JP2011184947A

JP2011184947A - シールド機

Info

Publication number: JP2011184947A
Application number: JP2010051213A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Utsuki; 薫宇津木
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2011-09-22

Abstract

【課題】シールド機のチャンバー内の土砂の流動化を維持する。
【解決手段】シールド機において、カッターヘッド２背面のチャンバー４内に突出して回転駆動されるスクリュー１１装置を備える。具体的には、チャンバー４背面のバルクヘッド５にスクリュー１１装置が複数台取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、カッターヘッド背面にチャンバーを備えるシールド機に関する。

土圧シールド・泥土圧シールド・複合型シールドなどのシールド機は、カッターヘッド背面のチャンバー内に土砂を溜めて一定の土圧を保持しながら掘進するため、シールド掘進中に土砂でチャンバー内が閉塞する、または閉塞ぎみになることは頻繁に生じる。特に、粘性の高い粘土層等を掘進する際はその傾向が顕著になることは知られるところである。
これに対し、土砂による閉塞を機械的に解消する方法として、チャンバー内に撹拌翼や固定翼を付けたり（例えば特許文献１、２参照）、アジテータを付けたり（例えば特許文献３参照）する方法がとられてきた。

特開２００５−２１３７９０号公報特開２００２−２１３１８１号公報特開平１０−３３９０９１号公報

しかしながら、こうした撹拌翼や固定翼やアジテータ等の閉塞防止のための装備をした場合においても閉塞することがある。
すなわち、従来の機械的な装置は、翼が円周方向にのみ作用するものであったため、チャンバー内の土砂が閉塞によりカッター背面に全体的に付着した場合、撹拌翼と一緒に動くために、その効果が失われたり、アジテータのようなものは、回転している羽根周りが空洞になるだけで、確実に閉塞を抑えるほど効果的なものではなかった。

本発明の課題は、シールド機のチャンバー内の土砂の流動化を維持することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、カッターヘッド背面のチャンバー内に突出して回転駆動されるスクリュー装置を備えるシールド機を特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシールド機であって、前記チャンバー背面のバルクヘッドに前記スクリュー装置が複数台取り付けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシールド機であって、前記スクリュー装置の回転軸に角度を付けたスクリュー軸が装着可能となっていることを特徴とする。

本発明によれば、シールド機のチャンバー内のスクリュー装置によって土砂の流動化を維持することができる。

本発明を適用したシールド機の実施形態１の構成を示す縦断側面図である。図１の矢印Ａ−Ａ線に沿った図である。実施形態２として回転軸に装着した角度を付けたスクリュー軸による作用を示す図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１及び図２は本発明を適用したシールド機の一実施形態の構成を示すもので、図中、１は前胴部、２はカッターヘッド、３はカッター、４はチャンバー、５はバルクヘッド、６はカッターモーター、７はスクリューコンベア、８はシールドジャッキ、９は中折れジャッキ、１１は閉塞防止スクリュー、１２はスクリュー軸、１３は羽根、１５はスクリューモーター、１６は回転軸、１７はピンである。

図示のように、前胴部１の前部にカッターヘッド２が備えられて、このカッターヘッド２の前面に多数のカッター３が設けられている。また、カッターヘッド２の背面側にチャンバー４が形成されて、チャンバー４の背面側はバルクヘッド５で閉じられている。

バルクヘッド５には、カッターヘッド２を回転駆動するカッターモーター６が上下左右に４台取り付けられるとともに、下部に開口する排泥用のスクリューコンベア７が接続されている。また、前胴部１の後部内に、推進駆動用のシールドジャッキ８と、図示しない後胴部との間に架設する中折れジャッキ９とが設置されている。

そして、チャンバー４の内部には、閉塞防止スクリュー１１が複数台（図示例では上下２台）設けられている。この閉塞防止スクリュー１１は、スクリューコンベア７と同様、図示のように、スクリュー軸１２に沿ってスパイラル形状をなす羽根１３を有するもので、バルクヘッド５に取り付けたスクリューモーター１５により回転軸１６を介して回転駆動される。

すなわち、閉塞防止スクリュー１１のスクリュー軸１２は、スクリューモーター１５に連結した回転軸１６にピン１７を介して接続されている。

以上のシールド機は、カッターヘッド２の回転駆動を伴った推進により、カッター３で掘削された土砂がチャンバー４内に取り込まれ、そのチャンバー４内において、スクリューモーター１５による閉塞防止スクリュー１１の回転駆動で、その複数台のスパイラル形状の羽根１３により土砂が強制的に掻き回される。

すなわち、チャンバー４内に溜まった土砂を、回転する閉塞防止スクリュー１１のスパイラル形状の羽根１３により、その軸方向の前後に土砂を動かすことが可能になり、チャンバー４内の土砂が回転することで、その動きが円周方向に連続することで、チャンバー４内の土砂全体の流動化を維持させることが可能となる。

従って、チャンバー４内の土砂を、複数台の閉塞防止スクリュー１１のスパイラル形状の羽根１３で強制的に絶えず動かすことにより、チャンバー４内の土砂の閉塞をなくすことができる。
このように、チャンバー４内の土砂の流動化を維持し、結果的に閉塞することが無いので、掘進速度も落ちずに掘進できることとなる。

また、この閉塞防止スクリュー１１のスパイラル形状の羽根１３は固定翼の効果も備わっており、カッターヘッド２裏側に付着した土砂は、この閉塞防止スクリュー１１のスパイラル形状の羽根１３の回転により掻き落とされることになる。

ここで、閉塞防止スクリュー１１の動作としては、土砂の圧密を起こさないためにも、通常正逆回転を一定時間で繰り返す制御が最もよいが、スイッチの選択により正回転または逆回転の一定方向の回転も選択できるようにスイッチを装備してもよい。さらに、回転数・トルク設定も可変とする制御やスイッチを装備してもよい。

（実施形態２）
図３は実施形態２として回転軸１６に装着した角度を付けた閉塞防止スクリュー２１による作用を示すもので、前述した実施形態１と同様、図中、１は前胴部、２はカッターヘッド、３はカッター、４はチャンバー、５はバルクヘッド、６はカッターモーター、７はスクリューコンベア、８はシールドジャッキ、９は中折れジャッキ、１１は閉塞防止スクリュー、１２はスクリュー軸、１３は羽根、１５はスクリューモーター、１６は回転軸、１７はピンであって、２１は閉塞防止スクリュー、２２はスクリュー軸、２３は羽根である。

図示のように、実施形態１と同様の閉塞防止スクリュー１１を用いる他、「へ」の字状に角度を付けたスクリュー軸２２に沿ってスパイラル形状をなす羽根２３を有する閉塞防止スクリュー２１を用い、その角度を付けたスクリュー軸２２を、別のスクリューモーター１５に連結した回転軸１６にピン１７で接続している。

このように、スクリューモーター１５に連結した回転軸１６に角度を付けたスクリュー軸２２を装着することで、影響範囲を拡大することが可能となる。

以上の実施形態のシールド機の他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１前胴部
２カッターヘッド
３カッター
４チャンバー
５バルクヘッド
６カッターモーター
７スクリューコンベア
８シールドジャッキ
９中折れジャッキ
１１閉塞防止スクリュー
１２スクリュー軸
１３羽根
１５スクリューモーター
１６回転軸
１７ピン
２１閉塞防止スクリュー
２２スクリュー軸
２３羽根

Claims

カッターヘッド背面のチャンバー内に突出して回転駆動されるスクリュー装置を備えることを特徴とするシールド機。
前記チャンバー背面のバルクヘッドに前記スクリュー装置が複数台取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のシールド機。
前記スクリュー装置の回転軸に角度を付けたスクリュー軸が装着可能となっていることを特徴とする請求項１または２に記載のシールド機。