JPH0223676Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はシールド掘進機のスクリユーコンベヤ
に係り、特にスクリユー軸の搬入端側の軸径を小
径とすると共にその部の排出端のケーシングに排
礫口を形成することにより、掘削土砂に混在する
比較的大きな礫をカツタ室内から搬出し得るよう
にしたものである。

［従来の技術］ シールド掘進機としては、第１図に示すごとく
筒体状のシールドフレームａの前端部に回転式カ
ツタｂを備え、このカツタｂで掘削した土砂を一
旦カツタｂの背面部に形成されたカツタ室ｃ内に
取込み、これをスクリユーコンベヤｄによつてシ
ールドフレームａの後方に搬出するようにした所
謂密閉式機械シールドと称されるものが知られて
いる。そして、上記土砂の搬出手段たるスクリユ
ーコンベヤｄは、その搬入端ｅを上記カツタ室ｃ
内に連通して接続されるとともに搬出端ｆをシー
ルドフレームａの後方に臨ませた状態でシールド
フレームａ内に取付けられている。

しかしながら、この種のスクリユーコンベヤｄ
は、一般にそのスクリユー軸ｇの軸径ｈが一様に
大径であるため、土砂中に混在する比較的に大径
の礫は搬出し得ないという問題があつた。即ち、
スクリユー軸ｇはスクリユーコンベヤｄの外殻ケ
ーシングｉ内にその軸方向に沿つて回転自在に設
けられており、詳しくは一様な太さを有する回転
駆動軸ｊにスクリユー羽根ｋを一体的に形成した
ものである。従つて、搬送し得る礫の大きさ乃至
粒径は上記駆動軸ｊとケーシングｉとの間に区画
形成される空隙の大きさによつて定まるため、
大径の礫を搬送するには上記空隙を大きくする
必要がある。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、ケーシングｉの内径ｍは、ｍ＝空隙
×２＋駆動軸ｊの軸径ｈという関係があるの
で、空隙を大きくしようとすると勢いケーシン
グｉが大きなものとなつてしまう。しかし、シー
ルドフレームａの大きさとの関係もあつて、上記
ケーシングｉはむやみに拡大することはできな
い。従つて、ケーシングｉの大きさには一定の限
界があり、必要以上の大きさを有する礫は搬送し
得ず、とりわけ中小径のシールド掘進機にあつて
は、配置上スクリユーコンベヤの装備径に限界が
あり、大礫掘削用として不向きであつた。

なお、上記スクリユー軸ｇの代りに駆動軸ｊの
ないスパイラル羽根を採用して、上記空隙を大
きくすることによつて大径の礫を搬送し得るよう
にしたものがある。しかしながら、このコンベヤ
にあつては、ケーシング内の中心部が軸方向に連
通しているため、止水性が低く、切羽の安定上好
ましいものでない。しかもスパイラル羽根は中心
軸がなく強度的に弱いのでその増強のため肉厚の
大幅な拡大を余義なくされる欠点がある。また、
なるべく大径の礫を搬出するためには、駆動軸を
全長にわたりなるべく小径とすることが考えられ
るが、このようにすることは駆動軸の強度上好ま
しくなく、また大径の礫が搬送中スクリユー羽根
の全長にわたつて接触するため、スクリユー羽根
が全長にわたつて傷つくという問題がある。

そこで、本考案は上述したごとき問題点を有効
に解消すべくなされたものでその目的とするとこ
ろは、ケーシングを大きくすることなくしかもス
クリユー羽根を全長にわたつて傷付けることなく
大径の礫を搬出することができると共に止水性が
極めて高く切羽の安定をはかることのできるシー
ルド掘進機を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案はシールド
掘進機のカツタ室内に搬入端側を接続した円筒状
ケーシング内の軸芯にその長手方向に沿つて回転
駆動軸を設けると共に、該駆動軸に土砂搬送用の
スクリユー羽根を形成し、カツタ室内に取込まれ
た土砂をスクリユー羽根の回転によりケーシング
内に沿つて搬出するスクリユーコンベヤにおい
て、上記駆動軸の搬入端側の軸径を所定長さに亙
り搬出端側の軸径に比して縮径し、該縮径軸部の
排出端のケーシングに搬出端側の軸とケーシング
との間より大きい礫を取出すための排礫口を設け
たものである。

［作 用］ 駆動軸の搬入端側の軸径が所定長さに亙り小径
に形成されていることから、その分大径の礫がス
クリユーコンベヤ内に搬入され、排礫口から排出
される。駆動軸が全長に亙つて小径に形成されて
いないので強度上好ましくまた大径の礫との接触
によりスクリユー羽根が全長に亙つて傷付くよう
なことはない。

［実施例］ 以下に本考案の好適一実施例を添付図面に従つ
て詳述する。

第２図に示すごとく、シールド掘進機の外殻を
形成シールドフレーム１の前端部には切羽を掘削
するためのカツタ２が回転自在に設けられ、この
カツタにはこれを回転駆動するモータ３が連結さ
れている。カツタ２の背面部には掘削した土砂を
取込むカツタ室４が一体的に形成され、カツタ室
４には土砂をシールドフレーム１の後方に搬出す
るスクリユーコンベヤ５が接続されている。スク
リユーコンベヤ５は円筒状ケーシング６を有し、
その一端の搬入端６ａがカツタ室４内にシール７
を介して連通接続されると共に、他端の搬出端６
ｂがシールドフレーム１の後方へ臨まされた状態
に配設されている。また。ケーシング６の搬入端
６ａには軸方向に開放された土砂搬入口８が形成
され、搬出端６ｂには軸直角方向（径方向）で且
つ動力方向に開放された排土口９が形成されてい
る。そして、ケーシング６内にはその軸方向に沿
つて土砂を搬送するためのスクリユー軸１０が回
転自在に設けられている。このスクリユー軸１０
はケーシング６の軸芯にその長手方向に沿つて支
持された回転駆動軸１１と、その駆動軸１１上に
その長手方向全体に亙つて螺旋状に一体的に形成
された土砂搬送用のスクリユー羽根１２とから構
成され、ケーシング６の搬出端６ｂ部には上記駆
動軸１１を回転駆動するモータ１３が設けられて
いる。特に、上記駆動軸１１の搬入端側の軸径t₁
は先端から所定長さに亙り搬出端側の軸径t₂に比
して大幅に縮径されており、その搬出端側の軸部
１１ａと同心であるが、これより半径の小さい縮
径軸部１１ｂを形成している。また上記スクリユ
ー羽根１２において、上記縮径軸部１１ｂに位置
した部分１２ａは若干肉厚に形成され、強度の増
強が図られている。このようにスクリユー軸１０
の搬入端側に縮径軸部１１ｂを形成することによ
り、縮径軸部１１ｂとケーシング６との間の空隙
u₁を大きくし、大径の礫をケーシング６内軸方向
に沿つて移送し得るようにしている。また、スク
リユー軸１０の搬入端側はカツタ室４内に臨まさ
れ、カツタ室内の土砂をケーシング６内に搬入し
易いようにしている。

ところで、上記縮径軸部１１ｂに沿つて搬送さ
れてきた土砂中の礫のうち、搬出端側の軸部１１
ａとケーシング６との間の空隙u₂より大きいもの
は、大径軸部たる搬出端側の軸部１１ａの搬入側
端部１４において搬出側への移送が阻止されるこ
とになる。そこで、この搬入側端部１４に至つた
大径の礫を排土口９側に送ることなくケーシング
６内から取出すために、ケーシング６における上
記縮径軸部１１ｂの搬出端１５が位置する部分に
は、排礫口１６が軸直角方向で且つ重力方向に開
放して設けられている。そして、この排礫口１６
にはこれを開閉するためのスライドゲート１７が
設けられると共にこのゲート１７を介して礫収容
タンク１８が液密に連設されている。この礫収容
タンク１８は、排礫口１６から排出された礫を収
容し、これを洗浄して取出す装置であり、そのゲ
ート１７の近傍にはタンク１８内に洗浄用水を供
給するための給水管１９が、且つ底部には洗浄後
の泥水を排出するための排泥管２０がそれぞれ連
通接続されている。また礫収容タンク１８の内底
部には、礫と共に収容された土砂を洗い流すため
のスクリーン２１が設けられ、タンク１８にはシ
ールドフレーム１の後方へ臨んで洗浄後の礫を取
出すための取出口２２が形成されている。取出口
２２には、これを開閉する扉２３が設けられてい
る。

上記排土口９にもこれを開閉するスライドゲー
ト２４が設けられ、このゲート２４及び上記排礫
口１６のゲート１７には開閉駆動ジヤツキ２５，
２６がそれぞれ連結されている。なお、排土口９
には、ケーシング６内の土砂を一定の圧力に保ち
つつ排出するロータリーフイーダを取付けても良
い。図中、２７は抗道内に組付けられたセグメン
ト、２８はそのセグメントを押圧してシールド掘
進機を推進させるべくシールドフレーム１に設け
られたシールドジヤツキである。また２９はケー
シング６内の搬出端６ｂ側に排送土砂を排土口９
へ案内するために設けられた案内板である。

次に実施例の作用を述べる。

シールド掘進機がカツタ２を回転しつつ切羽を
掘進すると、掘削土砂がカツタ室４内に取込まれ
る。スクリユーコンベヤ５のスクリユー軸１０は
モータ１３の駆動によつてカツタ室４内の土砂は
シールドフレーム１後方へ搬出すべく回転されて
いるため、カツタ室内の土砂は先ずスクリユー軸
１０の搬入端側の縮径軸部１１ｂに沿つて搬入口
８からケーシング６内に搬入される。ところで土
砂中には大径の礫も混在している。この場合、搬
入口８側のケーシング６と縮径軸部１１ｂとの間
に区画形成された空隙u₁が大きいので、これによ
つて規制されない大径の礫を含む土砂はスクリユ
ー羽根１２の回転によるねじ送りによりケーシン
グ内をその軸方向に沿つて搬出端６ｂ方向へ移送
される。しかしながら、搬出端側の軸部１１ａと
ケーシング６との間に区画形成された空隙u₂より
大径の礫は縮径軸部１１ｂの搬出端１５からは搬
出端側の軸部１１ａへ移行することができない。
そこで、これに際してモータ１３に生ずるトルク
を検出して排礫口１６のゲート１７を開放する。
なお、縮径軸部１１ｂの排出端１５から搬出端側
の軸部１１ａに移行する部分で礫の噛込みを生じ
た場合には、スクリユー軸１０を逆回転させれば
良い。

これにより、礫は土砂と共に排礫口９から礫収
容タンク１８内に投入乃至収容される。この場
合、排礫口１６が開放されることにより切羽から
排土口９までの土砂搬送系の圧力が礫収容タンク
１８に流れて、切羽の水圧乃至土圧のバランスを
崩さないように、タンク１８内には予め水が充填
されている。

こうして、礫がタンク１８内に収容されたら、
ゲート１７を閉じて、給水管１９からの給水及び
排泥管２０による排泥を開始し、礫から土砂等の
付着物を洗い流す。なお、排泥管２０は排泥系に
導かれており、タンク１８から排出された泥水は
その排泥系によつて処理される。

こうして、洗浄が済んだなら、給水を止めてタ
ンク１８内を排水し、扉２３を開放して取出口２
２から洗浄された巨大礫等を取出す。取出された
礫等は図示しないセグメント搬入用ホイスト等及
びズリ搬送台車等を利用して抗外へ排出されるこ
ととなる。礫の取出しが終つたら、タンク１８の
扉２３を閉じて水を充填しておき、次の取出しを
待つ。

一方、上記スクリユー軸１０は、その間に大径
の礫を検出しない限り土砂を排土口９へ移送して
おり、排土口９から排出された土砂はズリ搬送台
車等によつて抗外に搬出されることとなる。

このように、スクリユー軸１０の中心軸を形成
する駆動軸１１の搬入端側の軸径t₁を所定長さに
亙つて搬出端側の軸径t₂に比して縮径すると共
に、その縮径軸部１１ｂの排出端１５に位置させ
てケーシング６に排礫口１６を開口形成したの
で、先ず上記縮径軸部１１ｂとケーシング６との
間の空隙u₁に入り得る大径の礫をケーシング６内
に搬入移送することができ、次にその搬入された
大径の礫のうち搬出端側の軸部１１ａとケーシン
グ６との間の空隙u₂を通過できない大きさの礫を
上記搬出端側の軸部１１ａの搬入側端部１４で選
別し、その選別された大径の礫を排礫口１６から
ケーシング６外に取出すことができる。このた
め、大径の礫を搬出すべく駆動軸を全長に亙つて
小径に形成するものと異なり、スクリユー羽根が
大径の礫との接触により全長に亙つて傷付くよう
なことはなく、しかも駆動軸の強度上優れる。そ
して、大径の礫を搬入すべくケーシング６を拡径
したものではなく、逆に駆動軸１１を縮径したの
で、ケーシング６は今までのものと同じ大きさで
ありながら、今までより大径の礫を搬出すること
ができ、中小径のシールド掘進機に有利である。
また、縮径軸部１１ｂのスクリユー羽根１２ａ
は、中心軸たる縮径軸部１１ｂがあることから、
強度的に強く、しかも肉厚に形成することにより
更に強度の増大乃至耐久性の向上が図れる。上述
のごとく排礫口１６に礫収容タンク１８を連設し
たことにより、搬出した大径の礫を洗浄しつつ取
出すことができ、大径の礫には土砂が付着してい
ないので取出し、搬送時に手が汚れない。一方、
スクリユー軸１０の搬入端側が前述のようにケー
シング６と縮径軸部１１ｂとの間に大きな空隙u₁
を形成しているため、その部分における撹拌効果
が高く、従つて土砂の性状を変えるために添加さ
れる添加剤を効果的に混合することができる。ま
た、スクリユー軸１０によりケーシング６内には
全長に亙つて螺旋状の土砂圧密による連続止水壁
を形成することができ、切羽の安定が図れると共
に排土量の制御管理が可能となる。

なお、縮径軸部１１ｂの排出端１５から排出端
側へ搬送される礫を所定粒径以下に規制するため
に、第３図に示すごとく搬出端側軸部１１ａの搬
入側端部１４の軸径t₃を拡大形成しても良い。

従つて、所定径以下の礫しか排土口９に送らな
いので、スラリー輪送処理とした場合には排土の
後処理が容易となり、しかも搬出端側におけるケ
ーシング６と軸部１１ａとの間に生じる礫の噛み
込みを未然に防止することができる。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば次の如き優れた効
果を発揮する。

(1) ケーシングの拡径を図ることなく、土砂中に
混在する大径の礫をケーシング内に搬入するこ
とができ、排土口に至らない手前でケーシング
外に搬出することができるので、駆動軸を全長
に亙つて小径に形成するものと異なり、スクリ
ユー羽根が大径の礫との接触により全長に亙つ
て傷付くようなことはなく、また強度的にも優
れる。

(2) このため、中小径のシールド掘進機であつて
も大径の礫に容易に対処することができ、予期
し得ない大径の礫に対処すべく大型コンベヤを
装備する必要はなく、経済的である。

(3) ケーシング内全長に亙つて土砂を螺旋状に圧
密して連続た止水壁を形成することができ、切
羽の安定、排土量管理の容易化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシールド掘進機のスクリユーコ
ンベヤを示す断面図、第２図は本考案に係るシー
ルド掘進機のスクリユーコンベヤの一実施例を示
す断面図、第３図は本考案の要部変形例を示す断
面図である。 図中、４はカツタ室、６はケーシング、６ａは
搬入端、６ｂは搬出端、１１は回転駆動軸、t₁は
搬入端側の軸径、t₂は搬出端側の軸径、１１ｂは
軸径軸部、１２はスクリユー羽根、１５は縮径軸
部の排出端、１６は排礫口である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シールド掘進機のカツタ室内に搬入端側を接続
   した円筒状ケーシング内の軸芯にその長手方向に
   沿つて回転駆動軸を設けると共に、該駆動軸に土
   砂搬送用のスクリユー羽根を形成し、カツタ室内
   に取込まれた土砂をスクリユー羽根の回転により
   ケーシング内に沿つて搬出するスクリユーコンベ
   ヤにおいて、上記駆動軸の搬入端側の軸径を所定
   長さに亙り搬出端側の軸径に比して縮径し、該縮
   径軸部の排出端のケーシングに搬出端側の軸とケ
   ーシングとの間より大きい礫を取出すための排礫
   口を設けたことを特徴とするシールド掘進機のス
   クリユーコンベヤ。