JP2008297797A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

【課題】一旦使用された地中のシールド掘進機から、旋回環を容易に低コストで取り外して回収することが可能なシールド掘進機を提供する。
【解決手段】掘進機本体４と、掘進方向と平行な軸Ａ廻りに回転される回転部材６と、回転部材６を掘進機本体４に軸Ａ廻りに回転可能に支持する旋回環１０とを備え、旋回環１０は、掘進機本体４に装着された静止側ハウジング１２と、回転部材６に装着された回転側ハウジング１３と、静止側ハウジング１２と回転側ハウジング１３との間に介設されたベアリング１４とを有し、静止側ハウジング１２は、掘進機本体４に静止側ネジ締結具１６によって反切羽側から着脱自在に装着され、回転側ハウジング１３は、回転部材６に回転側ネジ締結具１５によって反切羽側から着脱自在に装着された。
【選択図】図２

Description

本発明は、掘進機本体の前部に、切羽を切削するために掘進方向と平行な軸廻りに回転される回転部材を、上記軸廻りに回転可能に支持する旋回環を設けたシールド掘進機に関する。

図４に示すように、シールド掘進機１ａとして、円筒状のシールドフレーム２と、シールドフレーム２の内部に前後に仕切るように設けられた隔壁構造物３（以下隔壁部材３）と、隔壁部材３にシール５を介して配設されシールドフレーム２の軸心Ａ廻りに回転される回転部材としての中間リング構造物（以下中間リング６）と、中間リング６に周方向に間隔を隔てて複数設けられ夫々軸方向前方に延出された支持ビーム７と、支持ビーム７の前端部に取り付けられたカッタフレーム８と、カッタフレーム８に切羽を切削するために取り付けられたビット９と、中間リング６を隔壁部材３に回転可能に支持する旋回環１０とを備えたものが知られている（特許文献１等）。

旋回環１０は、隔壁部材３に装着された減速機フレーム１１に取り付けられた静止側ハウジング１２と、中間リング６に取り付けられた回転側ハウジング１３と、静止側ハウジング１２と回転側ハウジング１３との間に介設されたベアリング１４とを有する。回転側ハウジング１３及び静止側ハウジング１２は、共に、シールドフレーム２の軸心Ａに対してリング状に形成され、回転側ハウジング１３は、中間リング６に回転側ネジ締結具１５０で切羽側から取り付けられ、静止側ハウジング１２は、減速機フレーム１１に静止側ネジ締結具１６０で反切羽側から取り付けられている。回転側ハウジング１３の外周面には駆動ギヤが設けられ、駆動ギヤは減速機フレーム１１に取り付けられたモータ１９のピニオン２０が噛合されている。これにより、モータ１９を回転駆動させると、静止側ハウジング１２に対して回転側ハウジング１３がシールドフレーム２の軸心Ａ廻りに回転し、中間リング６及び支持ビーム７を介してカッタフレーム８が回転する。

回転側ネジ締結具１５０は、中間リング６の切羽側面にネジ込まれた回転側ネジロッド１５０ａと、回転側ネジロッド１５０ａの前端部にネジ込まれた回転側ナット１５０ｂとを有する。回転側ネジロッド１５０ａには、中間リング６に形成された回転側貫通孔が貫通され、前方に突出した部分に、切羽側から回転側ナット１５０ｂがネジ込まれる。他方、静止側ネジ締結具１６０は、静止側ハウジング１２の反切羽側面にネジ込まれた静止側ネジロッド１６０ａと、静止側ネジロッド１６０ａの後端部にネジ込まれた静止側ナット１６０ｂとを有する。静止側ネジロッド１６０ａには、減速機フレーム１１に形成された静止側貫通孔が貫通され、後方に突出した部分に、反切羽側から静止側ナット１６０ｂがネジ込まれる。

特公平７−９１９４２号公報

ところで近年、一旦使用してこれまで地中に放置されていたシールド掘進機から一部の部品を取り外して再利用を図ることが提案されている。特に、旋回環１０は、静止側ハウジング１２、回転側ハウジング１３及びベアリング１４等の切削加工品から精度よく構成された高価な部品であるため、取り外して再利用を図りたいところである。

しかし、図４のシールド掘進機１ａでは、一旦使用した旋回環１０を取り外すことは実際上困難であり、旋回環１０は再利用されていなかった。すなわち、旋回環１０を取り外すには、静止側ナット１６０ｂ及び回転側ナット１５０ｂを取り外さなければならないところ、静止側ナット１６０ｂは隔壁部材３の後方から容易に取り外すことができるが、回転側ナット１５０ｂは隔壁部材３の前方に作業員が出なければ取り外すことができない。よって、隔壁部材３の前方の土砂及びカッタフレーム８の前方の地山を地盤改良して固める必要が生じ、旋回環１０を再利用することで低減されるコストよりも大きなコストが掛かっていた。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、一旦使用された地中のシールド掘進機から、旋回環を容易に低コストで取り外して回収することが可能なシールド掘進機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、掘進機本体と、該掘進機本体の前部に配設され上記掘進機本体の掘進方向と平行な軸廻りに回転される回転部材と、該回転部材を上記掘進機本体に上記軸廻りに回転可能に支持する旋回環とを備えたシールド掘進機であって、上記旋回環は、上記掘進機本体に装着された静止側ハウジングと、上記回転部材に装着された回転側ハウジングと、上記静止側ハウジングと上記回転側ハウジングとの間に介設されたベアリングとを有し、上記静止側ハウジングは、上記掘進機本体に静止側ネジ締結具によって反切羽側から着脱自在に装着され、上記回転側ハウジングは、上記回転部材に回転側ネジ締結具によって反切羽側から着脱自在に装着されたものである。

上記回転側ハウジングは、掘進方向に沿って形成された回転側貫通孔を有し、上記回転側ネジ締結具は、上記回転部材の反切羽側面にネジ込まれ上記回転側貫通孔を貫通する回転側ネジロッドと、上記回転側貫通孔を貫通した上記回転側ネジロッドにネジ込まれた回転側ナットとを有するものであってもよい。

上記掘進機本体内に設けられた隔壁部材に、反切羽側から着脱可能に装着された減速機フレームを備え、該減速機フレームは、掘進方向に沿って形成された静止側貫通孔を有し、上記静止側ネジ締結具は、上記静止側ハウジングの反切羽側面にネジ込まれ上記静止側貫通孔を貫通する静止側ネジロッドと、上記静止側貫通孔を貫通した上記静止側ネジロッドにネジ込まれた静止側ナットとを有するものであってもよい。

本発明に係るシールド掘進機によれば、一旦使用された地中のシールド掘進機から、旋回環を容易に低コストで取り外して回収することが可能となる。

本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態に係るシールド掘進機の側断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２に記載された各部品の分解図である。

図示するように、シールド掘進機１は、円筒状のシールドフレーム２及びシールドフレーム２の内部に前後に仕切るように形成された隔壁部材３を有する掘進機本体４と、隔壁部材３にシール５を介して配設され掘進機本体４の掘進方向と平行な軸廻り（シールドフレーム２の軸心Ａ廻り）に回転される回転部材６（中間リング６）と、中間リング６に周方向に間隔を隔てて複数設けられ夫々軸方向前方に延出された支持ビーム７と、支持ビーム７の前端部に取り付けられたカッタフレーム８と、カッタフレーム８に切羽を切削するために取り付けられたビット９と、中間リング６を隔壁部材３に上記軸心Ａ廻りに回転可能に支持する旋回環１０と、旋回環１０を覆うように形成され隔壁部材３に反切羽側から着脱可能に装着された減速機フレーム１１とを備えている。

旋回環１０は、減速機フレーム１１に取り付けられた静止側ハウジング１２と、中間リング６に装着された回転側ハウジング１３と、静止側ハウジング１２と回転側ハウジング１３との間に介設されたベアリング１４とを有する。ベアリング１４は、メインスラストベアリング１４ａとサブスラストベアリング１４ｂとラジアルベアリング１４ｃとからなる。回転側ハウジング１３及び静止側ハウジング１２は、共に、シールドフレーム２の軸心Ａに対して内外周に径を異ならせてリング状に形成され、回転側ハウジング１３は、中間リング６に回転側ネジ締結具１５で反切羽側から着脱自在に取り付けられ、静止側ハウジング２は、減速機フレーム１１に静止側ネジ締結具１６で反切羽側から着脱自在に取り付けられている。

固定側ハウジング１２は、軸方向に前後に分割されており、それらが図示しないボルトによって連結されている。回転側ハウジング１３の外周面には駆動ギヤ１７が設けられ、駆動ギヤ１７には、減速機フレーム１１に反切羽側からボルト１８で着脱自在に取り付けられたモータ１９のピニオン２０が噛合されている。これにより、モータ１９を回転駆動させると、静止側ハウジング１２に対して回転側ハウジング１３がシールドフレーム２の軸心Ａ廻りに回転し、中間リング６及び支持ビーム７を介してカッタフレーム８が回転する。

旋回環１０の回転側ハウジング１３には、周方向に間隔を隔てて複数の回転側貫通孔２１が軸方向に貫通して形成されている。中間リング６の反切羽側面には、各回転側貫通孔２１に対応して複数の回転側ネジロッド１５ａが、周方向に間隔を隔ててネジ込まれており、回転側貫通孔２１を貫通した回転側ネジロッド１５ａには、回転側ナット１５ｂがネジ込まれている。これら回転側ネジロッド１５ａ及び回転側ナット１５ｂは、回転側ハウジング１３を中間リング６に締結する回転側ネジ締結具１５を構成する。回転側ネジ締結具１５は、その回転側ネジ締結具１５を緩めるべく把持して回転させる部分である回転側ナット１５ｂが、回転側ハウジング１３の反切羽側に配設されることになる。

減速機フレーム１１には、シールドフレーム２の軸心Ａに対して周方向に間隔を隔てて複数の静止側貫通孔２２が軸方向に形成されている。旋回環１０の静止側ハウジング１２の反切羽側面には、各静止側貫通孔２２に対応して複数の静止側ネジロッド１６ａが、周方向に間隔を隔ててネジ込まれており、静止側貫通孔２２を貫通した静止側ネジロッド１６ａには、静止側ナット１６ｂがネジ込まれている。これら静止側ネジロッド１６ａ及び静止側ナット１６ｂは、静止側ハウジング１２を減速機フレーム１１に締結する静止側ネジ締結具１６を構成する。静止側ネジ締結具１６は、その静止側ネジ締結具１６を緩めるべく把持して回転させる部分である静止側ナット１６ｂが、静止側ハウジング１２の反切羽側に配設されることになる。

減速機フレーム１１は、隔壁部材３に当接される隔壁側フランジ２３と、モータ１９が取り付けられるモータ側フランジ２４とを有する。モータ側フランジ２４には、モータ１９を取り付けるボルト１８がネジ込まれるネジ孔（図示せず）が形成されている。隔壁側フランジ２３は、シールドフレーム２の軸心Ａに対して外周側に位置する外周隔壁側フランジ２３ａと、内周側に位置する内周隔壁側フランジ２３ｂとから成る。

内周隔壁側フランジ２３ｂには、減速機フレーム１１を隔壁部材３に取り付けるためのボルト２４が挿通される第１孔２５が、シールドフレーム２の軸心Ａに対して周方向に間隔を隔てて複数設けられている。外周隔壁側フランジ２３ａには、減速機フレーム１１を隔壁部材３に取り付けるためのネジロッド２６が挿通される第２孔２７が、軸心Ａに対して周方向に間隔を隔てて複数設けられている。モータ側フランジ２４には、第２孔２７に合わせて形成された第３孔２８が、軸心Ａに対して周方向に間隔を隔てて複数設けられている。

第１孔２５に挿通されたボルト２４は、隔壁部材３を構成するブラケット２９に形成された第４孔３０を貫通し、ブラケット２９の裏面にてナット３１が螺合される。第２孔２７に挿通されたネジロッド２６は、隔壁部材３を構成するブラケット３２に形成されたネジ孔３２に螺合される。また、ネジロッド２６にはナット３３が螺合されており、このナット３３が締め込まれることで、外周隔壁側フランジ２３ａがブラケット３１に押し付けられる。更にネジロッド２６は、第３孔２８を貫通しており、貫通した部分にナット３４がネジ込まれる。

本実施形態の作用を述べる。

図１に示すシールド掘進機１がトンネル計画線の終端まで掘進を終了したならば、図２、図３に示すように、ボルト１８を外してモータ１９を減速機フレーム１１から取り外す。

モータ１９を取り外した後、ブラケット３５の一部３５ａを切断（溶断）し、奥側のナット３３にアクセスできるようにし、手前側のナット３４を取り外し、奥側のナット３３をネジ部の端部まで緩め方向に回転させる等してネジロッド２６を回転させ、ネジロッド２６をブラケット３１のネジ孔３２から取り外す。更に、静止側ナット１６ｂを取り外し、ボルト２４を取り外すことで、減速機フレーム１１を隔壁部材３から取り外す。

減速機フレーム１１を取り外した後、回転側ナット１５ｂを取り外し、旋回環１０（回転側ハウジング１３、静止側ハウジング１２、ベアリング１４が一体となったアッセンブリ）を中間リング６から取り外す。回転側ナット１５ｂを取り外す際、インパクトレンチを回転側ナット１５ｂに被せ易くするため、固定側ハウジング１２の外周端部１２ａをメインスラストベアリング１４ａの外周端部の位置に合わせて形成してもよい。回転側ナット１５ｂを取り外した後、回転側ネジロッド１５ａを中間リング６から取り外す。

このように、本実施形態では、旋回環１０の静止側ハウジング１２を隔壁部材３に装着された減速機フレーム１１に締結するための静止側ナット１６ｂが隔壁部材３の後方（反切羽側）に配設されている上、旋回環１０の回転側ハウジング１３を中間リング６に締結するための回転側ナット１５ｂも隔壁部材３の後方に配設されているので、旋回環１０を掘進機本体４から取り外して回収する際、作業員は隔壁部材３の後方からのみ作業をすればよく、隔壁部材３の前方に出ていく必要はない。よって、一旦使用された地中のシールド掘進機１から、旋回環１０を容易に低コストで取り外して回収し、再利用することが可能となる。また、取り外した減速機フレーム１１、モータ１９も再利用できる。

なお、旋回環１０を取り外した後、中間リング６は、隔壁部材３に前方に取り外し可能に支持された状態となるが、カッタフレーム８に加わる土圧、水圧によって、図３にて、中間リング６のフランジ部６ａが隔壁部材３のブラケット３６の前端部に押し付けられ、また、中間リング６と隔壁部材３との間にはシール５が介設されているので、隔壁部材３の前方の地下水が隔壁部材３の後方に浸入することはない。

また、旋回環１０の回転側ハウジング１３を中間リング６に締結する回転側ネジ締結具１５は、回転側ネジロッド１５ａと回転側ナット１５ｂとを一体化した回転側ボルトでもよく、旋回環１０の静止側ハウジング１２を減速機フレーム１１に締結する静止側ネジ締結具１６は、静止側ネジロッド１６ａと静止側ナット１６ｂとを一体化した静止側ボルトでもよい。

本発明の一実施形態に係るシールド掘進機の側断面図である。 図１の要部拡大図である。 図２に記載された各部品の分解図である。 従来例を示すシールド掘進機の側断面図である。

符号の説明

１ シールド掘進機
３ 隔壁部材
４ 掘進機本体
６ 回転部材（中間リング）
１０ 旋回環
１１ 減速機フレーム
１２ 静止側ハウジング
１３ 回転側ハウジング
１４ ベアリング
１５ 回転側ネジ締結具
１５ａ 回転側ネジロッド
１５ｂ 回転側ナット
１６ 静止側ネジ締結具
１６ａ 静止側ネジロッド
１６ｂ 静止側ナット
２１ 回転側貫通孔
２２ 静止側貫通孔
Ａ 軸

Claims (3)

1. 掘進機本体と、該掘進機本体の前部に配設され上記掘進機本体の掘進方向と平行な軸廻りに回転される回転部材と、該回転部材を上記掘進機本体に上記軸廻りに回転可能に支持する旋回環とを備えたシールド掘進機であって、
   上記旋回環は、上記掘進機本体に装着された静止側ハウジングと、上記回転部材に装着された回転側ハウジングと、上記静止側ハウジングと上記回転側ハウジングとの間に介設されたベアリングとを有し、
   上記静止側ハウジングは、上記掘進機本体に静止側ネジ締結具によって反切羽側から着脱自在に装着され、
   上記回転側ハウジングは、上記回転部材に回転側ネジ締結具によって反切羽側から着脱自在に装着されたことを特徴とするシールド掘進機。
2. 上記回転側ハウジングは、掘進方向に沿って形成された回転側貫通孔を有し、
   上記回転側ネジ締結具は、上記回転部材の反切羽側面にネジ込まれ上記回転側貫通孔を貫通する回転側ネジロッドと、上記回転側貫通孔を貫通した上記回転側ネジロッドにネジ込まれた回転側ナットとを有する請求項１に記載のシールド掘進機。
3. 上記掘進機本体内に設けられた隔壁部材に、反切羽側から着脱可能に装着された減速機フレームを備え、
   該減速機フレームは、掘進方向に沿って形成された静止側貫通孔を有し、
   上記静止側ネジ締結具は、上記静止側ハウジングの反切羽側面にネジ込まれ上記静止側貫通孔を貫通する静止側ネジロッドと、上記静止側貫通孔を貫通した上記静止側ネジロッドにネジ込まれた静止側ナットとを有する請求項１又は２に記載のシールド掘進機。

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