JPS6040703Y2 - シ−ルド掘進機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はシールド掘進機に関するものであり、その目的
はシールド前部に配置されるカッタヘッドやその他の部
材への掘削土砂の付着成長あるいはその圧密化を解消し
、また掘削土砂に塑性流動化改良材が注入される場合に
はその混合状態を改善することにより、排土効率ないし
掘削効率を向上させることにある。

シールド掘進機によって掘削を行なう場合、シールド前
部に掘削土砂の取込室（切羽加圧室：泥水式、土圧式を
問わない）を形威しておき、この取込室に取込んだ掘削
土砂の土圧あるいは泥水圧で切羽を加圧し、切羽地山の
崩壊を防止することが行なわれる。

切羽地山は回転式のカッタヘッドによって掘削されるが
、掘削を効率よく行なわせるためには、前記取込室内の
掘削土砂をその取込量に応じて順次後方の排土室（大気
圧室）へ排出させる必要がある。

しかし取込室内の掘削土砂はその性状によって塑性流動
化しないものもあり、このようなもの（たとえば砂礫）
は順次取込まれる掘削土砂と共に取込室内に圧密状態と
なって良好な排土作用を行ない得ない場合がある。

また塑性流動化改良剤を注入しても攪拌混合が十分に行
なわれず、同様の結果を招くこともある。

さらに粘性土等にあっては、取込室内の機素部材等への
付着が生じ、やはり良好な排土作用を行ない得ない。

かかる現象はシールトロ径の大きいシールド掘進機を使
用する場合に顕著にあられれる。

本考案は以上に鑑みてなされたものであり、そのため、
本考案は、シールド前面に配置されるカッタヘッドの背
面中心部に中心軸を一体に取付けると共に、この中心軸
の端部にこれと同心状に隔板を固定し、この隔板の外周
部を前記シールド内面に突設した支持材に回転可能に支
持して隔板前部の前記中心軸外側に掘削土砂取込室を形
威し、この掘削土砂取込室内の外周部と隔板後部の排土
室との間に亘って排土装置を設けてなるシールド掘進機
であって、前記掘削土砂取込室内でかつ中心軸の外側に
回転攪拌装置を設けると共にその回転軸を前記隔板に軸
支し、さらにこの回転軸を前記隔板に対して相対回転可
能でかつ同心状に軸支された回転筒の一端部にギヤ機構
を介して連結し、この回転筒並びに前記隔板を各別の回
転攪拌装置用駆動装置並びにカッタヘッド用駆動装置に
それぞれ連動連結した構成としたもので、取込室内の掘
削土砂は、中心軸の外側に設けられ、その回転軸が隔板
に対して回転可能に軸支された回転攪拌装置によって攪
拌されることから、取込室がカッタヘッドと共に回転す
るような静止空間であっても、掘削土砂はその圧密化、
各部材への付着土砂の崩しあるいはそれらの防止、さら
には塑性流動化改良材等との十分な攪拌混合状態を遠戚
でき、また、回転攪拌装置とカッタヘッドとは各別の駆
動装置によって駆動されるので、これらの駆動装置のト
ルクを検出することにより運転障害が生じた場合の障害
箇所を容易かつ迅速に検知できる。

以下その実施例を第１図〜第３図に基づき説明する。

１はシールド、２はカッタヘッドである。

カッタヘッド２は第２図に示されたスポーク型のもの２
Ａや第３図に示された画盤型のもの２Ｂ等、種々のもの
が必要に応じて使用される。

カッタヘッド２の背面中心部に中空の中心軸３が一体に
取付けられる。

そしてこの中心軸３の端部にこれと同心状に円板状の隔
板４が固定される。

隔板４の外周に、段部５Ａを有する中空ドラム５が固着
され、このドラム５の前記段部５Ａが、シールド１の前
端部に突設された支持材６に軸受７を介して回転可能に
支持される。

この状態で、前記カッタヘッド２はシールド１の前面に
配置されることになる。

また隔板４の外周端面と前記支持材６との間にシール材
８が介装される。

この構成において、隔板４の前部に、この隔板４と中心
軸３、シールド１並びに支持材６により囲まれた掘削土
砂取込室９が構成される。

掘削土砂取込室９内部に攪拌羽根１０と回転攪拌装置１
１が設けられる。

すなわち攪拌羽根１０はカッタヘッド２の背面外周部の
複数箇所に固定される。

また回転攪拌装置１１は、中心軸３と攪拌羽根１０との
間の周囲複数箇所において、その回転軸１１Ａの一端並
びに他端がそれぞれカッタヘッド２並びに隔板４に軸受
１２Ａ、１２Ｂを介して軸支される。

またこの回転軸１１Ａの他端が隔板４を貫通して前記段
部５Ａの内側に延設され、この部分にギヤ１３Ａが固着
される。

１４回転筒であり、これは前記ドラム５内部に軸受１５
を介して同心状でかつ該ドラム５に対し相対回転可能に
支持される。

回転筒１４の前端にはギヤ１３Ｂが設けられており、こ
のギヤ１３Ｂが前記した複数の回転軸付ギヤ１３Ａに噛
合せしめられる。

これらのギヤ１３Ａ、１３Ｂによりギヤ機構１３が構成
される。

１６．１７はそれぞれ回転攪拌装置１１並びにカッタヘ
ッド２を作動させるための駆動モータ（駆動装置）であ
る。

これらはいずれもシールド１側に設置される。

そして回転攪拌装置用駆動モータ１６はギヤ機構１８を
介して前記回転筒１４に連動連結され、またカッタヘッ
ド用駆動モータ１７はギヤ機構１９を介して前記ドラム
５に連動連結される。

２０はスクリューコンベヤによって構成された排土装置
である。

排土装置２０は、その土砂入口が前記掘削土砂取込室９
内の外周部に位置せしめられ、かつ支持材６を貫通して
後方の排土室２１内部にまで延設される。

この排土装置２０によって、掘削土砂は取込室９から排
土室２１へ、該取込室９内の切羽保持圧が保持されたま
ま排土される。

一方、２２は塑性流動化改良材の注入路であり、これは
ロータリジヨイント２３を介してシールド１内の固定配
管２４に接続されると共に、前記中心軸３内を経てカッ
タヘッド２内部に至る。

図示例では掘削土砂取込室９への塑性流動化改良材の注
入をカッタヘッド２側から行なう場合を示しているが、
これは支持材６を貫通する通路を形成することによって
シールド１内から直接取込室９へ注入するようにしても
よい。

以上において、カッタヘッド用駆動モータ１７を駆動す
ると、そのトルクがギヤ機構１９、中空ドラム５、隔板
４、中心軸３を経てカッタヘッド２に伝達され、該カッ
タヘッド２が回転して切羽地山の掘削が行なわれ、掘削
土砂が取込室９内へ取込まれる。

この場合において、掘削土砂はカッタヘッド２と一体の
攪拌羽根１０により攪拌されるのと同時に、回転攪拌装
置１１によっても攪拌される。

すなわちカッタヘッド用駆動モータ１７の作動中におい
て、回転攪拌装置用駆動モータ１６が停止している場合
は、回転攪拌装置回転軸１１Ａが隔板４ないしカッタヘ
ッド２と一体となって共動する関係上、回転軸付ギヤ１
３Ａが回転筒付ギヤ１３Ｂの周りを自転しつつ公転する
。

したがって回転攪拌装置１１も自転しつつ取込室９内部
を公転し、掘削土砂の攪拌を行なう。

また双方の駆動モータ１６．１７がいずれも作動してい
るときにも同様の関係で回転攪拌装置１１が回転するが
、その回転速度がいずれか一方の駆動モータ１６又は１
７の回転速度の増減あるいは回転方向の正逆切換えによ
り制御される。

この場合、周駆動モータ１６，１７の回転方向と回転速
度とが特定の関係にある場合には回転攪拌装置１１が自
転せず、公転のみを行なうことになる。

さらにカッタヘッド用駆動モータ１７のみが停止してい
る場合には、回転攪拌装置１１が公転を行なわず、自転
のみを行なうことになる。

したがって掘削土砂が取込室９内でカッタヘッド２と共
回りする等の理由で圧密化したり、塑性流動化改良材と
の混合が十分に行なわれなかったり、さらに各部材に掘
削土砂が付着したりして排土装置２０による排土が効果
的に行なわれない場合には、回転攪拌装置１１の回転状
態を前述の種々のものに調節することにより、かかる事
態を改善することができる。

また事態の発生を未然に防止することもできる。

さらに、各駆動モータ１６，１７の回転トルクを検出す
るようにしておけば、各駆動モータ１６゜１７にかかる
負荷により掘削土砂の噛込み等を検出し得る。

たとえば、カッタヘッド用駆動モータ１７に過負荷がか
かったような場合はカッタヘッド２前面に玉石等の障害
物が噛込んだことが検知でき、逆に回転攪拌装置用駆動
モータ１６に過負荷がかかったような場合は、取込室９
内に障害物が詰まったことが検知できる。

この実施例において回転攪拌装置１１としては図示側以
外の構造のものを使用することもでき、また塑性流動化
改良材としては粘性土、泥水、モルタル状注入材、清水
等、種々のものを必要に応じて使い分けることができる
。

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、取込
室内の掘削土砂を種々の状態で攪拌混合することができ
るので、取込室がカッタヘッドと共に回転するような静
止空間であっても、その圧密化、各部材への付着土砂の
崩しあるいはそれら。

の防止、さらには塑性流動化改良材等との十分な攪拌混
合状態を遠戚させることができる。

したがって排土効率ないし掘削効率の向上を図ることが
できる。

また特に、回転攪拌装置とカッタヘッドとが各別の駆動
装置で駆動されるので、これらの駆動装置のトルク検出
により運転障害が生じた場合の障害箇所を容易にかつ迅
速に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本考案実施例を示しており、第１図は
縦断側面図、第２図は正面図、第３図は変形例の正面図
である。 １・・・・・・シールド、２，２Ａ、２Ｂ・・・・・・
カッタヘッド、３・・・・・・中心軸、４・・・・・・
隔板、５・・・・・・中空ドラム、６・・・・・・支持
材、７・・・・・・軸受、９・・・・・・掘削土砂取込
室、１１・・・・・・回転攪拌装置、ＩＩＡ・・・・・
・回転攪拌装置回転軸 １２Ａ、１２Ｂ・・・・・・軸
受、１３・・・・・・ギヤ機構、１４・・・・・・回転
筒、１５・・・・・・軸受、１６・・・・・・回転攪拌
装置用駆動モータ、１７・・・・・・カッタヘッド用駆
動モータ、１８．１９・・・・・・ギヤ機構、２０・・
・・・・排土装置、２１・・・・・・排土室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シールド前面に配置されるカッタヘッドの背面中心部に
   中心軸を一体に取付けると共に、この中心軸の端部にこ
   れと同心状に隔板を固定し、この隔板の外周部を前記シ
   ールド内面に突設した支持材に回転可能に支持して隔板
   前部の前記中心軸外側に掘削土砂取込室を形威し、この
   掘削土砂取込室内の外周部と隔板後部の排土室との間に
   亘って排土装置を設けてなるシールド掘進機であって、
   前記掘削土砂取込室内でかつ中心軸の外側に回転攪拌装
   置を設けると共にその回転軸を前記隔板に軸支し、さら
   にこの回転軸を前記隔板に対して相対回転可能でかつ同
   心状に軸支された回転筒の一端部にギヤ機構を介して連
   結し、この回転筒並びに前記隔板を各別の回転攪拌装置
   用駆動装置並びにカッタヘッド用駆動装置にそれぞれ連
   動連結したことを特徴とするシールド掘進機。