JPH08333989A - 礫破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 礫を破砕できる礫破砕装置を提供する。 【構成】 土砂溜り室２２を内周に形成する第１円筒部
２０と、土砂溜り室２２に向かって拡径のフード３０と
を備える。上記フード３０の内周の回転軸１０に、土砂
溜り室２２に向かって縮径で、かつ断面略楕円形状のコ
ーン３１を固定し、フード３０とコーン３１との間に土
砂溜り室２２に連通する礫破砕室３２を形成する。そし
て、上記第１円筒部２０の内周の回転軸１０に形成され
たスクリュー羽根２３により送り出された土砂は、礫破
砕室３２に入り込み、コーン３１の回転に伴いフード３
０とコーン３１との間の礫破砕室３２が拡縮することに
よって、土砂に含まれた礫を細かく破砕する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、礫を破砕する礫破砕
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド工法に用いられるシール
ド掘進機としては、地盤を掘削するカッター板と、カッ
ター板により掘削された土砂が溜まるチャンバーと、上
記チャンバー内の土砂を排出する排土用スクリューコン
ベアとを備えたものがある。上記シールド掘進機は、排
土用スクリューコンベアから排出された掘削土砂を圧送
ポンプを用いてトンネルの後方に排出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記シール
ド掘進機では、掘削する地盤が砂や粘土だけでなく礫を
含む層をなしているとき、掘削された土砂に含まれる礫
により圧送ポンプが閉塞されるという欠点がある。

【０００４】そこで、この発明の目的は、礫を破砕する
ことができる礫破砕装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の礫破砕装置は、土砂溜り室と、上記土砂
溜り室に向かって拡径で、かつ上記土砂溜り室と内周側
が連通する漏斗形状のフードと、上記土砂溜り室に向か
って縮径で、かつ上記フードとの間に礫破砕室を形成す
ると共に、軸中心に回転させられて礫を破砕するコーン
と、上記土砂溜り室内の土砂を上記礫破砕室に送り出す
送出機構とを備えたことを特徴としている。

【０００６】また、請求項２の礫破砕装置は、請求項１
の礫破砕装置において、上記送出機構はスクリュー羽根
であることを特徴としている。

【０００７】また、請求項３の礫破砕装置は、請求項２
の礫破砕装置において、上記スクリュー羽根と上記コー
ンとが固定された一つの回転軸を備えたことを特徴とし
ている。

【０００８】また、請求項４の礫破砕装置は、請求項２
の礫破砕装置において、上記スクリュー羽根が固定さ
れ、軸中心に回転させられる第１回転軸と、上記コーン
が固定され、軸中心に別途回転させられる第２回転軸と
を備えたことを特徴としている。

【０００９】また、請求項５の礫破砕装置は、請求項４
の礫破砕装置において、上記第１回転軸は円筒形状であ
って、上記第１回転軸の内周に上記第２回転軸の一部を
回転自在に支持することを特徴としている。

【００１０】また、請求項６の礫破砕装置は、請求項４
の礫破砕装置において、上記第２回転軸は少なくとも先
端が円筒形状であって、上記第２回転軸の内周に上記第
１回転軸の一部を回転自在に支持することを特徴として
いる。

【００１１】また、請求項７の礫破砕装置は、請求項１
乃至６のいずれか一つの礫破砕装置において、上記コー
ンに破砕ブレードを備えたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】上記請求項１の礫破砕装置によれば、上記土砂
溜り室に入った土砂は、土砂溜り室に向かって拡径の漏
斗形状のフードと土砂溜り室に向かって縮径の断面略楕
円形状のコーンとの間に形成された礫破砕室に上記送出
機構により送り出される。そして、上記コーンが軸中心
に回転することによって、フードとコーンとの間の隙間
が拡縮するので、土砂溜り室からの土砂に含まれる大粒
径の礫がフードとコーンとの間に挟まれて破砕されると
共に、徐々に礫破砕室の狭い隙間に送られて、細かく破
砕される。したがって、例えば泥土圧シールド工法のシ
ールド掘進機において、排土用スクリューコンベアによ
り運び出された掘削土砂を圧送ポンプにより外部に圧送
する際に、この礫破砕装置により掘削土砂に含まれる大
粒径の礫を破砕することによって、圧送ポンプ等が礫に
より閉塞するのを防止できる。また、上記圧送ポンプで
送り出す前に礫除去装置等により掘削土砂内の礫を除去
する必要がないので、連続した排土が可能になる。

【００１３】また、上記請求項２の礫破砕装置によれ
ば、請求項１の礫破砕装置において、上記送出機構はス
クリュー羽根であるので、上記土砂溜り室内の土砂を上
記礫破砕室に容易に送り出すことができ、スクリュー羽
根の回転速度を変えることによって送り出す土砂の量を
調整できる。

【００１４】また、上記請求項３の礫破砕装置によれ
ば、請求項２の礫破砕装置において、上記スクリュー羽
根と上記コーンとが固定された回転軸を備えているの
で、上記回転軸を回転駆動して、スクリュー羽根とコー
ンを回転させることで、スクリュー羽根が土砂溜り室内
の土砂を送り出すと共に、上記フードとコーンとの間に
形成された礫破砕室において、そのスクリュー羽根から
の土砂に含まれる大粒径の礫が細かく破砕される。した
がって、上記スクリュー羽根とコーンを一つの駆動機構
で回転駆動させることができ、駆動機構を簡単な構成に
できる。

【００１５】また、上記請求項４の礫破砕装置によれ
ば、請求項２の礫破砕装置において、上記スクリュー羽
根が固定され、軸中心に回転させられる第１回転軸と、
上記コーンが固定され、軸中心に別途回転させられる第
２回転軸とを備えているので、コーンの回転速度とスク
リュー羽根の回転速度を別々に調整して、上記礫破砕室
において礫が破砕される土砂の処理量と、スクリュー羽
根から送り出された土砂の量とを略等しくでき、効率よ
く礫を破砕できる。

【００１６】また、上記請求項５の礫破砕装置によれ
ば、請求項４の礫破砕装置において、上記第１回転軸は
円筒形状であって、第１回転軸を外周側で回転自在に支
持し、第１回転軸の内周に回転自在に支持されていない
第２回転軸の他の部分を回転自在に支持することによっ
て、第１回転軸と第２回転軸は片持支持されず、ラジア
ル方向に対する剛性が高くなる。したがって、上記スク
リュー羽根とコーンの礫破砕動作に対して第１回転軸,
第２回転軸の強度が高くなる。

【００１７】また、上記請求項６の礫破砕装置によれ
ば、請求項４の礫破砕装置において、上記第２回転軸は
少なくとも先端が円筒形状であって、第２回転軸を外周
側で回転自在に支持し、第２回転軸の内周に回転自在に
支持されていない第１回転軸の他の部分を回転自在に支
持することによって、第１回転軸と第２回転軸は片持支
持されず、ラジアル方向に対する剛性が高くなる。した
がって、上記スクリュー羽根とコーンの礫破砕動作に対
して第１回転軸,第２回転軸の強度が高くなる。

【００１８】また、上記請求項７のシールド掘進機よれ
ば、上記コーンに破砕ブレードを備えたので、コーンと
共に破砕ブレードを回転させることによって、上記土砂
溜り室から送り出された土砂を上記礫破砕室内で攪拌し
ながら、破砕ブレードと上記フードの内周面およびコー
ンの外周面に礫を挟さんで、礫を破砕しやすくできる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の礫破砕装置およびシールド
掘進機を実施例により詳細に説明する。

【００２０】（第１実施例）図１はこの発明の第１実施
例の礫破砕装置が用いられたシールド掘進機の断面図で
あり、１は略円筒形状のスキンプレート、８は上記スキ
ンプレート１の内部にその断面方向に設けた隔壁、２は
上記スキンプレート１の前端に取り付けられ、電動機１
１により回転駆動されるカッター板、３は上記カッター
板２と上記隔壁８とで囲まれ、上記カッター板２により
掘削された土砂で満たされるチャンバー、４は上記スキ
ンプレート１内に支持部材１２によって、上記隔壁８に
設けた取込口４aをチャンバー３内下側に突出させ、後
方に向かって徐々に高くなるように取り付けられた排出
用スクリュー羽根、５は上記排土用スクリューコンベア
４の排出口４b側に取り付けられ、排土用スクリューコ
ンベア４でチャンバー３から運び出された土砂に含まれ
る礫を破砕する礫破砕装置、６は上記礫破砕装置５の排
出口から排出された土砂を圧送するピストン式の圧送ポ
ンプである。上記カッター板２により掘削された土砂
は、チャンバー３,排土用スクリューコンベア４,礫破砕
装置５,圧送ポンプ６および排泥管７を介してトンネル
外部に排出される。上記排土用スクリューコンベア４
は、土砂を運搬するスクリュー１３とそのスクリュー１
３を回転駆動する電動機１４とを備えている。

【００２１】図２は上記礫破砕装置５の断面図を示して
おり、この礫破砕装置５は、上側に流入開口２１が形成
され、内部に土砂溜り室２２を形成する第１円筒部２０
を有している。上記第１円筒部２０の一端にリングプレ
ート２５を固定し、そのリングプレート２５の内部に第
１円筒部２０より長尺の回転軸１０の一端を回転自在に
支持している。また、上記第１円筒部２０の内部におけ
る回転軸１０の部分に送出機構としてのスクリュー羽根
２３を設けている。そして、上記排土用スクリューコン
ベア４の排出口４bからの土砂は、第１円筒部２０の流
入開口２１を通って土砂溜り室２２に流入する。さら
に、上記スクリュー羽根２３の回転によって、土砂溜り
室２２の土砂が送り出される。

【００２２】また、上記第１円筒部２０の他端に、第１
円筒部２０と外周が略同径で、かつ内周が第１円筒部２
０に向かって拡径の漏斗形状のフード３０の一端を固定
すると共に、フード３０の内周における回転軸１０の部
分に、第１円筒部２０に向かって縮径の断面略楕円形状
のコーン３１を固定して、フード３０とコーン３１との
間に礫破砕室３２を形成している。なお、上記コーン３
１の外周には、母線方向に伸びる線状の突起３６,３６,
…を周方向に所定の間隔をあけて肉盛溶接により形成す
ると共に、フード３０の内周に、母線方向に伸びる線状
の突起(図示せず)を周方向に所定の間隔をあけて肉盛溶
接により形成している。また、上記コーン３１には、図
３に示すように、断面略Ｔ字形状の破砕ブレード３５を
固定している。

【００２３】また、上記フード３０の第１円筒部２０と
反対の側の一端に、フード３０と外周が略同径で、回転
軸１０が内部を貫通する第２円筒部４０を固定してい
る。上記第２円筒部４０のフード３０と反対の側の一端
近傍の内周に、回転軸１０が貫通するリングプレート４
５を固定し、そのリングプレート４５の内周に、コーン
３１側に向かって延び、回転軸１０を回転自在に支持す
る円筒形状の軸受４２を固定している。上記軸受４２の
外周のまわりに所定間隔毎に、第２円筒部４０およびリ
ングプレート４５との間に軸受補強リブ４３を設ける共
に、軸受４２の軸受補強リブ４３の反対側の外周に軸受
補強リブ４４を設けている。上記リングプレート４５に
対して軸受４２と反対の側の回転軸１０の外周にスプラ
イン１０aを形成している。上記回転軸１０のスプライ
ン１０aにスパーギヤ５０の内歯が噛合すると共に、上
記スパーギヤ５０の外歯に４つのピニオンギヤ５１,５
１,…(図２では二つのみ示す)が噛合している。上記ピ
ニオンギヤ５１,５１,…は、電動機５２,５２,…(図２
では二つのみ示す)により夫々回転駆動され、スパーギ
ヤ５０とスプライン１０aを介して回転軸１０を回転さ
せる。また、上記第２円筒部４０の下側には、フード３
０とコーン３１との隙間から排出された土砂を圧送ポン
プ６に流れ出すように流出開口４１を形成している。

【００２４】さらに、上記礫破砕装置５は、回転軸１０
の第１円筒部２０側の一端に、回転軸１０と共にコーン
３１とスクリュー羽根２３を軸方向に移動させるスライ
ドジャッキ５５を備えている。また、上記スクリュー羽
根２３が設けられた回転軸１０には、送水管６０と回転
軸１０の中心部に穿った通路(図示せず)を介して外部か
ら送られてきた水を排出する排出口２４を設けて、掘削
する地盤が粘土層を含む場合、土砂溜り室２２や礫破砕
室３２が粘土により詰まらないように、土砂溜り室２２
内に排出口２４から水を供給して、粘土を軟らかくす
る。上記スクリュー羽根２３は土砂を礫破砕室３２へ送
り出すものであるから、リボンスクリューでもよく、さ
らにジャッキで押し出すようにしてもよい。また、上記
コーン３１の断面形状は楕円形,卵形でもよく、要は回
転中心から外周面までの寸法が一定しなければよい。

【００２５】上記構成のシールド掘進機は次のように動
作する。まず、このシールド掘進機は、図示しないジャ
ッキによってトンネル前方に推進される。

【００２６】そして、上記シールド掘進機を前方に推進
しながら、電動機１１によりカッター板２を回転させて
前方の地盤を掘削する。上記カッター板２により掘削さ
れた土砂がチャンバー３内に溜まり、電動機１４により
排土用スクリューコンベア４のスクリュー１３を回転駆
動して、チャンバー３内の土砂を取込口４aから取り込
んで後方に運び、排土口４bから排出する。上記排土用
スクリューコンベア４の排土口４bから排出された土砂
は、礫破砕装置５の土砂溜り室２２内に入る。

【００２７】次に、上記礫破砕装置５において、電動機
５２,５２,…により回転軸１０と共にスクリュー羽根２
３とコーン３１とが回転し、スクリュー羽根２３によっ
て土砂溜り室２２の土砂は、フード３０とコーン３１と
の間の礫破砕室３２に送り出される。そして、上記コー
ン３１の回転運動によって、フード３０の内周面とコー
ン３１の外周面との間の礫破砕室３２の半径方向の寸法
が拡縮し、土砂に含まれる大粒径の礫は、破砕ブレード
３５で旋回させられつつ、破砕ブレード３５とフード３
０の内周面およびコーン３１の外周面に挟まれ、フード
３０に対するコーン３１の半径方向の揺動により小粒径
の礫に破砕される。さらに、小粒径の礫を含む土砂は、
礫破砕室３２の狭い側に送られて、小粒径の礫が細かく
破砕される。なお、上記コーン３１の断面Ｔ形状の破砕
ブレード３５によって、礫破砕室３２内に入り込んだ礫
の土砂溜り室２２への飛び出しを防止している。また、
上記フード３０の内周面とコーン３１の外周面に線状の
突起を設けて、効果的に礫を破砕するようにしている。

【００２８】こうして、細かく破砕された礫を含む土砂
は、第２円筒部４０の流出開口４１から圧送ポンプ６に
流れ出し、圧送ポンプ６により排泥管７を介してトンネ
ル外部に排出される。

【００２９】また、掘削土砂に含まれる礫の有無または
粒径に応じて、回転軸１０をスライドジャッキ５５によ
り軸方向にスライドさせて、フード３０の内周面とコー
ン３１の外周面との隙間を拡縮する。すなわち、掘削土
砂に礫が無い場合または圧送ポンプ５が詰まらない程度
に礫の粒径が細かい場合、回転軸１０と共にコーン３１
を軸方向にスライドジャッキ５５側にスライドさせて、
フード３０の内周面とコーン３１の外周面との隙間を広
くすることによって、礫破砕室３２の排出開口を大きく
し、礫破砕室３２を土砂が通過しやすいようにして、排
出する土砂の量を増やすことができる。上記隙間の拡縮
は、コーン３１を流出開口４１側へスライドさせてもよ
い。

【００３０】したがって、上記礫破砕装置５によって、
土砂に含まれる礫により圧送ポンプ６が閉塞するのを防
止することができる。また、上記圧送ポンプ６で送り出
す前に、礫除去装置等により掘削土砂内の礫を除去する
作業が必要ないので、礫を含む土砂を連続して排出する
ことが可能になり、掘削作業の効率が向上する。

【００３１】また、上記スクリュー羽根２３によって、
土砂溜り室２２内の土砂を礫破砕室３２に容易に送り出
すことができ、スクリュー羽根２３の回転速度を変える
ことによって、送り出す土砂の量を調整することができ
る。

【００３２】また、上記コーン３１に破砕ブレード３５
を備えたので、コーン３１と共に破砕ブレード３５を回
転させることによって、上記土砂溜り室２２から送り出
された土砂を礫破砕室３２内で攪拌しながら、フード３
０の内周面とコーン３１の外周面および破砕ブレード３
５に礫を挟さんで、礫を破砕しやすくできる。

【００３３】（第２実施例）図４はこの発明の第２実施
例の礫破砕装置１００の断面図であり、第１実施例の礫
破砕装置５と同一の構成部は、同一参照番号を付して説
明を省略する。この礫破砕装置１００は、第１円筒部２
０,フード３０および第２円筒部４０を有しており、第
１円筒部２０の一端に固定されたリングプレート２５の
内周に第１回転軸１０１の一端を回転自在に支持してい
る。さらに、上記第１回転軸１０１の第１円筒部２０と
反対側のスプライン１０１aにギヤ１１０を移動自在に
外嵌し、そのギヤ１１０に電動機１１２により回転駆動
されるピニオンギヤ１１１が噛合している。そして、上
記第１円筒部２０の内周の第１回転軸１０１に送出機構
としてのスクリュー羽根１２３を設けている。上記第１
回転軸１０１の他端を断面略楕円形状のコーン１３１の
貫通穴１３１aの内周に回転自在に嵌合している。な
お、上記コーン１３１の外周には、母線方向に伸びる線
状の突起(図示せず)を周方向に所定の間隔をあけて肉盛
溶接により形成している。

【００３４】上記コーン１３１の貫通穴１３１aの内周
に、第１回転軸１０１と反対の側から第２回転軸１０２
を嵌合して固定している。上記第２円筒部４０のフード
３０と反対の側の一端近傍の内周に第２回転軸１０２が
貫通するリングプレート４５を固定し、リングプレート
４５の内周からコーン１３１側に向かって延び、第２回
転軸１０２を回転自在に支持する円筒形状の軸受１４２
を設けている。上記リングプレート４５に対して軸受１
４２と反対の側の第２回転軸１０２の外周にスプライン
１０２aを形成している。さらに、上記第２回転軸１０
２のスプライン１０２a側の一端から軸方向外向に伸び
る小径部１０２bを設けて、その小径部１０２b近傍の略
水平方向に所定の間隔をあけて対向する位置に、小径部
１０２bを介して第２回転軸１０２と第１回転軸１０１
とを一体的に軸方向にスライドさせる二つのスライドジ
ャッキ１５０,１５０(図４では一つのみを示す)を配設
している。

【００３５】また、上記スクリュー羽根１２３が設けら
れた第１回転軸１０１には、送水管１６０と第１回転軸
１０１の通路(図示せず)を介して外部から送られてきた
水を排出する排出口１２４を設けて、掘削する地盤が粘
土層を含む場合、土砂溜り室２２や礫破砕室が粘土によ
り詰まらないように、土砂溜り室２２内に排出口１２４
から水を供給して、粘土を軟らかくする。

【００３６】上記構成の礫破砕装置１００おいて、電動
機１１２により第１回転軸１０１と共にスクリュー羽根
１２３が回転駆動され、スクリュー羽根１２３によって
土砂溜り室２２の土砂は、フード３０とコーン１３１と
の間の礫破砕室１３２に送り出される。一方、上記第２
回転軸１０２と共にコーン１３１が電動機５２,５２,…
により回転駆動され、コーン３１の回転運動によって、
第１実施例と同様にして大粒径の礫を細かく破砕する
(ただし、図２に示す破砕ブレード３５の作用を除く)。

【００３７】また、掘削土砂に含まれる礫の有無または
粒径に応じて、第２回転軸１０２をスライドジャッキ１
５０,１５０により軸方向にスライドさせて、フード３
０の内周面とコーン１３１の外周面との隙間を拡縮す
る。すなわち、掘削土砂に礫が無い場合または圧送ポン
プ５が詰まらない程度に礫の粒径が細かい場合、第２回
転軸１０２と共にコーン１３１を軸方向にスクリュー羽
根１２３側にスライドさせて、フード３０の内周面とコ
ーン１３１の外周面との隙間を広くすることによって、
礫破砕室１３２の排出開口を大きくし、礫破砕室１３２
を土砂が通過しやすいようにして、排出する土砂の量を
増やすことができる。上記ではコーン１３１をスクリュ
ー羽根１２３側にスライドさせる場合について述べた
が、軸受１４２の長さを短くして、コーン１３１をスラ
イドジャッキ１５０側へスライドさせるようにしてもよ
く、さらに上記ではコーン１３１とスクリュー羽根１２
３とを一体的にスライドさせたが、第１回転軸１０１の
コーン１３１の貫通穴１３１aの嵌合を、回転自在,スラ
イド自在に嵌合することによって、コーン１３１のみを
スライドさせることもできる。この場合、スプライン１
０１aは必要でない。

【００３８】したがって、上記礫破砕装置１００によっ
て、土砂に含まれる礫により圧送ポンプ等が閉塞するの
を防止することができる。また、上記圧送ポンプで送り
出す前に、礫除去装置等により掘削土砂内の礫を除去す
る作業が必要ないので、礫を含む土砂を連続して排出す
ることが可能になり、掘削作業の効率が向上する。

【００３９】また、上記スクリュー羽根１２３によっ
て、土砂溜り室２２内の土砂を礫破砕室１３２に容易に
送り出すことができ、スクリュー羽根１２３の回転速度
を変えることによって、送り出す土砂の量を調整するこ
とができる。

【００４０】また、上記第１回転軸１０１は電動機１１
２により回転駆動され、第２回転軸１０２は電動機５
２,５２,…により回転駆動されるので、第１回転軸１０
１と第２回転軸１０２を夫々異なる回転速度で回転させ
ることができる。したがって、第１回転軸１０１に形成
されたスクリュー羽根１２３による土砂の送り量と第２
回転軸１０２に固定されたコーン１３２とフード３０と
の間の礫破砕室１３２により礫が破砕される土砂の量と
が異なる場合、夫々を適宜な回転速度に調整することに
よって、礫破砕室１３２に送り出す土砂の量と礫破砕室
１３２で処理される土砂の量を略一致させて、効率よく
礫を破砕することができる。

【００４１】（第３実施例）図５はこの発明の第３実施
例の礫破砕装置２００の断面図であり、第２実施例の礫
破砕装置１００と同一の構成部は、同一参照番号を付し
て説明を省略する。この礫破砕装置２００は、第１回転
軸２０１を円筒形状とし、その第１回転軸２０１の内周
に、第２回転軸２０２の大径部２０２aから伸びる小径
部２０２bを回転自在に貫通し支持している。そして、
上記第１回転軸２０１に送出機構としてのスクリュー羽
根２２３を形成している。また、上記第２回転軸２０２
の大径部２０２aの小径部２０２b近傍の一端に断面略楕
円形状のコーン２３１を嵌合して固定している。なお、
上記コーン２３１の外周には、母線方向に伸びる線状の
突起１３６,１３６,…を周方向に所定の間隔をあけて肉
盛溶接により形成している。

【００４２】また、上記コーン２３１には、送水管２６
０と第２回転軸２０２の小径部２０２bの通路(図示せ
ず)を介して外部から送られてきた水を排出する排出口
２２４を設けて、掘削する地盤が粘土層を含む場合、土
砂溜り室２２や礫破砕室２３２が粘土により詰まらない
ように、礫破砕室２３２内に排出口２２４から水を供給
して、粘土を軟らかくする。

【００４３】上記構成の礫破砕装置２００おいて、電動
機１１２により第１回転軸２０１と共にスクリュー羽根
２２３が回転駆動され、スクリュー羽根２２３によって
土砂溜り室２２の土砂は、フード３０とコーン２３１と
の間の礫破砕室２３２に送り出される。一方、上記第２
回転軸２０２と共にコーン２３１が電動機５２,５２,…
により回転駆動され、コーン２３１の回転運動によっ
て、第１実施例と同様にして大粒径の礫を細かく破砕す
る(ただし、図２に示す破砕ブレード３５の作用を除
く)。

【００４４】また、掘削土砂に含まれる礫の有無または
粒径に応じて、第２回転軸２０２をスライドジャッキ１
５０,１５０により軸方向にスライドさせて、フード３
０の内周面とコーン２３１の外周面との隙間を拡縮す
る。この場合、上記第２回転軸２０２の小径部２０２b
が第１回転軸２０１内を貫通させると共に第２回転軸２
０２の軸受２４２を短くしているので、第２回転軸２０
２のスライドはスライドジャッキ１５０側へ移動させ
る。なお、上記第１回転軸２０１の端部にスプラインを
設けることによって、第１,第２回転軸２０１,２０２を
一体的に左右にスライドさせることもできる。すなわ
ち、掘削土砂に礫が無い場合または圧送ポンプ５(図１
に示す)が詰まらない程度に礫の粒径が細かい場合、第
２回転軸２０２と共にコーン２３１を軸方向にスライド
ジャッキ１５０側にスライドさせて、フード３０の内周
面とコーン２３１の外周面との隙間を広くすることによ
って、礫破砕室２３２の排出開口を大きくし、礫破砕室
２３２を土砂が通過しやすいようにして、排出する土砂
の量を増やすことができる。

【００４５】したがって、上記礫破砕装置２００によっ
て、土砂に含まれる礫により圧送ポンプ等が閉塞するの
を防止することができる。また、上記圧送ポンプで送り
出す前に、礫除去装置等により掘削土砂内の礫を除去す
る作業が必要ないので、礫を含む土砂を連続して排出す
ることが可能になり、掘削作業の効率が向上する。

【００４６】また、上記スクリュー羽根２２３によっ
て、土砂溜り室２２内の土砂を礫破砕室２３２に容易に
送り出すことができ、スクリュー羽根２２３の回転速度
を変えることによって、送り出す土砂の量を調整するこ
とができる。

【００４７】また、上記第１回転軸２０１は電動機１１
２により回転駆動され、第２回転軸２０２は電動機５
２,５２,…により回転駆動されるので、第１回転軸２０
１と第２回転軸２０２を夫々異なる回転速度で回転させ
ることができる。したがって、第１回転軸２０１に形成
されたスクリュー羽根２２３による土砂の送り量と第２
回転軸２０２に固定されたコーン２３２とフード３０に
より礫が破砕される土砂の量とが異なる場合、夫々を適
宜な回転速度に調整することによって、礫破砕室２３２
に送り出す土砂の量と礫破砕室２３２で処理される土砂
の量を略一致させて、効率よく礫を破砕することができ
る。

【００４８】また、上記円筒形状の第１回転軸２０１の
内周に第２回転軸２０２の小径部２０２bを回転自在に
支持することによって、第２回転軸２０２は、軸受２４
２で支持される一方、第１回転軸２０１により支持され
るので、ラジアル方向の剛性が高くなる。一方、一端が
リングプレート２５で支持された第１回転軸２０１は、
内周の第２回転軸２０２の小径部２０２bで全体が支持
されることになるので、ラジアル方向の剛性が高くな
る。このように、上記第１回転軸２０１と第２回転軸２
０２は、どちらも片持支持とならないので、礫の破砕等
の動作に対して十分な強度を備えることができる。

【００４９】上記第１〜第３実施例では、礫破砕装置５
(１００,２００)をシールド掘進機に用いたが、これに
限らず、礫破砕装置を他の機械に適用してもよい。

【００５０】また、上記第１〜第３実施例では、送出機
構としてスクリュー羽根２３(１２３,２２３)を用いた
が、これに限らず、ピストン等を用いた送出機構でもよ
い。

【００５１】また、上記第３実施例では、スクリュー羽
根２２３が形成された第１回転軸２０１を円筒形状と
し、その第１回転軸２０１の内周にコーン２３１が固定
された第２回転軸２０２を回転自在に支持したが、コー
ンが固定された第２回転軸を円筒形状とし、その第２回
転軸の内周にスクリュー羽根が形成された第１回転軸を
回転自在に支持してもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の礫破砕装置は、土砂溜り室に向かって拡径で土砂溜
り室と内周側が連通する漏斗形状のフードと、土砂溜り
室に向かって縮径で軸中心に回転させられて礫を破砕す
るコーンとによって礫破砕室を形成し、送出機構により
土砂溜り室内の土砂を礫破砕室に送り出して、コーンの
回転による礫破砕室の拡縮により土砂に含まれる礫を細
かく破砕するものである。

【００５３】したがって、請求項１の発明の礫破砕装置
によれば、例えば泥土圧シールド工法のシールド掘進機
において、排土用スクリューコンベアからの掘削土砂を
圧送ポンプによって外部に圧送する際に、この礫破砕装
置により掘削土砂に含まれる大粒径の礫を破砕すること
によって、圧送ポンプ等が礫により閉塞するのを防止で
きる。また、上記圧送ポンプで送り出す前に礫除去装置
等により掘削土砂内の礫を除去することがないので、連
続して排土が可能になる。

【００５４】また、請求項２の発明の礫破砕装置は、請
求項１の礫破砕装置において、上記送出機構はスクリュ
ー羽根である。

【００５５】したがって、請求項２の発明の礫破砕装置
によれば、上記スクリュー羽根により、上記土砂溜り室
内の土砂を上記礫破砕室に容易に送り出すことができ
る。また、上記スクリュー羽根の回転速度を変えること
によって、送り出す土砂の量を所望の量に調整すること
ができる。

【００５６】また、請求項３の発明の礫破砕装置は、請
求項２の礫破砕装置において、上記スクリュー羽根と上
記コーンとが固定された一つの回転軸を備えたものであ
る。

【００５７】したがって、請求項３の発明の礫破砕装置
によれば、上記回転軸を回転駆動して、スクリュー羽根
とコーンを回転させることで、スクリュー羽根が土砂溜
り室内の土砂を送り出すと共に、上記フードとコーンと
の間に形成された礫破砕室において、そのスクリュー羽
根からの土砂に含まれる大粒径の礫が細かく破砕され
る。したがって、上記スクリュー羽根とコーンを一つの
駆動機構で回転駆動させることができ、駆動機構を簡単
な構成で実現できる。

【００５８】また、請求項４の発明の礫破砕装置は、請
求項２の礫破砕装置において、上記スクリュー羽根が固
定され、軸中心に回転させられる第１回転軸と、コーン
が固定された第２回転軸とを備えたものである。

【００５９】したがって、請求項４の発明の礫破砕装置
によれば、上記礫破砕室において礫が破砕される土砂の
処理量がスクリュー羽根から送り出される土砂の量と略
同一になるように、コーンの回転速度とスクリュー羽根
の回転速度を夫々調整することによって、効率よく礫を
破砕することができる。

【００６０】また、請求項５の発明の礫破砕装置は、請
求項４の礫破砕装置において、上記第１回転軸は円筒形
状であって、第１回転軸の内周に上記第２回転軸の一部
を回転自在に支持するものである。

【００６１】したがって、請求項５の発明の礫破砕装置
によれば、第１回転軸を外周側で回転自在に支持すると
共に、第１回転軸の内周に支持されていない第２回転軸
の他の部分を回転自在に支持することによって、第１回
転軸と第２回転軸はどちらも片持支持されず、ラジアル
方向に対する剛性が高くなる。したがって、上記スクリ
ュー羽根とコーンの礫破砕動作に対して第１回転軸,第
２回転軸の強度が高くなる。

【００６２】また、請求項６の発明の礫破砕装置は、請
求項４の礫破砕装置において、上記第２回転軸は少なく
とも先端が円筒形状であって、第２回転軸の内周に上記
第１回転軸の一部を回転自在に支持するものである。

【００６３】したがって、請求項６の発明の礫破砕装置
によれば、第２回転軸を外周側で回転自在に支持すると
共に、第２回転軸の内周に支持されていない第１回転軸
の他の部分を回転自在に支持することによって、第１回
転軸と第２回転軸はどちらも片持支持されず、ラジアル
方向に対する剛性が高くなる。したがって、上記スクリ
ュー羽根とコーンの礫破砕動作に対して第１回転軸,第
２回転軸の強度が高くなる。

【００６４】また、請求項７の発明のシールド掘進機
は、請求項１乃至６のいずれか一つの礫破砕装置におい
て、上記コーンに破砕ブレードを備えたものである。

【００６５】したがって、請求項７の発明のシールド掘
進機によれば、コーンと共に破砕ブレードを回転させる
ことによって、上記土砂溜り室から送り出された土砂を
上記礫破砕室内で攪拌しながら、破砕ブレードと上記フ
ードの内周面およびコーンの外周面に礫を挟さんで、礫
を破砕しやすくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の第１実施例の礫破砕装置を
用いたシールド掘進機の断面図である。

【図２】 図２は上記礫破砕装置の断面図である。

【図３】 図３は図２のIII−III線から見た図である。

【図４】 図４はこの発明の第２実施例の礫破砕装置の
断面図である。

【図５】 図５はこの発明の第３実施例の礫破砕装置の
断面図である。

【符号の説明】

１…スキンプレート、２…カッター板、３…チャンバ
ー、４…排土用スクリューコンベア、５…礫破砕装置、
６…圧送ポンプ、７…排泥管、１０…回転軸、２０…第
１円筒部、２１…流入開口、２２…土砂溜り室、２３…
スクリュー羽根、３０…フード、３１…コーン、３５…
破砕ブレード、４０…第２円筒部、４１…流出開口、５
０…スパーギヤ、５１…ピニオンギヤ、５２…電動機、
５５…スライドジャッキ、６０…送水管。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土砂溜り室と、 上記土砂溜り室に向かって拡径で、かつ上記土砂溜り室
   と内周側が連通する漏斗形状のフードと、 上記土砂溜り室に向かって縮径で、かつ上記フードとの
   間に礫破砕室を形成すると共に、軸中心に回転させられ
   て礫を破砕するコーンと、 上記土砂溜り室内の土砂を上記礫破砕室に送り出す送出
   機構とを備えたことを特徴とする礫破砕装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の礫破砕装置において、
   上記送出機構はスクリュー羽根であることを特徴とする
   礫破砕装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の礫破砕装置において、
   上記スクリュー羽根と上記コーンとが固定された一つの
   回転軸を備えたことを特徴とする礫破砕装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の礫破砕装置において、
   上記スクリュー羽根が固定され、軸中心に回転させられ
   る第１回転軸と、上記コーンが固定され、軸中心に別途
   回転させられる第２回転軸とを備えたことを特徴とする
   礫破砕装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の礫破砕装置において、
   上記第１回転軸は円筒形状であって、上記第１回転軸の
   内周に上記第２回転軸の一部を回転自在に支持すること
   を特徴とする礫破砕装置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の礫破砕装置において、
   上記第２回転軸は少なくとも先端が円筒形状であって、
   上記第２回転軸の内周に上記第１回転軸の一部を回転自
   在に支持することを特徴とする礫破砕装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６に記載のいずれか一つの
   礫破砕装置において、上記コーンに破砕ブレードを備え
   たことを特徴とする礫破砕装置。