JPS6228278B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、泥水加圧式シールド掘進機におい
て、掘削された土砂中の大塊を排泥管で搬送可能
な小塊に破砕する装置に関する。

周知の通り、泥水加圧式シールド掘進機は、シ
ールド掘進機の後方に設置される泥水処理装置か
ら送泥管を介してチヤンバ内に加圧水を給送する
ことにより、切羽面の崩壊を防止すると共に、カ
ツタにて掘削されてカツタフエイスのスリツトか
らチヤンバ内に入る土砂と混合され、その混合物
をポンプ設備を有する排泥管を介して前記泥水処
理設備に流送し、該泥水処理設備で土砂と泥水と
を分離し、泥水を前記チヤンバに送泥管を介して
再び送り込むという構成を有する。

しかし、掘削された土砂中に排泥管の内径また
はポンプの内室より大きな塊が混入した場合、そ
の大塊により排泥ラインの閉塞が生じて土砂の排
出が不能になり、シールド掘進機による掘進が阻
害される。このようなトラブルの発生を防止する
ため、前記大塊の大きさを事前に予測し、その大
きさに応じて排泥管の口径やポンプの仕様を設定
し、土砂流送可能な設備の設置を図ることが行わ
れている。

しかし、前述の対応では、排泥管及びポンプ設
備が過大化するため、トンネル断面の小さなシー
ルド工事を施工する際に、そのトンネル内配置に
スペース上の支障が生じる上、設備費がかさむと
いう欠点がある。このため、前記排泥管入口の手
前において、排泥ラインを通過できない大塊を土
砂中から選別除去したり、破砕したりして設備の
小形、軽量化を図つている。

しかし、大塊を選別除去する方式のものは、人
力による除去作業の併用を必要とする場合がある
ため、作業上の安全性に欠ける上、除去作業中に
は掘進ができず、その回数が多発する場合には断
続掘進となり施工ロスが生じるという欠点があ
る。

一方、前記大塊を破砕する破砕装置を備えたシ
ールド掘進機は、破砕装置を構成する可動歯の支
持機構部及び可動歯駆動機構部の一部または全部
が破砕室内に設置されている。第１図はその一例
であり、このシールド掘進機は、カツタ１後方の
排泥管２の入口部に破砕装置３を設置している。
前記破砕装置３は、クラツシヤーフレーム４によ
り破砕室５を形成し、クラツシヤーフレーム４の
底面には固定歯６を設け、破砕室５内上部にはジ
ヨウシヤフト７を設け、該ジヨウシヤフト７に、
固定歯６に対面するように可動歯８を設けた可動
ジヨウ９を枢着しており、かつ該可動ジヨウ９の
先端部が、クラツシヤーフレーム４に取付けたシ
リンダ１０のピストンロツド１１にピン１２によ
り連結された構成となつている。

前述のシールド掘進機において、カツタ１によ
つて掘削されてそのスリツト（図示せず）からカ
ツタ１と隔壁１３との間のチヤンバ１４内に入る
土砂は、送泥管１５から入る泥水と混合され、そ
の混合物は破砕装置３のクラツシヤーフレーム４
に形成された開口部１６より破砕室５内に入り、
土砂に混入する大塊はシリンダ１０により揺動す
る可動ジヨウ９の可動歯８と固定歯６との間で破
砕され、排泥管２から泥水処理装置へと排出され
る。

しかし、前記の破砕装置は、ジヨウシヤフト
７、可動ジヨウ９、シリンダ１０のピストンロツ
ド１１及び連結ピン１２は常に泥水中に曝される
ので、ジヨウシヤフト７と可動ジヨウ９との連結
部、可動ジヨウ９とピストンロツド１１との連結
ピン１２による連結部に、掘削土砂の混入を防止
する特殊なシールを必要とする。またピストンロ
ツド１１は塊による損傷から保護するために硬質
メツキ等を施さなければならず、シリンダ１０の
入口は土砂、泥水に対してシールによる遮へいが
必要となる。また、シリンダ１０のピストンロツ
ド１１や前記各連結部のシール及びシリンダ１０
入口部のシールが土砂中にあるため、これらが破
損した場合にその確認を行うことができず、破損
に対する対応が遅れ、シリンダ１０内に泥水が流
入して事故を起こしたり、各連結部が急速に摩耗
してガタを生じ、周辺部の破損を促す惧れがあ
る。

本発明の目的は、泥水加圧式シールド掘進機に
おいて、可動歯を揺動させる駆動機構部が土砂、
泥水によつて摩耗、損傷することがきわめて少な
く、かつシール部が損傷した場合にはその確認が
容易となる破砕装置を提供するにある。

この目的を達成するために、本発明の破砕装置
は、その破砕室内と外部とを隔てる隔壁にスリツ
トを設け、破砕室内の固定歯と対面する可動歯を
取付けた可動翼には取付腕を設け、前記隔壁の外
面には前記スリツトを覆うように軸受ケースを設
け、該軸受ケースに装着する軸受に前記可動翼の
支点軸を回転自在に支承させ、可動歯の前記取付
腕を前記スリツトに挿通して前記支点軸に嵌着
し、支持軸と軸受との間にはシールを介設し、支
点軸を正逆に回動させて前記可動翼を揺動させる
駆動装置を前記隔壁の外部に配設したことを特徴
とするものである。

以下、本発明の詳細を第２図ないし第７図に示
す実施例により説明する。第２図において、２０
は円筒状をなすシールド本体、２１はシールド本
体２０の先端部に回転自在に装着されたカツタ、
２２はカツタ２１の後方に該カツタと一体に周方
向に複数個配設されたカツタバケツト、２３はシ
ールド本体２０内に該シールド本体と一体に、か
つカツタバケツト２２に対応する位置に上向きに
設けられた土砂取込用のホツパー、２４はホツパ
ー２３のゲート口を開閉する開閉板、２５は開閉
板操作用のシリンダである。

前記ホツパー２３の下部には、小径の土砂を流
下させる土砂流下部２７と、本発明による破砕装
置２６とが設けられ、土砂流下部２７の入口に
は、スクリーンジヤツキ２８によつて該入口を開
閉するスクリーン２９が支点３０を中心として回
動可能に取付けられている。また土砂流下部２７
と破砕装置２６の土砂流下口の下部には、これら
の部分を流下する土砂を溜める土砂室３２が形成
され、該土砂室３２内には、排泥管３３の入口部
を臨ませてある。３４はチヤンバ３５内に泥水を
圧送する送泥管である。

次に前記シールド掘進機の動作の概要を説明す
ると、カツタ２１によつて掘削された土砂は、ス
リツト（図示せず）を介してチヤンバ３５内に入
り、送泥管３４より圧送される泥水と混合され、
カツタバケツト２２により上方に持ち上げられ、
図示のように開閉板２４をホツパー２３の入口か
ら退避させて開とした状態にてホツパー２３に投
入される。そしてホツパー２３に投入された土砂
は、スクリーン２９が開の状態とされている際に
は、スクリーン篩目以上の大きな塊のみが破砕装
置２６の破砕室３７へ導かれ、ここで破砕され、
流下口３１から土砂室３２内に落下して、土砂流
下部２７を流下する土砂と共に排泥管３３から泥
水処理装置（図示せず）へと排出される。一方、
スクリーン２９が閉の状態にあるときは、ホツパ
ー２３内の土砂は全量破砕室３７へと導かれる。

次に前記破砕装置２６の詳細について説明す
る。４０は破砕装置の外殻フレームで、シールド
本体２０と一体をなす隔壁４１にボルト等を介し
て取付けられている。該外殻フレーム４０は、第
３図に示す如く、一方には破砕室３７を形成し、
かつ他方には隔壁４２を介して可動歯５６の駆動
機構の取付部４４を形成している。また前記隔壁
４２には、２個のスリツト４５，４５が設けられ
ている。尚、８０は後述する可動翼の挿脱用穴、
８１は該穴８０を塞ぐ蓋である。

また隔壁４２の外面には、各スリツト４５を覆
つた軸受ケース４６が形成されている。この軸受
ケース４６は、左右の側板部４６ａ，４６ａと、
天板部４６ｂと、後板部４６ｃとから成り、左右
の側板部４６ａ，４６ａには穴４７が設けられて
いる。

また軸受ケース４６の後方には、左右の破砕シ
リンダ支持板４９，４９が、該軸受ケース４６の
後板部４６ｃ及び外殻フレーム底板部４８と一体
に立設され、これらの支持板の頂部には穴５０を
有するシリンダ取付板５１が設けられている。

外殻フレーム４０の破砕室３７を構成する前壁
５２の内面には、第５図、第６図に示す如く、土
砂の流れ方向、即ち上下方向に凹凸歯を有する固
定歯５３が、例えばボルトを介して着脱可能に取
付けられている。

また、左右の側壁５４の内面には、フレームの
破損を防ぐサイドプレート５５が着脱可能に取付
けられている。５６は可動翼５７の前面に着脱可
能に取付けられた可動歯で、該可動歯５６も前記
固定歯５３と同様に上下方向の凹凸歯を有し、後
述の取付機構により、固定歯５３との間隔が上部
で広く、下部で狭くなるように対面する。

前記可動翼５７は、第４図に示す如く、左右の
端部から突出した取付腕５８，５８を有し、該取
付腕５８，５８はスプライン溝を形成した取付穴
５９を有する。また可動翼５７の両取付腕５８，
５８は、第７図に示す如く隔壁４２のスリツト４
５，４５に夫々挿入され、一方各軸受ケース４６
の側板部４６ａに設けた穴４７には軸受６０，６
１が嵌着され、これらの軸受に中間部及び一端に
スプライン溝６２，６３を有する可動翼の支点軸
６４，６４を、そのスプライン溝６２部分を取付
穴５９に嵌着させて軸受ケース４６に回転自在に
支承させる。またスプライン溝６３を有する支点
軸６４の内端部は、互に対向するように位置し、
かつこれらのスプライン溝６３，６３に破砕シリ
ンダ６６によつて揺動される連結リンク６７の一
端のスプライン溝を有する穴６８に嵌着してい
る。また支点軸６４の外端側は、スプライン溝６
２部より小径となされ、かつ該小径部に嵌合する
軸受６１と穴４７との間には、該軸受６１と一体
化されるブツシユ６９が介在されている。そして
該ブツシユ６９を軸受ケース４６の端面に取付ボ
ルト等にて固定することにより、支点軸６４の抜
け止めを図つている。７０，７１は軸受６０，６
１と支点軸６４との間に介在されて破砕室３７か
らスリツト４５を経て泥水が外部へ漏洩するのを
防止するシールである。

前記破砕シリンダ６６は、第５図に示す如く、
前記シリンダ取付板５１上に固定したブラケツト
７７に連結ピン７８及びブツシユ７９を介して揺
動可能に連結され、かつ穴５０に挿通して取付け
られている。そして、このピストンロツドの先端
部は、ホークエンド７３、連結ピン７４及びブツ
シユ７５により連結リンク６７の他端に、相互に
回動可能に連結されている。

前記の如く構成された破砕装置において、破砕
シリンダ６６を駆動してそのピストンロツドを伸
縮させると、連結リンク６７は支点軸６４を中心
に回動して該支点軸６４を正逆回動させる。これ
により支点軸６４に取付けた可動翼５７が揺動
し、破砕室３７内に流入する土砂中の塊が可動歯
５６と固定歯５３との間で圧壊破砕される。この
破砕動作において破砕室３７に存在するのは可動
歯５６を含む可動翼５７と、固定歯５３のみであ
るから、駆動装置が土砂等で損傷することは防が
れる。

尚、前述の実施例においては、支点軸６４を２
本設け、両支点軸６４が対向する部分に連結リン
ク６７の一端を嵌める構成としてので、取付腕５
８の先端部を軸受ケース４６内に挿入し、かつ連
結リンク６７の一端を軸受ケース４６，４６間に
セツトして両側から２本の支点軸６４，６４を挿
入し、連結リンク６７と取付腕５８の穴５９に嵌
合し、そのブツシユ６９を取付けることによつて
組立てられ、組立て、分解が容易である。しかし
必ずしも支点軸６４を２本設ける必要はなく、１
本の支点軸を設ける構造を採用しうることは言う
までもない。また可動翼５７の駆動装置はシリン
ダを用いたものに限定されず、例えばモータ、カ
ム、リンク等から成る駆動装置を用いることがで
きる。また軸受ケース外側における支点軸の軸端
に連結リンクをスプラインを介して連結して可動
翼を揺動させるように構成してもよい。

以上説明したように、本発明による破砕装置
は、可動翼を取付ける支点軸、及び支点軸を回転
させて可動翼を揺動させる駆動装置を破砕室の外
側に設けたので、次のような効果を達成できる。

(1) 破砕室と外部とを遮へいするシールに特殊な
シールを用いる必要はない。

(2) 駆動装置が外部に設けられているので、該駆
動装置の損傷を生じた場合に目視による確認を
行えると共に、メンテナンスが容易である。

(3) 支点軸と軸受との間のシールが損傷した場合
には、泥水の漏出によつてこれを確認すること
が可能で、事故に至る前に部品を交換する等の
対策を構じることができて事故の危険性が少な
くなり、安全性、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の破砕装置を備えた泥水加圧式シ
ールド掘進機を示す断面図、第２図ないし第７図
は本発明の一実施例を示し、第２図は泥水加圧式
シールド掘進機を示す断面図、第３図ａは本発明
による破砕装置の外殻フレームの平面図、同図ｂ
はａ図のＡ−Ａ断面図、同図ｃは一部をｂ図のＢ
−Ｂ線に沿つて切断して示す図、第４図ａは可動
翼の側面断面図、同図ｂはａ図のＣ−Ｃ断面図、
第５図は破砕装置の側面断面図、第６図は第５図
のＤ−Ｄ断面図、第７図は第５図のＦ−Ｆ断面図
である。 ２６……破砕装置、３７……破砕室、４０……
外殻フレーム、４２……隔壁、４５……スリツ
ト、４６……軸受ケース、５３……固定歯、５６
……可動歯、５７……可動翼、５８……取付腕、
５９……取付穴、６０，６１……軸受、６２，６
３……スプライン溝、６４……支点軸、６６……
破砕シリンダ、６７……連結リンク、７４，７８
……連結ピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 泥水加圧式シールド掘進機の排泥管入口の手
   前に備えられ、掘削された土砂のうち、大塊を破
   砕する破砕装置であつて、その破砕室内と外部と
   を隔てる隔壁にスリツトを設け、破砕室内の固定
   歯と対面する可動歯を取付けた可動翼には取付腕
   を設け、前記隔壁の外面には前記スリツトを覆う
   ように軸受ケースを設け、該軸受ケースに装着す
   る軸受に前記可動翼の支点軸を回転自在に支承さ
   せ、可動翼の前記取付腕を前記スリツトに挿通し
   て前記支点軸に嵌着し、支点軸と軸受との間には
   シールを介設し、支点軸を正逆に回動させて前記
   可動翼を揺動させる駆動装置を前記隔壁の外部に
   配設したことを特徴とする泥水加圧式シールド掘
   進機用破砕装置。