JPH0412154Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は、土圧式シールド工法に用いるシー
ルド機のずり出し装置等として用いられ、スクリ
ユーの前側にサンドプラグゾーンを形成するスク
リユーコンベアに関する。

〈従来の技術〉 土圧式シールド工法においては、スクリユーコ
ンベアの回転数を調節してスクリユーコンベア内
に掘削土砂を充満させてサンドプラグを形成し、
切羽水圧に対抗することが工法の基本である。

従来、この種のスクリユーコンベアとして、た
とえば第５図に示すものが知られている（実開昭
61−193197号）。このスクリユーコンベアは、第
１部分１１６と第２部分１１７とからなり、第１
部分１１６においては、円筒形ケーシング１２２
の中にスクリユー軸１１８ａとスクリユー羽根１
１８ｂとからなる第１スクリユー１１８を、ま
た、第２部分１１７においては、円筒形ケーシン
グ１３５とそのケーシング１３５の外周に軸方向
に移動自在に嵌合するケーシング１３６の中にス
クリユー軸１２４ａとスクリユー羽根１２４ｂと
からなる第２スクリユー１２４を設けている。第
１，２スクリユー１１８，１２４の間にはサンド
プラグゾーン１３８が形成される。第２スクリユ
ー１２４は後端部に駆動モータ１２３を有し、ス
クリユー軸１２４ａの後端がこの駆動モータ１２
３に固定されている。一方、サンドプラグゾーン
１３８に対向するスクリユー軸１２４ａの先端部
は固定されないフリーな状態にある。このスクリ
ユーコンベアは、第１，２スクリユー１１８，１
２４の回転速度の違いによつてサンドプラグゾー
ン１３８内の第２スクリユー１２４の前側に土塊
すなわちサンドプラグ１５０を形成し、それによ
つて切羽水圧に対抗するようにシールド機のチヤ
ンバー内の土圧を維持しながらずり出しを行うも
のである。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところで、上記従来のスクリユーコンベアにお
いては、サンドプラグ１５０は通常第２スクリユ
ー１２４の先端部に形成されるため、第２スクリ
ユー１２４はサンドプラグ１５０による大きな軸
力を受けることになる。この場合、第７図ｂの水
圧分布に示すように、サンドプラグ１５０の圧力
はスクリユー軸１２４ａのみならずスクリユー羽
根１２４ｂの端部にも作用するので、第２スクリ
ユー１２４の軸荷重が大きくなり、ひいては、回
転トルクが大きくなるという問題があつた。

また、第２スクリユー１２４の先端は支持され
ていないため、サンドプラグ１５０を形成してい
る回転途中で偏倚し易い。このように傾いた第２
スクリユー１２４には、スクリユー軸１２４ａお
よびスクリユー羽根１２４ｂ全体から、サンドプ
ラグ１５０の大きな圧力がかかつているため、第
６図ｂに示すように、第２スクリユー１２４に曲
げが生じ、このため、スクリユー羽根１２４ｂの
一部がケーシング１３５あるいは１３６の内壁に
接触して摩擦抵抗が増加することになる。したが
つて、第２スクリユー１２４の回転トルクが非常
に大きくなり、ずり出し用として一般に考えられ
ている駆動用モータのトルクでは、トルク不足と
なつて、ときには回転不能の事態が生じるという
問題があつた。

そこで、本考案の目的は、スクリユーの前側に
サンドプラグゾーンを形成するスクリユーコンベ
アにおいて、スクリユーの偏倚並びにそれに付随
する曲げを防止することによつて、スクリユーの
回転トルクを低減することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本考案は、スクリユ
ーの前側にサンドプラグゾーンを形成するスクリ
ユーコンベアにおいて、上記スクリユーの前端部
の回転中心部に、回転軸方向に上記スクリユーの
羽根端よりも突出する突起を設けたことを特徴と
している。

〈作用〉 スクリユーが回転すると、このスクリユーの前
端部の回転中心部に設けられた突起の先端部また
はその前方に止水膜すなわちサンドプラグが形成
される。上記突起はスクリユーの羽根端よりも軸
方向に突出しているため、第７図ａに示す水圧分
布より明らかなように、スクリユーの羽根端部分
にはサンドプラグの圧力が直接作用しなくなり、
サンドプラグの圧力は高々突起のみに作用するた
めスクリユーに作用する軸力が小さくなり、その
回転トルクが減少する。さらにまた、上記突起の
先端部は、このサンドプラグゾーンの中心部に常
に貫入した状態となり、サンドプラグゾーン内の
土砂等がスクリユーの回転軸受として作用する。
したがつて、スクリユーは回転途中で偏倚しなく
なるため、サンドプラグの切羽圧に相当する圧力
はスクリユーの軸方向のみで支持することがで
き、スクリユー軸の曲げも生じず、スクリユーの
羽根がスクリユーコンベアのケーシングに接触す
ることが回避され、回転トルクは増大しない。

〈実施例〉 以下、この考案を図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図はシールド機を示し、１は円筒形のスキ
ンプレート、２は前面に切削刃３，３，…を有す
る面板２ａとスキンプレート１に回転自在に支持
された後方の筒部２ｂとからなるカツタードラ
ム、５は前方の面板２ａと後方の隔壁６と筒部２
ｂの円錐形の内面とで囲まれたチヤンバー、７は
カツタードラム２を回転させるモータであつて、
カツタードラム２の回転により、切削刃３で土砂
を掘削し、土砂をチヤンバー５内に取り込むよう
にしている。

また、１１はチヤンバー５内にベントナイト、
増粘材、粘土、砂等の作泥材を注入するために隔
壁６に設けた作泥材注入口、１２は隔壁６のフラ
ンジ部６ａと筒部２ｂの後端部内周との間に設け
られてシール材としての役目も兼ねるラジアル軸
受、１３はスキンプレート１に設けたブラケツト
１ａと筒部２ｂの後端面との間に設けられたスラ
スト軸受、１９，１９はスキンプレート１の内面
に固定された推進用ジヤツキである。

また、１５は前方の第１部分１６と後方の第２
部分１７からなつて、チヤンバー５内の土砂をチ
ヤンバー５内の圧力を保持しながら搬出するスク
リユーコンベアであり、１８は隔壁６を貫通して
チヤンバー５内に突出する第１部分１６のスクリ
ユー、２１は第１部分１６の円筒形ケーシング２
２の外周に固定され、第１スクリユー１８を回転
駆動する第１駆動装置、２３は第２部分１７の後
端に固定され、第２部分１７の第２図に示すスク
リユー２４を回転駆動する第２駆動装置、２５は
第２部分１７のスクリユー２４を軸方向に前後進
させるためのスライド用油圧シリンダ、２６は第
２部分１７の排出口２８から排出される土砂２９
を受けて後方に搬送するベルトコンベアである。

スクリユーコンベア１５の第１部分１６のスク
リユー１８は、第２図に示すように、軸１８ａと
その回りに巻回したスクリユー羽根１８ｂとから
なる。スクリユー１８は先端をチヤンバー５内に
突出させる一方、後部をケーシング２２から突出
させている。ケーシング２２の後側には同軸に筒
体３１を回動自在に設け、その筒体３１の内周に
スクリユー１８のスクリユー羽根１８ｂを溶接で
固定している。筒体３１の外周にはアウターギア
３１ａを形成し、このアウターギア３１ａに噛合
するギア３０を第１駆動装置２１で回転駆動して
第１スクリユー１８を回転させるようにしてい
る。ギア３１ａ，３０はカバー３３で覆つてい
る。

一方、スクリユーコンベア１５の第２部分１７
は、筒体３１の後方に同軸に延びるケーシング３
５とそのケーシング３５の外周に軸方向に移動自
在に嵌合するケーシング３６を備える。ケーシン
グ３５とケーシング３６との間はシール部材３７
でシールしている。ケーシング３６の後端壁３６
ａには軸２４ａとスクリユー羽根２４ｂとからな
るスクリユー２４を回転自在に装着している。そ
して、スクリユー２４は後端壁３６ａに対して軸
方向には移動できないようになつている。スクリ
ユー２４は後端壁３６ａに固定した第２駆動装置
２３で回転駆動するようにしている。

第２スクリユー２４の軸２４ａの前端は、第３
図に拡大して示されるように、回転軸方向にスク
リユー羽根２４ｂの端部２４b′よりも延長させ
て、突起４３を形成している。この突起４３の長
さは、スクリユー２４のスクリユーピツチａの
0.5〜１倍となるようにしている。

上記第２部分１７のケーシング３５とケーシン
グ３６には、第１図に示すように、スライド用の
油圧シリンダ２５の両端部をピン結合で夫々連結
して、油圧シリンダ２５の伸縮作動によつて、ケ
ーシング３６を軸方向に前後進させて、第２スク
リユー２４を軸方向に前後進させるようにしてい
る。これにより、第２スクリユー２４の突起４３
の前方に形成されるサンドプラグゾーン３８の軸
方向の長さＬが調節できるようになつている。こ
のサンドプラグゾーン３８は第１スクリユー１８
の後端と第２スクリユー２４の羽根２４ｂで挾ま
れてスクリユー羽根の存在しない領域である。

上記構成において、サンドプラグゾーン３８の
長さＬを細粒土分の少ない透水性よい土砂の場合
は長く、そうでない場合は短く油圧シリンダ２５
で調節した後、作泥材注入口１１からチヤンバー
５内に作泥材を注入し、第２スクリユー２４を停
止あるいは遅く回転させ、第１スクリユー１８を
第２スクリユー２４よりも速く回転駆動させる
と、この両スクリユー２４，１８の回転速度の違
いを利用する公知の方法（実開昭61−193197号公
報参照）によつて、第２，３図に示すように、突
起３４の先端を含む前側の位置に、第１スクリユ
ー１８によつて送られてくる作泥材を含む土砂か
らなるサンドプラグ５０が形成される。したがつ
て、第３図に示すように、この突起３４の先端は
形成されたサンドプラグ５０の中心部に常に貫入
した状態となる。サンドプラグ５０は作泥材を含
む土砂が圧縮された土塊であるため、適度の硬度
と潤滑性を有し、このため、サンドプラグ５０は
スクリユー２４の回転軸受として作用する。した
がつて、第２スクリユー２４の前端の突起４３が
回転自在に支持された状態になつて、第２スクリ
ユー２４はケーシング３５，３６側へ偏倚しなく
なり、偏倚に起因する第２スクリユー２４の曲げ
が生じることがなくなり、そのため、スクリユー
羽根２４ｂとケーシング３５，３６との接触が防
止される。また、サンドプラグ５０の切羽水圧に
相当する大きな圧力は、第７図ａに示すように、
第２スクリユー２４の突起４３の端面のみが受け
ることになり、従来のものに比して第２スクリユ
ー２４にかかる軸力が小さくなるため、回転トル
クが小さくなり、スクリユーの回転不能等の問題
を回避することができ、かつ、第２スクリユー２
４の軸力による曲がり、座屈を防止できる。

第４図は他の実施例を示し、第２図に示す第２
部分１７と同様の部分５７を直接に隔壁６に連結
したものである。この実施例においても、スクリ
ユー５４の回転速度を駆動装置６１で調節するこ
とによつて、先の実施例と同様に、スクリユー５
４のスクリユー軸５４ａの突起６３の先端を含む
前側にサンドプラグ６０を形成して、このサンド
プラグ６０に突起６３を貫入するようにしてい
る。

上記両実施例では、軸付きのスクリユーを用い
たが、軸がないいわゆるリボンスクリユーを用い
てもよい。また、第２スクリユー２４、スクリユ
ー５４の突起４３，６３はそれぞれスクリユー軸
２４ａ，５４ａを延長することによつてスクリユ
ー羽根端よりも突出させて形成したが、同等の長
さを有する管等を溶接等の方法によつて取り付け
てもよい。

〈考案の効果〉 以上より明らかなように、この考案によれば、
スクリユーの前側にサンドプラグゾーンを形成す
るスクリユーコンベアにおいて、上記スクリユー
の前端部の回転中心部に、回転軸方向に上記スク
リユーの羽根端よりも突出する突起を設けたの
で、サンドプラグゾーン内に突起が常に貫入して
いる状態になつて、突起の周囲のサンドプラグゾ
ーン内の土砂等がスクリユーの回転軸受として作
用し、したがつて、スクリユーの前端部が回転自
在に支持された状態になつて、スクリユーの偏倚
が防止され、それに起因する曲げ、さらにはスク
リユー羽根とケーシングとの接触が回避されて、
スクリユーの回転トルクを低減でき、また、スク
リユーコンベアの寿命が延びるという利点があ
る。

また、この考案によれば、突起がサンドプラグ
内に入つている場合でも、サンドプラグにかかる
切羽水圧に相当する大きな圧力は、突起の端面の
みに作用し、スクリユー羽根端で上記大きな圧力
を受けることがなくなるので、スクリユーにかか
る軸力が減少し、その回転トルクが低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例のスクリユーコン
ベアを用いたシールド機の断面図、第２図は上記
スクリユーコンベアの要部断面図、第３図は上記
スクリユーコンベアの突起部分を示す図、第４図
は他の実施例を示す図、第５図は従来例を示す断
面図、第６図は従来例における正常な位置にある
スクリユーと曲がつた状態にあるスクリユーを示
す略図、第７図は本実施例と従来例における水圧
分布を示す図である。 １５……スクリユーコンベア、１６……第１部
分、１７……第２部分、１８……第１スクリユ
ー、２２，３５，３６……ケーシング、２４……
第２スクリユー、３８……サンドプラグゾーン、
４３，６３……突起、５０，６０……サンドプラ
グ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 スクリユーの前側にサンドプラグゾーンを形成
   するスクリユーコンベアにおいて、 上記スクリユーの前端部の回転中心部に、回転
   軸方向に上記スクリユーの羽根端よりも突出する
   突起を設けたことを特徴とするスクリユーコンベ
   ア。