JPS63247496A - シ−ルド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シールド掘進機の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来技術として本件出願人か先に行った出願（特願昭５
８−２２３３５８号）のものを第７図に示す。図におい
て、ｌは軸方向に列設した複数のセグメント２，２．・
・・の前端側に位置する円筒状のシールドハルで、該シ
ールドハルｌ内には軸方向−側、即ち第３図中左側寄り
に位置して隔壁３か設けられている。４は該隔壁３によ
って前記シールドハルｌの先端側に画成された土砂取込
み用のチャンバで、該チャンバ４は前記隔壁３の下部側
に形成された土砂取出口５を介してシールド゛ハル１の
後部側と連通している。６は後述する回転軸９を支持す
るために隔壁３の中心に貫通して固着されたラジアル軸
受て、該軸受６を囲繞するように隔壁３の後面にはギヤ
ボックス７か固着され、該ギヤボックス７の後端には軸
受ボックス８か突設されている。９は中間位賃が前記ラ
ジアル軸受６に支持され、後端か軸受ボックス８内の玉
軸受１０に支持された回転軸で、該回転軸９の先端には
前面に複数の刃部１１Ａ、ＩＩＡ、・・・が突設された
カッタホイール１１が前記チャンバ４を閉塞するように
固着されている。１２は前記回転軸９を介してカッタホ
イール１１を回転駆動するために、前記軸受ボックス８
上に載置された回転駆動源としての油圧モータて、該油
圧モータ１２の駆動軸は前記ギヤボックス７内に突出し
ており、山車列１３を介して回転軸９に連結されている
。

一方、１４は前記カッタホイール１１によって掘削され
チャンバ４内に取込まれた土砂をシールドハルｌ内から
後方のセグメント２側に搬出するためのスクリュウコン
ベアで、該スクリュウコンベア１４は先端側開口か取込
み口１５Ａになり、後端側の周壁には下方に向けて土砂
落下口１５Ｂか形成された中空円筒状のトラフ１５と、
該トラフ１５内に回転可能に挿嵌された螺旋状の羽根１
６と、トラフ１５の他端側に固着され、該羽根１６を回
転駆動する油圧モータ１７とから構成されている。そし
て、該スクリュウコンベア１４はシールドハルｌの内周
面−Ｌ方からｆ向きに突設した支持ツラケット１８によ
り、取込み口１５Ａか隔壁３の土砂取出口５に対向し、
油圧モータ１７かセグメント２の内周面上側に位置する
傾斜した状態て支持されている。

１９はスクリュウコンベア１４の外側に潤滑油２１Ａ、
後側壁２１Ｂ、略Ｕ字状の周壁２ＩＣ及び該各タンク１
９．２０を画成する仕切壁２１Ｄとによって形成されて
いる。そして、該土砂溜めタンク１９は内部がトラフ１
５の土砂落下ｒ＋　１５　Ｂに連通ずると共に、スクリ
ュウコンベア１４に沿って軸線０．０か傾斜した排出口
１９Ａを後側壁２１Ｃに有している。

２２は前記土砂溜めタンク１９内の土砂をセグメント２
の後方に配にされているズリトロ（図示せず）に向けて
圧送するための土砂圧送パイプて、該土砂圧送パイプ２
２の基端側２２Ａは土砂溜めタンク　、−１９の排出口 １９Ａに接続され、ズリトロ側に伸長する終端側２２Ｂ
はスクリュウコンベア１４に沿って斜上方に直線状に伸
びている。

一方、２３は前記土砂溜めタンク１９内の土砂を土砂圧
送パイプ２２内に順次送り込むための土砂圧送ポンプで
、該土砂圧送ポンプ２３は前記油タンク２０の外側に突
設したケーシング２３Ａと、該ケーシング２３Ａ内から
油タンク２０内にかけて軸方向に摺動可能に挿嵌され、
土砂溜めタンク１９内に進入して先端側が排出口１９Ａ
に当接することにより内部に土砂を取込むようになった
外側シリンダ２３Ｂと、該外側シリンダ２３Ｂ内に軸方
向に摺動可能に挿嵌され、外側シリンダ２３Ｂ内の土砂
を前記土砂圧送パイプ２２内に圧送する圧送用ピストン
２３Ｃとから大略構成されている。そして、上述の如く
構成される土砂圧送ポンプ２３は土砂の圧送方向を斜上
方に向けて土砂圧送パイプ２２と同一軸、線上に配設さ
れている。

かくして、土砂溜めタンク１９、土砂圧送パイプ２２、
土砂圧送ポンプ２３とによって従来技術の土砂圧送装置
を構成している。

次に、上述の如く構成されるシールド掘進機の作動につ
いて述べる。

油圧モータ１２によってカッタホイール１１か回転駆動
されると各刃部１１Ａによって切羽Ａから土砂か掘削さ
れる。掘削された土砂はチャンバ４内に充満し、土砂取
出口５からシールドハルｌの後側に流入していく。そし
て、スクリュウコンベア１４の羽根１６によって取込み
目１５Ａからトラフ１５内に掻込まれた土砂は土砂落下
ＩＴＩ　１５　Ｂから土砂溜めタンク１９内に落下する
。

斜上の如く土砂溜めタンク１９内に土砂が供給されると
、土砂圧送ポンプ２３の外側シリジン２３Ｂか土砂溜め
タンク１９内に進入する。そして、該シリシタ２３Ｂ内
に土砂を取込みつつその先端を排出ｒ］ｌ　９　Ａに当
接させることにより、外側シリジン２３Ｂと土砂圧送パ
イプ２２か連通する。すると、外側シリンダ２３Ｂ内の
圧送用ピストン２３Ｃか上砂圧送パイプ２２に向けて摺
動し、外側シリシタ２３Ｂ内の土砂を土砂圧送パイプ２
２内に押出す。しかる後外側シリンダ２３Ｂと圧送用ピ
ストン２３Ｃか一体的に後退し、最後に圧送用ピストン
２３Ｃか最後端まで後退することにより圧送工程か終了
する。そして、土砂圧送装置２３は上述した圧送工程を
界返し行うことにより、土砂溜りタンク１９内に供給さ
れる土砂を土砂圧送パイプ２２を介してズリトロ側に圧
送するようになっている。

〔発明か解決しようとする問題点〕

ところて、前述の如く土砂溜めタンク１９をスクリュウ
コンベア１４の土砂落下口１５Ｂに連通させて該コンベ
ア１４に土砂圧送装置２４を直接装着したシールド掘進
機にあっては、第１に、トンネル坑内か泥て汚れること
がないから清掃作業費を節減できる、第２に、後方台車
に搭載した土砂圧送装置に土砂を移送するために従来必
要てあった２次スクリュウコンベア或いはベルトコンベ
アを不要にてきる、第３に、後方台車も減少てきるから
仮掘進長か短かくてすむ、という長所がある。

一方、スクリュウコンベア１４に土砂圧送装置２４を直
接設けることによって、セグメント２との間のスペース
が減少するため、シールドハルｌ側へのセグメント２の
搬入か困難になるという欠点や、掘進方向を変えるため
にシールドハルｌの方向を変える場合にスクリュウコン
ベア１４と共に土砂圧送装置２４も横方向に振られて、
セグメント２の内周面に当接し易くなるため、シールド
ハル１の方向を大きく変えることがてきないという欠点
がある。

更に、従来技術における土砂圧送装置２４は斜」一方に
向けて土砂を圧送するように配設されているために、特
に流動性の高い土砂を圧送する際に土砂・溜めタンク１
９側に逆流し、圧送効率が低下するという欠点かある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、シールドハルの方向を大きく変えることがてき、しか
も圧送する土砂の逆流を防止てきる結果圧送効率を向上
てきるシールド掘進機を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した問題点を解決するために構成された本発明の手
段の特徴は、シールド掘進機を構成する土砂圧送装置を
スクリュウコンベアのトラフに固着され、内部か該トラ
フの土砂落下口に連通ずると共に、前端側に排出口を有
する土砂溜めタンクと、該土砂溜めタンクの排出口に接
続された基端側をＵ字管状に屈曲形成すると共に、終端
側な後方のセグメントに向けて伸長させた土砂圧送パイ
プと、前記土砂溜めタンク内の土砂を前記排出口から該
土砂圧送パイプ内に圧送する土砂圧送ポンプとから構成
したことにある。

〔実施例〕゛ 以下、本発明の実施例を第１図ないし第６図に基づき詳
述する。なお、前述した従来技術の構成要素と同一の構
成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

而して１図中３１は本実施例の土砂圧送装置を示す。３
２は該土砂圧送装置３１を構成する土砂溜めタンつて、
該土砂溜めタンク３２は前側壁３２Ａ、後側壁３２Ｂ及
びＵ字状の周壁３２Ｃによって上方か開口した容器状に
形成されている。

そして、切羽Ａ側に位置する前側壁３２Ａには土砂排出
用の排出口３３か形成されると共に、後側壁３２Ｂには
排出ｌコ３３に対向してシリンダ摺嵌穴３４か形成され
ており、該後側壁３２Ｂの外面には後端壁３５Ａと筒状
の周壁３５Ｂとからなり、内部に潤滑油を収容する油タ
ンク３５か突設されている。

上述の如く構成される土砂溜めタンク３２は第１図に示
すように、シールド掘進機の軸中心をなすシールドハル
ｌの軸線０．０に対して傾斜した状態てトラフ１５の外
面に直接固着されており、該タンク３２の内部は土砂落
下口１５Ｂに連通ずると共に、排出口３３は切羽Ａ側に
位置して斜下方にあるのに対し、シリンダ挿嵌穴３４は
斜上方にある。

次に、３６は前記土砂溜めタンク３２内の土砂をセグメ
ント２の後方、即ち立坑寄りに配置されているズリトロ
（図示せず）に向けて圧送するための土砂圧送パイプて
、該土砂圧送パイプ３６の基端側３６Ａは第３図に示す
ように、Ｕ字管状に屈曲している。そして、土砂溜めタ
ンク３２の排出口３３に接続された基端側３６Ａは切羽
Ａに向って水平に伸びた後トラフ１５の下側で１８０度
屈白し、後述する土砂圧送ポンプ３７の下方て〈字状に
屈曲しており、該基端側３６Ａに続く絡端側３６Ｂは第
３図に示すように、シールドハルｌの輔ｖ；ｊｏ、ｏに
沿って直線状にズリトロに向かって伸長している。

更に、３７は前記土砂溜めタンク３２内の土砂を土砂圧
送パイプ３６内に順次送り込むための上砂圧送ポンプで
、該土砂圧送ポンプ３７は第４図ないし第６図に示すよ
うに、前記油タンク３５の後端壁３５Ａ外面に突設した
ケーシング３７Ａと、油タンク３５を貫通して該ケーシ
ング３７Ａ内から土砂溜めタンク３２のシリンダ挿嵌穴
３４にかけて摺動可能に挿嵌され、軸方向中間に位置し
て内側にはピストン壁部３７Ｂ、か形成された外側シリ
ンダ３７Ｂと、軸部３７ｃ１の先端側は前記外側シリン
ダ３７Ｂ内を摺動して土砂を圧送する土砂圧送ピストン
部３７Ｃ２になり、後端側は前記ケーシング３７Ａ内を
摺動して外側シリンダ３７Ｂの後端を押動するシリンダ
押動ピストン部３７Ｃ３になったピストン３７Ｃとから
大略構成されており、該外側シリンダ３７Ｂ、ビス１−
ン３７Ｃは例えば油圧力によって押動されるようになっ
ている。

そして、上述の如く構成される土砂圧送ポンプ３７は土
砂圧送方向を斜下方の排出口３３に向けた傾斜した状態
て、しかも該排出口３３の中心とポンプ３７の中心を通
る軸線ｏ′、ｏ′をシールドハルｌの軸線０，０に対し
て第２図中左斜め下方にずらした状態て油タンク３５に
固着することにより、土砂溜めタンク３２の前側壁３２
Ａ端部とセグメント２内周而との間の最小寸法りを最大
限大きくなるようにしてある。

かくして、本実施例による土砂圧送装置３１は土砂溜め
タンク３２、油タンク３５、土砂圧送パイプ３６及び土
砂圧送ポンプ３７とから構成されている。

次に、上述の如く構成されるシールド掘進機の作動につ
いて説明する。なお、カッタホイール１１によって掘削
された土砂がスクリュウコンベア１４によって土砂溜め
タンク３２内に供給されるまでの作動は従来技術の場合
と同じである。而して、土砂溜めタンク３２内に土砂が
供給されると、土砂圧送ポンプ３７の外側シリンダ３７
Ｂが第５Ｕ′２１に示すように土砂溜めタンク３２内に
進入する。そして、先端開口からシリンダ内に土砂を取
込みつつその先端を排出口３３に当接させることにより
、外側シリンダ３７Ｂと土砂圧送パイプ３６か連通する
。すると、外側シリンダ３７Ｂ内のピストン３７Ｃか排
出口３３に向けて摺動し。

上砂圧送ピストン部３７ｃ２か外側シリンダ３７Ｂ内の
土砂を土砂圧送パイプ３６内に押出す。しかる後、外側
シリンダ３７Ｂはピストン３７Ｃを押動しつつケーシン
グ３７Ａ側に後退することにより、従来技術の場合より
もｌ工程少ない３工程からなる圧送工程が終了する。そ
して、土砂圧送装置３１は上述した圧送工程を繰返し行
うことにより、土砂溜りタンク３２内に供給される土砂
を土砂圧送パイプ３６を介してズリトロ側に圧送するよ
うになっている。

而して、本実施例によれば、土砂溜めタンク３２と土砂
圧送ポンプ３７を従来技術のものとは逆の位置に設ける
と共に、該土砂溜めタンク３２と該ポンプ３７を結ぶ軸
線ｏ′、ｏ′かシ−ルトハルｌの軸線０．０に対して距
離Δ立だけずらすことによって、土砂溜めタンク３２の
前側壁３２Ａの端部とセグメント２の内周面との間の最
小寸法りを最大限にしてあるから、小口径シール１ヘハ
ルの場合にも必要なスペースを確保てきる。

また、シールドハルｌの方向変換と共にスクリュウコン
ベア１４か横振れした場合、その横振れ州は後端側即ち
立坑側はど大きくなるが、土砂圧送装置３１はシールド
ハルｌの軸ｖｊｏ、ｏに対して傾剥させて配設してある
から、立坑寄りになるほどシールドハルｌの中心に近す
いてセフメン更に、土砂圧送装置３１の土砂圧送パイプ
３６は基端側３６ＡをＵ字管状に屈曲し、該基端側３６
Ａをスクリュウコンベア１４の下側に配設することによ
って終端側３６Ｂをシールドハルｌの軸線Ｏ１Ｏに沿っ
て直線状に伸長させたから、土砂圧送パイプ３６とセグ
メント２との間の距離を大きくすることかてきる。この
結果、スクリュウコンベア１４か横振れしても上砂圧送
パイプ３６かセグメント２に接触するのを防止できる。

また、土砂溜めタンク３２は土砂圧送パイプ３６より１
；方に配設すると共に、該土砂圧送パイプ３６の基端側
３６ＡはＵ字管状に屈曲形成してあるから、自重による
土砂の逆流を確実に防Ｗてき、圧送効率を向上させるこ
とがてきる。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳述した如く構成したから、シールドハル
か方向変換してスクリュウコンベアか横振れした場合て
も土砂圧送装置かセグメントに当接するのを防止てき、
しかも土砂の逆流を確実に防止して圧送効率を高めるこ
とかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示し、第１図
はシールド掘進機の縦断面図、第２図は第１図中のＩＩ
　−ＩＩ矢示方向断面図、第３図は第１図中の■−■矢
示方向断面図、第４図、第５１２１及び第６図は第１図
に示す土砂圧送ポンプの圧送工程をそれぞれ示す縦断面
図、第７図は従来技術に係るシールド掘進機の縦断面図
である。 ｌ・・・シールドハル、２・・・セグメント、３・・・
隔壁、４・・・チャンバ、１１・・・掘削手段、１４・
・・スクリュウコンベア、１５Ａ・・・土砂取込み口、
１５Ｂ・・・土砂落下口、３１・・・土砂圧送装置、３
２・・・土砂溜めタンク、３６・・・土砂圧送パイプ、
３６Ａ・・・基端側、３７・・・土砂圧送ポンプ。 特許出願人　　日立建機株式会社 代理人　弁理士　　広　瀬　和　産 量　　　　　　　中　　村　　直　　樹第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）隔壁によって前側に土砂取込み用チャンバが形成
   されると共に、後側にはセグメントが軸方向に列設され
   るシールドハルと、前記チャンバの前方に位置して該シ
   ールドハルに設けられた掘削手段と、該掘削手段により
   前記チャンバ内に掘削された土砂を前記セグメント側に
   搬送すべく土砂取込み口を下方にし、土砂落下口を上方
   に位置させて前記シールドハルに傾斜した状態で設けら
   れたスクリュウコンベアと、該スクリュウコンベアの土
   砂落下口から供給される土砂を前記セグメントに沿って
   後方に圧送する土砂圧送装置とからなるシールド掘進機
   において、前記土砂圧送装置は前記スクリュウコンベア
   のトラフに固着され、内部が該トラフの土砂落下口に連
   通すると共に、前端側に排出口を有する土砂溜めタンク
   と、該土砂溜めタンクの排出口に接続された基端側をＵ
   字管状に屈曲形成すると共に、終端側を後方のセグメン
   トに向けて伸長させた土砂圧送パイプと、前記土砂溜め
   タンク内の土砂を前記排出口から該土砂圧送パイプ内に
   圧送する土砂圧送ポンプとから構成したことを特徴とす
   るシールド掘進機。
2. （２）前記土砂圧送ポンプは前記排出口に対向した状態
   で該排出口の斜め上方に配設してある特許請求の範囲（
   １）項記載のシールド掘進機。