JPH09112186A - スクリューコンベヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル掘削機のスクリューコンベヤにおい
て、耐久性の向上を図って寿命を延長させる。 【解決手段】 筒状のケーシング３１内に螺旋状の羽根
３３を有する回転軸３２が回転自在に装着され、この回
転軸３２と共に螺旋状の羽根３３を回転することで、ケ
ーシング３１の一端部から供給された掘削土砂をケーシ
ング３１内を移動して搬送するシールド掘削機のスクリ
ューコンベヤ２１において、ケーシング３１の内周面に
保護プレート３８を取付けると共に、羽根３３の表面に
耐摩耗性の保護プレート３９を取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、穀類や肥料、ある
いは、石やセメント、土砂などを搬送するスクリューコ
ンベヤ並びにこのスクリューコンベヤが搭載されたトン
ネル掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】地盤を掘削するシールド掘削機は、円筒
形状をなす掘削機本体の前部に駆動回転自在なカッタヘ
ッドが回転自在に装着される一方、後部には円周方向に
複数のシールドジャッキが並設されると共に、セグメン
トエレクタ装置が装着されて構成されている。トンネル
を掘削形成する場合、カッタヘッドを回転させながら、
シールドジャッキを伸長して既設のセグメントへの押し
付け反力によって掘削機本体を前進させることで、前方
の地盤を掘削する。そして、掘削土砂を外部に排出する
と共に、セグメントエレクタ装置によってセグメントを
トンネル壁面に組付けて所定長さのトンネルを構築して
いく。

【０００３】このようなシールド掘削機にあっては、カ
ッタヘッドが掘削して形成された土砂をトンネルの後方
に搬送して外部に排出するためのスクリューコンベヤが
搭載されている。図９にシールド掘削機に用いられる従
来のスクリューコンベヤの概略を示す。

【０００４】図９に示すように、スクリューコンベヤ１
０１は、円筒状のケーシング１０２内に螺旋状の羽根１
０３を有する回転軸１０４が回転自在に装着され、ケー
シング１０２の基端部に回転軸１０４を回転駆動する駆
動装置１０５が装着されると共に開閉ゲート１０６が装
着されている。従って、駆動装置１０５によって回転軸
１０４を回転することで、ケーシング１０２の先端開口
部から供給された運搬物は、螺旋状の羽根１０３によっ
てこのケーシング１０２内を後方に搬送され、開閉ゲー
ト１０６から外部に排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シールド掘
削機では、回転するカッタヘッドが地盤を掘削すると、
掘削土砂が発生するが、この掘削土砂の中には固い土石
が含まれている。従来のスクリューコンベヤ１０１をシ
ールド掘削機に搭載した場合、この固い土石が含んだ掘
削土砂を搬送することとなる。即ち、スクリューコンベ
ヤ１０１内に固い土石が含んだ掘削土砂が接触しながら
移動することとなり、長期の使用によってケーシング１
０２の内面や螺旋状の羽根１０３及び回転軸１０４の表
面が摩耗してしまい、搬送能力が低下したり、穴が開い
たりしてスクリューコンベヤ１０１が損傷してしまうと
いう問題があった。

【０００６】そのため、螺旋状の羽根１０３の表面など
に硬化肉盛りを行って対応しているが、十分な強度が得
られず、スクリューコンベヤ１０１の寿命を延ばすこと
ができない。また、硬化肉盛りは、シールド掘削機の内
部での作業が困難であるとともに、作業時間も長くかか
ってしまい、作業性が良くなかった。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、耐久性の向上を図ったスクリューコンベヤ並び
にトンネル掘削機を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のスクリューコンベヤは、筒状のケーシング
内に螺旋状の羽根を有する回転軸が回転自在に装着さ
れ、該回転軸と共に前記螺旋状の羽根を回転すること
で、前記ケーシングの一端部から供給された運搬物を該
ケーシング内を軸方向に移動して他端部に搬送するスク
リューコンベヤにおいて、前記ケーシングの内面に耐摩
耗性の保護プレートが取付けられたことを特徴とするも
のである。

【０００９】従って、回転軸を回転するとケーシング内
の螺旋状の羽根が回転し、この螺旋状の羽根によってケ
ーシング内の運搬物が搬送されることとなり、このと
き、ケーシングの内面は耐摩耗性の保護プレートによっ
て保護され、内部を移動する運搬物によってケーシング
内面が磨耗することはない。

【００１０】また、本発明のスクリューコンベヤは、筒
状のケーシング内に螺旋状の羽根を有する回転軸が回転
自在に装着され、該回転軸と共に前記螺旋状の羽根を回
転することで、前記ケーシングの一端部から供給された
運搬物を該ケーシング内を軸方向に移動して他端部に搬
送するスクリューコンベヤにおいて、前記螺旋状の羽根
の表面に耐摩耗性の保護プレートが取付けられたことを
特徴とするものである。

【００１１】従って、回転軸を回転するとケーシング内
の螺旋状の羽根が回転し、この螺旋状の羽根によってケ
ーシング内の運搬物が搬送されることとなり、このと
き、螺旋状の羽根の表面は耐摩耗性の保護プレートによ
って保護され、内部を移動する運搬物によって羽根表面
が磨耗することはない。

【００１２】また、本発明のスクリューコンベヤは、前
記保護プレートが着脱自在であることを特徴とするもの
である。

【００１３】従って、長期使用によって保護プレートが
磨耗した場合には、この保護プレートを交換すること
で、スクリューコンベヤの寿命を延ばすことが可能とな
る。

【００１４】また、本発明のトンネル掘削機は、筒状の
掘削機本体と、該掘削機本体の前部に駆動回転自在に装
着されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを駆動回転す
るカッタヘッド駆動手段と、前記掘削機本体を前進させ
る推進手段と、前記カッタヘッドによって掘削形成され
た掘削土砂を外部に排出するスクリューコンベヤとを具
えたトンネル掘削機において、前記スクリューコンベヤ
を構成する筒状のケーシングの内面あるいは該ケーシン
グ内に回転自在に装着された螺旋状の羽根の表面の少な
くともいずれか一方に耐摩耗性の保護プレートが取付け
らたことを特徴とするものである。

【００１５】従って、掘削機本体の前部に装着されたカ
ッタヘッドをカッタヘッド駆動手段によって駆動回転し
ながら、推進手段によって掘削機本体を前進させると、
カッタヘッドが前方の地盤を破砕してトンネルを掘削
し、カッタヘッドが地盤破砕によって形成された掘削土
砂はスクリューコンベヤによって外部に排出される。こ
のとき、回転軸と共に螺旋状の羽根が回転し、この螺旋
状の羽根によって掘削土砂がケーシング内を通って搬送
されることとなるが、ケーシングの内面あるいは螺旋状
の羽根の表面は耐摩耗性の保護プレートによって保護さ
れ、内部を移動する掘削土砂によってケーシング内面あ
るいは羽根表面が磨耗することはない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき、実施例を挙げて詳細に説明する。

【００１７】図１に本発明の一実施例に係るスクリュー
コンベヤの概略、図２に本実施例のスクリューコンベヤ
の要部断面、図３にスクリューコンベヤを構成するケー
シングの斜視、図４に図２のIV−IV断面、図５に図２の
Ｖ−Ｖ断面、図６に図５のVI−VI断面、図７に保護プレ
ートの変形例を表す断面、図８に本実施例のスクリュー
コンベヤが搭載されたシールド掘削機の概略を示す。

【００１８】図８に示すように、本実施例のシールド掘
削機において、掘削機本体１１は円筒形状をなし、前部
に円板状のカッタヘッド１２が回転軸１３を介して回転
自在に装着されている。そして、このカッタヘッド１２
は前面に先行カッタビット１４及び固定カッタビット１
５が多数固定されている。一方、カッタヘッド１２の回
転軸１３の後部にはリングギア１６が固結されており、
このリングギア１６には掘削機本体１１に装着されたカ
ッタ駆動モータ１７の駆動ギア１８が噛み合っている。
従って、カッタ駆動モータ１７を駆動すると、駆動ギア
１８及びリングギア１６を介して回転軸１３と一体のカ
ッタヘッド１２を回転駆動することができる。

【００１９】また、掘削機本体１１にはカッタヘッド１
２とバルクヘッド１９との間にチャンバ室２０が形成さ
れ、一方、掘削機本体１１内には掘削土砂を外部に排出
するスクリューコンベヤ２１の配設されており、このス
クリューコンベヤ２１は前部が下方に傾斜してその前端
部がチャンバ室２０の下部に位置している。更に、掘削
機本体１１の後部には円周方向に複数のシールドジャッ
キ２２が並設されると共に、セグメントエレクタ装置２
３が装備されており、シールドジャッキ２２が伸長して
掘削したトンネル内周面に組付けられた既設のセグメン
トＳに押し付けることで、その反力により掘削機本体１
１を前進することができ、セグメントエレクタ装置２３
により掘削機本体１１と既設のセグメントＳとの間の空
所に新しいセグメントＳを装着することでトンネルを構
築することができる。

【００２０】前述したスクリューコンベヤ２１は、図１
に示すように、長手方向に連結された円筒状のケーシン
グ３１と、このケーシング３１内に回転自在に支持され
た回転軸３２と、この回転軸３２に取付けられた螺旋状
の羽根３３と、ケーシング３１の後部に装着されて回転
軸３２を回転駆動する駆動装置３４と、ケーシング３１
の後端部に装着された開閉ゲート３５とから構成されて
いる。

【００２１】このケーシング３１は、図２乃至図４に示
すように、長手方向端部にフランジ３１ａが形成される
と共に、このフランジ３１ａには周方向所定角度θをも
って取付孔３１ｂが形成されている。そして、このケー
シング３１の隣接するフランジ３１ａ同士を密着させる
と共に、各取付孔３１ｂ同士を位置決めした状態で、こ
の取付孔３１ｂにボルト３６を挿通してナット３７を締
結することで、隣接するケーシング３１を連結すること
ができる。なお、図１に示すように、スクリューコンベ
ヤ２１の前端部に連結されるケーシング３１の前端部に
はフランジ３１ａはなく、掘削土砂の取込開口３１ｃが
形成されている。

【００２２】このように構成されたケーシング３１は、
内周面に板厚ｔを有する耐摩耗性の保護プレート３８が
取付けられている。この保護プレート３８はスクリュー
コンベヤ２１のケーシング３１内に取り込まれる固い土
石が含んだ掘削土砂が、搬送中にケーシング３１の内周
面に接触、衝突することで、ケーシング３１内周面の磨
耗や損傷等を防止するためのものである。即ち、保護プ
レート３８はケーシング３１とほぼ同等の長さを有し、
このケーシング３１の内周面にその周方向に沿って複数
固着されている。

【００２３】一方、螺旋状の羽根３３は回転軸３２に取
付けられており、図２及び図５、図６に示すように、ケ
ーシング３１内に取り込まれた掘削土砂を後方に搬送す
る面に耐摩耗性の保護プレート３９が取付けられてい
る。この保護プレート３９はスクリューコンベヤ２１の
ケーシング３１内に取り込まれる固い土石が含んだ掘削
土砂が、搬送中に螺旋状の羽根３３の表面に接触、衝突
することで、羽根３３の表面の磨耗や損傷等を防止する
ためのものである。即ち、保護プレート３９は羽根３３
の形状に合わせて三次元的に湾曲し、且つ、短い板状を
なしており、この羽根３３の表面にその長手方向に沿っ
て複数固着されている。この場合、保護プレート３９は
螺旋状の羽根３３の外周部に沿って位置し、固定ボルト
４０によって固定されている。そして、羽根３３の外周
端部には、搬送中の掘削土砂がケーシング３１の内周面
に接触しにくいように、突出したガイド部３８ａが一体
に形成されると共に、固定ボルト４０は頭部は保護プレ
ート３９内に埋没し、掘削土砂の接触による磨耗が抑制
されるようになっている。

【００２４】なお、保護プレート３９を羽根３３の外周
部に沿って固定ボルト４０にて固定したが、図７に示す
ように、ガイド部４１ａと共に羽根３３の外周端部に回
り込む延設部４１ｂを一体に形成した保護プレート４１
としても良いものである。

【００２５】従って、トンネルを掘削形成するには、図
８に示すように、まず、カッタ駆動モータ１７によりカ
ッタヘッド１２を回転させながら、複数のシールドジャ
ッキ２２を伸長して既設のセグメントＳへの押し付け反
力によって掘削機本体１１を前進させることで、先行カ
ッタビット１４及び固定カッタビット１５によって前方
の地盤を掘削する。そして、カッタビット１４，１５に
よって掘削された土砂はチャンバ室２０に取り込まれ、
スクリューコンベヤ２１によりこの掘削土砂を外部に排
出する。次に、シールドジャッキ２２の何れか一つを縮
み方向に作動して既設のセグメントＳとの間に空所を形
成し、セグメントエレクタ装置２３によってこの空所に
新しいセグメントＳを装着する。この作業の繰り返しに
よって所定長さのトンネルを掘削形成していく。

【００２６】このトンネル掘削作業中に、スクリューコ
ンベヤ２１は駆動装置３４によって回転軸３２と共に螺
旋状の羽根３３を回転することで、チャンバ室２０内に
堆積する掘削土砂をケーシング３１内に取り込んで後方
に搬送し、開閉ゲート３５から図示しない排出管を通し
て随時外部に排出している。

【００２７】このとき、図２に示すように、掘削土砂に
含まれている固い土石が螺旋状の羽根３３の表面に接
触、衝突するが、この羽根３３の表面は耐摩耗性の保護
プレート３９が取付けられて保護されており、この固い
土石を含む掘削土砂によって羽根３３の表面が磨耗する
ことはない。また、スクリューコンベヤ２１内部を移動
する掘削土砂は、通常、羽根３３の外周端縁とケーシン
グ３１の内周面との間に挟み込まれるが、羽根３３の外
周端部にはガイド部３８ａが形成されており、掘削土砂
はケーシング３１の内周面に接触しにくくなっている。
そのため、羽根３３の外周端部やケーシング３１の内周
面への掘削土砂の接触や衝突が抑制される。更に、この
ケーシング３１の内周面には耐摩耗性の保護プレート３
８が取付けられて保護されており、この固い土石を含む
掘削土砂によってケーシング３１の内周面が磨耗するこ
とはない。

【００２８】このように本実施例のスクリューコンベヤ
２１にあっては、ケーシング３１の内周面に保護プレー
ト３８を、羽根３３の表面に保護プレート３９をそれぞ
れ取付けたので、スクリューコンベヤ２１の作動中に、
掘削土砂に含まれている固い土石がケーシング３１の内
周面や螺旋状の羽根３３の表面に接触、衝突するが、保
護プレート３９が取付けられて保護されており、ケーシ
ング３１の内周面や羽根３３の表面の磨耗が防止され
る。

【００２９】そして、スクリューコンベヤ２１の長期使
用にあたり、ケーシング３１に取付けられた保護プレー
ト３８が磨耗した場合には、複数連結されたケーシング
３１のうちの磨耗が激しいものだけを交換すればよい。
また、スクリューコンベヤ２１内に取り込まれた掘削土
砂は重力によってケーシング３１の内周下面と接触しな
がら移動しており、ケーシング３１の内周面は下面に比
べて上面の摩耗状態は良い。従って、ケーシング３１の
連結部分のボルト３６とナット３７を取り外してケーシ
ング３１を周方向半回転し、下面と上面とを逆にして再
び連結することで、ケーシング３１の寿命を延ばすこと
ができる。一方、スクリューコンベヤ２１の長期使用に
あたり、羽根３３に取付けられた保護プレート３９が磨
耗した場合には、磨耗が激しい保護プレート３９を羽根
３３から取り外して新しいものと交換すればよい。

【００３０】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のスクリューコンベヤによれば、筒状のケー
シング内に螺旋状の羽根を有する回転軸が回転自在に装
着され、この回転軸と共に螺旋状の羽根を回転すること
で、ケーシングの一端部から供給された運搬物をケーシ
ング内を軸方向に移動して他端部に搬送可能とし、この
ケーシングの内面に耐摩耗性の保護プレートを取付けた
ので、回転する螺旋状の羽根によってケーシング内の運
搬物が搬送されることとなり、このとき、ケーシングの
内面は耐摩耗性の保護プレートによって保護され、内部
を移動する運搬物によってケーシング内面が磨耗するこ
とはなく、スクリューコンベヤの耐久性の向上を図って
寿命を延長することができる。

【００３１】また、本発明のスクリューコンベヤによれ
ば、筒状のケーシング内に螺旋状の羽根を有する回転軸
が回転自在に装着され、この回転軸と共に螺旋状の羽根
を回転することで、ケーシングの一端部から供給された
運搬物をケーシング内を軸方向に移動して他端部に搬送
可能とし、この螺旋状の羽根の表面に耐摩耗性の保護プ
レートを取付けたので、回転する螺旋状の羽根によって
ケーシング内の運搬物が搬送されることとなり、このと
き、羽根の表面は耐摩耗性の保護プレートによって保護
され、内部を移動する運搬物によって羽根表面が磨耗す
ることはなく、スクリューコンベヤの耐久性の向上を図
って寿命を延長することができる。

【００３２】また、本発明のスクリューコンベヤによれ
ば、保護プレートを着脱自在としたので、長期使用によ
って保護プレートが磨耗した場合には、この保護プレー
トを交換することで、スクリューコンベヤの寿命を延ば
すことができ、その結果、多大な補修費用や補修期間が
不要となって経費の節減を図ることができる。

【００３３】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
筒状の掘削機本体の前部に駆動回転自在なカッタヘッド
を装着してカッタヘッド駆動手段によってこのカッタヘ
ッドを駆動回転可能とすると共に推進手段によって掘削
機本体を前進可能とし、且つ、カッタヘッドによって掘
削形成された掘削土砂をスクリューコンベヤによって外
部に排出可能とし、このスクリューコンベヤを構成する
筒状のケーシングの内面あるいはケーシング内に回転自
在に装着された螺旋状の羽根の表面の少なくともいずれ
か一方に耐摩耗性の保護プレートを取付けたので、カッ
タヘッドによって掘削形成された掘削土砂はスクリュー
コンベヤの回転する螺旋状の羽根によってケーシング内
を搬送されることとなり、このとき、ケーシングの内面
あるいは螺旋状の羽根の表面は耐摩耗性の保護プレート
によって保護され、内部を移動する運搬物によって磨耗
することはなく、スクリューコンベヤの耐久性の向上を
図って掘削機自体の寿命を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスクリューコンベヤの
概略図である。

【図２】本実施例のスクリューコンベヤの要部断面図で
ある。

【図３】スクリューコンベヤを構成するケーシングの斜
視図である。

【図４】図２のIV−IV断面図である。

【図５】図２のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図５のVI−VI断面図である。

【図７】保護プレートの変形例を表す断面図である。

【図８】本実施例のスクリューコンベヤが搭載されたシ
ールド掘削機の概略図である。

【図９】シールド掘削機に用いられる従来のスクリュー
コンベヤの概略図である。

【符号の説明】

１１ 掘削機本体 １２ カッタヘッド １７ カッタ駆動モータ ２０ チャンバ室 ２１ スクリューコンベヤ ２２ シールドジャッキ ３１ ケーシング ３２ 回転軸 ３３ 羽根 ３４ 駆動装置 ３８，３９，４１ 保護プレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 城司 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のケーシング内に螺旋状の羽根を有
   する回転軸が回転自在に装着され、該回転軸と共に前記
   螺旋状の羽根を回転することで、前記ケーシングの一端
   部から供給された運搬物を該ケーシング内を軸方向に移
   動して他端部に搬送するスクリューコンベヤにおいて、
   前記ケーシングの内面に耐摩耗性の保護プレートが取付
   けられたことを特徴とするスクリューコンベヤ。
2. 【請求項２】 筒状のケーシング内に螺旋状の羽根を有
   する回転軸が回転自在に装着され、該回転軸と共に前記
   螺旋状の羽根を回転することで、前記ケーシングの一端
   部から供給された運搬物を該ケーシング内を軸方向に移
   動して他端部に搬送するスクリューコンベヤにおいて、
   前記螺旋状の羽根の表面に耐摩耗性の保護プレートが取
   付けられたことを特徴とするスクリューコンベヤ。
3. 【請求項３】 請求項１，２記載のスクリューコンベヤ
   において、前記保護プレートが着脱自在であることを特
   徴とするスクリューコンベヤ。
4. 【請求項４】 筒状の掘削機本体と、該掘削機本体の前
   部に駆動回転自在に装着されたカッタヘッドと、該カッ
   タヘッドを駆動回転するカッタヘッド駆動手段と、前記
   掘削機本体を前進させる推進手段と、前記カッタヘッド
   によって掘削形成された掘削土砂を外部に排出するスク
   リューコンベヤとを具えたトンネル掘削機において、前
   記スクリューコンベヤを構成する筒状のケーシングの内
   面あるいは該ケーシング内に回転自在に装着された螺旋
   状の羽根の表面の少なくともいずれか一方に耐摩耗性の
   保護プレートが取付けらたことを特徴とするトンネル掘
   削機。