专利汇可以提供Expansion shield device专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PURPOSE: To enable it to widely correspond to the size of an exiasting pipe and to make the followability and selability of a device improvable by situating a crushing bit in the exiasting pipe to be crushed, and rotating a jack after being expanded wide. CONSTITUTION: A motor is started in operation, rotating two boring cutters 11 and 11, and an outer boundary of an exiasting pipe 10 is bored, thereby forming a tunnel inner wall which is reinforced by two segments 2 and 2. In addition, a body 1 is pushed forward by dint of a reaction made up of pressing the segment 2 with a driving jack 16. Next, if both jacks 3 and 3 are expanded wide at a position where the body 1 is advanced forward as far as the same degree as length of each crushing bit 4, the crusing bit 4 installed in an end of the jack 3 comes into contact with an inner surface of the existing pipe 10. Here the motor 5 is restarted, rotating the jack 3, and the existing pipe 10 is cut and crushed by the four crushing bits 4. At this time, a seal to fill up a clearance between a rotator 13 and the exiasting pipe 10 is installed there, and it is always contacted, under pressure, with the exiating pipe 10, and thus it is desirable that hermetrical-sealability in an inner part of a boring machine be further improved.,下面是Expansion shield device专利的具体信息内容。
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は拡大シールド掘削装置に係り、特に既設管を破砕しつつ新たに大径の管を地中に形成する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、既設管を破砕し新たに大径の管を地中に形成するに際しては、まず、既設管を何らかの方法で破砕した後、改めて大径の管を形成するようにしていた。
【0003】近年は、この作業を同時に進行できるような装置が種々開発されており、例えば特開平6−288
175号公報に記載されているものがある。 これは図8
に示すように、筒状の本体1を回転させつつ地中を進行し、形成されたトンネル内壁をセグメント2で補強するものである。 そして、破砕すべき既設管10は本体1内部の中心に位置せしめてあり、既設管10を内側と外側から挟持するように設けられた破砕ビット50、51で既設管10を破砕するようになっている。 そして、破砕された廃棄物は図示しないコンベアで後方へ移送される。 なお、前記破砕ビット50、51はモータ52で駆動され、本体1はモータ53で駆動される。
【0004】このように、既設管の破砕と新設管の構築とを同時進行させることができるという利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来のものにおいては、第1に破砕ビットが内側と外側とに2組固定されているために、予め設定された特定の径と厚みの既設管以外のものに対応させることが困難であり、自由度が低いという問題がある。 また、既設管が大きくカーブしている場合、これに対応しにくい。
【0006】第2に破砕ビット周囲の構造が複雑になり、既設管が蛇行している場合には装置の追従性とシール性とが不十分になり易いという問題が指摘され得る。
本発明は前記事項に鑑みてなされたもので、破砕すべき管の寸法や曲がりに幅広く対応することができるとともに、構造が簡単で、低コストで構成でき、併せて蛇行した既設管への追従性を高めた拡大シールド掘削装置を提供することを技術的課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記技術的課題を解決するために、掘削用カッター11を回転させて地中を進行しつつ既設管10を破砕する拡大シールド掘削装置において次のような構成とした。
【0008】すなわち、切羽側に回転体13を設け、この回転体13の外周部に掘削用カッター11を配設し、
またこの回転体13の内周側にジャッキ3を取り付け、
このジャッキ3は外周部に向かって拡開可能であり、このジャッキ3の端部には破砕ビット4を設け、前記破砕ビット4を、破砕すべき既設管10内に位置せしめてジャッキ3を拡開して回転させるように構成したことを技術的手段とする(請求項1に対応)。
【0009】ここで前記本体1は、例えば切羽面の外周部に掘削用カッター11を有しており、既設管10の外側で回転させるように構成することができる。 また、前記ジャッキ3は油圧ジャッキが好適である。 前記モータ5は本装置の前記セグメント2側に保持されており、前記掘削用カッター11とジャッキと3とを一体に回転させるものとなっている。
【0010】前記掘削用カッター11を前記破砕ビット4よりも先行させて配置し、これらの掘削用カッター1
1と破砕ビット4との中間に、既設管10の外周面に接触して、前記回転体13と前記既設管10とのクリアランスを埋めるシール部21を設け、このシール部21は常時前記既設管10に圧接する構成としてもよい(請求項2に対応)。
【0011】また前記掘削用カッター11を前記破砕ビット4よりも先行させて配置し、これらの掘削用カッター11と破砕ビット4との中間に、既設管10の外周面に接触して、前記回転体13と前記既設管10とのクリアランスを埋めるシール部21を設け、このシール部2
1は常時前記既設管10に圧接し、またこのシール部2
1に先行して既設管10の外周面を切削するカッター1
9を設けることができる。 カッター19は、既設管10
の外側面をわずかに切削して平滑化するもので、掘削用カッター11の内側に出没可能に設けるのが好ましい(請求項3に対応)。
【0012】さらに前記掘削用カッター11の内側に、
前記既設管10とのクリアランスを埋めるシール26、
27、28を設け、これらのシールはスプリング(コイルスプリング)29、30、31、または油圧等により常時既設管に圧接させることが好ましい。 ここでスプリングとしてはコイルスプリングの他リーフスプリング、
あるいは空気スプリングを使用することができる。 前記シール26、27、28の周囲にグリスを圧送して更に密閉性を高める構造とすることができる。
【0013】一方、急カーブしている既設管に対応するするためには、一般的にシールド装置で用いられている中折れ構造を採用することが可能である。
【0014】
【作用】モータ5を起動して、掘削用カッターを回転させることにより既設管の外周が掘削される。 このとき形成されたトンネル内壁はセグメント2により補強され、
このセグメント2を推進用ジャッキで押圧した反力により本体1が前進する。
【0015】このとき既設管は筒状の本体1の中心に位置しているが、本体1がある程度前進した位置、好ましくは破砕ビット4の長さと同程度前進した位置、でジャッキ3を拡開させる。 すると、このジャッキ3の端部に設けられた破砕ビット4が既設管の内面に当接する。 ここでモータ5を再度起動してジャッキ3を回転させ破砕ビット4で既設管を切削して破砕する。 この破砕ビット4の押圧力は既設管の硬さにより調整される。 しかし、
既設管の硬度が高い場合は、上記の本体1の前進位置を短くし、破砕ビット4が一度に切削する長さを短くする。
【0016】このとき、前記本体1の内面に前記既設管の外側面をわずかに切削する平滑化カッターを設けた場合には、既設管の表面が平滑化され気密性が向上する。
また、シール26、27、28を設け、このシールを常時前記既設管に圧接するようにすると、掘削機の内部の密閉性が良好となり、既設管の内部に泥水等が流れ込まない。
【0017】
【実施例】本発明の第1実施例を図1ないし図7に基づいて説明する。 本体1は新設管(セグメント2)の外径と略同外径の筒状体であり、その切羽側の外周には掘削用カッター11が設けられている。 この掘削用カッター11は環状のプレート12に、90度の位置差を以て4
組設けられている。
【0018】上記掘削用カッター11の内側は開口しており、破砕すべき既設管10が挿通されるようになっている。 本体1の中ほどには円盤状の回転体13が設けられており、この回転体13の中心にはシャフト14が形成され、このシャフト14は、回転体13と本体1の間で、モータ5に近接して設けたベアリング22により、
回転自在に支持されている。
【0019】また、この隔壁13の切羽側には、油圧型のジャッキ3が、それぞれ反対の方向に向けて2基固定されている。 これらジャッキ3のそれぞれの先端には破砕ビット用ベッド4aが夫々設けられており、ヘッド4
aは180°異なった方向を向いて設置されている。 この破砕ビット用ベッド4aに、それぞれ3組の破砕ビット4が設けられている。 前記破砕ビット4は算盤の玉状に形成されている。 一方の破砕ビット用ベッド4aにおける最前部のものは30度ほどの角度がつけられている。 この角度を付することにより、破砕ビット4のケーシングが既設管の表面に接触して切削不能になることがなくなり、破砕ビット4よりも厚い既設管10をも破砕できる。 同様に、他方の破砕ビット用ベッド4aにおける最後部の破砕ビット4にも30度ほどの角度がつけられている。 前記ジャッキ3及び破砕ビット4は一体として回転する。
【0020】なお、図2に示すものでは前記破砕ビット4は2組対向的に設けられているが、十字型に4組設けてもよい。 前記回転体13の内側面の外周には歯車36
が取り付けられており、モータ5がこれに噛合している。 そしてモータ5は前進用ジャッキ16に接合されている。 推進用ジャッキ16の先端は前記セグメント2
に密接しており、強固に固定されている。
【0021】上記の構成であるので、モータ5が起動すると回転体13を介して前記破砕ビット4が回転する。
また、破砕ビット4の突出量は前記ジャッキ3の作動量によって任意に設定できる。 さらに前記モータ5は、回転体13を介して、その外側に設けた掘削用カッター1
1も回転させることができるようになっている。
【0022】本体1の、切削用カッター11の後方外周側には、これと連通したコンベア17aが設けられており、前記掘削用カッター11で掘削された土砂を搬出するように構成されている。 このコンベア17aと本体1
の間には、本体1内に土砂等が入り込まないように、シール40が設けられている。
【0023】前記本体1の先端部内側には、前記既設管10の外側面をわずかに切削する平滑化カッター18が出没可能に設けられている。 この平滑化カッター18はカッターベッド19の先端に約60度の角度を以て設けられており、前記カッターベッド19は油圧シリンダ2
0を介して本体1に固定されている。 これにより油圧シリンダ20への油圧を調整することで、平滑化カッター18の突出量を調整することができるように構成されている。 この平滑化カッター18は図7に示すように、前記既設管10の外側面に常に当接するよう制御されており、既設管10の外側面をわずかに切削してその表面を平滑化するようになっている。 これにより、後述するシール部21が十分に機能を発揮する。
【0024】前記シール部21は、リング状に形成されたシールベッド23、24、25にシール26、27、
28が夫々装着されて構成されており、前記各シールベッド23、24、25はコイルスプリング29、30、
31によって、夫々既設管10の外側面に押圧されている。 前記シールベッド23は切羽側に位置しており、その先端には45度程度の傾斜が設けられている。 そして、シールベッド23の後壁と本体1との間にはスラストシール32が介挿されている。 また、前記シールベッド24の前壁と本体1との間にもスラストシール33が介挿されている。 前記シールベッド23とシールベッド24との間にはグリスゲート34が設けられているとともに、前記シールベッド24とシールベッド25との間にもグリスゲート35が設けられている。 これらグリスゲート34、35には高圧でグリスが圧送され本体1と既設管10との間に少しの間隙も生じないようになっている。
【0025】前記した構造により湾曲した既設管10であってもシール26、27、28はこれに追従して伸縮するとともに、グリスによってその密閉性は完全となる。 このようにラビリンス構造としたことによって、既設管が蛇行していても容易に追従できるとともに密閉性も良好となる。
【0026】前記した構成において、実際に施工するに際しては、まず筒状の本体1を進行させる必要がある。
そこでモータ5を起動して、掘削用カッター11を回転させることにより切羽面を掘削する。 このとき形成されたトンネル内壁はセグメント2により順次補強され、このセグメント2を推進用ジャッキ16で押すことで本体1を前進させる。
【0027】このとき既設管10は筒状の本体1の中心に挿入されることとなる。 そして、本体1がある程度前進した位置で進行を止め、ジャッキ3を拡開させる。 すると、このジャッキ3の端部に設けられた破砕ビット4
が既設管10の内面に当接する。 ここでモータ5を再度起動してジャッキ3を回転させ破砕ビット4で既設管1
0を破砕する。 このときは推進用ジャッキ16は作動せず、掘削用カッター11は回転するも切羽の掘削はされず、本体1は前進しない。
【0028】そして、既設管10の破砕物は、下方のコンベア17bで外部に搬出する。 そして、ある距離分の既設管10の破砕が終了した時点で回転を止め、ジャッキ3を縮める。
【0029】次に掘削用カッター11を再度回転させて掘削しつつ推進用ジャッキ16により前進し、上記と同様のサイクルを繰り返して既設管10の破壊と新設管(セグメント2)の設置を交互に実施する。
【0030】なお本実施例の装置では、掘削時に本体1
が偏芯して進行するのを防止するために、上記ジャッキ3を収納したケーシング37の先端部にセンサ38を設置している。 これは既設管の破砕時には、塵芥からこれを保護するために円筒状のカバー39内にスライド自在に収納されている。 既設管10の破砕の停止時に、カバー39内から水平方向にスライドして外部に突出し、上記ジャッキ3と共に回転しながら既設管10までの距離を計測する。 既設管10までの距離が全周にわたって均一かどうかを検知し、もし偏芯していれば、掘削用カッター11の向きを調整して既設管10に対する本体1の位置を修正する。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、ジャッキによって破砕ビットの突出量を任意に調整することができるので、破砕すべき管の寸法に幅広く対応することができる。
【0032】しかも本体駆動用と破砕ビット駆動用のモータを兼用したので、構造が簡単となり低コストで構成できる。 また、回転体と既設管とのクリアランスを埋めるシールを設ければ、既設管が蛇行している場合にも装置の追従性とシール性とが良好となる。
【図1】本発明の装置の断面図である。
【図2】本発明の装置の正面図である。
【図3】破砕ビット周囲の断面図である。
【図4】シールド部の拡大断面図である。
【図5】平滑化カッターの構造を示す横断面図である。
【図6】平滑化カッター構造を示す断面図である。
【図7】本発明の実施例を示す平滑化カッターの動作説明図である。
【図8】従来の拡大シールド掘削装置の一例を示す断面図である。
1・・本体、 2・・セグメント、 3・・ジャッキ、 4・・破砕ビット、 5・・モータ、 10・・既設管、 26、27、28・・シール、 29、30、31・・コイルスプリング。
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