(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド機本体と、
該シールド機本体の先端側に回動可能に設けられた回動部と、
該回動部の進行方向後面、前記シールド機本体のバルクヘッド前面、及び該バルクヘッド前面より張り出した環状壁部の内周面の間に形成される空間であるチャンバーと、
該チャンバー内に取り込まれた礫を、前記シールド機本体の軸線の真下で且つその下縁が前記環状壁部の内周面に接する位置に配置された礫取り入れ口から、前記チャンバー外に排出する排出機構とを備えたシールド機において、
前記チャンバー内には、前記回動部の回動とともに前記チャンバー内を転動する前記礫が当たる礫破砕ビットが設けられ、
該礫破砕ビットは、前記バルクヘッド前面に設けられているとともに、前記バルクヘッド前面を対向視した場合に、前記礫取り入れ口の上縁に近い部分から該礫取り入れ口の左右側の前記環状壁部内周面に向かってそれぞれ直線配列され、前記礫取り入れ口に向かう前記礫の左右の落下経路の両方を遮る位置に配置されていることを特徴とするシールド機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば地山内を掘削するシールド機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のシールド機の一例を図４に示す。同図に示すシールド機１は、円筒形状のシールド機本体２と、該シールド機本体２の先端側に同軸かつ回動可能に固定された回動部３と、該回動部３を回転駆動させる図示されない駆動機構とを備えた概略構成となっている。
【０００３】
回動部３は、その進行方向前面３ａ側より対向視した場合の形状が、シールド機本体１の外径と略同一外径寸法の円形をなしている。そして、この進行方向前面３ａには、多数の掘削ビット３ｂが進行方向に向かって突出した状態に固定されている。また、回動部３の進行方向後面３ｃ側と、シールド機本体２のバルクヘッド前面２ａとの間の部分には、概略ドーナツ形状の空間であるチャンバー４が形成されている。そして、前記進行方向前面３ａには、図示されない開口部が形成されており、前記各掘削ビット３ｂで掘削された礫ｒをチャンバー４内に取り入れるようになっている。
また、シールド機本体２内には、一端がチャンバー４内に突出した状態で固定されたスクリューコンベア５が備えられており、チャンバー４内の礫ｒを他端側に送り出せるように構成されている。
【０００４】
以上説明の構成を有する従来のシールド機１によれば、地山Ｊを掘削する場合に、前記駆動機構によって回動部３を回動させると、その進行方向前面３ａの各掘削ビット３ｂが地山Ｊを削り、削り取られた礫ｒが前記開口部を通ってチャンバー４内へと送り込まれる。さらに、このチャンバー４内の礫ｒは、スクリューコンベア５によってチャンバー４内より取り出され、排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、掘削する地山Ｊの地質等の諸条件によっては、スクリューコンベア５では排出できない大きさの礫Ｒがチャンバー４内に入り込む場合があり、このような場合には、礫Ｒを排出することができずにチャンバー４内に詰まりを生じる恐れがあるという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、チャンバー内に取り込まれる礫の大きさに関わらず良好な排出能力を維持できるシールド機の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のシールド機は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載のシールド機は、シールド機本体と、該シールド機本体の先端側に回動可能に設けられた回動部と、該回動部の進行方向後面、前記シールド機本体のバルクヘッド前面、及び該バルクヘッド前面より張り出した環状壁部の内周面の間に形成される空間であるチャンバーと、該チャンバー内に取り込まれた礫を、前記シールド機本体の軸線の真下で且つその下縁が前記環状壁部の内周面に接する位置に配置された礫取り入れ口から、前記チャンバー外に排出する排出機構とを備えたシールド機において、前記チャンバー内には、前記回動部の回動とともに前記チャンバー内を転動する前記礫が当たる礫破砕ビットが設けられ、該礫破砕ビットは、前記バルクヘッド前面に設けられているとともに、前記バルクヘッド前面を対向視した場合に、前記礫取り入れ口の上縁に近い部分から該礫取り入れ口の左右側の前記環状壁部内周面に向かってそれぞれ直線配列され、前記礫取り入れ口に向かう前記礫の左右の落下経路の両方を遮る位置に配置されていることを特徴とする。
上記請求項１記載のシールド機によれば、回動部が回動しながら地山等内を掘削進行していく際に、掘削された礫は、チャンバー内に一旦取り込まれる。このようにしてチャンバー内に取り込まれた礫は、回動部の回動に伴って転動する際に礫破砕ビットに当たって砕かれ、その後、排出機構によってチャンバー内より外部に排出される。
【０００８】
また、上記請求項１記載のシールド機によれば、礫破砕ビットがバルクヘッド前面に設けられているため、チャンバー内空間における礫破砕ビットの位置を常に固定することができ、例えば礫が特に集中しやすい鉛直方向下部側に、複数の礫破砕ビットを集中配置させておくことができる。
【０００９】
さらに、上記請求項１記載のシールド機によれば、礫破砕ビットが、シールド機本体のバルクヘッド前面を対向視した場合に、礫取り入れ口の上縁に近い部分から礫取り入れ口の左右側の環状壁部内周面に向かってそれぞれ直線配列され、礫取り入れ口に向かう礫の左右の落下経路の両方を遮る位置に配置されているため、排出機構の礫取り入れ口に向かう礫が、礫破砕ビットに確実に当たりやすくなるので、より効果的に礫を破砕して細かくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシールド機の一実施形態についての説明を、図面を参照しながら行うが、本発明がこれに限定解釈されるものでないことは、もちろんである。なお、図１は、本実施形態のシールド機を示す図であって、先端部分の縦断面図である。また、図２は、同シールド機を図１のＡ−Ａ線側より見た断面図である。また、図３は、同シールド機の要部である礫破砕ビットを示す斜視図である。
【００１１】
図１及び図２に示すように、本実施形態のシールド機１０は、シールド機本体１１と、該シールド機本体１１の先端側に回動可能に設けられた回動部１２と、該回動部１２を回転駆動する図示されない駆動機構と、回動部１２とシールド機本体１１との間に形成される空間であるチャンバー１３と、該チャンバー１３内に取り込まれた礫（図示せず）を該チャンバー１３の外部に排出するスクリューコンベア１４（排出機構）とを備えた概略構成となっている。
【００１２】
前記回動部１２は、その進行方向前面１２ａ側より対向視した場合の形状が、シールド機本体１１の外径と略同一外径寸法の円形をなしている。そして、この進行方向前面１２ａには、多数の掘削ビット（図示せず）が進行方向に向かって突出した状態に固定されている。また、進行方向前面１２ａには、図示されない開口部が形成されており、前記各掘削ビットで掘削された礫をチャンバー１３内に取り込めるようになっている。
【００１３】
チャンバー１３は、シールド機本体１１のバルクヘッド前面１１ａと、該バルクヘッド前面１１ａより張り出した環状壁部１３ａの内周面１３ｂと、回動部１２の進行方向後面１２ｂと、シールド機本体１１が回動部１２を軸支するためのセンターシャフト１５の外周面１５ａとの間に形成される、概略ドーナツ形状の空間となっている。
【００１４】
そして、このチャンバー１３内には、回動部１２の回動とともにチャンバー１３内を転動する礫が当たる複数（本実施形態では計１０個）の礫破砕ビット１６が、シールド機本体１１側のバルクヘッド前面１１ａより該チャンバー１３内に向かって（進行方向に向かって）それぞれ突出するように設けられている。さらに、これら礫破砕ビット１６は、シールド機本体１１のバルクヘッド前面１１ａを対向視した場合（図２の視線で見た場合）に、スクリューコンベア１４の礫取り入れ口１４ａに向かう礫の左右の落下経路Ｐ１，Ｐ２の両方を遮る位置に配置されている。すなわち、図２の視線で見た場合に、各礫破砕ビット１６は、前記礫取り入れ口１４ａの上縁に近い部分から左右の前記内周面１３ｂに向かってそれぞれ等間隔を置いて直線配列されている。
【００１５】
礫破砕ビット１６の詳細について説明すると、図３に示すように、逆台形形状のビット本体１６ａと、該ビット本体１６ａの上面より上方に向かって突出した状態に固定された一対のチップ１６ｂとを備えた構成となっている。そして、ビット本体１６ａの底面１６ｃにおいて、シールド機本体１１のバルクヘッド前面１１ａに対して溶接等で固定されるようになっている。各チップ１６ｂは、その突出した部分の形状が概略半円板形状をなし、また厚み方向から見た場合には、前記半円の外周縁に向かって先細りとなる円形刃１６ｄが形成されている。
【００１６】
前記シールド機本体１１のバルクヘッド前面１１ａの中央部には、図１に示すように、その裏面側に、前記センターシャフト１５をその軸線回りに回動可能に支えるベアリングハウジング１５ｂが固定されている。さらに、センターシャフト１５は、前記駆動機構と連結されており、該駆動機構の回転駆動力を回動部１２に伝達可能となっている。なお、図２に示すように、符号１１ｘはマンホールであり、バルクヘッド前面１１ａの上部に形成されている。
【００１７】
前記スクリューコンベア１４は、シールド機本体１１内に配設されており、その一端側である礫取り入れ口１４ａがバルクヘッド前面１１ａよりチャンバー１３内に突出した状態で、斜め配置に固定されている。そして、礫取り入れ口１４ａは、シールド機本体１１の軸線の真下でかつその下縁が前記内周面１３ｂに接する最下端位置に配置されている。
そして、スクリューコンベア１４は、このような礫取り入れ口１４ａを有する円筒１４ｂと、該円筒１４ｂ内に同軸かつこの軸周りに回動可能に支持されたスクリュー１４ｃと、該スクリュー１４ｃを回転駆動するスクリュー駆動機構（図示せず）とを備えた構成となっている。また、礫取り入れ口１４ａには、円筒１４ｂの軸線を中心とした周回りに、互いに等間隔（４５度間隔）をおいて配置された４体の礫取り入れ口ビット１４ｄが固定されている。
このスクリューコンベア１４によれば、前記スクリュー駆動機構を起動させると、この回転駆動力によってスクリュー１４ｃが円筒１４ｂ内で回動し、礫取り入れ口１４ａ内に入り込んだ礫を、チャンバー１３外に送り出せるようになっている。
【００１８】
以上説明の構成を有するシールド機１０の動作について、以下に説明を行う。
まず、地山を掘削する場合、前記駆動機構によってセンターシャフト１５と共に回動部１２を回転させる。すると、回動部１２の前記各掘削ビットが地山を削り、削り取られた礫が前記開口部を通ってチャンバー１３内へと送り込まれる。このようにしてチャンバー１３内に一旦取り込まれた礫の内、比較的細かい礫はそのまま、スクリューコンベア１４の礫取り入れ口１４ａ内に取り込まれ、該スクリューコンベア１４の駆動によってチャンバー１３の外部へと排出される。一方、比較的大きくて、そのままではスクリューコンベア１４で搬出できない礫は、チャンバー１３内に取り込まれた後、回動部１２の回動に伴って転動する際（落下する際）に各礫破砕ビット１６に当たって細かく砕かれる。そして、小さな礫と同様に、スクリューコンベア１４によってチャンバー１３内から外部に向かって、詰まりを生じることなく排出される。
【００１９】
本実施形態のシールド機１０は、チャンバー１３内に、回動部１２の回動とともにチャンバー１３内を転動する礫を当てて砕く各礫破砕ビット１６を設けた構成を採用した。この構成によれば、チャンバー１３内に取り込まれた礫の内に、備えられているスクリューコンベア１４では排出できない大きさのものが混在していたとしても、この大きな礫は、回動部１２の回動によってチャンバー１３内で転動する際に、各礫破砕ビット１６に当たって細かく破砕されるので、スクリューコンベア１４で余裕に排出できる細かさに破砕することができる。したがって、チャンバー１３内に取り込まれる礫の大きさに関わらず良好な排出能力を維持することが可能となる。
【００２０】
また、本実施形態のシールド機１０は、各礫破砕ビット１６を、回動部１２側ではなく、シールド機本体１１側のバルクヘッド前面１１ａに設けた構成を採用した。この構成によれば、チャンバー１３内における各礫破砕ビット１６の位置を常に固定することができ、例えば礫が特に集中しやすい鉛直方向下部側に、各礫破砕ビット１６を集中配置させておくことができるので、より効果的に礫の破砕を行うことが可能となる。
【００２１】
また、本実施形態のシールド機１０は、各礫破砕ビット１６を、スクリューコンベア１４の礫取り入れ口１４ａに向かう礫の落下経路Ｐ１，Ｐ２を両方とも遮る位置に配置する構成を採用した。この構成によれば、スクリューコンベア１４の礫取り入れ口１４ａに向かう礫が、各礫破砕ビット１６に確実に当たりやすくなるので、より効果的に礫を破砕して細かくすることが可能となる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、各礫破砕ビット１６を、シールド機本体１１側にのみ設ける構成を採用したが、これに限らず、回動部１２の背面側にその中心回りに等角度間隔に複数の他の礫破砕ビット（図示せず）を併せて設ける構成を採用しても良い。 
また、各礫破砕ビット１６の形状、配置、個数としては、上記実施形態のものに限らず、設計条件に応じて、適宜その他の形状、配置、個数を採用しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載のシールド機は、チャンバー内に、回動部の回動とともにチャンバー内を転動する礫が当たる礫破砕ビットを設けた構成を採用した。この構成によれば、チャンバー内に取り込まれた礫の中に、備えられている排出機構では排出できない大きさのものが混在していたとしても、この大きな礫は、回動部の回動によってチャンバー内で転動する際に、礫破砕ビットに当たって破砕されるので、排出機構で余裕に排出できる細かさに破砕することができる。したがって、チャンバー内に取り込まれる礫の大きさに関わらず良好な排出能力を維持することが可能となる。
【００２４】
また、請求項１記載のシールド機は、礫破砕ビットを、回動部側ではなく、シールド機本体側のバルクヘッド前面に設けた構成を採用した。この構成によれば、チャンバー内に対する礫破砕ビットの相対位置を常に固定することができ、例えば礫が特に集中しやすい鉛直方向下部側に、複数の礫破砕ビットを集中配置させることができるので、より効果的に礫の破砕を行うことが可能となる。
【００２５】
また、請求項１記載のシールド機は、礫破砕ビットが、シールド機本体のバルクヘッド前面を対向視した場合に、礫取り入れ口の上縁に近い部分から礫取り入れ口の左右側の環状壁部内周面に向かってそれぞれ直線配列されており、礫破砕ビットを、排出機構の礫取り入れ口に向かう礫の左右の落下経路の両方を遮る位置に配置する構成を採用した。この構成によれば、排出機構の礫取り入れ口に向かう礫が、礫破砕ビットに確実に当たりやすくなるので、より効果的に礫を破砕して細かくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明のシールド機の一実施形態を示す図であって、先端部分の縦断面図である。
【図２】   同シールド機を図１のＡ−Ａ線側より見た断面図である。
【図３】   同シールド機の要部である礫破砕ビットを示す斜視図である。
【図４】   従来のシールド機による掘削作業状況を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０・・・シールド機
１１・・・シールド機本体
１１ａ・・・バルクヘッド前面
１２・・・回動部
１３・・・チャンバー
１４・・・スクリューコンベア（排出機構）
１４ａ・・・礫取り入れ口
１６・・・礫破砕ビット
Ｐ１，Ｐ２・・・礫の落下経路
【図１】
0003750051.tif 000002
【図２】
0003750051.tif 000003
【図３】
0003750051.tif 000004
【図４】
0003750051.tif 000005