JPH09273387A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送水管（洗浄管）等の設置場所の制限が少な
く、簡素な配管でカッタヘッドの背面等への土砂の付
着，閉塞を防止する。 【解決手段】 カッタヘッド３の背面側に画成されるチ
ャンバー６の外周部に、先端部がスキンプレート２の前
端部まで延設される送水管１１および／または吸込管を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スキンプレートの
前部にカッタヘッドを回転自在に設けてなるシールド掘
進機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド掘進機において、カッタ
ヘッドに付着した土砂を除去したり、土砂の付着自体を
防止するための装置として、例えば実開昭５７−７５０
９４号公報に記載されているように（図７参照）、カッ
タヘッド５１のセンタシャフト５２内に導水通路５３を
設け、このカッタヘッド５１のスポーク部および面板部
に設けられる導水配管５４を通じてそのカッタヘッド５
１の外周側へ洗浄水を送るようにしたものが知られてい
る。

【０００３】また、図８に示されているように、バルク
ヘッド６１に洗浄装置６２を取り付け、この洗浄装置６
２の洗浄管６２ａをカッタヘッド６３の背面近傍まで伸
ばしてその背面を洗浄するようにしたものも知られてい
る。この場合、洗浄管６２ａは通常は引き込み位置にあ
り、洗浄時にその洗浄管６２ａを洗浄位置（図示の位
置）まで突出させてカッタヘッド６３を少しづつ回転さ
せながら洗浄がなされるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示されている装置においては、スポーク部に導水配管
（洗浄管）５４を取り付ける構造であるために、全ての
スポーク部にその導水配管５４を設けねばならず、多く
の配管を要することとなってセンタシャフト径を大きく
する必要があったり、多数の配管ホース等によって機内
が煩雑になってしまうという問題点がある。また、この
ようにセンタシャフト径が大きくなると、カッタヘッド
５１の中心部に土砂が付着し易くなり、この付着した土
砂が成長することによって閉塞の危険性がある。さら
に、この構造では、カッタヘッド内部の配管の欠損有無
の確認ができず、この配管が万一破損した場合に、洗浄
管としての機能が損なわれてしまうという問題点もあ
る。

【０００５】一方、図８に示されている装置において
は、洗浄管６２ａを伸縮させる操作が煩雑であるだけで
なく、この洗浄管６２ａを伸長させて洗浄動作を行う際
にその洗浄管６２ａと他の部材との干渉を回避しつつカ
ッタヘッド６３を回転させる必要があり、この洗浄作業
が極めて煩雑であるという問題点がある。なお、このよ
うな問題点を解消するために、前記洗浄管６２ａを他の
部材との干渉を回避した位置に常に伸長状態で固定的に
設けることが考えられるが、このようにした場合には、
この洗浄管６２ａ自体に土砂が付着してしまうという問
題が発生する。

【０００６】本発明は、このような問題点を解消するこ
とを目的として、送水管（洗浄管）等の設置場所の制限
が少なく、簡素な配管でカッタヘッドの背面等への土砂
の付着，閉塞を防止することのできるシールド掘進機を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述の
目的を達成するために、本発明によるシールド掘進機
は、スキンプレートの前部にカッタヘッドを回転自在に
設けてなるシールド掘進機において、前記カッタヘッド
の背面側に形成されるチャンバーの外周部に、先端部が
前記スキンプレートの前端部まで延設される送水管およ
び／または吸込管を設けることを特徴とするものであ
る。

【０００８】本発明においては、送水管および／または
吸込管の先端部が、回転されるカッタヘッドの所要部に
向けられて、この送水管から洗浄水が送水され、あるい
は吸込管により掘削土砂が吸い込まれる。本発明によれ
ば、送水管および／または吸込管がカッタヘッドの背面
側に形成されるチャンバーの外周部に設けられているの
で、これら送水管等が他の部材との干渉の関係でその設
置場所が制限されることが少なく、送水もしくは吸込方
向の設定を自由に行うことができる。また、これら送水
管等が固定側に設けられていることによって配管数を最
小限に抑えることができ、多数の配管ホース等によって
機内が煩雑になることもない。これに加えて、これら送
水管等の先端部がスキンプレートの前端部まで延設され
ているので、カッタヘッドに近接した位置で洗浄水の送
水もしくは掘削土砂の吸い込みを行うことができ、例え
ばカッタヘッドの背面もしくは開口部における土砂の付
着防止を確実に行うことができる。

【０００９】本発明を、大径の親シールド機と小径の子
シールド機とを組み合わせてなるシールド掘進機に適用
する場合、前記送水管および／または吸込管は、前記子
シールド機のチャンバーの外周部に設けられるのが好ま
しい。このような配置は、親シールド機のカッタヘッド
前面が大きく開口されていない親子シールド掘進機の場
合に特に有効であって、親シールド機の土砂取り込み通
路における土砂付着防止を効果的に行うことができる。

【００１０】前記送水管および／または吸込管は、スキ
ンプレートの内周面に取り付けられても良いし、スキン
プレートに内蔵されても良い。こうすることで、配管と
他部材との干渉を回避してその配管をより簡素な構造と
することができ、耐久性および信頼性をより一層向上さ
せることができる。

【００１１】前記送水管および／または前記吸込管は、
先端部が前記カッタヘッドに設けられるスポーク部の側
面に向けて開口されるのが好ましい。このようにすれ
ば、掘削土砂の付着し易いスポーク部の側面に対する土
砂付着防止を効果的に行うことができる。この場合、前
記送水管および／または吸込管の先端部開口位置は、前
記カッタヘッドの回転方向側のスポーク部側面および回
転方向逆側のスポーク部側面の両側面であるのが好まし
い。これにより、カッタヘッドが正回転方向もしくは逆
回転方向のいずれに回転する場合でも土砂の付着を確実
に防止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明によるシールド掘進
機の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明す
る。

【００１３】（第１実施例）図１に、本発明の第１実施
例に係るシールド掘進機の縦断面図が示されている。

【００１４】本実施例のシールド掘進機１においては、
円筒状のスキンプレート２が設けられるとともに、この
スキンプレート２の前方に円盤状のカッタヘッド３が回
転自在に支持されている。このカッタヘッド３は、カッ
タヘッド用モータ４の駆動により回転駆動される。ま
た、このカッタヘッド３の後方には隔壁５との間に圧力
室（チャンバー）６が画成され、この圧力室６の土圧と
バランスさせて地山の崩落を防ぐとともに、土砂の流動
性を良くして取り込み易くするために泥水を送り込む送
泥管７と、この送泥管７により送り込まれる泥水と掘削
土砂とを混ぜ合わせた状態で機外へ排出する排泥管８と
が配設されている。さらに、前記隔壁５には、圧力室６
内の掘削土砂と泥水とを攪拌するためのアジテータ９が
取り付けられている。なお、前記カッタヘッド３には、
このカッタヘッド３の外周面から突出可能なようにコピ
ーカッタ装置１０が内蔵されている。

【００１５】前記スキンプレート２の内周面には、上部
に２本，下部に２本の計４本の送水管１１が左右対称か
つ上下対称になるように取り付けられている（下部の送
水管については図示省略されている。）。この送水管１
１は、カッタヘッド３の背面および開口部等に泥水等の
洗浄液を送水するためのものであって、部分的に厚板に
形成されるスキンプレート先端部２ａ内に設けられる洗
浄液通路１２に先端部が連通されている。図２に示され
ているように、各洗浄液通路１２は、先端部がスキンプ
レート２の前端部まで延設されるとともに、この先端部
が外方（隣接する洗浄液通路同士が離隔する方向）へ向
けて曲折されてカッタヘッド３に設けられるスポーク部
（メインスポーク１３もしくはサブスポーク１４）の側
面に向けて開口される形状とされている。

【００１６】このように構成されているので、送水管１
１から洗浄液通路１２を通して供給される洗浄液は、こ
の洗浄液通路１２の先端部の開口から、回転しているカ
ッタヘッド３のメインスポーク１３もしくはサブスポー
ク１４の側面に向けて矢印Ａ，Ｂに示される方向に噴出
される。こうして、特にカッタヘッド３が矢印Ｃ方向に
回転されているときには矢印Ａ方向に噴出される洗浄液
が有効に作用し、カッタヘッド３が矢印Ｄ方向に回転さ
れているときには矢印Ｂ方向に噴出される洗浄液が有効
に作用して、この噴出される洗浄液により、カッタヘッ
ド３の背面もしくは開口部等に付着している土砂が取り
除かれるか、あるいは土砂の付着前に洗浄液が当てられ
ることによって土砂付着防止が図られる。また、特にス
キンプレート２の上部に設けられている２本の洗浄液通
路１２から噴出された洗浄液は、メインスポーク１３も
しくはサブスポーク１４の側面に当てられた後、これら
スポーク１３，１４もしくは面板に沿って落下すること
となるので、この落下の際にもその落下通路周辺部の洗
浄を行うこととなる。なお、図２（ａ）はサブスポーク
１４に洗浄液が当てられるカッタヘッド位置を、図２
（ｃ）はメインスポーク１３に洗浄液が当てられるカッ
タヘッド位置をそれぞれ示している。

【００１７】本実施例においては、スキンプレート先端
部を部分的に厚板に形成し、この厚板部分に洗浄液通路
を内蔵させるものについて説明したが、通常の厚さのス
キンプレートの内壁面に送水管を取り付けるようにして
も良い。この場合、スキンプレート内壁面と送水管とは
密着させても良いし、両者間に多少のクリアランスをも
って送水管を取り付けても良い。

【００１８】（第２実施例）前記第１実施例において
は、複数本の送水管によりカッタヘッドへの土砂の付着
防止を行うものについて説明したが、この送水管に代え
て、同様の構成の吸込管を設け、この吸込管によりカッ
タヘッド３の所要部の土砂を吸い込むようにして土砂の
付着防止を行うようにしても良い。この場合、カッタヘ
ッド３により掘削された土砂はそのカッタヘッド３の下
部に堆積される傾向があることから、前記吸込管は、こ
の土砂の堆積される箇所を中心に設けるのが好適であ
る。

【００１９】また、このように送水管のみ、もしくは吸
込管のみを設けるのではなく、送水管と吸込管とを組み
合わせて用いる実施例も可能である。この組み合わせの
一例として、上部に送水管を設けるとともに下部に吸込
管を設け、送水管によりカッタヘッドを洗浄して下方へ
落下した土砂を吸込管により吸い込むようにする例が挙
げられる。

【００２０】（第３実施例）本実施例は親子シールド掘
進機に適用したものである。図３には本第３実施例に係
るシールド掘進機の縦断面図が、図４には同シールド掘
進機の正面図がそれぞれ示されている。

【００２１】本実施例のシールド掘進機２１において
は、円筒状のスキンプレート２２を有する大径の親シー
ルド機２３と、この親シールド機２３に内蔵されその親
シールド機２３に対して前方へ突出可能な、円筒状のス
キンプレート２４を有する小径の子シールド機２５とが
備えられている。親シールド機２３の前部には円環状の
第１カッタヘッド２６が回転自在に支持され、子シール
ド機２５の前部には円盤状の第２カッタヘッド２７が回
転自在に支持されている。

【００２２】前記第２カッタヘッド２７は、カッタヘッ
ド用モータ２８の駆動により回転駆動される。また、前
記第１カッタヘッド２６は第２カッタヘッド２７にトル
ク伝達ジャッキ２９を介して連結されることによりその
第２カッタヘッド２７と一体に回転駆動される。

【００２３】前記第２カッタヘッド２７の後方には子シ
ールド機２５の内側に設けられる隔壁３０との間に圧力
室３１が画成され、この圧力室３１に泥水を送り込む送
泥管３２と、この送泥管３２により送り込まれる泥水と
掘削土砂とを混ぜ合わせた状態で機外へ排出する排泥管
３３とが配設されている。

【００２４】また、本実施例の場合、親シールド機２３
の胴部は、後胴部とその後胴部に対して屈曲可能に取り
付けられる前胴部とに分割形成され、アーティキュレー
トジャッキ３４の作動により後胴部に対して前胴部が屈
曲される、言い換えれば親シールド機２３の胴部が中折
れ状態にされるようになっている。なお、符号３５で示
されるのは圧力室３１内の掘削土砂と泥水とを攪拌する
ためのアジテータ、符号３６で示されるのは第１カッタ
ヘッド２６の外周面から突出されるコピーカッタ装置で
ある。

【００２５】このような構成の親子シールド掘進機にお
いて、図５にも示されているように、洗浄液通路３７
は、前記子シールド機２５のスキンプレート２４に内蔵
されるとともに、この洗浄液通路３７の先端部がスキン
プレート２４の前端部まで延設されるとともに、この先
端部が第１カッタヘッド２６のスポーク部（メインスポ
ーク３８もしくはサブスポーク３９）の側面に向けて開
口される形状とされている。このように洗浄液通路３７
の先端部が第１カッタヘッド２６に向けられているの
は、親シールド機２３側に第１カッタヘッド２６のスラ
スト推力を受けるベアリング４０が配設されている関係
で、第１カッタヘッド２６の前面が大きく開口できない
構造であるために、この第１カッタヘッド２６の土砂通
路内に土砂が滞留し易いことに起因する。勿論、この洗
浄液通路３７は、子シールド機２５の単独掘進時におけ
るカッタヘッドへの土砂付着を考慮して、掘進方向へ向
けて洗浄液を噴出させる形状とすることも可能である。

【００２６】また、前記洗浄液通路３７は、図６に示さ
れるように鉛直線から所定角度（例えば中心角で３０°
程度）ずらせた位置に設けるようにしても良い。

【００２７】本実施例の場合も、洗浄液通路を内蔵させ
る代わりに、スキンプレートの内壁面に送水管を取り付
けるようにすることができる。また、送水管に代えて土
砂吸込用の吸込管を設けることができ、更に送水管と吸
込管の両者を併用することもできる。

【００２８】（第４実施例）前記第３実施例では、子シ
ールド機２５のスキンプレート２４に洗浄液通路３７も
しくは送水管を設けるものとしたが、第１カッタヘッド
２６の前面が大きく開口されているタイプの親子シール
ド掘進機においては、送水管および／または吸込管を親
シールド機のスキンプレートの内周面に取り付けるか、
あるいはスキンプレートに内蔵させるようにすることが
できる。また、このようなタイプの親子シールド掘進機
の場合に、親子一体掘進時および子シールド機単独掘進
時の土砂付着防止のために、親シールド機および子シー
ルド機の双方のスキンプレートに送水管および／または
吸込管を設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例に係るシールド掘
進機の縦断面図である。

【図２】図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、洗浄液通路の構造
を示す図であって、（ａ）（ｃ）はカッタヘッドの回転
位置の異なる作動態様を示す図、（ｂ）は一部破断して
示すスキンプレートの平面図である。

【図３】図３は、第３実施例に係るシールド掘進機の縦
断面図である。

【図４】図４は、第３実施例に係るシールド掘進機の正
面図である。

【図５】図５は、図４の要部拡大図である。

【図６】図６は、第３実施例の変形例を示すカッタヘッ
ドの部分正面図である。

【図７】図７は、従来例を示す図である。

【図８】図８は、従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ２ スキンプレート ３ カッタヘッド ５ 隔壁 ６ 圧力室（チャンバー） ７ 送泥管 ８ 排泥管 １１ 送水管 １２ 洗浄液通路 １３ メインスポーク １４ サブスポーク ２１ シールド掘進機 ２２ スキンプレート ２３ 親シールド機 ２４ スキンプレート ２５ 子シールド機 ２６ 第１カッタヘッド ２７ 第２カッタヘッド ３０ 隔壁 ３１ 圧力室（チャンバー） ３２ 送泥管 ３３ 排泥管 ３７ 洗浄液通路 ３８ メインスポーク ３９ サブスポーク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキンプレートの前部にカッタヘッドを
   回転自在に設けてなるシールド掘進機において、 前記カッタヘッドの背面側に形成されるチャンバーの外
   周部に、先端部が前記スキンプレートの前端部まで延設
   される送水管および／または吸込管を設けることを特徴
   とするシールド掘進機。
2. 【請求項２】 大径の親シールド機と小径の子シールド
   機とを組み合わせてなるシールド掘進機であって、前記
   送水管および／または吸込管は、前記子シールド機のチ
   ャンバーの外周部に設けられることを特徴とする請求項
   １に記載のシールド掘進機。
3. 【請求項３】 前記送水管および／または吸込管は、ス
   キンプレートの内周面に取り付けられることを特徴とす
   る請求項１または２に記載のシールド掘進機。
4. 【請求項４】 前記送水管および／または吸込管は、ス
   キンプレートに内蔵されることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のシールド掘進機。
5. 【請求項５】 前記送水管および／または前記吸込管
   は、先端部が前記カッタヘッドに設けられるスポーク部
   の側面に向けて開口されることを特徴とする請求項１乃
   至４のうちのいずれかに記載のシールド掘進機。
6. 【請求項６】 前記送水管および／または吸込管の先端
   部開口位置は、前記カッタヘッドの回転方向側のスポー
   ク部側面および回転方向逆側のスポーク部側面の両側面
   であることを特徴とする請求項５に記載のシールド掘進
   機。