JPH0893387A - シールド機における排土量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】排土量を極力正確に算出する。 【構成】内部に排土流動空間１３ａが形成されたケーシ
ング１３を有し、ケーシング１３に、その内外を連通す
る形で排土受入口２９及び排土排出口３０を形成し、排
土流動空間１３ａに、スクリュー駆動装置１９により駆
動自在なスクリューコンベア１７を、排土受入口２９か
ら排土流動空間１３ａに受入れた排土を排土排出口３０
側に運搬し得る形で設置し、排土流動空間１３ａのうち
スクリューコンベア１７より排土排出口３０側に、該排
土流動空間１３ａを流動しようとする排土の流動圧力に
より回転軸Ｑ３を中心として回転し得るポンプ装置２２
を設置し、ポンプ装置２２の回転数ＫＳを測定し得る回
転数検知装置２７、回転数検出部４１を設け、測定され
た回転数ＫＳに基づいて排土流動空間１３ａを通過した
排土量ＨＲを演算する排土量演算部４２を設け、演算さ
れた排土量ＨＲを外部に出力する出力部４３を設けて構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシールド機によって掘削
され排出される排土の量を測定するのに適した、シール
ド機における排土量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド機によって掘削され排出
される排土の量を測定し得る各種の排土量測定装置が使
用されている。従来の排土量測定装置の１つとしてスク
リュー回転数積算式排土量測定装置がある。即ち、従来
のスクリュー回転数積算式排土量測定装置は、シールド
機のカッター付近から掘削土を排土として取込み、取込
んだ排土を搬送して前記シールド機の後方のベルトコン
ベア等に排出し得る所定のスクリューコンベア装置と、
該スクリューコンベア装置のスクリューの駆動回転数を
検知し得る回転数検知装置と、検知したスクリューの駆
動回転数及び排土の土質による搬送効率等に基づいて前
記排出された排土の量を算出し得る排土量演算装置等か
らなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスクリ
ュー回転数積算式排土量測定装置では、スクリューの駆
動回転速度の変化等によって、スクリューコンベア装置
内を搬送される排土の密度が変化し、該スクリューコン
ベア装置による搬送効率が一定でなくなる。即ち、搬送
効率の変化によって、算出される排土量が正確でなくな
り都合が悪かった。本発明は上記事情に鑑み、スクリュ
ーコンベア装置のスクリューの回転速度の変化等にかか
わらず、排土量を正確に算出し得る、シールド機におけ
る排土量測定装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のうち第一の発明
は、内部に排土流動空間（１３ａ）が形成されたケーシ
ング（１３）を有し、前記ケーシング（１３）に、該ケ
ーシング（１３）の内外を連通する形で排土受入口（２
９）及び排土排出口（３０）を形成し、前記排土流動空
間（１３ａ）に、所定の駆動手段（１９）により駆動自
在なスクリューコンベア（１７）を、前記排土受入口
（２９）から前記排土流動空間（１３ａ）に受入れた排
土を前記排土排出口（３０）側に運搬し得る形で設置
し、前記排土流動空間（１３ａ）のうち前記スクリュー
コンベア（１７）より前記排土排出口（３０）側に、該
排土流動空間（１３ａ）を流動しようとする排土の流動
圧力により所定の回転軸（Ｑ３）を中心として回転し得
る抵抗回転手段（２２、５５、６０）を設置し、前記抵
抗回転手段（２２、５５、６０）の回転数（ＫＳ）を測
定し得る回転数測定手段（２７、４１）を設け、前記測
定された回転数（ＫＳ）に基づいて前記排土流動空間
（１３ａ）を通過した排土量（ＨＲ）を演算する排土量
演算部（４２）を設け、前記演算された排土量（ＨＲ）
を外部に出力する出力部（４３）を設けて構成される。
本発明のうち第二の発明は、第一の発明の排土量測定装
置（１２）において、前記排土流動空間（１３ａ）にお
いて、前記スクリューコンベア（１７）と前記抵抗回転
手段（２２、５５、６０）との間にサンドプラグゾーン
（ＳＰ）を形成したことを特徴とする。本発明のうち第
三の発明は、第一の発明の排土量測定装置（１２）にお
いて、前記抵抗回転手段（２２）は、前記排土流動空間
（１３ａ）を流動しようとする排土の流動圧力により所
定の回転軸（Ｑ３）を中心として回転し得る回転容積型
一軸偏心ネジポンプ（２２）である。本発明のうち第四
の発明は、第一の発明の排土量測定装置（１２）におい
て、前記抵抗回転手段（５５、６０）は抵抗回転型スク
リューコンベア（５５、６０）である。本発明のうち第
五の発明は、第四の発明の排土量測定装置（１２）にお
いて、前記抵抗回転型スクリューコンベア（５５）は複
軸式の抵抗回転型スクリューコンベア（５５）である。
本発明のうち第六の発明は、内部に排土流動空間（１３
ａ）が形成されたケーシング（１３）を有し、前記ケー
シング（１３）に、該ケーシング（１３）の内外を連通
する形で排土受入口（２９）及び排土排出口（３０）を
形成し、前記排土流動空間（１３ａ）に、所定の駆動手
段（１９）により駆動自在なスクリューコンベア（１
７）を、前記排土受入口（２９）から前記排土流動空間
（１３ａ）に受入れた排土を前記排土排出口（３０）側
に運搬し得る形で設置し、前記排土流動空間（１３ａ）
のうち前記スクリューコンベア（１７）より前記排土排
出口（３０）側に、該排土流動空間（１３ａ）を流動し
ようとする排土の流動圧力により所定の回転軸（Ｑ３）
を中心として回転し得る抵抗回転手段（２２、５５、６
０）を設置し、前記抵抗回転手段（２２、５５、６０）
に補助駆動手段（６１）を、前記抵抗回転手段（２２、
５５、６０）を駆動自在な形に設置し、前記抵抗回転手
段（２２、５５、６０）に、前記スクリューコンベア
（１７）側から該抵抗回転手段（２２、５５、６０）に
かかる負荷を測定し得る負荷測定手段（６２）を設け、
前記測定された負荷に基づいて前記補助駆動手段（６
１）を駆動・停止させ得る補助駆動手段制御部（６３）
を設け、前記抵抗回転手段（２２、５５、６０）の回転
数（ＫＳ）を測定し得る回転数測定手段（２７、４１）
を設け、前記測定された回転数（ＫＳ）に基づいて前記
排土流動空間（１３ａ）を通過した排土量（ＨＲ）を演
算する排土量演算部（４２）を設け、前記演算された排
土量（ＨＲ）を外部に出力する出力部（４３）を設けて
構成される。なお、（ ）内の番号等は、図面における
対応する要素を示す、便宜的なものであり、従って、本
記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以
下の「作用」の欄についても同様である。

【０００５】

【作用】上記した構成により本発明のうち第一の発明で
は、排土がスクリューコンベア（１７）によって抵抗回
転手段（２２、５５、６０）の手前まで運搬され、該抵
抗回転手段（２２、５５、６０）の手前で圧密に加圧さ
れる。また、該排土は加圧されて得た圧力により抵抗回
転手段（２２、５５、６０）を回転させながら排土排出
口（３０）に流動する。本発明のうち第二の発明では、
スクリューコンベア（１７）によって運搬された排土は
抵抗回転手段（２２、５５、６０）の手前に形成された
サンドプラグゾーン（ＳＰ）において圧密に加圧され
る。本発明のうち第三の発明では、粘土質等の排土が均
一な密度で回転容積型一軸偏心ネジポンプ（２２）を流
動通過する。本発明のうち第四の発明では、排土の土質
が礫質等の場合においても、抵抗回転型スクリューコン
ベア（５５、６０）においては排土による噛み込み等が
起こらない。本発明のうち第五の発明では、抵抗回転型
スクリューコンベア（５５）を複軸式にすることで該抵
抗回転型スクリューコンベア（５５）を回転させる際の
抵抗が向上し、該抵抗回転型スクリューコンベア（５
５）の手前における排土の加圧が更に一層圧密になされ
る。本発明のうち第六の発明では、排土がスクリューコ
ンベア（１７）によって抵抗回転手段（２２、５５、６
０）の手前まで運搬され、該抵抗回転手段（２２、５
５、６０）の手前で圧密に加圧される。また、該排土は
加圧されて得た圧力により抵抗回転手段（２２、５５、
６０）を回転させながら排土排出口（３０）に流動す
る。更に、スクリューコンベア（１７）側から抵抗回転
手段（２２、５５、６０）にかかる負荷が負荷測定手段
（６２）により測定され、該測定された負荷に基づいて
補助駆動手段制御部（６３）が補助駆動手段（６１）を
駆動・停止させ、従って抵抗回転手段（２２、５５、６
０）が駆動或いは駆動解除されることにより、スクリュ
ーコンベア（１７）側から抵抗回転手段（２２、５５、
６０）にかかる負荷が極力一定の大きさに保たれる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明による排土量測定装置の一例を示し
た図、図２は、図１の排土量測定装置が設けられたシー
ルド機を示した図、図３及び図４は、本発明による排土
量測定装置のうち別の一例を示した図である。

【０００７】地山１中には、図２に示すように、掘削途
中の略水平な方向である図２の矢印Ａ、Ｂ方向（即ち、
図２の紙面左右方向）に伸延した掘削坑２が設けられて
おり、掘削坑２内には、複数のセグメントピースをリン
グ状に組立てたものを順次矢印Ａ、Ｂ方向に直列に接続
して構成されたセグメント覆工体３が設置されている。
更に掘削坑２内には該掘削坑２の切羽２ａに隣接した形
でシールド機５（図２では泥土圧式シールド機を示して
いる）が設置されており、シールド機５は、掘削坑２周
囲の地山１を支保した形の筒状の外殻６を有している。
また、シールド機５は前記切羽２ａにおいて地山１を矢
印Ａ方向に延長掘削し得る形のカッターユニット７を有
しており、カッターユニット７の前記切羽２ａと反対側
（即ちカッターユニット７の矢印Ｂ側）には、カッター
ユニット７によって掘削された掘削土が集められ得るカ
ッターチャンバ９が設けられている。前記セグメント覆
工体３の切羽２ａ側の端部３ａ付近はシールド機５の外
殻６内に挿入されており、外殻６内には、該外殻６内に
挿入されたセグメント覆工体３の端部３ａ付近で、複数
のセグメントピースをリング状に組立て得る所定のエレ
クタ装置１０が設けられている。また、外殻６内には、
該外殻６に対してセグメント覆工体３の端部３ａを矢印
Ｂ方向に押圧し得る複数の推進ジャッキ１１が設けられ
ている。即ち、シールド機５はカッターユニット７によ
る地山１の掘削と推進ジャッキ１１による押圧により矢
印Ａ方向に掘削坑２を延長掘削しながら前進し得るよう
になっている。またシールド機５が矢印Ａ方向に前進す
ると共に、エレクタ装置１０によってリング状に組立ら
れたセグメントピースを既設のセグメント覆工体３の端
部３ａに順次接続してセグメント覆工体３を矢印Ａ方向
に延長構築することができるようになっている。

【０００８】一方、シールド機５の外殻６内には本発明
による排土量測定装置１２が設けられており、排土量測
定装置１２は、図１及び図２に示すように、外殻６に対
して固定的に設けられた、基本的に円筒状のケーシング
１３を有している（なお、図１及び図２ではケーシング
１３内部が理解しやすいようにケーシング１３を鉛直な
平面による断面で示している。）。なお、ケーシング１
３のうち、その一端側は前記カッターチャンバ９内に配
置されており、他端側は外殻６よりも後側（即ち、外殻
６よりも矢印Ｂ側）に配置されている。また、ケーシン
グ１３は略水平な図の矢印Ａ、Ｂ方向よりも傾斜した図
の矢印Ｃ、Ｄ方向に伸延しており、従って前記一端側
（即ち矢印Ｃ側）が前記他端側（即ち矢印Ｄ側）に比べ
て下方に傾斜した形で配置されている。ケーシング１３
内部には矢印Ｃ、Ｄ方向に伸延した排土流動空間１３ａ
が形成されており、ケーシング１３のうち前記カッター
チャンバ９内に位置した部位には、ケーシング１３内外
を連通した排土受入口２９が、該ケーシング１３の上側
部位に形成されている。従って、カッターチャンバ９内
に集められた掘削土は適宜排土として該排土受入口２９
を介して排土流動空間１３ａに受入自在になっている。
また、ケーシング１３のうち矢印Ｄ側端付近の部位に
は、ケーシング１３内外を連通した排土排出口３０が、
該ケーシング１３の下側部位に形成されており、従って
排土流動空間１３ａ内の排土が該排土排出口３０を介し
てケーシング１３の外部に排出自在になっている。

【０００９】排土流動空間１３ａのうち矢印Ｃ側の部位
には、公知のスクリューコンベアと同様の、矢印Ｃ、Ｄ
方向に伸延した形のスクリューコンベア１７が矢印Ｃ、
Ｄ方向に伸延した回転軸Ｑ１を中心に、スクリュー羽根
１７ａが図の矢印Ｅ方向に軸回転自在になるように設置
されている（なお、スクリューコンベア１７におけるケ
ーシングは前記ケーシング１３と同一の部材からなって
いる。）。また、ケーシング１３のうちスクリューコン
ベア１７のスクリュー羽根１７ａの矢印Ｄ側端付近に対
応した位置にはスクリュー駆動装置１９が設けられてお
り、スクリュー駆動装置１９は、矢印Ｃ、Ｄ方向に伸延
した円柱状の複数のローラ２０を前記回転軸Ｑ１に平行
な回転軸Ｑ２を中心にそれぞれ図の矢印Ｆ方向に軸回転
自在に有しており、これらローラ２０は前記回転軸Ｑ１
を中心に対称な位置に配置されていると共に、これらロ
ーラ２０は前記スクリュー羽根１７ａの外周部１７ｂに
押圧当接した形で配置されている。また、スクリュー駆
動装置１９は、所定の駆動モータ２１を有しており、駆
動モータ２１と前記複数のローラ２０のうち少なくとも
１つのローラ２０との間には動力ベルト等の動力伝達手
段により動力伝達自在に接続されている。即ち、駆動モ
ータ２１の駆動による動力が前記動力伝達手段により所
定のローラ２０に伝達され、該ローラ２０が矢印Ｆ方向
に回転駆動されるようになっている。また、矢印Ｆ方向
に回転駆動される前記ローラ２０によって、該ローラ２
０に押圧当接したスクリュー羽根１７ａが矢印Ｅ方向に
回転駆動されるようになっている。更に、スクリュー羽
根１７ａの回転駆動により、排土流動空間１３ａのうち
スクリュー羽根１７ａの位置に存在する排土は該スクリ
ュー羽根１７ａを介して矢印Ｄ方向に運搬されるように
なっている。

【００１０】また、排土流動空間１３ａのうちスクリュ
ーコンベア１７より矢印Ｄ側の位置には、公知の回転容
積型一軸偏心ネジポンプと同様のポンプ装置２２が設置
されている。即ち、ポンプ装置２２は、ケーシング１３
内部に挿入設置されたゴム製のプラグ部材２３を有して
おり、プラグ部材２３の中心付近には、ねじれた形で矢
印Ｃ、Ｄ方向に連通した所定のねじれ流通孔２３ａが穿
設されている。また、ねじれ流通孔２３ａには、ねじれ
た形で矢印Ｃ、Ｄ方向に伸延した所定のねじれ棒部材２
６が矢印Ｃ、Ｄ方向に平行な所定の回転軸Ｑ３を中心に
矢印Ｇ方向に偏心回転自在に設けられている。なお、ね
じれ棒部材２６の矢印Ｄ側は所定のユニバーサルジョイ
ント２６ａ等を介してケーシング１３の矢印Ｄ側の端壁
部１３ｂに接続されており、該端壁部１３ｂには、ねじ
れ棒部材２６の矢印Ｇ方向の回転数を検知し得る回転数
検知装置２７が設けられている。つまり、以上説明した
ポンプ装置２２では、公知の回転容積型一軸偏心ネジポ
ンプと同様に、ねじれ流通孔２３ａの矢印Ｃ側端部から
矢印Ｄ方向に押圧される形で該ねじれ流通孔２３ａに挿
入して来た排土等が、続けて矢印Ｄ方向に押圧されるこ
とによりねじれ流通孔２３ａ内をねじれ棒部材２６を矢
印Ｇ方向に回転させながら矢印Ｄ方向に流動し得るよう
になっている。

【００１１】また、排土流動空間１３ａ内には、スクリ
ューコンベア１７とポンプ装置２２との間に、隙間空間
であるサンドプラグゾーンＳＰが形成されており、ポン
プ装置２２とケーシング１３の端壁部１３ｂとの間には
排土排出空間２５が形成されている。なお、排土排出口
３０には排出口開閉装置３１が設けられている。即ち、
排出口開閉装置３１はケーシング１３の外側部位にシリ
ンダ側が固定された油圧ジャッキであるゲートジャッキ
３２を有しており、該ゲートジャッキ３２のラム３２ａ
は矢印Ｃ、Ｄ方向に突出後退自在になっている。また、
ラム３２ａの先端側には排土排出口３０をケーシング１
３の外部側から覆う形で閉塞し得るゲート板３３が接続
されている。即ち、ゲートジャッキ３２がラム３２ａを
矢印Ｄ方向に突出させた状態においてゲート板３３が排
土排出口３０を閉塞し、ゲートジャッキ３２がラム３２
ａを矢印Ｃ方向に後退させた状態においてゲート板３３
が排土排出口３０を開放するようになっている。なお、
シールド機５後方付近には、図２に示すように、排土量
測定装置１２の排土排出口３０から排出された排土を受
取り、掘削坑２の坑口側に搬送し得るベルトコンベア５
０が設置されている。また、排土排出空間２５内には該
排土排出空間２５に充填された排土の圧力を測定し得る
所定の土圧計３５が設けられており、排出口開閉装置３
１は更に開閉制御装置３６をも有している。即ち、開閉
制御装置３６には前記ゲートジャッキ３２が、該ゲート
ジャッキ３２を駆動自在に接続されており、開閉制御装
置３６には前記土圧計３５が、該土圧計３５において測
定された土圧を受入自在に接続されている。つまり、ポ
ンプ装置２２を矢印Ｄ方向に通過して排土排出空間２５
に溜った排土の圧力を土圧計３５により測定し、該圧力
が所定の大きさを越えた場合に開閉制御装置３６がゲー
トジャッキ３２を駆動して排土排出口３０を開放し、排
土の排出により前記圧力が所定の大きさよりも小さくな
った場合に開閉制御装置３６がゲートジャッキ３２を駆
動して排土排出口３０を閉塞するようになっている。

【００１２】更に、排土量測定装置１２には演算装置３
７が設けられており、演算装置３７は主制御部３９を有
している。主制御部３９にはバス線３９ａを介して入力
部４０、回転数検出部４１、排土量演算部４２、出力部
４３が接続されている。なお、回転数検出部４１は前記
回転数検知装置２７と電気ケーブル等を介して接続され
ており、出力部４３は所定の掘削土量管理装置４５に電
気ケーブル等を介して接続されている。即ち、掘削土量
管理装置４５はシールド機５の推進ジャッキ１１に、該
推進ジャッキ１１のストローク量を検出自在に接続され
ている。

【００１３】掘削坑２、シールド機５、排土量測定装置
１２等は以上のように構成されているので、シールド機
５により矢印Ａ方向に掘削坑２を延長掘削しつつ、セグ
メント覆工体３を矢印Ａ方向に延長構築する際、シール
ド機５のカッターユニット７によって掘削された掘削土
はカッターチャンバ９に集められ、集められた掘削土は
適宜排土として、排土量測定装置１２のケーシング１３
の排土受入口２９から排土流動空間１３ａ内に受入れら
れる。ところで、排土量測定装置１２ではスクリュー駆
動装置１９によりスクリューコンベア１７が駆動されて
おり、従って排土流動空間１３ａ内に受入られた排土は
駆動されているスクリューコンベア１７を介して矢印Ｄ
方向に運搬され、スクリューコンベア１７の矢印Ｄ側、
即ちサンドプラグゾーンＳＰに溜められる。続けて、排
土受入口２９を介した排土流動空間１３ａへの排土の受
入及び、スクリューコンベア１７を介した排土の矢印Ｄ
方向への運搬を続けて、サンドプラグゾーンＳＰに排土
を更に溜め、従ってサンドプラグゾーンＳＰの排土を圧
密に加圧する。更に排土がサンドプラグゾーンＳＰに運
搬され、サンドプラグゾーンＳＰの排土の矢印Ｄ方向へ
流動しようとする流動圧力が高められる。サンドプラグ
ゾーンＳＰの排土の流動圧力が所定の大きさに高められ
ることにより、該サンドプラグゾーンＳＰの排土はポン
プ装置２２側へ流動する。即ち、所定の流動圧力を得た
排土が、該流動圧力によりねじれ棒部材２６を回転軸Ｑ
３を中心に図の矢印Ｇ方向に回転させつつ、ねじれ流通
孔２３ａを矢印Ｄ方向に流動する。続けてサンドプラグ
ゾーンＳＰ側から排土がねじれ流通孔２３ａに流入する
ことにより、ねじれ流通孔２３ａ内に存在していた排土
がねじれ棒部材２６を回転させながら該ねじれ流通孔２
３ａの矢印Ｄ側端より排土排出空間２５に押し出され
る。更に続けてサンドプラグゾーンＳＰ側から排土がね
じれ流通孔２３ａに流入され、ねじれ流通孔２３ａ内に
存在していた排土が排土排出空間２５に押し出され、排
土排出空間２５に溜った排土の圧力が所定の大きさを越
えることにより、上述したように開閉制御装置３６等を
介して排土排出口３０が開放され、排土排出空間２５に
溜った排土は該排土排出口３０を介してベルトコンベア
５０に排出され、該ベルトコンベア５０により掘削坑２
の坑口側に搬送される。なお、スクリューコンベア１７
によって運搬された排土はポンプ装置２２の手前である
サンドプラグゾーンＳＰにおいて圧密に加圧され、排土
流動空間１３ａを閉塞するサンドプラグＳ１（図１の二
点鎖線）を形成する。即ち、排土受入口２９から排土流
動空間１３ａに進入した泥水等はサンドプラグＳ１によ
って排土排出口３０側に流動できないので、排土排出口
３０等からの泥水の不用意な噴出等が防止されている。

【００１４】一方、回転数検知装置２７ではねじれ棒部
材２６の矢印Ｇ方向の回転数が検知されており、検知さ
れた回転数は逐次回転数検出部４１に伝送されている。
回転数検出部４１では、伝送された回転数に基づいて所
定の時刻Ｔ１（例えば一定時間おきの時刻）から所定の
時間ＴＪの間の回転数ＫＳを検出する。検出された回転
数ＫＳは主制御部３９を介して排土量演算部４２に伝送
される。ところで、ポンプ装置２２のねじれ流通孔２３
ａを流動通過する排土の密度が排土の土質等に応じて予
測されており、従ってポンプ装置２２のねじれ棒部材２
６が一回転することによりねじれ流通孔２３ａの断面を
流動通過する排土の体積、即ち搬送効率ＨＫが予め計算
されている。該予め計算された搬送効率ＨＫは、予め入
力部４０を介して演算装置３７に入力され、排土量演算
部４２に記憶されている。従って、排土量演算部４２で
は、前記時刻Ｔ１から時間ＴＪの間の回転数ＫＳと予め
記憶されている搬送効率ＨＫに基づいて、時刻Ｔ１から
時間ＴＪの間にポンプ装置２２を通過した排土の体積で
ある排土量ＨＲを演算する。即ち、排土量ＨＲは回転数
ＫＳと搬送効率ＨＫの積によって求まる。この排土量Ｈ
Ｒは時刻Ｔ１から時間ＴＪの間に排土流動空間１３ａを
通過した排土量と近似的にみなせる。演算され求められ
た排土量ＨＲは出力部４３を介して掘削土量管理装置４
５に出力伝送される。なお以上述べたように、ポンプ装
置２２の手前においてポンプ装置２２を回転駆動し得る
所定の圧力にまで圧密に加圧された排土がポンプ装置２
２を流動通過するので、ポンプ装置２７内の排土の密度
は均一化されることとなる。従って、スクリューコンベ
ア１７の回転速度の変化等によって、該スクリューコン
ベア１７内を運搬される排土の密度が変化しても、ポン
プ装置２２を流動通過する排土の密度は極力一定に保た
れる。つまり、ポンプ装置２２による排土の搬送効率Ｈ
Ｋが一定となるので、ポンプ装置２２の回転数ＫＳに基
づいて演算される排土量ＨＲは極力正確に算出される。

【００１５】一方、掘削土量管理装置４５では前記時刻
Ｔ１から時間ＴＪの間の、シールド機５の推進ジャッキ
１１のストローク量が検出されており、また掘削土量管
理装置４５では検出されたストローク量に基づいて、前
記時刻Ｔ１から時間ＴＪの間に掘削坑２を延長掘削した
掘削体積（即ち、掘削坑２の断面積とストローク量の
積）が演算され、該掘削体積によって前記時刻Ｔ１から
時間ＴＪの間の掘削によって生じるべき理論的な掘削土
の量が算出されている。従って掘削土量管理装置４５で
は、前記出力伝送された排土量ＨＲと前記理論的な掘削
土の量とを比較し、両者間の誤差等をディスプレイや印
刷出力等によってオペレータに表示する。つまり、オペ
レータは、該誤差等の表示により掘削坑２の延長掘削に
おける余剰掘削等があったかどうかを認識する。

【００１６】なお、上述した実施例では抵抗回転手段
は、排土流動空間１３ａを流動しようとする排土の流動
圧力により回転軸Ｑ３を中心として回転し得る、公知の
回転容積型一軸偏心ネジポンプと同様のポンプ装置２２
であったが、前記抵抗回転手段は抵抗回転型スクリュー
コンベアであってもよい。例えば、抵抗回転手段が抵抗
回転型スクリューコンベアである排土量測定装置１２で
は、図３に示すように、ケーシング１３の排土流動空間
１３ａのスクリューコンベア１７の矢印Ｄ側に、２つの
スクリュー羽根５５ａを有し、各回転軸Ｑ３、Ｑ３がと
もに矢印Ｃ、Ｄ方向に伸延した２軸式の抵抗回転型スク
リューコンベアである２軸スクリューコンベア５５が設
置されている（なお抵抗回転型スクリューコンベアは１
軸式でもよいし、３軸式以上でもよい。また２軸スクリ
ューコンベア５５のケーシングはケーシング１３と同一
の部材からなっている。）。２軸スクリューコンベア５
５には駆動手段が設けられておらず、スクリューコンベ
ア１７から運搬されてくる排土の矢印Ｄ方向への流動圧
力により２つのスクリュー羽根５５ａが回転軸Ｑ３、Ｑ
３を中心に回転するようになっている。

【００１７】また、上述した実施例では抵抗回転手段に
は何等駆動手段が設けられていなかったが、抵抗回転手
段に補助駆動手段を、前記抵抗回転手段を駆動自在な形
に設置してもよい、例えば、抵抗回転手段に補助駆動手
段が設置された排土量測定装置１２では、図４に示すよ
うに、ケーシング１３の排土流動空間１３ａのスクリュ
ーコンベア１７の矢印Ｄ側に１軸式の測定用スクリュー
コンベア６０が設置されている（なお測定用スクリュー
コンベア６０は複軸式の抵抗回転型スクリューコンベア
でもよいし、回転容積型一軸偏心ネジポンプでもよい。
また測定用スクリューコンベア６０のケーシングはケー
シング１３と同一の部材からなっている。）。測定用ス
クリューコンベア６０には矢印Ｄ側に補助駆動手段であ
る補助モータ６１が該測定用スクリューコンベア６０の
スクリュー羽根６０ａを回転軸Ｑ３を中心に回転駆動自
在に設けられており、測定用スクリューコンベア６０に
はスクリューコンベア１７側から該測定用スクリューコ
ンベア６０にかかる負荷（例えば軸方向の負荷）を測定
し得る負荷測定装置６２が設けられている。更に、測定
用スクリューコンベア６０は負荷測定装置６２により測
定された負荷に基づいて前記補助モータ６１を駆動・停
止させ得る補助モータ制御装置６３を有している（な
お、補助モータ６１が停止していても、該補助モータ６
１は測定用スクリューコンベア６０に対してブレーキ作
用を発揮しないものとする。）。即ち、スクリューコン
ベア１７によって排土が測定用スクリューコンベア６０
の手前（例えばサンドプラグゾーンＳＰ）まで運搬さ
れ、運搬された排土は該測定用スクリューコンベア６０
の手前（例えばサンドプラグゾーンＳＰ）において圧密
に加圧され、加圧されて得た圧力、即ち該排土が排土流
動空間を流動しようとする流動圧力により、該排土は前
記補助モータ６１によっては未だ駆動力が与えられてい
ない測定用スクリューコンベア６０を回転させながら排
土排出口３０に流動する。なお、上述したように負荷測
定装置６２は、スクリューコンベア１７側から送られる
排土により測定用スクリューコンベア６０にかかる負荷
（例えば軸方向の負荷）を測定して補助モータ制御装置
６３に伝送しており、補助モータ制御装置６３は、伝送
された負荷が所定の負荷Ｋ未満であることを判断して補
助モータ６１を停止状態に保つ（或いは、停止させ
る。）。つまり、測定用スクリューコンベア６０の手前
において該測定用スクリューコンベア６０を回転駆動し
得る所定の圧力にまで圧密に加圧された排土が測定用ス
クリューコンベア６０を流動通過するので、測定用スク
リューコンベア６０内の排土の密度は均一化されること
となる。また一方、スクリューコンベア１７から運搬さ
れる排土の時間当たりの量が突然増加するなどして、ス
クリューコンベア１７側から送られる排土により測定用
スクリューコンベア６０にかかる負荷が前記所定の負荷
Ｋ以上に突然上昇した場合には、負荷測定装置６２が測
定し伝送した負荷を受け取った補助モータ制御装置６３
が、該伝送された負荷が所定の負荷Ｋ以上であることを
判断して補助モータ６１を駆動させる（或いは、駆動状
態に保つ。）。つまり、測定用スクリューコンベア６０
が補助モータ６１により駆動されるので、測定用スクリ
ューコンベア６０内の排土には矢印Ｄ方向の力が加えら
れる。従ってスクリューコンベア１７側から送られる排
土により測定用スクリューコンベア６０にかかる負荷が
相対的に軽減される。よって、測定用スクリューコンベ
ア６０に対する不用意な大負荷を避けることができ、測
定用スクリューコンベア６０の回転動作がより一層円滑
になり、故障等も極力軽減される。また、測定用スクリ
ューコンベア６０内（或いは、手前）に運搬されている
排土に対し、スクリューコンベア１７からの加圧の程度
が突然増大しても、測定用スクリューコンベア６０によ
り該測定用スクリューコンベア６０内（或いは、手前）
の排土に矢印Ｄ方向の力が加えられるので、該排土に対
する加圧は相対的に軽減される。即ち、測定用スクリュ
ーコンベア６０内（或いは、手前）の排土の密度は極力
均一化されることとなる。つまり、測定用スクリューコ
ンベア６０の手前において圧密に加圧された排土が極力
一定の負荷を与える形で測定用スクリューコンベア６０
を流動通過するので、測定用スクリューコンベア６０に
よる排土の搬送効率ＨＫがより一層一定となる。また、
測定用スクリューコンベア６０には補助モータ６１側に
スクリュー羽根６０ａの回転数を検知し得る回転数検知
装置２７が設けられており、該回転数検知装置２７に
は、上述した１番目の実施例で説明したものと同様の演
算装置３７が接続されている。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち第一の
発明は、内部に排土流動空間１３ａ等の排土流動空間が
形成されたケーシング１３等のケーシングを有し、前記
ケーシングに、該ケーシングの内外を連通する形で排土
受入口２９等の排土受入口及び排土排出口３０等の排土
排出口を形成し、前記排土流動空間に、スクリュー駆動
装置１９等の所定の駆動手段により駆動自在なスクリュ
ーコンベア１７等のスクリューコンベアを、前記排土受
入口から前記排土流動空間に受入れた排土を前記排土排
出口側に運搬し得る形で設置し、前記排土流動空間のう
ち前記スクリューコンベアより前記排土排出口側に、該
排土流動空間を流動しようとする排土の流動圧力により
回転軸Ｑ３等の所定の回転軸を中心として回転し得るポ
ンプ装置２２、２軸スクリューコンベア５５、測定用ス
クリューコンベア６０等の抵抗回転手段を設置し、前記
抵抗回転手段の回転数ＫＳ等の回転数を測定し得る回転
数検知装置２７、回転数検出部４１等の回転数測定手段
を設け、前記測定された回転数に基づいて前記排土流動
空間を通過した排土量ＨＲ等の排土量を演算する排土量
演算部４２等の排土量演算部を設け、前記演算された排
土量を外部に出力する出力部４３等の出力部を設けて構
成されるので、排土受入口から排土流動空間に受入れら
れた排土はスクリューコンベアによって排土排出口側
に、従って抵抗回転手段の手前まで運搬される。更に、
スクリューコンベアにより排土を運搬することによって
抵抗回転手段の手前に運搬された排土は圧密に加圧さ
れ、加圧されて得た圧力、即ち該排土が排土流動空間を
流動しようとする流動圧力により、該排土は抵抗回転手
段を回転させながら排土排出口に流動する。つまり、抵
抗回転手段の手前において該抵抗回転手段を回転駆動し
得る所定の圧力にまで圧密に加圧された排土が抵抗回転
手段を流動通過するので、抵抗回転手段内の排土の密度
は均一化されることとなり、スクリューコンベアの回転
速度の変化等によって、該スクリューコンベア内を運搬
される排土の密度が変化しても、抵抗回転手段を流動通
過する排土の密度は極力一定に保たれる。つまり、抵抗
回転手段による排土の搬送効率が一定となるので、抵抗
回転手段の回転数に基づいて演算される排土量は極力正
確に算出され得る。また、スクリューコンベアによって
運搬された排土は抵抗回転手段の手前において圧密に加
圧されサンドプラグＳ１を形成する。即ち、排土受入口
から排土流動空間に進入した泥水等は前記サンドプラグ
Ｓ１によって排土排出口側に流動できないので、排土排
出口からの泥水の噴出等が防止されて都合がよい。

【００１９】本発明のうち第二の発明は、第一の発明の
排土量測定装置において、前記排土流動空間において、
前記スクリューコンベアと前記抵抗回転手段との間にサ
ンドプラグゾーンＳＰ等のサンドプラグゾーンを形成し
たことを特徴とするので、スクリューコンベアによって
運搬された排土は抵抗回転手段の手前に形成されたサン
ドプラグゾーンにおいて圧密に加圧される。従って、第
一の発明による効果に加えて、排土が圧密に加圧されて
形成されるサンドプラグＳ１がスクリューコンベア内で
形成されることが極力防止されるので、スクリューコン
ベアの回転動作を極力円滑にさせることができて都合が
よい。

【００２０】本発明のうち第三の発明は、第一の発明の
排土量測定装置において、前記抵抗回転手段は、前記排
土流動空間を流動しようとする排土の流動圧力により所
定の回転軸を中心として回転し得るポンプ装置２２等の
回転容積型一軸偏心ネジポンプであるので、第一の発明
による効果に加えて、特に排土が粘土質等の排土である
場合には、回転容積型一軸偏心ネジポンプを用いること
により排土の搬送効率が更に一層一定となる。しかも回
転容積型一軸偏心ネジポンプの回転動作が円滑で、排土
による目づまり等が起こりにくいので、排土の流動が更
に一層スムーズになり都合がよい。

【００２１】本発明のうち第四の発明は、第一の発明の
排土量測定装置において、前記抵抗回転手段は２軸スク
リューコンベア５５、測定用スクリューコンベア６０等
の抵抗回転型スクリューコンベアであるので、第一の発
明による効果に加えて、排土の土質が礫質等の場合にお
いても、排土による噛み込み等が起こりにくいので、排
土の流動が更に一層スムーズになり都合がよい。

【００２２】本発明のうち第五の発明は、第四の発明の
排土量測定装置において、前記抵抗回転型スクリューコ
ンベアは２軸スクリューコンベア５５等の複軸式の抵抗
回転型スクリューコンベアであるので、第四の発明によ
る効果に加えて、抵抗回転型スクリューコンベアを複軸
式にすることで該抵抗回転型スクリューコンベアを回転
させる際の抵抗が向上する。つまり、抵抗回転手段の手
前における排土の加圧が更に一層圧密になされることに
なるので、複軸式の抵抗回転型スクリューコンベアを流
動通過する排土の密度は更に一層一定に保たれ、複軸式
の抵抗回転型スクリューコンベアによる排土の搬送効率
が更に一層一定となる。

【００２３】本発明のうち第六の発明は、内部に排土流
動空間１３ａ等の排土流動空間が形成されたケーシング
１３等のケーシングを有し、前記ケーシングに、該ケー
シングの内外を連通する形で排土受入口２９等の排土受
入口及び排土排出口３０等の排土排出口を形成し、前記
排土流動空間に、スクリュー駆動装置１９等の所定の駆
動手段により駆動自在なスクリューコンベア１７等のス
クリューコンベアを、前記排土受入口から前記排土流動
空間に受入れた排土を前記排土排出口側に運搬し得る形
で設置し、前記排土流動空間のうち前記スクリューコン
ベアより前記排土排出口側に、該排土流動空間を流動し
ようとする排土の流動圧力により回転軸Ｑ３等の所定の
回転軸を中心として回転し得るポンプ装置２２、２軸ス
クリューコンベア５５、測定用スクリューコンベア６０
等の抵抗回転手段を設置し、前記抵抗回転手段に補助モ
ータ６１等の補助駆動手段を、前記抵抗回転手段を駆動
自在な形に設置し、前記抵抗回転手段に、前記スクリュ
ーコンベア側から該抵抗回転手段にかかる負荷を測定し
得る負荷測定装置６２等の負荷測定手段を設け、前記測
定された負荷に基づいて前記補助駆動手段を駆動・停止
させ得る補助モータ制御装置６３等の補助駆動手段制御
部を設け、前記抵抗回転手段の回転数ＫＳ等の回転数を
測定し得る回転数検知装置２７、回転数検出部４１等の
回転数測定手段を設け、前記測定された回転数に基づい
て前記排土流動空間を通過した排土量ＨＲ等の排土量を
演算する排土量演算部４２等の排土量演算部を設け、前
記演算された排土量を外部に出力する出力部４３等の出
力部を設けて構成されるので、排土受入口から排土流動
空間に受入れられた排土はスクリューコンベアによって
排土排出口側に、従って抵抗回転手段の手前まで運搬さ
れる。更に、スクリューコンベアにより排土を運搬する
ことによって抵抗回転手段の手前に運搬された排土は圧
密に加圧され、加圧されて得た圧力、即ち該排土が排土
流動空間を流動しようとする流動圧力により、該排土は
抵抗回転手段を回転させながら排土排出口に流動する。
また、スクリューコンベア側から抵抗回転手段にかかる
負荷が負荷測定手段により測定され、該測定された負荷
に基づいて補助駆動手段制御部が補助駆動手段を駆動・
停止させ、従って抵抗回転手段が駆動或いは駆動解除さ
れることにより、スクリューコンベア側から抵抗回転手
段にかかる負荷が極力一定の大きさに保たれる。つま
り、抵抗回転手段の手前において圧密に加圧された排土
が極力一定の負荷を与える形で抵抗回転手段を流動通過
するので、スクリューコンベアの回転速度の変化等によ
って、該スクリューコンベア内を運搬される排土の密度
が変化しても、抵抗回転手段を流動通過する排土の密度
は極力一定に保たれる。つまり、抵抗回転手段による排
土の搬送効率が一定となるので、抵抗回転手段の回転数
に基づいて演算される排土量は極力正確に算出され得
る。なお、スクリューコンベア側から抵抗回転手段にか
かる負荷が極力一定の大きさに保たれるので、抵抗回転
手段に対する不用意な大負荷を避けることができる。即
ち、抵抗回転手段の回転動作がより一層円滑になり、故
障等も極力軽減される。また、スクリューコンベアによ
って運搬された排土は抵抗回転手段の手前において圧密
に加圧されサンドプラグＳ１を形成する。即ち、排土受
入口から排土流動空間に進入した泥水等は前記サンドプ
ラグＳ１によって排土排出口側に流動できないので、排
土排出口からの泥水の噴出等が防止されて都合がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による排土量測定装置の一例を
示した図である。

【図２】図２は、図１の排土量測定装置が設けられたシ
ールド機を示した図である。

【図３】図３は、本発明による排土量測定装置のうち別
の一例を示した図である。

【図４】図４は、本発明による排土量測定装置のうち別
の一例を示した図である。

【符号の説明】

５……シールド機 １２……排土量測定装置 １３……ケーシング １３ａ……排土流動空間 １７……スクリューコンベア １９……駆動手段（スクリュー駆動装置） ２２……抵抗回転手段、回転容積型一軸偏心ネジポンプ
（ポンプ装置） ２７……回転数測定手段（回転数検知装置） ２９……排土受入口 ３０……排土排出口 ４１……回転数測定手段（回転数検出部） ４２……排土量演算部 ４３……出力部 ５５……抵抗回転手段、抵抗回転型スクリューコンベ
ア、複軸式の抵抗回転型スクリューコンベア（２軸スク
リューコンベア） ６０……抵抗回転手段、抵抗回転型スクリューコンベア
（測定用スクリューコンベア） ６１……補助駆動手段（補助モータ） ６２……負荷測定手段（負荷測定装置） ６３……補助駆動手段制御部（補助モータ制御装置） ＨＲ……排土量 ＫＳ……回転数 Ｑ３……回転軸 ＳＰ……サンドプラグゾーン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に排土流動空間が形成されたケーシン
   グを有し、 前記ケーシングに、該ケーシングの内外を連通する形で
   排土受入口及び排土排出口を形成し、 前記排土流動空間に、所定の駆動手段により駆動自在な
   スクリューコンベアを、前記排土受入口から前記排土流
   動空間に受入れた排土を前記排土排出口側に運搬し得る
   形で設置し、 前記排土流動空間のうち前記スクリューコンベアより前
   記排土排出口側に、該排土流動空間を流動しようとする
   排土の流動圧力により所定の回転軸を中心として回転し
   得る抵抗回転手段を設置し、 前記抵抗回転手段の回転数を測定し得る回転数測定手段
   を設け、 前記測定された回転数に基づいて前記排土流動空間を通
   過した排土量を演算する排土量演算部を設け、 前記演算された排土量を外部に出力する出力部を設けて
   構成したシールド機における排土量測定装置。
2. 【請求項２】前記排土流動空間において、前記スクリュ
   ーコンベアと前記抵抗回転手段との間にサンドプラグゾ
   ーンを形成したことを特徴とした請求項１記載のシール
   ド機における排土量測定装置。
3. 【請求項３】前記抵抗回転手段は、前記排土流動空間を
   流動しようとする排土の流動圧力により所定の回転軸を
   中心として回転し得る回転容積型一軸偏心ネジポンプで
   ある請求項１記載のシールド機における排土量測定装
   置。
4. 【請求項４】前記抵抗回転手段は抵抗回転型スクリュー
   コンベアである請求項１記載のシールド機における排土
   量測定装置。
5. 【請求項５】前記抵抗回転型スクリューコンベアは複軸
   式の抵抗回転型スクリューコンベアである請求項４記載
   のシールド機における排土量測定装置。
6. 【請求項６】内部に排土流動空間が形成されたケーシン
   グを有し、 前記ケーシングに、該ケーシングの内外を連通する形で
   排土受入口及び排土排出口を形成し、 前記排土流動空間に、所定の駆動手段により駆動自在な
   スクリューコンベアを、前記排土受入口から前記排土流
   動空間に受入れた排土を前記排土排出口側に運搬し得る
   形で設置し、 前記排土流動空間のうち前記スクリューコンベアより前
   記排土排出口側に、該排土流動空間を流動しようとする
   排土の流動圧力により所定の回転軸を中心として回転し
   得る抵抗回転手段を設置し、 前記抵抗回転手段に補助駆動手段を、前記抵抗回転手段
   を駆動自在な形に設置し、 前記抵抗回転手段に、前記スクリューコンベア側から該
   抵抗回転手段にかかる負荷を測定し得る負荷測定手段を
   設け、 前記測定された負荷に基づいて前記補助駆動手段を駆動
   ・停止させ得る補助駆動手段制御部を設け、 前記抵抗回転手段の回転数を測定し得る回転数測定手段
   を設け、 前記測定された回転数に基づいて前記排土流動空間を通
   過した排土量を演算する排土量演算部を設け、 前記演算された排土量を外部に出力する出力部を設けて
   構成したシールド機における排土量測定装置。