(57)【要約】【課題】ゲート装置の設置スペースを減少でき、シールド掘進機の機内スペースを確保することができるスクリューコンベアの排土口ゲート装置を提供する。【解決手段】ゲート板２２を進退させてスクリューコンベア１５の排土口２１を開閉するゲート装置２３において、前記ゲート板２２が進退方向の中央で分割されて両開きに開閉可能に構成された一対のゲート板２２ａ，２２ｂからなり、両ゲート板２２ａ，２２ｂの開閉方向と直交する方向の両側にゲート板２２ａ，２２ｂを開閉駆動するパワーシリンダ２４が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート板を進退させてスクリューコンベアの排土口を開閉するゲート装置において、前記ゲート板が進退方向の中央で分割されて両開きに開閉可能に構成された一対のゲート板からなり、両ゲート板の開閉方向と直交する方向の両側にゲート板を開閉駆動するパワーシリンダが配置されていることを特徴とするスクリューコンベアの排土口ゲート装置。
【請求項２】
前記パワーシリンダが、シリンダ部の長手方向の両端からロッド部を進退させる双方向パワーシリンダであることを特徴とする請求項１記載のスクリューコンベアの排土口ゲート装置。
【請求項３】
前記ゲート板の外端部を開閉方向に摺動可能に案内するスライドガイドを備え、該スライドガイド及び前記ゲート板の外端部には、両ゲート板を全閉位置に固定するためのロックピンを嵌合するピン孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載のスクリューコンベアの排土口ゲート装置。
【請求項４】
前記両ゲート板の開閉ストロークを検出するためのワイヤリール式のストローク計を備え、該ストローク計から引き出されたワイヤの端部が一方のゲート板の外端部に設けた滑車に巻き掛けられると共に他方のゲート板の外端部に固定されていることを特徴とする請求項１記載のスクリューコンベアの排土口ゲート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機におけるスクリューコンベアの排土口ゲート装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に示すようにシールド掘進機は、掘削した土砂を後方に搬出するための排土装置としてスクリューコンベア１５を備えている（例えば特許文献１参照）。このスクリューコンベア１５は、前端に土砂取込口１９を有し、後端側に排土口２１を有する円筒状のケーシング１６と、このケーシング１６内に回転可能に設けられたスクリュー１７と、ケーシング１６の後端部に設けられスクリュー１７を回転駆動する駆動部１８と、ゲート板５０を進退させて前記排土口２１を開閉するゲート装置（排土口ゲート装置ともいう）５１とを備えている。
【０００３】
前記ゲート装置５１は、前記ゲート板５０をパワーシリンダ５２によりスクリューコンベア１５の長手方向に進退させて排土口２１を開閉するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３３６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記ゲート装置５１においては、ゲート板５０を片側（一方向）のみに開く構造を採用しているため、パワーシリンダ５２のシリンダ部５２ａからロッド部５２ｂを伸長させた伸長時のパワーシリンダ５２の長さにゲート板５０の長さを加えた大きな設置スペースを要するという問題があった。このため、シールド掘進機１の機内スペースが制限され、例えば小口径シールド掘進機のスクリューコンベアの場合、機内スペースの関係で、前記ゲート板を片側のみに開く構造のゲート装置を設置できない場合があった。
【０００６】
本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、ゲート装置の設置スペースを減少でき、シールド掘進機の機内スペースを確保することができるスクリューコンベアの排土口ゲート装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、ゲート板を進退させてスクリューコンベアの排土口を開閉するゲート装置において、前記ゲート板が進退方向の中央で分割されて両開きに開閉可能に構成された一対のゲート板からなり、両ゲート板の開閉方向と直交する方向の両側にゲート板を開閉駆動するパワーシリンダが配置されていることを特徴とする。
【０００８】
前記パワーシリンダが、シリンダ部の長手方向の両端からロッド部を進退させる双方向パワーシリンダである。
【０００９】
前記ゲート板の外端部を開閉方向に摺動可能に案内するスライドガイドを備え、該スライドガイド及び前記ゲート板の外端部には、両ゲート板を全閉位置に固定するためのロックピンを嵌合するピン孔が設けられている。
【００１０】
前記両ゲート板の開閉ストロークを検出するためのワイヤリール式のストローク計を備え、該ストローク計から引き出されたワイヤの端部が一方のゲート板の外端部に設けた滑車に巻き掛けられると共に他方のゲート板の外端部に固定されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゲート装置の設置スペースを減少でき、シールド掘進機の機内スペースを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の概略的縦断面図である。
【図２】スクリューコンベアの排土口に設置されるゲート装置の平面図である。
【図３】ゲート装置の一部断面側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るシールド掘進機の概略的縦断面図である。
【図６】同シールド掘進機の概略的背面図である。
【図７】従来のスクリューコンベアの排土ゲート装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。
【００１４】
図１に示すように、シールド掘進機１は、筒状のシールドフレーム２の内部にこれを前後に仕切る隔壁３を設け、シールドフレーム２の前面に切羽地山を掘削する回転式のカッター４を設けて構成されている。カッター４は、センターボス４ａに複数本のカッタースポーク４ｂを放射状に設け、カッタースポーク４ｂには地山を掘削するカッタービット４ｃやカッタースポーク４ｂの内部から径方向外方に突出して地山を掘削するオーバーカッター（図示省略）が設けられている。
【００１５】
隔壁３には回転リング５が回転可能に設けられ、この回転リング５と前記カッタースポーク４ｂが中間ビーム６を介して連結されている。前記回転リング５にはリング状の歯車７が設けられ、前記隔壁３にはその歯車７に駆動歯車８を噛合させてカッター４を回転駆動する駆動部（例えば電動モータ）９が設けられている。隔壁３は、例えば前記シールドフレーム２の内周に設けられた環状の第１隔壁３ａと、該第１隔壁３ａの内周側に配置される第２隔壁３ｂとからなり、図示例では第２隔壁３ｂは、第１隔壁３ａと同様に固定の隔壁になっているが、回転リング５と一緒に回転する構造になっていてもよい。
【００１６】
前記カッター４と隔壁３の間には、カッタービット４ｃやオーバーカッターにより掘削された土砂を取り込むための土砂取込室（チャンバー）１０が形成されている。なお、カッタースポーク４ｂの背面部には、該カッタースポーク４ｂと一体に回転して土砂取込室１０内の土砂を混練したり、第１隔壁３ａへの土砂の付着を抑制するための攪拌翼１１が突設されている。なお、図示例のシールドーフレーム２は、中折れ用のジャッキ１２を介して屈曲可能に連結された前胴部２ａと後胴部２ｂからなり、前胴部２ａには推進用のシールドジャッキ１３が設けられ、後胴部２ｂには旋回リング１４を介して図示しないセグメント組立装置が設けられている。
【００１７】
前記隔壁３を構成する第１隔壁３ａの下側には土砂取込室１０から土砂を後方に搬出するためのスクリューコンベア１５が設けられている。このスクリューコンベア１５は、円筒状のケーシング１６と、このケーシング１６内に回転可能に設けられたスクリュー１７と、このスクリュー１７を回転駆動する駆動部（例えば電動モータ）１８とを有している。スクリュー１７は、回転軸１７ａと、この回転軸１７ａに設けられた螺旋状の送り羽根１７ｂとからなる。ケーシング１６の後端部には前記駆動部１８が取付けられ、この駆動部１８によってスクリュー１７の回転軸１７ａの後端部が図示しない減速機構を介して回転駆動されるようになっている。スクリュー１７は、先端側が自由端になっており、駆動部１８をケーシング１６との固定を解除して後方に移動させることによりスクリュー１７をケーシング１６内に沿って後退させたり、ケーシング１６から引き抜くことが可能になっている。
【００１８】
スクリューコンベア１５は、前端部が前記第１隔壁３ａの下側に接続され、後端側が斜め上方に向って延出されている。前記ケーシング１６の前端部は第１隔壁３ａに接続するために斜めに切断された土砂取込口１９を有している。第１隔壁３ａにはケーシング１６の土砂取込口１９とシールド掘進機１の土砂取込室１０とを連通する開口部２０が設けられ、この開口部２０からスクリュー１７の先端部が土砂取込室１０内に突出されている。
【００１９】
第１隔壁３ａには、メンテナンスのためにスクリュー１７の先端側を開口部２０から後退させたときに、開口部２０を閉鎖することが可能な入口ゲート（図示省略）が設けられている。また、ケーシング１６の後端側の下部には排土口２１が設けられていると共に、ゲート板２２を進退させて前記排土口２１を開閉するゲート装置２３が設けられている。
【００２０】
特に、前記ゲート板２２は、図２、図３ないし図４に示すように進退方向の中央で分割されて両開きに開閉可能に構成された一対のゲート板２２ａ，２２ｂからなり、両ゲート板２２ａ，２２ｂの開閉方向と直交する方向の両側にゲート板２２ａ，２２ｂを開閉駆動する左右一対のパワーシリンダ２４が配置されている。
【００２１】
前記パワーシリンダ２４は、例えばシリンダ部２４ａの長手方向の両端からロッド部２４ｂ、２４ｂを進退させる双方向パワーシリンダからなっていることが構造の簡素化を図る上で好ましい。また、パワーシリンダ２４は、油圧シリンダであることが好ましい。この場合、パワーシリンダ２４のシリンダ部２４ａの側面には中央と両端に図示しない油圧配管を接続するための接続口部２５ａ，２５ｂ，２５ｃが設けられており、中央の接続口部２５ａから油圧を導入し、両端の接続口部２５ｂ，２５ｃから油圧を排出することにより両ロッド部２４ｂ、２４ｂを伸長させ、両端の接続口部２５ｂ、２５ｃから油圧を導入し、中央の接続口部２５ａから油圧を排出することにより両ロッド部２４ｂ，２４ｂを収縮させることができる。
【００２２】
前記ゲート装置２３は、上下の両端部にフランジ部２６ｆａ，２６ｆｂを有する円筒状の排土筒部２６を有し、この排土筒部２６の上下方向中間部には左右一対のゲート板２２ａ，２２ｂを水平方向に進退可能に挿通するスリット２７が設けられている。この場合、排土筒部２６の直径と略等しい幅のゲート板２２ａ，２２ｂを挿通可能なスリット２７を形成するために、排土筒部２６が上下方向中間部で上筒部２６ａと下筒部２６ｂに分割されていると共に、これら上筒部２６ａと下筒部２６ｂとの間に上下に分割可能なスリット形成部材２７ａ，２７ｂが介設されていることが好ましい。上のスリット形成部材２７ａは上筒部２６ａに固定され、下のスリット形成部材２７ｂは下筒部２６ｂに固定されており、これら上下のスリット形成部材２７ａ，２７ｂをボルトとナットで締結することにより上筒部２６ａと下筒部２６ｂとからなる排土筒部２６が組立てられている。
【００２３】
また、上筒部２６ａと下筒部２６ｂの両側部には、前記パワーシリンダ２４の長手方向中間部を支持する上下一対の支持部２８ａ，２８ｂがそれぞれ設けられている。パワーシリンダ２４の長手方向中間部には上部と下部に支軸２９ａ，２９ｂが突設され、これら支軸２９ａ，２９ｂが前記支持部２８ａ，２８ｂに軸支されている。
【００２４】
前記スリット形成部材２７ａ，２７ｂの長手方向両端部には、スリット２７から延出されたゲート板２２ａ，２２ｂとスリット形成部材２７ａ，２７ｂとの間をシールするためのパッキン３０及びパッキン押え３１が設けられている。これらパッキン３０及びパッキン押え３１は、シール性を向上させるために複数段ずつ設けられていることが好ましい。
【００２５】
前記ゲート板２２ａ，２２ｂの内端部である先端部（突合せ部）は、土砂の噛み込みを抑制するために下方に向って拡開するように傾斜した傾斜部３２を有する形状に形成されていることが好ましい。ゲート板２２ａ，２２ｂの外端部の両側部には、前記パワーシリンダ２４のロッド部２４ｂを連結ピン３３を介して連結する連結部３４が設けられている。
【００２６】
前記排土筒部２６における下筒部２６ｂの前部及び後部には、ゲート板２２ａ，２２ｂの外端部を開閉方向に摺動可能に案内する断面逆Ｕ字状のスライドガイド３５が突設され、各ゲート板２２ａ，２２ｂの外端部にはスライドガイド３５に沿って摺動するスライダ３５ａが設けられている。これらスライドガイド３５及び各ゲート板２２ａ，２２ｂの外端部には、両ゲート板２２ａ，２２ｂを全閉位置に固定するためのロックピン３６を下方から嵌合するピン孔３７が設けられている。なお、前記ピン孔３７には、ロックピン３６の先端部に形成された環状溝３６ａに着脱自在に係合してロックピン３６の脱落を防止する係合部材（図示省略）が設けられていることが好ましい。また、ロックピン３６は、その紛失を防止するために吊り紐３６ｂを介してゲート装置２３の下部フランジ部２６ｆｂに連結されていることが好ましい。
【００２７】
前記排土筒部２６の一側部には、前記両ゲート板２２ａ，２２ｂの開閉ストロークを検出するためのワイヤリール式のストローク計３８が設けられている。このストローク計３８は、内部にワイヤ３８ａを巻き取るリール３８ｂ及びそのリール３８ｂの回転でワイヤ３８ａの巻き量すなわちゲート板２２ａ，２２ｂの移動量（開度）を検出する検出部（図示省略）を有している。このストローク計３８から引き出されたワイヤ３８ａの端部が一方のゲート板２２ｂの外端部に設けた滑車３９に巻き掛けられると共に他方のゲート板２２ａの外端部に固定されている。すなわち、ストローク計３８から引き出されたワイヤ３８ａの端部が他方のゲート板２２ａの外端部に止め具４０を介して固定され、そのワイヤ３８ａの端部とストローク計３８との間のワイヤ３８ａの中間部が一方のゲート板２２ｂの外端部に設けた滑車３９に巻き掛けられており、これにより１個のストローク計３８で一対のゲート板２２ａ，２２ｂの開閉ストローク（開度）を検出できるようになっている。
【００２８】
なお、図中、４１はメンテナンス等でゲート装置２３をスクリューコンベヤ１５の排土口２１から取外す際に巻き上げ装置等によりゲート装置２３を吊るための吊り部である。また、図中、４２はゲート板２２ａ，２２ｂの外端部を含む可動部を保護すべく設けられたカバーである。
【００２９】
以上の構成からなる本実施形態の作用を説明する。両ゲート板２２ａ，２２ｂが閉じている状態から両ゲート板２２ａ，２２ｂを開くには、両パワーシリンダ２４，２４のロッド部２４ｂを伸長させればよく、ロッド部２４ｂが開側のストロークエンドに至ることで両ゲート板２２ａ，２２ｂが全開状態となり、これによりスクリューコンベア１５の排土口２１から土砂を排出することができる。これとは逆に、両パワーシリンダ２４，２４のロッド２４ｂを収縮させると、ロッド部２４ｂが閉側のストロークエンドに至ることで両ゲート板２２ａ，２２ｂが全閉状態となり、これによりスクリューコンベア１５の排土口２１からの土砂の排出を止めることができる。また、両ゲート板２２ａ，２２ｂ間の開度を調整することにより、土砂の排土量を容易に調整することができる。
【００３０】
この場合、ストローク計３８から引き出されたワイヤ３８ａが一方のゲート板２２ｂの外端部の滑車３９に巻き掛けられた後、そのワイヤ３８ａの端部が他方のゲート板２２ａの外端部に固定されているため、両ゲート板２２ａ，２２ｂが開くと、それに伴ってストローク計３８内のリール３８ｂからワイヤ３８ａが繰り出され、両ゲート板２２ａ，２２ｂを閉じると、ストローク計３８内のリール３８ｂにワイヤ３８ａが巻き取られる。
【００３１】
本実施形態によれば、前記ゲート板２２が進退方向の中央で分割されて両開きに開閉可能に構成された一対のゲート板２２ａ，２２ｂからなり、両ゲート板２２ａ，２２ｂの開閉方向と直交する方向の両側にゲート板２２ａ，２２ｂを開閉駆動するパワーシリンダ２４が配置されているため、ゲート装置２３の設置スペースを減少でき、シールド掘進機１の機内スペースを確保することができる。ゲート板２２ａ，２２ｂを中央でニ分割して両開きにスライド開閉する構造とすることにより、ゲート板２２ａ，２２ｂの開閉ストロークを従来の単一スライド板に比して半分にすることができ、しかも両ゲート板２２ａ，２２ｂの開閉方向と直交する方向の両側にゲート板２２ａ，２２ｂを開閉駆動するパワーシリンダ２４，２４を配置することにより、各ゲート板２２ａ，２２ｂの開移動側にパワーシリンダを配置する場合（この場合、パワーシリンダのシリンダ部のスペースだけでなく、ロッド部の移動ストローク分のスペースを確保する必要がある。）に比してパワーシリンダ２４の設置スペースを十分に削減することができる。
【００３２】
また、前記パワーシリンダ２４が、長手方向の両端からロッド部２４ａ，２４ａを進退させる双方向パワーシリンダであるため、パワーシリンダ２４の使用本数を減らすことができ、構造の簡素化及びコストの低減が図れる。
【００３３】
前記ゲート板２２ａ，２２ｂの外端部を開閉方向に摺動可能に案内するスライドガイド３５を備え、該スライドガイド３５及び前記ゲート板２２ａ，２２ｂの外端部には、両ゲート板２２ａ，２２ｂを全閉位置に固定するためのロックピン３６を嵌合するピン孔３７が設けられているため、ゲート装置２３のゲート板２２ａ，２２ｂを閉め、シールド掘進機１の掘削工事を停止した時に、パワーシリンダ２４側への油戻りによりゲート板２２ａ，２２ｂが勝手に開くのを防止することができる。
【００３４】
前記両ゲート板２２ａ，２２ｂの開閉ストロークを検出するためのワイヤリール式のストローク計３８を備え、このストローク計３８から引き出されたワイヤ３８ａの端部が一方のゲート板２２ｂの外端部に設けた滑車３９に巻き掛けられると共に他方のゲート板２２ａの外端部に固定されているため、両ゲート板２２ａ，２２ｂの開閉ストローク（すなわち全閉位置にあるか全開位置にあるか）を１個のストローク計３８により検出することができ、コストの低減が図れる。
【００３５】
図５は本発明の他の実施形態に係るシールド掘進機の概略的縦断面図、図６は同シールド掘進機の概略的背面図である。図１の実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。図５の実施形態のシールド掘進機１は、いわゆる泥土圧シールドであり、図１のシールド掘進機よりもシールドフレーム２の口径が小さく、スクリューコンベア１５の長さも短い。カッター４は、シールドフレーム２内の隔壁３に軸受４２を介して回転可能に設けられたセンターシャフト４３を有し、このセンターシャフト４３に取付けられた歯車７に駆動部９の駆動歯車８が噛合されている。
【００３６】
前記スクリューコンベア１５は、ケーシング１６の後端からその軸方向に排土する排土口２１を有し、この排土口２１にゲート装置２３が取付けられている。なお、前記スクリューコンベア１５は、リボン式であり、スクリュー１７が回転軸を有しない送り羽根１７ｂのみからなっている。
【００３７】
ゲート装置２３の構造は、前記実施形態と同様である。このゲート装置２３の出口側フランジ部２６ｆｂには排土管４４が接続されており、この排土管４４を介して後方へ泥土が搬送されるようになっている。なお、図６では排土管４４は図示省略されている。本実施形態によっても前記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。前記実施形態では、ゲート板の開閉方向がスクリューコンベアの長手方向となるようにゲート装置が取付られているが、ゲート板の開閉方向がスクリューコンベアの長手方向と直交する方向又は交差するように取付けられていてもよい。また、ケーシングの後端部に排土口を有するスクリューコンベアにおいては、ケーシングの後端部の排土口に本発明のゲート装置を適用することができる。
【００３９】
パワーシリンダは、双方向パワーシリンダに限定されず、２つのパワーシリンダを後端同士で結合したものであってもよい。また、パワーシリンダは、油圧シリンダに限定されず、電動シリンダであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１５  スクリューコンベア
２１  排土口
２２  ゲート板
２３  ゲート装置
２４  パワーシリンダ
２４ａ  シリンダ部
２４ｂ  ロッド部
３５  スライドガイド
３６  ロックピン
３７  ピン孔
３８  ストローク計
３８ａ  ワイヤ
３９  滑車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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