掘削することにより、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００６８】
また、図９の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、トリコンビット式のカッタヘッド２０５を備えるコーナカッタ２００に交換することにより、例えば玉石まじりの礫層の地質に対応して掘削することができる。
【００６９】
この場合も、カッタヘッド２０５ｂに対して回転半径が大きい２つのカッタヘッド２０５ａが各レール状継ぎ手７５の前方から角型外殻２の先端角部２６の前方領域の切羽を同時に掘削することにより、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００７０】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の掘削機は、非開削工法や他のトンネル掘削工法に用いられる掘削機に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態を示す掘削機の側断面図である。
【図２】同じく掘削機の平面断面図である。
【図３】同じく掘削機の正面図である。
【図４】同じく掘削機の背面図である。
【図５】同じくハンマヘッドの背面図である。
【図６】同じくハンマヘッドの斜視図である。
【図７】本発明の他の実施の形態を示し、（ａ）は掘削機の正面図、（ｂ）は平面断面図、（ｃ）は側断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態を示し、（ａ）は掘削機の正面図、（ｂ）は平面断面図、（ｃ）は側断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態を示し、（ａ）は掘削機の正面図、（ｂ）は平面断面図、（ｃ）は側断面図である。
【図１０】従来のトンネル掘削工法を示す断面図である。
【図１１】同じく地山にエレメントを挿入して覆工壁を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 掘削機
２ 角型外殻
３ 打撃ハンマ
４ センターカッタ
５ コンベア
２５ 外郭板
２６ 先端角部
４１ カッタヘッド
４４ 拡大ビット
５１ ハンマヘッド
５２ 油圧シリンダ
５４ ピストンロッド
５５，５６ 摺接面
５７，５８ 打撃面
６１ 打撃穴
６０ カッティングエッジ
６５ スライド支持機構
７５ レール状継ぎ手
１００ 掘削バケット
１０１ バケット
１０２ 油圧シリンダ
１０２とを備える。
２００ コーナカッタ
２０１ カッタヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルを掘削する掘削機の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道線路、道路等の路線下に立体交差するトンネル（横断構造物）を構築する工法として、長尺の鋼材管からなる断面角形あるいはコ字形のエレメントを複数用いてトンネル覆工壁を形成するトンネル構築工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このトンネル構築工法は、図１０に示すように、例えば水平ボーリングによって削孔した路線１０下の地山２０の穴にＰＣ鋼より線３１を挿入した後、ＰＣ鋼より線３１の掘削発進側２１に掘削機３０とエレメント３３を接続して、掘削到着側２２からＰＣ鋼より線３１を牽引する。牽引とともに掘削機３０を駆動させ、エレメント３３枠内を掘削し、掘削発進側２１から掘削到着側２２へとエレメント３３を貫通させる。一つのエレメント３３が貫通すると、隣接する箇所から次の掘削およびエレメント挿入を開始する。以上の作業をトンネルの外枠に沿って順次行っていき、最終的に地山非開削の状態で例えば箱型ラーメン形式や円形等のトンネル覆工壁を形成していくものである（図１１参照）。
【０００４】
エレメント３３先端には、エレメント３３を貫通させるための掘削機３０が連結されるとともに、掘削された土砂等を排出するためのホース３５や掘削機を駆動するための油圧配管３４などがエレメント３３内部に配置されている。
【０００５】
従来、エレメント３３の先端部に設置される掘削機３０として、回転するセンターカッタを用いて硬い地山を掘削するセンターカッタタイプのもの（例えば、特許文献２参照）と、複数の打撃ハンマを用いて軟らかい地山を掘削する打撃ハンマタイプのもの（例えば、特許文献３参照）がある。
【特許文献１】特開平１１−２４７５７９号公報
【特許文献２】特開２０００−１６０９９３号公報
【特許文献３】特開２００３−０３５０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のセンターカッタタイプの掘削機３０は、角型外殻３１の中で回転するセンターカッタが切羽を円形に掘進していくと、角型外殻３１の外形線に沿って角部に対峙する切羽が掘削されずに残されるため、掘削機３０を前進できなくなったり、周辺土と角型外殻３１との間に生じる摩擦抵抗が増大し、牽引力が大きくなるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献３に開示された複数の打撃ハンマを用いる打撃ハンマタイプの掘削機は、礫の多い地山に対応して角型外殻３１の外形線に沿って角部に対峙する切羽を掘削できる。しかしながら、この打撃ハンマタイプの掘削機は、センターカッタを備えていないため、硬い地山を掘進することが難しいという問題点があるとともに、崩落性の高い軟弱地盤では使用できないという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、硬い地山に対応して牽引力を低減できるセンターカッタタイプの掘削機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、トンネルを掘削する掘削機に適用する。
【００１０】
そして、掘進方向に駆動される中空の角型外殻と、この角型外殻の先端中央部にて回転し切羽を掘削するセンターカッタと、このセンターカッタと共に回転しズリを搬送する螺旋状のコンベアと、センターカッタを囲むように前記角型外殻の先端角部に配置されて切羽を掘削するコーナー掘削手段とを備えたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、掘削機は、センターカッタが角型外殻の先端中央部にて回転することによって切羽を円形に掘削するとともに、コーナー掘削手段が角型外殻の先端角部に対峙する切羽を掘削することによって、角型外殻の内側全域を掘削する。センターカッタと打撃ハンマが掘削したズリはセンターカッタと共に回転するコンベアによって掘削機の後方へと搬送される。
【００１２】
コーナー掘削手段が角型外殻の角部に対峙する切羽を掘削することにより、角型外郭が対峙する切羽に未掘削部が残されないため、硬い地山を掘進することが可能となるとともに、周辺土と角型外殻の間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図４に示すように、掘削機１は、掘進方向に駆動される中空の角型外殻２と、角型外殻２の内側において角型外殻２の先端中央部にて回転し切羽を掘削するセンターカッタ４と、センターカッタ４と共に回転しズリを搬送する中空螺旋状のコンベア５と、角型外殻２の内側においてセンターカッタを囲むように配置される４つの打撃ハンマ３とを主体として構成される。
【００１５】
角型外殻２は、４枚の外郭板２５を結合することによってその断面が正四角形となる中空の箱型に形成される。角型外殻２の横幅及び高さは互いに等しく、例えば８００〜９００ｍｍ程度とする。
【００１６】
角型外郭２は４つの先端角部２６を有し、各先端角部２６は互いに直交する２枚の外郭板２５によって形成される。
【００１７】
センターカッタ４とコンベア５は、掘削ユニット９として一体に組み付けられる。角型外郭２の内壁面の中央部には４本のガイドレール２３が設けられる。掘削ユニット９は各ガイドレール２３に転接する複数のローラ２４を介して角型外郭２の内側に着脱可能に組み付けられる。
【００１８】
センターカッタ４は回転円筒部材６に対して２本のアーム４８等を介して固定され、この回転円筒部材６が軸受１８を介して掘削ユニット９に回転可能に支持される。円筒部材６は３つの油圧モータ７によって回転伝達機構８を介して回転駆動され、センターカッタ４はアーム４８等を介して回転円筒部材６と共に回転する。
【００１９】
センターカッタ４は回転中心軸から径方向に延びるカッタヘッド４１と、このカッタヘッド４１の中央部から突出する先端カッタ４２と、カッタヘッド４１の途中から突出する複数の固定ビット４３と、カッタヘッド４１に回動可能に連結されてカッタヘッド４１の回転外周端部から径方向に突出する拡大ビット４４とを備える。カッタヘッド４１が回転することにより、先端カッタ４２と各固定ビット４３と各拡大ビット４４がそれぞれ切羽を円形に掘削する。
【００２０】
各拡大ビット４４は軸４５を中心にカッタヘッド４１の回転径方向外側に回動することにより、カッタヘッド４１の先端部から回転径方向外側に突出し、図３に破線で囲む領域Ａを掘削する。これにより、切羽は角型外郭２の各外郭板２５の中央部に重合するところまで掘削される。
【００２１】
中空螺旋状のコンベア５は、帯状の板材を螺旋状に湾曲して形成され、その先端部５ａがカッタヘッド４１の背後に接続される。堀進過程において、掘削された礫や土砂等のズリは回転するカッタヘッド４１を介してコンベア５へと掻き集められ、カッタヘッド４１と共に回転するコンベア５によって後方のベルトコンベア（図示せず）へと搬送される。
【００２２】
中空螺旋状のコンベア５は、その軸芯部にセンターロッド等を持たないため、搬送する礫の量を増やし、大きな礫の搬出が可能になる。
【００２３】
４つの打撃ハンマ３はセンターカッタ４を囲むように配置され、センターカッタ４を囲むように角型外殻２の先端角部２６に配置されるコーナー掘削手段を構成する。
【００２４】
各打撃ハンマ３は、角型外郭２の先端角部２６に沿って切羽を打撃するハンマヘッド５１と、ハンマヘッド５１を前後方向に伸縮（進退）させる油圧シリンダ５２とを備える。油圧シリンダ５２は、シリンダチューブ５３と、シリンダチューブ５３内に収められたピストン（図示せず）及びピストンロッド５４を備える。
【００２５】
各油圧シリンダ５２は図示しない油圧源ユニットから油圧配管を介して導かれる油圧力によってピストンロッド５４を往復動させ、ピストンロッド５４の先端に取り付けられたハンマヘッド５１が切羽を打撃する。
【００２６】
各油圧シリンダ５２のシリンダチューブ５３は複数のブラケット８１〜８３を介して角型外郭２に固定される。
【００２７】
各ハンマヘッド５１は、角型外郭２の先端角部２６において、カッタヘッド４１の拡大ビット４４が回転する領域Ａより外側に配置される。
【００２８】
図５に示すように、対角線上に並ぶ各ハンマヘッド５１は角型外郭２の中心線について対称的に形成される。
【００２９】
図６に示すように、ハンマヘッド５１は、各外郭板２５の内壁面に摺接する摺接面５５，５６と、センターカッタヘッド４１に向いて傾斜する打撃面５７，５８と、後方に向いた背面５９等を有する。各摺接面５５，５６と各打撃面５７，５８は略三角形に形成され、ハンマヘッド５１の先端部に三角錐状に尖ったカッティングエッジ６０を形成する。
【００３０】
打撃ハンマ３はハンマヘッド５１を角型外郭２の先端角部２６に沿って前後方向に移動可能に支持するスライド支持機構６５を備える。
【００３１】
このスライド支持機構６５として、ハンマヘッド５１にはその摺接面５２及び背面５９に開口するガイド溝６６が形成される一方、角型外郭２の外郭板２５にはこのガイド溝６６に係合するガイド突起（図示せず）が形成される。ガイド溝６６はＬ字形の断面形状を有し、ガイド突起に係合することにより外郭板２５から離れないようになっている。ガイド溝６６は、角型外郭２の先端角部２６に沿って前後方向に延び、ハンマヘッド５１を角型外郭２の先端角部２６に沿って前後方向に移動可能に支持する。
【００３２】
なお、スライド支持機構６５は、上記構成に限らず、ハンマヘッド５１が角型外郭２から大きく離れないように規制すれば良い。
【００３３】
ハンマヘッド５１はその背面５９に開口する打撃穴６１が形成される。油圧シリンダ５２はピストンロッド５４の先端部をこの打撃穴６１に挿入し、ピストンロッド５４の先端面が打撃穴６１の内奥面を打撃することにより、ハンマヘッド５１をその軸方向に移動させる。
【００３４】
角型外郭２の外側側面には各レール状継ぎ手７５の間に切羽を掘削するサイドカッタ７１が設けられる。このサイドカッタ７１は角型外郭２の外側側面から図示しない既設のエレメントに向けて突出し、既設のエレメントとの間に残留するズリを角型外郭２内に取り込む。
【００３５】
角型外郭２の外側側面には長手方向に延びる対のレール状継ぎ手７５が設けられる。各レール状継ぎ手７５は、図示しない既設のエレメントに設けられるレール状継ぎ手に係合し、掘削機１をエレメントに沿った掘進方向に案内する。
【００３６】
角型外郭２の外側側面には各レール状継ぎ手７５の間に対の索体連結部７６が設けられ、各索体連結部７６に前方に延びる索体がそれぞれ連結される。掘削到着側には牽引装置が設けられており、この索体が掘削到着側から牽引されることにより、角型外郭２が掘進方向に駆動される。
【００３７】
図３において、各索体連結部７６は角型外郭２とサイドカッタ７１の間に配置される。各索体連結部７６に連結された索体は角型外郭２とサイドカッタ７１の間を通って前方へと延びる。
【００３８】
角型外郭２の外側側面には索体連結部７６と反対側に対の索体連結部７７が設けられ、この索体連結部７７に後方に延びる索体がそれぞれ連結される。この索体が次の掘削工程で掘削機１を牽引するのに用いられる。
【００３９】
角型外郭２の外側側面にはスタビライザ８５が設けられる。このスタビライザ８５は角型外郭２の外郭板２５に対して直交して突出し、地山に差し込まれることによって角型外郭２を直進させるように案内する。
【００４０】
角型外郭２の後端部には中間エレメント８６が連結され、この中間エレメント８６を介して図示しない後続のエレメントが連結される。後続のエレメントの内部には掘削機１を駆動するための油圧配管やズリを排出するベルトコンベア等が設けられている。
【００４１】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用について説明する。
【００４２】
掘削到着側から牽引装置により索体を牽引して掘削機１を掘進方向に駆動するとともに、センターカッタ４と各打撃ハンマ３を駆動することにより、掘削機１が地山を堀進し、これに連結されたエレメントも掘削機１に追従して地山に挿入される。
【００４３】
掘削機１によって角型に掘削された穴にエレメントが嵌入されていき、掘削機１が掘削を完了し、掘削到着側に到達すると、エレメントも地山を貫通する。そして、一つのエレメントが地山を貫通すると、隣接する箇所から次の掘削およびエレメント挿入を開始する。以上の作業をトンネルの外枠に沿って順次行っていき、最終的に地山非開削の状態で例えば箱型ラーメン形式や円形等のトンネル覆工壁を形成する。
【００４４】
堀進過程において、掘削機１のセンターカッタ４は図示しない油圧源ユニットから油圧配管を介して各油圧モータ７に導かれる油圧力によってカッタヘッド４１を回転駆動し、先端カッタ４２と各固定ビット４３と各拡大ビット４４が切羽を円形に掘削する。各拡大ビット４４がカッタヘッド４１の先端部から回転径方向外側に突出し、切羽を円形に掘削することにより、図３におい領域Ａとして破線で囲むように角型外郭２の各外郭板２５の中央部に重合するところまで切羽を掘削する。
【００４５】
堀進過程において、掘削機１の打撃ハンマ３は図示しない油圧源ユニットから油圧配管を介して導かれる油圧力によって各油圧シリンダ５２が各ピストンロッド５４を往復動させ、各ピストンロッド５４の先端に取り付けられた各ハンマヘッド５１を切羽に繰り返し打ち込み、切羽を掘削する。
【００４６】
打撃ハンマ３は、４つのハンマヘッド５１をセンターカッタ４を取り囲むように角型外郭２の角部内側に配置しているため、各ハンマヘッド５１がセンターカッタ４が掘削する領域Ａの外側の隅部の領域にて切羽を掘削し、掘削断面が角型外殻２の内側形状と略同等な矩形形状となる。
【００４７】
こうして掘削機１はセンターカッタ４と打撃ハンマ３が角型外殻２の内側全域を掘削することにより、硬い地山を掘進することが可能となる。そして、角型外殻２の外形線に沿って角部に対峙する切羽が掘削され、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００４８】
各拡大ビット４４がカッタヘッド４１の先端部から回転径方向外側に突出して、角型外郭２の各外郭板２５の中央部に重合する領域Ａまで掘削することにより、各ハンマヘッド５１の間に対峙する切羽が掘削され、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００４９】
ハンマヘッド５１は、各外郭板２５の内壁面に摺接する対の摺接面５５，５６と、センターカッタヘッド４１に向いて傾斜する対の打撃面５７，５８とによって三角錐状に尖ったカッティングエッジ６０を形成したため、ハンマヘッド５１が角型外殻２の角部２６に面する切羽を打撃することによって、角型外殻２の角部２６に沿った掘削が行われ、掘削断面の隅部に未掘削部を残さない。
【００５０】
センターカッタ４と打撃ハンマ３が掘削した礫や土砂等のズリは回転するカッタヘッド４１を介してコンベア５へと掻き集められ、カッタヘッド４１と共に回転するコンベア５によって後方のベルトコンベア（図示せず）へと搬送される。これにより、打撃ハンマ３によって掘削されたズリが円滑に排出され、牽引力を低減することができる。
【００５１】
打撃ハンマ３はハンマヘッド５１を角型外郭２の先端角部２６に沿って前後方向に移動可能に支持するスライド支持機構６５を備え、ハンマヘッド５１の背面５９に開口する打撃穴６１を形成し、油圧シリンダ５２によって往復動するピストンロッド５４の先端部をこの打撃穴６１に挿入し、ハンマヘッド５１を駆動する構造のため、角型外殻２とセンターカッタ４との間の限られたスペースに打撃ハンマ３を介装し、ハンマヘッド５１を角型外郭２の先端角部２６に沿って移動させることが可能となる。
【００５２】
角型外郭２の外側に索体連結部７６が設けられたことにより、索体連結部７６から前方に延びる索体がセンターカッタ４や打撃ハンマ３に干渉せず、角型外郭２が掘進方向に駆動される。換言すると、角型外郭２の外側に索体連結部７６が設けられたことにより、角型外郭２の内側にセンターカッタ４や打撃ハンマ３を配置することが可能なる。
【００５３】
各索体連結部７６に連結された索体は角型外郭２とサイドカッタ７１の間を通って前方へと延びる配置としたため、サイドカッタ７１は既設のエレメントとの間に残留するズリを索体のまわりから角型外郭２内に取り込み、ズリの排出が円滑に行われ、牽引力を低減することができる。
【００５４】
次に図７の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す他の実施形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００５５】
センターカッタ４を囲むように角型外殻２の先端角部２６に配置されるコーナー掘削手段として、２つの打撃ハンマ３と２つの掘削バケット１００がセンターカッタ４を囲むように配置される。
【００５６】
この掘削バケット１００は切羽を掘削するバケット１０１と、このバケット１０１を角型外郭２の先端角部２６の前方にて揺動可能に支持する揺動支持機構１１０と、バケット１０１を駆動する油圧シリンダ１０２とを備える。
【００５７】
揺動支持機構１１０はピン１１１を介して揺動するアーム１１２を備え、このアーム１１２の揺動先端部にバケット１００が固定される。アーム１１２の途中に油圧シリンダ１０２のロッド先端部が連結される。
【００５８】
角型外殻２６の２つの外側角部には各レール状継ぎ手７５がそれぞれ設けられる。揺動支持機構１１０のピン１１１は各レール状継ぎ手７５が設けられる角型外殻２６の側板２９に沿って配置される。
【００５９】
掘削バケット１００は各バケット１０１が図７の（ａ）において角型外殻２６の内外に渡ってストロークし、各バケット１０１が各レール状継ぎ手７５の前方に位置する切羽を掘削する。
【００６０】
この場合、掘削バケット１００は各バケット１０１が切羽を掻き取るように掘削することにより、地質の影響を受けにくい。そして、各レール状継ぎ手７５の前方から角型外殻２の先端角部２６の前方領域の切羽を同時に掘削することにより、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００６１】
次に図８の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す他の実施形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００６２】
センターカッタ４を囲むように角型外殻２の先端角部２６に配置されるコーナー掘削手段として、４つのコーナカッタ２００がセンターカッタ４を囲むように配置される。
【００６３】
このコーナカッタ２００はその回転により切羽を掘削するカッタヘッド２０１と、カッタヘッド２０１の背後に設けられる螺旋式のオーガー２０３と、カッタヘッド２０１とオーガー２０３を回転可能に支持するシャフト２０２と、このシャフト２０２に動力を伝達するギア２０４とを備え、このギア２０４を介して前述した掘削ユニットに備えられる油圧モータの回転が各カッタヘッド２０１に伝達される。
【００６４】
カッタヘッド２０１はシャフト２０２の先端部から径方向に延び、これが回転することにより切羽を円形に掘削する。
【００６５】
カッタヘッド２０１ａ，２０１ｂは、ビット２０３の回転半径が大小異なる。回転半径が大きい２つのカッタヘッド２０１ａは各レール状継ぎ手７５の前方にそれぞれ配置され、各レール状継ぎ手７５の前方に位置する切羽を掘削する。
【００６６】
この場合、各カッタヘッド２０１が回転し切羽を掘削することにより、シルト層や土丹の地質に対応して掘削することができる。そして、振動、騒音の低減がはかれる。
【００６７】
各カッタヘッド２０１ａが各レール状継ぎ手７５の前方から角型外殻２の先端角部２６の前方領域の切羽を同時に掘削することにより、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００６８】
また、図９の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、トリコンビット式のカッタヘッド２０５を備えるコーナカッタ２００に交換することにより、例えば玉石まじりの礫層の地質に対応して掘削することができる。
【００６９】
この場合も、カッタヘッド２０５ｂに対して回転半径が大きい２つのカッタヘッド２０５ａが各レール状継ぎ手７５の前方から角型外殻２の先端角部２６の前方領域の切羽を同時に掘削することにより、未掘削部が残されないため、周辺土と角型外殻２およびエレメントの間に生じる摩擦抵抗が減少し、牽引力を低減することができる。
【００７０】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の掘削機は、非開削工法や他のトンネル掘削工法に用いられる掘削機に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態を示す掘削機の側断面図である。
【図２】同じく掘削機の平面断面図である。
【図３】同じく掘削機の正面図である。
【図４】同じく掘削機の背面図である。
【図５】同じくハンマヘッドの背面図である。
【図６】同じくハンマヘッドの斜視図である。
【図７】本発明の他の実施の形態を示し、（ａ）は掘削機の正面図、（ｂ）は平面断面図、（ｃ）は側断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態を示し、（ａ）は掘削機の正面図、（ｂ）は平面断面図、（ｃ）は側断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態を示し、（ａ）は掘削機の正面図、（ｂ）は平面断面図、（ｃ）は側断面図である。
【図１０】従来のトンネル掘削工法を示す断面図である。
【図１１】同じく地山にエレメントを挿入して覆工壁を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 掘削機
２ 角型外殻
３ 打撃ハンマ
４ センターカッタ
５ コンベア
２５ 外郭板
２６ 先端角部
４１ カッタヘッド
４４ 拡大ビット
５１ ハンマヘッド
５２ 油圧シリンダ
５４ ピストンロッド
５５，５６ 摺接面
５７，５８ 打撃面
６１ 打撃穴
６０ カッティングエッジ
６５ スライド支持機構
７５ レール状継ぎ手
１００ 掘削バケット
１０１ バケット
１０２ 油圧シリンダ
１０２とを備える。
２００ コーナカッタ
２０１ カッタヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルを掘削する掘削機において、
掘進方向に駆動される中空の角型外殻と、
この角型外殻の先端中央部にて回転し切羽を掘削するセンターカッタと、
このセンターカッタと共に回転しズリを搬送する螺旋状のコンベアと、
前記センターカッタを囲むように前記角型外殻の先端角部に配置されて切羽を掘削するコーナー掘削手段とを備えたことを特徴とする掘削機。
【請求項２】
前記コーナー掘削手段として打撃ハンマを備え、
この打撃ハンマは切羽を打撃するハンマヘッドと、
このハンマヘッドを前記角型外郭の先端角部に沿って移動可能に支持するスライド支持機構と、
前記ハンマヘッドを駆動する油圧シリンダとを備え、
前記ハンマヘッドの背面に開口する打撃穴を形成し、
前記油圧シリンダによって往復動するピストンロッドをこの打撃穴に挿入し、
前記ハンマヘッドが前記角型外殻の先端角部に沿って切羽を打撃することを特徴とする請求項１に記載の掘削機。
【請求項３】
前記コーナー掘削手段として掘削バケットを備え、
この掘削バケットは切羽を掘削するバケットと、
このバケットを前記角型外郭の先端角部の前方にて揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記バケットを駆動する油圧シリンダとを備え、
前記バケットが前記角型外殻の先端角部に前方にて切羽を掘削することを特徴とする請求項１に記載の掘削機。
【請求項４】
前記角型外郭の外側にレール状継ぎ手を備え、
このレール状継ぎ手が隣り合う既設のエレメントに設けられたレール状継ぎ手に係合して前記掘削機をエレメントに沿った掘進方向に案内する構成とし、
前記掘削バケットは前記バケットが前記レール状継ぎ手の前方に位置する切羽を掘削することを特徴とする請求項３に記載の掘削機。
【請求項５】
前記コーナー掘削手段としてコーナカッタを備え、
このコーナカッタは前記角型外殻の先端角部の前方にて回転し切羽を掘削するカッタヘッドを備え、
前記コーナカッタはこのカッタヘッドが前記角型外殻の先端角部の前方にて切羽を掘削することを特徴とする請求項１に記載の掘削機。
【請求項６】
前記角型外郭の外側にレール状継ぎ手を備え、
このレール状継ぎ手が隣り合う既設のエレメントに設けられたレール状継ぎ手に係合して前記掘削機をエレメントに沿った掘進方向に案内する構成とし、
前記コーナカッタは前記カッタヘッドが前記レール状継ぎ手の前方に位置する切羽を掘削することを特徴とする請求項３に記載の掘削機。
【請求項７】
前記センターカッタはその回転中心軸から径方向に延びるカッタヘッドと、
このカッタヘッドの途中から突出する固定ビットと、
前記カッタヘッドに回動可能に連結され前記カッタヘッドの回転外周端部から径方向に突出する拡大ビットとを備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の掘削機。
【請求項８】
前記角型外郭の外側に索体連結部を設け、
この索体連結部に連結した索体を牽引し前記角型外郭を掘進方向に駆動する構成とし、
前記角型外郭の外側に切羽を掘削するサイドカッタを設け、
前記索体連結部に連結した索体を前記角型外郭とこのサイドカッタの間に通したことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の掘削機。
【請求項１】
トンネルを掘削する掘削機において、
掘進方向に駆動される中空の角型外殻と、
この角型外殻の先端中央部にて回転し切羽を掘削するセンターカッタと、
このセンターカッタと共に回転しズリを搬送する螺旋状のコンベアと、
前記センターカッタを囲むように前記角型外殻の先端角部に配置されて切羽を掘削するコーナー掘削手段とを備えたことを特徴とする掘削機。
【請求項２】
前記コーナー掘削手段として打撃ハンマを備え、
この打撃ハンマは切羽を打撃するハンマヘッドと、
このハンマヘッドを前記角型外郭の先端角部に沿って移動可能に支持するスライド支持機構と、
前記ハンマヘッドを駆動する油圧シリンダとを備え、
前記ハンマヘッドの背面に開口する打撃穴を形成し、
前記油圧シリンダによって往復動するピストンロッドをこの打撃穴に挿入し、
前記ハンマヘッドが前記角型外殻の先端角部に沿って切羽を打撃することを特徴とする請求項１に記載の掘削機。
【請求項３】
前記コーナー掘削手段として掘削バケットを備え、
この掘削バケットは切羽を掘削するバケットと、
このバケットを前記角型外郭の先端角部の前方にて揺動可能に支持する揺動支持機構と、
前記バケットを駆動する油圧シリンダとを備え、
前記バケットが前記角型外殻の先端角部に前方にて切羽を掘削することを特徴とする請求項１に記載の掘削機。
【請求項４】
前記角型外郭の外側にレール状継ぎ手を備え、
このレール状継ぎ手が隣り合う既設のエレメントに設けられたレール状継ぎ手に係合して前記掘削機をエレメントに沿った掘進方向に案内する構成とし、
前記掘削バケットは前記バケットが前記レール状継ぎ手の前方に位置する切羽を掘削することを特徴とする請求項３に記載の掘削機。
【請求項５】
前記コーナー掘削手段としてコーナカッタを備え、
このコーナカッタは前記角型外殻の先端角部の前方にて回転し切羽を掘削するカッタヘッドを備え、
前記コーナカッタはこのカッタヘッドが前記角型外殻の先端角部の前方にて切羽を掘削することを特徴とする請求項１に記載の掘削機。
【請求項６】
前記角型外郭の外側にレール状継ぎ手を備え、
このレール状継ぎ手が隣り合う既設のエレメントに設けられたレール状継ぎ手に係合して前記掘削機をエレメントに沿った掘進方向に案内する構成とし、
前記コーナカッタは前記カッタヘッドが前記レール状継ぎ手の前方に位置する切羽を掘削することを特徴とする請求項３に記載の掘削機。
【請求項７】
前記センターカッタはその回転中心軸から径方向に延びるカッタヘッドと、
このカッタヘッドの途中から突出する固定ビットと、
前記カッタヘッドに回動可能に連結され前記カッタヘッドの回転外周端部から径方向に突出する拡大ビットとを備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の掘削機。
【請求項８】
前記角型外郭の外側に索体連結部を設け、
この索体連結部に連結した索体を牽引し前記角型外郭を掘進方向に駆動する構成とし、
前記角型外郭の外側に切羽を掘削するサイドカッタを設け、
前記索体連結部に連結した索体を前記角型外郭とこのサイドカッタの間に通したことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の掘削機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１４４３６８（Ｐ２００８−１４４３６８Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２９２６１（Ｐ２００６−３２９２６１）
【出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（０００２１６０２５）鉄建建設株式会社 (109)
【出願人】（３９９１０１３３７）株式会社ジェイテック (20)
【出願人】（３０４０３９０６５）カヤバ システム マシナリー株式会社 (185)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（０００２１６０２５）鉄建建設株式会社 (109)
【出願人】（３９９１０１３３７）株式会社ジェイテック (20)
【出願人】（３０４０３９０６５）カヤバ システム マシナリー株式会社 (185)
【Ｆターム（参考）】
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