(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状コンベヤハウジング内で羽根が螺旋状に連続するスクリューオーガを回転駆動するためのスクリューコンベヤの駆動装置において、
前記コンベヤハウジングの長手方向の一部に環状の開口部を設け、この開口部内に前記スクリューオーガの羽根と一体回転する駆動リングをシール部材を介して回転可能に配設し、
前記コンベヤハウジング上に駆動モータを取り付け、該駆動モータと前記駆動リングとを減速歯車を介して接続し、
前記シール部材が摺接するハウジング部内に冷却ジャケットを形成し、この冷却ジャケット内に冷却水を循環させて水冷するようにしたことを特徴とするスクリューコンベヤの駆動装置。
【請求項２】
前記駆動リングの外周面両側に環状突起部を径方向外方に突設し、
前記シール部材の支持具を、前記ハウジング部に対する前記シール部材の摺接位置を変更可能に円環板状スペーサを介して前記環状突起部に着脱可能に取り付けられるように構成した請求項１記載のスクリューコンベヤの駆動装置。
【請求項３】
前記開口部を挟んで前後に円筒状ハウジング部を分解・組立可能に配設し、その後ろ側のハウジング部の後端周囲に外向きのフランジを突設するとともに、このフランジと接合可能なフランジを前端周囲に備えた後部コンベヤハウジングを着脱可能に連結した請求項１又は２記載のスクリューコンベヤの駆動装置。
【請求項４】
前記コンベヤハウジングの先端部に止水ゲートを開閉可能に配備するとともに、前記開口部を挟んで一側方のハウジング部に隣接するハウジングの一部を内外周二重壁構造にするとともに、一方の周壁に対し他方の周壁を油圧ジャッキにより軸方向にスライド可能とし、このスライド可能な周壁を前記駆動リングとともに進退可能に構成した請求項１〜３のいずれか記載のスクリューコンベヤの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、円筒状ケーシング内で羽根が螺旋状に連続するスクリューオーガを回転駆動するためのスクリューコンベヤの駆動装置に関するもので、とくにトンネルを掘削するシールド掘進機に配備されるスクリューコンベヤに好適な駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のスクリューコンベヤを備えたシールド掘進機は主に土圧式シールド掘進機であり、地山を切削するカッターディスクを土壁の崩壊を防ぐ筒状のシールド（楯）の先端（前端）に回転可能に備え、カッターディスクで掘削した土砂を取り込むカッターチャンバーがシールド内の前端部にバルクヘッド（隔壁）により仕切られて形成されている。カッターチャンバー内に取り込まれた土砂は、バルクヘッドからシールド内の後方へ配設されたスクリューコンベヤにより排土されるようになっている。スクリューコンベヤは、通常、円筒形のコンベヤハウジングとこのハウジング内の軸方向に配備されて駆動装置によって回転するスクリューオーガとを備えている。そのほかさらに、それらを前進させるための推進手段（シールドジャッキ）などを具備し、地中に貫入して地表上には影響を及ぼさず、安全・確実にトンネルを掘ることができる。
【０００３】
ところで、従来のスクリューコンベヤにおける駆動装置は、一般的には図１０に示すように、スクリューオーガ５２と一体回転する駆動リング（駆動ドラム）５３をコンベヤハウジング５１の一部に形成した環状の開口部５４内に回転自在に配装し、油圧モータ５５の駆動ギヤに駆動リング５３の周囲に突設したリング状ギヤを噛合させてスクリューオーガ５２を回転させる構造からなっている。また、駆動リング５３とコンベヤハウジング５１とのシール装置は、駆動リング５３の外周面側を囲むように両側のコンベヤハウジング５１から円筒状のハウジング部５１ａを張り出させ、ハウジング部５１ａの内周面と駆動リング５３の外周面との隙間にシール部材５６を介設した構造からなる。このシール構造により、駆動リング５３の外周面がシール部材５６に接触して回転し、駆動リング５３とハウジング部５１ａの隙間から泥土中の水等が漏れ出すのが防止されている。
【０００４】
その他の先行技術に、特開平８−４４８５号公報に記載のスクリューコンベヤがある。このスクリューコンベヤの駆動装置はコンベヤハウジングの後端部上に油圧モータを配置してスクリューオーガを回転駆動させるもので、スクリューオーガの後部をその前方部分からスクリューシャフトごと分離できるようにするとともに、後部スクリューオーガの周囲を覆う円筒状コンベヤハウジング部についてもその前方のコンベヤハウジングから分離できるようにし、後部スクリューオーガを取り外すとともに後部コンベヤハウジングの後端を駆動装置から取り外して分解できるようにしてある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の一般的なスクリューコンベヤの駆動装置では、次のような問題がある。すなわち、
シールド掘進機の掘進速度を速めるためにカッターディスクの回転速度を上げると、スクリューコンベヤの排土能力を向上するためにスクリューオーガの回転速度を上げたり、コンベヤハウジングの口径を拡大したりする必要がある。一方、このようにスクリューオーガの回転速度を上げるには、馬力をアップした大型の油圧モータを使用したり、油圧モータの台数を増やしたりしなければならないが、いずれにしても、駆動リングと前記した円筒状ハウジング部との間の相対速度が従来のものに比べて大幅に増大することになる。
【０００６】
この結果、シール部材とこれらのシール部材が摺接する駆動リング（あるいはハウジング部）の当たり面（接触面）が摩擦回転作用により加熱され、かなり高い温度（たとえば１００℃以上）に上昇することがある。シール部材には、通常、耐熱性の硬質ゴム（ＮＢＲなど）が用いられているが、硬質ゴムの耐熱温度は９０℃〜１００℃であるため、シール部材の当たり面の温度が１００℃を超えると、シール部材が劣化する。
【０００７】
また、上記した図１０に示すスクリューコンベヤの駆動装置では、シール部材５６の交換が必要になった場合に、駆動リング５３を両側から挟みかつ取り囲むように配置される両側のコンベヤハウジング部５１が、それぞれ軸方向へ簡単にはずらせられない構造からなっているために、シール部材５６の装着部を分解するのが困難で、非常に手間がかかるため、シール部材５６の交換が容易にできなかった。
【０００８】
なお、上記した公報に記載のスクリューコンベヤの駆動装置では、後部コンベヤハウジングを駆動装置から取り外す際に、後部スクリューオーガ（スクリューシャフト）をその前方部分から取り外す必要があって、分解および組立に手間がかかる。また、上記公報には駆動装置のとくにスクリューオーガの駆動機構については、具体的な構造が何ら開示されていない。
【０００９】
本発明の目的は、掘進速度の高速化に伴う上記した従来の問題点を解消することで、具体的には、▲１▼  シール部材の当たり面を冷却し、シール部材の当たり面が高温になることによるシール部材の劣化を防止して寿命を延ばすこと、▲２▼  シール部材の当たり面の位置をずらして変えられるようにして、シール部材のシール寿命を延長すること、▲３▼  ▲２▼に関連してシール部材周辺のコンベヤハウジング部の分解・組立を容易にすること、を実現できる、主としてシールド掘進機におけるスクリューコンベヤの駆動装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明のスクリューコンベヤの駆動装置は、ａ）円筒状コンベヤハウジング内で羽根が螺旋状に連続するスクリューオーガを回転駆動するためのスクリューコンベヤの駆動装置において、ｂ）前記コンベヤハウジングの長手方向の一部に環状の開口部を設け、この開口部内に前記スクリューオーガの羽根と一体回転する駆動リング（駆動ドラム）をシール部材を介して回転可能に配設し、ｃ）前記コンベヤハウジング上に駆動モータ（たとえば油圧モータ）を取り付け、該駆動モータと前記駆動リングとを減速歯車を介して接続し、ｄ）前記シール部材が摺接するハウジング部内に冷却ジャケットを形成し、この冷却ジャケット内に冷却水を循環させて水冷するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
上記の構成を有する本発明のスクリューコンベヤの駆動装置は、駆動リングがシール部材とともに一体回転し、シール部材が摺接するハウジング部の当たり面がシール部材との摩擦作用で加熱されるが、このハウジング部は上記ｄ）により内部に冷却ジャケットを備えており、この冷却ジャケット内を冷却水が循環することによりハウジング部の当たり面が冷却され、温度上昇が妨げられる。この結果、シール部材の耐熱温度以下（通常、１００℃以下）に温度上昇が抑えられる。したがって、シール部材の熱による劣化が防止され、寿命が延びる。
【００１２】
一方、本発明のスクリューコンベヤを搭載したシールド掘進機において掘進速度を上げるために、たとえばコンベヤハウジングの口径を拡大し、スクリューオーガの回転速度を大幅に速くした場合でも、シール部材が摺接するハウジング部の当たり面の温度上昇は冷却水による水冷作用でシール部材の耐熱温度以下に抑えることができる。この場合、シール部材の硬質ゴムにフッ素入りＮＢＲ（ニトリルブタジエンラバー）を用いれば、耐熱温度がさらに向上するので、シール部材の熱劣化を一層確実に防止できる。
【００１３】
請求項２に記載のように、前記駆動リングの外周面両側に環状突起部を径方向外方に突設し、前記シール部材の支持具を、前記ハウジング部に対する前記シール部材の摺接位置（当たり面）を変更可能に円環板状スペーサを介して前記環状突起部に着脱可能に取り付けられるように構成することが好ましい。
【００１４】
請求項２記載のスクリューコンベヤの駆動装置によれば、シール部材の支持具を環状突起部に対して直接に取り付けるか、円環板状スペーサを介在させて取り付けるかで、ハウジング部におけるシール部材の当たり面が円環板状スペーサの厚みに相当する距離だけ移動してずれる。したがって、ある期間使用して当たり面がシール部材とともに摩耗し、シール作用が低下したときには、円環板状スペーサの位置を変えるか取り除くかしてシール部材の当たり面を移動させるとともに、シール部材を新しいものに取り替えることにより、使用開始直後の優れたシール作用が得られる。
【００１５】
なお、シール部材が一定の間隔をあけて複数個並べて使用される場合には、円環板状スペーサの厚みをたとえばシール部材の間隔の半分に合わせるなど調整し、シール部材の当たり面の位置を変えたときにシール部材の接触する位置が元のシール部材が接触していた位置からずれるようにする。
【００１６】
請求項３に記載のように、前記開口部（内の前記駆動リング）を挟んで前後に円筒状ハウジング部を分解・組立可能に配設し、その後ろ側のハウジング部の後端周囲に外向きのフランジを突設するとともに、このフランジと接合可能なフランジを前端周囲に備えた後部コンベヤハウジングを着脱可能に連結することができる。
【００１７】
請求項３記載のスクリューコンベヤの駆動装置によれば、開口部内の駆動リングに隣接する後ろ側のハウジング部に隣接する後部コンベヤハウジングを後方へ取り外した状態で、まず、後ろ側ハウジング部を後方へ取り外せば、後ろ側のシール部材が露呈するので、シール部材の交換やメンテナンスを簡単に行うことができる。さらに、駆動リングをスクリューオーガとともに後方へ移動させれば、前側のシール部材が露呈するので、前側のシール部材の交換やメンテナンスも簡単に行うことができる。
【００１８】
請求項４に記載のように、前記コンベヤハウジングの先端部に止水ゲートを開閉可能に配備するとともに、前記開口部を挟んで一側方のハウジング部に隣接するハウジングの一部を内外周二重壁構造にするとともに、一方の周壁に対し他方の周壁を油圧ジャッキにより軸方向にスライド可能とし、このスライド可能な周壁を前記駆動リングとともに進退可能に構成することができる。
【００１９】
請求項４記載のスクリューコンベヤの駆動装置によれば、スライドする周壁を他方の周壁に対して油圧ジャッキによりスクリューオーガとともに後方へスライドさせ、スクリューオーガの先端位置を止水ゲートの位置よりも後退させることにより、止水ゲートを確実に閉塞できるから、上記したシール部材の交換やメンテナンスなどの作業を安全にかつ容易に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図７に、本発明の一実施例としての駆動装置をもつスクリューコンベヤを備えたシールド掘進機２１を示す。
【００２１】
このシールド掘進機２１は、図７に示すように、一部（後述するスクリューコンベヤ１の部分）を除いて、構造的には公知の一般的なシールド掘進機と差異がないので、詳しい説明は省略するが、掘進速度を上げるために、先端のカッターディスク２３を回転駆動する油圧モータ２４をはじめ、シールドジャッキ２５などを大型化している。円筒形シールド２２の先端部がバルクヘッド２６で仕切られることで、カッターディスク２３との間にカッターチャンバー２７が形成され、その先端にローラカッター２３ａを備えたカッターディスク２３が回転可能に配備されている。シールド２２内の後部にはエレクター２８が配備され、セグメントピースｓの組み立てにより円筒形のセグメント壁Ｓを構築できるようになっている。
【００２２】
カッターチャンバー２７の後端のバルクヘッド２６にスクリューコンベヤ１の先端が連接され、このスクリューコンベヤ１の基端側が後方へ向けてやや上向きに傾斜して延びている。スクリューコンベヤ１は先端寄りで、シールド２２内の前後方向のほぼ中間部に立設された支柱２９上に軸方向（ほぼ前後方向）にスライド可能に支持されている。また、スクリューコンベヤ１の軸方向のほぼ中間位置の下方から、ベルトコンベヤ３１が後方に向けやや上向きに配設されている。このベルトコンベヤ３１は、エレクター２８の旋回フレーム２８ａから後方へ延設された支持フレーム２８ｂに支持されている。
【００２３】
スクリューコンベヤ１は、図８に示すように、円筒状のコンベヤハウジング３内にスクリューオーガ２が先端部分２ａを突出して回転可能に配装されている。スクリューオーガ２は、図４に示すように、後端部分２ｃを除いて中心部をシャフト２ｂが貫通し、またスクリューオーガ先端部分２ａおよびそのやや基端側にわたって、断面「コ」の字形に形成され一連に連続する耐摩耗性金属材２ｅが羽根２ｄの螺旋状周縁部に沿って溶接により固着されている。
【００２４】
スクリューコンベヤ１は、図７に示すように、ベルトコンベヤ３１の前端部上方に対応するコンベヤハウジング３の下面に排土口３２を開口し、その排土口３２に油圧ジャッキ３３を介して軸方向にスライドする排土用開閉ゲート３４を設けるとともに、最後端部下面に排土口３５を開口してその前方にコンベヤハウジング３内を開閉する一対の開閉ゲート３６・３７を軸方向に直交して設けている。２つの排土口３２・３５は、掘削時の切羽の状況によって選択使用される。つまり、オープン状態（泥土圧がカッターディスク２３に作用しないとき）の掘削作業では前方の排土口３２が、泥土圧がカッターディスク２３に作用している状態の掘削作業では後方の排土口３５が使用される。
【００２５】
図８および図９に示すように、コンベヤハウジング３は、内外二重壁構造からなる先端部分３ｂと、これより基端側のコンベヤハウジング本体３ａとから構成されている。先端部分３ｂは外側周壁３６ａと内側周壁３６ｂとからなり、両周壁３６ａ・３６ｂは相対的にスライド可能で、本例では外側周壁３６ａの先端がバルクヘッド２６の下部に開口された排土口２６ａの周囲に溶接により一体に連接されている。
【００２６】
コンベヤハウジング本体３ａは、後端（基端）部分３ｈが「へ」の字状に下向きに屈折されており、本体３ａの前端（先端）周囲には外向きのフランジ３ｆが一体に形成されている。このフランジ３ｆに対応する外向きフランジ３６ｄが内側周壁３６ｂの基端周囲に一体に形成されており、両フランジ３ｆ・３６ｄには一連に貫通する多数のボルト孔が周方向に間隔をあけて穿設され、これらのボルト孔にボルトを通してナットで締め付けることにより、内側周壁３６ｂはコンベヤハウジング本体３ａの先端に着脱可能に連結されている。また、外側周壁３６ａの基端側周囲にも外向きのフランジ３６ｃが一体に突設されている。
【００２７】
図７〜図９に示すように、コンベヤハウジング３内の先端部３ｂにおいて止水ゲート４０を開閉可能に設けている。止水ゲート４０は側方より見て長手方向に円弧状で、外側周壁３６ａの先端付近の下面から上方および後方にかけて止水ゲート４０の案内溝４１が円弧状に形成され、この上端の横長開口から止水ゲート４０の先端部が挿入された状態で、止水ゲート４０が下向きに押し込まれてコンベヤハウジング３内の先端部３ｂを閉塞する。止水ゲート４０は、開放時には円弧状案内溝４１に沿って円弧を描くように上方および後方へ後退し、コンベヤハウジング本体３ａの先端部３ｂの上面上側に戻されて待機する。
【００２８】
開閉アーム４２の長さは止水ゲート４０の円弧面の半径にほぼ等しく、開閉アーム４２が前後方向に揺動回転することにより、止水ゲート４０は案内溝４１に沿ってスムーズに開閉される。この開閉アーム４２を前方へ揺動回転させるために、コンベヤハウジング本体３ａの先端部３ｂの上面に油圧ジャッキ４３が軸方向に沿って配設され、ジャッキ４３のピストンロッドの先端部が開閉アーム４２の上端部に接続されている。この構成によりピストンロッドを収縮状態から前進させることによって、開閉アーム４２が前方へ回転して止水ゲート４０がコンベヤハウジング３内の先端位置を閉塞する。
【００２９】
なお、支柱２９の前面から油圧ジャッキ４４のピストンロッド４４ａの先端に連結され上端を開放したが半円筒形のホッパー４４ｂが、バルクヘッド２６を貫通し、カッターチャンバー２７内に突出しているが、オープン工法（上記したとおりカッターディスク２３に土圧を作用させないで掘削する工法）では図７に示すようにホッパー４４ｂはスクリューオーガ２の先端部２ａの下方に位置する。一方、泥土圧式工法（カッターディスク２３に泥土圧を作用させた状態で掘削する工法）では、図９に示すようにホッパー４４ｂをカッターチャンバー２７内でバルクヘッド２６近くまで後退させることで、突出量を小さくしたスクリューオーガ２でカッターチャンバー２７内の土砂をコンベヤハウジング３内を通して円滑にかつ効率よく排出できる。
【００３０】
つぎに、本発明の特徴部分であるスクリューコンベヤの駆動装置について図面に基づいて詳しく説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施例にかかるスクリューコンベヤ１の駆動装置４を示す側面視断面図である。
【００３２】
図１に示すように、駆動装置４はスクリューコンベヤ１の後端部寄りに配置されている。スクリューオーガ２の後端部には、図４に示すように円周方向に連続する駆動リング（駆動ドラム）５が一体回転可能に連結され、この駆動リング５がコンベヤハウジング本体３ａの基端寄りの位置に形成された環状の開口部３ｃ内に回転可能に嵌め込まれている。
【００３３】
図１のように開口部３ｃ内の駆動リング５を挟むように、両側に配設されている各ハウジング部６・７（本体３ａの一部）は、円筒状壁６ａ・７ａの外側両端に外向きのフランジ６ｃ・７ｃが一体に突設され、円筒状壁６ａ・７ａは環状空間部を径方向の中間位置に設けた二重壁構造で、環状空間部が冷却ジャケット６ｂ・７ｂに構成されている。また各フランジ６ｃ・７ｃの上部に冷却水の流入孔７ｄが穿設され、これらの流入孔７ｄは上側の冷却ジャケット６ｂ・７ｂに連通し、下側の冷却ジャケット６ｂ・７ｂに連通する流出孔６ｅ・７ｅが各フランジ６ｃ・７ｃの下部に穿設されている。この構造により、流入孔７ｄから冷却水が冷却ジャケット６ｂ・７ｂの上部側へ流入し、冷却ジャケット６ｂ・７ｂ内を流通して流出孔６ｅ・７ｅから排出され、ラジエータ（図示せず）等で冷却されて再び流入孔６ｄ・７ｄから冷却水が冷却ジャケット６ｂ・７ｂの上部側へ流入することにより、冷却ジャケット６ｂ・７ｂ内を冷却水が循環する。この構造により、各ハウジング部６・７の冷却ジャケット６ｂ・７ｂの周囲が冷却される。
【００３４】
また、各フランジ６ｃ・７ｃ内面の外周部寄りに、補強用環状フレーム１８・１９が当接されてねじ止めされる。各環状フレーム１８・１９は、円筒状支持体１８ａ・１９ａと各支持体１８ａ・１９ａの両端に一体に固着される環状板１８ｂ・１９ｂ、１８ｃ・１９ｃと、両側の環状板１８ｂ・１８ｃ間および１９ｂ・１９ｃ間において支持体１８ａ・１９ａ上の軸方向に沿って周方向に間隔をあけて立設される複数の補強板１８ｄ・１９ｄとから構成されている。一方の環状板１８ｃの外面には、軸受８の内輪８ａが一体に固設されている。
【００３５】
一方、図１のように駆動リング５の外周面上の一方（図の左側）には外径の小さい環状突起部５Ｌが、他方（図の右側）には外径の大きい環状突起部５Ｒがそれぞれ突設され、軸受８の外輪８ｂが環状突起部５Ｒの外周部に一体回転可能に取り付けられている。従動ギヤ５ｇは、外輪８ｂの外周面上に一体に突設されている。本例の場合には、図２のように４台の油圧モータ９が、コンベヤハウジング本体３ａの上部周囲でフランジ６ｃおよび環状支持フレーム１８上に跨って周方向に相互に隣接させて取り付けられている。各油圧モータ９の駆動ギヤ９ａが、それぞれ共通する一つの従動ギヤ５ｇに噛合されている。
【００３６】
図１・図６（ａ）に示すように、駆動リング５上の左右の環状突起部５Ｌ・５Ｒの内面には、断面略Ｌ形の環状支持具１０が着脱可能に装着されている。環状支持具１０の内周面には、三つのシール部材１１ａが一定間隔をあけシール押さえ１２を介して一連に並べて装着されている。また環状支持具１０の外周面に１つのシール部材１１ｂがシール押さえ１２を介して、さらに環状支持具１０の垂直壁内側にも一つのシール部材１１ｃがシール押さえ１２を介してそれぞれ装着されている。三つのシール部材１１ａは円筒状壁６ａ・７ａの外周面に接触し、外側のシール部材１１ｂは支持体１８ａ・１９ａの内周面に接触する。さらに内向きのシール部材１１ｃは、円筒状壁６ａ・７ａの外側垂直面に着脱可能に取り付けた円環板状スペーサ１３に接触する。
【００３７】
各シール部材１１ａ〜１１ｃはフッ素入りＮＢＲからなる耐熱性硬質ゴムにて形成され、円環板状スペーサ１３はシール部材１１ａ〜１１ｃよりも硬度の硬い鋼材等で形成されている。円環板状スペーサ１３は円筒状壁６ａ・７ａに対し取り外し可能に取り付けられており、この円環板状スペーサ１３は取り外して、図５・図６（ｂ）のように環状突起部５Ｌ・５Ｒと環状支持具１０の垂直部との間に介設することができる。なお、図１に示すように円筒状壁６ａ・７ａとフランジ６ｃ・７ｃには、内部を貫通してシール部材１１ａの当たり面に至るグリス孔１４が穿設され、また環状板１８ｃと内輪８ａにも、内部を貫通して外輪８ｂとの軸受面に至るグリス孔１５が穿設されている。またグリスの注入部３８が、環状支持フレーム１８・１９にも配備されている。
【００３８】
また、本例では、円筒状壁６ａ・７ａの駆動リング５との隣接端部６ｊ・７ｊがそれぞれ駆動リング５の端部外周面を囲繞するように嵌合段状に形成されている。
【００３９】
さらに、コンベヤハウジング本体３ａの、油圧モータ９より先端側においてその一部１６が内外二重壁構造になっている。このハウジング部１６は外側周壁１６ａと内側周壁１６ｂとから構成され、両周壁１６ａ・１６ｂは相対的に前後方向にスライド可能で、本例では外側周壁１６ａがこれより先端側のコンベヤハウジング本体３ａのフランジ３ｄにフランジ１６ｃおよび複数本のボルト・ナットを介して着脱可能に固定され、また内側周壁１６ｂがこれより基端側のハウジング部６のフランジ６ｃにフランジ１６ｄおよび複数本のボルト・ナットを介して着脱可能に固定されて軸方向に一体的にスライドする。このスライドをおこなうため、複数本の油圧ジャッキ１７が外側周壁１６ａと内側周壁１６ｂの後端との間において、周方向に間隔をあけそれぞれブラケット１７ｃ・１７ｄにて介設されている。
【００４０】
この構造により、油圧ジャッキ１７を後方へ最大限伸長し、コンベヤハウジング本体３ａの基端部寄りの一部１６を外側周壁１６ａに対し内側周壁１６ｂを基端側部分とともに後退させ、コンベヤハウジング本体３ａを伸長させることによってスクリューオーガ２を後退させられる。
【００４１】
以上の構成からなる本実施例にかかるスクリューコンベヤ１の駆動装置４によるスクリューオーガ２の回転動作およびシール部材１１の交換態様について詳しく説明する。
【００４２】
▲１▼  図１〜図３に示すように、４台の油圧モータ９が一斉に同一方向に回転することにより、従動ギヤ５ｇを介して駆動リング５が回転し駆動リング５と一体のスクリューオーガ２が回転する。
【００４３】
当初は円環板状スペーサ１３は円筒状壁６ａ・７ａの外側面に取り付けられており、この状態で図１・図６（ａ）に示すように三つのシール部材１１ａは円筒状壁６ａ・７ａの外周垂直面に接触し、駆動リング５や支持具１０などとともに回転するが、シール部材１１ａと円筒状壁６ａ・７ａの外周面間にはグリスが供給されるとともに、冷却ジャケット６ｂ・７ｂ内を冷却水が循環することにより円筒状壁６ａ・７ａの外周面が冷却され、またシール部材１１ｂと支持板１８ａ・１９ａの内周面間およびシール部材１１ｃと円環板状スペーサ１３間にもグリス注入部３８からそれぞれグリスが供給される。このため、主たるシール作用を発揮する３つのシール部材１１ａの当たり面（円筒状壁６ａ・７ａの外周面）が冷却され、駆動リング５を高速回転させても摩擦回転熱によるシール部材１１ａの温度上昇は１００℃以下に抑えられることから、シール部材１１ａの熱劣化は起こりにくい。また、シール部材１１ｂ・１１ｃはシール部材１１ａに比べて押し付け力が弱く、グリスが充填されていることから、温度上昇が抑えられ、熱劣化しにくい。
【００４４】
したがって、従来のシールド掘進機に比べて掘進速度を上げるために、スクリューコンベヤ１を大型化し、高速回転させても、シール部材１１ａ〜１１ｃの熱劣化が起こりにくい。
【００４５】
▲２▼  このようにして所定の掘進距離に達して各シール部材１１ａ〜１１ｃが摩耗し、正規のシール作用が得られなくなったときには、図３において、「へ」の字状の後端部分３ｈにおける先端の外向きフランジ３ｇを駆動装置４の後端側フランジ７ｃからボルトを取り外して分離し、後端部分３ｈをコンベヤハウジング本体３ａから後方へ取り外す。それから、環状フレーム１９の環状板１９ｂとハウジング部７のフランジ７ｃとを結合するボルトを外して、フランジ７ｃとともにハウジング部７を後方へ引き抜く。これにより、後ろ側シール部材１１ａ〜１１ｃが露呈する。
【００４６】
ここで、支持具１０を固定しているボルトを外して駆動リング５の環状突起部５Ｒから支持具１０を取り外す。また、ハウジング部７の円筒状壁７ａから円環板状スペーサ１３を取り外す。そして、支持具１０のシール部材１１ａ〜１１ｃを全て新しいものに交換する。それから、新しい円環板状スペーサ１３を駆動リング５の環状突起部５Ｒとの間に介在させて支持具１０を長尺のボルトで取り付ける。この状態で、図５に示すように、円筒状壁７ａの外周面上におけるシール部材１１ａの当たり面（接触位置）が後方へ移動し、またシール部材１１ｂの支持板１９ａの内周面との当たり面（接触位置）も後方へ移動する。さらにシール部材１１ｃは円筒状壁７ａの外側垂直面に直接に接触する。この結果、新しく交換されたシール部材１１ａ〜１１ｃの当たり面は全てが摩耗のない新しい面となり、シール作用は当初の状態に戻る。
【００４７】
これにより後ろ側シール部材１１ａ〜１１ｃの交換および位置の移動は、終了するので、後ろ側シール部材１１ａ〜１１ｃの交換等であれば、あとは逆の手順にて元の状態に組み立てればよい。しかし、通常は同時期に、前部側のシール部材１１ａ〜１１ｃの交換等も必要になるので、その場合には以下の作業手順にて行う。
【００４８】
▲３▼  一方、前側のシール部材１１については、４台のモータ９を環状支持フレーム１８・１９からあらかじめ取り外したのち、駆動リング５をスクリューオーガ２をチェーンブロックやジャッキなどの移動手段（図示せず）を用いて後方へ牽引して移動させる。このとき、ハウジング部６のフランジ６ｃと環状支持フレーム１８の環状板１８ｂを連結しているボルトを外し、前後の支持フレーム１８・１９も後方へ引き出す。
【００４９】
シール部材１１ａ〜１１ｃは支持具１０を介して駆動リング５とともに後方へ引き出されて露呈するので、あとは、上記した後ろ側のシール部材１１ａ〜１１ｃの交換と同様の手順により新しいシール部材１１ａ〜１１ｃに交換し、長尺のボルトにより円環板状スペーサ１３を介して環状突起部５Ｌに支持具１０を取り付ける。そして、駆動リング５をスクリューオーガ２とともに移動手段（図示せず）を用いて前方へ押し込み、元の位置に戻す。この状態で、ハウジング部６のフランジ６ｃに環状支持フレーム１８の環状板１８ｂにボルトで連結し、後ろ側の支持フレーム１９も取り付け、４台のモータ９も取り付ける。
【００５０】
この結果、図５・図６（ｂ）に示すように、円筒状壁６ａの外周面上におけるシール部材１１ａの当たり面（接触位置）が前方へ移動し、またシール部材１１ｂの支持板１８ａの内周面との当たり面（接触位置）も前方へ移動する。さらにシール部材１１ｃは円筒状壁６ａの外側垂直面に直接に接触するので、新しく交換されたシール部材１１ａ〜１１ｃの当たり面は全てが摩耗のない新しい面となり、シール作用は当初の状態に戻る。
【００５１】
▲４▼  なお、シール部材１１の交換に先立ち、シールド掘進機２１（図７）の掘進作業を中止し、止水ゲート４０を閉鎖する必要があるが、この閉鎖作業は次のようにして行う。
【００５２】
図８・図９に示すように、本例の場合にはカッターチャンバー２７内におけるスクリューオーガ２の先端部分の突出量（寸法）と支柱２９に対するコンベヤハウジング本体３ａの後退距離との関係で、油圧ジャッキ１７を後方へ最大限伸長し、コンベヤハウジング本体３ａの基端部寄りの一部１６を外側周壁１６ａに対し内側周壁１６ｂを基端側部分とともに後退させ、コンベヤハウジング本体３ａを伸長させることによってスクリューオーガ２を後退させるとともに、油圧ジャッキ３９を後方へ第１段伸長し、支柱２９に対してコンベヤハウジング本体３ａを内側周壁３ｄおよびスクリューオーガ２とともに後退させている。これらの操作により、スクリューオーガ２の先端部分２ａは、カッターチャンバー２７内からコンベヤハウジング３内に引き込まれるので、止水ゲート４０を閉鎖可能になる。
【００５３】
上記の構成からなるシールド掘進機２１のスクリューコンベヤ１は掘進時にカッターチャンバー２７内に取り込まれる土砂を連続的に排出するが、その排土態様については以下に説明するとおりである。すなわち、
▲１▼  スクリューコンベヤ１は掘進速度の高速化に伴い、口径の大きい大型のものが使用され、スクリューオーガ２が油圧モータ９により高速で回転し、カッターディスク２３により掘削されてカッターチャンバー２７内に取り込まれた土砂がコンベヤハウジング３内を通って排出される。地山の状態によってオープン工法と泥土圧式工法とが選択される。オープン工法の場合には、図７・図８のようにスクリューオーガ２の先端部分２ａをカッターチャンバー２７内に大きく突出させるとともに、ホッパー４４ｂも最大限突出させ、ホッパー４４ｂ上に掘削土砂を受けてスクリューオーガ２の回転によりコンベヤハウジング３内を通して後方へ搬送し、前方の排土口３２からベルトコンベヤ３１上に排出する。
【００５４】
▲２▼  泥土圧式工法の場合には、図９に示すように油圧ジャッキ１７を伸長し、内側周壁１６ｂを外側周壁１６ａに対して後退させることにより、コンベヤハウジング本体３ａを伸長してスクリューオーガ２の先端部分２ａをカッターチャンバー２７内で後退させるとともに、ジャッキ４４によりホッパー４４ｂも後退させた状態でスクリューオーガ２の回転によりコンベヤハウジング３内を通して後方へ搬送し、後方の排土口３５からベルトコンベヤ３１上に排出して、ベルトコンベヤ３１でさらに後方へ排出する。
【００５５】
以上、一実施例を紹介したが、本発明はこのほか下記のように実施することも可能である。すなわち、上記実施例ではシールド掘進機２１のスクリューコンベヤ１について説明したが、シールド掘進機以外にも使用できることは言うまでもない。
【００５６】
【発明の効果】
本発明のスクリューコンベヤの駆動装置には、つぎのような効果がある。
【００５７】
１）  請求項１記載の駆動装置では、シール部材の耐熱温度以下（通常、１００℃以下）に温度上昇が抑えられるので、シール部材の熱による劣化が防止され、寿命が延びる。
【００５８】
とくに、本発明のスクリューコンベヤを搭載したシールド掘進機において掘進速度を上げるために、コンベヤハウジングの口径を拡大し、スクリューオーガの回転速度を大幅に速くした場合でも、シール部材が摺接するハウジング部の当たり面の温度上昇を水冷作用でシール部材の耐熱温度以下に抑えることができる。
【００５９】
２）  請求項２記載の駆動装置では、ある期間（シールド掘進機では所定の掘進距離）使用して当たり面がシール部材とともに摩耗し、シール作用が低下したときには、円環板状スペーサの位置を変えるか取り除くかしてシール部材の当たり面を移動させるとともに、シール部材を新しいものに取り替えることにより、使用開始直後の優れたシール作用が得られる。
【００６０】
３）  請求項３記載のスクリューコンベヤの駆動装置では、シール部材の交換やメンテナンス時などに際して後部コンベヤハウジングを取り外すことにより、開口部の駆動リングを挟んで後ろ側のハウジング部の後方に空間部ができるので、このハウジング部を空間部側へ移動させ、シール部材を露呈させられるので、後ろ側のシール部材の交換やメンテナス作業が簡単に、かつ短時間でおこなえる。また、駆動リングをスクリューオーガとともに後方へ移動させれば、前側のシール部材が露呈するので、前側のシール部材の交換やメンテナンスも簡単に行うことができる。
【００６１】
４）  請求項４記載のスクリューコンベヤの駆動装置では、スライドする周壁を他方の周壁に対して油圧ジャッキによりスクリューオーガとともに後方へスライドさせ、スクリューオーガの先端位置を止水ゲートの位置よりも後退させることにより、止水ゲートを確実に閉塞できるから、上記したシール部材の交換やメンテナンスなどの作業を安全にかつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかるスクリューコンベヤ１の駆動装置４を示す側面視断面図で、シール部材交換前の使用開始状態を表すものである。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】本発明の実施例にかかるスクリューコンベヤ１の駆動装置４の周辺部分の外観を示す側面図である。
【図４】図７のスクリューコンベヤ１のスクリューオーガ２を全体的に示す正面図および羽根の周縁部分を拡大して示す断面図である。
【図５】図１のスクリューコンベヤ１の駆動装置４においてシール部材１１を交換した状態の下半分を示す側面視断面図である。
【図６】図６（ａ）は図１の駆動装置４の一部を拡大して示す側面視断面図、図６（ｂ）は図５の駆動装置４の一部を拡大して示す側面視断面図である。
【図７】本発明の一実施例としての駆動装置をもつスクリューコンベヤを備えたシールド掘進機２１を示す側面視断面図である。
【図８】図７のシールド掘進機２１におけるオープン工法による排土状態を示すスクリューコンベヤ１およびバルクヘッド２６等をやや拡大して示す側面視断面図である。
【図９】図１のシールド掘進機２１における泥土圧式工法による排土状態を示すスクリューコンベヤ１およびバルクヘッド２６等をやや拡大して示す側面視断面図である。
【図１０】従来例としてのスクリューコンベヤの駆動装置を示す側面視断面図で、図１に対応する。
【符号の説明】
１  スクリューコンベヤ
２  スクリューオーガ
３  コンベヤハウジング
３ａ  コンベヤハウジング本体
３ｂ  コンベヤハウジング１１の先端部
３ｃ  開口部
５  駆動リング（駆動ドラム）
５ｇ  従動ギヤ
５Ｌ・５Ｒ  環状突起部
６・７  ハウジング部
６ａ・７ａ  円筒状壁
６ｂ・７ｂ  冷却ジャケット
６ｃ・７ｃ  フランジ
８  軸受
８ａ  内輪
８ｂ  外輪
９  油圧モータ
９ａ  駆動ギヤ
１０  環状支持具
１１・１１ａ・１１ｂ・１１ｃシール部材
１２  シール押さえ
１３  円環板状スペーサ
１６ａ  外側周壁
１６ｂ  内側周壁
１７・３９・４３・４４  油圧ジャッキ
１８・１９  補強用環状フレーム
１８ａ・１９ａ  円筒状支持体
１８ｂ・１９ｂ、１８ｃ・１９ｃ  環状板
２１  シールド掘進機
２２  シールド
２３  カッターディスク
２６  バルクヘッド
２７  カッターチャンバー
２８  エレクター
２９  支柱
３６ａ  外側周壁
３６ｂ  内側周壁
４０  止水ゲート
４２  開閉アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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