チャンバー式シールド掘進機
【課題】レベルスイッチに付着した泥を容易に落とすことができるチャンバー式シールド掘進機を提供する。
【解決手段】シールド掘進機本体２の前部に形成したカッタ室３の後方に、そのカッタ室３内の泥水４を下部から取り込むと共に、上部に空気層５を形成した圧力調整室６を設け、圧力調整室６内の泥水レベルが一定となるよう空気層５の圧力を調整してカッタ室３内の土圧を切羽の土圧になるよう制御して掘進するチャンバー式シールド掘進機１において、圧力調整室６内に泥水４のレベルを検出するレベルスイッチ２２を上下に複数並べて設けると共に、各レベルスイッチ２２に対向してそのレベルスイッチ２２を洗浄する洗浄ノズル２３を設けたものである。
【解決手段】シールド掘進機本体２の前部に形成したカッタ室３の後方に、そのカッタ室３内の泥水４を下部から取り込むと共に、上部に空気層５を形成した圧力調整室６を設け、圧力調整室６内の泥水レベルが一定となるよう空気層５の圧力を調整してカッタ室３内の土圧を切羽の土圧になるよう制御して掘進するチャンバー式シールド掘進機１において、圧力調整室６内に泥水４のレベルを検出するレベルスイッチ２２を上下に複数並べて設けると共に、各レベルスイッチ２２に対向してそのレベルスイッチ２２を洗浄する洗浄ノズル２３を設けたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッタ室内の土圧を切羽の土圧になるよう制御して掘進するチャンバー式シールド掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
チャンバー式シールド掘進機としては、特許文献１記載のものが知られている。図３に示すように、このチャンバー式シールド掘進機３０は、カッタ室３１の後方に、そのカッタ室３１内の泥水を下部から取り込むと共に、上部に空気層３２を形成した圧力調整室３３を設け、その圧力調整室３３内の泥水レベルが一定となるよう空気層３２の圧力を調整してカッタ室３１内の土圧を切羽の土圧になるよう制御するものである。圧力調整室３３内には、泥水に浸ることでオンとなるレベルスイッチ３４が上下に複数並べて設けられており、これらレベルスイッチ３４のオンオフ状態を検出することにより水位を測定できるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２０１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シールド掘進機３０を稼動するうちに、レベルスイッチ３４に泥が付着することも考えられ、レベルスイッチ３４の検出部が泥で覆われると測定不能となる虞もあるが、圧力調整室３３内は、土圧を受けるために非常に高圧となっており、人手によるメンテナンスは困難であり、レベルスイッチ３４が泥に覆われても泥を落とす手段がないという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、レベルスイッチに付着した泥を容易に落とすことができるチャンバー式シールド掘進機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、シールド掘進機本体の前部に形成したカッタ室の後方に、そのカッタ室内の泥水を下部から取り込むと共に、上部に空気層を形成した圧力調整室を設け、その圧力調整室内の泥水レベルが一定となるよう空気層の圧力を調整してカッタ室内の土圧を切羽の土圧になるよう制御して掘進するチャンバー式シールド掘進機において、上記圧力調整室内に泥水のレベルを検出するレベルスイッチを上下に複数並べて設けると共に、各レベルスイッチに対向してそのレベルスイッチを洗浄する洗浄ノズルを設けたものである。
【０００７】
上記洗浄ノズルは、上記レベルスイッチの列に沿って設けられた送水管に形成されるとよい。
【０００８】
上記送水管は、最下段の洗浄ノズルが形成された下部から上部へ向けて送水するように形成されるとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レベルスイッチに付着した泥を容易に落とすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、チャンバー式シールド掘進機１は、シールド掘進機本体２の前部に形成したカッタ室３と、カッタ室３の後方に設けられカッタ室３内の泥水４を下部から取り込むと共に、上部に空気層５を形成する圧力調整室６と、圧力調整室６内の泥水レベルが一定となるよう空気層５の圧力を調整してカッタ室３内の土圧を切羽の土圧になるよう制御する圧力制御装置（図示せず）とを有する。
【００１２】
カッタ室３は、シールド掘進機本体２の前端隔壁７に前方に延出して設けられるカッタ８の切削土を収容するためのものである。前端隔壁７は、径方向の中央に前方に突出する中央突出部９を有し、カッタ８は、中央突出部９に回転自在に設けられている。具体的には、カッタ８は、前端隔壁７の中央突出部９に回転自在に支持されたリング状部材１０と、リング状部材１０に前方に延びて設けられた複数の中間ビーム１１と、中間ビーム１１の前端に設けられたカッタ面板１２と、カッタ面板１２に設けられたカッタビット１３とからなる。リング状部材１０は、シールド掘進機本体２に設けられた駆動モータ１４から動力を受けて回転駆動されるようになっている。また、カッタ８と前端隔壁７との間の空間のうち、中央突出部９の径方向外方の空間は、仕切壁１５を介して前後に仕切られている。仕切壁１５は、リング板状に形成されており、中央突出部９の外周面前端に内周端が気密に接合されると共に、カッタフード１６の内周面に外周端が気密に接合されている。仕切壁１５とカッタ８との間には、カッタ室３が形成され、仕切壁１５と前端隔壁７の外周部との間には、圧力調整室６が形成されている。カッタ室３には、泥水４を供給するための送泥管１７が接続されると共に、泥水４を排出するための排泥管１８が接続されており、カッタ８で掘削した土砂を泥水４と共に循環させるようになっている。また、仕切壁１５には、カッタ室３内の泥水４を圧力調整室６に導入するための流路１９が形成されている。流路１９は、仕切壁１５の下部に前後に貫通する開口を形成してなるものであり、流路１９の上方の圧力調整室６内に空気層５を形成するようになっている。
【００１３】
圧力調整室６は、中央突出部９の外周に環状に形成されている。また、圧力調整室６には、シールド掘進機本体２の機内に設けられる水位検出装置２０が接続されている。水位検出装置２０は、上下に延びると共に上端を密閉された管２１内に圧力調整室６内の泥水４を導入し、この泥水４の水位を超音波にて検出するように構成したものである。またさらに、圧力調整室６内には、泥水４のレベルを検出するためのレベルスイッチ２２が上下に複数並べて設けられると共に、各レベルスイッチ２２に対向してそのレベルスイッチ２２を洗浄する洗浄ノズル２３が設けられている。レベルスイッチ２２は、絶縁体（図示せず）を介して離間される複数の電極（図示せず）を有し、これら電極間の通電の有無を検出することで水中にあるか否かを検出するセンサからなる。レベルスイッチ２２は、前端隔壁７の左右の一側部に上下に並べて取り付けられている。洗浄ノズル２３は、レベルスイッチ２２に洗浄水を噴射するためのものであり、レベルスイッチ２２の列に沿って設けられた送水管２４に形成されている。具体的には、洗浄ノズル２３は、送水管２４に形成された孔からなる。送水管２４は、シールド掘進機本体２の機内側から圧力調整室６内に延びて設けられており、機内側の基端を給水源（図示せず）に接続されることで各洗浄ノズル２３に洗浄水を供給するようになっている。送水管２４は、最下段の洗浄ノズル２３が形成された下部から上部へ向けて送水するように形成されており、下段側の洗浄ノズル２３が泥水４中に位置されていても確実に洗浄水を噴射できるようになっている。
【００１４】
また、圧力調整室６には、空気層５の圧力を調整すべく吸排気する給気管２５と排気管２６がそれぞれ接続されている。圧力制御装置は、水位検出装置２０と各レベルスイッチ２２からの水位情報に基づいて圧力調整室６内の水位を一定にするように制御するものであり、水位を上げるときには圧力調整室６内の圧気を排気管２６から逃がし、水位を下げるときには給気管２５から圧力調整室６内に空気を供給するように構成されている。
【００１５】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００１６】
切羽側の土圧が上昇した場合、土圧と空気層５の圧力がバランスする位置まで圧力調整室６内の泥水４の水位が上昇する。これによって空気層５中の最下段のレベルスイッチ２２が泥水４に浸かると、泥水４に浸かったレベルスイッチ２２の通電がＯＮとなり、圧力制御装置に水位が上昇した旨の信号が入力される。なお、このとき水位検出装置２０も水位を検出し、圧力制御装置に水位情報を発する。
【００１７】
レベルスイッチ２２及び水位検出装置２０から信号等を受けた圧力制御装置は、給気管２５から圧力調整室６内に空気を送り、空気層５の圧力を上昇させて圧力調整室６内の水位を下げる。上記レベルスイッチ２２が空気層５に戻り、水位が元の位置に戻ったら、圧力制御装置は、給気管２５を図示しないバルブで閉じ、給気を止める。これにより、カッタ室３内の土圧が切羽の土圧と同じとなり、切羽に臨む地山が安定される。
【００１８】
このようにして、レベルスイッチ２２が泥水４に浸かったり空気層５に戻ったりを繰り返すと、レベルスイッチ２２の検出部に土砂が付着して検出部が土砂で覆われることも考えられる。このため、定期的にレベルスイッチ２２を洗浄し、レベルスイッチ２２に付着した土砂を落とす。具体的には、送水管２４の基端に給水源を接続し、各洗浄ノズル２３から洗浄水を噴射させる。洗浄ノズル２３から噴射された洗浄水は、レベルスイッチ２２に当たり、レベルスイッチ２２に付着した土砂を洗い落とす。このとき、送水管２４は、下部から上部へ向けて送水するように形成されているため、送水管２４下部の洗浄ノズル２３が泥水４中に位置されていている場合であっても、洗浄水の圧を泥水圧よりも高くすることで泥水４中のレベルスイッチ２２に確実に洗浄水を噴射することができる。
【００１９】
このように、圧力調整室６内に泥水４のレベルを検出するレベルスイッチ２２を上下に複数並べて設けると共に、各レベルスイッチ２２に対向してそのレベルスイッチ２２を洗浄する洗浄ノズル２３を設けたため、レベルスイッチ２２に付着した泥を容易に落とすことができる。
【００２０】
また、洗浄ノズル２３は、レベルスイッチ２２の列に沿って設けられた送水管２４に形成されるものとしたため、簡易で安価なものにできる。
【００２１】
送水管２４は、最下段の洗浄ノズル２３が形成された下部から上部へ向けて送水するように形成されるものとしたため、洗浄ノズル２３が泥水４中に位置されていている場合であっても、洗浄ノズル２３から洗浄水を確実に噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の好適実施の形態を示すチャンバー式シールド掘進機の要部側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】従来のチャンバー式シールド掘進機の側断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ シールド掘進機
２ シールド掘進機本体
３ カッタ室
４ 泥水
５ 空気層
６ 圧力調整室
２２ レベルスイッチ
２３ 洗浄ノズル
２４ 送水管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッタ室内の土圧を切羽の土圧になるよう制御して掘進するチャンバー式シールド掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
チャンバー式シールド掘進機としては、特許文献１記載のものが知られている。図３に示すように、このチャンバー式シールド掘進機３０は、カッタ室３１の後方に、そのカッタ室３１内の泥水を下部から取り込むと共に、上部に空気層３２を形成した圧力調整室３３を設け、その圧力調整室３３内の泥水レベルが一定となるよう空気層３２の圧力を調整してカッタ室３１内の土圧を切羽の土圧になるよう制御するものである。圧力調整室３３内には、泥水に浸ることでオンとなるレベルスイッチ３４が上下に複数並べて設けられており、これらレベルスイッチ３４のオンオフ状態を検出することにより水位を測定できるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２０１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シールド掘進機３０を稼動するうちに、レベルスイッチ３４に泥が付着することも考えられ、レベルスイッチ３４の検出部が泥で覆われると測定不能となる虞もあるが、圧力調整室３３内は、土圧を受けるために非常に高圧となっており、人手によるメンテナンスは困難であり、レベルスイッチ３４が泥に覆われても泥を落とす手段がないという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、レベルスイッチに付着した泥を容易に落とすことができるチャンバー式シールド掘進機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、シールド掘進機本体の前部に形成したカッタ室の後方に、そのカッタ室内の泥水を下部から取り込むと共に、上部に空気層を形成した圧力調整室を設け、その圧力調整室内の泥水レベルが一定となるよう空気層の圧力を調整してカッタ室内の土圧を切羽の土圧になるよう制御して掘進するチャンバー式シールド掘進機において、上記圧力調整室内に泥水のレベルを検出するレベルスイッチを上下に複数並べて設けると共に、各レベルスイッチに対向してそのレベルスイッチを洗浄する洗浄ノズルを設けたものである。
【０００７】
上記洗浄ノズルは、上記レベルスイッチの列に沿って設けられた送水管に形成されるとよい。
【０００８】
上記送水管は、最下段の洗浄ノズルが形成された下部から上部へ向けて送水するように形成されるとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レベルスイッチに付着した泥を容易に落とすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、チャンバー式シールド掘進機１は、シールド掘進機本体２の前部に形成したカッタ室３と、カッタ室３の後方に設けられカッタ室３内の泥水４を下部から取り込むと共に、上部に空気層５を形成する圧力調整室６と、圧力調整室６内の泥水レベルが一定となるよう空気層５の圧力を調整してカッタ室３内の土圧を切羽の土圧になるよう制御する圧力制御装置（図示せず）とを有する。
【００１２】
カッタ室３は、シールド掘進機本体２の前端隔壁７に前方に延出して設けられるカッタ８の切削土を収容するためのものである。前端隔壁７は、径方向の中央に前方に突出する中央突出部９を有し、カッタ８は、中央突出部９に回転自在に設けられている。具体的には、カッタ８は、前端隔壁７の中央突出部９に回転自在に支持されたリング状部材１０と、リング状部材１０に前方に延びて設けられた複数の中間ビーム１１と、中間ビーム１１の前端に設けられたカッタ面板１２と、カッタ面板１２に設けられたカッタビット１３とからなる。リング状部材１０は、シールド掘進機本体２に設けられた駆動モータ１４から動力を受けて回転駆動されるようになっている。また、カッタ８と前端隔壁７との間の空間のうち、中央突出部９の径方向外方の空間は、仕切壁１５を介して前後に仕切られている。仕切壁１５は、リング板状に形成されており、中央突出部９の外周面前端に内周端が気密に接合されると共に、カッタフード１６の内周面に外周端が気密に接合されている。仕切壁１５とカッタ８との間には、カッタ室３が形成され、仕切壁１５と前端隔壁７の外周部との間には、圧力調整室６が形成されている。カッタ室３には、泥水４を供給するための送泥管１７が接続されると共に、泥水４を排出するための排泥管１８が接続されており、カッタ８で掘削した土砂を泥水４と共に循環させるようになっている。また、仕切壁１５には、カッタ室３内の泥水４を圧力調整室６に導入するための流路１９が形成されている。流路１９は、仕切壁１５の下部に前後に貫通する開口を形成してなるものであり、流路１９の上方の圧力調整室６内に空気層５を形成するようになっている。
【００１３】
圧力調整室６は、中央突出部９の外周に環状に形成されている。また、圧力調整室６には、シールド掘進機本体２の機内に設けられる水位検出装置２０が接続されている。水位検出装置２０は、上下に延びると共に上端を密閉された管２１内に圧力調整室６内の泥水４を導入し、この泥水４の水位を超音波にて検出するように構成したものである。またさらに、圧力調整室６内には、泥水４のレベルを検出するためのレベルスイッチ２２が上下に複数並べて設けられると共に、各レベルスイッチ２２に対向してそのレベルスイッチ２２を洗浄する洗浄ノズル２３が設けられている。レベルスイッチ２２は、絶縁体（図示せず）を介して離間される複数の電極（図示せず）を有し、これら電極間の通電の有無を検出することで水中にあるか否かを検出するセンサからなる。レベルスイッチ２２は、前端隔壁７の左右の一側部に上下に並べて取り付けられている。洗浄ノズル２３は、レベルスイッチ２２に洗浄水を噴射するためのものであり、レベルスイッチ２２の列に沿って設けられた送水管２４に形成されている。具体的には、洗浄ノズル２３は、送水管２４に形成された孔からなる。送水管２４は、シールド掘進機本体２の機内側から圧力調整室６内に延びて設けられており、機内側の基端を給水源（図示せず）に接続されることで各洗浄ノズル２３に洗浄水を供給するようになっている。送水管２４は、最下段の洗浄ノズル２３が形成された下部から上部へ向けて送水するように形成されており、下段側の洗浄ノズル２３が泥水４中に位置されていても確実に洗浄水を噴射できるようになっている。
【００１４】
また、圧力調整室６には、空気層５の圧力を調整すべく吸排気する給気管２５と排気管２６がそれぞれ接続されている。圧力制御装置は、水位検出装置２０と各レベルスイッチ２２からの水位情報に基づいて圧力調整室６内の水位を一定にするように制御するものであり、水位を上げるときには圧力調整室６内の圧気を排気管２６から逃がし、水位を下げるときには給気管２５から圧力調整室６内に空気を供給するように構成されている。
【００１５】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００１６】
切羽側の土圧が上昇した場合、土圧と空気層５の圧力がバランスする位置まで圧力調整室６内の泥水４の水位が上昇する。これによって空気層５中の最下段のレベルスイッチ２２が泥水４に浸かると、泥水４に浸かったレベルスイッチ２２の通電がＯＮとなり、圧力制御装置に水位が上昇した旨の信号が入力される。なお、このとき水位検出装置２０も水位を検出し、圧力制御装置に水位情報を発する。
【００１７】
レベルスイッチ２２及び水位検出装置２０から信号等を受けた圧力制御装置は、給気管２５から圧力調整室６内に空気を送り、空気層５の圧力を上昇させて圧力調整室６内の水位を下げる。上記レベルスイッチ２２が空気層５に戻り、水位が元の位置に戻ったら、圧力制御装置は、給気管２５を図示しないバルブで閉じ、給気を止める。これにより、カッタ室３内の土圧が切羽の土圧と同じとなり、切羽に臨む地山が安定される。
【００１８】
このようにして、レベルスイッチ２２が泥水４に浸かったり空気層５に戻ったりを繰り返すと、レベルスイッチ２２の検出部に土砂が付着して検出部が土砂で覆われることも考えられる。このため、定期的にレベルスイッチ２２を洗浄し、レベルスイッチ２２に付着した土砂を落とす。具体的には、送水管２４の基端に給水源を接続し、各洗浄ノズル２３から洗浄水を噴射させる。洗浄ノズル２３から噴射された洗浄水は、レベルスイッチ２２に当たり、レベルスイッチ２２に付着した土砂を洗い落とす。このとき、送水管２４は、下部から上部へ向けて送水するように形成されているため、送水管２４下部の洗浄ノズル２３が泥水４中に位置されていている場合であっても、洗浄水の圧を泥水圧よりも高くすることで泥水４中のレベルスイッチ２２に確実に洗浄水を噴射することができる。
【００１９】
このように、圧力調整室６内に泥水４のレベルを検出するレベルスイッチ２２を上下に複数並べて設けると共に、各レベルスイッチ２２に対向してそのレベルスイッチ２２を洗浄する洗浄ノズル２３を設けたため、レベルスイッチ２２に付着した泥を容易に落とすことができる。
【００２０】
また、洗浄ノズル２３は、レベルスイッチ２２の列に沿って設けられた送水管２４に形成されるものとしたため、簡易で安価なものにできる。
【００２１】
送水管２４は、最下段の洗浄ノズル２３が形成された下部から上部へ向けて送水するように形成されるものとしたため、洗浄ノズル２３が泥水４中に位置されていている場合であっても、洗浄ノズル２３から洗浄水を確実に噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の好適実施の形態を示すチャンバー式シールド掘進機の要部側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】従来のチャンバー式シールド掘進機の側断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ シールド掘進機
２ シールド掘進機本体
３ カッタ室
４ 泥水
５ 空気層
６ 圧力調整室
２２ レベルスイッチ
２３ 洗浄ノズル
２４ 送水管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機本体の前部に形成したカッタ室の後方に、そのカッタ室内の泥水を下部から取り込むと共に、上部に空気層を形成した圧力調整室を設け、その圧力調整室内の泥水レベルが一定となるよう空気層の圧力を調整してカッタ室内の土圧を切羽の土圧になるよう制御して掘進するチャンバー式シールド掘進機において、上記圧力調整室内に泥水のレベルを検出するレベルスイッチを上下に複数並べて設けると共に、各レベルスイッチに対向してそのレベルスイッチを洗浄する洗浄ノズルを設けたことを特徴とするチャンバー式シールド掘進機。
【請求項２】
上記洗浄ノズルは、上記レベルスイッチの列に沿って設けられた送水管に形成される請求項１記載のチャンバー式シールド掘進機。
【請求項３】
上記送水管は、最下段の洗浄ノズルが形成された下部から上部へ向けて送水するように形成された請求項２記載のチャンバー式シールド掘進機。
【請求項１】
シールド掘進機本体の前部に形成したカッタ室の後方に、そのカッタ室内の泥水を下部から取り込むと共に、上部に空気層を形成した圧力調整室を設け、その圧力調整室内の泥水レベルが一定となるよう空気層の圧力を調整してカッタ室内の土圧を切羽の土圧になるよう制御して掘進するチャンバー式シールド掘進機において、上記圧力調整室内に泥水のレベルを検出するレベルスイッチを上下に複数並べて設けると共に、各レベルスイッチに対向してそのレベルスイッチを洗浄する洗浄ノズルを設けたことを特徴とするチャンバー式シールド掘進機。
【請求項２】
上記洗浄ノズルは、上記レベルスイッチの列に沿って設けられた送水管に形成される請求項１記載のチャンバー式シールド掘進機。
【請求項３】
上記送水管は、最下段の洗浄ノズルが形成された下部から上部へ向けて送水するように形成された請求項２記載のチャンバー式シールド掘進機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２４８５０９（Ｐ２００８−２４８５０９Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８８６４９（Ｐ２００７−８８６４９）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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