JPS5817996A - シ−ルド掘進機のカツタ室内土砂充填検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シールド掘進機のカッタ室内土砂充填検知装
置に係り、特に目視できないカッタ室内に滞留する土砂
の充填状態を、カッタ室内の周方向に沿って回転する攪
拌翼などに加わる滞留土砂の抵抗値をその軌跡に沿って
全周に亘って計測することにより、検知し得るシールド
掘進機のカッタ室内土砂充填検知装置に関するものであ
る。

従来、この種のシールド掘進機のカッタ室内土砂充填検
知装置としては、第１図ｆこ示すものが一般に知られて
いる。シールド掘進機ａのシールドフレーム゛ｂの切羽
側には、駆動軸Ｃを介σて回転部、動されるカッタ面板
ｄと、隔壁ｅとが所定の間隔を隔てて並設され、これら
の間には、カッタ面板ｄの排土側に取り込ま′れる掘削
土砂を滞留させて所定土圧を維持させ、切羽を安定させ
るカッタ室ｆが形成されている。隔壁ｅには、数ケ所に
土圧計ｇ等が固定設置され、これら土圧計ｇ等により検
出される土圧値の有無の分布状態によりカッタ室ｆ内の
土砂の充填状態を検知していた。

ところで、従来のシールド掘進機のカッタ室内土砂充填
検知装置にあっては、カッタ室ｆの土砂の充填状態を、
少数且つ散在的な土圧値の分布状態でしか検知し得す、
十分に把握することができなかった。従って、カッタ室
ｆの土砂充填状態を目視しているが如く掘削作業を行な
うことができず一切羽管理を確実ｌζなし得なかった。

即ち、切羽の崩落等を防止すべくカッタ室ｆ内を一定の
圧力に保持できるよう一ζカッタ室ｆからのま砂排出量
や、カッタ室ｆ内への粘性付与剤投入量を制御している
が、従来では、カッタ室ｆ内の土砂の充填状態を十分に
把握できないため、土砂排出量や粘性付与剤投入量を明
確に決定できず、変動する切羽土圧僅に応じてカッタ室
ｆ内の圧力値を円滑に追従させ得す、これらのアンバラ
ンスを招いていた。更に、カッタ室ｆ内の滞留土砂が過
充填状態に陥った場合、これに起因する土砂の固結及び
駆動軸Ｃの、トルクの異常上昇等の不具合が生じていた
。これに対処すべく多数の土圧計ｇ等を設備することが
考えられるが、隔壁ｅの限定されたスペースでは、十分
にこれらを配置できないと共に、その設備費が嵩み、有
効な解決策とは言えなかった。

本発明は、上述の如き問題点に鑑み、これを有効に解決
すべく創案されたものである°。

本発明の目的は、目視できないカッタ室内に滞留する土
砂の充填状態を、カッタ室の周方向に沿って回転する攪
拌翼に加わる滞留土砂の抵抗値をその軌跡に沿って全周
に亘って計測することにより一知でき、切羽管理゛を円
滑になし得るシールド掘進機のカッタ室内土砂充填検知
装置を提供することにある６ 次−に、本発明に係るシールド掘進機のカッタ室内土砂
充填検知装置の好適一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第２図に示す如く、シールド掘進機１の外殻は、周囲の
土圧に抗して内部空間を保持し、その空間内に掘削設備
を有する円筒形のシールドフレーム２により形成されて
いる。このシールドフレーム２の切羽側開口部３には、
これを覆うと共に、回転駆動されて切羽面を掘削しつつ
、掘削土砂をシールドフレーム２内に取り込むカッタ面
板４が設けられている。また、シールドフレーム２の内
側には、カッタ面板４より所定の間隔を隔てて隔壁５が
設けられている。この隔壁５とカッタ面板４との間には
、カッタ面板４より取り込まれる掘削土砂を滞留させて
所定土圧を維持させ、切羽を安定させるカッタ室６が形
成されている。ところで、上記カッタ面板４のカッタ室
６に臨む面７には、この周方向ｉこ沿って、且つ径方向
に並行に多数の攪拌翼８・・・が設けられ、カッタ面板
４の回転に伴ないカッタ室６内の周方向に沿って回転駆
動されつつ、カッタ室６内に滞留する土砂を攪拌して、
土砂の性状を均一化するように構成されている。

これら攪拌翼８・・・には、適宜、歪計９が装着される
。この歪計９は、攪拌翼８・・・と共に回転駆動されつ
つ、攪拌翼８・・・に加わる滞留土砂の抵抗値を、変形
された攪拌翼８・・・の歪として検知するよう−に構成
されている。この歪計９には、図示されない表示手段が
接続される。歪計９で検知された歪は、電気信号として
表示手段に供給されてアナログ表示若しくはデジタル表
示され、カッタ室６かの一滞留土砂の充填状態が目視で
きると同等に構成されている。また、図示する如く、カ
ッタ面板４には、隔壁５を貫通しつつ、これに設けられ
た軸受部１０に回転自在に支持される駆動軸１１が連結
されている。この駆動軸１１は、減速装置１２を介して
駆動モータ１３に接続され、その駆動力をカッタ面板４
に伝達し、これを回転駆動するように構成されている。

更に、カッタ室６には、隔壁５を貫通しつつ延出され、
カッタ室６内の土砂を排出するスクリューコンベア等の
排出手段１４が設けられている。この排出手段１４には
、これを駆動する駆動装置１５が連設されている。

以、上の構成の作用について述べる。

第２図に示す如く、掘削作業に際しては、駆動モータ１
３の回転駆動力が、減速装置１２及び駆動軸１１等を介
してカッタ面板４に伝達され、このカッタ面板４が回転
駆動されることにより切羽が掘削され、掘削土砂は、カ
ッタ面板４より取り込まれてカッタ室６内に滞留する。

このカッタ面板４は、その回転Ｉこ伴い、これに設゛け
られた攪拌翼８′・・・をカッタ室６内の周方向に沿っ
て回転駆動し、カッタ室６内に滞留する土砂を攪拌して
、土砂の性状を均一化させる。特に、これＥこ際して攪
拌翼８・・・は、カッタ室６の土砂の滞留する部分で攪
拌翼８・・・の回転に抗して発生する土砂の抵抗により
、比較的大きく変形されるが、他方、滞留土砂の上方で
、圧気又は水等が存する空隙部分では、殆ど変形される
ことはない。従って、攪拌翼８．・・・と共ζこカッタ
室６内を移動する歪計９は、攪拌翼８・・・（こ加わる
滞留土砂の抵抗値を変形された攪拌翼８・・・の歪とし
て、カッタ室６の全周に亘って検知し得、検知される歪
は、土砂の滞留する部分では、大きな値となり、空隙部
分では殆んど零に近い値となる。これら検知値を表示手
段に供給し、位相角毎乃至連続的にそれらを歪の有無、
即ち抵抗値の有無でアナログ表示若しくはデジタル表示
すれば、直接にカッタ室６内の滞留土砂の充填状態を目
視していると同等な効果を奏する。また、検知値を、そ
の値の大小に応じて漸次変化する輝度表示等を備える表
示手段に供給すれば、カッタ室６内の土砂の充填状態を
、単に滞留土砂の有無として目視できるだけでなく、そ
の滞留土砂の疎密状態や含水状況まで検知し得ることｉ
こなる。

ところで、上記一実施例にあっては、攪拌翼８・・・に
歪計９を設け、攪拌翼８・・・の変形、即ち歪を検知し
て充填状態を明確にする装置を述べたが、以下のように
なしても同様である。即ち、攪拌翼圧力検出器に検知さ
れる圧力値（これも即ち滞留土砂の抵抗値である。）を
表示手段番こ門給すれば、不発−明の目的を達成し得る
ことになる。

従って、掘削作業に際して、カッタ室６内に滞留する土
砂の充填状態を容易に且つ明確に把握でき、切羽管理を
確実に行なうことができる。即ち、カッタ室６内の滞留
土砂の充填状態を十分に把握できるので、切羽の崩落等
を防止すべくカッタ室６内を一定の圧力に保持するため
の土砂排出量や粘性付与剤投入量を、明確にでき、変動
する切羽土庄値に応じて逐次適正なカッタ室６内の圧力
値を設定し得、常時これらをバランスさせることができ
る。また、カッタ室６内の過充填状態を、検知値の過大
で発見でき、土砂の固結や駆動軸１１のトルクの異常上
昇等を防止することもできる。

更にまた、歪計９若しくは土圧計１８等の設備数は、少
なくとも１セツトでよく、これらの設備を削減すること
ができる。０ 尚、第３図には、変形実施例か示されている。

カッタ室６内の土砂を排出する排出手段１４であるスク
リューコンベアが、シールドフレーム２はぼ中央部でカ
ッタ室６に十分に延出されて設けられたならば、このス
クリューコンベアのフライト部１７の回転軌跡は、カッ
タ室６内で大略側よることなく経過する。従って、この
フライト部１７Ｅこ土圧計１６等を設けても、上記実施
例と同様に本発明の目的を達成することができる。

また、尚、本発明は上記実施例に限定される。ものでは
なく、要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施し得
ることは勿論である。

以上要するに、本発明によれば以下の如き優れた効果を
発揮する。

（リ　目視できないカッタ室内に滞留する土砂の充填状
態を、カッタ室内の周方向に沿って回転する攪拌翼に加
わる滞留土砂の抵抗値をその軌跡に沿って全周に亘って
計測することにより検知し得、これら検知値を位相角毎
乃至連続的に表示手段に表示でき、カッタ室内の滞留土
砂の充填状態を目視していると同等な効果を奏し、これ
を容易に且つ、明確に把握することができる。

（２）攪拌翼に歪計を装着しているので、攪拌翼に加わ
る滞留土砂の抵抗値を攪拌翼の変形、即ち歪、とじて検
知することができる。

（３）攪拌翼に土圧計等の圧力検出器を装着しているの
で、攪拌翼に加わる滞留土砂の抵抗値を土圧計に加わる
圧力値として検知することができる。

（４）　　カッタ室内の滞留土砂の充填状態を容易に且
つ明確に把握できるので、カッタ室内を一定の圧力に保
持するための土砂排出量や粘性付与剤の投入量を適切に
決定し得、変動する切羽土圧値に応じて逐次適正なカッ
タ室内圧力を設定でき、これらを常時バランスさせ、切
羽管理を確実に達成し得る。

（５）　　カッタ室内の滞留土砂の充填状態を容易に且
つ明呻に把握できるので、カッタ室内の過充填状態を検
知でき、土砂の固結や駆動軸トルクの異常上昇等を防止
することができる。

（６）歪計若しくは圧力検出器の設備数を必要最小シこ
なし得、設備費を削減することができる。

（７）構造が簡単で、既設の設備にも容易に採用し得る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のシールド掘進機のカッ−室内土砂充填
検知装置を示す側断面図、第２図は本発明に係るシール
ド掘進機のカッタ室内土砂充填横島装置の好適一実施例
を示す側断面図、第３図はその変形実施例を示す側断面
図である。 図中、１はシールド掘進機、４はカッタ面板、６はカッ
タ室、８は攪拌翼、９は歪計、１６は土圧計である。 特許出願人　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士　
　絹　谷　信　雄 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転するカッタ面板を備えたシールド掘進機において、
   該カッタ面板の一部等に、歪計もしくは土圧計等をもう
   け、これらを取付けた部分に生ずる歪もしくは作用する
   土庄等を計測できるように構成したカッタ室内土砂充填
   検知装置。