JPH0150759B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トンネル掘進機におけるロータリー
フイーダの改良に関するものである。

まず、従来のトンネル掘進機を第１図を参照し
て説明する。

このトンネル掘進機は、シールドハル１の前面
開口部に隔壁としてのバルクヘツド３を設けると
共に、カツターホイル２を回転可能に配設し、該
シールドハル１内に適宜所要数のシールドジヤツ
キ９を配設し、前記バルクヘツド３にスクリユー
コンベア５を取付け、そのスクリユーコンベア５
にロータリーフイーダ６を取付け、前記シールド
ハル１や構築したセグメント４内に土砂排出装置
としてのベルトコンベア７を装備している。

次に、その作動について説明する。

トンネル施工においては、発進時は発進立抗の
壁又は地山に、その後はトンネル掘進機によつて
掘進されたトンネル壁に構築したセグメント４等
に反力を伝達し、カツターホイル２を回転させな
がらシールドハル１をシールドジヤツキ９により
推進せしめてトンネルが掘進される。シールドジ
ヤツキ９がストロークエンドまでくると、シール
ドハル１の推進を中止して、シールドジヤツキ９
の１ストローク分の距離にセグメント４を構築し
た後、再び同様な掘進を行う。

ところで、湧水の多い軟弱地盤層を掘進する場
合は、切羽部とトンネル坑内とをバルクヘツド３
で隔壁し、カツターホイル２にて掘削した土砂
を、スクリユーコンベア５およびロータリーフイ
ーダ６を経由してベルトコンベア７にて搬送す
る。この場合、湧水は、スクリユーコンベア５内
における土砂の圧密部により止水され、湧水圧が
より大きい場合でも、ロータリーフイーダ６によ
り湧水の噴発が防止されて、土砂が排出される。

かかるトンネル掘進機に使用する従来のロータ
リーフイーダ６は、第２図および第３図に示すよ
うに、ケーシング１０と、ロータ１１と、スクレ
ーパ１２と、駆動源としての油圧モータ１３と、
動力伝達手段とを備える。前記ケーシング１０は
円筒形状の胴部１０Ａと、その胴部１０Ａの両開
口部に固定した蓋板１０Ｂ，１０Ｂとからなり、
該胴部１０Ａにスクリユーコンベア５の土砂吐出
口５Ａと連通する土砂取込口２０を設けると共
に、ベルトコンベア７の土砂取込側の端部７Ａと
対向する土砂吐出口２１を設ける。前記ロータ１
１は回転軸１１Ｂに適宜所要数、例えば５枚の羽
根１１Ａを等間隔にかつ放射状に植設してなり、
回転軸１１Ｂの両端を前記ケーシング１０の両蓋
板１０Ｂ，１０Ｂの中央に軸受により軸承してロ
ータ１１をケーシング１０内に回転可能に収納す
る。前記スクレーパ１２は、掻出部材１２Ａの両
端を連結部材１２Ｂ，１２Ｂを介して回転軸１２
Ｃ，１２Ｃと平行に連設してなるもので、その回
転軸１２Ｃ，１２Ｃを前記ケーシング１０の土砂
吐出口２１側の両蓋板１０Ｂ，１０Ｂに軸受によ
り回転可能に、かつその回転中心軸0′が前記ロー
タ１１の回転中心軸０と平行になるように軸承す
る。前記油圧モータ１３はスクリユーコンベア５
に固定したフレーム１３Ａに取付けられている。
前記動力伝達手段は、前記油圧モータ１３の出力
軸１３Ｂに取付けたギア１４と、中間軸に取付け
たギア１５と、ロータ１１の回転軸１１Ｂに取付
けたギア１６と、スクレーパ１２の回転軸１２Ｃ
に取付けたギア１７とからなり、前記油圧モータ
ギア１４と中間軸ギア１５とを噛合させ、その中
間軸ギア１５とロータギア１６とを噛合させ、そ
のロータギア１６とスクレーパギア１７とを噛合
させたものである。

トンネル掘進機用のロータリーフイーダ６は、
以上の如き構成よりなるから、スクリユーコンベ
ア５の土砂吐出口５Ａより吐出された土砂は、土
砂取込口２０からロータ１１の羽根１１Ａにより
５室に仕切られたケーシング１０内に一旦取り入
れられ、ロータ１１の回転により土砂吐出口２１
からベルトコンベア７の土砂取込側の端部７Ａに
吐出され、またロータ１１等に付着した土砂はロ
ータ１１と連動して回転するスクレーパ１２によ
り掻き出されて土砂吐出口２１からベルトコンベ
ア７に吐出され、該ベルトコンベア７などにより
機外、トンネル外へと排出される。

上述の従来のロータリーフイーダにおいては、
ロータ１１の中心部に付着した土砂をも掻き出す
ことができるようにスクレーパ１２の腕の長さ、
すなわち掻出部材１２Ａと回転軸１２Ｃ，１２Ｃ
とを連結する連結部材１２Ｂ，１２Ｂの長さを長
く構成してあり、かつ、スクレーパ１２の回転中
心軸がロータ１１の羽根１１Ａの回転範囲外（ケ
ーシング１０の外）に位置するものである。この
ため、第２図に示すように、ロータ１１などに付
着した土砂を掻き出すために有効に作用している
部分イ（図面中点々の部分）に対し、有効に作用
しない部分ロ（図面中格子の部分）が大きいと言
つた問題がある。この問題を解決するために、ス
クレーパ１２の連結部材の長さを短くすることが
考えられるが、そのようにするとロータ１１の中
心部に付着した土砂を掻き出すことができず、土
砂排出効率が低下するという問題がある。また、
スクレーパ１２を取外して人力にてロータ１１な
どに付着した土砂を掻き出すことも考えられる
が、そのようにすると非常に危険であり、かつ掻
出作業が困難である。このために、デツトスペー
スが大きいロータリーフイーダが使用されている
のが実情であつて、このため、ベルトコンベア７
の土砂取込側の端部７Ａの下面とセグメント４の
内面との間のスペースＲが小さくなる。このため
に、第４図に示すような通常のセグメント搬入方
法、すなわちセグメント４を台車３０により立孔
からトンネル掘進機の後方まで運び、次に吊具３
１Ａに引掛け、ローラ３１によりベルトコンベア
７に設けたガイド３２に沿つてエレクター部８ま
で運ぶ方法が困難となり、第５図に例示するよう
に、セグメント４を横吊りにしてスクリユーコン
ベア５、ロータリーフイーダ６、ベルトコンベア
７の側方の空間において搬入する方法が採られて
いる。この結果、セグメント４の落下事故や接触
事故など作業員の危険性が増加するおそれがあ
る。また、小口径のトンネル掘進機においては、
ベルトコンベア７自体が取付不能となる場合があ
る。なお、このような場合は、スクレーパ１２を
取外して人力にて土砂を掻き出す方法が考えられ
るが、上述の如く不便かつ危険である。

さらに、スクレーパ１２の連結部材の長さが長
いので、先端部の掻出部材１２Ａの周速が速く、
かつケーシング１０より大きく突出して回転する
ので、作業中非常に危険である。また、玉石等を
スクレーパ１２とロータ１１との間に噛み込んだ
場合、スクレーパ１２の周速が速いので衝撃荷重
が大であり、スクレーパ１２を堅固に作成する必
要があるなどの問題点もある。

本発明は、上述の如き従来技術の問題点を改善
したトンネル掘進機におけるロータリーフイーダ
を提供せんとするものである。

本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、
ケーシングの土砂吐出口側にスクレーパを該スク
レーパの回転中心軸がロータの羽根の回転範囲内
に位置するように回転可能に軸承すると共に、そ
の位置においてスクレーパが回転して掻出部材が
ロータの中心と逆側に位置した際に掻出部材がロ
ータの羽根の回転範囲より若干外方に突出するよ
うに連結部材の長さを設定し、かつ、該スクレー
パおよびロータを、スクレーパの掻出部材がロー
タの羽根の回転範囲外にあるときにロータの羽根
がスクレーパを通過するように互いに連動させた
ことを特徴とする。

以下、本発明のトンネル掘進機におけるロータ
リーフイーダの一実施例を第６図乃至第８図を参
照して説明する。

図中、第１図乃至第５図と同符号は同一のもの
を示す。

しかして、この実施例における本発明のトンネ
ル掘進機用のロータリーフイーダ６′は、ケーシ
ング１０の両蓋板１０Ｂ，１０Ｂの土砂吐出側の
部分に略扇形状の切欠１０Ｃ，１０Ｃを、ロータ
１１の羽根１１Ａの２ピツチ分の範囲に設け、そ
の両蓋板１０Ｂ，１０Ｂの中央部から腕部材１０
Ｄ，１０Ｄを前記切欠１０Ｃ，１０Ｃに向けて突
設し、その両腕部材１０Ｄ，１０Ｄにスクレーパ
１２の回転軸１２Ｃ，１２Ｃを軸受により回転可
能に軸承し、そのスクレーパ１２の回転中心軸
0″をロータ１１の羽根１１Ａの回転範囲内に位置
させると共に、スクレーパ１２が回転して掻出部
材１２Ａがロータ１１の中心と逆側に位置した際
に掻出部材１２Ａがロータ１１の羽根１１Ａの回
転範囲より若干外方に突出するように連結部材１
２Ｂの長さを設定する。また、油圧モータ１３の
出力軸１３Ｂに駆動スプロケツト１８を取付け、
ロータ１１の回転軸１１Ｂに従動スプロケツト１
９を取付け、その従動スプロケツト１９と駆動ス
プロケツト１８とにチエーン２５を掛け回わし、
かつ、ロータギア１６とスクレーパギア１７とを
噛合させ、スクレーパ１２の掻出部材１２Ａがロ
ータ１１の羽根１１Ａの回転範囲の外に位置する
ときにロータ１１の羽根１１Ａがスクレーパ１２
を通過するようにロータ１１とスクレーパ１２と
を前記ギア１６，１７により連動させる。

本発明のロータリーフイーダは、以上の如き構
成よりなるから、スクリユーコンベア５からの土
砂を一旦ケーシング１０内に取入れ、それからロ
ータ１１の回転により土砂吐出口２１からベルト
コンベア７に吐出すると共に、ロータ１１などに
付着した土砂をスクレーパ１２により掻き出して
土砂吐出口２１からベルトコンベア７に吐出す
る。このとき、スクレーパ１２の回転中心軸0″が
ロータ１１の羽根１１Ａの回転範囲内に位置する
と共に、掻出部材１２Ａがロータ１１の中心と逆
側に位置した際に掻出部材１２Ａがロータ１１の
羽根１１Ａの回転範囲より若干外方に突出するよ
うに連結部材１２Ｂの長さを設定したので、スク
レーパ１２の連結部材１２Ｂの長さを短かくする
ことができ、また、連結部材１２Ｂの長さを短か
くしても、前記ロータとスクレーパの連動回転に
よりロータ１１の中心部に付着した土砂を掻き出
すことができる。従つて、有効部分イ′を大きく
取ることができると共に、デツトスペースの部分
ロ′を小さくすることができる。その結果、ベル
トコンベア７の土砂取込側の端部の下面とセグメ
ント４の内面との間のスペースR′を従来のもの
と比較して大きく取ることができるため、セグメ
ント４の搬入を横吊りの方法ではなく台車の方法
で行うことができ、また、小口径のトンネル掘進
機の場合でもスクレーパ１２を取付けることがで
きる。さらに、スクレーパ１２の連結部材の長さ
が短かくなるので、周速が減少し、その結果玉石
等を噛み込んだ場合の衝撃荷重が小さい。また、
スクレーパ１２の突出量が小さいので安全に作業
を行うことができる。

以上述べたように、本発明のトンネル掘進機に
おけるロータリーフイーダは、スクレーパの土砂
を掻き出すのに有効な部分を大きくすることがで
き、一方有効でないデツトスペースの部分を小さ
くすることができる。しかも、スクレーパの連結
部材の長さを短かくすることができるので、スク
レーパの周速を減少させ、かつ安全に作業を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のロータリーフイーダを装備した
トンネル掘進機の断面図、第２図は従来のロータ
リーフイーダの断面図、第３図は第２図における
−線断面図、第４図は一般にセグメントの搬
入装置を表わしたトンネル掘進機の断面図、第５
図はセグメントの横吊りの搬入装置を表わしたト
ンネル掘進機の横断面図である。第６図乃至第８
図は本発明のトンネル掘進機におけるロータリー
フイーダの一実施例を示し、第６図は本発明のロ
ータリーフイーダを装備したトンネル掘進機に断
面図、第７図は本発明のロータリーフイーダの断
面図、第８図は第７図における−線断面図で
ある。 １……シールドハル、２……カツターホイル、
３……バルクヘツド、４……セグメント、５……
スクリユーコンベア、６……ロータリーフイー
ダ、７……ベルトコンベア、８……エレクター、
９……シールドジヤツキ、１０……ケーシング、
１０Ｃ……切欠、１１……ロータ、１１Ａ……羽
根、１１Ｂ……回転軸、１２……スクレーパ、１
２Ａ……掻出部材、１２Ｂ……連結部材、１２Ｃ
……回転軸、１３……油圧モータ、１６，１７…
…ギア、１８，１９……スプロケツト、２５……
チエーン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールドハルの前面開口部に隔壁を設けると
   共に、カツターホイルを回転可能に配設し、該シ
   ールドハル内に適宜所要数のシールドジヤツキを
   配設し、前記隔壁にスクリユーコンベアを取付
   け、そのスクリユーコンベアにロータリーフイー
   ダを取付け、前記シールドハルや構築したセグメ
   ント内に土砂排出装置を装備し、前記シールドジ
   ヤツキを作動させながらカツターホイルを回転さ
   せて隔壁によりトンネル坑内と隔離した切羽部の
   地山を掘削し、その掘削した土砂を前記スクリユ
   ーコンベア、ロータリーフイーダ、土砂排出装置
   によりトンネルの外に排出して掘進するトンネル
   掘進機において、前記ロータリーフイーダを、円
   筒形状のケーシングと、回転軸に適宜所要数の羽
   根を等間隔にかつ放射状に植設してなるロータ
   と、回転軸に連結部材を介し掻出部材を連設して
   なるスクレーパとにより構成し、前記ケーシング
   に前記スクリユーコンベアの土砂吐出口と連通す
   る土砂取込口を設けると共に、前記土砂排出装置
   の土砂取込側の端部と対向する土砂吐出口を設
   け、該ケーシング内に前記ロータを回転可能に軸
   承し、このケーシングの土砂吐出口側に前記スク
   レーパを該スクレーパの回転中心軸がロータの羽
   根の回転範囲内に位置するように回転可能に軸承
   すると共に、その軸を中心としてスクレーパが回
   転して掻出部材がロータの中心と逆側に位置した
   際に掻出部材がロータの羽根の回転範囲より若干
   外方に突出するように連結部材の長さを設定し、
   かつ、該連結部材をロータの幅方向の外側に配設
   し、該スクレーパとロータとを、スクレーパの掻
   出部材がロータの羽根の回転範囲外にあるときに
   ロータの羽根がスクレーパを通過するように互い
   に連動させたことを特徴とするトンネル掘進機に
   おけるロータリーフイーダ。