JPH0150760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トンネル掘進機におけるロータリー
フイーダの改良に関するものである。

まず、従来のトンネル掘進機を第２図を参照し
て説明する。

このトンネル掘進機は、シールドハル１の前面
開口部に隔壁としてのバルクヘツド３を設けると
共に、カツターホイル２を回転可能に配設し、該
シールドハル１内に適宜所要数のシールドジヤツ
キ９を配設し、前記バルクヘツド３に、ロータリ
ーフイーダ６を取付け、前記シールドハル１や構
築したセグメント４内に土砂排出装置としてのベ
ルトコンベア７を装備している。

次に、その作動について説明する。

トンネル施工においては、発進時は発進立抗の
壁又は地山に、その後はトンネル掘進機によつて
掘進されたトンネル壁に構築したセグメント４等
に反力を伝達し、カツターホイル２を回転しなが
らシールドハル１をシールドジヤツキ９により推
進せしめてトンネルが掘進される。シールドジヤ
ツキ９がストロークエンドまでくると、シールド
ハル１の推進を中止して、シールドジヤツキ９の
１ストローク分の距離にセグメント４を構築した
後、再び同様な掘進を行う。

ところで、湧水の多い軟弱地盤層を掘進する場
合は、切羽部とトンネル坑内とをバルクヘツド３
で隔壁し、カツターホイル２にて掘削した土砂
を、ロータリーフイーダ６を経由してベルトコン
ベア７にて搬送する。この場合、湧水は、ロータ
リーフイーダ６により噴発が防止されて、土砂が
排出される。

かかるトンネル掘進機に使用する従来のロータ
リーフイーダ６′は、第１図に示すうに、ケーシ
ング１０と、ロータ１１と、スクレーパ１２と、
駆動源としての油圧モータ１３と、動力伝達手段
（図示せず）とを備える。前記ケーシング１０は
円筒形状の胴部１０Ａと、その胴部１０Ａの両端
に設けた蓋板１０Ｂ，１０Ｂとからなり、その胴
部１０Ａおよび両蓋板１０Ｂ，１０Ｂに土砂取込
口２０をバルクヘツド３により隔離された切羽部
に開口させて設け、一方土砂吐出口２１をベルト
コンベア７の土砂取込側の端部に対向させて設け
る。前記ロータ１１は回転軸１１Ｂに適宜所要
数、例えば５枚の羽根１１Ａを等間隔にかつ放射
状に植設してなり、回転軸１１Ｂの両端を前記ケ
ーシング１０の両蓋板１０Ｂ，１０Ｂの中央に軸
受により軸承したロータ１１をケーシング１０内
に回転可能に収納する。前記スクレーパ１２は、
回転軸１２Ｃに連結部材１２Ｂを介して掻取部材
１２Ａを回転軸と平行に連接してなるもので、そ
の回転軸１２Ｃを前記ケーシング１０の土砂吐出
口２１側の両蓋板１０Ｂ，１０Ｂに軸受により回
転可能に軸承する。前記ロータ１１とスクレーパ
１２とを油圧モータ１３により動力伝達手段を介
して駆動し、カツターホイル２により掘削した土
砂をロータ１１とスクレーパ１２によりベルトコ
ンベア７上に吐出口し、該ベルトコンベア７によ
り機外、トンネル外へと排出されるように構成さ
れている。

上述の従来のロータリーフイーダ６′において
は、ロータ１１の中心部に付着した土砂をも掻き
取ることができるようにスクレーパ１２の腕の長
さ、すなわち掻取部材１２Ａと回転軸１２Ｃとを
連結する連結部材１２Ｂの長さを長く構成してあ
り、かつ、スクレーパ１２の回転中心軸（回転軸
１２Ｃの中心軸）がロータ１１の羽根１１Ａの回
転範囲外（ケーシング１０の外）に位置するもの
である。従つて、スクレーパ１２がケーシング１
０の土砂吐出口２１の縁に当たらないように土砂
吐出口２１を大きく開口してある。このため、土
砂取込口２０が小さくなり、土砂の排出効率が低
下すると言つた問題がある。すなわち、ロータリ
ーフイーダ６′において、土砂の密封排出を行う
ためには、土砂吐出口２１の両側に少なくともロ
ータ１１の羽根１１Ａの１ピツチ分のケーシング
壁（胴部１０Ａおよび両蓋板１０Ｂ，１０Ｂ）が
必ず必要である。この結果、土砂吐出口２１を大
きくすればする程土砂取込口２０が小さくなり、
スクレーパ１２による土砂の吐出率は良いが、土
砂取込口２０からの土砂取込率が悪く、全体とし
ての土砂の排出効率が低下する。

また、ロータ１１などに付着した土砂を掻き取
るために有効に作用している部分イ（図面中点々
の部分）に対し、有効に作用しない部分ロ（図面
中格子の部分）が大きいと言つた問題をも有す
る。しかも、スクレーパ１２の連結部材１２Ｂの
長さが長いので、先端部の掻取部材１２Ａの周速
が速く、かつケーシング１０より大きく突出して
回転するので、作業中非常に危険である。また、
玉石等をスクレーパ１２とロータ１１との間に噛
み込んだ場合、スクレーパ１２の周速が速いので
衝撃荷重が大であり、スクレーパ１２を堅固に作
成する必要があるなどの問題点もある。

本発明は、上述の如き従来技術の問題点を改善
したトンネル掘進機におけるロータリーフイーダ
を提供せんとするものである。

本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、
バルクヘツドにロータリーフイーダを装着したト
ンネル掘進機において、ケーシングの土砂吐出口
側にスクレーパを該スクレーパの回転中心軸がロ
ータの羽根の回転範囲内に位置するように回転可
能に軸承すると共に、その軸を中心としてスクレ
ーパが回転して掻取部材がロータの中心と逆側に
位置した際に掻取部材がロータの羽根の回転範囲
より若干外方に突出するように連結部材の長さを
設定し、かつ、該スクレーパおよびロータを、ス
クレーパの掻取部材がロータの羽根の回転範囲外
にあるときにロータの羽根がスクレーパを通過す
るように互いに連動させたことを特徴とする。

以下、本発明のトンネル掘進機におけるロータ
リーフイーダの一実施例を第２図乃至第４図を参
照して説明する。

図中、第１図と同符号は同一のものを示す。

しかして、この実施例における本発明のロータ
リーフイーダは、バルクヘツド３の中央部に透孔
を開設し、その透孔の周縁にケーシング１０の取
付板１０Ｃを、土砂取込口２０の中心Ｏがシール
ドハル１の中心軸O′より下方に位置し、かつロ
ータ１１の中心軸１１Ｂがシールドハル１の径方
向にバルクヘツド３に沿つて位置するように取付
ける。ケーシング１０の胴部１０Ａに切欠をロー
タ１１の羽根１１Ａの全ピツチから３ピツチ引い
た差の２ピツチ分開設すると共に、両蓋板１０
Ｂ，１０Ｂに扇形状の切欠を上述の切欠と同様に
２ピツチ分開設し、バルクヘツド３により隔離さ
れた切羽部側に開口する土砂取込口２０を形成す
る。一方、ケーシング１０の胴部１０Ａに切欠を
ロータ１１の羽根１１Ａの１ピツチ分開設すると
共に、両蓋板１０Ｂ，１０Ｂに扇形状の切欠を上
述の切欠と同様に１ピツチ分開設し、ベルトコン
ベア７の土砂取込側の端部と対向する土砂吐出口
２１を形成する。前記ケーシング１０の一方（上
方）の蓋板１０Ｂの土砂吐出口２１側に腕１０Ｄ
を突設し、その腕１０Ｄにスクレーパ１２の回転
軸１２Ｃを軸受により回転可能に軸承し、そのス
クレーパ１２の回転中心軸0″（スクレーパ１２の
回転軸１２Ｃの中心軸）をロータ１１の羽根１１
Ａの回転範囲内に位置させると共に、スクレーパ
１２が回転して掻取部材１２Ａがロータ１１の中
心と逆側に位置した際に掻取部材１２Ａがロータ
１１の羽根１１Ａの回転範囲より若干外方に突出
するように連結部材１２Ｂの長さを設定する。ま
た、前記ロータ１１の回転軸１１Ｂにギア１６を
取付け、一方スクレーパ１２の回転軸１１Ｃにも
ギア１７を取付け、そのロータギア１６とスクレ
ーパギア１７を噛合させてロータ１１とスクレー
パ１２とを連動させる。また、油圧モータ１３の
出力軸に駆動スプロケツト（図示せず）を取付
け、一方ロータ１１の回転軸１１Ｂに従動スプロ
ケツト１９を取付け、その駆動スプロケツトと従
動スプロケツト１９とにチエーン（図示せず）を
掛け回わし、スクレーパ１２の掻取部材１２Ａが
ロータ１１の羽根１１Ａの回転範囲の外に位置す
るときにロータ１１の羽根１１Ａがスクレーパ１
２を通過するようにロータ１１とスクレーパ１２
とを前記ギアを介して連動させる。

本発明のロータリーフイーダは、以上の如き構
成よりなるから、カツターホイル２により掘削し
た土砂を土砂取込口２０から一旦ケーシング１０
内に取込み、それからロータ１１の回転により土
砂吐出口２１からベルトコンベア７に吐出すると
共に、ロータ１１などに付着した土砂をスクレー
パ１２により掻き取つて土砂吐出口２１からベル
トコンベア７に吐出する。このとき、スクレーパ
１２の回転中心軸0″がロータ１１の羽根１１Ａの
回転範囲内に位置すると共に、掻取部材１２Ａが
ロータ１１の中心と逆側に位置した際に掻取部材
１２Ａがロータ１１の羽根１１Ａの回転範囲より
若干外方に突出するように連結部材１２Ｂの長さ
を設定したので、スクレーパ１２の連結部材の長
さを短かくすることができる。従つて、土砂吐出
口２１を小さくすることができ、その分土砂取込
口２０を大きくすることができ、その結果土砂取
込口２０からの土砂取込率が向上し、スクレーパ
１２による土砂の吐出効率の良さと相俟つて全体
としての土砂の排出効率を向上させることができ
る。

また、スクレーパ１２の連結部材の長さを短か
くしても、前記ロータとスクレーパの連動回転に
より、ロータ１１の中心部に付着した土砂をも掻
き取ることができるので、有効部分イ′を大きく
取ることができると共に、デツトスペースの部分
ロ′を小さくすることができる。さらに、スクレ
ーパ１２の腕（連結部材）の長さが短くなるの
で、周速が減少し、玉石等を喰み込んだ場合の衝
撃荷重が小さい。また、スクレーパ１２の突出量
が小さいので完全に作業を行うことができる。

以上述べたように、本発明のトンネル掘進機に
おけるロータリーフイーダは、バルクヘツドにロ
ータリーフイーダを装着したトンネル掘進機にお
いて、スクレーパの腕（連結部材）の長さを短か
くすることができるので、土砂吐出口を小さくす
ると共に、その分土砂取込口を大きくすることが
でき、このため土砂取込口からの土砂の取込率が
向上し、スクレーパによる土砂の吐出効率と相俟
つて全体としての土砂の排出効率を向上させるこ
とができる。また、有効部分を大きくし、一方デ
ツトスペースを小さくすることができる。さら
に、スクレーパの周速を減少させ安全に作業を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトンネル掘進機におけるロータ
リーフイーダの断面図である。第２図乃至第４図
は本発明のトンネル掘進機におけるロータリーフ
イーダの一実施例を示し、第２図はロータリーフ
イーダを装備したトンネル掘進機の断面図、第３
図はロータリーフイーダの断面図、第４図Ａ，
Ｂ，Ｃは第３図におけるＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ
線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図である。 １……シールドハル、２……カツターホイル、
３……バルクヘツド、４……セグメント、６……
ロータリーフイーダ、７……ベルトコンベア、９
……シールドジヤツキ、１０……ケーシング、１
０Ａ……胴部、１０Ｂ……蓋板、１１……ロー
タ、１１Ａ……羽根、１１Ｂ……回転軸、１２…
…スクレーパ、１２Ａ……掻取部材、１２Ｂ……
連結部材、１２Ｃ……回転軸、１３……油圧モー
タ、１６，１７……ギア、１９……スプロケツ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールドハルの前面開口部に隔壁を設けると
   共に、カツターホイルを回転可能に配設し、該シ
   ールドハル内に適宜所要数のシールドジヤツキを
   配設し、前記隔壁にロータリーフイーダを装着
   し、前記シールドハルや構築したセグメント内に
   土砂排出装置を装備し、前記シールドジヤツキを
   作動させながらカツターホイルを回転させて隔壁
   によりトンネル坑内と隔離した切羽部の地山を掘
   削し、その掘削した土砂を前記ロータリーフイー
   ダ、土砂排出装置によりトンネルの外に排出する
   トンネル掘進機において、前記ロータリーフイー
   ダを、円筒形状の胴部の両端にそれぞれ蓋板を設
   けたケーシングと、回転軸に適宜所要数の羽根を
   等間隔にかつ放射状に植設してなるロータと、回
   転軸に連結部材を介して掻取部材を連設してなる
   スクレーパとにより構成し、前記ケーシングに土
   砂取込口を前記隔壁により隔離された切羽部側に
   開口させて設けると共に、土砂吐出口を前記土砂
   排出装置の土砂取込側の端部に対向させて設け、
   該ケーシング内に前記ロータを回転可能に軸承
   し、このケーシングの土砂吐出口側に前記スクレ
   ーパを該スクレーパの回転中心軸がロータの羽根
   の回転範囲内に位置するように回転可能に軸承す
   ると共に、その軸を中心としてスクレーパが回転
   して掻取部材がロータの中心と逆側に位置した際
   に掻取部材がロータの羽根の回転範囲より若干外
   方に突出するように連結部材の長さを設定し、か
   つ、該連結部材をロータの幅方向の外側に配設
   し、該スクレーパとロータとを、スクレーパの掻
   取部材がロータの羽根の回転範囲外にあるときに
   ロータの羽根がスクレーパを通過するように互い
   に連動させたことを特徴とするトンネル掘進機に
   おけるロータリーフイーダ。 ２ ケーシングの土砂取込口はケーシングの胴部
   および両蓋板にロータの羽根の全ピツチから３ピ
   ツチ引いた差のピツチ分設け、一方土砂吐出口は
   ケーシングの胴部および両蓋板にロータの羽根の
   １ピツチ分設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のトンネル掘進機におけるロータリ
   ーフイーダ。