JPH02147793A

JPH02147793A - 軟岩用トンネル掘進機

Info

Publication number: JPH02147793A
Application number: JP30259088A
Authority: JP
Inventors: Fukuju Sakaguchi; 福寿坂口
Original assignee: Nippon Koki Co Ltd
Current assignee: Nippon Koki Co Ltd
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-06
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JP2634655B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、トンネル掘進機の軟岩への適用に関する。

（在米の技術）トンネル掘進機は、例えば第６図に示すように自走可能
な掘進機本体１の前部に水平旋回するターンテーブル８
を設け、このターンテーブル８上の水平軸９に揺動自由
に取り付けたブーム３０の先端にカッター４を支持して
いる。ターンテーブル８は掘進機本体１との間に介装し
たブーム旋回用ジヤツキの駆動に上り旋回し、ブーム３
０はターンテーブル８との間に介装したブーム上下用ジ
ヤツキ１１の伸縮により上下に揺動し、カッター４を望
む掘削位置へと移動する。カッター４の先端には岩盤を
切削する敗多くのビットを突設したカッターヘッド４Ａ
が装着され、このカッターヘッド４Ａを強力な電動機で
回転駆動することにより切羽の掘削が行なわれる。なお
、掘削されたすりは掘進機本体１の前部に備えたギャザ
リング５にかき寄せられ、図示されないコンベアにより
後方へ搬送される。

（発明の課題）ところで、掘進機で軟岩を掘削する場合には、切羽前面
を均一に掘削すると、第７図に示すように切羽が土庄と
掘削に伴う振動等のために崩壊して掘削作業に危険を及
ぼす恐れがある。このため、第８図のよう善こ切羽の中
央下部を核３１として残しながら、トンネル外周部３２
を先行して掘削する方法が取られている。

しかしながら、この方法で大断面の掘削を行おうとする
と、第６図にも示されるように、ブーム３の仰角や旋回
角が大きくなるトンネル上部や側部では、カッターヘッ
ド４Ａを十分前方へ到達させることができず、またカッ
ター４及びブーム３がトンネル軸線に対して大きく傾斜
しているために、トンネル外周部３２を所定の幅で掘削
しようとすると核３１の外周部が大きく削り取られてし
まう。このために、十分な大きさの核３１を残すことが
難しいという問題があった。

本発明は、以上の問題点を解決すべく、大断面のトンネ
ルの外周部を深く掘削することのできる構造の軟岩用ブ
ームを備えた掘進機を提供することを目的とする。

（ｆｆ題を達成するための手段）本発明は、掘進機本体との間に介装したブーム旋回用ジ
ヤツキの駆動に応じて水平旋回するターンテーブルと、
このターンテーブル上に設けた水平軸に上下方向に揺動
自由に支持されたブームと、このブームを上下に揺動す
るブーム上下用ジヤツキと、このブームの先端に結合す
るカッターとを備えたトンネル掘進機においで、ブーム
を外筒と外筒の内側に軸方向及び回転方向に相対変位自
由に支持された内筒とで構成し、これらを伸縮駆動する
ブーム伸縮用ジヤツキと、相対回転させるモータとを各
々備えるとともに、前記カッターをこのブームにヒンジ
結合し、この結合角度を任意に変えるアームジヤツキを
これらの間に介装している。

（作用）ブーム伸縮用ジヤツキを介してブームを伸張させること
で、カッターの到達範囲が拡大し、トンネル外周部を深
く掘削することができる。また、アームツヤツキを介し
てカッターとブームとを適度に屈折させ、さらにブーム
をモータの運転により適宜回転させることにより、カッ
ターはトンネル軸線と略平行状態を保ちつつトンネル外
周部を掘削できるので、核の外周部を削り取らずに済み
、核を大きく掘り残すことができる。

（実施例）第１図〜第５図に本発明の実施例を示す。

第１図において、１は履帯２を備えた自走式の掘進機本
体であり、掘進機本体１の前部にはブーム３に支持され
たカッター４とずりをかき寄せるギャザリング５とが備
えられ、ギャザリングの後方にコンベヤ６と７を備える
。

ブーム３の基端は掘進機本体１の前部に設けたターンテ
ーブル８の上に支持された水平軸９に上下方向に揺動自
由に結合する。ターンテーブル８は掘進機本体１に旋回
自由に支持され、掘進機本体１との間に介装したブーム
旋回用ツヤツキ１０の伸縮に応じて水平に旋回する。ま
た、ターンテーブル８とブーム３との間にはブーム３を
上下に揺動するブーム上下用ジヤツキ１１が介装される
。

ブーム３は第２図に示すような構造を備える。

すなわち、円形断面の外筒１２の内側に内筒１３が回転
方向並びに軸方向に摺動自由に挿入され、外筒１２の底
部を回転自由に貫通する回転筒１４がこの内筒１３の内
側に挿入される。回転筒１４の側面にはスライディング
キー１５が固設され、このスライディングキー１５が内
筒１３の内周に軸方向に形成したキー溝１６と係合する
。これにより、内筒１３は回転筒１４に対して回転を規
制される一方、軸方向には相対変位自由に支持される。

また、回転筒１４は外ｆ：ｌｉ１″Ｓの内周に摺接する
ベアリング２２を介して外＃ｉ１↓に回転自由に支持さ
れる６外筒１２の底部から外側に突出する回転筒１４の
基端には歯！１１１７が固結し、回転筒１４はこの歯１
１Ｎ７を介して第１図に示す油圧モータ１８と結合し、
油圧モーター８の運転により左右９０°の範囲で内筒１
３とともに任意の角度へ回転駆動される。

なお、回転筒１４を第３図に示すように外筒１２と内１
ｉｆｊ１３の間に構成し、内＃１１３の側面にスライデ
ィングキー１５を形成し、回転筒１４の内周にキー溝１
６を形成しても良い。

ブーム３の相対する内筒１３の底部と回転筒１４の底部
との間には回転筒１４の内側を通ってブーム伸縮用ツヤ
ツキ１９が介装される。このブーム伸縮用ジヤツキ１９
は回転筒１４の底部に結合するシリング１９Ａの内側に
ピストン１９Ｃを摺動自由に収装し、内筒１３とピスト
ン１９Ｃとをピストンロッド１９Ｂを介して結合したも
ので、ピストン１９Ｃの両側の油室２０と２１への作動
油の供給により、内筒１３を外筒１２並びに回転筒１４
に対して伸縮駆動する。なお、外ｆｉ１２の内側はブー
ム伸縮用ジヤツキ１９内の油室２０と２１を除き、すべ
て大気に解放される。２３は外筒１２を水平軸９に結合
するプラテン（，２４は内筒１３に固着するブラケット
である。

カッター４は基端をこのブラケット２４にヒンジ結合し
、さらにブラケット２４との間に介装されたアームジヤ
ツキ２５により支持される。このアームジヤツキ２５は
伸縮に応じてカッター４をブーム３に対して任意の結合
角度に保持するもので、最大４５°程度の屈折を可能と
する。カッター４の先端には岩盤を切削する数多くのビ
ットを突設したカッターへラド４Ａが装着される。この
カッターへラド４Ａは図示されない電動機の運転により
回転駆動される。

なお、ブーム旋回用ジヤツキ１０、ブーム上下用ジヤツ
キ１１、ブーム伸縮用ジヤツキ１９、油圧モータ１８及
びアームジヤツキ２５はいずれも掘進機本体１上に備え
た油圧供給装置から供給される油圧により駆動される。

次に作用を説明する。

トンネル上部を掘削する場合は、第４図に示すようにブ
ーム伸縮用ジヤツキ１９を介してブーム３を伸張駆動す
るとともに、アームジヤツキ２５を適度に収縮させてカ
ッター４をトンネル軸線と略平行に支持する。この状態
でカッターへ７ド４Ａを回転駆動して地山の掘削を行え
ば、カッターヘッド４Ａは核３１を削り取ることなく深
く掘り進むことができる。

なお、伸張したブーム３は通常のブームより長いので、
掘削に伴う反力がブーム３に及ぼすモーメント荷重のア
ーム長もそれだけ増加するが、軟岩の場合は中硬岩に比
べて掘削反力が幾分小さく、これらが相殺されるため、
ブーム３を支持するブーム上下用ジヤツキ１１やターン
テーブル８を支持するブーム旋回用ジヤツキ１０に過大
な負荷が加わる恐れはない。

また、核３１の側方を掘削する場合には、ブーム旋回用
ジヤツキ１０の伸縮駆動により第５図に示すように、ブ
ーム３をターンテーブル８ごと水平旋回させて斜め方向
に向け、油圧モータ１８の運転によりブーム３の内筒１
３を外筒１２に対して約９０°回転駆動する。また、ア
ームジヤツキ２５を伸縮駆動してカッター４のブーム３
に対する屈折角度を調整する。これにより、掘進機本体
１から斜め方向に延びるブーム３に対して、カッター４
はトンネル軸線と平行に保持される。したがりて、この
部分の掘削においても核３１を削り取ることなくカッタ
ーへラド４Ａを深い位置に到達させることができる。

このようにして、ブーム旋回用ジヤツキ１０やブーム上
下用ジヤツキ１１の駆動によるブーム３の方向変化に応
じて、油圧モータ１８を介して内筒１３を適宜回転させ
るとともに、アームジヤツキ２５を介してカッター４の
ブーム３に対する屈折角度を調整することで、カッター
４は常にトンネル軸線と平行を保ち、前記従来例のよう
な標準型ブームを用いて掘削する場合（第４図及び第５
図にａ、ｔ＊で示される）に比べて、核３１を大きく掘
り残しつつ掘進することができる。このため、切羽が崩
壊する恐れはな（、掘進作業は安全かつ能率良く行なわ
れる。

なお、ブーム３はブラケット２３と水平軸９及びブーム
上下用ジヤツキ１１とブーム３の各結合部をそれぞれ分
解することにより、掘進機本体１から取り外すことがで
きる。このため、地質条件に合わせで前記従来例と同様
の標準型のブームと交換して使用することができる。

（発明の効果）以上のように、本発明はカッターを支持するブームを、
外筒と外筒の内側に挿入された内筒とで構成し、これら
を伸縮駆動するブーム伸縮用ジヤツキと、相対回転させ
るモータとを備えるとともに、ブームに対してカッター
を任意の屈折角度に支持するアームツヤツキを備えたた
め、ブームの伸張と回転並びにブームに対するカッター
の屈折角度の選択により、大形断面のトンネルの外周部
の掘削においてもカッターを常にトンネル細線と略平行
に保持しつつ深く掘削することができる。このため、軟
岩の掘削においで、切羽の崩ＰＪ防止に必要なトンネル
中央下部の核を大きく掘り残すことができ、掘進作業の
安全性と能率が向上する。

また、ブームを通常の標準型ブームと交換することによ
り、中硬岩用の掘進機として使用できるので汎用性も高
い、さらに、標準型ブームを備えた在米の掘進機に本発
明を適用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すトンネル掘進機の側面図
、第２図はブームの構成を示す縦断面図、第３図はブー
ムについて別の構成を示す縦断面図、第４図は掘削状況
を示すトンネル切羽部の縦断面図、第５図は同じく水平
断面図である。また、ＰＩＳ６図は従来例を示す作業中のトンネル掘進
機前部の側面図、第７図は切羽の崩壊の様子を示すトン
ネル切羽部の縦断面図、第８図は崩壊防止のための核の
形成位置を示すトンネル切羽部の正面図である。１・・・掘進機本体、３・・・ブーム、４・・・カッタ
ー８・・・ターンテーブル、９・・・水平軸、１０・・
・ブーム旋回用ジヤツキ、１１・・・ブーム上下用ジヤ
ツキ、１２・・・外筒、１３・・・内筒、１８・・・油
圧モータ、１９・・・ブーム伸縮用ジヤツキ、２５・・
・アームツヤツキ。第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

掘進機本体との間に介装したブーム旋回用ジャッキの駆
動に応じて水平旋回するターンテーブルと、このターン
テーブル上に設けた水平軸に上下方向に揺動自由に支持
されたブームと、このブームを上下に揺動するブーム上
下用ジャッキと、このブームの先端に結合するカッター
とを備えたトンネル掘進機において、ブームを外筒と外
筒の内側に軸方向及び回転方向に相対変位自由に支持さ
れた内筒とで構成し、これらを伸縮駆動するブーム伸縮
用ジャッキと、相対回転させるモータとを各々備えると
ともに、前記カッターをこのブームにヒンジ結合し、こ
の結合角度を任意に変えるアームジャッキをこれらの間
に介装したことを特徴とする軟岩用トンネル掘進機。