JP7329253B2 - 泥土サンプリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばシールド工法等でトンネル等を掘削している際に、ベルトコンベア等にて泥土を地上に搬送するが、この泥土をサンプリングするための泥土サンプリング装置に関するものである。

従来、シールド工法等にて、掘削した泥土は、ベルトコンベア等で搬送し、エレベータ等にて地上に持ち上げ、所定箇所まで搬送していたが、上記泥土はその成分を定期的にサンプリングし、水分量、粒度、土の硬度、土のＰＨ、重金属の有無等の検査を行う必要がある。

通常ベルトコンベアは高速（例えば１８０ｍ／ｍｉｎ～２００ｍ／ｍｉｎ）で走行しているが、上記検査を行うには、シールドマシン、及び、ベルトコンベアを一旦停止し、人力でベルトコンベア上の泥土をスコップで採取し、上記の検査を行っていた。

この検査作業は、１日５回程度行う必要があり、その度に、シールドマシン、及び、ベルトコンベアを停止するのは非常に非効率的であった。

また、従来、ベルトコンベア上を流れる対象物のサンプリングを自動で行う装置が開発されている（例えば特許文献１）。

当該特許文献１の技術は、ベルトコンベア上を走行する脱水汚泥の水分測定を行うために、上記脱水汚泥をサンプリングする技術である。

この装置は、ベルトコンベア上に、ベルトコンベアとは直交する方向にガイドレールを設け、ガイドレールに直交する上下方向にシリンダを設け、かつ上記シリンダのロッドの下端に中空円筒状のサンプリングヘッドを設け、上記ロッドを下方に伸長することで、中空円筒状のサンプリングヘッド内に脱水汚泥を充填するものであった。

特開平２－１５７６３７号公報

ところで、特許文献１の装置は、サンプリングヘッドが中空円筒状であるため、ベルトコンベアの走行中にサンプリングヘッドを下降しても、中空円筒状の内部には脱水汚泥は入ってこない。従って、ロッドを下降させて脱水汚泥のサンプリングを行うためには、ベルトコンベアを一旦止めた上で、サンプリングヘッドを下降させる必要がある。

よって、上記従来の装置であっても、サンプリングするにはベルトコンベアを一旦停止する必要があり、人手は必要ないとはいえ、非効率的である、という課題があった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、人手を必要とせず、しかもベルトコンベアを停止する必要のない泥土サンプリング装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、
第１に、ベルトコンベア上方にベルトコンベアに直交する方向にフレームが設けられ、上記フレームに対して上下方向に移動可能な軸部が設けられると共に、上記軸部を上方位置と下方位置に上下に駆動し得る上下駆動手段が設けられ、上記軸部の下部に上面板と下面板と支柱による枠部が固定され、上記枠部は上記軸部と共に上記上方位置と上記下方位置に上下動するものであり、上記枠部の中に、ベルトコンベアの進行方向に対向して開口が形成された平面視でコ字状枠が載置され、上記枠部又は上記軸部には上記ベルトコンベアに直交する方向に伸縮し得る伸縮ロッドを有するシリンダが固定され、上記コ字状枠の一側面には上記シリンダの伸縮ロッドの先端部が接続固定され、上記シリンダ及び上記コ字状枠は上記枠部と共に上下動するものであり、上記枠部が上記上方位置に位置している状況において、上記枠部の上記下面板と同一水準位置において、上記枠部に一端部が近接状態で誘導通路が上記伸縮ロッドの伸長方向に沿って上記フレームに固定され、上記誘導通路の他端部には落下口が設けられ、上記枠部の上記下方位置において、上記ベルトコンベア上の泥土を上記コ字状枠がサンプリングし得るものであり、上記枠部の上記上方位置において、上記シリンダの上記伸縮ロッドの伸長状態で上記コ字状枠のみが上記枠部から出て、上記コ字状枠が上記誘導通路を通って上記落下口上に位置させることにより上記コ字状枠でサンプリングされた泥土を落下させるように構成されたものである泥土サンプリング装置により構成される。

上記枠部又は上記軸部には上記ベルトコンベアに直交する方向に伸縮し得る伸縮ロッドを有するシリンダが固定されとは、上記シリンダは上記枠部に固定される場合と、上記軸部に固定される場合の何れかとすることができる意味である。上記枠部の上記下面板と同一水準位置において、上記枠部に一端部が近接状態で誘導通路が上記伸縮ロッドの伸長方向に沿って上記フレームに固定されとは、上記枠部の例えば下面板と誘導通路の一端部が同一水準位置であり、かつ、近接していることをいい、例えば、誘導通路の通路面（２２ａ）の一端部が上記下面板と同一水準位置でかつ近接していることをいう。また、誘導通路がフレームに固定されとは、上記誘導通路がフレームの例えば縦方向逆門型フレーム（２３）と脚部（２ｄ，２ｅ）間に固定された板状体（２４）上に固定されていることをいう。従って、上記上下駆動手段を以って枠部を下方位置に下降させると、走行中のベルトコンベア上の泥土がコ字状枠内に投入され、その後、上下駆動手段を以って枠部を上方位置に上昇させることによりコ字状枠内に泥土をサンプリングすることができる。その後、シリンダの伸縮ロッドを伸長すると、コ字状枠のみが枠部から出て、枠部に近接している誘導通路内を通過して落下口まで至るので、コ字状枠が落下口上に位置した時点で、サンプリングした泥土を落下口から下方に落下することができる。上記落下口の下方にはサンプリング箱等をセットしておけば良い。このように構成すると、泥土のサンプリング作業を完全に自動化することができ、しかもベルトコンベアを停止する必要がないので、極めて効率的に泥土のサンプリングを行うことができる。

第２に、上記誘導通路は筒状であり、上記枠部の上記下面板と同一水準位置にあるのは上記誘導通路内の下面側の通路面である上記第１記載の泥土サンプリング装置により構成される。

このように誘導通路を筒状にすることにより、上方からの異物の混入を防止することができ、泥土のサンプリング精度を向上させることができる。

第３に、上記誘導通路の上記落下口の下方にはサンプリング箱がセットされているものである上記第１又は２記載の泥土サンプリング装置により構成される。

このように構成すると、サンプリングした泥土を効率的に収集することができる。

第４に、上記誘導通路の上記落下口の下にはシュートが設けられているものである上記第１～３の何れかに記載の泥土サンプリング装置により構成される。

このように構成すると、サンプリングした泥土をシュートを介して効率的に回収することができる。

第５に、上記サンプリング箱は、他のコンベア上に載置されているものである上記第３に記載の泥土サンプリング装置により構成される。

他のコンベアは例えばローラコンベアとすることができる。このように構成すると、サンプリング箱を落下口の下方にコンベアを介して位置させることができるし、サンプリングした泥土が入ったサンプリング箱を所定の場所に搬送することができる。

第６に、上記コ字状枠の下縁は、上記誘導通路の上記通路面と同一水準高さに設定されているものである第２に記載の泥土サンプリング装置により構成される。

このように構成すると、シリンダの伸縮ロッドを伸長することにより、コ字状枠のみを枠部から出して、円滑に、誘導通路側に移動させることができる。

第７に、上記枠部は、上記軸部の下部に接続された矩形の上記上面板と、上記上面板の四隅に固定された上記支柱と、上記各支柱に固定された矩形の上記下面板とから構成され、上記枠部内の上記コ字状枠は、一対の支柱間に上記開口が位置しているものである上記第１～６の何れかに記載の泥土サンプリング装置により構成される。

このように構成すると、下方位置の枠部の一対の支柱間から泥土のサンプリングを円滑に行うことができ、枠部の中央部にコ字状枠を載置することができ、コ字状枠による泥土のサンプリング、及び、枠部からコ字状枠の移動を円滑に行うことができる。

第８に、上記枠部の上記下方位置は上記ベルトコンベア上の泥土が上記コ字状枠内に入り込む位置である上記第１～７の何れかに記載の泥土サンプリング装置により構成される。

このように構成すると、枠部を下方位置に下降させることにより、確実に、泥土をサンプリングすることができる。

本発明は上述のように、泥土のサンプリング作業を完全に自動化することができ、しかもベルトコンベアを停止する必要がないので、極めて効率的に泥土のサンプリングを行うことができる。

また、枠部に一端部が近接状態で誘導通路が伸縮ロッドの伸長方向に沿ってフレームに固定されているため、伸縮ロッドを伸長することにより、コ字状枠と共にサンプリングした泥土を円滑に誘導通路側に移行させることができる。

また、シリンダの伸縮ロッドを伸長すると、コ字状枠のみが枠部から出て、枠部に近接している誘導通路内を通過して落下口まで至るので、コ字状枠が落下口上に位置した時点で、サンプリングした泥土を落下口から下方に落下させることができる。

また、誘導通路を筒状にすることにより、上方からの異物の混入を防止することができ、泥土のサンプリング精度を向上させることができる。

また、サンプリング箱を落下口の下方にコンベアを介して位置させることができるし、サンプリングした泥土が入ったサンプリング箱を所定の場所に搬送することができる。

また、枠部の上方位置において、シリンダの伸縮ロッドを伸長することにより、コ字状枠のみを枠部から出して、円滑に、誘導通路側に移動させることができる。

また、枠部の中央部にコ字状枠を載置することができ、コ字状枠による泥土のサンプリング、及び、枠部からコ字状枠の移動を円滑に行うことができる。

また、枠部を下方位置に下降させることにより、確実に、泥土をサンプリングすることができる。

本発明に係る泥土サンプリング装置の側面図である。 同上装置の平面図である。 同上装置の右側面図である。 同上装置の枠部が下方位置にある状態を示す側面図である。 同上装置のコ字状枠が右側に移動した状態を示す側面図である。 同上装置のコ字状枠の概略斜視図である。 同上装置の枠部の概略斜視図である。

以下、本発明に係る泥土サンプリング装置について詳細に説明する。

図１に示すように、ベルトコンベア１上方にベルトコンベア１に直交する方向にフレーム２が設けられ（図２参照）、上記フレーム２に対して上下方向（矢印Ｃ，Ｄ方向）に移動可能な軸部３が設けられると共に、上記軸部３を上方位置（図１の位置Ｅ）と下方位置（図４の位置Ｆ）に上下に駆動し得る上下駆動手段４が設けられ、上記軸部３の下部３ａに水平な上面板５ａと、水平な下面板５ｂと、垂直方向の支柱６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによる枠部５（図２、図７参照）の上記上面板５ａの中央部に上記軸部３が接続固定され、上記枠部５は上記軸部３と共に上記上方位置（図１の下面板５ｂの位置Ｅ）と上記下方位置（図４の下面板５ｂの位置Ｆ）に上下動し得るように構成されている。

尚、図１において、ベルトコンベア１の長さ方向における走行方向（図１の紙面表側から裏側、矢印Ａ方向）において、紙面の表側を「手前側」、「前方側」、「前方」、紙面の奥側を「奥側」、「後方側」、「後方」と定義する。また、図１において、「手前側」から「奥側」を見たときの左右を「左右方向」、「手前側」から「奥側」を見たときの上下を「上下方向」と定義する（他の図において同じ）。さらに、図１の前方から後方側の方向を「前後方向」ともいう。

上記ベルトコンベア１は、地面Ｇ上に設置されており、横杆７の両側に設けられた一対の長い支持柱８，８と、上記横杆７の中央部に設けられた一対の短い中央支持柱９，９とを有しており、上記支持柱８，９、８，９間に互いに中央側に傾斜した一対の傾斜ローラ１０ａ，１０ｂが設けられ、上記中央支持柱９，９間に水平ローラ１０ｃが設けられている。これらの傾斜ローラ１０ａ，１０ｂ及び水平ローラ１０ｃは、上記横杆７と共に、ベルトコンベア１の長さ方向（コンベア１は図１の紙面の前方側から後方側に設けられている）に、一定間隔毎に設けられており、上記各ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ上に、所謂トラフ型にコンベアベルト１１が設けられ、コンベアベルト１１は図１の紙面の前方側から後方側（矢印Ａ方向）に移動し得るように構成されている。

また、図１中（図４、図５も同じ）、符号ａ，ｂ，ｃはコンベアベルト１１上を流れる泥土の高さａ，ｂ，ｃを示しており、泥土の量が多い場合は、高さａのように中央部を最も高く山状に積載された状態で搬送され、泥土の量が中の場合は、高さｂのように高さａよりは低い位置で中央部を最も高く山状に積載された状態で搬送され、泥土の量が小の場合は、高さｃのように略水平に積載された状態で搬送される。

上記フレーム２は、図２に示すように、上記ベルトコンベア１の上方であって、上記ベルトコンベア１の左右方向幅よりも広い左右方向幅を有する長方形枠２ａ（前方の横杆２ａ’、後方の横杆２ａ”）と、上記長方形枠２ａの四隅に下側に垂直に設けられた脚部２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅが接続固定されている。上記フレーム２は、その中心Ｐが上記ベルトコンベア１の左右方向の中心と一致するように設けられており、横杆２ａ’，２ａ”の左右端部は、上記ベルトコンベア１の左右縁部より左右同一距離、延出されている。また、ベルトコンベア１の高さは任意なので、上記脚部２ｂ～２ｅの長さは任意であるが、本発明では、ベルトコンベア１が地面Ｇ上に設置されている関係上、上記地面Ｇまでの長さとなる。また、上記枠部５の上記上方位置Ｅにおいて、上記下面板５ｂは、上記高さａの頂点位置より上方に位置するように構成されている。尚、図２では便宜上、上面板５ａを外した状態を示している。

上記枠部５は、図７に示すように、上記上面板５ａは正方形状又は長方形状（矩形）の板であり、その上面中央部が上記軸部３の下部３ａに接続板３’を以ってボルトＢにて固定されている（図１参照）。上記下面板５ｂは、図７に示すように、上記上面板５ａと同一面積の正方形状又は長方形状（矩形）の板であり、両板５ａ，５ｂの四隅が４本の垂直方向の支柱６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄにて接続されている。また、上記枠部５に向かって左側の支柱６ａ，６ｂ間は、矩形の閉鎖板１９（垂直の板）で閉鎖されている。従って、上記枠部５は、上下面が正方形又は長方形の板であり、内面同士が四隅の支柱６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄで接続され、向かって左側が閉鎖板１９で閉鎖され、その他の三方（矢印Ａ方向に対向する面、右側の面、後側の面）が開放された略立方体形状又は直方体形状をなしている。尚、上記枠部５の上記上方位置（図１の位置Ｅ）においては、上記下面板５ｂは、上記高さａの頂点位置より上方の位置に位置している。

そして上記枠部５は、上記軸部３の下部３ａに接続された上記矩形の上面板５ａと、上記上面板５ａの四隅に固定された支柱６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと上記各支柱の下端に固定された上記下面板５ｂとから構成され、上記枠部５内の上記コ字状枠１７は、両支柱６ｂ，６ｃ間に上記開口１７ｃ（図６参照）が位置するように、上記枠部５内に載置されている（図１、図２参照）。

上記上下駆動手段４は、次のように構成されている。
上記フレーム２の長方形枠２ａの中央位置には、前方側の横杆２ａ’と後方側の横杆２ａ”に、上記横杆２ａ’，２ａ”の厚さ方向の上方側と下方側に各々、板状体１２，１２’が前後方向に固定されており、各板状体１２，１２’には各々中央部に正方形の開口１２ａ，１２ａ’が設けられており、上記横断面が正方形の角材の軸部３は、横断面積が上記開口１２ａ，１２ａ’より小であり、上記各開口１２ａ，１２ａ’内を上下方向（矢印Ｃ，Ｄ方向）に可動し得るように挿通されている。尚、図２では、上方の板状体１２は、当該板状体１２の下側に位置する部材がわかるように、上記板状体１２の下側に位置する部材を実線にて透過して描いている。

そして、上記軸部３の後面側には軸部３に沿うラックギア１３が垂直に固定されており、上記ラックギア１３に噛合するピニオンギア１４が設けられ、上記ピニオンギア１４は、上記板状体１２上に固定された駆動モータＭの駆動軸１５に接続されている。尚、上記ラックギア１３、ピニオンギア１４、上記駆動モータＭ等により上下駆動手段４が設けられている。

そして上記駆動モータＭを正逆駆動することで、上記上方位置（図１の位置、位置Ｅ）と上記下方位置（図４の位置、位置Ｆ）の位置の間を、上記軸部３及び枠部５を上下方向（矢印Ｃ，Ｄ方向）に移動し得るように構成されている。

図２中、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、上記開口１２ａ，１２ａ’内において、上記開口１２ａ，１２ａ’の各四隅を上下に接続するように縦に設けられた４つのガイドレールであり、上記軸部３の四隅の外側のコーナ部に各々摺接し、上記軸部３が上下方向（垂直方向）（矢印Ｃ，Ｄ方向）に上下動する際、該軸部３の上下動を垂直方向にガイドするものである。

上記枠部５の中に、ベルトコンベア１の進行方向（矢印Ａ方向）に対向する面が開口する平面視でコ字状枠１７が設けられている（図１、図２参照）。このコ字状枠１７の下縁１７ａは、上記下面板５ｂ上の略中央位置に載置されている。このコ字状枠１７は図６に示すように、板状体をコ字状に折り曲げた枠により構成されており、上下方向は開口している。このコ字状枠１７は、上記枠部５内において、開口１７ｃが、コンベアベルト１１の進行方向（矢印Ａ方向）に対向する向きで、上記枠部５内に下縁１７ａを以って載置されている。

尚、図６のコ字状枠１７は、わかりやすくするために拡大して描いているが、実際は、図７の枠部５内の下面板５ｂ上に、開口１７ｃを矢印Ａ方向に対向した状態で、下縁１７ａを以って載置されており（伸縮ロッド１８ａの先端部１８ｂは、開口１９ａを介してコ字状枠１７の一側面１７ｂに固定されている）、後述のシリンダ１８の伸縮ロッド１８ａの伸長により、上記枠部５内のコ字状枠１７は、支柱６ｃ，６ｄ間から、枠部５外（誘導通路２２内）に移動し得るものである（図１、図５参照）。従って、コ字状枠１７の一側面１７ｂ、他側面１７ｄの前後方向幅は、枠部５の支柱６ｃ，６ｄ間の間隔よりも若干狭く形成されている（図２、図３参照）

さらに、上記枠部５の上記閉鎖板１９の上部には、ベルトコンベア１に直交する方向にガイドフレーム２０が左側に水平に固定されており（図２、図７参照）、上記ガイドフレーム２０の左端部には接続部２１を介してシリンダ１８が水平に固定されている。このシリンダ１８の右端部は、上記枠部５の左側の閉鎖板１９に達しており、その伸縮ロッド１８ａのロッド先端部１８ｂは、上記閉鎖板１９に設けられた開口１９ａを介して、上記コ字状枠１７の左側の側面である一側面１７ｂに接続固定されている（図１、図２、図６参照）。即ち、図２、図６に示すように、上記コ字状枠１７の一側面１７ｂの前後方向の中央部には、上記閉鎖板１９の上記開口１９ａを介して、上記ベルトコンベア１に直交するシリンダ１８の伸縮ロッド１８ａの先端部１８ｂが接続固定されている。このように、枠部５内には上記コ字状枠１７が載置されており、かつコ字状枠１７の左側の一側面１７ｂには、上記シリンダ１８の伸縮ロッド１８ａの先端部１８ｂが固定されている。そして、このように構成された上記シリンダ１８（ガイドフレーム２０も）及び上記コ字状枠１７は、上記枠部５と共に、上記上方位置Ｅと上記下方位置Ｆの間を上下動するものである（図１、図４参照）。

尚、上記ガイドフレーム２０はその右端部を上記軸部３に固定して、上記ガイドフレーム２０の左端部に接続部２１を介して上記シリンダ１８を固定しても良い。

また、上記枠部５の上記下方位置（図４の位置Ｆ参照）は上記ベルトコンベア１上の泥土が上記コ字状枠１７に上記開口１７ｃより、入り込む位置となっている。

さらに、上記枠部５が上記上方位置（図１、位置Ｅ参照）に位置している状況において、上記枠部５の下面板５ｂと誘導通路２２内の下面側の通路面２２ａは同一水準位置（同一高さ位置）となるように構成されている。そして、上記枠部５の上方位置（図１、位置Ｅ）において、誘導通路２２が上記伸縮ロッド１８ａの伸長方向に沿って、上記フレーム２に固定されている。上記誘導通路２２は、上記枠部５の右側において、縦方向逆門型フレーム２３に左端部が固定されていると共に、上記縦方向逆門型フレーム２３の下面と、上記脚部２ｄ，２ｅ間を前後方向に接続する板状体２４が水平に設けられており（上記板状体２４の左端部は上記縦方向逆門型フレーム２３の下側の前後方向杆に固定され、右端部は上記脚部２ｄ，２ｅに固定されている）、上記板状体２４の上に、上記誘導通路２２が載置され、上記誘導通路２２の下面側の通路面２２ａと上記板状体２４とが、複数のボルトＢにて固定されている。

上記誘導通路２２の左端部（一端部）２２ｃは、垂直面の開口を構成し、上記上方位置Ｅに存在する上記枠部５の上面板５ａと下面板５ｂの右側面５ａ’，５ｂ’に近接又は若干接した状態に設けられている。また、上記左端部２２ｃの前後方向幅は、図２、図３に示すように、上記支柱６ｃ，６ｄ間の間隔を有しており、上記コ字状枠１７の他側面１７ｄの前後方向幅より広く、上記左端部２２ｃの上下方向幅は、上記コ字状枠１７の他側面１７ｄの上下方向幅より広くなるように構成されている。これにより、上記コ字状枠１７が、円滑に、上記枠部５から誘導通路２２内に移行することができるように構成されている。また、上記枠部５は、上記誘導通路２２とは切り離された状態で、当該枠部５のみが上記下方位置Ｆに下降し得ると共に、上記枠部５が上記上方位置Ｅに位置したときは、上記下面板５ｂと上記誘導通路２２の通路面２２ａは同一水準位置（同一高さ位置）となるように構成される（図１参照）。

そして、上述のように、上記枠部５の下面板５ｂの上に載置されている上記コ字状枠１７の側面の下縁１７ａは、上記図１の上方位置（位置Ｅ）において、上記誘導通路２２内の下面側の通路面２２ａと同一水準高さに設定されている。

この誘導通路２２は、内部が中空の筒状に形成されており、右端部は上記フレーム２の右端部より、右側に延出されており、上記枠部５が上方位置（位置Ｅ）に位置しているとき（図５参照）、上記シリンダ１８の伸縮ロッド１８ａを伸長することにより、上記コ字状枠１７のみを上記枠部５から上記誘導通路２２内に移動させ、上記伸縮ロッド１８ａを右側に一杯に突出した状態では、図５に示すように、上記コ字状枠１７が上記誘導通路２２の右端部に位置するように構成されている。尚、上記誘導通路２２は、外部からの異物の混入がない場所（室内等）であれば、筒状ではなくても、横断面が溝状（凹状）の通路（上面が存在しない通路）であっても良い。

そして、上記誘導通路２２の下面側の通路面２２ａの右端部位置（他端部、上記コ字状枠１７が右端部に位置した状態のコ字状枠１７の下側）は、落下口２２ｂが形成されている。

さらに、上記落下口２２ｂの下側には、シュート２５が上記通路面２２ａに接続固定されており、図５に示すように、上記コ字状枠１７にて運ばれてきた泥土を上記落下口２２ｂ、上記シュート２５を介して下方に（矢印Ｈ，Ｉ方向）落下供給し得るように構成されている。

即ち、上記枠部５の上記下方位置（図４の位置Ｆ）において、走行中の上記ベルトコンベア１上の泥土を、上記コ字状枠１７がサンプリングし得るように構成されている。

そして、上記枠部５の上記上方位置（図５の位置Ｅ）において、上記シリンダ１８のロッド１８ａの伸長状態で上記コ字状枠１７のみが上記枠部５から右側に出て、上記コ字状枠１７が上記誘導路２２を通って上記落下口２２ｂ上に位置し、コ字状枠１７内のサンプリングした泥土を上記落下口２２ｂ、上記シュート２５を介して下方に落下供給し得るように構成されている。

上記シュート２５の下方には、ローラコンベア２６（他のコンベア）が設置され、上記シュート２５の下方開口２５ａの下方にはサンプリング箱２７が設置されている。このローラコンベア２６において、サンプリング箱２７は、ローラコンベア２６にて搬送されてくるが、上記シュート２５の下方開口２５ａには、光センサ２８が設けられており（図３参照）、上記光センサ２８が上記サンプリング箱２７を検知すると、ローラコンベア２６の下方より、プランジャ３０等により構成されたストッパ２９が上方に突出し、上記サンプリング箱２７の移動を停止するように構成されている。即ち、上記誘導通路２２の上記落下口２２ｂの下方にはサンプリング箱２７がセットされているし、上記誘導通路２２の上記落下口２２ｂの下にはシュート２５が設けられている。

本発明は上述のように構成されるので、本発明の装置の作用を説明する。
まず、シールド工法等によりトンネル等の掘削中に排出される泥土を、ベルトコンベア１により搬送しているものとする。

従って、ベルトコンベア１上には、例えば高さａの泥土が矢印Ａ方向に搬送されているものとする。尚、枠部５は、上方位置（図１の位置Ｅ）にあるため、枠部５の下面板５ｂは上記高さａの頂点より上方の位置にあり、この状況においてはコ字状枠１７内に泥土は進入しない。尚、泥土は高さａ又はｂ又はｃの位置でベルトコンベア１上を矢印Ａ方向に走行しているものとする。

また、ローラコンベア２６上には、サンプリング箱２７がセットされているものとする。即ち、ローラコンベア２６上をサンプリング箱２７が移動してきて、光センサ２８が下方のサンプリング箱２７を検知すると、プランジャ３０を駆動してストッパ２９が突出し、上記サンプリング箱２７を停止させているものとする（図３参照）。

泥土のサンプリングを行う時間になったら、ベルトコンベア１を停止せずに、上記駆動モータＭを一定時間、正転すれば良い。上記駆動モータＭが正転すると、ピニオンギア１４及びラックギア１３の噛合により、上記軸部３が下降し（矢印Ｄ方向）、上記枠部５の下面板５ｂが下方位置（図４の位置Ｆ）まで下降する。

上記枠部５は、矢印Ａ方向の対向部は、左右の支柱６ｂ，６ｃ間は開口しており（図７参照）、枠部５内に上記矢印Ａ方向に対向する開口１７ｃを有するコ字状枠１７が位置している。

従って、上記枠部５は、高さａにて走行中の泥土の中に投入することができる。このとき、上記下方位置（図４の位置Ｆ）では、高さａの頂点は、略コ字状枠１７の上縁に達するため（図４参照）、高さａにて走行中の泥土は、上記支柱６ｂ，６ｃ間を介して、コ字状枠１７の開口１７ｃよりコ字状枠１７の内部に投入（サンプリング）することができる。

また、仮に、泥土の高さが高さｂであったとしても、上記下方位置（図４の位置Ｆ）では、高さｂの頂点は、略コ字状枠１７の中間部位置に達するため、高さｂにて走行中の泥土は、上記支柱６ｂ，６ｃ間を介して、コ字状枠１７の開口１７ｃよりコ字状枠１７の内部に投入（サンプリング）することができる（図４参照）。

また、仮に、泥土の高さが高さｃであったとしても、上記下方位置（図４の位置Ｆ）では、高さｃは、略コ字状枠１７の下縁１７ａより上方、或いは、枠部５の下面板５ｂより上方に位置しているので、高さｃにて走行中の泥土は、上記支柱６ｂ，６ｃ間を介して、コ字状枠１７の開口１７ｃよりコ字状枠１７の内部に投入（サンプリング）することができる（図４参照）。

何れにしても、ベルトコンベア１を走行中の泥土の高さが何れの場合であっても、確実に、コ字状枠１７内に泥土をサンプリングすることができる。尚、泥土の高さａ，ｂ，ｃに応じて駆動モータＭの駆動時間を変化させても良い。即ち、泥土の高さａの場合は駆動モータＭの駆動時間を短くし（枠部５の下降位置を現在の位置Ｆより高くする）、泥土の高さｂの場合は駆動モータＭの駆動時間を中程度とし（枠部５の下降位置を現在の位置Ｆより若干高くする）、泥土の高さｃの場合は、駆動モータＭの駆動時間を長くし、枠部５の下降位置を現在の位置Ｆとする等の制御も可能である。

また、ベルトコンベア１の走行速度は、例えば１８０［ｍ／ｍｉｎ］～２００［ｍ／ｍｉｎ］程度の高速であるので、上記枠部５の下降時間は、数秒～１０数秒で十分であり、下降後、数秒～１０数秒後、上記駆動モータＭを逆転し、上記枠部５を上記下方位置（図４の位置Ｆ）から、図１の上方位置（図１、図５の位置Ｅ）に上昇させる。

上記枠部５が上方位置（図１の位置Ｅ）に上昇すると、上記枠部５内のコ字状枠１７内には、泥土の高さａ，ｂ，ｃに拘わらず、確実に、サンプリングされた泥土Ｊがコ字状枠１７内の開口１７ｃを介してコ字状枠１７の内部の上記下面板５ｂ上に投入されている（図１参照）。

このサンプルリングされた泥土Ｊは、実質的には、枠部５の下面板５ｂ上に載置され、コ字状枠１７の一側面１７ｂ、他側面１７ｄにより左右方向が幅制限され、両側面１７ｂ，１７ｄ間の下面板５ｂ上に載置されており、上記開口１７ｃからコ字状枠１７内に投入された泥土Ｊは、コ字状枠１７の後面１７ｅ（図６参照）に当接して、上記下面板５ｂ上に留まることになる。

その後、下降後の数秒後～１０数秒後に、上記駆動モータＭを逆転させる。すると、上記枠部５は上記下方位置（図４の位置Ｆ）から上昇し、図１の上記上方位置（図１の位置Ｅ）まで直ちに上昇する。

以上の動作で、泥土のサンプリング動作は終了する。上記枠部５は、上記上方位置Ｅにおいては、その枠部５の下面板５ｂが、誘導通路２２の左端部２２ｃの通路面２２ａと同一水準高さ（面一）となっているため、その後は、図５に示すように、シリンダ１８を伸長駆動することにより、上記コ字状枠１７のみを上記枠部５から右方向に移動し、枠部５の支柱６ｃ，６ｄ間から右方向に出て、上記コ字状枠１７のみを誘導通路２２内において、右方向に移動する。このとき、上記コ字状枠１７内のサンプルリングされた泥土Ｊは、上記コ字状枠１７の左右の一側面１７ｂ、他側面１７ｄにより右方向に押されながら当該コ字状枠１７と共に通路面２２ａ上を右方向に移動する。即ち、上記枠部５内において、上記コ字状枠１７の一側面１７ｂの下縁１７ａ、及び、上記他側縁１７ｄの下縁１７ａ、上記後面１７ｅの下縁１７ａは上記下面板５ｂ上に位置しているので、上記コ字状枠１７が右方向に移動することにより、コ字状枠１７内に投入されたサンプリングされた泥土Ｊも一側面１７ｂ等に押されて右方向に移動する。

そして、上記コ字状枠１７が、枠部５から誘導通路２２に移行しても、同様に、通路面２２ａ上を、上記コ字状枠１７が右方向に移動することで、上記サンプリングされた泥土Ｊも、コ字状枠１７内において、同様に一側面１７ｂ、後面１７ｅの各下縁１７ａに押されて右方向に移動し、最終的に、上記伸縮ロッド１８ａがいっぱいに伸びきった状態において、上記コ字状枠１７が、図５に示すように、誘導通路２２の右端部、即ち、通路面２２ａの落下口２２ｂ上に移動する。

すると、上記コ字状枠１７にて右方向に移動してきたサンプルリングされた泥土Ｊは、上記落下口２２ｂ上に上記コ字状枠１７が位置すると、上記落下口２２ｂから下方に落下する。上記落下口２２ｂから下方に落下したサンプリングされた泥土Ｊは、シュート２５を介して、予めシュート２５の開口部２５ａ下にセットされているサンプリング箱２７内に投入することができる（図５矢印Ｈ，Ｉ方向）。

その後は、操作者又は自動で、ストッパ２９を解除する動作を行い、その後、操作者等が上記サンプリング箱２７をローラコンベア２６上を移動させて、所定の場所（検査場所等）に移動させる。

上記泥土Ｊの入った上記サンプリング箱２７への泥土の投入が終了したら、上記シリンダ１８は上記伸縮ロッド１８ａを縮小し、上記コ字状枠１７を、上記枠部５内の所定の場所（枠部５内の中央部）に戻すことができる（図１参照）。その後は、同様の動作の繰り返しとなる。

本発明は以上のように、泥土のサンプリング作業を完全に自動化することができ、しかもベルトコンベア１を停止する必要がないので、極めて効率的に泥土のサンプリングを行うことができる。

また、枠部５に一端部が近接状態で誘導通路２２が伸縮ロッド１８ａの伸長方向に沿ってフレーム２に固定されているため、伸縮ロッド１８ａを伸長することにより、コ字状枠１７と共にサンプリングした泥土Ｊを円滑に誘導通路２２側に移行させることができる。

また、シリンダ１８の伸縮ロッド１８ａを伸長すると、コ字状枠１７のみが枠部５から出て、枠部５に近接している誘導通路２２内を通過して落下口２２ｃまで至るので、コ字状枠１７が落下口２２ｃ上に位置した時点で、サンプリングした泥土Ｊを落下口２２ｃから下方に落下することができる。

また、誘導通路２２を筒状にすることにより、上方からの異物の混入を防止することができ、泥土のサンプリング精度を向上させることができる。

また、サンプリング箱２７を落下口２２ｂの下方にコンベア２６を介して位置させることができるし、サンプリングした泥土が入ったサンプリング箱２７を所定の場所に搬送することができる。

また、シリンダ１８の伸縮ロッド１８ａを伸長することにより、コ字状枠１７のみを枠部５から出して、円滑に、誘導通路２２に移動させることができる。

また、枠部５の中央部にコ字状枠１７を載置することができ、コ字状枠１７による泥土のサンプリング、及び、枠部５からコ字状枠１７の移動を円滑に行うことができる。

また、枠部５を下方位置に下降させることにより、確実に、泥土をサンプリングすることができる。

尚、上記駆動モータＭの正逆駆動時間は、ベルトコンベア１の走行速度、コンベアベルト上の泥土の量等により定めればよく任意に決めることができる。また、ベルトコンベア１の走行速度も実施形態に限定されることはなく、より高速なコンベア、或いは、より低速なコンベアでも良い。また、ベルトコンベア１は上記実施形態ではトラフ型のコンベアを示したが、トラフ型に限定されず、コンベアベルトは水平のものでも良い。また、軸部３の上下動に関し、ラックギア１３とピニオンギア１４の組み合わせを示したが、これに限定されず、例えばボール螺子、シリンダ等を使用して軸部を上下動するように構成しても良い。

図２中、２ｇは横杆２ａ’と横杆２ａ”を接続する前後方向杆、図３中、２ｆは脚部２ｄ，２ｅ間を接続する前後方向杆である。

本発明に係る泥土サンプリング装置によると、ベルトコンベア上を走行する泥土のサンプリングを、ベルトコンベアを停止せずに、自動的に行うことができるので、泥土のサンプリングを極めて効率的に行うことができるものである。

１ ベルトコンベア
２ フレーム
３ 軸部
４ 上下駆動手段
５ 枠部
５ａ 上面板
５ｂ 下面板
６ａ～６ｄ 支柱
１７ コ字状枠
１７ａ 下縁
１７ｃ 開口
２２ 誘導通路
２２ａ 通路面
２２ｂ 落下口
２５ シュート
２６ ローラコンベア（他のコンベア）
２７ サンプリング箱
Ｅ 上方位置
Ｆ 下方位置

Claims (8)

1. ベルトコンベア上方にベルトコンベアに直交する方向にフレームが設けられ、
   上記フレームに対して上下方向に移動可能な軸部が設けられると共に、上記軸部を上方位置と下方位置に上下に駆動し得る上下駆動手段が設けられ、
   上記軸部の下部に上面板と下面板と支柱による枠部が固定され、上記枠部は上記軸部と共に上記上方位置と上記下方位置に上下動するものであり、
   上記枠部の中に、ベルトコンベアの進行方向に対向して開口が形成された平面視でコ字状枠が載置され、
   上記枠部又は上記軸部には上記ベルトコンベアに直交する方向に伸縮し得る伸縮ロッドを有するシリンダが固定され、上記コ字状枠の一側面には上記シリンダの伸縮ロッドの先端部が接続固定され、上記シリンダ及び上記コ字状枠は上記枠部と共に上下動するものであり、
   上記枠部が上記上方位置に位置している状況において、上記枠部の上記下面板と同一水準位置において、上記枠部に一端部が近接状態で誘導通路が上記伸縮ロッドの伸長方向に沿って上記フレームに固定され、
   上記誘導通路の他端部には落下口が設けられ、
   上記枠部の上記下方位置において、上記ベルトコンベア上の泥土を上記コ字状枠がサンプリングし得るものであり、
   上記枠部の上記上方位置において、上記シリンダの上記伸縮ロッドの伸長状態で上記コ字状枠のみが上記枠部から出て、上記コ字状枠が上記誘導通路を通って上記落下口上に位置させることにより上記コ字状枠でサンプリングされた泥土を落下させるように構成されたものである泥土サンプリング装置。
2. 上記誘導通路は筒状であり、上記枠部の上記下面板と同一水準位置にあるのは上記誘導通路内の下面側の通路面である請求項１記載の泥土サンプリング装置。
3. 上記誘導通路の上記落下口の下方にはサンプリング箱がセットされているものである請求項１又は２記載の泥土サンプリング装置。
4. 上記誘導通路の上記落下口の下にはシュートが設けられているものである請求項１～３の何れかに記載の泥土サンプリング装置。
5. 上記サンプリング箱は、他のコンベア上に載置されているものである請求項３に記載の泥土サンプリング装置。
6. 上記コ字状枠の下縁は、上記誘導通路の上記通路面と同一水準高さに設定されているものである請求項２に記載の泥土サンプリング装置。
7. 上記枠部は、上記軸部の下部に接続された矩形の上記上面板と、上記上面板の四隅に固定された上記支柱と、上記各支柱に固定された矩形の上記下面板とから構成され、
   上記枠部内の上記コ字状枠は、一対の支柱間に上記開口が位置しているものである請求項１～６の何れかに記載の泥土サンプリング装置。
8. 上記枠部の上記下方位置は上記ベルトコンベア上の泥土が上記コ字状枠内に入り込む位置である請求項１～７の何れかに記載の泥土サンプリング装置。

Images