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公開番号2024066596
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-16
出願番号2022176057
出願日2022-11-02
発明の名称土砂採取装置
出願人株式会社大林組
代理人個人,個人
主分類E21D 9/093 20060101AFI20240509BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】土砂性状を変化させることなく土砂を採取でき、採取する土砂の場所を調整することができる土砂採取装置を提供する。
【解決手段】シールド掘進機におけるカッターヘッドと隔壁8との間に形成されたチャンバー2に充満された土砂を採取する土砂採取装置20であって、隔壁8に形成された開口13を開閉するシャッター22と、開口13の周縁部から機内9の方向に延出するガイド筒21と、ガイド筒21の内周に沿って軸方向にスライド移動し、開口13からチャンバー2に進入して土砂を採取する土砂採取部30と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
シールド掘進機におけるカッターヘッドと隔壁との間に形成されたチャンバーに充満された土砂を採取する土砂採取装置であって、
前記隔壁に形成された開口を開閉するシャッターと、
前記開口の周縁部から機内の方向に延出するガイド筒と、
前記ガイド筒の内周に沿って軸方向にスライド移動し、前記開口から前記チャンバーに進入して土砂を採取する土砂採取部と、を備えることを特徴とする土砂採取装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記土砂採取部は、前記チャンバーの土砂を取り入れて収納する土砂収納部を備えることを特徴とする請求項１に記載の土砂採取装置。
【請求項３】
前記土砂採取部は、前記チャンバーから土砂を取り入れる土砂取入口を開閉する、前記機内から開閉を操作可能な土砂取入口開閉蓋を備えることを特徴とする請求項２に記載の土砂採取装置。
【請求項４】
前記土砂採取部は、円筒状の外筒部と、前記土砂収納部となる前記外筒部に挿入された円筒状の内筒部と、を備え、
前記外筒部の前記チャンバーの側に位置する先端面には、前記土砂取入口が形成され、
前記内筒部の前記チャンバーの側に位置する先端面には、前記外筒部の前記土砂取入口を開閉する前記土砂取入口開閉蓋が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の土砂採取装置。
【請求項５】
前記土砂採取部は、筒状の外筒部と、前記外筒部の内部を軸方向にスライド可能なピストン機構と、を備え、
前記ピストン機構は、第１ピストンと、第２ピストンと、前記第１ピストンと前記第２ピストンとが間隔を空けて固定されたピストンロッドと、を備え、
前記外筒部と前記第１ピストンと前記第２ピストンで囲まれた空間が前記土砂収納部となり、
前記外筒部の周面が前記土砂取入口開閉蓋となることを特徴とする請求項３に記載の土砂採取装置。
【請求項６】
前記土砂採取部は、筒状の外筒部と、前記外筒部の内部を軸方向にスライド可能なピストン機構と、を備え、
前記ピストン機構は、第１ピストンと、前記第１ピストンが固定されたピストンロッドと、を備え、
前記外筒部の先端面から引き込んだ位置に前記第１ピストンが配置された状態で、前記第１ピストンを底面とする前記外筒部の周面で囲まれたコップ状の空間が前記土砂収納部となることを特徴とする請求項２に記載の土砂採取装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機のチャンバー内に充満された土砂を採取する土砂採取装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
土圧式シールド工法は、シールド前面のカッターで掘削した土砂を、チャンバー内（切羽と隔壁間の空間）に充満させ、当該充填土砂の加圧状態を保持することで切羽の安定を図りながら掘進し、隔壁を貫通して配置しているスクリューコンベヤで排土する工法である。
【０００３】
土圧式シールド工法では、チャンバー内に充満された土砂に流動性と止水性を付与することを主目的に、地山条件に応じて、添加材（粘土、ベントナイト、気泡、水溶性高分子、など）をカッター前面や隔壁から注入している。添加材の注入によってチャンバー内の土砂に流動性と止水性を付与するためには、チャンバー内の土砂性状を確認する必要がある。
【０００４】
土砂性状の確認のために、チャンバー内の土砂を採取する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、隔壁に入口側開閉弁を介して接続された筒状のケーシングと、ケーシングの内部に回転自在に配置されたスクリュウ羽根とを備え、スクリュウ羽根の回転によって土砂をケーシング内に取り込んで土砂取出口から排出させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００４－６８２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、隔壁に形成された開口からケーシング内に取り込んだ土砂をスクリュウ羽根の回転によって土砂取出口まで搬送しているため、搬送過程で土砂にスクリュウ羽根による圧力が作用し、土砂性状が変化してしまうという問題点があった。また、採取可能な土砂は、隔壁に近接した領域のものに限定されてしまう。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消し、土砂性状を変化させることなく土砂を採取でき、採取する土砂の場所を調整することができる土砂採取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の土砂採取装置は、シールド掘進機におけるカッターヘッドと隔壁との間に形成されたチャンバーに充満された土砂を採取する土砂採取装置であって、前記隔壁に形成された開口を開閉するシャッターと、前記開口の周縁部から機内の方向に延出するガイド筒と、前記ガイド筒の内周に沿って軸方向にスライド移動し、前記開口から前記チャンバーに進入して土砂を採取する土砂採取部と、を備えることを特徴とする。
さらに、本発明の土砂採取装置において、前記土砂採取部は、前記チャンバーの土砂を取り入れて収納する土砂収納部を備えても良い。
さらに、本発明の土砂採取装置において、前記土砂採取部は、前記チャンバーから土砂を取り入れる土砂取入口を開閉する、前記機内から開閉を操作可能な土砂取入口開閉蓋を備えても良い。
さらに、本発明の土砂採取装置において、前記土砂採取部は、円筒状の外筒部と、前記土砂収納部となる前記外筒部に挿入された円筒状の内筒部と、を備え、前記外筒部の前記チャンバーの側に位置する先端面には、前記土砂取入口が形成され、前記内筒部の前記チャンバーの側に位置する先端面には、前記外筒部の前記土砂取入口を開閉する前記土砂取入口開閉蓋が形成されても良い。
さらに、本発明の土砂採取装置において、前記土砂採取部は、筒状の外筒部と、前記外筒部の内部を軸方向にスライド可能なピストン機構と、を備え、前記ピストン機構は、第１ピストンと、第２ピストンと、前記第１ピストンと前記第２ピストンとが間隔を空けて固定されたピストンロッドと、を備え、前記外筒部と前記第１ピストンと前記第２ピストンで囲まれた空間が前記土砂収納部となり、前記外筒部の周面が前記土砂取入口開閉蓋となっても良い。
さらに、本発明の土砂採取装置において、前記土砂採取部は、筒状の外筒部と、前記外筒部の内部を軸方向にスライド可能なピストン機構と、を備え、前記ピストン機構は、第１ピストンと、前記第１ピストンが固定されたピストンロッドと、を備え、前記外筒部の先端面から引き込んだ位置に前記第１ピストンが配置された状態で、前記第１ピストンを底面とする前記外筒部の周面で囲まれたコップ状の空間が前記土砂収納部となっても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、チャンバーに進入して土砂を採取できるため、採取時の圧力変化で土砂性状を変化させることなく土砂を採取できる。また、本発明は、土砂採取部のチャンバーに進入量（突出長）によって、採取する土砂の場所を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明に係る土砂採取装置の実施形態が取り付けられるシールド掘進機の構成を示す構成図である。
図１に示す土砂採取装置の第１実施形態の構成を示す模式図である。
図２に示す土砂採取部の先端面の構成を示す図である。
図２に示す土砂採取装置の土砂採取動作を示す図である。
土砂採取装置の第２実施形態の構成を示す模式図である。
図５に示す土砂採取部の先端面の構成を示す図である。
図５に示す土砂採取装置の土砂採取動作を示す図である。
土砂採取装置の第３実施形態の構成を示す模式図である。
図８に示す土砂採取部の先端面の構成を示す図である。
図８に示す土砂採取装置の土砂採取動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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