(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に土砂搬送用スクリュウ羽根が回転自在に配置された筒状ケーシングを有するスクリュウ式排土装置に設けられる排土量計測装置であって、
上記スクリュウ羽根の外周部に形成された切欠部の内周寄り縁部に埋め込まれたγ線発信源と、このγ線発信源に対応する筒状ケーシングの外周に配置されたγ線受信器と、このγ線受信器からの検出信号を入力して土砂の密度を求める密度演算部と、この密度演算部からの密度を入力して排土量を演算する演算処理装置とから構成したことを特徴とするスクリュウ式排土装置における排土量計測装置。
【請求項２】
内部に土砂搬送用スクリュウ羽根が回転自在に配置された筒状ケーシングを有するスクリュウ式排土装置に設けられる排土量計測装置であって、
上記スクリュウ羽根の回転軸部に埋め込まれたγ線発信源と、このγ線発信源に対応する筒状ケーシングの外周に配置されたγ線受信器と、このγ線受信器からの検出信号を入力して土砂の密度を求める密度演算部と、この密度演算部からの密度を入力して排土量を演算する演算処理装置とから構成したことを特徴とするスクリュウ式排土装置における排土量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリュウ式排土装置における排土量計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、土圧系のシールド掘進機、例えば泥土圧式のシールド掘進機には、カッタヘッドにより掘削された土砂を外部に排出するためのスクリュウ式排土装置が具備されている。
ところで、この排土装置から排出される土砂の量を知ることは、切羽の安全管理の上で重要であり、したがって排出される土砂の量が計測されている。
【０００３】
従来、この排出される土砂の量（以下、排土量という）を計測する場合、土砂は排土装置からベルトコンベアを介して搬出台車（ズリトロ台車ともいう）に積載されるが、この搬出台車の重量を計ることにより求められており、またはベルトコンベア上の排土量を、その高さなどを検出することにより求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、搬出台車の重量を計ることにより排土量を計測する場合には、タイムラグが生じ、時々刻々変化する切羽の状態を的確に把握することができず、またベルトコンベア上の土砂の高さから排土量を演算により求める場合には、やはりタイムラグが生じるとともに、正確に計測することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、排土装置から排出される土砂の量を、できるだけ、タイムラグが生じずに、かつ正確に計測し得るスクリュウ式排土装置における排土量計測装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１のスクリュウ式排土装置における排土量計測装置は、内部に土砂搬送用スクリュウ羽根が回転自在に配置された筒状ケーシングを有するスクリュウ式排土装置に設けられる排土量計測装置であって、上記スクリュウ羽根の外周部に形成された切欠部の内周寄り縁部に埋め込まれたγ線発信源と、このγ線発信源に対応する筒状ケーシングの外周に配置されたγ線受信器と、このγ線受信器からの検出信号を入力して土砂の密度を求める密度演算部と、この密度演算部からの密度を入力して排土量を演算する演算処理装置とから構成したものである。
【０００７】
また、本発明の第２のスクリュウ式排土装置における排土量計測装置は、内部に土砂搬送用スクリュウ羽根が回転自在に配置された筒状ケーシングを有するスクリュウ式排土装置に設けられる排土量計測装置であって、上記スクリュウ羽根の回転軸体に埋め込まれたγ線発信源と、このγ線発信源に対応する筒状ケーシングの外周に配置されたγ線受信器と、このγ線受信器からの検出信号を入力して土砂の密度を求める密度演算部と、この密度演算部からの密度を入力して排土量を演算する演算処理装置とから構成したものである。
【０００８】
上記の各構成によると、スクリュウ羽根の外周部に埋め込まれたγ線発信源から照射されるγ線の透過量に基づき、筒状ケーシング内の土砂の密度を、直接、検出することにより、筒状ケーシング内の排土量を計測するようにしているため、例えば排土装置を出た後の排土量を計測する場合に比べて、圧力室により近い位置で、すなわちタイムラグが殆ど生じることなく排土量を計測することができるとともに、例えばベルトコンベア上に堆積された土砂の断面積から演算により求める場合に比べて、より正確に排土量を計測することができる。
【０００９】
また、密度を検出するためのγ線発信源を、スクリュウ羽根の外周部に形成された切欠部の内周寄り縁部またはスクリュウ羽根の回転軸部に埋め込むとともに、そのγ線受信器を筒状ケーシングの外周面に配置したので、γ線の透過距離を非常に短くすることができ、したがってγ線としては微弱なものを使用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態におけるスクリュウ式排土装置における排土量計測装置を、図１および図２に基づき説明する。
なお、本実施の形態に係る排土装置は、シールド掘進機に設置される場合について説明する。
【００１１】
すなわち、図１に示すように、土圧系のシールド掘進機、例えば泥土圧式シールド掘進機のシールド本体１の前部に隔壁２により形成された圧力室３には、カッタヘッド４が回転自在に設けられるととももに、このカッタヘッド４の掘削により圧力室３内に取り込まれた土砂を、シールド本体１の外部に排出するためのスクリュウ式排土装置（以下、排土装置という）５が具備されており、この排土装置５に、排出される土砂の量（以下、排土量という）を計るための排土量計測装置６が具備されている。
【００１２】
ところで、上記排土装置５は、圧力室３を形成する隔壁２に接続された傾斜部５ａと、この傾斜部５ａに接続された水平部５ｂとから構成されている。
この傾斜部５ａは、前端の開口部が隔壁２に接続されるとともに、後端部に水平方向で開口部が形成された第１筒状ケーシング１１と、この第１筒状ケーシング１１内に回転自在に配設された第１スクリュウ羽根１２と、この第１スクリュウ羽根１２を、その回転軸部１２ａを介して回転させる第１回転駆動装置１３とから構成され、また上記水平部５ｂは、前端の開口部が第１筒状ケーシング１１の後端開口部に接続されるとともに後端部に下向きの排出口１４ａが形成された第２筒状ケーシング１４と、この第２筒状ケーシング１４内に回転自在に配置された第２スクリュウ羽根１５と、この第２スクリュウ羽根１５を回転させる第２回転駆動装置１６とから構成されている。
【００１３】
したがって、各回転駆動装置１３，１６により各スクリュウ羽根１２，１５をそれぞれ回転させれば、圧力室３内に取り込まれた土砂は、第１スクリュウ羽根１２により第１筒状ケーシング１１内を後方に向かって移動され、引き続き、第２スクリュウ羽根１５により第２筒状ケーシング１４内を後方に移動して、排出口１４ａから次の搬送装置（図示しないが、例えばベルトコンベア）側に排出されて、外部に搬送される。
【００１４】
そして、上記排土装置５により排出される排土量を計測するための排土量計測装置６が、排土装置５の圧力室３側に近い傾斜部５ａに設けられている。
この排土量計測装置６は、排土装置５の傾斜部５ａの途中に設けられた土砂の密度検出装置２１と、この密度検出装置２１により検出された密度を入力して排土量を演算する演算処理装置２２とから構成されている。
【００１５】
そして、図２に示すように、上記密度検出装置２１は、第１スクリュウ羽根（以下、単に、スクリュウ羽根という）１２の外周部分に形成された矩形状（仮想線にて示すように、外周に向かって広がるような形状でもよい）の切欠部１７の内周寄り縁部１７ａに埋め込まれたγ線発信源２３と、このγ線発信源２３に対応する第１筒状ケーシング（以下、単に、筒状ケーシングという）１１の外周に配置されたγ線受信器２４と、このγ線受信器２４からの検出信号を入力して土砂の密度を求める密度演算部２５とから構成されており、この密度演算部２５で求められた密度は上記演算処理装置２２に入力されて、排土量が計測されることになる。
【００１６】
この演算処理装置２２においては、スクリュウ羽根１２の回転速度に基づき土砂の移動速度が求められるとともに、この移動速度に筒状ケーシング１１の断面積が掛けられて土砂の体積が求められ、そしてこの体積に、上記密度演算部２５にて求められた密度が掛けられて排土量が求められる。
このように、スクリュウ羽根１２の外周部に埋め込まれたγ線発信源２３から照射されるγ線の透過量に基づき、筒状ケーシング１１内の土砂の密度を、直接、検出することにより、筒状ケーシング１１内の排土量を計測するようにしているため、例えば従来のように、排土装置を出た後の排土量を計測する場合に比べて、圧力室により近い位置で、すなわちタイムラグが殆ど生じることなく排土量を計測することができるとともに、例えばベルトコンベア上に堆積された土砂の断面積から演算により求める場合に比べて、より正確に排土量を計測することができるので、切羽の安全管理を確実に行うことができる。
【００１７】
また、上記密度検出装置２１のγ線発信源２３を、スクリュウ羽根１２の外周部に形成された切欠部１７の内周寄り縁部１７ａに埋め込むとともに、そのγ線受信器２４を筒状ケーシング１１の外周面に配置したので、γ線の透過距離が非常に短く、したがってγ線としては微弱なものを使用することができるため、安全対策などの特別な措置を採る必要がない。
【００１８】
ところで、上記実施の形態においては、密度検出装置２１を排土装置５の傾斜部５ａに設けたが、場合によっては、水平部５ｂに設けることもできる。
なお、上記実施の形態を説明する図面において、スクリュウ羽根としては、回転軸部を有するものを図示したが、例えば回転軸部が無いコイル状スクリュウ羽根であっても、適用し得るものである。
【００１９】
さらに、上記実施の形態においては、γ線発信源をスクリュウ羽根の外周部に形成された切欠部の内周寄り縁部に埋め込むようにしたが、例えば図３に示すように、γ線発信源２３をスクリュウ羽根１２の回転軸部１２ａに埋め込むようにしてもよい。勿論、γ線発信源２３の埋め込む位置は、その外周上に、スクリュウ羽根１２が無い位置とされる。この場合も、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明の構成によると、スクリュウ羽根の外周部に埋め込まれたγ線発信源から照射されるγ線の透過量に基づき、筒状ケーシング内の土砂の密度を、直接、検出することにより、筒状ケーシング内の排土量を計測するようにしているため、例えば従来のように、排土装置を出た後の排土量を計測する場合に比べて、圧力室により近い位置で、すなわちタイムラグが殆ど生じることなく排土量を計測することができるとともに、例えばベルトコンベア上に堆積された土砂の断面積から演算により求める場合に比べて、より正確に排土量を計測することができるので、切羽の安全管理を確実に行うことができる。
【００２１】
また、密度を検出するためのγ線発信源を、スクリュウ羽根の外周部に形成された切欠部の内周寄り縁部またはスクリュウ羽根の回転軸部に埋め込むとともに、そのγ線受信器を筒状ケーシングの外周面に配置したので、γ線の透過距離を非常に短くすることができ、したがってγ線としては微弱なものを使用することができるため、安全対策などの特別な措置を採る必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるスクリュウ式排土装置の概略構成を示す全体断面図である。
【図２】同スクリュウ式排土装置における排土量計測装置の要部断面図である。
【図３】同スクリュウ式排土装置における排土量計測装置の変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１      シールド本体
３      圧力室
４      カッタヘッド
５      スクリュウ式排土装置
６      排土量計測装置
１１      第１筒状ケーシング
１２      第１スクリュウ羽根
１２ａ    回転軸部
１７      切欠部
１７ａ    内周寄り縁部
２１      密度検出装置
２２      演算処理装置
２３      γ線発信源
２４      γ線受信器
２５      密度演算部
【図１】
0003916350.tif 000002
【図２】
0003916350.tif 000003
【図３】
0003916350.tif 000004