JP2015510974A - 螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1セクション以上を有する筒状体を含み、筒状体間は互いに接続しており、第1セクション筒状体前方には筒状体の軸線にそって1以上の螺旋牽引装置が固定されており、前記螺旋牽引装置はそれ自身の軸心を中心として回転し、掘削に用いる自由端は掘進装置前方の地盤中まで伸び、前記螺旋牽引装置は動力駆動源と接続されており、駆動セクションとする筒状体の円周方向に螺旋推進装置を対に配置し、螺旋推進装置は回転軸となる横断面が円筒形または多角形の筒状体または棒状体または竿状体とその外周方向に取り巻くネジ山から構成され、前記螺旋推進装置の軸線と筒状体の軸線は平行であり、螺旋推進装置は掘進装置内部または後部のトルク駆動源と接続している、螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
掘進装置から伸び出て切羽面前方地盤に貫入する螺旋牽引装置の回転と同期または非同期の方式により、掘進装置前方において人手または機械装置を用いて掘削し、土中に貫入する螺旋牽引装置の回転の伝達により掘進装置を切羽面方向に前進させる機能を実現する。
A、螺旋牽引装置と第1セクション筒状体の接続接角度を調整制御する。左に方向転換したい時は、螺旋牽引装置の軸線を左に移動させる。右に方向転換したい時は、螺旋牽引装置の軸線を右に移動させる。上に方向転換したい時は、螺旋牽引装置の軸線を上に移動させる。下に方向転換したい時は、螺旋牽引装置の軸線を下に移動させる。
B、または、各側面の螺旋牽引装置螺旋推進装置の回転速度を調整する。左に方向転換したい時は、右側の螺旋牽引装置螺旋推進装置の回転速度を下げる。右に方向転換したい時は、左側の螺旋牽引装置螺旋推進装置の回転速度を下げる。上に方向転換したい時は、下側の螺旋牽引装置螺旋推進装置の回転速度を下げる。下に方向転換したい時は、上側の螺旋牽引装置螺旋推進装置の回転速度を下げる。
本発明は、トンネル掘進装置切羽面前方に配置された1または複数のバネ式螺旋または骨組み外の螺旋の一端を切羽面前方において地盤内に回転貫入させ、螺旋の反対側の一端をベアリングによって推進装置と接続し、螺旋が地盤内に回転貫入する際にこれにつながっている掘進装置筒状体を螺旋の貫入方向に向けて前進させ、さらに掘進装置前方の掘削装置と組み合わせることにより、地下土中において自己駆動走行方式によりトンネルを掘削する掘進技術及び関連の装置を実現するものである。本発明の方法と装置は、現在のシールド工法や推進工法における後方の人工構築物によって反力を得て前進するという方式とは異なり、前方における人手掘削または機械掘削と組み合わせれば、掘進装置が地盤中において自ら駆動前進するという機能が実現される。また、前方螺旋牽引装置を組み付けた1セクションのみの掘進装置であっても土中で前進できるという機能をも実現する。掘進装置前方切羽面に対する推力を高めるためには、掘進装置の第1セクション筒状体の後方に螺旋推進装置を備えた複数セクションの掘進装置を接続してもよいし、または掘進装置筒状体外の抵抗増加部材と周囲地盤の嵌入抵抗増加ソケットを組み合わせて推進機構とし、前方螺旋牽引及び筒状体外側螺旋推進からなる自走式掘進装置セットを構成してもよい。これらにより、切羽面前方全体に対する推力が総合的に高まり、後方の人工構築物に支えられないと前進できないという現行の掘進技術には頼る必要がなく、また、これは掘進筒状体外側の人為的抵抗増加に支えられて前進するという自走式掘進技術及び装置とも異なり、さらには、掘進筒状体外側に螺旋推進装置を設置することにより掘進前進するという自走式掘進技術及び装置とも異なる。
2 螺旋牽引装置
3 切刃
4 カッター
5 カッター駆動ギア
6 掘進装置
7 カッター駆動軸
8 仕切り板
9 ベアリング
10 カッター駆動軸継手
11 カッタートルク駆動源
12 螺旋推進装置
13 掘削済みトンネル
14 螺旋牽引装置駆動軸
15 中心駆動ホイール
16 スラストベアリング
17 螺旋牽引装置軸継手
18 螺旋牽引装置トルク駆動源
19 土砂排出口
Claims (10)
- 螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置であって、1セクション以上を有する筒状体を含み、筒状体間は互いに接続しており、第1セクション筒状体前方には筒状体の軸線にそって1以上の螺旋牽引装置が固定されており、前記螺旋牽引装置はそれ自身の軸心を中心として回転し、地盤に回転貫入するための自由端は掘進装置前方の地盤中まで伸び、前記螺旋牽引装置は動力駆動源と接続されており、駆動セクションとしての筒状体の円周方向に螺旋推進装置を対に配置し、螺旋推進装置は回転軸となる横断面が円筒形または多角形の筒状体または棒状体または竿状体とその外周方向に取り巻くネジ山から構成され、前記螺旋推進装置の軸線と筒状体の軸線は平行であり、螺旋推進装置は掘進装置内部または後部のトルク駆動源と接続していることを特徴とする螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
- 前記掘進装置の筒状体間は油圧シリンダーによって接続することを特徴とする、請求項1に記載の螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
- 前記螺旋牽引装置は、外側にネジ山が取り巻き、軸方向の引張り力に耐える中実軸または中空軸、あるいは軸なし螺旋牽引装置、あるいは軸方向引張り力に耐える外ネジ山構造を有する鋼製骨組みとすることを特徴とする、請求項1に記載の螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
- 螺旋機構を駆動して回転させる前記動力駆動源の駆動形式は、1つの駆動源が1つの螺旋牽引装置を回転させる、または1つの駆動源が伝達機構を経由して複数の螺旋牽引装置を回転させるものとすることを特徴とする、請求項1に記載の螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
- 前記螺旋牽引装置のネジ山横断面の歯型形式は、三角形、四角形、台形、鋸歯形、円弧形、円形、多角形のいずれでもよいことを特徴とする、請求項1に記載の螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
- 螺旋牽引装置と第1セクション筒状体は、ラジアルベアリングまたはスラストベアリングによって接続することを特徴とする、請求項1に記載の螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
- 前記螺旋牽引装置は、左、右回転を対にして使用し、前記螺旋牽引装置のネジ山は一条ネジ山または多条ネジ山とすることを特徴とする、請求項1に記載の螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
- 螺旋牽引装置が固定されている筒状体または次の1セクションの筒状体の外側に抵抗増加部材を配置し、前後セクションを連結する油圧装置により掘進機の前セクションを前方に推進し、掘進機前進時の切羽面への圧力を高めることを特徴とする、請求項1に記載の螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
- 前記螺旋推進装置のネジ山全部が掘進装置筒状体外側に伸び出る、またはネジ山の一部が掘進装置筒状体の外側に伸び出ることを特徴とする、請求項1に記載の螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
- 1つの螺旋牽引装置のみを使用する時は、第1セクション筒状体の前方に、地盤切削可能な切羽が配置された回転可能な1つのカッターを備えることを特徴とする、請求項1に記載の螺旋牽引及び推進複合型自走式掘進装置。
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