JPH0332636Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、センターシヤフト付のカツターホイ
ルを機体の前面に備えたシールド掘進機における
注入材の供給構造に関し、特に注入材の供給路に
おける詰まりを防止すると共に、地質の変化に対
応した注入材の供給に好適なシールド掘進機にお
ける注入材の供給構造に関するものである。

〔従来の技術〕

シールド掘進機において、切羽の掘削効率、掘
削した土砂の排土効率を高めることは基本的な課
題であり、地山・地質の条件などに応じて従来か
ら各種の対策が講じられてきた。その中で切羽に
対する粘性付与材およびエアー等の注入材の注入
もその対策の１つであり、切羽に対する切削条件
を改善するとともに地山の崩壊を防止し、切削さ
れた土砂を排土性のよい性状にするために必要な
ものである。注入材の供給構造はシールド掘進機
の形式および構造により異なるが、センターシヤ
フト付のカツターホイルを機体の前面に備えた、
いわゆるセンターシヤフト形シールド掘進機（以
下シールド掘進機という）のセンターシヤフトを
利用し、その先端部より注入材を射出させる構成
のものが構造が簡単で多く使用されている。従来
のシールド掘進機における注入材の供給構造を第
４図ないし第７図を参照して説明する。１はシー
ルド掘進機の本体、１ａは隔壁、３はカツターホ
イルである。カツターホイル３は、円筒形のカツ
ターボス３ａと、カツターボス３ａの前面側に切
羽ｅに対し突出する状態に固設され、先端に切削
板３ｅを固着したカツターヘツド３ｂと、カツタ
ーボス３ａの後面側に固着されるとともに、隔壁
１ａの中心に固設されたボス１ｂに回動可能に支
承されたシヤフト３ｃとからなるセンターシヤフ
トと、カツターボス３ａの外周に一体に取り付け
られた複数のカツタースポーク３ｄとから構成さ
れている。２はカツターホイル３を回動する駆動
機で、隔壁１ａに取り付けられている。４は隔壁
１ａの前面側に設けられたチヤンバで、掘削され
た土砂が取り込まれ、その取り込まれた土砂を塑
性流動化する場所である。５はシヤフト３ｃの後
端に設けられている注入材供給用の回転継手、６
は先端部がチヤンバー４の下部に開口している排
土用のスクリユウコンベアである。カツターヘツ
ド３ｂおよびシヤフト３ｃの軸心には注入材の通
路になる穴（図示のものは丸穴）A₀が穿設され
ている。この穴A₀のカツターヘツド３ｂの前端
側は貫通せず閉塞され、穴A₀のシヤフト３ｃの
後端側は回転継手５に接続されている。また、カ
ツターヘツド３ｂの前端部には穴A₀と方向が直
角で、かつ放射状に切羽ｅおよび穴A₀の双方に
連通する複数（図示の場合は４個）の注入口A₁，
A₂，A₃，A₄が設けられている。各注入口A₁ない
しA₄が設けられている位置のカツターヘツド３
ｂの外周には、円形の帯状の弾性材（たとえばゴ
ム製）のバンド７が圧着状態に嵌装されており、
各注入口A₁ないしA₄と切羽ｅとが自由に連通で
きないようになつている。

図示しない注入材供給装置から注入材を圧送圧
P₀で、回転継手５を介して穴A₀に供給すると、
注入材はシヤフト３ｃ、カツターボス３ａ、カツ
ターヘツド３ｂを通つて各注入口A₁ないしA₄に
達する。圧送圧P₀が切羽圧Ｐおよびバンド７の
圧着力より高い場合には、圧送圧P₀によりバン
ド７を押し広げ、各注入口A₁ないしA₄との間に
隙間を発生させ、注入材はその隙間を介して切羽
ｅに射出される。反対に圧送圧P₀または注入材
の供給停止時のように穴A₀内の圧力が切羽圧Ｐ
またはバンド７の圧着力より低い場合には、バン
ド７が弾性復帰力により自動的に各注入口A₁な
いしA₄を閉塞し、穴A₀内への土砂の侵入を防止
する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、前記従来の供給構造は、注入口A₁
ないしA₄の外周にバンド７を取付けたものであ
るから、バンド７は常に土砂と回転接触して土砂
にもまれ、破損し易い状態にさらされる。このた
めバンド７が破損すると、圧送圧P₀が常時加え
られていて切羽圧Ｐに対抗している場合には問題
ないが、シールド掘進機停止時等で注入材の注入
を止め、切羽圧Ｐの方が穴A₀側の圧力より高く
なつた場合には、土砂が切羽圧Ｐにより注入口
A₁ないしA₄から穴A₀中に侵入する。侵入した土
砂は注入材の影響もあつて放置しておくと固結し
やすい性質を有しており、穴A₀中の例えば第７
図に示すＳ部近傍で固結することになる。固結部
の発生は注入材の供給不能を来し固結土砂を排除
しなければならないが、従来の排除方法は回転継
手５から高圧水を注入するか、鉄棒等で入力し押
し砕いて排除するしか方法がなかつた。このよう
に従来の注入材の供給構造は、注入材の供給路で
ある穴A₀に土砂が容易に侵入しやすく、侵入し
た土砂は固結しやすく、固結が発生するとその排
除は困難で排除作業に手間がかかり、掘削効率お
よび排土効率の大幅な低下を来すという問題点を
有していた。

本考案、前記の如き従来技術の問題点を改善
し、切羽からセンターシヤフトの穴への土砂の侵
入を防止し、地山の状況に応じて異なる注入材
を、同時にまたはいずれか一方を選択して注入す
ることができる。シールド掘進機における注入材
の供給構造を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、機体の前面にセンターシヤフトを有
するカツターホイルが備えられ、センターシヤフ
トの軸心に該センターシヤフトの前端側が閉塞さ
れた穴が穿設され、センターシヤフトの前端部に
前記穴と方向が直角でかつ放射状に切羽および前
記穴と連通する複数の注入口が設けられ、センタ
ーシヤフトの後端部に装着された回転継手を介し
て、前記穴より注入口に向けて注入材が圧送され
るシールド掘進機における注入材の供給構造にお
いて、前記穴内に、内部が前記注入材の通路にな
る直径の異なる２本の管が、前記穴と同心状に、
かつ各管の前端を前記注入口とほぼ同位置に配置
して着脱可能に挿設され、前記２本の管のうち、
大径管はその前端がふたで塞がれ、該管の前端に
近い位置に前記穴と連通する複数の吐出口が設け
られ、その位置の外周に各吐出口を塞ぐ弾性材の
バンドが、前記注入材の圧送圧によりバンドと各
吐出口との間に発生する隙間を介して管の内部と
注入口が連通されるように圧着状態に嵌装され、
他方前記穴の中心に配置された小径管は、その前
端が前記穴を介して注入口と連通するように構成
することにより、各吐出口を塞ぐバンドが切羽に
直接接触することなく切羽からセンターシヤフト
の穴への土砂の侵入を防止し得ることとともに、
注入材の注入を、地山の状況に応じて異なる注入
材を同時にまたはいずれか一方を選択して行うこ
とができるようにした、シールド掘進機における
注入材の供給構造である。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図ないし第３図により説
明する。図において第４図ないし第７図と同じ符
号のものは同じものを示す。８ａはカツターヘツ
ド３ｂの穴A₀内に僅かな隙間を設けて嵌装され
た大径の管で、前端はふた９で閉塞され、その前
端近くでかつ注入口A₁ないしA₄とほぼ同位置に
は、穴A₀と連通する複数の吐出口Ｂが穿設され
ている。吐出口Ｂが設けられた位置の管８ａの外
周には、吐出口Ｂを塞ぐ弾性材（たとえばゴム
製）の円筒状のバンド１０が圧着された状態で嵌
装されている。バンド１０が嵌装されている管８
ａの外周には凸部１１が設けられ、バンド１０が
一層密着して強く圧着されるとともに移動しない
ようにしている。管８ａの後端部内径にはねじが
加工されており、管８ａと同径の管８ｂと接続さ
れている。管８ｂはカツターボス３ａおよびシヤ
フト３ｃの穴A₀内に複数本が接続されて嵌装さ
れ、その後端部は回転継手５に内設された管８ｃ
に接続される。管８ｃは後端がフランジ１２で閉
塞されるとともに、回転継手５のローター５ａに
着脱可能に取り付けられる。このように穴A₀内
に挿設される大径の管は、前方側より管８ａ、複
数の管８ｂおよび管８ｃが順に接続されて構成さ
れ、それらの管の内部が注入材の通路になる。な
お５ｂは回転継手５のステーター、５ｃは図示し
ない注入材供給装置に接続されている注入材の供
給口である。前記大径の管８ａ，８ｂ，８ｃ内に
は長さ方向に分割された小径の管１３ａ，１３
ｂ，１３ｃが前方より順に接続され、管８ａ等の
内周と隙間を設けて同心状に配置されている。管
１３ａの前端は、管８ａの前端のふた９の中心に
穿設された穴に隙間がないように嵌入され、さら
にその嵌入された先端にはノズル１４が取り付け
られている。ノズル１４の噴出口は穴A₀内に露
出している。管１３ａの後端部は継手金具により
同径の管１３ｂと接続される。管１３ｂは複数本
が接続され、その後端部は同じく継手金具により
管１３ｃに接続される。管１３ｃの後端部は管８
ｃの後端のフランジ１２の中心に穿設された穴よ
り突出しており、その突出した部分に、前記注入
材供給装置と異なる他の注入材供給装置に接続さ
れる注入材の供給口１５ａを有する回転継手１５
が着脱可能に取り付けられている。なお各管１３
ａ，１３ｂ，１３ｃは管８ａ等の内部から着脱可
能である。

前記構成において、注入材を供給口５ｃから圧
送圧P₀で管８ｃ内に供給すると、注入材は第２
図に示す矢印の方向に進み管８ｂ、管８ａの内部
を通つて吐出口Ｂに達する。そこで圧送圧P₀が
切羽圧Ｐおよびバンド１０の圧着力より高い場合
は、圧送圧P₀によりバンド１０を押し広げて発
生するバンド１０と各吐出口Ｂとの間の隙間によ
り、管８ａの内部と注入口A₁ないしA₄と連通し
第１図の実線の矢印で示すように注入材が切羽ｅ
に射出される。反対に圧送圧P₀または注入材の
供給停止により管８ａ内の圧力が切羽圧Ｐまたは
バンド１０の圧着力より低い場合は、バンド１０
が弾性復帰力により自動的に吐出口Ｂを塞ぎ、管
８ａの内部に土砂や水が侵入するのを防止する。
一方、注入材の供給口１５ａより他の注入材（た
とえば供給口５ｃからの注入材と異なる成分の注
入材、同種の注入材で異なる濃度のもの、水、空
気など）が圧送圧P₁で管１３ｃ内に供給される。
注入材は管１３ｂ、管１３ａを経てノズル１４か
ら第１図の点線の矢印で示すように穴A₀内に噴
出し、前記管８ａの吐出口Ｂから注入材が圧出さ
れている場合にはその注入材とともに、圧出され
ていない場合には単独に注入口A₁ないしA₄より
切羽ｅに射出される。

吐出口Ｂから圧出される注入材と、ノズル１４
から噴出される他の注入材が異なる場合、例えば
異なる成分の注入材または同種の注入材でも異な
る濃度のような場合には、注入口A₁ないしA₄か
ら２種類の注入材を同時にまたはいずれか一方を
選択して射出させることができるし、他の注入材
として空気を圧送する場合には、圧気圧により注
入口A₁ないしA₄からの土砂等の侵入を防止しな
がら、吐出口Ｂから圧出される注入材の注入口
A₁ないしA₄からの射出を助けることができる。
また本構成においては前記従来技術のように、注
入口A₁ないしA₄の位置のカツターヘツド３ｂの
外周にはバンド７が嵌装されておらず、切羽ｅか
ら注入口A₁ないしA₄を介して穴A₀内に土砂等が
微量ではあるが侵入し得る。したがつて各注入口
A₁ないしA₄およびノズル１４付近の穴A₀内で侵
入した土砂が固結する心配があるが、このような
場合には他の注入材として高圧水を圧送すること
により切羽ｅ側に洗い流し詰まりを防止すること
ができる。

さらに吐出口Ｂから管８ａ内への土砂等の侵入
についてみると、穴A₀と管８ａ，８ｂ等の外周
との隙間は小さく侵入し得る土砂量は微量であ
り、しかもバンド１０は切羽ｅとは直接接触せ
ず、侵入した微量の土砂とは一体に回転するか
ら、土砂にもまれて破損するようなことはほとん
どなくなり、したがつて吐出口Ｂから管８ａ内へ
の土砂等の侵入も困難で、注入材の通路の詰まり
が防止される。管８ａ内への土砂の侵入は長期間
の掘削によりバンド１０が摩耗し、あるいは亀裂
が生じるなどして、注入材の吐出時に前記隙間か
ら逆流するような場合が考えられるが、万一侵入
した土砂が固結した場合でも、本考案において
は、小径の管１３ａ，１３ｂ，１３ｃとともに複
数の管８ａ，８ｂ等が接続される構成になつてい
るから、各管は後端のフランジ１２をローター５
ａより取り外し、回転継手１５を取り外すことに
より、狭いシールド掘進機内でも１本づつ分割し
て分解でき、また反対に組立てることでき、管内
における固結土砂の除去または新しい管との交換
など、不具合状況に対して即応することが可能で
ある。前記実施例は、複数の管が接続される構成
の場合について説明したが、分割せず単一の管で
もよい。ただしこの場合は管長が長い分だけ機内
における取扱いが不便になるだけで、その他の作
用および効果は同じである。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案のシールド掘進機
における注入材の供給構造は、従来技術における
注入材の通路の穴内に、内部が注入材通路になる
直径の異なる大小２本の管を、前記穴と同心状に
かつ着脱可能に挿設し、大径管の前端部に切羽と
連通する複数の注入材の吐出口を設け、その位置
の外周に弾性材のバンドを圧着状態に嵌装し、小
径管の前端は前記穴を介して注入口と連通するよ
うに構成したから、切羽からセンターシヤフトの
穴への土砂の侵入が防止され、注入材の安定供給
を行なうことができ、他方地山の状況に応じて異
なる注入材を、同時にまたはいずれか一方を選択
して注入することができる実用上顕著な効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の前部の構成説明図で
第３図のイ部拡大図、第２図は本考案の実施例の
後部の構成説明図で第３図のロ部拡大図、第３図
は本考案の実施例の全体側断面図である。第４図
は従来の注入材の供給構造の１例を示すシールド
掘進機の全体側断面図、第５図は第４図のハ部拡
大図、第６図は第５図の−断面図、第７図は
第５図における土砂の固結状況の説明図である。 １……本体、３……カツターホイル、３ａ……
カツターボス、３ｂ……カツターヘツド、３ｃ…
…シヤフト、３ｄ……カツタースポーク、５，１
５……回転継手、１０……バンド、８ａ，８ｂ，
８ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ……管、９……ふ
た、１４……ノズル、A₀……穴、A₁，A₂，A₃，
A₄……注入口、Ｂ……吐出口、ｅ……切羽。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 機体の前面にセンターシヤフトを有するカツ
   ターホイルが備えられ、センターシヤフトの軸
   心に該センターシヤフトの前端側が閉塞された
   穴が穿設され、センターシヤフトの前端部に前
   記穴と方向が直角でかつ放射状に切羽および前
   記穴と連通する複数の注入口が設けられ、セン
   ターシヤフトの後端部に装着された回転継手を
   介して前記穴より注入口に向けて注入材が圧送
   されるシールド掘進機における注入材の供給構
   造において、前記穴内に、内部が前記注入材の
   通路になる直径の異なる２本の管が、前記穴と
   同心状に、かつ各管の前端を前記注入口とほぼ
   同位置に配置して着脱可能に挿設され、前記２
   本の管のうち、大径管はその前端がふたで塞が
   れ、該管の前端に近い位置に前記穴と連通する
   複数の吐出口が設けられ、その位置の外周に各
   吐出口を塞ぐ弾性材のバンドが、前記注入材の
   圧送圧によりバンドと各吐出口との間に発生す
   る隙間を介して管の内部と注入口が連通される
   ように圧着状態に嵌装され、他方前記穴の中心
   に配置された小径管は、その前端が前記穴を介
   して注入口と連通するように構成していること
   を特徴とするシールド掘進機における注入材の
   供給構造。 ２ センターシヤフトの穴内に挿設される各管
   が、シールド掘進機の機内で分解および組立て
   可能に長さ方向に複数に分割されていることを
   特徴とする、実用新案登録請求の範囲第１項記
   載のシールド掘進機における注入材の供給構
   造。