JPH0716799Y2 - シールド掘進機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はトンネル掘削工事に用いられるシールド掘進機
に係り、特にカッタによって掘削された掘削土砂をカッ
タの回転中心部からカッタ室内へ取り込むことができる
シールド掘進機に関する。

［従来の技術］ トンネル掘削工事に用いられるシールド掘進機として第
３図及び第４図に示すものが知られている。

図示するように、シールド掘進機ａの外郭を形成する円
筒状のシールドフレームｂの前面部に、実質的に地山を
掘削するカッタｃが回転自在に設けられており、このカ
ッタｃの後方には回転するカッタｃより掘削された掘削
土砂を取り込むため、シールドフレームａ内の隔壁ｄに
よって区画されたカッタ室ｅが形成されている。

上記カッタｃは、第４図に示すように、円板状に形成さ
れており、その円板面に掘削土砂をカッタ室ｅ内に取り
込むためカッタスリットｆ（図中斜線で表す）が放射状
に開口形成されている。このカッタスリットｆに沿った
カッタｃ上には、地山に臨ませて掘削歯である複数のカ
ッタビットｇが付設されている。

また、通常このカッタｃには、第３図に示すように、油
圧ジャッキからなる余掘りのためのコピーカッタｈが、
カッタｃ部端面から側部地山に向けて出没自在に設けら
れている。

このようなシールド掘進機ａは、シールドフレームｂ内
に設けられたカッタ駆動モータｉによってカッタギアｊ
及びカッタ軸受ｋを介して上記カッタｃを回転させ、地
山中を掘進し、シールドフレームｂ後方に形成される掘
孔にセグメントｌを張設してトンネルを構築するもので
ある。

［考案が解決しようとする課題］ 上記シールド掘進機ａにあっては、カッタｃ部に付設さ
れたコピーカッタｈを油圧作動させるため、回転するカ
ッタｃと固定側であるシールドフレームａ内部とを油圧
配管によって接続する必要がある。

そこで、第３図に示すように、カッタｃの回転中心部ｍ
とシールドフレームｂ内の隔壁ｄとをセンタシャフトｎ
で接続してカッタｃを隔壁ｄに回転自在に支持し、この
センタシャフトｎ内部に、回転側であるカッタｃと固定
側であるシールドフレームｂ内とを接続する油圧配管ｏ
を設け、センタシャフトｎの回転支持部に付設されたロ
ータリジョイントｐを介してカッタｃ部のコピーカッタ
ｈの油圧作動を行っていた。

しかしながら、このようにカッタｃの回転中心部ｍに油
圧配管のためのセンタシャフトｎを取り付けると、この
カッタｃの回転中心部ｍには掘削土砂をカッタ室ｅ内へ
取り込むためのカッタスリットｆを開口形成することは
不可能となる。すなわち、このカッタｃは、その回転中
心部ｍにセンタシャフトｎが取り付けられているため、
センタシャフトｎの取付部となる回転中心部ｍを避けて
カッタスリットｆを開口形成しなければならない。

よって、カッタｃの回転中心付近の掘削土砂は、カッタ
室ｅ内にスムーズに取り込まれずにカッタｃの回転中心
部ｍに付設されたコーンプレートｑによって矢印ｒに示
すように外側へ押しのけられた後、外側のカッタスリッ
トｆからカッタ室ｅ内に取り込まれることになる。

この結果、カッタｃの回転中心部ｍ付近の掘削土砂の取
り込み性が悪化してカッタｃの回転中心部ｍでの土砂に
よる圧力が部分的に高圧となり、カッタｃの回転中止部
ｍ付近のカッタビットｇ及び上記コーンプレートｑ等の
構造物の摩耗が異常に早まってしまう。

特に、近年需要が高まっている長距離掘削及び大深度掘
削の場合、その摩耗量は大きくなり、掘削不能になる虞
れがあり、深刻な問題となっている。

以上の事情を考慮して創案された本考案の目的は、カッ
タによって掘削された掘削土砂をカッタの回転中心部か
らカッタ室内に取り込むことができるシールド掘進機を
提供するものである。

［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考案は、地山を掘削すべく
シールドフレームの前面部に設けられたカッタと、その
シールドフレーム内に形成された隔壁とカッタ間に区画
形成され、上記カッタを介して掘削土砂を取り込むカッ
タ室と、上記隔壁にカッタを回転自在に支持するセンタ
シャフトとを備えたシールド掘進機において、上記セン
タシャフトのカッタ側先端を、分岐或いは湾曲させてカ
ッタの回転中心部を避けてカッタに接続すると共に、そ
のカッタの回転中心部に、掘削土砂をカッタ室内に取り
込むためのセンタホールを開口形成したことから構成さ
れている。

［作用］ 上記構成によれば、カッタを隔壁に回転自在に支持する
センタシャフトのカッタ側先端が、分岐或いは湾曲され
てカッタの回転中心部を避けてカッタに接続され、且つ
このカッタの回転中心部に、掘削土砂をカッタ室内に取
り込むためのセンタホールが開口形成されているので、
上記カッタによって掘削されたカッタの回転中心付近の
掘削土砂は、上記センタホールからスムーズにカッタ室
内に取り込まれる。

よってカッタの回転中心部での土砂による圧力が部分的
に高圧になることはなく、カッタの回転中心部の異常摩
耗が抑制される。

［実施例］ 本考案の一実施例を添付図面に従って説明する。

第１図に示すように、このシールド掘進機１は、円筒状
のシールドフレーム２の前面部に、実質的に地山を掘削
するカッタ３が回転自在に設けられている。

このカッタ３の背面部にはシールドフレーム２内に設け
られた隔壁４によって区画され、上記カッタ３を介して
掘削土砂を取り込むためのカッタ室５が形成されてい
る。

このカッタ室５には、カッタ室５内に泥水を導入する送
泥管６と、導入された泥水の泥水圧によりカッタ室５内
の掘削土砂をカッタ室５外へ搬送する排泥管７とが接続
されており、カッタ室５内に取り込まれた掘削土砂を流
体移送によって機外へ排出するようになっている。

一方上記カッタ３は、第２図に示すように円板状に形成
されており、その円板面に掘削土砂をカッタ室５内に取
り込むためのカッタスリット８（図中、斜線で表す）が
放射状に開口形成されている。

このカッタスリット８に沿ったカッタ３上には、地山に
臨ませて掘削歯となるカッタビット9aが複数個付設され
ている。また、図示するように、カッタ３の回転中心部
にはカッタ３の回転中心部付近の掘削土砂をカッタ室５
内に取り込むためのセンタホール10（図中斜線で表す）
が開口形成されており、このセンタホール10を掛け渡す
ようにカッタビット9bが設けられている。また、このカ
ッタ３には、その面板内に第１図に示すように油圧ジャ
ッキからなる余掘りのためのコピーカッタ11がカッタ３
部端面から側部地山に向けて出没自在に設けられてい
る。

このようなカッタ３は第１図に示すように、センタシャ
フト12を介してカッタ室５の隔壁４に回転自在に支持さ
れている。詳しくは、上記センタシャフト12は、そのカ
ッタ側の先端が120度毎に３本に分岐され、上記センタ
ホール10が開口形成されたカッタ３の回転中心部を避け
てカッタ３に接続されている。

一方、このセンタシャフト12の隔壁４側は、１本にまと
められてシールドフレーム２内への土砂水の侵入を防ぐ
シール材13によってシールされつつ隔壁４に回転自在に
支持されている。そして、上記カッタ３は、シールドフ
レーム２内に設けられたカッタ駆動モータ14によって、
カッタギヤ15及びカッタ軸受16を介して回転駆動される
ようになっている。上記カッタギア16部にはシールドフ
レーム２内への土砂水の侵入を防ぐシール材17が設けら
れている。

ところで、上記カッタ３に設けられた油圧ジャッキから
なるコピーカッタ11は、３本に分岐されたセンタシャフ
ト12内に配設された油圧配管18と、このセンタシャフト
12の回転支持部に付設されたロータリジョイント19とを
介して、シールドフレーム２内から油圧作動されるよう
になっている。

以上の構成からなる本実施例の作用について述べる。シ
ールドフレーム２内のカッタ駆動モータ14によってカッ
タ３を回転駆動させると、地山がカッタ３に付設された
カッタビット9a,9bにより掘削される。この掘削された
土砂は、カッタ３のカッタスリット８及びセンタホール
10を通ってカッタ室５内に取り込まれる。カッタ室５内
に取り込まれた掘削土砂は、カッタ室５内に接続された
送泥管６と排泥管７とによる流体輸送によってカッタ室
５外へ排出され、シールド掘進機１外へ搬送される。

この際、カッタ３の回転中心部付近の掘削土砂はカッタ
３の回転中心部に開口形成されたセンタホール10から図
中矢印20で示すようにカッタ室５内に取り込まれ、それ
以外の掘削土砂はカッタ３に放射状に開口形成されたカ
ッタスリット８からカッタ室５内に取り込まれることに
なる。

すなわち、カッタビット9a,9bにより掘削された掘削土
砂は、上記カッタスリット８およびセンタホール10を通
って速やかにスムーズにカッタ室５内に取り込まれる。

従って、この第１図に示すシールド掘進機１によれば、
第３図に示す従来のシールド掘進機ａのようにカッタｃ
の回転中心部の土砂による圧力が部分的に高圧になるこ
とはなく、従来問題となっていたカッタｃの回転中心部
ｍの異常摩耗が抑制される。

よって本実施例に係るシールド掘進機１によれば、上記
異常摩耗が抑制されるので、カッタ３の回転中心部での
カッタビット９の寿命やカッタ３の構造物しての寿命が
延び、シールド掘進機１による長距離掘進及び大深度掘
進を推進することができる。

なお、本実施例にあっては、センタシャフト12のカッタ
３側先端を３本に分岐させてカッタ３の回転中心部を避
けてカッタ３に接続したものを示したが、これに限らず
１本のセンタシャフト12を湾曲させてカッタ３の回転中
心部を避けてカッタ３に接続してもよい。この場合も同
様にカッタ３の回転中心部にセンタホール10を開口形成
することによって、カッタ３の回転中心部付近の掘削土
砂を、このセンタホール10よりスムーズにカッタ室５内
に取り込むことができる。

また、本実施例は泥水式シールドを示したが、これに限
らず土圧シールドや泥土圧シールド等様々な機種に適用
することも勿論可能である。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、次のごとき優れ
た効果が発揮できる。

（１）カッタの回転中心部付近の掘削土砂をセンタホー
ルからスムーズにカッタ室内に取り込むようにしたの
で、カッタの回転中心部での土砂による圧力が部分的に
高圧になることはなく、カッタの回転中心部の異常摩耗
を抑制することができる。

（２）よって、カッタの回転中心部でのカッタビットや
カッタの構造物としての寿命が延び、シールド掘進機に
よる長距離掘進及び大深度掘進を推進することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図本考案の一実施例を示すシールド掘進機の側断
面、第２図は第１図のII−II線矢視図、第３図は従来例
を示すシールド掘進機の側断面図、第４図は第３図のIV
−IV線矢視図である。 図中、１はシールド掘進機、２はシールドフレーム、３
はカッタ、４は隔壁、５はカッタ室、10はセンタホー
ル、12はセンタシャフトである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】地山を掘削すべくシールドフレームの前面
   部に設けられたカッタと、そのシールドフレーム内に形
   成された隔壁とカッタ間に区画形成され、上記カッタを
   介して掘削土砂を取り込むカッタ室と、上記隔壁にカッ
   タを回転自在に支持するセンタシャフトとを備えたシー
   ルド掘進機において、上記センタシャフトのカッタ側先
   端を、分岐或いは湾曲させてカッタの回転中心部を避け
   てカッタに接続すると共に、そのカッタの回転中心部
   に、掘削土砂をカッタ室内に取り込むためのセンタホー
   ルを開口形成したことを特徴とするシールド掘進機。