JPH0953392A - 礫破砕用シールド掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘土であっても撹拌・破砕して排出する。 【解決手段】 送水管５２は、アーム４２に対向してフ
ード４５に設けられた噴出口５４に連通する。固定翼５
６は、フード４５における噴出口５４より隔壁３２側に
回転軸に向かって設けられる。回転翼５５は、固定翼５
６よりも隔壁３２側における破砕用コーン４０の外周面
に放射状に４本設けられる。したがって、送水管５２に
よって上記掘削側に水を供給しつつ固定翼５６と回転翼
５５とで粘土を強制的に撹拌することによって水と粘土
とが交ざり、水分で柔らかくなった粘土は破砕用コーン
４０やフード４５に付着したり詰まることがなく、容易
に泥水となって排泥管３５から排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、礫破砕機構を有
する礫破砕用シールド掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、礫破砕用シールド掘削機として図
４に示すようなものがある。図４において、１はシール
ド殻、２はシールド殻１内を掘削側と駆動側とに分ける
隔壁、３はポンプ(図示せず)から送られてくる水を隔壁
２を通して掘削側に供給する送水管、５は掘削側の泥水
を隔壁２を通してタンク(図示せず)に排出する排泥管、
７は礫破砕用シールド掘削機の後側につながる仮管であ
る。

【０００３】上記隔壁２には軸受８が設けられ回転軸９
を回転自在に支持している。この回転軸９の掘削側の先
端には円錐台状の破砕用コーン１０を設け、この破砕用
コーン１０の先端にはカッタ１１を固定している。この
カッタ１１は、破砕用コーン１０から前方に延びる厚板
からなるアーム１２と、このアーム１２の先端に固定し
た円板の一部を切り欠いた形状を有するカッタプレート
１３と、このカッタプレート１３の前面に固定された複
数の刃１４からなる。また、掘削側のシールド殻１の内
側には末広がりのフード１５を固定しており、このフー
ド１５の後面と壁面２との間にチャンバ１６を形成し、
このチャンバ１６内を回転軸９に固定された撹拌羽根１
７が撹拌するようになっている。そして、上記フード１
５とアーム１２と破砕用コーン１０とで破砕部を構成し
ている。

【０００４】尚、１８は上記回転軸９を回転するモータ
であり、１９はシールド殻１および仮管７を接結するフ
ランジであり、２０,２１はバルブである。

【０００５】上記構成において、ジャッキ(図示せず)に
よって仮管７を介して礫破砕用シールド掘削機を推進す
ると共に、モータ１８によって回転軸９を回転させて破
砕用コーン１０,アーム１２およびカッタ１１を回転し
て掘削する。そして、フード１５,破砕用コーン１０お
よびアーム１２からなる礫破砕部に土砂および礫等を取
り込み、それらを破砕して土砂としてチャンバ１６内に
取り込む。その際に、上記送水管３によってチャンバ１
６内およびその前方の礫破砕部側に水が供給されて、掘
削側の水圧が所定の圧に保たれて切羽が安定に保たれ
る。また、上記チャンバ１６内に取り込まれた土砂は、
撹拌羽根１７によって水と撹拌され、この水と土砂とが
交ざった泥水は排泥管５によって上記タンクに排出され
る。こうして、上記送水管３と排泥管５によって切羽の
安定を図りつつ土砂の運搬が行われるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の礫破砕用シールド掘削機においては、送水管３によ
る送水は主にチャンバ１６に対して行われる。したがっ
て、粘性の非常に高い粘土を掘削する際に、フード１
５,破砕用コーン１０およびアーム１２からなる上記礫
破砕部内に取り込まれた粘土は水分が少ないために、破
砕されずにそのまま上記礫破砕部の奥に送り込まれるこ
とになる。そのために、粘土が破砕用コーン１０やフー
ド１５に付着したり、円錐台状の破砕用コーン１０と末
広がりのフード１５との間の狭い領域に詰まって、チャ
ンバ１６内に取り込むことができないという問題があ
る。

【０００７】そこで、この発明の目的は、粘土であって
も撹拌・破砕して排出可能な礫破砕用シールド掘削機を
提供することにある。

【０００８】

【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に係る発明は、シールド殻内の隔壁で支承
されてこの隔壁の後方に設けた駆動装置によって回転せ
しめられる回転軸の前端にカッタを有し,上記隔壁の前
方の上記回転軸に隔壁に向かって次第に太径となる戴頭
円錐形状のコーン部材を取り付け,このコーン部材の外
周面に対向する上記シールド殻のフード部に上記隔壁に
向かって次第に小径となる戴頭円錐形状のフード部材を
取り付けて,このフード部材と上記コーン部材とで破砕
部を形成する礫破砕用シールド掘削機において、コーン
部材斜辺面に向かう開口を有して上記破砕部に水を供給
する送水管を設ける一方,上記隔壁の前面に開口して掘
削土を外部に排出する排泥管を設け、上記フード部材に
おける送水管開口位置近傍および上記コーン部材におけ
る上記送水管開口に対向する位置に,夫々撹拌片を設け
たことを特徴としている。

【０００９】上記構成において、粘土質の土壌を掘削す
る場合には、駆動装置によって上記コーン部材が回転さ
れると、カッタによって掘削された粘土が上記破砕部に
取り込まれる。そして、上記フード部材の撹拌片とコー
ン部材の撹拌片とで粘土が強制的に撹拌されて水の流路
が形成される。そうすると、送水管によってコーン部材
斜辺面に向かって上記破砕部に供給された水が粘土内に
侵入して上記撹拌によって粘土と良く交ざり、水分で柔
らかくなった粘土は上記フード部材やコーン部材に付着
したり詰まることがなく、容易に泥水となって上記排泥
管から排出される。

【００１０】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
係る発明の礫破砕用シールド掘削機において、上記フー
ド部材に設けられた撹拌片の先端と上記コーン部材に設
けられた撹拌片の先端とが、上記コーン部材が回転した
際に上記回転軸の方向に見て重なることを特徴としてい
る。

【００１１】上記構成によって、上記破砕部に取り込ま
れた粘土は、後方に送られる際に、上記フード部材に設
けられた撹拌片と上記コーン部材に設けられた撹拌片と
の少なくとも一方によって撹拌される。その結果、確実
に粘土に水の流路が形成されて、送水管からの水が容易
に粘土内に侵入することができる。

【００１２】また、請求項３に係る発明は、請求項１に
係る発明の礫破砕用シールド掘削機において、上記フー
ド部材に設けられた撹拌片または上記コーン部材に設け
られた撹拌片は平板状に形成され、その面は上記回転軸
に対して傾斜して上記コーン部材の回転に伴って掘削土
を上記隔壁側に押し出すようになっていることを特徴と
している。

【００１３】上記構成によって、上記コーン部材の回転
に伴う両撹拌片の作用によって粘土は破砕されると共
に、水と交ざった粘土は上記隔壁側に強制的に押しやら
れる。こうして、粘土は、上記コーン部材やフード部材
に付着したり詰まることなく容易に排泥管から排出され
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図１は本実施の形態の礫破砕
用シールド掘削機における断面図である。シールド殻３
１,隔壁３２,排泥管３５,仮管３７,軸受３８,回転軸３
９,破砕用コーン４０,カッタ４１,アーム４２,カッタプ
レート４３,刃４４,フード４５,チャンバ４６,撹拌羽根
４７,モータ４８,フランジ４９およびバルブ５１は、図
４に示す従来の礫破砕用シールド掘削機におけるシール
ド殻１,隔壁２,排泥管５,仮管７,軸受８,回転軸９,破砕
用コーン１０,カッタ１１,アーム１２,カッタプレート
１３,刃１４,フード１５,チャンバ１６,撹拌羽根１７,
モータ１８,フランジ１９およびバルブ２１と全く同じ
であり、詳細な説明を省略する。

【００１５】図２は、図１に示す礫破砕用シールド掘削
機における上記掘削側の詳細図である。本実施の形態に
おける送水管５２は、隔壁３２を通して、アーム４２に
対向してフード４５に設けられた噴出口５４に連通して
いる。そして、フード４５における噴出口５４より隔壁
３２側には回転軸に向かって延在する１本の円柱状の固
定翼５６を設け、この固定翼５６より隔壁３２側におけ
る破砕用コーン４０の外周面には放射状に延在する４本
の円柱状の回転翼５５を等間隔で設けている。すなわ
ち、固定翼５６と回転翼５５とで上記撹拌片を構成する
のである。そして、上記固定翼５６および回転翼５５の
長さは、破砕用コーン４０が回転した際に固定翼５６の
先端と回転翼５５の先端とが回転軸の方向に見て重なる
ように設定している。

【００１６】上記構成を有することによって、送水管５
２によって上記掘削側に水を供給しつつ固定翼５６と回
転翼５５とで、破砕用コーン４０やフード４５に付着し
ようとする粘土が強制的に撹拌破砕される。その結果、
粘土に泥水の流路が形成されて水と粘土とが交ざり、水
分で柔らかくなった粘土は、破砕用コーン４０やフード
４５に付着したり円錐台状の破砕用コーン４０と末広が
りのフード４５との間で狭くなった領域に詰まることが
なく、容易に泥水となって排泥管３５から排出されるの
である。その際に、上記固定翼５６の先端と回転翼５５
の先端とは、破砕用コーン４０が回転した際に回転軸の
方向に見て重なるようになっているので、奥に送り込ま
れる粘土が両翼５５,５６の少なくとも一方で確実に撹
拌破砕されるのである。

【００１７】図３は、他の実施の形態における上記掘削
側の詳細図である。本実施の形態における送水管５７
は、破砕用コーン４０の回転軸３９の中心部を通して破
砕用コーン４０内に至り、破砕用コーン４０の先端部で
垂直に折れ曲がってアーム４２に隔壁３２に対向して設
けられた噴出口５８に連通している。また、フード４５
における噴出口５８より隔壁３２側には回転軸に向かっ
て延在する２本の薄板状の固定翼６０を対向した位置に
設け、この固定翼６０より隔壁３２側における破砕用コ
ーン４０の外周面には放射状に延在する４本の薄板状の
回転翼５９を等間隔で設けている。ここで、上記回転翼
５９や固定翼６０は、回転した際に礫や粘土を隔壁３２
側に押しやるように、その面が上記回転軸に対して角度
を付けて斜めに取り付けられている。

【００１８】上記構成を有することによって、送水管５
７によって上記掘削側に水を供給しつつ固定翼６０と回
転翼５９とで粘土が強制的に撹拌破砕されて、水と粘土
とがよく交ざり合う。そして、水と交ざり合った粘土
は、上記回転軸に対して角度が付けられた固定翼６０と
回転翼５９とによって隔壁３２側に強制的に押しやられ
る。さらに、噴出口５８が回転翼５９に向かって設けら
れている送水管５７からの水の噴射力が加わって、粘土
は、破砕用コーン４０やフード４５に付着したり破砕用
コーン４０とフード４５との間に詰まることがなく、容
易に排泥管３５から排出されるのである。こうして、上
記固定翼６０と回転翼５９とによる撹拌効果が不十分で
あるために粘土に粘りがあっても、確実に排出される。

【００１９】尚、上記各実施の形態においては、回転翼
５５,５９が固定翼５６,６０よりも隔壁３２側に位置し
ている。しかしながら、この位置関係は逆であっても何
等差し支えない。

【００２０】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明の礫破砕用シールド掘削機は、送水管によって、
コーン部材斜辺面に向かって破砕部に水を供給し、フー
ド部材における送水管開口位置近傍およびコーン部材に
おける上記送水管開口に対向する位置の夫々に設けられ
た撹拌片によって、上記破砕部に取り込まれた粘土を撹
拌破砕するので、粘土に水の流路が形成されて上記送水
管からの水が粘土内に容易に侵入できる。したがって、
上記撹拌によって水と粘土はよく交ざることができ、水
分で柔らかくなった粘土は上記フード部材やコーン部材
に付着したり詰まることがなく、容易に泥水となって排
泥管から排出される。すなわち、この発明によれば、粘
土であっても撹拌・破砕して排出することができるので
ある。

【００２１】また、請求項２に係る発明の礫破砕用シー
ルド掘削機は、上記両撹拌片の先端を上記コーン部材が
回転した際に上記回転軸の方向に見て重なるようにして
いるので、上記破砕部に取り込まれた粘土は、後方に送
られる際に少なくとも何れか一方の撹拌片によって撹拌
される。したがって、この発明によれば、確実に粘土に
水の流路が形成されて送水管からの水が容易に粘土内に
侵入できる。

【００２２】また、請求項３に係る発明の礫破砕用シー
ルド掘削機は、上記両撹拌片が平板状に形成され、上記
回転軸に対して傾斜して上記コーン部材の回転に伴って
掘削土を上記隔壁側に押し出すようになっているので、
上記コーン部材の回転に伴う上記両撹拌片の作用によっ
て、水と交ざった粘土は上記隔壁側に強制的に押しやら
れる。したがって、この発明によれば、上記撹拌片によ
る撹拌効果が不十分であっても、粘土は上記コーン部材
やフード部材に付着したり詰まることがなく容易に排泥
管から排出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の礫破砕用シールド掘削機における断
面図である。

【図２】図１に示す礫破砕用シールド掘削機における掘
削側の詳細図である。

【図３】図２とは異なる掘削側の詳細図である。

【図４】従来の礫破砕用シールド掘削機の断面図であ
る。

【符号の説明】

３１…シールド殻、 ３２…隔壁、３５
…排泥管、 ４０…破砕用コーン、
４２…アーム、 ４３…カッタプレ
ート、４４…刃、 ４５…フー
ド、４６…チャンバ、 ５２,５７…
送水管、５４,５８…噴出口、 ５５,５
９…回転翼、５６,６０…固定翼。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド殻内の隔壁で支承されてこの隔
   壁の後方に設けた駆動装置によって回転せしめられる回
   転軸の前端にカッタを有し、上記隔壁の前方の上記回転
   軸に隔壁に向かって次第に太径となる戴頭円錐形状のコ
   ーン部材を取り付け、このコーン部材の外周面に対向す
   る上記シールド殻のフード部に上記隔壁に向かって次第
   に小径となる戴頭円錐形状のフード部材を取り付けて、
   このフード部材と上記コーン部材とで破砕部を形成する
   礫破砕用シールド掘削機において、 コーン部材斜辺面に向かう開口を有して上記破砕部に水
   を供給する送水管を設ける一方、上記隔壁の前面に開口
   して掘削土を外部に排出する排泥管を設け、 上記フード部材における送水管開口位置近傍および上記
   コーン部材における上記送水管開口に対向する位置に、
   夫々撹拌片を設けたことを特徴とする礫破砕用シールド
   掘削機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の礫破砕用シールド掘削
   機において、 上記フード部材に設けられた撹拌片の先端と上記コーン
   部材に設けられた撹拌片の先端とが、上記コーン部材が
   回転した際に上記回転軸の方向に見て重なることを特徴
   とする礫破砕用シールド掘削機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の礫破砕用シールド掘削
   機において、 上記フード部材に設けられた撹拌片または上記コーン部
   材に設けられた撹拌片は平板状に形成され、その面は上
   記回転軸に対して傾斜して上記コーン部材の回転に伴っ
   て掘削土を上記隔壁側に押し出すようになっていること
   を特徴とする礫破砕用シールド掘削機。