(57)【要約】【課題】回転隔壁への土砂の付着を防止する。【解決手段】筒状のシールドフレーム２の前端に回転カッターフレーム３を設け、前記シールドフレーム２内にこれを前後に仕切る隔壁４を設け、該隔壁４と前記回転カッターフレーム３との間に掘削土砂を取り込んでから後方へ搬出するようにしたシールド掘進機において、前記隔壁４は、前記シールドフレーム２の内周に設けられた環状の固定隔壁１２と、前記回転カッターフレーム３と一緒に回転する回転隔壁１３とを有し、該回転隔壁１３に土砂の付着を抑制するための加振装置１４を設けている。【選択図】図１
2009228261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシールドフレームの前端に回転カッターフレームを設け、前記シールドフレーム内にこれを前後に仕切る隔壁を設け、該隔壁と前記回転カッターフレームとの間に掘削土砂を取り込んでから後方へ搬出するようにしたシールド掘進機において、前記隔壁は、前記シールドフレームの内周に設けられた環状の固定隔壁と、前記回転カッターフレームと一緒に回転する回転隔壁とを有し、該回転隔壁に土砂の付着を抑制するための加振装置を設けたことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
前記加振装置は、超音波発振装置であることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項３】
前記固定隔壁には前記回転カッターフレームの回転中心回りに環状に形成された回転リングが回転自在に設けられ、前記回転カッターフレームは、その回転中心部から後方へ延出して設けられた内部が中空のセンターシャフトと、回転カッターフレームの中間部から後方に延出されて前記回転リングに接続された中間ビームとを有し、前記センターシャフトと前記回転リングとの間に前記回転隔壁が設けられていることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項４】
前記回転隔壁は、前記センターシャフト及び前記回転リングに振動吸収部材を介して取付けられていることを特徴とする請求項３記載のシールド掘進機。
【請求項５】
前記センターシャフトには、土砂の付着を抑制すべく加圧水を噴射するための噴射ノズルが設けられていることを特徴とする請求項３記載のシールド掘進機。
【請求項６】
前記センターシャフトには、マンホールと、該マンホールを開閉可能に閉塞する蓋とが設けられていることを特徴とする請求項３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、シールド掘進機に係り、特にシールドフレーム内の隔壁を回転カッターフレームと一緒に回転する回転隔壁を有する構造とすると共にその回転隔壁における土砂の付着や共回りを抑制したシールド掘進機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機としては、図５に示すように、筒状のシールドフレーム２の前端に回転カッターフレーム３を設け、前記シールドフレーム２内にこれを前後に仕切る隔壁（バルクヘッドともいう。）４を設け、回転カッターフレーム３により掘削した掘削土砂を前記隔壁４と前記回転カッターフレーム３との間の土砂取り込み室（チャンバーともいう。）９に取り込んでからスクリューコンベヤ等の搬出手段により後方へ搬出するようにしたものが知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
前記隔壁４には前記回転カッターフレーム３の回転中心５回りに環状に形成された回転リング１５が回転自在に設けられ、前記回転カッターフレーム３は、その回転中心部から後方へ延出して設けられた内部が中空のセンターシャフト２４と、回転カッターフレーム３の中間部から後方に延出されて前記回転リング１５に接続された中間ビーム２５とを備えている。
【０００４】
前記隔壁４は、シールドフレーム２の内周に固定された第１の固定隔壁１２と、該第１の固定隔壁４ａと前記センターシャフト２４との間に設けられた第２の固定隔壁４ｂとを有している。前記回転リング１５にはリング状の従動歯車１６が取付けられ、前記第１の固定隔壁４ａには前記従動歯車１６に噛合する駆動歯車１８を有する回転駆動手段であるモータ１９が取付けられている。前記回転カッターフレーム３には油圧により回転カッターフレーム３の周縁部から径方向外方に突出されて地山を掘削するオーバーカッター（図示省略）が取付けられており、その作動用の油圧を供給するための油圧配管（図示省略）は前記センターシャフトの後端部に設けられたロータリージョイント３５を介して前記センターシャフト２４の内部を通り、前記オーバーカッターに接続されている。このように回転カッターフレーム３のオーバーカッターへの油圧の供給をセンターシャフト２４を利用して行う構造上、回転カッターフレーム３の回転駆動方式は、センターシャフト駆動方式ではなく、中間ビーム駆動方式が採用されている。
【０００５】
そして、前記第１の固定隔壁４ａと第２の固定隔壁４ｂには、回転部である回転リング１５との間をシールする第１シール機構２３及び第２シール機構４１が設けられ、第２固定隔壁４ｂにはセンターシャフト２４との間をシールする第３シール機構４２が設けられている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１４９０８８号公報
【特許文献２】実開昭６０−２７１９７号公報
【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、前記シールド掘進機においては、隔壁４全体を固定隔壁とする構造上、回転部である回転リング１５やセンターシャフト２４との間にシール機構２３，４１，４２を複数設ける必要があるため、構造の複雑化やコストの上昇を余儀なくされるという問題がある。このような問題を解消する方法としては、前記第２固定隔壁４ｂに代えて回転カッターフレーム３と一緒に回転する回転隔壁を採用することが考えられるが、回転隔壁を採用すると、該回転隔壁と回転カッターフレーム３との間に取り込まれた土砂が回転隔壁に付着して共回りを起し易く、その土砂の搬出が困難になるという問題がある。このため、第２固定隔壁４ｂを回転隔壁にしたシールド掘進機は実現されていない。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、回転隔壁への土砂の付着及び共回りを防止することができるシールド掘進機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、筒状のシールドフレームの前端に回転カッターフレームを設け、前記シールドフレーム内にこれを前後に仕切る隔壁を設け、該隔壁と前記回転カッターフレームとの間に掘削土砂を取り込んでから後方へ搬出するようにしたシールド掘進機において、前記隔壁は、前記シールドフレームの内周に設けられた環状の固定隔壁と、前記回転カッターフレームと一緒に回転する回転隔壁とを有し、該回転隔壁に土砂の付着を抑制するための加振装置を設けたことを特徴とする。
【００１０】
前記加振装置としては、超音波発振装置であることが好ましい。前記固定隔壁には前記回転カッターフレームの回転中心回りに環状に形成された回転リングが回転自在に設けられ、前記回転カッターフレームは、その回転中心部から後方へ延出して設けられた内部が中空のセンターシャフトと、回転カッターフレームの中間部から後方に延出されて前記回転リングに接続された中間ビームとを有し、前記センターシャフトと前記回転リングとの間に前記回転隔壁が設けられていることが好ましい。
【００１１】
前記回転隔壁は、前記センターシャフト及び前記回転リングに振動吸収部材を介して取付けられていることが好ましい。前記センターシャフトには、土砂の付着を抑制すべく加圧水を噴射するための噴射ノズルが設けられていることが好ましい。前記センターシャフトには、マンホールと、該マンホールを開閉可能に閉塞する蓋とが設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転隔壁への土砂の付着を防止することができる。また、回転隔壁を採用することによりシール機構の削減及びコストの低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明の実施の形態を示すシールド掘進機の要部縦断面図、図２は図１のシールド掘進機を進行方向前方から見た概略的正面図、図３は回転隔壁の正面図、図４は回転隔壁を固定する部分の拡大断面図である。
【００１４】
図１ないし図２において、１はシールド掘進機であり、このシールド掘進機１は、筒状例えば円筒状のシールドフレーム２と、該シールドフレーム２の掘進方向前端部に回転可能に設けられた回転カッターフレーム３と、前記シールドフレーム２内を前後に仕切る隔壁（バルクヘッド）４とを備えている。隔壁４は、シールドフレーム２の前端寄りすなわち回転カッターフレーム３に近付けて設けられている。
【００１５】
回転カッターフレーム３は、回転中心（軸心）５より放射状に設けられた複数のカッタースポーク６と、これらカッタースポーク６，６間に設けられたカッター面板７とを有している。カッタースポーク６には切羽地山を掘削する複数のカッタービット８が取付けられ、前記カッター面板７にはカッタービット８により掘削された土砂を回転カッターフレーム３と隔壁４の間に形成した土砂取り込み室（チャンバー）９に取り込むための取り込み口であるカッタースリット１０が設けられている。前記回転カッターフレーム３には油圧により回転カッターフレーム３の周縁部から径方向外方に突出して地山を掘削するオーバーカッター１１が伸縮自在に設けられている。前記隔壁４を構成する後述の固定隔壁１２の下側には土砂取り込み室９から土砂を後方に搬出するための土砂搬出手段例えばスクリューコンベヤ（図示省略）が設けられている。
【００１６】
前記隔壁４は、前記シールドフレーム２の内周に設けられた環状の固定隔壁１２と、前記回転カッターフレーム３と一緒に回転する回転隔壁１３とを有し、この回転隔壁１３には該回転隔壁１３への土砂の付着を抑制する加振装置１４が取付けられている。前記加振装置１４としては、回転隔壁１３の内面に高い周波数の振動を発生させて回転隔壁１３の内面に付着する土砂を回転隔壁１３の壁面から剥離させたり、粉砕することが可能な例えば超音波発振装置が好適である。
【００１７】
前記回転カッターフレーム３の回転駆動方式として中間ビーム駆動方式を採用するために、前記固定隔壁１２には、前記回転カッターフレーム３の回転中心５回りに環状に形成された回転リング１５が回転自在に設けられている。この回転リング１５の後端部にはリング状の従動歯車１６がボルト１７で取付けられ、前記固定隔壁１２には前記従動歯車１６に噛合する駆動歯車１８を有する回転駆動手段であるモータ（例えば油圧モータ）１９が取付けブラケット２０を介して取付けられている。前記取付けブラケット２０には、前記従動歯車１６を回転自在に支持するボールベアリング又はローラベアリングからなる軸受２１がボルト２２で取付けられている。また、前記固定隔壁１２には、前記回転リング１５との間をシールするためのシール機構（従来の第１シール機構に相当）２３が取付けブラケット２０を介して取付けられている。
【００１８】
前記回転カッターフレーム３は、その回転中心部から後方へ延出して設けられた内部が中空のセンターシャフト２４と、回転カッターフレーム３の中間部から後方に延出されて前記回転リング１５に接続された中間ビーム２５とを有し、前記センターシャフト２４と前記回転リング１５との間に前記回転隔壁１３が設けられている。この回転隔壁１３は、図３にも示すように環状に形成されており、前記センターシャフト２４と前記回転リング１５とに対して振動吸収部材２６を介して取付けられていることが他部材への振動の影響（例えばボルトの緩み）を防止する上で好ましい。
【００１９】
前記回転隔壁１３を取付けるために、回転リング１５の内周とセンターシャフト２４の外周とには、内周鍔部２７と外周鍔部２８とがそれぞれ設けられ、これら内周鍔部２７と外周鍔部２８に対して回転隔壁１３の外周部と内周部とが複数のボルト２９で取付けられている。この場合、図４にも示すように前記回転隔壁１３の内周縁部と外周縁部とには周方向に適宜間隔でボルト２９を螺合するためのネジ孔３０が設けられ、前記内周鍔部２７及び外周鍔部２８には前記ボルト２９を挿入する孔部３１がネジ孔３０に対応して設けられている。前記振動吸収部材２６としては、弾性を有するゴム製又は合成樹脂製であり、回転隔壁１３と内周鍔部２７又は外周鍔部２８の間に介在される第１吸収部材２６ａと、ボルト２９の頭部２９ａと内周鍔部２８又は外周鍔部２８間に介在される第２吸収部材２６ｂと、前記ボルト挿入孔３１とボルト２９の間に介在される円筒状の第３吸収部材２６ｃとからなることが好ましい。
【００２０】
前記センターシャフト２４は、回転カッターフレーム３と回転隔壁１３との間に位置される筒状例えば円筒状の胴部２４ａと、該胴部２４ａの後端（開口端）に設けられた裁頭円錐状又は裁頭角錐状又はドーム状の後端部２４ｂと有している。前記センターシャフト（具体的には土砂取り込み室９の一部を形成する胴部２４ａ）２４には、胴部２４ａへの土砂の付着を抑制すべく加圧水を噴射するための噴射ノズル（例えばジェットノズル）３２が設けられていることが好ましい。
【００２１】
前記オーバーカッター１１を作動する油圧シリンダ１１ａに油圧を供給するための油圧配管（図示省略）や、前記加振装置１４の給電ケーブル３３、及び前記噴射ノズル３２の加圧水供給管３４は、前記センターシャフト２４の後端部に設けられたロータリージョイント３５を介して前記センターシャフト２４の内部を通って前記オーバーカッター１１の油圧シリンダ１１ａ、加振装置１４及び噴射ノズル３２にそれぞれ接続されている。前記加振装置１４の給電ケーブル３３は、センターシャフト２４の内部から胴部２４ａを貫通して加振装置１４まで導かれている。前記回転カッターフレーム３におけるカッタービット８の交換やオーバーカッター１１のメンテナンスを行うために、前記センターシャフト２４には、マンホール３６と、該マンホール３６を開閉可能に閉塞する蓋３７とが設けられていることが好ましい。この場合、センターシャフト２４の後端部の傾斜した壁面に開口部であるマンホール３６を形成すると共に該マンホール３６を閉塞する蓋３７をヒンジ３８を介して開閉自在に取付ければ良い。この蓋３７の閉位置の固定は、例えばボルト又は施錠機構によって行われる。なお、図１に示すように回転カッターフレーム３の背面部には、該回転カッターフレーム３と一体に回転して土砂取り込み室内の土砂を混練したり、固定隔壁１２への土砂の付着を抑制するための攪拌棒３９が突設されていることが好ましい。また、回転部である前記回転リング１５や回転隔壁１３への巻き込みを防止するため、固定隔壁１２又は取付けブラケット２０には回転リング１５や回転隔壁１３を覆うように防護ネット４０が設けられていることが好ましい。以上の構成からなるシールド掘進機１によれば、筒状のシールドフレーム２の前端に回転カッターフレーム３を設け、前記シールドフレーム２内にこれを前後に仕切る隔壁４を設け、該隔壁４と前記回転カッターフレーム３との間に掘削土砂を取り込んでから後方へ搬出するようにしたシールド掘進機において、前記隔壁４は、前記シールドフレーム２の内周に設けられた環状の固定隔壁１２と、前記回転カッターフレーム３と一緒に回転する回転隔壁１３とを有し、該回転隔壁１３に土砂の付着を抑制するための加振装置１４を設けているため、回転隔壁１３への土砂の付着を防止することができる。特に、回転隔壁１３を採用することにより固定隔壁１２で多数個の使用を余儀なくされていたシール機構を削減でき、コストの低減が図れる。
【００２２】
前記加振装置１４として超音波発振装置を用いることにより、回転隔壁１３の内面に高い周波数の振動を発生させて回転隔壁１３の内面に付着する土砂を回転隔壁１３の壁面から剥離させたり、粉砕することができる。前記固定隔壁１２には前記回転カッターフレーム３の回転中心５回りに環状に形成された回転リング１５が回転自在に設けられ、前記回転カッターフレーム３は、その回転中心部から後方へ延出して設けられた内部が中空のセンターシャフト２４と、回転カッターフレーム３の中間部から後方に延出されて前記回転リング１５に接続された中間ビーム２５とを有し、前記センターシャフト２４と前記回転リング１５との間に前記回転隔壁１４が設けられているため、回転カッターフレーム３の中間ビーム回転駆動方式でありながら回転隔壁１３を容易に採用することができる。前記回転隔壁１３は、前記センターシャフト２４及び前記回転リング１５に振動吸収部材２６を介して取付けられているため、他部材への振動の影響を抑制ないし防止することができる。前記センターシャフト２４には、土砂の付着を抑制すべく加圧水を噴射するための噴射ノズル３２が設けられているため、センターシャフト２４に土砂が付着するのを容易に抑制することができる。前記センターシャフト２４には、マンホール３６と、該マンホール３６を開閉可能に閉塞する蓋３７とが設けられているため、センターシャフト２４内を通ってカッタービット８の交換やオーバーカッター１１のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。例えば、センターシャフト２４の胴部２４ａには、噴射ノズル３２に代えて加振装置を設けても良く、或いは噴射ノズル３２と共に加振装置を設けても良い。また、回転隔壁１３には、加振装置１４と共に噴射ノズルを設けても良い。なお、加振装置１４としては、超音波発振装置が好ましいが、バイブレーターであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態を示すシールド掘進機の要部縦断面図である。
【図２】図１のシールド掘進機を進行方向前方から見た概略的正面図である。
【図３】回転隔壁の正面図である。
【図４】回転隔壁を固定する部分の拡大断面図である。
【図５】従来のシールド掘進機の要部構造を概略的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  シールド掘進機
２  シールドフレーム
３  回転カッターフレーム
４  隔壁
５  回転中心
１２  固定隔壁
１３  回転隔壁
１４  加振装置
２４  センターシャフト
２５  中間ビーム
２６  振動吸収部材
３２  噴射ノズル
【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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