特許 7477838 掘削機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-23

(45)【発行日】2024-05-02

(54)【発明の名称】掘削機

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/093 20060101AFI20240424BHJP

【ＦＩ】

E21D9/093 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020112737

(22)【出願日】2020-06-30

(65)【公開番号】P2022011535

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-06-06

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 １．「トンネルと地下」第５０巻第７号（２０１９年７月１日発行）の第４７－５５頁にて公開。２．「土木施工」第６０巻第１１号（２０１９年１０月２１日発行）の第８５－８８頁にて公開。３．第２９回トンネル工学研究発表会講演集（２０１９年１１月２２日発行）にて公開。４．第２９回トンネル工学研究発表会（２０１９年１１月２９日開催）にて発表 。

(73)【特許権者】

【識別番号】303059071

【氏名又は名称】独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構

(73)【特許権者】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】599111965

【氏名又は名称】株式会社アルファシビルエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】立石 和秀

(72)【発明者】

【氏名】藤川 博樹

(72)【発明者】

【氏名】大野 友和

(72)【発明者】

【氏名】篠原 丈実

(72)【発明者】

【氏名】市川 政美

(72)【発明者】

【氏名】請川 誠

(72)【発明者】

【氏名】小林 修

(72)【発明者】

【氏名】中山 卓人

(72)【発明者】

【氏名】小山 正幸

(72)【発明者】

【氏名】中村 太三

(72)【発明者】

【氏名】田中 孝

(72)【発明者】

【氏名】田中 宏典

(72)【発明者】

【氏名】松元 文彦

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０３９９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－００８７９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－２５７３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０１８９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０４７１９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ ９／０９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切羽と隔壁との間でフードと前記隔壁に囲まれて形成されたチャンバと、トンネル内外方向であって掘削機に収容される収容状態と掘削機から突出する突出状態とに可動する姿勢制御ソリと、を備えた掘削機であって、
前記姿勢制御ソリは、前記チャンバ内に設けられている
ことを特徴とする掘削機。

【請求項2】

前記掘削機は、回転体に取り付けられたカッタを備えており、
前記姿勢制御ソリは、前記チャンバ内に配置されている前記回転体より外側に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の掘削機。

【請求項3】

前記チャンバは、正面視において矩形であって、
前記姿勢制御ソリは、前記矩形の隅部に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の掘削機。

【請求項4】

前記姿勢制御ソリは、前記隔壁に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の掘削機。

【請求項5】

前記姿勢制御ソリは、前記突出状態において前記チャンバの前記フードから突出する姿勢制御ソリ板と、前記姿勢制御ソリ板を突出させる姿勢制御ソリジャッキを備えており、
前記姿勢制御ソリ板と前記姿勢制御ソリジャッキを、前記チャンバから遮断して収容する姿勢制御ソリケースを備えている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の掘削機。

【請求項6】

前記姿勢制御ソリケースは、前記姿勢制御ソリジャッキを収納するジャッキ収納部と、姿勢制御ソリジャッキから前方に突出する前記姿勢制御ソリ板を収納するソリ板収納部とを備え、前記ソリ板収納部は段部を備えており、
収容状態において、前記姿勢制御ソリ板の前記姿勢制御ソリジャッキよりも前方に突出した部分が、前記段部に当接可能となっている
ことを特徴とする請求項５に記載の掘削機。

【請求項7】

前記姿勢制御ソリケースは、前記隔壁の前側に配置されており、
前記姿勢制御ソリジャッキに接続される姿勢制御油圧配管は、前記隔壁を貫通して前記姿勢制御ソリケースの内部に配置され、前記チャンバ内に露出していない
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の掘削機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、姿勢制御装置を備える掘削機に関する。

【背景技術】

【0002】

地下空間やトンネルを構築する非開削工法として、断面形状が円形である円形推進工法や、断面形状が矩形である矩形推進工法等が利用されている。
矩形推進工法は、円形推進工法に比べて内空断面積に対して小さい切削断面積での施工が可能であり、内部断面の再形成や余分な断面の切削等の工程を省力化できる利点を生かし、限られた地下空間での通路や管路、トンネル外殻部材の形成等に用いられることが多い。

【0003】

しかしながら、推進直角方向の傾きであるローリングが掘削機に発生した場合、断面形状が円形であることから構造的にあまり問題が生じない円形推進工法とは違い、矩形推進工法では、掘削機の角度誤差がそのまま後続する推進管の設置角度になるため、方向修正装置以外にもローリング修正を行う姿勢制御装置が必要となることがある。
特許文献１に記載の掘進機では、ローリングの修正を行うローリング修正加圧板を掘進機本体の後部の四隅に設けており、このローリング修正加圧板を油圧ジャッキにより出没させて掘進機のローリング修正を行っている。

【0004】

また、このようなローリングの修正はシールド工法でも行われており、特許文献２に記載の掘進機では、前胴の固定隔壁の後端部付近の下端部において、ローリングを防止する目的で左右一対の可動ソリが設けられており、この可動ソリを出没させて掘進機のローリング修正を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０００-２５７３８５号公報

【文献】特開２００７-３９９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

推進工法やシールド工法におけるこのようなローリングの修正装置は、掘削機が進みながら地山からの反力を利用して掘削機の姿勢を変更するが、特許文献１に記載のように掘進機の後部に設けられたものは、掘削機の進行方向の先端部の姿勢を変更させるには効率が悪くなる。すなわち先端部の姿勢制御量に対して、相対的に修正装置の突出量を大きくすることや、より早いタイミングで制御を行わなければならないことがある。

【0007】

また、特許文献２に記載のように掘削機の前胴に設けられたものは、特許文献１に記載のような掘削機の後部に設けられたものよりは、このような問題は緩和されることになるが、前胴は、排土設備やカッタの駆動装置などの掘削関連装置の占有空間となっており、大きなストロークとするときなどそのスペースを確保が困難となることがある。

【0008】

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、より効果的に姿勢の修正を行うことができるとともに、設置する際のスペースの確保もしやすい姿勢制御装置を備える掘削機の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

請求項１に係る発明は、切羽と隔壁との間でフードと前記隔壁に囲まれて形成されたチャンバと、トンネル内外方向であって掘削機に収容される収容状態と掘削機から突出する突出状態とに可動する姿勢制御ソリと、を備えた掘削機であって、前記姿勢制御ソリは、前記チャンバ内に設けられていることを特徴とする掘削機である。
請求項２に係る発明は、前記掘削機は、回転体に取り付けられたカッタを備えており、前記姿勢制御ソリは、前記チャンバ内に配置されている前記回転体より外側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の掘削機である。
請求項３に係る発明は、前記チャンバは、正面視において矩形であって、前記姿勢制御ソリは、前記矩形の隅部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の掘削機である。
請求項４に係る発明は、前記姿勢制御ソリは、前記隔壁に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の掘削機である。
請求項５に係る発明は、前記姿勢制御ソリは、前記突出状態において前記チャンバの前記フードから突出する姿勢制御ソリ板と、前記姿勢制御ソリ板を突出させる姿勢制御ソリジャッキを備えており、前記姿勢制御ソリ板と前記姿勢制御ソリジャッキを、前記チャンバから遮断して収容する姿勢制御ソリケースを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の掘削機である。
請求項６に係る発明は、前記姿勢制御ソリケースは、前記姿勢制御ソリジャッキを収納するジャッキ収納部と、姿勢制御ソリジャッキから前方に突出する前記姿勢制御ソリ板を収納するソリ板収納部とを備え、前記ソリ板収納部は段部を備えており、収容状態において、前記姿勢制御ソリ板の前記姿勢制御ソリジャッキよりも前方に突出した部分が、前記段部に当接可能となっていることを特徴とする請求項５に記載の掘削機である。
請求項７に係る発明は、前記姿勢制御ソリケースは、前記隔壁の前側に配置されており、前記姿勢制御ソリジャッキに接続される姿勢制御油圧配管は、前記隔壁を貫通して前記姿勢制御ソリケースの内部に配置され、前記チャンバ内に露出していないことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の掘削機である。
また、別発明として以下のものでも良い。
手段１は、切羽と隔壁との間でフードに囲まれて形成されたチャンバと、トンネル内外方向であって掘削機に収容される収容状態と掘削機から突出する突出状態とに可動する姿勢制御ソリと、を備えた掘削機であって、前記姿勢制御ソリは、前記チャンバに設けられていることを特徴とする掘削機である。

【0010】

手段２は、前記掘削機は、回転体に取り付けられたカッタを備えており、前記姿勢制御ソリは、前記チャンバ内に配置されている前記回転体より外側に設けられていることを特徴とする手段１に記載の掘削機である。

【0011】

手段３は、前記チャンバは、正面視において矩形であって、前記姿勢制御ソリは、前記矩形の隅部に設けられていることを特徴とする手段２に記載の掘削機である。

【0012】

手段４は、前記姿勢制御ソリは、前記隔壁に設けられていることを特徴とする手段１乃至手段３のうちいずれかに記載の掘削機である。

【0013】

手段５は、前記姿勢制御ソリは、前記突出状態において前記チャンバの前記フードから突出する姿勢制御ソリ板と、前記姿勢制御ソリ板を突出させる姿勢制御ソリジャッキを備えており、前記姿勢制御ソリ板と前記姿勢制御ソリジャッキを、前記チャンバから遮断して収容する姿勢制御ソリケースを備えていることを特徴とする手段１乃至手段４のうちいずれかに記載の掘削機である。

【0014】

手段６は、前記姿勢制御ソリケースは、前記姿勢制御ソリジャッキを収納するジャッキ収納部と、姿勢制御ソリジャッキから前方に突出する前記姿勢制御ソリ板を収納するソリ板収納部とを備え、前記ソリ板収納部は段部を備えており、収容状態において、前記姿勢制御ソリ板の前記姿勢制御ソリジャッキよりも前方に突出した部分が、前記段部に当接可能となっていることを特徴とする手段５に記載の掘削機である。

【0015】

手段７は、前記姿勢制御ソリケースは、前記隔壁の前側に配置されており、前記姿勢制御ソリジャッキに接続される姿勢制御油圧配管は、前記隔壁を貫通して前記姿勢制御ソリケースの内部に配置され、前記チャンバ内に露出していないことを特徴とする手段５又は手段６に記載の掘削機である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、切羽と隔壁との間でフードに囲まれて形成されたチャンバに、トンネル内外方向であって掘削機に収容される収容状態と掘削機から突出する突出状態とに可動する姿勢制御ソリを設けることにより、掘削機の掘進方向の先端部側に姿勢制御ソリを設けることができて、効率的な姿勢の修正を行うことができる。
また、掘削関連装置の占有空間である前胴に姿勢制御ソリを設置する必要がなくなり、大きなストロークとするなど大型化させたとしても、そのスペースも確保しやすくなるとともに、前胴における掘削関連装置の占有空間でもレイアウトの自由度も高めることができる。

【0017】

加えて、掘削機は、回転体に取り付けられたカッタを備えており、姿勢制御ソリは、チャンバ内に配置されている回転体より外側に設けられていることにより、チャンバ内におけるデッドスペースを有効活用することができる。

【0018】

加えて、チャンバは、正面視において矩形であって、姿勢制御ソリは、矩形の隅部に設けられていることにより、矩形チャンバと回転カッタとで生じるチャンバ内の四隅におけるデッドスペースを有効活用することができる。

【0019】

加えて、姿勢制御ソリは、構造が強固である隔壁に設けられることにより、姿勢制御ソリを強固に設置できるとともに、チャンバ内に設置されていても隔壁を介して前胴内から油圧配管などを設置できる。

【0020】

加えて、姿勢制御ソリは、突出状態において、チャンバのフードから突出した状態となる姿勢制御ソリ板と、姿勢制御ソリ板を突出させる機構を内蔵する姿勢制御ソリジャッキを備えており、姿勢制御ソリ板と姿勢制御ソリジャッキを、チャンバから遮断して収容することが可能な姿勢制御ソリケースを備えている。これにより、姿勢制御ソリ板と姿勢制御ソリジャッキを、チャンバ内の土砂から保護することができる。

【0021】

加えて、姿勢制御ソリケースは、姿勢制御ソリジャッキを収納するジャッキ収納部と、姿勢制御ソリジャッキから前方に突出する姿勢制御ソリ板を収納するソリ板収納部とを備え、ソリ板収納部は段部を備えており、収容状態において、姿勢制御ソリ板の姿勢制御ソリジャッキよりも前方に突出した部分が、段部に当接可能となっているので、収容状態において土圧などによって姿勢制御ソリ板に作用する力を姿勢制御ソリケースにも負担させることになり、収容状態の姿勢制御ソリジャッキへの負担を軽減することができる

【0022】

加えて、姿勢制御ソリケースは、隔壁の前側に配置されており、姿勢制御ソリジャッキに接続される姿勢制御油圧配管は、隔壁を貫通して姿勢制御ソリケースの内部に配置され、チャンバ内に露出していないので、姿勢制御油圧配管が掘削土砂等によって傷つくのを保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明における掘削機の側方断面図である。

【図2】本発明における掘削機の正面図である。

【図3】本発明における掘削機に設けられている姿勢制御装置の収容状態における要部側方断面図（ａ）と、突出状態における要部側方断面図（ｂ）である。

【図4】本発明における掘削機のローリング修正時において、反時計回りにローリング修正を行う場合（ａ）と、時計回りにローリング修正を行う場合（ｂ）を示した正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施の形態につき図１乃至図４を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。

【0025】

本実施形態は、本発明の掘削機を、矩形推進工法に用いられる掘削機に適用したものである。
掘削機１は、図１、図２に示すように、前胴部２と、後胴部３と、方向修正ジャッキ４と、隔壁７と、駆動部９と、回転体１０と、カッタ１１と、排土管１２と、姿勢制御装置である姿勢制御ソリ１３と、から少なくとも構成される。

【0026】

前胴部２と後胴部３は、ともに掘削機１の外殻であり、図２に示すように、正面視で略矩形の角筒状に形成されている。また、図１に示すように、前胴部２の後端部と、後胴部３の前端部とは、複数の方向修正ジャッキ４により中折れ可能に連結されている。これにより、複数の方向修正ジャッキ４を伸縮させることで、前胴部２と後胴部３とを屈曲させて掘進方向における分力を発生させ、掘削機１の掘進方向を変えることが可能となっている。

【0027】

前胴部２は、図１に示すように、前方側が開口となっており、切羽Ｋに対して平行な壁面である隔壁７が設けられている。また、隔壁７によって区画された前胴部２の後方部分は、掘削関連装置占有空間５であり、隔壁７を通して回転体１０に動力を供給する駆動部９や、図示しないギア、排土設備等が設けられている。
また、隔壁７によって区画された前胴部２の前方部分はフード６であり、掘削機１の掘進方向に対して平行な４つの面により角筒状に形成されている。

【0028】

図１に示すように、トンネルの掘削面である切羽Ｋと隔壁７との間において、フード６によって囲まれた空間は、チャンバ８となっている。チャンバ８は、図２に示すように、正面視で略矩形で、カッタ１１で切羽Ｋを掘削したことによって発生した土砂を満たすことが可能で、これにより切羽Ｋからの土圧に対向しつつ、掘削機１の掘進を行う事が可能となっている。

【0029】

チャンバ８には、図２に示すように、正面視で円環状の回転体１０が設けられている。
回転体１０は、図示しないギアや軸を複数備えていて、駆動部９からの動力を伝達可能に設けられている。また、本発明では、回転体１０の前方側には、３つのカッタ１１が図示しないギアや軸によって回転体１０からの回転動力を伝達可能に設けられている。カッタ１１は、正面視で略木の葉型に形成されており、回転体１０の回転により公転回転するとともに、図示しないギアや軸により回転体１０の回転方向とは逆向きに偏心して自転回転を行うことで、前方に設けられている複数のビットによって切羽Ｋを掘削機１の外周形状である略矩形に掘削することが可能となっている。

【0030】

回転体１０の回転軸中心部分には、図２に示すように、略円筒形状の排土管１２が設けられている。排土管１２は、図１に示すように、掘削関連装置占有空間５からチャンバ８にかけて隔壁７を貫通して設けられている。また、排土管１２は、内部に図示しないスクリューコンベアが設けられていて、これによりチャンバ８内に満たされた土砂を前方側から取り込んで掘削関連装置占有空間５に送ることが可能となっている。なお、掘削関連装置占有空間５に送られた土砂は、図示しない他の排土設備により推進管内を搬送されて搬出される。
また、排土管１２のチャンバ８内における外周部分には、軸受け１２ａが設けられている。これにより排土管１２は、軸受け１２ａを介して回転体１０を回転自在に支持している。

【0031】

姿勢制御ソリ１３は、図１に示すように、チャンバ８内において、隔壁７の前方側の面に接して設けられている。本実施例においては、姿勢制御ソリ１３ａ～１３ｄからなる４つの姿勢制御ソリ１３が、掘削機１の掘進時における姿勢制御を行う装置として設けられている。具体的には、図２に示すように、正面視で略矩形のチャンバ８内において、回転体１０の外側に位置してチャンバ８内の隅部に設けられており、詳述すると、左側方上部には姿勢制御ソリ１３ａが、右側方上部には姿勢制御ソリ１３ｂが、右側方下部には姿勢制御ソリ１３ｃが、左側方下部には姿勢制御ソリ１３ｄが、それぞれ設けられている。
また、図２に示すように、姿勢制御ソリ１３ａ～１３ｄのうち、姿勢制御ソリ１３ａと姿勢制御ソリ１３ｂは、フード６およびチャンバ８の上部に突出可能に設けられている。
また、姿勢制御ソリ１３ｃと姿勢制御ソリ１３ｄは、フード６およびチャンバ８の下部に突出可能に設けられている。

【0032】

図３は、姿勢制御ソリ１３ａ～１３ｄのうち、右側方下部に設けられている姿勢制御ソリ１３ｃを示したものである。他の姿勢制御ソリ１３ａ、１３ｂ、１３ｄは同様であるので、姿勢制御ソリ１３ｃによる説明を行う。
姿勢制御ソリ１３ｃは、図３（ａ）に示すように、姿勢制御ソリケース１４ｃと、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃと、姿勢制御ソリ板１６ｃと、姿勢制御油圧配管１７ｃと、から少なくとも構成される。

【0033】

姿勢制御ソリケース１４ｃは、図２および図３（ａ）に示すように、正面視で長方形、側面視で略Ｌ字形状の略直方体で、姿勢制御ソリ１３ｃの外殻部分をなす筐体である。詳述すると、姿勢制御ソリケース１４ｃは、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃを収納するジャッキ収納部１４ｃ１と、姿勢制御ソリ板１６ｃを収納するソリ板収納部１４ｃ２とを備えている。姿勢制御ソリ板１６ｃは、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃよりも前方に突出しているので、ソリ板収納部１４ｃ２はジャッキ収納部１４ｃ１よりも同様に突出しており、段部１４ｃ３が形成されている。
姿勢制御ソリケース１４ｃ内には、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃと、姿勢制御ソリ板１６ｃと、姿勢制御油圧配管１７ｃの一部が収容して設けられている。また、姿勢制御ソリ板１６ｃの収容されている箇所のトンネル外方向部分には、姿勢制御ソリ板１６ｃが突出可能な開口部が設けられている。
また、姿勢制御ソリケース１４ｃは、図３（ａ）に示すように、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃと、姿勢制御ソリ板１６ｃと、をチャンバ８内の土砂から保護するように設けられている。

【0034】

姿勢制御ソリジャッキ１５ｃは、内蔵する油圧シリンダにより可動するように設けられている。本実施例においては、２本の油圧シリンダを備えていて、図３（ａ）に示すように、姿勢制御ソリケース１４ｃ内の開口部から奥側に位置して収容されている。また、２本の油圧シリンダは、掘削機１の掘進方向に対して平行に並列して設けられているので、掘削機１の進行によって姿勢制御ソリ板１６ｃが受ける力に対して剛性が高くなっている。また、油圧シリンダが備えるピストンロッドは、トンネル外方向への伸長と、トンネル内方向への収縮が可能に設けられている。

【0035】

姿勢制御ソリ板１６ｃは、略板状に形成されている。図３（ａ）に示すように、姿勢制御ソリ板１６ｃのトンネル外周側に接する面には、姿勢制御ソリ板接地面１６ｃ１が形成され、そのうち掘削機１の掘進方向の前方部には、姿勢制御ソリ板傾斜面１６ｃ２が傾斜した面として形成されている。

【0036】

また、姿勢制御ソリケース１４ｃ内において姿勢制御ソリ板１６ｃは、姿勢制御ソリケース１４ｃの開口部にはめ込まれる位置で収容されている。また、姿勢制御ソリ板１６ｃのトンネル内周側の面には、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃのピストンロッドの先端部分が取り付けられている。これにより、姿勢制御ソリ板１６ｃは、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃに設けられている油圧シリンダの伸縮にともない、トンネル内外方向に可動するように設けられている。具体的には、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃのピストンロッドが収縮している状態においては、姿勢制御ソリ板１６ｃは姿勢制御ソリケース１４ｃ内に収容され、姿勢制御ソリ板接地面１６ｃ１とフード６とが面一になっている状態、換言するとトンネル内方向である掘削機１内に収容されている収容状態となり、姿勢制御ソリジャッキ１５のピストンロッドが伸長している状態においては、姿勢制御ソリ板１６ｃは姿勢制御ソリケース１４ｃから突出して、姿勢制御ソリ板接地面１６ｃ１がフード６よりもトンネル外方向に突出している状態、換言すると掘削機１からトンネル外方向に突出している突出状態となる。

【0037】

姿勢制御油圧配管１７ｃは、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃを可動させるのに用いられる。
図３（ａ）に示すように、姿勢制御油圧配管１７ｃは、姿勢制御ソリジャッキ１５ｃの２本の油圧ジャッキに接続されており、姿勢制御ソリケース１４ｃの後側面部と隔壁７を通り、掘削関連装置占有空間５に設けられている図示しない油圧ポンプに接続されている。
姿勢制御油圧配管１７ｃは、掘削関連装置占有空間５から隔壁７を貫通してその前側にある姿勢制御ソリケース１４ｃの内部に配置され、チャンバ８内に露出しないので、姿勢制御油圧配管１７ｃが掘削土砂等によって傷つくのを保護することができる。

【0038】

このような構成にすることで、姿勢制御ソリ１３は、チャンバ８内である、掘削機１の掘進方向における先頭部側に配置されているので、掘削機１の効率的な姿勢の修正を行うことが可能となる。

【0039】

また、姿勢制御ソリ１３がチャンバ８内に設けられることにより、前胴部２の掘削関連装置占有空間５内に姿勢制御ソリ１３を設ける必要がなくなるため、掘削関連装置占有空間５内に設置される他の部材の形状や大きさ、レイアウトの自由度を高めることが可能となる。

【0040】

また、姿勢制御ソリ１３の設置場所をチャンバ８内にすることで、掘削関連装置占有空間５内に比べて干渉する部材が少ないため、大きなストロークとするなど姿勢制御ソリ１３の部材の大型化にともなう設置スペースの確保が容易となる。

【0041】

また、チャンバ８内において、回転体１０の外側に位置して４つの姿勢制御ソリ１３ａ～１３ｄが、チャンバ８の四隅に設けることにより、正面視で略矩形のチャンバ８と、その内側に設けられている略円環状の回転体１０と、によって生じるチャンバ８内の四隅のデッドスペースを有効に活用することが可能となる。

【0042】

また、姿勢制御ソリ１３は、掘削機１の掘進時にチャンバ８内の土砂を介して掛かる切羽Ｋからの土圧にも耐えられ、剛性が高い隔壁７の前面部に設けられていることにより、強固に設置することが可能となる。

【0043】

また、姿勢制御ソリ１３は、チャンバ８内の隔壁７の前面部に設けられているため、隔壁７を通すだけで、姿勢制御油圧配管１７などの姿勢制御ソリジャッキ１５の可動に必要な部材を、土圧の掛からない掘削関連装置占有空間５内に設置することが可能となる。

【0044】

また、姿勢制御ソリ１３は、姿勢制御ソリケース１４を備えていることにより、姿勢制御ソリ板１６と姿勢制御ソリジャッキ１５などをチャンバ８内の土砂から保護し、確実に姿勢制御ソリ板１６を収容状態と突出状態とに可動させることができる。

【0045】

次に、図３（ａ）、図３（ｂ）を参照して姿勢制御ソリ１３ｃの収容状態と突出状態の説明を行う。図３（ａ）は、姿勢制御ソリ１３ｃの収容状態を示した要部側方断面図であり、図３（ｂ）は、姿勢制御ソリ１３ｃの突出状態を示した要部側方断面図である。

【0046】

図３（ａ）に示すように、姿勢制御ソリ１３ｃの収容状態においては、前胴部２およびフード６のトンネル側の面と、姿勢制御ソリ板接地面１６ｃ１の平坦部は、段差がほぼ無い面一の状態であるため、掘削機１の掘進に対する干渉は発生しない。なお、収容状態において、姿勢制御ソリ板１６ｃの姿勢制御ソリジャッキ１５ｃよりも前方に突出した部分が、姿勢制御ソリケース１４ｃの段部１４ｃ３に当接させるようにしても良い。このようにすると、収容状態において土圧などによって姿勢制御ソリ板１６ｃに作用する力を姿勢制御ソリケース１４ｃにも負担させることになり、収容状態の姿勢制御ソリジャッキ１５ｃへの負担を軽減することができる。

【0047】

図３（ｂ）に示すように、姿勢制御ソリ１３ｃの突出状態においては、フード６のトンネル側の面に対して、姿勢制御ソリ板１６ｃがトンネル外方向に対して突出して、姿勢制御ソリ板接地面１６ｃ１と姿勢制御ソリ板傾斜面１６ｃ２は、地山に接触する。これにより、姿勢制御ソリ板１６ｃが突出したトンネル外方向とは逆向きのトンネル内方向に姿勢制御ソリ板１６ｃに対して反力が発生するため、掘削機１の姿勢を変更することが可能となる。また、姿勢制御ソリ板接地面１６ｃ１の前方側には、傾斜面である姿勢制御ソリ板傾斜面１６ｃ２が設けられていることにより、スムーズに掘進することができる。なお、このときの姿勢制御ソリ板１６ｃの突出量は、掘進中の地山の硬さ、地質等の状態や、掘削機１の位置、向き等に応じて姿勢制御ソリジャッキ１５ｃの油圧を変化させることにより、変更することが可能である。

【0048】

次に、図４（ａ）、図４（ｂ）を参照して４つの姿勢制御ソリ１３ａ～１３ｄを用いた掘削機１のローリング時における姿勢修正を説明する。

【0049】

図４（ａ）は、掘削機１の正面視において時計回りに生じた１.００°（－１.００°）のローリングに対して修正を行う際の状態を示した正面図である。
図４（ａ）に示すように、正面視で左上部に設けられている姿勢制御ソリ１３ａと、右下部に設けられている姿勢制御ソリ１３ｃとが同じ突出量で突出させる。これにより、突出した姿勢制御ソリ板１６ａと姿勢制御ソリ板１６ｃがそれぞれ地山に接して押圧することになり、前胴部２の前方側における左上部には反時計回り下方向の回動力が、前胴部２の前方側における右下部には時計回り上方向の回動力が、それぞれ発生することにより、掘削機１に対して正面視で反時計回りにローリングの修正を行うことが可能となる。

【0050】

また、姿勢制御ソリ１３ａと姿勢制御ソリ１３ｃは、正面視で略正方形であるフード６において対角線上の位置関係であるため、姿勢制御ソリ１３ａと姿勢制御ソリ１３ｃにおける突出量を同じにした場合においては、掘削機１の掘進方向を変更することなく、掘削機１の掘進方向の軸を中心とした反時計回りのローリングの修正を行うことが可能となる。

【0051】

図４（ｂ）は、掘削機１の正面視において反時計回りに生じた１.００°（＋１.００°）のローリングに対して修正を行う際の状態を示した正面図である。
図４（ｂ）に示すように、正面視で右上部に設けられている姿勢制御ソリ１３ｂと、右下部に設けられている姿勢制御ソリ１３ｄとが同じ突出量で突出させる。これにより、突出した姿勢制御ソリ板１６ｂと姿勢制御ソリ板１６ｄがそれぞれ地山に接して押圧することになり、前胴部２の前方側における右上部には時計回り下方向の回動力が、前胴部２の前方側における左下部には反時計回り上方向の回動力が、それぞれ発生することにより、掘削機１に対して正面視で時計回りにローリングの修正を行うことが可能となる。

【0052】

また、姿勢制御ソリ１３ｂと姿勢制御ソリ１３ｄは、正面視で略正方形であるフード６において対角線上の位置関係であるため、姿勢制御ソリ１３ｂと姿勢制御ソリ１３ｄにおける突出量を同じにした場合においては、掘削機１の掘進方向を変更することなく、掘削機１の掘進方向の軸を中心とした時計回りのローリングの修正を行うことが可能となる。

【0053】

この姿勢制御ソリ１３は、ローリングの修正における姿勢制御に用いたが、掘削機の掘進方向を変更する姿勢制御に用いることもできる。
例えば、姿勢制御ソリ１３ａと姿勢制御ソリ１３ｂを突出させることにより、掘削機１の掘進方向を上方に変えることが可能となる。
また、姿勢制御ソリ１３ｃと姿勢制御ソリ１３ｄを突出させることにより、掘削機１の掘進方向を下方に変えることが可能となる。
更に、この場合においては、方向修正ジャッキ４と併用することで、より急角度での掘削機１の掘進方向を変えることも可能となる。

【0054】

［その他の変形例］
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。

【0055】

本実施形態では、カッタ１１は、回転体１０から伝達された動力により回転するものであったが、これに限られない。例えば、回転体１０の前方側の面において切羽Ｋを掘削可能に固定的に設けられた部材としてもよい。具体的には、カッタースポークに固定的に取り付けられて回転する、カッタービットのようなものであってもよい。この場合において、カッタースポークのうちチャンバ８内に位置する部分は本発明の回転体１０に、取り付けられるカッタービットは本発明のカッタ１１に、それぞれ相当する。

【0056】

本実施形態では、掘削機１は正面視で略矩形としたが、これに限られない。チャンバ８内に回転体１０を設置した状態において、複数の姿勢制御ソリ１３を設置可能な空間を有する要件を満たす形状としてもよい。例えば、正方形、長方形、台形、菱形などのような多角形の形状としてもよい。また、鋭角ないし鈍角で構成される多角形に限られるものではなく、頂点部分に曲線を含む形状であってもよい。また、直線によって構成される形状に限られるものではなく、辺において曲線を含む形状であってもよい。具体的には、長手方向の両端部に円弧を有するトラック型の形状であってもよい。また、これらの場合において、姿勢制御ソリ１３同士は離間した位置に設けられることで、より確実に掘削機１における姿勢の修正を行うことが可能となる。

【0057】

本実施形態では、姿勢制御ソリ１３のトンネル内外方向の可動について、姿勢制御ソリ板１６の可動は、掘進方向に対して垂直な方向への移動であったが、これに限られない。
例えば、姿勢制御ソリ板１６が掘削機１からトンネル外方向に突出する要件を満たす別の可動方法に変更してもよい。具体的には、姿勢制御ソリ板１６の前方端部がチャンバ８に回動可能に軸支されていて、姿勢制御ソリ板１６の後側が姿勢制御ソリジャッキ１５によって回動しながらトンネル側に突出するようにしてもよい。

【0058】

本実施形態では、姿勢制御ソリ１３のチャンバ８内における設置する向きは、正面視で掘削機１およびフード６の上側面部及び下側面部から姿勢制御ソリ板１６が突出する向きであったが、これに限られない。例えば、掘削機１およびフード６における他の側面部分から姿勢制御ソリ板１６が突出する向きとしてもよい。具体的には、図２に示す状態を９０°回転させたような、姿勢制御ソリ板１６が、正面視で掘削機１およびフード６の左右側壁部分からトンネル外方向に突出するように、姿勢制御ソリ１３を配置して設けてもよい。
また、掘削機１およびフード６において上下左右の側面部から姿勢制御ソリ板１６が突出するよう組み合わせて、姿勢制御ソリ１３を設けるようにしてもよい。この場合、チャンバ８内の四隅に設置される姿勢制御ソリ１３には、１つの姿勢制御ソリケース１４に対して２枚の姿勢制御ソリ板１６を対応して収容し、それぞれ別の面（上面と右面、上面と左面、下面と右面、下面と左面の組み合わせ）から突出させるように設けるとよい。このような構成にすることにより、チャンバ８内における空間を有効に活用できるとともに、より効率的な掘削機１の姿勢の修正を行うことが可能となる。

【0059】

本実施形態では、チャンバ８内に設ける回転体１０を１つとしたが、これに限られない。例えば、複数の回転体１０を設けるものとしてもよい。これにより、掘削機１の正面視における形状を略矩形以外に構成することが可能となる。また、このような回転体１０を複数設ける場合においても、チャンバ８内に生じるデッドスペースに姿勢制御ソリ１３を設けることで、回転体１０が１つの場合と同様に掘削機１の姿勢の修正を行うことが可能となる。

【0060】

本実施形態では、本発明の掘削機を、矩形推進工法に用いられる掘削機に適用した態様について説明したが、これに限られない。例えば、他の掘削を行う装置に適用するものとしてもよい。例えば、シールド工法に用いられる掘削機などに適用してもよい。

【0061】

本実施形態では、排土するために隔壁を排土管を貫通させてその先端から排土口を設けるようにしたが、これに限られず、隔壁に直接開口が設けられるものであっても良い。また、送泥管は省略されているが、これに限定されず、送泥管を隔壁に開口させてチャンバに送泥して掘削するものであっても良い。

【0062】

いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。

【符号の説明】

【0063】

１ 掘削機
２ 前胴部
３ 後胴部
４ 方向修正ジャッキ
５ 掘削関連装置占有空間
６ フード
７ 隔壁
８ チャンバ
９ 駆動部
１０ 回転体
１１ カッタ
１２ 排土管
１２ａ 軸受け
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 姿勢制御ソリ
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 姿勢制御ソリケース
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 姿勢制御ソリジャッキ
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 姿勢制御ソリ板
１６ｃ１ 姿勢制御ソリ板接地面
１６ｃ２ 姿勢制御ソリ板傾斜面
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ 姿勢制御油圧配管
Ｋ 切羽

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】