【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機に設けられるスクリュコンベア装置に関し、さらに詳しくは、小口径シールド掘進機に設けられるスクリュコンベア装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、土圧式のシールド掘進機では、掘削した土砂を搬出する手段としてスクリュコンベアが用いられている。このスクリュコンベアは、排土口がスクリュケーシングの後方下部に設けられるタイプと、排土口がスクリュケーシング後端部に設けられるタイプの２つに大別されるが、前者のスクリュコンベアの場合、ホッパやベルトコンベア等の土砂受けをスクリュケーシングの下部に設置する必要があるため、設置空間を確保しづらい小口径のシールド掘進機においては、排土口がスクリュケーシング後端部に設けられる後者のスクリュコンベアを用いる場合が多い。そして、この後者のスクリュコンベアにおいては、スクリュ（スクリュ羽根）の外周側に駆動ギヤを取り付ける、いわゆる外周駆動方式とよばれる駆動方式を採用している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６４−２１１２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には以下のような問題点がある。
すなわち、外周駆動方式の場合、スクリュの外周に駆動ギア（回転リング）が取り付けられ、さらにこの駆動ギアの外側となるスクリュケーシングの外周に、駆動ギアに噛合するピニオンと、このピニオンを回転駆動する駆動モータとが取り付けられることとなる。そして、この従来技術では、ピニオンと駆動モータとをカバーする補助ケーシングがスクリュケーシングに突出して設けられているため、元々機内空間が狭隘な小口径のシールド掘進機においては、スクリュケーシングに突設した補助ケーシングがさらにその機内空間を圧迫することとなる。そのため、作業員が機内前方側に設置した機器の保守点検やカッタビット交換等のために機内前方に進入しようとしても補助ケーシングが邪魔してそのままでは作業員が機内前方に進入することが出来ず、進入する際には、スクリュコンベアを取り外して機外へ搬送する作業を行わなければならない。しかしながら、外周駆動方式のスクリュコンベアは補助ケーシング部（駆動モータ部）が突出するため、機外へ搬送する際にスクリュコンベアより後方側に設置した周辺機器（例えば、油圧パワーユニットや動力盤、制御盤等）と干渉しないように、スクリュコンベアを取り外す前にこれらの機器を取外し、機外へ搬送する作業を行わなければならず、その結果、大掛かりな作業（油圧パワーユニット、動力盤、スクリュコンベア等の取外し、及び搬送作業）が必要となり、作業時間が増大すると共に、作業員に大きな労力を強いることとなっていた。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は保守点検やカッタビット交換の際に要する作業時間を短縮し、作業員の労力を軽減することができるシールド掘進機のスクリュコンベア装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、シールド掘進機の隔壁に接続されるケーシングと、このケーシング内に設けられる螺旋状のスクリュとを備えるシールド掘進機のスクリュコンベア装置において、前記ケーシングの外周側に前記スクリュを駆動するスクリュ駆動装置を設けると共に、前記スクリュの外周側に設けられたリングギアと前記スクリュ駆動装置に設けられたピニオンとを覆うギアケースを分割可能に構成したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、例えば掘削径が２〜３ｍ以下の小さいトンネルを掘削するいわゆる小口径シールド掘進機に本発明を適用した場合の実施の形態である。
【０００８】
図１は本実施の形態によるシールド掘進機の全体構造を表す側断面図、図２は図１中ＩＩ−ＩＩ断面による横断面図、図３は図１中ＩＩＩ−ＩＩＩ断面による横断面図、図４はスクリュコンベアとスクリュ駆動装置の連結部の詳細構造を表す断面図である。
【０００９】
これら図１乃至図４において、このシールド掘進機は、シールド掘進機の胴体であり、かつ後述する中折れ動作を可能とするために第１胴（前胴）部１、第２胴部２、第３胴部３、及び第４胴（後胴）部４を折り曲げ（屈曲）可能に連結した３節構造となっているシールド本体５と、第１胴部１内に回転可能に支持され地山６を掘削するカッタヘッド７と、カッタヘッド７のすぐ後方のカッタチャンバ８内に取り込まれた掘削土砂をシールド本体５の掘進方向後方側に排出するスクリュコンベア９と、第１胴部１内におけるカッタチャンバ８より後方位置に設けられ、第１胴部１の後方側部分をカッタチャンバ８内の掘削土砂から隔離する隔壁（バルクヘッド）１０と、カッタヘッド７を回転駆動するカッタ駆動装置（例えば油圧モータや電動モータ）１１と、隔壁１０に取り付けられ、カッタヘッド７を支持するとともにカッタヘッド７にカッタ駆動装置１１からの駆動力を伝達するカッタヘッド支持機構（ギヤボックスを含む）１２とを有している。
【００１０】
第２胴部２は、互いに軸方向に摺動可能な内筒２Ａ及び外筒２Ｂからなる二重筒構造となっており、これら内筒２Ａ及び外筒２Ｂの間に推進ジャッキ３６（後述の図７参照）が設けられている。そして、推進する場合には、内筒２Ａに対し外筒２Ｂを摺動させ推進するようになっている。
【００１１】
そして、第１胴部１の後端部と第２胴部２の外筒２Ｂの前端部との間には、それらを互いに回動可能に連結する中折れ機構１３が設けられている。この中折れ機構１３は、第２胴部２の外筒２Ｂの前端部に設けられ、外周面がほぼ球面状の摺動部１３ａと、第１胴部１後端部に設けられ、摺動部１３ａに摺接しこれらの間をシールする（土砂、地下水の浸入を防止する）略リング状のシール部材を備えたシール部１３ｂとから構成されている。
【００１２】
また、第１胴部１の後方側に上下ブラケット１５が固定されており、これらの上下ブラケット１５と、第２胴部２の外筒２Ｂ前端部に固定された上下ブラケット１４とが、複数本（例えば左・右２対計４本）の中折れジャッキ（図示せず）を介して互いに回動可能に接続されている。これら左・右中折れジャッキの伸縮動作により（左・右でストローク差をつけることにより）中折れ機構１３を介して第１胴部１と第２胴部２とを折り曲げ、それらのなす角度を変化させて掘進方向を変えられるようになっている。
【００１３】
また、第２胴部２の内筒２Ａと第３胴部３との間にも、前述の中折れ機構１３と同様の中折れ機構１６が設けられている。この中折れ機構１６も、第３胴部３の前端部に設けた摺動部１６ａと、第２胴部２後端部に設けられ、摺動部１６ａに摺接しこれらの間をシールするシール部材を備えたシール部１６ｂとから構成されている。また、第３胴部３に固定された上下ブラケット１７と、第２胴部２の内筒２Ａの後方側に設けた上下ブラケット１８とが中折れジャッキ（図示せず）によって互いに回動可能に接続されている。この中折れジャッキも、左・右中折れジャッキにおいて左・右でストローク差をつけることにより第２胴部２と第３胴部３とを折り曲げられるようになっている。
【００１４】
さらに第３胴部３と第４胴部４の間にも、同様の中折れ機構１９が設けられ、この中折れ機構１９も、第４胴部４の前端部に設けた摺動部１９ａと、第３胴部３後端部に設けられ、摺動部１９ａに摺接しこれらの間をシールするシール部材を備えたシール部１９ｂとから構成されている。また、第４胴部４側の上下ブラケット２０と第３胴部３側の上下ブラケット２１とが中折れジャッキ（図示せず）によって互いに回動可能に接続され、左・右中折れジャッキにおいて左・右でストローク差をつけることにより第３胴部３と第４胴部４とを折り曲げられるようになっている。
【００１５】
以上のように第１胴部１と第２胴部２、第２胴部２と第３胴部３、第３胴部３と第４胴部４とがいずれも中折れ機構１３，１６，１９を介し屈曲可能であることにより、後述する機器配置上の制約により比較的長い機長となっても、確実に曲線施工に対応可能としているものである。
【００１６】
また第４胴部４において、上下ブラケット２０とは異なる周方向複数位置にシールドジャッキブラケット（図示せず）が設けられており、このシールドジャッキブラケットに複数本のシールドジャッキ２２が取り付けられている。そして、これらシールドジャッキ２２は、特に詳細図示を省略するが、例えば、ほぼ等間隔に環状に配置されており、それらを伸長させてシールドジャッキ２２の掘進方向後端部に接続されたプレスリング２３を既設のセグメント２４に押し付けることにより、その押し付け反力が、第４胴部４、中折れジャッキ、第３胴部３、中折れジャッキ、第２胴内筒２Ａ、推進ジャッキ３６、第２胴外筒２Ｂ、中折れジャッキ、第１胴部１及び隔壁１０を介し、カッタヘッド７に掘進方向前方側への推進力として与えられる。これにより、掘進中においてカッタヘッド７を地山６の切羽に押し付けるようになっている。
【００１７】
なお、図１中、２５は裏込材を充填する裏込ジャッキ、２６は裏込材が機内に流入することを防止するための裏込めシールである。
【００１８】
カッタヘッド７は、正面から見て土砂取り込み口以外は隙間の無い面板型であり、地山の掘削を行う複数のローラビット２７を備えている。また、カッタヘッド７は径方向外周部でカッタヘッド支持機構１２により支持される、いわゆる外周支持方式となっている。そして、シールドジャッキ２２の推力によりシールド本体５を推進させつつカッタヘッド７を回転させることで各ローラビット２７により地山６を掘削し、この掘削した土砂を土砂取り込み口（図示せず）を介しカッタヘッド７後方のカッタチャンバ８内に取り込むようになっている。
【００１９】
スクリュコンベア９は、掘削土砂の排土経路を内部に形成するケーシング２８と、このケーシング２８内に軸方向に配置された螺旋状のスクリュ（スクリュ羽根）２９とを備えており、その吸い込み口はカッタチャンバ８に臨むように隔壁１０の下部に接続されている。
【００２０】
このケーシング２８の軸方向中間部には略８の字型（縦繭型、自立ダルマ型）のギヤケース部（スクリュギヤケース）３０が備えられている。そして、図４に詳細構造を示すように、このギヤケース部３０内において、スクリュ２９の外周側にリングギア４０（回転リング）が固着され、また、このリングギア４０がケーシング２８軸方向中間部の外周側に設けたスクリュ駆動装置３１（電動モータまたは油圧モータ、図示せず）に取り付けられたピニオン４１に噛合している。
【００２１】
すなわち、上述のリングギア４０及びピニオン４１の噛合体が全体としてギヤケース部３０内に収納されており、このギヤケース部３０はスクリュ駆動装置３１の取付座の役割を兼ねている。このような一体構造を採用しているのは、リングギア４０とピニオン４１との位置精度を容易に確保できるとともに、加工も容易であるためである。そして、スクリュ駆動装置３１のモータが回転すると、その駆動力が、ピニオン４１、リングギア４０を介しスクリュ２９に伝達され、スクリュ２９が回転する。これにより、カッタチャンバ８内の掘削土砂を取り込み、後方側に搬送するようになっている。
【００２２】
なお、このような小口径のシールド掘進機ではスペースの関係上、ケーシング２８下部に土砂受けを設置することができないため、スクリュコンベア９の排土口はケーシング２８の後端面に設けている（図示省略）。
【００２３】
また、このギヤケース部３０は、図４に示すように、ピニオン４１外周側を包囲する上部ピース３０ａとリングギア４０外周側を包囲する下部ピース３０ｂとに分割可能な構造となっている。
【００２４】
また、３２は、各駆動機器（中折れジャッキ、シールドジャッキ等）に圧油を供給するための油圧ポンプ等を収納した油圧パワーユニットである。また、シールド掘進機に動力を供給したり制御を行うための動力盤や制御盤を本体後部に設けている（図示せず）。これらがシールド本体５内に配置されているのは、以下の理由による。
【００２５】
すなわち、小口径のシールド掘進機においては、構築されるトンネルの内径が小さいため、掘削土砂の搬出やセグメントの搬入空間を確保するためには、通常のシールド掘進機のように、運転操作するための操作盤、駆動源をシールド掘進機に供給する動力盤、及び油圧パワーユニット等を搭載する後続台車を設置することができない。仮に後続台車を設置すると、掘削土砂の搬出やセグメントの搬入を行なう台車がシールド掘進機まで進入することができなくなる。そこで、本実施の形態では、上記動力盤や油圧パワーユニット３２、さらには通常のシールド掘進機において後続台車に設置している他の機器も含め、シールド本体５内に設置して対応している。このため、元来シールド径が小さいこととあいまって、機長を長くし、機器の設置空間を確保しているものである。
【００２６】
次に、本発明のシールド掘進機の一実施の形態の動作及び作用を説明する。
上記構成のシールド掘進機において、カッタ駆動装置１１の駆動力でカッタヘッド７を回転駆動させ、カッタヘッド７に設けたローラビット２７により地山６を掘削する。このときのカッタヘッド７への推進力は、前述したように、既設のセグメント２４を反力受けとしてシールドジャッキ２２を伸張させることにより与えられる。
【００２７】
掘削された土砂は、カッタヘッド７に接続する作泥材注入手段３３から掘削土砂の塑性流動化を促進するための作泥材が注入され、カッタチャンバ８内で撹拌されて塑性流動化される。そして、このカッタチャンバ８内の土砂により、地山の崩壊防止・止水が図られている。カッタチャンバ８内の土砂は、スクリュコンベア９に取り込まれて排土される。このスクリュコンベア９によって排土された土砂は、土砂受け（図示せず）で受けた後、ずり台車（図示せず）に積み込み、坑外に搬出する。
【００２８】
このようにして所定距離（セグメント幅）だけ掘進を行った後、シールドジャッキ２２を縮め、プレスリング２３と既設のセグメント２４との間に生じたスペースに、たとえばエレクタ装置（図示せず）で新たなセグメント２４を配置した後、既設のセグメント２４とボルト連結する。その後、セグメントが組み上がった段階でセグメント２４外径と地山の間に生じる空隙（空洞部分）に裏込めジャッキ２５で裏込め材が注入され、これによりこの空洞部分を埋めて地山６の保持、及び止水を行う。
【００２９】
そして、新たに組み立てたセグメント２４を反力受けとしてシールドジャッキ２２を伸張させ、シールド本体５を前方へ推進させつつカッタヘッド７を回転させて再び地山の掘削を行っていく。曲線施工時には、必要に応じて、中折ジャッキを操作し中折機構１３，１６，１９を屈曲させて対応する。
【００３０】
以上のようにして掘進を進めて行くが、小口径の機内が狭隘な上、スクリュコンベア９が上述のように外周駆動方式を採用しているため、保守点検時に作業員がスクリュ駆動装置３１よりシールド本体５の前方（図１中左側）に設置した機器のメンテナンスはそのままでは非常に困難となる。
【００３１】
本実施の形態では、前述のように予めスクリュコンベアケーシング２８のギヤケース部３０を上部ピース３０ａと下部ピース３０ｂとに分割可能に構成してある。これにより、例えば機器のメンテナンスの必要が生じた場合、ギヤケース部３０を上部ピース３０ａと下部ピース３０ｂとに分割し、一体物であるスクリュ駆動装置３１及びギヤケース部上部ピース３０ａを、スクリュコンベア９本体及びギヤケース部下部ピース３０ｂ側から分解して取り外すことができる。これにより、シールド本体５内前方側上方（ケーシング２８の上方）に空間を形成することができる（後述の図５も参照）ので、シールド本体５内前方に設置した機器のメンテナンスが容易になる。
【００３２】
また、機内側からビットを交換する場合は、スクリュコンベア９を機内より撤去して隔壁１０を開放し、作業員の出入り、資機材の搬出入空間を確保する必要があるが、この場合も、分割構造としたギヤケース部上部ピース３０ａ及びスクリュ駆動装置３１をギヤケース部下部ピース３０ｂから取り外して搬送することができる。以下、その手順を図５、図６、及び図７により説明する。
【００３３】
スクリュコンベア９取り外し作業は、以下の手順で行う。まず、準備手順として、地山６のうちカッタヘッド７正面の切羽に薬注を行って崩壊防止を図った後、カッタチャンバ８内の土砂をスクリュコンベア９で後方へ排出し、カッタチャンバ８内を空の状態とする。
【００３４】
次に、スクリュコンベア９のうち排土口より後方側の部分を切り離し、第２胴部２内上部に運搬用に配設したレール３４（図１も参照）に連続するように第３胴部３内上部にレール３５を継ぎ足して設け（後述の図５参照）、これを利用して切り離したスクリュコンベア９後方側部分を吊上げた状態で後方側へと運搬する。そして、坑内運搬台車にその搬送してきたスクリュコンベア９後方側部分を積載し、発進立坑までさらに運搬する。
【００３５】
その後、前述のように、ギヤケース部３０を上部ピース３０ａと下部ピース３０ｂとに分割し、一体物であるスクリュ駆動装置３１及びギヤケース部上部ピース３０ａを、スクリュコンベア９本体及びギヤケース部下部ピース３０ｂ側から分解して取り外し、上記同様、レール３４及びレール３５を利用して吊上げた状態で後方側へと運搬する。図５はこのときの運搬途中の状態を表す側断面図である。そして、同様に運搬台車に積載し、発進立坑までさらに運搬する。
【００３６】
そして、残ったスクリュコンベア９本体及びギヤケース部下部ピース３０ｂを隔壁１０から取り外し、上記同様、レール３４及びレール３５を利用して吊上げた状態で後方側へと運搬する。図６はこのときの運搬途中の状態を表す側断面図である。そして、同様に運搬台車に積載し、発進立坑までさらに運搬する。
【００３７】
図７は、図６に示すようにして運搬しているときに図６中ＩＩＶ−ＩＩＶ断面にさしかかったときの断面図である。この図７に示すように、前述のように先にスクリュ駆動装置３１及びギヤケース部上部ピース３０ａを取り外すことでスクリュコンベア９本体及びギヤケース部下部ピース３０ｂの断面寸法が大きく低減されているので、図７に示すように途中吊上げた状態のまま多少傾けたりする程度で、従来のようにシールド本体５内に設置した油圧パワーユニットや動力盤等の周囲機器を取り外すことなくスクリュコンベア９のシールド本体５内での搬送が可能となる。したがって、ビット交換作業に要する時間を短縮し、作業労力を軽減することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、ケーシングの外周側にスクリュを駆動するスクリュ駆動装置を設けると共に、スクリュの外周側に設けられたリングギアとスクリュ駆動装置に設けられたピニオンとを覆うギアケースを分割可能に構成したので、容易にスクリュ駆動装置を取り外すことが出来る。その結果、スクリュコンベアを機外へ搬送する際に油圧パワーユニットや動力盤等の周囲機器の取外し作業、及び機外への搬送作業を行わなくて良いので、ビット交換作業に要する時間を短縮し、作業員の労力を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態によるシールド掘進機の全体構造を表す側断面図である。
【図２】図１中ＩＩ−ＩＩ断面による横断面図である。
【図３】図１中ＩＩＩ−ＩＩＩ断面による横断面図である。
【図４】スクリュコンベアとスクリュ駆動装置の連結部の詳細構造を表す断面図である。
【図５】スクリュ駆動装置及びギヤケース部上部ピース運搬途中の状態を表す側断面図である。
【図６】スクリュコンベア本体及びギヤケース部下部ピースの運搬途中の状態を表す側断面図である。
【図７】図６のＩＩＶ−ＩＩＶ断面図である。
【符号の説明】
１０ 隔壁
２８ ケーシング
２９ スクリュ
３０ ギアケース
３０ａ 上部ピース
３０ｂ 下部ピース
３１ スクリュ駆動装置
４０ リングギア
４１ ピニオン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw conveyor device provided in a shield machine, and more particularly, to a screw conveyor device provided in a small-diameter shield machine.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a screw conveyor has been used as a means for carrying out excavated earth and sand in an earth pressure type shield machine. This screw conveyor is roughly divided into two types: a type in which the discharging port is provided at the lower rear part of the screw casing, and a type in which the discharging port is provided at the rear end of the screw casing.In the case of the former screw conveyor, Since it is necessary to install earth and sand receivers such as hoppers and belt conveyors in the lower part of the screw casing, in small-diameter shield excavators where it is difficult to secure the installation space, the A screw conveyor is often used. In the latter screw conveyor, a driving method called a peripheral driving method in which a driving gear is attached to an outer peripheral side of a screw (screw blade) is adopted (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 64-21128
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems.
That is, in the case of the outer peripheral drive system, a drive gear (rotary ring) is attached to the outer periphery of the screw, and further, a pinion meshing with the drive gear and the pinion are rotationally driven on the outer periphery of the screw casing outside the drive gear. A drive motor will be attached. In this conventional technique, since the auxiliary casing that covers the pinion and the drive motor is provided to protrude from the screw casing, in a shield excavator with a small bore that has a narrow internal space, the protruding part is provided on the screw casing. The auxiliary casing further presses the space inside the machine. Therefore, even if the worker tries to enter the inside of the machine for maintenance and inspection of the equipment installed on the front side of the machine or replaces the cutter bit, the auxiliary casing hinders the worker from entering the inside of the machine as it is. When entering, the screw conveyor must be removed and transported outside the machine. However, since the auxiliary casing portion (drive motor portion) of the screw conveyor of the outer peripheral drive type projects, peripheral devices installed on the rear side of the screw conveyor (for example, a hydraulic power unit, a power panel, a control panel, Before removing the screw conveyor, these devices must be removed and transported to the outside of the machine so as not to interfere with the screw conveyor. As a result, large-scale operations (hydraulic power units, power panels, screw conveyors, etc.) (Removal and transport work), which increases the work time and requires a great deal of labor on the worker.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to reduce the time required for maintenance and inspection and to replace a cutter bit, and to reduce the labor of an operator. It is to provide a conveyor device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a screw conveyor device for a shield machine including a casing connected to a partition wall of the shield machine, and a spiral screw provided in the casing. And a gear case that covers a ring gear provided on an outer peripheral side of the screw and a pinion provided on the screw drive device, and a screw drive device for driving the screw is provided on the screw side. I do.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a so-called small-diameter shield excavator that excavates a small tunnel having an excavation diameter of, for example, 2 to 3 m or less.
[0008]
1 is a side sectional view showing the entire structure of the shield machine according to the present embodiment, FIG. 2 is a transverse sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a transverse sectional view taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a detailed structure of a connecting portion between the screw conveyor and the screw driving device.
[0009]
1 to 4, the shield excavator is a fuselage of the shield excavator, and includes a first body (front body) portion 1, a second body portion 2, A shield body 5 having a three-node structure in which the third trunk 3 and the fourth trunk (rear trunk) 4 are connected so as to be able to be bent (bent), and a ground supported rotatably in the first trunk 1. A cutter head 7 for excavating a mountain 6, a screw conveyor 9 for discharging excavated earth and sand taken into a cutter chamber 8 immediately behind the cutter head 7 to a rear side in the excavation direction of the shield body 5, and a first body 1. A bulkhead 10 that is provided at a position behind the cutter chamber 8 and isolates a rear portion of the first body 1 from excavated earth and sand in the cutter chamber 8, and a cutter driving device ( For example, hydraulic motors and electric A cutter head support mechanism (including a gear box) 12 that is attached to the partition wall 10 and supports the cutter head 7 and transmits a driving force from the cutter driving device 11 to the cutter head 7. .
[0010]
The second body 2 has a double-cylinder structure including an inner cylinder 2A and an outer cylinder 2B slidable in the axial direction, and a propulsion jack 36 (described later) is provided between the inner cylinder 2A and the outer cylinder 2B. (See FIG. 7). When propelling, the outer cylinder 2B is slid with respect to the inner cylinder 2A to be propelled.
[0011]
Between the rear end of the first body 1 and the front end of the outer cylinder 2B of the second body 2, there is provided a center-bending mechanism 13 for rotatably connecting them. The center bending mechanism 13 is provided at the front end of the outer cylinder 2B of the second body 2 and is provided at a sliding portion 13a having a substantially spherical outer peripheral surface and at the rear end of the first body 1 for sliding. And a seal portion 13b provided with a substantially ring-shaped seal member for slidingly contacting the portion 13a and sealing between them (to prevent intrusion of earth and sand, groundwater).
[0012]
Also, upper and lower brackets 15 are fixed to the rear side of the first body 1, and a plurality of upper and lower brackets 15 and upper and lower brackets 14 fixed to the front end of the outer cylinder 2 </ b> B of the second body 2 are provided. They are rotatably connected to each other via a center-folding jack (not shown) (for example, two pairs of left and right). The first and second body portions 1 and 2 are bent via the middle bending mechanism 13 by the expansion and contraction operation of these left and right center bending jacks (by making a stroke difference between left and right), and the angle between them is formed. It can be changed to change the direction of excavation.
[0013]
Also, a middle folding mechanism 16 similar to the above-described middle folding mechanism 13 is provided between the inner cylinder 2 </ b> A of the second body 2 and the third body 3. The center folding mechanism 16 is also provided with a sliding portion 16a provided at the front end of the third body 3 and a seal provided at the rear end of the second body 2 so as to slidably contact the sliding portion 16a and seal therebetween. And a seal portion 16b provided with a member. The upper and lower brackets 17 fixed to the third body 3 and the upper and lower brackets 18 provided on the rear side of the inner cylinder 2A of the second body 2 are rotatable with respect to each other by a center-folding jack (not shown). It is connected. This center-folding jack can also bend the second trunk portion 2 and the third trunk portion 3 by making a stroke difference between left and right in the left / right middle folding jack.
[0014]
Further, a similar folding mechanism 19 is provided between the third trunk 3 and the fourth trunk 4. The folding mechanism 19 also has a sliding portion 19 a provided at the front end of the fourth trunk 4. And a seal portion 19b provided at the rear end of the third body portion 3 and provided with a seal member that slides on the sliding portion 19a and seals between them. Also, the upper and lower brackets 20 on the fourth trunk portion 4 side and the upper and lower brackets 21 on the third trunk portion 3 side are rotatably connected to each other by a center bending jack (not shown). The third torso 3 and the fourth torso 4 can be bent by making a stroke difference on the right.
[0015]
As described above, the first trunk 1 and the second trunk 2, the second trunk 2 and the third trunk 3, the third trunk 3 and the fourth trunk 4, and the middle folding mechanisms 13, 16, By being bendable via the opening 19, even if the machine length becomes relatively long due to restrictions on the arrangement of equipment described later, it is possible to reliably cope with curve construction.
[0016]
In the fourth trunk portion 4, shield jack brackets (not shown) are provided at a plurality of circumferential positions different from the upper and lower brackets 20, and a plurality of shield jacks 22 are attached to the shield jack bracket. Although these shield jacks 22 are not shown in detail, they are, for example, arranged at substantially equal intervals in a ring shape, and are extended to press ring 23 connected to the rear end of shield jack 22 in the digging direction. Is pressed against the existing segment 24, the pressing reaction force thereof is reduced to the fourth body portion 4, the middle bending jack, the third body portion 3, the middle bending jack, the second body inner cylinder 2A, the propulsion jack 36, and the second body. The cutter head 7 is applied as a propulsive force forward in the digging direction via the outer cylinder 2B, the center bending jack, the first trunk portion 1 and the partition wall 10. Thereby, the cutter head 7 is pressed against the face of the ground 6 during the excavation.
[0017]
In FIG. 1, reference numeral 25 denotes a backing jack for filling the backing material, and reference numeral 26 denotes a backing seal for preventing the backing material from flowing into the machine.
[0018]
The cutter head 7 is a face plate type having no gap except for a sediment intake port when viewed from the front, and includes a plurality of roller bits 27 for excavating the ground. Further, the cutter head 7 is of a so-called outer peripheral support type in which the cutter head 7 is supported by a cutter head support mechanism 12 at a radially outer peripheral portion. The cutter head 7 is rotated while the shield body 5 is propelled by the thrust of the shield jack 22 to excavate the ground 6 by each roller bit 27, and the excavated earth and sand is passed through an earth and sand inlet (not shown). It is taken into the cutter chamber 8 behind the cutter head 7.
[0019]
The screw conveyor 9 includes a casing 28 that internally forms a discharge path for excavated earth and sand, and a helical screw (screw blade) 29 that is disposed in the casing 28 in the axial direction. It is connected to the lower part of the partition wall 10 so as to face the cutter chamber 8.
[0020]
A substantially figure-shaped (vertical cocoon type, self-supporting Dharma type) gear case (screw gear case) 30 is provided at an axially intermediate portion of the casing 28. As shown in FIG. 4, a ring gear 40 (rotating ring) is fixed to the outer peripheral side of the screw 29 in the gear case portion 30, and the ring gear 40 is provided at an intermediate portion in the axial direction of the casing 28. It meshes with a pinion 41 attached to a screw drive device 31 (electric motor or hydraulic motor, not shown) provided on the outer peripheral side.
[0021]
That is, the meshed body of the ring gear 40 and the pinion 41 is housed in the gear case 30 as a whole, and the gear case 30 also functions as a mounting seat for the screw driving device 31. The reason why such an integrated structure is adopted is that the positional accuracy between the ring gear 40 and the pinion 41 can be easily secured, and the processing is also easy. When the motor of the screw driving device 31 rotates, the driving force is transmitted to the screw 29 via the pinion 41 and the ring gear 40, and the screw 29 rotates. Thereby, the excavated earth and sand in the cutter chamber 8 is taken in and conveyed to the rear side.
[0022]
In addition, in such a small-diameter shield excavator, since the earth and sand receiver cannot be installed in the lower part of the casing 28 due to space limitations, the discharging port of the screw conveyor 9 is provided on the rear end face of the casing 28 (illustrated in FIG. Omitted).
[0023]
As shown in FIG. 4, the gear case portion 30 has a structure that can be divided into an upper piece 30a surrounding the outer periphery of the pinion 41 and a lower piece 30b surrounding the outer periphery of the ring gear 40.
[0024]
Reference numeral 32 denotes a hydraulic power unit that houses a hydraulic pump or the like for supplying pressure oil to each driving device (a center-bent jack, a shield jack, and the like). Further, a power panel and a control panel for supplying power to and controlling the shield machine are provided at a rear portion of the main body (not shown). These are arranged in the shield main body 5 for the following reason.
[0025]
In other words, in a small-diameter shield excavator, since the inner diameter of the tunnel to be constructed is small, in order to secure the space for carrying out excavated earth and carrying in the segment, it is necessary to operate like a normal shield excavator. , A power board for supplying a drive source to the shield machine, and a subsequent bogie equipped with a hydraulic power unit and the like cannot be installed. If the succeeding bogie is installed, the bogie for carrying out the excavated earth and sand and carrying in the segment cannot enter the shield machine. Therefore, in the present embodiment, the power board and the hydraulic power unit 32, as well as other devices installed on the trailing bogie in a normal shield machine, are installed in the shield main body 5 to cope with them. For this reason, in combination with the originally small shield diameter, the length of the machine is lengthened and the installation space for the equipment is secured.
[0026]
Next, the operation and operation of the shield machine according to one embodiment of the present invention will be described.
In the shield machine described above, the cutter head 7 is rotationally driven by the driving force of the cutter driving device 11, and the ground 6 is excavated by the roller bit 27 provided on the cutter head 7. At this time, the propulsive force to the cutter head 7 is given by extending the shield jack 22 with the existing segment 24 as a reaction force receiver as described above.
[0027]
The excavated earth and sand is injected with sludge material for promoting plastic fluidization of the excavated earth and sand from the sludge material injection means 33 connected to the cutter head 7 and is stirred and plastically fluidized in the cutter chamber 8. . The earth and sand in the cutter chamber 8 prevents collapse of the ground and prevents water from stopping. The earth and sand in the cutter chamber 8 is taken into the screw conveyor 9 and discharged. The earth and sand discharged by the screw conveyor 9 is received by an earth and sand receiver (not shown), and then loaded on a shearing trolley (not shown) and carried out of the pit.
[0028]
After digging for a predetermined distance (segment width) in this way, the shield jack 22 is contracted, and a new space is created between the press ring 23 and the existing segment 24 by, for example, an erector device (not shown). After arranging the appropriate segments 24, the existing segments 24 are bolted together. Thereafter, at the stage when the segment is assembled, a backfilling material is injected into a gap (hollow portion) generated between the outer diameter of the segment 24 and the ground by the backfill jack 25, thereby filling the hollow portion and filling the hollow 6. Hold and stop water.
[0029]
Then, the shield jack 22 is extended by using the newly assembled segment 24 as a reaction force, and the cutter head 7 is rotated while the shield body 5 is propelled forward, so that the ground is excavated again. At the time of curve construction, the middle folding jacks are operated to bend the middle folding mechanisms 13, 16, and 19 as necessary.
[0030]
The excavation proceeds as described above. However, since the inside of the small-diameter machine is narrow and the screw conveyor 9 employs the outer periphery driving method as described above, the worker drives the screw driving device 31 during maintenance and inspection. Maintenance of the equipment installed in front of the shield body 5 (left side in FIG. 1) becomes very difficult as it is.
[0031]
In the present embodiment, as described above, the gear case portion 30 of the screw conveyor casing 28 is configured to be able to be divided into an upper piece 30a and a lower piece 30b in advance. Thus, for example, when the maintenance of the equipment is required, the gear case 30 is divided into an upper piece 30a and a lower piece 30b, and the screw driving device 31 and the gear case upper piece 30a, which are integral parts, are connected to the screw conveyor 9 main body. And it can be disassembled and removed from the gear case lower piece 30b side. Accordingly, a space can be formed above the front side inside the shield main body 5 (above the casing 28) (see also FIG. 5 described later), so that maintenance of the equipment installed in the front inside the shield main body 5 becomes easy.
[0032]
Also, when replacing bits from the inside of the machine, it is necessary to remove the screw conveyor 9 from the inside of the machine and open the bulkhead 10, to secure the space for workers to enter and leave, and to carry in and out the materials and equipment. The gear case upper piece 30a and the screw driving device 31 having the divided structure can be removed from the gear case lower piece 30b and conveyed. Hereinafter, the procedure will be described with reference to FIG. 5, FIG. 6, and FIG.
[0033]
The screw conveyor 9 is removed according to the following procedure. First, as a preparation procedure, after a chemical injection is performed on a face in front of the cutter head 7 of the ground 6 to prevent collapse, the earth and sand in the cutter chamber 8 is discharged backward by the screw conveyor 9 and the inside of the cutter chamber 8 is removed. Is empty.
[0034]
Next, the portion of the screw conveyor 9 on the rear side from the discharge port is cut off, and the third trunk portion is connected to the rail 34 (see also FIG. 1) disposed for transportation in the upper part of the second trunk portion 2. A rail 35 is added to the upper part of the inside 3 (see FIG. 5 to be described later), and the rear part of the separated screw conveyor 9 is transported by using the rail 35 in a state of being lifted. Then, the rear part of the screw conveyor 9 that has been transported is loaded on the underground transport vehicle, and further transported to the starting shaft.
[0035]
Thereafter, as described above, the gear case 30 is divided into an upper piece 30a and a lower piece 30b, and the screw driving device 31 and the gear case upper piece 30a, which are integral parts, are connected to the screw conveyor 9 body and the gear case lower piece 30b. And disassembled and removed, and transported rearward using the rails 34 and 35 as in the above. FIG. 5 is a side sectional view showing a state during transportation at this time. Then, it is similarly loaded on a transport trolley and further transported to the starting shaft.
[0036]
Then, the remaining screw conveyor 9 main body and the lower part 30b of the gear case portion are removed from the partition wall 10 and transported to the rear side in a state of being lifted using the rails 34 and 35 as described above. FIG. 6 is a side sectional view showing a state during transportation at this time. Then, it is similarly loaded on a transport trolley and further transported to the starting shaft.
[0037]
FIG. 7 is a cross-sectional view when the vehicle is approaching the IIV-IIV cross section in FIG. 6 during transportation as shown in FIG. As shown in FIG. 7, since the screw driving device 31 and the gear case upper piece 30a are removed first as described above, the sectional dimensions of the screw conveyor 9 main body and the gear case lower piece 30b are greatly reduced. As shown in FIG. 7, it is possible to slightly tilt the device while it is suspended halfway, without removing peripheral devices such as a hydraulic power unit and a power panel installed in the shield body 5 as in the prior art. Can be transported. Therefore, the time required for the bit replacement work can be reduced, and the work labor can be reduced.
[0038]
【The invention's effect】
The present invention provides a screw driving device for driving a screw on the outer peripheral side of a casing, and a gear case that covers a ring gear provided on the outer peripheral side of the screw and a pinion provided on the screw driving device, so that the gear case can be divided. Therefore, the screw driving device can be easily removed. As a result, when transporting the screw conveyor outside the machine, there is no need to remove peripheral equipment such as a hydraulic power unit or power panel, and to carry out the transport work outside the machine, shortening the time required for bit replacement work, The labor of the worker can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing the entire structure of a shield machine according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a detailed structure of a connecting portion between a screw conveyor and a screw driving device.
FIG. 5 is a side sectional view showing a state in which the screw driving device and the gear case portion upper piece are being conveyed.
FIG. 6 is a sectional side view showing a state in which the screw conveyor body and the lower part of the gear case portion are being transported.
FIG. 7 is a sectional view taken along the line IIV-IIV of FIG.
[Explanation of symbols]
10 Partition wall 28 Casing 29 Screw 30 Gear case 30a Upper piece 30b Lower piece 31 Screw driving device 40 Ring gear 41 Pinion
