JP2011069107A - シールド掘進機のスクリューコンベアのメンテナンス構造 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスを容易に行うことができるシールド掘進機のスクリューコンベアのメンテナンス構造を提供する。
【解決手段】前端に土砂取込口１２を有し、後端側に排土口１３を有する円筒状のケーシング１４と、該ケーシング１４内に回転可能に設けられたスクリュー１５とをメンテナンスする構造において、前記ケーシング１４を前後に分割し、前記スクリュー１５を露出させるために前部ケーシング１４ａに対して後部ケーシング１４ｂをパワーシリンダ２２を介して接近離反可能に接続し、前記後部ケーシング１４ｂの両側部に長手方向に沿ってガイドレール２３を設け、これらガイドレール２３を介して後部ケーシング１４ｂをスライド可能に支持する支持体２４を前記シールド掘進機１のシールドフレーム２に設け、前記支持体は前記ガイドレール２３を上方、下方及び側方の三方から支持する複数の支持ローラ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールド掘進機のスクリューコンベアのメンテナンス構造に係り、特にスクリューのメンテナンスを容易にする技術に関するものである。

図５に示すようにシールド掘進機１は、掘削した土砂を後方に搬出するための排土装置としてスクリューコンベア１１を備えている（例えば特許文献１参照）。このスクリューコンベア１１は、前端に土砂取込口１２を有し、後端側に排土口１３を有する円筒状のケーシング１４と、このケーシング１４内に回転可能に設けられたスクリュー１５と、ケーシング１４の後端部に設けられスクリュー１５を回転駆動する駆動部１６とを備え、スクリューコンベア１１は前端が低位置となり、後端が高位置となるように傾斜した状態で円筒状のシールドフレーム２内に設置されている。

ところで、前記スクリューコンベア１１は、土砂取込口１２側から土砂を取り込む構造上、スクリュー１５の先端側が磨耗し易いだけでなく、スクリュー１５の先端側にレキを噛み込んだり、土砂が付着したりして土砂の搬出が困難となる場合がある。このような場合、スクリューコンベヤ１１を取外してメンテナンスを行う必要があり、メンテナンスが大変である。

そこで、このような問題を解消するために本発明者は、図６にも示すように前記スクリューコンベア１１のケーシング１４を前後に分割し、前記スクリュー１５を露出させるために前部ケーシング１４ａに対して後部ケーシング１４ｂをパワーシリンダ２２を介して接近離反可能に接続し、パワーシリンダ２２の伸張によりスクリュー１５の先端側を前部ケーシング１１から引き抜くことができるようにしたスクリューコンベア１１を先に提案している（未公開）。

この場合、前記前部ケーシング１４ａはシールド掘進機１の隔壁３に取付けられ、後部ケーシング１４ｂはシールド掘進機１のシールドフレーム３内に設置された支持台４０の傾斜した支持面４０ａに締結具（例えばボルトとナット）で取付けられている。

特開２００６−２３３６０９号公報

しかしながら、前記スクリューコンベア１１においては、メンテナンスを行う際に、後部ケーシング１４ｂを支持台４０の支持面４０ａに沿って滑らせる構造に過ぎないため、後部ケーシング１４ｂを円滑にスライドさせることが難しく、後部ケーシング１４ｂをチェーンブロック等の持上げ装置により吊る必要があり、メンテナンスが大変である。この場合、後部ケーシング１４ｂを支持台４０の支持面４０ａ上に浮くようにして滑らせる必要があるため、後部ケーシング１４ｂががたつく。また、パワーシリンダ２２に曲げ等の無理な負荷がかかる虞もある。

本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、後部ケーシングを吊る必要がなく円滑にスライドさせることができ、メンテナンスを容易に行うことができるシールド掘進機のスクリューコンベアのメンテナンス構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、前端に土砂取込口を有し、後端側に排土口を有する円筒状のケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられたスクリューと、ケーシングの後端に設けられ前記スクリューを回転駆動する駆動部とを有し、前記ケーシングの前端部をシールド掘進機内の隔壁に取付けてなるスクリューコンベヤをメンテナンスする構造において、前記ケーシングを前後に分割し、前記スクリューコンベアを露出させるために前部ケーシングに対して後部ケーシングをパワーシリンダを介して接近離反可能に接続し、前記後部ケーシングの両側部に長手方向に沿ってガイドレールを設け、これらガイドレールを介して後部ケーシングをスライド可能に支持する支持体を前記シールド掘進機のシールドフレームに設け、前記支持体は前記ガイドレールを上方、下方及び側方の三方から支持する複数の支持ローラを有していることを特徴とする。

前記スクリューの先端部が前記前部ケーシングの前端部から前記土砂取込室内に突出しており、前記後部ケーシングの前端部には、該後部ケーシングを後退させて前記スクリューの先端部を前部ケーシングの前端部よりも後方に移動させた時に前部ケーシングと後部ケーシングとの間の隙間を覆う内筒が設けられている。

前記前部ケーシングの土砂取込口には、前記スクリューの先端部を前部ケーシングの前端部よりも後方に移動させた時に前記土砂取込口を閉じることが可能な入口ゲートが設けられている。

本発明によれば、スクリューを露出するために後部ケーシングを吊る必要がなく円滑にスライドさせることができ、メンテナンスを容易に行うことができる。

本発明の実施形態に係るシールド掘進機のスクリューコンベアを概略的に示す図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 スクリューコンベアの前部ケーシングと後部ケーシングとの隙間を内筒で塞いだ状態を概略的に示す図である。 スクリューコンベアの後部ケーシングをスライドさせた状態を示す部分的側面図である。 本発明者が先に提案したシールド掘進機のスクリューコンベアを示す図である。 スクリューコンベアの後部ケーシングをスライドさせた状態を示す部分的側面図である。

以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。

図１に示すように、シールド掘進機１は、筒状のシールドフレーム２の内部にこれを前後に仕切る隔壁３を設け、シールドフレーム２の前面に切羽地山を掘削する回転式のカッター４を設けて構成されている。カッター４は、センターボス４ａに複数本のカッタースポーク４ｂを放射状に設け、カッタースポーク４ｂには地山を掘削するカッタービット４ｃやカッタースポーク４ｂの内部から径方向外方に突出して地山を掘削するオーバーカッター（図示省略）が設けられている。

隔壁３には回転リング５が回転可能に設けられ、この回転リング５と前記カッタースポーク４ｂが中間ビーム６を介して連結されている。前記回転リング５にはリング状の歯車７が設けられ、前記隔壁３にはその歯車７に駆動歯車８を噛合させてカッター４を回転駆動する駆動部（例えば電動モータ）９が設けられている。隔壁３は、例えば前記シールドフレーム２の内周に設けられた環状の第１隔壁３ａと、該第１隔壁３ａの内周側に配置される第２隔壁３ｂとからなり、図示例では第２隔壁３ｂは、第１隔壁３ａと同様に固定の隔壁になっているが、回転リング５と一緒に回転する構造になっていてもよい。

前記カッター４と隔壁３の間には、カッタービット４ｃやオーバーカッターにより掘削された土砂を取り込むための土砂取込室（チャンバー）１０が形成されている。なお、カッタースポーク４ｂの背面部には、該カッタースポーク４ｂと一体に回転して土砂取込室１０内の土砂を混練したり、第１隔壁３ａへの土砂の付着を抑制するための攪拌翼４１が突設されている。なお、図示例のシールドフレーム２は、中折れ用のジャッキ４２を介して屈曲可能に連結された前胴部２ａと後胴部２ｂからなり、前胴部２ａには推進用のシールドジャッキ４３が設けられ、後胴部２ｂには旋回リング４４を介して図示しないセグメント組立装置が設けられている。

前記隔壁３を構成する第１隔壁３ａの下側には土砂取込室１０から土砂を後方に搬出するためのスクリューコンベア１１が設けられている。このスクリューコンベア１１は、前端に土砂取込口１２を有し、後端側に排土口１３を有する円筒状のケーシング１４と、このケーシング１４内に回転可能に設けられたスクリュー１５と、このスクリュー１５を回転駆動するために前記ケーシング１４の後端に設けられた駆動部（例えば電動モータ）１６とを有している。スクリュー１５は、回転軸１５ａと、この回転軸１５ａに設けられた螺旋状の送り羽根１５ｂとからなる。スクリュー１５の回転軸１５ａの後端部が減速機構を有する駆動部１６により回転駆動されるようになっている。スクリュー１５は、前端側が自由端になっており、駆動部１６をケーシング１４との固定を解除して後方に移動させることによりスクリュー１５をケーシング１４内に沿って後退させたり、ケーシング１４から引き抜くことが可能になっている。

スクリューコンベア１１は、ケーシング１４の前端部が前記隔壁３の下側すなわち第１隔壁３ａの下側に接続され、後端側が斜め上方に向って延出されている。前記ケーシング１４の前端部の土砂取込口１２は第１隔壁３ａに接続するために斜めに切断されている。第１隔壁３ａにはケーシング１４の土砂取込口１２とシールド掘進機１の土砂取込室１０とを連通する開口部１７が設けられている。前記土砂取込室１０内からスクリューコンベア１１のケーシング１４内に土砂を取り込むために、前記開口部１７から土砂取込室１０内にスクリュー１５の先端部が突出されている。このようにスクリュー１５の先端部は、土砂取込室１０内に突出している構造上、磨耗や損傷をし易く、メンテナンスが必要となる。

第１隔壁３ａには、図３に示すようにメンテナンスのためにスクリュー１５の先端側を開口部１７から後退させたときに、開口部１７を閉鎖することが可能な入口ゲート１８が設けられている。この場合、入口ゲート１８は幅方向中央部で左右にニ分割されたゲート板１８ａ，１８ｂを有し、これらゲート板１８ａ，１８ｂが両側に配置されたパワーシリンダ１９により開閉されるようになっている。なお、ケーシング１４の後端側の下部には排土口１３が設けられていると共に、ゲート板２０を進退させて前記排土口１３を開閉する排土ゲート装置２１が設けられている。

前記スクリューコンベア１１のメンテナンスを容易にするために、図１、図２ないし図３に示すように前記ケーシング１４は前後に分割され、前部ケーシング１４ａと後部ケーシング１４ｂとからなっている。前記スクリューコンベア１１を露出させるために、前部ケーシング１４ａに対して後部ケーシング１４ｂがパワーシリンダ２２を介して接近離反可能に接続されている。また、後部ケーシング１４ｂを吊る必要がなく円滑にスライド可能とするために、前記後部ケーシング１４ｂの両側部に長手方向（ケーシングの軸方向）に沿ってガイドレール２３が設け、これらガイドレール２３を介して後部ケーシング１４ｂをスライド可能に支持する支持体２４が前記シールド掘進機１のシールドフレーム３に設けられ、前記支持体２４は前記ガイドレール２３を上方、下方及び側方の三方から支持する複数の支持ローラ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを有している。

前部ケーシング１４ａの後端と後部ケーシング１４ｂの前端とには、フランジ部２６ａ，２６ｂがそれぞれ設けられ、これらフランジ部２６ａ，２６ｂをボルトとナットで締結することにより前部ケーシング１４ａと後部ケーシング１４ｂとが接続されている。前部ケーシング１４ａと後部ケーシング１４ｂの上面側にパワーシリンダ２２が左右一対配置されると共に、各パワーシリンダ２２の両端部がブラケット２７を介して取付けられている。前記後部ケーシング１４ｂの前端部には、図３ないし図４に示すように後部ケーシング１４ｂを後退させて前記スクリュー１５の先端部を前部ケーシング１４ａの前端部よりも後方に移動させた時に前部ケーシング１４ａと後部ケーシング１４ｂとの間の隙間を覆う内筒２８が設けられている。この内筒２８の長さは、少なくとも前記前部ケーシング１４ａの前端部から土砂取込室１０内に突出したスクリュー１５の突出長さとされている。前記内筒２８により前部ケーシング１４ａと後部ケーシング１４ｂとの間の隙間から切羽地山側の土圧により土砂が噴出するのを防止できるようになっている。また、その後、第１隔壁３ａの開口部１７を入口ゲート１８で閉じることにより、切羽地山側からの土圧を遮断し、前部ケーシング１４ａと後部ケーシング１４ｂとの間を更に開いてスクリュー１５を露出させることができるようになっている。

左右一対の前記ガイドレール２３は、図２に示すように断面方形で、対向する内側面が後部ケーシング１４ｂの形状に対応して凹面状に形成されている。ガイドレール２３は、後部ケーシング１４ｂの両側面に長手方向に沿って溶接により一体的に固定されており、後部ケーシング１４ｂを補強する機能も有している。

前記支持体２４は、シールドフレーム２の前胴部２ａの内面下部に設置された支持台２９の上部に取付けられた基板２４ａと、この基板２４ａに起立して設けられた左右一対の支持板２４ｂと、これら支持板２４ｂと基板２４ａとの間に設けられた補強材２４ｃとから構成されている。前記支持板２４ｂはスクリューコンベア１１の長手方向に沿って斜め上方に延出して形成されている。前記支持ローラ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは前記支持板２４ｂに設けられている。

支持ローラ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、ガイドレール２３の上面に当接する上部支持ローラ２５ａと、ガイドレール２３の下面に当接する下部支持ローラ２５ｂと、ガイドレール２３の側面に当接する側部支持ローラ２５ｃとからなっている。側部支持ローラ２５ｃは、支持板２４ｂに開けた開口部３０に軸受３１を介して設けられている。この場合、１個の側部支持ローラ２５ｃにつきその対角線上に上部支持ローラ２５ａと下部支持ローラ２５ｂを２個ずつ配したローラセットを各ガイドレール２３の長手方向に所定の間隔を隔てて前後に２セットずつ配設して構成されており、これにより長尺で重量（スクリューの重量も含む）のある後部ケーシング１４ｂを安定した状態でスムーズにスライドさせることができる。

以上の構成からなる本実施形態の作用を説明する。スクリューコンベア１１のメンテナンスを行う場合には、先ずシールド掘進機１の掘削作業を停止し、スクリューコンベア１１のケーシング１４内に残っている土砂を払い出したなら、スクリューコンベア１１の駆動を停止する。次に、前部ケーシング１４ａと後部ケーシング１４ｂの結合を解き、パワーシリンダ２２の伸長により後部ケーシング１４ｂをスクリュー１５の先端部の突出長さだけ後退させ、前部ケーシング１４ａと後部ケーシング１４ｂとの間の隙間を内筒２８で覆ってから、入口ゲート１８を閉じて第１隔壁３ａの開口部１７を遮蔽する。次に、前記パワーシリンダ２２を更に伸張させることにより後部ケーシング１４ｂを後方に移動させ、前部ケーシング１４ａと後部ケーシング１４ｂとの間を大きく開いてスクリュー１５を露出させる。これにより，スクリュー１５の先端側が露出するため、そのメンテナンスを容易に行うことができる。

この場合、前記ケーシングを前後に分割し、前記スクリュー１５を露出させるために前部ケーシング１４ａに対して後部ケーシング１４ｂをパワーシリンダ２２を介して接近離反可能に接続し、前記後部ケーシング１４ｂの両側部に長手方向に沿ってガイドレール２３を設け、これらガイドレール２３を介して後部ケーシング１４ｂをスライド可能に支持する支持体２４を前記シールド掘進機１のシールドフレーム２に設け、前記支持体２４は前記ガイドレール２３を上方、下方及び側方の三方から支持する複数の支持ローラ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを有しているため、後部ケーシング１４ｂをスムーズにスライドさせることが可能となると共に、十分な支持強度を確保することが可能となる。従って、スライド時に後部ケーシング１４ｂが自重で下がることを防止でき、後部ケーシング１４ｂをチェーンブロック等で吊る必要がなくなり、作業性の向上が図れる。また、パワーシリンダ２２に曲げ等の無理な負荷が掛からなくなり、パワーシリンダ２２の耐久性の向上が図れる。更に、前記支持体２４は、シールドフレーム２の前胴部２ａの内面下部に設置された支持台２９の上部に取付けられた基板２４ａと、この基板２４ａに起立して設けられた左右一対の支持板２４ｂと、これら支持板２４ｂと基板２４ａとの間に設けられた補強材２４ｃとから構成され、前記支持板２４ｂはスクリューコンベア１１の長手方向に沿って斜め上方に延出して形成されているため、セグメント組立装置の回転時に干渉する虞はない。

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。

１ シールド掘進機
２ シールドフレーム
１０ 土砂取込室
１１ スクリューコンベア
１２ 土砂取込口
１３ 排土口
１４ ケーシング
１４ａ 前部ケーシング
１４ｂ 後部ケーシング
１５ スクリュー
１６ 駆動部
１７ 開口部
２２ パワーシリンダ
２３ ガイドレール
２４ 支持体
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 支持ローラ
２８ 円筒

Claims (3)

1. 前端に土砂取込口を有し、後端側に排土口を有する円筒状のケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられたスクリューと、ケーシングの後端に設けられ前記スクリューを回転駆動する駆動部とを有し、前記ケーシングの前端部をシールド掘進機内の隔壁に取付けてなるスクリューコンベヤをメンテナンスする構造において、前記ケーシングを前後に分割し、前記スクリューコンベアを露出させるために前部ケーシングに対して後部ケーシングをパワーシリンダを介して接近離反可能に接続し、前記後部ケーシングの両側部に長手方向に沿ってガイドレールを設け、これらガイドレールを介して後部ケーシングをスライド可能に支持する支持体を前記シールド掘進機のシールドフレームに設け、前記支持体は前記ガイドレールを上方、下方及び側方の三方から支持する複数の支持ローラを有している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のメンテナンス構造。
2. 前記スクリューの先端部が前記前部ケーシングの前端部から前記土砂取込室内に突出しており、前記後部ケーシングの前端部には、該後部ケーシングを後退させて前記スクリューの先端部を前部ケーシングの前端部よりも後方に移動させた時に前部ケーシングと後部ケーシングとの間の隙間を覆う内筒が設けられている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のメンテナンス構造。
3. 前記前部ケーシングの土砂取込口には、前記スクリューの先端部を前部ケーシングの前端部よりも後方に移動させた時に前記土砂取込口を閉じることが可能な入口ゲートが設けられていることを特徴とする請求項２記載のシールド掘進機のスクリューコンベアのメンテナンス構造。

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