JPH0352876Y2 - - 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において掘削時に粘性
付与材等の注入材を切羽に注入する装置に係り、
特に注入路の詰まりを防ぐに好適な注入装置に関
する。

〔従来の技術〕

まず、センターシヤフト型シールド掘進機につ
いて第６図を参照して説明する。

図中１はシールド本体である。このシールド本
体１の前部に隔壁１ａが一体に設けられている。
この隔壁１ａの後面（機内側の面）に駆動機２が
配置されており、かつこの隔壁１ａの中央にカツ
ターホイル３が回転可能に取付けられている。こ
のカツターホイル３は、隔壁１ａに回転可能に軸
支されたセンターシヤフト３ｃと、そのセンター
シヤフト３ｃの前端（隔壁１ａより前方に突出し
た側の端）に一体に取付けられたカツターボス３
ａと、そのカツターボス３ａの前端に一体に取付
けられたカツターヘツド３ｂと、カツターボス３
ａの外側面に一体に取付けられたカツターウイン
グ３ｄとから構成されている。このカツターホイ
ル３と駆動機２とは減速機等により連係されてお
り、カツターホイル３は駆動機２により回転させ
られる。上述のカツターホイル３のカツターウイ
ング３ｄと隔壁１ａとの間にチヤンバ４が形成さ
れている。このカツターホイル３のセンターシヤ
フト３ｃの後端（隔壁１ａより機内側の端）の取
合い部Ｂにロータリージヨイント５が取付けられ
ている。このロータリージヨイント５の接続口Ａ
に図示していない注入材供給装置からの注入ホー
スなどが接続されている。上述の隔壁１ａの後面
の下部にスクリユーコンベア６が取付けられてい
る。

次に、上述のセンターシヤフト型シールド掘進
機の操作について説明する。まず、駆動機２を駆
動させてカツターホイル３を回転させ、切羽ｅを
切削する。それと同時に、後述するカツターヘツ
ド３ｂの注入口A₁，A₂，A₃，A₄から粘性付与材
等の注入材を切羽ｅに注入する。切羽を切削した
土砂と注入材とをチヤンバ４内に取り込み、この
チヤンバ４内において切削土砂と注入材とを十分
に練り混ぜて塑性流動化する。その上でこの塑性
流動性のある土砂をスクリユーコンベア６により
後方（発進立坑）へ排出しながらシールド本体１
を推進させる。

かかるセンターシヤフト型シールド掘進機にお
いては、掘削土砂を塑性流動性のある土砂に変換
させる必要があるため、掘削土砂に対する注入材
が大きな役割を果しており、注入量の制御が重視
される。

以下、上述のセンターシヤフト型シールド掘進
機における従来の注入装置について第７図および
第８図を参照して説明する。

カツターホイル３のカツターヘツド３ｂの先端
に複数個の注入口A₁，A₂，A₃，A₄がセンターシ
ヤフト３ｃの軸方向に対して放射方向に設けられ
ている。このカツターヘツド３ｂ、カツターボス
３ａおよびセンターシヤフト３ｃに断面円形状の
注入路A₀が注入口A₁，A₂，A₃，A₄とロータリー
ジヨイント５とに連通するように、センターシヤ
フト３ｃの軸方向に設けられている。上述の注入
口A₁，A₂，A₃，A₄の外周にパツキング７が取付
けられている。

注入材供給装置から注入材をロータリージヨイ
ント５を介して注入路A₀に供給する。そして、
注入圧P₀が切羽圧Ｐおよびパツキング７の弾性
力より大きくなると、その注入圧P₀によりパツ
キング７が外側に押し開かれるので、注入口A₁，
A₂，A₃，A₄から注入材が矢印P₁，P₂，P₃，P₄に
示すように放射方向に流出する。

一方、注入材の注入時における注入圧P₀、も
しくは注入材の注入停止時における注入路A₀側
の圧力が切羽圧Ｐおよびパツキング７の弾性力よ
り小さくなると、パツキング７がその弾性復帰力
により注入口A₁，A₂，A₃，A₄を外側から閉塞す
る。その結果、土砂が注入口A₁，A₂，A₃，A₄か
ら注入路A₀内に侵入するのを防ぐことができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、注入口A₁，A₂，A₃，A₄の外
周に取付けたパツキング７により該注入口の開閉
を行うようにしているので、パツキング７は常に
土砂にもまれ破損し易い状態にある。このため、
パツキング７が破損すると、注入圧P₀が常時加
えられていて切羽圧Ｐに対抗している場合には問
題ないが、シールド掘進機停止時等で注入材の注
入を止め、切羽圧Ｐの方が注入路A₀側の圧より
大きくなつた場合には、第９図に示すように、土
砂が切羽圧Ｐにより注入口A₁，A₂，A₃，A₄から
注入路A₀中に侵入する。この侵入した土砂は注
入路A₀中例えばＳ部近傍で固結することがあり、
この固結が発生すると、カツターヘツド３ｂの注
入路A₀が詰まつて注入不能となる。

土砂が注入路A₀中で固結した場合、従来はロ
ータリジヨイント５の接続口Ａから高圧水を供給
して固結土砂を注入路A₀から排除する。それで
も固結土砂が排除できないときには、センターシ
ヤフト３ｃとロータリージヨイント５との取合い
部Ｂからロータリージヨイント５を取外し、注入
路A₀中の固結土砂を鉄筋棒等により押し出しな
がら清掃する必要がある。

このように、従来の注入装置においては、土砂
が注入路A₀中で固結すると、固結土砂を排除す
る必要があるため、作業能率が低下すると言う問
題がある。

本考案の目的は、中空軸状の弁体により注入口
の開閉を行うようにして、注入路の詰まりを未然
に防ぎ、固結土砂の排除作業を不要にできること
は勿論のこと、万一前記弁体が故障してもシール
ド機内に抜き出せて交換あるいは修理を容易に行
うことができるシールド掘進機における注入装置
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、シールド本体の隔壁前部にカツタ
ーホイルを配設し、そのカツターホイルのセンタ
ーシヤフトを前記隔壁に回転可能に支承し、かつ
カツターホイルの切羽側中央部にカツターヘツド
を設け、このカツターヘツドに注入口を放射方向
に設け、前記センターシヤフト内に、注入材供給
装置から供給される注入材を前記注入口に導く注
入路を設け、掘削時に前記注入口から注入材を切
羽に注入するようにして成るシールド掘進機にお
いて、一端を閉塞し、かつ他端を開放した中空軸
状の弁体を備え、その弁体を前記隔壁後方のシー
ルド機内より閉塞端側を先にして前記注入路内に
摺動可能に、かつ着脱可能に嵌入し、前記弁体の
一端側周壁に前記注入口に対応する開口を設け、
かつ弁体の他端開口をスイベルジヨイントを介し
て注入材供給装置の供給管に接続する一方、弁体
の他端部周壁にピンを介してリンクの中間部を枢
着し、そのリンクの一端を支持部材に連結し、か
つ他端を弁体駆動要用シリンダのロツドに連結
し、前記シリンダの作動により前記リンクを介し
て弁体が一方向に動かされたとき、該弁体の開口
が前記注入口と連通し、かつ弁体が他方向に動か
されたとき、該弁体の外周壁で前記注入口が閉塞
される構成とするこよにより、達成される。

〔作用〕

弁体駆動用シリンダの作動によりリンクを介し
て弁体を一方向に動かすと、該弁体の開口が注入
口と連通する、すなわち注入口を開く。また弁体
駆動用シリンダにより弁体を他方向に動かすと、
該弁体の外周壁が注入口を閉塞し、土砂の注入路
への侵入を防止する。また、前記弁体が何らかの
原因で故障した場合、弁体とリンクの中間部を連
結しているピンを取外し、シールド機内より弁体
を抜き出して、修理あるいは交換する。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図ないし第７図
により説明する。第１図は本考案の注入装置を備
えたシールド掘進機の縦断面部、第２図ａ，ｂは
第１図の部拡大断面図で、図ａは注入口が閉状
態、図ｂは注入口が開状態を示す。第３図は第２
図ｂの−断面図、第４図ａ，ｂは第１図の弁
駆動部分の−矢視図で、図ａは注入口を閉じ
る側に操作したときの状態図、図ｂは注入口を開
く側に操作したときの状態図を示す、第５図は第
４図の−断面図である。図において、第６図
ないし第９図と同一符号のものは同じもの、、も
しくは相当するものを示している。８は弁体で、
カツターホイル３におけるセンターシヤフト３ｃ
の注入路A₀内に軸方向に摺動方向に、かつ着脱
可能に嵌入されている。この弁体８は切羽側前端
が閉塞され、後端が開放された中空軸状をなして
いる。弁体８の閉塞側周壁には複数個の開口A′₁，
A′₂，A′₃，A′₄が中空部A′₀と連通するように、カ
ツターヘツド３ｂの注入口A₁，A₂，A₃，A₄と同
一方向に設けられている。前記の弁体８は、隔壁
１ａ後方のシールド機内よりロータリージヨイン
ト５のインナーレースを通して注入路A₀に嵌入
させられると共に、ロータリージヨイント５のイ
ンナーレースに嵌合する大径部分８ａにおいて廻
り止め輪９により廻り止めされている。この廻り
止め輪９は前記インナーレースに取付けられてい
る。また、弁体８の外周面とカツターヘツド３ｂ
の内周面にカツターボス３ａ内の止水を行うパツ
キン１０が介在され、かつロータリージヨイント
５のインナーレース内周面と弁体８の大径部分８
ａ外周面との間にシールド機内からの異物の侵入
を防ぐパツキン１１が介在されている。１２は弁
体８の後端に取付けられたニツプル、１３はニツ
プル１２に回転可能に取付けられたスイベルジヨ
イントで、このスイベイルジヨイント１３に注入
材供給装置の供給ホース（図示せず）が接続され
る。また、スイベルジヨイント１３はコ字状のブ
ラケツト１４内に収納されて共廻り回転が制限さ
れている。前記ブラケツト１４は駆動機ベースに
取付けたブラケツト１５に取付けられている。１
６は弁体８の後部外周壁に設けたガイド溝、１７
は中間部をピン１８を介して弁体８の前記ガイド
溝１６に連結させたリンクで、該リンク１７の一
端はピン１９によりブラケツト１５に連結され、
他端はピン２０により弁体駆動用シリンダ２１の
ロツド２１ａ先端部に連結されている。前記弁体
駆動用シリンダ２１は駆動機ベースに取付けたブ
ラケツト２２に装着されている。そして、第４図
ａのように前記弁体駆動用シリンダ２１のロツド
２１ａを伸長させると、弁体８がリンク１７を介
して矢印イ方向に移動して、第２図ａのように弁
体８外周壁でカツターヘツド３ｂの注入口A₁，
A₂，A₃，A₄を閉塞する。また第４図ｂのように
弁体駆動用シリンダ２１のロツド２１ｂを縮小さ
せると、弁体８が矢印ロ方向に移動して、第２図
ｂのように弁体８の開口A′₁，A′₂，A′₃，A′₄が前
記の注入口A₁，A₂，A₃，A₄に一致する。また、
弁体８のガイド溝と前記リンク１７の中間部とを
連結しているピン１８を取外し、かつ廻り止め輪
９、コ字状ブラケツト１４を取外すことにより、
前記弁体８を前記注入路A₀から抜き出すことが
できる。

次に本実施例の作用について説明する。

注入材を切羽へ注入する場合は、第４図ｂのよ
うに弁体駆動用シリンダ２１のロツド２１ａを縮
小させ、リンク１７を介して弁体８を矢印ロ方向
に移動させる。これにより第２図ｂおよび第３図
に示すように、弁体８の開口A′₁，A′₂，A′₃，A′₄
がカツターヘツド３ｂの注入口A₁，A₂，A₃，A₄
と一致する。この状態で注入材供給装置を操作
し、注入材を注入圧P₀でスイベルジヨイント１
３、ニツプル１２より弁体８の中空部A′₀内に供
給すると、注入材は前記弁体８の開口A′₁，A′₂，
A′₃，A′₄およびカツターヘツド３ｂの注入口A₁，
A₂，A₃，A₄から切羽に向けて矢印P₁，P₂，P₃，
P₄に示すように噴射される。なお、弁体８の摺
動ストロークを調整し、カツターヘツド３ｂの注
入口A₁，A₂，A₃，A₄と弁体８の開口A′₁，A′₂，
A′₃，A′₄との開口面積を調整すれば、注入材の注
入量を調整することができる。

次に、注入材の注入を停止する場合は、まず注
入材供給装置を操作して注入材の供給を停止さ
せ、続いて第４図ａのように弁体駆動用シリンダ
２１のロツド２１ａを伸長させ、リンク１７を介
して弁体８を矢印イ方向に移動させる。これによ
り第２図ａに示すように、カツターヘツド３ｂの
注入口A₁，A₂，A₃，A₄と弁体８の開口A′₁，
A′₂，A′₃，A′₄との位置がずれ、注入口A₁，A₂，
A₃，A₄は弁体８の外周壁で閉塞される。従つて、
切羽圧Ｐが注入路A₀側の圧力より大きくても、
土砂がカツターヘツド３ｂの注入口A₁，A₂，
A₃，A₄から弁体８の中空部A′₀中に侵入するのを
防ぐことができる。

また、前記弁体８が何らかの原因で故障した場
合には、弁体８のガイド溝１６とリンク１７の中
間部とを連結しているピン１８を取外し、かつ廻
り止め輪９、コ字状ブラケツト１４を取外して、
シールド機内側より弁体８を前記注入路A₀から
抜き出し、修理あるいは交換を行う。従つて、弁
体８が故障しても、これをシールド機内側に抜き
出すことにより、修理あるいは交換を容易に行
え、メンテナンスの作業能率が向上する。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、注入路
への土砂の詰まりを未然に防止できて、固結土砂
の排除作業を不要にできることは勿論のこと、弁
体が万一故障してもこれをシールド機内に抜き出
せて、修理あるいは交換を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案の一実施例を示
し、第１図は本考案の注入装置を備えたシールド
掘進機の縦断面図、第２図ａ，ｂは第１図の部
拡大断面図で、図ａは注入口が閉状態、図ｂは注
入口が開状態を示す、第３図は第２図ｂの−
断面図、第４図ａ，ｂは第１図の弁体駆動部分の
−矢視図、図ａは注入口を閉じる側に操作し
たときの状態図、図ｂは注入口を開く側に操作し
たときの状態図、第５図は第４図ｂの−断面
図、第６図は従来の注入装置を備えたシールド掘
進機の縦断面図、第７図は第６図の−部拡大
断面図、第８図は第７図の−断面図、第９図
は土砂が注入路で固結した状態を示す断面図であ
る。 １……シールド本体、３……カツターホイル、
３ｂ……カツターヘツド、３ｃ……センターシヤ
フト、８……弁体、１３……スイベルジヨイン
ト、１５……ブラケツト、１７……リンク、１
８，１９，２０……ピン、２１……弁体駆動用シ
リンダ、２１ａ……ロツド、A₁〜A₄……注入口、
A₀……注入路、A′₁〜A′₄……開口、A′₀……中空
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シールド本体の隔壁前部にカツターホイルを配
   設し、そのカツターホイルのセンターシヤフトを
   前記隔壁に回転可能に支承し、かつカツターホイ
   ルの切羽側中央部にカツターヘツドを設け、この
   カツターヘツドに注入口を放射方向に設け、前記
   センターシヤフト内に、注入材供給装置から供給
   される注入材を前記注入口に導く注入路を設け、
   掘削時に前記注入口から注入材を切羽に注入する
   ようにして成るシールド掘進機において、一端を
   閉塞し、かつ他端を開放した中空軸状の弁体を備
   え、その弁体を前記隔壁後方のシールド機内より
   閉塞端側を先にして前記注入路内に摺動可能に、
   かつ着脱可能に嵌入し、前記弁体の一端側周壁に
   前記注入口に対応する開口を設け、かつ弁体の他
   端開口をスイベルジヨイントを介して注入材供給
   装置の供給管に接続する一方、弁体の他端部周壁
   にピンを介してリンクの中間部を枢着し、そのリ
   ンクの一端を支持部材に連結し、かつ他端を弁体
   駆動用シリンダのロツドに連結し、前記シリンダ
   の作動により前記リンクを介して弁体が一方向に
   動かされたとき、該弁体の開口が前記注入口と連
   通し、かつ弁体が他方向に動かされたとき、該弁
   体の外周壁で前記注入口が閉塞されることを特徴
   とするシールド掘進機における注入装置。