JP2002081294A - トンネル内壁補修機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自走してトンネル内壁を切削するのに適した
トンネル内壁補修機を提供する。 【解決手段】 カッタヘッド７によりトンネル内壁を切
削するトンネル内壁補修機において、トンネル９内のレ
ール上を走行して本体３を移動させる走行装置２と、本
体３に対して略水平軸まわりに回動する上下ブーム２０
と、上下ブーム２０に対して平行移動するテレスコブー
ム２５と、テレスコブーム２５に対して揺動するカッタ
ブーム３０とを備え、カッタブーム３０を介してカッタ
ヘッド７を移動させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道用トンネル等
において、既存のレール上を自走してトンネル内壁を切
削するトンネル内壁補修機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】トン
ネルのコンクリート壁が老朽化するのに伴って崩落する
事故に対処して、古いトンネル内壁を切削し、新たなト
ンネル内壁を形成する補修工事が行われる。

【０００３】しかし、この補修工事でトンネル内壁を切
削するのに地山を掘削する従来のトンネル掘削機を用い
ると、機械が大きすぎて交通を遮断しなければならな
い。このため、補修工事が行われる期間中は長期間に渡
ってトンネル内の交通が遮られるという問題点があっ
た。特に、鉄道用トンネルの場合、列車が通らない限ら
れた時間帯で補修工事を行いたいという要求がある。

【０００４】また、カッタヘッドをトンネル内壁に沿っ
て移動する動きが制限され、トンネル内壁を効率良く切
削できないという問題点があった。

【０００５】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、鉄道用トンネル内を自走してトンネル内壁を
切削するトンネル内壁補修機を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、回転する
カッタヘッドによりトンネル内壁を切削するトンネル内
壁補修機に適用する。

【０００７】そして、トンネル内のレール上を走行して
本体を移動させる走行装置と、本体に対して略水平軸ま
わりに回動する上下ブームと、上下ブームに対して平行
移動するテレスコブームと、テレスコブームに対して揺
動するカッタブームとを備え、カッタブームを介してカ
ッタヘッドを移動させる構成とした。

【０００８】第２の発明は、第１の発明において、本体
上でレールに沿って平行移動するスライドフレームを備
え、スライドフレーム上に上下ブームを配置する構成と
した。

【０００９】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、本体上で略垂直軸まわりに旋回する旋回台を備
え、旋回台上に上下ブームを配置する構成とした。

【００１０】第４の発明は、第１から第３のいずれか一
つの発明において、カッタヘッドによって切削されたズ
リを集めるシュータと、シュータによって集められたズ
リを運ぶコンベヤとを備えるものとした。

【００１１】第５の発明は、第１から第４のいずれか一
つの発明において、カッタヘッドを覆うシュータと、シ
ュータに接続する吸気ダクトを備え、吸気ダクトを介し
て集塵するものとした。

【００１２】

【発明の作用および効果】第１の発明において、トンネ
ル内壁補修機が既存のレール上を走行して移動すること
により、地盤を痛めないで済み、列車が通らない限られ
た時間帯で補修工事を行うことが可能となる。

【００１３】上下ブームの起立角度、テレスコブームの
スライド量を調節することにより、カッタヘッドをトン
ネル内壁の近傍に速やかに到達させられる。カッターブ
ームを揺動させることでトンネル内壁の細かな形状変化
に対応してカッタヘッドをトンネル内壁に移動する動き
がスムーズになり、切削効率を向上させられるととも
に、切削精度を高めてコンクリート吹き付けの合理化が
はかれる。

【００１４】第２の発明において、本体上でスライドフ
レームをレールに沿って平行移動することにより、カッ
タヘッドを前後方向に移動するのに本体を逐一移動する
必要がなく、切削作業の効率を高められる。

【００１５】第３の発明において、本体上で旋回台が旋
回し、カッタヘッド等を本体上に収めるように格納され
ることにより、カッタヘッド等の設置スペースによって
トンネル内壁補修機が大型化することを避けられる。

【００１６】第４の発明において、カッタヘッドによっ
て切削されたズリは、レールのまわりに落ちないよう
に、シュータによって集められ、コンベヤを介してズリ
搬送台車へと運ばれるため、ズリを回収する手間がかか
らず、限られた時間内で補修工事を行うことができる。

【００１７】第５の発明において、シュータ内の粉塵は
吸気ダクトを介して集塵されることにより、トンネル内
の作業環境が確保される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。なお、トンネルの底面に対し
て平行な面を水平面とし、これに対して直交する軸を垂
直軸として説明する。

【００１９】図１、図２に示すように、鉄道用トンネル
９に用いられるトンネル内壁補修機１は、走行装置２を
介して既存のレール１０上を自走する。走行装置２は前
後部に一対づつの車輪４を備え、各車輪４を２本のレー
ル１０にそれぞれ転接させる。

【００２０】トンネル内壁補修機１は、本体３の左右か
ら突出する前後部に一対づつのアウトリガー１１を備
え、各アウトリガー１１を接地させて本体３が支持され
た状態で、カッタヘッド７を回転させてトンネル内壁９
ａを切削する。

【００２１】カッタヘッド７を移動する機構として、本
体３上で前後方向に移動するスライドフレーム１２と、
スライドフレーム１２上で略垂直軸まわりに回動する旋
回台１５と、旋回台１５上で略水平軸まわりに回動する
上下ブーム２０と、上下ブーム２０に対して移動するテ
レスコブーム２５と、テレスコブーム２５に対して揺動
するカッタブーム３０とを備える。

【００２２】本体３上には既存のレール１０に沿って前
後方向に延びる２本のガイドレール１４を備える。スラ
イドフレーム１２は前後部に一対づつのローラ１３を備
え、各ローラ１３を各ガイドレール１４に転接させてス
ライドフレーム１２を平行移動する。スライドフレーム
１２は図示しない駆動機構として本体３に結合されるラ
ックと、ラックに噛み合うピニオンギアと、ピニオンギ
アを回転駆動するモータとを備える。

【００２３】旋回台１５は図示しないベアリングを介し
てスライドフレーム１２上に旋回し、図３に示すように
カッタヘッド７等を本体３の中央部に位置するように格
納される。これにより、カッタヘッド７等の設置スペー
スによってトンネル内壁補修機１が大型化することを避
けられる。旋回台１５を旋回させる図示しない駆動機構
として、旋回台１５に結合されるリングギアと、リング
ギアに噛み合うピニオンギアと、ピニオンギアを回転駆
動するモータとを備える。

【００２４】上下ブーム２０はその基端部がピン２１を
介して旋回台１５上に回動可能に連結され、油圧シリン
ダ２２によって駆動される。

【００２５】テレスコブーム２５は図示しないベアリン
グを介して上下ブーム２０に平行移動可能に支持され、
油圧シリンダ２６によって駆動される。

【００２６】カッタブーム３０はピン３１を介してテレ
スコブーム２５の先端部に揺動可能に支持され、油圧シ
リンダ３２によって駆動される。

【００２７】カッタブーム３０の揺動先端部には油圧モ
ータ８が連結され、油圧モータ８によってカッタヘッド
７が回転駆動される。カッタヘッド７はその円筒面状を
した外周面から突出する図示しないカッタを備え、その
回転に伴ってカッターがトンネル内壁９ａを切削する。

【００２８】カッタブーム３０にはトンネル内壁面９ｂ
に転接する一対のガイドローラ３３，３４が連結され
る。ガイドローラ３３，３４はカッタヘッド７の上下に
配置され、トンネル内壁面９ｂに対するカッタヘッド７
の位置決めを行う。

【００２９】カッタヘッド７によって切削されたズリを
集めるシュータ３５と、シュータ３５によって集められ
たズリをズリ搬送台車５０へと運ぶコンベヤ４０とを備
える。

【００３０】シュータ３５はカッタヘッド７を覆うよう
にカッタブーム３０に取り付けられ、ズリを集めてその
開口からコンベヤ４０上へと落下させる。

【００３１】本体３上には２つのコンベヤ４０が設けら
れる。各コンベヤ４０は本体３の左右側部に回動可能に
連結され、油圧シリンダ４１を介して図３に示すように
格納される。これにより、コンベヤ４０の設置スペース
によってトンネル内壁補修機１が大型化することを避け
られる。

【００３２】シュータ３５に接続する吸気ダクト３６を
備え、シュータ３５内の粉塵は吸気ダクト３６を介して
集塵機３７へと導かれて集塵される。本体３の前方に設
けられる台車３８には集塵機３７が設置されるととも
に、油圧ユニット３９が設置される。

【００３３】以上のように構成される本発明の実施の形
態につき、次に作用を説明する。

【００３４】トンネル内壁補修機１は走行装置２が既存
のレール１０上を走行して移動することにより、既存の
レール１０を外す必要がなくトンネル内壁補修機１をト
ンネル９内に導入でき、地盤を痛めないで済む。そし
て、列車が通らない限られた時間帯で補修工事を行うこ
とが可能となる。

【００３５】トンネル内壁補修機１は本体３がその左右
から突出する前後部に一対づつのサイドリガー１１を介
して支持された状態で、回転するカッタヘッド７によっ
てトンネル内壁を切削する。

【００３６】上下ブーム２０の起立角度、テレスコブー
ム２５のスライド量を調節することにより、カッタヘッ
ド７がトンネル９の中心より片側半分の領域でトンネル
内壁９ａに到達する。トンネル内壁補修機１がトンネル
９内の左右に設けられたレール１０を乗り換えることに
より、カッタヘッド７がトンネル内壁９ａの大部分の領
域に到達する。

【００３７】そして、カッターブーム３０を揺動させる
ことでトンネル内壁９ａの細かな形状変化に対応してカ
ッタヘッド７をトンネル内壁９ａに沿って移動する動き
がスムーズになり、トンネル内壁９ａの切削速度を高め
て切削効率を向上させられるとともに、トンネル内壁９
ａの切削精度を高めてコンクリート吹き付けの合理化が
はかれる。

【００３８】ガイドローラ３３，３４をトンネル内壁面
９ｂに当接させることにより、トンネル内壁面９ｂに対
するカッタヘッド７の位置決めが行われる。これによ
り、トンネル内壁９ａの切削量を一定にできるととも
に、トンネル内壁９ａから突出した打設突起９ｃを余り
なく削り取ることができる。

【００３９】本体３上でスライドフレーム１２を前後方
向に移動することにより、カッタヘッド７を前後方向に
移動するのに本体３を逐一移動する必要がなく、切削作
業の効率を高められる。

【００４０】カッタヘッド７によって切削されたズリ
は、レールのまわりに落ちないように、シュータ３５に
よって集められ、コンベヤ４０を介してズリ搬送台車５
０へと運ばれるため、ズリを回収する手間がかからず、
限られた時間内で補修工事を行うことができる。

【００４１】シュータ３５内の粉塵は吸気ダクト３６を
介して集塵機３７へと導かれて集塵されるため、トンネ
ル９内の作業環境が確保される。

【００４２】他の実施の形態として、カッタヘッド７を
回転駆動する機構やカッタヘッド７を移動する機構を電
動モータ等を介して駆動してもよい。

【００４３】本発明は上記の実施の形態に限定されず
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すトンネル内壁補修機
の正面図。

【図２】同じくトンネル内壁補修機の側面面図。

【図３】同じくトンネル内壁補修機の正面図。

【符号の説明】

１ トンネル内壁補修機 ２ 走行装置 ３ 本体 ７ カッタヘッド １２ スライドフレーム １５ 旋回台 ２０ 上下ブーム ２５ テレスコブーム ３０ カッタブーム ３５ シュータ ３６ 吸気ダクト ４０ コンベヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 直宗 東京都港区芝大門二丁目11番１号富士ビル 日本鉱機株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 BA23 DA02 2D055 LA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転するカッタヘッドによりトンネル内壁
   を切削するトンネル内壁補修機において、 トンネル内のレール上を走行して本体を移動させる走行
   装置と、 前記本体に対して略水平軸まわりに回動する上下ブーム
   と、 前記上下ブームに対して平行移動するテレスコブームと
   前記テレスコブームに対して揺動するカッタブームとを
   備え、 前記カッタブームを介して前記カッタヘッドを移動させ
   ることを特徴とするトンネル内壁補修機。
2. 【請求項２】前記本体上で前記レールに沿って平行移動
   するスライドフレームを備え、 前記スライドフレーム上に前記上下ブームを配置したこ
   とを特徴とする請求項１に記載のトンネル内壁補修機。
3. 【請求項３】前記本体上で略垂直軸まわりに旋回する旋
   回台を備え、 前記旋回台上に前記上下ブームを配置したことを特徴と
   する請求項１または２に記載のトンネル内壁補修機。
4. 【請求項４】前記カッタヘッドによって切削されたズリ
   を集めるシュータと、 前記シュータによって集められたズリを運ぶコンベヤと
   を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一
   つに記載のトンネル内壁補修機。
5. 【請求項５】前記カッタヘッドを覆うシュータと、 前記シュータに接続する吸気ダクトを備え、 前記吸気ダクトを介して集塵することを特徴とする請求
   項１から４のいずれか一つに記載のトンネル内壁補修
   機。