(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタシャフトタイプのシールド掘削機において、
前部にカッタフレームを有するとともに、このカッタフレームの後方にバルクヘッドを有して、これらカッタフレームとバルクヘッドとの間にチャンバーを形成し、前記カッタフレームを支持する駆動軸を、中心部に設けられる軸部と、この軸部の外周側に設けられるフランジ部とにより構成し、前記駆動軸のフランジ部外周側を大口径軸受けを介して掘削機本体に回転自在に支持するとともに、前記バルクヘッドに、前記チャンバー内に露出する前記駆動軸のフランジ部表面を覆う土砂連れ回り防止部材を設けることを特徴とするシールド掘削機。
【請求項２】
前記駆動軸のフランジ部が前記バルクヘッドの円孔の内周面に沿うように設けられる請求項１に記載のシールド掘削機。
【請求項３】
前記土砂連れ回り防止部材は、前記駆動軸の軸部に至るまで延設される請求項１または２に記載のシールド掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センタシャフトタイプのシールド掘削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カッタフレームを駆動する駆動軸をそのカッタフレームの中心部に配した、所謂センタシャフトタイプのシールド掘削機が知られている。この種のシールド掘削機の一例を図３によって説明すると、シールド掘削機本体５１の中心軸線上には、センタシャフト５２が軸受け５３，５４によって回転自在に支持され、このセンタシャフト５２の前端には円板状のカッタフレーム５５が片持支持で固定されている。また、センタシャフト５２の後端部寄りの位置にはリングギア５６が固着され、このリングギア５６がカッタヘッド駆動用モータ５７により回転駆動されるピニオン５８に噛合して回転され、これによってカッタフレーム５５が回転されて切羽が掘削されるようになっている。なお、掘削された土砂はカッタフレーム５５とバルクヘッド５９との間に形成されるチャンバー６０内に取り込まれ、下部に配されるスクリューコンベア６１によって後方へ搬出される。
【０００３】
また、センタシャフトタイプのシールド掘削機の他の例として例えば特開平３−９３９９８号公報に開示されたものがある。この公報に記載のシールド掘削機においては、図４に示されているように、内部が中空になっている筒状のセンタシャフト７１が軸受け７２によって回転自在に支持され、このセンタシャフト７１の前端にカッタフレーム７３が片持支持で固着されている。センタシャフト７１の後端外周にはリングギア７４が固着され、このリングギア７４にカッタモータ７５にて駆動されるピニオン７６が噛み合わされている。また、センタシャフト７１の前端における空間７７位置には、センタシャフト７１の前端近傍から前端に至るに従ってセンタシャフト７１の中心軸線に接近する傾斜部７８が形成されている。このような構成によって、センタシャフト７１は、傾斜部７８以外の筒状部でカッタフレーム７３を強固に支持するとともに、傾斜部７８がチャンバー７９内の土砂を円滑に移動させるのを狙いとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示されているシールド掘削機においては、センタシャフト５２を支持する軸受け５３，５４が小口径であってそのセンタシャフト５２に隣接して設けられた構造であるために、バルクヘッド５９の直後方に十分な機内空間を確保するのが困難であり、例えばカッタヘッド前方の地山改良用の薬液注入装置を取り付けるためのスペースが確保できないといった問題点がある。一方、図４に示されているシールド掘削機の場合には、大口径の軸受け７２が設けられていることによって機内空間の確保は可能であるが、センタシャフト７１を中空に形成したことと傾斜部７８を設けたことによってチャンバー空間が狭隘になり、掘削土砂の取り込み性が悪くなるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、センタシャフトタイプのシールド掘削機において、機内空間とチャンバー空間とを共に大きく確保することができ、これによって例えば薬液注入装置等の取付けを可能とするとともに、掘削土砂の取り込み性，流通性も向上させることができるようにすることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるシールド掘削機は、
センタシャフトタイプのシールド掘削機において、
前部にカッタフレームを有するとともに、このカッタフレームの後方にバルクヘッドを有して、これらカッタフレームとバルクヘッドとの間にチャンバーを形成し、前記カッタフレームを支持する駆動軸を、中心部に設けられる軸部と、この軸部の外周側に設けられるフランジ部とにより構成し、前記駆動軸のフランジ部外周側を大口径軸受けを介して掘削機本体に回転自在に支持するとともに、前記バルクヘッドに、前記チャンバー内に露出する前記駆動軸のフランジ部表面を覆う土砂連れ回り防止部材を設けることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、カッタフレームを支持する駆動軸が、中心部に設けられる軸部と、この軸部の外周側に設けられるフランジ部とにより構成されており、かつその駆動軸のフランジ部外周側が大口径軸受けを介して掘削機本体に回転自在に支持されているので、駆動軸の後方のとりわけ中心部周辺の機内空間を大きく確保することができ、これによって例えば薬液注入装置等の各種装置の取付け空間を十分に確保することができる。また、カッタフレームとバルクヘッドとの間に形成されるチャンバー空間も大きく確保することができ、土砂の取り込み性および流通性を極めて良好なものとすることができる。さらに、前記バルクヘッドには、前記駆動軸のフランジ部表面を覆うように土砂連れ回り防止部材が設けられているので、この土砂連れ回り防止部材とカッタフレームとが相対運動することにより、チャンバー内に取り込まれた掘削土砂がカッタフレームと連れ回りするのを防止することができ、これにより掘削土砂がカッタフレームもしくは駆動軸に付着成長して閉塞するといった不具合の発生を未然に防ぐことができ、土砂の流通性をより向上させることができる。
【０００８】
本発明において、前記駆動軸のフランジ部は前記バルクヘッドの円孔の内周面に沿うように設けられるのが好ましい。このようにすれば、フランジ部のチャンバー内への突出量を最小限に抑えることができて、チャンバー空間をより大きく確保することが可能となる。また、前記土砂連れ回り防止部材は、前記駆動軸の軸部に至るまで延設される構造とすることもできる。このようにすれば、チャンバー内に取り込まれた掘削土砂がカッタフレームと連れ回りするのをより確実に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるシールド掘削機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１には、本発明の一実施例に係るシールド掘削機の縦断面図が示されている。
【００１１】
本実施例のシールド掘削機においては、掘削機本体１の中心軸線上にセンタシャフト（駆動軸）２が配され、このセンタシャフト２の前端部にカッタフレーム３が片持状態で固着されている。カッタフレーム３の後方にはバルクヘッド４が設けられており、これらカッタフレーム３とバルクヘッド４との間に土砂取り込み用のチャンバー５が形成されている。また、このチャンバー５の下部には、土砂排出用のスクリュウコンベア６がその前端部を臨ませて配設されている。
【００１２】
前記センタシャフト２は中実に形成されていて、掘削機本体１の中心軸線に沿うように設けられる軸部２ａと、外周側に設けられる円筒部２ｂと、これら軸部２ａと円筒部２ｂとを連結するように設けられるフランジ部２ｃとにより構成され、フランジ部２ｃがバルクヘッド４の円孔の内周面に沿うような形状にされるとともに、このフランジ部２ｃのチャンバー５側の外表面と軸部２ａの外表面とが滑らかに連続する曲面になるような形状とされている。また、軸部２ａとフランジ部２ｃとの境界部には薬液注入用の孔７が穿孔され、この孔７から地山改良用の薬液の吹き付けを行うために、機内側に薬液注入装置８が取付けられている。なお、この薬液注入装置８は取付け角が調整可能とされて、カッタフレーム３前面の地山の所望箇所に薬液注入が行えるように構成されている。
【００１３】
前記センタシャフト２における円筒部２ｂの後端部には、内歯歯車よりなるリングギア９が固着され、このリングギア９にカッタヘッド駆動用モータ（本実施例では油圧モータ）１０にて駆動されるピニオン１１が噛み合わされている。また、前記センタシャフト２は、このリングギア９の箇所で大口径ベアリング（軸受け）１２を介してカッタヘッドサポート１３に支持されている。
【００１４】
さらに、前記バルクヘッド４の前面内端部には、センタシャフト２のフランジ部２ｃの表面を覆うようにドーナッツ状の土砂連れ回り防止板（土砂連れ回り防止部材）１４が固着されている。
【００１５】
このような構成のシールド掘削機においては、カッタヘッド駆動用モータ１０の駆動によってピニオン１１を介してリングギア９を回転させると、センタシャフト２の前端に固着されているカッタフレーム３がそのセンタシャフト２と共に回転し、カッタビットによって前面の地山が掘削される。この掘削により生じた土砂は、チャンバー５内に取り込まれて下方のスクリュウコンベア６によって後方へ排出される。
【００１６】
本実施例によれば、センタシャフト２が軸部２ａ，円筒部２ｂおよびバルクヘッド４の円孔の内周面に沿うように設けられるフランジ部２ｃとにより構成されているとともに、このセンタシャフト２が円筒部２ｂの近傍位置に配される大口径ベアリング１２により支持されているので、このセンタシャフト２の軸部２ａの後方の機内空間を大きく確保することができる。したがって、この部位に薬液注入装置８等の各種装置を容易に装着することができる。また、センタシャフト２が大口径ベアリング支持であることにより耐荷重を大きくできるという利点もある。さらに、センタシャフト２を中実に形成したことと、フランジ部２ｃをバルクヘッド４の円孔の内周面に沿うように形成したことによって、カッタフレーム３とバルクヘッド４との間に形成されるチャンバー５の空間も大きく確保することができ、土砂の取り込み性および流通性を極めて良好なものとすることができる。
【００１７】
また、前述のようなセンタシャフト構造を採用したとしても、バルクヘッド４に土砂連れ回り防止板１４が設けられているので、この土砂連れ回り防止板１４とカッタフレーム３とは相対運動することとなり、チャンバー内に取り込まれた掘削土砂がカッタフレーム３およびセンタシャフト２の回転に伴って連れ回りすることがなく、この掘削土砂がカッタフレーム３もしくはセンタシャフト２の表面に付着成長して閉塞するといった不具合の発生を未然に防ぐことができる。
【００１８】
本実施例においては、土砂連れ回り防止板の形状としてドーナッツ状のものを説明したが、この土砂連れ回り防止板はその他種々の形状のものを採用することができる。図２には、この土砂連れ回り防止板の変形例が示されている。図２（ａ）（側面方向断面図）に示される土砂連れ回り防止板１５は、センタシャフト２のフランジ部２ｃから軸部２ａに至るまで延設された構造とされている。また、図２（ｂ）（正面方向断面図）に示される土砂連れ回り防止板１６は、全体としてドーナッツ状に形成された板状体の内周面に複数個の切欠き１６ａが形成された構造とされている。さらに、図２（ｃ）（正面方向断面図）に示される土砂連れ回り防止板１７は、分割型の多数の板状体により構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るシールド掘削機の縦断面図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、土砂連れ回り防止板の変形例を示す図である。
【図３】図３は、従来例のセンタシャフトタイプのシールド掘削機の縦断面図である。
【図４】図４は、他の従来例のセンタシャフトタイプのシールド掘削機の縦断面図である。
【符号の説明】
１    掘削機本体
２    センタシャフト（駆動軸）
２ａ  軸部
２ｂ  円筒部
２ｃ  フランジ部
３    カッタフレーム
４    バルクヘッド
５    チャンバー
６    スクリュウコンベア
８    薬液注入装置
１２  大口径ベアリング（軸受け）
１３  カッタヘッドサポート
１４，１５，１６，１７  土砂連れ回り防止板（土砂連れ回り防止部材）
【図１】
0003562943.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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