特開 2022-34639 トンネル掘削機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022034639

(43)【公開日】2022-03-04

(54)【発明の名称】トンネル掘削機

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/087 20060101AFI20220225BHJP

【ＦＩ】

E21D9/087 E

E21D9/087 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020138429

(22)【出願日】2020-08-19

(71)【出願人】

【識別番号】521478094

【氏名又は名称】地中空間開発株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高原 健

(72)【発明者】

【氏名】脇田 亮介

【テーマコード（参考）】

2D054

【Ｆターム（参考）】

2D054AC02

2D054BA03

2D054BB02

2D054BB10

(57)【要約】

【課題】カッタードラムの軸方向に並ぶ土砂シールの数を増やすことなく土砂シール全体の長寿命化を図ることができるトンネル掘削機を提供する。
【解決手段】トンネル掘削機は、カッターヘッドと、カッターヘッドに取り付けられた環状のカッタードラム４と、カッタードラム４の外周面または内周面である周面と対向する筒状体（３１または３３）を含む。カッタードラム４の周面と筒状体との間には中間部材（５または７）が配置され、この中間部材は、カッタードラム４の周面との間に第１隙間（１１または１３）を形成するとともに、筒状体との間に第２隙間（１２または１４）を形成する。第１隙間は少なくとも１つの第１土砂シール（６１または８２）によりシールされ、第２隙間は少なくとも１つの第２土砂シール（６３または８３）によりシールされる。中間部材は、カッタードラムと筒状体の一方に選択的に固定可能に構成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

カッターヘッドと、
前記カッターヘッドに取り付けられた環状のカッタードラムと、
前記カッタードラムの外周面または内周面である周面と対向する筒状体と、
前記カッタードラムの周面と前記筒状体との間に配置された、前記カッタードラムの周面との間に前記カッターヘッドの周囲の空間と連通可能な第１隙間を形成するとともに、前記筒状体との間に前記カッターヘッドの周囲の空間と連通可能な第２隙間を形成する中間部材と、
前記第１隙間をシールする少なくとも１つの第１土砂シールと、
前記第２隙間をシールする少なくとも１つの第２土砂シールと、を備え、
前記中間部材は、前記カッタードラムと前記筒状体の一方に選択的に固定可能に構成されている、トンネル掘削機。

【請求項2】

前記中間部材は、前記カッタードラムに固定される従動位置と前記筒状体に固定される静止位置との間で前記カッタードラムの軸方向に摺動可能であり、前記従動位置では前記カッターヘッドの周囲の空間に対する前記第１隙間の開口を閉塞し、前記静止位置では前記カッターヘッドの周囲の空間に対する前記第２隙間の開口を閉塞する、請求項１に記載のトンネル掘削機。

【請求項3】

前記中間部材は、前記カッタードラムの軸方向に延びる筒状部と、前記筒状部の前端から径方向外向きに突出するフランジ部を含む、請求項２に記載のトンネル掘削機。

【請求項4】

前記筒状体は、前記カッタードラムの外周面と対向する外側筒状体であり、
前記カッタードラムは、当該カッタードラムの軸方向を厚さ方向とする環状のベースプレートを含み、
前記フランジ部は、前記静止位置では前記外側筒状体の先端面と当接し、前記従動位置では前記ベースプレートと当接する、請求項３に記載のトンネル掘削機。

【請求項5】

前記筒状体は、前記カッタードラムの内周面と対向する内側筒状体であり、
前記内側筒状体を超えて径方向外向きに張り出すバルクヘッドをさらに備え、
前記カッタードラムは、当該カッタードラムの軸方向を厚さ方向とする環状のベースプレートを含み、
前記フランジ部は、前記静止位置では前記バルクヘッドと当接し、前記バルクヘッドを介して前記内側筒状体に固定され、前記従動位置では前記ベースプレートと当接する、請求項３に記載のトンネル掘削機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル掘削機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、地山を掘削するカッターヘッドが環状のカッタードラムを介して掘削機本体に回転可能に支持されたトンネル掘削機が知られている。掘削機本体は、カッタードラムの内周面と対向する内側筒状体と、カッタードラムの外周面と対向する外側筒状体を含み、カッタードラムと内側筒状体との間およびカッタードラムと外側筒状体との間には複数の土砂シールが配置される（例えば、特許文献１参照）。これらの土砂シールは、カッタードラムの軸方向に並んでおり、カッタードラムと内側筒状体との間の隙間およびカッタードラムと外側筒状体との間の隙間をシールする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－６２４８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

土砂シールは、カッタードラムの回転によって摩耗する。土砂シールの摩耗は、土砂に晒される最も前方に位置する土砂シールで顕著に生じる。最も前方（前方から１番目）に位置する土砂シールの摩耗が進行して止水性を失うと、前方から２番目に位置する土砂シールが土砂に晒されることになる。従って、カッタードラムの軸方向に並ぶ土砂シールの数を例えば５個以上に増やすことで、土砂シール全体の長寿命化を図ることが考えられる。

【0005】

しかしながら、カッタードラムの軸方向に並ぶ土砂シールの数を増やす構成では、シール領域の長さを長くする必要がある。しかも、土砂に晒されていない土砂シールでもある程度の摩耗は進行するため、土砂に晒されてからの２番目の土砂シールの止水性を保つことが可能な回転回数は、１番目の土砂シールの止水性を保つことが可能な回転回数よりも少なくなる。

【0006】

そこで、本発明は、カッタードラムの軸方向に並ぶ土砂シールの数を増やすことなく土砂シール全体の長寿命化を図ることができるトンネル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】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明のトンネル掘削機は、カッターヘッドと、前記カッターヘッドに取り付けられた環状のカッタードラムと、前記カッタードラムの外周面または内周面である周面と対向する筒状体と、前記カッタードラムの周面と前記筒状体との間に配置された、前記カッタードラムの周面との間に前記カッターヘッドの周囲の空間と連通可能な第１隙間を形成するとともに、前記筒状体との間に前記カッターヘッドの周囲の空間と連通可能な第２隙間を形成する中間部材と、前記第１隙間をシールする少なくとも１つの第１土砂シールと、前記第２隙間をシールする少なくとも１つの第２土砂シールと、を備え、前記中間部材は、前記カッタードラムと前記筒状体の一方に選択的に固定可能に構成されている、ことを特徴とする。

【0008】

上記の構成によれば、中間部材をカッタードラムに固定すれば、中間部材がカッタードラムと共に回転するため、中間部材と筒状体の間の第２土砂シールは摩耗するが中間部材とカッタードラムの間の第１土砂シールは摩耗しない。逆に、中間部材を筒状体に固定すれば、中間部材は回転しないので、第１土砂シールは摩耗するが第２土砂シールは摩耗しない。すなわち、中間部材をカッタードラムと筒状体の一方に固定することにより、第１土砂シールと第２土砂シールの一方を摺動面と摺動させつつ、他方を温存することができる。そして、第１土砂シールと第２土砂シールの一方の摩耗が進行したときには、中間部材をカッタードラムと筒状体の他方に固定することにより、摺動面と摺動する土砂シールを第１土砂シールと第２土砂シールの一方から他方に切り換えることができる。その結果、カッタードラムの軸方向に並ぶ土砂シールの数を増やすことなく土砂シール全体の長寿命化を図ることができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、カッタードラムの軸方向に並ぶ土砂シールの数を増やすことなく土砂シール全体の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係るトンネル掘削機の断面図である。

【図2】図１の要部の拡大図であり、外側中間部材が胴部に固定され、内側中間部材がバルクヘッドを介して周壁に固定された状態を示す。

【図3】図１の要部の拡大図であり、外側中間部材および内側中間部材がカッタードラムのベースプレートに固定された状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１に、本発明の一実施形態に係るトンネル掘削機１を示す。例えば、トンネル掘削機１は内部でセグメントを組み立てるシールド掘進機である。ただし、本発明は、シールド掘進機以外のトンネル掘削機にも適用可能である。なお、トンネル掘削機１の進行方向が前方、その反対方向が後方である。

【0012】

トンネル掘削機１は、地山を掘削するカッターヘッド２と、カッターヘッド２に取り付けられた環状のカッタードラム４と、カッタードラム４を介してカッターヘッド２を回転可能に支持する掘削機本体３を含む。

【0013】

本実施形態では、カッターヘッド２がローラーカッター式であるが、カッターヘッド２はカッタービット式であってもよい。あるいは、カッターヘッド２は、ローラーカッターおよびカッタービットの双方を含んでもよい。

【0014】

カッターヘッド２は、当該カッターヘッド２の中心（掘削機本体３の中心でもある）から放射状に配置された複数のカッターフレーム２１を含み、これらのカッターフレーム２１に、ローラーカッター２２が支持されている。各カッターフレーム２１はカッターヘッド２の径方向に延びており、その先端はカッタードラム４に接続されている。

【0015】

ただし、カッターヘッド２の構成及びカッターヘッド２へのカッタードラム４の取り付け方は適宜変更可能である。例えば、カッターヘッド２が円盤状であるとともに、カッタードラム４がカッターヘッド２の直径の半分程度の環状であり、カッタードラム４が複数の支柱を介してカッターヘッド２に取り付けられてもよい。

【0016】

カッタードラム４は、当該カッタードラム４の前面を構成するベースプレート４１と、当該カッタードラム４の内周面、外周面および後面を構成するドラム本体４２を含む。例えば、ドラム本体４２は前方に向かって開口する溝状であり、その開口がベースプレート４１で閉塞される。ベースプレート４１は、カッタードラム４の軸方向を厚さ方向とする環状のプレートである。

【0017】

掘削機本体３は、カッタードラム４を収容する筒状の胴部３１と、カッタードラム４の内側開口を前方から覆うバルクヘッド３２と、バルクヘッド３２の周縁部から後方に延びる周壁３３を含む。また、図示は省略するが、掘削機本体３は、カッタードラム４の後方で周壁３３を胴部３１と接続する支持壁を含み、この支持壁にカッタードラム４が旋回ベアリングを介して支持される。

【0018】

胴部３１は、カッタードラム４の外周面と対向する外側筒状体であり、周壁３３は、カッタードラム４の内周面と対向する内側筒状体である。ただし、本発明の外側筒状体は、必ずしも胴部３１である必要はなく、カッタードラム４の直径が小さい場合は、胴部３１から内側に離間した周壁であってもよい。

【0019】

バルクヘッド３２とカッターヘッド２との間には、カッターヘッド２により掘削された土砂が流入するカッターチャンバー２０が形成されている。また、カッターヘッド２と胴部３１の間には肩空間２３が形成されている。カッターチャンバー２０のうちのカッターヘッド２に隣接する部分および肩空間２３は、カッターヘッド２の周囲の空間である。

【0020】

次に、図２および図３を参照して、カッタードラム４と胴部３１との間のシール構造およびカッタードラム４と周壁３３との間のシール構造を説明する。

【0021】

カッタードラム４の外周面と胴部３１との間には外側中間部材５が配置されており、カッタードラム４の内周面と周壁３３との間には内側中間部材７が配置されている。外側中間部材５は、当該外側中間部材５とカッタードラム４の外周面との間に肩空間２３と連通可能な外側第１隙間１１を形成するとともに、当該外側中間部材５と胴部３１との間に肩空間２３と連通可能な外側第２隙間１２を形成する。内側中間部材７は、当該内側中間部材７とカッタードラム４の内周面との間にカッターチャンバー２０と連通可能な内側第１隙間１３を形成するとともに、当該内側中間部材７と周壁３３との間にカッターチャンバー２０と連通可能な内側第２隙間１４を形成する。

【0022】

外側中間部材５とカッタードラム４の外周面との間には、外側第１隙間１１をシールする少なくとも１つの外側第１土砂シール６１が配置されている。本実施形態では、４つの外側第１土砂シール６１がカッタードラム４の軸方向に並んでいる。ただし、外側第１土砂シール６１の数は２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。あるいは、外側第１土砂シール６１として、複数のリップを有する１つの土砂シールが用いられてもよい。

【0023】

また、本実施形態では、外側第１土砂シール６１がシール押え６２によってカッタードラム４に取り付けられている（詳細な構造の図示は省略）。ただし、本実施形態とは逆に外側第１土砂シール６１がシール押え６２によって外側中間部材５に取り付けられてもよい。

【0024】

外側中間部材５と胴部３１との間には、外側第２隙間１２をシールする少なくとも１つの外側第２土砂シール６３が配置されている。本実施形態では、４つの外側第２土砂シール６３がカッタードラム４の軸方向に並んでいる。ただし、外側第２土砂シール６３の数は２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。あるいは、外側第２土砂シール６３として、複数のリップを有する１つの土砂シールが用いられてもよい。

【0025】

また、本実施形態では、外側第２土砂シール６３がシール押え６４によって外側中間部材５に取り付けられている（詳細な構造の図示は省略）。ただし、本実施形態とは逆に外側第２土砂シール６３がシール押え６４によって胴部３１に取り付けられてもよい。

【0026】

外側中間部材５は、カッタードラム４と胴部３１の一方に選択的に固定可能に構成されている。本実施形態では、外側中間部材５が、カッタードラム４に固定される従動位置（図３参照）と、胴部３１に固定される静止位置（図２参照）との間でカッタードラム４の軸方向に摺動可能である。

【0027】

具体的に、外側中間部材５は、カッタードラム４の軸方向に延びる筒状部５１と、筒状部５１の前端から径方向外向きに突出するフランジ部５２を含む。図２に示す静止位置では、フランジ部５２が胴部３１の先端面と当接する。すなわち、静止位置では外側第２隙間１２の肩空間２３に対する開口が外側中間部材５により閉塞される。一方、図３に示す従動位置では、フランジ部５２がカッタードラム４のベースプレート４１と当接する。すなわち、従動位置では外側第１隙間１１の肩空間２３に対する開口が外側中間部材５により閉塞される。

【0028】

より詳しくは、外側中間部材５のフランジ部５２は、静止位置では、周方向に所定のピッチで配列された複数のボルト９１（図２および図３では１つのボルト９１のみを図示）によって胴部３１に締結され、従動位置ではボルト９１によってカッタードラム４のベースプレート４１に締結される。

【0029】

胴部３１の先端面には、ボルト９１と螺合するねじ穴３５が設けられており、フランジ部５２には、ねじ穴３５と対応する位置に、ボルト９１が挿入される挿入穴５４が設けられている。また、カッタードラム４のベースプレート４１には、ボルト９１が挿入される挿入穴４３が設けられており、フランジ部５２には、挿入穴４３と対応する位置に、ボルト９１と螺合するねじ穴５３が設けられている。

【0030】

内側中間部材７とカッタードラム４の内周面との間には、内側第１隙間１３をシールする少なくとも１つの内側第１土砂シール８１が配置されている。本実施形態では、４つの内側第１土砂シール８１がカッタードラム４の軸方向に並んでいる。ただし、内側第１土砂シール８１の数は２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。あるいは、内側第１土砂シール８１として、複数のリップを有する１つの土砂シールが用いられてもよい。

【0031】

また、本実施形態では、内側第１土砂シール８１がシール押え８２によって内側中間部材７に取り付けられている（詳細な構造の図示は省略）。ただし、本実施形態とは逆に内側第１土砂シール８１がシール押え８２によってカッタードラム４に取り付けられてもよい。

【0032】

内側中間部材７と周壁３３との間には、内側第２隙間１４をシールする少なくとも１つの内側第２土砂シール８３が配置されている。本実施形態では、４つの内側第２土砂シール８３がカッタードラム４の軸方向に並んでいる。ただし、内側第２土砂シール８３の数は２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。あるいは、内側第２土砂シール８３として、複数のリップを有する１つの土砂シールが用いられてもよい。

【0033】

また、本実施形態では、内側第２土砂シール８３がシール押え８４によって周壁３３に取り付けられている（詳細な構造の図示は省略）。ただし、本実施形態とは逆に内側第２土砂シール８３がシール押え８４によって内側中間部材７に取り付けられてもよい。

【0034】

内側中間部材７は、カッタードラム４と周壁３３の一方に選択的に固定可能に構成されている。本実施形態では、内側中間部材７が、カッタードラム４に固定される従動位置（図３参照）と、バルクヘッド３２を介して周壁３３に固定される静止位置（図２参照）との間でカッタードラム４の軸方向に摺動可能である。

【0035】

具体的に、内側中間部材７は、カッタードラム４の軸方向に延びる筒状部７１と、筒状部７１の前端から径方向外向きに突出するフランジ部７２を含む。図２に示す静止位置では、フランジ部７２がバルクヘッド３２と当接する。すなわち、静止位置では内側第２隙間１４のカッターチャンバー２０に対する開口が内側中間部材７により閉塞される。一方、図３に示す従動位置では、フランジ部７２がカッタードラム４のベースプレート４１と当接する。すなわち、従動位置では内側第１隙間１３のカッターチャンバー２０に対する開口が内側中間部材７により閉塞される。

【0036】

より詳しくは、内側中間部材７のフランジ部７２は、静止位置では、周方向に所定のピッチで配列された複数のボルト９２（図２および図３では１つのボルト９２のみを図示）によってバルクヘッド３２に締結され、従動位置ではボルト９２によってカッタードラム４のベースプレート４１に締結される。

【0037】

バルクヘッド３２には、ボルト９２が挿入される挿入穴３４が設けられており、フランジ部７２には、挿入穴３４と対応する位置に、ボルト９２と螺合するねじ穴７４が設けられている。また、カッタードラム４のベースプレート４１には、ボルト９１と螺合するねじ穴４４が設けられており、フランジ部５２には、ねじ穴４４と対応する位置に、ボルト９２が挿入される挿入穴７３が設けられている。

【0038】

以上説明した構成のトンネル掘削機１では、外側中間部材５をカッタードラム４に固定すれば、外側中間部材５がカッタードラム４と共に回転するため、外側中間部材５と胴部３１の間の外側第２土砂シール６３は摩耗するが外側中間部材５とカッタードラム４の間の外側第１土砂シール６１は摩耗しない。逆に、外側中間部材５を胴部３１に固定すれば、外側中間部材５は回転しないので、外側第１土砂シール６１は摩耗するが外側第２土砂シール６３は摩耗しない。すなわち、外側中間部材５をカッタードラム４と胴部３１の一方に固定することにより、外側第１土砂シール６１と外側第２土砂シール６３の一方を摺動面と摺動させつつ、他方を温存することができる。そして、外側第１土砂シール６１と外側第２土砂シール６３の一方の摩耗が進行したときには、外側中間部材５をカッタードラム４と胴部３１の他方に固定することにより、摺動面と摺動する外側土砂シールを外側第１土砂シール６１と外側第２土砂シール６３の一方から他方に切り換えることができる。その結果、カッタードラム４の軸方向に並ぶ外側土砂シールの数を増やすことなく外側土砂シール全体の長寿命化を図ることができる。

【0039】

同様に、内側中間部材７をカッタードラム４に固定すれば、内側中間部材７がカッタードラム４と共に回転するため、内側中間部材７と周壁３３の間の内側第２土砂シール８３は摩耗するが内側中間部材７とカッタードラム４の間の内側第１土砂シール８１は摩耗しない。逆に、内側中間部材７を周壁３３に固定すれば、内側中間部材７は回転しないので、内側第１土砂シール８１は摩耗するが内側第２土砂シール８３は摩耗しない。すなわち、内側中間部材７をカッタードラム４と周壁３３の一方に固定することにより、内側第１土砂シール８１と内側第２土砂シール８３の一方を摺動面と摺動させつつ、他方を温存することができる。そして、内側第１土砂シール８１と内側第２土砂シール８３の一方の摩耗が進行したときには、内側中間部材７をカッタードラム４と周壁３３の他方に固定することにより、摺動面と摺動する内側土砂シールを内側第１土砂シール８１と内側第２土砂シール８３の一方から他方に切り換えることができる。その結果、カッタードラム４の軸方向に並ぶ内側土砂シールの数を増やすことなく内側土砂シール全体の長寿命化を図ることができる。

【0040】

また、本実施形態では、外側中間部材５が摺動したときに外側中間部材５のフランジ部５２が胴部３１の先端面とカッタードラム４のベースプレート４１のどちらかと当接するため、胴部３１およびベースプレート４１を外側中間部材５のストッパーとして使用することができる。

【0041】

さらに、本実施形態では、内側中間部材７が摺動したときに内側中間部材７のフランジ部７２がバルクヘッド３２とカッタードラム４のベースプレート４１のどちらかと当接するため、バルクヘッド３２およびベースプレート４１を内側中間部材７のストッパーとして使用することができる。

【0042】

（変形例）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0043】

例えば、外側中間部材５は必ずしもカッタードラム４の軸方向に摺動可能である必要はない。例えば、カッタードラム４の軸方向における外側中間部材５の位置を変更することなく、外側中間部材５をカッタードラム４または胴部３１へ締結するためのボルトの位置および向きを変更するだけで、外側中間部材５をカッタードラム４に固定するか胴部３１に固定するかが切り換えられてもよい。

【0044】

ただし、前記実施形態のような構成であれば、外側第１土砂シール６１と外側第２土砂シール６３のうちの温存される方の外側土砂シールが土砂に晒されることが防止される。これにより、温存される方の外側土砂シールを清潔な状態に保つことができる。また、摺動面と摺動する外側土砂シールを外側第１土砂シール６１と外側第２土砂シール６３の一方から他方に切り換えた後は、摩耗が進行した外側土砂シールが土砂に晒されることが防止される。これにより、摩耗が進行した外側土砂シールから土砂が漏れることを防ぐことができる。

【0045】

同様に、内側中間部材７も必ずしもカッタードラム４の軸方向に摺動可能である必要はない。例えば、カッタードラム４の軸方向における内側中間部材７の位置を変更することなく、内側中間部材７をカッタードラム４または周壁３３へ締結するためのボルトの位置および向きを変更するだけで、内側中間部材７をカッタードラム４に固定するか周壁３３に固定するかが切り換えられてもよい。

【0046】

ただし、前記実施形態のような構成であれば、内側第１土砂シール８１と内側第２土砂シール８３のうちの温存される方の内側土砂シールが土砂に晒されることが防止される。これにより、温存される方の内側土砂シールを清潔な状態に保つことができる。また、摺動面と摺動する内側土砂シールを内側第１土砂シール８１と内側第２土砂シール８３の一方から他方に切り換えた後は、摩耗が進行した内側土砂シールが土砂に晒されることが防止される。これにより、摩耗が進行した内側土砂シールから土砂が漏れることを防ぐことができる。

【0047】

また、カッタードラム４の外周面と胴部３１との間には、互いに独立して摺動可能な複数の外側中間部材５が配置され、それらの外側中間部材５の間に１つまたは複数の外側土砂シールが配置されてもよい。換言すれば、カッタードラム４と胴部３１との間では、外側土砂シールによってシールされる隙間の間に外側中間部材５が介在する構成がカッタードラム４の径方向に繰り返されてもよい。

【0048】

同様に、カッタードラム４の内周面と周壁３３との間には、互いに独立して摺動可能な複数の内側中間部材７が配置され、それらの内側中間部材７の間に１つまたは複数の内側土砂シールが配置されてもよい。換言すれば、カッタードラム４と周壁３３との間では、内側土砂シールによってシールされる隙間の間に内側中間部材７が介在する構成がカッタードラム４の径方向に繰り返されてもよい。

【0049】

（まとめ）
本発明のトンネル掘削機は、カッターヘッドと、前記カッターヘッドに取り付けられた環状のカッタードラムと、前記カッタードラムの外周面または内周面である周面と対向する筒状体と、前記カッタードラムの周面と前記筒状体との間に配置された、前記カッタードラムの周面との間に前記カッターヘッドの周囲の空間と連通可能な第１隙間を形成するとともに、前記筒状体との間に前記カッターヘッドの周囲の空間と連通可能な第２隙間を形成する中間部材と、前記第１隙間をシールする少なくとも１つの第１土砂シールと、前記第２隙間をシールする少なくとも１つの第２土砂シールと、を備え、前記中間部材は、前記カッタードラムと前記筒状体の一方に選択的に固定可能に構成されている、ことを特徴とする。

【0050】

上記の構成によれば、中間部材をカッタードラムに固定すれば、中間部材がカッタードラムと共に回転するため、中間部材と筒状体の間の第２土砂シールは摩耗するが中間部材とカッタードラムの間の第１土砂シールは摩耗しない。逆に、中間部材を筒状体に固定すれば、中間部材は回転しないので、第１土砂シールは摩耗するが第２土砂シールは摩耗しない。すなわち、中間部材をカッタードラムと筒状体の一方に固定することにより、第１土砂シールと第２土砂シールの一方を摺動面と摺動させつつ、他方を温存することができる。そして、第１土砂シールと第２土砂シールの一方の摩耗が進行したときには、中間部材をカッタードラムと筒状体の他方に固定することにより、摺動面と摺動する土砂シールを第１土砂シールと第２土砂シールの一方から他方に切り換えることができる。その結果、カッタードラムの軸方向に並ぶ土砂シールの数を増やすことなく土砂シール全体の長寿命化を図ることができる。

【0051】

前記中間部材は、前記カッタードラムに固定される従動位置と前記筒状体に固定される静止位置との間で前記カッタードラムの軸方向に摺動可能であり、前記従動位置では前記カッターヘッドの周囲の空間に対する前記第１隙間の開口を閉塞し、前記静止位置では前記カッターヘッドの周囲の空間に対する前記第２隙間の開口を閉塞してもよい。この構成によれば、第１土砂シールと第２土砂シールのうちの温存される方の土砂シールが土砂に晒されることが防止される。これにより、温存される方の土砂シールを清潔な状態に保つことができる。また、摺動面と摺動する土砂シールを第１土砂シールと第２土砂シールの一方から他方に切り換えた後は、摩耗が進行した土砂シールが土砂に晒されることが防止される。これにより、摩耗が進行した土砂シールから土砂が漏れることを防ぐことができる。

【0052】

例えば、前記中間部材は、前記カッタードラムの軸方向に延びる筒状部と、前記筒状部の前端から径方向外向きに突出するフランジ部を含んでもよい。

【0053】

前記筒状体は、前記カッタードラムの外周面と対向する外側筒状体であり、前記カッタードラムは、当該カッタードラムの軸方向を厚さ方向とする環状のベースプレートを含み、前記フランジ部は、前記静止位置では前記外側筒状体の先端面と当接し、前記従動位置では前記ベースプレートと当接してもよい。この構成によれば、筒状体およびベースプレートを中間部材のストッパーとして使用することができる。

【0054】

あるいは、前記筒状体は、前記カッタードラムの内周面と対向する内側筒状体であり、上記のトンネル掘削機は、前記内側筒状体を超えて径方向外向きに張り出すバルクヘッドをさらに備え、前記カッタードラムは、当該カッタードラムの軸方向を厚さ方向とする環状のベースプレートを含み、前記フランジ部は、前記静止位置では前記バルクヘッドと当接し、前記バルクヘッドを介して前記内側筒状体に固定され、前記従動位置では前記ベースプレートと当接してもよい。この構成によれば、バルクヘッドおよびベースプレートを中間部材のストッパーとして使用することができる。

【符号の説明】

【0055】

１ トンネル掘削機
１１ 外側第１隙間
１２ 外側第２隙間
１３ 内側第１隙間
１４ 内側第２隙間
２ カッターヘッド
３１ 胴部（外側筒状体）
３２ バルクヘッド
３３ 周壁（内側筒状体）
４ カッタードラム
４１ ベースプレート
５ 外側中間部材
５１ 筒状部
５２ フランジ部
６１ 外側第１土砂シール
６３ 外側第２土砂シール
７ 内側中間部材
７１ 筒状部
７２ フランジ部
８１ 内側第１土砂シール
８３ 内側第２土砂シール

【図1】

【図2】

【図3】