JPH076358B2 - 土砂搬送用管における管伸縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は例えばシールド堀進機等において，土砂を坑
内から坑外へ管内を通過させて搬送する際の管を延伸さ
せるための管伸縮装置に関する。

（従来の技術） 従来の泥水系，土圧系の密閉形のシールド機械で使われ
ている土砂搬送用管の伸縮管では第３図に示したよう
に，管を二重に差し込み，接続部にシールを装着し，管
内から外部への土砂・水の漏れを防止しつつ管を伸縮さ
せる構造のものや、あるいは第４図に示すように，管の
一部に回転自在な継手を使用して，伸縮の方向を管の回
転に変換して伸縮させる構造等が実用に供されて来た。

（発明が解決しようとする問題点） しかし，上記装置においては，二重管内の径の変化によ
る土砂の流れの停滞や閉塞が発生したり回転自在継手使
用の装置においては，管の曲線部において同様な土砂の
流れの停滞や閉塞が発生するという不具合が発生してい
た。

そして上記不具合のため，管内の清掃作業が必要となる
が，清掃作業は狭い部位のため困難であり，長時間を要
するばかりでなく周囲が，土砂・水によって汚れ，環境
を一層劣悪なものとしていた。

さらに管内に土砂の停滞や閉塞が発生すると搬送能力が
低下するばかりでなく，次工程に圧送ポンプを設置して
ある場合においては，圧送ポンプの能力に対して，供給
量が不足するため，真空状態が起こり，極端な，圧送ポ
ンプの能力低下を誘発していた。

この発明は，上記問題点を解決し，伸縮管内部での土砂
の停滞や閉塞を解消する装置を提供することをその目的
とする。

（問題点を解決するための手段及び作用） この発明は上記の点に鑑みなされたものであって，土砂
搬送用の管内に複数のスクリュコンベヤを同一軸に設
け，これらスクリュの軸が同一に回転し且つ互いに入り
こんで伸縮可能な構成とし，スクリュコンベヤの回転に
よって管内の土砂を円滑に搬送すると共に，管内の土砂
の停滞付着がなくなるため分解清掃作業の必要をなくし
たものである。

（実施例） つぎにこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ），（ｂ）を参照して，は外筒，は内筒
であり，双方は同一軸線上にあり，内筒は，外筒に差し
込まれた構造であり，双方の交わる部分にはシールを
設け，管内からの土砂・水の漏れを防止する。

外筒の先端側には外筒に固定された軸受部があり，軸
受部に支持された先端スクリュが設置されている。
さらに外筒の先端にはボールバルブが設置してあ
り，土砂の一時止め，あるいは流入の切換操作が可能に
なっている。また外筒の先端スクリュ付近には，水ある
いは潤滑剤を注入するための注入管が設けてある。さ
らに外筒には注入管が複数設けてあり，前述の注入管
と同様に，水あるいは潤滑剤を注入することが出来る。

既述の通り，内筒は外筒に差し込まれていて，相互は伸
縮自在になっているが，伸縮動作を強制的に行うために
内筒側にパイプグリッパを設けてあり，パイプグリッ
パと外筒の間はスライドジャッキによって連結されて
いる。パイプグリッパは外形が概略円筒状で，その内径
は，内筒の外径より若干大きく形成されている。パイ
プグリッパは外周側が鋼等の高剛性材料で作られ，そ
の内周側が，弾性材の袋状になっている。その袋状の内
部に油圧を掛ける事によって袋が拡がり，パイプグリッ
パの内径が変化し小さくなる。従って高油圧をパイプ
グリッパに接続するとその内径が小さくなり，パイプ
グリッパは内筒と緊結される。この状態でスライド
ジャッキを伸縮させると、外筒と内筒とが強制的
に伸縮される。

パイプグリッパに接続している油圧の圧力を下げ低圧
にすると，パイプグリッパの内径が拡がり，内筒との
緊結が外れ，パイプグリッパは自由に動くことが可能
である。

上記のパイプグリッパの緊結と解放，スライドジャッ
キの伸縮動作を組合せ作動させる事によって、内筒
と外筒とは相互が自在に伸縮可能である。

また内筒の内部にはメインスクリュコンベヤが組込
まれていて，その軸の後端は油圧モータによる回転駆動
装置と結合されている。メインスクリュの軸は中空
となっており，中空の形状は第２図に示す六角形に形成
されている。先端スクリュの軸受部から後方には，
軸が装着されており，軸の後端は六角棒状に形成さ
れている。ここでメインスクリュの軸の中空形状および
軸の後端部形状は，多角形，スプラインとしても良
い。

上記軸はメインスクリュの中空軸に差し込まれてお
り，相互の交わる部分にはシールを設け，筒内の水・
土砂が軸内に入り込まないようになっている。

従って，前記の内筒と外筒の伸縮動作に合わせてメ
インスクリュは内筒と一緒に，先端スクリュおよ
び軸は外筒と一緒に相互が伸縮する。

ここでメインスクリュの回転駆動用油圧モータを旋
回させると，メインスクリュと先端スクリュとが同
一回転で駆動されると共に内筒，外筒が相互に伸縮
した場合にも支障なく同一回転で旋回する。

さらに内筒の後方にはメインスクリュの排土口があ
り，ゲートを設置し，メインスクリュからの排土
を，一時止める事が可能である。ゲートのメインスク
リュとの反対側には次工程の土砂圧送ポンプが接続
されている。

つぎにこのシールド機械に適用した場合を例にしてこの
発明の装置の作動を説明する。

シールド機械で掘削・排土された土砂は，開状態のボー
ルバルブを通過し，先端スクリュに送り込まれ，先
端スクリュは回転によってさらに土砂を後方のメインス
クリュ側へ排土する。この時，先端スクリュ部で
は，注入管より注入された潤滑剤，水と土砂が攪拌混
合され，流動性が改善される。メインスクリュコンベヤ
も回転しているので，土砂は排土口のゲート（開状
態）を通って次工程の圧送ポンプのホッパへ搬出され
る。

この時シールド機械の進行につれてボールバルブはシ
ールドと連結されている台車と一緒に進み，一方のゲー
トは，次工程の圧送ポンプに固定されているためシ
ールドの進行に対しては留まったままである。従って外
筒はシールド機械，ボールバルブと一緒に進行し，
内筒は圧送ポンプと共に留まり，相対的に離れ伸び
る。

この状態でスクリュの回転駆動用油圧モータの作動圧
力を検出し，設定値に対して高くなった場合は筒内に土
砂が停滞し閉塞する微候であるので注入管よりの潤滑
剤，水の注入量をさらに増して先端スクリュ部での攪
拌・混合により，土の流動性を改善する。筒内の土砂は
上記作用によって，搬送抵抗が低くなり，円滑に移動さ
せられると共に駆動用油圧モータの作動圧力が低下し設
定値に近づく。

また次工程の土砂圧送ポンプの土砂用ホッパに土圧計
を設置し，土圧が設定値の範囲内に保持するようにスク
リュの回転数を調整する。

すなわち，ホッパでの土圧が高くなったらスクリュの回
転数を下げて，ホッパへの土砂の排出量を少なくし，ホ
ッパ内の土圧が低くなれば，スクリュの回転数を上げ
て，ホッパ内に空隙が生じないように制御する。

上記の状態でシールド機械は推進し，所定のストローク
推進したら，油圧式ボールバルブを閉にし，所定の長
さの固定管を圧送ポンプの後方に接続する。

接続を完了した後，スライドジャッキを伸ばし，パイ
プグリッパにて内筒を固定し，スライドジャッキ
を縮める。スライドジャッキの縮動作によって圧送ポ
ンプと管が内筒と一緒に前進する。スライドジャッ
キのストローク縮エンドでパイプグリッパを緩め，
スライドジャッキを再度伸ばしてパイプグリッパに
て内筒を固定する。

上記の作動を繰り返し行い所定の長さを縮ませる。なお
縮動作に際してはスクリュを回転させ，内筒が外筒
に差し込まれる時の土砂の移動を容易に行う。

以上の動作を繰り返し行うことによってシールド機械の
推進に応じて土砂を円滑に，停滞，閉塞させることな
く，排出することが可能であり，搬出用管を逐次接続す
ることができる。

以上この発明による一実施例を複数のスクリュが同一軸
に設置され、そのスクリュの軸が互いに差し込まれて同
一方向に同回転で旋回する場合について詳述したが，つ
ぎに説明する実施例でも同様の効果を得られる。

すなわち，先端スクリュと，メインスクリュとはほぼ同
一軸線上に設置してあるが，軸は互いに独立して設置さ
れ，双方の回転駆動も個別に設けた油圧モータによって
行う。他の構成は同じであり，この場合の装置の作動を
説明する。

この場合先端スクリュ部では，主として土砂と，潤滑剤
と攪拌・混合を行うが，単独でスクリュの回転数を設定
でき得るので，シールド機械側から送られた土砂を，メ
インスクリュの回転とは無関係に攪拌・混合できる。ま
たメインスクリュも，先端スクリュの回転とは無関係
に，圧送ポンプのホッパの土圧に応じた回転数に調整で
きるので，圧送ポンプに最適な量の土砂を供給できる。

従って，前述と同様な，内筒，外筒の伸縮動作と，先端
スクリュ，メインスクリュの回転駆動によって，シール
ド機械の推進に応じて土砂を円滑に停滞・閉塞させる事
なく排出する事が可能であり，搬出用管を逐次接続する
ことが可能である。

この発明の実施例においては，管は二重に組み込まれ伸
縮しているが，三重以上に組み合わせることは技術上何
ら支障はなく，容易に行い得るものである。

（発明の効果） この発明は以上詳述したようにして成るので複数のスク
リュが同一軸で伸縮可能に回転駆動され，水や潤滑剤を
スクリュの回転によって土砂と攪拌・混合し，土砂の流
動性が改善されて，管内の土砂の停滞，付着がなくなっ
てスムーズに土砂の搬出が可能となり，従来のように分
解清掃等によるロスタイムを解消できる。

またスクリュにより土砂の流量を適宜制御すると共に，
これらスクリュの制御によって土砂の性状も変えること
ができ，次工程のポンプに最適な土砂を送りこめる。

またこの発明の多重管式の管伸縮装置では自力で伸縮す
ることができ，曲線施工にも容易に対応できる等のメリ
ットを有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）はそれぞれこの発明の実施例の一
部断面側面図で,X−Ｘを境として左右に分割したものを
示し，第２図はスクリュ軸の結合箇所の部分図，第３図
及び第４図はそれぞれ従来装置の２つの例を示す。 １……外筒,2……内筒,4……軸受部,5……先端スクリ
ュ,8……パイプグリッパ,9……スライドジャッキ,10…
…メインスクリュコンベヤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 弘一郎 東京都港区赤坂４丁目13番13号 協和電設 株式会社内 (56)参考文献 実開 昭57−31397（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−26461（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外筒と，該外筒に対して同一軸上にあって
   且つ差し込まれる構造の内筒とより成り，上記内筒側に
   設けたパイプグリッパと上記外筒の間をスライドジャッ
   キにより連結すると共に，上記内筒の内部に設けたメイ
   ンスクリュコンベヤのメインスクリュの軸を中空とし，
   該中空軸に対して上記外筒に固定された軸受部に支持さ
   れた先端スクリュの軸を差し込むことによりこれらスク
   リュを相互に連結したことを特徴とする，土砂搬送用管
   における管伸縮装置。
2. 【請求項２】上記外筒は先端スクリュの近辺に注入管を
   有していることを特徴とする，特許請求の範囲第１項記
   載の土砂搬送用管における管伸縮装置。