JPH0412152Y2

JPH0412152Y2 -

Info

Publication number: JPH0412152Y2
Application number: JP16248587U
Authority: JP
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1992-03-25
Also published as: JPH0169900U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、シールド掘進機等の掘削土砂をピス
トンにより圧送する土砂圧送装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の土砂圧送装置の構成を第３図および第４
図を参照して説明する。

この従来の土砂圧送装置は、土砂溜タンク１
と、先端が開口し、前記土砂溜タンク１内を直線
的に往復スライドする円筒状のスライド筒３と、
このスライド筒３内をスライド筒３の軸方向に往
復スライドする土砂圧送ピストン２と、前記土砂
溜タンク１の前記スライド筒３の先端が当接する
箇所に設けたリング状のシール４と、前記土砂溜
タンク１に連設した圧送パイプ５とを備える。前
記土砂溜タンク１には、シール４を保持する円筒
状のシールケース６が一体に設けられている。前
記スライド筒３はスライド筒用ジヤツキ８により
往復駆動される。また、前記土砂圧送ピストン２
はピストン用ジヤツキ７により往復駆動されるよ
うに構成され、かつ基端にはスライド筒３の基端
が係合する鍔部９が一体に形成されている。前記
シール４は、材質として金属またはウレタンゴム
を使用し、スライド筒３をこのシール４に押し付
けることにより、シールを行ない構造となつてい
る。

次に、上述の従来の土砂圧送装置の動作を第３
図を参照して説明する。

(イ) スライド筒用ジヤツキ８を伸ばし、スライド
筒３を矢印方向にスライドさせ、そのスライド
筒３内に土砂溜タンク１内の土砂１０を取り込
む。

(ロ) スライド筒用ジヤツキ８をさらに伸ばし、ス
ライド筒３の先端をシール４に押し付け、スラ
イド筒３内と土砂溜タンク１内とを密封隔離す
る。

(ハ) ピストン用ジヤツキ７を伸ばし、土砂圧送ピ
ストン２を矢印方向にスライドさせ、スライド
筒３内の土砂１０を押し出して圧送パイプ５内
に圧送する。

(ニ) スライド筒用ジヤツキ８を縮め、スライド筒
３を矢印方向に復スライドさせる。このとき、
スライド筒３の基端が土砂圧送ピストン２の鍔
部９に係合することにより、土砂圧送ピストン
２もスライド筒３と共に矢印方向に復スライド
し、土砂溜タンク１内に土砂１０が新たに吸い
込まれる。

以後、上述の動作(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)を繰返して
土
砂１０を圧送パイプ５を介して圧送する。

この種の土砂圧送装置においては、上述の動作
(ロ)の工程で、スライド筒３をシール４に確実に押
付けてスライド筒３内と土砂溜タンク１内とを完
全に隔離することが、土砂１０を効率良く圧送す
るために重要である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記の土砂圧送装置において、スライド筒３が
伸長して圧送パイプ５と土砂溜タンク１とが隔離
された状態（第３図ロの状態）から土砂圧送ピス
トン２によりスライド筒３内の土砂を圧送パイプ
５へ押し出している状態（第３図ハの状態）に至
る間、スライド筒３および圧送パイプ５の内圧は
圧送負荷分上昇し、その際スライド筒３の先端部
３ａにもその圧力が作用することになる。これを
第４図を参照して詳細に説明すると、土砂圧送
時、負荷に見合つた圧力がススライド筒３内部お
よび圧送パイプ５内部に発生するが、その圧力Ｐ
はスライド筒３の先端部３ａとシールケース６内
のシール４との間にも作用し、スライド筒３を押
し戻そうとする。特に、第５図に示すようにスラ
イド筒３の先端部３ａおよびシール４の当接面が
テーパ面となつている場合には、前記押し戻し力
は一層大きくなる。そして、スライド筒３が前記
押し戻し力に負けて押し戻された場合、スライド
筒３ａとシール４との間に隙間ができ、その隙間
より土砂が漏れて圧送効率が低下する。また、前
記隙間より流出する土砂によりスライド筒先端部
３ａおよびシール４が摩耗して隙間が次第に大き
くなり、ついには圧送負荷とのバランスがくずれ
てスライド筒３内の土砂全量が隙間より流出し、
圧送不能に陥ることなる。

本考案の目的は、簡単な構成により土砂圧送時
の圧送負荷によるスライド筒の押し戻しを防止す
ることができる土砂圧送装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本考案は、スライド筒
用ジヤツキの作動停止時にスライド筒用ジヤツキ
のボトム側の作動油行戻り流路を全閉とする手段
を設けると共に、その作動油行戻り流路に蓄圧手
段を設け、かつ土砂取込工程の終了を検知するリ
ミツトスイツチの作動後、スライド筒用ジヤツキ
の油圧切換弁がスライド筒用ジヤツキのボトム側
への作動油の供給を停止するまでに前記蓄圧手段
に蓄圧するに十分な時間遅れを与える時限動作要
素を設け、土砂圧送工程時に圧送負荷によりスラ
イド筒先端部に働く押し戻し力に対抗する力をス
ライド筒用ジヤツキに油圧力として発生させるよ
うにしたことを特徴とする。

〔作用〕

土砂取込工程終了時、それを検知するリミツト
スイツチからの信号に基づき油圧切換弁を操作し
てスライド筒用ジヤツキのボトム側への作動油の
供給を停止させるが、このとき、時限動作要素で
与えられる時間遅れによつて蓄圧手段に蓄圧し、
作動油の供給停止後はスライド筒用ジヤツキのボ
トム側の作動油行戻り流路を全閉とする。これに
より、土砂圧送工程時に圧送負荷によつてスライ
ド筒先端部に働く押し戻し力に対抗する力をスラ
イド筒用ジヤツキに油圧力として発生させ、その
油圧力によりスライド筒の押し戻しを防止しよう
とするものである。

〔実施例〕第１図に本考案の一実施例の油圧回路を、第２
図にその電気回路を示す。

第１図において、１１はスライド筒用ジヤツキ
８の油圧切換弁、１２はピストン用ジヤツキ７の
油圧切換弁である。油圧切換弁１１は、中立位置
で全てのポートが閉じる電磁操作の４ポート切換
弁で、そのＡポートがスライド筒用ジヤツキ８の
ボトム側の作動油行戻り流路８ａに、Ｂポートが
スライド筒用ジヤツキ８のロツド側の作動油行戻
り流路８ｂにそれぞれ接続されており、油圧切換
弁１２は電磁操作の２ポート切換弁で、そのＡポ
ートがピストン用ジヤツキ７のボトム側の作動油
行戻り流路７ａに接続されている。

１３はスライド筒用ジヤツキ８の作動停止時、
そのボトム側の作動油行戻り流路８ａを全閉とす
るために設けられたパイロツト操作チエツク弁
で、第３図に示すスライド筒３の復スライド時に
は、ロツド側の作動油行戻り流路８ｂからのパイ
ロツト圧によつて開弁し、ボトム側の作動油を戻
すことができる。１４はスライド筒用ジヤツキ８
のボトム側と前記パイロツト操作チエツク弁１３
との間の作動油行戻り流路８ａに設けられた蓄圧
器であり、土砂取込工程終了時、スライド筒用ジ
ヤツキ８のボトム側に圧力を蓄積する蓄圧手段の
一例として示したものである。

本実施例では、装置を簡素化するため、リリー
フ弁１５、油圧ポンプ１６、油タンク１７からな
る油圧ユニツトはピストン用ジヤツキ７とスライ
ド筒用ジヤツキ８に共用として、油圧切換弁１１
のＰポートと油圧切換弁１２のＰポートを上記油
圧ユニツトの油圧供給側に接続し、油圧切換弁１
１のＲポートとピストン用ジヤツキ７のロツド側
を上記油圧ユニツトのドレン戻り側に接続して油
圧回路を構成している。

切換弁操作手段は、第２図に示す油圧切換弁１
１の操作用ソレノイドａ，ｂ、油圧切換弁１２の
操作用ソレノイドａ、リレーSC，SN，AN、リ
ミツトスイツチ１８，１９，２０からなる電気回
路により構成されている。第２図において、２
１，２２，２３はリレーSC，SN，ANのコイル、
２４，２５，２６はリレーSC，SN，ANの常開
接点、２７，２８，２９はリレーSC，SN，AN
の常閉接点、３０，３１，３２はリレーSC，
SN，ANの自己保持接点である。ここで、SNは
オンデイレー接点２６，２７を有する時限リレー
であり、リミツトスイツチ２０からの入力信号に
より動作する時限動作要素として設けられたもの
である。リミツトスイツチ１８，１９，２０は、
第３図に示すように、スライド筒３の後退位置で
リミツトスイツチ１８がオンとなり、スライド筒
３の前進位置でリミツトスイツチ２０がオンとな
り、土砂圧送ピストン２の前進位置でリミツトス
イツチ１９がオンとなるように配置される。

本実施例では、P₁をピストン用ジヤツキ７の
圧送工程時作動油圧〔Kg／cm²〕、P₂をスライド筒
用ジヤツキ８の圧送工程時作動油圧〔Kg／cm²〕、
A_Mをピストン用ジヤツキ７のボトム側受圧面積
〔cm²〕、A_Pを土砂圧送ピストン２の受圧面積
〔cm²〕、A_Dをスライド筒先端部３ａの受圧面積
〔cm²〕、A_Sをスライド筒用ジヤツキ８のボトム側
受圧面積〔cm²〕、N_Mをピストン用ジヤツキ７の本
数〔本〕、N_Sをスライド筒用ジヤツキ８の本数
〔本〕とするとき、下記(1)式の関係が成立するよ
うに上記諸元を選定する。

N_M×P₁×A_M／A_P×A_D≦N_S×P₂×A_S ……(1) 上式において、左辺は圧送工程時に圧送負荷に
よりスライド筒先端部３ａに働く押し戻し力を、
右辺は圧送工程時にスライド筒用ジヤツキ８に発
生する油圧力を表わす。

次に、本実施例における土砂圧送装置の動作を
第１図、第２図および第３図を参照して説明す
る。

（）土砂取込工程；スライド筒３の全縮状態
で、リミツトスイツチ１８がオンとなり、リレ
ーSCのコイル２１を励磁し自己保持させる。
リレーSCの常開接点２４がオンになると、油
圧切換弁１１のソレノイドａが励磁され、油圧
切換弁１１のＡポートをＰポートに、Ｂポート
をＲポートに連通させるので、スライド筒用ジ
ヤツキ８のボトム側に圧油が流入する。これに
より、スライド筒３は前進し、土砂溜タンク１
内の土砂をスライド筒３内に取り込む。

（）土砂圧送工程；土砂取込工程終了時にリ
ミツトスイツチ２０がオンとなり、リレーSN
のコイル２２を励磁し自己保持させるが、リレ
ーSNの常開接点２６、常閉接点２７はオンデ
イレー接点となつているため、任意の設定時間
（0.1〜0.5秒程度）経過後に接点２６がオン、
接点２７がオフとなる。この時間遅れの間、作
動油は油圧切換弁１１とパイロツト操作チエツ
ク弁１３を通つてスライド筒用ジヤツキ８のボ
トム側に供給され続ける。しかし、スライド筒
先端部３ａは、スライド筒３がストロークエン
ド（伸限）となると同時にシール４に当接して
いるので、スライド筒用ジヤツキ８のボトム側
の油圧はリリーフ弁１５の設定圧（最高作動油
圧）まで上昇し、蓄圧器１４に蓄圧する。その
後、常閉接点２７がオフとなることにより、リ
レー２１の常開接点２４もオフとなるため、油
圧切換弁１１は中立位置となり、スライド筒用
ジヤツキ８への作動油の供給を停止する。一
方、常開接点２６がオンとなることにより、油
圧切換弁１２のソレノイドａが励磁され、油圧
切換弁１２のＡポートとＰポートを連通させる
ため、ピストン用ジヤツキ７のボトム側に圧油
が流入して土砂圧送ピストン２を前進させ、土
砂圧送工程に移つていくが、油圧切換弁１１を
通しての作動油の供給が停止した後も、パイロ
ツト操作チエツク弁１３を蓄圧器１４により、
スライド筒用ジヤツキ８のボトム側にはリリー
フ弁１５の設定圧に相当する油圧がたつたまま
となり、その油圧力でスライド筒３がシール４
側に押し付けられることになる。そして、圧送
工程時、常に前記(1)式の関係が満足されている
ので、スライド筒用ジヤツキ８のボトム側の作
動油行戻り流路８ａにホースを多量に使用して
いる場合、ホースのふくらみにより、スライド
筒３が圧送負荷の押し戻し力に負けて押し戻さ
れてしまうこともなく、前記油圧力によりスラ
イド筒先端部３ａをシール４に押し付けて、ス
ライド筒３内と土砂溜タンク１内を完全に密封
隔離することができる。

（）吸込工程；土砂圧送ピストン２が前進
し、スライド筒３内の土砂を押し出し完了する
位置までくると、リミツトスイツチ１９がオン
となり、リレーANのコイル２３を励磁し自己
保持させる。リレーANの常開接点２８がオフ
となることにより、リレーSNの常開接点２６
もオフとなるため、油圧切換弁１２のソレノイ
ドａは無励磁となり、ピストン用ジヤツキ７の
ボトム側への圧油の流入を止める。同時に、リ
レーANの常開接点２５がオンとなることによ
つて、油圧切換弁１１のソレノイドｂが励磁さ
れ、油圧切換弁１１のＡポートをＲポートに、
ＢポートをＰポートに連通させるため、スライ
ド用ジヤツキ８のロツド側に圧油が流入し、ロ
ツド側作動油行戻り流路８ｂからのパイロツト
圧によりパイロツト操作チエツク弁１３が開い
て、スライド筒３を復スライドさせる。このと
き、スライド筒３の基端が土砂圧送ピストン２
の鍔部９に係合し、土砂圧送ピストン２も同時
に復スライドさせる。

以後、上記（）、（）、（）の動作を繰返し
て土砂の圧送を行なう。

本実施例では、スライド筒用ジヤツキ８の作動
停止時にボトム側の作動油行戻り流路８ａを全閉
とする手段としてパイロツト操作チエツク弁１３
を用いているが、同一機能を果すものなら何でも
よい（例えば、パイロツト操作チエツク弁を用い
る代わりに、油圧切換弁１１を内部リークのない
ノンリーク弁としてもよい）。また、蓄圧手段と
して特別な蓄圧器１４を用いず、作動油行戻り流
路８ａに使用するホース類のふくらみによる蓄圧
機能を利用してもよい。

〔考案の効果〕

本考案によれば、圧送工程時に圧送負荷により
スライド筒先端部に働く押し戻し力に対抗する力
をスライド筒用ジヤツキに油圧力として発生さ
せ、その油圧力によりスライド筒の押し戻しを防
止することができるため、圧送工程時、スライド
筒内と土砂溜タンク内を完全に密封隔離して、土
砂の圧送効率を良好に維持できる。しかも、前進
位置にスライド筒を押しとどめるための機械的ス
トツパ等の別機構を必要としないので装置を簡
単、安価に構成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の油圧回路図、第２
図は同電気回路、第３図は土砂圧送装置の動作説
明図、第４図は第３図Ｓ部の一例を示す拡大図、
第５図は第３図Ｓ部の他の例を示す拡大図であ
る。１……土砂溜タンク、２……土砂圧送ピスト
ン、３……スライド筒、４……シール、５……圧
送パイプ、７……ピストン用ジヤツキ、８……ス
ライド筒用ジヤツキ、８ａ……スライド筒用ジヤ
ツキのボトム側の作動油行戻り流路、１１……ス
ライド筒用ジヤツキの油圧切換弁、１３……パイ
ロツト操作チエツク弁（作動油行戻り流路８ａを
全閉とする手段）、１４……蓄圧器（蓄圧手段）、
２０……土砂取込工程終了を検知するリミツトス
イツチ、SN……時限リレー（時限動作要素）、２
６，２７……オンデイレー接点。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

土砂溜タンクと、先端が開口し前記土砂溜タン
ク内を直線的に往復スライドするスライド筒と、
このスライド筒内をスライド筒の軸方向に往復ス
ライドする土砂圧送ピストンと、スライド筒を軸
方向に往復駆動するスライド筒用ジヤツキと、土
砂圧送ピストンを軸方向に往復駆動するピストン
用ジヤツキと、土砂溜タンクに連設した圧送パイ
プとを備え、前記スライド筒を往スライドさせて
スライド筒内に土砂を取り込むと共に、スライド
筒内と土砂溜タンク内を密封隔離し、前記土砂圧
送ピストンを往スライドさせてスライド筒内の土
砂を押し出し圧送パイプ内に圧送する土砂圧送装
置において、スライド筒内ジヤツキの作動停止時
にスライド筒用ジヤツキのボトム側の作動油行戻
り流路を全閉とする手段を設けると共に、その作
動油行戻り流路に蓄圧手段を設け、かつ土砂取込
工程の終了を検知するリミツトスイツチの作動
後、スライド筒用ジヤツキの油圧切換弁がスライ
ド筒用ジヤツキのボトム側への作動油の供給を停
止するまでに前記蓄圧手段に蓄圧するに十分な時
間遅れを与える時限動作要素を設け、土砂圧送工
程時に圧送負荷によりスライド筒先端部に働く押
し戻し力に対抗する力をスライド筒用ジヤツキに
油圧力として発生させるようにしたことを特徴と
する土砂圧送装置。