JP2004011170A

JP2004011170A - 自由断面掘削機

Info

Publication number: JP2004011170A
Application number: JP2002162760A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Oishi; 大石　一美; Kiyoto Orihara; 折原　清人
Original assignee: OISHI INTERNAT SISUKOMU KK; OISHI INTERNATIONAL SISUKOMU KK; Mitsui Miike Machinery Co Ltd; Mitsui Miike Engineering Corp
Current assignee: OISHI INTERNAT SISUKOMU KK; OISHI INTERNATIONAL SISUKOMU KK; Mitsui Miike Machinery Co Ltd; Mitsui Miike Engineering Corp
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】硬岩地盤を刃物の激しい摩耗を伴わずに能率よく掘削できる自由断面掘削機とする。
【解決手段】二つの円板形の刃物１７Ａ，１７Ｃを互いにほぼ直角に配した対の多数を電動機駆動のカッタヘッド１５の前面に設け、刃物１７Ａ，１７Ｃを地盤に交互に食い込ませて剥離掘削を行なう。また、カッタヘッド１５を上下左右および前後に移動させるシリンダ９，１０，１１，１２の作動油供給流量を電動機の負荷に応じてシリンダ動作速度切換手段４１Ａ，４１Ｂにより変更して高速または微速移動を行なわせ、且つ前後動用シリンダ１２のロッド側シリンダ室１２Ｂからの排出作動油をカッタヘッド微速前進手段４３により制限して刃物１７Ａ，１７Ｃの過度の食い込みを防止するようにした。
【選択図】　　　図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアームの先端に装備したカッタヘッドを上下左右に移動させながら掘削を行なう掘削機、即ち自由断面掘削機であって殊に硬岩地盤の掘削に適する自由断面掘削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
機体の前方にアームを突出させてこのアームをシリンダを用いて鉛直面上および水平面上で旋回させることによりアームの先端に装備したカッタヘッドを上下左右に移動させ、更にカッタヘッドをシリンダを用いてアームに対し前後に移動させて主にトンネルの切羽の掘削を行なう自由断面掘削機は、例えば特開平４−３８３９９号公報、特開平８−１４５６７３号公報に見られるように周知である。
【０００３】
カッタヘッドは円筒形または截頭円錐形の本体の主として前面に円錐形ビットからなる刃物の多数個をそれぞれ回転自由に植設配置してなるものが多く用いられており、電動機で回転駆動される。そして、刃物を掘削面に露出している地盤に押込んでカッタヘッドを回転させながら上下左右に移動させることにより、所定の掘削面に対して自由に掘削を行なうものである。
【０００４】
前記のカッタヘッドをアームの先端に装備して回転させながら上下左右に移動させることにより掘削を行なう場所の多くは、砂岩や断層などの軟岩地盤から花崗岩のような高硬度の硬岩地盤に至るさまざまな硬さの地盤が混在しており、カッタヘッドが受ける抵抗は地盤の硬軟によって大幅に異なる。
【０００５】
一般に、前記のカッタヘッドを具えた自由断面掘削機は適用限界である一軸圧縮強度が低い軟岩地盤に適する掘削機として知られており、中硬度の地盤に対してはカッタヘッドの上下左右への移動速度を低下させるように油圧ポンプの吐出量を制御することによって対応させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の押込み掘削を行なうカッタヘッドは、地盤の硬度が高くなるに従い押込み深さが浅くなって掘削能力を低下させるばかりか、上下左右への移動に伴う刃物の摩耗が激しく頻繁に交換しなければならない、という問題を生じる。その対策として、ポンプの吐出量を減少させ、シリンダによる上下左右方向の移動速度を大幅に低下させることが考えられるが、掘削能率の著しい低下を招くばかりか、吐出量の減少に伴って作動油の圧力が低下するためシリンダの操作に必要な圧力を確保できなくなり、そのために上下左右方向の移動速度を充分低下させることができず、刃物の激しい摩耗を低減させるには限度がある。
【０００７】
本発明はこのように、従来の自由断面掘削機では硬度の高い地盤に充分対応できない、という問題を解決するためになされたものであって、高硬度の地盤を能率よく掘削することができ、従って殊に硬岩地盤の掘削に適したものとすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
カッタヘッドを先端に装備したアームが機体の前方へ突出しており、上下動用シリンダと左右動用シリンダとによってカッタヘッドを機体に対して上下左右に移動させるとともに、前後動用シリンダによってカッタヘッドをアームに対して前後に移動させて掘削を行なう自由断面掘削機がもっている前記課題を、本発明ではカッタヘッドと油圧回路とを次のようにすることによって解決した。
【０００９】
先ず、カッタヘッドは電動機駆動の本体の前面に多数個の刃物を配置したものであって、これらの刃物は本体の回転中心軸線とほぼ平行の中心軸線上で回転自由とされた円板形の第一刃物およびほぼ直角の中心軸線上で回転自由とされた円板形の第二刃物の複数個ずつからなり、第一刃物と第二刃物とが協働して掘削を行なうものとした。
【００１０】
次に、各シリンダのヘッド側シリンダ室とピストン側シリンダ室に対する作動油の供給・排出を行なう油圧回路は、カッタヘッドを駆動する電動機の負荷に応じて各シリンダへの作動油供給流量を変えるシリンダ動作速度切換手段と、前後動用シリンダのロッド側シリンダ室からの作動油排出流量を制限するカッタヘッド微速前進手段とを具えたもの、またはこれらの手段に加えて各シリンダの作動油排出側の室に背圧を発生させる背圧発生手段を具えたものとした。
【００１１】
第一刃物の外側周縁部を掘削面に斜めに食い込ませて地盤を剥離し、次に第二刃物の外側周縁部を掘削面にほぼ直角に食い込ませて第一刃物が先に剥離した個所に隣接する部分の地盤を剥離する。この動作を上下または左右に移動させながら繰返すことにより、各刃物は本体の回転中心の移動に伴いサイクロイド曲線状の公転軌跡上を自転しながら移動して掘削を行なう。そして、第二刃物の地盤への押込み深さとカッタヘッドの上下左右への移動速度とを適正に設定することにより、高い一軸圧縮強度の硬岩地盤に浅い押込み深さで食い込ませて激しい摩耗を生じさせることなく高能率で掘削を行なうことが可能となる。
【００１２】
また、カッタヘッドを上下左右および前後に移動させる油圧回路にシリンダ動作速度切換手段を設け、カッタヘッド駆動電動機の負荷に応じてカッタヘッドの移動速度を変更させることにより、掘削時は微速移動させて刃物の激しい摩耗或いは損傷や過負荷を伴うことなく掘削を行なわせ、非掘削時は高速移動させて能率向上を図ることができる。更に、カッタヘッド微速前進手段を設けて前方への移動を常に微速度で行なわせることにより、負荷の変動による刃物の急激且つ過度の押込みがなくなり、常にほぼ一定量ずつの安定した掘削を行なうことができる。
【００１３】
更にまた、背圧発生手段を設けたことにより、カッタヘッドが掘削面から受ける掘削反力により振動することが抑制され、カッタヘッドを安定した姿勢で移動させながら掘削を行なうことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、先ず図１，図２を参照して、機体１は左右にクローラ３を配備した台車２に、運転席、エンジン、油圧ユニットなどを搭載した車体４を旋回可能に乗せた自走式作業車両であり、車体４は前端部に基端縦軸６により基端アーム体５Ａを水平面上で旋回可能に前方へ突出させて結合している。基端アーム体５Ａは先端に中間横軸７により中間アーム体５Ｂを鉛直面上で旋回可能に前方へ突出させて結合しており、中間アーム体５Ｂは先端部に先端アーム体５Ｃを前後可動に前方へ突出させて嵌装支持している。
【００１５】
基端アーム体５Ａの基端縦軸６を挟んだ両側方には、車体４に基端を回動自由に取り付けたシリンダ筒９ａ，１０ａから突出したピストンロッド９ｂ，１０ｂの先端が結合されており、これらは互いに交互に伸縮して基端縦軸６を中心に基端アーム体５Ａを左右方向に回動させる左右動用シリンダ９，１０を構成している。また、基端アーム体５Ａの先端部に基端を回動自由に取り付けたシリンダ筒１１ａから突出したピストンロッド１１ｂの先端が中間アーム体５Ｂに結合されており、このシリンダ筒１１ａ，ピストンロッド１１ｂは中間横軸７を中心に中間アーム体５Ｂ，先端アーム体５Ｃを上下方向に回動させる上下動用シリンダ１１を構成している。更に、中間アーム体５Ｂに基端を取り付けたシリンダ筒１２ａから突出したピストンロッド１２ｂの先端が先端アーム体５Ｃに結合されており、このシリンダ筒１２ａ，ピストンロッド１２ｂは先端アーム体５Ｃを前後方向に移動させる前後動用シリンダ１２を構成している。
【００１６】
先端アーム体５Ｃは先端にカッタヘッド１５を回転可能に装備しており、その駆動用電動機１４を内蔵している。三つのアーム体５Ａ，５Ｂ，５Ｃはカッタヘッド１５を機体１の前方に保持して移動させるアーム５を構成しており、上下動用シリンダ１１と左右動用シリンダ９，１０とによってカッタヘッド１５を上下左右に移動させ、前後動用シリンダ１２によってカッタヘッド１５を前後に移動させる基本動作は従来のものと同じである。
【００１７】
次に、図３，図４，図５を参照して、カッタヘッド１５は電動機１４の駆動軸に結合された本体１６の前面に多数個の刃物１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを配置したものであって、各刃物１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄは本体１６に固定した円筒状の取付台１８に回転自由且つ取り外し交換可能に支持された円板形の刃物である。
【００１８】
そして、これらの刃物１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄは、本体１６の回転中心軸線Ｎ−Ｎとほぼ平行であるが前方へ向かって回転中心軸線Ｎ−Ｎに次第に近づく小さな傾き角度の中心軸線Ａおよび次第に遠ざかる小さな傾き角度の中心軸線Ｂをそれぞれ回転中心とする二組の各複数個の第一刃物１７Ａ，１７Ｂと、回転中心軸線Ｎ−Ｎとほぼ直角であるが回転中心軸線Ｎ−Ｎに向かって前方となる方向に小さな角度で傾いた中心軸線Ｃおよび後方となる方向に小さな角度で傾いた中心軸線Ｄをそれぞれ回転中心とする二組の各複数個の第二刃物１７Ｃ，１７Ｄとからなるものとされている。
【００１９】
二組の第一刃物１７Ａ，１７Ｂは円周方向ほぼ等間隔且つ交互に配置されているが、第一刃物１７Ａの組はもう一組の第一刃物１７Ｂよりも少し外側方に位置させられている。また、二組の第二刃物１７Ｃ，１７Ｄの内で一組の第二刃物１７Ｃは外側方第一刃物１７Ａの公転外周円Ｆ_Ａから少し内側方に位置させられており、もう一組の第二刃物１７Ｄは内側方第一刃物１７Ｂの公転内周円Ｆ_Ｂから少し外側方に位置させられている。
【００２０】
前記の外側方第一刃物１７Ａと第二刃物１７Ｃ，内側方第一刃物１７Ｂと第二刃物１７Ｄはそれぞれ互いに協働して掘削面を剥離掘削するものであり、本実施の形態ではその三対ずつが円周方向交互に配置されている。そして、本体１６は図３反時計方向Ｒへ回転駆動され、第一刃物１７Ａ，１７Ｂが掘削面に斜めに食い込んで掘削を行なった後に第二刃物１７Ｃ，１７Ｄが掘削面にほぼ直角に食い込んで掘削を行なうことを繰返す。
【００２１】
図６（Ａ）は前記の外側方第一刃物１７Ａと第二刃物１７Ｃの対と、内側方第一刃物１７Ｂと第二刃物１７Ｄの対とが掘削を行なう状況を概略的に示した図である。最初に第二刃物１７Ｃ，１７Ｄを掘削面Ｓ_１に露出している地盤に少し押込んでＲ方向へ公転させるとともに図の右方向へで示したように順次食い込むとともに、第二刃物１７Ｃの前方端の公転円Ｆ移動させると、外側方第一刃物１７Ａの公転外周円Ｆ_Ａに位置する部分が地盤にＳ_ＡＣ（図４参照）に位置する部分がＳ_Ｃで示したように順次食い込む。一方、内側方第一刃物１７Ｂの公転内周円Ｆ_Ｂに位置する部分がＳ_Ｂで示したように順次食い込むとともに、第二刃物１７Ｄの前方端の公転円Ｆ_Ｄ（図５参照）に位置する部分がＳ_Ｄで示したように順次食い込む。
【００２２】
図６（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は外側方第一刃物１７Ａと第二刃物１７Ｃの掘削動作を示した図であって、先行する対の第二刃物１７Ｃによって作られた剥離面Ｔ_１から地盤Ｇに後続の対の第一刃物１７Ａが掘削面Ｓ_１とほぼ平行に食い込んで、（Ｂ）に示すように刃先縁から掘削面Ｓ_１に向かう斜めの剥離面Ｔ_２に沿って地盤Ｇから小片Ｇ_１を剥離する。この小片Ｇ_１が剥離して剥離面Ｔ_２が露出した直後に同じ対の第二刃物１７Ｃが剥離面Ｔ_２から地盤Ｇに掘削面Ｓ_１とほぼ直角に食い込んで、（Ｃ）に示すように刃先縁から掘削面Ｓ_１に向かうほぼ直角の剥離面Ｔ_３に沿って地盤Ｇから小片Ｇ_２を剥離する。更に後続の対の第一刃物１７Ａは剥離面Ｔ_３にほぼ直角であるため、剥離面に沿って逃げることなく（Ｄ）に示すように食い込んでＴ_２と同様の剥離面Ｔ_４に沿って地盤Ｇから小片Ｇ_３を剥離させる。
【００２３】
本実施の形態では、第二刃物１７Ｃが地盤Ｇに食い込んで切削しているとき、第一刃物１７Ａが斜めの剥離面Ｔ_２，Ｔ_４に接触して曲げられることがないようにこれらから離れた位置に配置しているが、二つの刃物の対の多数を本体１６の前面に配置することにより、常時多数の刃物が掘削個所に接触し或いは地盤Ｇに食い込んで衝撃による振動を抑制することができる。加えて、各刃物はカッタヘッド１５の回転と上下左右方向への移動とによってサイクロイド曲線状の公転軌跡上を自転しながら移動するので、その設置数を多くすることによって掘削能率を大幅に向上することができる。
【００２４】
尚、図６に示した右方向への移動を終って左方向へ移動させながら掘削を行なうときの掘削面は、第二刃物１７Ｄの食い込み深さ位置Ｓ_Ｄとなる。また、移動方向を逆転させるとき、各刃物と掘削面との関係によっては作業開始前と同様の状態、即ち刃物が掘削面から離れているかまたは単に接しているかのいずれかの状態となり、押込みを必要とする場合がある。図６に示した例では、右から左へ逆転するときは食い込んだ状態であるためそのまま左方向へ移動を開始できるが、その次に左から右へ逆転するときは食い込んでいないため押込みが必要である。
【００２５】
尚また、本実施の形態におけるカッタヘッド１５の本体１６に各刃物１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄへ向けて水を噴射するノズルを設け、高圧水を刃物１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄの附近に吹き付けて冷却と粉塵飛散防止とを図ることができる。
【００２６】
前記の掘削を行なわせるために各シリンダ９，１０，１１，１２を作動させる油圧回路は、左右動用シリンダ９，１０，上下動用シリンダ１１および前後動用シリンダ１２のそれぞれに対して各一台のポンプを使用し、それぞれが互いに独立した油圧回路とすることが、ポンプの負担軽減、各シリンダの制御性向上の面で好適である。しかし、前後動用シリンダ１２は微速、小ストロークであるので上下動用シリンダ１１と共通のポンプを使用しても負担増加を招くことは少なく、また回路構成が簡単化されるという利点がある。
【００２７】
図７は上下動用シリンダ１１と前後動用シリンダ１２とを一台のポンプ、左右動用シリンダ９，１０を別の一台のポンプでそれぞれ作動させる油圧回路の実施の形態を示す回路図である。
【００２８】
この互いに独立した二つの油圧回路は、可変容量形のポンプ２１Ａ，２１Ｂと、それらの吐出口から延びる供給主管路２２Ａ，２２Ｂおよびそれらの途中に設けた供給第一副管路２３Ａ，２３Ｂ，供給第二副管路２５Ａ，２５Ｂと、各シリンダ９，１０，１１，１２が排出した作動油を油槽に戻す排出主管路２４Ａ，２４Ｂと、各シリンダ筒９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａのヘッド側シリンダ室９Ａ，１０Ａ，１１Ａ，１２Ａおよびロッド側シリンダ室９Ｂ，１０Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂのそれぞれに接続されたヘッド側管路２６Ｂ，２８Ｂ，３０Ａ，３２Ａおよびロッド側管路２７Ｂ，２９Ｂ，３１Ａ，３３Ａとを具えている。
【００２９】
また、これらの油圧回路は供給主管路２２Ａ，排出主管路２４Ａとヘッド側管路３０Ａ，３２Ａ，ロッド側管路３１Ａ，３３Ａとの接続を切換える４ポート３位置の方向制御弁３６Ａ，３７Ａ，および供給主管路２２Ｂ，排出主管路２４Ｂとヘッド側管路２６Ｂ，２８Ｂ，ロッド側管路２７Ｂ，２９Ｂとの接続を切換える４ポート３位置の方向制御弁３４Ｂ，３５Ｂを具えている。
【００３０】
供給主管路２２Ａ，２２Ｂは４ポート２位置の方向切換弁３８Ａ，３８Ｂおよびポンプ２１Ａ，２１Ｂに向かって閉じる逆止弁３９Ａ，３９Ｂをそれぞれ有している。方向切換弁３８Ａ，３８Ｂはカッタヘッドを駆動する電動機１４の負荷が予め定めた設定値よりも小さいときはポンプ２１Ａ，２１Ｂの吐出作動油を供給主管路２２Ａ，２２Ｂにより方向制御弁３４Ｂ，３５Ｂ，３６Ａ，３７Ａに送るが、設定値以上となったときは吐出作動油を供給第一副管路２３Ａ，２３Ｂに流すように流れ方向を切換えるものである。電動機１４の負荷は例えば電流値を検出することによって知ることができる。
【００３１】
供給第一副管路２３Ａ，２３Ｂは分流器４０Ａ，４０Ｂの集流側に接続されており、この分流器４０Ａ，４０Ｂの分流側の一方が排出主管路２４Ａ，２４Ｂに排出副管路２０Ａ，２０Ｂによって接続されている。分流側のもう一方は分流器４０Ａ，４０Ｂに向かって閉じる逆止弁１９Ａ，１９Ｂを有する供給第二副管路２５Ａ，２５Ｂによって供給主管路２２Ａ，２２Ｂの逆止弁３９Ａ，３９Ｂ下流側に接続されている。また、供給主管路２２Ａ，２２Ｂおよび排出主管路２４Ａ，２４Ｂは方向制御弁３４Ｂ，３５Ｂ，３６Ａ，３７ＡのＰポート側で分岐およびＲポート側で合流し、ポンプ２１Ａの作動油が上下動用シリンダ１１と前後動用シリンダ１２とを動作するように分けられ、ポンプ２１Ｂの作動油が左右動用シリンダ９，１０を動作するように分けられる。
【００３２】
電動機１４の負荷が設定値以下のときはポンプ２１Ａ，２１Ｂの吐出作動油の全部が供給主管路２２Ａ，２２Ｂを通って各シリンダ９，１０，１１，１２に送られ、これらを高速動作させてカッタヘッド１５を殊に上下左右へ高速移動させることができる。そして、これらからの排出作動油は排出主管路２４Ａ，２４Ｂを通り一部が排出副管路２０Ａ，２０Ｂ，供給第一副管路２３Ａ，２３Ｂを通って油槽に戻される。
【００３３】
電動機１４の負荷が設定値以上になるとポンプ２１Ａ，２１Ｂの吐出作動油の全部が方向切換弁３８Ａ，３８Ｂによって供給第一副管路２３Ａ，２３Ｂを流れ分流器４０Ａ，４０Ｂに入る。吐出作動油は予め設定された割合で比例配分的に分流され、一部が供給第二副管路２５Ａ，２５Ｂを通って供給主管路２２Ａ，２２Ｂに戻り、一部が排出副管路２０Ａ，２０Ｂを通って排出主管路２４Ａ，２４Ｂに合流し油槽に戻される。このとき、各シリンダ９，１０，１１，１２からの排出作動油は排出主管路２４Ａ，２４Ｂを通って油槽に戻される。
【００３４】
即ち、方向切換弁３８Ａ，３８Ｂと分流器４０Ａ，４０Ｂとは電動機１４の負荷、即ちカッタヘッド１５が掘削によって受ける抵抗が設定値以上となったとき各シリンダ９，１０，１１，１２に供給される作動油の流量を減少させてそれらの動作速度を低下させるように働くシリンダ動作速度制御手段４１Ａ，４１Ｂを構成する。
【００３５】
シリンダ動作速度制御手段４１Ａ，４１Ｂは、例えば供給主管路２２Ａ，２２Ｂから逃し管路を分岐させて排出主管路２４Ａ，２４Ｂまたは油槽に接続し、ヘッド側シリンダ室９Ａ，１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，の圧力、或いは電動機１４の負荷が設定値以上となったとき開弁して吐出作動油の一部を放出する逃し弁を逃し管路に設けたものとすることもできる。しかし、圧力補償機能を有し負荷の変動による圧力差を生じても、シリンダ９，１０，１１，１２に供給する吐出作動油を所定比率に減少させる分流器４０Ａ，４０Ｂを用いた本実施の形態によると、ポンプ２１Ａ，２１Ｂの吐出量を広範囲で制御する必要がなくなるとともに、シリンダ９，１０，１１，１２の操作に必要な圧力を確保してシリンダヘッド１５を充分な低速度で移動させることができ、その結果刃物１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄの激しい摩耗を防止できる、という利点がある。
【００３６】
一方、刃物１７Ｃ，１７Ｄを掘削面に押込むように働く前後動用シリンダ１２は、負荷が変動しても常に微速度で前進して刃物１７Ｃ，１７Ｄの過度の押込みや掘削面への衝突を防止するようにしているため、ピストンロッド１２ｂの押込み速度を確保させることが必要である。
【００３７】
そのために、本実施の形態では逆止弁付き絞り弁４２を前後動用シリンダ１２のロッド側管路３３Ａに設けた。この弁４２はロッド側シリンダ室１２Ｂからの作動油の流れを絞り弁が制限することによってヘッド側シリンダ室１２Ａの作動油の圧力に対抗させて微速前進を行なわせ、ロッド側シリンダ室１２Ｂへの作動油の流れは逆止弁が開いて自由とすることによって引込み速度を確保させるように働き、従ってロッド側シリンダ室１２Ｂからの作動油排出流量を制限するカッタヘッド微速前進手段４３を構成する。
【００３８】
前記の逆止弁付き絞り弁４２をシリンダ出口側に設置してピストンロッドの飛び出しを防ぐとともに引込み速度を確保させるようにした油圧回路は、周知のメータアウト回路であって目新しいものではないが、本発明を実施するうえで重要な回路である。
【００３９】
また、カッタヘッド１５は掘削時に刃物１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄがさまざまな方向の掘削反力により振動することを避けられない。
【００４０】
そのために、本実施の形態では逆止弁付き逃し弁４４Ｂ，４５Ｂ，４６Ｂ，４７Ｂ，４８Ａ，４９Ａ，５０Ａ，５１Ａを各シリンダ９，１０，１１，１２のヘッド側管路２６Ｂ，２８Ｂ，３０Ａ，３２Ａおよびロッド側管路２７Ｂ，２９Ｂ，３１Ａ，３３Ａのそれぞれに設けた。これらの逆止弁付き逃し弁４４Ｂ，４５Ｂ，４６Ｂ，４７Ｂ，４８Ａ，４９Ａ，５０Ａ，５１Ａはシリンダ９，１０，１１，１２への作動油の流れは逆止弁が開いて自由とするが、シリンダ９，１０，１１，１２からの作動油の流れは逆止弁が閉じ且つ設定圧力以上で逃し弁が開くまでは遮断することによって、シリンダ９，１０，１１，１２の作動油排出側の室に設定圧力の背圧を発生させるように働き、従って一個のシリンダについて二個設けられた逆止弁付き逃し弁４４Ｂと４５Ｂ，４６Ｂと４７Ｂ，４８Ａと４９Ａ，５０Ａと５１Ａの各対は常に作動油排出側に背圧を加えてカッタヘッド１５の振動を抑制する背圧発生手段５２Ｂ，５３Ｂ，５４Ａ，５５Ａを構成する。
【００４１】
前記の逆止弁付き逃し弁４４Ｂ，４５Ｂ，４６Ｂ，４７Ｂ，４８Ａ，４９Ａ，５０Ａ，５１Ａは一方向の流れに対しては設定された背圧を発生させ、反対方向の流れは自由とする周知のカウンタバランス弁であって、それ自体は目新しいものではないが、本発明を実施するうえで有用である。
【００４２】
尚、上下動用シリンダ１１と前後動用シリンダ１２とは、方向制御弁３６Ａ，３７Ａを個別に切換え動作させることによって互いに任意に動作させるが、左右動用シリンダ９，１０は方向制御弁３４Ｂ，３５Ｂを同時に切換え動作して作動油の流れが常に反対であるようにすることが必要である。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、二つの円板形の刃物を互いにほぼ直角方向に配置した対の多数を前面に配置したカッタヘッドを、上下左右および前後に移動させるシリンダの動作速度を負荷に応じて切換えることにより高速移動また微速移動を行なわせるとともに、前方への移動については常時微速送りを行なわせるようにした油圧回路で移動させながら掘削動作させるものとした本発明によると、殊に硬岩地盤を刃物の激しい摩耗を招くことなく能率よく掘削することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す側面概略図。
【図２】図１の平面概略図。
【図３】カッタヘッドの実施の形態を示す正面図。
【図４】図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図５】図３のＹ−Ｙ線に沿う断面図。
【図６】（Ａ）は図３に示したカッタヘッドの刃物による掘削状況の説明図、（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は掘削動作の説明図。
【図７】油圧回路の実施の形態を示す回路図。
【符号の説明】
１　機体，５　アーム，９，１０　左右動用シリンダ，１１　上下動用シリンダ，１２　前後動用シリンダ，１４　電動機，１５　カッタヘッド，１６　本体，１７Ａ，１７Ｂ　第一刃物，１７Ｃ，１７Ｄ　第二刃物，２０Ａ，２０Ｂ　排出副管路，２１Ａ，２１Ｂ　ポンプ，２２Ａ，２２Ｂ　供給主管路，２３Ａ，２３Ｂ　供給第一副管路，２４Ａ，２４Ｂ　排出主管路，２５Ａ，２５Ｂ　供給第二副管路，３４Ｂ，３５Ｂ，３６Ａ，３７Ａ　方向制御弁，３８Ａ，３８Ｂ　方向切換弁，４０Ａ，４０Ｂ　分流器，４１Ａ，４１Ｂ　シリンダ動作速度制御手段，４３　カッタヘッド微速前進手段，５２Ｂ，５３Ｂ，５４Ａ，５５Ａ　背圧発生手段，

Claims

カッタヘッドを先端に装備したアームが機体の前方へ突出しており、上下動用シリンダと左右動用シリンダとによって前記カッタヘッドを前記機体に対して上下左右に移動させるとともに、前後動用シリンダによって前記カッタヘッドを前記アームに対して前後に移動させて掘削を行なう自由断面掘削機において、
前記カッタヘッドは電動機駆動の本体の前面に多数個の刃物を配置したものであって、前記刃物は前記本体の回転中心軸線とほぼ平行の中心軸線上で回転自由とされた円板形の第一刃物およびほぼ直角の中心軸線上で回転自由とされた円板形の第二刃物の複数個ずつからなり、前記第一刃物と第二刃物とが協働して掘削を行なうものであり、
前記各シリンダのヘッド側シリンダ室とロッド側シリンダ室に対する作動油の供給・排出を行なう油圧回路は前記電動機の負荷に応じて前記各シリンダへの作動油供給流量を変えるシリンダ動作速度切換手段と、前記前後動用シリンダのロッド側シリンダ室からの作動油排出流量を制限するカッタヘッド微速前進手段とを具えたものである、
ことを特徴とする自由断面掘削機。
請求項１に記載した自由断面掘削機であって、
前記油圧回路は前記シリンダ動作速度切換手段およびカッタヘッド微速前進手段に加えて、前記各シリンダの作動油排出側の室に背圧を発生させる背圧発生手段を具えたものである、
ことを特徴とする自由断面掘削機。
前記油圧回路が互いに独立した三つの油圧回路からなり、前記上下動用シリンダ、左右動用シリンダおよび前後動用シリンダのそれぞれに個別のものとされている請求項１または２に記載した自由断面掘削機。
前記油圧回路が互いに独立した二つの油圧回路からなり、その一つが前記上下動用シリンダおよび前後動用シリンダに対する作動油の供給・排出を行ない、もう一つが前記左右動用シリンダに対する作動油の供給・排出を行なうものとされている請求項１または２に記載した自由断面掘削機。
前記シリンダ動作速度制御手段は方向切換弁と分流器とを具え、前記方向切換弁は前記電動機の負荷が設定値以上となったときポンプから延びる供給主管路を前記各シリンダに向かって流れる作動油を前記分流器に向かうように流れ方向を切換えるものであり、前記分流器で分流されて流量を減少した作動油が前記供給主管路に戻り前記各シリンダに向かって流れるものとされている請求項１または２に記載した自由断面掘削機。
前記カッタヘッド微速前進手段が前記前後動用シリンダのロッド側シリンダ室から排出された作動油の流れを遮断する逆止弁と、作動油の流れを制限する絞りとを並列に配置したものとされている請求項１または２に記載した自由断面掘削機。
前記背圧発生手段が前記各シリンダから排出された作動油の流れを遮断する逆止弁と、前記排出作動油が設定圧力以上となったとき開弁して排出作動油を通過させる逃し弁とを並列に配置したものとされている請求項２に記載した自由断面切削機。