JP2007277804A

JP2007277804A - シールド掘進機の排土コンベヤ

Info

Publication number: JP2007277804A
Application number: JP2006101336A
Authority: JP
Inventors: Jun Tsurumoto; 順鶴元
Original assignee: Mitsui Miike Machinery Co Ltd; Mitsui Miike Engineering Corp
Current assignee: Mitsui Miike Machinery Co Ltd; Mitsui Miike Engineering Corp
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】水分の多い地盤を掘削するシールド掘進機のカッターチャンバ内に溜まった土砂を後方に搬送して排出口から排出するコンベヤ装置について、その耐久性を損なうことなく排出口閉鎖時の内外シール性を確保できるようにする。
【解決手段】スクリューコンベヤ２５を内装した円筒状のケーシング２０Ａ後端側下部外周面を所定形状に切り欠いてなる排出口２６Ａが、ケーシング２０Ａ外周面上に被装され往復駆動手段２８で軸線方向に沿って摺動可能とされた円筒状の閉鎖部材２６１Ａにより開閉されるものとされ、排出口２６Ａ閉鎖時にシール部材２９ａ，２９ｂがケーシング２０Ａ外周面の少なくとも排出口２６Ａ周囲と閉鎖部材２６１Ａ内周面との間に介在して、ケーシング２０Ａ内外のシール性を確保するものとした。
【選択図】図３

Description

本発明は、シールド掘進機の掘削部で掘削した土砂を後続の搬送手段まで送る排土コンベヤに関するものである。

従来より、シールド掘進機において掘削土砂を、カッターチャンバーとカッターチャンバーに接続した後続のシールド内に配置した搬送機との間に配置したスクリューコンベヤからなる排土コンベヤ内に充満させて土圧と平衡に保ちながら掘進する土圧式や掘削土砂に添加剤を加えて泥土圧とする泥土圧式、更には切羽に作用する地下水圧に応じた圧力を加える圧気工法など地盤を掘削する場合には、所定の圧力を加えた掘削部の密閉性を確保しながら掘削した土砂を後方に排出するシールド掘進機が使用されることが多い。この場合、図４のシールド掘進機１Ｂの縦断面図に示すように、カッターヘッド１１後方に設けられたカッターチャンバ１２内に先端側を密接状態で挿入し後端側を斜め上方向にした排土コンベヤ２Ｂが配設され、内部のスクリュウコンベヤ（リボンスクリュウ）２５を回転駆動手段２７で駆動させて、カッターチャンバ１２内に溜まった土砂を土圧と平衡を保ちながら後続の搬送手段３に送るようになっている。

そして、この排土コンベヤ２Ｂは、図５の一部を切り欠いた拡大図に示すように、排出口２６Ｂに油圧シリンダ等の往復駆動手段２８で進退するスライド式の閉鎖板２６１Ｂを有した開閉機構が設けられ、ケーシング２０Ｂ外周面の排出口２６Ｂ周囲部分と閉鎖板２６１Ｂとの間にシール部材２９ｃを備えて、排出口２６Ｂ閉鎖時に円筒状のコンベア装置２Ｂ内およびカッターチャンバ１２内の気・液密性を維持するようになっている。

しかし、このように平板状でスライド式の閉鎖板２６１Ｂを有する開閉機構では、閉鎖板２６１Ｂ側端部が摺動する案内溝２６２内に土砂が付着することで、それが閉鎖時の閉鎖板２６１Ｂの動きを阻んで排出口２６Ｂを完全に閉鎖できなくなる場合があり、そのシール性の確保が困難となりやすい。

そこで、特開平９−３０３０８９号公報に記載されているように、案内溝２６２Ｂ終端部を切り落として土砂落とし開口を形成するとともに、閉鎖板２６１Ｂの先端部を、案内溝２６２Ｂに付着した土砂を掻き取りやすい形状として、排出口２６Ｂを閉鎖するときに閉鎖板２６１Ｂ先端側で土砂を掻き出しながら前進して終端部側の土砂落とし開口で落とすようにして、閉鎖板２６１Ｂを完全に閉鎖できるものとした排土コンベヤが知られている。

しかしながら、この排土コンベヤでは、排出口の周りを囲むように比較的狭い範囲でシール部材が平面的に設けられており、閉鎖板の閉鎖時にシール部分に内圧が集中しやすくなることから内部の液体が漏れやい構造となっている。そこで、気・液密性を高めるためにシール部材の閉鎖板への押圧力を強めると、その摺動におけるスムースさが確保しにくくなることに加え、摺動部が摩耗しやすくなってその耐久性に問題が生じてしまう。
特開平９−３０３０８９号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、比較的水分の多い地盤を掘削するシールド掘進機のカッターチャンバ内の土砂を後方に搬送する排土コンベヤについて、その耐久性を損なうことなく排出口閉鎖時に内外のシール性を確保できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、カッターヘッド及びカッターチャンバを有する掘削部により地盤を掘削するシールド掘進機の前記カッターチャンバ内に溜まった土砂を後続のシールド内に配置した搬送手段に送出するための排土用コンベヤであって、先端側を前記カッターチャンバ内に密接状態で挿入させるとともに後端側下部外周面に所定形状の排出口が形成されたスクリューを内装する円筒状のケーシングの外周面に、所定の駆動手段により前記ケーシングの軸線方向に沿って往復動させて前記排出口を開閉する円筒状の閉鎖部材が嵌装されており、且つ前記ケーシング外周面の少なくとも前記排出口周囲と前記閉鎖部材内周面との間に所定のシール手段が介在して前記閉鎖部材により前記開閉口を閉じたときに排土用コンベヤ内の土砂がシールド内に流出するのを防止することとした。

このように、閉鎖部材を円筒状にして円筒状のケーシングに摺動可能に被装したことで、閉鎖部材の案内溝を不要としてその耐久性を確保しやすいものとしながら、排出口に対するシール部材の押圧力を確保しやすいものとして優れたシール性を発揮できるものとなる。

また、そのシール手段は閉鎖部材の内周面両端側に各々周方向に沿うように配置された一組のリング状の弾性部材からなるものとすれば、閉鎖部材摺動時に、シール手段の摩耗を少ないものとしながら排出口付近に付着した土砂を自動的に掻き落とすものとなり、しかも、閉鎖持の密着力に優れてシール性の確保が一層容易なものとなる。

排出口を閉鎖するための閉鎖部材を円筒状にした本発明によると、その耐久性を損ないにくいものとしながら、排出口閉鎖時のシール性を確実なものとすることができる。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の排土コンベヤ２Ａを配設したシールド掘進機１Ａを示している。シールド掘進機１Ａは先端側に地盤を掘削するカッターヘッド１１が設けられ、その後方に掘削された土砂を溜めるスペースとなるカッターチャンバ１２が設けられている。このカッターヘッド１１およびカッターチャンバ１２は、それより後方のスペースとは隔壁１２ａで仕切られて掘削部を構成しており、カッターチャンバ１２の後方に密接状態で連接された本発明のスクリューコンベヤからなる排土コンベヤにより掘削部側を所定の圧力に維持して密閉できるようになっており、所定の圧力をかけた状態で掘進できるようになっている。

更に詳しく説明すると、本発明の排土コンベヤ２Ａはその先端側を隔壁１２ａを貫通するように設けられ後端側を斜め上方向にして支持されている。排土コンベヤ２Ａの後端側下方には排土コンベヤ等の第２の搬送手段３が配設されて、排土コンベヤ２Ａ後端側に開口した排出口２６Ａから排出された土砂を受け取って、さらに後方に搬送するようになっている。

図２（Ａ）の排土コンベヤ２Ａの拡大図を参照して、排土コンベヤ２Ａは円筒状のケーシング２０Ａ内部にスクリュウ（リボンスクリュウ）２５を収装しており、電動モータ等の回転駆動手段２７でスクリュウ２５を回転駆動させてカッターチャンバ１２内の土砂を斜め上方に搬送し、図２（Ｂ）に示すようにケーシング２０Ａの後端下側に略方形状に切り欠いてなる排出口２６Ａからその土砂を排出するようになっている。

そして、その排出口２６Ａを閉鎖するための閉鎖部材２６１Ａを、円筒状のケーシング２０Ａの外周面上に被装され油圧シリンダ等の往復駆動手段２８で駆動されて軸方向に摺動可能とされた円筒状部材としたことが、本発明の特徴部分となっている。即ち、ケーシング２０Ａの外径よりも内径が僅かに大きな円筒状部材である閉鎖部材２６１Ａは、図２（Ａ）の位置で排出口２６Ａを閉鎖し、図２（Ｂ）の位置で排出口２６Ａを開放するものである。

この閉鎖部材２６１Ａの取付状態を説明するための図３に示す排土コンベヤ２Ａの一部を切り欠いた拡大図を参照して、閉鎖部材２６１Ａは、ケーシング２０Ａの外周よりも内周が僅かに多きな円筒状部材であるが、その両端側寄りの内周面にはゴムなどの弾性部材からなるリング状のシール部材２９ａ，２９ｂが外周側を閉鎖部材２６１Ａの内周面側に設けた取付溝に埋設して固定されており、シール部材２９ａ，２９ｂの間に形成される空間を外部から気・液密状態とするシール手段となっている。

そして、このシール部材２９ａ，２９ｂの内周面で形成される内径が、ケーシング２０Ａの外径よりも僅かに小さく、これをケーシング２０Ａ外周面に密着・被装することでシール部材２９ａ，２９ｂ内周面がケーシング２０Ａ外周面に適度に押圧された状態となって、排出口２６Ａ閉鎖時に内外のシール性を確保するものとなって内部に溜まっている土砂や水分が排出口２６Ａから流出するのを防止する。

このように、閉鎖部材２６１Ａを円筒状としたことで閉鎖時に排出口２６Ｂ部分に大きな内圧がかかっても円筒状の閉鎖部材２６１Ａで全体的に圧力を分散させることができることから摺動動作のスムースさを確保することができ、案内溝を用いて圧力が狭い範囲に集中しやすい従来のものと比べて摺動部の摩耗を軽減できるようになっている。

また、排出口２６Ａと閉鎖部材２６１Ａとの間に介在するシール手段を一組のリング状のシール部材２９ａ，２９ｂをとしたことで、図５に示す従来の排土コンベヤのシール部材２９ｃと比べて、密着部分の幅を大きくしやすくなってシール性を高めることが容易になり、またシール面積が大きくなることでシール状態をより確実にできるとともに、シール手段の摩耗も軽減されて耐久性に優れたものとなる。

さらに、従来の排土コンベヤにおいて排出口を閉鎖する動作において土砂が動作の妨げとなったり先端側に溜まって完全に閉鎖できなかったりして、排出口２６Ｂ付近に付着した土砂がそのシール性を損ないやすかったのに対し、本発明においては、シール部材２９ａ，２９ｂの先端側端面で土砂を確実に掻き落とすことができるため、閉鎖状態を確実なものとしてそのシール性をより確実なものとすることができる。

以上述べたように、円筒状の閉鎖部材を用いるとともに一組のリング状のシール手段を用いた本発明により、その耐久性を損なうことなく排出口閉鎖時における排土コンベヤ内外のシール性を確保できるものである。

本発明における実施の形態の排土コンベヤが配設されたシールド掘進機を示す縦断面図。（Ａ），（Ｂ）は図１の排土コンベヤの動作を説明するための拡大した正面図。図１の排土コンベヤの閉鎖部材の取付け状態を説明するための一部を切り欠いた拡大部分図。従来例を示す縦断面図。図４の排土コンベヤにおける閉鎖板の取付け状態を説明するための一部を切り欠いた拡大部分図。

符号の説明

１Ａシールド掘進機、２Ａ排土コンベヤ、１１カッターヘッド、１２カッターチャンバ、１２ａ隔壁、２０Ａケーシング、２５スクリュウ、２６Ａ排出口、２６１Ａ閉鎖部材、２９ａ，２９ｂシール部材

Claims

カッターヘッド及びカッターチャンバを有する掘削部により地盤を掘削するシールド掘進機の前記カッターチャンバ内に溜まった土砂を後続のシールド内に配置した搬送手段に送出するための排土用コンベヤであって、先端側を前記カッターチャンバ内に密接状態で挿入させるとともに後端側下部外周面に所定形状の排出口が形成されたスクリューを内装する円筒状のケーシングの外周面に、所定の駆動手段により前記ケーシングの軸線方向に沿って往復動させて前記排出口を開閉する円筒状の閉鎖部材が嵌装されており、且つ前記ケーシング外周面の少なくとも前記排出口周囲と前記閉鎖部材内周面との間に所定のシール手段が介在して前記閉鎖部材により前記開閉口を閉じたときに排土用コンベヤ内の土砂がシールド内に流出するのを防止することを特徴とするシールド掘進機の排土用コンベヤ。
前記シール手段は、前記閉鎖部材の内周面両端側に各々周方向に沿うように配置された一組のリング状の弾性部材からなる、ことを特徴とする請求項１に記載したシールド掘進機の排土用コンベヤ。