JP3716668B2 - Shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シールド掘進機に関し、特に、土圧式シールド掘進機の排土手段の改良技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
土圧式シールド掘進機においては、通常、チャンバー内に取込まれた掘削土砂は、スクリューコンベアを使用して、坑内に排出している。この場合、掘削土砂は、切羽の安定性を確保するために、チャンバー内の土圧を所定値以上に保持しながら、スクリューコンベアの排土口を間欠的に開閉して排出している。
【0003】
ところで、このようにスクリューコンベアの排土口の開閉制御を行う場合においても、排土口を解放した際の影響が、チャンバー内に直接的に及ばないようするためには、スクリューコンベアは、ある程度以上の長さが必要とされ、このため、通常、スクリューコンベアは、シールド掘進機の後端より後方に突出している。
【0004】
そして、スクリューコンベアから坑内に排出された掘削土砂は、ベルトコンベアなどで後方に移動され、ズリ鋼車または土砂圧送ポンプなどを使用して、坑外に搬出される。
【0005】
しかしながら、このような従来の土圧式シールド掘進機には、以下に説明する技術的な課題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、スクリューコンベアがシールド掘進機の後端より後方に突出していると、急曲線施工において、スクリューコンベアの後端側が内巻き壁と干渉して、シールド掘進機の掘進が困難になり、スクリューコンベアを短いものに交換するなどの対策が必要になる。
【0007】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、急曲線施工が可能になるとともに、連続的な掘進が可能になるシールド掘進機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、中折れジャッキにより相互に連結され、筒状に形成された前,後スキンプレートを有する掘進機本体と、前記前スキンプレートの先端に回転自在に設置されたカッターと、前記カッターの背面側に設けられ、掘削土砂を充満して土圧に対抗させるチャンバーとを備えたシールド掘進機において、前記チャンバーの内部と直接連通し、全長が前記前スキンプレート内に位置する圧力調整型一軸偏心ネジポンプを設け、前記圧力調整型一軸偏心ネジポンプの吐出口に、他端側が後続台車の後方まで伸びて開放される可撓性の土砂搬出用配管の一端側を連通接続した。
このように構成したシールド掘進機によれば、チャンバーの内部と直接連通する圧力調整型一軸偏心ネジポンプを設け、圧力調整型一軸偏心ネジポンプの吐出口に後続台車の後方まで伸びる可撓性の土砂搬出用配管を連通接続しているので、排出する掘削土砂と土砂搬出用配管との間の摩擦力が非常に大きくなる。
従って、圧力調整型一軸偏心ネジポンプを介して、掘削土砂が充満された土砂搬出用配管でチャンバー内を解放しても、この配管を介して排出される掘削土砂は、限られたものとなり、チャンバー内の圧力は、切羽の安定性を損なうほど低くならない。
また、本発明のシールド掘進機では、チャンバーの内部と直接連通し、全長が前スキンプレート内に位置する圧力調整型一軸偏心ネジポンプを設けるので、シールド掘進機の急曲線施工に影響を及ぼさないし、また、掘削土砂の搬出用配管は、可撓性を有しているので、後続台車の後方まで延長してもシールド掘進機の急曲線施工に影響を及ぼさない。
さらに、本発明のシールド掘進機では、掘削土砂は、チャンバーから後端が解放された配管を介して、連続的に排出されるので、シールド掘進機の連続掘進が可能になる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1から図4は、本発明にかかるシールド掘進機の一実施例を示している。
【0010】
同図に示したシールド掘進機は、掘進機本体10と、カッター12と、チャンバー14と、土砂圧送用のポンプ18と、土砂搬出用配管20とを有している。
【0011】
掘進機本体10は、図2にその詳細を示すように、軸方向の中間位置で分断され、両端が開口した円筒状の前,後スキンプレート10a,10bを有していて、これらの前,後スキンプレート10a,10bは、スキンプレート10a,10bの内部に設置された中折れジャッキ21により相互に連結されている。
【0012】
この中折れジャッキ21は、周方向に所定の間隔を隔てて複数設けられていて、曲線状に掘削する際に用いられる。前スキンプレート10a内には、後スキンプレート10bの後端側に、エレクター22を用いて環状に組立てられるセグメント23に反力を取って、シールド掘進機を推進させるシールドジャッキ24が設けられている。
【0013】
このシールドジャッキ24は、周方向に所定の間隔を隔てて複数配置されている。また、前スキンプレート10aの前端側には、チャンバー14を隔成する隔壁26が設けられている。
【0014】
カッター12は、十字状に形成されたスポーク部12aと、このスポーク部12aの背面側中心に突設された回転軸12bと、スポーク部12aの側面と前面とに固設されたカッタービット12cとを備えている。
【0015】
カッター12のスポーク部12a内には、径方向に出没自在に設けられ、カッター12の掘削可能な範囲よりも外方の掘削を可能にするコピカッター12dが内蔵されている。
【0016】
また、カッター12のスポーク部12aの背面側には、複数の支持ステー12eが同一円周上に所定の間隔を隔てて突設されていて、支持ステー12eの端部には、円環状のリングビーム12fが固設されている。
【0017】
このように構成されたカッター12は、回転軸12bとリングビーム12fとが、ベアリングなどを介在させることにより、隔壁26に回転自在に支持されている。
【0018】
そして、リングビーム12fの一端側には、リングギア12gが固設され、このリングギア12gには、駆動モータ12hの回転軸に固設された原動ギア12iが歯合している。
【0019】
チャンバー14は、隔壁26により後端側が隔成され、前面側に配置されているカッター12により掘削された土砂を内部に取込んで充満して、切羽側の土圧に対向させて、切羽の安定を図る。
【0020】
土砂圧送用のポンプ18は、圧力調整型一軸偏心ネジポンプであって、チャンバー14の内部と直接連通するように設置されており、その詳細構造を図4に示している。
【0021】
同図に示したポンプ18は、一端側に開口した吸込み口18aと、中間位置の側面に開口した吐出口18bとを有する中空円筒状のケーシング18cを備えている。
【0022】
ケーシング18cの吸込み口18aは、隔壁26に設けられた貫通孔に直接取り付けられていて、ケーシング18cとチャンバー14とが直接連通している。ケーシング18c内には、ステータ18dとロータ18eが設置されている。
【0023】
ステータ18dは、弾性材質から構成され、屈曲した長円形の雌ネジ状に形成され、ケーシング18cの内周に固設されている。ロータ18eは、真円断面の金属で構成され、波形に屈曲形成された雄ネジ状のものであって、ステータ18dの中心を貫通するようにして配置されている。
【0024】
ケーシング18cの後部側には、駆動モータ18fに連結されるドライブシャフト18gが、ベアリングを介して回転自在に支持されており、このドライブシャフト18gとロータ18eとの間がユニバーサルジョイント18hを介して連結されている。
【0025】
なお、図4に符号18iで示した部材は、ドライブシャフト18gとケーシング18bとの間に介装されたシール材である。
【0026】
このように構成した土砂圧送用のポンプ18においては、駆動モータ18fによりドライブシャフト18gを回転すると、これに伴ってロータ18eが、スネーク状に回転し、弾性部材からなるステータ18を変形させながら、チャンバー14内の土砂を吸込み口18a側から吸引して、吐出口18bに圧送する。
【0027】
土砂搬送用配管20は、可撓性を有する合成樹脂製などの円筒体から構成され、一端側がポンプ18の吐出口18bに連通接続されるとともに、後端側は、図1に示すように、後続台車28の後方まで延長されていて、後端は、その位置で解放されている。
【0028】
この土砂搬送用配管20の解放端の下部側には、例えば、ベルトコンベアを配置して、受承した掘削土砂を坑外に搬出するか、あるいは、ズリ鋼車を用いて坑外に搬出する。
【0029】
以上のように構成したシールド掘進機では、カッター12を回転駆動することにより掘削された土砂は、カッター12の背面側に設けられたチャンバー14内に、順次取込まれて充満される。
【0030】
シールド掘進機の掘進が進行し、チャンバー14内に取込まれた掘削土砂が過剰になると、その一部がポンプ18を介して、土砂搬送用配管0側に順次送り込まれる。
【0031】
このような掘削土砂の移動をシールド掘進機の掘進とともに順次行っていくと、掘削土砂は、土砂搬送用配管20内を充満しながら、後続台車28の後方まで延設されている開口端まで移動し、その後ベルトコンベアなどにより坑外に搬出される。
【0032】
この場合、本実施例のシールド掘進機によれば、チャンバー14の内部と直接連通する圧力調整型一軸偏心ネジポンプ18を設け、このポンプ18の吐出口18bに後続台車28の後方まで伸びる可撓性の土砂搬出用配管20を連通接続しているので、排出する掘削土砂と土砂搬出用配管20との間の摩擦力が非常に大きくなる。
【0033】
従って、チャンバー14内を掘削土砂が充満された土砂搬出用配管20で解放しても、この配管20を介して排出される掘削土砂は、限られたものとなり、チャンバー14内の圧力は、切羽の安定性を損なうほど低くならない。
【0034】
また、本実施例のシールド掘進機では、チャンバー14の内部と直接連通する一軸偏心ネジポンプ18を設けるので、シールド掘進機の急曲線施工に影響を及ぼさないし、また、掘削土砂の搬出用配管20は、可撓性を有しているので、後続台車28の後方まで延長してもシールド掘進機の急曲線施工に影響を及ぼさない。
【0035】
さらに、本発明のシールド掘進機では、掘削土砂は、チャンバー14から後端が解放された配管20を介して、連続的に排出されるので、シールド掘進機の連続掘進が可能になる。
【0036】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかるシールド掘進機によれば、急曲線施工が可能になるとともに、連続的な掘進が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるシールド掘進機の一実施例を示す全体図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】図1に示したシールド掘進機の先端側の平面図である。
【図4】図1に示したシールド掘進機の土砂圧送用ポンプの断面図である。
【符号の説明】
10 掘進機本体
12 カッター
14 チヤンバー
18 ポンプ
20 搬送用配管
22 エレクター
24 シールドジャッキ
26 隔壁
28 後続台車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shield machine, and more particularly to a technique for improving earth discharge means of an earth pressure shield machine.
[0002]
[Prior art]
In the earth pressure type shield machine, the excavated earth and sand taken into the chamber is usually discharged into the mine using a screw conveyor. In this case, the excavated soil is discharged by opening and closing the discharge port of the screw conveyor intermittently while maintaining the earth pressure in the chamber at a predetermined value or more in order to ensure the stability of the face.
[0003]
By the way, even in the case where the opening and closing control of the discharge port of the screw conveyor is performed in this way, in order to prevent the influence when the discharge port is released directly from entering the chamber, the screw conveyor is For this reason, the screw conveyor usually protrudes backward from the rear end of the shield machine.
[0004]
Then, the excavated sediment discharged from the screw conveyor into the mine is moved backward by a belt conveyor or the like, and is carried out of the mine using a grinding steel wheel or a sediment pressure pump.
[0005]
However, such a conventional earth pressure shield machine has technical problems described below.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
That is, if the screw conveyor protrudes rearward from the rear end of the shield machine, the rear end side of the screw conveyor interferes with the inner winding wall in sharp curve construction, making it difficult for the shield machine to dig. It is necessary to take measures such as replacing the with a shorter one.
[0007]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and the object of the present invention is to provide a shield machine capable of performing sharp curve construction and enabling continuous excavation. There is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is connected to each other by a folding jack and is formed in a cylindrical shape with a front and rear skin plates and a front end of the front skin plate rotatably. A shield machine provided on the back side of the cutter and filled with excavated earth and sand to counteract earth pressure, and directly communicates with the interior of the chamber, and the total length of the front skin plate A pressure-adjusting uniaxial eccentric screw pump located inside, and at one end of a flexible earth and sand carrying-out pipe whose other end extends to the rear of the subsequent carriage and is opened at the discharge port of the pressure-adjusting uniaxial eccentric screw pump. Connected.
According to the shield machine configured as described above, the pressure-adjusting uniaxial eccentric screw pump that directly communicates with the inside of the chamber is provided, and the flexible earth and sand carrying out to the rear of the succeeding carriage is provided at the discharge port of the pressure-adjusting uniaxial eccentric screw pump. Since the pipes for communication are connected in communication, the frictional force between the excavated earth and sand to be discharged and the pipe for carrying out the earth and sand becomes very large.
Therefore, even if the inside of the chamber is released with the sediment transport pipe filled with the excavated sediment via the pressure-adjustable uniaxial eccentric screw pump, the excavated sediment discharged through this piping is limited, and the chamber The internal pressure is not so low as to impair the stability of the face.
Further, in the shield machine of the present invention, since the pressure adjusting type uniaxial eccentric screw pump that is directly communicated with the inside of the chamber and is located in the front skin plate is provided, it does not affect the sharp curve construction of the shield machine, Further, since the piping for excavating earth and sand has flexibility, it does not affect the sharp curve construction of the shield machine even if it extends to the rear of the subsequent carriage.
Furthermore, in the shield machine according to the present invention, the excavated earth and sand are continuously discharged through the pipe whose rear end is released from the chamber, so that the shield machine can continuously dig.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show an embodiment of a shield machine according to the present invention.
[0010]
The shield machine shown in the figure includes an
[0011]
As shown in detail in FIG. 2, the excavator
[0012]
A plurality of the
[0013]
A plurality of the
[0014]
The
[0015]
In the
[0016]
Further, a plurality of support stays 12e are provided on the back surface side of the
[0017]
The
[0018]
A
[0019]
The rear end side of the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
On the rear side of the
[0025]
In addition, the member shown with the code |
[0026]
In the earth and
[0027]
The earth and
[0028]
For example, a belt conveyor is arranged on the lower side of the open end of the earth and
[0029]
In the shield machine configured as described above, the earth and sand excavated by rotating the
[0030]
If the excavation by the shield machine proceeds and the excavated earth and sand taken into the
[0031]
When such excavation earth and sand moves sequentially with the excavation of the shield machine, the excavation earth and sand moves to the open end extended to the rear of the succeeding
[0032]
In this case, according to the shield machine of the present embodiment, the pressure-adjusting uniaxial
[0033]
Therefore, even if the inside of the
[0034]
Further, in the shield machine of the present embodiment, the uniaxial
[0035]
Furthermore, in the shield machine of the present invention, the excavated earth and sand are continuously discharged from the
[0036]
【The invention's effect】
As described above in detail in the embodiment, according to the shield machine according to the present invention, it is possible to perform sharp curve construction and continuous excavation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of a shield machine according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
3 is a plan view of the front end side of the shield machine shown in FIG. 1. FIG.
4 is a cross-sectional view of the earth and sand pump for the shield machine shown in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記前スキンプレートの先端に回転自在に設置されたカッターと、
前記カッターの背面側に設けられ、掘削土砂を充満して土圧に対抗させるチャンバーとを備えたシールド掘進機において、
前記チャンバーの内部と直接連通し、全長が前記前スキンプレート内に位置する圧力調整型一軸偏心ネジポンプを設け、
前記圧力調整型一軸偏心ネジポンプの吐出口に、他端側が後続台車の後方まで伸びて開放される可撓性の土砂搬出用配管の一端側を連通接続したことを特徴とするシールド掘進機。 An excavator main body having front and rear skin plates connected to each other by a bent jack and formed into a cylindrical shape ;
A cutter installed rotatably at the tip of the front skin plate ;
In the shield machine provided with a chamber provided on the back side of the cutter and filled with excavated earth and sand to counteract earth pressure,
A pressure-adjusting uniaxial eccentric screw pump that communicates directly with the interior of the chamber and whose entire length is located in the front skin plate ;
1. A shield machine according to claim 1, wherein one end side of a flexible earth and sand carrying pipe having the other end extending to the rear of the subsequent carriage is connected to the discharge port of the pressure-regulating uniaxial eccentric screw pump.
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