JP2001098896A

JP2001098896A - トンネル内周縁部の切削方法及び切削装置

Info

Publication number: JP2001098896A
Application number: JP2000086247A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Abe; 茂木阿部; Mitsuo Masuda; 光雄益田; Sadao Uno; 定雄宇野; Takayuki Iwai; 孝幸岩井; Hirokazu Tanaka; 浩和田中; Satoshi Matsuda; 敏松田; Shigeo Kitahara; 成郎北原; Satoshi Kobayashi; 智小林; Toshio Suzuki; 俊夫鈴木; Koichiro Kuwabara; 紘一郎桑原
Original assignee: IHI Corp; Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: IHI Corp; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】より少ない駆動力で、より小さい口径のコン
クリート製管きょのようなトンネルの内周縁部を切削す
ることができる、切削方法を提供すること。【解決手段】トンネル（１０）の軸線方向へ移動可
能、かつ、固定可能な支持部（１２）と、トンネルの軸
線と実質的に一致する回転軸線又はトンネルの軸線と実
質的に平行する回転軸線Ｃ₁の回りで回転可能に支持部
に支持された切削部（１４）とを備える切削装置を用い
てトンネルの内周縁部を切削する方法である。まず、支
持部を所定位置に移動して固定する。その後、切削部に
設けたアーム（１８）を回転軸線の回りで回転しなが
ら、アームの先端部に設けた切削手段（２０）によって
内周縁部を切削する。切削手段は回転軸線と実質的に平
行する第２の回転軸線Ｃ₂の回りで回転し、切削するロ
ーラカッタである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル内周縁部の
切削方法及び切削装置に関し、特に、トンネルが下水用
のコンクリート製管きょである場合に最も有効である切
削方法及び切削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、下水用のコンクリート製管きょ
は、供用中、コンクリートの劣化を促進させる硫化水素
のような気体が含まれる雰囲気に曝されているため、そ
の内周縁部は経年的に劣化する。そこで、劣化したコン
クリート製管きょの内周縁部を下水の流れを止めること
なく切削し、切削によって露出した内周面に樹脂製のシ
ートなどを貼り付けて補修することがある。

【０００３】劣化したコンクリート製管きょの内周縁部
を切削する装置として、２つの円錐台形の大径部分を重
ね合わせた、いわば算盤玉のような形態のローラカッタ
を、その回転軸線がコンクリート製管きょの軸線に対し
て斜めとなるように大形クローラ装置に搭載したものが
提案された（特願平11-70571号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ローラカッタの回転軸
線がコンクリート製管きょの軸線に対して斜めとなるよ
うに配置したローラカッタを使用することによって、ロ
ーラカッタの内周縁部への切り込み量を深くすることが
できるが、これは駆動力の増大の原因となる。加えて、
前記提案に係る装置では、大形クローラ装置が入ること
ができる口径のコンクリート製管きょの内周縁部の切削
に限られている。

【０００５】本発明は、より少ない駆動力で、より小さ
い口径のコンクリート製管きょのようなトンネルの内周
縁部を切削することができる、切削方法及び切削装置を
提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明
は、トンネルの軸線方向へ移動可能、かつ、固定可能な
支持部と、トンネルの軸線と実質的に一致する回転軸線
又は前記トンネルの軸線と実質的に平行する回転軸線の
回りで回転可能に前記支持部に支持された切削部とを備
える切削装置を用いてトンネルの内周縁部を切削する方
法である。まず、前記支持部を所定位置に移動して固定
する。その後、前記切削部に設けたアームを前記回転軸
線の回りで回転しながら、前記アームの先端部に設けた
切削手段によって前記内周縁部を切削する。

【０００７】１の発明では、前記切削手段は前記回転軸
線と実質的に平行する第２の回転軸線の回りで回転し、
切削する。

【０００８】アームを回転すると、アームの先端部に設
けた切削手段がアームに対して回転し、トンネルの内周
縁部を切削する。

【０００９】切削部のアームが回転軸線の回りで回転
し、同時に切削手段がアームに対して回転するため、効
率よく切削することができる。

【００１０】別の発明では、前記切削手段はローラカッ
タである。

【００１１】ローラカッタが回転し、トンネルの内周縁
部を切削するところ、アームの回転軸線とローラカッタ
の回転軸線とが実質的に平行であるため、ローラカッタ
はトンネルの径方向へ向いた状態で回転する。

【００１２】ローラカッタに径方向の押し付け力を加え
てローラカッタを回転すると、ローラカッタとトンネル
内周縁部との間に径方向の力に基づく摩擦力が発生す
る。この摩擦力は、ローラカッタの回転軸線がトンネル
の軸線に対して斜めとなっているときに発生する摩擦
力、すなわち径方向の力と軸線方向の力とによってそれ
ぞれ発生する摩擦力と比べて小さく、その分、アームを
回転させる動力を少なくできる。

【００１３】さらに別の発明では、前記アームを回転し
ながら、前記切削手段を作動して、前記回転軸線に交差
する方向の衝撃力を発生させ、これによってトンネルの
内周縁部を切削する。

【００１４】アームの先端部に設けた切削手段が作動し
て回転軸線に交差する方向の衝撃力を発生するところ、
衝撃力は内周縁部の劣化部分を容易に切削するため、劣
化部分を十分に取り除くことができる。

【００１５】さらに別の発明では、前記切削手段は水噴
射ノズルである。この水噴射ノズルは、前記回転軸線と
交差する第２の回転軸線の回りで回転運動する。

【００１６】アームを回転すると、アームの先端部に設
けた水噴射ノズルが第２の回転軸線の回りで回転し、こ
のノズルから噴射された水によってトンネルの内周縁部
を切削するところ、水噴射ノズルから噴射される水に大
きな運動エネルギ、つまり衝撃力を持たせうるため、少
ない動力での切削が可能である。

【００１７】水噴射ノズルが回転することと、水噴射ノ
ズルの回転軸線がアームの回転軸線と交差していること
から、トンネルの内周縁部をある広がりをもって切削す
ることができる。

【００１８】さらに別の発明では、前記水噴射ノズル
は、前記トンネルの内周面に接触する倣いローラによっ
て前記内周面からの距離が実質的に一定に保たれる。

【００１９】トンネルの内周面に凹凸があるときでも、
倣いローラが凹凸面に倣って移動し、水噴射ノズルが倣
いローラに従って移動をするため、常に一定の深さで内
周縁部を切削することができる。

【００２０】さらに別の発明では、前記切削手段は打撃
ハンマーである。この打撃ハンマーは、前記回転軸線に
交差する径方向へ並進運動する。

【００２１】打撃ハンマーは水中でも十分に切削能力を
発現するため、トンネルの内周縁部のうち水の自由表面
より実質的に上方となる部分と、水中部分との切削を行
うとき、特に有効である。

【００２２】さらに別の発明では、前記トンネルは水が
流れている状態であり、前記切削部は、水の自由表面よ
り実質的に上方となるトンネルの内周縁部を切削する。

【００２３】特に下水用の管きょのようなトンネルの場
合、下水に浸っている内周縁部の部分の劣化は少なく、
下水の自由表面より上方の内周縁部の部分の劣化が多い
ことが経験的に知られている。これは、劣化が硫化水素
のような気体によって行われることに基づく。従来で
は、このような場合であっても、トンネルの内周縁部を
全周にわたって切削していた。本発明によれば、必要な
箇所だけ切削することによって無駄を省くことができ
る。

【００２４】本発明はまた、トンネルの内周縁部を切削
する装置である。被スライド部材が前記トンネルの軸線
方向へ配置され、少なくとも２つの支持手段が被スライ
ド部材に軸線方向へ間隔をおいて取り付けられる。各支
持手段は、径方向へ伸長して前記トンネルの内周面と接
触可能、かつ、径方向へ縮小して前記トンネルの内周面
から離隔可能な少なくとも１つの脚と、前記トンネルの
内周面を走行する少なくとも１つの車輪とを有する。ス
ライド部材が前記被スライド部材に滑動可能、固定可
能、かつ、回転不可能に支持されている。被駆動のアー
ムがスライド部材の軸線回りで回転可能に前記スライド
部材に支持されている。切削手段がアームの先端部に設
けられ、アームに対して運動可能である。

【００２５】少なくとも２つの支持手段のそれぞれにあ
る車輪によって切削装置を所定位置に移動し、各支持手
段の脚を伸長してトンネルの内周面と接触させ、切削装
置を固定する。その後、アームを回転すると、切削手段
がアームに対して運動し、トンネルの内周縁部を切削す
る。

【００２６】切削装置は、被スライド部材に取り付けた
少なくとも２つの支持手段のそれぞれにある車輪によっ
て移動できるため、クローラ装置のような大型化の原因
となる大掛かりな機器が不要である。また、脚が伸縮可
能であることから、縮小した状態でトンネル内へ搬入す
ることができる。その結果、切削装置の全体を可及的に
小型化することが可能であり、小口径のトンネル内周縁
部の切削に対処できる。

【００２７】別の発明では、前記切削手段はローラカッ
タである。このローラカッタは、前記スライド部材の軸
線と実質的に平行する軸線回りで回転可能に前記アーム
の先端部に支持されている。

【００２８】ローラカッタがアームの回転軸線と実質的
に平行する回転軸線の回りで回転することから、アーム
を駆動するのに必要な動力を少なくすることができる。

【００２９】さらに別の発明では、前記ローラカッタは
同軸に支持された、外径の異なる複数のカッタを有す
る。これらカッタは、一方側から他方側へ向けてそれぞ
れの外径が次第に大きくなるように配置されている。

【００３０】このローラカッタによれば、外径が最も小
さいカッタによる内周縁部の切り込み深さが最も浅く、
外径が最も大きいカッタによる内周縁部の切り込み深さ
が最も深くなる。そのため、トンネルの内周縁部を周方
向へ１周分切削したとき、トンネルの内周縁部には階段
状の切り込みができることとなる。そこで、２周目の切
削をする際、外径が最も小さいカッタによる切削箇所
に、外径が次に小さいカッタが位置するようにローラカ
ッタをトンネルの軸線方向へ移動して切削することがで
きる。これによって、所定の切り込み量を一度の切削に
よってうるものと比べて、少ない動力による切削が可能
となる。

【００３１】さらに別の発明では、前記切削手段は被駆
動の水噴射ノズルである。この水噴射ノズルは、前記ス
ライド部材の軸線と交差する軸線回りで回転可能に前記
アームの先端部に支持されている。そして、前記水噴射
ノズルに水を供給するスイベル継手が切削装置に設けら
れる。

【００３２】スイベル継手を経て供給された加圧水は、
水噴射ノズルからトンネルの内周縁部に向けて噴射さ
れ、内周縁部を切削する。このとき、水噴射ノズルがス
ライド部材の軸線に交差する軸線回りで強制回転され
る。

【００３３】水を使用してトンネルの内周縁部を切削す
るものであるところ、水の加圧が比較的容易であること
と、高圧水の持つ大きな運動エネルギによってトンネル
の内周縁部を切削することから、少ない動力での切削が
可能である。また、水噴射ノズルが強制回転されるた
め、ある広がりをもって内周縁部を確実に切削すること
ができる。

【００３４】さらに別の発明では、前記水噴射ノズル
は、前記トンネルの内周面に押し付けられる倣いローラ
に固定されている。

【００３５】倣いローラがトンネルの内周面の凹凸に沿
ってトンネルの径方向へ移動するとき、水噴射ノズルが
倣いローラの移動に従って径方向へ移動するため、水噴
射ノズルと内周面との間隔を常に一定に保つことができ
る。これによって、実質的に均一の切り込み深さの切削
が可能となる。

【００３６】さらに別の発明では、前記切削手段は被駆
動の打撃ハンマーである。この打撃ハンマーはスライド
部材の軸線に交差する径方向へ並進運動可能に前記アー
ムの先端部に支持されている。

【００３７】打撃ハンマーは水中でも能力を十分に発現
することから、トンネル内周縁部の全周にわたって切削
するとき、特に有効である。

【００３８】さらに別の発明では、前記スライド部材に
取り付けられた少なくとも１つの脚であって径方向へ伸
長してトンネルの内周面に接触可能、かつ、径方向へ縮
小してトンネルの内周面から離隔可能な脚を有する。

【００３９】被スライド部材を支持手段によって固定し
た状態でアームを回転し、トンネルの内周縁部を切削す
る。周方向への１周目の切削が終わったとき、切削手段
をスライド部材によってトンネルの軸線方向へ所定スト
ローク移動し、周方向への２周目の切削を行う。順次、
これを繰り返してスライド部材が軸線方向へ移動できな
くなったとき、スライド部材の脚を伸長してトンネルの
内周面と接触させ、スライド部材を脚とローラカッタ、
打撃ハンマー又は倣いローラとによって固定する。一
方、支持手段の脚を縮小して被スライド部材及び支持手
段をスライド部材に沿って移動する。移動した後、支持
手段の脚を伸長して被スライド部材を固定し、スライド
部材の脚を縮小して次の切削の準備が完了する。

【００４０】被スライド部材を固定して切削手段による
切削を行い、次にスライド部材を固定して被スライド部
材を移動させることができるため、格別な移動用機器を
設けることなく、切削装置を正確に移動できる。これに
よって、トンネル内周縁部を軸線方向へ連続して切削す
ることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明に係る切削方法は、断面状
態の図１を参照すると、トンネル１０の軸線方向Ａへ移
動可能、かつ、固定可能な支持部１２と、トンネル１０
の軸線と実質的に一致する回転軸線又はトンネルの軸線
と実質的に平行する回転軸線Ｃ₁の回りで回転可能に支
持部１２に支持された切削部１４とを備える切削装置１
６を用いてトンネル１０の内周縁部１１を切削する方法
である。

【００４２】トンネル１０は、一般に、シールド工法に
よって施工された管きょであり、コンクリート製の多数
のセグメントを周方向及び軸線方向へ連結した形態であ
るが、ヒューム管を軸線方向へ連結したものもある。通
常、トンネル１０の断面形状は円形であり、この場合、
切削部１４はトンネルの軸線と実質的に一致する回転軸
線の回りで回転可能に支持される。トンネル１０の断面
形状がやや長円形である場合、切削部１４はトンネルの
軸線と実質的に平行する回転軸線の回りで回転可能に支
持される。次の説明では、回転軸線Ｃ₁はトンネル１０
の軸線と実質的に一致しているものとする。

【００４３】トンネル１０の内周縁部１１を切削する
際、まず支持部１２を所定位置に移動して固定する。ト
ンネル１０の補修すべき箇所に支持部１２を移動し、固
定すると、切削部１４はトンネル１０の補修すべき箇所
に対応して位置する。

【００４４】支持部１２を固定した後、切削部１４に設
けたアーム１８を回転軸線Ｃ₁の回りで回転しながら、
アーム１８の先端部に取り付けた切削手段であるローラ
カッタ２０を回転軸線Ｃ₁と実質的に平行する第２の回
転軸線Ｃ₂の回りで回転してトンネル１０の内周縁部１
１を切削する。

【００４５】アーム１８は駆動源によって回転させる
が、ローラカッタ２０はアーム１８の回転によって回転
させればよい。すなわち、ローラカッタ２０を径方向Ｂ
の外方へ向く押し付け力によって内周縁部１１に押し付
けた状態に保ち、アーム１８を駆動源によって回転軸線
Ｃ₁の回りで回転すると、ローラカッタ２０は内周縁部
１１との摩擦の作用によって回転軸線Ｃ₂の回りでアー
ム２０とは反対向きに回転し、内周縁部１１を切削す
る。

【００４６】ローラカッタ２０の内周縁部１１への切り
込み量は、押し付け力を変えることによって調整できる
が、押し付け力を高くし過ぎると、アーム１８を回転す
るための動力が大きくなる。そこで、ローラカッタ２０
の切り込み量を内周縁部１１に施すべき切削量と比べて
小さくしておき、１周目の切削が完了した後、再び同じ
箇所を切削して所定の切削量を得るようにすることもで
きる。

【００４７】所定の切削量に達したとき、ローラカッタ
２０を径方向の内方へ逃がし、支持部１２をトンネル１
０の軸線方向Ａへ移動し、次の切削に供える。ローラカ
ッタ２０はトンネル１０の軸線方向へある長さを持つた
め、ローラカッタ２０による周方向の切削は帯状とな
る。そこで、次に切削すべき箇所に支持部１２を移動す
る際、帯状の切削が軸線方向へ連続するように、支持部
１２の移動ストロークＳを定める。図１では、ストロー
クＳ移動したローラカッタ２０を仮想線で示してある
が、この仮想線で示したローラカッタ２０が実線の位置
にあるローラカッタ２０と一部で重なるようにストロー
クＳを定める。

【００４８】断面状態の図５に示した切削方法は、トン
ネル１０の軸線方向Ａへ移動可能、かつ、固定可能な支
持部１２と、トンネル１０の軸線と実質的に一致する回
転軸線又はトンネル１０の軸線と実質的に平行する回転
軸線Ｃ₁の回りで回転可能に支持部１２に支持された切
削部２４とを備える切削装置２６を用いてトンネル１０
の内周縁部１１を切削する方法である。前述の切削方法
と実質的に同じであるものは同じ符号を付け、詳細な説
明は省略する。

【００４９】まず、支持部１２を所定位置に移動して固
定する。支持部１２を固定した後、切削部２４に設けた
アーム２８を回転軸線Ｃ₁の回りで回転しながら、アー
ム２８の先端部に取り付けた切削手段である水噴射ノズ
ル３０を回転軸線Ｃ₁と交差する第２の回転軸線Ｃ₃の回
りで回転し、水噴射ノズル３０から噴射された水によっ
て内周縁部１１を切削する。図示の実施例では、第２の
回転軸線Ｃ₃は回転軸線Ｃ₁と実質的に直交している。

【００５０】アーム２８を駆動源によって回転させ、さ
らに、水噴射ノズル３０を駆動源によって回転させる。
水噴射ノズル３０は、その角度を適当に定めておくと、
噴射した水の反力で回転するが、本発明では水噴射ノズ
ル３０を駆動源によって回転させ、水噴射ノズル３０か
ら噴射される水の運動エネルギ、つまり衝撃力を有効に
利用してトンネルの内周縁部を切削するものである。

【００５１】水噴射ノズル３０を回転軸線回りで回転す
るのは、ある広がりを持った実質的に均一の切削をトン
ネルの内周縁部に施すためであるから、水噴射ノズル３
０の回転軸線はアーム２８の回転軸線と直交する必要は
なく、食い違い状に配置されるものであっても差し支え
なく、またアーム２８の回転軸線に対して斜めになって
いても差し支えない。水噴射ノズル３０の回転軸線がア
ーム２８の回転軸線と交差するとは、この趣旨である。

【００５２】水噴射ノズル３０の内周縁部１１への切り
込み量は、内周面とノズル先端との間の距離又は噴射圧
力を変えることによって調整できるが、噴射圧力を高く
し過ぎると、水噴射ノズル３０の摩耗が速まる。そこ
で、水噴射ノズル３０の切り込み量を内周縁部１１に施
すべき切削量と比べて小さくしておき、１周目の切削が
完了した後、再び同じ箇所を切削して所定の切削量を得
るようにすることもできる。

【００５３】所定の切削量に達したとき、必要に応じて
水噴射ノズル３０を径方向の内方へ逃がし、支持部１２
をトンネル１０の軸線方向Ａへ移動し、次の切削に供え
る。次に切削すべき箇所に支持部１２を移動する際、水
噴射ノズル３０による切削範囲が一部で重なり合うよう
にする。

【００５４】図５に示した水噴射ノズル３０は、トンネ
ル１０の内周面３２に接触する倣いローラ３４によって
内周面３２からの距離が実質的に一定に保たれている。
これにより、内周面３２に凹凸があっても一定の噴射圧
力であれば、実質的に均一の切り込み量を確保すること
ができる。

【００５５】前記実施例では、切削手段はローラカッタ
又は水噴射ノズルである。これに代えて、打撃ハンマー
を切削手段として使用することもできる。打撃ハンマー
１５０は、斜視状態の図８に示すように、シリンダ１５
２と、シリンダ１５２内を滑動するピストン（図示せ
ず）と、ピストンに結合されたロッド１５４と、ロッド
１５４の先端に固定された複数のチゼル１５６とからな
るもので、シリンダ１５２に導いた圧縮空気によってピ
ストン及びロッド１５４を動かし、チゼル１５６によっ
て切削する。

【００５６】打撃ハンマー１５０は、シリンダ１５２の
軸線がアームの回転軸線と交差する径方向へ伸びるよう
に、アーム１８に取り付けて使用する。例えば、図１の
ローラカッタ２０に代えて、打撃ハンマー１５０のシリ
ンダ１５２をアーム１８に、シリンダ１５２の軸線がア
ーム１８の回転軸線と直交するように取り付ける。

【００５７】切削方法の実施に当たり、図１の切削部１
４又は図５の切削部２４がトンネルの円周方向の全周に
わたって内周縁部１１を切削するように、アーム１８，
２８を周回に回転することができる。さらに、図示のよ
うに、トンネル１０に水３６が流れている状態であると
き、切削部１４，２４が水３６の自由表面３７より実質
的に上方となるトンネルの内周縁部１１を切削するよう
に、アーム１８，２８を円周方向において部分的に回転
することができる。

【００５８】トンネル１０の内周縁部１１を切削する装
置１６は、再び図１と、左側面を示す図２と、右側面を
示す図３とを参照すると、アーム１８及びローラカッタ
２０の他、トンネル１０の軸線方向Ａへ配置される被ス
ライド部材４０と、被スライド部材４０に軸線方向へ間
隔をおいて取り付けられた少なくとも２つの支持手段４
２と、被スライド部材４０に滑動可能、固定可能、か
つ、回転不可能に支持されたスライド部材４４とを備え
る。被スライド部材４０と、少なくとも２つの支持手段
４２とによって支持部１２が形成され、スライド部材４
４と、アーム１８と、ローラカッタ２０とによって切削
部１４が形成されている。

【００５９】被スライド部材４０は、図示の実施例で
は、断面が四角形の鋼板製の筒材からなる。一方、各支
持手段４２は、径方向Ｂへ伸長してトンネル１０の内周
面３２と接触可能、かつ、径方向へ縮小してトンネル１
０の内周面３２から離隔可能な３つの脚４６と、トンネ
ル１０の内周面３２を走行する２つの車輪４８とを有す
る。

【００６０】脚４６は、断面が四角形の筒材で作ったケ
ース５０に一方の端部が連結され、他方の端部がトンネ
ルの内周面３２に向けて突出された流体シリンダ装置か
らなる。パッド５２が内周面３２に対面する脚４６の端
部に取り付けられている。３つのケース５０は、被スラ
イド部材４０の外周面に直接に、又は角度設定ブラケッ
ト５４を介して間接に取り付けられ、被スライド部材４
０の回りに１２０°の間隔をおいて位置している。２つ
の車輪４８は被スライド部材４０に取り付けた２本の支
柱５６のそれぞれに支持されている。ケース５０と支柱
５６とは溶接により、又はボルト止めにより被スライド
部材４０に取り付けうるが、切削装置１６をトンネル１
０内に搬入する際の便宜から、分離可能なボルト止めで
あることが好ましい。

【００６１】図示の実施例に代えて、脚４６と車輪４８
とは各支持手段４２にそれぞれ少なくとも１つ設けるこ
とができる。図１に示した実施例では、脚４６と車輪４
８とは、それぞれの軸線が同一面に位置するように配置
されているが、脚４６と車輪４８とが別の面に位置する
ように配置することもできる。車輪４８が伸縮不可能な
支柱５６に支持される場合、車輪４８がトンネル１０の
内周面３２に載ったとき、被スライド部材４０の軸線が
トンネル１０の軸線と実質的に一致するように、支柱５
６及び車輪４８の寸法を定めておく。

【００６２】スライド部材４４は、図示の実施例では、
断面が四角形の鋼材からなり、被スライド部材４０内に
差し込まれている。これによって、スライド部材４４は
被スライド部材４０に対して滑動可能、かつ、回転不可
能に支持されている。流体シリンダ装置５８が被スライ
ド部材４０とスライド部材４４とに連結され、スライド
部材４４の軸線方向Ａへの移動と固定とが流体シリンダ
装置５８によって行われる。

【００６３】アーム１８は、スライド部材４４の軸線Ｃ
₁回りで回転可能にスライド部材４４に支持されてい
る。断面を示す図６を参照すると、アーム１８は軸受け
６０を介してスライド部材４４に連結されている。すな
わち、アーム１８が軸受け６０のアウタレース６２に連
結され、スライド部材４４が軸受け６０のインナレース
６４に連結され、アーム１８はスライド部材４４に対し
て回転可能である。そして、歯車６６がアウタレース６
２の外周に固定されている。一方、スライド部材４４に
取り付けたモータ６８の出力軸にピニオン７０が固定さ
れ、このピニオン７０は歯車６６とかみ合っている。そ
の結果、モータ６８を作動すると、アーム１８はモータ
６８によって駆動され、スライド部材４４に対して回転
する。

【００６４】ローラカッタ２０は、スライド部材４４の
軸線Ｃ₁と実質的に平行する軸線Ｃ₂回りで回転可能にア
ーム１８の先端部に支持されている。アーム１８の先端
部に流体シリンダ装置１９を取り付け、この流体シリン
ダ装置１９の端部にローラカッタ２０を取り付ける。そ
の結果、流体シリンダ装置１９の押し側室に圧力流体を
供給すると、ローラカッタ２０はトンネルの内周縁部１
１に食い込むが、流体シリンダ装置１９の戻し側室に圧
力流体を供給すると、ローラカッタ２０はトンネル１０
の内周縁部１１から離れる。

【００６５】側面状態の図４に示すように、ローラカッ
タ２０は、１個のカッタ７２を有する形態（同図ａ）、
同形・同大の２個のカッタ７２を有する形態（同図
ｂ）、同形・同大の３個のカッタ７２を有する形態（同
図ｃ）などに、それ自体公知の材料で形成することがで
き、回転軸線Ｃ₂の回りに回転できるようにブラケット
７１に支持され、ブラケット７１が流体シリンダ装置１
９の端部に固定される。ローラカッタ２０のカッタは、
図示の実施例では、いわゆる算盤玉タイプであるが、こ
のカッタを回転軸線に直交する面で切断した、円錐台タ
イプとすることもできる。

【００６６】さらに、図４の（ｄ）に示すように、ロー
ラカッタ２０は同軸に支持された、外径の異なる複数の
カッタを有することができる。図示では３つのカッタ７
３，７４，７５を有する。これらカッタ７３，７４，７
５は、この順に外径が次第に大きくなるように形成さ
れ、この順に配置して回転軸線Ｃ₂の回りに回転できる
ようにブラケット７１に支持され、ローラカッタ２０が
作られている。

【００６７】アーム１８を回転しながらトンネル１０の
内周縁部を切削する際、アーム１８がトンネルの軸線方
向のＤに向けて移動するとき、移動向きの前方側に最も
小さい外径のカッタ７３が位置し、後方側に最も大きい
外径のカッタ７５が位置するようにローラカッタ２０を
取り付けて使用する。このままでは、前方に位置するカ
ッタの切り込み量は後方に位置するカッタの切り込み量
より少なくなる。ところが、周方向の切削が終わった
後、隣り合って位置するカッタ間の距離Ｓ₁だけアーム
１８がＤに向けて移動するように制御すれば、次の切削
では、各カッタ７３，７４，７５による実質の切り込み
量をほぼ等しくすることができる。

【００６８】図５に示した切削装置２６は、トンネル１
０の軸線方向へ配置される被スライド部材４０と、被ス
ライド部材４０に軸線方向へ間隔をおいて取り付けられ
た少なくとも２つの支持手段４２と、被スライド部材４
０に滑動可能、固定可能、かつ、回転不可能に支持され
たスライド部材４４とを備える点、さらに、各支持手段
４２は、径方向へ伸長してトンネル１０の内周面３２と
接触可能、かつ、径方向へ縮小してトンネル１０の内周
面から離隔可能な少なくとも１つの脚４６と、トンネル
１０の内周面３２を走行する少なくとも１つの車輪４８
とを有する点で、図１ないし図３に示した切削装置１６
と同じである。

【００６９】図５の切削装置２６では、アーム２８がス
ライド部材４４の軸線Ｃ₁回りで回転可能にスライド部
材４４に支持され、水噴射ノズル３０がスライド部材４
４の軸線Ｃ₁と実質的に直交する軸線Ｃ₃回りで回転可能
にアーム２８の先端部に支持されている。

【００７０】アーム２８は回転部材と、水噴射ノズル３
０と、水噴射ノズル３０に水を供給するスイベル継手８
０とを有する。ここで、回転部材は水噴射ノズル３０に
回転力を与えるものであるから、図６に示したアーム１
８と構造的には同じものでよい。そこで、回転部材とス
ライド部材４４とを図６に示した結合構造で結合し、こ
の結合構造にスイベル継手８０を組み込む。そのために
は、軸受け６０とは反対側の回転部材の部分にスイベル
継手８０の固定部８２を取り付け、スイベル継手８０の
回転部８４を液密で固定部８２に嵌合し、回転部８４に
ホース８６を接続してアーム２８の下方部分とする。

【００７１】一方、側面状態の図７に示すように、水噴
射ノズル３０に連なるパイプ８８をブラケット９０によ
って回転可能に支持すると共に、歯車９２をパイプ８８
に固定し、ブラケット９０に取り付けられたモータ９４
のピニオン９６を歯車９２とかみ合わせる。パイプ８８
とホース８６とは中空のソケット９８を介して液密に連
通し、ソケット９８をブラケット９０に固定する。ブラ
ケット９０を回転部材１０２の端部に取り付け、アーム
２８の上方部分とする。その結果、水噴射ノズル３０は
モータ９４によって回転軸線Ｃ₃回りで回転される。

【００７２】前述の態様では、水噴射ノズル３０は回転
部材１０２の端部に固定されている。これに代えて、水
噴射ノズル３０を、トンネル１０の内周面３２に押し付
けられる倣いローラ３４に固定することもできる。

【００７３】図５に示した倣いローラ３４は流体シリン
ダ装置１００に取り付けられ、流体シリンダ装置１００
は回転部材１０２に取り付けられている。図７に示した
ブラケット９０を倣いローラ３４に結合し、流体シリン
ダ装置１００にリリーフ弁を介して圧力流体を供給す
る。そうすると、倣いローラ３４はトンネル１０の内周
面３２に押し付けられた状態に維持される。すなわち、
内周面３２に凹部があると流体シリンダ装置１００が伸
長し、内周面３２に凸部があると、流体シリンダ装置１
００の圧力流体がリリーフ弁から逃げるため、流体シリ
ンダ装置１００が縮小し、倣いローラ３４がその凹凸に
倣うように移動する。その移動に従って水噴射ノズル３
０が移動して、内周面３２から一定の距離に保つ。

【００７４】図１の切削装置のローラカッタ２０に代え
て、また図５の切削装置の水噴射ノズル３０に代えて、
切削装置は図８に示した打撃ハンマー１５０をアーム１
８，２８に取り付けた形態とすることもできる。水噴射
ノズル３０と打撃ハンマー１５０とはアーム１８，２８
に取り付けられて作動するとき、アームの回転軸線に交
差する方向の衝撃力を発生する。

【００７５】切削装置１６，２６は、スライド部材４４
に取り付けられた少なくとも１つの脚１１０を有するこ
とができる。脚１１０は、径方向へ伸長してトンネル１
０の内周面３２に接触可能、かつ、径方向へ縮小してト
ンネルの内周面から離隔可能であり、前述の脚４６と同
じように流体シリンダ装置によって形成することができ
る。図１及び図５に示した実施例では、１つの脚１１０
がアーム１８，２８とは反対向きに伸びており、アーム
と一緒に回転する。この態様によれば、脚１１０とアー
ム１８，２８とによって回転のバランスを取ることがで
きるが、脚１１０はスライド部材４４に固定的に設ける
こともできる。

【００７６】切削装置１６，２６は流体圧ユニット１２
０を有する。電力又は圧力流体は、ケーブル又はホース
１２２によってスイベル継手８０を経て外部から流体圧
ユニット１２０に供給される。水噴射ノズル３０を使用
する場合、水がホース１２４によってスイベル継手８０
に供給される。

【００７７】切削装置１６，２６は、ウインチ１２６を
備えることができる。支持部１２を移動する際、ウイン
チ１２６を用いてもよく、人手で移動することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る切削装置の実施例を示す正面図
で、トンネル内に配置した状態を示している。

【図２】図１の左側面図であるが、アームは省略してあ
る。

【図３】図１の右側面図であるが、支持手段は省略して
ある。

【図４】ローラカッタを示す正面図で、（ａ）なしい
（ｄ）は異なる形態を示している。

【図５】本発明に係る切削装置の別の実施例を示す正面
図で、トンネル内に配置した状態を示している。

【図６】スライド部材とアームとの結合部を拡大して示
す断面図である。

【図７】水噴射ノズルを拡大して示す正面図である。

【図８】打撃ハンマーの斜視図である。

【符号の説明】

１０トンネル１１内周縁部１２支持部１４切削部１６，２６切削装置１８，２８アーム２０ローラカッタ３０水噴射ノズル３４倣いローラ４０被スライド部材４２支持手段４４スライド部材４６，１１０脚４８車輪１５０打撃ハンマー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者益田光雄東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊谷組東京本社内 (72)発明者宇野定雄東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊谷組東京本社内 (72)発明者岩井孝幸東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊谷組東京本社内 (72)発明者田中浩和東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊谷組東京本社内 (72)発明者松田敏東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊谷組東京本社内 (72)発明者北原成郎東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊谷組東京本社内 (72)発明者小林智東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊谷組東京本社内 (72)発明者鈴木俊夫愛知県知多市北浜町11番の１石川島播磨重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者桑原紘一郎愛知県知多市北浜町11番の１石川島播磨重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者富松宏明愛知県知多市北浜町11番の１石川島播磨重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者立岩真吾愛知県知多市北浜町11番の１石川島播磨重工業株式会社愛知工場内Ｆターム(参考） 2D055 AA04 BB01 CA04 LA16 2D063 EA05 3C069 AA04 AA05 BA09 BA10 BB01 BB03 BC02 BC04 CA08 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネルの軸線方向へ移動可能、かつ、
固定可能な支持部と、トンネルの軸線と実質的に一致す
る回転軸線又は前記トンネルの軸線と実質的に平行する
回転軸線の回りで回転可能に前記支持部に支持された切
削部とを備える切削装置を用いてトンネルの内周縁部を
切削する方法であって、前記支持部を所定位置に移動し、固定すること、前記切削部に設けたアームを前記回転軸線の回りで回転
しながら、前記アームの先端部に設けた切削手段を前記
回転軸線と実質的に平行する第２の回転軸線の回りで回
転して前記内周縁部を切削することを含む、トンネル内
周縁部の切削方法。
【請求項２】前記切削手段はローラカッタである、請
求項１に記載のトンネル内周縁部の切削方法。
【請求項３】トンネルの軸線方向へ移動可能、かつ、
固定可能な支持部と、トンネルの軸線と実質的に一致す
る回転軸線又は前記トンネルの軸線と実質的に平行する
回転軸線の回りで回転可能に前記支持部に支持された切
削部とを備える切削装置を用いてトンネルの内周縁部を
切削する方法であって、前記支持部を所定位置に移動し、固定すること、前記切削部に設けたアームを前記回転軸線の回りで回転
しながら、前記アームの先端部に設けた切削手段を作動
して前記回転軸線に交差する方向の衝撃力を発生させ、
これによって前記内周縁部を切削することを含む、トン
ネル内周縁部の切削方法。
【請求項４】前記切削手段は水噴射ノズルであり、この
水噴射ノズルは、前記回転軸線と交差する第２の回転軸
線の回りで回転する、請求項３に記載のトンネル内周縁
部の切削方法。
【請求項５】前記水噴射ノズルは、前記トンネルの内
周面に接触する倣いローラによって前記内周面からの距
離が実質的に一定に保たれる、請求項４に記載のトンネ
ル内周縁部の切削方法。
【請求項６】前記切削手段は打撃ハンマーであり、こ
の打撃ハンマーは、前記回転軸線に交差する径方向へ並
進運動する、請求項３に記載のトンネル内周縁部の切削
方法。
【請求項７】前記トンネルは水が流れている状態であ
り、前記切削部は、水の自由表面より実質的に上方とな
るトンネルの内周縁部を切削する、請求項１ないし６の
いずれかに記載のトンネル内周縁部の切削方法。
【請求項８】トンネルの内周縁部を切削する装置であ
って、前記トンネルの軸線方向へ配置される被スライド部材
と、この被スライド部材に軸線方向へ間隔をおいて取り付け
られた少なくとも２つの支持手段であって各支持手段が
径方向へ伸長して前記トンネルの内周面と接触可能、か
つ、径方向へ縮小して前記トンネルの内周面から離隔可
能な少なくとも１つの脚と、前記トンネルの内周面を走
行する少なくとも１つの車輪とを有する支持手段と、前記被スライド部材に滑動可能、固定可能、かつ、回転
不可能に支持されたスライド部材と、このスライド部材の軸線回りで回転可能に前記スライド
部材に支持された被駆動のアームと、このアームの先端部に設けられ、アームに対して運動可
能な切削手段とを備える、トンネル内周縁部の切削装
置。
【請求項９】前記切削手段は、前記スライド部材の軸
線と実質的に平行する軸線回りで回転運動可能に前記ア
ームの先端部に支持されたローラカッタである、請求項
８に記載のトンネル内周縁部の切削装置。
【請求項１０】前記ローラカッタは同軸に支持され
た、外径の異なる複数のカッタを有し、これらカッタは
一方側から他方側へ向けてそれぞれの外径が次第に大き
くなるように配置された、請求項９に記載のトンネル内
周縁部の切削装置。
【請求項１１】前記切削手段は、前記スライド部材の
軸線と交差する軸線回りで回転運動可能に前記アームの
先端部に支持された被駆動の水噴射ノズルであり、前記
切削装置は、前記水噴射ノズルに水を供給するスイベル
継手を有する、請求項８に記載のトンネル内周縁部の切
削装置。
【請求項１２】前記水噴射ノズルは、前記トンネルの
内周面に押し付けられる倣いローラに固定された、請求
項１１に記載のトンネル内周縁部の切削装置。
【請求項１３】前記切削手段は、前記スライド部材の
軸線と交差する径方向へ並進運動可能に前記アームの先
端部に支持された被駆動のハンマーである、請求項８に
記載のトンネル内周縁部の切削装置。
【請求項１４】前記スライド部材に取り付けられた少
なくとも１つの脚であって径方向へ伸長して前記トンネ
ルの内周面と接触可能、かつ、径方向へ縮小して前記ト
ンネルの内周面から離隔可能な脚を有する、請求項８な
いし１３のいずれかに記載のトンネル内周縁部の切削装
置。