JPS593634B2 - シ−ルド掘進機の切羽圧力保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールド掘進機の切羽圧力保持装置に関し、そ
の目的は切羽カッターの回転によりシールド掘進機の圧
力室に取込まれる掘削土砂量と該圧力室からの排出土砂
量とをバランスさせ、切羽を常時適正圧で保持し得る装
置を提供することにある。

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

図において、１はシールド掘進機本体である。このシー
ルド掘進機本体１は隔壁２によって切羽３に対向する圧
力室４と、該圧力室４の後面側の大気圧側５とに区画さ
れる。

６は切羽カッターであり、このカッター６は油圧モータ
ー１により回転駆動されるようになっている。

すなわち、油圧モーター１とカッター６とは歯車機構８
により連動連結されており、カッター６の回転によって
掘削された土砂は圧力室４に取込まれ、カッター６の背
部外周に設けられている回転パケット９の反転を利用し
てスクリューコンベヤ１０に投入される。

このスクリューコンベヤ１０は隔壁２の圧力室４側と大
気圧側５との間に亘って設けられており、圧力室４に取
込まれた掘削土砂を該圧力室４の後方に移送し、排出口
１１からモノポンプなどの容積式排出装置１２に導入す
る。

スクリューコンベヤ１０の排出口１１にはゲート式開閉
バルブ１３が配置されると共に、連結管１４を介して前
記容積式排出装置１２の１次側室１５が連通されている
。

容積式排出装置１２はこの１次側室１５と、該１次側室
１５につづく２次側室１６とから構成され、１次側室１
５にはスクリューフィダー１５Ａが配され、また２次側
室１６には前記スクリューフィーダー１５Ａに連結され
た螺旋状のスクリュー１６Ａ及びこのスクリュー１６Ａ
に密着する弾性材１６Ｂが配されている。

したがってスクリユーコンベヤ１０で移送された土砂は
排出口１１から連結管１４内に入り、該連結管１４に充
満されると共に、容積式排出装置１２の１次側室１５及
び２次側室１６を通り、吐出口１７から大気圧側５に開
放される。

この場合、圧力室４の切羽保持用の土圧は容積式排出装
置１２によって大気圧側５への土砂開放中にも保持され
る。

そして大気圧側５に開放排出された土砂はコンベヤ装置
１８によりシールド掘進機後方へ移送され、台車１９に
より直接坑外へ搬出される。

一方２０はシールド掘進機本体１のカッター６を切羽３
に押付けるための推進装置であり、通常この推進装置２
０はシールド掘進機本体１側に固着されたシリンダ装置
によって構成されており、この推進装置２０を坑内固定
部材（図示せず。

）に対して押出し作動させ、その反力でシールド掘進機
本体１に推進力を付与する。

この推進装置２０には推進速度検出装置２１から連設さ
れており、この検出装置２１の検出信号により前記排出
装置１２の土砂排出量を前記圧力室４への土砂取込量と
バランスさせるようにしである。

すなわち、推進速度検出装置２１からの速度信号Ｖ、は
倍率器２２に入力され、ゲインによる信号修正用係数に
、及び切羽面積Ａを掛けた値は電圧−電流変換器２３を
経て比例油量調節弁２４に入力され、この調節弁２４の
開度を制御することにより前記排出装置１２の駆動油圧
モーター２５を回転させるようにしである。

前記係数に１は切羽３の土砂の種類によりその土砂の掘
出される容積が異なることを考慮して速度信号Ｖ１に掛
けられる因子である。

そして駆動油圧モーター２５の回転数はタコゼネレータ
ー２６により取出され、その信号を倍率器２１を介して
前記電圧−電流変換器２３の入力側にフィードバックさ
せてこの調節弁２４の開度を調整し、前記推進速度に見
合った排土砂量、すなイつち駆動油圧モーター２５の回
転数が得られるようになっている。

このように推進速度と駆動油圧モーター２５の回転数を
バランスさせることによって、圧力室４への土砂取込量
と排出装置１２での土砂排出量を等しくすることができ
るので、圧力室４内の土圧は常時定圧に保持され、切羽
３崩壊を防止することができる。

また駆動油圧モーター２５の回転数Ｎをパルスゼネレー
ター２８により取出し、その検出信号を倍率器２９によ
って演算し、これを表示装置３０によってデジタル表示
することもできるし、また累積装置３１により全排土量
を表示することもできる。

さらに１駆動油圧モーター２５の回転数を手動及び自動
制御に切換えられるようにするためには、速度検出装置
２１と比例油量調節弁２４の間の回路中に手動・自動切
換スイッチ３２を介装し、このスイッチ３２に速度検出
装置２１に対する入力端子ａと、排土量手動設定装置３
３に対する入力端子すとを有せしめ、この両端子を択一
的に比例油量調節弁２４に対して切換え得るようにすれ
ば良い。

容積式排出装置１２による排土砂量を駆動油圧モーター
２５の回転数で制御する関係上、該回転数と排土砂量と
の間には常時比例関係を保っておく必要があるが、この
ために本実施例では連結管１４内に圧力スイッチ３４を
設け、この圧力スイッチ３４からの圧力信号を油圧サー
ボ弁などの比例油量調節弁３５に入力し、この調節弁３
５によってスクリューコンベヤ１０の駆動油圧モーター
３６の回転数を制御し、連結管１４を通って容積式排出
装置１２の１次側室１５に入る土砂量を調整するように
している。

さらに切羽３の不測事態などにより圧力室４の土圧が急
激に増加したときにも推進速度と容積式排出装置１２の
駆動油圧モーター２５の回転数とを良好に制御できない
場合がある。

このような場合にシールド推進機本体１の推進を停止し
、同時にカッター６の回転も停止させるようにすること
が望ましい。

そのためカッター６の回転用油圧モーター１に連設され
た油圧回路３γに圧力スイッチ３８を介装し、この圧力
スイッチ３８からの信号により推進装置２０の排油経路
３９中の切換弁４０を開閉作動させるようにしている。

すなわち、排油経路３９中の切換弁４０手前側に分岐管
４１を介して切換弁４２を介装し、この切換弁４２を前
記圧力スイッチ３８に連動させることによって、圧力ス
イッチ３８が異常圧を検出したとき切換弁４２が切換ね
り、これに伴い排油経路３９中の切換弁４０が開放側に
切換わるように構成している。

また油圧回路３γ中の切換弁４３も同様に作動させるこ
とができる。

さらにまた、隔壁２の圧力室４側面に土圧計４４を設け
ることにより、圧力室４の土庄の有無をブザー４５の作
動によりチェックし、切羽地山の管理を行うようにして
も良い。

以上の説明から明らかなように、本発明によると、圧力
室内への土砂の取込み量と圧力室外への土砂排出量とを
常時バランスさせて切羽の崩壊等を未然に防止すること
ができることはもちろんのこと、圧力スイッチおよびス
クリューコンベア用比例油量調節弁の作用によりスクリ
ューコンベアから容積式排出装置内に土砂が適量づつ供
給されるものであり、容積式排出装置のスクリューフィ
ーダーおよびスクリューが土砂が少なすぎて空回わりし
たり、土砂が多すぎて大きな負荷を受けたすすることは
ない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例装置に係る制御系統図である。 １・・・・・・シールド掘進機本体、３・・・・・・切
羽、４・・・・・・圧力室、５・・・・・・大気圧側、
６・・・・・・カッター、γ・・・・・・油圧モーター
、１０・・・・・・スクリューコンベヤ、１４・・・・
・・連結管、２０・・・・・・推進装置、２１・・・・
・・推進速度検出装置、２４・・・・・・比例油量調節
弁、２５・・・・・・、駆動油圧モーター、３４・・・
・・・圧力スイッチ、３５・・・・・・比例油量調節弁
、３６・・・・・・、駆動油圧モーター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールド掘進機本体の圧力室内に取込まれた土砂を
   圧力室外へ排出するスクリューコンベアを設け、該スク
   リューコンベアから排出された土砂を連結管を介して受
   取る１次側室とその１次側室に同心状に接続された２次
   側室とを有する容積式排出装置を設け、上記１次側室に
   スクリューフィーダーを配設し、２次側室にスクリュー
   と、そのスクリューに密着する弾性体とを配設し、上記
   スクリューとスクリューフィーダーとを一体連結し、上
   記連結管内に圧力スイッチを設け、その圧力スイッチの
   圧力信号によりスクリューコンベアの１駆動油圧モータ
   ーを制御するスクリューコンベア用比例油量調節弁を設
   け、シールド掘進機本体のカッターを切羽に押付けるた
   めの推進装置に推進速度検出装置を連設し、この推進速
   度検出装置からの検出信号をうけて容積式排出装置のス
   クリューフィーダーおよびスクリューを、駆動する、駆
   動油圧モーターを制御する容積式排出装置用比例油量調
   節弁を設けたことを特徴とするシールド掘進機の切羽圧
   力保持装置。