JP3272955B2

JP3272955B2 - 礫破砕装置

Info

Publication number: JP3272955B2
Application number: JP19448496A
Authority: JP
Inventors: 秀敏清水; 啓氏片平; 潤治小野
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 2002-04-08
Anticipated expiration: 2016-07-24
Also published as: JPH1037683A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、礫を破砕する礫
破砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、礫破砕装置として、図４に示すよ
うなものがある。この礫破砕装置においては、土砂溜り
室１を形成する第１円筒部２と、土砂溜り室１に向かっ
て拡径のフード３を有している。第１円筒部２の一端に
はリングプレート４を固定し、このリングプレート４の
中央には第１円筒部２を貫通する第１回転軸５の一端を
回転自在に支持している。また、第１回転軸５の他端
は、断面略楕円形状のコーン７の貫通穴７aに回転自在
に挿通されている。そして、第１回転軸５における第１
円筒部２の内部にはスクリュー羽根６を設けている。
尚、フード３の内周およびコーン７の外周には、母線方
向に伸びる線状の突起８を周方向に所定の間隔をあけて
肉盛溶接によって形成されている。但し、図４において
は、コーン７側の突起８のみを記載している。

【０００３】上記コーン７における反第１円筒部２側に
は第２円筒部９の一端が固定されており、第２円筒部９
の他端にはリングプレート１０が固定されている。そし
て、リングプレート１０の中央にはコーン７側に向かっ
て延在する円筒形状の軸受１１を設けている。そして、
この軸受１１で第２回転軸１２を回転自在に支持すると
ともに、第２回転軸１２の一端をコーン７の貫通穴７a
に嵌合して固定している。

【０００４】こうして、上記フード３とコーン７との間
に土砂溜り室１に連通する礫破砕室１３を形成する。そ
して、第１回転軸５の回転によってスクリュー羽根６で
送り出された土砂は礫破砕室１３に入り込み、コーン７
の回転に伴ってフード３とコーン７との間の礫破砕室１
３が拡縮することによって、土砂に含まれた礫をコーン
７の外周とフード３の内周によって細かく破砕するので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の礫破砕装置には以下のような問題がある。すなわ
ち、上記礫破砕室１３を形成するフード３とコーン７と
の間で礫を破砕するために、図５(図４におけるＡ−Ａ
矢視断面図)に示すようにフード３とコーン７との間隔
が狭く、礫に塞がれた土砂が詰まって送りきれない場合
が生ずる。そこで、図６に示すようにフード３とコーン
７との間隔を広げれば上述の問題は解決するのである
が、その場合には大きな石が破砕されなくなってしま
う。

【０００６】そこで、この発明の目的は、大きな石でも
簡単に破砕でき、且つ、土砂が詰まることのない礫破砕
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明の礫破砕装置は、土砂流入側に
向かって拡径する漏斗状のフードと,上記土砂流入側に
向かって縮径して上記フードとの間に礫破砕室を形成す
ると共に,軸を中心として回転して上記礫破砕室内の礫
を破砕するコーンとを有する礫破砕装置であって、上記
フードの内周面と上記コーンの外周面との母線方向に,
周方向に所定間隔をあけて複数本の線状の突起を設け、
土砂流出側の開口部を形成する部分のみにおける上記フ
ードの内周面と上記コーンの外周面との少なくとも一方
に,隣接する上記突起間に軸方向に延在する溝を設ける
と共に,上記溝の幅および上記突起先端からの深さを上
記フードの内周面に設けた突起と上記コーンの外周面に
設けた突起との最小離間距離よりも大きくして、上記土
砂流出側の開口面積を大きくしたことを特徴としてい
る。

【０００８】上記構成において、上記土砂流入側から礫
破砕室に供給された土砂中の礫は、コーンの回転によっ
て破砕される。そのとき、土砂流出側の開口部における
フードとコーンとの最小間隔(つまり、溝が設けられて
いない箇所における突起の間隔)を狭くすることによっ
て、粉砕された礫をポンプで搬送可能な程度に細かくで
きる。その場合に、上記土砂流出側の開口部を形成する
部分のみにおける上記フードの内周面と上記コーンの外
周面との少なくとも一方には上記最小離間距離よりも大
きい幅および上記突起先端からの深さを有する複数本の
溝が設けてあるので、上記土砂流出側の開口面積は大き
くなっている。したがって、上記土砂流出側の開口部に
土砂が詰まることがなく、スムーズに排出される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の礫破
砕装置が搭載されたシールド掘進機の断面図である。カ
ッター板２１によって掘削されてチャンバ２２内に満た
された土砂は、隔壁２３の下方に設けられた取込口２４
aから排土用スクリューコンベア２４内に取り込まれ、
排出口２４bから礫破砕装置２５に供給される。そし
て、チャンバ２２から運び出された土砂に含まれる礫が
礫破砕装置２５によって破砕される。そして、上記礫破
砕装置２５の排出口から排出された土砂はピストン式の
圧送ポンプ２６によって排泥管２７を介してトンネル外
部に排出される。

【００１０】上記礫破砕装置２５は、図２に示すよう
に、上側に流入開口３１が形成され、内部に土砂溜り室
３２を形成する第１円筒部３３を有している。この第１
円筒部３３の一端をリングプレート３４で塞ぎ、このリ
ングプレート３４の中央部で第１円筒部３３より長尺の
第１回転軸３５の一端側を回転自在に支持している。そ
して、第１回転軸３５における第１円筒部３３外に突出
した部分にはスプライン３５aを形成してギヤ３６を移
動自在に外嵌し、そのギヤ３６に電動機３７によって回
転駆動されるピニオンギヤ３８を噛合している。また、
第１回転軸３５における第１円筒部３３内にはスクリュ
ー羽根３９を設けている。こうして、図１に示す排土用
スクリューコンベア２４の排出口２４bから排出された
土砂は、礫破砕装置２５の流入開口３１から土砂溜り室
３２内に投入されて、スクリュー羽根３９の回転によっ
て、第１回転軸３５に沿って矢印の方向に送り出され
る。

【００１１】上記第１円筒部３３の他端には、第１円筒
部３３と外周が略同一であって内周が第１円筒部３３に
向かって拡径の漏斗形状のフード４０の一端を固定す
る。そして、フード４０内には、第１円筒部３３に向か
って縮径の断面略楕円形状のコーン４１を配置して、フ
ード４０とコーン４１との間に礫破砕室４２を形成して
いる。また、コーン４１の貫通穴４１aには第１回転軸
３５の他端が回転自在に挿通されている。尚、上記フー
ド４０の内周およびコーン４１の外周には、母線方向に
伸びる線状の突起４３,４３,…を周方向に所定の間隔を
あけて肉盛溶接により形成している。但し、図２におい
ては、コーン４１側の突起４３のみを記載している。

【００１２】上記フード４０の他端には、フード４０と
外周が略同径の第２円筒部４４の一端を固定している。
また、第２円筒部４４の他端をリングプレート４５で塞
ぎ、リングプレート４５の中心部にはコーン４１側に向
かって延在する円筒形状の軸受４７を設けている。そし
て、この軸受４７で第２回転軸４６を回転自在に支持す
ると共に、第２回転軸４６の一端をコーン４１の貫通穴
４１aに嵌合して固定している。リングプレート４５の
外側に在る第２回転軸４６の外周にはスプライン４６a
を形成している。さらに、第２回転軸４６の他端には小
径部４６bを設けて、その小径部４６bの径方向外側に
は、小径部４６bを挟んで対向して二つのスライドジャ
ッキ４８,４８(図２では一方のみが見えている)を配設
している。このスライドジャッキ４８,４８は第２回転
軸４６と第１回転軸３５とを一体に軸方向にスライドさ
せる

【００１３】また、上記第１回転軸３５におけるスクリ
ュー羽根３９が設けられている位置には、送水管４９と
第１回転軸３５内の通路(図示せず)を介して送られてき
た水を排出する排水口５０を設けている。そして、掘削
する地盤が粘土層を含む場合に、土砂溜り室３２や礫破
砕室４２が粘土によって詰まらないように、土砂溜り室
３２内に送水管４９から水を供給して粘土を軟らかくす
るのである。

【００１４】図３は、図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図で
ある。本実施の形態におけるフード４０とコーン４１と
における最も間隔の狭い箇所４０aと４１bとには、隣接
する突起４３,４３,…の間に軸方向の溝５１,５２を形
成している。こうすることによって、フード４０側の突
起４３aとコーン４１側の突起４３bとの間隔は、図５に
示す従来の礫破砕装置におけるフード３側の突起８aと
コーン７側の突起８bとの間隔と同じであり、大きな石
でも簡単に破砕できる。これに対して、フード４０とコ
ーン４１との隙間の面積は、溝５１,５２が在るために
図５に示す従来の礫破砕装置より広くなっており、フー
ド４０とコーン４１との間に土砂が詰まることがないの
である。

【００１５】上記構成の礫破砕装置２５は次のように動
作する。上記電動機３７によって第１回転軸３５が回転
駆動されると、スクリュー羽根３９によって土砂溜り室
３２内の土砂がフード４０とコーン４１との間の礫破砕
室４２に送り出される。一方、電動機５３,５３によっ
て第２回転軸４６が回転駆動されると断面略楕円形状の
コーン４１が回転される。そうすると、コーン４１の回
転運動によって、フード４０とコーン４１との間の礫破
砕室４２の半径方向の寸法が拡縮し、土砂に含まれる大
粒径の礫はフード４０の内周面およびコーン４１の外周
面に挟まれ、フード４０に対するコーン４１の半径方向
の揺動によって小粒径の礫に粉砕される。さらに、小粒
径の礫を含む土砂は、礫破砕室４２の狭い側に送られ
て、小粒径の礫が細かく粉砕される。

【００１６】その際に、上記フード４０とコーン４１と
の最小間隔(突起４３a,４３b間の間隔)は、図４に示す
従来の礫破砕装置の場合と同じであるから、本実施の形
態において粉砕された礫の細かさは、図４に示す従来の
礫破砕装置の場合と同じ程度になる。また、フード４０
とコーン４１との隙間の面積は、溝５１,５２の存在で
図４に示す従来の礫破砕装置より広くなっているから、
フード４０とコーン４１との間に土砂が詰まることはな
いのである。

【００１７】尚、掘削土砂に礫が無い場合には、上記ス
ライドジャッキ４８,４８によってコーン４１をスライ
ドさせて、フード４０の内周面とコーン４１の外周面と
の隙間を広くして、排出する土砂の量を増やすことがで
きる。また、上記第１回転軸３５と第２回転軸４６とは
異なる電動機３７,５３で駆動されるので、スクリュー
羽根３９による土砂の送り量と礫破砕室４２において処
理される土砂の量とが異なる場合に、電動機３７の回転
速度と電動機５３の回転速度とを調整して、礫破砕室４
２に送り出される土砂の量と礫破砕室４２で処理される
土砂の量とを略一致させて、効率よく礫を破砕すること
ができるのである。

【００１８】上述のように、本実施の形態においては、
上記フード４０とコーン４１とにおける最も間隔の狭い
箇所４０aと４１bとには、隣接する突起４３,４３,…の
間に軸方向の溝５１,５２を形成している。こうして、
フード４０側の突起４３aとコーン４１側の突起４３bと
の間隔を従来と同じに保つことによって、大きな石でも
簡単に破砕することができる。一方、フード４０とコー
ン４１との隙間の面積を従来の礫破砕装置より広くする
ことによって、フード４０とコーン４１との間に土砂が
詰まらないようにできる。

【００１９】上記実施の形態における礫破砕装置２５で
は、フード４０とコーン４１との両方に溝５１,５２を
設けているが、何れか一方に設けても差し支えない。ま
た、上記実施の形態における礫破砕装置２５は、シール
ド掘進機における隔壁２３より後方に搭載されて、チャ
ンバ２２から排土用スクリューコンベア２４によって土
砂が供給されるようになっている。しかしながら、この
発明の礫破砕装置はこれに限定されるものではなく、シ
ールド掘進機のチャンバ内に設けられてカッター板によ
って掘削された土砂を直接受けるような構造のものであ
っても差し支えない。

【００２０】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明の礫破砕装置は、土砂流入側に向かって拡径する
と共に内周面の母線方向に突起を有する漏斗状のフード
と、上記土砂流入側に向かって縮径して上記フードとの
間に礫破砕室を形成すると共に外周面の母線方向に突起
を有するコーンを有し、土砂流出側の開口部を形成する
部分のみにおける上記フードの内周面と上記コーンの外
周面との少なくとも一方に、隣接する上記突起間に、フ
ードの突起とコーンの突起との最小離間距離軸よりも大
きい幅および上記突起先端からの深さを有する複数本の
溝を設けたので、上記土砂流出側の開口部におけるフー
ドとコーンとの最小間隔を必要な大きさに保ちつつ、上
記土砂流出側の開口面積を大きくできる。

【００２１】したがって、上記土砂流出側の開口部にお
けるフードとコーンとの最小間隔を狭くして、土砂中の
礫をポンプで搬送可能な程度に細かく破砕できる。ま
た、破砕された礫や土砂は、上記土砂流出側の開口部に
おける上記フードの内周面あるいは上記コーンの外周面
に設けられた複数本の溝から詰まることなく、スムーズ
に排出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の礫破砕装置が搭載されたシールド掘
進機の断面図である。

【図２】図１における礫破砕装置の断面図である。

【図３】図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図４】従来の礫破砕装置の断面図である。

【図５】図４におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【図６】図５におけるフードとコーンとの間隔を広げた
場合の説明図である。

【符号の説明】

３１…流入開口、３２…土砂溜り
室、３３…第１円筒部、３５…第１回
転軸、３７,５３…電動機、３９…スク
リュー羽根、４０…フード、４１
…コーン、４２…礫破砕室、４３…
突起、４４…第２円筒部、４６…第２
回転軸、４７…軸受、４８…ス
ライドジャッキ、５１,５２…溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−71847（ＪＰ，Ａ) 特公平７−71641（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F21D 9/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】土砂流入側に向かって拡径する漏斗状の
フードと、上記土砂流入側に向かって縮径して上記フー
ドとの間に礫破砕室を形成すると共に、軸を中心として
回転して上記礫破砕室内の礫を破砕するコーンとを有す
る礫破砕装置であって、上記フードの内周面と上記コーンの外周面との母線方向
に、周方向に所定間隔をあけて複数本の線状の突起を設
け、土砂流出側の開口部を形成する部分のみにおける上記フ
ードの内周面と上記コーンの外周面との少なくとも一方
に、隣接する上記突起間に軸方向に延在する溝を設ける
と共に、上記溝の幅および上記突起先端からの深さを上
記フードの内周面に設けた突起と上記コーンの外周面に
設けた突起との最小離間距離よりも大きくして、上記土
砂流出側の開口面積を大きくしたことを特徴とする礫破
砕装置。