JPS62218666A - 土砂圧送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、トンネル掘進機で掘削され、土砂タンク内に
溜められる土砂を該土砂タンクに接続する圧送パイプへ
圧送する土砂圧送装置に関する。

〔発明の背景〕

この種の土砂圧送装置としては、例えば特願昭５８−２
２３３５８号に記載された構成のものがある。次にこの
上砂圧送装置によって土砂タンク内の土砂が圧送パイプ
へ圧送される作用を第５図ないし第８図により説明する
。第５図において、１００はケーシング、１０１は外側
シリンダ、１０２は外側シリンダ押進用のピストン、１
０３は内側シリンダ、１０４は内側シリンダ押進用のピ
ストン、１０５は土砂圧送用のピストン、１０６は土砂
タンク、１０７は圧送パイプを示している。土砂圧送に
当り、第５図に示すように外側シリンダ１０１および内
側シリンダ１０３を縮めた状態にする。次いで第６図に
示すように外側シリンダ１０１を伸ばし、その先端部１
０１ａで圧送パイプ１０７の入口１０７ａ付近の土砂を
外側シリンダ１０１内に取り込むと共に、外側シリンダ
１０１の先端部１０１ａを圧送パイプ１０７の入口１０
７ａに当接させて、圧送パイプ１０７と土砂タンク１０
６とを隔離する。次に第７図に示すように内側シリンダ
１０３を伸ばすことにより、土砂圧送用ピストン１０５
にて外側シリンダ１０３内に取り込まれている土砂を圧
送パイプ１０７に押し込み、圧送する。

土砂の圧送後、第８図に示すように外側シリンダ１０１
を縮め、次いで内側シリンダ１０３を縮めて第５図の状
態に戻す。そして、このサイクルを繰り返し行うことに
より、土砂タンク１０６内の土砂を順次圧送パイプ１０
７へ圧送する。

しかるに、前述した土砂圧送装置においては、第５図か
ら第８図の４工程で１サイクルを形成するものであるが
、第５図に示す工程、すなわち外側シリンダ１０１を縮
めた後に内側シリンダ１０３を縮める工程は、土砂を外
側シリンダ１０１内に吸い込む工程となるが、土砂タン
ク１０６内の外側シリンダ通過部分には既に土砂が落下
しているので、あらためて土砂を吸い込む必要はなく、
工程的には無駄な工程となる。換言すれば、１サイクル
の所要時間が長くなる。また、前記のように内側シリン
ダ１０３の縮み動作が行われると、外側シリンダ１０１
内に土砂と共に空気を吸い込んでしまい、圧送工程終了
後に外側シリンダ１０１が縮んで圧送パイプ１０７と土
砂タンク１０６とが通じた瞬間に前記空気により圧送パ
イプ１０７内の土砂が逆流して圧送が不可能となる場合
が生ずる。この傾向は特に固い土砂の場合に多くなる。

また、この上砂圧送装置において、外側シリンダ１０１
の押進力と内側シリンダ１０３の押進力についてみると
、土砂圧送用ピストン１０５を固設する内側シリンダ１
０３の方に大きな押進力を必要とする。しかし、外側シ
リンダ押進用ピストン１０２の受圧面積Ａ１と、内側シ
リンダ押進用ピストン１０４の受圧面積Ａ２とを比較す
ると、内側シリンダ押進用ピストン１０４の受圧面積Ａ
２の方が外側シリンダ押進用ピストン１０２の受圧面積
Ａ１よりも小さいため、大きな土砂圧送力が得られない
。その結果、土砂を長距離に亘って圧送するためには、
土砂圧送装置駆動用の油圧ポンプとして高圧の油圧ポン
プが必要となり、またそれに伴なってホース、継手、土
砂圧送装置自体を高圧仕様にする必要が生じてしまう。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、３つの工程で土砂圧送の１サイクルを
形成して１サイクルの所要時間を短縮でき、かつ外側シ
リンダ内への空気の吸い込みをなくして圧送パイプから
の土砂の逆流を防止でき、しかも内側シリンダの押進力
を太き（して土砂圧送装置駆動用の油圧ポンプとして低
圧の油圧ポンプを採用することができる土砂圧送装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明の土砂圧送装置は、
圧送パイプの入口と対向して土砂タンクの側壁に固設さ
れるケーシングと、一端側が前記ケーシング内に収納さ
れ、かつ他端側が土砂タンクの側壁を貫通し、圧送パイ
プの入口に向って摺動可能に設けられる両端開放の外側
シリンダと、外側シリンダの一端部に固設されてケーシ
ング内を摺動するリング状の外側シリンダ押進用ピスト
ンと、外側シリンダ内に設けられ、該外側シリンダに対
して摺動可能な内側シリンダと、前記外側シリンダ押進
用ピストンよりもケーシングの基端側に配置されて内側
シリンダの一端部に固設され、ケーシング内を摺動する
内側シリンダ押進用ビストンと、内側シリンダの他端部
に固設されて外側シリンダ内を摺動する土砂圧送用ピス
トンとを備え、前記ケーシングの基端側壁と内側シリン
ダ押進用ピストンとの間に該ピストンを内側シリンダ伸
び側に動かす第１の油室を形成し、外側シリンダ押進用
ピストンと内側シリンダ押進用ピストンとの間に外側シ
リンダ押進用ピストンを外側シリンダ伸び側に動かす第
２の油室を形成し、外側シリンダ押進用ピストンの背面
側に該ピストンを外側シリンダ縮み側に動かす第３の油
室を形成する一方、前記ケーシングに、第１の油室に作
動油を送るポートおよび第３の油室に作動油を送るポー
トを設け、かつケーシングの基端側壁および内側シリン
ダ押進用ピストンを貫通する配管を設け、その配管を通
して作動油を第２の油室に送るように構成して、３工程
で土砂圧送の１サイクルを形成し、かつ外側シリンダの
縮み動作の際に内側シリンダを外側シリンダと一体で移
動させて外側シリンダ内への土砂、空気の吸い込みをな
くし、また内側シリンダ押進用ピストンの受圧面積を外
側シリンダ押進用ピストンの受圧面積よりも大きくして
内側シリンダの押進力を大きくしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図により説
明する。第１図は本発明による土砂圧送装置の縦断面図
、第２図ないし第４図はその作用説明図を示している。

第１図において、この上砂圧送装置は、ケーシング１と
、土砂タンク１０６と圧送パイプ１０７との隔離装置と
しての外側シリンダ２と、外側シリンダ押進用のピスト
ン３と、これのストッパ４と、内側シリンダ５と、内側
シリンダ押進用のピストン６と、これのストッパ７と、
土砂圧送用のピストン８とを備えている。

前記ケーシング１は、圧送パイプ１０７の入口１０７ａ
と対向する位置において油タンク９の側壁９ａに取付部
材１０を介して取付けられている。

前記外側シリンダ２は両端を開放していて、一端側かケ
ーシング１内に収納され、かつ他端側が油タンク９を挿
通すると共に土砂タンク１０６の側壁１０６ａを貫通し
て、圧送パイプ１０７の入口１０７ａに向って摺動可能
となっている。

前記外側シリンダ押進用ピストン３はリング状をなして
いて、前記外側シリンダ２の一端部に固設され、ケーシ
ングｌ内を摺動可能となっている。

前記スト７パ４はケーシング１の先端内側に取付けられ
て、前記外側シリンダ２を摺動可能に挿通させている。

前記内側シリンダ５は外側シリンダ２内に配設されて、
該外側シリンダ２に対して摺動可能となっている。

前記内側シリンダ押進用ピストン６は外側シリンダ押進
用ピストン３よりもケーシング１の基端側に配置されて
、内側シリンダ５の一端部に固設され、ケーシング１を
摺動可能となっている。

前記ストッパ７は外側シリンダ２の中間部内側に取付け
られて、前記内側シリンダ５を摺動可能に挿通させてい
る。

前記土砂圧送用ピストン８は内側シリンダ５の他端部に
固設されて、外側シリンダ２内を摺動可能となっている
。

また、前記ケーシング１の基端側壁と内側シリンダ押進
用ピストン６との間には、該ピストン６を内側シリンダ
伸び側に動かす油室１１が形成され、ケーシング１の基
端側壁にはその油室１１へ作動油を送るポート１２が設
けられている。また、内側シリンダ押進用ピストン６と
外側シリンダ押進用ピストン３との間には、外側シリン
ダ押進用ピストン３を外側シリンダ伸び側に動かす油室
１３が形成され、かつ外側シリンダ押進用ピストン３の
背面側には、該ピストン３を外側シリンダ縮み側に動か
す油室１４が形成されている。ケーシング１の胴壁には
前記油室１４に作動油を送るポート１５が設けられてい
る。またケーシング１には、その基端側壁および内側シ
リンダ押進用ピストン６を貫通して内側シリンダ５内に
臨む配管１６が設けられ、かつ外側シリンダ２にはポー
ト１７が設けられている。

そして、前記配管１６およびポート１７を通して前記油
室１３に作動油が送られるようになっている。

尚、前記油タンク９内には、外側シリンダ２の摺動を円
滑にするための潤滑油１８が封入されている。また圧送
パイプ１０７の入口１０７ａには、外側シリンダ２の先
端部２ａが圧送パイプ１０７の入口１０７ａに当接した
際に両者を密接に接触させるシール部材１９が設けられ
ている。

次に本実施例の作用について説明する。

土砂圧送に当り、第２図に示すように外側シリンダ２お
よび内側シリンダ５を縮めた状態にする。

次いで油室１３に作動油を送って、第３図に示すように
外側シリンダ２を伸ばし、その先端部２ａで圧送パイプ
１０７の入口１０７ａ付近の土砂を外側シリンダ２内に
取り込むと共に、外側シリンダ２の先端部２ａを圧送パ
イプ１０７の入口１０７ａに当接させて、圧送パイプ１
０７と土砂タンク１０６とを隔離する。次に油室１１に
作動油を送って、第４図に示すように内側シリンダ５を
伸ばすことにより、土砂圧送用ピストン８にて外側シリ
ンダ２内に取り込まれている土砂を圧送パイプ１０７に
押し込み、圧送する。土砂の圧送後、油室１４に作動油
を送り外側シリンダ２を縮めると、外側シリンダ押進用
ピストン３と内側シリンダ押進用ピストン６とが係合し
た状態で移動する、すなわち内側シリンダ５は外側シリ
ンダ２と一体で縮み側に移動して第２図の状態に戻る。

そして、このサイクルを繰り返し行うことにより、土砂
タンク１０６内の土砂を順次圧送パイプ１０７へ圧送す
る。

従って、本実施例においては、従来のような外側シリン
ダを縮めた後に内側シリンダを縮める工程を省略できる
、すなわち３工程で１サイクルを形成できるので、サイ
クルの所要時間を短縮できる。その結果、同じ土砂量を
送るのに従来のものよりパワーユニットを小さくできる
。また、外側シリンダを縮めた後に内側シリンダを縮め
る工程がないので、外側シリンダ内に空気を吸い込むこ
とがなくなり、圧送パイプからの土砂の逆流を招く恐れ
もない。また、内側シリンダ押進用ピストン６の受圧面
積を外側シリンダ押進用ピストン３の受圧面積よりも大
きくできるので、内側シリンダ５の押進力が大きくなり
、大きな土砂圧送力を得られる。その結果、土砂圧送装
置駆動用の油圧ポンプとして低圧ポンプを採用でき、か
つホース、継手、土砂圧送装置自体を低圧仕様とするこ
とができる。

尚、本実施例においては、油室１３に作動油を送る配管
１６を内側シリンダ５内に臨ませ、該配管１６からの作
動油を内側シリンダ５に穿ったポート１７を介して油室
１３へ送るようにした例を示したが、前記配管１６を直
接油室１３内へ臨ませるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、３つの工程で土
砂圧送の１サイクルを形成できるので、■サイクルの所
要時間を短縮できる。また外側シリンダの縮み後に内側
シリンダを縮める工程をなくしたので、外側シリンダ内
への空気の吸い込みをなくせ、圧送パイプからの土砂の
逆流を防止できる。また、内側シリンダ押進用ピストン
の受圧面積を外側シリンダ押進用ピストンの受圧面積よ
りも大きくできて内側シリンダの押進力を太き（できる
ので、土砂圧送装置駆動用の油圧ポンプとして低圧の油
圧ポンプを採用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は本発明による土砂圧送装置の縦断面図、第２図ないし
第４図はその作用説明図、第５図ないし第８図は従来の
土砂圧送装置の作用説明図である。 １・・・ケーシング、２・・・外側シリンダ、３・・・
外側シリンダ押進用ピストン、５・・・内側シリンダ、
６・・・内側シリンダ押進用ピストン、８・・・土砂圧
送用ピストン、ＬＬ　１３．１４・・・油室、１２．１
５．１７・・・ポート、１６・・・配管、１０６・・・
土砂タンク、１０７・・・圧送パイプ、１０７ａ・・・
圧送パイプの入口。 特許出願人　　日立建機株式会社 代理人　弁理士　　秋　本　正　実 第２図 第３図 第　４　因 第　５　図 策　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 土砂タンク内の土砂を該土砂タンクに接続する圧送パイ
   プへ圧送する土砂圧送装置であって、圧送パイプの入口
   と対向して土砂タンクの側壁に固設されるケーシングと
   、一端側が前記ケーシング内に収納され、かつ他端側が
   土砂タンクの側壁を貫通し、圧送パイプの入口に向って
   摺動可能に設けられる両端開放の外側シリンダと、外側
   シリンダの一端部に固設されてケーシング内を摺動する
   リング状の外側シリンダ押進用ピストンと、外側シリン
   ダ内に設けられ、該外側シリンダに対して摺動可能な内
   側シリンダと、前記外側シリンダ押進用ピストンよりも
   ケーシングの基端側に配置されて内側シリンダの一端部
   に固設され、ケーシング内を摺動する内側シリンダ押進
   用ピストンと、内側シリンダの他端部に固設されて外側
   シリンダ内を摺動する土砂圧送用ピストンとを備え、前
   記ケーシングの基端側壁と内側シリンダ押進用ピストン
   との間に該ピストンを内側シリンダ伸び側に動かす第１
   の油室を形成し、外側シリンダ押進用ピストンと内側シ
   リンダ押進用ピストンとの間に外側シリンダ押進用ピス
   トンを外側シリンダ伸び側に動かす第２の油室を形成し
   、外側シリンダ押進用ピストンの背面側に該ピストンを
   外側シリンダ縮み側に動かす第３の油室を形成する一方
   、前記ケーシングに、第１の油室に作動油を送るポート
   および第３の油室に作動油を送るポートを設け、かつケ
   ーシングの基端側壁および内側シリンダ押進用ピストン
   を貫通する配管を設け、その配管を通して作動油を第２
   の油室に送るようにしたことを特徴とする土砂圧送装置
   。