(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドフレームの後端に設けられた中実の注入ヘッドにそのシールドフレームの軸方向に貫通する貫通路を形成し、この貫通路に裏込材を供給する裏込材注入パイプを合流すると共に、上記貫通路内にパイプ状の摺動ピストンを往復動自在に挿入したシールド掘進機の裏込注入装置において、上記摺動ピストン内に、グリスを供給するグリス配管を挿入して設けると共に、そのグリス配管の先端を上記摺動ピストン先端のピストン部に接続してこのピストン部の摺動面側にグリスを注入するようにしたことを特徴とするシールド掘進機の裏込注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中を掘削しながらトンネルを構築するシールド掘進機に設けられる裏込注入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、従来、地下トンネル等を掘削・構築する際に用いられるシールド掘進機１には、地山切削時における切羽の止水を行うための裏込材を注入する裏込注入装置Ｍが備えられている。
【０００３】
この裏込注入装置Ｍは、図５〜図７に示すように、シールド掘進機１の外殻を構成する筒状のシールドフレーム２の上部にその軸方向に延びるように設けられており、このシールドフレーム２の後方に裏込材を注入すべくその軸方向に延びる裏込材注入パイプ３と、この裏込材注入パイプ３と平行に位置するパイプ状の摺動ピストン４と、この裏込材注入パイプ３と摺動ピストン４との先端を合流させる中実の注入ヘッド５と、この摺動ピストン４を上記注入ヘッド５内で往復動させる油圧ジャッキ７とから主に構成されており、この油圧ジャッキ７で摺動ピストン４を往復動させることで裏込材注入パイプ３から供給される裏込材を注入ヘッド５を介してその後方に吐出すると共に、この裏込注入供給パイプ３に摺動ピストン４側から洗浄水を逆流させて目詰まりを防止するようになっている。
【０００４】
すなわち、この注入ヘッド５は、図８及び図９に示すように、シールドフレーム２の軸方向に貫通する貫通路８を有すると共に、この貫通路８に合流するように裏込材通路９を形成したものであり、この裏込材通路９側に上記裏込材注入パイプ３を接続すると共に、貫通路８内に上記摺動ピストン４を往復動自在に挿入し、この貫通路８の端部を裏込材の注入口１０としたものである。
【０００５】
そして、先ず、図１０に示すように、油圧ジャッキ７によって摺動ピストン４を後方に引いてから図示しない裏込材供給ポンプによって裏込材注入パイプ３側に裏込材を供給すると、この裏込材が裏込材通路９から貫通路８側に合流した後、その先端部の注入口１０からシールドフレーム２の後方に吐出されて切羽に裏込材が注入されることになる。尚、この時、貫通路８の下流側は摺動ピストン４先端のピストン部６によって塞がれて、貫通路８側に流れ込んだ裏込材はこの貫通路８内を下流側に流れないようになっている。
【０００６】
次に、このようにして所定量の裏込材が吐出されたならば、この裏込材の供給を停止し、図１１に示すように油圧ジャッキ７によって摺動ピストン４を押し出して注入口１０を塞いで土砂水等の浸入を阻止した後、図示しない洗浄水供給ポンプによって摺動ピストン４側に洗浄水を供給する。これによって、図１２に示すようにこの洗浄水が摺動ピストン４の先端に形成された通過孔４ａから合流部を介して裏込材通路９側へ流れた後、裏込材注入パイプ３内を逆流しながらその内部の裏込材を押し流して洗浄することで裏込材注入パイプ３の詰まりを防止するようになっている。その後、洗い流された裏込材は洗浄水と共に、図５に示すように裏込材供給ラインに設けられた三方バルブ１１から適宜外部へ排出されるようになっている。
【０００７】
尚、図５中ｓはトンネル壁を構成するセグメント、１２は土砂水や裏込材等の浸入を防止するテールシール、図中１３は、この裏込注入装置Ｍを覆うフード、１４は、裏込材注入パイプ３や摺動ピストン４等を支持するフレームである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８に示すように、この裏込注入装置Ｍの注入ヘッド５には、潤滑油となるグリスを供給するためのグリスライン１５が設けられており、摺動ピストン４の摺動面にグリスを供給してその摺動をスムーズに行うようになっている。
【０００９】
しかしながら、このグリスライン１５の前後には、切羽の水を遮断するためのＵパッキン１６（貫通路８側）とＯリング１７（摺動ピストン４側）が設けられているため、このグリスライン１５から供給されたグリスが摺動ピストン４先端のピストン部４ａの摺動面まで充分に行き渡り難かった。
【００１０】
その結果、この摺動ピストン４を頻繁に往復動させると、最悪の場合、そのピストン部６が貫通路８側に焼き付いて固着してしまい、摺動ピストン４が作動不良に陥ってしまうといったおそれがあった。
【００１１】
そして、このような事態が発生した場合には、全体の作業を停止してその補修を行わなければならず、大幅な工期の遅れを招くといった問題がある。また、上述したように、この裏込注入装置Ｍはシールドフレーム２の外側に設けられているため、その補修は極めて困難であり、補修に際して多大な労力と時間を要するといった問題がある。
【００１２】
そのため、このグリスライン１５を分岐させてその分岐ライン１８を貫通路８の先端側に引き延ばして摺動ピストン４のピストン部６側にもグリスを供給することも考えられるが、図示するように、この摺動ピストン４が移動したときに、その注入孔１９から多量のグリスが一気に噴出してしまうといった問題がある。
【００１３】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、摺動ピストンの摺動面全体にグリスを効果的に行き渡らせることができる新規なシールド掘進機の裏込注入装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、シールドフレームの後端に設けられた中実の注入ヘッドにそのシールドフレームの軸方向に貫通する貫通路を形成し、この貫通路に裏込材を供給する裏込材注入パイプを合流すると共に、上記貫通路内にパイプ状の摺動ピストンを往復動自在に挿入したシールド掘進機の裏込注入装置において、上記摺動ピストン内に、グリスを供給するグリス配管を挿入して設けると共に、そのグリス配管の先端を上記摺動ピストン先端のピストン部に接続してこのピストン部の摺動面側にグリスを注入するようにしたものである。
【００１５】
これによって、ピストン部の摺動面側にグリスが充分行き渡ることになるため、ピストン部の焼き付き等による摺動ピストンの作動不良を未然に防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るシールド掘進機の裏込注入装置Ｍの実施の一形態を示す平面図、図２はその要部を示す部分拡大図である。
【００１８】
図示するように、裏込材を供給するための裏込材注入パイプ３の先端は、金属体からなる中実の注入ヘッド５内に挿入されるように接続されており、その注入ヘッド５内に形成された裏込材通路９を介して貫通路８へ裏込材を供給するようになっている。
【００１９】
一方、洗浄水を供給するパイプ状の摺動ピストン４は、注入ヘッド５の貫通路８内にその長さ方向に往復動自在に挿入されており、先端に設けられたピストン部６が裏込材通路９との合流部を挟んで前後に移動することによって前述したように貫通路８先端の注入口１０を開閉すると共に、洗浄水と裏込材の流れを制御するようになっている。
【００２０】
また、この摺動ピストン４の軸心部にはグリス配管２０が設けられており、潤滑油となるグリスを摺動ピストン４先端のピストン部６側に供給するようになっている。
【００２１】
すなわち、図３に示すようにこのピストン部６には、その後端面側から摺動面側まで連通する注入通路２１が形成されており、この注入通路２１に上記グリス配管２０の先端が螺合されて接続されるようになっている。
【００２２】
従って、図２に示す従来のグリスライン１５と共に、このグリス配管２０にグリスを供給すると、そのグリスがグリス配管２０先端から注入通路２１を介してピストン部６に流れ、摺動ピストン４の摺動面のみならずピストン部６の摺動面にも同時に供給されることになる。
【００２３】
そして、この状態で摺動ピストン４を往復動させると、図４に示すように、ピストン部６から注入されたグリスが貫通路８先端の注入口１０付近からグリスライン１５付近まで、言い換えれば、ピストン部６のストロークの範囲に亘って充分行き渡ることになる。
【００２４】
この結果、摺動ピストン４を貫通路８内で頻繁に往復動させても、そのピストン部６が貫通路８側に焼き付いて固着してしまうようなことがなくなり、摺動ピストン４の作動不良を回避して、常に良好な作動状態を維持することが可能となる。また、このピストン部６の摺動面は、その往復動に拘わらず常に貫通路８の表面に接触した状態となっていることから、注入されたグリスが一気に吹き出すようなことがなく、一定量のグリスが常時安定して注入される。
【００２５】
尚、図３中２２，２３，２４はそれぞれピストン部６の外周部に嵌め込まれたＯリングであり、前述したＵパッキン１６やＯリング１７と共にピストン部６と貫通路８との隙間を塞いで注入口１０側からの土砂水の浸入や裏込材通路９側からの裏込材の漏れを防ぐようになっている。
【００２６】
また、本実施の形態では、注入通路２１の出口をピストン部６の摺動面の上方側に１箇所設けることで、グリス自体の浸透力によってその摺動面の全体に行き渡らせるようにしているが、この注入通路２１の出口を複数、例えば、ピストン部６の中心部から放射状に設ければ、よりその摺動面へのグリスの注入を良好に行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示すような優れた効果を発揮することができる。
【００２８】
▲１▼摺動ピストン内にグリス配管を設けてピストン部の摺動面にグリスを供給するようにしたため、摺動ピストンの摺動面のみならず、ピストン部の摺動面にも充分にグリスを供給することができる。
【００２９】
▲２▼その結果、摺動ピストンを頻繁に往復動させても、摺動ピストンが焼き付きを起こして貫通路に固着してしまうことがなくなる。
【００３０】
▲３▼従って、ピストンパイプの作動不良を効果的に回避することが可能となり、従来、多大な労力と時間を要していた補修作業を回避することができる。
【００３１】
▲４▼従来のピストン部のみを新規なものに取り替えると共に摺動ピストン内にグリス配管を付設するだけの構成のため、従来の裏込材注入装置をそのまま使用することが可能となり、コストの上昇も最小限に抑えることができる。
【００３２】
▲５▼構造が比較的簡単であるため、製作コストが安価となる上に、故障の頻度が極めて少なくなり、高い信頼性を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシールド掘進機の裏込注入装置の実施の一形態を示す平面図である。
【図２】図１中Ａ部を示す部分拡大図である。
【図３】本発明装置のピストン部付近を示す部分拡大図である。
【図４】本発明装置のピストン部付近を示す部分拡大図である。
【図５】従来のシールド掘進機及びその裏込注入装置の取付位置を示す概略図である。
【図６】従来のシールド掘進機の裏込注入装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図７】従来のシールド掘進機の裏込注入装置の実施の一形態を示す平面図である。
【図８】図１０中Ａ部を示す部分拡大図である。
【図９】図１１中ＸーＸ矢視図である。
【図１０】従来のシールド掘進機の裏込注入装置の作用を示す平面図である。
【図１１】従来のシールド掘進機の裏込注入装置の作用を示す平面図である。
【図１２】従来のシールド掘進機の裏込注入装置の作用を示す平面図である。
【符号の説明】
２  シールドフレーム
３  裏込材注入パイプ
４  摺動ピストン
５  注入ヘッド
６  ピストン部
８  貫通路
９  裏込材通路
20  グリス配管
Ｍ  裏込注入装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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