JPS5931828Y2

JPS5931828Y2 - シ−ルド掘進機

Info

Publication number: JPS5931828Y2
Application number: JP10530578U
Authority: JP
Inventors: 幸男藤本; 正中村
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1978-07-31
Publication date: 1984-09-07
Also published as: JPS5524307U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、シールド掘進機に係り、特にカッターフレー
ムに水圧室を設け、該水圧室からカッターフレーム内に
臨ませて送水ノズルを設け、もってカッターフレーム内
の土砂を能率的に且つ良好に外部へ排出し得るシールド
掘進機に関する。

シールド掘進機とは軟弱な土質地においてトンネル等を
掘削するために用いられ、土砂内に管を入れその内部で
土砂の崩壊を防止しながら安全に掘削作業並びにライニ
ング作業を行ない得るものである。

第１図はシールド掘進機１の要部を示す断面図であるが
、ここに示すようにシールド掘進機１は、シールド・フ
レーム２、カッター・フレーム３、排土調整室４、とか
ら主に構成されている。

シールド・フレーム２は円筒形状の部材であり、このシ
ールド・フレーム２の前端にはこれの軸を中心として回
転自在なカッター・フレーム３が設けられている。

このカッター・フレーム３は、その側断面が略キノコ状
を威し、且つ縦断面が円形を威した中空部材である。

そしてこの笠部３ｄを前方とするように設けられ、且つ
カッター・フレーム３の前面は、カッタ３ａで土砂を削
ると同時にカッター・フレーム３内に取り入れる。

またカッター・フレーム３の後部には、その後端が密閉
された円筒状の排土調整室４が嵌入され、カッター・フ
レーム３は、これの外周壁とカッター・フレーム３内周
壁の間にはシール４ａ、４ａが設けられている。

これによってカッター・フレーム３と排土調整室４とが
一体となって一つの水蜜空間を形成する。

また排土調整室４の後端からこの内部に突出してプロペ
ラ状のアジテータ４ｂが設けられ、このアジテータ４ｂ
は排土調整室４の後端外部に設けられたモータ４Ｃによ
って回転し得るように威されている。

また排土調整室４の後部には送泥管５が外部から内部に
挿入され、且つこれとアジテータ４ｂを中心として相対
する位置に排泥管６が同様に外部から内部へと挿入され
ている。

また、カッター・フレーム３はその後端に設けられたモ
ータ７によって回転し得るように威されている。

そして、このようなシールド掘進機１のカッター・フレ
ーム３がモータ７が駆動することによって回転すると、
土砂はカッタ３ａによって掘削され、同時にその削り取
られた土砂はカッター・フレーム３内に取り入れられ、
排土調整室４内において送泥管５から送られると水とア
ジテータ４ｂによって泥水状態となり排泥管６により外
部に排出される。

ところが、このような形式のシールド掘進機１であると
その構造上土砂を効率よく且つ完全に外部に排出するこ
とができながった。

まず送泥管５からカッター・フレーム３内に注水される
水がこれの内部のすみずみにまで良く行き渡らないこと
かあ（ずられる。

すなわちカッター・フレーム３の差部３ｄ内の外周部に
は、その構造上水が良く行きわたらず土砂３ｂが滞留し
てしまう。

そしてここに滞留する土砂３ｂを少なくするために送泥
管５から注水する水量を多くして、カッター・フレーム
３内のすみずみまで水が行きわたるようにすると、泥水
濃度が低くなり、土砂を効率良く外部に送り出すことが
できなくなる。

すなわち極端に言えば水ばかりを排出することになって
しまう。

また、一方性水濃度を上げるために水量を規制すると泥
水濃度は高くなるのであるが、カッター・フレーム３内
の差部３ｄ等に土砂３ｂが滞留してしまい効率良く土砂
を外部へ排出することができなかった。

上記述べたように送泥管５より注水される水量を多くし
ても少なくしても、その構造上土砂の排出効率が悪く、
従って排出効率の良いシールド掘進機の出現が望まれて
いた。

本考案は以上述べてきたようなシールド掘進機の問題点
に鑑みこれを有効的に解決するために威されたものであ
る。

次に本考案の目的とするところを述べる。

カッター・フレーム内に水圧室を設け、ここで加圧した
水をノズルを介して滞留した土砂に噴射しもってこれを
除去すると共に効率よく土砂を外部に排出させることが
できるシールド掘進機を提供する。

次に本考案の好適な一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第２図は本考案に係るシールド掘進機を示す断面図、第
３図は第２図中Ａ部分の拡大断面図である。

本考案に係るシールド掘進機において、前記従来例で述
べたシールド掘進機と同一の部分には同一符号を付し、
そしてその詳細な説明は省略する。

第２図に示すように本考案に係るシールド掘進機８は、
シールド・フレーム２、カッター・フレーム３、カッタ
ー・フレーム３内に設けられた水圧室３Ｃ１送水管１３
、カッター・フレーム３内への送水管１０．１０・・・
・・・スクリューコンベア１１および排土調整室１２と
から主に構成されている。

シールド・フレーム２は前記したように円筒形の管状の
部材であり、これの前端には同様に前記したシールド・
フレーム２の軸を中心として回転自在なカッター・フレ
ーム３が設けられ、このカッター・フレーム３の前端面
はカッタ３ａとなっている。

また、スクリューコンベア１１はその断面が円形をした
ケーシング１１ａの内部にこれと同心円状のネジ羽根
１１ｂのついた軸１１Ｃが支承され、更にケーシン
グ１１ａの後端部にはこの軸１１Ｃを回転させるため
のモータ１５が設けられている。

またケーシング１１ａの前端上部には開口部１１ｄが
形式され、また後端下部にも開口部１１ｅが形式され
ている。

そして、このスクリューコンベア１１はその前端の開口
部１１ｄがカッター・フレーム３の差部３ｄのほぼ前
端に位置し、またその後端はカッター・フレーム３内よ
り外方に適宜延出し、且つその軸１１Ｃがカッター・
フレーム３の回転中心軸と略同−になるように設けられ
ている。

またスクリューコンベア１１のケーシング１１ａの外
周壁とカッター・フレーム３の後部内周壁との間にはそ
の軸方向に適宜間隔を開けて、且つこの軸と直交するよ
うに設けられた２枚の壁板１４，１４が設けられている
。

従って、この壁板１４，１４とケーシング１１ａの外
周壁および゛カッター・フレーム３の内周壁とによって
一つの密閉された空間が形成され、水圧室３Ｃを区画構
成している。

またこの水圧室３Ｃを形成しながらカッター・フレーム
３がこれ自体は回転しないスクリューコンベアのケーシ
ング１１ａを中心として回転し得るように、壁板１４
，１４には水蜜な回転継手１４ａ、１４ａが設けられて
いる。

従って壁板１４，１４はカッター・フレーム３と共に回
転する部分１４ｂとスクリューコンベア１１のケーシン
グ１１ａと一体となって、回転しない部分１４Ｃと
に部分されている。

そして第２および第３図に示すようにカッター・フレー
ム３内に位置した壁板１４の回転する部分１４ｂには水
圧室３Ｃ内にその一端が貫入し、且つ他端がカッター・
フレーム３の差部３ｄの内周壁後方に、そしてこれの周
方向に適宜間隔を開けて設けられた送水ノズル１６．１
６・・・・・・に連結された送水管１０．１０・・・・
・・が設けられている。

またカッター・フレーム３の外方に位置した壁板１４の
回転しない部分１４Ｃには、水圧室３Ｃ内に外部より
貫入した送水管１３が設けられている。

また第３図に示すように、この壁板１４の回転する部分
１４ｂには送水管１０．１０・・・・・・と対になるよ
うに、且つこの送水管１０．１０・・・・・・の軸線上
にその軸が位置するように連結管９，９・・・・・・が
水圧室３Ｃの外部から内部へと設けられており、且つこ
の連結管９，９・・・・・・はその軸方向に移動自在に
威される。

更にこの連結管９，９・・・・・・は水圧室３Ｃの外部
の壁板１４に設けられた固定具９ａによって固定し得る
ように威されている。

そして、この連結管９゜９・・・・・・の圧力室３Ｃ内
に移動させ、送水管１０゜１０・・・・・・の端部に当
接し、固定することによってこの送水管１０．１０・・
・・・・と連結管９，９・・・・・・とが連結し得るよ
うに、その両端部は結合部となっている。

また送水ノズル１６．１６・・・・・・はカッター・フ
レーム、３の差部３ｄの内周壁とこの差部３ｄを形成す
る後部壁板３ｅの一部に傾斜させた板状部材１６ａをか
け渡すように設け、１つの水蜜室１６ｂが形成されてい
る。

また前述したように送水管１０は、この板状部材１６
ａから水蜜室１６ｂへと連通ずるように設けられている
。

そして、この板状部材１６ａには適宜貫通孔１６Ｃ１
１６Ｃが開けられ、更にこの板状部材１６ａのカッタ
ー・フレーム３内表面にはこの貫通孔１６Ｃ９１６Ｃを
遮蔽するように蝶型弁３０が設けられている。

この蝶型弁３０は水蜜室とカッター・フレーム３内の圧
力差によって開く弁であり、本実施例においては、水蜜
室１６内の圧力がカッター・フレーム３内の圧力より高
くなると開くように威されている。

またケーシング１１ａの後端部に形成された開口部１
１ｅの下部には適宜な空間を有する排土調整室１２が
形成され、更にこの排土調整室１２にはプロペラ状のア
ジテータ１２ａおよびこの排土調整室１２外から挿入さ
れた送泥管１７および排泥管１８が設けられている。

また開口部１１ｅを適宜開口、遮蔽するための遮蔽板
１９が設けられ、この遮蔽板１９はこれに付随したスラ
イダ２０によってスライドさせることにより開口部１１
ｅの開口、遮蔽を行なうように戒されている。

またカッター・フレーム３はその後部外側部に設けられ
たモータ７によって回転するように威されている。

以上のような構成から成る本考案に係るシールド掘進機
８の作用を述べる。

モータ７が駆動することによってカッター・フレーム３
は回転し、カッタ３ａにより削られた土砂はカッター・
フレーム３内に取り入れられる。

そしてその土質が軟弱で且つ湧水がある場合において、
その湧水がカッター・フレーム３内に侵入することを防
止するためにカッター・フレーム３内を高圧の状態とし
て（泥水式シールド）掘削する場合においては送水管１
３より水を水圧室３Ｃ内に圧送し、この水圧室３Ｃ内で
蓄圧し、高圧状態となっているカッター・フレーム３内
の圧力に打ち勝つようにする。

そしてここで蓄圧された水は送水管１０．１０・・・・
・・を介して送水ノズル１６．１６・・・・・・の蝶型
弁３０．３０・・・・・・からカッター・フレーム３内
に噴射される。

このようにカッター・フレーム３の差部３ｄの内周に適
宜間隔を開けて設けられた送水ノズル１６．１６・・・
・・・からカッター・フレーム３内にまんべんなく水が
行き亙るためにその水量が少なくてもカッター・フレー
ム３内の土砂全体を均一な流動性を有する高濃度の泥水
状態とすることができる。

そしてこの高濃度の泥水は、カッター・フレーム３が回
転するとによってその上方に移動し落下し順次スクリュ
ーコンベア１１のケーシング１１ａの前端開口部１１
ｄよりスクリューコンベア１１内に取り込まれ、更にこ
のスクリューコンベア１１のネジ羽根１１ｂがモータ
１５が駆動することによって回転しこの回転によって泥
水は順次スクリューコンベア１１の後部に移送され、遮
蔽板１９がスライダ２０によりスライドさせられること
によって後端の開口部１１ｅが開き泥水は排土調整室
１２へと送り込まれ、排泥水管によって外部に排出され
る。

またこの時必要であれば送泥管１７より排土調整室１２
に送水し、アジテータ１２ａで攪拌した後に排泥管１
８を介して外部に排出しても良いことは勿論である。

またカッター・フレーム３内を高圧に保たなくても良い
ような場合には、すなわち湧水の虞れが無いような場合
において（土庄式シールド）、カッター・フレーム３内
を常時洗浄したい場合には、前記と同様に水圧室３Ｃ内
に送水管１３から供給された水が送水管１０．１０・・
・・・・を介して送水ノズル１６１６・・・・・・から
カッター・フレーム３内に送水され、差部３ｄの内側外
周部に付着した土砂を洗浄すると同時にスクリューコン
ベア１１のケーシング１１ａの前端の開口部１１ｄか
らこれの”内部に取り入れられ、上記と同様にネジ羽根
１１ｂが回転することによって、スクリューコンベア
１１の後端に土砂は運ばれ、更に排土調整室１２で送泥
管１７から送水される水とアジテータ１２ａによって
泥水状態にされた後排泥管１８を介して外部に排出され
る。

またカッター・フレーム３内の任意の位置にのみ送水を
行ないたい場合は、その送水を行ないたい位置に通づる
送水管１０．１０・・・・・・を除いた他の全ての送水
管１０．１０・・・・・・に連結管９，９・・・・・・
を水圧室１２の内部に延出させて、その端部を送水管１
０゜１０・・・・・・の端部と連結させる。

そしてこの結合状態となった送水管１０．１０・・・・
・・には水圧室３Ｃ内の水が流れ込まず、従ってカッタ
ー・フレーム３内の任意の位置にのみ送水が行なえるこ
とができ効率良く、カッター・フレーム３内を洗浄する
ことができる。

またカッター・フレーム３停止時においては、上記述べ
たように連結管９，９・・・・・・と送水管１０゜１０
・・・・・・を水圧室３Ｃ内で結合し、この連結管９゜
９・・・・・・に送水管１３とは別系統の水を流入させ
、更に送水管１０．１０・・・・・・およびノズル１６
，１６・・・・・・を通してカッター・フレーム内に送
水し、これの洗浄を行なうようにする。

以上要するに本考案によれば、次のような優れた効果を
発揮する。

■ カッター・フレーム内全体に均一に送水を行なうこ
とができる。

■ ■により送水量が少なくてもカッター・フレーム内
土砂を均一な高濃度の泥水状態にでき土砂の排出が能率
良く行なえる。

■ ■により能率良くシールド掘進機が掘削を行なうこ
とができる。

■ 泥水式シールド、土圧式シールドのどちらの方法に
おいても有効に土砂の排出を行なうことができる。

もちろん第１図に示す泥水シールドにおいても、スクリ
ューコンベア１１を使用せず、水圧室３Ｃを構成して本
考案の目的を達することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシールド掘進機を示す断面図、第２図は
本考案に係るシールド掘進機を示す断面図、第３図は第
２図中Ａ部分の拡大断面図である。尚、１，８はシールド掘進機、３はカッター・フレーム
、３Ｃは水圧室、１６は送水ノズルである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

シールドフレーム内にこれの軸を中心に回転自在に設け
られ削った土砂をその内に取り入れるカッターフレーム
と、該カッターフレーム内に設けられ外部から圧送され
てくる水を蓄圧する水圧室と、上記カッターフレームの
内周壁の周方向に適宜間隔を開けて設けられ、上記水圧
室からカッターフレーム内へ蓄圧水を噴射させるための
送水ノズルと、該送水ノズルからの噴射によって泥水状
態となった土砂を外部に排出するために上記カッターフ
レームの中央に開口した開口部とを備えたことを特徴と
するシールド掘進機。