(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直または傾斜若しくは水平に配置された、投入口と排出口を持つ筒状ケーシングの排出口側から真空吸引力を利用し、内部に回転自在なスクリューを配置されてなるスクリューコンベアにおいて、真空吸引力を補助する為に上記スクリューを軸のないものとし、更に該スクリューに孔を規則的にあけたことを特徴とするスクリューコンベア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、土砂、礫、紛粒体などの被搬送物を下方から上方または横方向に搬送する為の送風吸引力を利用したスクリューコンベアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の技術としては類似技術として、軸なしスクリューコンベアを用いた特開２００２−３２１８１２号公報、送風吸引力およびスクリューコンベアを利用した吸引装置である特開平１１−２８６３３４号公報がある。特開２００２−３２１８１２号広報は、目的は類似するが、スクリューコンベア単体若しくは圧送装置を利用した技術であり、送風吸引力を前提にした本発明とは手段が異なる。特開平１１−２８６３３４号広報は、手段において類似するが、目的は搬送主材が紛体または顆粒体である点が異なる。【特許文献１】特開２００２−３２１８１２号公報
【特許文献２】特開平１１−２８６３３４号公報
【０００３】  推進工法における排土搬送は、小口径推進工事では無排土圧入式，オーガスクリュー式，圧送式などがある。中口径（８００ｍｍ〜）以上では、トロバケットを立坑内まで搬送しクレーンで吊り上げる方式（主に刃口式・土圧式）や、チューブポンプなどによる圧送、泥水循環式による土砂搬送（泥水式）、サクションホースによる真空吸引などがある（主に泥濃式）。【０００４】  シールド工法による排土搬送は、ベルトコンベア（水平・垂直）、バッテリカ併用トロッコ、スクリューコンベア（水平・垂直）などがある。【０００５】  上記の通り、大地を掘削しその排出物である土砂を搬送する方法は多岐に亘り、其々の方法には一長一短あるため、決定的な方法は存在しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明では、人力を省略できる可能性を持ち、狭小施工空間にも対応できる可能性を持つサクションホースによる真空吸引搬送についての、以下の問題点を解消若しくは能力向上させること並びにスクリューコンベアの以下の問題点を解消することを課題とする。【０００７】  社会的要求背景より、推進位は深化し、また施工距離は延長を続けている。連続搬送能力の比較的高いサクションホースによる真空吸引搬送の場合も水平搬送距離が延びるほど、また推進位が深化するほど、搬送能力が低下し、大容量真空吸引機の導入という設備投資が必要になってくる。現在の最大級の７５ｋｗクラスの真空吸引機を導入したとしても垂直搬送は１０ｍ程度が限界に近いために中間に排土貯留槽を設置する必要性が生じ、また水平搬送では３００ｍ程度を目処に排土搬送管（真空吸引機）の並列設置の検討が必要になってくる。【０００８】  また真空吸引では、比重の重い砕石・礫などは搬送し難く、比重の軽い土砂や水分のみを搬送し、比重の重い砕石などは下部に溜まり、閉塞（詰り）の原因となる。閉塞が発生した場合は推進を停止し、打診検査などにより閉塞部位の特定・解消をするか、バクダン（閉塞解消のための塊り）を通過させるなどして閉塞を解消させなければ推進を再開できないという問題がある。故に搬送距離、揚送高さが大きくなる程、搬送可能砕石の径や土質などの問題が顕著になってくるために想定外の礫を選定しトロバケットなどによる人力が必要になるという問題もある。更に水平搬送から垂直搬送への曲部では閉塞の頻度が高く、また負荷も高いため損傷・劣化が激しく、土質によっては数ヶ月でサクションホースを産業廃棄物として処理しなければならなくなる。【０００９】  また真空吸引では閉塞時に能力が最大となり、解消時の爆発的な衝撃により土砂を搬送するという性質をもつが、それが安全上の問題でもある。特に垂直部（立坑内）で振幅が大きく危険である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  請求項１記載の発明は、真空吸引機において、排土吸入口から排土貯留槽までの区間に使用されているサクションホースの垂直部位および曲部を鋼製の筒状ケーシングに代替することにより、サクションホースの損傷しやすい部位（曲部周辺）および振動しやすい部位（垂直部周辺）の問題を解決する。【００１１】  しかし、筒状ケーシングだけでは真空吸引において吸引の障害になるのみであるため、該筒状ケーシング内に回転自在のスクリューを配置する。該スクリューには、搬送可能礫径を筒状ケーシングと同等まで拡大するためにピッチが径と同等で軸のないスクリューを用い、更に羽の上に穴を開けることによって粘土や砂礫が羽の上に付着することや、筒状ケーシングとの隙間に詰まることを防ぎ、尚且つその穴から回転によって中心に向かって旋風を発生させることにより、風の力とスクリューコンベアの力を合わせた力が搬送能力となり、真空吸引機の限界による能力の限界を飛躍的に向上させることを実現する。【００１２】  送風吸引力を利用するため、ジョイント部や駆動部には密封シール若しくはパッキンなどにより気密性を高めることが好ましい。【００１３】  端部駆動において、また中間駆動においても、送風吸引力の抵抗を減らし、尚且つ旋風を発生させるためという見地から、駆動回転数は１００〜２００程度を中心とするため、相応のベアリングを内在させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】  以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、送風吸引力と軸なし穴あきスクリューとの相乗効果によりサクションホースによる真空吸引の能力を飛躍的に向上させる。それにより、高揚送であっても中間排土貯留槽設置が減少または不要となり、水平搬送距離の延長による真空吸引機の並列設置が減少または不要となり、搬送不可能礫径の拡大によりトロバケットなどの人力が減少または不要となり、閉塞解消作業が格段に減少し、高負荷部位への鋼製筒状ケーシング利用によるサクションホースの産業廃棄物処理が格段に減少し、サクションホースの特性である振動による安全上の問題を解消する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。  ※以下の説明において文意は次の通りとする。  ※両端軸受駆動方式…軸なし穴あきスクリュー６を両端から受けて回転駆動させる方式  ※中間軸受駆動方式…軸なし穴あきスクリュー６を中間で受けて回転駆動させる方式【００１６】  このスクリューコンベアは、例えば推進工法において、図１に示すように掘進機１３などによって掘削された土砂を、立坑を介して地上側へ搬送するもので、両端軸受駆動方式の場合、筒状ケーシングＢ排出口２ｂ側から真空吸引機１５などの送風吸引力を掛け、そしてそれを増長させるために穴のあいた軸なしスクリュー６を回転自在に配置されたもので、その回転は内部にシール類及びベアリングを内在した受け側軸受ケース３及び駆動側軸受ケース４により軸を受け、電動若しくは油圧モーター１０にて駆動させるものである。中間軸受駆動方式の場合は、受け側軸受ケース３及び駆動側軸受ケース４の代わりに中間軸受ケース５を用いる。【００１７】  受け側軸受ケース３からモーターカバー１１まで（両端軸受駆動方式の場合）、または筒状ケーシングＣ７外側から筒状ケーシングＤ８外側まで（中間軸受駆動方式の場合）の距離は、運搬を考慮し５ｍ程度とすることが好ましい。【００１８】  両端軸受駆動方式の場合、図１のように外郭である筒状ケーシングをＡとＢに分けることによって、吸入口と排出口の角度調整をできるようにすることが好ましい。尚、ジョイント部にはＳカラーを設けビクトリックジョイント９により現場にて簡単に角度調整などができるようにすることが好ましい。【００１９】  図２は軸なし穴あきスクリュー６の側面図、図３は平面図（上方からの視点）である。軸なしスクリューの径とピッチは同等とし、羽根の上にあける穴は羽根幅の中心ではなく、穴端部と羽根端部との最短距離を羽根の肉厚程度確保しつつ土砂などが滞留しやすい（送風吸引力を受けにくい）外側へずらす。そのようにすることによって、送風吸引力をケーシング内全体に行き渡らせ、抵抗のない中心部に向かう風を、スクリューの回転によって旋風に発展させる。【００２０】  図４は両端軸受駆動方式における、駆動側軸受ケース４の詳細を示す。内部は、軸なし穴あきスクリュー６端部にスクリュー接合フランジ２３を溶着し、軸（シャフト）ａ２２ａに連結接合する。軸ａ２２ａは駆動側軸受ケース４により受けられる。外郭は筒状ケーシングＢ２と駆動側軸受ケース４が筒状ケーシングＢ接続フランジ２ｃと駆動側軸受ケース接合フランジ４ａとで連結接合する。その時、スクリュー接合フランジ２３のスクリュー側の面と筒状ケーシングＢ２のＸ点とは同位置とする。駆動側軸受ケース４内部にはベアリング１８を２個実装し、そのベアリング１８は軸ａ２２ａの凸部とワッシャー２０によって両側から締結する。ワッシャー２０は二重のロックナット１９によって締結し、スナップリング２１によって戻りを防止することにより、軸心方向（両方向）への移動を固定する。【００２１】  図５は両端軸受駆動方式における、受け側軸受ケース３の詳細を示す。内部構造は以下の点を除き、全て駆動側の詳細と同様であるため、相違点のみの説明とする。相違点は駆動に必要な軸２２���頭部のカップリングジョイント部が不要であるため省略し、それに伴いオイルシール１７が不要になりグリスキャップ２５に変更している。ベアリング１８間や、軸の基本的な長さなどは同一とすることが好ましい。【００２２】  以上により、両端軸受駆動方式において、内部の軸なし穴あきスクリュー６の回転負荷や土砂などの搬送抵抗による伸縮を固定し、安定した回転を実現する。【００２３】  ベアリング１８は振動・衝撃に強い自動調心ころ軸受タイプを用いることが望ましい。【００２４】  図６は中間軸受駆動方式における、中間駆動軸受ケース５の詳細を示す。軸なし穴あきスクリュー６と中間駆動軸受ケース回転筒５ｂを溶着または連結接合し、オイルシール１７及びベアリング１８を嵌入した上で中間駆動軸受ケースａ側５ａ及び中間駆動軸受ケースｃ側５ｃで外側から挟み込み、中間駆動軸受ケース接合ボルト３１により中間駆動軸受ケースａ側５ａと中間駆動軸受ケースｃ側５ｃを連結接合する。それぞれの間にはダストシール２７を設けることが好ましい。回転軸である中間駆動軸受ケース回転筒５ｂは外側に平歯車（軸側）２８を連結接合し、モーター１０に直接連結接合された平歯車（モーター側）２９により回転駆動する。中間駆動軸受ケースｃ側５ｃにはモーター取付架台３０を設け、モーター１０及びモーターカバー１１を連結接合する。中間駆動軸受ケースａ側５ａおよび中間駆動軸受ケースｃ側５ｃの外端部にはＳカラー２４を取り付け、筒状ケーシングＣ７および筒状ケーシングＤ８とビクトリックジョイント９により連結接合する。【００２５】  尚、モーター８は正転・逆転可能なように設置し、高負荷などによるトラブル時の対応や、設置条件などにより、吸入口と排出口を逆転する場合に使用できるようにすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】  推進工法、特に中口径以上で現在土砂搬送をサクションホースによる真空吸引を採用している全ての工事において、能力改善、環境改善を実現し、安全の問題も解消するため、価値のある選択肢のひとつとなる。尚、上述の通り製品単体の長さは運搬性を考慮した５ｍ程度とし、現場状況に応じた施工距離単位の必要設置数量（例：水平搬送＝台／５０ｍ、垂直搬送＝台／７ｍ）を求めて適宜設置することが好ましい。【００２７】炭鉱・土砂製造工場などにおいて垂直（水平）搬送の必要が生じた場合などの搬送装置としての可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】推進工法において真空吸引機を併用した場合における発明実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】軸なし穴あきスクリュー６の側面図である。
【図３】軸なし穴あきスクリューの６平面図（上方からの視点）である
【図４】両端軸受駆動方式における、駆動側軸受ケース４の断面図である。
【図５】両端軸受駆動方式における、受け側軸受ケース３の断面図である。
【図６】中間軸受駆動方式における、中間駆動軸受ケース５の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】１      筒状ケーシングＡ１ａ    筒状ケーシングＡ吸入口１ｂ    筒状ケーシングＡ排出口１ｃ    筒状ケーシングＡ接続フランジ２      筒状ケーシングＢ２ａ    筒状ケーシングＢ吸入口２ｂ    筒状ケーシングＢ排出口２ｃ    筒状ケーシングＢ接続フランジ３      受け側軸受ケース３ａ    受け側軸受ケース接合フランジ４      駆動側軸受ケース４ａ    駆動側軸受ケース接合フランジ５      中間駆動軸受ケース６      軸なし穴あきスクリュー７      筒状ケーシングＣ８      筒状ケーシングＤ９      ビクトリックジョイント１０    モーター１１    モーターカバー１２    サクションホース１３    掘進機１４    排土貯留槽１５    真空吸引機１６    カップリングジョイント１７    オイルシール１８    ベアリング１９    ロックナット２０    ワッシャー２１    スナップリング２２ａ  軸（シャフト）ａ２２ｂ  軸（シャフト）ｂ２３    スクリュー接合フランジ２４    オイルシール受けフランジ２５    グリスキャップ２６    Ｓカラー２７    ダストシール２８    平歯車（軸側）２９    平歯車（モーター側）３０    モーター取付架台３１    中間駆動軸受ケース接合ボルト
【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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