(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中折れジャッキにより相互に連結され、筒状に形成された前，後スキンプレートを有する掘進機本体と、
前記前スキンプレートの先端に回転自在に設置されたカッターと、
前記カッターの背面側に設けられ、掘削土砂を充満して土圧に対抗させるチャンバーとを備えたシールド掘進機において、
前記チャンバーの内部と直接連通し、全長が前記前スキンプレート内に位置する圧力調整型一軸偏心ネジポンプを設け、
前記圧力調整型一軸偏心ネジポンプの吐出口に、他端側が後続台車の後方まで伸びて開放される可撓性の土砂搬出用配管の一端側を連通接続したことを特徴とするシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シールド掘進機に関し、特に、土圧式シールド掘進機の排土手段の改良技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土圧式シールド掘進機においては、通常、チャンバー内に取込まれた掘削土砂は、スクリューコンベアを使用して、坑内に排出している。この場合、掘削土砂は、切羽の安定性を確保するために、チャンバー内の土圧を所定値以上に保持しながら、スクリューコンベアの排土口を間欠的に開閉して排出している。
【０００３】
ところで、このようにスクリューコンベアの排土口の開閉制御を行う場合においても、排土口を解放した際の影響が、チャンバー内に直接的に及ばないようするためには、スクリューコンベアは、ある程度以上の長さが必要とされ、このため、通常、スクリューコンベアは、シールド掘進機の後端より後方に突出している。
【０００４】
そして、スクリューコンベアから坑内に排出された掘削土砂は、ベルトコンベアなどで後方に移動され、ズリ鋼車または土砂圧送ポンプなどを使用して、坑外に搬出される。
【０００５】
しかしながら、このような従来の土圧式シールド掘進機には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、スクリューコンベアがシールド掘進機の後端より後方に突出していると、急曲線施工において、スクリューコンベアの後端側が内巻き壁と干渉して、シールド掘進機の掘進が困難になり、スクリューコンベアを短いものに交換するなどの対策が必要になる。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、急曲線施工が可能になるとともに、連続的な掘進が可能になるシールド掘進機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、中折れジャッキにより相互に連結され、筒状に形成された前，後スキンプレートを有する掘進機本体と、前記前スキンプレートの先端に回転自在に設置されたカッターと、前記カッターの背面側に設けられ、掘削土砂を充満して土圧に対抗させるチャンバーとを備えたシールド掘進機において、前記チャンバーの内部と直接連通し、全長が前記前スキンプレート内に位置する圧力調整型一軸偏心ネジポンプを設け、前記圧力調整型一軸偏心ネジポンプの吐出口に、他端側が後続台車の後方まで伸びて開放される可撓性の土砂搬出用配管の一端側を連通接続した。
このように構成したシールド掘進機によれば、チャンバーの内部と直接連通する圧力調整型一軸偏心ネジポンプを設け、圧力調整型一軸偏心ネジポンプの吐出口に後続台車の後方まで伸びる可撓性の土砂搬出用配管を連通接続しているので、排出する掘削土砂と土砂搬出用配管との間の摩擦力が非常に大きくなる。
従って、圧力調整型一軸偏心ネジポンプを介して、掘削土砂が充満された土砂搬出用配管でチャンバー内を解放しても、この配管を介して排出される掘削土砂は、限られたものとなり、チャンバー内の圧力は、切羽の安定性を損なうほど低くならない。
また、本発明のシールド掘進機では、チャンバーの内部と直接連通し、全長が前スキンプレート内に位置する圧力調整型一軸偏心ネジポンプを設けるので、シールド掘進機の急曲線施工に影響を及ぼさないし、また、掘削土砂の搬出用配管は、可撓性を有しているので、後続台車の後方まで延長してもシールド掘進機の急曲線施工に影響を及ぼさない。
さらに、本発明のシールド掘進機では、掘削土砂は、チャンバーから後端が解放された配管を介して、連続的に排出されるので、シールド掘進機の連続掘進が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図４は、本発明にかかるシールド掘進機の一実施例を示している。
【００１０】
同図に示したシールド掘進機は、掘進機本体１０と、カッター１２と、チャンバー１４と、土砂圧送用のポンプ１８と、土砂搬出用配管２０とを有している。
【００１１】
掘進機本体１０は、図２にその詳細を示すように、軸方向の中間位置で分断され、両端が開口した円筒状の前，後スキンプレート１０ａ，１０ｂを有していて、これらの前，後スキンプレート１０ａ，１０ｂは、スキンプレート１０ａ，１０ｂの内部に設置された中折れジャッキ２１により相互に連結されている。
【００１２】
この中折れジャッキ２１は、周方向に所定の間隔を隔てて複数設けられていて、曲線状に掘削する際に用いられる。前スキンプレート１０ａ内には、後スキンプレート１０ｂの後端側に、エレクター２２を用いて環状に組立てられるセグメント２３に反力を取って、シールド掘進機を推進させるシールドジャッキ２４が設けられている。
【００１３】
このシールドジャッキ２４は、周方向に所定の間隔を隔てて複数配置されている。また、前スキンプレート１０ａの前端側には、チャンバー１４を隔成する隔壁２６が設けられている。
【００１４】
カッター１２は、十字状に形成されたスポーク部１２ａと、このスポーク部１２ａの背面側中心に突設された回転軸１２ｂと、スポーク部１２ａの側面と前面とに固設されたカッタービット１２ｃとを備えている。
【００１５】
カッター１２のスポーク部１２ａ内には、径方向に出没自在に設けられ、カッター１２の掘削可能な範囲よりも外方の掘削を可能にするコピカッター１２ｄが内蔵されている。
【００１６】
また、カッター１２のスポーク部１２ａの背面側には、複数の支持ステー１２ｅが同一円周上に所定の間隔を隔てて突設されていて、支持ステー１２ｅの端部には、円環状のリングビーム１２ｆが固設されている。
【００１７】
このように構成されたカッター１２は、回転軸１２ｂとリングビーム１２ｆとが、ベアリングなどを介在させることにより、隔壁２６に回転自在に支持されている。
【００１８】
そして、リングビーム１２ｆの一端側には、リングギア１２ｇが固設され、このリングギア１２ｇには、駆動モータ１２ｈの回転軸に固設された原動ギア１２ｉが歯合している。
【００１９】
チャンバー１４は、隔壁２６により後端側が隔成され、前面側に配置されているカッター１２により掘削された土砂を内部に取込んで充満して、切羽側の土圧に対向させて、切羽の安定を図る。
【００２０】
土砂圧送用のポンプ１８は、圧力調整型一軸偏心ネジポンプであって、チャンバー１４の内部と直接連通するように設置されており、その詳細構造を図4に示している。
【００２１】
同図に示したポンプ１８は、一端側に開口した吸込み口１８ａと、中間位置の側面に開口した吐出口１８ｂとを有する中空円筒状のケーシング１８ｃを備えている。
【００２２】
ケーシング１８ｃの吸込み口１８ａは、隔壁２６に設けられた貫通孔に直接取り付けられていて、ケーシング１８ｃとチャンバー１４とが直接連通している。ケーシング１８ｃ内には、ステータ１８ｄとロータ１８ｅが設置されている。
【００２３】
ステータ１８ｄは、弾性材質から構成され、屈曲した長円形の雌ネジ状に形成され、ケーシング１８ｃの内周に固設されている。ロータ１８ｅは、真円断面の金属で構成され、波形に屈曲形成された雄ネジ状のものであって、ステータ１８ｄの中心を貫通するようにして配置されている。
【００２４】
ケーシング１８ｃの後部側には、駆動モータ１８ｆに連結されるドライブシャフト１８ｇが、ベアリングを介して回転自在に支持されており、このドライブシャフト１８ｇとロータ１８ｅとの間がユニバーサルジョイント１８ｈを介して連結されている。
【００２５】
なお、図４に符号１８ｉで示した部材は、ドライブシャフト１８ｇとケーシング１８ｂとの間に介装されたシール材である。
【００２６】
このように構成した土砂圧送用のポンプ１８においては、駆動モータ１８ｆによりドライブシャフト１８ｇを回転すると、これに伴ってロータ１８ｅが、スネーク状に回転し、弾性部材からなるステータ１８を変形させながら、チャンバー１４内の土砂を吸込み口１８ａ側から吸引して、吐出口１８ｂに圧送する。
【００２７】
土砂搬送用配管２０は、可撓性を有する合成樹脂製などの円筒体から構成され、一端側がポンプ１８の吐出口１８ｂに連通接続されるとともに、後端側は、図１に示すように、後続台車２８の後方まで延長されていて、後端は、その位置で解放されている。
【００２８】
この土砂搬送用配管２０の解放端の下部側には、例えば、ベルトコンベアを配置して、受承した掘削土砂を坑外に搬出するか、あるいは、ズリ鋼車を用いて坑外に搬出する。
【００２９】
以上のように構成したシールド掘進機では、カッター１２を回転駆動することにより掘削された土砂は、カッター１２の背面側に設けられたチャンバー１４内に、順次取込まれて充満される。
【００３０】
シールド掘進機の掘進が進行し、チャンバー１４内に取込まれた掘削土砂が過剰になると、その一部がポンプ１８を介して、土砂搬送用配管０側に順次送り込まれる。
【００３１】
このような掘削土砂の移動をシールド掘進機の掘進とともに順次行っていくと、掘削土砂は、土砂搬送用配管２０内を充満しながら、後続台車２８の後方まで延設されている開口端まで移動し、その後ベルトコンベアなどにより坑外に搬出される。
【００３２】
この場合、本実施例のシールド掘進機によれば、チャンバー１４の内部と直接連通する圧力調整型一軸偏心ネジポンプ１８を設け、このポンプ１８の吐出口１８ｂに後続台車２８の後方まで伸びる可撓性の土砂搬出用配管２０を連通接続しているので、排出する掘削土砂と土砂搬出用配管２０との間の摩擦力が非常に大きくなる。
【００３３】
従って、チャンバー１４内を掘削土砂が充満された土砂搬出用配管２０で解放しても、この配管２０を介して排出される掘削土砂は、限られたものとなり、チャンバー１４内の圧力は、切羽の安定性を損なうほど低くならない。
【００３４】
また、本実施例のシールド掘進機では、チャンバー１４の内部と直接連通する一軸偏心ネジポンプ１８を設けるので、シールド掘進機の急曲線施工に影響を及ぼさないし、また、掘削土砂の搬出用配管２０は、可撓性を有しているので、後続台車２８の後方まで延長してもシールド掘進機の急曲線施工に影響を及ぼさない。
【００３５】
さらに、本発明のシールド掘進機では、掘削土砂は、チャンバー１４から後端が解放された配管２０を介して、連続的に排出されるので、シールド掘進機の連続掘進が可能になる。
【００３６】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかるシールド掘進機によれば、急曲線施工が可能になるとともに、連続的な掘進が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシールド掘進機の一実施例を示す全体図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１に示したシールド掘進機の先端側の平面図である。
【図４】図１に示したシールド掘進機の土砂圧送用ポンプの断面図である。
【符号の説明】
１０                  掘進機本体
１２                  カッター
１４                  チヤンバー
１８                  ポンプ
２０                  搬送用配管
２２                  エレクター
２４                  シールドジャッキ
２６                  隔壁
２８                  後続台車
【図１】
0003716668.tif 000002
【図２】
0003716668.tif 000003
【図３】
0003716668.tif 000004
【図４】
0003716668.tif 000005