JP4031808B2 - 掘進機 - Google Patents

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Description

本発明はノズルヘッドにおけるアブレッシブジェット噴射ノズルの駆動機構を備えた掘削障害物を粉砕しつつ掘進する掘進機に関するものである。
従来から、掘進機には掘削障害物を粉砕しつつ掘進するために、シールド本体部の掘進方向先端部に設けられてシールド本体部に対して回転可能のカッターヘッド部にウォータジェット噴射ノズルを備えたものが知られている。
特開平１０−２８０８８０号公報
しかしながら、従来の掘進機は、噴射ノズルが固定であるので、掘進中に遭遇した掘削障害物の大きさ、形状に応じて臨機応変にかつ切れ味良く細分化して排除しやすいように掘削障害物を砕断し難いという問題が残存する。そこで本発明はアブレッシブジェット噴射ノズルをカッターヘッド部に設け、カッターヘッド部を回転させつつアブレッシブジェット水を噴射して掘削障害物を輪切りにし、次いで、アブレッシブ噴射ノズルを半径方向に移動させつつアブレッシブジェット水を噴射させることにより、大きな掘削障害物を扇形に砕断するためのノズルヘッドの確実かつ安定した駆動機構を実現する。
請求項１に記載の掘進機は、シールド本体部１、該シールド本体部１の掘進方向先端部に設けたカッターヘッド部２、該カッターヘッド部２に設けたノズルヘッド１０を備える掘進機において、前記ノズルヘッド１０が、アブレッシブジェットを噴射するためのアブレッシブジェット噴射ノズル１０ａと、スラリー供給管１５と、超高圧水の供給管１２ｂと、前記ノズルヘッド１０を駆動するための駆動機構１０Ａとを有しており、さらに、前記駆動機構１０Ａは、取り付けヘッド１４を介して端設されたシリンダ１３と、前記シリンダ１３に嵌装してなるピストンロッド１２と、前記ピストンロッド１２の軸線方向に穿設してなる超高圧水を前記アブレッシブジェット噴射ノズル１０ａに供給するための供給通路１２ａと、前記ピストンロッド１２の軸線方向に穿設されていて前記供給通路１２ａ及び前記供給管１２ｂに連通するとともに、前記供給管１２ｂが前記軸線方向に進退可能に收容される許容空間１２ｃと、によって構成されること、を特徴とする。
請求項２に記載の掘進機は、前記アブレッシブジェット噴射ノズルの近傍に該アブレッシブジェット噴射ノズルを保護するためのカッタービットが設けられていることを特徴とする。
請求項３に記載の掘進機は、前記アブレッシブジェット噴射ノズルが少なくとも二個以上設けられ、各アブレッシブジェット噴射ノズルはノズルヘッドに支持されることを特徴とする。
本発明に係る掘進機は、アブレッシブジェット噴射ノズルがカッターヘッド部に対してノズルヘッド内を直進・進退しその動作が確実かつ安定であるので、掘削障害物をその形状、大きさに応じて臨機応変に砕断できるという効果を奏する。
以下、本発明に係る掘進機の具体的実施例を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るシールド本体部の部分縦断面図である。この図１において、１はシールド本体部、２はカッターヘッド部、３は回転軸、４は排泥管である。そのカッターヘッド部２は掘進方向先端部に設けられている。
カッターヘッド部２には中心ビット６、カッタービット７、先行ビット８、トリムビット９が適宜設けられている。
また、カッターヘッド部２には、アブレッシブジェット噴射ノズル１０ａを有するノズルヘッド１０が設けられている。そのノズルヘッド１０の両側にはこのアブレッシブジェット噴射ノズル１０ａを保護するためのカッタービット１１が設けられている。
そのノズルヘッド１０は図２（ａ）、（ｂ）に示す駆動機構（駆動方式）１０Ａによりカッターヘッド部２の面でその径方向に駆動されるもので、ここでは、その駆動機構１０Ａはピストンロッド１２と油圧シリンダ１３とからなる油圧シリンダ駆動方式とされている。ノズルヘッド１０はシリンダ１３の一端部に取り付けヘッド１４を介して取り付けられ、シリンダ１３は油圧のイン・アウト（ＩＮ・ＯＵＴ）の切り換えによりピストンロッド１２に沿ってノズルヘッド１０を往復可動するものとなっている。
そのピストンロッド１２には回転軸３からの超高圧水を供給する通路１２ａが形成され、その通路１２ａは供給管１２ｂを介してアブレッシブジェット噴射ノズル１０ａに連通されている。
ピストンロッド１２にはその供給管１２ｂの軸線方向への進退を許容する許容空間１２ｃが形成されている。ノズルヘッド１０には、スラリー（でんぷん系切削剤）を供給する供給管１５が接続される。ここでは、このアブレッシブジェット噴射ノズル１０ａと駆動機構１０Ａは図１，図２に示すように、カッターヘッド部２の面に間隔を開けて複数個設ける構成であって良い。
そのカッターヘッド部２は図１に示すように回転軸３を中心にして駆動モータ１７により回転され、その回転中に各アブレッシブジェット噴射ノズル１０ａからアブレッシブジェット水１０ｅを噴射させることにより掘削障害物１８を輪切りにすることができる。また、その各アブレッシブジェット噴射ノズル１０ａを駆動機構１０Ａにより半径方向に高速移動させることにより輪切りにされた掘削障害物１８をさらに半径方向に細断することができる。
このアブレッシブジェット噴射ノズル１０ａによれば、高圧ジェット水にスラリーを混入させることにしたので、アブレッシブジェット噴射ノズル１０ａの摩耗の低減を図りつつ掘削障害物１８の切削・砕断の効率化を図ることができる。
本発明に係る掘進機は、トンネル、地下通路、上下水道等の配管、マンホール等の工事作業の際に用いられる。
本発明の実施例に係る掘進機のカッターヘッド部を含むシールド本体部分を示す部分縦断面図である。 図１に示すアブレッシブジェット噴射ノズルの油圧シリンダ駆動機構を示す図であって、（ａ）はカッターヘッド部において半径方向外側にノズルヘッドが位置した状態を示し、（ｂ）は同半径方向内側にノズルヘッドが位置した状態を示す。
符号の説明
１…シールド本体部
２…カッターヘッド部
１０Ａ…駆動機構
１０ａ…アブレッシブジェット噴射ノズル
１２…ピストンロッド
１２ａ…超高圧水の供給通路
１２ｂ…超高圧水の供給管
１２ｃ…許容空間
１３…シリンダ
１５…スラリー供給管

Claims (3)

  1. シールド本体部１、該シールド本体部１の掘進方向先端部に設けたカッターヘッド部２、該カッターヘッド部２に設けたノズルヘッド１０を備える掘進機において、
    前記ノズルヘッド１０は、アブレッシブジェット水を噴射するためのアブレッシブジェット噴射ノズル１０ａと、スラリー供給管１５と、超高圧水の供給管１２ｂと、前記ノズルヘッド１０を駆動するための駆動機構１０Ａとを有しており、さらに、前記駆動機構１０Ａは、
    取り付けヘッド１４を介して端設されたシリンダ１３と、
    前記シリンダ１３に嵌装してなるピストンロッド１２と、
    前記ピストンロッド１２の軸線方向に穿設してなる超高圧水を前記アブレッシブジェット噴射ノズル１０ａに供給するための供給通路１２ａと、
    前記ピストンロッド１２の軸線方向に穿設されていて前記供給通路１２ａ及び前記供給管１２ｂに連通するとともに、前記供給管１２ｂが前記軸線方向に進退可能に收容される許容空間１２ｃと、
    によって構成されること、
    を特徴とする掘進機。
  2. 前記アブレッシブジェット噴射ノズル１０ａの近傍に該アブレッシブジェット噴射ノズル１０ａを保護するためのカッタービット１１が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の掘進機。
  3. 前記アブレッシブジェット噴射ノズル１０ａが少なくとも二個以上設けられて、各々のアブレッシブジェット噴射ノズルが前記ノズルヘッド１０に支持されてなることを特徴とする請求項１に記載の掘進機。
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