JP3421090B2 - シールド掘進機の添加剤注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土圧式シールド掘進機
のように掘削土砂による土圧で切羽の崩落を防止しなが
ら掘進を行うタイプのシールド掘進機において、掘削土
砂に添加剤を注入してその性状を改良するために設けら
れる、シールド掘進機の添加剤注入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】土圧式シールド掘進機のように掘削土砂
による土圧で切羽の崩落を防止しながら掘進を行うシー
ルド掘進機においては、スクリューコンベアのような土
圧を保持した状態で排土できる排土装置が設置されてい
る。また、このようなシールド掘進機においては、掘削
土砂を土質に応じて掘進作業に適した性状にするように
改善する必要があることから、掘削土砂に添加剤を注入
してその性状を改良するための添加剤注入装置が設けら
れている。この添加剤注入装置は、添加剤としてベント
ナイト（作泥材）、ＷＡＰ（高吸水樹脂）等の剤を用
い、かつ、過酷な環境下で使用されることから、一般の
噴霧装置と異なり添加剤の注入路は詰りやすく、一旦詰
ると修復不可能なこともある。そのため、添加剤の注入
路は、複数系統備えておくことが必要である。また、こ
の添加剤注入装置により掘削土砂を効率的に改質するた
めには、注入量が同じであっても、添加剤を掘削土砂へ
満遍なく注入してやるようにすることが必要であり、シ
ールド掘進機の口径が大きくなればなるほどその必要が
高まる。土圧式シールド掘進機のように掘削土砂による
土圧で切羽の崩落を防止しながら掘進を行うシールド掘
進機においては、泥水シールド掘削機とは異なり、排土
装置にスクリューコンベアのような大型の機器を用いる
ことが避けられず、添加剤注入装置は、通常、この排土
装置と近接する位置に配置されることから、排土装置の
設置を妨げないように可能な限り小型にする必要があ
る。土圧式シールド掘進機のようなシールド掘進機の添
加剤注入装置においては、これらの技術的要求を満たす
ことが望ましいが、この種のシールド掘進機の添加剤注
入装置に関する従来の技術としては、実公平４ー１２１
４８号公報に記載の技術が知られている。本発明は、こ
のような添加剤注入装置に関する技術を改良しようとす
るものである。

【０００３】そこで、前記公報に記載されている考案や
その先行技術を従来の技術とし、その趣旨を図７乃至図
９に基づいて説明する。図７は、従来の添加剤注入装置
を設けたシールド掘進機の断面図、図８は、図７のシー
ルド掘進機に設けられている従来の添加剤注入装置の要
部の断面図、図９は、図８の添加剤注入装置に改良を加
えた従来の添加剤注入装置の要部の断面図である。な
お、前記公報に先行技術として図示している技術につい
ては、その技術内容が合理的なものになるように、図面
の一部に修正を加えて図８に図示している。

【０００４】まず、図７に基づいて添加剤注入装置の概
要をシールド掘進機との関係において説明すると、図７
において、１はシールドフレーム、２はこのシールドフ
レーム１の前部に回転可能に設けられ切羽掘削用のカッ
タを取り付けたカッタヘッドとしてのカッタフレーム、
３は掘削土砂が取り込まれて土圧が保持されるカッタ
室、４はカッタリング、６はこのカッタリング４に取り
付けられカッタフレーム２を支承するカッタビーム、７
はカッタモータである。このカッタモータ７は、減速機
構を介してカッタリング４を減速回転させ、更にカッタ
ビーム６を介してカッタフレーム２を回転駆動する。８
はこのカッタフレーム２による掘削土砂を運搬して排出
するための排土装置としてのスクリューコンベア、９は
添加剤を掘削土砂に注入してその性状を改良するための
添加剤注入装置、１０は図示されていないポンプから供
給される添加剤を回転時の後記添加剤注入通路１３に送
入できるようにするための添加剤注入装置９のロータリ
ジョイント、１１はカッタフレーム２の中心部に取り付
けられカッタフレーム２の回転に伴って回転する添加剤
注入装置９の回転軸、１３はこの回転軸１１の内部に形
成された複数の添加剤注入通路、１４はこの添加剤注入
通路１３に後記注入配管１６を連結するための配管用
座、１５は掘削室となる外部空間と作業室となる内部空
間とを仕切るようにシールドフレーム１に気密に設けた
隔壁としてのバルクヘッド、１６は添加剤注入装置９の
注入配管、１７はこの注入配管１６の先端に設けた噴出
口である。バルクヘッド１５には、スクリューコンベア
８が取り付けられるとともに、添加剤注入装置９の回転
軸１１が軸受を介して回転自在に支持さており、これら
スクリューコンベア８と添加剤注入装置９の回転軸１１
とは、図から明らかなように、バルクヘッドの内部空間
側において互いに近接した位置に配置される。

【０００５】次に、図７の添加剤注入装置９の要部であ
るロータリジョイント１０の構成を図８に基づいて説明
すると、１０ａは非回転部であるロータリジョイント１
０のハウジング、１０ｂは回転軸１１後端に固定され複
数の各添加剤注入通路１３とそれぞれ連通する複数の注
入通路１０ｅが形成されたロータリジョイント１０の軸
部である。ロータリジョイント１０は、大別すると、こ
れら非回転部としてのハウジング１０ａと回転部として
の軸部１０ｂとからなり、軸部１０ｂは、ハウジング１
０ａの内部に回転自在に嵌入される。１０ｃはハウジン
グ部１０ａの周壁に複数個形成されたポンプからの添加
剤を送入するための入口部、１０ｄは入口部１０ｃの流
出側をなす開溝、１０ｆは複数の各注入通路１０ｅを入
口部１０ｃに連通させるようにするための軸部１０ｂに
形成した開口である。入口部１０ｃは、軸部１０ｂの注
入通路１０ｅと同じ数だけ形成されており、開口１０ｆ
は、各注入通路１０ｅに対応してそのそれぞれに形成さ
れている。また、各入口部１０ｃの開溝１０ｄは、添加
剤を、対応する各開口１０ｆを通じて各注入通路１０ｅ
へ連続的に供給できるように、何れも、ハウジング１０
ａ内周部に環状に形成されている。複数の入口部１０ｃ
や開口１０ｆをハウジング部１０ａや軸部１０ｂに形成
するに当たっては、所定の入口部１０ｃからは所定の注
入通路１０ｅのみに添加剤が供給されるように、ハウジ
ング１０ａの軸方向に位置をずらして形成している。し
たがって、ロータリジョイント１０は、注入通路１０ｅ
の数すなわち噴出口１７の数を増加すれば、その分軸方
向に長大となる。

【０００６】従来のシールド掘進機の添加剤注入装置９
は、このような構成を備えているので、カッタフレーム
２による切羽の掘削時、図示されていないポンプにより
ハウジング１０ａの各入口部１０ｃに添加剤を送入する
と、この添加剤は、各入口部１０ｃから，カッタフレー
ム２の回転に伴って回転軸１１と一体的に回転している
軸部１０ｂにおける所定の各注入通路１０ｅへ開口１０
ｆを通じて連続的に供給され、各添加剤注入通路１３か
ら各注入配管１６へ送られて各噴出口１７から掘削土砂
へ注入される。したがって、図８の添加剤注入装置９
は、切羽の掘削時に複数系統の添加剤の注入路を使用し
て、添加剤を異なる噴出口から掘削土砂へ注入すること
ができる。

【０００７】一方、この図８の添加剤注入装置に改良を
加えたとされる図９の添加剤注入装置について、その要
部の構成を同図に基づいて説明すると、２１は円筒状の
ブロック、２２は回転軸１１の内部に同心円状に形成さ
れた、ブロック２１を回動可能に嵌入するための円孔、
２３は添加剤の流入側の開口２３ｂ及び流出側の開口２
３ａを有するブロック２１に穿設された注入孔、２５は
ポンプからの添加剤の供給路が接続され流入側の開口２
３ｂに螺着される回転式配管継手、２５ａはこの回転式
配管継手２５を流入側の開口２３ｂに螺着するための回
転式配管継手２５の接続口である。ブロック２１は、回
転軸１１の円孔に嵌入した後、後カバープレート２６で
押さえられるとともにボルト２４で回り止めされて、回
転軸１１に不動に固定され、回転軸１１と一体回転する
ようにセットされる。このブロック２１に注入孔２３を
形成するに当たっては、その流出側の開口２３ａがブロ
ック２１の回動により回転軸１１の任意の添加剤注入通
路１３に連通でき、流入側の開口２３ｂが常に軸心に位
置するように形成される。ブロック２１は、ボルト２４
を外してカバープレートをゆるめれば、回動することが
でき、その回動により開口２３ａを所望の添加剤注入通
路１３に連通させることができる。したがって、図９の
従来の装置は、添加剤注入通路１３から噴出口１７に至
る添加剤の注入路の一系統が詰った場合、このような操
作をすることにより他系統の添加剤の注入路を交換使用
することができる。なお、２３ｃは、ブロック２１を軸
方向に貫通して形成され、その回動により任意の添加剤
注入通路１３に連通できるようにされている掃除用開口
で、平時はプラグ２７を螺合して塞がれているが、その
プラグ２７を外せば、添加剤注入通路１３の残渣を掃除
するための開口となる。

【０００８】図９の添加剤注入装置９は、このような構
成を備えているので、切羽の掘削時、ブロック２１の開
口２３ｂに回転式配管継手２５を通じて添加剤を送入す
ると、この添加剤は、回転軸１１と一体回転しているブ
ロック２１の注入口２３を通じて対応する一つの添加剤
注入通路１３へ連続的に供給され、注入配管１６へ送ら
れて、一つの噴出口１７から掘削土砂へ注入される。

【０００９】すでに最初に述べたように、シールド掘進
機の添加剤注入装置の添加剤注入通路や噴出口は、詰ま
りやすく、添加剤の注入路を複数系統備えておくことが
必要であるが、以上説明した図８、図９の従来のシール
ド掘進機の添加剤注入装置は、何れも、それぞれ系統を
異にする添加剤注入通路１３や噴出口１７を複数個備え
ていて、その一つが詰まっても、少なくとも、添加剤の
注入ができなくなるようなことはない。また、掘削土砂
の性状を添加剤注入装置で効率よく改良する上で、添加
剤を掘削土砂へ満遍なく注入してやるようにすることが
必要であるが、図８の添加剤注入装置９は、掘削時、複
数系統の添加剤の注入路を使用して、添加剤を異なる噴
出口から掘削土砂へ注入することができるように構成さ
れているから、各噴出口１７を互いに半径方向位置や噴
出方向が異なるように設けておけば、このように満遍な
く注入することが可能となり、この限りにおいては好ま
しいものである。さらに、掘削土砂による土圧で切羽の
崩落を防止しつつ掘進を行うタイプのシールド掘進機に
おいては、添加剤注入装置は、図７のロータリジョイン
ト１０とスクリューコンベア８との位置関係をみれば明
らかなように、添加剤注入装置が軸方向に長くなると、
排土装置と干渉することから、排土装置は、最初に述べ
たように可能な限り小型にする必要があるが、図９の添
加剤注入装置９は、ブロック２１を軸方向に長くしなけ
ればならないような構成は採用されておらず、このよう
な要求を満たしている点では好ましいものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図８、図９にそれぞれ
示されている従来のシールド掘進機の添加剤注入装置
は、このように、それぞれが独自の特長を備えている
が、重大な欠点もある。まず、図８の添加剤注入装置に
ついてみると、同装置においては、複数の入口部１０ｃ
をハウジング部１０ａに形成するに当たり、ハウジング
１０ａの軸方向に位置をずらして形成していて軸方向に
長くならざるをえず、スクリューコンベアとの干渉の問
題が生じるため、スクリューコンベアを設置するにして
もその径が制約されることとなる。また、この種の添加
剤注入装置においては、添加剤の注入路に残渣が生じや
すく、一つのポンプの流量を各添加剤の注入路に均等配
分することは困難であるため、ポンプを設置する場合、
通常、入口部１０ｃの数に応じて、ツーポンプ方式、ス
リーポンプ方式というように、その設置台数を増設する
必要があることから、噴出口の数を増やして添加剤を掘
削土砂へ満遍なく注入しようとすれば、設備も大型化す
るという問題も生じる。そして、このような添加剤注入
装置を大口径のシールド掘進機に使用しようとすれば、
噴出口１７を、カッタフレーム２に半径方向位置や噴出
方向が異なるように多数設けなければならず、かつ、ポ
ンプの設置台数も増加しなければならないことから、こ
のような問題は一層助長される。

【００１１】次に、図９の添加剤注入装置についてみる
と、同装置において添加剤の注入路を複数系統設けたの
は、その一つが詰まったときに他系統のものと交換使用
できるようにするためであり、図９の添加剤注入装置に
おいては、添加剤が掘削時に特定の一つの添加剤注入通
路１３へしか供給されないようになっているため、添加
剤を掘削土砂へ満遍なく注入するようにすることは不可
能である。

【００１２】本発明は、従来の装置にこのような問題が
あることに鑑み、その改善を図ろうとするものであり、
スクリューコンベア等の排土装置との干渉の問題が生ぜ
ず、添加剤を掘削土砂へ満遍なく注入することのできる
等、従来の各装置の全ての特長を兼備しつつ、これら各
装置よりも構成を簡素化することができるシールド掘進
機の添加剤注入装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のこのような目的
は、「複数の添加剤注入通路を有しカッタヘッドととも
に回転する回転軸と、複数の添加剤注入通路に接続され
同通路からの添加剤を掘削土砂に注入する複数の噴出口
とを備え、掘削土砂による土圧で切羽の崩落を防止しつ
つ掘進を行うシールド掘進機の添加剤注入装置におい
て、添加剤を送入するための入口部を有しこの入り口部
にその流出側をなす開溝を有する非回転部としてのハウ
ジングを設けるとともに、回転軸の複数の各添加剤注入
通路とそれぞれ連通する複数の注入通路を有しハウジン
グ内に嵌入されて回転軸と一体回転する軸部を回転軸の
端部に設け、この軸部には、その回転時に複数の各注入
通路をハウジングの同じ入口部に連通させるようにする
ための複数の開口を各注入通路に対応して形成するとと
もに、ハウジングの入口部の開溝は、軸部の回転により
複数の注入通路を同じ入口部に順次連通させ、同時には
連通させないように形成している」ことを特徴とする特
許請求の範囲の請求項１に記載されているとおりのシー
ルド掘進機の添加剤注入装置、「複数の添加剤注入通路
を有しカッタヘッドとともに回転する回転軸と、複数の
添加剤注入通路に接続され同通路からの添加剤を掘削土
砂に注入する複数の噴出口とを備え、掘削土砂による土
圧で切羽の崩落を防止しつつ掘進を行うシールド掘進機
の添加剤注入装置において、添加剤を送入するための添
加剤の流入側の開口及び添加剤を添加剤注入通路に供給
するための添加剤の流出側の開口を有する注入孔を設け
た非回転部としてのブロックを、相対的に回転できるよ
うに回転軸に装着し、注入孔が有する添加剤の流出側の
開口は、回転軸の回転により複数の各添加剤注入通路に
順次連通させ、同時には連通させないように形成してい
る」ことを特徴とする特許請求の範囲の請求項２に記載
されているとおりのシールド掘進機の添加剤注入装置の
各装置により達成される。

【００１４】

【作用】特許請求範囲の請求項１のシールド掘進機の添
加剤注入装置においては、カッタヘッドで切羽を掘削す
ると、軸部がカッタヘッドの回転軸と一体回転すること
により、まず、複数の注入通路の一つがハウジングの入
口部に、同入口部の流出側をなす開溝を通じて連通す
る。そうすると、ハウジングの入口部にポンプで送入さ
れた添加剤は、その開溝から軸部の注入通路の一つへ同
通路の開口を通じて流入し、同通路を経由して添加剤注
入通路に供給された後、噴出口へと送られて掘削土砂へ
注入される。この間、軸部は、回転軸と一体回転してい
るので、その回転に伴って、複数の注入通路中の他の注
入通路も、前記入口部と同じ入口部にその開溝を通じて
順次連通し、添加剤は、前記と同様の過程を経て、添加
剤注入通路に供給されて噴出口へ送られる。このよう
に、複数の注入通路は、軸部の回転により同じ入口部に
代る代る連通して、同時には連通しない。 ところで、こ
の種の添加剤注入装置は、添加剤の注入路（添加剤注入
通路から噴出口に至る注入路）に残渣が生じやすく、同
じ入口部からポンプで供給される添加剤を複数の添加剤
の注入路に均等配分するように構成すると、添加剤の注
入路の何れかに残渣が生じたときに、他の添加剤の注入
路への添加剤の配分比率が増加するため、残渣が生じた
添加剤の注入路で添加剤の供給量が激減するという問題
が生じる。これに対し、この添加剤注入装置では、前記
のように、複数の注入通路を同じ入口部に代る代る連通
させて、同時には連通させないようにしているので、添
加剤の注入路の何れかに残渣が生じたときでも、入口部
から供給される添加剤は、各注入通路に配分されること
なく、残渣が生じた添加剤の注入路に集中的に供給され
る。そのため、残渣が生じた添加剤の注入路で添加剤の
供給量が激減するようなことはなくなって、添加剤を各
噴出口から掘削土砂へ満遍なく注入することができる。
特許請求範囲の請求項２のシールド掘進機の添加剤注入
装置においては、カッタヘッドで切羽を掘削すると、カ
ッタヘッドの回転軸が回転することにより、まず、ブロ
ックに設けた注入孔における添加剤の流出側の開口が複
数の添加剤注入通路の一つに連通する。そうすると、注
入孔における添加剤の流入側の開口にポ ンプで送入され
た添加剤は、注入孔を経由して、同注入孔における添加
剤の流出側の開口から添加剤注入通路に供給された後、
噴出口へと送られて掘削土砂へ注入される。この間、カ
ッタヘッドの回転軸は、回転しているので、その回転に
伴って、複数の添加剤注入通路中の他の添加剤注入通路
も、前記の添加剤の流出側の開口に順次連通し、添加剤
は、前記と同様の過程を経て、各添加剤注入通路に供給
されて噴出口へ送られる。このように、複数の添加剤注
入通路を回転軸の回転により前記の添加剤の流出側の開
口に代る代る連通させ、同時には連通させないようにし
ているので、添加剤の注入路の何れかに残渣が生じたと
きでも、請求項１の添加剤注入装置と同様、残渣が生じ
た添加剤の注入路で添加剤の供給量が激減するようなこ
とはなくなって、添加剤を各噴出口から掘削土砂へ満遍
なく注入することができる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図６に基づいて説
明する。図１は、本発明の第１の実施例のシールド掘進
機の添加剤注入装置の要部の断面図、図２は本発明の第
２の実施例のシールド掘進機の添加剤注入装置の要部の
断面図、図３は、図２のシールド掘進機の添加剤注入装
置の回転軸後端部分の断面図、図４は、図３のＡ−Ａ線
断面図、図５は、図２のシールド掘進機の添加剤注入装
置の構成部品である円筒状のブロックの断面図、図６
は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。図１乃至図６におい
て、図７乃至図９と同一の符号を付けた部分は、これら
の図面と同等の部分を表しているので、説明の重複を避
けるため詳述しない。

【００１６】図１及び図２に示す本発明の各実施例のシ
ールド掘進機の添加剤注入装置は、何れも、掘削土砂に
よる土圧で切羽の崩落を防止しつつ掘進を行うシールド
掘進機に関するもので、図８及び図９に示す従来の添加
剤注入装置と同様、複数の添加剤注入通路１３を有しカ
ッタヘッドともに回転する回転軸１１と、複数の添加剤
注入通路１３に接続され同通路からの添加剤を掘削土砂
に注入する複数の噴出口１７とを備えている。図８及び
図９の各添加剤注入装置に「発明が解決しようとする課
題」で述べたような問題があることに鑑み、ポンプから
送入される添加剤を回転軸の添加剤注入通路に分配する
ためのロータリジョイント１０等の装置について、本発
明の第１の実施例の装置においては、図８の従来の装置
を改良し、本発明の第２の実施例では、図９の従来の装
置を改良した。

【００１７】そこで、まず、本発明の第１の実施例の添
加剤注入装置における図８の従来の装置に対する改良点
を図１に基づいて説明すると、非回転部としてのハウジ
ング１０ａには、添加剤を送入するための入口部１０ｃ
を、図８の従来の装置のように回転軸の添加剤注入通路
１３と同じ数ではなく、一つしか形成しないようにして
いる。このハウジング１０ａ内に嵌入され、回転軸１１
後端に固定されてこれと一体回転する軸部１０ｂには、
従来の装置と同様、回転軸１１の各添加剤注入通路１３
とそれぞれ連通する同通路１３と同数の注入通路１０ｅ
及びこの注入通路１０ｅに対応してこれを入口部１０ｃ
に連通させるための複数の開口１０ｆを形成している
が、これら各開口１０ｆは、軸部１０ｂの回転時に、こ
の軸部１０ｂに形成した複数の注入通路１０ｅを、ハウ
ジング１０ａに形成した一つの入口部１０ｃに順次連通
させることができるようにするため、従来の装置のごと
く軸方向にずらして配置するようなことはしないで、軸
方向の位置が揃うように配置している。また、ハウジン
グ１０ａに形成する入口部１０ｃの開溝１０ｄは、この
ように複数の注入通路１０ｅを入口部１０ｃに順次連通
させ、同時には連通させないようにするため、図８の従
来の装置のように環状ではなく、円弧状に形成してい
る。その場合、その開溝１０ｄは、各注入通路１０ｅを
入口部１０ｃにできるだけ長い時間連通させておくこと
ができるように、隣接する注入通路１０ｅの開口１０ｆ
の間に跨らない距離の範囲で、ハウジング１０ａの周方
向にわたって可能な限り長く形成するようにするのが好
ましい。

【００１８】なお、図１において、２８は使用する必要
のない回転軸１１の添加剤注入通路１３を適宜盲栓を螺
着して塞ぐための盲栓用ねじ孔、３２はポンプからの添
加剤の供給路をハウジング１０ａに形成した入口部１０
ｃに連結するための非回転式管継手、３３はこの非回転
式継手３２に連結したその添加剤の供給路としてのポン
プからのホースである。

【００１９】本実施例のシールド掘進機の添加剤注入装
置は、このような構成を備えているので、カッタフレー
ム２による切羽の掘削時、図示されていないポンプによ
りハウジング１０ａの入口部１０ｃに添加剤を送入する
と、この添加剤は、回転軸１１と一体的に回転する軸部
１０ｂの回転により、入口部１０ｃの開溝１０ｄから開
口１０ｆを通じて軸部１０ｂの各注入通路１０ｅへ順次
流入し、同通路１０ｅを経由して各添加剤注入通路１３
に順次供給される。そして、この各添加剤注入通路１３
に供給された添加剤は、各噴出口１７を半径方向位置や
噴出方向が異なるように設けておけば、各注入配管１６
からこれら各噴出口１７へ順次送られ、これら各噴出口
１７から、所所の異なる位置において掘削土砂へ注入さ
れる。その結果、添加剤は、掘削土砂へ満遍なく注入さ
れることとなる。本実施例の添加剤注入装置は、ハウジ
ング１０ａに形成する入口部１０ｃが従来の装置とは異
なり一つでよく、軸部１０ｂに形成する複数の開口１０
ｆを従来の装置のごとく軸方向にずらして配置するよう
なこともしなくて済むから、図８の従来の装置と比べ、
構成が簡素化されるばかりではなく、ロータリジョイン
ト１０の軸方向の長さを短くすることができて、スクリ
ューコンベア８の設置を妨げるようなこともない。そし
て、大口径のシールド掘進機に用いるために添加剤の注
入路（添加剤注入通路１３から噴出口１７に至る注入
路）の数を増加したとしても、従来の装置とは異なり、
これによりその長さが長くなるようなことはなく、スク
リューコンベア８との干渉の問題が生じることはない。
さらに、入口部１０ｃの数は、従来の装置と異なり一つ
であるから、ポンプは一機でよく、従来の装置のように
設備が大型化するという問題が生じるようなこともな
い。ところで、「発明が解決しようとする課題」の記述
からも分かるように、この種の添加剤注入装置は、添加
剤の注入路に残渣が生じやすく、入口部１０ｃからポン
プで供給される添加剤を複数の添加剤の注入路に均等配
分するように構成すると、添加剤の注入路の何れかに残
渣が生じたときに、他の添加剤の注入路への添加剤の配
分比率が増加するため、残渣が生じた添加剤の注入路で
添加剤の供給量が激減するという問題が生じる。これに
対し、この実施例の添加剤注入装置では、複数の注入通
路１０ｅを同じ入口部１０ｃに代る代る連通させて、同
時には 連通させないようにしているので、添加剤の注入
路の何れかに残渣が生じたときでも、入口部１０ｃから
供給される添加剤は、各添加剤の注入路に配分されるこ
となく、残渣が生じた添加剤の注入路に集中的に供給さ
れる。そのため、残渣が生じた添加剤の注入路で添加剤
の供給量が激減するようなことはなくなって、添加剤を
各噴出口１７から掘削土砂へ満遍なく注入することがで
きる。

【００２０】次に、本発明の第２の実施例の添加剤注入
装置における図９の従来の装置に対する改良点を図２乃
至図６に基づいて説明すると、円筒状のブロック２１
は、従来の装置と同様、添加剤を送入するための添加剤
の流入側の開口２３ｂ及び添加剤を添加剤注入通路１３
に供給するための添加剤の流出側の開口２３ａを有する
注入孔２３を穿設してあるが、このブロック２１は、図
９の従来の装置のように回転軸１１と一体回転するよう
にその円孔２２に嵌入、装着するのではなく、回転軸１
１に対して相対的に回転できるように嵌入、装着してお
り、かつ、従来の装置とは異なり、非回転部となるよう
に固定されている。そして、このブロック２１に穿設す
る注入孔２３は、添加剤の流出側の開口２３ａが回転軸
１１の回転時に回転軸１１の各添加剤注入通路１３に順
次連通できるように位置し、添加剤の流入側の開口２３
ｂが軸心に位置するように穿設されている。したがっ
て、本実施例の添加剤注入装置は、注入孔２３を設けた
ブロック２１が回転するか否かの点で図９の従来の装置
と異なるとしても、その注入孔２３それ自体の構成は、
基本的な点で従来の装置と変わりはない。ただし、注入
孔２３の流出側の開口２３ａは、第１の実施例における
開溝１０ｄと同様、個々の添加剤注入通路１３にできる
だけ長い時間連通させておくことができるように、可能
な限り長く円弧状に形成するのが好ましい。ブロック２
１に形成されている流入側の開口２３ｂには、図９の従
来の装置と同様、管継手が連結されるが、本実施例にお
いては、そのブロック２１が図９の従来の装置と異なり
非回転部となるように固定されているため、その管継手
には、従来の装置で用いられているような回転式配管継
手２５は用いないで、第１の実施例で用いたと同様の非
回転式管継手３２を用いている。

【００２１】なお、図２及び図５において、２９は円筒
状のブロック２１に形成されたシール用溝２９ａに取り
付けられたシール、３０は同ブロック２１に形成された
軸受用溝３０ａに取り付けられた、回転軸１１が円滑に
回転できるようにするための軸受、３１は回転軸１１の
円孔２２に嵌入した円筒状のブロック２１を両者間の相
対的な回転を妨げないように押さえるカバープレートで
ある。

【００２２】本実施例のシールド掘進機の添加剤注入装
置は、このような構成を備えているので、カッタフレー
ム２による切羽の掘削時、添加剤をポンプにより非回転
式管継手３２に供給して、ブロック２１に設けた注入孔
２３の流入側の開口２３ｂに送入すると、この添加剤
は、回転軸１１がカッタフレーム２とともに回転してい
ることにより、固定状態にある同ブロック２１の注入孔
２３を経由して、注入孔２３の流出側の開口２３ａから
順次各添加剤注入通路１３に供給される。そして、この
各添加剤注入通路１３に供給された添加剤は、各噴出口
１７を半径方向位置や噴出方向が異なるように設けてお
けば、第１の実施例の装置と同様にして、各注入配管１
６からこれら各噴出口１７へ順次送られ、各噴出口１７
から掘削土砂へ満遍なく注入されることとなる。また、
前記のように、複数の添加剤注入通路１３を回転軸１１
の回転により注入孔２３の流出側の開口２３ａに代る代
る連通させ、同時には連通させないようにしているの
で、添加剤の注入路の何れかに残渣が生じたときでも、
第１の実施例の装置と同様、残渣が生じた添加剤の注入
路で添加剤の供給量が激減するようなことはなくなっ
て、添加剤を各噴出口１７から掘削土砂へ満遍なく注入
することができる。本実施例の添加剤注入装置おいて
は、注入孔２３の流入側の開口２３ｂは、軸心位置に一
つ設ければ足りるので、ブロック２１を、図８の従来の
装置のロータリジョイント１０のように軸方向に長くし
なければならないようなことはなく、そのため、第１の
実施例の装置と同様、スクリューコンベア８との干渉の
問題が生じるようなことはないとともに、ポンプは一機
でよく、設備が大型化するようなこともない。その上、
配管継手には、図９の従来の装置のような高価な回転式
の管継手を用いる必要はないので、従来の装置と比べて
構成も簡素化される。

【００２３】以上のとおり、本発明の第１の実施例及び
第２の実施例によれば、その何れの添加剤注入装置も、
図８及び図９の従来の装置と同様、添加剤の注入路を複
数系統備えていて、その一つが詰った場合でも、添加剤
の注入ができなくなるようなことがないのは勿論、図８
及び図９の従来の装置が有する問題をことごとく解消し
て両装置の特長を兼備するものでありながら、両装置よ
りも構成を簡素化することができる。加えて、添加剤の
注入路の何れかに残渣が生じたときでも、残渣が生じた
添加剤の注入路で添加剤の供給量が激減するようなこと
はなくなって、添加剤を各噴出口から掘削土砂へ満遍な
く注入することができる。これらの実施例の装置におい
て、回転軸１１の添加剤注入通路１３の上流側端部すな
わち軸部１０ｂやブロック２１に隣接する側の端部に、
栓を螺着するための盲栓用ねじ孔２８を形成しておくよ
うにすれば、このねじ孔２８に栓を螺着することによ
り、使用する必要のない添加剤注入通路１３を塞いでお
くことができるため、その添加剤注入通路１３を必要な
ときに何時でも使用できるよう良好な状態に保持してお
くことができる。したがって、このようなねじ孔２８を
形成した添加剤注入通路１３を必要数以上用意しておく
ようにすれば、予備の添加剤注入通路を確保することも
できる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、特許請求の範囲の請求項１に記載されている構成、
特に、「添加剤を送入するための入口部を有しこの入り
口部にその流出側をなす開溝を有する非回転部としての
ハウジングを設けるとともに、回転軸の複数の各添加剤
注入通路とそれぞれ連通する複数の注入通路を有しハウ
ジング内に嵌入されて回転軸と一体回転する軸部を回転
軸の端部に設け、この軸部には、その回転時に複数の各
注入通路をハウジングの同じ入口部に連通させるように
するための複数の開口を各注入通路に対応して形成する
とともに、ハウジングの入口部の開溝は、軸部の回転に
より複数の注入通路を同じ入口部に順次連通させ、同時
には連通させないように形成した」構成、乃至は、特許
請求の範囲の請求項２に記載されている構成、特に、
「添加剤を送入するための添加剤の流入側の開口及び添
加剤を添加剤注入通路に供給するための添加剤の流出側
の開口を有する注入孔を設けた非回転部としてのブロッ
クを、相対的に回転できるように回転軸に装着し、注入
孔が有する添加剤の流出側の開口は、回転軸の回転によ
り複数の各添加剤注入通路に順次連通させ、同時には連
通させないように形成した」構成を備えているので、ス
クリューコンベア等の排土装置との干渉の問題が生じな
い、設備が大型化しない、添加剤を掘削土砂へ満遍なく
注入することができる等、従来の各装置の問題点を解消
し、かつ、これら各装置の全ての特長を兼備したもので
ありながら、構成を簡素化したシールド掘進機の添加剤
注入装置を提供することができる。そして、こうした構
成を採用することにより、特に、請求項１の添加剤注入
装置では、軸部の複数の注入通路を軸部の回転によりハ
ウジングの同じ入口部に代る代る連通させて同時には連
通させないようにし、請求項２の添加剤注入装置では、
回転軸の複数の添加剤注入通路を回転軸の回転によりブ
ロックの注入孔における添加剤の流出側の開口に代る代
る連通させて同時には連通させないようにしているの
で、添加剤の注入路の何れかに残渣が生じたときでも、
残渣が生じた添加剤の注入路で添加剤の供給量が激減す
るようなことはなくなって、添加剤を各噴出口から掘削
土砂へ満遍なく注入することができる。特許請求の範囲
の請求項１又は請求項２のシールド掘進機の添加剤注入
装置において、添加剤注入通路の上流側端部に栓を螺着
するためのねじ孔を形成するようにした特許請求の範囲
の請求項３に記載の構成を採用すれば、このねじ孔に栓
を螺着することにより、使用する必要のない添加剤注入
通路を塞いでおくことができるため、その添加剤注入通
路を必要なときに何時でも使用できるよう良好な状態に
保持しておくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のシールド掘進機の添加
剤注入装置の要部の断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例のシールド掘進機の添加
剤注入装置の要部の断面図である。

【図３】図２のシールド掘進機の添加剤注入装置の回転
軸後端部分の断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図２のシールド掘進機の添加剤注入装置の構成
部品である円筒状のブロックの断面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】従来の添加剤注入装置を設けたシールド掘進機
の断面図である。

【図８】図７のシールド掘進機に設けられている従来の
添加剤注入装置の要部の断面図である。

【図９】図８の添加剤注入装置に改良を加えた従来の添
加剤注入装置の要部の断面図である。

【符号の説明】

１ シールドフレーム ２ カッタフレーム ８ スクリューコンベア ９ 添加剤注入装置 １０ ロータリジョイント １１ 回転軸 １３ 添加剤注入通路 １６ 注入配管 １７ 噴出口 １０ａ ハウジング １０ｂ 軸部 １０ｃ 入口部 １０ｆ 開口 １０ｅ 注入通路 ２１ 円筒状のブロック ２２ 円孔 ２３ 注入孔 ２３ａ 添加剤の流出側開口 ２３ｂ 添加剤の流入側開口 ２８ 盲栓用ねじ孔 ３２ 非回転式管継手 ３３ ホース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の添加剤注入通路を有しカッタヘッ
   ドとともに回転する回転軸と、複数の添加剤注入通路に
   接続され同通路からの添加剤を掘削土砂に注入する複数
   の噴出口とを備え、掘削土砂による土圧で切羽の崩落を
   防止しつつ掘進を行うシールド掘進機の添加剤注入装置
   において、添加剤を送入するための入口部を有しこの入
   り口部にその流出側をなす開溝を有する非回転部として
   のハウジングを設けるとともに、回転軸の複数の各添加
   剤注入通路とそれぞれ連通する複数の注入通路を有しハ
   ウジング内に嵌入されて回転軸と一体回転する軸部を回
   転軸の端部に設け、この軸部には、その回転時に複数の
   各注入通路をハウジングの同じ入口部に連通させるよう
   にするための複数の開口を各注入通路に対応して形成す
   るとともに、ハウジングの入口部の開溝は、軸部の回転
   により複数の注入通路を同じ入口部に順次連通させ、同
   時には連通させないように形成していることを特徴とす
   るシールド掘進機の添加剤注入装置。
2. 【請求項２】 複数の添加剤注入通路を有しカッタヘッ
   ドとともに回転する回転軸と、複数の添加剤注入通路に
   接続され同通路からの添加剤を掘削土砂に注入する複数
   の噴出口とを備え、掘削土砂による土圧で切羽の崩落を
   防止しつつ掘進を行うシールド掘進機の添加剤注入装置
   において、添加剤を送入するための添加剤の流入側の開
   口及び添加剤を添加剤注入通路に供給するための添加剤
   の流出側の開口を有する注入孔を設けた非回転部として
   のブロックを、相対的に回転できるように回転軸に装着
   し、注入孔が有する添加剤の流出側の開口は、回転軸の
   回転により複数の各添加剤注入通路に順次連通させ、同
   時には連通させないように形成していることを特徴とす
   るシールド掘進機の添加剤注入装置。
3. 【請求項３】 前記添加剤注入通路は、その上流側端部
   に栓を螺着するためのねじ孔が形成されていることを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載のシールド掘進機の
   添加剤注入装置。