JP2003336489A - シールド掘進機のスクリューコンベア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリューコンベアに土圧が作用している状
態でも、磨耗した箇所の修復を行えるようになし、もっ
て長い距離掘進する場合に土砂の排出能力を低下させな
いようにする。 【解決手段】 スクリューコンベア２０はケーシング２
１と、このケーシング２１内に設けられ、回転軸２６に
送り羽根２７を螺旋状に形成した搬送スクリュー２２と
から構成され、ケーシング２１における高摩耗領域Ｗに
はおいて、ケーシング２１と送り羽根２７とのうち、ケ
ーシング２１側を摩耗させるようにしいている。このた
めには、ケーシング２１を送り羽根２７より耐摩耗性の
低いもので構成し、ケーシング２１が摩耗した時に、摩
耗した部分だけを交換できるようにするために、その筒
状本体２８の高摩耗領域Ｗに開口部２９を形成して、こ
の開口部２９にカバー３０を着脱可能に取り付け、この
カバー３０のカバー本体３０ｂを耐摩耗性の低い部材で
形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機の
スクリューコンベアに関するものであり、特にケーシン
グと搬送スクリューとの間の相対磨耗により排土機能が
低下したときに、容易にその修復を行えるようにしたス
クリューコンベアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、地山にトンネルを構築するため
に、図１１に示した土圧式のシールド掘進機が用いられ
る。このシールド掘進機は、円筒状に形成したシールド
本体１の前部に回転式のカッタヘッド２が装着されてお
り、このカッタヘッド２に装着したカッタ２ａにより地
山３が掘削される。また、シールド本体１にはカッタヘ
ッド２の装着部より後方側に隔壁４が形成されており、
カッタヘッド２はこの隔壁４に支持されている。そし
て、カッタヘッド２と隔壁４との間に土砂を収容させる
チャンバ５が形成されており、カッタヘッド２で掘削さ
れた土砂はこのチャンバ５内に流入することになる。隔
壁４にはカッタヘッド２を回転駆動するための油圧モー
タ，電動モータ等からなるカッタ駆動手段６が取り付け
られており、このカッタ駆動手段６は隔壁４から後方に
向けて延在されている。

【０００３】隔壁４には、また、チャンバ５内に収容さ
せた土砂を排出するためのスクリューコンベア７が接続
されている。スクリューコンベア７は、円筒状としたケ
ーシング８内に搬送スクリュー９を設けることにより構
成されるものであり、搬送スクリュー９は回転軸１０
と、この回転軸１０に螺旋状に取り付けた送り羽根１１
とから構成され、回転軸１０の基端部には油圧モータ等
からなるスクリュー駆動手段１２が連結されている。な
お、スクリューコンベアとしては、送り羽根のみで構成
したものもある。いずれにしろ、ケーシング８の土砂流
入口８ａが隔壁４に設けた連通口４ａに臨んでおり、こ
の土砂流入口８ａから後方に向けて角度θをもって斜め
上方に延在され、他端側に油圧モータ等からなるスクリ
ュー駆動手段１２が接続されており、またこのスクリュ
ー駆動手段１２の接続部の手前位置にゲートを備えた排
土部１３が設けられている。そして、搬送スクリュー９
により搬送された土砂はこの排土部１３からベルトコン
ベア，配管等を介して外部に排出されることになる。

【０００４】以上の構成を有するシールド掘進機に対し
て掘進推力を与えるために、シールド本体１の後端部に
はセグメント１４が接合されており、このセグメント１
４をシールドジャッキ１５で押動するようにしている。
そして、セグメント１４はシールド掘進機により形成さ
れたトンネルの構築物となる。

【０００５】前述した土圧式のシールド掘進機は、切削
部の山留めを行うために、切羽の内部を加圧すると共
に、切削土砂を収容するチャンバ５内を常時土砂で充満
させる。このように加圧状態に保ちながら、掘進に応じ
て生じる余剰の土砂がスクリューコンベア７によって排
出される。切削土砂をチャンバ５内に円滑に流入させ、
かつスクリューコンベア７から排出するために、必要に
応じて切羽に向けて添加材を注入することにより切削土
砂を泥土化させて塑性流動性を持たせる。この添加材と
しては、近年においては、高分子系の添加材が用いられ
るようになってきている。

【０００６】ところで、トンネル等が掘られる地山の地
質は、粘地質の土砂、砂地、さらに礫土等、多種多様で
ある。スクリューコンベア７はこのような様々な性質を
有する土砂を排出することになるが、スクリューコンベ
ア７はケーシング８内で搬送スクリュー９を回転させて
土砂を斜め上方に搬送するものであるから、送り羽根１
１とケーシング８の内面との間に入り込んだ土砂が研磨
剤として作用することになる。特に、礫分を多量に含む
土砂を掘削する場合には、著しく磨耗が促進される結
果、スクリュー羽根の径が小さくなり、スクリューコン
ベア７による土砂の搬送能力が低下することになる。

【０００７】スクリューコンベア７は、掘削土砂を斜め
後方に送り出すものである。土砂を排出するための排土
部１３の下部にはベルトコンベア等が接続される関係か
らかなりの高さが必要となり、かつスクリューコンベア
７の角度θは土砂を円滑に搬送するために、あまり大き
な角度とすることができない。また、排土ゲートの位置
をセグメント組立領域の後方とするために、スクリュー
コンベア７の軸線方向の長さが所定の長さとなるように
規定される。搬送スクリュー９の回転軸１０はスクリュ
ー駆動手段１２への連結側で回転自在に支持片持ち状態
となり、ケーシング８の土砂流入口８ａ側は自由端とな
っている。スクリューコンベア７は傾斜し、かつ土圧式
のシールド掘進機においては、スクリューコンベア７の
内部にも土圧が作用するので、特に下端部側に大きな土
圧が作用する。このために、送り羽根１１はケーシング
８の内面に押し付けられることから、この送り羽根１１
の先端部の磨耗が著しくなる。また、切削土砂に高分子
系の添加材が供給されるので、磨耗の進行度合いをより
速める結果となる。

【０００８】送り羽根の磨耗を抑制するためのものとし
て、例えば特開平８−６０９８６号公報には送り羽根の
外径部に耐磨耗性の高い超硬チップを取り付けることが
提案されている。また、特開平８−１３５３８０号公報
には、送り羽根の１ピッチ間における外径部に耐磨耗性
の高い硬質部材を取り付け、またこの硬質部材を取り付
けていない部位では、送り羽根とケーシング内面との間
の隙間を大きくするようにしたものが開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におい
ては、シールド掘進機における掘進距離をできるだけ長
くすることが要求される傾向にある。このために、スク
リューコンベアの耐久性の向上は必須のものとなる。つ
まり、土圧式のシールド掘進機は掘進作業中は、常に土
圧が作用する状態になっており、しかもこの土圧はスク
リューコンベアにも作用している。

【００１０】トンネルを掘削する地山の地質によって
は、搬送スクリューの摩耗度合いに著しい差異があるか
ら、工事の施工に先立って、地山の地質条件を測定し
て、この地質条件と掘進距離とに基づいて、耐摩耗性の
改善を行っていない通常の送り羽根を使用するか、また
は耐摩耗性の高い送り羽根とするかを決定する。しかし
ながら、サンプリングされる地山の地質はごく一部であ
るから、かなり不確定な要素を含むものである。従っ
て、サンプリングした地質から予測される摩耗度合いに
反して、掘進中における地質の変化により摩耗が大きく
進行する場合がある。また、礫土のように磨耗を著しく
促進する地質の地山に長いトンネル等を設ける場合等に
おいては、たとえ送り羽根の硬度を高くしたとしても、
掘進中に送り羽根が予想以上に磨耗することもある。す
ると、スクリューコンベアによる土砂の搬送効率が低下
して、甚だしい場合には土砂を全く搬送できなくなるこ
ともある。また、磨耗は送り羽根側だけでなく、ケーシ
ングの側にも発生する。ケーシングが磨耗すると、やは
りその内面と送り羽根との間隔が増大して土砂の搬送効
率が低下し、さらにはケーシングが破損する可能性もあ
る。

【００１１】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、スクリューコンベア
に土圧が作用している状態でも、磨耗した箇所の修復を
行えるようになし、もって長い距離掘進する場合に土砂
の排出能力を低下させないようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、前部にカッタヘッドを装着したシー
ルド本体内に隔壁を設け、この隔壁により前記カッタヘ
ッドで掘削した土砂を取り入れるチャンバを形成したシ
ールド掘進機に装着され、土砂流入口が前記隔壁に形成
した連通口を介して前記チャンバ内に開口し、このチャ
ンバから後方に向けて斜め上方に傾斜するように設けた
円筒状のケーシングと、このケーシングの後端部に装着
したスクリュー駆動手段により駆動され、回転軸に螺旋
状の送り羽根を取り付けた搬送スクリューとから構成さ
れるスクリューコンベアであって、前記ケーシングと前
記隔壁との間に前記土砂流入口を開閉するシャッタを装
着し、前記ケーシングと前記送り羽根との間が摺接する
部位に耐磨耗性の度合いの差を持たせ、これらケーシン
グまたは搬送スクリューの少なくとも前記土砂流入口が
形成されている土砂の搬送方向の始端位置またはその近
傍から土砂の搬送方向後方に向けて、所定の長さ分に
は、耐磨耗性の低い側の部材を交換可能とするために、
前記ケーシングに所定の大きさを有する開口部を形成
し、この開口部を着脱可能なカバーで密閉可能な構成と
したことをその特徴とするものである。

【００１３】ケーシングの内径と送り羽根の外径との寸
法関係は、通常、土砂の搬送効率に影響を与えない範囲
である間隔を持たせるように設定される。ケーシングの
内面と送り羽根の外面との間に適切な隙間が存在してお
れば、搬送スクリューが回転して土砂を搬送する際に、
あまり大きく磨耗することはない。傾斜状態に配置さ
れ、回転軸が実質的に片持ち状態となっている搬送スク
リューは、その自重で自由端側が曲がり、ケーシング内
面に当接することになる。しかも、土砂を搬送するため
に搬送スクリューが回転すると、土砂の送りに対する反
力が作用する。その結果、送り羽根はケーシングの内面
に摺動しながら回転することになり、この送り羽根とケ
ーシングとの間の摺接部に最も大きな磨耗が発生し、適
切なクリアランスが存在する部位では磨耗が生じるにし
ても、その度合いは極めて小さい。要するに、大きく磨
耗する箇所は、スクリューコンベアの全長における土砂
流入口側からある長さ分、つまり土砂の搬送方向の始端
位置から所定の長さ分であり、終端側の部分は磨耗の度
合いがそれほど大きくはない。また、回転方向において
は、下方側から搬送スクリューの回転方向の順方向にお
ける所定の角度分である。

【００１４】本発明においては、少なくとも磨耗の著し
い部位を交換可能とすることによって、スクリューコン
ベアの長寿命化を図るようにした。ただし、送り羽根と
ケーシングとの双方を交換するのではなく、一方側のみ
が交換される。このために、送り羽根とケーシングとの
間で耐磨耗性の度合いに差を持たせるようにした。つま
り、一方側の部材を他方の部材より耐磨耗性の低い材質
で形成し、あるいは一方側の部材を他方側の部材より耐
摩耗性を向上させるようにした。その結果、土砂の搬送
時には耐摩耗性が低い方が一方的に磨耗し、もって磨耗
に強い材質で形成した側の部材を交換する必要性をなく
している。

【００１５】送り羽根よりケーシング側の方を耐磨耗性
の劣る部材で形成した場合には、ケーシングに設けられ
る開口部は、軸線方向においては少なくともこのケーシ
ングの土砂の搬送方向の始端位置から所定長さ分に及
び、かつ円周方向においては少なくとも下部側の位置を
含み、かつこの下部位置から搬送スクリューの回転方向
の順方向に所定角度分とする。この円周方向の角度は、
具体的には、全周の１／３から１／４程度とすることに
なる。従って、ケーシングにおけるこの開口部に装着さ
れるカバーが搬送スクリューより耐磨耗性が低い部材で
形成される。なお、このカバーだけを耐磨耗性が低い部
材で形成しても良く、またケーシング全体をカバーと同
様の部材で形成することもできる。なお、開口部及びカ
バーはケーシングにおける土砂の搬送方向の全長に及ぶ
ように設けても良い。

【００１６】ケーシングにおいて、カバーが装着される
開口部は軸線方向において所定の長さを必要とする。そ
の全長にわたって単一の開口部とすると、ケーシングが
脆弱化する可能性がある。この場合には、軸線方向に向
けて複数の開口部に分割するようになし、それぞれの開
口部にカバーを取り付ける。また、カバーの着脱を容易
に行えるようにするために、カバーをケーシングに対し
てボルト止めするのが望ましい。この場合には、ケーシ
ングにおける開口部の周囲に補強フレームを溶接手段等
によって固着し、この補強フレームをボルト止めするた
めの座として機能させる。

【００１７】一方、ケーシング側を耐磨耗性の良好な部
材で形成する場合には、搬送スクリューを構成する送り
羽根側をケーシングより磨耗し易い部材で構成する。た
だし、送り羽根の全体を耐磨耗性の低い材質のもので形
成するのではなく、その外周部に耐磨耗性の低い外端ア
タッチメントを着脱可能に装着する。これによって、実
質的に摩耗する部分だけを交換部品とし、それ以外の部
分は繰り返し使用できる。そして、ケーシングに形成し
た開口部は、この外端アタッチメントが磨耗した時に交
換する作業を行うためのものとして形成される。従っ
て、この開口部は少なくとも１個の外端アタッチメント
の大きさに応じてそれを着脱できる広さを持たせる。外
端アタッチメントを設ける部位は送り羽根における土砂
搬送方向の始端位置、つまりケーシングの土砂流入口か
ら所定の長さに限定されるが、その範囲内では螺旋状と
なった送り羽根の全周に及ぶようにする。そして、外端
アタッチメントの交換を容易にするために、複数の部片
に分割するのが望ましい。また、外端アタッチメントの
送り羽根への連結はボルト止めにより行うと、その着脱
が容易になる。

【００１８】ケーシング側、送り羽根側のいずれを積極
的に磨耗させるにしろ、その交換のタイミングを正確に
知るには、磨耗の度合いを測定する必要がある。ケーシ
ング（及びカバー）の磨耗度合いは超音波厚み測定装置
を用いて厚み検出を行うようにすることができる。一
方、送り羽根の磨耗度合いの検出は必ずしも容易には行
えない。そこで、ケーシングの搬送スクリューを構成す
る送り羽根の外端アタッチメントを装着した部位の外周
部に円周方向に、この外端アタッチメントの磨耗度合い
を検出するために、等間隔に少なくとも３箇所の点検孔
を設ける構成とすれば、送り羽根の外径寸法を検出する
ことができ、もってその磨耗度合いの測定が可能とな
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。なお、本実施の形態におい
て、シールド掘進機の全体構成は、図１１に示したもの
と格別の差異はないので、以下の説明において、図１１
で示した構成と同一または均等な部材については、同一
の符号を付して、その説明は省略する。

【００２０】而して、図１乃至図５は、本発明における
第１の実施の形態を示すものであって、図１において、
２０はスクリューコンベアであり、このスクリューコン
ベア２０はケーシング２１と、このケーシング２１内に
設けた搬送スクリュー２２とから構成される点について
は、前述した従来技術の構成と格別の差異はない。ま
た、ケーシング２１はシールド本体１における隔壁４に
連結されており、その土砂の土砂流入口２１ａは隔壁４
に形成した連通口４ａに臨み、この隔壁４への連結部か
ら斜め上方に延在されて、その上端部には油圧モータ等
からなるスクリュー駆動手段（図示せず）が装着され、
さらにこのスクリュー駆動手段の装着位置の手前位置に
はシャッタを備えた排土部２４が設けられている。以上
の点についても、前述した従来技術と同様である。な
お、ケーシング２１は長尺部材であるから、単一の部材
で形成するのではなく、軸線方向に複数に分割して、各
分割部分の端面にフランジ２１ｂを形成して、ボルト等
で着脱可能に連結されるように構成されている。これに
よって、ケーシング２１は分割した状態で輸送できる等
の利点がある。ただし、ケーシング２１が輸送に支障の
ない程度の長さを有するものである場合には分割しなく
ても良い。また、ケーシング２１は、その土砂流入口２
１ａの近傍位置において、シールド本体１に立設した支
持部材２５（図２参照）に連結されて固定されており、
また中間部や上部側の位置等も必要に応じて固定されて
おり、これによってケーシング２１は直進性を保ってい
る。

【００２１】ここで、搬送スクリュー２２は、回転軸２
６に送り羽根２７を螺旋状に形成したものからなり、土
砂流入口２１ａの開口部が土砂の搬送方向の始端位置
で、排土部２４を装着した部位が土砂の搬送方向の終端
位置となる。そして、スクリューコンベア２０内では土
砂は斜め上方に搬送される。土砂の搬送を円滑に、しか
も効率的に行うために、送り羽根２７の外径とケーシン
グ２１の内径との径差をできるだけ小さくするが、摩耗
防止という観点から、これらの径差に基づく所定のクリ
アランスを持たせている。ただし、実際に土砂を搬送す
る際に、激しく摩耗する領域（高摩耗領域）と、殆ど摩
耗が発生しない領域（低摩耗領域）とがある。

【００２２】図１から明らかなように、スクリューコン
ベア２０の全長において、ケーシング２１と送り羽根２
７との間で摩耗が激しい高摩耗領域Ｗは土砂の搬送方向
における始端位置から途中までの部位であり、それより
土砂の搬送方向の終端側は低摩耗領域である。また、図
２に示したように、スクリューコンベア２０の円周方向
においては、その下面部を含み、同図に矢印で示したよ
うに、搬送スクリュー２２における回転方向の順方向に
向けて１／３〜１／４の範囲が高摩耗領域Ｗであり、そ
れ以外の角度分は摩耗の度合いが少ない領域である。

【００２３】低摩耗領域はともかくとして、高摩耗領域
Ｗにおいて、ケーシング２１と送り羽根２７とのうち、
ケーシング２１側を摩耗させるようにしている。このた
めには、ケーシング２１の材質と送り羽根２７の材質と
のうち、ケーシング２１側を摩耗しやすい、つまり耐摩
耗性の低いもので構成し、送り羽根２７側は耐摩耗性の
高い部材で構成している。これによって、土砂の搬送中
において、摩耗が生じるのはケーシング２１側となり、
送り羽根２７は殆ど摩耗しない。なお、ケーシング２１
側を摩耗しやすくするということは、必ずしもケーシン
グ２１の耐摩耗性を低下させるのではなく、送り羽根２
７を硬質部材で形成して、その耐磨耗性を高めるように
しても良い。つまり、ケーシング２１と送り羽根２７と
の間で耐摩耗性に差を持たせて、これらのうち、送り羽
根２７の方が摩耗しにくいものとなっている。

【００２４】ケーシング２１が摩耗した時に、摩耗した
部分だけを交換できるようにしている。つまり、ケーシ
ング２１の構成としては、図３及び図４にも示したよう
に、完全な筒形状とするのではなく、筒状本体２８にお
いて、前述した高摩耗領域Ｗに位置する部位に開口部２
９を形成して、この開口部２９にカバー３０を着脱可能
に取り付けている。従って、カバー３０が摩耗すること
になり、このカバー３０を交換することによって、送り
羽根２７の先端とケーシング２１の内面との間に過大な
隙間が発生しないようになる。高摩耗領域Ｗは土砂の搬
送方向には長い範囲に及んでいる。従って、開口部２９
はこの高摩耗領域Ｗの全長にわたって単一のものとする
のではなく、複数の区画に分割しており、カバー３０も
これら各開口部２９に個別的に取り付けられるようにな
っている。これによって、ケーシング２１における強度
が低下するのを防止される。

【００２５】カバー３０を筒状本体２８における開口部
２９に取り付けるために、補強フレーム３１が用いられ
る。補強フレーム３１は、筒状本体２８の外面に溶接等
の手段により固着される枠状の部材であって、その周囲
にはねじ穴３２が穿設されている。一方、カバー３０
は、補強フレーム３１に接合される枠状取付部３０ａ
と、筒状本体２８の曲率半径と一致する曲面形状とな
り、筒状本体２８と実質的に同じ厚みを有するカバー板
３０ｂと、これら枠状取付部３０ａとカバー板３０ｂと
の間に連結されるスペーサ部３０ｃとから構成される。
従って、カバー板３０ｂはケーシング２１の内面の一部
を形成しており、少なくともこのカバー板３０ｂを送り
羽根２７より耐摩耗性の低い材質から構成している。そ
して、カバー３０の枠状取付部３０ａにはボルト挿通穴
３３が穿設されており、カバー３０は筒状本体２８に取
り付けた補強フレーム３１と接合させて、止着ボルト３
４をカバー３０の枠状取付部３０ａに穿設したボルト挿
通穴３３に挿通させて、補強フレーム３１のねじ穴３２
に螺挿することにより固定的に装着される。

【００２６】開口部２９を土砂の搬送方向に向けて分割
したことによって、筒状本体２８には、図４に示したよ
うに、前後の開口部２９，２９間に掛け渡し部２８ａが
存在しており、この掛け渡し部２８ａは交換することが
できない部位となる。従って、この掛け渡し部２８ａは
摩耗しないように保持しなければならない。このために
は、掛け渡し部２８ａの内径をカバー３０のそれ以外の
部位の内径より大きくする等の構成を採用すれば良い。
これによって、筒状本体２８の掛け渡し部２８ａの磨耗
度合いを小さくできる。

【００２７】以上のように構成されるスクリューコンベ
ア２０を作動させて、シールド本体１の内部に設けたチ
ャンバ５から土砂を搬送する作業を継続的に行うと、こ
のスクリューコンベア２０を構成するケーシング２１と
送り羽根２７とのうち、耐摩耗性の低いケーシング２１
の内面側が摩耗する。ただし、ケーシング２１の全体が
摩耗するのではなく、高摩耗領域Ｗに装着したカバー３
０のカバー板３０ｂのみが集中的に摩耗し、それ以外の
部位、つまり筒状本体２８は実質的に摩耗しない。カバ
ー板３０ｂが摩耗して、内面側の肉厚が薄くなると、送
り羽根２７とのクリアランスが大きくなるので、土砂の
搬送効率が低下する。そこで、カバー板３０ｂが土砂の
搬送効率に影響を与える程度にまで摩耗した時には、カ
バー３０を交換する。

【００２８】ここで、スクリューコンベア２０により搬
送される土砂は泥土状態となっており、しかも切羽に土
圧を作用させていることから、スクリューコンベア２０
の内部も高い圧力の泥土が充満している。従って、カバ
ー３０を交換するには、スクリューコンベア２０の内部
から泥土を排出しなければならない。このために、ケー
シング２１の土砂流入口２１ａを閉鎖した上で、搬送ス
クリュー２２を作動させて、ケーシング２１内の土砂を
排出する。このために、図６に示したように、隔壁４の
内側、つまりチャンバ５とは反対側の面にシャッタ３５
が装着されている。このシャッタ３５は、左右一対から
なるシャッタ板３５ａと、このシャッタ板３５ａを開閉
駆動するための駆動シリンダ３５ｂとから構成される。
従って、カバー３０を交換するに当っては、まず駆動シ
リンダ３５ｂを駆動して、シャッタ板３５ａにより隔壁
４の連通口４ａとケーシング２１の土砂流入口２１ａと
の連通関係を遮断した状態で、搬送スクリュー２２を駆
動してケーシング２１内の土砂を排出する。その後に、
スクリューコンベア２０をシールド本体１に装着したま
まで、カバー３０の交換が行われる。

【００２９】カバー３０の筒状本体２８からの脱着は、
作業者がシールド本体１の内部で止着ボルト３４を取り
外すことによって、容易に行うことができる。また、新
たなカバー３０は止着ボルト３４で筒状本体２８に装着
される。この作業はケーシング２１を分解したりする必
要がなく、また作業中に泥土が溢出して作業者を汚損す
ることもない。従って、カバー３０の交換作業を容易
に、しかも迅速に行うことができ、スクリューコンベア
２０の修復のために、トンネル掘進等からなる工事の中
断時間が著しく短縮される。

【００３０】ここで、カバー３０を交換するタイミング
及びどのカバー３０を交換するかの決定は、現在装着さ
れているカバー３０の摩耗度合いに基づいて行われる。
カバー３０の摩耗度合いを検出するには、例えば超音波
厚み測定器を用いれば良。従って、ケーシング２１が異
常に摩耗して、土砂の搬送効率が極端に低下する前の段
階で的確に摩耗箇所を修復できる。

【００３１】前述した実施の形態では、ケーシング側が
耐摩耗性を低くして、摩耗箇所のみを交換して取り付け
ることができるように構成したが、逆に送り羽根の方が
ケーシングより摩耗しやすくすることもできる。

【００３２】即ち、図７乃至図９に示したように、スク
リューコンベア４０は、ケーシング４１と、このケーシ
ング４１内に装着した搬送スクリュー４２とからなり、
また搬送スクリュー４２は回転軸４３と送り羽根４４と
から構成される。これらのうち、送り羽根４４は、図８
及び図９に示したように、羽根本体部４５と、この羽根
本体部４５の先端に連設され、羽根本体部４５より薄肉
の取付部４６とから構成され、この取付部４６には断面
が概略コ字状となった外端アタッチメント４７が取付ボ
ルト４８により連結されている。従って、取付ボルト４
８を取り外すことにより外端アタッチメント４７を交換
できるようになっている。

【００３３】外端アタッチメント４７は送り羽根４４の
全長にわたって装着するようにしても良いが、スクリュ
ーコンベア４０の全長のうち、土砂の搬送方向における
始端位置から途中位置までの摩耗が激しい高摩耗領域Ｗ
のみに限定して設けるようにしても良い。いずれにし
ろ、スクリューコンベア４０による土砂の搬送作業を継
続させている間に、ケーシング４１側を摩耗させず、送
り羽根４４側、具体的にはその外端アタッチメント４７
の部位を摩耗させるようにしている。

【００３４】外端アタッチメント４７が摩耗した時には
交換する。このために、ケーシング４１には土砂の搬送
方向における高摩耗領域Ｗの全長に及ぶように開口部が
形成されており、これらの開口部は外端アタッチメント
４７を交換するための作業穴４９となるものである。こ
こで、作業穴４９の大きさは、ケーシング４１の外から
作業者が手を入れて、送り羽根４４の羽根本体部４５か
ら取付ボルト４８を脱着して、摩耗した外端アタッチメ
ント４７を取り外して、新たな外端アタッチメント４７
と交換する作業を容易に行える寸法を有するものであ
る。また、作業穴４９を設けることによって、ケーシン
グ４１の強度が低下しないようにするために、このケー
シング４１の軸線方向に複数箇所の作業穴４９を分散さ
せて設けるようにしている。そして、これらの作業穴４
９は、常時には、その開口部を覆うカバーとしての蓋体
５０を装着することにより閉鎖されている。この蓋体５
０及びその取付構造は、前述した第１の実施の形態と同
じ構造のものとすることができる。即ち、補強フレーム
をケーシング４１の作業穴４９の周囲に溶接しておき、
この補強フレームに蓋体５０を止着ボルトで固定する。

【００３５】ところで、第１の実施の形態において、ケ
ーシング２１の開口部２９は、その円周方向における高
摩耗領域Ｗの位置に形成する必要があるが、本実施の形
態における作業穴４９は外端アタッチメント４７を交換
するために設けられるものである。従って、ケーシング
４１の円周方向における作業穴４９の形成位置は制限さ
れないが、交換作業の作業性の点からは、作業穴４９は
ケーシング４１の上面部に形成するのが望ましい。

【００３６】以上のように構成することによっても、ス
クリューコンベア４０によって、土砂の搬送を継続する
ことによって、このスクリューコンベア４０の構成部材
である送り羽根４４が摩耗して、土砂の搬送効率が低下
した時に、スクリューコンベア４０の分解等を行うこと
なく、シールド本体１に設置したままで摩耗箇所である
送り羽根４４の外端アタッチメント４７を容易に交換す
ることができる。しかも、送り羽根４４において、大き
く摩耗する箇所は端部であり、羽根本体部４５は格別摩
耗が進行する訳ではないので、この羽根本体部４５は繰
り返し使用し、摩耗に応じて外端アタッチメント４７の
みを交換すれば良い。従って、搬送スクリュー４２が部
分的に摩耗しているにも拘らず、その全体を交換を余儀
なくされるという無駄がなくなる。

【００３７】ところで、送り羽根４４はケーシング４１
により覆われており、しかも送り羽根４４の中心とケー
シング４１の中心とは必ずしも一致しない。送り羽根４
４の摩耗度合いを測定するためには、図１０に示したよ
うに、この送り羽根４４の外周に対して、９０°毎に４
箇所（または１２０°毎に３箇所）の検出穴５１をケー
シング４１に設けるようにする。ただし、送り羽根４４
は螺旋状となっているので、これら各検出穴５１は円周
方向において同じ位置とするのではなく、螺旋のピッチ
に沿った各位置に穿設されている。そして、これら各検
出穴５１には栓５２が着脱可能に装着される。

【００３８】このように構成することによって、搬送ス
クリュー４２を、送り羽根４４の外周部が各検出穴５１
と交差する位置でその回転を停止させる。この状態で、
栓５２を脱着し、ゲージ５３を各検出穴５１に挿入し
て、その先端を送り羽根４４の外周部に当接させて、こ
のゲージ５３のケーシング４１内への進入深さを測定し
て、４箇所の検出穴５１で測定した進入深さの平均値を
演算する。そして、この実測値と送り羽根４４がケーシ
ング４１内に装着された時の値、つまり初期値とを比較
することにより、送り羽根４４の摩耗度合いを検出でき
る。

【００３９】この４個からなる検出穴５１の組は、ケー
シング４１の土砂の搬送方向において、高摩耗領域Ｗ内
に１乃至数組設ける。そして、スクリューコンベア４０
からの土砂の排出量が減少した時に、送り羽根４４の摩
耗度合いを測定して、送り羽根４４が土砂の搬送に支障
を来す程度にまで摩耗していると判断した時には、作業
穴４９に装着した蓋体５０を脱着して、送り羽根４４の
羽根本体部４５に連結した取付部４６から摩耗した外端
アタッチメント４７を取り外して、新たな外端アタッチ
メント４７を装着することによって、摩耗箇所の修復を
行うことができる。なお、この場合も、ケーシング４１
の土砂流入口をシャッタで閉鎖し、かつケーシング４１
内の土砂を予め排除する。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、ス
クリューコンベアに土圧が作用している状態でも、磨耗
した箇所の修復を行えるようになし、もって長い距離掘
進する場合に土砂の排出能力を低下させない等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すスクリューコ
ンベアのシールド本体内に装着した状態の正面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ位置での断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態におけるスクリュー
コンベアのケーシングへのカバーの装着構造を示す説明
図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態におけるスクリュー
コンベアのケーシングの筒状本体の掛け渡し部と送り羽
根のピッチ間隔との関係についての説明図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態におけるシャッタの
構成説明図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態を示すスクリューコ
ンベアのシールド本体内に装着した状態の正面図であ
る。

【図８】本発明の第２の実施の形態における搬送スクリ
ューの要部外観図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態における送り羽根の
断面図である。

【図１０】本発明の実施の形態において、送り羽根の摩
耗度合いを測定する機構の構成説明図である。

【図１１】従来技術によるシールド掘進機の概略構成図
である。

【符号の説明】

１ シールド本体 ２ カッタヘッド ３ 地山 ４ 隔壁 ４ａ 連通口 ５ チャンバ ２０，４０ スクリューコンベア ２１，４１ ケーシング ２１ａ 土砂流入口 ２２，４２ 搬送スクリュー ２６，４３ 回転軸 ２７，４４ 送り羽根 ２８ 筒状本体 ２９ 開口部 ３０ カバー ３５ シャッタ ４５ 羽根本体 ４７ 外端アタッチメント ４９ 作業穴 ５０ 蓋体 ５１ 検出穴 ５３ ゲージ Ｗ 高摩耗領域

フロントページの続き (72)発明者 清水 剛 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D054 AC04 BA03 DA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前部にカッタヘッドを装着したシールド
   本体内に隔壁を設け、この隔壁により前記カッタヘッド
   で掘削した土砂を取り入れるチャンバを形成したシール
   ド掘進機に装着され、土砂流入口が前記隔壁に形成した
   連通口を介して前記チャンバ内に開口し、このチャンバ
   から後方に向けて斜め上方に傾斜するように設けた円筒
   状のケーシングと、このケーシングの後端部に装着した
   スクリュー駆動手段により駆動され、回転軸に螺旋状の
   送り羽根を取り付けた搬送スクリューとから構成される
   スクリューコンベアにおいて、 前記ケーシングと前記隔壁との間に前記土砂流入口を開
   閉するシャッタを装着し、 前記ケーシングと前記送り羽根との間が摺接する部位に
   耐磨耗性の度合いの差を持たせ、 これらケーシングまたは搬送スクリューの少なくとも前
   記土砂流入口が形成されている土砂の搬送方向の始端位
   置またはその近傍から土砂の搬送方向後方に向けて、所
   定の長さ分には、耐磨耗性の低い側の部材を交換可能と
   するために、前記ケーシングに所定の大きさを有する開
   口部を形成し、この開口部を着脱可能なカバーで密閉可
   能な構成としたことを特徴とするシールド掘進機のスク
   リューコンベア。
2. 【請求項２】 前記ケーシングに設けた開口部は、その
   軸線方向においては少なくとも前記ケーシングの前記土
   砂流入口部またはその近傍位置から土砂の搬送方向の所
   定長さ分に及び、かつ円周方向においては少なくとも下
   方位置を含み、かつこの下方位置から前記搬送スクリュ
   ーの回転方向の順方向に所定角度分に及ぶものとし、前
   記カバーの内周側を前記搬送スクリューより耐磨耗性が
   低い部材で形成して、このカバーが摩耗した時に交換可
   能な構成としたことを特徴とする請求項１記載のシール
   ド掘進機のスクリューコンベア。
3. 【請求項３】 前記送り羽根の少なくとも前記土砂流入
   口側から所定の長さ分は、その外周部に前記ケーシング
   より耐磨耗性の低い外端アタッチメントを着脱可能に装
   着したものからなり、前記開口部は円周方向上方側の位
   置に形成されて、前記外端アタッチメントを着脱できる
   広さを有する構成としたことを特徴とする請求項１記載
   のシールド掘進機のスクリューコンベア。
4. 【請求項４】 前記ケーシングにおける前記送り羽根の
   外端アタッチメントが装着されている部位の円周方向
   に、この外端アタッチメントの磨耗度合いを検出するた
   めに、等間隔に少なくとも３箇所の点検孔を設ける構成
   としたことを特徴とする請求項３記載のシールド掘進機
   のスクリューコンベア。