JP3499976B2 - Discharge amount adjustment device for shield machine - Google Patents

Discharge amount adjustment device for shield machine

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JP3499976B2
JP3499976B2 JP19548795A JP19548795A JP3499976B2 JP 3499976 B2 JP3499976 B2 JP 3499976B2 JP 19548795 A JP19548795 A JP 19548795A JP 19548795 A JP19548795 A JP 19548795A JP 3499976 B2 JP3499976 B2 JP 3499976B2
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elastic film
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discharging
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真吾 立岩
隆志 輪違
研一 金子
迪弌 金子
哲也 杉藤
修一 原
潔 田中
慎 佐藤
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Penta Ocean Construction Co Ltd
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Taisei Corp
Penta Ocean Construction Co Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、上向きに掘進する
シールド掘進機の排土量調整装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、地上と地下トンネルとを結ぶ立坑
の施工において、地下のトンネル内よりシールド掘進
を上向きに掘進させる施工方法が提案されており、これ
によれば、地上に施工用地が必要とならないため、特に
都市部において用地確保が難しい場合でも施工が可能と
なるメリットがある。 【0003】図7は、上向きシールド掘進機の一例であ
り、aはカッタ、bはケーシング、cはセグメントであ
る。カッタaで掘削された土砂は漏斗状のチャンバdに
集められ、中心部に設けられた排土管eを通じて下方に
排出される。排土管e内では、リボンスクリュfがモー
タgに駆動されて回転され、チャンバd内の土砂はその
回転及び重力により下方に移送された後、筒状の反力ケ
ーシングhを通じて落下される。反力ケーシングhは、
土砂の排出を行うと同時に、推進ジャッキiの推進反力
をも受けて推進を可能とする。なお反力ケーシングhの
下端は地下トンネル内の架台上に支持される。上方への
掘進が所定距離終了すれば、反力ケーシングhは継ぎ足
され、セグメントcはエレクタjにより組み立てられ
る。 【0004】排土管eには、モータgの駆動力をリボン
スクリュfに伝達するためのギヤ機構部kが設けられ
る。そしてギヤ機構部kの下部には、排土管eを通ずる
排土量を調整するためのゲート弁lが設けられる。ゲー
ト弁lにおいては、板状の弁体が排土管e内を仕切るよ
うスライド移動するようになっており、これによって排
土管e内は開閉され、リボンスクリュfから送られてき
た土砂は適宜量だけ反力ケーシングhに落下するように
なる。 【0005】また、このような排土量調整装置として
は、ゲート弁lの他にボール弁を用いたものもある。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上向きシー
ルド掘進機の場合、掘削土砂は重力方向に排出されるた
め、土圧の作用により排土管e内での閉塞が生じ易い。
このため、チャンバdのできるだけ近傍に、即ちできる
だけ上方にゲート弁l等の排土量調整装置を配置するの
が望ましいが、排土管e内にはリボンスクリュfが挿通
され、且つゲート弁lは弁体が排土管e内を仕切る構成
のために、ゲート弁lは必然的に、リボンスクリュfの
ないギヤ機構部kの下部に配置せざるを得ない。 【0007】この対策として、排土量調整装置を、排土
管の内壁に設けた弾性膜から構成することが考えられ
る。これならば、例えばリボンスクリュ(或いはスクリ
ュシャフト等)に軸状部分を設け、その径方向外方にて
弾性膜を流体圧(例えば空気圧)の作用により膨張・収
縮させることで、リボンスクリュとの間の排土通路或い
は排土管内を開閉することができ、同時に排土量調整装
置をチャンバの近傍或いは上方に位置させることができ
る。 【0008】しかし、掘削地盤の性状は場所によって異
なるのが普通であり、この地盤変化に伴いチャンバ内圧
力が突発的に急上昇した場合、流体圧を利用した弾性膜
では対応しきれず強制開放されてしまい、土砂噴発が起
こって正確な排土が行えない欠点がある。 【0009】そこで、本発明は上記課題を解決すべく創
案されたものであり、その目的は、土砂の噴発を防止
し、正確な排土を行い得るシールド掘進機の排土量調整
装置を提供することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、上向きに掘進するシールド掘進機の排土量調
整装置であって、掘削された土砂を下方に排出するため
の排土管と、この排土管に設けられ、流体圧の作用によ
り膨張・収縮して上記排土管内を開閉する弾性膜と、こ
の弾性膜に設けられ、その開閉位置を機械的に保持する
ための保持手段とを備えたものである。 【0011】上記構成によれば、弾性膜が膨脹・収縮し
て所定の開閉位置にあるとき、保持手段は弾性膜をその
開閉位置に機械的に保持する。 【0012】 【発明の実施の形態】以下本発明の好適実施例を添付図
面に基づいて詳述する。 【0013】図2は、シールド掘進機の全体を示す縦断
正面図で、図示するようにシールド掘進機1は、上向き
掘進を可能とすべくその上端部にカッタ2を有する。
カッタ2はシールドケーシング3に回転可能に支持され
てカッタ駆動モータ4により回転される。シールドケー
シング3は、上下に延出する外筒5と、外筒5の上端に
設けられた漏斗状のチャンバ6とを有する。チャンバ6
の下端中心部には、掘削された土砂を排出するための排
土管7が接続される。排土管7は、外筒部5の軸心方向
に沿って延出され、ここでは分割式の構成とされて下端
が反力ケーシング8に接続される。反力ケーシング8
は、前述したように、分割可能な筒状に形成されてシー
ルド掘進機1の掘進に伴い継ぎ足される。そしてその内
部では、排土管7から落下される土砂がそのまま地下ト
ンネルまで落下される。 【0014】排土管7は、その上端部を形成してチャン
バ6に接続される出口管9と、出口管9の下部に接続さ
れるピンチバルブ10のバルブケーシング11と、バル
ブケーシング11の下部に接続され反力ケーシング8ま
で延出する延出管12とから主に構成される。出口管9
の外周部には隔壁板13が接続され、これにより外筒5
内部は仕切られる。延出管12の下部には、セグメント
14を組み立てるためのエレクタ15が回転可能に取り
付けられ、エレクタ15は、推進ジャッキ支持ビーム1
6に設けられた位置決めモータ17により適宜回転移動
される。推進ジャッキ支持ビーム16は、延出管12に
固定されて複数が放射状に延出され、それぞれの先端部
に、隔壁板13を上方に押し上げてシールドケーシング
3の推進を行う推進ジャッキ17aが設けられる。なお
シールドケーシング3の推進の際には、シールドケーシ
ング3の下端のテールシール18がセグメント14上を
摺動する。また外筒5の内周壁に沿って複数の支持ジャ
ッキ19が設けられ、これはセグメント14の上端に当
接して推進反力を補助的に受けると共に、反力ケーシン
グ8の継ぎ足し時に掘進機1全体を支持する。 【0015】図1及び図3は、本発明に係る排土量調整
装置の縦断正面図及び横断平面図である。排土量調整装
置20は、出口管9の下部に接続された前述のピンチバ
ルブ10を有する。ピンチバルブ10は、そのバルブケ
ーシング11が、上下に位置するフランジ板21と、こ
れらフランジ板21の間に固定される中間筒体22とか
ら構成される。フランジ板21は、中間筒体22側に開
放されたリング状の溝23と、溝23の径方向内側にて
中間筒体22側に突出するリング状挟持片24とを有す
る。挟持片24は、中間筒体22の斜めに形成された角
部25との間で弾性膜26の上下端部を気密に挟持す
る。弾性膜26は、ゴム等の弾性体で比較的大きい厚さ
の筒状に形成され、通常は中間筒体22の直管部27に
当接されて出口管9と等しい内径を有するが、中間筒体
22への流体圧、ここでは空気圧の導入により、仮想線
の如く膨張或いは径方向内方に膨出されて排土管7内を
閉鎖するようになっている。中間筒体22の中間管部2
8は径方向外方にアール状に膨出され、これには空気圧
の導入口29が設けられて導圧管29aより空気圧が導
入される。導圧管29aは、図示しない空気圧供給装置
例えばコンプレッサに接続される。また導圧管29aに
は、中間筒体22と弾性膜26との間の流体室30の圧
力を測定する圧力センサ30aも設けられる。 【0016】図1に示すように、ピンチバルブ10の下
方には、排土管7内で土砂を適宜移送するための移送手
段即ちパドルスクリュ31を回転駆動させるための駆動
装置32が設けられる。この駆動装置32は、ピンチバ
ルブ10の下部フランジ板21に連結管12aを介して
接続されるケーシング33と、ケーシング33に取り付
けられた駆動モータ34と、駆動モータ34のピニオン
ギヤ34aに歯合される駆動部材35とから主に構成さ
れる。駆動部材35は、周方向に列設された上下の軸受
34bによって排土管7の中心回りに回転可能であり、
ケーシング33内部に収容されるリング体35aがシー
ルリング36の凹凸状外側面に摺接して土砂の侵入を防
止する。特にシールリング36は、ケーシング33の上
下の端板部33a及び連結管12aとともに排土管7或
いは延出管12の一部を形成する。リング体35aから
はスポーク37が中心に向かって延出され、スポーク3
7の先端はボス38に固定され、ボス38はパドルスク
リュ31のシャフト部39に固定されてパドルスクリュ
31を実質的に駆動する。 【0017】図1,図2を参照して、パドルスクリュ3
1のシャフト部39は、排土管7の軸心方向に延出され
てその上端部がカッタ2の軸受部40に相対回転自在に
支持される。そしてパドルスクリュ31のシャフト部3
9には、径方向外方に突出する複数のパドル部材41が
固定される。パドル部材41は、排土管7内ではその内
壁面の近傍まで比較的短く突出されるが、チャンバ6内
ではこれらよりも長く延出されている。特にピンチバル
ブ10の弾性膜26を通過する部分にはパドル部材41
が設けられず、上下のリング42で上下移動が規制され
たカラー43が回転自在に取り付けられる。そして図示
するように、弾性膜26はその膨張時にカラー43に当
接し、回転するシャフト部39に対しカラー43を停止
させる。なお出口管9にも、パドルスクリュ31同様の
パドル部材44が固設される。これらパドル部材41,
44の断面は、ここでは下方に縮小する三角形とされ
る。 【0018】そして特に、図1及び図3を参照して、ピ
ンチバルブ10の弾性膜26には、その弾性膜26の開
閉位置或いは膨張・収縮状態を機械的に保持するための
保持手段50が設けられる。保持手段50は、弾性膜2
6の外側に配置される保持体51を有し、保持体51
は、ここでは硬質ゴムやプラスチック等により矩形板状
に形成されて弾性膜26の対向側に各一対が設けられ
る。一対の保持体51は互いに離間され、湾曲する連結
部材52で掛け渡されると共に、連結部材52の中間部
には油圧シリンダ53のロッド54が接続される。ロッ
ド54は中間管部28に設けられた挿入口55から流体
室30内に気密且つ挿抜自在に挿入され、油圧シリンダ
53のシリンダ部56はマウント部材57に取り付けら
れる。マウント部材57は、L字状に形成されてその基
端部がフランジ板21に溶接等で強固に固定される。な
お、中間管部28の挿入口55はシール部材55aで気
密にシールされる。 【0019】特に図4に示すように、弾性膜26の外側
面部には、比較的薄いゴム等の弾性体で形成されるキャ
ップ体58が固定され、このキャップ体58の内部に、
保持体51がある程度の隙間をもって収容される。キャ
ップ体58は、そのフランジ部59が弾性膜26に固定
され、その内部形状が保持体51に適合し且つそれより
大きい寸法に形成され、その端板部60に形成される穴
61に連結部材52が隙間をもって挿通される。そして
キャップ体58の内側表面部には金属製の接触板62が
埋設される。弾性膜26と、端板部60の接触板62と
の間隔はキャップ体58の厚さより大きくされ、これに
より、保持体51は、余裕をもってキャップ体58内に
収容されて、弾性膜26の膨張・収縮動作を規制しない
ようになっている。 【0020】保持体51は、油圧シリンダ53によっ
て、対向するもの同士が近接離間移動するよう動作され
る。この動作は流体室30への空気圧供給と協調或いは
同期して行われる。従って、この協調操作を可能とする
ため、各油圧シリンダ53と圧力センサ30aとはコン
ピュータ式の制御装置63(図1参照)に接続される。
また制御装置63には、チャンバ6内圧力を検出するた
めの土圧計45(図2参照)も接続される。 【0021】次に上記実施例の作用について説明する。 【0022】カッタ2で掘削された土砂はチャンバ6内
に送られ、回転するパドル部材41で切断或いは分断さ
れつつ、重力により出口管9に収集される。そして出口
管9内でも、パドル部材41,44による切断がなされ
て、土砂は順次下方に落下される。そしてピンチバルブ
10の弾性膜26とカラー43との間の排土通路7a、
駆動部材35のスポーク37間等を順次通過し、即ち排
土管7内を通過して反力ケーシング8内を落下される。
反力ケーシング8の下端に落下した土砂はコンベヤ等に
受け取られ、地下トンネル内を搬送されて排出される。 【0023】このように、パドルスクリュ31は、従来
のスクリュコンベヤにおけるリボンスクリュ等と異な
り、土砂を積極的に運ぶのではなくそれを切断して重力
移送を促進し、これにより比較的高い土圧下での閉塞を
防止するものである。この土砂の切断は、パドルスクリ
ュ31及び出口管9双方のパドル部材41,44の協同
作用によってもなされる。 【0024】さて、この土砂の排出量即ち排土量の調整
は、中間筒体22と弾性膜26との間の流体室30に空
気圧の導入・導出を行い、弾性膜26を適宜膨張・収縮
させて排土管7内を開閉することで行われる。なおこの
とき、詳しくは後述するが、保持体51は弾性膜26の
変形に合わせて移動するのみである。弾性膜26を完全
に膨張させれば、図1の仮想線或いは図5のようにな
り、排土管7内或いはカラー43との間の排土通路7a
は閉じ、これによって土砂の落下は規制される。 【0025】こうして弾性膜26により、回転するパド
ルスクリュ31を挿通した状態で、それとの間の排土通
路7aを開閉でき、これにより排土量調整装置20を駆
動装置32の上方或いはチャンバ6の近傍に位置させる
ことができる。そして、チャンバ6下部や排土管7内で
の土砂の閉塞は防止され、安定且つ連続した排土及び運
転が可能となる。またカラー43があるため、弾性膜2
6とシャフト部39との直接接触はなく、摺動による弾
性膜26の摩耗は回避される。尚、排土量の調整によ
り、チャンバ6内圧力を制御することも可能となる。 【0026】ここで、排土通路7aの開閉は、主として
弾性膜26の膨張・収縮或いは空気圧の制御によってな
され、このとき保持体51は弾性膜26の変形に合わせ
て移動するのみである。具体的には、弾性膜26が膨張
・収縮過程において径方向に移動するとき、油圧シリン
ダ53はフリーとなり、保持体51はキャップ体58内
で接触板62或いは弾性膜26に押されて移動する。そ
して空気圧が一定となり、弾性膜26が所定の膨張状態
即ち開閉位置に固定されれば、油圧シリンダ53が油圧
により保持体51をそのときの位置に固定し、弾性膜2
6の開閉位置を機械的に保持する。 【0027】或いは、以下のような制御も可能である。
即ち、空気圧の値に応じた弾性膜26の位置を予め制御
装置63に入力しておき、この値に応じて油圧シリンダ
53をストローク動作させ、保持体51を弾性膜26の
位置に合わせて移動させる。 【0028】このようにすると、弾性膜26は、空気圧
でその開閉位置が定まる一方、保持体51や油圧シリン
ダ53等によってもその位置が機械的或いは剛に保持さ
れ、こうした補助的手段により確実に位置が固定され
る。従って、特に全閉時、チャンバ6内圧が急上昇し、
弾性膜26にこれを開こうとする強制力が加わった場合
でも、油圧シリンダ53等が突張棒の如く機能して弾性
膜26の全閉状態を確実に保持し、土砂の噴発さらには
過度の排土も未然に防止する。また、弾性膜26が中間
開度の場合でもその開度をより正確に保持でき、弾性膜
26の位置決め精度を向上して排土量の調整精度を向上
できる。 【0029】次に、変形実施例について説明する。 【0030】図6に示すように、この変形実施例にあっ
ては、保持手段50が、保持体51を移動するためのラ
ックアンドピニオン機構65を有する。連結部材52に
接続されたラック66は、ピニオンギヤ67に歯合され
てモータ68により外部から駆動される。モータ68
は、フランジ板21から延出するマウント部材69に取
り付けられる。そしてこのモータ68も前記同様、制御
装置63に接続されて適宜量だけ回転制御される。この
ような構成によっても、前記同様の作用効果を達成する
ことが可能となる。 【0031】また他の変形実施例として、図示しない
が、パドルスクリュ31の駆動装置32の下部にピンチ
バルブ10を追加し、これの弾性膜26に前記同様の保
持手段50を設けることもできる。こうすると、一方の
ピンチバルブ10が破損した場合でも、他方のピンチバ
ルブ10によって排土量の調整が可能となる。この場
合、下方のピンチバルブ10にはパドルスクリュ31が
挿通されないため、パドルスクリュ31を跨ぐように保
持体51を各一対設ける必要はなく、両側に一つずつ設
ける構成でも構わない。 【0032】上記実施例の他にも、本発明は様々な態様
にて変形・変更が可能であり、例えば、油圧シリンダ5
3を空気圧シリンダ等に置き換えることもできる。 【0033】 【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。 【0034】(1) 土砂の噴発を防止し、正確な排土
を行うことができる。 【0035】(2) 過度の排土を未然に防止できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to soil discharge amount adjustment device of the shield machine for boring upwards. 2. Description of the Related Art In recent years, in the construction of a shaft connecting the ground and an underground tunnel, a construction method has been proposed in which a shield excavator is excavated upward from inside the underground tunnel. Since no construction site is required, there is an advantage that construction is possible even when it is difficult to secure land, especially in an urban area. [0003] Figure 7 is an example of upward shield machine, a is the cutter, b is the casing, c is a segment. The earth and sand excavated by the cutter a is collected in a funnel-shaped chamber d and discharged downward through an earth discharging pipe e provided at the center. In the discharge pipe e, the ribbon screw f is rotated by the motor g, and the earth and sand in the chamber d is transported downward by the rotation and gravity, and then dropped through the cylindrical reaction force casing h. The reaction casing h is
At the same time as discharging the earth and sand, the propulsion jack i can receive propulsion reaction force to enable propulsion. The lower end of the reaction force casing h is supported on a gantry in the underground tunnel. When the upward excavation is completed for a predetermined distance, the reaction force casing h is extended, and the segment c is assembled by the erector j. [0004] The discharge pipe e is provided with a gear mechanism k for transmitting the driving force of the motor g to the ribbon screw f. A gate valve 1 is provided below the gear mechanism k for adjusting the amount of soil discharged through the earth discharging pipe e. In the gate valve 1, a plate-shaped valve element is slid so as to partition the inside of the discharge pipe e, whereby the inside of the discharge pipe e is opened and closed, and the amount of earth and sand sent from the ribbon screw f is appropriately adjusted. Only the reaction force casing h. [0005] Further, as such an earth removal amount adjusting apparatus, there is an apparatus using a ball valve in addition to the gate valve l. [0006] [SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, in the case of upward shield machine, for drilling soil is discharged in the direction of gravity, easy blockage in the discharge drainpipe e is generated by the action of soil pressure.
For this reason, it is desirable to dispose the earth discharging amount adjusting device such as the gate valve 1 as close as possible to the chamber d, that is, as high as possible. However, the ribbon screw f is inserted into the earth discharging pipe e, and the gate valve l Because of the configuration in which the valve element partitions the inside of the discharge pipe e, the gate valve l must be arranged at the lower part of the gear mechanism k without the ribbon screw f. As a countermeasure against this, it is conceivable that the earth discharging amount adjusting device is constituted by an elastic film provided on the inner wall of the earth discharging pipe. In this case, for example, a shaft portion is provided on a ribbon screw (or a screw shaft or the like), and the elastic film is expanded and contracted by the action of fluid pressure (for example, air pressure) on a radially outer side thereof, thereby forming a connection with the ribbon screw. It is possible to open and close the discharge passage or the discharge pipe between the discharge passages, and at the same time, to position the discharge adjustment device near or above the chamber. However, the properties of the excavated ground usually differ from place to place, and when the pressure inside the chamber suddenly rises suddenly due to this ground change, the elastic membrane using the fluid pressure cannot cope with the situation and is forced to open. As a result, there is a drawback that the earth is erupted and accurate earth removal cannot be performed. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a shield excavation amount adjusting device for a shield excavator capable of preventing eruption of earth and sand and performing accurate earth removal. To provide. [0010] The order to achieve the above object invention SUMMARY OF] is a dumping amount adjusting apparatus of a shield machine for boring upwards, for discharging the excavated earth and sand downwardly A discharge pipe, an elastic film provided on the discharge pipe, which expands and contracts by the action of fluid pressure to open and close the discharge pipe, and an elastic film provided on the elastic film for mechanically holding the open / close position. Holding means. According to the above construction, when the elastic film expands and contracts and is at a predetermined opening / closing position, the holding means mechanically holds the elastic film at the opening / closing position. Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a vertical sectional front view showing the entire shield excavator . As shown, the shield excavator 1 has a cutter 2 at an upper end thereof to enable upward excavation .
The cutter 2 is rotatably supported by a shield casing 3 and is rotated by a cutter drive motor 4. The shield casing 3 has an outer cylinder 5 extending vertically and a funnel-shaped chamber 6 provided at an upper end of the outer cylinder 5. Chamber 6
An earth discharging pipe 7 for discharging the excavated earth and sand is connected to a central portion of the lower end. The discharging pipe 7 extends along the axial direction of the outer cylinder part 5, and has a split structure here, and a lower end thereof is connected to the reaction force casing 8. Reaction force casing 8
, As described above, is formed on the splittable tubular is spliced with the excavation of the shield machine 1. Inside, the earth and sand dropped from the discharge pipe 7 falls directly to the underground tunnel. The discharge pipe 7 has an upper end formed therein and connected to the chamber 6, an outlet pipe 9, a pinch valve 10 connected to a lower part of the outlet pipe 9, and a lower part of the valve casing 11. It is mainly constituted by an extension pipe 12 which is connected and extends to the reaction force casing 8. Outlet pipe 9
A partition plate 13 is connected to the outer peripheral portion of the
The interior is partitioned. An erector 15 for assembling the segment 14 is rotatably attached to a lower portion of the extension pipe 12.
6 is appropriately rotated and moved by a positioning motor 17 provided in the motor 6. A plurality of propulsion jack support beams 16 are fixed to the extension pipe 12 and are radially extended, and a propulsion jack 17 a for pushing up the partition plate 13 and propelling the shield casing 3 is provided at each end thereof. . When the shield casing 3 is propelled, the tail seal 18 at the lower end of the shield casing 3 slides on the segment 14. A plurality of support jacks 19 are provided along the inner peripheral wall of the outer cylinder 5, which abut against the upper end of the segment 14 to receive a propulsion reaction force and assist the excavator 1 when the reaction force casing 8 is added. Support. FIGS. 1 and 3 are a vertical sectional front view and a cross-sectional plan view of a soil discharging amount adjusting device according to the present invention. The earth removal amount adjusting device 20 has the above-described pinch valve 10 connected to a lower portion of the outlet pipe 9. The pinch valve 10 has a valve casing 11 composed of a flange plate 21 positioned above and below, and an intermediate cylinder 22 fixed between the flange plates 21. The flange plate 21 has a ring-shaped groove 23 opened to the intermediate cylinder 22 side, and a ring-shaped holding piece 24 protruding toward the intermediate cylinder 22 inside the groove 23 in the radial direction. The holding piece 24 air-tightly holds the upper and lower ends of the elastic film 26 between the holding piece 24 and an obliquely formed corner 25 of the intermediate cylinder 22. The elastic film 26 is made of an elastic material such as rubber and is formed in a cylindrical shape having a relatively large thickness, and is normally in contact with the straight pipe portion 27 of the intermediate cylindrical body 22 and has the same inner diameter as the outlet pipe 9. By introducing a fluid pressure, in this case, an air pressure, into the cylinder 22, it is expanded or bulged radially inward as indicated by a phantom line to close the discharge pipe 7. Intermediate tube part 2 of intermediate cylinder 22
Numeral 8 is bulged radially outward in a round shape, and is provided with an air pressure introduction port 29 so that air pressure is introduced from a pressure guiding tube 29a. The pressure guiding pipe 29a is connected to an air pressure supply device (not shown) such as a compressor. The pressure guiding tube 29a is also provided with a pressure sensor 30a for measuring the pressure of the fluid chamber 30 between the intermediate cylinder 22 and the elastic film 26. As shown in FIG. 1, below the pinch valve 10, a transfer means for appropriately transferring earth and sand in the earth discharging pipe 7, that is, a driving device 32 for rotationally driving the paddle screw 31 is provided. The drive device 32 is meshed with a casing 33 connected to the lower flange plate 21 of the pinch valve 10 via the connection pipe 12a, a drive motor 34 attached to the casing 33, and a pinion gear 34a of the drive motor 34. It mainly includes the driving member 35. The driving member 35 is rotatable around the center of the discharging pipe 7 by upper and lower bearings 34b arranged in a circumferential direction,
The ring body 35a housed inside the casing 33 is in sliding contact with the uneven outer surface of the seal ring 36 to prevent intrusion of earth and sand. In particular, the seal ring 36 forms a part of the earth discharging pipe 7 or the extension pipe 12 together with the upper and lower end plate portions 33a of the casing 33 and the connecting pipe 12a. A spoke 37 extends from the ring body 35a toward the center, and the spoke 3
The tip of 7 is fixed to a boss 38, and the boss 38 is fixed to a shaft portion 39 of the paddle screw 31 to substantially drive the paddle screw 31. Referring to FIGS. 1 and 2, paddle screw 3
The first shaft portion 39 extends in the axial direction of the discharging pipe 7, and has an upper end portion rotatably supported by a bearing portion 40 of the cutter 2. And the shaft part 3 of the paddle screw 31
A plurality of paddle members 41 projecting outward in the radial direction are fixed to 9. The paddle member 41 protrudes relatively short to the vicinity of the inner wall surface in the discharge pipe 7, but extends longer than these in the chamber 6. In particular, a paddle member 41 is provided at a portion of the pinch valve 10 that passes through the elastic film 26.
Is provided, and the collar 43 whose vertical movement is restricted by the upper and lower rings 42 is rotatably mounted. Then, as shown, the elastic film 26 abuts on the collar 43 when inflated, and stops the collar 43 with respect to the rotating shaft portion 39. Note that a paddle member 44 similar to the paddle screw 31 is also fixed to the outlet pipe 9. These paddle members 41,
The cross-section of 44 is now a downwardly contracting triangle. Referring particularly to FIGS. 1 and 3, the elastic film 26 of the pinch valve 10 is provided with a holding means 50 for mechanically holding the open / close position or the expanded / contracted state of the elastic film 26. Provided. The holding means 50 includes the elastic film 2
6, a holding member 51 disposed outside the holding member 51.
Are formed in a rectangular plate shape with hard rubber, plastic, or the like, and each pair is provided on the opposite side of the elastic film 26. The pair of holding members 51 are separated from each other, are bridged by a curved connecting member 52, and a rod 54 of a hydraulic cylinder 53 is connected to an intermediate portion of the connecting member 52. The rod 54 is inserted into the fluid chamber 30 from the insertion port 55 provided in the intermediate pipe part 28 so as to be airtight and freely insertable / removable, and the cylinder part 56 of the hydraulic cylinder 53 is attached to a mount member 57. The mount member 57 is formed in an L shape, and its base end is firmly fixed to the flange plate 21 by welding or the like. The insertion port 55 of the intermediate pipe 28 is hermetically sealed by a seal member 55a. As shown particularly in FIG. 4, a cap 58 made of an elastic material such as a relatively thin rubber is fixed to the outer surface of the elastic film 26. Inside the cap 58,
The holding body 51 is accommodated with a certain gap. The cap body 58 has a flange portion 59 fixed to the elastic film 26, an inner shape adapted to the holding body 51 and formed to have a larger size, and a connection member formed in a hole 61 formed in the end plate portion 60. 52 are inserted with a gap. A metal contact plate 62 is embedded in the inner surface of the cap body 58. The distance between the elastic film 26 and the contact plate 62 of the end plate portion 60 is made larger than the thickness of the cap body 58, whereby the holding body 51 is accommodated in the cap body 58 with a margin and the elastic film 26 expands. -The contraction operation is not restricted. The holding member 51 is operated by the hydraulic cylinder 53 so that the opposing members move close to and away from each other. This operation is performed cooperatively or in synchronization with the supply of air pressure to the fluid chamber 30. Therefore, in order to enable this cooperative operation, each hydraulic cylinder 53 and the pressure sensor 30a are connected to a computer-type control device 63 (see FIG. 1).
An earth pressure gauge 45 (see FIG. 2) for detecting the pressure in the chamber 6 is also connected to the control device 63. Next, the operation of the above embodiment will be described. The earth and sand excavated by the cutter 2 is sent into the chamber 6, and is cut or divided by the rotating paddle member 41, and is collected in the outlet pipe 9 by gravity. Then, also in the outlet pipe 9, cutting is performed by the paddle members 41 and 44, and the earth and sand is sequentially dropped downward. And, the earth discharging passage 7a between the elastic film 26 of the pinch valve 10 and the collar 43,
It sequentially passes between the spokes 37 of the drive member 35 and the like, that is, passes through the discharge pipe 7 and falls in the reaction force casing 8.
The earth and sand that has fallen to the lower end of the reaction casing 8 is received by a conveyor or the like, conveyed through an underground tunnel, and discharged. As described above, the paddle screw 31 is different from a ribbon screw or the like in a conventional screw conveyor in that the earth and sand are not actively transported but cut off to promote gravity transfer, thereby achieving a relatively high earth pressure. This is to prevent blockage at the time. The cutting of the earth and sand is also performed by the cooperative action of the paddle members 41 and 44 of both the paddle screw 31 and the outlet pipe 9. In order to adjust the amount of earth and sand discharged, that is, the amount of earth removed, air pressure is introduced and derived from the fluid chamber 30 between the intermediate cylinder 22 and the elastic film 26, and the elastic film 26 is appropriately expanded and contracted. This is performed by opening and closing the inside of the discharge pipe 7. At this time, as will be described later in detail, the holder 51 only moves in accordance with the deformation of the elastic film 26. When the elastic film 26 is completely expanded, the phantom line in FIG. 1 or FIG. 5 is obtained, and the discharging passage 7 a in the discharging pipe 7 or between the discharge pipe 7 and the collar 43.
Is closed, thereby restricting the falling of sediment. In this manner, with the elastic pad 26, the rotating paddle screw 31 can be opened and closed to open and close the earth discharging passage 7a there between, so that the earth discharging amount adjusting device 20 can be moved above the driving device 32 or the chamber 6 can be opened and closed. It can be located nearby. Then, blockage of the earth and sand in the lower portion of the chamber 6 and the inside of the earth discharging pipe 7 is prevented, and stable and continuous earth discharging and operation can be performed. Since the collar 43 is provided, the elastic film 2
Since there is no direct contact between the shaft 6 and the shaft portion 39, abrasion of the elastic film 26 due to sliding is avoided. The pressure in the chamber 6 can be controlled by adjusting the amount of earth removal. Here, opening and closing of the earth discharging passage 7a is mainly performed by controlling expansion and contraction or air pressure of the elastic film 26, and at this time, the holding body 51 only moves in accordance with the deformation of the elastic film 26. Specifically, when the elastic film 26 moves in the radial direction during the expansion and contraction process, the hydraulic cylinder 53 becomes free, and the holding body 51 moves by being pushed by the contact plate 62 or the elastic film 26 in the cap body 58. . When the air pressure becomes constant and the elastic film 26 is fixed in a predetermined expanded state, that is, in the open / close position, the hydraulic cylinder 53 fixes the holding body 51 to the position at that time by hydraulic pressure, and the elastic film 2
6 is mechanically held at the open / close position. Alternatively, the following control is also possible.
That is, the position of the elastic film 26 corresponding to the value of the air pressure is input to the control device 63 in advance, the stroke of the hydraulic cylinder 53 is performed according to this value, and the holding body 51 is moved in accordance with the position of the elastic film 26. Let it. With this arrangement, the opening and closing position of the elastic film 26 is determined by the air pressure, while the position is mechanically or rigidly held by the holding body 51 and the hydraulic cylinder 53 and the like. The position is fixed. Therefore, especially when fully closed, the internal pressure of the chamber 6 rises rapidly,
Even when a force is applied to the elastic film 26 to open the elastic film 26, the hydraulic cylinder 53 or the like functions as a tension rod to reliably maintain the elastic film 26 in the fully closed state, and to spout the earth and sand. Excessive soil removal is also prevented. Further, even when the elastic film 26 has an intermediate opening, the opening can be held more accurately, the positioning accuracy of the elastic film 26 can be improved, and the adjustment accuracy of the earth removal amount can be improved. Next, a modified embodiment will be described. As shown in FIG. 6, in this modified embodiment, the holding means 50 has a rack and pinion mechanism 65 for moving the holding body 51. The rack 66 connected to the connecting member 52 is meshed with the pinion gear 67 and driven from outside by a motor 68. Motor 68
Is attached to a mount member 69 extending from the flange plate 21. The motor 68 is connected to the control device 63 as described above, and the rotation of the motor 68 is controlled by an appropriate amount. With such a configuration, it is possible to achieve the same operation and effect as described above. As another modified embodiment, although not shown, the pinch valve 10 can be added to the lower part of the driving device 32 of the paddle screw 31, and the elastic film 26 can be provided with the same holding means 50 as described above. In this way, even if one of the pinch valves 10 is broken, the other pinch valve 10 can adjust the amount of earth removal. In this case, since the paddle screw 31 is not inserted into the lower pinch valve 10, it is not necessary to provide a pair of holding bodies 51 so as to straddle the paddle screw 31, and a configuration in which one holding body 51 is provided on each side may be used. In addition to the above embodiment, the present invention can be modified and changed in various modes.
3 can be replaced with a pneumatic cylinder or the like. The present invention exhibits the following excellent effects. (1) It is possible to prevent the eruption of earth and sand and perform accurate earth removal. (2) Excessive earth removal can be prevented.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る排土量調整装置の一実施例を示す
縦断正面図である。 【図2】シールド掘進機の全体を示す縦断正面図であ
る。 【図3】本発明に係る排土量調整装置の横断平面図であ
る。 【図4】保持体の取付状態を示す縦断正面図である。 【図5】本発明に係る排土量調整装置の全閉状態を示す
横断平面図である。 【図6】変形実施例を示す縦断正面図である。 【図7】従来のシールド掘進機の全体を示す縦断正面図
である。 【符号の説明】 1 シールド掘進機 7 排土管 7a 排土通路 20 排土量調整装置 26 弾性膜 31 パドルスクリュ 46 供給管 47 弾性帯体 48 溜め部 49 細孔 50 供給管 51 供給通路 52 供給管
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a vertical sectional front view showing one embodiment of an earth removal amount adjusting device according to the present invention. 2 is a vertical sectional front view showing the entire shield machine. FIG. 3 is a cross-sectional plan view of the earth removal amount adjusting device according to the present invention. FIG. 4 is a vertical sectional front view showing a mounting state of a holding body. FIG. 5 is a cross-sectional plan view showing a fully closed state of the earth removal amount adjusting device according to the present invention. FIG. 6 is a longitudinal sectional front view showing a modified embodiment. 7 is a longitudinal sectional front view showing an entire conventional shield machine. [Description of Signs ] 1 Shield excavator 7 Discharge pipe 7a Discharge passage 20 Discharge amount adjusting device 26 Elastic film 31 Paddle screw 46 Supply pipe 47 Elastic band 48 Storage section 49 Pores 50 Supply pipe 51 Supply passage 52 Supply pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 輪違 隆志 愛知県知多市北浜町11番1号 石川島播 磨重工業株式会社 愛知工場内 (72)発明者 金子 研一 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 金子 迪弌 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 杉藤 哲也 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 原 修一 東京都文京区後楽二丁目8番2号 五洋 建設株式会社内 (72)発明者 田中 潔 東京都文京区後楽二丁目8番2号 五洋 建設株式会社内 (72)発明者 佐藤 慎 東京都文京区後楽二丁目8番2号 五洋 建設株式会社内 (56)参考文献 実開 平4−65893(JP,U) 実開 昭58−112228(JP,U) 特公 平6−54075(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/12 E21D 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Wanashi 111-1 Kitahama-cho, Chita-shi, Aichi Prefecture Ishikawajima-Hari Maju Industry Co., Ltd. Inside the Aichi Factory (72) Inventor Kenichi Kaneko 1-25-chome Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. 1 Taisei Construction Co., Ltd. (72) Inventor Michika Kaneko 1-25-1, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Taisei Construction Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Sugito 1-25 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. 1 Taisei Construction Co., Ltd. (72) Inventor Shuichi Hara 2-82-2 Koraku, Bunkyo-ku, Tokyo Goyo Construction Co., Ltd. (72) Inventor Kiyoshi Tanaka 2-2-2 Koraku, Bunkyo-ku, Tokyo No. Goyo Construction Co., Ltd. (72) Inventor Shin Sato 2-5-2, Koraku, Bunkyo-ku, Tokyo Goyo Construction Co., Ltd. (56) References JP-U 4-65893 (JP, U) JP-U 58-112228 ( JP, U) JP 6-54075 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 9/12 E21D 3/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 上向きに掘進するシールド掘進機の排土
量調整装置であって、掘削された土砂を下方に排出する
ための排土管と、該排土管に設けられ、流体圧の作用に
より膨張・収縮して上記排土管内を開閉する弾性膜と、
該弾性膜に設けられ、その開閉位置を機械的に保持する
ための保持手段とを備えたことを特徴とするシールド
機の排土量調整装置。
(57) A dumping amount adjusting apparatus of Claims 1] shield machine for excavating upward, and discharging clay pipe for discharging the excavated earth and sand downwardly, the exhaust drainpipe An elastic film that is provided and expands and contracts by the action of fluid pressure to open and close the inside of the discharge pipe;
Provided the elastic membrane, drilling shield is characterized in that a holding means for mechanically holding the closing position
A machine for adjusting the amount of earth removed in advance .
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