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JP7428735B2 - tunnel boring machine - Google Patents
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JP7428735B2 - tunnel boring machine - Google Patents

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JP7428735B2 JP2022015918A JP2022015918A JP7428735B2 JP 7428735 B2 JP7428735 B2 JP 7428735B2 JP 2022015918 A JP2022015918 A JP 2022015918A JP 2022015918 A JP2022015918 A JP 2022015918A JP 7428735 B2 JP7428735 B2 JP 7428735B2
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casing
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日出男 水野
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Description

本発明は、カッタヘッドからチャンバ内に取り込まれた掘削土砂をサンプリングする土砂サンプリング装置を備えたトンネル掘削機に関する。 The present invention relates to a tunnel excavator equipped with an earth and sand sampling device that samples excavated earth and sand taken into a chamber from a cutter head.

一般的なトンネル掘削機は、カッタヘッドを回転させ、そのカッタヘッドの前面に装着された複数のカッタビットが前方の地山を掘削し切羽を形成することにより、トンネルを掘削する。地山の掘削(切羽の切削)により生じた掘削土砂は、カッタヘッドに形成された開口部である土砂通過部を通過し、カッタヘッド背面側のチャンバ内に取り込まれる。その後、チャンバ内の掘削土砂は、トンネル掘削機内に設けられたスクリューコンベヤなどの土砂排出装置によって、トンネル延伸方向後方に向けて運搬および排出される。 A typical tunnel excavator excavates a tunnel by rotating a cutter head and using a plurality of cutter bits attached to the front of the cutter head to excavate the ground in front and form a face. The excavated earth and sand generated by excavating the earth (cutting the face) passes through the earth and sand passage part, which is an opening formed in the cutter head, and is taken into a chamber on the back side of the cutter head. Thereafter, the excavated earth and sand in the chamber is transported and discharged toward the rear in the tunnel extending direction by an earth and sand discharge device such as a screw conveyor provided in the tunnel excavator.

ここで、トンネル掘削機が泥土圧式シールド掘削機である場合、カッタヘッド前面は、中心部から放射状に延びる複数のカッタスポークで主に構成され、カッタヘッド前面のほとんどが開断面となる。この場合、周方向に相隣接するカッタスポーク間の隙間が土砂通過部となり、当該隙間(土砂通過部)からチャンバ内に掘削土砂が取り込まれる。 Here, when the tunnel excavator is a mud pressure type shield excavator, the front surface of the cutter head is mainly composed of a plurality of cutter spokes extending radially from the center, and most of the front surface of the cutter head is an open cross section. In this case, the gap between cutter spokes that are adjacent to each other in the circumferential direction becomes an earth and sand passage section, and the excavated earth and sand is taken into the chamber through the gap (earth and sand passage section).

一方、トンネル掘削機が泥水式シールド掘削機である場合、地山(切羽)の保持は泥水圧力で行うものの、地山(切羽)の崩落防止のためにカッタ面板を用いることが一般的であるので、カッタヘッド前面は、複数のカッタスポークと、周方向に相隣接するカッタスポーク間の隙間を塞ぐカッタ面板とから構成される。この場合、カッタスポークとカッタ面板の隙間、隣接するカッタ面板同士の隙間、またはカッタ面板の貫通穴として形成された複数のスリットなどが土砂通過部となり、当該スリットなどの土砂通過部からチャンバ内に掘削土砂が取り込まれる。 On the other hand, when the tunnel excavator is a mud shield excavator, the ground (face) is held by mud water pressure, but a cutter face plate is generally used to prevent the ground (face) from collapsing. Therefore, the front surface of the cutter head is composed of a plurality of cutter spokes and a cutter face plate that closes the gap between the circumferentially adjacent cutter spokes. In this case, a gap between the cutter spoke and the cutter face plate, a gap between adjacent cutter face plates, or multiple slits formed as through holes in the cutter face plate becomes the dirt passage part, and the dirt passes from the slit etc. into the chamber. Excavated soil is taken in.

近年、トンネル掘削機を用いたシールド工事において、地上への影響を最小限に抑えることが、これまで以上に重要視されている。これに対する技術として、カッタヘッドからチャンバに取り込まれた掘削土砂の性状が適切かどうかを確認する技術が求められている。このため、掘削機本体の機内側(隔壁よりも後方側)から、チャンバ内の掘削土砂を採取(サンプリング)するための土砂サンプリング装置が用いられる。例えば、特許文献1には、土砂取出用スクリュー羽根を備えた土砂サンプリング装置を隔壁に取り付け、当該スクリュー羽根の回転によりチャンバ内の掘削土砂をサンプリングすることが記載されている。 In recent years, it has become more important than ever to minimize the impact on the ground during shield construction using tunnel excavators. To solve this problem, there is a need for a technology that can check whether the properties of the excavated soil taken into the chamber from the cutter head are appropriate. For this reason, a soil sampling device is used to sample the excavated soil in the chamber from the inside of the excavator main body (the rear side of the bulkhead). For example, Patent Document 1 describes that an earth and sand sampling device equipped with a screw blade for taking out earth and sand is attached to a partition wall, and excavated earth and sand in a chamber is sampled by rotation of the screw blade.

特開2004-68250号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-68250

しかしながら、上記特許文献1に記載の従来の土砂サンプリング装置では、回転するスクリュー羽根を用いて、チャンバ内の掘削土砂を機内側に取り込む構造であるため、撹拌により掘削土砂の性状が変化してしまい、掘削土砂の性状を正確に把握できないという問題があった。また、当該従来の土砂サンプリング装置では、隔壁に設けられた開口を掘削土砂の取込み口としているため、チャンバ内における隔壁近辺の掘削土砂しか採取することができず、隔壁から前方に離隔した位置の掘削土砂を採取できないという問題もあった。 However, the conventional soil sampling device described in Patent Document 1 has a structure in which the excavated soil in the chamber is taken into the inside of the machine using a rotating screw blade, so the properties of the excavated soil change due to stirring. However, there was a problem in that the properties of the excavated soil could not be accurately determined. In addition, in the conventional sediment sampling device, since the opening provided in the bulkhead is used as the intake port for the excavated soil, it is possible to collect excavated soil only near the bulkhead in the chamber, and it is not possible to collect excavated soil in the vicinity of the bulkhead in the chamber. There was also the problem that excavated soil could not be collected.

そこで、本発明は、このような課題に鑑み、チャンバ内において隔壁から離隔した位置の掘削土砂を当該掘削土砂の性状に変化を与えることなくサンプリングすることが可能なトンネル掘削機を提供することを目的としている。 In view of these problems, the present invention aims to provide a tunnel excavator that is capable of sampling excavated soil at a position separated from the partition wall within a chamber without changing the properties of the excavated soil. The purpose is

上記課題を解決するために、本発明のトンネル掘削機は、
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前端に回転可能に設けられるカッタヘッドと、
前記カッタヘッドよりも前記掘削機本体の軸方向後方に、前記カッタヘッドと前記軸方向に間隔を空けて配置される隔壁と、
前記カッタヘッドと前記隔壁との間に区画される空間であるチャンバと、
を備え、
前記隔壁には、土砂サンプリング装置が設けられており、
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁よりも後方側の前記掘削機本体の内部である機体内に設けられ、前記隔壁に形成された開口に対向する位置に配置される筒状部材と、
前記筒状部材の内部に設けられるピストンと、
前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させることにより、前記筒状部材を前記機体内から前記開口を通じて前記チャンバ内に挿入し、前記筒状部材を前記チャンバ内から前記開口を通じて前記機体内に抜去する挿抜機構と、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に摺動させる摺動機構と、
前記隔壁の前記開口、または当該開口に連通する前記筒状部材の移動通路を開閉可能な開閉弁と、
を有し、
前記挿抜機構および前記摺動機構は、共通の移動機構で構成され、
前記共通の移動機構は、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に移動させるための動力を前記ピストンに付与する動力付与装置と、
前記ピストンとともに前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させるための係止部材と、
を有し、
前記共通の移動機構は、前記係止部材により係止された状態の前記ピストンに対して前記動力付与装置により前記動力を付与することによって、当該ピストンとともに前記筒状部材を軸方向に移動させることで、前記筒状部材の前記挿抜機構として機能する。
In order to solve the above problems, the tunnel excavator of the present invention has the following features:
A cylindrical excavator body,
a cutter head rotatably provided at the front end of the excavator body;
a partition wall disposed behind the cutter head in the axial direction of the excavator main body and spaced apart from the cutter head in the axial direction;
a chamber that is a space defined between the cutter head and the partition wall;
Equipped with
The partition wall is provided with a sediment sampling device,
The sediment sampling device includes:
a cylindrical member that is provided inside the excavator body on the rear side of the bulkhead and located at a position facing an opening formed in the bulkhead;
a piston provided inside the cylindrical member;
By moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member, the cylindrical member is inserted into the chamber from the body through the opening, and the cylindrical member is inserted from within the chamber through the opening. An insertion/extraction mechanism for removing the material into the aircraft body;
a sliding mechanism that slides the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
an on-off valve that can open and close the opening of the partition wall or the movement passage of the cylindrical member that communicates with the opening;
has
The insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism are configured with a common movement mechanism,
The common movement mechanism is
a power applying device that applies power to the piston to move the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
a locking member for moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member together with the piston;
has
The common moving mechanism is configured to move the cylindrical member together with the piston in the axial direction by applying the power from the power applying device to the piston that is locked by the locking member. This serves as the insertion/extraction mechanism for the cylindrical member.

前記土砂サンプリング装置は、前記開閉弁により前記隔壁の前記開口または前記移動通路を開け、かつ、前記挿抜機構により前記筒状部材を前記チャンバ内に挿入した状態で、前記摺動機構により前記ピストンを前記筒状部材の軸方向後方に摺動させることにより、前記チャンバ内の土砂を前記筒状部材の内部に取り込むようにしてもよい。 In the sediment sampling device, the opening of the partition wall or the moving passage is opened by the on-off valve, and the piston is moved by the sliding mechanism with the cylindrical member inserted into the chamber by the insertion/extraction mechanism. The earth and sand in the chamber may be taken into the interior of the cylindrical member by sliding the cylindrical member axially rearward.

前記係止部材は、
前記筒状部材の前端側に設けられ、前記筒状部材の前端側に摺動した前記ピストンを係止可能な前方ストッパーと、
前記筒状部材の後端側に設けられ、前記筒状部材の後端側に摺動した前記ピストンを係止可能な後方ストッパーと、
を含むようにしてもよい。
The locking member is
a front stopper provided on the front end side of the cylindrical member and capable of locking the piston slid on the front end side of the cylindrical member;
a rear stopper provided on the rear end side of the cylindrical member and capable of locking the piston slid on the rear end side of the cylindrical member;
may also be included.

前記動力付与装置は、前記筒状部材の軸方向に伸縮可能なジャッキを含み、
前記ジャッキは、前記筒状部材の後端開口を通じて前記ピストンに接続されており、前記筒状部材には接続されていないようにしてもよい。
The power imparting device includes a jack that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member,
The jack may be connected to the piston through a rear end opening of the cylindrical member, and may not be connected to the cylindrical member.

前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁に取り付けられ、前記筒状部材を収容するケーシングを有し、
前記ケーシングの内部空間は、前記隔壁の前記開口と連通し、前記筒状部材の前記移動通路を形成しており、
前記動力付与装置は、前記筒状部材よりも後方側の前記ケーシングの内部空間に対してエアーを供給および吸引可能な空圧装置を含むようにしてもよい。
The sediment sampling device includes:
a casing attached to the partition wall and accommodating the cylindrical member;
The internal space of the casing communicates with the opening of the partition wall and forms the movement passage of the cylindrical member,
The power applying device may include a pneumatic device capable of supplying and suctioning air to an internal space of the casing on the rear side of the cylindrical member.

前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁に取り付けられ、前記筒状部材を収容するケーシングをさらに有し、
前記ケーシングの内部空間は、前記隔壁の前記開口と連通し、前記筒状部材の前記移動通路を形成しており、
前記動力付与装置は、
前記筒状部材よりも後方側の前記ケーシングの内部空間に対してエアーを供給可能な空圧装置と、
前記筒状部材の後端開口を通じて前記ピストンに接続されたワイヤーと、
前記ワイヤーを巻き取る巻取装置と、
を含むようにしてもよい。
The sediment sampling device includes:
further comprising a casing attached to the partition wall and accommodating the cylindrical member,
The internal space of the casing communicates with the opening of the partition wall and forms the movement passage of the cylindrical member,
The power imparting device includes:
a pneumatic device capable of supplying air to an internal space of the casing on the rear side of the cylindrical member;
a wire connected to the piston through a rear end opening of the cylindrical member;
a winding device that winds up the wire;
may also be included.

上記課題を解決するために、本発明のトンネル掘削機は、
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前端に回転可能に設けられるカッタヘッドと、
前記カッタヘッドよりも前記掘削機本体の軸方向後方に、前記カッタヘッドと前記軸方向に間隔を空けて配置される隔壁と、
前記カッタヘッドと前記隔壁との間に区画される空間であるチャンバと、
を備え、
前記隔壁には、土砂サンプリング装置が設けられており、
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁よりも後方側の前記掘削機本体の内部である機体内に設けられ、前記隔壁に形成された開口に対向する位置に配置される筒状部材と、
前記筒状部材の内部に設けられるピストンと、
前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させることにより、前記筒状部材を前記機体内から前記開口を通じて前記チャンバ内に挿入し、前記筒状部材を前記チャンバ内から前記開口を通じて前記機体内に抜去する挿抜機構と、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に摺動させる摺動機構と、
前記隔壁の前記開口、または当該開口に連通する前記筒状部材の移動通路を開閉可能な開閉弁と、
を有し、
前記挿抜機構は、前記筒状部材の軸方向に伸縮可能なジャッキを含み、
前記ジャッキは、前記筒状部材に接続されており、
前記筒状部材の後端側は閉塞されており、
前記摺動機構は、前記ピストンよりも後方側の前記筒状部材の内部空間に対してエアーを供給および吸引可能な空圧装置を含むようにしてもよい。
In order to solve the above problems, the tunnel excavator of the present invention has the following features:
A cylindrical excavator body,
a cutter head rotatably provided at the front end of the excavator body;
a partition wall disposed behind the cutter head in the axial direction of the excavator main body and spaced apart from the cutter head in the axial direction;
a chamber that is a space defined between the cutter head and the partition wall;
Equipped with
The partition wall is provided with a sediment sampling device,
The sediment sampling device includes:
a cylindrical member that is provided inside the excavator body on the rear side of the bulkhead and located at a position facing an opening formed in the bulkhead;
a piston provided inside the cylindrical member;
By moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member, the cylindrical member is inserted into the chamber from the body through the opening, and the cylindrical member is inserted from within the chamber through the opening. An insertion/extraction mechanism for removing the material into the aircraft body;
a sliding mechanism that slides the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
an on-off valve that can open and close the opening of the partition wall or the movement passage of the cylindrical member that communicates with the opening;
has
The insertion/extraction mechanism includes a jack that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member,
The jack is connected to the cylindrical member,
The rear end side of the cylindrical member is closed,
The sliding mechanism may include a pneumatic device capable of supplying and suctioning air to an internal space of the cylindrical member on the rear side of the piston.

上記課題を解決するために、本発明のトンネル掘削機は、
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前端に回転可能に設けられるカッタヘッドと、
前記カッタヘッドよりも前記掘削機本体の軸方向後方に、前記カッタヘッドと前記軸方向に間隔を空けて配置される隔壁と、
前記カッタヘッドと前記隔壁との間に区画される空間であるチャンバと、
を備え、
前記隔壁には、土砂サンプリング装置が設けられており、
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁よりも後方側の前記掘削機本体の内部である機体内に設けられ、前記隔壁に形成された開口に対向する位置に配置される筒状部材と、
前記筒状部材の内部に設けられるピストンと、
前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させることにより、前記筒状部材を前記機体内から前記開口を通じて前記チャンバ内に挿入し、前記筒状部材を前記チャンバ内から前記開口を通じて前記機体内に抜去する挿抜機構と、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に摺動させる摺動機構と、
前記隔壁の前記開口、または当該開口に連通する前記筒状部材の移動通路を開閉可能な開閉弁と、
を有し、
前記挿抜機構は、前記筒状部材の軸方向に伸縮可能な第1ジャッキを含み、
前記摺動機構は、前記筒状部材の軸方向に伸縮可能な第2ジャッキを含み、
前記第2ジャッキの伸縮ロッドは、前記ピストンに接続されており、前記筒状部材には接続されておらず、
前記第2ジャッキの本体は、前記筒状部材に接続されており、
前記第1ジャッキの伸縮ロッドは、前記第2ジャッキの本体または前記筒状部材に接続されているようにしてもよい。
In order to solve the above problems, the tunnel excavator of the present invention has the following features:
A cylindrical excavator body,
a cutter head rotatably provided at the front end of the excavator body;
a partition wall disposed behind the cutter head in the axial direction of the excavator main body and spaced apart from the cutter head in the axial direction;
a chamber that is a space defined between the cutter head and the partition wall;
Equipped with
The partition wall is provided with a sediment sampling device,
The sediment sampling device includes:
a cylindrical member that is provided inside the excavator body on the rear side of the bulkhead and located at a position facing an opening formed in the bulkhead;
a piston provided inside the cylindrical member;
By moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member, the cylindrical member is inserted into the chamber from the body through the opening, and the cylindrical member is inserted from within the chamber through the opening. An insertion/extraction mechanism for removing the device into the body;
a sliding mechanism that slides the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
an on-off valve that can open and close the opening of the partition wall or the movement passage of the cylindrical member that communicates with the opening;
has
The insertion/extraction mechanism includes a first jack that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member,
The sliding mechanism includes a second jack that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member,
The telescoping rod of the second jack is connected to the piston and not connected to the cylindrical member,
The main body of the second jack is connected to the cylindrical member,
The telescopic rod of the first jack may be connected to the main body of the second jack or the cylindrical member.

上記課題を解決するために、本発明のトンネル掘削機は、
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前端に回転可能に設けられるカッタヘッドと、
前記カッタヘッドよりも前記掘削機本体の軸方向後方に、前記カッタヘッドと前記軸方向に間隔を空けて配置される隔壁と、
前記カッタヘッドと前記隔壁との間に区画される空間であるチャンバと、
を備え、
前記隔壁には、土砂サンプリング装置が設けられており、
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁よりも後方側の前記掘削機本体の内部である機体内に設けられ、前記隔壁に形成された開口に対向する位置に配置される筒状部材と、
前記筒状部材の内部に設けられるピストンと、
前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させることにより、前記筒状部材を前記機体内から前記開口を通じて前記チャンバ内に挿入し、前記筒状部材を前記チャンバ内から前記開口を通じて前記機体内に抜去する挿抜機構と、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に摺動させる摺動機構と、
前記隔壁の前記開口、または当該開口に連通する前記筒状部材の移動通路を開閉可能な開閉弁と、
を有し、
前記土砂サンプリング装置は、前記開閉弁により前記隔壁の前記開口または前記移動通路を開け、かつ、前記摺動機構により前記ピストンを前記筒状部材内で軸方向前方に前進させた状態で、前記挿抜機構により前記筒状部材を前記ピストンに対して相対的に前進させて、前記筒状部材を前記チャンバ内に挿入することにより、前記チャンバ内の土砂を前記筒状部材の内部に取り込み、
前記隔壁に取り付けられ、前記筒状部材を収容するケーシングをさらに有し、
前記ケーシングの内部空間は、前記筒状部材が配置される前方内部空間と、後方内部空間とに区分されており、
前記前方内部空間は、前記隔壁の前記開口と連通し、前記筒状部材の前記移動通路を形成しており、
前記後方内部空間には、前記後方内部空間を軸方向に摺動可能に設けられた可動部材が配置され、前記可動部材は、軸部材を介して前記ピストンに連結されており、
前記挿抜機構および前記摺動機構は、
前記ケーシングの前記後方内部空間に対して油圧を供給することにより、前記可動部材および前記軸部材を介して前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に移動させる第1油圧機構と、
前記ケーシングの前記前方内部空間のうち前記筒状部材よりも後方側の空間に対して油圧を供給することにより、前記筒状部材を軸方向前方に移動させる第2油圧機構と、
から構成されるようにしてもよい。
In order to solve the above problems, the tunnel excavator of the present invention has the following features:
A cylindrical excavator body,
a cutter head rotatably provided at the front end of the excavator body;
a partition wall disposed behind the cutter head in the axial direction of the excavator main body and spaced apart from the cutter head in the axial direction;
a chamber that is a space defined between the cutter head and the partition wall;
Equipped with
The partition wall is provided with a sediment sampling device,
The sediment sampling device includes:
a cylindrical member that is provided inside the excavator body on the rear side of the bulkhead and located at a position facing an opening formed in the bulkhead;
a piston provided inside the cylindrical member;
By moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member, the cylindrical member is inserted into the chamber from the body through the opening, and the cylindrical member is inserted from within the chamber through the opening. An insertion/extraction mechanism for removing the device into the body;
a sliding mechanism that slides the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
an on-off valve that can open and close the opening of the partition wall or the movement passage of the cylindrical member that communicates with the opening;
has
The sediment sampling device is configured to perform the insertion and removal in a state in which the opening of the partition wall or the movement passage is opened by the on-off valve, and the piston is advanced axially forward within the cylindrical member by the sliding mechanism. By moving the cylindrical member forward relative to the piston by a mechanism and inserting the cylindrical member into the chamber, dirt in the chamber is taken into the cylindrical member,
further comprising a casing attached to the partition wall and accommodating the cylindrical member,
The internal space of the casing is divided into a front internal space in which the cylindrical member is arranged and a rear internal space,
The front internal space communicates with the opening of the partition wall and forms the movement passage of the cylindrical member,
A movable member is disposed in the rear internal space so as to be slidable in the axial direction in the rear internal space, and the movable member is connected to the piston via a shaft member,
The insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism are
a first hydraulic mechanism that moves the piston in the axial direction of the cylindrical member via the movable member and the shaft member by supplying hydraulic pressure to the rear internal space of the casing;
a second hydraulic mechanism that moves the cylindrical member forward in the axial direction by supplying hydraulic pressure to a space on the rear side of the cylindrical member in the front internal space of the casing;
It may also be made up of:

本発明によれば、チャンバ内において隔壁から離隔した位置の掘削土砂を当該掘削土砂の性状に変化を与えることなくサンプリングすることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to sample excavated soil at a position separated from the partition wall within the chamber without changing the properties of the excavated soil.

本発明の実施形態に係るトンネル掘削機の全体構成を示す断面模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional schematic diagram which shows the whole structure of the tunnel excavation machine based on embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of the sediment sampling device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of the sediment sampling device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of the sediment sampling device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of the sediment sampling device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置の筒状部材の周辺構成を示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the peripheral configuration of a cylindrical member of the sediment sampling device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置の筒状部材の周辺および空圧装置の構成を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing the periphery of a cylindrical member and the configuration of a pneumatic device of a sediment sampling device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置の筒状部材の周辺および空圧装置の構成を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing the periphery of a cylindrical member and the configuration of a pneumatic device of a sediment sampling device according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 6th embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 6th embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置の動作を示す断面図である。It is a sectional view showing operation of a sediment sampling device concerning a 6th embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施形態の変更例に係る土砂サンプリング装置の構成を示す断面図である。It is a sectional view showing the composition of the earth and sand sampling device concerning the example of a modification of the 6th embodiment of the present invention.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in these embodiments are merely illustrative to facilitate understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In this specification and the drawings, elements with substantially the same functions and configurations are given the same reference numerals to omit redundant explanation, and elements not directly related to the present invention are omitted from illustration. do.

<1.トンネル掘削機の全体構成>
図1および図2を参照して、本発明の実施形態に係るトンネル掘削機1の構成について説明する。
<1. Overall configuration of tunnel excavator>
The configuration of a tunnel excavator 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1は、トンネル掘削機1の全体構成を示す断面模式図である。なお、図1中の矢印Fはトンネル掘削機1の前方向(つまり、進行方向)を示し、矢印Bはトンネル掘削機1の後方向を示す。図1中の矢印Fは切羽側を向き、矢印Bは坑口側を向く。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of a tunnel excavator 1. As shown in FIG. Note that the arrow F in FIG. 1 indicates the forward direction (that is, the traveling direction) of the tunnel excavating machine 1, and the arrow B indicates the rear direction of the tunnel excavating machine 1. Arrow F in FIG. 1 points toward the face, and arrow B points toward the mine entrance.

トンネル掘削機1は、地盤を掘削可能な土圧式(泥土圧式を含む。)のシールド掘削機である。図1に示すように、トンネル掘削機1は、掘削機本体10を備える。掘削機本体10は、筒状(例えば、円筒状または矩形筒状等)である。掘削機本体10の軸方向は、トンネル掘削機1の前後方向と一致する。 The tunnel excavator 1 is an earth pressure type (including mud pressure type) shield excavator that can excavate the ground. As shown in FIG. 1, the tunnel excavator 1 includes an excavator main body 10. The excavator main body 10 has a cylindrical shape (for example, a cylindrical shape or a rectangular cylindrical shape). The axial direction of the excavator main body 10 coincides with the longitudinal direction of the tunnel excavator 1.

以下では、トンネル掘削機1の軸方向(つまり、掘削機本体10の軸方向)を単に軸方向とも呼び、トンネル掘削機1の径方向(つまり、掘削機本体10の径方向)を単に径方向とも呼び、トンネル掘削機1の周方向(つまり、掘削機本体10の周方向)を単に周方向とも呼ぶ。 Below, the axial direction of the tunnel excavator 1 (that is, the axial direction of the excavator main body 10) is also simply referred to as the axial direction, and the radial direction of the tunnel excavator 1 (that is, the radial direction of the excavator main body 10) is simply referred to as the radial direction. Also, the circumferential direction of the tunnel excavator 1 (that is, the circumferential direction of the excavator main body 10) is also simply called the circumferential direction.

掘削機本体10の前端には、カッタヘッド11が設けられる。カッタヘッド11は、略円盤状の回転体である。カッタヘッド11の中心部には、カッタ回転軸12の前端が嵌入されており、カッタヘッド11は、カッタ回転軸12を中心に回転可能に軸支されている。 A cutter head 11 is provided at the front end of the excavator body 10. The cutter head 11 is a substantially disc-shaped rotating body. A front end of a cutter rotation shaft 12 is fitted into the center of the cutter head 11, and the cutter head 11 is rotatably supported around the cutter rotation shaft 12.

カッタヘッド11は、外周リング11aと、内周リング11bと、カッタスポーク11cと、フィッシュテールカッタ11dと、カッタビット11eなどを有する。このうち、外周リング11aは、カッタヘッド11の外周部を形成しており、内周リング11bは、外周リング11aよりも径方向内側に配置されている。また、複数のカッタスポーク11cは、カッタヘッド11の前面において、カッタ回転軸12を中心として放射状に配置されている。カッタヘッド11の前面の中心部には、フィッシュテールカッタ11dが装着されている。さらに、カッタスポーク11cの前面には、多数のカッタビット11eが装着されている。なお、フィッシュテールカッタ11dおよびカッタビット11eは、着脱可能であってもよく、着脱可能でなくてもよい。 The cutter head 11 includes an outer ring 11a, an inner ring 11b, cutter spokes 11c, a fishtail cutter 11d, a cutter bit 11e, and the like. Among these, the outer ring 11a forms the outer circumference of the cutter head 11, and the inner ring 11b is arranged radially inward than the outer ring 11a. Further, the plurality of cutter spokes 11c are arranged radially around the cutter rotation shaft 12 on the front surface of the cutter head 11. A fishtail cutter 11d is attached to the center of the front surface of the cutter head 11. Further, a large number of cutter bits 11e are attached to the front surface of the cutter spoke 11c. Note that the fishtail cutter 11d and the cutter bit 11e may or may not be detachable.

そして、カッタヘッド11には、上記外周リング11a、内周リング11bおよびカッタスポーク11cの相互の間に、複数の開口部が形成されている。当該開口部は、カッタヘッド11によって地盤(切羽)を掘削した際に発生する掘削土砂を、掘削機本体10内(後述するチャンバ17内)に取り込むための掘削土砂取込口として機能する。 The cutter head 11 has a plurality of openings formed between the outer ring 11a, the inner ring 11b, and the cutter spokes 11c. The opening functions as an excavated dirt inlet for taking in excavated dirt generated when the ground (face) is excavated by the cutter head 11 into the excavator main body 10 (into a chamber 17 described later).

掘削機本体10におけるカッタヘッド11よりも後方には、隔壁13が配置されている。隔壁13は、軸方向(トンネル延伸方向)に対して垂直に配置される板状(例えば、円板状)の壁体であり、隔壁13の外周縁は掘削機本体10の内周面10aに取り付けられる。カッタヘッド11と隔壁13は、軸方向(トンネル延伸方向)に所定間隔を空けて配置される。隔壁13の後方側には、トンネル掘削機1の各種設備が配置されており、隔壁13は、切羽で生じる掘削土砂から当該設備を隔離する。隔壁13の下部には、掘削土砂を排出するための開口部である排出口13aが形成されている。 A partition wall 13 is arranged behind the cutter head 11 in the excavator main body 10. The partition wall 13 is a plate-shaped (for example, disk-shaped) wall body arranged perpendicularly to the axial direction (tunnel extension direction), and the outer peripheral edge of the partition wall 13 is aligned with the inner peripheral surface 10a of the excavator main body 10. It is attached. The cutter head 11 and the partition wall 13 are arranged at a predetermined interval in the axial direction (the direction in which the tunnel extends). Various equipment of the tunnel excavator 1 is arranged on the rear side of the partition wall 13, and the partition wall 13 isolates the equipment from excavated earth and sand generated at the face. A discharge port 13a, which is an opening for discharging excavated earth and sand, is formed in the lower part of the partition wall 13.

隔壁13の中心部には、カッタ回転軸12が回転可能に支持されている。さらに、隔壁13には、環状の回転リング14が、カッタ回転軸12を中心として回転可能に支持されている。回転リング14の前部には、複数の連結ビーム15が周方向に所定の間隔で設けられている。複数の連結ビーム15は、カッタヘッド11と回転リング14を連結する。連結ビーム15の前端は、カッタヘッド11の内周リング11bとカッタスポーク11cとの接続部に連結されている。一方、回転リング14の後部には、リングギヤ14aが設けられている。なお、リングギヤ14aは、外歯式であってもよく、内歯式であってもよい。さらに、隔壁13の後方にはカッタ旋回用モータ16が設けられている。このカッタ旋回用モータ16の駆動ギヤ16aは、回転リング14のリングギヤ14aと噛み合っている。 A cutter rotating shaft 12 is rotatably supported at the center of the partition wall 13 . Further, an annular rotating ring 14 is supported on the partition wall 13 so as to be rotatable about the cutter rotating shaft 12 . At the front of the rotating ring 14, a plurality of connecting beams 15 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction. A plurality of connecting beams 15 connect the cutter head 11 and the rotating ring 14 . The front end of the connecting beam 15 is connected to a connecting portion between the inner ring 11b of the cutter head 11 and the cutter spokes 11c. On the other hand, a ring gear 14a is provided at the rear of the rotating ring 14. Note that the ring gear 14a may be of an external tooth type or an internal tooth type. Furthermore, a cutter rotation motor 16 is provided behind the partition wall 13. A drive gear 16a of this cutter rotation motor 16 meshes with a ring gear 14a of the rotary ring 14.

カッタ旋回用モータ16を駆動させることにより、その駆動ギヤ16aの回転がリングギヤ14aから回転リング14および連結ビーム15に伝達される。これにより、カッタヘッド11を、カッタ回転軸12を中心として回転させることができる。この結果、回転するカッタヘッド11の前面を後述するシールドジャッキ19を利用して地盤(切羽)に押し付けて、地盤を掘削することができる。 By driving the cutter rotation motor 16, the rotation of the drive gear 16a is transmitted from the ring gear 14a to the rotating ring 14 and the connecting beam 15. Thereby, the cutter head 11 can be rotated around the cutter rotation shaft 12. As a result, the front surface of the rotating cutter head 11 can be pressed against the ground (face) using a shield jack 19, which will be described later, and the ground can be excavated.

カッタヘッド11と隔壁13との間には、チャンバ17が画成されている。チャンバ17は、カッタヘッド11の後面と、隔壁13の前面と、掘削機本体10の内周面10aとにより区画された空間(例えば、略円柱状の空間)である。カッタヘッド11による地盤の掘削に伴って発生する掘削土砂は、カッタヘッド11に貫通形成された上記開口部(掘削土砂取込口)を通じて、チャンバ17内に取り込まれる。チャンバ17は、掘削土砂を一時的に蓄えるための空間(室)として機能する。チャンバ17内に取り込まれた掘削土砂は、隔壁13の下部にある排出口13aを通じて、チャンバ17からスクリューコンベヤ18内に排出される。 A chamber 17 is defined between the cutter head 11 and the partition wall 13. The chamber 17 is a space (for example, a substantially cylindrical space) defined by the rear surface of the cutter head 11, the front surface of the partition wall 13, and the inner peripheral surface 10a of the excavator main body 10. Excavated earth and sand generated as the cutter head 11 excavates the ground is taken into the chamber 17 through the opening (excavated earth inlet) formed through the cutter head 11 . The chamber 17 functions as a space (chamber) for temporarily storing excavated soil. The excavated earth and sand taken into the chamber 17 is discharged from the chamber 17 into the screw conveyor 18 through the discharge port 13a located at the lower part of the partition wall 13.

スクリューコンベヤ18は、掘削機本体10内における隔壁13の後方側に設けられる。スクリューコンベヤ18は、掘削機本体10内において、後方側に向かうにつれて上方に傾斜して配置される。スクリューコンベヤ18の前端の開口部は、隔壁13の排出口13aに接続されている。これにより、スクリューコンベヤ18の内部空間は、隔壁13の排出口13aを通じてチャンバ17と連通する。スクリューコンベヤ18内には、螺旋状の羽根を備えたスクリュー状の回転体であるスクリュー羽根18aが設けられている。スクリュー羽根18aを回転駆動させることで、チャンバ17内に蓄えられた掘削土砂をスクリューコンベヤ18内に取り込んで、掘削機本体10の後方に向けて運搬し、排出することができる。 The screw conveyor 18 is provided on the rear side of the partition wall 13 inside the excavator main body 10. The screw conveyor 18 is disposed within the excavator main body 10 so as to be inclined upward toward the rear side. An opening at the front end of the screw conveyor 18 is connected to an outlet 13a of the partition wall 13. Thereby, the internal space of the screw conveyor 18 communicates with the chamber 17 through the discharge port 13a of the partition wall 13. The screw conveyor 18 is provided with a screw blade 18a, which is a screw-shaped rotating body having spiral blades. By rotationally driving the screw blades 18a, excavated earth and sand stored in the chamber 17 can be taken into the screw conveyor 18, transported toward the rear of the excavator main body 10, and discharged.

また、掘削機本体10の隔壁13よりも後方側には、エレクタ装置(図示省略)が設けられる。エレクタ装置は、掘削機本体10の軸方向、径方向および周方向(すなわち、トンネル延伸方向、トンネル径方向およびトンネル周方向)に移動可能に設けられる。エレクタ装置は、覆工部材であるセグメントSを把持可能であり、把持したセグメントSをトンネルTの内壁面(坑壁)に沿って組み立てる。 Further, an erector device (not shown) is provided on the rear side of the partition wall 13 of the excavator main body 10. The erector device is provided so as to be movable in the axial direction, radial direction, and circumferential direction of the excavator main body 10 (that is, the tunnel extending direction, the tunnel radial direction, and the tunnel circumferential direction). The erector device is capable of gripping segments S, which are lining members, and assembles the gripped segments S along the inner wall surface (pit wall) of the tunnel T.

セグメントSは、掘削されたトンネルTの内壁面に沿った湾曲形状を有する環片である。上記エレクタ装置を駆動させることにより、複数のセグメントSを周方向に沿ってリング状に組み立てることができる。これにより、トンネルTの内壁面が複数のセグメントSにより覆工され、内壁面の崩落を防止できる。 The segment S is a ring piece having a curved shape along the inner wall surface of the excavated tunnel T. By driving the erector device, a plurality of segments S can be assembled into a ring shape along the circumferential direction. As a result, the inner wall surface of the tunnel T is lined with a plurality of segments S, thereby preventing the inner wall surface from collapsing.

さらに、掘削機本体10内には、複数のシールドジャッキ19が、周方向に相互に間隔を空けて設けられている。各シールドジャッキ19は、掘削機本体10の内周面10aに沿って、掘削機本体10の軸方向に延びるように設けられる。シールドジャッキ19は、例えば、油圧ジャッキであるが、トンネル掘削機1の推力を発生可能であれば、他の種類のジャッキ、アクチュエータ等であってもよい。シールドジャッキ19の後端には、伸縮可能な駆動ロッド19aが設けられている。駆動ロッド19aの先端は、既設のセグメントSの前端面と対向している。シールドジャッキ19の駆動ロッド19aを、後方に向けて伸長し、既設のセグメントSを押圧することにより、掘削機本体10に推進反力(つまり、推力)を付与することができる。すなわち、シールドジャッキ19が既設のセグメントSを押圧したときに発生する推力によって、掘削機本体10は前進可能である。 Further, inside the excavator main body 10, a plurality of shield jacks 19 are provided at intervals from each other in the circumferential direction. Each shield jack 19 is provided along the inner peripheral surface 10a of the excavator main body 10 so as to extend in the axial direction of the excavator main body 10. The shield jack 19 is, for example, a hydraulic jack, but may be any other type of jack, actuator, etc. as long as it can generate the thrust of the tunnel excavator 1. A retractable drive rod 19a is provided at the rear end of the shield jack 19. The tip of the drive rod 19a faces the front end surface of the existing segment S. By extending the drive rod 19a of the shield jack 19 rearward and pressing the existing segment S, a propulsive reaction force (that is, thrust) can be applied to the excavator main body 10. That is, the excavator main body 10 can move forward by the thrust generated when the shield jack 19 presses the existing segment S.

上述したように、トンネル掘削機1では、地盤の掘削に伴って発生する掘削土砂が、カッタヘッド11からチャンバ17内に取り込まれる。そして、チャンバ17内に取り込まれた掘削土砂は、カッタヘッド11と一体的に回転する撹拌翼(図示せず。)と、隔壁13に固定された固定翼(図示せず。)とによって、チャンバ17内で攪拌される。本実施形態に係るトンネル掘削機1では、カッタヘッド11からチャンバ17に取り込まれた掘削土砂の性状が適切かどうかを確認する目的で、チャンバ17内の掘削土砂を採取(サンプリング)するための土砂サンプリング装置が設けられている。以下に、本実施形態に係る土砂サンプリング装置について説明する。 As described above, in the tunnel excavator 1, excavated earth and sand generated as the ground is excavated is taken into the chamber 17 from the cutter head 11. The excavated earth and sand taken into the chamber 17 is moved into the chamber by stirring blades (not shown) that rotate integrally with the cutter head 11 and fixed blades (not shown) fixed to the partition wall 13. It is stirred in 17. In the tunnel excavator 1 according to the present embodiment, the excavated earth and sand in the chamber 17 are sampled for the purpose of confirming whether the properties of the excavated earth taken into the chamber 17 from the cutter head 11 are appropriate. A sampling device is provided. The sediment sampling device according to this embodiment will be described below.

<2.土砂サンプリング装置の概要>
次に、図2~図11を参照して、本実施形態に係るトンネル掘削機1の隔壁13に設けられる土砂サンプリング装置100の概要について説明する。
<2. Overview of sediment sampling equipment>
Next, with reference to FIGS. 2 to 11, an outline of the earth and sand sampling device 100 provided on the partition wall 13 of the tunnel excavating machine 1 according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、掘削機本体10の機体内側(隔壁13の後方側)から、チャンバ17内の掘削土砂を採取(サンプリング)するための装置である。土砂サンプリング装置100を用いてチャンバ17内の実際の掘削土砂をサンプリングすることにより、カッタヘッド11により掘削した土砂がチャンバ17内でどのような性状になっているかを確認することができる。詳細には、チャンバ17内の実際の掘削土砂をサンプリングすることにより、切羽においてカッタビット11eまたはローラーカッタ等を用いて掘削した(削り取った)土砂が、「チャンバ17内に適切に取り込まれているかどうか」や、「掘削土砂と添加剤などとの混錬が妥当に行われ、掘削土砂が適切に塑性流動化されているかどうか」などを、確認することができる。 The soil sampling device 100 according to the present embodiment is a device for sampling excavated soil in the chamber 17 from the inside of the excavator main body 10 (the rear side of the partition wall 13). By sampling the actual excavated earth and sand in the chamber 17 using the earth and sand sampling device 100, it is possible to confirm the properties of the earth and sand excavated by the cutter head 11 in the chamber 17. In detail, by sampling the actual excavated earth and sand in the chamber 17, it is possible to determine whether the earth and sand excavated (scraped away) at the face using the cutter bit 11e or roller cutter is properly taken into the chamber 17. It is possible to check whether the excavated soil and additives are properly mixed and whether the excavated soil is appropriately plastically fluidized.

なお、サンプリングした掘削土砂の比重や水分含有量、空隙の有無(気泡含有量)などを確認することにより、掘削土砂がチャンバ17内に適切に取り込まれているかどうかをチェックすることができる。また、サンプリングした掘削土砂のスランプ値や添加剤の含有量などを確認することにより、掘削土砂が適切に塑性流動化されているかどうかをチェックすることができる。 Note that it is possible to check whether the excavated soil is properly taken into the chamber 17 by checking the specific gravity, water content, presence or absence of voids (bubble content), etc. of the sampled excavated soil. Furthermore, by checking the slump value and additive content of the sampled excavated soil, it is possible to check whether the excavated soil is appropriately plastically fluidized.

<2.1.従来の土砂サンプリング装置の問題>
ところで、上記特許文献1に記載の従来の土砂サンプリング装置では、回転するスクリュー羽根を用いて、隔壁に形成された開口部からチャンバ内の掘削土砂を機内側に取り込む構造であった。しかし、かかる従来の構造であると、土砂サンプリング装置の機械構造が複雑であるという問題があった。また、スクリュー羽根により掘削土砂を取り込む過程で、チャンバ内の掘削土砂が混錬されてしまい、掘削土砂の性状が変化してしまう可能性があるという問題があった。さらに、スクリュー羽根を用いた従来の土砂サンプリング装置は、密閉構造としては弱いため、掘削土砂が噴発するおそれがあり、土圧式シールドマシンに適用できても、泥水式シールドマシンには適用不可または適用困難であるという問題があった。加えて、チャンバ内の掘削土砂を、隔壁に形成された開口部から取り込む構造であるため、隔壁の近辺の掘削土砂しかサンプリングできず、隔壁から前方に離隔した位置の掘削土砂をサンプリングすることができないという問題もあった。
<2.1. Problems with conventional sediment sampling equipment>
By the way, the conventional soil sampling device described in Patent Document 1 has a structure in which the excavated soil in the chamber is taken into the inside of the device through an opening formed in a partition wall using a rotating screw blade. However, this conventional structure has a problem in that the mechanical structure of the soil sampling device is complicated. In addition, there is a problem in that the excavated soil in the chamber is kneaded during the process of taking in the excavated soil by the screw blade, and the properties of the excavated soil may change. Furthermore, conventional soil sampling devices using screw blades have a weak sealing structure, so there is a risk of excavated soil spewing out, and although they can be applied to earth pressure type shield machines, they are not applicable or applicable to muddy water type shield machines. The problem was that it was difficult. In addition, since the structure is such that the excavated soil in the chamber is taken in through the opening formed in the bulkhead, it is possible to sample only the excavated soil near the bulkhead, and it is not possible to sample the excavated soil at a position further away from the bulkhead. There was also the problem of not being able to do it.

そこで、上記従来の土砂サンプリング装置の問題を解決するため、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、簡易な機械構造で実現でき、チャンバ17内の掘削土砂のサンプリングを、掘削土砂の性状に変化を与えることなく、安全かつ確実に行うことができ、さらに、チャンバ17内の所望のサンプリング位置(隔壁13から前方に離隔した位置を含む。)から掘削土砂をサンプリング可能にすることを目的としている。 Therefore, in order to solve the problems of the conventional sediment sampling device, the sediment sampling device 100 according to the present embodiment can be realized with a simple mechanical structure, and the sampling of the excavated sediment in the chamber 17 can be performed by changing the properties of the excavated sediment. The purpose of this invention is to enable sampling of excavated soil from a desired sampling position within the chamber 17 (including a position spaced forward from the bulkhead 13). .

<2.2.土砂サンプリング装置の概略構成>
次に、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100の概略構成について説明する。
<2.2. Schematic configuration of sediment sampling device>
Next, a schematic configuration of the sediment sampling device 100 according to this embodiment will be described.

まず、土砂サンプリング装置100の設置位置について説明する。図2~図11に示すように、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、隔壁13よりも後方側の掘削機本体10の内部(以下、「機体内」という。)に設けられ、機体内側から隔壁13に取り付けられる。土砂サンプリング装置100は、隔壁13に貫通形成された開口13b付近に取り付けられており、当該開口13bを通じてチャンバ17内の掘削土砂をサンプリングする。 First, the installation position of the sediment sampling device 100 will be explained. As shown in FIGS. 2 to 11, the sediment sampling device 100 according to the present embodiment is installed inside the excavator main body 10 on the rear side of the bulkhead 13 (hereinafter referred to as "inside the machine"), and inside the machine body. It is attached to the partition wall 13 from. The earth and sand sampling device 100 is attached near an opening 13b formed through the partition wall 13, and samples excavated earth and sand in the chamber 17 through the opening 13b.

チャンバ17内において掘削土砂のサンプリングを所望する位置(以下、「所望のサンプリング位置」という。)に応じて、隔壁13における開口13bの形成位置と、隔壁13に対する土砂サンプリング装置100の取付位置が調整される。図2等の例では、隔壁13の上部側に開口13bが形成され、当該開口13bに対応する位置に土砂サンプリング装置100が取り付けられている。かかる配置により、土砂サンプリング装置100は、チャンバ17の上部側の掘削土砂をサンプリングすることができる。しかし、隔壁13に対する土砂サンプリング装置100の取付位置は、かかる例に限定されない。例えば、チャンバ17内の所望のサンプリング位置に応じて、隔壁13の下部側、右側、左側など、隔壁13の径方向および周方向の任意の位置に、土砂サンプリング装置100が取り付けられてもよい。また、図2等の例では、隔壁13に対して1つの土砂サンプリング装置100のみが設けられているが、チャンバ17内の所望のサンプリング位置が複数ある場合には、当該複数のサンプリング位置に対応して、複数の土砂サンプリング装置100を隔壁13に取り付けてもよい。 The formation position of the opening 13b in the partition wall 13 and the mounting position of the sediment sampling device 100 with respect to the partition wall 13 are adjusted according to the desired position in the chamber 17 for sampling the excavated soil (hereinafter referred to as "desired sampling position"). be done. In the example shown in FIG. 2, an opening 13b is formed on the upper side of the partition wall 13, and the sediment sampling device 100 is attached to a position corresponding to the opening 13b. With this arrangement, the earth and sand sampling device 100 can sample the excavated earth and sand on the upper side of the chamber 17. However, the mounting position of the sediment sampling device 100 with respect to the partition wall 13 is not limited to this example. For example, depending on the desired sampling position within the chamber 17, the sediment sampling device 100 may be attached to any position in the radial direction and circumferential direction of the partition wall 13, such as the lower side, right side, left side, etc. of the partition wall 13. In addition, in the example shown in FIG. 2, only one sediment sampling device 100 is provided for the partition wall 13, but if there are multiple desired sampling positions in the chamber 17, the sampling device 100 can correspond to the multiple sampling positions. A plurality of sediment sampling devices 100 may be attached to the partition wall 13 in this manner.

次に、土砂サンプリング装置100の構成要素について説明する。図2~図11に示すように、土砂サンプリング装置100は、開閉弁110と、筒状部材120と、ピストン130と、ケーシング140と、機体内とチャンバ17との間で筒状部材120を挿抜する挿抜機構と、筒状部材120内でピストン130を筒状部材120の軸方向に摺動させる摺動機構とを備える。 Next, the components of the sediment sampling device 100 will be explained. As shown in FIGS. 2 to 11, the sediment sampling device 100 includes an on-off valve 110, a cylindrical member 120, a piston 130, a casing 140, and a cylindrical member 120 inserted and removed between the body and the chamber 17. and a sliding mechanism that slides the piston 130 in the axial direction of the cylindrical member 120 within the cylindrical member 120.

開閉弁110は、隔壁13の開口13b、または当該開口13bに連通する筒状部材120の移動通路を開閉可能に構成される。本実施形態の例では、開閉弁110は、開口13bに連通する筒状部材120の移動通路を開閉可能に構成される。 The on-off valve 110 is configured to be able to open and close the opening 13b of the partition wall 13 or the movement passage of the cylindrical member 120 that communicates with the opening 13b. In the example of this embodiment, the on-off valve 110 is configured to be able to open and close the movement path of the cylindrical member 120 that communicates with the opening 13b.

ここで、筒状部材120の移動通路は、筒状部材120を収容するケーシング140の内部空間である。後述するように、筒状部材120は、ケーシング140の内部を、筒状部材120の軸方向(以下、単に「軸方向」という場合もある。)に移動可能に設けられる。開閉弁110は、このケーシング140内の筒状部材120の移動通路を開閉する機能を有する。具体的には、開閉弁110は、例えば、ナイフゲート弁で構成され、隔壁13よりも若干後方側の位置でケーシング140に取り付けられる。開閉弁110は、ケーシング140の内部空間(即ち、筒状部材120の移動通路)を開放/遮断するように弁体112を動作させることにより、当該移動通路を開閉する。これにより、開閉弁110は、当該移動通路に連通する隔壁13の開口13bを間接的に開閉することができる。しかし、かかる例に限定されず、例えば、開閉弁110は、隔壁13の開口13bに配置されるゲート弁で構成されてもよく、隔壁13の開口13bを直接的に開閉するようにしてもよい。 Here, the movement path of the cylindrical member 120 is the internal space of the casing 140 that accommodates the cylindrical member 120. As will be described later, the cylindrical member 120 is provided so as to be movable inside the casing 140 in the axial direction of the cylindrical member 120 (hereinafter sometimes simply referred to as the "axial direction"). The on-off valve 110 has a function of opening and closing the movement passage of the cylindrical member 120 within the casing 140. Specifically, the on-off valve 110 is formed of, for example, a knife gate valve, and is attached to the casing 140 at a position slightly on the rear side of the partition wall 13 . The on-off valve 110 opens and closes the internal space of the casing 140 (that is, the movement path of the cylindrical member 120) by operating the valve body 112 to open/block the movement path. Thereby, the on-off valve 110 can indirectly open and close the opening 13b of the partition wall 13 that communicates with the moving passage. However, the on-off valve 110 is not limited to such an example, and for example, the on-off valve 110 may be configured with a gate valve disposed at the opening 13b of the partition wall 13, or may directly open and close the opening 13b of the partition wall 13. .

筒状部材120は、軸方向に長い筒状を有する部材であり、チャンバ17内に挿入されるサンプリング管として機能する。筒状部材120は、例えば、円筒状の金属管などで構成される。筒状部材120は、円筒形状の筒状体であることが好ましい。しかし、かかる例に限定されず、筒状部材120は、内部空間を有する筒状であれば、楕円形、矩形、三角形、多角形などの任意の断面形状を有する筒状であってもよい。筒状部材120が隔壁13の開口13bを通過できるように、筒状部材120の外径は開口13bの径よりも小さい。また、筒状部材120の肉厚は、特に限定されないが、チャンバ17内の掘削土砂に挿入されるサンプリング管としての強度を維持しつつ、挿入抵抗を適度に抑制可能な肉厚であることが好ましい。 The cylindrical member 120 is a member having a cylindrical shape that is long in the axial direction, and functions as a sampling tube inserted into the chamber 17. The cylindrical member 120 is made of, for example, a cylindrical metal tube. It is preferable that the cylindrical member 120 is a cylindrical body. However, the cylindrical member 120 is not limited to this example, and may have any cylindrical cross-sectional shape such as an ellipse, a rectangle, a triangle, or a polygon, as long as it has an internal space. The outer diameter of the cylindrical member 120 is smaller than the diameter of the opening 13b so that the cylindrical member 120 can pass through the opening 13b of the partition wall 13. Further, the wall thickness of the cylindrical member 120 is not particularly limited, but it should be a wall thickness that can appropriately suppress insertion resistance while maintaining the strength as a sampling pipe inserted into the excavated earth and sand in the chamber 17. preferable.

ピストン130は、筒状部材120の内部に設置される栓部材であり、筒状部材120の内部を、筒状部材120の軸方向に摺動可能に設けられる。ピストン130は、チャンバ17内の掘削土砂を筒状部材120の内部に吸引する機能と、筒状部材120の前端開口121を塞ぐ機能とを有する。ピストン130の材質は、例えば、金属であってもよいし、ゴム、プラスチックなどの樹脂であってもよい。ピストン130の外周面は、筒状部材120の内周面に対して密着しており、両者の隙間からエアーや液体が抜けないように、気密かつ液密になっている。ピストン130が筒状部材120の内部を前端側から後端側まで長いストロークL1で摺動できるように、ピストン130の厚み(軸方向の長さ)は、筒状部材120の軸方向の長さよりも十分に小さいことが好ましい。 The piston 130 is a plug member installed inside the cylindrical member 120, and is provided so as to be slidable inside the cylindrical member 120 in the axial direction of the cylindrical member 120. The piston 130 has a function of sucking excavated earth and sand in the chamber 17 into the cylindrical member 120 and a function of closing the front end opening 121 of the cylindrical member 120. The material of the piston 130 may be, for example, metal, or resin such as rubber or plastic. The outer circumferential surface of the piston 130 is in close contact with the inner circumferential surface of the cylindrical member 120, and is airtight and liquid-tight so that air and liquid do not escape from the gap between the two. The thickness (length in the axial direction) of the piston 130 is greater than the length in the axial direction of the cylindrical member 120 so that the piston 130 can slide inside the cylindrical member 120 from the front end side to the rear end side with a long stroke L1. It is also preferable that it is sufficiently small.

ケーシング140は、筒状部材120を覆う収容体としての機能と、筒状部材120を軸方向に移動可能に支持する機能と、土砂サンプリング装置100を隔壁13に固定する機能とを有する。ケーシング140は、隔壁13の開口13b付近に取り付けられ、固定される。ケーシング140は、筒状部材120を収容可能な中空部材で構成される。ケーシング140の前端部は開放されており、当該前端部の略全面に前端開口141が形成されている。一方、ケーシング140の後端部は閉塞されており、その中央部に部分的に後端開口142が形成されている。 The casing 140 has a function as a container that covers the cylindrical member 120 , a function to support the cylindrical member 120 movably in the axial direction, and a function to fix the sediment sampling device 100 to the partition wall 13 . The casing 140 is attached and fixed near the opening 13b of the partition wall 13. The casing 140 is made of a hollow member that can accommodate the cylindrical member 120. The front end of the casing 140 is open, and a front end opening 141 is formed on substantially the entire surface of the front end. On the other hand, the rear end of the casing 140 is closed, and a rear end opening 142 is partially formed in the center thereof.

ケーシング140の内部空間は、隔壁13の開口13bを通じてチャンバ17と連通しており、筒状部材120の移動通路となる。筒状部材120は、ケーシング140の内部空間を軸方向に移動可能であり、ケーシング140は、この筒状部材120の軸方向の移動をガイドする。図2等に示す例のケーシング140は、筒状部材120よりも大径の円筒体で構成されている。そして、ケーシング140の内部空間を筒状部材120が軸方向に円滑に移動できるように、ケーシング140の内周面と筒状部材120の外周面との間には、適度なクリアランスが設けられている。しかし、かかる例に限定されず、ケーシング140は、筒状部材120を軸方向に移動可能に収容可能な内部空間を有する部材であれば、円筒体以外の任意の形状を有してもよい。 The internal space of the casing 140 communicates with the chamber 17 through the opening 13b of the partition wall 13, and serves as a movement passage for the cylindrical member 120. The cylindrical member 120 is movable in the axial direction in the internal space of the casing 140, and the casing 140 guides the axial movement of the cylindrical member 120. The casing 140 in the example shown in FIG. 2 and the like is constituted by a cylindrical body having a larger diameter than the cylindrical member 120. An appropriate clearance is provided between the inner circumferential surface of the casing 140 and the outer circumferential surface of the cylindrical member 120 so that the cylindrical member 120 can move smoothly in the axial direction in the internal space of the casing 140. There is. However, the casing 140 is not limited to such an example, and may have any shape other than a cylindrical shape as long as it has an internal space that can accommodate the cylindrical member 120 in an axially movable manner.

挿抜機構は、筒状部材120を軸方向に移動させて、機体内からチャンバ17に対して挿抜するための機構である。挿抜機構は、ケーシング140内に収容された筒状部材120を、軸方向前方に移動させることにより、筒状部材120を、機体内から隔壁13の開口13bを通じてチャンバ17内に挿入する。また、挿抜機構は、チャンバ17内に挿入された筒状部材120を、軸方向後方に移動させることにより、筒状部材120を、チャンバ17内から開口13bを通じて機体内に抜去する。 The insertion/extraction mechanism is a mechanism for moving the cylindrical member 120 in the axial direction and inserting/extracting it into/from the chamber 17 from within the body. The insertion/extraction mechanism inserts the cylindrical member 120 into the chamber 17 from inside the body through the opening 13b of the partition wall 13 by moving the cylindrical member 120 housed in the casing 140 forward in the axial direction. Furthermore, the insertion/extraction mechanism moves the cylindrical member 120 inserted into the chamber 17 axially rearward, thereby removing the cylindrical member 120 from the chamber 17 through the opening 13b into the body.

摺動機構は、筒状部材120の内部においてピストン130を軸方向に摺動させるための機構である。摺動機構は、筒状部材120の後端側に配置されたピストン130を、軸方向前方に摺動させて、筒状部材120の前端側に押し出す。また、摺動機構は、筒状部材120の前端側に配置されたピストン130を、軸方向後方に摺動させて、筒状部材120の後端側に引き込む。このように、摺動機構は、筒状部材120の内部においてピストン130を軸方向に前進または後退させる。 The sliding mechanism is a mechanism for sliding the piston 130 in the axial direction inside the cylindrical member 120. The sliding mechanism slides the piston 130 disposed on the rear end side of the cylindrical member 120 forward in the axial direction, and pushes the piston 130 toward the front end side of the cylindrical member 120 . Further, the sliding mechanism causes the piston 130 disposed on the front end side of the cylindrical member 120 to slide rearward in the axial direction, thereby drawing it into the rear end side of the cylindrical member 120. In this way, the sliding mechanism moves the piston 130 forward or backward in the axial direction inside the cylindrical member 120.

なお、上記の挿抜機構と摺動機構は、図2~図6に示す第1~第3の実施形態のように、共通の1つの移動機構(1つのジャッキ150、または、1つの空圧装置160など)で構成されてもよいし、図7~図11に示す第4~第6の実施形態のように、相異なる複数の移動機構の組合せ(例えば、ジャッキ150と空圧装置160の組合せ、または、複数のジャッキ180、190の組合せ、複数の油圧機構210、22の組合せなど)で構成されてもよい。挿抜機構と摺動機構の具体的な構成の詳細については、後述する。 Note that the insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism described above are connected to one common moving mechanism (one jack 150 or one pneumatic device) as in the first to third embodiments shown in FIGS. 2 to 6. 160, etc.), or a combination of a plurality of different moving mechanisms (for example, a combination of a jack 150 and a pneumatic device 160), as in the fourth to sixth embodiments shown in FIGS. 7 to 11. , or a combination of a plurality of jacks 180 and 190, a combination of a plurality of hydraulic mechanisms 210 and 22, etc.). Details of the specific configurations of the insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism will be described later.

<2.3.土砂サンプリング装置のサンプリング動作の概要>
次に、図2A~図2Dの例を参照して、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100による掘削土砂のサンプリング動作の概要について説明する。
<2.3. Overview of sampling operation of sediment sampling device>
Next, an overview of the excavated soil sampling operation by the soil sampling device 100 according to the present embodiment will be described with reference to the examples shown in FIGS. 2A to 2D.

隔壁13に形成された開口13bに装着された土砂サンプリング装置100を用いて、チャンバ17内の掘削土砂をサンプリングする前に、まず、図2Aに示すように、ケーシング140に設けられた開閉弁110の弁体112を閉じて、隔壁13の開口13bに連通するケーシング140の内部空間(筒状部材120の移動通路)を遮断する。これにより、チャンバ17内の掘削土砂が、開口13bおよび当該移動通路を通じて機体内に侵入することを防止できる。次いで、ケーシング140の内部空間の後部側に筒状部材120をセットする。このとき、予め摺動機構によりピストン130を筒状部材120内で軸方向前方に摺動させておくことによって、ピストン130は、筒状部材120内における前端開口121側に配置されている。 Before sampling the excavated soil in the chamber 17 using the soil sampling device 100 attached to the opening 13b formed in the partition wall 13, first, as shown in FIG. 2A, the on-off valve 110 provided in the casing 140 is The valve body 112 is closed to block the internal space of the casing 140 (the movement path of the cylindrical member 120) that communicates with the opening 13b of the partition wall 13. Thereby, excavated earth and sand in the chamber 17 can be prevented from entering the body through the opening 13b and the moving passage. Next, the cylindrical member 120 is set on the rear side of the internal space of the casing 140. At this time, the piston 130 is disposed on the front end opening 121 side within the cylindrical member 120 by sliding the piston 130 axially forward within the cylindrical member 120 in advance by the sliding mechanism.

次いで、図2Bに示すように、開閉弁110の弁体112を開けて、ケーシング140内の筒状部材120の移動通路を開放し、隔壁13の開口13bと連通させる。その後、挿抜機構により筒状部材120を軸方向に前進させて、開口13bからチャンバ17内に挿入する。このとき、挿入された筒状部材120の前端開口121がチャンバ17内の所望のサンプリング位置に配置されるように、筒状部材120の挿入ストロークL2が調整される。また、チャンバ17内に筒状部材120を挿入するときには、ピストン130は筒状部材120の前端開口121側に配置されている。このため、ピストン130が筒状部材120の前端開口121を塞ぐ栓として機能するため、筒状部材120の前端開口121から内部に掘削土砂が侵入しない。 Next, as shown in FIG. 2B, the valve body 112 of the on-off valve 110 is opened to open the movement path of the cylindrical member 120 in the casing 140 and communicate with the opening 13b of the partition wall 13. Thereafter, the cylindrical member 120 is advanced in the axial direction by the insertion/extraction mechanism and inserted into the chamber 17 through the opening 13b. At this time, the insertion stroke L2 of the cylindrical member 120 is adjusted so that the front end opening 121 of the inserted cylindrical member 120 is placed at a desired sampling position within the chamber 17. Further, when inserting the cylindrical member 120 into the chamber 17, the piston 130 is placed on the front end opening 121 side of the cylindrical member 120. Therefore, since the piston 130 functions as a plug that closes the front end opening 121 of the cylindrical member 120, excavated earth and sand do not enter into the interior through the front end opening 121 of the cylindrical member 120.

土砂サンプリング装置100は、上記のように、開閉弁110により筒状部材120の移動通路を開け、筒状部材120をチャンバ17内に挿入して固定した状態(図2B参照。)で、図2Cに示すように、摺動機構により、筒状部材120の前端側に配置されたピストン130を、軸方向後方に摺動させて、筒状部材120の後端側に引き込む。このピストン130の引き込みによる吸引力によって、チャンバ17内の掘削土砂が筒状部材120の前端開口121から筒状部材120の内部に取り込まれる。この結果、ピストン130の後退に伴い生じた筒状部材120の内部空間に、チャンバ17内の掘削土砂が入り込んで充満する。 As described above, the sediment sampling device 100 opens the movement path of the cylindrical member 120 by the on-off valve 110, and the cylindrical member 120 is inserted into the chamber 17 and fixed (see FIG. 2B), and the sediment sampling device 100 is shown in FIG. 2C. As shown in , the piston 130 disposed on the front end side of the cylindrical member 120 is slid axially rearward and drawn into the rear end side of the cylindrical member 120 by the sliding mechanism. The excavated soil in the chamber 17 is taken into the interior of the cylindrical member 120 through the front end opening 121 of the cylindrical member 120 by the suction force caused by the retraction of the piston 130 . As a result, the excavated earth and sand in the chamber 17 enters and fills the internal space of the cylindrical member 120 created as the piston 130 retreats.

次いで、図2Dに示すように、掘削土砂を取り込んだ筒状部材120を、挿抜機構により軸方向後方に移動させて、チャンバ17内から機体内に抜去し、ケーシング140内における開閉弁110よりも後方側に配置する。その後、開閉弁110の弁体112を閉めて、ケーシング140内の筒状部材120の移動通路を遮断する。これにより、チャンバ17内の掘削土砂が、隔壁13の開口13bおよび当該移動通路を通じて機体内に侵入することを防止できる。その上で、機体内で、掘削土砂を取り込んだ筒状部材120をケーシング140から取り外して、掘削土砂のサンプリング(採取)が完了する。 Next, as shown in FIG. 2D, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth is moved rearward in the axial direction by the insertion/extraction mechanism, and is removed from the chamber 17 into the machine body, so that it is removed from the opening/closing valve 110 in the casing 140. Place it on the rear side. Thereafter, the valve body 112 of the on-off valve 110 is closed to block the passage of movement of the cylindrical member 120 within the casing 140. Thereby, excavated earth and sand in the chamber 17 can be prevented from entering the body through the opening 13b of the partition wall 13 and the movement passage. Then, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand is removed from the casing 140 inside the machine, and sampling (collection) of the excavated earth and sand is completed.

<2.4.土砂サンプリング装置の作用効果>
以上のように、本実施形態によれば、従来技術と比較してシンプルな機械構造の土砂サンプリング装置100を用いて、チャンバ17内の掘削土砂を安全かつ確実にサンプリングすることができる。さらに、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、隔壁13の開口13bに簡単に取り付け可能な構造であるので、取り扱いが簡便であり、低コストで汎用性も高く、既存のトンネル掘削機に対しても容易に追加設置できる。
<2.4. Effects of sediment sampling equipment>
As described above, according to the present embodiment, the excavated earth and sand in the chamber 17 can be safely and reliably sampled using the earth and sand sampling device 100 which has a simpler mechanical structure than the conventional technology. Furthermore, the sediment sampling device 100 according to the present embodiment has a structure that can be easily attached to the opening 13b of the partition wall 13, so it is easy to handle, low cost, and highly versatile, and can be used with existing tunnel excavators. Additional installations can be easily done.

また、本実施形態によれば、筒状部材120とピストン130を用いた吸引動作により、チャンバ17内の掘削土砂を筒状部材120の内部に自然に取り込んで、サンプリングすることができる。したがって、従来のスクリュー羽根式の土砂サンプリング装置のように掘削土砂を混錬することなく、チャンバ17内の掘削土砂を筒状部材120内に円滑に取り込んでサンプリングできる。よって、サンプリング時に掘削土砂の性状を変化させることがないので、チャンバ17内の掘削土砂の性状を正確に把握することが可能である。 Further, according to the present embodiment, the excavated earth and sand in the chamber 17 can be naturally taken into the inside of the cylindrical member 120 and sampled by the suction operation using the cylindrical member 120 and the piston 130. Therefore, the excavated earth and sand in the chamber 17 can be smoothly taken into the cylindrical member 120 and sampled without kneading the excavated earth and sand as in the conventional screw blade type earth and sand sampling device. Therefore, since the properties of the excavated earth and sand are not changed during sampling, it is possible to accurately grasp the properties of the excavated earth and sand in the chamber 17.

さらに、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、比較的シンプルな構造であるとともに、開閉弁110やケーシング140等を備えており、構造的な密閉性に優れる。このため、チャンバ17内の掘削土砂が、土砂サンプリング装置100を通じて機体内に噴発することを防止できる。したがって、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、土圧式シールドマシンだけでなく、泥水式シールドマシン等にも好適に適用可能であり、サンプリング作業の安全性も高い。 Furthermore, the sediment sampling device 100 according to the present embodiment has a relatively simple structure, includes an on-off valve 110, a casing 140, etc., and has excellent structural sealing performance. Therefore, the excavated earth and sand in the chamber 17 can be prevented from ejecting into the body of the machine through the earth and sand sampling device 100. Therefore, the earth and sand sampling device 100 according to the present embodiment is suitably applicable not only to earth pressure type shield machines but also to muddy water type shield machines and the like, and the safety of sampling work is also high.

加えて、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100によれば、チャンバ17内への筒状部材120の挿入ストロークL2を変更することにより、チャンバ17内の前後方向の任意の位置から掘削土砂をサンプリングすることができる。例えば、挿入ストロークL2を長くすれば、カッタヘッド11の背面近辺の掘削土砂をサンプリングでき、挿入ストロークL2を短くすれば、隔壁13付近の掘削土砂をサンプリングできる。したがって、隔壁13付近の掘削土砂だけでなく、隔壁13から前方に離隔した位置など、チャンバ17内の任意のサンプリング位置の掘削土砂を、容易かつ適切にサンプリングできる。よって、チャンバ17内におけるサンプリング位置の自由度が高く、チャンバ17内の各サンプリング位置での掘削土砂の性状を正確に把握することができる。 In addition, according to the earth and sand sampling device 100 according to the present embodiment, by changing the insertion stroke L2 of the cylindrical member 120 into the chamber 17, excavated earth and sand can be sampled from any position in the longitudinal direction within the chamber 17. can do. For example, if the insertion stroke L2 is lengthened, the excavated earth and sand near the back of the cutter head 11 can be sampled, and when the insertion stroke L2 is shortened, the excavated earth and sand near the partition wall 13 can be sampled. Therefore, not only the excavated earth and sand near the partition wall 13 but also the excavated earth and sand at any sampling position within the chamber 17, such as a position spaced forward from the partition wall 13, can be easily and appropriately sampled. Therefore, there is a high degree of freedom in selecting sampling positions within the chamber 17, and the properties of the excavated soil at each sampling position within the chamber 17 can be accurately grasped.

なお、本実施形態では、チャンバ17内への筒状部材120の挿入方向が、トンネル掘削機1の軸方向(トンネル延伸方向)と平行である例について説明するが、当該挿入方向は、トンネル掘削機1の軸方向に対して斜め方向に偏向してもよい。これにより、チャンバ17内のより多様な位置の掘削土砂を、多様な方向から容易にサンプリング可能となる。 Note that in this embodiment, an example will be described in which the insertion direction of the cylindrical member 120 into the chamber 17 is parallel to the axial direction (tunnel extension direction) of the tunnel excavator 1; It may also be deflected in an oblique direction with respect to the axial direction of the machine 1. Thereby, it becomes possible to easily sample excavated earth and sand at more various positions within the chamber 17 from various directions.

以上、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100の概要について説明した。以下では、土砂サンプリング装置100の複数の具体例について詳述する。 The outline of the sediment sampling device 100 according to this embodiment has been described above. Below, a plurality of specific examples of the sediment sampling device 100 will be described in detail.

<3.土砂サンプリング装置の具体例>
次に、図2~図11を参照して、本実施形態に係る土砂サンプリング装置100の複数の具体例について説明する。以下では、挿抜機構と摺動機構が共通の1つの移動機構で構成される場合(第1~第3の実施形態:図2~図6参照。)と、挿抜機構と摺動機構が別々の複数の移動機構の組合せで構成される場合(第4~第6の実施形態:図7~図11参照。)とに分けて説明する。
<3. Specific example of sediment sampling device>
Next, a plurality of specific examples of the sediment sampling device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 11. In the following, the insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism are configured as a common moving mechanism (first to third embodiments: see FIGS. 2 to 6), and the insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism are configured as separate mechanisms. A case in which the moving mechanism is configured by a combination of a plurality of moving mechanisms (fourth to sixth embodiments: see FIGS. 7 to 11) will be explained separately.

<3.1.挿抜機構と摺動機構が共通の移動機構の場合>
図2~図6に示すように、第1~第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置100では、筒状部材120をチャンバ17に挿抜する挿抜機構と、筒状部材120内でピストン130を摺動させる摺動機構とが、共通の1つの移動機構で構成されている。
<3.1. When the insertion/extraction mechanism and sliding mechanism are common moving mechanisms>
As shown in FIGS. 2 to 6, the sediment sampling device 100 according to the first to third embodiments includes an insertion/extraction mechanism for inserting and extracting the cylindrical member 120 into and from the chamber 17, and a mechanism for sliding the piston 130 within the cylindrical member 120. The sliding mechanism for moving is composed of one common moving mechanism.

移動機構は、概略的には、動力付与装置と、係止部材とを備える。動力付与装置は、筒状部材120の内部においてピストン130を筒状部材120の軸方向に移動させるための動力をピストン130に付与する。ここで、動力付与装置は、第1の実施形態(図2、図3参照。)および第2の実施形態(図4参照。)のようにジャッキ150で構成されてもよいし、あるいは、第3の実施形態(図5、図6参照。)のように空圧装置160で構成されてもよい。 The moving mechanism generally includes a power applying device and a locking member. The power applying device applies power to the piston 130 to move the piston 130 in the axial direction of the cylindrical member 120 inside the cylindrical member 120 . Here, the power applying device may be configured with the jack 150 as in the first embodiment (see FIGS. 2 and 3) and the second embodiment (see FIG. 4), or It may be configured with a pneumatic device 160 as in the third embodiment (see FIGS. 5 and 6).

係止部材は、ピストン130とともに筒状部材120を軸方向に移動させるために、複数の部材を相互に係止する部材である。係止部材は、筒状部材120とピストン130とが連動して移動するように、筒状部材120とピストン130等を相互に係止する。係止部材は、第1の実施形態(図2、図3参照。)および第3の実施形態(図5、図6参照。)のように、筒状部材120とピストン130とを係止する前後1組のストッパー123、124で構成されてもよい。あるいは、係止部材は、第2の実施形態(図4参照。)のように、筒状部材120とピストン130とを係止する後方ストッパー124と、筒状部材120とジャッキ150とを係止するストッパー155との組合せであってもよい。 The locking member is a member that locks a plurality of members to each other in order to move the cylindrical member 120 together with the piston 130 in the axial direction. The locking member locks the cylindrical member 120 and the piston 130 with each other so that the cylindrical member 120 and the piston 130 move in conjunction with each other. The locking member locks the cylindrical member 120 and the piston 130 as in the first embodiment (see FIGS. 2 and 3) and the third embodiment (see FIGS. 5 and 6). It may be configured with a pair of front and rear stoppers 123 and 124. Alternatively, the locking member may include a rear stopper 124 that locks the cylindrical member 120 and the piston 130, and a rear stopper 124 that locks the cylindrical member 120 and the jack 150, as in the second embodiment (see FIG. 4). It may also be combined with a stopper 155.

このように、挿抜機構と摺動機構とを共通の1つの移動機構で構成することにより、筒状部材120の挿抜動作と、ピストン130の摺動動作を1つの機構で実現できる。したがって、挿抜機構および摺動機構の部品点数を低減でき、機械構造を簡素化できるので、土砂サンプリング装置100による挿抜動作と摺動動作の信頼性を向上することができる。 In this way, by configuring the insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism as one common moving mechanism, the insertion/extraction operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 can be realized with one mechanism. Therefore, the number of parts of the insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism can be reduced, and the mechanical structure can be simplified, so that the reliability of the insertion/extraction operation and sliding operation by the earth and sand sampling device 100 can be improved.

<3.1.1.第1の実施形態>
次に、図2および図3を参照して、本発明の第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置100について詳細に説明する。図2A~図2Dは、第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の動作を示す断面図である。図3は、第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の筒状部材120の周辺構成を示す拡大断面図である。
<3.1.1. First embodiment>
Next, with reference to FIGS. 2 and 3, the sediment sampling device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail. 2A to 2D are cross-sectional views showing the operation of the sediment sampling device 100 according to the first embodiment. FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the peripheral configuration of the cylindrical member 120 of the sediment sampling device 100 according to the first embodiment.

まず、第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の構成について説明する。図2および図3に示すように、第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、共通の移動機構(挿抜機構および摺動機構)の動力付与装置として、1つのジャッキ150を備える。ジャッキ150は、例えば、油圧ジャッキで構成されることが好ましいが、エアージャッキなど他の種類のジャッキで構成されてもよい。 First, the configuration of the sediment sampling device 100 according to the first embodiment will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the sediment sampling device 100 according to the first embodiment includes one jack 150 as a power imparting device for a common moving mechanism (insertion/extraction mechanism and sliding mechanism). The jack 150 is preferably configured with a hydraulic jack, for example, but may be configured with other types of jacks such as an air jack.

ジャッキ150は、筒状部材120の軸方向に伸縮可能な伸縮ロッド151と、当該伸縮ロッド151を収容および支持するジャッキ本体152とを有する。図3に示すように、ジャッキ150の伸縮ロッド151は、ケーシング140の後端部に貫通形成された後端開口142からケーシング140の内部に挿入されるとともに、筒状部材120の後端部に貫通形成された後端開口122から筒状部材120の内部に挿入される。伸縮ロッド151は、ケーシング140の後端開口142および筒状部材120の後端開口122に挿通されて、ピストン130に接続されており、ケーシング140および筒状部材120には接続されていない。 The jack 150 includes a telescoping rod 151 that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member 120, and a jack body 152 that accommodates and supports the telescoping rod 151. As shown in FIG. 3, the telescopic rod 151 of the jack 150 is inserted into the inside of the casing 140 through the rear end opening 142 formed through the rear end of the casing 140, and is inserted into the rear end of the cylindrical member 120. It is inserted into the inside of the cylindrical member 120 through the rear end opening 122 formed therethrough. The telescopic rod 151 is inserted through the rear end opening 142 of the casing 140 and the rear end opening 122 of the cylindrical member 120 and connected to the piston 130, but is not connected to the casing 140 or the cylindrical member 120.

ジャッキ本体152は、筒状部材120を収容するケーシング140の後方に配置される。ジャッキ本体152の前端部は、ケーシング140の後端部に接続されて固定されている。ジャッキ150は、ケーシング140に対して固定されたジャッキ本体152に対して、伸縮ロッド151を伸縮させる。かかる伸縮ロッド151の伸縮により、筒状部材120の内部でピストン130を軸方向に摺動させるとともに、当該ピストン130の摺動動作に連動させて、ケーシング140の内部で筒状部材120を軸方向に摺動させることができる。 The jack body 152 is arranged behind the casing 140 that houses the cylindrical member 120. The front end of the jack body 152 is connected to and fixed to the rear end of the casing 140. The jack 150 extends and contracts a telescoping rod 151 with respect to a jack body 152 fixed to the casing 140. The expansion and contraction of the telescopic rod 151 causes the piston 130 to slide in the axial direction inside the cylindrical member 120, and in conjunction with the sliding movement of the piston 130, the cylindrical member 120 is moved in the axial direction inside the casing 140. It can be slid.

かかるピストン130と筒状部材120の連動を実現するために、第1の実施形態では、ピストン130と筒状部材120とを係止する係止部材として、筒状部材120に前後1組のストッパー123、124が形成されている。詳細には、係止部材は、筒状部材120の前端側に設けられる前方ストッパー123と、筒状部材120の後端側に設けられる後方ストッパー124とを有する。 In order to achieve such interlocking between the piston 130 and the cylindrical member 120, in the first embodiment, a pair of front and rear stoppers are provided on the cylindrical member 120 as locking members that lock the piston 130 and the cylindrical member 120. 123 and 124 are formed. Specifically, the locking member includes a front stopper 123 provided on the front end side of the cylindrical member 120 and a rear stopper 124 provided on the rear end side of the cylindrical member 120.

筒状部材120の前端と後端にそれぞれ設けられた前方ストッパー123と後方ストッパー124により、筒状部材120内におけるピストン130の摺動可能範囲が規制される。ピストン130は、図2Aおよび図2Cに示す摺動ストロークL1の範囲内で、筒状部材120の内部を軸方向前方および後方に摺動可能である。 A sliding range of the piston 130 within the cylindrical member 120 is regulated by a front stopper 123 and a rear stopper 124 provided at the front end and rear end of the cylindrical member 120, respectively. The piston 130 is capable of sliding axially forward and backward inside the cylindrical member 120 within the range of a sliding stroke L1 shown in FIGS. 2A and 2C.

前方ストッパー123は、筒状部材120の前端開口121に設けられる。前方ストッパー123は、筒状部材120の前端部の内周面に沿って環状、または間欠的な部分円弧状に設けられ、当該内周面から筒状部材120の径方向中心に向けて張り出すように形成される。前方ストッパー123は、筒状部材120の前端側に摺動したピストン130を係止可能である(図2B参照。)。前方ストッパー123の径方向内側の開口部分が、筒状部材120の前端開口121となり、当該前端開口121は、後述する土砂サンプリング時における掘削土砂の流入口となる。この観点から、前方ストッパー123によりピストン130を係止可能な範囲内で、前方ストッパー123の大きさ(径方向の張り出し幅)をできるだけ小さくして、前方ストッパー123により筒状部材120の前端開口121を塞ぐ面積をできるだけ小さくすることが好ましい。これにより、掘削土砂の流入口である前端開口121の面積を広く確保することができ、掘削土砂を前端開口121から筒状部材120の内部に円滑に導入できようになる。 The front stopper 123 is provided at the front end opening 121 of the cylindrical member 120. The front stopper 123 is provided in an annular or intermittent partial arc shape along the inner peripheral surface of the front end of the cylindrical member 120, and extends from the inner peripheral surface toward the radial center of the cylindrical member 120. It is formed like this. The front stopper 123 can lock the piston 130 that has slid toward the front end side of the cylindrical member 120 (see FIG. 2B). A radially inner opening portion of the front stopper 123 becomes a front end opening 121 of the cylindrical member 120, and the front end opening 121 becomes an inlet for excavated earth and sand during earth and sand sampling, which will be described later. From this point of view, the size of the front stopper 123 (radial extension width) is made as small as possible within the range in which the piston 130 can be locked by the front stopper 123, and the front end opening 120 of the cylindrical member 120 is closed by the front stopper 123. It is preferable to minimize the area covered. This makes it possible to secure a large area of the front end opening 121 which is the inlet for excavated earth and sand, and allows the excavated earth and sand to be smoothly introduced into the cylindrical member 120 from the front end opening 121.

一方、後方ストッパー124は、筒状部材120の後端開口122に設けられる。後方ストッパー124は、筒状部材120の後端部の内周面に沿って環状に設けられ、当該内周面から筒状部材120の径方向中心に向けて張り出すように形成される。後方ストッパー124は、筒状部材120の後端側に摺動したピストン130を係止可能である(図2C参照。)。後方ストッパー124の径方向内側の開口部分が、筒状部材120の後端開口122となり、当該後端開口122は、前述のジャッキ150の伸縮ロッド151を挿通するための挿入孔として機能する。そして、後方ストッパー124は、上記のようにピストン130を係止する機能だけでなく、筒状部材120の後端部を塞ぐ遮蔽部材としても機能する。この観点から、後方ストッパー124の大きさ(径方向の張り出し幅)をできるだけ大きくして、後方ストッパー124により筒状部材120の後端部を塞ぐ面積をできるだけ大きくすることが好ましい。これにより、後述する土砂サンプリング時に筒状部材120の内部に取り込んだ掘削土砂が、筒状部材120の後端開口122から外部に漏れ出してしまうことを抑制できる。 On the other hand, the rear stopper 124 is provided at the rear end opening 122 of the cylindrical member 120. The rear stopper 124 is annularly provided along the inner circumferential surface of the rear end of the cylindrical member 120 and is formed to protrude from the inner circumferential surface toward the radial center of the cylindrical member 120 . The rear stopper 124 can lock the piston 130 that has slid toward the rear end side of the cylindrical member 120 (see FIG. 2C). The radially inner opening portion of the rear stopper 124 becomes the rear end opening 122 of the cylindrical member 120, and the rear end opening 122 functions as an insertion hole through which the telescopic rod 151 of the jack 150 described above is inserted. The rear stopper 124 not only functions to lock the piston 130 as described above, but also functions as a shielding member that closes the rear end of the cylindrical member 120. From this point of view, it is preferable to make the size (radial extension width) of the rear stopper 124 as large as possible so that the area that the rear stopper 124 covers the rear end of the cylindrical member 120 is made as large as possible. Thereby, excavated earth and sand taken into the inside of the cylindrical member 120 during earth and sand sampling, which will be described later, can be prevented from leaking out from the rear end opening 122 of the cylindrical member 120.

以上のように、第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、挿抜機構の機能と摺動機構の機能とを兼ね備えた移動機構を具備し、当該移動機構は、動力付与装置としてのジャッキ150と、係止部材としての前方ストッパー123および後方ストッパー124とを備える。 As described above, the sediment sampling device 100 according to the first embodiment includes a moving mechanism that has both the functions of an insertion/extraction mechanism and a sliding mechanism, and the moving mechanism includes the jack 150 as a power applying device. and a front stopper 123 and a rear stopper 124 as locking members.

かかる構成により、土砂サンプリング装置100は、図2Aおよび図2Bに示すように、筒状部材120内で前進させたピストン130を、筒状部材120の前方ストッパー123に当接させた状態で、ジャッキ150によりピストン130に対して軸方向前方の動力を付与する。これにより、ピストン130とともに筒状部材120を軸方向前方に移動させて、チャンバ17内に挿入することができる。さらに、土砂サンプリング装置100は、図2Cおよび図2Dに示すように、後退したピストン130を筒状部材120の後方ストッパー124に当接させた状態で、ジャッキ150によりピストン130に対して軸方向後方の動力を付与する。これにより、ピストン130とともに筒状部材120を軸方向後方に移動させて、チャンバ17から機体内に抜去することができる。 With this configuration, the sediment sampling device 100 can be mounted on a jack with the piston 130 advanced within the cylindrical member 120 in contact with the front stopper 123 of the cylindrical member 120, as shown in FIGS. 2A and 2B. 150 applies axial forward power to the piston 130. Thereby, the cylindrical member 120 can be moved axially forward together with the piston 130 and inserted into the chamber 17 . Furthermore, as shown in FIGS. 2C and 2D, the sediment sampling device 100 is configured to use a jack 150 to axially rearward the piston 130 with the retracted piston 130 in contact with the rear stopper 124 of the cylindrical member 120. Gives power to Thereby, the cylindrical member 120 can be moved axially rearward together with the piston 130, and can be removed from the chamber 17 into the body.

このように、第1の実施形態によれば、ピストン130および筒状部材120と、ジャッキ150との接続関係を工夫し、かつ、ストッパー123、124によりピストン130と筒状部材120とを相互に係止可能な構造にする。これによって、1つのジャッキ150を用いて、ピストン130と筒状部材120を連動させて軸方向に前進および後退させることができる。したがって、筒状部材120内でピストン130を摺動させる動作と、筒状部材120をチャンバ17に対して挿抜する動作を、1つの移動機構(ジャッキ150)のみで実現できる。 As described above, according to the first embodiment, the connection relationship between the piston 130 and the cylindrical member 120 and the jack 150 is devised, and the piston 130 and the cylindrical member 120 are mutually connected by the stoppers 123 and 124. Make it a structure that can be locked. Thereby, using one jack 150, the piston 130 and the cylindrical member 120 can be moved forward and backward in the axial direction in conjunction with each other. Therefore, the operation of sliding the piston 130 within the cylindrical member 120 and the operation of inserting and extracting the cylindrical member 120 into and out of the chamber 17 can be realized with only one moving mechanism (jack 150).

次に、図2A~図2Dを参照して、第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置100による掘削土砂のサンプリング動作について説明する。 Next, with reference to FIGS. 2A to 2D, a sampling operation of excavated soil by the soil sampling device 100 according to the first embodiment will be described.

図2Aは、土砂サンプリング動作前の待機状態を示す。図2Aに示すように、隔壁13の後方の機体内において、土砂サンプリング装置100が隔壁13の開口13b付近に装着される。具体的には、ケーシング140の先端部が隔壁13の開口13bに装着され、当該ケーシング140の内部に筒状部材120およびピストン130が設置される。ピストン130は、予めジャッキ150(摺動機構)により筒状部材120内における軸方向前方側(チャンバ17側)に摺動させられ、前方ストッパー123に当接する位置まで押し出されている。 FIG. 2A shows a standby state before the sediment sampling operation. As shown in FIG. 2A, the sediment sampling device 100 is installed near the opening 13b of the bulkhead 13 in the body behind the bulkhead 13. Specifically, the tip of the casing 140 is attached to the opening 13b of the partition wall 13, and the cylindrical member 120 and the piston 130 are installed inside the casing 140. The piston 130 is previously slid axially forward in the cylindrical member 120 (toward the chamber 17) by a jack 150 (sliding mechanism), and pushed out to a position where it abuts the front stopper 123.

図2Aに示す待機状態では、ケーシング140に装着された開閉弁110は、閉状態となっており、その弁体112によりケーシング140の内部空間(即ち、筒状部材120の移動通路)が遮断されている。このため、チャンバ17内の掘削土砂は、開閉弁110により遮断されるので、当該掘削土砂が隔壁13の開口13bやケーシング140の内部空間を通じて機体内に侵入することを防止できる。さらに、筒状部材120の内部にはピストン130が設置されており、当該ピストン130も、筒状部材120の内部空間を遮断して、機体内への掘削土砂の侵入を防ぐ栓として機能する。これら開閉弁110、筒状部材120、ピストン130およびケーシング140からなる複合的な遮蔽機能により、土砂サンプリング装置100を通じた機体内への掘削土砂の噴発を、より確実に防止できる。 In the standby state shown in FIG. 2A, the on-off valve 110 attached to the casing 140 is in a closed state, and the internal space of the casing 140 (that is, the movement path of the cylindrical member 120) is blocked by the valve body 112. ing. Therefore, the excavated earth and sand in the chamber 17 is blocked by the on-off valve 110, so that the excavated earth and sand can be prevented from entering the body of the machine through the opening 13b of the partition wall 13 and the internal space of the casing 140. Further, a piston 130 is installed inside the cylindrical member 120, and the piston 130 also functions as a plug that blocks the internal space of the cylindrical member 120 and prevents excavated earth and sand from entering the body. The combined shielding function of the on-off valve 110, the cylindrical member 120, the piston 130, and the casing 140 makes it possible to more reliably prevent excavated soil from being ejected into the body through the soil sampling device 100.

次いで、土砂サンプリング動作を開始するとき、まず、図2Bに示すように、開閉弁110の弁体112を開けて、ケーシング140内の筒状部材120の移動通路を開放する。その後、ジャッキ150(挿抜機構)の伸縮ロッド151を伸張することにより、ピストン130を軸方向前方に押し出す。このとき、ピストン130は筒状部材120の前方ストッパー123に当接しているため、筒状部材120は、ピストン130とともに軸方向前方に移動する。この結果、筒状部材120が、ケーシング140内の移動通路を前進して、開閉弁110を通過し、隔壁13の開口13bからチャンバ17内に挿入される。この挿入時には、チャンバ17に挿入された筒状部材120の前端開口121がチャンバ17内の所望のサンプリング位置に配置されるように、筒状部材120の挿入ストロークL2が調整される。 Next, when starting the sediment sampling operation, first, as shown in FIG. 2B, the valve body 112 of the on-off valve 110 is opened to open the movement passage of the cylindrical member 120 in the casing 140. Thereafter, by extending the telescopic rod 151 of the jack 150 (insertion/extraction mechanism), the piston 130 is pushed forward in the axial direction. At this time, since the piston 130 is in contact with the front stopper 123 of the cylindrical member 120, the cylindrical member 120 moves forward in the axial direction together with the piston 130. As a result, the cylindrical member 120 moves forward through the movement passage within the casing 140, passes through the on-off valve 110, and is inserted into the chamber 17 through the opening 13b of the partition wall 13. During this insertion, the insertion stroke L2 of the cylindrical member 120 is adjusted so that the front end opening 121 of the cylindrical member 120 inserted into the chamber 17 is located at a desired sampling position within the chamber 17.

その後、図2Cに示すように、ジャッキ150(摺動機構)の伸縮ロッド151を収縮することにより、筒状部材120内でピストン130を軸方向後方に摺動させて、筒状部材120の後端側に引き込む。このときのピストン130の摺動ストロークL1は、上記図2Aに示す摺動ストロークL1と同一である。この結果、ピストン130は、筒状部材120の後端開口122側に摺動して、後方ストッパー124に当接する。このようなピストン130の引き込みによる吸引力によって、チャンバ17内の掘削土砂が、筒状部材120の前端開口121から筒状部材120の内部に取り込まれて、充満する。 Thereafter, as shown in FIG. 2C, by contracting the telescopic rod 151 of the jack 150 (sliding mechanism), the piston 130 is slid axially rearward within the cylindrical member 120, and Pull it to the end. The sliding stroke L1 of the piston 130 at this time is the same as the sliding stroke L1 shown in FIG. 2A above. As a result, the piston 130 slides toward the rear end opening 122 of the cylindrical member 120 and comes into contact with the rear stopper 124. Due to the suction force caused by the retraction of the piston 130, the excavated earth and sand in the chamber 17 is taken into the interior of the cylindrical member 120 through the front end opening 121 of the cylindrical member 120, and the interior of the cylindrical member 120 is filled.

次いで、ピストン130が後方ストッパー124に当接した状態のまま、ジャッキ150(摺動機構および挿抜機構)の伸縮ロッド151をさらに収縮して、ピストン130を引き戻す。このとき、ピストン130は後方ストッパー124に当接しているため、筒状部材120は、ピストン130とともに軸方向後方に移動する。これにより、筒状部材120は、ケーシング140内の移動通路を後退して、開閉弁110を通過し、図2Dに示すように、チャンバ17から機体内に抜去されて、ケーシング140内に退避される。そして、筒状部材120の後端がケーシング140の後端に当接したときに(即ち、筒状部材120の抜去ストロークが上記図2Bの挿入ストロークL2と同一になったときに)、ジャッキ150の収縮を停止するとともに、開閉弁110を閉めて、弁体112によりケーシング140の内部空間(筒状部材120の移動通路)を遮断する。 Next, while the piston 130 remains in contact with the rear stopper 124, the telescoping rod 151 of the jack 150 (sliding mechanism and insertion/extraction mechanism) is further contracted to pull the piston 130 back. At this time, since the piston 130 is in contact with the rear stopper 124, the cylindrical member 120 moves rearward in the axial direction together with the piston 130. As a result, the cylindrical member 120 moves backward through the movement passage in the casing 140, passes through the on-off valve 110, is extracted from the chamber 17 into the body, and is retracted into the casing 140, as shown in FIG. 2D. Ru. Then, when the rear end of the cylindrical member 120 contacts the rear end of the casing 140 (that is, when the removal stroke of the cylindrical member 120 becomes the same as the insertion stroke L2 in FIG. 2B), the jack 150 At the same time, the on-off valve 110 is closed, and the internal space of the casing 140 (the movement path of the cylindrical member 120) is shut off by the valve body 112.

これにより、チャンバ17内の掘削土砂を内部に取り込んだ筒状部材120を、隔壁13より後方の機体内に回収することができる。このとき、ケーシング140の前側に配置された開閉弁110が閉められているので、チャンバ17内の掘削土砂が、隔壁13の開口13bおよびケーシング140の内部空間を通じて機体内に侵入することを防止できる。その後、機体内において、掘削土砂を取り込んだ筒状部材120をピストン130とともに、ケーシング140から取り外す。そして、筒状部材120の内部から、掘削土砂を取り出すことにより、掘削土砂のサンプリングが完了する。 Thereby, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand in the chamber 17 can be recovered into the body behind the partition wall 13. At this time, since the on-off valve 110 disposed on the front side of the casing 140 is closed, excavated earth and sand in the chamber 17 can be prevented from entering the fuselage body through the opening 13b of the bulkhead 13 and the internal space of the casing 140. . Thereafter, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand is removed from the casing 140 together with the piston 130 inside the machine. Then, by taking out the excavated earth and sand from inside the cylindrical member 120, sampling of the excavated earth and sand is completed.

以上、第1の実施形態に係る土砂サンプリング装置100を用いた土砂サンプリング方法について説明した。第1の実施形態によれば、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作を、共通の1つの移動機構(ジャッキ150)で実現できる。よって、上述したように部品点数を低減でき、機械構造を簡素化でき、挿抜動作と摺動動作の信頼性を向上することができる。 The sediment sampling method using the sediment sampling device 100 according to the first embodiment has been described above. According to the first embodiment, the insertion and removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 can be realized by one common movement mechanism (jack 150). Therefore, as described above, the number of parts can be reduced, the mechanical structure can be simplified, and the reliability of the insertion/extraction operation and sliding operation can be improved.

さらに、第1の実施形態では、移動機構の動力付与装置を、1つのジャッキ150、例えば油圧ジャッキで構成する。これにより、動力付与装置として出力の大きいジャッキ150を用いることで、動力付与装置の確実な動作(挿抜動作、摺動動作)を実現することができる。 Further, in the first embodiment, the power imparting device for the moving mechanism is configured with one jack 150, for example, a hydraulic jack. Thereby, by using the jack 150 with a large output as the power applying device, reliable operation (insertion/extraction operation, sliding operation) of the power applying device can be realized.

また、係止部材として、筒状部材120の両端に2つのストッパー(前方ストッパー123および後方ストッパー124)を設けるというシンプルな構造により、筒状部材120とピストン130を連動させて移動させることができる。これによっても、移動機構の部品点数を低減でき、機械構造を簡素化できる。 Moreover, with a simple structure in which two stoppers (front stopper 123 and rear stopper 124) are provided at both ends of the cylindrical member 120 as locking members, the cylindrical member 120 and the piston 130 can be moved in conjunction with each other. . This also allows the number of parts of the moving mechanism to be reduced and the mechanical structure to be simplified.

なお、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作の順序を、意図したものにするために、土砂サンプリング装置100の構造に配慮を加えてもよい。例えば、上記の本実施形態に係る動作順序においては、前進および後退の双方とも、ピストン130の摺動動作の方が筒状部材120の挿抜動作よりも先となる。このため、筒状部材120の挿抜動作が後になるように、例えば、当該挿抜動作の機構部に当該挿抜動作を鈍くするための抵抗を設けてもよいし、あるいは、当該挿抜動作の機構部に機械的なロック機構を設けて、ピストン130の摺動動作後に当該ロック機構を解除してもよい。これらの追加構成により、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作の順序を、意図したものにすることができる。 Note that consideration may be given to the structure of the sediment sampling device 100 in order to make the order of the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 as intended. For example, in the operation order according to the present embodiment described above, the sliding operation of the piston 130 comes first than the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 in both the forward movement and the backward movement. For this reason, so that the insertion/extraction operation of the cylindrical member 120 is delayed, for example, a resistance may be provided in the mechanism section for the insertion/extraction operation to slow down the insertion/extraction operation, or a resistance may be provided in the mechanism section for the insertion/extraction operation. A mechanical locking mechanism may be provided and the locking mechanism may be released after the sliding movement of the piston 130. With these additional configurations, the order of the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 can be made as intended.

<3.1.2.第2の実施形態>
次に、図4を参照して、本発明の第2の実施形態に係る土砂サンプリング装置100について詳細に説明する。図4A~図4Dは、第2の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の動作を示す断面図である。
<3.1.2. Second embodiment>
Next, with reference to FIG. 4, a sediment sampling device 100 according to a second embodiment of the present invention will be described in detail. 4A to 4D are cross-sectional views showing the operation of the sediment sampling device 100 according to the second embodiment.

第2の実施形態に係る土砂サンプリング装置100(図4参照。)は、上記第1の実施形態(図2、図3参照。)と比べて、係止部材の構成が相違し、その他の構成要素については、第1の実施形態と同様である。そこで、以下では、第2の実施形態の特徴である係止部材の相違点を中心に説明し、その他の構成要素については詳細説明を省略する。 The sediment sampling device 100 (see FIG. 4) according to the second embodiment is different from the first embodiment (see FIGS. 2 and 3) in the configuration of the locking member, and other configurations. The elements are the same as those in the first embodiment. Therefore, in the following, the differences in the locking member, which is a feature of the second embodiment, will be mainly explained, and detailed explanations of the other components will be omitted.

図4に示すように、第2の実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、係止部材として、第1の実施形態に係る筒状部材120の前方ストッパー123(図3参照。)の代わりに、ジャッキ150の伸縮ロッド151にストッパー155を設ける点で相違する。 As shown in FIG. 4, the sediment sampling device 100 according to the second embodiment uses, as a locking member, the front stopper 123 (see FIG. 3) of the cylindrical member 120 according to the first embodiment. The difference is that a stopper 155 is provided on the telescopic rod 151 of the jack 150.

詳細には、第2の実施形態では、上記第1の実施形態と同様に筒状部材120の後端部に後方ストッパー124が設けられているが、筒状部材120の前端部には、上記第1の実施形態のような前方ストッパー123が設けられていない。第2の実施形態では、第1の実施形態の前方ストッパー123の代わりに、ジャッキ150の伸縮ロッド151の中程に、ストッパー155が設けられている。ストッパー155は、伸縮ロッド151から径方向外側に張り出すように形成された円盤状のストッパーである。ストッパー155は、筒状部材120の後端部(後方ストッパー124)を係止可能である。 Specifically, in the second embodiment, a rear stopper 124 is provided at the rear end of the cylindrical member 120 as in the first embodiment, but the rear stopper 124 is provided at the front end of the cylindrical member 120. The front stopper 123 as in the first embodiment is not provided. In the second embodiment, a stopper 155 is provided in the middle of the telescopic rod 151 of the jack 150 instead of the front stopper 123 of the first embodiment. The stopper 155 is a disk-shaped stopper that is formed so as to project outward from the telescopic rod 151 in the radial direction. The stopper 155 can lock the rear end portion (rear stopper 124) of the cylindrical member 120.

ストッパー155は、ケーシング140の内部において、筒状部材120の後端部とケーシング140の後端部との間に配置される。図4A、図4Bに示すように、ジャッキ150の伸縮ロッド151を伸張させて、前進したピストン130が筒状部材120の前端開口121付近に位置するときに、ストッパー155が筒状部材120の後端部と当接するように、伸縮ロッド151におけるストッパー155の形成位置が調整されている。これにより、ジャッキ150の伸縮ロッド151を伸張させることで、ストッパー155により筒状部材120を軸方向前方に押し出して、筒状部材120をチャンバ17に挿入することができる。 Stopper 155 is arranged inside casing 140 between the rear end of cylindrical member 120 and the rear end of casing 140 . As shown in FIGS. 4A and 4B, when the telescopic rod 151 of the jack 150 is extended and the forward piston 130 is located near the front end opening 121 of the cylindrical member 120, the stopper 155 is placed behind the cylindrical member 120. The position of the stopper 155 on the telescopic rod 151 is adjusted so that it comes into contact with the end portion. Thereby, by extending the telescopic rod 151 of the jack 150, the cylindrical member 120 can be pushed forward in the axial direction by the stopper 155, and the cylindrical member 120 can be inserted into the chamber 17.

また、図4C、図4Dに示すように、ジャッキ150の伸縮ロッド151を収縮させることにより、後退したピストン130を筒状部材120の後方ストッパー124に当接させ、ケーシング140内で筒状部材120をピストン130とともに後退させるときに、同じく後退したストッパー155がケーシング140の後端部と干渉しないようにする必要がある。このため、第2の実施形態では、第1の実施形態と比べて、ケーシング140が後方側に長く延びるように形成されており、ケーシング140の内部に、後退したストッパー155が退避するためのスペースが確保されている。なお、この場合のケーシング140は、筒状部材120の収容部として水密が確保できていれば、ケーシング140のうちストッパー155が退避するためのスペースに対応する位置に、当該ストッパー155の点検用の窓(開口)が設けられてもよい。 Further, as shown in FIGS. 4C and 4D, by contracting the telescopic rod 151 of the jack 150, the retracted piston 130 is brought into contact with the rear stopper 124 of the cylindrical member 120, and the cylindrical member 120 is moved inside the casing 140. When retracting the piston 130 together with the piston 130, it is necessary to prevent the stopper 155, which has also retreated, from interfering with the rear end of the casing 140. Therefore, in the second embodiment, the casing 140 is formed to extend longer toward the rear than the first embodiment, and there is a space inside the casing 140 for the retreated stopper 155 to retreat. is ensured. In addition, if the casing 140 in this case is watertight as a housing part for the cylindrical member 120, there is a space for checking the stopper 155 in the casing 140 at a position corresponding to the space for the stopper 155 to retreat. A window (opening) may be provided.

以上のような第2の実施形態の場合でも、上記第1の実施形態と同様に、掘削土砂のサンプリング動作時に、ジャッキ150、後方ストッパー124およびストッパー155により、筒状部材120とピストン130とを連動させて、前進および後退させることができる。 Even in the case of the second embodiment as described above, the cylindrical member 120 and the piston 130 are held together by the jack 150, the rear stopper 124, and the stopper 155 during the sampling operation of excavated earth and sand, as in the first embodiment. It can be moved forward and backward in conjunction.

即ち、図4Aに示す待機状態では、ストッパー155は、筒状部材120の後端部の後方ストッパー124に当接しており、ピストン130は、筒状部材120の前端開口121付近に配置されている。この待機状態から、ジャッキ150を伸張させると、ストッパー155の係止機能により、筒状部材120を前方に押し出すことができる。この結果、図4Bに示すように、ピストン130とともに筒状部材120を前進させて、チャンバ17内に挿入することができる。 That is, in the standby state shown in FIG. 4A, the stopper 155 is in contact with the rear stopper 124 at the rear end of the cylindrical member 120, and the piston 130 is arranged near the front end opening 121 of the cylindrical member 120. . When the jack 150 is extended from this standby state, the locking function of the stopper 155 allows the cylindrical member 120 to be pushed forward. As a result, as shown in FIG. 4B, the cylindrical member 120 can be moved forward together with the piston 130 and inserted into the chamber 17.

次いで、ジャッキ150を収縮させると、図4Cに示すように、ピストン130が筒状部材120内を後退して、チャンバ17内の掘削土砂が筒状部材120の内部に取り込まれるとともに、ピストン130が筒状部材120の後端部の後方ストッパー124に当接して係止される。そして、この図4Cの状態から、ジャッキ150をさらに収縮させて、ピストン130を後退させると、図4Dに示すように、後方ストッパー124の係止機能により、ピストン130とともに筒状部材120も後退して、チャンバ17から機体内に抜去される。この抜去時には、ストッパー155は、後方に長く延びるケーシング140の内部空間を後退できるので、ケーシング140の後端部と干渉することがない。 Next, when the jack 150 is retracted, the piston 130 moves back inside the cylindrical member 120, and the excavated soil in the chamber 17 is taken into the cylindrical member 120, and the piston 130 The tubular member 120 comes into contact with a rear stopper 124 at the rear end and is locked. When the jack 150 is further retracted from the state shown in FIG. 4C and the piston 130 is moved back, the cylindrical member 120 is also moved back together with the piston 130 due to the locking function of the rear stopper 124, as shown in FIG. 4D. Then, it is extracted from the chamber 17 into the body of the machine. At the time of this removal, the stopper 155 can retreat through the internal space of the casing 140 that extends rearward, so that it does not interfere with the rear end of the casing 140.

以上のように、第2の実施形態では、ジャッキ150の伸縮ロッド151に設けられたストッパー155を用いて、上記第1の実施形態と同様にチャンバ17内の掘削土砂のサンプリング動作を実行することができる。したがって、第2の実施形態も、上記第1の実施形態と同様な作用効果を奏する。 As described above, in the second embodiment, the stopper 155 provided on the telescoping rod 151 of the jack 150 is used to perform the sampling operation of the excavated earth and sand in the chamber 17 in the same manner as in the first embodiment. Can be done. Therefore, the second embodiment also has the same effects as the first embodiment.

なお、第2の実施形態においても、上記第1の実施形態と同様に、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作の順序を、意図したものにするために、土砂サンプリング装置100の構造に配慮を加えてもよい。例えば、上記の本実施形態に係る動作順序においては、前進および後退の双方とも、ピストン130の摺動動作の方が筒状部材120の挿抜動作よりも先となる。このため、筒状部材120の挿抜動作が後になるように、例えば、当該挿抜動作の機構部に当該挿抜動作を鈍くするための抵抗を設けてもよいし、あるいは、当該挿抜動作の機構部に機械的なロック機構を設けて、ピストン130の摺動動作後に当該ロック機構を解除してもよい。これらの追加構成により、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作の順序を、意図したものにすることができる。 In addition, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, in order to make the order of the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 as intended, the sediment sampling device 100 is Consideration may be given to the structure of For example, in the operation order according to the present embodiment described above, the sliding operation of the piston 130 comes first than the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 in both the forward movement and the backward movement. For this reason, so that the insertion/extraction operation of the cylindrical member 120 is delayed, for example, a resistance may be provided in the mechanism section for the insertion/extraction operation to slow down the insertion/extraction operation, or a resistance may be provided in the mechanism section for the insertion/extraction operation. A mechanical locking mechanism may be provided and the locking mechanism may be released after the sliding movement of the piston 130. With these additional configurations, the order of the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 can be made as intended.

<3.1.3.第3の実施形態>
次に、図5、図6を参照して、本発明の第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置100について詳細に説明する。図5A~図5Dは、第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の動作を示す断面図である。図6は、第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の筒状部材120の周辺および空圧装置160の構成を示す模式図である。なお、説明の便宜上、図6では、ワイヤー170および巻取装置172の図示を省略してある。
<3.1.3. Third embodiment>
Next, with reference to FIGS. 5 and 6, a sediment sampling device 100 according to a third embodiment of the present invention will be described in detail. 5A to 5D are cross-sectional views showing the operation of the sediment sampling device 100 according to the third embodiment. FIG. 6 is a schematic diagram showing the periphery of the cylindrical member 120 and the configuration of the pneumatic device 160 of the sediment sampling device 100 according to the third embodiment. Note that for convenience of explanation, illustration of the wire 170 and the winding device 172 is omitted in FIG. 6 .

第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置100(図5、図6参照。)は、上記第1の実施形態(図2、図3参照。)と比べて、筒状部材120およびピストン130を移動させる共通の移動機構(挿抜機構および摺動機構)の動力付与装置として、上記ジャッキ150に代えて空圧装置160を用いる点で相違し、その他の構成要素については、第1の実施形態と同様である。そこで、以下では、第3の実施形態の特徴である空圧装置160を中心に説明し、その他の構成要素については詳細説明を省略する。 The sediment sampling device 100 according to the third embodiment (see FIGS. 5 and 6) moves the cylindrical member 120 and the piston 130, compared to the first embodiment (see FIGS. 2 and 3). The difference is that a pneumatic device 160 is used instead of the jack 150 as a power supply device for the common movement mechanism (insertion/extraction mechanism and sliding mechanism), and other components are the same as in the first embodiment. It is. Therefore, below, the pneumatic device 160, which is a feature of the third embodiment, will be mainly explained, and detailed explanations of the other components will be omitted.

まず、第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の構成について説明する。図5および図6に示すように、第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、共通の移動機構(挿抜機構および摺動機構)の動力付与装置として、1つの空圧装置160を備えており、さらに、当該動力付与装置の補助装置として、ワイヤー170および巻取装置172を備える。 First, the configuration of a sediment sampling device 100 according to a third embodiment will be described. As shown in FIGS. 5 and 6, the sediment sampling device 100 according to the third embodiment includes one pneumatic device 160 as a power applying device for a common moving mechanism (insertion/extraction mechanism and sliding mechanism). Furthermore, a wire 170 and a winding device 172 are provided as auxiliary devices of the power applying device.

空圧装置160は、エアーの圧力により筒状部材120およびピストン130を軸方向に移動させる機能を有する。図5および図6に示すように、土砂サンプリング装置100は、隔壁13の開口13b周辺に取り付けられ、筒状部材120を収容するケーシング140を有する。ケーシング140の内部空間は、隔壁13の開口13bと連通し、筒状部材120の移動通路を形成している。空圧装置160は、ケーシング140の内部空間のうち、筒状部材120の後方側の空間に対して、エアーを供給および吸引可能である。 The pneumatic device 160 has a function of moving the cylindrical member 120 and the piston 130 in the axial direction using air pressure. As shown in FIGS. 5 and 6, the sediment sampling device 100 includes a casing 140 that is attached around the opening 13b of the partition wall 13 and houses the cylindrical member 120. The internal space of the casing 140 communicates with the opening 13b of the partition wall 13 and forms a movement passage for the cylindrical member 120. The pneumatic device 160 is capable of supplying and suctioning air to the space on the rear side of the cylindrical member 120 in the internal space of the casing 140 .

ここで、図6を参照して、空圧装置160の構成について詳細に説明する。図6に示すように、空圧装置160は、コンプレッサ161と、圧力調整弁162と、切換弁163と、サイレンサー164と、流路165、166、167と、を有する。 Here, with reference to FIG. 6, the configuration of the pneumatic device 160 will be described in detail. As shown in FIG. 6, the pneumatic device 160 includes a compressor 161, a pressure regulating valve 162, a switching valve 163, a silencer 164, and flow paths 165, 166, and 167.

コンプレッサ161は、モータの動力により、大気圧よりも高圧のエアーを生成する。圧力調整弁162は、流路166を介してコンプレッサ161に接続され、コンプレッサ161で生成されたエアーの圧力を調整する。切換弁163は、流路165を介してケーシング140に接続され、流路166を介して圧力調整弁162に接続され、流路167を介してサイレンサー164に接続されている。切換弁163は、流路165に連通する流路を、流路166または流路167に切り換える。かかる切換弁163の切換動作により、流路165と流路166を連通させることで、コンプレッサ161で生成された高圧のエアーをケーシング140に供給することができる。また、流路165と流路167を連通させることで、ケーシング140の内部空間からエアーを抜いて、サイレンサー164から大気に放出することができる。 The compressor 161 generates air at a pressure higher than atmospheric pressure using the power of the motor. The pressure regulating valve 162 is connected to the compressor 161 via a flow path 166 and regulates the pressure of the air generated by the compressor 161. The switching valve 163 is connected to the casing 140 via a flow path 165, to the pressure regulating valve 162 via a flow path 166, and to the silencer 164 via a flow path 167. The switching valve 163 switches the flow path communicating with the flow path 165 to a flow path 166 or a flow path 167. This switching operation of the switching valve 163 allows the flow path 165 and the flow path 166 to communicate with each other, so that the high-pressure air generated by the compressor 161 can be supplied to the casing 140. Further, by communicating the flow path 165 and the flow path 167, air can be extracted from the internal space of the casing 140 and released from the silencer 164 to the atmosphere.

ケーシング140の後端には、空圧装置160からのエアーをケーシング140の内部空間(筒状部材120よりも後方側の空間)に供給するための後端開口142が形成されている。さらに、筒状部材120の後端には、当該エアーを筒状部材120の内部空間(ピストン130よりも後方側の空間)に供給するための後端開口122が形成されている。後端開口142と後端開口122は、これら空間にエアーを送るための連通口として機能する。このように、空圧装置160の流路165と、ケーシング140の内部空間の後方部分と、筒状部材120の内部空間の後方部分とは、相互に連通しており、空圧装置160によりこれら空間にエアーを供給したり、当該空間からエアーを吸引したりできるようになっている。 A rear end opening 142 is formed at the rear end of the casing 140 for supplying air from the pneumatic device 160 to the internal space of the casing 140 (the space on the rear side of the cylindrical member 120). Furthermore, a rear end opening 122 is formed at the rear end of the cylindrical member 120 for supplying the air to the internal space of the cylindrical member 120 (the space on the rear side of the piston 130). The rear end opening 142 and the rear end opening 122 function as communication ports for sending air into these spaces. In this way, the flow path 165 of the pneumatic device 160, the rear portion of the internal space of the casing 140, and the rear portion of the internal space of the cylindrical member 120 are in communication with each other, and the pneumatic device 160 allows these to communicate with each other. It is possible to supply air to a space or to suck air from the space.

ここで、図6を参照して、空圧装置160から供給されるエアーの圧力により、ピストン130および筒状部材120を軸方向に移動させる動作について説明する。なお、図6には、土砂サンプリング装置100の各部における圧力(P1、Patm、Px、P0)も示してある。P0は、チャンバ17内の土水圧である。Pxは、ケーシング140および筒状部材120の内部空間(以下、「エアー室」という場合もある。)の気圧である。P1は、コンプレッサ161から供給される高圧エアーの気圧である。Patmは、大気圧である。P1は、PatmおよびP0よりも大きい正圧である。 Here, with reference to FIG. 6, the operation of moving the piston 130 and the cylindrical member 120 in the axial direction by the pressure of air supplied from the pneumatic device 160 will be described. Note that FIG. 6 also shows the pressures (P1, Patm, Px, P0) at each part of the sediment sampling device 100. P0 is the soil water pressure inside the chamber 17. Px is the atmospheric pressure in the internal space of the casing 140 and the cylindrical member 120 (hereinafter also referred to as "air chamber"). P1 is the atmospheric pressure of high-pressure air supplied from the compressor 161. Patm is atmospheric pressure. P1 is a positive pressure greater than Patm and P0.

図6に示すように、チャンバ17内の土水圧P0と、ケーシング140内のエアー室の気圧Pxとの差圧により、筒状部材120内でピストン130を軸方向前方または後方に摺動させることができる。 As shown in FIG. 6, the piston 130 is slid axially forward or backward within the cylindrical member 120 due to the differential pressure between the earth water pressure P0 within the chamber 17 and the air pressure Px of the air chamber within the casing 140. Can be done.

例えば、コンプレッサ161からの高圧エアー(P1)を、ケーシング140内のエアー室に供給した場合、エアー室の気圧(Px)は、Px=P1>P0となる。このように、Px=P1>P0とすれば、エアー室の高圧エアー(Px)によりピストン130が軸方向前方に押圧されるので、筒状部材120内でピストン130を軸方向前方に摺動(前進)させることができる。さらに、前進するピストン130と筒状部材120の前方ストッパー123が当接するので、ケーシング140内でピストン130とともに筒状部材120を軸方向前方に摺動(前進)させて、筒状部材120を機体内からチャンバ17に挿入することができる。 For example, when high-pressure air (P1) from the compressor 161 is supplied to the air chamber in the casing 140, the air pressure (Px) in the air chamber becomes Px=P1>P0. In this way, if Px=P1>P0, the piston 130 is pushed forward in the axial direction by the high pressure air (Px) in the air chamber, so the piston 130 is slid forward in the axial direction within the cylindrical member 120 ( forward). Further, since the advancing piston 130 and the front stopper 123 of the cylindrical member 120 come into contact with each other, the cylindrical member 120 is slid (advanced) in the axial direction together with the piston 130 within the casing 140, and the cylindrical member 120 is moved forward. It can be inserted into chamber 17 from within the body.

一方、切換弁163を切り換えて、ケーシング140内のエアー室をサイレンサー164に連通させて、エアー室内の高圧エアーを抜いた場合、エアー室の気圧(Px)は、Px=Patm<P0となる。このように、Px=Patm<P0とすれば、チャンバ17内の土水圧(P0)とエアー室の気圧(Px)との差圧により、ピストン130が軸方向後方に吸引されるので、筒状部材120内でピストン130を軸方向後方に摺動(後退)させることができる。さらに、後退するピストン130と筒状部材120の後方ストッパー124が当接するので、ケーシング140内でピストン130とともに筒状部材120を軸方向後方に摺動(後退)させて、筒状部材120をチャンバ17から機体内に抜去することができる。 On the other hand, when the switching valve 163 is switched to connect the air chamber in the casing 140 to the silencer 164 to remove high-pressure air from the air chamber, the air pressure (Px) in the air chamber becomes Px=Patm<P0. In this way, if Px=Patm<P0, the piston 130 is sucked rearward in the axial direction due to the differential pressure between the earth water pressure (P0) in the chamber 17 and the air pressure (Px) in the air chamber, so the cylindrical shape Piston 130 can be slid axially rearward (retracted) within member 120. Further, since the retracting piston 130 and the rear stopper 124 of the cylindrical member 120 come into contact with each other, the cylindrical member 120 is slid (backed) in the axial direction together with the piston 130 within the casing 140, and the cylindrical member 120 is moved into the chamber. It can be removed from 17 into the fuselage.

また、図6に示す空圧装置160において、サイレンサー164に替えて、バキュームポンプ(負圧発生ポンプ)を設置してもよい。これにより、バキュームポンプを用いてケーシング140内のエアー室に負圧(Px)を発生させて、Px<Patm<P0とすることができる。したがって、より強力な吸引力でピストン130を吸引できるので、より確実にピストン130を軸方向後方に摺動(後退)させることが可能になる。 Furthermore, in the pneumatic device 160 shown in FIG. 6, a vacuum pump (negative pressure generating pump) may be installed in place of the silencer 164. Thereby, negative pressure (Px) can be generated in the air chamber in the casing 140 using the vacuum pump, and Px<Patm<P0. Therefore, since the piston 130 can be attracted with a stronger suction force, it becomes possible to more reliably slide (retreat) the piston 130 rearward in the axial direction.

続いて、図5を参照して、ワイヤー170および巻取装置172の構成について説明する。上述したように、ワイヤー170および巻取装置172は、ピストン130および筒状部材120を軸方向に移動させる移動機構(挿抜機構および摺動機構)の動力付与装置の補助装置として機能する。 Next, with reference to FIG. 5, the configurations of the wire 170 and the winding device 172 will be described. As described above, the wire 170 and the winding device 172 function as auxiliary devices for the power supply device of the movement mechanism (insertion/extraction mechanism and sliding mechanism) that moves the piston 130 and the cylindrical member 120 in the axial direction.

図5に示すように、ワイヤー170の一端は、ケーシング140の後端開口142と筒状部材120の後端開口122を通じて、ピストン130に接続されており、筒状部材120には接続されていない。ワイヤー170の他端は、ケーシング140の外部に設置される巻取装置172に接続されている。巻取装置172は、ワイヤー170を巻き取ったり、送り出したりすることが可能な装置である。 As shown in FIG. 5, one end of the wire 170 is connected to the piston 130 through the rear end opening 142 of the casing 140 and the rear end opening 122 of the cylindrical member 120, and is not connected to the cylindrical member 120. . The other end of the wire 170 is connected to a winding device 172 installed outside the casing 140. The winding device 172 is a device that can wind up and feed out the wire 170.

かかる巻取装置172により、ワイヤー170を巻き取ることにより、筒状部材120内でピストン130を軸方向後方に牽引して、強制的に後退させることができる。したがって、上記空圧装置160のエアーによる吸引力が不足する場合に、巻取装置172を動作させることで、より確実にピストン130および筒状部材120を後退させることができる。なお、空圧装置160のエアーの圧力(P1)のみで、ピストン130および筒状部材120を前進および後退させることが可能である場合には、ワイヤー170および巻取装置172を設けなくてもよい。 By winding up the wire 170 using the winding device 172, the piston 130 can be pulled axially rearward within the cylindrical member 120 and forced to retreat. Therefore, when the air suction force of the pneumatic device 160 is insufficient, by operating the winding device 172, the piston 130 and the cylindrical member 120 can be more reliably retreated. Note that if it is possible to move the piston 130 and the cylindrical member 120 forward and backward using only the air pressure (P1) of the pneumatic device 160, the wire 170 and the winding device 172 may not be provided. .

以上のように、第3の実施形態によれば、ピストン130と筒状部材120の移動機構として、空圧装置160を用いて、ピストン130および筒状部材120を移動させる。さらに、第1の実施形態と同様に、筒状部材120に設けられた前方ストッパー123と後方ストッパー124により、ピストン130と筒状部材120とを相互に係止可能な構造にする。これによって、空圧装置160を用いて、ピストン130と筒状部材120を連動させて軸方向に前進および後退させることができる。したがって、筒状部材120内でピストン130を摺動させる動作と、筒状部材120をチャンバ17に挿抜する動作を、1つの移動機構(空圧装置160)のみで実現できる。 As described above, according to the third embodiment, the pneumatic device 160 is used as the movement mechanism for the piston 130 and the cylindrical member 120 to move the piston 130 and the cylindrical member 120. Furthermore, similarly to the first embodiment, the piston 130 and the cylindrical member 120 are configured to be lockable to each other by the front stopper 123 and the rear stopper 124 provided on the cylindrical member 120. Thereby, using the pneumatic device 160, the piston 130 and the cylindrical member 120 can be moved forward and backward in the axial direction in conjunction with each other. Therefore, the operation of sliding the piston 130 within the cylindrical member 120 and the operation of inserting and removing the cylindrical member 120 into and from the chamber 17 can be realized with only one moving mechanism (pneumatic device 160).

さらに、ワイヤー170と巻取装置172を、動力付与装置の補助装置として追加設置することにより、ピストン130および筒状部材120をより確実に後退させることが可能になる。 Furthermore, by additionally installing the wire 170 and the winding device 172 as auxiliary devices for the power applying device, it becomes possible to more reliably retreat the piston 130 and the cylindrical member 120.

次に、図5A~図5Dを参照して、第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置100による掘削土砂のサンプリング動作について説明する。 Next, with reference to FIGS. 5A to 5D, a sampling operation of excavated soil by the soil sampling device 100 according to the third embodiment will be described.

まず、図5Aに示す待機状態では、ケーシング140に装着された開閉弁110は、閉状態となっており、その弁体112によりケーシング140の内部空間(即ち、筒状部材120の移動通路)が遮断されている。当該ケーシング140の内部に筒状部材120およびピストン130が設置される。ピストン130は、予め空圧装置160(摺動機構)により筒状部材120内における軸方向前方側(チャンバ17側)に摺動させられ、前方ストッパー123に当接する位置まで押し出されている。 First, in the standby state shown in FIG. 5A, the on-off valve 110 attached to the casing 140 is in a closed state, and the internal space of the casing 140 (that is, the movement path of the cylindrical member 120) is closed by the valve body 112. It is blocked. A cylindrical member 120 and a piston 130 are installed inside the casing 140. The piston 130 is previously slid axially forward in the cylindrical member 120 (towards the chamber 17) by a pneumatic device 160 (sliding mechanism), and pushed out to a position where it abuts the front stopper 123.

次いで、土砂サンプリング動作を開始するとき、まず、図5Bに示すように、開閉弁110を開けた後に、空圧装置160(挿抜機構)によりケーシング140内のエアー室に高圧エアーを供給する。この高圧エアーの圧力により、ピストン130を軸方向前方に押し出す。このとき、ピストン130は筒状部材120の前方ストッパー123に当接しているため、筒状部材120は、ピストン130とともに軸方向前方に移動する。この結果、筒状部材120が、ケーシング140内の移動通路を前進して、開閉弁110を通過し、隔壁13の開口13bからチャンバ17内に挿入される。この挿入時には、チャンバ17に挿入された筒状部材120の前端開口121がチャンバ17内の所望のサンプリング位置に配置されるように、筒状部材120の挿入ストロークL2が調整される。 Next, when starting the sediment sampling operation, first, as shown in FIG. 5B, after opening the on-off valve 110, high pressure air is supplied to the air chamber in the casing 140 by the pneumatic device 160 (insertion/extraction mechanism). The pressure of this high-pressure air pushes the piston 130 forward in the axial direction. At this time, since the piston 130 is in contact with the front stopper 123 of the cylindrical member 120, the cylindrical member 120 moves forward in the axial direction together with the piston 130. As a result, the cylindrical member 120 moves forward through the movement passage within the casing 140, passes through the on-off valve 110, and is inserted into the chamber 17 through the opening 13b of the partition wall 13. During this insertion, the insertion stroke L2 of the cylindrical member 120 is adjusted so that the front end opening 121 of the cylindrical member 120 inserted into the chamber 17 is located at a desired sampling position within the chamber 17.

その後、図5Cに示すように、空圧装置160(摺動機構)により、ケーシング140内のエアー室からエアーを抜いて、ピストン130を軸方向後方に吸引する。これにより、筒状部材120内でピストン130を軸方向後方に摺動させて、筒状部材120の後端側に引き込む。この結果、ピストン130は、筒状部材120の後端開口122側に摺動して、後方ストッパー124に当接する。このようなピストン130の引き込みによる吸引力によって、チャンバ17内の掘削土砂が、筒状部材120の前端開口121から筒状部材120の内部に取り込まれて、充満する。 Thereafter, as shown in FIG. 5C, air is removed from the air chamber in the casing 140 by the pneumatic device 160 (sliding mechanism), and the piston 130 is sucked axially rearward. As a result, the piston 130 is slid axially rearward within the cylindrical member 120 and drawn toward the rear end side of the cylindrical member 120. As a result, the piston 130 slides toward the rear end opening 122 of the cylindrical member 120 and comes into contact with the rear stopper 124. Due to the suction force caused by the retraction of the piston 130, the excavated earth and sand in the chamber 17 is drawn into the interior of the cylindrical member 120 through the front end opening 121 of the cylindrical member 120, and the interior of the cylindrical member 120 is filled.

次いで、図5Dに示すように、空圧装置160(摺動機構および挿抜機構)により、ケーシング140内のエアー室からエアーをさらに抜いて、ピストン130を軸方向後方に吸引して、ピストン130を引き戻す。このとき、ピストン130は後方ストッパー124に当接しているため、筒状部材120は、ピストン130とともに軸方向後方に移動する。これにより、筒状部材120は、ケーシング140内の移動通路を後退して、開閉弁110を通過し、チャンバ17から機体内に抜去されて、ケーシング140内に退避される。そして、筒状部材120の後端がケーシング140の後端に当接したときに、空圧装置160の吸引動作を停止するとともに、開閉弁110を閉めて、弁体112によりケーシング140の内部空間(筒状部材120の移動通路)を遮断する。 Next, as shown in FIG. 5D, air is further removed from the air chamber in the casing 140 by the pneumatic device 160 (sliding mechanism and insertion/extraction mechanism), and the piston 130 is sucked axially rearward. Pull back. At this time, since the piston 130 is in contact with the rear stopper 124, the cylindrical member 120 moves rearward in the axial direction together with the piston 130. As a result, the cylindrical member 120 moves backward along the movement path in the casing 140, passes through the on-off valve 110, is extracted from the chamber 17 into the body, and is retreated into the casing 140. When the rear end of the cylindrical member 120 comes into contact with the rear end of the casing 140, the suction operation of the pneumatic device 160 is stopped, the on-off valve 110 is closed, and the valve body 112 is opened to the inner space of the casing 140. (the movement path of the cylindrical member 120) is blocked.

以上のようにして、チャンバ17内の掘削土砂を内部に取り込んだ筒状部材120を、隔壁13より後方の機体内に回収することができる。その後、機体内において、掘削土砂を取り込んだ筒状部材120をピストン130とともに、ケーシング140から取り外す。そして、筒状部材120の内部から、掘削土砂を取り出すことにより、掘削土砂のサンプリングが完了する。 As described above, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand in the chamber 17 can be recovered into the body behind the partition wall 13. Thereafter, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand is removed from the casing 140 together with the piston 130 inside the machine. Then, by taking out the excavated earth and sand from inside the cylindrical member 120, sampling of the excavated earth and sand is completed.

なお、上記図5Cおよび図5Dに示す吸引工程において、例えば、ピストン130、筒状部材120およびケーシング140が相互に固着しているときには、空圧装置160のエアーによる吸引力だけでは、ピストン130や筒状部材120を後退させることが困難である場合も想定される。 In addition, in the suction process shown in FIGS. 5C and 5D, for example, when the piston 130, the cylindrical member 120, and the casing 140 are fixed to each other, the suction force of the air of the pneumatic device 160 alone is insufficient to remove the piston 130 and the casing 140. There may also be cases where it is difficult to retreat the cylindrical member 120.

この場合には、空圧装置160(動力付与装置)の補助装置として、ワイヤー170と巻取装置172を用いて、ピストン130を後退させればよい。つまり、巻取装置172によりワイヤー170を巻き取って、ピストン130を軸方向後方に牽引することにより、図5Cに示すように、筒状部材120内でピストン130を強制的に後退させて、筒状部材120内に掘削土砂を取り込むことができる。さらに、図5Dに示すように、巻取装置172によりワイヤー170をさらに巻き取ることで、ピストン130とともに筒状部材120を強制的に後退させて、筒状部材120をチャンバ17からケーシング140内に抜去することができる。 In this case, the piston 130 may be moved backward using the wire 170 and the winding device 172 as auxiliary devices for the pneumatic device 160 (power applying device). That is, by winding up the wire 170 with the winding device 172 and pulling the piston 130 axially rearward, the piston 130 is forcibly retreated within the cylindrical member 120 as shown in FIG. 5C. Excavated earth and sand can be taken into the shaped member 120. Furthermore, as shown in FIG. 5D, by further winding up the wire 170 by the winding device 172, the cylindrical member 120 is forcibly retreated together with the piston 130, and the cylindrical member 120 is moved from the chamber 17 into the casing 140. It can be removed.

以上、第3の実施形態に係る土砂サンプリング装置100を用いた土砂サンプリング方法について説明した。第3の実施形態によれば、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作を、共通の1つの移動機構(空圧装置160)で実現できる。したがって、上述したように部品点数を低減でき、機械構造を簡素化でき、挿抜動作と摺動動作の信頼性を向上することができる。よって、第3の実施形態も、上記第1の実施形態と同様な作用効果を奏する。 The sediment sampling method using the sediment sampling device 100 according to the third embodiment has been described above. According to the third embodiment, the insertion and removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 can be realized by one common movement mechanism (pneumatic device 160). Therefore, as described above, the number of parts can be reduced, the mechanical structure can be simplified, and the reliability of the insertion/extraction operation and sliding operation can be improved. Therefore, the third embodiment also has the same effects as the first embodiment.

また、第3の実施形態によれば、移動機構の動力付与装置として空圧装置160を用いているので、第1の実施形態のジャッキ150のような機械的な駆動装置を使用せずにすむ。したがって、第1の実施形態と比べて、動力付与装置の部品構成を簡略化でき、機体内における動力付与装置の設置スペースを低減することができる。 Further, according to the third embodiment, since the pneumatic device 160 is used as the power supply device for the moving mechanism, there is no need to use a mechanical drive device like the jack 150 of the first embodiment. . Therefore, compared to the first embodiment, the component configuration of the power application device can be simplified, and the installation space for the power application device within the fuselage can be reduced.

さらに、第3の実施形態によれば、軸方向前方へのピストン130の押し込みを、空圧装置160のエアーにより実行し、軸方向後方へのピストン130の引き戻しを、ワイヤー170の牽引により実行してもよい。これにより、ピストン130と筒状部材120との固着などが原因で、空圧装置160のエアーによるピストン130の吸引力が不足する場合であっても、巻取装置172によりワイヤー170を牽引するという機械的な動作により、ピストン130と筒状部材120をより確実に引き戻すことができる。 Furthermore, according to the third embodiment, the piston 130 is pushed forward in the axial direction by air from the pneumatic device 160, and the piston 130 is pulled back in the axial direction by pulling the wire 170. You can. As a result, even if the suction force of the piston 130 by the air of the pneumatic device 160 is insufficient due to the sticking of the piston 130 and the cylindrical member 120, the wire 170 is pulled by the winding device 172. The mechanical action allows the piston 130 and the cylindrical member 120 to be pulled back more reliably.

なお、第3の実施形態においても、上記第1の実施形態と同様に、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作の順序を、意図したものにするために、土砂サンプリング装置100の構造に配慮を加えてもよい。例えば、上記の本実施形態に係る動作順序においては、前進および後退の双方とも、ピストン130の摺動動作の方が筒状部材120の挿抜動作よりも先となる。このため、筒状部材120の挿抜動作が後になるように、例えば、当該挿抜動作の機構部に当該挿抜動作を鈍くするための抵抗を設けてもよいし、あるいは、当該挿抜動作の機構部に機械的なロック機構を設けて、ピストン130の摺動動作後に当該ロック機構を解除してもよい。これらの追加構成により、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作の順序を、意図したものにすることができる。 In addition, in the third embodiment, similarly to the first embodiment, in order to make the order of the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 as intended, the sediment sampling device 100 is Consideration may be given to the structure of For example, in the operation order according to the present embodiment described above, the sliding operation of the piston 130 comes first than the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 in both the forward movement and the backward movement. For this reason, so that the insertion/extraction operation of the cylindrical member 120 is delayed, for example, a resistance may be provided in the mechanism section for the insertion/extraction operation to slow down the insertion/extraction operation, or a resistance may be provided for the mechanism section for the insertion/extraction operation. A mechanical locking mechanism may be provided and the locking mechanism may be released after the sliding movement of the piston 130. With these additional configurations, the order of the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 can be made as intended.

<3.2.挿抜機構と摺動機構が別々の機構の組合せの場合>
次に、図7~図11を参照して、筒状部材120をチャンバ17に対して挿抜する挿抜機構と、筒状部材120内でピストン130を摺動させる摺動機構とが、別々の複数の移動機構の組合せで構成される例について説明する。
<3.2. When the insertion/extraction mechanism and sliding mechanism are a combination of separate mechanisms>
Next, with reference to FIGS. 7 to 11, an insertion/extraction mechanism for inserting/extracting the cylindrical member 120 into/from the chamber 17 and a sliding mechanism for sliding the piston 130 within the cylindrical member 120 are provided in a plurality of different ways. An example configured by a combination of moving mechanisms will be described.

<3.2.1.第4の実施形態>
まず、図7、図8を参照して、本発明の第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置100について説明する。図7A~図7Dは、第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の動作を示す断面図である。図8は、第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の筒状部材120の周辺および空圧装置160の構成を示す拡大断面図である。
<3.2.1. Fourth embodiment>
First, a sediment sampling device 100 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. 7A to 7D are cross-sectional views showing the operation of the sediment sampling device 100 according to the fourth embodiment. FIG. 8 is an enlarged sectional view showing the periphery of the cylindrical member 120 and the configuration of the pneumatic device 160 of the earth and sand sampling device 100 according to the fourth embodiment.

第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置100(図7、図8参照。)は、上記第1の実施形態(図2、図3参照。)と比べて、挿抜機構としてジャッキ150が設けられ、かつ、摺動機構として空圧装置160が設けられている点で相違し、その他の構成要素については、第1の実施形態と同様である。そこで、以下では、第4の実施形態の特徴であるジャッキ150(挿抜機構)と空圧装置160(摺動機構)の組合せ構造を中心に説明し、その他の構成要素については詳細説明を省略する。 Compared to the first embodiment (see FIGS. 2 and 3), the sediment sampling device 100 according to the fourth embodiment (see FIGS. 7 and 8) is provided with a jack 150 as an insertion/extraction mechanism, The second embodiment is different in that a pneumatic device 160 is provided as a sliding mechanism, and other components are the same as those in the first embodiment. Therefore, below, the combination structure of the jack 150 (insertion/extraction mechanism) and the pneumatic device 160 (sliding mechanism), which is a feature of the fourth embodiment, will be mainly explained, and detailed explanation of other components will be omitted. .

図7および図8に示すように、第4の実施形態では、筒状部材120をチャンバ17に挿抜する挿抜機構は、筒状部材120の軸方向に伸縮可能なジャッキ150で構成される。一方、筒状部材120内でピストン130を摺動させる摺動機構は、筒状部材120内にエアーを供給および吸引可能な空圧装置160で構成される。このように、第4の実施形態では、動力付与装置として、ジャッキ150と空圧装置160という別々の機構が設けられている。 As shown in FIGS. 7 and 8, in the fourth embodiment, an insertion/extraction mechanism for inserting/extracting the cylindrical member 120 into/from the chamber 17 includes a jack 150 that is extendable/retractable in the axial direction of the cylindrical member 120. On the other hand, a sliding mechanism for sliding the piston 130 within the cylindrical member 120 is constituted by a pneumatic device 160 that can supply and suck air into the cylindrical member 120. In this way, in the fourth embodiment, separate mechanisms such as the jack 150 and the pneumatic device 160 are provided as the power applying device.

図8に示すように、第4の実施形態に係るジャッキ150(挿抜機構)は、筒状部材120の軸方向に伸縮可能な伸縮ロッド151と、当該伸縮ロッド151を収容および支持するジャッキ本体152とを有する。ジャッキ150の伸縮ロッド151は、ケーシング140の後端部に貫通形成された後端開口142からケーシング140の内部に挿入される。伸縮ロッド151は、ケーシング140の後端開口142に挿通されて、筒状部材120の後端部に接続されており、ケーシング140およびピストン130には接続されていない。 As shown in FIG. 8, a jack 150 (insertion/extraction mechanism) according to the fourth embodiment includes a telescoping rod 151 that is extendable in the axial direction of a cylindrical member 120, and a jack body 152 that accommodates and supports the telescoping rod 151. and has. The telescopic rod 151 of the jack 150 is inserted into the casing 140 through a rear end opening 142 formed through the rear end of the casing 140. The telescopic rod 151 is inserted through the rear end opening 142 of the casing 140 and connected to the rear end of the cylindrical member 120, but is not connected to the casing 140 or the piston 130.

ジャッキ本体152は、筒状部材120を収容するケーシング140の後方に配置される。ジャッキ本体152の前端部は、ケーシング140の後端部に接続されて固定されている。ジャッキ150は、ケーシング140に対して固定されたジャッキ本体152に対して、伸縮ロッド151を伸縮させる。かかる伸縮ロッド151の伸縮により、ケーシング140の内部で筒状部材120を軸方向に摺動させることができ、これによって、筒状部材120をチャンバ17に対して挿抜することができる。 The jack body 152 is arranged behind the casing 140 that houses the cylindrical member 120. The front end of the jack body 152 is connected to and fixed to the rear end of the casing 140. The jack 150 extends and contracts a telescoping rod 151 with respect to a jack body 152 fixed to the casing 140. The expansion and contraction of the telescopic rod 151 allows the cylindrical member 120 to slide in the axial direction inside the casing 140, thereby allowing the cylindrical member 120 to be inserted into and removed from the chamber 17.

即ち、土砂サンプリング装置100は、ジャッキ150を伸長させることにより、ケーシング140内で筒状部材120を軸方向前方に移動させて、隔壁13の開口13bを通じてチャンバ17内に挿入できる。さらに、ジャッキ150を収縮させることにより、筒状部材120を軸方向後方に移動させて、チャンバ17内から開口13bを通じて機体内に抜去することができる。 That is, the sediment sampling device 100 can move the cylindrical member 120 axially forward within the casing 140 and insert it into the chamber 17 through the opening 13b of the partition wall 13 by extending the jack 150. Further, by contracting the jack 150, the cylindrical member 120 can be moved axially rearward and removed from the chamber 17 through the opening 13b into the body.

また、第4の実施形態に係る筒状部材120は、その前端部が開放されており、前端開口121を有している。前端開口121の周囲には、上記第1の実施形態と同様の前方ストッパー123が、径方向中心に向けて張り出すように形成されている。この前方ストッパー123は、ピストン130を係止可能である。一方、筒状部材120の後端部は、閉塞されており、第1の実施形態のような後端開口(図3参照。)が形成されておらず、エアーが漏れ出さないようになっている。筒状部材120の後端部には、エアー用ホース168が導入されている。 Further, the cylindrical member 120 according to the fourth embodiment is open at its front end and has a front end opening 121. A front stopper 123 similar to that of the first embodiment is formed around the front end opening 121 so as to protrude toward the center in the radial direction. This front stopper 123 can lock the piston 130. On the other hand, the rear end of the cylindrical member 120 is closed and does not have a rear end opening (see FIG. 3) as in the first embodiment, so that air does not leak out. There is. An air hose 168 is introduced into the rear end of the cylindrical member 120.

第4の実施形態に係る空圧装置160(摺動機構)は、筒状部材120の内部空間のうちピストン130よりも後方側の空間(エアー室)に対して、エアーを供給および吸引可能である。図8に示すように、空圧装置160は、コンプレッサ161と、圧力調整弁162と、切換弁163と、サイレンサー164と、流路166、167と、エアー用ホース168とを有する。第4の実施形態に係る空圧装置160の構成は、上記第3の実施形態に係る空圧装置160(図6参照。)と略同一であるので、詳細説明は省略する。 The pneumatic device 160 (sliding mechanism) according to the fourth embodiment is capable of supplying and suctioning air to the space (air chamber) on the rear side of the piston 130 in the internal space of the cylindrical member 120. be. As shown in FIG. 8, the pneumatic device 160 includes a compressor 161, a pressure regulating valve 162, a switching valve 163, a silencer 164, flow paths 166 and 167, and an air hose 168. The configuration of the pneumatic device 160 according to the fourth embodiment is substantially the same as that of the pneumatic device 160 according to the third embodiment (see FIG. 6), so detailed explanation will be omitted.

ただし、第4の実施形態に係る空圧装置160は、エアー用ホース168を通じて筒状部材120に接続されている。エアー用ホース168は、可動部である筒状部材120に対してエアーを円滑に供給および吸引可能にするために、筒状部材120の前進および後退に伴って伸縮可能に構成されている。空圧装置160は、このエアー用ホース168により、筒状部材120の内部空間のうちピストン130の後方側の空間(エアー室)に対して、エアーを供給および吸引する。切換弁163は、エアー用ホース168に連通する流路を、流路166または流路167に切り換える。かかる切換弁163の切換動作により、エアー用ホース168と流路166を連通させることで、コンプレッサ161で生成された高圧のエアーを筒状部材120内のエアー室に供給することができる。また、エアー用ホース168と流路167を連通させることで、筒状部材120内のエアー室からエアーを抜いて、サイレンサー164から大気に放出することができる。 However, the pneumatic device 160 according to the fourth embodiment is connected to the cylindrical member 120 through an air hose 168. The air hose 168 is configured to be expandable and retractable as the cylindrical member 120 moves forward and backward in order to smoothly supply and suck air to the cylindrical member 120, which is a movable part. The pneumatic device 160 supplies and sucks air into a space (air chamber) on the rear side of the piston 130 in the internal space of the cylindrical member 120 using the air hose 168 . The switching valve 163 switches the flow path communicating with the air hose 168 to a flow path 166 or a flow path 167. This switching operation of the switching valve 163 allows the air hose 168 and the flow path 166 to communicate with each other, so that the high-pressure air generated by the compressor 161 can be supplied to the air chamber within the cylindrical member 120. Further, by communicating the air hose 168 and the flow path 167, air can be extracted from the air chamber in the cylindrical member 120 and released from the silencer 164 to the atmosphere.

ここで、図8を参照して、空圧装置160から供給されるエアーの圧力により、筒状部材120内でピストン130を軸方向に摺動させる動作について説明する。図8に示すように、チャンバ17内の土水圧P0と、筒状部材120内のエアー室の気圧Pxとの差圧により、筒状部材120内でピストン130を軸方向前方または後方に摺動させることができる。 Here, with reference to FIG. 8, the operation of sliding the piston 130 in the axial direction within the cylindrical member 120 by the pressure of air supplied from the pneumatic device 160 will be described. As shown in FIG. 8, the differential pressure between the earth water pressure P0 in the chamber 17 and the air pressure Px in the air chamber in the cylindrical member 120 causes the piston 130 to slide axially forward or backward within the cylindrical member 120. can be done.

例えば、コンプレッサ161からの高圧エアー(P1)を、筒状部材120内のエアー室に供給して、Px=P1>P0とすれば、エアー室の高圧エアー(Px)によりピストン130を軸方向前方に押圧して、筒状部材120内でピストン130を摺動(前進)させることができる。一方、切換弁163を切り換えて、筒状部材120内のエアー室からエアーを抜いて、Px=Patm<P0とすれば、チャンバ17内の土水圧(P0)とエアー室の気圧(Px)との差圧により、ピストン130を軸方向後方に吸引して、筒状部材120内でピストン130を軸方向後方に摺動(後退)させることができる。 For example, if high pressure air (P1) from the compressor 161 is supplied to the air chamber in the cylindrical member 120 so that Px=P1>P0, the high pressure air (Px) in the air chamber moves the piston 130 forward in the axial direction. The piston 130 can be slid (advanced) within the cylindrical member 120 by pressing the piston 130 . On the other hand, if the switching valve 163 is switched to remove air from the air chamber in the cylindrical member 120 and Px=Patm<P0, then the earth water pressure in the chamber 17 (P0) and the air pressure in the air chamber (Px) Due to the differential pressure, the piston 130 can be sucked axially rearward, and the piston 130 can be slid (retracted) axially rearward within the cylindrical member 120 .

また、図8に示す空圧装置160において、サイレンサー164に替えて、バキュームポンプ(負圧発生ポンプ)を設置してもよい。これにより、バキュームポンプを用いてケーシング140内のエアー室に負圧(Px)を発生させて、Px<Patm<P0とすることができる。したがって、より強力な吸引力でピストン130を吸引できるので、より確実にピストン130を軸方向後方に摺動(後退)させることが可能になる。 Furthermore, in the pneumatic device 160 shown in FIG. 8, a vacuum pump (negative pressure generating pump) may be installed in place of the silencer 164. Thereby, negative pressure (Px) can be generated in the air chamber in the casing 140 using the vacuum pump, and Px<Patm<P0. Therefore, since the piston 130 can be attracted with a stronger suction force, it becomes possible to more reliably slide (retreat) the piston 130 rearward in the axial direction.

次に、図7A~図7Dを参照して、第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置100による掘削土砂のサンプリング動作について説明する。 Next, with reference to FIGS. 7A to 7D, a sampling operation of excavated soil by the soil sampling device 100 according to the fourth embodiment will be described.

まず、図7Aに示す待機状態では、ケーシング140に装着された開閉弁110は、閉状態となっている。当該ケーシング140の内部に筒状部材120およびピストン130が設置される。なお、この待機状態では予め、空圧装置160(摺動機構)によりエアー用ホース168を通じて筒状部材120内のエアー室に高圧エアーを供給する。これによって、ピストン130は、筒状部材120内で軸方向前方側に摺動して、前方ストッパー123に当接する位置まで押し出されている。 First, in the standby state shown in FIG. 7A, the on-off valve 110 attached to the casing 140 is in a closed state. A cylindrical member 120 and a piston 130 are installed inside the casing 140. In this standby state, high-pressure air is supplied in advance to the air chamber in the cylindrical member 120 through the air hose 168 by the pneumatic device 160 (sliding mechanism). As a result, the piston 130 slides axially forward within the cylindrical member 120 and is pushed out to a position where it abuts the front stopper 123.

次いで、土砂サンプリング動作を開始するとき、まず、図7Bに示すように、開閉弁110を開けた後に、ジャッキ150(挿抜機構)の伸縮ロッド151を伸張することにより、筒状部材120を軸方向前方に押し出す。この結果、筒状部材120が、ケーシング140内の移動通路を前進して、開閉弁110を通過し、隔壁13の開口13bからチャンバ17内に挿入される。この挿入時には、チャンバ17に挿入された筒状部材120の前端開口121がチャンバ17内の所望のサンプリング位置に配置されるように、筒状部材120の挿入ストロークL2が調整される。 Next, when starting the sediment sampling operation, first, as shown in FIG. 7B, after opening the on-off valve 110, the telescopic rod 151 of the jack 150 (insertion/extraction mechanism) is extended to move the cylindrical member 120 in the axial direction. push forward. As a result, the cylindrical member 120 moves forward through the movement passage within the casing 140, passes through the on-off valve 110, and is inserted into the chamber 17 through the opening 13b of the partition wall 13. During this insertion, the insertion stroke L2 of the cylindrical member 120 is adjusted so that the front end opening 121 of the cylindrical member 120 inserted into the chamber 17 is located at a desired sampling position within the chamber 17.

その後、図7Cに示すように、空圧装置160(摺動機構)により、筒状部材120内のエアー室からエアー用ホース168を通じてエアーを抜いて、ピストン130を軸方向後方に吸引する。これにより、筒状部材120内でピストン130を軸方向後方に摺動させて、筒状部材120内の後端側に引き込む。このようなピストン130の引き込みによる吸引力によって、チャンバ17内の掘削土砂が、筒状部材120の前端開口121から筒状部材120の内部に取り込まれて、充満する。筒状部材120内の後端側に引き込まれたピストン130は、筒状部材120の後端部により係止され、摺動ストロークL1以上の後退が制限される。 Thereafter, as shown in FIG. 7C, air is removed from the air chamber in the cylindrical member 120 through the air hose 168 by the pneumatic device 160 (sliding mechanism), and the piston 130 is sucked rearward in the axial direction. As a result, the piston 130 is slid axially rearward within the cylindrical member 120 and drawn into the rear end side of the cylindrical member 120. Due to the suction force caused by the retraction of the piston 130, the excavated earth and sand in the chamber 17 is taken into the interior of the cylindrical member 120 through the front end opening 121 of the cylindrical member 120, and the interior of the cylindrical member 120 is filled. The piston 130 that has been drawn into the rear end of the cylindrical member 120 is locked by the rear end of the cylindrical member 120, and is restricted from retreating beyond the sliding stroke L1.

次いで、図7Dに示すように、ジャッキ150(挿抜機構)の伸縮ロッド151を収縮して、筒状部材120を引き戻す。これにより、筒状部材120は、ケーシング140内の移動通路を後退して、開閉弁110を通過し、チャンバ17から機体内に抜去されて、ケーシング140内に退避される。そして、筒状部材120の後端部がケーシング140の後端部に当接したときに、ジャッキ150の収縮を停止するとともに、開閉弁110を閉めて、弁体112によりケーシング140の内部空間(筒状部材120の移動通路)を遮断する。 Next, as shown in FIG. 7D, the telescopic rod 151 of the jack 150 (insertion/extraction mechanism) is contracted to pull back the cylindrical member 120. As a result, the cylindrical member 120 moves backward along the movement path in the casing 140, passes through the on-off valve 110, is extracted from the chamber 17 into the body, and is retreated into the casing 140. When the rear end of the cylindrical member 120 comes into contact with the rear end of the casing 140, the jack 150 stops contracting, the on-off valve 110 is closed, and the valve body 112 opens the inner space of the casing 140 ( the movement path of the cylindrical member 120).

以上のようにして、チャンバ17内の掘削土砂を内部に取り込んだ筒状部材120を、隔壁13より後方の機体内に回収することができる。その後、機体内において、掘削土砂を取り込んだ筒状部材120をピストン130とともに、ケーシング140から取り外す。そして、筒状部材120の内部から、掘削土砂を取り出すことにより、掘削土砂のサンプリングが完了する。 As described above, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand in the chamber 17 can be recovered into the body behind the partition wall 13. Thereafter, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand is removed from the casing 140 together with the piston 130 inside the machine. Then, by taking out the excavated earth and sand from inside the cylindrical member 120, sampling of the excavated earth and sand is completed.

なお、上記図7Cに示す吸引工程において、例えば、ピストン130と筒状部材120が相互に固着しているときには、空圧装置160のエアーによる吸引力だけでは、ピストン130や筒状部材120を後退させることが困難である場合も想定される。この場合には、上記第3の実施形態と同様に、空圧装置160(動力付与装置)の補助装置としてワイヤー170と巻取装置172(図5参照。)を用いて、ピストン130を後方に牽引して後退させてもよい。 In the suction process shown in FIG. 7C, for example, when the piston 130 and the cylindrical member 120 are fixed to each other, the piston 130 and the cylindrical member 120 cannot be retracted by the suction force of the air of the pneumatic device 160 alone. It is conceivable that there may be cases where it is difficult to do so. In this case, similarly to the third embodiment, a wire 170 and a winding device 172 (see FIG. 5) are used as auxiliary devices for the pneumatic device 160 (power applying device) to move the piston 130 backward. You can also tow it back.

以上、第4の実施形態に係る土砂サンプリング装置100を用いた土砂サンプリング方法について説明した。第4の実施形態によれば、筒状部材120の挿抜機構としてジャッキ150を用いるとともに、ピストン130の摺動機構として空圧装置160を用いる。これによって、筒状部材120内でピストン130を摺動させる動作と、筒状部材120をチャンバ17に挿抜する動作を、独立した2つの機構(ジャッキ150と空圧装置160)で別々に実現できる。したがって、意図した動作を意図したタイミングで実施でき、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作を、それぞれ確実に実施することが可能になる。 The sediment sampling method using the sediment sampling device 100 according to the fourth embodiment has been described above. According to the fourth embodiment, a jack 150 is used as an insertion/extraction mechanism for the cylindrical member 120, and a pneumatic device 160 is used as a sliding mechanism for the piston 130. As a result, the operation of sliding the piston 130 within the cylindrical member 120 and the operation of inserting and removing the cylindrical member 120 into and from the chamber 17 can be realized separately using two independent mechanisms (the jack 150 and the pneumatic device 160). . Therefore, the intended operation can be performed at the intended timing, and the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 can be performed reliably.

<3.2.2.第5の実施形態>
次に、図9を参照して、本発明の第5の実施形態に係る土砂サンプリング装置100について詳細に説明する。図9A~図9Dは、第5の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の動作を示す断面図である。
<3.2.2. Fifth embodiment>
Next, with reference to FIG. 9, a sediment sampling device 100 according to a fifth embodiment of the present invention will be described in detail. 9A to 9D are cross-sectional views showing the operation of the sediment sampling device 100 according to the fifth embodiment.

第5の実施形態に係る土砂サンプリング装置100(図9A~図9D参照。)は、上記第1の実施形態(図2、図3参照。)と比べて、挿抜機構として第1ジャッキ180が設けられ、かつ、摺動機構として第2ジャッキ190が設けられている点で相違し、その他の構成要素については、第1の実施形態と同様である。そこで、以下では、第5の実施形態の特徴である第1ジャッキ180(挿抜機構)と第2ジャッキ190(摺動機構)の組合せ構造を中心に説明し、その他の構成要素については詳細説明を省略する。 The sediment sampling device 100 according to the fifth embodiment (see FIGS. 9A to 9D) is different from the first embodiment (see FIGS. 2 and 3) in that a first jack 180 is provided as an insertion/extraction mechanism. The second embodiment is different in that a second jack 190 is provided as a sliding mechanism, and other components are the same as those in the first embodiment. Therefore, below, the combination structure of the first jack 180 (insertion/extraction mechanism) and the second jack 190 (sliding mechanism), which is a feature of the fifth embodiment, will be mainly explained, and other components will not be explained in detail. Omitted.

図9に示すように、第5の実施形態では、筒状部材120をチャンバ17に挿抜する挿抜機構は、筒状部材120の軸方向に伸縮可能な第1ジャッキ180で構成される。また、筒状部材120内でピストン130を摺動させる摺動機構も、筒状部材120の軸方向に伸縮可能な第2ジャッキ190で構成される。これらの第1ジャッキ180および第2ジャッキ190はともに、例えば油圧ジャッキで構成されるが、他のタイプのジャッキで構成されてもよい。このように、第5の実施形態では、動力付与装置として、相異なる2つのジャッキ180、190が設けられている。 As shown in FIG. 9, in the fifth embodiment, the insertion/extraction mechanism for inserting/extracting the cylindrical member 120 into/from the chamber 17 includes a first jack 180 that is expandable/contractable in the axial direction of the cylindrical member 120. Further, a sliding mechanism for sliding the piston 130 within the cylindrical member 120 is also constituted by a second jack 190 that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member 120. Both the first jack 180 and the second jack 190 are configured, for example, by hydraulic jacks, but may be configured by other types of jacks. In this manner, in the fifth embodiment, two different jacks 180 and 190 are provided as power applying devices.

図9に示すように、第5の実施形態に係る第1ジャッキ180(挿抜機構)は、ケーシング140の外部に設置される。第2ジャッキ190(摺動機構)は、ケーシング140の内部であって、筒状部材120の外部に設置される。ケーシング140は、後方に長く延びるように形成されており、ケーシング140内には、筒状部材120に加えて、第2ジャッキ190を収容可能なスペースが確保されている。また、筒状部材120には、第1の実施形態のような前方ストッパー123や後方ストッパー124(図3参照。)が設けられておらず、筒状部材120はシンプルな円筒体で構成される。ただし、筒状部材120の後端部は、後端開口122の部分を除いて閉塞されている。 As shown in FIG. 9, a first jack 180 (insertion/extraction mechanism) according to the fifth embodiment is installed outside the casing 140. The second jack 190 (sliding mechanism) is installed inside the casing 140 and outside the cylindrical member 120. The casing 140 is formed to extend rearward, and has a space within the casing 140 that can accommodate the second jack 190 in addition to the cylindrical member 120. Further, the cylindrical member 120 is not provided with the front stopper 123 and the rear stopper 124 (see FIG. 3) as in the first embodiment, and the cylindrical member 120 is composed of a simple cylindrical body. . However, the rear end of the cylindrical member 120 is closed except for the rear end opening 122.

第1ジャッキ180は、筒状部材120の軸方向に伸縮可能な伸縮ロッド181と、当該伸縮ロッド181を収容および支持するジャッキ本体182とを有する。同様に、第2ジャッキ190は、筒状部材120の軸方向に伸縮可能な伸縮ロッド191と、当該伸縮ロッド191を収容および支持するジャッキ本体192とを有する。 The first jack 180 includes a telescoping rod 181 that is expandable and retractable in the axial direction of the cylindrical member 120, and a jack body 182 that accommodates and supports the telescoping rod 181. Similarly, the second jack 190 includes a telescoping rod 191 that can be expanded and contracted in the axial direction of the cylindrical member 120, and a jack body 192 that accommodates and supports the telescoping rod 191.

第1ジャッキ180(挿抜機構)の伸縮ロッド181は、ケーシング140の後端部に貫通形成された後端開口142からケーシング140の内部に挿入される。第1ジャッキ180の伸縮ロッド181は、ケーシング140の後端開口142に挿通されて、第2ジャッキ190のジャッキ本体192の後端部に接続されており、ケーシング140および筒状部材120には接続されていない。 The telescopic rod 181 of the first jack 180 (insertion/extraction mechanism) is inserted into the inside of the casing 140 through the rear end opening 142 formed through the rear end of the casing 140 . The telescopic rod 181 of the first jack 180 is inserted through the rear end opening 142 of the casing 140 and connected to the rear end of the jack body 192 of the second jack 190, and is connected to the casing 140 and the cylindrical member 120. It has not been.

第1ジャッキ180のジャッキ本体182は、ケーシング140の外部であって、ケーシング140の後方に配置される。ジャッキ本体182の前端部は、ケーシング140の後端部に接続されて固定されている。第1ジャッキ180は、ケーシング140に対して固定されたジャッキ本体182に対して、伸縮ロッド181を伸縮させる。かかる伸縮ロッド181の伸縮により、ケーシング140の内部で、第2ジャッキ190とともに筒状部材120を軸方向に摺動させることができる。これによって、筒状部材120をチャンバ17に対して挿抜することができる。 A jack body 182 of the first jack 180 is disposed outside the casing 140 and at the rear of the casing 140. The front end of the jack body 182 is connected to and fixed to the rear end of the casing 140. The first jack 180 extends and contracts a telescoping rod 181 with respect to a jack body 182 fixed to the casing 140. By expanding and contracting the telescopic rod 181, the cylindrical member 120 can be slid in the axial direction together with the second jack 190 inside the casing 140. Thereby, the cylindrical member 120 can be inserted into and removed from the chamber 17.

なお、図9の例では、第1ジャッキ180の伸縮ロッド181は、第2ジャッキ190のジャッキ本体192に接続されており、筒状部材120に接続されていない。しかし、かかる例に限定されず、例えば、第1ジャッキ180の伸縮ロッド181は、筒状部材120に直接的に接続されてもよい。かかる接続構造であっても、第1ジャッキ180は、筒状部材120を軸方向に前進および後退させて、チャンバ17に対して挿抜することが可能である。 In the example of FIG. 9, the telescopic rod 181 of the first jack 180 is connected to the jack body 192 of the second jack 190, and is not connected to the cylindrical member 120. However, the present invention is not limited to this example, and for example, the telescopic rod 181 of the first jack 180 may be directly connected to the cylindrical member 120. Even with such a connection structure, the first jack 180 can move the cylindrical member 120 forward and backward in the axial direction to insert it into and remove it from the chamber 17.

一方、第2ジャッキ190(摺動機構)の伸縮ロッド191は、筒状部材120の後端部に貫通形成された後端開口122から筒状部材120の内部に挿入される。第2ジャッキ190の伸縮ロッド191は、筒状部材120の後端開口122に挿通されて、ピストン130に接続されており、ケーシング140および筒状部材120には接続されていない。 On the other hand, the telescopic rod 191 of the second jack 190 (sliding mechanism) is inserted into the inside of the cylindrical member 120 through the rear end opening 122 formed through the rear end of the cylindrical member 120. The telescopic rod 191 of the second jack 190 is inserted through the rear end opening 122 of the cylindrical member 120 and connected to the piston 130, but is not connected to the casing 140 or the cylindrical member 120.

第2ジャッキ190のジャッキ本体192は、ケーシング140の内部であって、筒状部材120の後方に配置される。ジャッキ本体192の前端部は、筒状部材120の後端部に接続されて固定されており、ジャッキ本体192の後端部は、前述の第1ジャッキ180の伸縮ロッド181の先端部に接続されている。第2ジャッキ190は、筒状部材120に対して固定されたジャッキ本体192に対して、伸縮ロッド191を伸縮させる。かかる伸縮ロッド191の伸縮により、筒状部材120の内部で、ピストン130を軸方向に摺動させることができる。 A jack body 192 of the second jack 190 is arranged inside the casing 140 and behind the cylindrical member 120. The front end of the jack body 192 is connected to and fixed to the rear end of the cylindrical member 120, and the rear end of the jack body 192 is connected to the tip of the telescopic rod 181 of the first jack 180. ing. The second jack 190 extends and contracts a telescoping rod 191 with respect to a jack body 192 fixed to the cylindrical member 120 . By expanding and contracting the telescopic rod 191, the piston 130 can be slid in the axial direction inside the cylindrical member 120.

かかる構成の土砂サンプリング装置100は、第1ジャッキ180(挿抜機構)を伸長させることにより、ケーシング140内で第2ジャッキ190とともに筒状部材120を軸方向前方に移動させて、隔壁13の開口13bを通じてチャンバ17内に挿入できる。さらに、第1ジャッキ180を収縮させることにより、第2ジャッキ190とともに筒状部材120を軸方向後方に移動させて、チャンバ17内から開口13bを通じて機体内に抜去することができる。 The sediment sampling device 100 having such a configuration moves the cylindrical member 120 axially forward together with the second jack 190 within the casing 140 by extending the first jack 180 (insertion/extraction mechanism), thereby opening the opening 13b of the partition wall 13. It can be inserted into the chamber 17 through. Further, by contracting the first jack 180, the cylindrical member 120 can be moved axially rearward together with the second jack 190, and can be removed from the chamber 17 through the opening 13b into the body.

また、土砂サンプリング装置100は、第2ジャッキ190(摺動機構)を伸長させることにより、筒状部材120内でピストン130を軸方向前方に摺動させることができる。さらに、第2ジャッキ190を収縮させることにより、筒状部材120内でピストン130を軸方向後方に摺動させることができる。 Moreover, the sediment sampling device 100 can slide the piston 130 axially forward within the cylindrical member 120 by extending the second jack 190 (sliding mechanism). Furthermore, by contracting the second jack 190, the piston 130 can be slid axially rearward within the cylindrical member 120.

次に、図9A~図9Dを参照して、第5の実施形態に係る土砂サンプリング装置100による掘削土砂のサンプリング動作について説明する。 Next, with reference to FIGS. 9A to 9D, a sampling operation of excavated soil by the soil sampling device 100 according to the fifth embodiment will be described.

まず、図9Aに示す待機状態では、ケーシング140に装着された開閉弁110は、閉状態となっている。当該ケーシング140の内部に筒状部材120およびピストン130が設置される。なお、この待機状態では予め、第2ジャッキ190(摺動機構)により、ピストン130は、筒状部材120内で軸方向前方側に摺動して、前方ストッパー123に当接する位置まで押し出されている。 First, in the standby state shown in FIG. 9A, the on-off valve 110 attached to the casing 140 is in a closed state. A cylindrical member 120 and a piston 130 are installed inside the casing 140. Note that in this standby state, the piston 130 is previously slid axially forward within the cylindrical member 120 by the second jack 190 (sliding mechanism) and pushed out to a position where it abuts the front stopper 123. There is.

次いで、土砂サンプリング動作を開始するとき、まず、図9Bに示すように、開閉弁110を開けた後に、第1ジャッキ180(挿抜機構)の伸縮ロッド181を伸張することにより、第2ジャッキ190とともに筒状部材120を軸方向前方に押し出す。この結果、筒状部材120が、ケーシング140内の移動通路を前進して、開閉弁110を通過し、隔壁13の開口13bからチャンバ17内に挿入される。この挿入時には、チャンバ17に挿入された筒状部材120の前端開口121がチャンバ17内の所望のサンプリング位置に配置されるように、筒状部材120の挿入ストロークL2が調整される。 Next, when starting the sediment sampling operation, first, as shown in FIG. 9B, after opening the on-off valve 110, the telescopic rod 181 of the first jack 180 (insertion/extraction mechanism) is extended, and the second jack 190 and The cylindrical member 120 is pushed forward in the axial direction. As a result, the cylindrical member 120 moves forward through the movement passage within the casing 140, passes through the on-off valve 110, and is inserted into the chamber 17 through the opening 13b of the partition wall 13. During this insertion, the insertion stroke L2 of the cylindrical member 120 is adjusted so that the front end opening 121 of the cylindrical member 120 inserted into the chamber 17 is located at a desired sampling position within the chamber 17.

その後、図9Cに示すように、第2ジャッキ190(摺動機構)の伸縮ロッド191を収縮することにより、筒状部材120内でピストン130を軸方向後方に摺動させて、筒状部材120内の後端側に引き込む。このようなピストン130の引き込みによる吸引力によって、チャンバ17内の掘削土砂が、筒状部材120の前端開口121から筒状部材120の内部に取り込まれて、充満する。筒状部材120内の後端側に引き込まれたピストン130は、筒状部材120の後端部により係止されるため、摺動ストロークL1以上の後退が制限される。 Thereafter, as shown in FIG. 9C, by contracting the telescopic rod 191 of the second jack 190 (sliding mechanism), the piston 130 is slid axially rearward within the cylindrical member 120. Pull it toward the inner rear end. Due to the suction force caused by the retraction of the piston 130, the excavated earth and sand in the chamber 17 is taken into the interior of the cylindrical member 120 through the front end opening 121 of the cylindrical member 120, and the interior of the cylindrical member 120 is filled. The piston 130 that has been drawn into the rear end of the cylindrical member 120 is locked by the rear end of the cylindrical member 120, and therefore is restricted from retreating beyond the sliding stroke L1.

次いで、図9Dに示すように、第1ジャッキ180(挿抜機構)の伸縮ロッド181を収縮して、第2ジャッキ190とともに筒状部材120を引き戻す。これにより、筒状部材120は、ケーシング140内の移動通路を後退して、開閉弁110を通過し、チャンバ17から機体内に抜去されて、ケーシング140内に退避される。そして、筒状部材120の後端部がケーシング140の後端部に当接したときに、第1ジャッキ180の収縮を停止するとともに、開閉弁110を閉めて、弁体112によりケーシング140の内部空間(筒状部材120の移動通路)を遮断する。 Next, as shown in FIG. 9D, the telescopic rod 181 of the first jack 180 (insertion/extraction mechanism) is contracted, and the cylindrical member 120 is pulled back together with the second jack 190. As a result, the cylindrical member 120 moves backward along the movement path in the casing 140, passes through the on-off valve 110, is extracted from the chamber 17 into the body, and is retreated into the casing 140. When the rear end of the cylindrical member 120 comes into contact with the rear end of the casing 140, the contraction of the first jack 180 is stopped, the on-off valve 110 is closed, and the valve body 112 opens the inside of the casing 140. The space (movement path of the cylindrical member 120) is blocked.

以上のようにして、チャンバ17内の掘削土砂を内部に取り込んだ筒状部材120を、隔壁13より後方の機体内に回収することができる。その後、機体内において、掘削土砂を取り込んだ筒状部材120をピストン130とともに、ケーシング140から取り外す。そして、筒状部材120の内部から、掘削土砂を取り出すことにより、掘削土砂のサンプリングが完了する。 As described above, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand in the chamber 17 can be recovered into the body behind the partition wall 13. Thereafter, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand is removed from the casing 140 together with the piston 130 inside the machine. Then, by taking out the excavated earth and sand from inside the cylindrical member 120, sampling of the excavated earth and sand is completed.

以上、第5の実施形態に係る土砂サンプリング装置100を用いた土砂サンプリング方法について説明した。第5の実施形態によれば、筒状部材120の挿抜機構として第1ジャッキ180を用いるとともに、ピストン130の摺動機構として第2ジャッキ190を用いる。これによって、筒状部材120内でピストン130を摺動させる動作と、筒状部材120をチャンバ17に挿抜する動作を、独立した2つの機構(第1ジャッキ180と第2ジャッキ190)で別々に実現できる。したがって、意図した動作を意図したタイミングで実施でき、筒状部材120の挿抜動作とピストン130の摺動動作を、それぞれ確実に実施することが可能になる。 The sediment sampling method using the sediment sampling device 100 according to the fifth embodiment has been described above. According to the fifth embodiment, the first jack 180 is used as the insertion/extraction mechanism for the cylindrical member 120, and the second jack 190 is used as the sliding mechanism for the piston 130. As a result, the operation of sliding the piston 130 within the cylindrical member 120 and the operation of inserting and removing the cylindrical member 120 into and from the chamber 17 are performed separately by two independent mechanisms (the first jack 180 and the second jack 190). realizable. Therefore, the intended operation can be performed at the intended timing, and the insertion/removal operation of the cylindrical member 120 and the sliding operation of the piston 130 can be performed reliably.

また、動力付与装置として出力の大きいジャッキ180、190を用いることで、上記空圧装置160と比べて、動力付与装置の確実な動作(挿抜動作、摺動動作)を実現することができる。 Further, by using the jacks 180 and 190 with large output as the power applying device, it is possible to realize reliable operation (insertion/extraction operation, sliding operation) of the power applying device compared to the pneumatic device 160 described above.

<3.2.3.第6の実施形態>
次に、図10を参照して、本発明の第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置100について詳細に説明する。図10A~図10Cは、第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置100の動作を示す断面図である。
<3.2.3. Sixth embodiment>
Next, with reference to FIG. 10, a sediment sampling device 100 according to a sixth embodiment of the present invention will be described in detail. 10A to 10C are cross-sectional views showing the operation of the sediment sampling device 100 according to the sixth embodiment.

第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置100(図10A~図10C参照。)は、上記第1の実施形態(図2、図3参照。)と比べて、挿抜機構および摺動機構として第1油圧機構210と第2油圧機構220が設けられている点で相違し、その他の構成要素については、第1の実施形態と同様である。そこで、以下では、第6の実施形態の特徴である第1油圧機構210と第2油圧機構220の組合せ(挿抜機構および摺動機構)を中心に説明し、その他の構成要素については詳細説明を省略する。 The sediment sampling device 100 according to the sixth embodiment (see FIGS. 10A to 10C) differs from the first embodiment (see FIGS. 2 and 3) in that it has a first insertion/extraction mechanism and a sliding mechanism. The difference is that a hydraulic mechanism 210 and a second hydraulic mechanism 220 are provided, and other components are the same as in the first embodiment. Therefore, below, the combination of the first hydraulic mechanism 210 and the second hydraulic mechanism 220 (insertion/extraction mechanism and sliding mechanism), which is a feature of the sixth embodiment, will be mainly explained, and other components will not be explained in detail. Omitted.

図10に示すように、第6の実施形態では、筒状部材120をチャンバ17に挿抜する挿抜機構は、第1油圧機構210と第2油圧機構220の組合せで構成される。一方、筒状部材120内でピストン130を摺動させる摺動機構も、第1油圧機構210と第2油圧機構220の組合せで構成される。このように、第6の実施形態では、筒状部材120とピストン130を移動させるための動力を付与する動力付与装置として、第1油圧機構210と第2油圧機構220という2つの油圧式の移動機構が設けられている。 As shown in FIG. 10, in the sixth embodiment, the insertion/extraction mechanism for inserting/extracting the cylindrical member 120 into/from the chamber 17 is configured by a combination of a first hydraulic mechanism 210 and a second hydraulic mechanism 220. On the other hand, the sliding mechanism for sliding the piston 130 within the cylindrical member 120 is also configured by a combination of the first hydraulic mechanism 210 and the second hydraulic mechanism 220. As described above, in the sixth embodiment, two hydraulic moving mechanisms, the first hydraulic mechanism 210 and the second hydraulic mechanism 220, are used as the power applying device that applies the power for moving the cylindrical member 120 and the piston 130. A mechanism is provided.

以下に、第6の実施形態に係る第1油圧機構210および第2油圧機構220の構成と、当該第1油圧機構210および第2油圧機構220に対応した筒状部材120、ピストン130およびケーシング140等の構成について詳述する。 Below, the configurations of the first hydraulic mechanism 210 and the second hydraulic mechanism 220 according to the sixth embodiment, and the cylindrical member 120, piston 130, and casing 140 corresponding to the first hydraulic mechanism 210 and the second hydraulic mechanism 220 will be described. The configuration of the following will be explained in detail.

図10に示すように、第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、隔壁13の開口13b周辺に取り付けられ、筒状部材120を収容するケーシング140を有する。ケーシング140の軸方向の中央部には中央壁143が設けられている。この中央壁143により、ケーシング140の内部空間は、前方内部空間144と後方内部空間145とに区分されている。 As shown in FIG. 10, the sediment sampling device 100 according to the sixth embodiment includes a casing 140 that is attached around the opening 13b of the partition wall 13 and houses the cylindrical member 120. A central wall 143 is provided at the axial center of the casing 140 . The interior space of the casing 140 is divided into a front interior space 144 and a rear interior space 145 by this central wall 143 .

ケーシング140の前方内部空間144は、ケーシング140の前方側に設けられた内部空間である。前方内部空間144は、隔壁13の開口13bと連通し、筒状部材120の移動通路を形成している。前方内部空間144の前方側は開放されており、チャンバ17と連通している。当該前方内部空間144の前方側の移動通路は、開閉弁110によって開閉可能である。前方内部空間144には、筒状部材120が配置される。筒状部材120は、ケーシング140内において、前方内部空間144を軸方向に摺動可能に設けられる。 The front internal space 144 of the casing 140 is an internal space provided on the front side of the casing 140. The front internal space 144 communicates with the opening 13b of the partition wall 13 and forms a movement passage for the cylindrical member 120. The front side of the front internal space 144 is open and communicates with the chamber 17. The moving passage on the front side of the front internal space 144 can be opened and closed by the on-off valve 110. The cylindrical member 120 is arranged in the front internal space 144. The cylindrical member 120 is provided within the casing 140 so as to be slidable in the front internal space 144 in the axial direction.

また、ケーシング140のうち前方内部空間144の後端付近には、オイル供給口146が貫通形成されている。ケーシング140内の前方内部空間144のうち筒状部材120の後方側の空間(即ち、筒状部材120の後端と中央壁143との間の空間)には、後述する第2油圧機構220により、オイル供給口146を通じてオイルが供給される。前方内部空間144の当該後方側の空間(後方オイル室)は、オイルが充満している。 Further, an oil supply port 146 is formed through the casing 140 near the rear end of the front internal space 144 . A space on the rear side of the cylindrical member 120 (that is, a space between the rear end of the cylindrical member 120 and the center wall 143) in the front internal space 144 in the casing 140 is provided with a second hydraulic mechanism 220, which will be described later. , oil is supplied through the oil supply port 146. The rear space (rear oil chamber) of the front internal space 144 is filled with oil.

筒状部材120は、第2油圧機構220から前方内部空間144の後方オイル室に供給されるオイルの油圧によって、前方内部空間144内を前方に移動可能である。ケーシング140の前方内部空間144は、当該油圧で移動する筒状部材120を収容するシリンダとして機能する。筒状部材120の後部の外周面には、シール部材(図示せず。)が装着されている。また、ケーシング140の前方内部空間144の前側の内周面にも、シール部材(図示せず。)が装着されている。これらのシール部材は、筒状部材120とケーシング140との隙間を遮断して、前方内部空間144の後方オイル室から当該隙間を通じてオイルが漏れ出すことを防止する。 The cylindrical member 120 is movable forward within the front internal space 144 by the hydraulic pressure of oil supplied from the second hydraulic mechanism 220 to the rear oil chamber of the front internal space 144 . The front internal space 144 of the casing 140 functions as a cylinder that accommodates the cylindrical member 120 that is moved by the hydraulic pressure. A seal member (not shown) is attached to the outer peripheral surface of the rear portion of the cylindrical member 120. Further, a sealing member (not shown) is also attached to the front inner peripheral surface of the front internal space 144 of the casing 140. These seal members block the gap between the cylindrical member 120 and the casing 140 and prevent oil from leaking from the rear oil chamber of the front internal space 144 through the gap.

ケーシング140の後方内部空間145は、ケーシング140の後方側に設けられた内部空間であり、密閉空間である。ケーシング140のうち後方内部空間145の前端と後端付近にはそれぞれ、オイル供給口147、148が貫通形成されている。後方内部空間145には、後述する第1油圧機構210により、オイル供給口147、148を通じてオイルが供給される。後方内部空間145には、オイルが充満している。 The rear internal space 145 of the casing 140 is an internal space provided on the rear side of the casing 140, and is a sealed space. Oil supply ports 147 and 148 are formed through the casing 140 near the front and rear ends of the rear internal space 145, respectively. Oil is supplied to the rear internal space 145 through oil supply ports 147 and 148 by a first hydraulic mechanism 210, which will be described later. The rear internal space 145 is filled with oil.

後方内部空間145には、可動部材230が配置される。可動部材230は、後方内部空間145を軸方向に摺動可能に設けられる。可動部材230によって、後方内部空間145は、前後2つの空間(前方オイル室と後方オイル室)に区分されている。かかる可動部材230は、第1油圧機構210から供給されるオイルの油圧によって、後方内部空間145内を前後に移動するピストンとして機能する。また、ケーシング140の後方内部空間145は、当該ピストンとしての可動部材230を収容するシリンダとして機能する。可動部材230の外周面には、シール部材(図示せず。)が装着されている。当該シール部材は、可動部材230とケーシング140との隙間を遮断して、後方内部空間145の前方オイル室と後方オイル室との間でオイルが漏れることを防止する。 A movable member 230 is arranged in the rear internal space 145. The movable member 230 is provided so as to be slidable in the rear internal space 145 in the axial direction. The rear internal space 145 is divided into two spaces (a front oil chamber and a rear oil chamber) by the movable member 230. The movable member 230 functions as a piston that moves back and forth within the rear internal space 145 by the hydraulic pressure of oil supplied from the first hydraulic mechanism 210. Further, the rear internal space 145 of the casing 140 functions as a cylinder that accommodates the movable member 230 as the piston. A seal member (not shown) is attached to the outer peripheral surface of the movable member 230. The sealing member blocks a gap between the movable member 230 and the casing 140 and prevents oil from leaking between the front oil chamber and the rear oil chamber of the rear internal space 145.

可動部材230は、軸部材240を介してピストン130に連結されている。軸部材240は、ピストン130と可動部材230とを連結する連結部材である。軸部材240は、ケーシング140の前方内部空間144から後方内部空間145にかけて軸方向に延びるように配置され、中央壁143に形成された貫通孔を貫通している。また、軸部材240は、ケーシング140の前方内部空間144内に配置される筒状部材120の後端開口122に挿通される。軸部材240は、ケーシング140および筒状部材120に接続されておらず、当該筒状部材120内に配置されるピストン130に接続されている。例えば、軸部材240の前端は、当該ピストン130の背面に接続されている。一方、軸部材240の後端は、ケーシング140の後方内部空間145内に配置される可動部材230の前面に接続されている。 Movable member 230 is connected to piston 130 via shaft member 240. The shaft member 240 is a connecting member that connects the piston 130 and the movable member 230. The shaft member 240 is arranged to extend in the axial direction from the front internal space 144 to the rear internal space 145 of the casing 140, and passes through a through hole formed in the central wall 143. Further, the shaft member 240 is inserted through the rear end opening 122 of the cylindrical member 120 disposed within the front internal space 144 of the casing 140. The shaft member 240 is not connected to the casing 140 or the cylindrical member 120, but is connected to the piston 130 disposed within the cylindrical member 120. For example, the front end of the shaft member 240 is connected to the back surface of the piston 130. On the other hand, the rear end of the shaft member 240 is connected to the front surface of the movable member 230 disposed within the rear internal space 145 of the casing 140.

かかる軸部材240によりピストン130と可動部材230を連結することによって、後方内部空間145内で可動部材230を前後に移動させたときに、これに連動して、前方内部空間144内でピストン130を前後に移動させることができる。このように、可動部材230、軸部材240およびピストン130は一体となって、ケーシング140内を軸方向に前進または後退する。 By connecting the piston 130 and the movable member 230 through the shaft member 240, when the movable member 230 is moved back and forth within the rear internal space 145, the piston 130 is moved within the front internal space 144 in conjunction with this movement. It can be moved back and forth. In this way, the movable member 230, the shaft member 240, and the piston 130 move forward or backward in the axial direction within the casing 140 together.

ケーシング140の中央壁143に設けられた貫通孔には、軸部材240が挿通されるが、この中央壁143の貫通孔の内周面の前側および後側にはそれぞれ、シール部材(図示せず。)が装着されている。これらのシール部材は、軸部材240と中央壁143との隙間を遮断して、前方内部空間144の後方オイル室と後方内部空間145の前方オイル室との間のオイルの流通を遮断する。 The shaft member 240 is inserted into the through hole provided in the center wall 143 of the casing 140, and seal members (not shown) are provided on the front and rear sides of the inner peripheral surface of the through hole in the center wall 143, respectively. ) is installed. These seal members block the gap between the shaft member 240 and the center wall 143 and block the flow of oil between the rear oil chamber of the front internal space 144 and the front oil chamber of the rear internal space 145.

また、筒状部材120内のエアー室250は、筒状部材120の内部空間のうち、ピストン130よりも後方側の密閉空間である。この筒状部材120内のエアー室250と、ケーシング140の外部空間との間で、エアーを流通させるために、エアー流路252、エアー流路254およびエアー吸排口256が設けられている。エアー流路252は、ピストン130および軸部材240の内部に形成されている。このエアー流路252は、エアー流路254に連通している。エアー流路254は、ケーシング140の中央壁143の貫通孔の内周面に、軸部材240に沿って形成されている。このエアー流路254は、ケーシング140の中央壁143の外側に形成されたエアー吸排口256に連通している。 Furthermore, the air chamber 250 within the cylindrical member 120 is a sealed space on the rear side of the piston 130 in the internal space of the cylindrical member 120 . An air passage 252, an air passage 254, and an air intake/discharge port 256 are provided to circulate air between the air chamber 250 within the cylindrical member 120 and the external space of the casing 140. Air flow path 252 is formed inside piston 130 and shaft member 240. This air passage 252 communicates with an air passage 254. The air flow path 254 is formed along the shaft member 240 on the inner peripheral surface of the through hole in the center wall 143 of the casing 140 . This air passage 254 communicates with an air intake/discharge port 256 formed on the outside of the center wall 143 of the casing 140 .

次に、第1油圧機構210について説明する。第1油圧機構210は、油圧を用いて、ケーシング140内の後方内部空間145で可動部材230を軸方向に移動させるための油圧式の移動機構である。第1油圧機構210は、ケーシング140の後方内部空間145に対して、オイルを供給および排出可能である。 Next, the first hydraulic mechanism 210 will be explained. The first hydraulic mechanism 210 is a hydraulic moving mechanism that uses hydraulic pressure to move the movable member 230 in the axial direction in the rear internal space 145 within the casing 140. The first hydraulic mechanism 210 is capable of supplying and discharging oil to and from the rear internal space 145 of the casing 140 .

図10に示すように、第1油圧機構210は、電動機により動作するポンプ211と、オイルを貯留するタンク212と、切換弁213と、流路214、215、216、217とを有する。また、上述したケーシング140、可動部材230、軸部材240、後方内部空間145、オイル供給口147、148も、第1油圧機構210の構成要素の一例である。 As shown in FIG. 10, the first hydraulic mechanism 210 includes a pump 211 operated by an electric motor, a tank 212 for storing oil, a switching valve 213, and flow paths 214, 215, 216, and 217. Furthermore, the above-described casing 140, movable member 230, shaft member 240, rear internal space 145, and oil supply ports 147 and 148 are also examples of the components of the first hydraulic mechanism 210.

ポンプ211は、流路214を介して切換弁213に接続されている。ポンプ211は、タンク212に貯留されたオイルを、流路214を介して切換弁213に送出する。切換弁213は、流路216を介してケーシング140のオイル供給口148に接続され、流路217を介してケーシング140のオイル供給口147に接続されている。切換弁213は、流路214、215と、流路216、217との連通状態を切り換える。 Pump 211 is connected to switching valve 213 via flow path 214. Pump 211 sends oil stored in tank 212 to switching valve 213 via flow path 214. The switching valve 213 is connected to the oil supply port 148 of the casing 140 via a flow path 216, and is connected to the oil supply port 147 of the casing 140 via a flow path 217. The switching valve 213 switches the communication state between the flow paths 214 and 215 and the flow paths 216 and 217.

かかる切換弁213の切換動作により、流路214と流路216を連通させることで、ポンプ211から送出されたオイルを、ケーシング140のオイル供給口148を通じて、後方内部空間145の後方オイル室に供給することができる。これと同時に、切換弁213により流路215と流路217を連通させることで、後方内部空間145の前方オイル室のオイルを、ケーシング140のオイル供給口147から排出して、流路217および流路215を通じてタンク212に回収することができる。これらの切換動作により、後方内部空間145の後方オイル室の油圧が前方オイル室の油圧よりも高まるため、後方内部空間145内で可動部材230を軸方向前方に押圧して移動させることができる。この結果、可動部材230に軸部材240を介して連結されたピストン130を、可動部材230とともに前進させることができる。 The switching operation of the switching valve 213 causes the flow path 214 and the flow path 216 to communicate with each other, thereby supplying the oil sent from the pump 211 to the rear oil chamber of the rear internal space 145 through the oil supply port 148 of the casing 140. can do. At the same time, by communicating the flow path 215 and the flow path 217 with the switching valve 213, the oil in the front oil chamber of the rear internal space 145 is discharged from the oil supply port 147 of the casing 140, and the flow path 217 and the flow path It can be collected into tank 212 via channel 215. Due to these switching operations, the oil pressure in the rear oil chamber of the rear internal space 145 becomes higher than the oil pressure in the front oil chamber, so that the movable member 230 can be pushed and moved axially forward within the rear internal space 145. As a result, the piston 130 connected to the movable member 230 via the shaft member 240 can be moved forward together with the movable member 230.

また、切換弁213の切換動作により、図10Cに示すように、流路214と流路217を連通させることで、ポンプ211から送出されたオイルを、ケーシング140のオイル供給口147を通じて、後方内部空間145の前方オイル室に供給することができる。これと同時に、切換弁213により流路215と流路216を連通させることで、後方内部空間145の後方オイル室のオイルを、ケーシング140のオイル供給口148から排出して、流路216および流路215を通じてタンク212に回収することができる。これらにより、後方内部空間145の前方オイル室の油圧が後方オイル室の油圧よりも高まるため、後方内部空間145内で可動部材230を軸方向後方に押圧して移動させることができる。この結果、可動部材230に軸部材240を介して連結されたピストン130を、可動部材230とともに後退させることができる。 In addition, by switching the switching valve 213, as shown in FIG. It can be supplied to the front oil chamber of the space 145. At the same time, by communicating the flow path 215 and the flow path 216 with the switching valve 213, the oil in the rear oil chamber of the rear internal space 145 is discharged from the oil supply port 148 of the casing 140, and the flow path 216 and the flow path It can be collected into tank 212 via channel 215. As a result, the oil pressure in the front oil chamber of the rear internal space 145 is higher than the oil pressure in the rear oil chamber, so that the movable member 230 can be pushed and moved axially rearward within the rear internal space 145. As a result, the piston 130 connected to the movable member 230 via the shaft member 240 can be moved back together with the movable member 230.

このようにして、第1油圧機構210は、ケーシング140の後方内部空間145の後方オイル室に対して油圧を供給することにより、可動部材230および軸部材240を介してピストン130を軸方向前方に移動(前進)させることができる。また、第1油圧機構210は、ケーシング140の後方内部空間145の前方オイル室に対して油圧を供給することにより、可動部材230および軸部材240を介してピストン130を軸方向後方に移動(後退)させつつ、当該ピストン130とともに筒状部材120も後退させて、筒状部材120をチャンバ17から機体内に抜去することができる。 In this way, the first hydraulic mechanism 210 moves the piston 130 forward in the axial direction via the movable member 230 and the shaft member 240 by supplying hydraulic pressure to the rear oil chamber of the rear internal space 145 of the casing 140. It can be moved (forward). In addition, the first hydraulic mechanism 210 moves the piston 130 axially rearward (backward) via the movable member 230 and the shaft member 240 by supplying hydraulic pressure to the front oil chamber of the rear internal space 145 of the casing 140. ), the cylindrical member 120 can also be retreated together with the piston 130, and the cylindrical member 120 can be removed from the chamber 17 into the body of the fuselage.

次に、第2油圧機構220について説明する。第2油圧機構220は、油圧を用いて、ケーシング140内の前方内部空間144で筒状部材120を軸方向に移動させるための油圧式の移動機構である。第2油圧機構220は、ケーシング140の前方内部空間144に対して、オイルを供給および排出可能である。 Next, the second hydraulic mechanism 220 will be explained. The second hydraulic mechanism 220 is a hydraulic moving mechanism that uses hydraulic pressure to move the cylindrical member 120 in the axial direction in the front internal space 144 within the casing 140. The second hydraulic mechanism 220 is capable of supplying and discharging oil to and from the front internal space 144 of the casing 140 .

図10に示すように、第2油圧機構220は、上記ポンプ211と、上記タンク212と、切換弁223と、流路214、215、224、225、226とを有する。このように、図10の例では、第2油圧機構220と第1油圧機構210は、同じポンプ211およびタンク212を共有している。しかし、かかる例に限定されず、例えば、第1油圧機構210のポンプ211およびタンク212等とは別に、第2油圧機構220の専用のポンプおよびタンク等を設けてもよい。なお、上述したケーシング140、筒状部材120、前方内部空間144、オイル供給口146も、第2油圧機構220の構成要素の一例である。 As shown in FIG. 10, the second hydraulic mechanism 220 includes the pump 211, the tank 212, the switching valve 223, and flow paths 214, 215, 224, 225, and 226. Thus, in the example of FIG. 10, the second hydraulic mechanism 220 and the first hydraulic mechanism 210 share the same pump 211 and tank 212. However, the present invention is not limited to this example, and for example, a dedicated pump, tank, etc. for the second hydraulic mechanism 220 may be provided separately from the pump 211, tank 212, etc. of the first hydraulic mechanism 210. Note that the above-described casing 140, cylindrical member 120, front internal space 144, and oil supply port 146 are also examples of components of the second hydraulic mechanism 220.

ポンプ211は、流路214、224を介して切換弁223に接続されている。ポンプ211は、タンク212に貯留されたオイルを、流路214、224を介して切換弁223に送出する。切換弁223は、流路226を介してケーシング140のオイル供給口146に接続されている。切換弁223は、流路224、225と、流路226との連通状態を切り換える。 Pump 211 is connected to switching valve 223 via channels 214 and 224. Pump 211 sends oil stored in tank 212 to switching valve 223 via channels 214 and 224. The switching valve 223 is connected to the oil supply port 146 of the casing 140 via a flow path 226. The switching valve 223 switches the communication state between the channels 224 and 225 and the channel 226.

かかる切換弁223の切換動作により、図10Bに示すように、流路224と流路226を連通させることで、ポンプ211から送出されたオイルを、ケーシング140のオイル供給口146を通じて、前方内部空間144の後方オイル室に供給することができる。これにより、前方内部空間144の後方オイル室の油圧が、チャンバ17内の土圧よりも高まるため、図10Bに示すように、筒状部材120を軸方向前方に押圧して移動させて、チャンバ17内に挿入することができる。 By the switching operation of the switching valve 223, the flow path 224 and the flow path 226 are communicated with each other as shown in FIG. 144 rear oil chamber. As a result, the oil pressure in the rear oil chamber of the front internal space 144 becomes higher than the earth pressure in the chamber 17, so as shown in FIG. It can be inserted into 17.

また、切換弁223の切換動作により、図10Cに示すように、流路225と流路226を連通させることで、前方内部空間144の後方オイル室のオイルを、ケーシング140のオイル供給口146から排出して、流路226、流路225および流路215を通じてタンク212に回収することができる。これにより、前方内部空間144の後方オイル室の油圧が低下するため、筒状部材120が自由に後退できるようになる。したがって、図10Cに示すように、上記第1油圧機構210により可動部材230を後退させるときに、可動部材230とともにピストン130および筒状部材120を円滑に後退させることができる。 In addition, by switching the switching valve 223, as shown in FIG. It can be discharged and collected into tank 212 through channel 226, channel 225, and channel 215. This reduces the oil pressure in the rear oil chamber of the front internal space 144, allowing the cylindrical member 120 to freely retreat. Therefore, as shown in FIG. 10C, when the movable member 230 is retreated by the first hydraulic mechanism 210, the piston 130 and the cylindrical member 120 can be smoothly retreated together with the movable member 230.

このようにして、第2油圧機構220は、ケーシング140の前方内部空間144のうち筒状部材120よりも後方側の空間(後方オイル室)に対して油圧を供給することにより、筒状部材120を軸方向前方に移動させて、チャンバ17に挿入することができる。 In this way, the second hydraulic mechanism 220 supplies hydraulic pressure to the space (rear oil chamber) on the rear side of the cylindrical member 120 in the front internal space 144 of the casing 140, thereby increasing the cylindrical member 120. can be moved axially forward and inserted into the chamber 17.

次に、図10A~図10Cを参照して、第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置100による掘削土砂のサンプリング動作について説明する。 Next, with reference to FIGS. 10A to 10C, a sampling operation of excavated soil by the soil sampling device 100 according to the sixth embodiment will be described.

まず、土砂サンプリング動作前の待機状態(図示ぜす。)では、ケーシング140に装着された開閉弁110は、閉状態となっており、その弁体112によりケーシング140の前方内部空間144(即ち、筒状部材120の移動通路)が遮断されている。ピストン130は、第1油圧機構210(摺動機構)により筒状部材120内における軸方向前方側(チャンバ17側)に摺動して、筒状部材120の前端位置まで押し出されている。 First, in a standby state (shown in the figure) before the sediment sampling operation, the on-off valve 110 attached to the casing 140 is in a closed state, and the valve body 112 opens the front internal space 144 of the casing 140 (i.e., (movement path of the cylindrical member 120) is blocked. The piston 130 is slid axially forward in the cylindrical member 120 (towards the chamber 17) by the first hydraulic mechanism 210 (sliding mechanism) and is pushed out to the front end position of the cylindrical member 120.

次に、筒状部材120の挿入動作(図10Aの状態から図10Bの状態への切換動作)について説明する。 Next, the insertion operation of the cylindrical member 120 (switching operation from the state shown in FIG. 10A to the state shown in FIG. 10B) will be described.

土砂サンプリング動作を開始するとき、まず、図10Aに示すように、開閉弁110を開ける。その後に、第2油圧機構220(挿抜機構)によりケーシング140の前方内部空間144の後方オイル室(筒状部材120の後端と中央壁143との間の空間)にオイルを供給する。このオイルの油圧により、図10Bに示すように、筒状部材120は、軸方向前方に押し出されて前進する。このとき、ピストン130は、絶対位置としては移動しないが、筒状部材120が前進するため、ピストン130は、前進する筒状部材120に対して相対的に摺動し、筒状部材120の後端側に相対的に移動する。この結果、筒状部材120が、ケーシング140内の移動通路を前進して、開閉弁110を通過し、隔壁13の開口13bからチャンバ17内に挿入される。この挿入時には、チャンバ17に挿入された筒状部材120の前端開口121がチャンバ17内の所望のサンプリング位置に配置されるように、筒状部材120の挿入ストロークが調整される。 When starting the sediment sampling operation, first, as shown in FIG. 10A, the on-off valve 110 is opened. Thereafter, oil is supplied to the rear oil chamber (the space between the rear end of the cylindrical member 120 and the center wall 143) of the front internal space 144 of the casing 140 by the second hydraulic mechanism 220 (insertion/extraction mechanism). Due to the hydraulic pressure of this oil, the cylindrical member 120 is pushed forward in the axial direction and moves forward, as shown in FIG. 10B. At this time, the piston 130 does not move as an absolute position, but since the cylindrical member 120 moves forward, the piston 130 slides relative to the advancing cylindrical member 120 and moves behind the cylindrical member 120. Move relative to the end. As a result, the cylindrical member 120 moves forward through the movement passage within the casing 140, passes through the on-off valve 110, and is inserted into the chamber 17 through the opening 13b of the partition wall 13. During this insertion, the insertion stroke of the cylindrical member 120 is adjusted so that the front end opening 121 of the cylindrical member 120 inserted into the chamber 17 is located at a desired sampling position within the chamber 17.

このようにして、図10Aおよび図10Bに示すように、第2油圧機構220(挿抜機構)により筒状部材120をピストン130に対して相対的に前進させて、筒状部材120をチャンバ17内に挿入する。これにより、チャンバ17内の掘削土砂を筒状部材120で切り出すようにして、筒状部材120の内部に取り込む。 In this way, as shown in FIGS. 10A and 10B, the second hydraulic mechanism 220 (insertion/extraction mechanism) moves the cylindrical member 120 forward relative to the piston 130 to move the cylindrical member 120 into the chamber 17. Insert into. As a result, the excavated earth and sand in the chamber 17 is cut out by the cylindrical member 120 and taken into the cylindrical member 120 .

ここで、上記のような第2油圧機構220による筒状部材120の挿入動作(図10Aの状態から図10Bの状態への切換動作)について、より詳細に説明する。 Here, the insertion operation of the cylindrical member 120 by the second hydraulic mechanism 220 as described above (switching operation from the state shown in FIG. 10A to the state shown in FIG. 10B) will be described in more detail.

図10Aに示す状態から筒状部材120をチャンバ17に挿入するときには、図10Bに示すように、第2油圧機構220の切換弁223を、電磁弁指令(SOLc)により切り換えて、ポンプ211に接続された流路224と、オイル供給口146に接続された流路226とを連通させる。これにより、ポンプ211からのオイルが、流路224、流路226およびオイル供給口146を通じて、ケーシング140の前方内部空間144の後方オイル室に供給され、当該後方オイル室の油圧を上昇させる。この結果、筒状部材120の背面側に油圧が作用するため、筒状部材120が前進して、チャンバ17に挿入される。 When inserting the cylindrical member 120 into the chamber 17 from the state shown in FIG. 10A, as shown in FIG. 10B, the switching valve 223 of the second hydraulic mechanism 220 is switched by the solenoid valve command (SOLc) and connected to the pump 211. The flow path 224 connected to the oil supply port 146 is communicated with the flow path 226 connected to the oil supply port 146. As a result, oil from the pump 211 is supplied to the rear oil chamber of the front internal space 144 of the casing 140 through the flow path 224, the flow path 226, and the oil supply port 146, thereby increasing the oil pressure in the rear oil chamber. As a result, the hydraulic pressure acts on the back side of the cylindrical member 120, so that the cylindrical member 120 moves forward and is inserted into the chamber 17.

なお、上記のようにして筒状部材120を前進させるためには、筒状部材120内においてピストン130の後方側のエアー室250にあるエアーを外部に逃がす必要がある。この点、本実施形態では、上述したように、ピストン130および軸部材240の内部にエアー流路252が設けられ、ケーシング140の中央壁143にエアー流路254およびエアー吸排口256が設けられている。これにより、エアー室250にあるエアーは、エアー流路252およびエアー流路254を通じて、エアー吸排口256から外部に排出される。したがって、エアー室250にあるエアーを好適に外部に排出しつつ、筒状部材120を円滑に前進させることができる。 Note that in order to advance the cylindrical member 120 as described above, it is necessary to release the air in the air chamber 250 on the rear side of the piston 130 within the cylindrical member 120 to the outside. In this regard, in this embodiment, as described above, the air passage 252 is provided inside the piston 130 and the shaft member 240, and the air passage 254 and the air intake/exhaust port 256 are provided in the center wall 143 of the casing 140. There is. As a result, the air in the air chamber 250 is discharged to the outside from the air intake/discharge port 256 through the air flow path 252 and the air flow path 254. Therefore, the cylindrical member 120 can be smoothly advanced while discharging the air in the air chamber 250 to the outside.

また、筒状部材120を前進させてチャンバ17に挿入し、所望のサンプリング位置に配置した後には、筒状部材120が不必要に前後に移動しないように固定することが好ましい。そこで、図示はしないが、筒状部材120の挿入後は、第2油圧機構220の切換弁223に対する上記の電磁弁指令(SOLc)をオフにして、切換弁223を切り換えて、オイル供給口146に接続された流路226を、ポンプ211に接続された流路224や、タンク212に接続された流路225に接続せずに、遮断した状態にすることが好ましい。これにより、所望のサンプリング位置まで挿入された筒状部材120に対して油圧を作用させずに、筒状部材120を所望のサンプリング位置に固定して、筒状部材120の不要な前後動を防止できる。 Moreover, after the cylindrical member 120 is advanced, inserted into the chamber 17, and placed at a desired sampling position, it is preferable to fix the cylindrical member 120 so that it does not move back and forth unnecessarily. Therefore, although not shown, after inserting the cylindrical member 120, the above-mentioned solenoid valve command (SOLc) for the switching valve 223 of the second hydraulic mechanism 220 is turned off, the switching valve 223 is switched, and the oil supply port 146 is turned off. It is preferable that the flow path 226 connected to the pump 211 and the flow path 225 connected to the tank 212 be kept in a blocked state without being connected to the flow path 224 connected to the pump 211 or the flow path 225 connected to the tank 212. This fixes the cylindrical member 120 at the desired sampling position without applying hydraulic pressure to the cylindrical member 120 that has been inserted to the desired sampling position, thereby preventing unnecessary back and forth movement of the cylindrical member 120. can.

次に、筒状部材120の抜去動作(図10Bの状態から図10Cの状態への切換動作)について説明する。 Next, the removal operation of the cylindrical member 120 (the switching operation from the state shown in FIG. 10B to the state shown in FIG. 10C) will be described.

上記のような筒状部材120の挿入動作後に、図10Cに示すように、第1油圧機構210(摺動機構、兼、挿抜機構)により、ケーシング140の後方内部空間145の前方オイル室(可動部材230の前端と中央壁143との間の空間)にオイルを供給する。このオイルの油圧により、可動部材230は、ケーシング140の後方内部空間145を軸方向後方に摺動して、後退する。この結果、可動部材230に軸部材240を介して連結されたピストン130も、前方内部空間144を後退するとともに、当該ピストン130により係止された筒状部材120も、当該ピストン130とともに後退する。これにより、筒状部材120は、ケーシング140の前方内部空間144の移動通路を後退して、開閉弁110を通過し、チャンバ17から機体内に抜去されて、ケーシング140の前方内部空間144に退避される。 After the insertion operation of the cylindrical member 120 as described above, as shown in FIG. The space between the front end of member 230 and central wall 143) is supplied with oil. Due to the hydraulic pressure of this oil, the movable member 230 slides axially rearward in the rear internal space 145 of the casing 140 and retreats. As a result, the piston 130 connected to the movable member 230 via the shaft member 240 also retreats in the front internal space 144, and the cylindrical member 120 locked by the piston 130 also retreats together with the piston 130. As a result, the cylindrical member 120 retreats through the movement passage in the front internal space 144 of the casing 140, passes through the on-off valve 110, is extracted from the chamber 17 into the fuselage body, and retreats into the front internal space 144 of the casing 140. be done.

ここで、上記のような第1油圧機構210による筒状部材120の抜去動作(図10Bの状態から図10Cの状態への切換動作)について、より詳細に説明する。 Here, the removal operation of the cylindrical member 120 by the first hydraulic mechanism 210 as described above (switching operation from the state shown in FIG. 10B to the state shown in FIG. 10C) will be described in more detail.

図10Bに示す状態から筒状部材120をチャンバ17から抜去するときには、図10Cに示すように、第2油圧機構220の切換弁223に対する電磁弁指令(SOLd)により、切換弁223を切り換えて、オイル供給口146に接続された流路226と、タンク212に接続された流路225とを連通させる。これにより、流路225、226およびオイル供給口146の油圧がなくなるので、ケーシング140の前方内部空間144の後方オイル室で筒状部材120の背面に作用していた油圧が低下する。 When removing the cylindrical member 120 from the chamber 17 from the state shown in FIG. 10B, as shown in FIG. 10C, the switching valve 223 is switched by the electromagnetic valve command (SOLd) to the switching valve 223 of the second hydraulic mechanism 220. A flow path 226 connected to the oil supply port 146 and a flow path 225 connected to the tank 212 are made to communicate with each other. As a result, the oil pressure in the flow paths 225, 226 and the oil supply port 146 disappears, so that the oil pressure acting on the back surface of the cylindrical member 120 in the rear oil chamber of the front internal space 144 of the casing 140 decreases.

次いで、図10Cに示すように、第1油圧機構210の切換弁213を、電磁弁指令(SOLa)により切り換えて、ポンプ211に接続された流路214と、オイル供給口147に接続された流路217とを連通させる。これにより、ポンプ211からのオイルが、流路214、流路217およびオイル供給口147を通じて、ケーシング140の前方内部空間144の前方オイル室に供給され、当該前方オイル室の油圧を上昇させる。さらに、タンク212に接続された流路215と、オイル供給口148に接続された流路216とを連通させる。これにより、流路215、216およびオイル供給口148の油圧がなくなるので、ケーシング140の後方内部空間145の後方オイル室で可動部材230の背面に作用していた油圧が低下する。これらの結果、可動部材230の前面側に油圧が作用するため、可動部材230が後退する。すると、可動部材230の後退に連動して、軸部材240、ピストン130が後退するため、ピストン130に係止された筒状部材120も後退して、チャンバ17から抜去される。 Next, as shown in FIG. 10C, the switching valve 213 of the first hydraulic mechanism 210 is switched by the solenoid valve command (SOLa) to connect the flow path 214 connected to the pump 211 and the flow path connected to the oil supply port 147. 217. As a result, oil from the pump 211 is supplied to the front oil chamber of the front internal space 144 of the casing 140 through the flow path 214, the flow path 217, and the oil supply port 147, thereby increasing the oil pressure in the front oil chamber. Further, a flow path 215 connected to the tank 212 and a flow path 216 connected to the oil supply port 148 are communicated with each other. As a result, the oil pressure in the flow paths 215, 216 and the oil supply port 148 disappears, so that the oil pressure acting on the back surface of the movable member 230 in the rear oil chamber of the rear internal space 145 of the casing 140 decreases. As a result, the hydraulic pressure acts on the front side of the movable member 230, so the movable member 230 moves backward. Then, in conjunction with the retreat of the movable member 230, the shaft member 240 and the piston 130 retreat, so the cylindrical member 120 locked to the piston 130 also retreats and is removed from the chamber 17.

その後、後退する筒状部材120の後端がケーシング140の中央壁143に当接したときに、第1油圧機構210によるオイル供給を停止するとともに、開閉弁110を閉めて、弁体112によりケーシング140の前方内部空間144(筒状部材120の移動通路)を遮断する。これにより、チャンバ17内の土圧が、ケーシング140内の筒状部材120等に作用しない状態となる。 Thereafter, when the rear end of the retreating cylindrical member 120 comes into contact with the center wall 143 of the casing 140, the oil supply by the first hydraulic mechanism 210 is stopped, the on-off valve 110 is closed, and the valve body 112 closes the casing. 140 (the movement path of the cylindrical member 120) is blocked. As a result, the earth pressure within the chamber 17 will not act on the cylindrical member 120 and the like within the casing 140.

以上のようにして、チャンバ17内の掘削土砂を内部に取り込んだ筒状部材120を、隔壁13より後方の機体内に回収することができる。その後、機体内において、土砂サンプリング装置100のうち開閉弁110より機内側の部分を切り離す。そして、筒状部材120の内部から掘削土砂を取り出すことにより、掘削土砂のサンプリングが完了する。 As described above, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand in the chamber 17 can be recovered into the body behind the partition wall 13. Thereafter, inside the machine, the part of the sediment sampling device 100 that is inside the machine from the on-off valve 110 is separated. Then, by taking out the excavated earth and sand from inside the cylindrical member 120, sampling of the excavated earth and sand is completed.

次に、上記サンプリングが完了した後に、第1油圧機構210によりピストン130を前進させて、サンプリング前の待機状態に戻す動作(図10Cの状態から図10Aの状態への切換動作)について、より詳細に説明する。 Next, after the above sampling is completed, the piston 130 is advanced by the first hydraulic mechanism 210 to return to the standby state before sampling (switching operation from the state shown in FIG. 10C to the state shown in FIG. 10A) in more detail. Explain.

上記のようにサンプリングされた掘削土砂を回収すると、図10Cに示すような各部の配置において、筒状部材120内に掘削土砂がない状態となる。この状態で、図示はしないが、第1油圧機構210の切換弁213を、電磁弁指令(SOLb)により切り換えて、ポンプ211に接続された流路214と、オイル供給口148に接続された流路216とを連通させる。これにより、ポンプ211からのオイルが、流路214、流路216およびオイル供給口148を通じて、ケーシング140の前方内部空間144の後方オイル室に供給され、当該後方オイル室の油圧を上昇させる。さらに、タンク212に接続された流路215と、オイル供給口147に接続された流路217とを連通させる。これにより、流路215、217およびオイル供給口147の油圧がなくなるので、ケーシング140の後方内部空間145の前方オイル室で可動部材230の前面に作用していた油圧が低下する。これらの結果、可動部材230の背面側に油圧が作用するため、可動部材230が前進し、これに連動して、軸部材240、ピストン130も前進する。この際、筒状部材120には動力は作用しないので、ピストン130とともに前進しない。したがって、ピストン130は、筒状部材120内を軸方向前方に摺動して、図10Aに示すように、筒状部材120の前端付近まで前進する。 When the sampled excavated soil is collected as described above, there will be no excavated soil in the cylindrical member 120 in the arrangement of each part as shown in FIG. 10C. In this state, although not shown, the switching valve 213 of the first hydraulic mechanism 210 is switched by the solenoid valve command (SOLb) to connect the flow path 214 connected to the pump 211 and the flow path connected to the oil supply port 148. 216. As a result, oil from the pump 211 is supplied to the rear oil chamber of the front internal space 144 of the casing 140 through the flow path 214, the flow path 216, and the oil supply port 148, thereby increasing the oil pressure in the rear oil chamber. Further, the flow path 215 connected to the tank 212 and the flow path 217 connected to the oil supply port 147 are communicated with each other. As a result, the hydraulic pressure in the flow paths 215, 217 and the oil supply port 147 disappears, so that the hydraulic pressure acting on the front surface of the movable member 230 in the front oil chamber of the rear internal space 145 of the casing 140 decreases. As a result, the hydraulic pressure acts on the back side of the movable member 230, so the movable member 230 moves forward, and in conjunction with this, the shaft member 240 and the piston 130 also move forward. At this time, since no power acts on the cylindrical member 120, it does not move forward together with the piston 130. Therefore, the piston 130 slides axially forward within the cylindrical member 120 and advances to near the front end of the cylindrical member 120, as shown in FIG. 10A.

なお、上記のように筒状部材120内をピストン130が前進するときには、筒状部材120内のピストン130の後方側にエアー室250が形成される。この際、上述したエアー吸排口256、エアー流路254およびエアー流路252を通じて、筒状部材120のエアー室250に空気が供給される。したがって、エアー室250が問題なく形成されるので、ピストン130は筒状部材120内を円滑に前進することができる。 Note that when the piston 130 moves forward within the cylindrical member 120 as described above, an air chamber 250 is formed in the cylindrical member 120 on the rear side of the piston 130. At this time, air is supplied to the air chamber 250 of the cylindrical member 120 through the air intake/discharge port 256, the air passage 254, and the air passage 252 described above. Therefore, since the air chamber 250 is formed without any problem, the piston 130 can move smoothly inside the cylindrical member 120.

以上、第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置100を用いた土砂サンプリング方法について説明した。第6の実施形態に係る土砂サンプリング装置100は、開閉弁110により、隔壁13の開口13bに連通する移動通路を開け、かつ、第1油圧機構210によりピストン130を筒状部材120内で軸方向前方に前進させた状態(図10A参照)で、第2油圧機構220により筒状部材120をピストン130に対して相対的に前進させて、筒状部材120をチャンバ17内に挿入することにより、チャンバ17内の掘削土砂を筒状部材120の内部に取り込む(図10B参照)。その後、第1油圧機構210により可動部材230とともにピストン130を軸方向後方に後退させることにより、掘削土砂を取り込んだ筒状部材120を、ピストン130とともに後退させて、チャンバ17内から機体内に抜去する(図10C参照)。 The sediment sampling method using the sediment sampling device 100 according to the sixth embodiment has been described above. The sediment sampling device 100 according to the sixth embodiment opens a movement passage communicating with the opening 13b of the partition wall 13 using the on-off valve 110, and moves the piston 130 in the axial direction within the cylindrical member 120 using the first hydraulic mechanism 210. By moving the cylindrical member 120 forward relative to the piston 130 by the second hydraulic mechanism 220 in the forwardly advanced state (see FIG. 10A), and inserting the cylindrical member 120 into the chamber 17, The excavated earth and sand in the chamber 17 is taken into the cylindrical member 120 (see FIG. 10B). Thereafter, by moving the piston 130 backward in the axial direction together with the movable member 230 by the first hydraulic mechanism 210, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated soil is moved back together with the piston 130, and is removed from the chamber 17 into the machine body. (See Figure 10C).

かかる土砂サンプリング方法によれば、チャンバ17内のサンプリング位置における掘削土砂を筒状部材120により切り出すようにして、筒状部材120内に取り込むことができる。その後、掘削土砂を取り込んだ筒状部材120とピストン130を一括して後退させることで、掘削土砂のサンプリングを完了する。このようなサンプリング方法によって、チャンバ17内の所望のサンプリング位置における掘削土砂を、前後方向に移動させることなくそのままの状態で切り出して、筒状部材120内に取り込むことができる。したがって、チャンバ17内の所望のサンプリング位置にあるままの状態の掘削土砂を、その性状を変えることなく好適にサンプリングすることが可能である。 According to this earth and sand sampling method, the excavated earth and sand at the sampling position in the chamber 17 can be cut out by the cylindrical member 120 and taken into the cylindrical member 120. Thereafter, the cylindrical member 120 that has taken in the excavated earth and sand and the piston 130 are collectively retreated, thereby completing sampling of the excavated earth and sand. With such a sampling method, the excavated earth and sand at a desired sampling position within the chamber 17 can be cut out as is and taken into the cylindrical member 120 without being moved in the front-back direction. Therefore, it is possible to suitably sample the excavated soil as it is at the desired sampling position within the chamber 17 without changing its properties.

なお、上記実施形態6の例では、筒状部材120の挿抜機構とピストン130の摺動機構として、2つの油圧装置の組合せ(図10に示す第1油圧機構210と第2油圧機構220)を用いたが、上記と同様の機能を満たすものであれば、例えば、空圧装置、電動機構装置、または、その他の各種の駆動手段などで代替してもよい。 In the example of the sixth embodiment, a combination of two hydraulic devices (the first hydraulic mechanism 210 and the second hydraulic mechanism 220 shown in FIG. 10) is used as the insertion/extraction mechanism of the cylindrical member 120 and the sliding mechanism of the piston 130. Although used herein, it may be replaced by, for example, a pneumatic device, an electric mechanical device, or any other type of driving means as long as it satisfies the same functions as those described above.

ここで、図11を参照して、上記第6の実施形態の変更例について説明する。図11は、第6の実施形態の変更例に係る土砂サンプリング装置100の構成を示す断面図である。 Here, a modification of the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 11. FIG. 11 is a sectional view showing the configuration of a sediment sampling device 100 according to a modification of the sixth embodiment.

図11に示すように、本変更例では、上記第6の実施形態(図10参照。)と比べて、ケーシング140と第1油圧機構210の構成が変更されている点で相違し、その他の構成要素については、第6の実施形態と同様である。そこで、以下では、本変更例の特徴であるケーシング140と第1油圧機構210について詳細に説明し、その他の構成要素については詳細説明を省略する。 As shown in FIG. 11, this modified example is different from the sixth embodiment (see FIG. 10) in that the configurations of the casing 140 and the first hydraulic mechanism 210 are changed, and other changes are made. The components are the same as those in the sixth embodiment. Therefore, in the following, the casing 140 and the first hydraulic mechanism 210, which are the characteristics of this modification, will be described in detail, and the detailed description of the other components will be omitted.

本変更例に係るケーシング140(図11参照。)は、上記第6の実施形態に係るケーシング140(図10参照。)と比べて、前方内部空間144の周辺構成は同様であるが、後方内部空間145の周辺構成が相違している。図11に示すように、本変更例に係るケーシング140の後部側には、ブラケット149が設けられている。ブラケット149は、例えばL字型の断面形状を有する支持部材であり、後述する油圧ジャッキ260を支持する機能を有する。ブラケット149の背面壁149aには、貫通孔149bが形成されている。この貫通孔149bには、ピストン130に接続された軸部材240が挿通される。 The casing 140 (see FIG. 11) according to this modification example has the same peripheral configuration of the front internal space 144 as compared to the casing 140 (see FIG. 10) according to the sixth embodiment, but The surrounding configuration of the space 145 is different. As shown in FIG. 11, a bracket 149 is provided on the rear side of the casing 140 according to this modification. The bracket 149 is a support member having, for example, an L-shaped cross section, and has a function of supporting a hydraulic jack 260, which will be described later. A through hole 149b is formed in the rear wall 149a of the bracket 149. A shaft member 240 connected to the piston 130 is inserted through the through hole 149b.

油圧ジャッキ260は、ピストン130に接続された軸部材240を軸方向前後に移動させる移動機構として機能する。油圧ジャッキ260は、上記第6の実施形態に係る第1油圧機構210の可動部材230(図10参照。)およびその周辺構成の代替手段として設けられている。油圧ジャッキ260は、上記可動部材230を内包する構成要素である。油圧ジャッキ260は、ブラケット149の背面壁149aに固定されている。油圧ジャッキ260の伸縮ロッドは、ピストン130に接続された軸部材240と一体化されている。 The hydraulic jack 260 functions as a moving mechanism that moves the shaft member 240 connected to the piston 130 back and forth in the axial direction. The hydraulic jack 260 is provided as an alternative to the movable member 230 (see FIG. 10) of the first hydraulic mechanism 210 according to the sixth embodiment and its surrounding structure. The hydraulic jack 260 is a component that includes the movable member 230 described above. Hydraulic jack 260 is fixed to rear wall 149a of bracket 149. The telescoping rod of the hydraulic jack 260 is integrated with a shaft member 240 connected to the piston 130.

油圧ジャッキ260には、前述した第1油圧機構210のオイル供給口147、148が設けられている。これらオイル供給口147、148は、前述した第1油圧機構210の切換弁213、流路214、215、流路216、217を介して、ポンプ211とタンク212に接続されている。第1油圧機構210のポンプ211から送出されるオイルは、オイル供給口147、148を通じて、油圧ジャッキ260の内部に供給される。油圧ジャッキ260は、かかる油圧を用いて、上記第6実施形態の可動部材230と同様な原理により、軸部材240を介してピストン130を軸方向に前進または後退させる。 The hydraulic jack 260 is provided with the oil supply ports 147 and 148 of the first hydraulic mechanism 210 described above. These oil supply ports 147 and 148 are connected to the pump 211 and the tank 212 via the switching valve 213, flow paths 214 and 215, and flow paths 216 and 217 of the first hydraulic mechanism 210 described above. Oil sent from the pump 211 of the first hydraulic mechanism 210 is supplied into the hydraulic jack 260 through the oil supply ports 147 and 148. The hydraulic jack 260 uses this oil pressure to move the piston 130 forward or backward in the axial direction via the shaft member 240 based on the same principle as the movable member 230 of the sixth embodiment.

ここで、図11に示すように、本変更例に係るブラケット149は、例えば断面形状がL字型の中空部材であるため、当該ブラケット149の内側は開放空間となっている。このため、ブラケット149とケーシング140に挿通される軸部材240のうち、ブラケット149の内側に存在する部分は、機体内の大気に露出している。そして、軸部材240の当該露出部分には、軸部材240の内部に形成されるエアー流路252の後端開口252aが配置されている。したがって、エアー流路252は、土砂サンプリング装置100の動作中は常時、機体内の大気に連通した状態となる。よって、当該エアー流路252を通じて、筒状部材120内のエアー室250に対して、エアーを自由に供給および排出できるようになる。 Here, as shown in FIG. 11, the bracket 149 according to the present modification example is, for example, a hollow member having an L-shaped cross section, so that the inside of the bracket 149 is an open space. Therefore, of the shaft member 240 inserted through the bracket 149 and the casing 140, the portion existing inside the bracket 149 is exposed to the atmosphere inside the fuselage. A rear end opening 252a of an air flow path 252 formed inside the shaft member 240 is arranged in the exposed portion of the shaft member 240. Therefore, the air flow path 252 is always in communication with the atmosphere inside the body while the sediment sampling device 100 is in operation. Therefore, air can be freely supplied to and discharged from the air chamber 250 within the cylindrical member 120 through the air passage 252.

以上、図11を参照して、本変更例の構成について説明した。本変更例によれば、上記第6実施形態に係る第1油圧機構210の可動部材230を内包する構成要素を、油圧ジャッキ260として構成できるので、装置構成を簡易化できる。また、上記第6実施形態に係るケーシング140の中央壁143(図10参照。)のようなブロック状の部材に替えて、中空状のブラケット149を用いることで、ケーシング140を軽量化することができる。さらに、上記第6実施形態に係るケーシング140の中央壁143に設けられていたエアー流路254やエアー給排口256(図10参照。)などの流路構造が不要になるので、装置構成を簡略化できる。 The configuration of this modified example has been described above with reference to FIG. 11. According to this modification, the component including the movable member 230 of the first hydraulic mechanism 210 according to the sixth embodiment can be configured as the hydraulic jack 260, so the device configuration can be simplified. Further, by using a hollow bracket 149 instead of a block-shaped member such as the center wall 143 (see FIG. 10) of the casing 140 according to the sixth embodiment, the weight of the casing 140 can be reduced. can. Furthermore, since the flow path structures such as the air flow path 254 and the air supply/discharge port 256 (see FIG. 10) provided in the center wall 143 of the casing 140 according to the sixth embodiment are no longer required, the device configuration can be changed. Can be simplified.

このように本変更例によれば、上記第6実施形態と比べて装置構成を簡略化、軽量化できる一方で、筒状部材120の挿抜機構やピストン130の摺動機能などの機能面では、上記第6実施形態と同様な機能を発揮できる。 As described above, according to this modification example, the device configuration can be simplified and lightened compared to the sixth embodiment, while in terms of functions such as the insertion/extraction mechanism of the cylindrical member 120 and the sliding function of the piston 130, Functions similar to those of the sixth embodiment described above can be exhibited.

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications within the scope of the claims are possible. It goes without saying that modifications or modifications also fall within the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、土圧式(泥土圧式を含む。)のトンネル掘削機1について説明したが、本発明に係るトンネル掘削機は、泥水式のトンネル掘削機であってもよい。 For example, in the above embodiment, the earth pressure type (including mud pressure type) tunnel excavation machine 1 has been described, but the tunnel excavation machine according to the present invention may be a mud water type tunnel excavation machine.

また、上記実施形態に係る土砂サンプリング装置100では、チャンバ17に対する筒状部材120の出入口をケーシング140の前端開口141とし、当該前端開口141を隔壁13の開口13bの位置に合わせて配置して、当該前端開口141(筒状部材120の出入口)から筒状部材120をチャンバ17内に挿入する構成であった。しかし、本発明は、かかる例に限定されず、例えば、チャンバ17に対する筒状部材120の出入口を、隔壁13に設けられる固定翼(図示せず。)の先端部に設け、当該固定翼の内部に筒状部材120の移動通路を貫通形成してもよい。これにより、筒状部材120を、固定翼の先端部の開口(筒状部材120の出入口)からチャンバ17に対して挿入または抜去可能となる。 In addition, in the sediment sampling device 100 according to the above embodiment, the entrance and exit of the cylindrical member 120 to the chamber 17 is the front end opening 141 of the casing 140, and the front end opening 141 is arranged to match the position of the opening 13b of the partition wall 13. The cylindrical member 120 was configured to be inserted into the chamber 17 through the front end opening 141 (the entrance/exit of the cylindrical member 120). However, the present invention is not limited to such an example, and for example, the entrance and exit of the cylindrical member 120 to the chamber 17 is provided at the tip of a fixed wing (not shown) provided in the partition wall 13, and the inside of the fixed wing is A passage for movement of the cylindrical member 120 may be formed through the cylindrical member 120 . Thereby, the cylindrical member 120 can be inserted into or removed from the chamber 17 through the opening at the tip of the fixed wing (the entrance/exit of the cylindrical member 120).

ここで、固定翼と撹拌翼は、チャンバ17内の掘削土砂を撹拌するために用いられる部材である。固定翼は、隔壁13の前面に固定され、隔壁13から前方に向けて突出して配置される。撹拌翼は、カッタヘッド11の背面から後方に向けて突出して配置され、カッタヘッド11と一体的に回転する。かかる固定翼に筒状部材120の移動通路と出入口を設けることによって、固定翼の先端部(筒状部材120の出入口)からチャンバ17に筒状部材120を挿入または抜去可能となる。かかる構成により、固定翼の長さを変えることで、筒状部材120によりチャンバ17内の掘削土砂をサンプリングする位置を変えることが可能になる。例えば、固定翼を長くすれば、カッタヘッド11の背面の位置の掘削土砂をサンプリングでき、固定翼を短くすれば、隔壁13付近の掘削土砂をサンプリング可能となる。よって、チャンバ17内のサンプリング位置の自由度を向上できる。 Here, the fixed blade and the stirring blade are members used to stir the excavated earth and sand in the chamber 17. The fixed wing is fixed to the front surface of the bulkhead 13 and is arranged to protrude forward from the bulkhead 13. The stirring blade is arranged to protrude rearward from the back surface of the cutter head 11 and rotates integrally with the cutter head 11. By providing the moving passage and the entrance/exit for the cylindrical member 120 in the fixed wing, the cylindrical member 120 can be inserted into or removed from the chamber 17 from the tip of the fixed wing (the entrance/exit of the cylindrical member 120). With this configuration, by changing the length of the fixed blade, it is possible to change the position at which excavated earth and sand in the chamber 17 is sampled by the cylindrical member 120. For example, by making the fixed blades longer, it is possible to sample the excavated earth and sand at the back of the cutter head 11, and by making the fixed blades shorter, it is possible to sample the excavated earth and sand near the partition wall 13. Therefore, the degree of freedom of the sampling position within the chamber 17 can be improved.

また、上記では、図面を参照して、トンネル掘削機1の各構成要素を説明したが、図面における各構成要素の寸法および位置関係はあくまでも例示に過ぎないので、トンネル掘削機1の各構成要素の寸法および位置関係は図面に示す例に限定されない。また、図面に例示されたトンネル掘削機1に対して構成要素が適宜追加、削除または変更されてもよい。 Further, in the above, each component of the tunnel excavating machine 1 has been explained with reference to the drawings, but the dimensions and positional relationship of each component in the drawings are merely an example, so each component of the tunnel excavating machine 1 The dimensions and positional relationships are not limited to the examples shown in the drawings. Moreover, components may be added, deleted, or changed as appropriate to the tunnel excavating machine 1 illustrated in the drawings.

1 トンネル掘削機
10 掘削機本体
11 カッタヘッド
12 カッタ回転軸
13 隔壁
13a 排出口
13b 開口
17 チャンバ
18 スクリューコンベヤ
19 シールドジャッキ
100 土砂サンプリング装置
110 開閉弁
120 筒状部材
121 前端開口
122 後端開口
123 前方ストッパー
124 後方ストッパー
130 ピストン
140 ケーシング
141 前端開口
142 後端開口
143 中央壁
144 前方内部空間
145 後方内部空間
149 ブラケット
150 ジャッキ
151 伸縮ロッド
152 ジャッキ本体
160 空圧装置
170 ワイヤー
172 巻取装置
180 第1ジャッキ
190 第2ジャッキ
210 第1油圧機構
220 第2油圧機構
230 可動部材
240 軸部材
250 エアー室
260 油圧ジャッキ
S セグメント
T トンネル
1 Tunnel excavator 10 Excavator main body 11 Cutter head 12 Cutter rotating shaft 13 Partition wall 13a Discharge port 13b Opening 17 Chamber 18 Screw conveyor 19 Shield jack 100 Sediment sampling device 110 Opening/closing valve 120 Cylindrical member 121 Front end opening 122 Rear end opening 123 Front Stopper 124 Rear stopper 130 Piston 140 Casing 141 Front end opening 142 Rear end opening 143 Center wall 144 Front internal space 145 Rear internal space 149 Bracket 150 Jack 151 Telescopic rod 152 Jack main body 160 Pneumatic device 170 Wire 172 Winding device 180 First jack 190 Second jack 210 First hydraulic mechanism 220 Second hydraulic mechanism 230 Movable member 240 Shaft member 250 Air chamber 260 Hydraulic jack S Segment T Tunnel

Claims (9)

筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前端に回転可能に設けられるカッタヘッドと、
前記カッタヘッドよりも前記掘削機本体の軸方向後方に、前記カッタヘッドと前記軸方向に間隔を空けて配置される隔壁と、
前記カッタヘッドと前記隔壁との間に区画される空間であるチャンバと、
を備え、
前記隔壁には、土砂サンプリング装置が設けられており、
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁よりも後方側の前記掘削機本体の内部である機体内に設けられ、前記隔壁に形成された開口に対向する位置に配置される筒状部材と、
前記筒状部材の内部に設けられるピストンと、
前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させることにより、前記筒状部材を前記機体内から前記開口を通じて前記チャンバ内に挿入し、前記筒状部材を前記チャンバ内から前記開口を通じて前記機体内に抜去する挿抜機構と、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に摺動させる摺動機構と、
前記隔壁の前記開口、または当該開口に連通する前記筒状部材の移動通路を開閉可能な開閉弁と、
を有し、
前記挿抜機構および前記摺動機構は、共通の移動機構で構成され、
前記共通の移動機構は、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に移動させるための動力を前記ピストンに付与する動力付与装置と、
前記ピストンとともに前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させるための係止部材と、
を有し、
前記共通の移動機構は、前記係止部材により係止された状態の前記ピストンに対して前記動力付与装置により前記動力を付与することによって、当該ピストンとともに前記筒状部材を軸方向に移動させることで、前記筒状部材の前記挿抜機構として機能する、
トンネル掘削機。
A cylindrical excavator body,
a cutter head rotatably provided at the front end of the excavator body;
a partition wall disposed behind the cutter head in the axial direction of the excavator main body and spaced apart from the cutter head in the axial direction;
a chamber that is a space defined between the cutter head and the partition wall;
Equipped with
The partition wall is provided with a sediment sampling device,
The sediment sampling device includes:
a cylindrical member that is provided inside the excavator body on the rear side of the bulkhead and located at a position facing an opening formed in the bulkhead;
a piston provided inside the cylindrical member;
By moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member, the cylindrical member is inserted into the chamber from the body through the opening, and the cylindrical member is inserted from within the chamber through the opening. An insertion/extraction mechanism for removing the material into the aircraft body;
a sliding mechanism that slides the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
an on-off valve that can open and close the opening of the partition wall or the movement passage of the cylindrical member that communicates with the opening;
has
The insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism are configured with a common movement mechanism,
The common movement mechanism is
a power applying device that applies power to the piston to move the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
a locking member for moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member together with the piston;
has
The common moving mechanism is configured to move the cylindrical member together with the piston in the axial direction by applying the power from the power applying device to the piston that is locked by the locking member. and functions as the insertion/extraction mechanism of the cylindrical member;
tunnel boring machine.
前記土砂サンプリング装置は、前記開閉弁により前記隔壁の前記開口または前記移動通路を開け、かつ、前記挿抜機構により前記筒状部材を前記チャンバ内に挿入した状態で、前記摺動機構により前記ピストンを前記筒状部材の軸方向後方に摺動させることにより、前記チャンバ内の土砂を前記筒状部材の内部に取り込む、請求項1に記載のトンネル掘削機。 In the sediment sampling device, the opening of the partition wall or the moving passage is opened by the on-off valve, and the piston is moved by the sliding mechanism with the cylindrical member inserted into the chamber by the insertion/extraction mechanism. The tunnel excavator according to claim 1, wherein earth and sand in the chamber is taken into the interior of the cylindrical member by sliding the cylindrical member axially rearward. 前記係止部材は、
前記筒状部材の前端側に設けられ、前記筒状部材の前端側に摺動した前記ピストンを係止可能な前方ストッパーと、
前記筒状部材の後端側に設けられ、前記筒状部材の後端側に摺動した前記ピストンを係止可能な後方ストッパーと、
を含む、請求項に記載のトンネル掘削機。
The locking member is
a front stopper provided on the front end side of the cylindrical member and capable of locking the piston slid on the front end side of the cylindrical member;
a rear stopper provided on the rear end side of the cylindrical member and capable of locking the piston slid on the rear end side of the cylindrical member;
The tunnel boring machine according to claim 1 , comprising:
前記動力付与装置は、前記筒状部材の軸方向に伸縮可能なジャッキを含み、
前記ジャッキは、前記筒状部材の後端開口を通じて前記ピストンに接続されており、前記筒状部材には接続されていない、請求項1または3に記載のトンネル掘削機。
The power imparting device includes a jack that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member,
The tunnel excavator according to claim 1 or 3 , wherein the jack is connected to the piston through a rear end opening of the cylindrical member, and is not connected to the cylindrical member.
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁に取り付けられ、前記筒状部材を収容するケーシングをさらに有し、
前記ケーシングの内部空間は、前記隔壁の前記開口と連通し、前記筒状部材の前記移動通路を形成しており、
前記動力付与装置は、前記筒状部材よりも後方側の前記ケーシングの内部空間に対してエアーを供給および吸引可能な空圧装置を含む、請求項1または3に記載のトンネル掘削機。
The sediment sampling device includes:
further comprising a casing attached to the partition wall and accommodating the cylindrical member,
The internal space of the casing communicates with the opening of the partition wall and forms the movement passage of the cylindrical member,
The tunnel excavator according to claim 1 or 3 , wherein the power applying device includes a pneumatic device capable of supplying and suctioning air to an internal space of the casing on the rear side of the cylindrical member.
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁に取り付けられ、前記筒状部材を収容するケーシングをさらに有し、
前記ケーシングの内部空間は、前記隔壁の前記開口と連通し、前記筒状部材の前記移動通路を形成しており、
前記動力付与装置は、
前記筒状部材よりも後方側の前記ケーシングの内部空間に対してエアーを供給可能な空圧装置と、
前記筒状部材の後端開口を通じて前記ピストンに接続されたワイヤーと、
前記ワイヤーを巻き取る巻取装置と、
を含む、請求項1または3に記載のトンネル掘削機。
The sediment sampling device includes:
further comprising a casing attached to the partition wall and accommodating the cylindrical member,
The internal space of the casing communicates with the opening of the partition wall and forms the movement passage of the cylindrical member,
The power imparting device includes:
a pneumatic device capable of supplying air to an internal space of the casing on the rear side of the cylindrical member;
a wire connected to the piston through a rear end opening of the cylindrical member;
a winding device that winds up the wire;
The tunnel boring machine according to claim 1 or 3 , comprising:
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前端に回転可能に設けられるカッタヘッドと、
前記カッタヘッドよりも前記掘削機本体の軸方向後方に、前記カッタヘッドと前記軸方向に間隔を空けて配置される隔壁と、
前記カッタヘッドと前記隔壁との間に区画される空間であるチャンバと、
を備え、
前記隔壁には、土砂サンプリング装置が設けられており、
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁よりも後方側の前記掘削機本体の内部である機体内に設けられ、前記隔壁に形成された開口に対向する位置に配置される筒状部材と、
前記筒状部材の内部に設けられるピストンと、
前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させることにより、前記筒状部材を前記機体内から前記開口を通じて前記チャンバ内に挿入し、前記筒状部材を前記チャンバ内から前記開口を通じて前記機体内に抜去する挿抜機構と、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に摺動させる摺動機構と、
前記隔壁の前記開口、または当該開口に連通する前記筒状部材の移動通路を開閉可能な開閉弁と、
を有し、
前記挿抜機構は、前記筒状部材の軸方向に伸縮可能なジャッキを含み、
前記ジャッキは、前記筒状部材に接続されており、
前記筒状部材の後端側は閉塞されており、
前記摺動機構は、前記ピストンよりも後方側の前記筒状部材の内部空間に対してエアーを供給および吸引可能な空圧装置を含む、トンネル掘削機
A cylindrical excavator body,
a cutter head rotatably provided at the front end of the excavator body;
a partition wall disposed behind the cutter head in the axial direction of the excavator main body and spaced apart from the cutter head in the axial direction;
a chamber that is a space defined between the cutter head and the partition wall;
Equipped with
The partition wall is provided with a sediment sampling device,
The sediment sampling device includes:
a cylindrical member that is provided inside the excavator body on the rear side of the bulkhead and located at a position facing an opening formed in the bulkhead;
a piston provided inside the cylindrical member;
By moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member, the cylindrical member is inserted into the chamber from the body through the opening, and the cylindrical member is inserted from within the chamber through the opening. An insertion/extraction mechanism for removing the material into the aircraft body;
a sliding mechanism that slides the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
an on-off valve that can open and close the opening of the partition wall or the movement passage of the cylindrical member that communicates with the opening;
has
The insertion/extraction mechanism includes a jack that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member,
The jack is connected to the cylindrical member,
The rear end side of the cylindrical member is closed,
The sliding mechanism includes a pneumatic device capable of supplying and suctioning air to an internal space of the cylindrical member on the rear side of the piston.
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前端に回転可能に設けられるカッタヘッドと、
前記カッタヘッドよりも前記掘削機本体の軸方向後方に、前記カッタヘッドと前記軸方向に間隔を空けて配置される隔壁と、
前記カッタヘッドと前記隔壁との間に区画される空間であるチャンバと、
を備え、
前記隔壁には、土砂サンプリング装置が設けられており、
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁よりも後方側の前記掘削機本体の内部である機体内に設けられ、前記隔壁に形成された開口に対向する位置に配置される筒状部材と、
前記筒状部材の内部に設けられるピストンと、
前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させることにより、前記筒状部材を前記機体内から前記開口を通じて前記チャンバ内に挿入し、前記筒状部材を前記チャンバ内から前記開口を通じて前記機体内に抜去する挿抜機構と、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に摺動させる摺動機構と、
前記隔壁の前記開口、または当該開口に連通する前記筒状部材の移動通路を開閉可能な開閉弁と、
を有し、
前記挿抜機構は、前記筒状部材の軸方向に伸縮可能な第1ジャッキを含み、
前記摺動機構は、前記筒状部材の軸方向に伸縮可能な第2ジャッキを含み、
前記第2ジャッキの伸縮ロッドは、前記ピストンに接続されており、前記筒状部材には接続されておらず、
前記第2ジャッキの本体は、前記筒状部材に接続されており、
前記第1ジャッキの伸縮ロッドは、前記第2ジャッキの本体または前記筒状部材に接続されている、トンネル掘削機
A cylindrical excavator body,
a cutter head rotatably provided at the front end of the excavator body;
a partition wall disposed behind the cutter head in the axial direction of the excavator main body and spaced apart from the cutter head in the axial direction;
a chamber that is a space defined between the cutter head and the partition wall;
Equipped with
The partition wall is provided with a sediment sampling device,
The sediment sampling device includes:
a cylindrical member that is provided inside the excavator body on the rear side of the bulkhead and located at a position facing an opening formed in the bulkhead;
a piston provided inside the cylindrical member;
By moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member, the cylindrical member is inserted into the chamber from the body through the opening, and the cylindrical member is inserted from within the chamber through the opening. An insertion/extraction mechanism for removing the material into the aircraft body;
a sliding mechanism that slides the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
an on-off valve that can open and close the opening of the partition wall or the movement passage of the cylindrical member that communicates with the opening;
has
The insertion/extraction mechanism includes a first jack that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member,
The sliding mechanism includes a second jack that is extendable and retractable in the axial direction of the cylindrical member,
The telescoping rod of the second jack is connected to the piston and not connected to the cylindrical member,
The main body of the second jack is connected to the cylindrical member,
The tunnel excavator, wherein the telescopic rod of the first jack is connected to the main body of the second jack or the cylindrical member.
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前端に回転可能に設けられるカッタヘッドと、
前記カッタヘッドよりも前記掘削機本体の軸方向後方に、前記カッタヘッドと前記軸方向に間隔を空けて配置される隔壁と、
前記カッタヘッドと前記隔壁との間に区画される空間であるチャンバと、
を備え、
前記隔壁には、土砂サンプリング装置が設けられており、
前記土砂サンプリング装置は、
前記隔壁よりも後方側の前記掘削機本体の内部である機体内に設けられ、前記隔壁に形成された開口に対向する位置に配置される筒状部材と、
前記筒状部材の内部に設けられるピストンと、
前記筒状部材を前記筒状部材の軸方向に移動させることにより、前記筒状部材を前記機体内から前記開口を通じて前記チャンバ内に挿入し、前記筒状部材を前記チャンバ内から前記開口を通じて前記機体内に抜去する挿抜機構と、
前記筒状部材の内部において前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に摺動させる摺動機構と、
前記隔壁の前記開口、または当該開口に連通する前記筒状部材の移動通路を開閉可能な開閉弁と、
を有し、
前記土砂サンプリング装置は、前記開閉弁により前記隔壁の前記開口または前記移動通路を開け、かつ、前記摺動機構により前記ピストンを前記筒状部材内で軸方向前方に前進させた状態で、前記挿抜機構により前記筒状部材を前記ピストンに対して相対的に前進させて、前記筒状部材を前記チャンバ内に挿入することにより、前記チャンバ内の土砂を前記筒状部材の内部に取り込み、
前記隔壁に取り付けられ、前記筒状部材を収容するケーシングをさらに有し、
前記ケーシングの内部空間は、前記筒状部材が配置される前方内部空間と、後方内部空間とに区分されており、
前記前方内部空間は、前記隔壁の前記開口と連通し、前記筒状部材の前記移動通路を形成しており、
前記後方内部空間には、前記後方内部空間を軸方向に摺動可能に設けられた可動部材が配置され、前記可動部材は、軸部材を介して前記ピストンに連結されており、
前記挿抜機構および前記摺動機構は、
前記ケーシングの前記後方内部空間に対して油圧を供給することにより、前記可動部材および前記軸部材を介して前記ピストンを前記筒状部材の軸方向に移動させる第1油圧機構と、
前記ケーシングの前記前方内部空間のうち前記筒状部材よりも後方側の空間に対して油圧を供給することにより、前記筒状部材を軸方向前方に移動させる第2油圧機構と、
から構成される、トンネル掘削機
A cylindrical excavator body,
a cutter head rotatably provided at the front end of the excavator body;
a partition wall disposed behind the cutter head in the axial direction of the excavator main body and spaced apart from the cutter head in the axial direction;
a chamber that is a space defined between the cutter head and the partition wall;
Equipped with
The partition wall is provided with a sediment sampling device,
The sediment sampling device includes:
a cylindrical member that is provided inside the excavator body on the rear side of the bulkhead and located at a position facing an opening formed in the bulkhead;
a piston provided inside the cylindrical member;
By moving the cylindrical member in the axial direction of the cylindrical member, the cylindrical member is inserted into the chamber from the body through the opening, and the cylindrical member is inserted from within the chamber through the opening. An insertion/extraction mechanism for removing the material into the aircraft body;
a sliding mechanism that slides the piston in the axial direction of the cylindrical member inside the cylindrical member;
an on-off valve that can open and close the opening of the partition wall or the movement passage of the cylindrical member that communicates with the opening;
has
The sediment sampling device is configured to perform the insertion and removal in a state in which the opening of the partition wall or the movement passage is opened by the on-off valve, and the piston is advanced axially forward within the cylindrical member by the sliding mechanism. By moving the cylindrical member forward relative to the piston by a mechanism and inserting the cylindrical member into the chamber, dirt in the chamber is taken into the cylindrical member,
further comprising a casing attached to the partition wall and accommodating the cylindrical member,
The internal space of the casing is divided into a front internal space in which the cylindrical member is arranged and a rear internal space,
The front internal space communicates with the opening of the partition wall and forms the movement passage of the cylindrical member,
A movable member is disposed in the rear internal space so as to be slidable in the axial direction in the rear internal space, and the movable member is connected to the piston via a shaft member,
The insertion/extraction mechanism and the sliding mechanism are
a first hydraulic mechanism that moves the piston in the axial direction of the cylindrical member via the movable member and the shaft member by supplying hydraulic pressure to the rear internal space of the casing;
a second hydraulic mechanism that moves the cylindrical member forward in the axial direction by supplying hydraulic pressure to a space on the rear side of the cylindrical member in the front internal space of the casing;
A tunnel boring machine consisting of.
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