JP3291697B2 - シールド掘進機におけるロータリーフィーダーの駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシールド掘進機にお
けるロータリーフィーダーの駆動装置にかかるもので、
とくにスクリューコンベアとその駆動機構を共用するシ
ールド掘進機におけるロータリーフィーダーの駆動装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の土圧系シールド掘進機の場合、通
常は、掘削土を坑内で大気中に一旦開放するので、土中
の水圧が高くなったときなどに発生する土砂の噴発を防
止することが重要である。とくに、細粒子分の少ない砂
や砂礫層において間隙水圧が高い場合には、スクリュー
コンベアの後端で噴発防止が必要である。一般には、ス
クリューコンベアの排土口にゲートを設けてこのゲート
の開閉により対処するとともに、ロータリーフィーダー
を設けて共用している。

【０００３】たとえば、図９は、従来のシールド掘進機
１の概略断面図であって、シールド掘進機１は、シール
ド機本体２と、カッターヘッド３と、カッター駆動用モ
ーター４と、バルクヘッド（隔壁）５と、スクリューコ
ンベア６と、ロータリーフィーダー７と、を有し、カッ
ターヘッド３が切羽Ｓに対向している。カッター駆動用
モーター４によりカッターヘッド３を回転駆動し、切羽
Ｓを切削して、カッターヘッド３とバルクヘッド５との
間のカッターチャンバー８内に土砂を取り込んで一時的
に収容し、スクリューコンベア６およびロータリーフィ
ーダー７が機外にこれを排出する。

【０００４】図１０は、スクリューコンベア６およびロ
ータリーフィーダー７の部分を示す要部断面図、図１１
は、同、ロータリーフィーダー７側の側面図であって、
スクリューコンベア６は、円筒状のコンベアケーシング
９と、コンベアケーシング９内のスクリュー１０と、ス
クリュー１０を回転駆動する駆動モーター１１と、を有
する。

【０００５】ロータリーフィーダー７は、このスクリュ
ーコンベア６の下流側（コンベアケーシング９の排土口
１２、図１０）にこれを連結してあるもので、フィーダ
ーケーシング１３と、フィーダーケーシング１３を回転
駆動する駆動モーター１４と、ゲート１５と、を有す
る。

【０００６】フィーダーケーシング１３には、その回転
方向に等角度間隔で複数個のバケット室１６を形成する
とともに、排土口１２に対向して傾斜案内板１７を中央
に配置し、スクリューコンベア６からの土砂を傾斜案内
板１７にあてて図中下方側のバケット室１６に案内し、
一時的に排土口１２より上流側と隔離状態として、半回
転ののち、図中上方側に至ったバケット室１６からゲー
ト１５の排出口１８に排出するようにして、噴発を防止
可能としている。なお、図９に示すように、ロータリー
フィーダー７には保護用金網１９をかけてある。

【０００７】こうした構成のロータリーフィーダー７に
おいては、スクリューコンベア６およびロータリーフィ
ーダー７全体が長くなり、とくに小口径のシールド掘進
機１では、ロータリーフィーダー７がシールド機本体２
の断面に占める割合が大きくなり、トンネル構成用のセ
グメントＴ（図９）などの搬入その他作業能率の低下を
招くという問題がある。また、狭い空間での作業は、安
全対策上も問題となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、装置のコンパクト化
を図ることができるシールド掘進機におけるロータリー
フィーダーの駆動装置を提供することを課題とする。

【０００９】また本発明は、とくに小口径のシールド掘
進機における噴発の防止にも使用することができるシー
ルド掘進機におけるロータリーフィーダーの駆動装置を
提供することを課題とする。

【００１０】また本発明は、装置の省力化によるコスト
低減を図ることができるシールド掘進機におけるロータ
リーフィーダーの駆動装置を提供することを課題とす
る。

【００１１】また本発明は、シールド機本体ないしトン
ネル内部において、より広い作業スペースを確保可能
で、坑内作業の能率向上および安全対策上も有利なシー
ルド掘進機におけるロータリーフィーダーの駆動装置を
提供することを課題とする。

【００１２】また本発明は、シールド掘進途中において
土質の変化によりロータリーフィーダーが不要となった
場合に、最小限の部品の取り外しおよび追加により対応
し、通常のスクリューコンベアとしてのみ使用可能とす
ることができるシールド掘進機におけるロータリーフィ
ーダーの駆動装置を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、スク
リューコンベアの駆動機構と、ロータリーフィーダーの
駆動機構とを単一の駆動機構で共用することに着目した
もので、カッターヘッドにより切削した土砂を搬送する
スクリューコンベアと、このスクリューコンベアに連結
するとともに搬送されてきた上記土砂を上記スクリュー
コンベアとは一時的に隔離した上で排出するロータリー
フィーダーと、を有するシールド掘進機において、上記
ロータリーフィーダーが、上記スクリューコンベアによ
り搬送されてきた上記土砂を所定容量のバケット室に分
割して収容するとともに、このバケット室の回転により
上記土砂を排出するようにしたシールド掘進機における
ロータリーフィーダーの駆動装置であって、上記ロータ
リーフィーダーにローターを設けるとともに、このロー
ターに上記バケット室を形成し、このローターを上記ス
クリューコンベアのコンベア駆動機構により回転駆動可
能としたことを特徴とするシールド掘進機におけるロー
タリーフィーダーの駆動装置である。

【００１４】上記コンベア駆動機構は、駆動モーター
と、この駆動モーターに連結したギア機構と、このギア
機構に連結して上記スクリューコンベアのスクリューに
駆動力を伝達するスリーブと、を有し、上記ローター
は、このスリーブに一体回転が可能なようにこれを連結
することができる。

【００１５】上記ローターの中心部には、上記スクリュ
ーコンベアからの上記土砂を上記バケット室に案内可能
なチューブを配置するとともに、上記ローターの外周部
には、このチューブおよび該ローターとともに上記バケ
ット室を形成するフィーダーケーシングを配置してある
ことができる。

【００１６】上記ローター、上記チューブおよび上記フ
ィーダーケーシングは、これを上記スクリューコンベア
に着脱可能とすることができる。

【００１７】本発明によるシールド掘進機におけるロー
タリーフィーダーの駆動装置においては、スクリューコ
ンベアのコンベア駆動機構によりロータリーフィーダー
を駆動することとしたので、全体の長さおよび幅をコン
パクトにし、小口径のシールド掘進機にも適用可能であ
る。したがって、これまでのロータリーフィーダーに対
して、より広い作業スペースを確保し、作業性および安
全性を向上させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態によ
るシールド掘進機におけるロータリーフィーダーの駆動
装置を図１ないし図８にもとづき説明する。ただし、図
９ないし図１１と同様の部分には同一符号を付し、その
詳述はこれを省略する。図１は、当該ロータリーフィー
ダーの駆動装置を装備したシールド掘進機１の概略断面
図であって、シールド掘進機１は、前記シールド機本体
２、カッターヘッド３、カッター駆動用モーター４およ
びバルクヘッド５とともに、スクリューコンベア２０
と、ロータリーフィーダー２１と、を有する。

【００１９】図２は、スクリューコンベア２０およびロ
ータリーフィーダー２１の部分を示す要部断面図であ
り、スクリューコンベア２０は、前記コンベアケーシン
グ９と、前記スクリュー１０と、前記駆動モーター１１
を含むコンベア駆動機構２２と、を有する。コンベア駆
動機構２２は、駆動モーター１１と、この駆動モーター
１１に連結したギア機構２３と、このギア機構２３に連
結してスクリューコンベア２０のスクリュー１０に駆動
力を伝達するスリーブ２４と、を有する。

【００２０】ギア機構２３は、ギアケース２５内に設け
るとともに互いに係合するピニオンギア２６およびギア
２７を有する。ピニオンギア２６を駆動モーター１１の
出力軸に連結し、ギア２７をボルト２８によりスリーブ
２４および軸受け２９に固定する。軸受け２９は、ボル
ト３０によりこれをギアケース２５に固定してある。

【００２１】スリーブ２４は、その内周壁面にスクリュ
ー１０の外周部を溶接固定してあるとともに、土砂搬送
方向におけるその上流側をギアケース２５の第１のシー
ル３１により、また下流側をギアケース２５の第２のシ
ール３２によりそれぞれシールしてある。なお、スリー
ブ２４の下流側開口部３３が、コンベアケーシング９の
前記排土口１２（図１０）に対応する。

【００２２】ロータリーフィーダー２１は、フィーダー
ケーシング３４と、ローター３５と、チューブ３６と、
を有する。図３は、ロータリーフィーダー２１の下流側
からみた側面図、図４は、フィーダーケーシング３４の
軸方向に沿った断面図、図５は、チューブ３６の軸方向
に沿った断面図、図６は、ローター３５の軸方向に沿っ
た断面図、図７は、ローター３５の軸方向に直角な方向
の断面図である。

【００２３】フィーダーケーシング３４は、ギアケース
２５の側面にボルト３７によりこれを着脱可能に取り付
け、その内部にローター３５およびチューブ３６を組み
込んでいるとともに、下流側に突出したチューブ３６の
部分にゲート３８をボルト３９により固定してある。

【００２４】ローター３５は、フィーダーケーシング３
４の内部に密接して回転可能にこれを収容するととも
に、スリーブ２４の下流側開口部３３に臨んでボルト４
０によりこれを着脱可能に固定する。ローター３５の内
部中央にシール４１を介在してその中心の収容空間４２
（図７）にチューブ３６をはめ込む。とくに図７に示す
ように、ローター３５は、収容空間４２のまわりの周方
向に区画用壁部４３を設けることにより、それぞれの区
画用壁部４３と、フィーダーケーシング３４およびチュ
ーブ３６との間に、バケット室４４を等角度間隔で形成
可能としてある。

【００２５】チューブ３６は、その中心部を斜めに横切
って傾斜案内壁部４５を有し、スリーブ２４の下流側開
口部３３に臨む受入れ口４６およびゲート３８側に至る
排出口４７を形成してある。チューブ３６は、ローター
３５との間にシール４１を介在するとともに、ボルト３
９によりゲート３８とともにフィーダーケーシング３４
にこれを着脱可能に取り付ける。

【００２６】かくして、コンベア駆動機構２２の駆動モ
ーター１１は、ギア機構２３およびスリーブ２４を介し
てロータリーフィーダー２１のローター３５をフィーダ
ーケーシング３４およびチューブ３６に対して回転駆動
することが可能であり、このコンベア駆動機構２２によ
り、ロータリーフィーダー２１の駆動装置を構成するこ
とになる。

【００２７】こうした構成のスクリューコンベア２０お
よびロータリーフィーダー２１において、コンベア駆動
機構２２（ロータリーフィーダー２１の駆動装置）の駆
動によりギア機構２３を介してスリーブ２４が回転し、
スクリュー１０およびローター３５を同時に回転駆動す
る。スクリューコンベア２０のスクリュー１０により搬
送されてきた土砂は、下流側開口部３３から自重によ
り、チューブ３６の受入れ口４６から傾斜案内壁部４５
により所定容量のバケット室４４に落下案内され、一時
的にスクリューコンベア２０の内部と隔離される。バケ
ット室４４に分割して収容された土砂は、ローター３５
の回転にともない、上方側の部位に至って傾斜案内壁部
４５の反対側を通って排出口４７からゲート３８に至
る。したがって、バケット室４４の回転により土砂のゲ
ート３８への排出割合を安定化させることができる。

【００２８】しかも、バケット室４４を形成したロータ
ー３５をスクリューコンベア２０のコンベア駆動機構２
２を共用して、これにより回転駆動可能としたので、ス
クリューコンベア２０およびロータリーフィーダー２１
全体をコンパクト化し、シールド機本体２内の作業スペ
ースを確保可能である。

【００２９】なお図８は、ロータリーフィーダー２１を
必要としない土質の部分を掘進する場合に、ロータリー
フィーダー２１をスクリューコンベア２０から取り外し
た状態の断面図である。すなわち、ボルト３９およびボ
ルト４０（図２）を外して、ゲート３８とギアケース２
５との間に位置するフィーダーケーシング３４、ロータ
ー３５およびチューブ３６を取り外した上で、ゲート３
８をギアケース２５に直接取り付けることにより、スク
リューコンベア２０から直接ゲート３８を介して土砂を
排出可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スクリュ
ーコンベアのコンベア駆動機構によりロータリーフィー
ダーもこれを駆動するようにしたので、設備の小型化を
実現し、小口径のシールド掘進機へのロータリーフィー
ダーの適用を可能とし、作業性および安全性を改善可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるロータリーフィーダ
ーの駆動装置を装備したシールド掘進機１の概略断面図
である。

【図２】同、スクリューコンベア２０およびロータリー
フィーダー２１の部分を示す要部断面図である。

【図３】同、ロータリーフィーダー２１の下流側からみ
た側面図である。

【図４】同、フィーダーケーシング３４の軸方向に沿っ
た断面図である。

【図５】同、チューブ３６の軸方向に沿った断面図であ
る。

【図６】同、ローター３５の軸方向に沿った断面図であ
る。

【図７】同、ローター３５の軸方向に直角な方向の断面
図である。

【図８】同、ロータリーフィーダー２１をスクリューコ
ンベア２０から取り外した状態の断面図である。

【図９】従来のシールド掘進機１の概略断面図である。

【図１０】同、スクリューコンベア６およびロータリー
フィーダー７部分の要部断面図である。

【図１１】同、ロータリーフィーダー７側の側面図であ
る。

【符号の説明】

１ シールド掘進機（図１、図９） ２ シールド機本体 ３ カッターヘッド ４ カッター駆動用モーター ５ バルクヘッド（隔壁） ６ スクリューコンベア ７ ロータリーフィーダー ８ カッターチャンバー ９ コンベアケーシング １０ スクリュー １１ 駆動モーター １２ 排土口 １３ フィーダーケーシング １４ 駆動モーター １５ ゲート １６ バケット室 １７ 傾斜案内板 １８ 排出口 １９ 保護用金網 ２０ スクリューコンベア（図１、図２） ２１ ロータリーフィーダー（図１、図２） ２２ コンベア駆動機構（ロータリーフィーダー２１の
駆動装置） ２３ ギア機構 ２４ スリーブ ２５ ギアケース ２６ ピニオンギア ２７ ギア ２８、３０ ボルト ２９ 軸受け ３１ 第１のシール ３２ 第２のシール ３３ 下流側開口部 ３４ フィーダーケーシング（図２、図４） ３５ ローター（図２、図６、図７） ３６ チューブ（図２、図５） ３７、３９、４０ ボルト ３８ ゲート ４１ シール ４２ 収容空間 ４３ 区画用壁部 ４４ バケット室 ４５ 傾斜案内壁部 ４６ 受入れ口 ４７ 排出口 Ｓ 切羽 Ｔ トンネル構成用のセグメント

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッターヘッドにより切削した土砂を
   搬送するスクリューコンベアと、 このスクリューコンベアに連結するとともに搬送されて
   きた前記土砂を前記スクリューコンベアとは一時的に隔
   離した上で排出するロータリーフィーダーと、を有する
   シールド掘進機において、 前記ロータリーフィーダーが、前記スクリューコンベア
   により搬送されてきた前記土砂を所定容量のバケット室
   に分割して収容するとともに、このバケット室の回転に
   より前記土砂を排出するようにしたシールド掘進機にお
   けるロータリーフィーダーの駆動装置であって、 前記ロータリーフィーダーにローターを設けるととも
   に、 このローターに前記バケット室を形成し、このローター
   を前記スクリューコンベアのコンベア駆動機構により回
   転駆動可能とし、さらに、 このコンベア駆動機構は、 駆動モーターと、 この駆動モーターに連結したギア機構と、 このギア機構に連結して前記スクリューコンベアのスク
   リューに駆動力を伝達するスリーブと、を有し、 前記ローターは、このスリーブに一体回転が可能なよう
   にこれを連結した ことを特徴とするシールド掘進機にお
   けるロータリーフィーダーの駆動装置。
2. 【請求項２】 カッターヘッドにより切削した土砂を
   搬送するスクリューコンベアと、 このスクリューコンベアに連結するとともに搬送されて
   きた前記土砂を前記スクリューコンベアとは一時的に隔
   離した上で排出するロータリーフィーダーと、を有する
   シールド掘進機において、 前記ロータリーフィーダーが、前記スクリューコンベア
   により搬送されてきた前記土砂を所定容量のバケット室
   に分割して収容するとともに、このバケット室の回転に
   より前記土砂を排出するようにしたシールド掘進機にお
   けるロータリーフィーダーの駆動装置であって、 前記ロータリーフィーダーにローターを設けるととも
   に、 このローターに前記バケット室を形成し、このローター
   を前記スクリューコンベアのコンベア駆動機構により回
   転駆動可能とし、さらに、 前記ローターの中心部には、前記スクリューコンベアか
   らの前記土砂を前記バケット室に案内可能なチューブを
   配置し、 前記ローターの外周部には、このチューブおよび該ロー
   ターとともに前記バケット室を形成するフィーダーケー
   シングを配置し、 前記ローター、前記チューブおよび前記フィーダーケー
   シングは、 これを前記スクリューコンベアに着脱可能とした ことを
   特徴とするシールド掘進機におけるロータリーフィーダ
   ーの駆動装置。