JPS58195696A - 小口径用シールド掘進機 - 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、小口径用のシールド掘進機に関するものであ
る。

この種の小口径用シールド掘進機は、口径が小でるるた
め、第１図乃至第４図に示すように、操作バルブ１６、
動力［１７、操作盤１８、パワーユニツト２０、潤滑パ
ワーユニット２１、オイルタンク２３等を搭載した後方
台車（図示せず）ｔセグメント４内に装備すると、セグ
メント４内の空間部を後方台車かはとんど占めてしまう
ため、操作者がシールド掘進機内（以下、単に機内と称
す。）に入って行けなくなり、従って通常後方台車に搭
載する上述の慎器會機内に装備している０ 以下、従来の小口径用シールド掘進機について第１図乃
至第６図を参照して説明する。

まず、８ｇ１図に示す小口径用シールド掘進機は、円筒
形状のシールドハル１の前面開口部の内側に環状のバル
クヘッド３を設け、そのノ（ルクヘッド３にカッターホ
イル２の周辺部を軸受１３ヲ介して回転可能に装着する
０すなわ゛ち、軸受１５の外周部材１３ａを固定側のパ
ルクヘツ１十°３に固設踵−万内周部材１５ｂ　？Ｉ−
回転側のカッ、ターホイル２に固設する。前記シールド
・・−１内１雀減速機付電動機１２′に装備し、その減
速機付電動機１２の出力軸にビニオン１５ヲ固定し、−
万前記軸受１６の内周部材１６ｂの内周側面に噛合＊’
を創設し、その噛合歯にビニオン１５ヲ噛合させてカッ
ターホイル２會減速機付電動機１２により回転し得るよ
うに構成する。前記カッターホイル２の周辺部と、前記
シールドノール１およびバルクヘッド６との間にシール
材１４ヲ適宜に介装する。前記カッターホイル２の前面
にカッタービット１９１に多数突設し、一方力ツタ−ホ
イル２の後面にバケツ）２ａｋ設ける。前記シールドハ
ル１内に土砂排出装置としてのベルトコンベア７？Ｉ−
１そのベルトコンベアの土砂取入側の端部會前記バルク
ヘッド３の中央開口部に挿入して前記カッターホイル２
の後面中央に近接させて配設する。このシールドハル１
内に適宜Ｗｒ賛数のシールドジヤツキ９を配列すると共
に、操作バルブ１６、動力盤１７、操作゛盤１８等を装
備したものでめる０以下、その作動操作について説明す
る０まず、シールドジヤツキ９　、’ｊ’（伸長させな
がら、減速機付電動機１２を駆動させ′七、、カッター
ホイル２會回転させる。

すると、カッターホイル２は地山の切羽を掘削し、　　
・その掘削された土砂はベルトコンベア７によりシール
ド掘進機外（以下、機外と称す０）に排出され、シール
ド掘進機は前進、すなわち掘進する。

次に、第２図に示す小口径用シールド掘進機は、シール
ドハル１の前面開口部の内側に隔壁を設け、その隔壁に
土砂排出装置としてのスクリューコンベア５を装着する
。すなわち、シールドハル１に設けたバルクヘッド５に
隔壁板３ａｋ固定し、その隔壁板３ａの中央に透孔を開
設し、該隔壁板３ａの透孔の周縁にスクリューコンベア
５０ケーシング４０を固定し、そのスクリューコンベア
５のスクリュー４１　？ｌｌ−隔壁板３ａの透孔から、
シールドハル１、カッターホイル２、隔壁（バルクヘッ
ド３、隔壁板３ａ）により画成されたチャンバー２４゛
中に挿入したものである。なお、図中第１図と同符号は
同一のものを示す。以下、その作動操作について説明す
る。まず、シールドジヤツキ９を伸長させながらカッタ
ーホイル２１ｒ：回転させて地山上掘削し、その掘削し
た土砂を一旦テヤンバー２４内に取り込み、このチャン
バー２４からスクリューコンベア５およびベルトコンベ
ア７により機外に排出して掘進するＯ 最後に、第３図に示す小口径用シールド掘進機は、シー
ルドノール１の前面開口部の内側に隔壁６゜３ａヲ設け
、その隔壁３，６ａの中央にカッターホイル２のセンタ
ーシャフト３４會軸受１３會介して回転可能に取付け、
そのカッターホイル２のセンターシャフト３４と、シー
ルトノ１ル１内に装備した駆動モータ１２ａとをビニオ
ン、ギヤ５５により連係する０前記隔壁３．３ａのセン
ターシャフト６４の軸受部分より下方部にロータリーフ
ィーダ６を装着し、そのロータリーフィーダ６にベルト
コンベア７の土砂取入側の端部を近接せしめたものであ
る０なお、図中第１図および第２図と同符号は同一のも
のを示し、符号２０はパワーユニットを示す０以下、そ
の作動操作について説明する０シールドジヤツキ９′（
ｌ−伸長させながらカッターホイル２會回転させて地山
を掘削し、この掘削した土砂を一旦テヤンバー２４内に
取込み、このチャンバー２４からロータリーフィーダ６
、ベルトコンベア７により機外に排出して掘進する０ しかしながら、従来の第１図に示すものは、）（ルクヘ
ッド５の中央部にベルトコンベア７を挿入するための開
口部全開設したものであるから、自立性の地山のときは
良いが、湧水などにより地山が崩壊したり、崩壊性の地
山に遭遇したりした場合、崩壊した土砂がバルクヘッド
３の開口部から機内に流入し、その土砂の流入により地
表が沈下する虞れがある。また、流入した土砂によりシ
ールドハル１内の機器装置が棟ってしまい、掘削が困難
となり、＃′悪の場合掘削できなくなると言う欠点があ
る。

また、第２図に示すものは、シールドハル１内の隔壁３
．６ａにスクリューコンベア５を装備したものであるか
ら、操作パルプ１６、動力盤１７、ベルトコンベア７を
既に装備した機内・かさらに狭くなり、メンテナンスが
非常に行い難い。そこで、メンテナンスを行い易くする
ために、１シールドハル１の長さを長くシ、スクリュー
コシパ、゛ベア５の後方に上述の機器装置１ｔ、を装備
することが考えられるが、この場合価格が高くなり、ま
たカーブ掘進上問題がるる。しかも、小口径用のシール
ド掘進機でおるから、それに装備するスクリューコンベ
ア５のスクリュー４１の径が小さく限られてしまい。そ
の結果、第８図に示すように、大きな礫３３を排出する
ことができない。

最後に、第３図に示すものは、チャンバー２４内の土砂
、特に粘着性の土砂の場合、流れが悪く、排出効率が悪
い。その□原因は、まずロータリーフィーダ６がカッタ
ーホイル２のセンターシャフト６４の下方に装着されて
いるため、チャンバー２４内の上部の土砂は落下しなけ
れば機外に排出されない。次に、チャンバー２４内の土
砂の攪拌が少ないので、ロータリーフィーダ６０周辺部
の土砂のみが排出され、その周囲の土砂が滞留してしま
う。

最後に、ロータリ−フィーダ６の上方にカッターホイル
２のセンダーシャフト３４が位置するため、土砂がロー
タリーフィーダ６の土砂取込口に入り、、′１８、 難い。この結果、チャンバー２４内の土砂の流れが１ 悪くなり、チャンバー２４内において土砂が圧接され、
排土効率が悪い。また、ロータリーフィーダ６はカッタ
ーホイル２のセンターシャフト３４の下−−−−−−９
９−−−−−９ 方に装着されるため、その装着位置の制限や周囲の機器
装置の状況からロータリーフィーダ６を大型にすること
ができず、従ってその分土砂取込口が小さくなり、土砂
排出能率が悪く、大きな礫を排出することができない。

さらに、ロータリーフィーダ６がカッターホイル２のセ
ンターシャフト６４の下方に装着されているため、ベル
トコンベア７の土砂取入側の端部をロータリーフィーダ
６よりさらに下方の位置に下げる必要がめり、ベルトコ
ンベア７の配置が難しくなる。すなわち、ベルトコンベ
ア７の土砂取入側の端部會下げ過ぎると、ベルトコンベ
ア７の傾斜角度が急になり土砂の搬送が不可能となった
り、またベルトコンベア７の土砂取入側の端部が円弧状
のシールドハル１に当ってしまう。従って、ベルトコン
ベア７の配置が峻しい。

本発明は、上述の諸欠点奮改嵜した小ロ径用シールド掘
進機會提供せんとするものである。

本発明は、シールドハルの前向開口部の内側に隔壁會設
け、そのシールドハルにもしくは隔壁に、又はシールド
ハルおよび隔壁にカッターホイルの周辺部を回転可能に
軸承し、そのカッターホイルの後面に土砂掻揚攪拌手段
を設け、前記隔壁にロータリーフィーダを装着し、前記
シールドハル内に土砂排出装置會着脱可能に、かつ該土
砂排出装置の土砂取入側の端部を前記ロータリーフィー
ダに近設させて配設し、該シールドハル内に適宜所′喪
数のシールドジヤツキを配列し、該シールドジヤツキを
作動させながら、・前記カッターホイルを回転させて地
山を掘削し、その掘削した土砂全前記土砂掻揚攪拌手段
、ロータリーフィーダおよび土砂排出装置により機外に
排出して掘進することを特徴とする。

以下、本発明の小口径用シールド掘進機の一実施例を第
４図乃至第７図會診照して説明する。

この実施例における本発明の小口径用シールド掘進機は
、円筒形状のシールドハル１の前面間□口部にバルクヘ
ッド３および隔壁板’５ａとからなる隔壁を設け、その
隔壁のバルクヘッド６にカッタ−ホイル２の周辺部を軸
受１３を介して回転可能に装着する。すなわち、軸受１
３の外周部材１５ａ　を固定側のバルクヘッド６に固設
し、−万内周部材１６ｂを回転側のカッターホイル２に
固設する。前記シールドハル１円に減速機付電動機１２
ケ装備し、その減速機付電動機１２の出力軸にピニオン
１５を固定し、−万前記軸受１６の内周部材１３ｂの、
内周側面に噛合ａｔ創設し、その噛合歯にピニオン１５
を噛合させてカッターホイル２倉減速機付電動機１２に
より回転し得るように構成する０前記カツターホイル２
の周辺部と、前記シールドハル１およびバルクヘッド３
との間にシール材１４′？ｔ：１１ｉ宜に介装する。

前記カッターホイル２の前面にカッタービット１９會多
数突設し、−万力ツタ−ホイル２の後面に土砂掻揚攪拌
手段としてのコーン部２２′に、カッターホイル２の後
面から隔壁の前面にかけて外側から内側に傾斜した漏斗
形状に突設する。

前記隔壁にロータリーフィト→、ダ６會＠層する。

すなわち、シールドハル１に設けたバルクヘッド５に隔
壁板３ａ’（（固定し、その隔壁板３ａの中央に透孔を
開設し、該隔壁板６ａの透孔の周縁にロータリーフィー
ダ６の堆付板１０３％ｔ１０−タリーフイーダ６の土砂
取入口３０の中心Ｏがシールドハル１の中心軸より下方
に位置し、かつロータリーフィーダ６の１転ａ１１０が
シールドハル１の径方向に隔壁板３ａに沿って位置する
ように取付ける。

前記ロータリーフィーダ６は、第５図乃至第７図に示す
ように、ハウジング１０と、ロータ１１とからなる。削
配ハウジング１０ｉｊ、円筒形状の胴５１００の上下両
端に上蓋板１０１と下蓋板１０２とをそれぞれ固定する
と八に、該胴５１００の外側面に取付板１０６に突設す
る。Ｆｆｔ１８ピｐ−夕１１に回転軸１１０に適宜所要
数、例えば５枚の羽根１１１會等間隔に植設する。この
ロータ１１の回転軸１１００両端を前記ハウジング１０
に軸受１１２により回転可能に軸承する。

このハウジング１０の上量板１０１、胴部１００、下蓋
板１０２に土砂取ネロ３０會、ロータ１１の羽根１１１
の全ピッチからｓ、ｙＮＮニッチ−た差の−２ピッチ分
設け、−万胴部１００、下門板１０２に土砂吐出口３１
ヲロータ１１の羽＆１１１の１ピッチ分設ける。前記ハ
ウジ、ング１０に搭載した油圧モータ６２と、回転軸１
１０とをチェーン、スプルケラト１１３により連係し、
前記油圧モータ５２′に駆動させることにょ９０−タ１
１が回転するように構成する。

前記シールドハル１内に土砂排出装置としてのベルトコ
ンベア７會、そのベルトコンベア７の土砂取入側の端部
を前記ロータリーフィーダ６の土砂吐出口３１の下方に
近接させ、かつ着脱可能に取付ケ、このベルトコンベア
７に他のベルトコンベア７′を適宜所要数連設する。こ
のシールドハル１内に適宜所要数のシールドジヤツキ９
’を配列すると共に、動力盤１７、パヮーユニツ）２０
．潤滑パワーユニット２１、オイルタンク２３等を準備
する。

この実施例における本発明の小口径用シールド掘進機は
、以上の如き構成よりなり、以下その作動操作について
説明する。

まず、シールドジヤツキ９を伸長させながら、減速機付
電動機１２ヲ駆動させてカッターホイル２を回転させる
。すると、カッターホイル２は地山の切羽を掘削し、そ
の掘削された土砂は一旦チャンバー２４内に取込み、こ
のチャンバー２４からコーン部２２、ｏ　−１！ｊ−フ
ィーダ６、ベルトコンベア７．７′により機外に排出さ
れる。

このとき、地山が砂の多い場合は、掘進スピード（シー
ルドジヤツキ９の伸長スピード）と、土砂搬出スピード
（ロータリーフィーダ６の回転スピード）とｗ＝ｖ４整
してチャンバー２４内を少し透すようにして掘進させる
。すると、チャンバー２４内の土砂は、カッターホイル
２と伴に回転するコーン部２２により掻き上けられ、ロ
ータリーフィーダ６の土砂取込口３０まで２３ｉ！はれ
る。このように、流動性のない土砂の場合線、チャンバ
ー２４内に土砂會充満させて土圧によりロータリーフィ
ーダ６の土砂取込口３０まで運ぼうとしても、土砂がチ
ャンバー２４内において圧密して運ぶことができないの
で、上述のコーン部２２の回転による掻揚作用が有効と
なる。なお、本発明のシールド掘進機は小口径用である
から、チャンバー２４内を透してもその空間部の′ｊｌ
ｔは微々たるものであるため、もし地山が崩壊したとし
ても崩壊する量が少ないので地表にはなんら変化をうけ
ない。

また、地山がシルト、粘土性の場合は、流動性があるの
で、土圧會かけることにエリチャンバー２４内の土砂を
ロータリーフィーダ６の土砂取込口６０まで運ぶことが
できる。しかも、チャンツク−２４内のバルクヘッド６
、隔壁板６ａは静止しており、カッターホイル２の後面
から突設したコーン部２２は回転しているので、チャン
バー２４内の土砂を攪拌させてより流動化せしめること
ができる０この実施例の本発明の小口径用シールド掘進
機は、隔壁によりチャンバー２４内と機内とｔ隔離して
いるので、地山が流動性のあるものや崩壊性のものであ
っても、土砂の機内の侵入會防ぐことができると共に、
地底の沈下を防ぐこともできる０この実施例の本発明の
小ロ癲用シールド掘進機は、すなわちロータリーフィー
ダ６のノ・ウジング１０の上蓋板１０１、胴部１００、
下蓋板１０２を切欠いて土砂取込口３０を設け、一方、
、′）″ζ２ウジング１０の胴部／″ １００、下蓋板１０２ヲ切欠いて土砂吐出口３１ヲ設け
て、ロータリーフィーダ６の土砂取込口６０および土砂
吐出口３１ヲ大きくしたので、ロータリーフィーダ６の
土砂取込口３０ｔで運ばれた土砂を効率良く取込み、か
つ効率良くベルトコンベア７に吐出することができる。

しかも”、大きい礫３３ヲ排出することができる。

また、この実施例の本発明の小口径用シールド掘進機は
、隔壁の略中夫にロータリーフィーダ６を設けたので、
大型のロータリーフィーダ６會使用することができ、か
つベルトコンベア７の配設位置が容易となる。

さらに、この実施例の本発明の小口径用シールド掘進機
は、ベルトコンベア７會層脱可能に取付けたので、ベル
トコンベア７會外せばメンテナンスも容易に行うことが
できる。

上述のようにして掘削した土砂を排出しながらシールド
ジヤツキ９の伸長がストロークエンドに達したならば、
−一ルドジャッキ９ｋｍめ、そのスペースにセグ／ント
４を組み込み、以下上述の操作を繰返してシールド掘進
機を前進させる。

なお、上述の実施例においては、ロータリーフィーダ６
を横向き、すなわち回転軸１１０が垂直になるように装
着したが、逆にロータリーフィーダ６をその回転軸１１
０が水平になるように装着しても良い。

また、上述の実施例においては、カッターホイル２を隔
壁のバルクヘッド３に取付けたものであるが、カッター
ホイル２ｔシールドハル１にｔ７ｃはシールドハル１お
よび隔壁に堰付けても良い。

以上の実施例からも明らかなように、本発明の小口径用
シールド掘進機は、隔壁によりシールドハル内と切羽と
全隔離したものであるから、地山が崩壊性や流動性でろ
っても、土砂の機内の侵入を防ぐことができ、しかも土
砂の機内の侵入による地異の沈下を防ぐこともできる。

また、シールドハル内に配設した土砂排出装置は着脱可
能でめるから、該土砂排出装置を堆外すことにより機内
に装備した機器装置のメンテナンスを行うスペースを確
保することができる。しかも、チャンバー内から土砂排
出装置までの土砂の排送をロータリーフィーダにより行
うので、スクリューコンベアに比較して大きい礫などを
排出することができる。

さらに、カッターホイルは周辺部支持であるから、ロー
タリーフィーダを隔壁の中央に装着させることができ、
従ってセンターシャフトの下方に装着δせるものより大
型のロータリーフィーダ全使用することができ、また土
砂排出装置の土砂取入側の端部會下げ過ぎることがなく
、該土砂排出装置の配設が容易である。さらにまた、カ
ッターホイルの後面に土砂掻揚攪拌手段會後方に突設し
たものであるから、流動性のない土砂を掻揚げてロー　
　　□□ □ タリーフィーダの土砂取込口に運び、また流動性　　　
１のめる土砂を攪拌してロータリーフィーダの土砂取込
口に運ぶことができ、従って流動性のめる、ない土砂を
全て効率良く排出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は従来の小口径用シールド掘進機の断
面図でるる０第４図乃至第７図は本発明の小口径用シー
ルド掘進機の一実施例を示し、第４図は断面図、第５図
、第６図、第７図は第４図におけるＩ−ＩＭＷｒ面図、
ＩＩ−ＩＩ軸軸面面図■−■−断面図である。第８図は
第２図におけるＩＶ　−−１−１９−−−−−−− ■線Ｉｆｒ面図である。 １・・・シールドハル、２・・・カッターホイル、６・
・・バルクヘッド、３＆・・・隔壁板、６・・・ロータ
リーフィーダ、７・・・ベルトコンベア、９・・・シー
ルドジヤツキ、１０・・・ハウジング、１１・・・ロー
タ、１２・・・減速機付電動機、１６・・・軸受、１４
・・・シール材、１５・・・ピニオン、２２・・・土砂
掻揚攪拌手段、２４・・・チャンバー、３０・・・土砂
取込口、３１・・・土砂吐出口、６２・・・油圧モータ
。 法 ２ １”− 第６図 ５０ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　シールドハルの前面開口部の内側に隔壁全役け、
   そのシールドハルにもしくは隔壁に、又はシールドハル
   および隔壁にカッターホイルの周辺部を回転可能に和水
   し、そのカッターホイルの後面に土砂掻揚攪拌手段を設
   け、前記隔壁にロータリーフィーダを装着し、前記シー
   ルドハル内に土砂排出装置を着脱可能に、かつ該土砂排
   出装置の土砂取入側の端部全前記ロータリーフィーダに
   近接させて配設し、該シールドハル内に適宜所要数のシ
   ールドジヤツキを配列し、該シールドジヤツキを作動さ
   せながら、前記カッターホイルを回転させて地山を掘削
   し、その掘削した土砂を前記土砂掻揚攪拌手段、ロータ
   リーフィーダおよび土砂排出装置により機外に排出して
   掘進することを特徴とする小口径用シールド掘進機。 ２、特許請求の範囲第１項記載の小口径用シールド掘進
   機において、ロータリーフィーダは、円筒形状の胴部の
   両開口部に蓋板會それぞれ設けてなるハウジングと、回
   転軸に適宜所要数の羽根全等間隔に植設してな゛るロー
   タとを備え、前記ハウジング内にロータを回転可能に軸
   承し、該ハウジングの胴部および両蓋板に土砂堆込口ｔ
   １０−タの羽根の全ピッチから６ピツチ引いた差のピッ
   チ分設け、−万前記ハウジングの胴部および両蓋板に土
   砂吐出口を、ロータの羽根の１ピッチ分設けたことを特
   徴とする。 ６、％許請求の範囲第１項記載の小口径用シールド掘進
   機において、土砂掻揚攪拌手段は、カッターホイルの後
   面から隔壁の前面にかけて外側から内側に傾斜した漏斗
   形状ｔなすことを特徴とする０