JP2019157548A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッシャを駆動する駆動機構の掘削土砂による故障を防止することができるシールド掘進機を提供する。【解決手段】シールド掘進機は、筒状の胴体と、胴体の先端部分に設けられた、カッターチャンバーに面する正面壁と、正面壁の下部に設けられた排泥口を通じてカッターチャンバーと連通する排泥チャンバーを挟んで正面壁と対向し、胴体の内部空間である機械室に面する隔壁と、隔壁に接続された排泥管と、排泥チャンバー内に配置されたクラッシャと、機械室内に配置された、クラッシャを駆動するための駆動機構と、隔壁を貫通してクラッシュと駆動機構とを連結する動力伝達部材と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、シールド掘進機に関する。

一般的に、トンネル工事に使用されるシールド掘進機では、筒状の胴体の先端部分に正面壁が設けられ、この正面壁が面するカッターチャンバー内にカッターヘッドにより掘削された掘削土砂が流入する。このようなシールド掘進機には、掘削土砂中の岩石を破砕するためにクラッシャが装備されることがある。

例えば、特許文献１には、図６に示すようなシールド掘進機１００が開示されている。このシールド掘進機１００では、正面壁１２０の後方に隔壁１５０が設けられ、正面壁１２０の下部と隔壁１５０との間に排泥チャンバー１３０が形成されている。排泥チャンバー１３０は、正面壁１２０の下部に設けられた排泥口１２１を通じてカッターチャンバー１１０と連通している。そして、この排泥チャンバー１３０内にクラッシャ１４０が配置されている。隔壁１５０には排泥管１６０が接続されている。

欧州特許出願公開第１１７２５２２号明細書

ところで、図６には図示されていないものの、特許文献１に開示されたシールド掘進機１００では、クラッシャ１４０を駆動する駆動機構も排泥チャンバー１３０内に配置されている。

しかしながら、このように駆動機構が排泥チャンバー１３０内に配置されている場合には、駆動機構が掘削土砂に常時曝されるために、駆動機構が故障し易い。

そこで、本発明は、クラッシャを駆動する駆動機構の掘削土砂による故障を防止することができるシールド掘進機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のシールド掘進機は、筒状の胴体と、前記胴体の先端部分に設けられた、カッターチャンバーに面する正面壁と、前記正面壁の下部に設けられた排泥口を通じて前記カッターチャンバーと連通する排泥チャンバーを挟んで前記正面壁と対向し、前記胴体の内部空間である機械室に面する隔壁と、前記隔壁に接続された排泥管と、前記排泥チャンバー内に配置されたクラッシャと、前記機械室内に配置された、前記クラッシャを駆動するための駆動機構と、前記隔壁を貫通して前記クラッシュと前記駆動機構とを連結する動力伝達部材と、を備える、ことを特徴とする。

上記の構成によれば、クラッシャを駆動する駆動機構が胴体の内部空間である機械室内に配置されているので、駆動機構の掘削土砂による故障を防止することができる。

上記のシールド掘進機は、前記排泥チャンバーに対する前記排泥管の開口と前記クラッシャとの間に設けられた格子と、前記胴体と共に、前記格子と前記排泥管の開口との間の空間を取り囲む囲いと、前記囲いの上方で前記動力伝達部材を回転可能に支持する軸受箱と、を更に備えてもよい。この構成によれば、囲いの上方の空間を合理的に利用して軸受箱を配置することができる。

本発明によれば、クラッシャを駆動する駆動機構の掘削土砂による故障を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るシールド掘進機の縦断面図である。 図１の要部の拡大図である。 図２のIII−III線に沿った横断面図である。 図２のIV−IV線に沿った横断面図である。 図２のV−V線に沿った横断面図である。 従来のシールド掘進機の縦断面図である。

図１に、本発明の一実施形態に係るシールド掘進機１を示す。このシールド掘進機１は、筒状の胴体３１と、胴体３１の前方（シールド掘進機１の進行方向）に配置されたカッターヘッド２１を含む。

本実施形態では、胴体３１が、前胴３２と後胴３３とに分けられており、折れ曲がり可能となっている。ただし、胴体３１は折れ曲がり可能でなくてもよい。

胴体３１の先端部分には、環状の外側正面壁４５が設けられている。また、外側正面壁４５の内側には、円形状の内側正面壁４１が設けられている。外側正面壁４５と内側正面壁４１とは、支持構造体４３によって連結されている。

外側正面壁４５および内側正面壁４１とカッターヘッド２１との間には、カッターチャンバー１１が形成されている。つまり、外側正面壁４５および内側正面壁４１は、カッターチャンバー１１に面する。カッターチャンバー１１内には、カッターヘッド２１により掘削された掘削土砂が流入する。外側正面壁４５および内側正面壁４１は、カッターチャンバー１１と、後述する機械室１４、排泥チャンバー１２および非排泥チャンバー１３とを仕切る役割を果たす。

カッターヘッド２１は、当該カッターヘッド２１の後方（シールド掘進機１の進行方向と反対側）に配置されたカッタードラム２２と接続されている。カッタードラム２２は、ベアリング２３，２４を介して支持構造体４３に回転可能に支持されている。

支持構造体４３は、カッタードラム２２と共に内側のベアリング２３を挟持する内側スリーブ４２と、カッタードラム２２と共に外側のベアリング２４を挟持する外側スリーブ４４を含む。内側スリーブ４２は内側正面壁４１と接合されており、外側スリーブ４４は外側正面壁４５と接合されている。

外側正面壁４５の後方には、環状の隔壁５１が設けられている。隔壁５１の外周縁は胴体３１と接続されている。隔壁５１の内周縁からは周壁５２が前方に延びており、この周壁５２の前端がリング５３によって支持構造体４３の外側スリーブ４４と接続されている。ただし、隔壁５１と支持構造体４３との接続構造は、これに限られるものではなく、適宜変更可能である。隔壁５１および周壁５２は、後述する機械室１４と、後述する排泥チャンバー１２および非排泥チャンバー１３とを仕切る役割を果たす。

図２および図４に示すように、外側正面壁４５の下部と隔壁５１の下部との間には、一対の側壁５４が設けられている。これらの側壁５４は、外側正面壁４５と隔壁５１との間の空間を、最下部に位置する排泥チャンバー１２と断面略Ｃ字状の非排泥チャンバー１３とに仕切っている。換言すれば、隔壁５１は、排泥チャンバー１２および非排泥チャンバー１３を挟んで外側正面壁４５と対向している。

外側正面壁４５の下部には、図２および図３に示すように、排泥口４６が設けられている。この排泥口４６を通じて、側壁５４の間の排泥チャンバー１２がカッターチャンバー１１と連通している。また、隔壁５１の下部には、排泥チャンバー１２に開口するように排泥管１６が接続されている。

隔壁５１および周壁５２は、胴体３１の内部空間である機械室１４に面している。図示は省略するが、機械室１４内には、カッタードラム２２およびカッターヘッド２１を回転させる油圧モータや、セグメント１０を組み立てるエレクタ装置などが配置されている。

また、機械室１４内には、複数のシールドジャッキ１５が配置されている。これらのシールドジャッキ１５は、胴体３１の内周面に取り付けられており、組み立てられたセグメント１０を押圧してシールド掘進機１を前進させる。

次に、図２〜図５を参照して、排泥チャンバー１２回りの構造について詳細に説明する。

排泥チャンバー１２内には、外側正面壁４５の裏面に接するようにゲート４７が設けられている。このゲート４７は、一対のジャッキ４８により駆動されて、排泥口４６を開閉する。

また、排泥チャンバー１２内には、カッターヘッド２１により掘削された掘削土砂中の岩石を破砕するためのクラッシャ６が配置されている。クラッシャ６は、一対の破砕爪６１を含む。これらの破砕爪６１からは後方に向かって一対のシャフト（動力伝達部材）７１が延びており、これらのシャフト７１が隔壁５１を貫通している。なお、本発明の動力伝達部材はシャフトに限られるものではない。

クラッシャ６と排泥チャンバー１２に対する排泥管１６の開口１７との間には、格子９１が設けられている。格子９１は、所定の大きさ以上の岩石の通過を禁止する篩の役割を果たす。

本実施形態では、格子９１が隔壁５１よりもある程度前方に配置されている。そして、格子９１と排泥管１６の開口１７との間の空間が、胴体３１と共に囲い９２で取り囲まれている。囲い９２は、天板９３と一対の側板９４を含む。

囲い９２の上方には、上述した一対のシャフト７１を回転可能に支持する軸受箱７２が配置されている。軸受箱７２は、周壁５２に固定されている。

隔壁５１の後方、すなわち機械室１４内には、クラッシャ６を駆動するための駆動機構８が配置されている。駆動機構８は、シャフト７１によりクラッシャ６と連結されている。

より詳しくは、駆動機構８は、一対のジャッキ８２を含む。各ジャッキ８２の一端は、シャフト７１の後端部に固定されたアーム８１とピン連結されており、他端は、胴体３１の内周面に取り付けられたブラケット８３とピン連結されている。そして、双方のジャッキ８２が伸長すれば破砕爪６１が互いに近づくように揺動し、双方のジャッキ８２が短縮すれば破砕爪６１が互いに離れるように揺動する。

以上説明したように、本実施形態のシールド掘進機１では、クラッシャ６を駆動する駆動機構８が胴体３１の内部空間である機械室１４内に配置されているので、駆動機構８の掘削土砂による故障を防止することができる。

また、本実施形態では、囲い９２の上方にシャフト７１を回転可能に支持する軸受箱７２が配置されているので、囲い９２の上方の空間を合理的に利用して軸受箱７２を配置することができる。

なお、本発明は上述した実施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種々の変形が可能である。

１ シールド掘進機
１１ カッターチャンバー
１２ 排泥チャンバー
１４ 機械室
１６ 排泥管
１７ 開口
３１ 胴体
４１，４５ 正面壁
４６ 排泥口
５１ 隔壁
６ クラッシャ
７１ シャフト（動力伝達部材）
７２ 軸受箱
８ 駆動機構
９１ 格子
９２ 囲い

Claims (2)

1. 筒状の胴体と、
   前記胴体の先端部分に設けられた、カッターチャンバーに面する正面壁と、
   前記正面壁の下部に設けられた排泥口を通じて前記カッターチャンバーと連通する排泥チャンバーを挟んで前記正面壁と対向し、前記胴体の内部空間である機械室に面する隔壁と、
   前記隔壁に接続された排泥管と、
   前記排泥チャンバー内に配置されたクラッシャと、
   前記機械室内に配置された、前記クラッシャを駆動するための駆動機構と、
   前記隔壁を貫通して前記クラッシュと前記駆動機構とを連結する動力伝達部材と、
   を備える、シールド掘進機。
2. 前記排泥チャンバーに対する前記排泥管の開口と前記クラッシャとの間に設けられた格子と、
   前記胴体と共に、前記格子と前記排泥管の開口との間の空間を取り囲む囲いと、
   前記囲いの上方で前記動力伝達部材を回転可能に支持する軸受箱と、を更に備える、請求項１に記載のシールド掘進機。
   

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