JPH0727421Y2 - ノンセグメント・シールド工法用のポンプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ノンセグメント・シー
ルド工法用のポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド・トンネル工法では、ト
ンネルを掘る場合に、掘削しながら、１次覆工（セグメ
ント張付け）をし、全線開通後二次覆工（コンクリート
巻立）をしていた。なお、セグメントとは、掘削後のト
ンネル内部に連結してつながれる鉄製またはコンクリー
ト製の型枠である。

【０００３】この工法では、掘削中排土用のポンプが使
用され、二次覆工の段階でコンクリート圧送用のポンプ
が使用される。両ポンプが同期間に必要とされる事態は
無かった。しかし、近年、工期短縮を図るため、トンネ
ルを掘削したところから順に鉄製型枠を組み立て、セグ
メントを採用しないで、コンクリートで直接固めるノン
セグメント・シールド工法が開発され、脚光を浴びてい
る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところが、ノンセグメ
ント・シールド工法では、トンネル内に、排土用のポン
プと、コンクリート圧送用のポンプの少なくとも２台の
ポンプを配置しているが、排土作業とコンクリート圧送
作業が時間的に同時に行なわれることはない。そこで、
１台のポンプを、排土用と、コンクリート圧送用とに供
することが考えられるが、１台のポンプでは、圧送され
る対象物が変わる度に、輸送管やポンプ内を洗浄した
り、配管をし直す必要があり、作業効率が悪くなる。

【０００５】そのため、排土用，コンクリート圧送用の
２台のポンプが欲しいことになるが、２台のポンプを設
置しても一方のポンプを運転した時、他方のポンプは非
運転状態となり、運転効率が悪い。本考案は、上述の問
題点を解決するためになされたもので、その目的は、１
台のパワーユニットで、排土用のポンプと、コンクリー
ト圧送用のポンプを駆動し、且つ、運転効率も充分に確
保することができるノンセグメント・シールド工法用の
ポンプ装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、油圧回路に設
けた電磁切換弁と、この電磁切換弁に制御信号を出力す
る位置検出手段とを有し、電磁切換弁からの圧油で駆動
する排土用ポンプユニットと、油圧回路に設けた電磁切
換弁と、この電磁切換弁に制御信号を出力する位置検出
手段とを有し、電磁切換弁からの圧油で駆動するコンク
リート用ポンプユニットと、排土用ポンプユニットとコ
ンクリート用ポンプユニットのいずれか一方の電磁切換
弁，位置検出手段を作動可能にするための切換スイッチ
を有するとともに、排土用ポンプユニットまたはコンク
リート用ポンプユニットのいずれか一方の油圧回路に切
換スイッチと同期して切り換えられ、切換スイッチで作
動可能状態のポンプユニット側に圧油を供給する圧油供
給切換弁を有するパワーユニットとを備えていることを
特徴とする。

【０００７】

【作用】本考案においては、パワーユニットの切換スイ
ッチを切り換えることにより、排土用ポンプユニットの
電磁切換弁，位置検出手段、または、コンクリート用ポ
ンプユニットの電磁切換弁，位置検出手段が作動可能状
態となる。切換スイッチの切換えと同時に圧油供給切換
弁を切り換えることにより、切換スイッチで作動可能状
態のポンプユニット側にパワーユニットから圧油が供給
され、排土用ポンプユニットまたはコンクリート用ポン
プユニットが駆動される。

【０００８】

【実施例】以下、図面により本考案の実施例について説
明する。図１に示すように、トンネル１内には、排土用
ポンプユニット２と、パワーユニット３と、コンクリー
ト用ポンプユニット４とが奥から順番に配置されてい
る。

【０００９】図２は、排土用ポンプユニット２の油圧回
路図と、コンクリート用ポンプユニット４の油圧回路図
と、パワーユニット３の油圧回路図とを示す。排土用ポ
ンプユニット２のポンプ本体，油圧回路とコンクリート
用ポンプユニット４のポンプ本体の構造，油圧回路は同
じなので、排土用ポンプユニット２のポンプ本体の構
造，油圧回路について説明し、コンクリート用ポンプユ
ニット４のポンプ本体の構造，油圧回路の説明は省略
し、特に必要な部分についてのみ説明する。また、排土
用ポンプユニット２における構成部品とコンクリート用
ポンプユニット４における構成部品は同一の番号を付す
る。

【００１０】図に示す排土用ポンプユニット２におい
て、５は排土を投入するホッパで、６，７はホッパ５内
の排土コンクリートをピストン６ａ，７ａにより吸入及
び吐出を行なう一対の排土コンクリート移送用シリンダ
である。８は流路切換弁としての揺動管で、ホッパ５内
に設けられ、その一端８ａが輸送管９に接続され、他端
８ｂは自由端となっており、揺動管８は一端８ａの軸心
を中心として回動させられて、他端８ｂを上記一対の排
土コンクリート移送用シリンダ６，７に交互に連通させ
るように揺動される。１０は揺動管４を揺動させるスイ
ングシリンダである。

【００１１】１１，１２は一対の油圧シリンダで、それ
ぞれそのロッド１１ａ，１２ａが一対の排土コンクリー
ト移送用シリンダ６，７内のピストン６ａ，７ａに連結
しており、ピストン６ａ，７ａを前進・後退させる。一
対の油圧シリンダ１１，１２の各一端側作動室１１ｂ，
１２ｂにそれぞれ第１管路１３及び第２管路１４を介し
て電磁切換弁１５からなる主方向制御弁が接続してい
る。各油圧シリンダ１１，１２の他端側作動室は相互に
管路１６に連通している。電磁切換弁１５は、一対のソ
レノイドＳＶ（Ａ），ＳＶ（Ｂ）を有している。ソレノ
イドＳＶ（Ａ），ＳＶ（Ｂ）は、後述するパイロット圧
切換弁２３からのパイロット圧により作動するようにな
っている。

【００１２】上記のスイングシリンダ１０は、第３管路
１７及び第４管路１８を介して電磁切換弁１９に接続
し、電磁切換弁１９は、ソレノイドＳＶ（Ｃ），ＳＶ
（Ｄ）を有している。ソレノイドＳＶ（Ｃ），ＳＶ
（Ｄ）は、後述するパイロット圧切換弁２３からのパイ
ロット圧により作動するようになっている。また、パワ
ーユニット３には、電動モータ２０で作動する主油圧ポ
ンプ２１，パイロット圧用ポンプ２２と、パイロット圧
切換弁２３と、圧油供給切換弁２４と、戻り路切換弁２
５と、冷却器２６と、フィルタ２７と、フィルタ２７を
収容する作動油タンク２８とが設けられている。

【００１３】そして、パイロット圧切換弁２３の一方の
圧油供給ポート２３Ａは、第１パイロット管２９Ａを介
して排土用ポンプユニット２の電磁切換弁１５，１９に
接続している。パイロット圧切換弁２３の他方の圧油供
給ポート２３Ｂは、第２パイロット管２９Ｂを介してコ
ンクリート用ポンプユニット３の電磁切換弁１５，１９
に接続している。パイロット圧切換弁２３のＰポート２
３Ｃは、パイロット圧用ポンプ２２に接続し、また、そ
のＴポート２３Ｄは、作動油タンク２８内に接続してい
る。

【００１４】圧油供給切換弁２４の一方の圧油供給ポー
ト２４Ａは、排土用ポンプユニット２の電磁切換弁１５
のＰポート１５Ｃに接続し、他方の圧油供給ポート２４
Ｂは、コンクリート用ポンプユニット４の電磁切換弁１
５のＰポート１５Ｃに接続している。圧油供給切換弁２
４のＰポート２４Ｃは、主油圧ポンプ２１に接続し、Ｔ
ポート２４Ｄは、作動油タンク２８内に接続している。

【００１５】戻り路切換弁２５の一方の戻りポート２５
Ａは、排土用ポンプユニット２の電磁切換弁１９のＴポ
ート１９Ｄに接続し、他方の戻りポート２５Ｂは、コン
クリート用ポンプユニット４の電磁切換弁１９のＴポー
ト１９Ｄに接続している。戻り路切換弁２５の一方の排
出ポート２５Ｃは、冷却器２６，フィルタ２７を介して
作動油タンク２８内に接続している。他方の排出ポート
２５Ｄは、作動油タンク２８内に接続している。

【００１６】また、排土用ポンプユニット２における電
磁切換弁１５のＴポート１５Ｄは、電磁切換弁１９のＰ
ポート１９Ｃに接続している。同様にして、コンクリー
ト用ポンプユニット４における電磁切換弁１５のＴポー
ト１５Ｄは、電磁切換弁１９のＰポート１９Ｃに接続し
ている。そして、図中、排土用ポンプユニット２におい
て、ＬＳ（１１）は油圧シリンダ１１のピストン１１ａ
の前進移動のストローク端を検知するリミットスイッチ
からなる位置検出手段、ＬＳ（１２）は油圧シリンダ１
２のピストン１２ａの前進移動のストローク端を検知す
るリミットスイッチからなる位置検出手段を示す。ま
た、ＬＳ（１０Ａ）はスイングシリンダ１０のピストン
の前進移動のストローク端を検知するリミットスイッチ
からなる位置検出手段、ＬＳ（１０Ｂ）はスイングシリ
ンダ１０のピストンの後退移動のストローク端を検知す
るリミットスイッチからなる位置検出手段を示す。

【００１７】また、コンクリート用ポンプユニット４に
おいても、位置検出手段の符号は、排土用ポンプユニッ
ト２の符号と同様である。図３は、パワーユニット３の
電気配線図を示す。図において、電源＋側には、操作ス
イッチ３０の一端が接続され、操作スイッチ３０の他端
と電源−側の間に、リレーＲ１（３１），Ｒ２（３
２），Ｒ３（３３），Ｒ４（３４）が並列に設けられて
いる。

【００１８】そして、リレーＲ１（３１）のｃ接点３１
Ａ，ｃ接点３１Ｂ，ｃ接点３１Ｃ，ｃ接点３１Ｄの一端
が制御回路３５に接続され、リレーＲ２（３２）のｃ接
点３２Ａ，ｃ接点３２Ｂ，ｃ接点３２Ｃ，ｃ接点３２Ｄ
の一端が制御回路３５に接続され、さらに、リレーＲ３
（３３）のｃ接点３３Ａ，ｃ接点３３Ｂ，ｃ接点３３Ｃ
の一端が制御回路３５に接続されている。

【００１９】リレーＲ４（３４）のｃ接点３４Ａが、電
源＋側に設けられ、このｃ接点３４Ａのａ接点部と、電
源−側の間に、図２に示す上記パイロット圧切換弁２
３，圧油供給切換弁２４，戻り路切換弁２５の各ソレノ
イド２３ａ，２４ａ，２５ａ、及び、，第１パイロット
ランプ３６が設けられている。また、リレーＲ４（３
４）のｃ接点３４Ａのｂ接点部と、電源−側の間に、第
２パイロットランプ３７が設けられている。

【００２０】図４は、排土用ポンプユニット２及びコン
クリート用ポンプユニット４の電気配線図を示し、図３
のパワーユニット３との接続状態を説明する。先ず、排
土用ポンプユニット２に設けられた電磁切換弁１９のソ
レノイドＳＶ（Ｄ），ＳＶ（Ｃ）の各一端に接続された
リード線（イ），（ロ）は、図３のリレーＲ１（３１）
のｃ接点３１Ａのａ接点部，ｃ接点３１Ｂのａ接点部に
接続されている。また、排土用ポンプユニット２に設け
られた電磁切換弁１５のソレノイドＳＶ（Ｂ），ＳＶ
（Ａ）の各一端に接続されたリード線（ハ），（ニ）
は、図２のリレーＲ１（３１）のｃ接点３１Ｃのａ接点
部，ｃ接点３１Ｄのａ接点部に接続されている。

【００２１】電磁切換弁１９のソレノイドＳＶ（Ｄ），
ＳＶ（Ｃ）、及び電磁切換弁１５のソレノイドＳＶ
（Ｂ），ＳＶ（Ａ）の各他端に接続されたリード線
（ホ）は、リレーＲ２（３２）のｃ接点３２Ａのａ接点
部に接続している。位置検出手段ＬＳ（１１），ＬＳ
（１２）の各一端に接続されているリード線（チ）は、
リレーＲ２（３２）のｃ接点３２Ｄのａ接点部に接続し
ている。位置検出手段ＬＳ（１１），ＬＳ（１２）の各
他端に接続されているリード線（ヘ），（ト）は、リレ
ーＲ２（３２）のｃ接点３２Ｂのａ接点部，ｃ接点３２
Ｃのａ接点部に接続している。

【００２２】位置検出手段ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１０
Ｂ）の各一端に接続されているリード線（ル）は、リレ
ーＲ３（３３）のｃ接点３３Ｃのａ接点部に接続してい
る。位置検出手段ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１０Ｂ）の各
他端に接続されているリード線（リ），（ヌ）は、リレ
ーＲ３（３３）のｃ接点３３Ａのａ接点部，ｃ接点３３
Ｂのａ接点部に接続している。

【００２３】一方、コンクリート用ポンプユニット４に
設けられた電磁切換弁１９のソレノイドＳＶ（Ｄ），Ｓ
Ｖ（Ｃ）の各一端に接続されたリード線（ヲ），（ワ）
は、図３のリレーＲ１（３１）のｃ接点３１Ａのｂ接点
部，ｃ接点３１Ｂのｂ接点部に接続されている。また、
コンクリート用ポンプユニット４に設けられた電磁切換
弁１５のソレノイドＳＶ（Ｂ），ＳＶ（Ａ）の各一端に
接続されたリード線（カ），（ヨ）は、図２のリレーＲ
１（３１）のｃ接点３１Ｃのｂ接点部，ｃ接点３１Ｄの
ｂ接点部に接続されている。

【００２４】電磁切換弁１９のソレノイドＳＶ（Ｄ），
ＳＶ（Ｃ）、電磁切換弁１５のソレノイドＳＶ（Ｂ），
ＳＶ（Ａ）の各他端に接続されたリード線（タ）は、リ
レーＲ２（３２）のｃ接点３２Ａのｂ接点部に接続して
いる。位置検出手段ＬＳ（１１），ＬＳ（１２）の各一
端に接続されているリード線（ツ）は、リレーＲ２（３
２）のｃ接点３２Ｄのｂ接点部に接続している。位置検
出手段ＬＳ（１１），ＬＳ（１２）の各他端に接続され
ているリード線（レ），（ソ）は、リレーＲ２（３２）
のｃ接点３２Ｂのｂ接点部，ｃ接点３２Ｃのｂ接点部に
接続している。

【００２５】位置検出手段ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１０
Ｂ）の各一端に接続されているリード線（ラ）は、リレ
ーＲ３（３３）のｃ接点３３Ｃのｂ接点部に接続してい
る。位置検出手段ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１０Ｂ）の各
他端に接続されているリード線（ネ），（ナ）は、リレ
ーＲ２（３３）のｃ接点３３Ａのｂ接点部，ｃ接点３３
Ｂのｂ接点部に接続している。

【００２６】次に、本実施例の作用を説明する。図３，
図４において、パワーユニット３の操作スイッチ３０が
オフの状態のときには、リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４
が消磁しており、従って、リレーＲ１のｃ接点３１Ａ，
３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄの各ａ接点部がオフで、それら
の各ｂ接点部がオンになっている。リレーＲ２のｃ接点
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄの各ａ接点部がオフ
で、それらの各ｂ接点部がオンになっている。リレーＲ
３のｃ接点３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの各ａ接点部がオフ
で、それらの各ｂ接点部がオンになっている。

【００２７】その結果、コンクリート用ポンプユニット
４の電磁切換弁１５のソレノイドＳＶ（Ａ），ＳＶ
（Ｂ）と、電磁切換弁１９のソレノイドＳＶ（Ｃ），Ｓ
Ｖ（Ｄ）と、位置検出手段ＬＳ（１１），ＬＳ（１２）
と、位置検出手段ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１０Ｂ）とが
作動待機の状態にある。一方、排土用ポンプユニット２
の電磁切換弁１５のソレノイドＳＶ（Ａ），ＳＶ（Ｂ）
と、電磁切換弁１９のソレノイドＳＶ（Ｃ），ＳＶ
（Ｄ）と、位置検出手段ＬＳ（１１），ＬＳ（１２）
と、位置検出手段ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１０Ｂ）と
は、作動しない状態にある。

【００２８】そして、リレーＲ４のｃ接点３４Ａのａ接
点部がオフになっているので、パイロット圧切換弁２
３，圧油供給切換弁２４，戻り路切換弁２５の各ソレノ
イド２３ａ，２４ａ，２５ａは消磁しており、従って、
排土用ポンプユニット２における油圧回路の油は、パイ
ロット圧切換弁２３，圧油供給切換弁２４，戻り路切換
弁２５を介して作動油タンク２８に戻る状態にある。一
方、コンクリート用ポンプユニット４における電磁切換
弁１５，１９には、パイロット圧用ポンプ２２からパイ
ロット圧切換弁２３を介してパイロット用の油が供給さ
れるとともに、主油圧ポンプ２１から圧油供給切換弁２
４を介して油が電磁切換弁１５に供給され、この油は電
磁切換弁１９から、戻り路切換弁２５を経て、作動油タ
ンク２８に戻る。

【００２９】要するに、パワーユニット３の操作スイッ
チ３０がオフの状態のときには、排土用ポンプユニット
２は非作動状態にあり、コンクリート用ポンプユニット
４は作動可能状態にある。また、パワーユニット３の操
作スイッチ３０を切り換えてオンにすると、リレーＲ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が励磁し、また、パイロット圧切
換弁２３，圧油供給切換弁２４，戻り路切換弁２５の各
ソレノイド２３ａ，２４ａ，２５ａが励磁するので、上
述の操作スイッチ３０がオフの状態と逆の動作で、排土
用ポンプユニット２の電磁切換弁１５のソレノイドＳＶ
（Ａ），ＳＶ（Ｂ），電磁切換弁１９のソレノイドＳＶ
（Ｃ），ＳＶ（Ｄ）、位置検出手段ＬＳ（１１），ＬＳ
（１２），ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１０Ｂ）が作動可能
状態となる。同時に、パイロット圧切換弁２３，圧油供
給切換弁２４，戻り路切換弁２５の各ソレノイドも励磁
する。これにより、パワーユニット３の操作スイッチ３
０がオンの状態のときには、排土用ポンプユニット２は
作動可能状態にあり、コンクリート用ポンプユニット４
は非作動状態にある。

【００３０】このようにして、パワーユニット３の操作
スイッチ３０を切り換えることにより、パイロット圧切
換弁２３，圧油供給切換弁２４，戻り路切換弁２５及び
リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の同時切換が可能にな
り、パワーユニット３は、排土用ポンプユニット２また
はコンクリート用ポンプユニット４の、電磁切換弁１５
のソレノイドＳＶ（Ａ），ＳＶ（Ｂ），電磁切換弁１９
のソレノイドＳＶ（Ｃ），ＳＶ（Ｄ）、位置検出手段Ｌ
Ｓ（１１），ＬＳ（１２），ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１
０Ｂ）に接続される。

【００３１】以上の如き構成によれば、ノンセグメント
・シールド工法では、排土作業とコンクリート圧送作業
が時間的に同時に行なわれないとういう作業条件があ
り、これを利用して、１台のパワーユニット３で排土用
ポンプユニット２，コンクリート用ポンプ４の２つのポ
ンプを時間をずらして独立に駆動させることができる。
これにより、排土用ポンプユニット２，コンクリート用
ポンプ４の２つのポンプに対して１台のパワーユニット
３で足り、これを常時運転状態にし、その運転効率を高
めることができる。

【００３２】そして、排土作業には排土用ポンプユニッ
ト２を使用し、コンクリート圧送作業には、コンクリー
ト用ポンプユニット４を使用しているので、各ポンプユ
ニット２，４を独立して使用することができ、輸送管や
ポンプ内を洗浄したり、配管をし直す作業が不要にな
り、作業能率を高めることができる。なお、本実施例に
おいては、スイングシリンダ１０の往復作動を切り換え
るのに、位置検出手段ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１０Ｂ）
を設置しているが、これらの位置検出手段が無くても、
位置検出手段ＬＳ（１１），ＬＳ（１２）の作動に適切
なタイミングで同期するシーケンス回路を採用すること
により、これら位置検出手段ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ（１
０Ｂ）を無くすこともできる。

【００３３】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
ノンセグメント・シールド工法では、排土作業とコンク
リート圧送作業が時間的に同時に行なわれないという作
業条件があり、これを利用して、１台のパワーユニット
で排土用ポンプユニット，コンクリート用ポンプの２つ
のポンプを駆動させることができる。即ち、排土用ポン
プユニット，コンクリート用ポンプの２つのポンプに対
して１台のパワーユニットで足り、これを常時運転状態
にし、その運転効率を高めることができる。

【００３４】そして、排土作業には排土用ポンプユニッ
トを使用し、コンクリート圧送作業には、コンクリート
用ポンプユニットを使用しているので、各ポンプユニッ
トを独立して使用することができ、輸送管やポンプ内を
洗浄したり、配管をし直す作業が不要になり、作業能率
を高めることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係わるパワーユニット，排土
用ポンプユニット，コンクリート用ポンプユニットのト
ンネル内配置側面図である。

【図２】同実施例の油圧回路図である。

【図３】同実施例のパワーユニット側の電気配線図であ
る。

【図４】同実施例の排土用ポンプユニット，コンクリー
ト用ポンプユニット側の電気配線図である。

【符号の説明】

２ 排土用ポンプユニット ３ パワーユニット ４ コンクリート用ポンプユニット ２４ 圧油供給切換弁 １５，１９ 電磁切換弁 ３１，３２，３３，３４ リレー ＬＳ（１１），ＬＳ（１２），ＬＳ（１０Ａ），ＬＳ
（１０Ｂ） 位置検出手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧回路に設けた電磁切換弁と、この電
   磁切換弁に制御信号を出力する位置検出手段とを有し、
   電磁切換弁からの圧油で駆動する排土用ポンプユニット
   と、油圧回路に設けた電磁切換弁と、この電磁切換弁に
   制御信号を出力する位置検出手段とを有し、電磁切換弁
   からの圧油で駆動するコンクリート用ポンプユニット
   と、排土用ポンプユニットとコンクリート用ポンプユニ
   ットのいずれか一方の電磁切換弁，位置検出手段を作動
   可能にするための切換スイッチを有するとともに、排土
   用ポンプユニットまたはコンクリート用ポンプユニット
   のいずれか一方の油圧回路に切換スイッチと同期して切
   り換えられ、切換スイッチで作動可能状態のポンプユニ
   ット側に圧油を供給する圧油供給切換弁を有するパワー
   ユニットとを備えていることを特徴とするノンセグメン
   ト・シールド工法用のポンプ装置。