(57)【要約】      （修正有）【課題】グリースの無駄を省きつつポンプ台数、配管ライン及びポンプスペースを減少できるシールド掘進機を提供する。【解決手段】グリースポンプ３１と、グリースポンプ３１の吐出側に、吐出圧力を所定圧にするようにグリースを逃がす圧力制御逃がし弁３２を介して接続されると共にアジテータ用シール２６に接続される主配管３３と、主配管３３の中間に分岐接続されると共にカッタ用シール１７に接続される副配管３４と、副配管３４に設けられ副配管３４を全開又は全閉するシャットオフバルブ３５と、シャットオフバルブ３５に接続されカッタとシールドジャッキによる土砂の掘削が停止されるときシャットオフバルブ３５を閉じ、それ以外のときシャットオフバルブ３５を開く制御装置３６とを備えたものである。【選択図】図１
2010121355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドフレームを前後に仕切る隔壁に回転自在に設けられ前方の土砂を掘削するためのカッタと、該カッタの基部と上記隔壁との間に設けられたカッタ用シールと、上記隔壁に設けられた固定部を有すると共に固定部に回転自在に設けられ上記カッタと隔壁の間の土砂を常時撹拌するための回転部を有し、かつ、該回転部と上記固定部の間に設けられたアジテータ用シールを有するアジテータと、上記シールドフレームに設けられ既設セグメントから反力をとるシールドジャッキとを備えたシールド掘進機において、グリースポンプと、該グリースポンプの吐出側に、吐出圧を所定圧にするようにグリースを逃がす圧力制御逃がし弁を介して接続されると共に上記アジテータ用シールに接続される主配管と、該主配管の中間に分岐接続されると共に上記カッタ用シールに接続される副配管と、該副配管に設けられ副配管を全開又は全閉するシャットオフバルブと、該シャットオフバルブに接続されカッタとシールドジャッキによる土砂の掘削が停止されるときシャットオフバルブを閉じ、それ以外のときシャットオフバルブを開く制御装置とを備えたことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
上記圧力制御逃がし弁の吐出側には、二つの上記主配管が、切換弁を介して切換可能に接続されると共に、該切換弁が、主配管内の圧力が所定圧以上になったとき主配管を切り換えるように構成され、それぞれの主配管は共通の分配弁を介してアジテータ用シールの２つ位置に接続されると共に、上記分配弁が一方の位置に所定量のグリースを供給したときその流路を閉じると共に他方の位置への流路を開くように構成された請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項３】
上記それぞれの主配管には上記副配管が接続され、これら副配管は共通の分配弁を介してカッタ用シールの２つの位置に接続されると共に、上記分配弁が一方の位置に所定量のグリースを供給したときその流路を閉じると共に他方の位置への流路を開くように構成された請求項２記載のシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アジテータの回転部と固定部の間のシールやカッタと隔壁の間のシールにグリースを供給するシールド掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
泥水式のシールド掘進機の隔壁には、前方の土砂を掘削するためのカッタが回転自在に設けられると共に、カッタ室内の土砂を撹拌するためのアジテータが設けられている。これらカッタとアジテータは、土砂中で回転するものであるため、カッタの基部と隔壁との間には、カッタ用シールが設けられ、アジテータの固定部と回転部との間には、アジテータ用シールが設けられている。
【０００３】
カッタ用シールとアジテータ用シールは、多段に配置されたリップと、リップ間に充填されるグリースとで止水するようになっており、それぞれグリースを供給されるようになっている。
【０００４】
従来、カッタ用シールとアジテータ用シールにグリースを供給するグリース供給装置は、単一のグリースポンプと各シールとを配管を介して接続するものであった。ところで、カッタ用シールは、土砂の掘削を停止している間はグリース供給の必要がなく、アジテータ用シールは、常時グリース供給する必要がある。このため、上述のグリース供給装置では、土砂の掘削を停止している間であってもカッタ用シールにグリースを供給し続けることとなり、グリースが無駄に消費されるという問題があった。
【０００５】
このため、カッタ用のグリースポンプとアジテータ用のグリースポンプとを別々に用意し、それぞれ独立したグリスーラインでカッタ用シールとアジテータ用シールにグリースを供給するグリース供給装置が開発され、使用されている。
【０００６】
これによれば、カッタ停止時にはカッタ用シールへのグリース供給を止めることができ、グリースの無駄を省くことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ポンプを２台必要とすることから、配管ラインが重複して配管されると共にポンプスペースが増えるという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、グリースの無駄を省きつつポンプ台数、配管ライン及びポンプスペースを減少できるシールド掘進機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、シールドフレームを前後に仕切る隔壁に回転自在に設けられ前方の土砂を掘削するためのカッタと、該カッタの基部と上記隔壁との間に設けられたカッタ用シールと、上記隔壁に設けられた固定部を有すると共に固定部に回転自在に設けられ上記カッタと隔壁の間の土砂を常時撹拌するための回転部を有し、かつ、該回転部と上記固定部の間に設けられたアジテータ用シールを有するアジテータと、上記シールドフレームに設けられ既設セグメントから反力をとるシールドジャッキとを備えたシールド掘進機において、グリースポンプと、該グリースポンプの吐出側に、吐出圧を所定圧にするようにグリースを逃がす圧力制御逃がし弁を介して接続されると共に上記アジテータ用シールに接続される主配管と、該主配管の中間に分岐接続されると共に上記カッタ用シールに接続される副配管と、該副配管に設けられ副配管を全開又は全閉するシャットオフバルブと、該シャットオフバルブに接続されカッタとシールドジャッキによる土砂の掘削が停止されるときシャットオフバルブを閉じ、それ以外のときシャットオフバルブを開く制御装置とを備えたものである。
【００１０】
上記圧力制御逃がし弁の吐出側には、二つの上記主配管が、切換弁を介して切換可能に接続されると共に、該切換弁が、主配管内の圧力が所定圧以上になったとき主配管を切り換えるように構成され、それぞれの主配管は共通の分配弁を介してアジテータ用シールの２つ位置に接続されると共に、上記分配弁が一方の位置に所定量のグリースを供給したときその流路を閉じると共に他方の位置への流路を開くように構成されるとよい。
【００１１】
また、上記それぞれの主配管には上記副配管が接続され、これら副配管は共通の分配弁を介してカッタ用シールの２つの位置に接続されると共に、上記分配弁が一方の位置に所定量のグリースを供給したときその流路を閉じると共に他方の位置への流路を開くように構成されるとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、グリースの消費量を増やすことなくポンプ台数、配管ライン及びポンプスペースを減少できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００１４】
図３及び図４に示すように、シールド掘進機１は、シールドフレーム２と、シールドフレーム２を前後に仕切る隔壁３と、隔壁３に回転自在に設けられ前方の土砂を掘削するためのカッタ４と、隔壁３に複数設けられカッタ４と隔壁３の間に形成されるカッタ室５内の土砂を撹拌するためのアジテータ６と、シールドフレーム２に設けられ既設セグメント７から反力をとるシールドジャッキ８とを備える。
【００１５】
カッタ４は、隔壁３内に位置される基部９と、隔壁３の前方に位置される露出部１０とからなる。
【００１６】
基部９は、隔壁３に設けられる旋回環１１の外輪１２と、外輪１２の前端に設けられた中間リング１３と、カッタ４の回転中心にて隔壁３内に挿入されるセンターブロック１４とからなる。旋回環１１は内輪１５と外輪１２の間に複数のころ１６を設けて構成される。旋回環１１の内輪１５は隔壁３に設けられ、外輪１２を回転自在に支持する。中間リング１３は、断面略矩形状に形成されている。中間リング１３と隔壁３の間と、センターブロック１４と隔壁３の間には、カッタ室５から機内側への土砂の流入を防ぐためのカッタ用シール１７が設けられている。カッタ用シール１７は、中間リング１３の内周面に沿って設けられるバルクヘッドシール１８と、中間リング１３の外周面に沿って設けられる外周シール１９と、センターブロック１４の外周面に沿って設けられるセンターシール２０とからなる。
【００１７】
露出部１０は、中間リング１３に前方に延びて設けられた複数の中間ビーム２１と、中間ビーム２１の前端に設けられ土砂を掘削するカッタ本体部２２と、センターブロック１４に前方に延びて設けられカッタ本体部２２に接続されるセンターパイプ２３とからなる。
【００１８】
アジテータ６は、隔壁３に設けられた固定部２４と、固定部２４に回転自在に設けられカッタ室５内の土砂を撹拌するための回転部２５と、回転部２５と固定部２４の間に設けられたアジテータ用シール２６とを備えて構成されている。固定部２４は、隔壁３に設けられた有底筒体状のケーシング２７からなり、ケーシング２７内には、回転部２５を回転駆動する駆動装置（図示せず）が設けられている。回転部２５は、駆動装置に接続され前方に延びる駆動軸２８と駆動軸２８の前部に設けられた撹拌翼２９とからなる。アジテータ用シール２６は、駆動軸２８とケーシング２７との間に設けられる。
【００１９】
図１及び図２に示すように、アジテータ用シール２６、カッタ用シール１７及び旋回環１１には、グリース供給装置３０が接続される。
【００２０】
グリース供給装置３０は、グリースポンプ３１と、グリースポンプ３１の吐出側に、吐出圧を所定圧にするようにグリースを逃がす圧力制御逃がし弁３２を介して接続されると共に複数のアジテータ用シール２６に接続される主配管３３と、主配管３３の中間に分岐接続されると共にカッタ用シール１７と旋回環１１に接続される副配管３４と、副配管３４に設けられ副配管３４を全開又は全閉するシャットオフバルブ３５と、シャットオフバルブ３５に接続されカッタ４とシールドジャッキ８による土砂の掘削が停止されるときシャットオフバルブ３５を閉じ、それ以外のときシャットオフバルブ３５を開く制御装置３６とを備えて構成されている。
【００２１】
具体的には、圧力制御逃がし弁３２の吐出側には、二つの主配管３３が切換弁３７を介して切換可能に接続されている。切換弁３７は、グリースが供給される主配管３３内の圧力が圧力制御逃がし弁３２の逃がし圧より高い所定圧以上になったときグリースが供給される主配管３３を切り換えるように構成されており、グリースポンプ３１に２つの主配管３３を交互に接続するようになっている。２つの主配管３３は、共通の分配弁３８を介してアジテータ用シール２６の２つの位置に接続されている。なお、図中分配弁３８は、三個一組となったものを１つのブロックとして記載している。
【００２２】
図５（ａ）に示すように、分配弁３８は、一方の主配管３３に接続される第一供給路３９と、他方の主配管３３に接続される第二供給路４０と、アジテータ用シール２６の一方の位置に接続される第一吐出路４１と、アジテータ用シール２６の他方の位置に接続される第二吐出路４２と、第一供給路３９に接続される第一接続口４３、第二吐出路４２に接続される第二接続口４４、第一吐出路４１に接続される第三接続口４５及び第二供給路４０に接続される第四接続口４６を有し、これら第一接続口４３、第二接続口４４、第三接続口４５及び第四接続口４６を所定間隔を隔てて順に列べるように直線状に形成された直線路４７と、直線路４７内に長手方向に移動可能に収容され、第一接続口４３と第二接続口４４の間の直線路４７を閉じる第一弁部４８を有すると共に、第二接続口４４と第三接続口４５の間の直線路４７を閉じる第二弁部４９を有し、かつ、第三接続口４５と第四接続口４６の間の直線路４７を閉じる第三弁部５０を有するパイロットピストン５１と、第一接続口４３と第二接続口４４間の直線路４７に接続された第一連絡路５２と、第三接続口４５と第四接続口４６間の直線路４７に接続された第二連絡路５３と、直線状に延びて形成され第一連絡路５２に一端を接続されると共に第二連絡路５３に他端を接続されるピストン室５４と、ピストン室５４内に長手方向に移動可能に収容される主ピストン５５とを備えて構成されている。
【００２３】
これにより分配弁３８は、第一供給路３９からグリースを供給されたとき、パイロットピストン５１を第四接続口４６側に移動させて第一供給路３９と第一連絡路５２を接続すると共に、第二連絡路５３と第一吐出路４１を接続し、主ピストン５５が第二連絡路５３側に移動することで第一吐出路４１から所定量のグリースを吐出し、その後のグリースの流れを止めるようになっていると共に、第二供給路４０からグリースを供給されたとき、パイロットピストン５１を第一接続口４３側に移動させて第二供給路４０と第二連絡路５３を接続すると共に、第一連絡路５２と第二吐出路４２を接続し、主ピストン５５が第一連絡路５２側に移動することで第二吐出路４２から所定量のグリースを吐出し、その後のグリースの流れを止めるようになっている。
【００２４】
また、二つの主配管３３にはそれぞれ副配管３４が接続されている。これら副配管３４には、複数の分配弁３８が接続されており、これら分配弁３８を介してカッタ用シール１７（バルクヘッドシール１８、外周シール１９又はセンターシール２０）が接続されると共に、旋回環１１が接続されている。それぞれの分配弁３８は、カッタ用シール１７又は旋回環１１の２つの位置、すなわち、バルクヘッドシール１８、外周シール１９、センターシール２０又は旋回環１１の２つの位置に接続されている。
【００２５】
分配弁３８は上述と同様のものであり、第一供給路３９が一方の副配管３４に接続され第二供給路４０が他方の副配管３４に接続され、第一吐出路４１と第二吐出路４２がカッタ用シール１７の別々の位置又は旋回環１１の別々の位置に接続される。これにより分配弁３８は、カッタ用シール１７又は旋回環１１の一方の位置に所定量のグリースを供給したときその流路を閉じると共に他方の位置への流路を開くようになっている。
【００２６】
図１に示すように、制御装置３６は、全てのシールドジャッキ８に設けられた各ストロークセンサ５６に接続されると共に、カッタ４に設けられた回転センサ５７に接続されており、全てのストロークセンサ５６からシールドジャッキ８の長さ情報を所定時間ごとに取得すると共に回転センサ５７からカッタ４の回転数情報を所定時間ごとに取得するようになっている。また、制御装置３６は、所定時間ごとに取得したシールドジャッキ８の長さ情報から大多数（例えば過半数）のシールドジャッキ８が停止していると判断でき、かつ、回転数情報がカッタ４の停止を示すとき、カッタ４とシールドジャッキ８による土砂の掘削は停止していると判断し、シャットオフバルブ３５に副配管３４を全閉する旨の制御信号を発し、それ以外のとき、土砂の掘削がなされていると判断し、シャットオフバルブ３５に副配管３４を全開する旨の制御信号を発するようになっている。
【００２７】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２８】
図１及び図２に示すように、グリースポンプ３１から吐出されたグリースは、圧力制御逃がし弁３２で圧力を一定にするように逃がされつつ切換弁３７に送られる。主配管３３に供給されたグリースは、玉形弁５８、Ｙ型ストレーナー５９を経て副配管３４に分岐される。制御装置３６は、回転センサ５７から所定時間ごとに回転数情報を取得すると共に、全てのストロークセンサ５６から所定時間ごとに長さ情報を取得し、回転数情報がゼロ、かつ、大多数のストロークセンサ５６からの長さ情報に増加がないとき、シャットオフバルブ３５に副配管３４を全閉する旨の制御信号を発する。シャットオフバルブ３５は全閉され、グリースポンプ３１からのグリースは、全て一方の主配管３３に接続された分配弁３８、すなわち分配弁３８の第一供給路３９に供給される。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、第一供給路３９に供給されたグリースは、パイロットピストン５１を第四接続口４６側に移動させ、第一供給路３９と第一連絡路５２を接続すると共に第二連絡路５３と第一吐出路４１を接続する。この後、図５（ｂ）に示すように、第一連絡路５２に入ったグリースは、ピストン室５４に入り、主ピストン５５を第二連絡路５３側に移動させ、第一吐出路４１からグリースが吐出される。主ピストン５５の移動がピストン室５４に規制されて止まると、第一吐出路４１からのグリースの吐出も止まる。第一吐出路４１から吐出されたグリースは、アジテータ用シール２６の一方の位置に供給される。このようにして、全ての分配弁３８の第一吐出路４１からそれぞれのアジテータ用シール２６にグリースが供給されたら、一方の主配管３３内のグリースの圧力が上昇し、切換弁３７が作動して他方の主配管３３がグリースポンプ３１に接続されるように接続が切り替わる。
【００３０】
図６（ａ）に示すように、他方の主配管３３に供給されたグリースは、分配弁３８の第二供給路４０に供給され、パイロットピストン５１を第一接続口４３側に移動させ、第二供給路４０と第二連絡路５３を接続すると共に第一連絡路５２と第二吐出路４２を接続する。この後、図６（ｂ）に示すように、第二連絡路５３に入ったグリースは、ピストン室５４に入り、主ピストン５５を第一連絡路５２側に移動させ、第二吐出路４２からグリースが吐出される。主ピストン５５の移動がピストン室５４に規制されて止まると、第二吐出路４２からのグリースの吐出も止まる。すなわち、第二吐出路４２から吐出されるグリースの量は主ピストン５５の断面積×移動距離で決まる所定量であり、この所定量が吐出されると分配弁３８の供給側は閉じられた状態となる。第二吐出路４２から吐出されたグリースは、アジテータ用シール２６の他方の位置に供給される。このようにして全ての分配弁３８の第二吐出路４２からそれぞれのアジテータ用シール２６にグリースが供給されたら、他方の主配管３３内のグリースの圧力が上昇し、切換弁３７が作動して一方の主配管３３がグリースポンプ３１に接続されるように再び接続が切り替わる。以降、上述した一方の主配管３３からのグリース供給と、他方の主配管３３からのグリース供給とが交互に繰り返されてグリースが所定のペースでアジテータ用シール２６のみに供給される。
【００３１】
シールド掘進機１の掘進が開始されると、制御装置３６がゼロ以外の回転数情報を取得し、或いは長さ情報に増加があることを判断し、シャットオフバルブ３５に副配管３４を全開する旨の制御信号を発する。シャットオフバルブ３５は全開され、グリースポンプ３１からのグリース供給はそのときグリースポンプ３１に接続されている一方の主配管３３に加え、この主配管３３に接続されている副配管３４にも開始される。これにより、バルクヘッドシール１８、外周シール１９、センターシール２０、旋回環１１及びアジテータ用シール２６の全てにグリースが供給される。分配弁３８の動作は全て上述と同様であり、全ての分配弁３８から所定量のグリースが吐出されたら副配管３４内と主配管３３内のグリースの圧力が上昇し、切換弁３７が作動して主配管３３の接続が切り替わる。以降、双方の主配管３３からのグリース供給が交互に繰り返されてグリースが所定のペースでバルクヘッドシール１８、外周シール１９、センターシール２０、旋回環１１及びアジテータ用シール２６に供給される。なお、シャットオフバルブ３５が全開されることでグリースの流れに対する抵抗は減少し、圧力制御逃がし弁３２から逃がされるグリースはほとんどなくなる。また、シャットオフバルブ３５が開かれているとき切換弁３７が作動して主配管３３が切り替わる間隔は１〜３分程度である。
【００３２】
このように、グリースポンプ３１と、グリースポンプ３１の吐出側に、吐出圧力を所定圧にするようにグリースを逃がす圧力制御逃がし弁３２を介して接続されると共にアジテータ用シール２６に接続される主配管３３と、主配管３３の中間に分岐接続されると共にカッタ用シール１７に接続される副配管３４と、副配管３４に設けられ副配管３４を全開又は全閉するシャットオフバルブ３５と、シャットオフバルブ３５に接続されカッタ４とシールドジャッキ８による土砂の掘削が停止されるときシャットオフバルブ３５を閉じ、それ以外のときシャットオフバルブ３５を開く制御装置３６とを備えてシールド掘進機１を構成したため、グリースの無駄を省きつつポンプ台数、配管ライン及びポンプスペースを減少できる。
【００３３】
圧力制御逃がし弁３２の吐出側には、二つの主配管３３が、切換弁３７を介して切換可能に接続されると共に、切換弁３７が、主配管３３内の圧力が所定圧以上になったとき主配管３３を切り換えるように構成され、それぞれの主配管３３は共通の分配弁３８を介してアジテータ用シール２６の２つ位置に接続されると共に、分配弁３８が一方の位置に所定量のグリースを供給したときその流路を閉じると共に他方の位置への流路を開くように構成されるものとしたため、アジテータ用シール２６にグリースを所定量ずつ供給できる。また、アジテータ用シール２６の数や大きさが変わっても流量の調整等複雑な調整をする必要がなく、仕様変更等に容易に対応できる。
【００３４】
それぞれの主配管３３には副配管３４が接続され、これら副配管３４は共通の分配弁３８を介してカッタ用シール１７の２つの位置に接続されると共に、分配弁３８が一方の位置に所定量のグリースを供給したときその流路を閉じると共に他方の位置への流路を開くように構成されたため、カッタ用シール１７にグリースを所定量ずつ供給できる。また、カッタ用シール１７の数や大きさが変わっても流量の調整等複雑な調整をする必要がなく、仕様変更等に容易に対応できる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、主配管３３と副配管３４が一対並行に配管されるものについて述べたが、これに限るものではない、主配管３３と副配管３４が単独で配管されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】アジテータの側断面図である。
【図４】シールド掘進機の要部側断面図である。
【図５】分配弁の説明図であり、（ａ）は第一の供給口からグリースが供給された状態を示し、（ｂ）は第一の吐出口からグリースが吐出された状態を示す。
【図６】分配弁の説明図であり、（ａ）は第二の供給口からグリースが供給された状態を示し、（ｂ）は第二の吐出口からグリースが吐出された状態を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１  シールド掘進機
２  シールドフレーム
３  隔壁
４  カッタ
６  アジテータ
７  既設セグメント
８  シールドジャッキ
９  基部
１１  旋回環
１７  カッタ用シール
２４  固定部
２５  回転部
２６  アジテータ用シール
３１  グリースポンプ
３２  圧力制御逃がし弁
３３  主配管
３４  副配管
３５  シャットオフバルブ
３６  制御装置
３７  切換弁
３８  分配弁
【図１】
2010121355.tif 000003
【図２】
2010121355.tif 000004
【図３】
2010121355.tif 000005
【図４】
2010121355.tif 000006
【図５】
2010121355.tif 000007
【図６】
2010121355.tif 000008