JP2674606B2 - トンネル内壁面掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はトンネルのコンクリート内壁面等を削り落と
す掘削機に関する。

（従来の技術） 道路、鉄道、水路等のトンネルが老朽化してくると、
トンネル内壁面のコンクリートに浸食、ひび割れ、剥離
等が進行して強度低下をきたし、部分的な崩落、破壊等
の危険が増す。

そこで一般的にはトンネル内壁面がある限度まで劣化
してくると、コンクリート壁の表面をある深さまでハツ
リ落として欠陥部を除去し、新しい高強度のコンクリー
トを吹き付けるなどして補修復元を行っている。

コンクリートの壁面をハツリ落とす作業は、多数の打
撃刃をもつ空圧式の打撃工具を壁面に直角に押し当て、
コンクリート表面を破壊しつつ移動していくハツリ機械
によるか、または手動式のハンドブレーカを用いてい
る。

（発明が解決しようとする課題） ところがこれらの打撃工具を主体としたハツリ作業
は、コンクリート壁面に有害な強い振動を与えるばかり
か、そのハツリ深さも５〜10mm程度で、送り速度も極め
て遅く、非常に能率の悪いものになっていた。

本発明はこのような問題を解決することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、走行用車体に縦設した案内フレーム
に対して、水平方向の軸を中心に回転する旋回座を上下
方向に昇降自在に支持し、旋回座を回転駆動する駆動機
構を設け、旋回座に対して平行支持リンクを介してカッ
ターヘッドを支持し、かつカッターヘッドの回転軸が前
記旋回座の回転軸と平行になるように配置する一方、前
記平行支持リンクの角度を調整する駆動機構を備えた。

（作用） したがって劣化したトンネルのコンクリート内壁面を
削り落とすには、所定の位置まで走行用車体を移動し、
このとき旋回座がトンネル内周面の中心を通る垂直線上
に位置するように調整した後、まずトンネルの内周面と
カッターヘッドの公転半径を一致させるように平行支持
リンクの角度調整を行う。カッターヘッドの公転半径は
旋回座の回転中心からの垂直方向への距離によって決ま
り、トンネル内周面の曲率が大きくなるのにしたがって
平行支持リンクを垂直方向に起こす。

次いで旋回座を案内フレームに沿って、カッターヘッ
ドがトンネル壁面と接触するまで上昇させる。平行支持
リンクで連結されているため、カッターヘッドの回転軸
は旋回座の回転軸と常に平行で、かつ水平方向に向いて
いるため、カッターヘッドの切削面（外周面）はトンネ
ルの内周面と軸方向に平行になる。

この状態でカッターヘッドを回転駆動しながら、旋回
座をゆっくりと回転させていくと、平行支持リンクを腕
にしてカッターヘッドがトンネルの内壁面に沿って公転
していき、所定の掘削深さをもってトンネル内壁面を掘
削することができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図〜第３図に基づいて説明
する。

走行用車体１には４つの油圧駆動の車輪２が取付けら
れる。これら車輪２は４輪油圧駆動で、水路トンネル等
の湾曲した床面Ｇにも対応できるように、各車輪２には
キャバー調整用の油圧ジャッキ３が連結し、車軸を水平
状態から必要に応じて傾斜させられる。走行用車体１の
操向（方向転舵）はハンドルによって車輪２の方向を転
向させるのではなく、クローラ式と同様に、片側車輪ロ
ックによるスキッドステアリング構造となっている。

走行用車体１の前後四隅には垂直方向に伸びる油圧ジ
ャッキからなる床面アウトリガー４が配備され、また前
後両側には水平方向に伸びる油圧ジャッキからなる側面
アウトリガー５が配備される。

車体は水平な旋回台６に支持され、運転席７や後述す
る総ての油圧駆動装置の油圧源となる油圧ユニット９を
載置した設備荷台８が設けられると共に、前方部には門
型の案内フレーム10が縦設される。

この案内フレーム10には旋回駆動油圧モータ11が、油
圧ジャッキ12を介して上下方向にスライドできるように
支持される。油圧モータ11の全面の旋回座13は水平方向
の回転軸を中心に回転し、この旋回座13には平行支持リ
ンク15の基端が回動自由に取付けられる。

平行支持リンク15はいわゆる平行リンクを構成するよ
うに２本の平行な支持アーム15A、15Bからなり、その先
端にカッターヘッド16が取付けられる。平行支持リンク
15には角度調整のため旋回座13に取付けた油圧ジャッキ
17が連結し、この油圧ジャッキ17の伸縮により、平行支
持リンク15は水平位置から垂直位置までの範囲で起立角
度が変化する。

なお、実際には平行支持リンク15は同一形状の左右一
対のものが組み合わされて構成される。

平行支持リンク15の先端に取付けられるカッターヘッ
ド16は、油圧モータ18及び減速機によって回転駆動され
るが、その回転軸は前記旋回座13の回転軸と平行になる
ように、平行支持リンク15によって連結される。

カッターヘッド16はその回転外周に、多数の掘削用ピ
ック20が等間隔で配設され、カッターヘッド16の回転に
伴い次々に被掘削面を掘削していく。

なお、この実施例ではカッターヘッド16の両サイドに
位置してウォータジェットノズル21がノズルホルダ22を
介して対設され、掘削時に掘削面に向けて高圧水を噴射
するようになっている。

以上のように構成され、次に作用について説明する。

劣化したトンネルのコンクリート内壁面Ｗを削り落と
すために、まず所定の位置まで走行用車体１を移動し、
このとき旋回座13がトンネル内周面の中心を通る垂直線
上に位置するように調整した後、床面アウトリガー４を
伸ばすと共に、左右の側面アウトリガー５を伸ばして突
っ張り、掘削時の掘削反力により車体が揺れ動くことの
ないように、走行用車体１をしっかりとトンネルの内部
に固定する。

なお、走行用車体１の走行時に、トンネルの床面Ｇが
図示するように湾曲しているときは、これに合わせて車
輪２のキャンバー角を調整しておくことにより、円滑な
走行性能を得る。

次ぎに、トンネルの内壁面Ｗの内周面半径と、カッタ
ーヘッド16の公転半径を一致させるように油圧ジャッキ
17を介して平行支持リンク15の角度調整を行う。カッタ
ーヘッド16の公転半径は旋回座13の回転中心からの垂直
方向への距離によって決まり、トンネル内周面の曲率が
大きくなるのにしたがって平行支持リンク15を垂直方向
に起こして公転半径を大きくする。

ついで油圧モータ11の旋回座13を案内フレーム10に沿
って、カッターヘッド16がトンネル内壁面Ｗと接触する
まで上昇させる。

ところでカッターヘッド16は平行支持リンク15で連結
されているため、カッターヘッド16の回転軸は旋回座13
の回転軸と常に平行で、かつ水平方向に向いているた
め、カッターヘッド16の切削面（外周面）はトンネルの
内周面と軸方向に平行になり、したがって掘削切り込み
量を一定に保つことができる。

この状態でカッターヘッド16を油圧モータ18によって
回転駆動しながら、油圧モータ11の旋回座13をゆっくり
と回転させていくと、平行支持リンク15を腕にしてカッ
ターヘッド16がトンネルの内周面に沿って公転してい
き、これにより掘削用ピック20が所定の掘削深さをもっ
てトンネル内壁面Ｗを均一的に掘削できる。

なお、掘削時にウォータジェットノズル21から掘削面
に噴射される高圧水により、粉じんの飛散防止と掘削用
ピック20の冷却が図れる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、平行支持リンクでトン
ネル内周面と軸方向に平行になるように支持されたカッ
ターヘッドを、平行支持リンクを介してトンネル内周面
に沿って公転させられるようにしたので、トンネルの内
壁面を均一的な深さでもって極めて効率的に掘削するこ
とができ、しかも、回転するカッターによる掘削のた
め、トンネルのコンクリート壁面に有害な強い振動を与
えることもなく、また作業の安全性も増す。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は側面図、
第２図は正面図、第３図はカッターヘッドの一部拡大図
である。 １……走行用車体、２……車輪、4,5……アウトリガ
ー、10……案内フレーム、11……旋回油圧モータ、13…
…旋回座、15……平行支持リンク、16……カッターヘッ
ド、20……掘削用ピック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−18000（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−216000（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行用車体に縦設した案内フレームに対し
   て、水平方向の軸を中心に回転する旋回座を上下方向に
   昇降自在に支持し、旋回座を回転駆動する駆動機構を設
   け、旋回座に対して平行支持リンクを介してカッターヘ
   ッドを支持し、かつカッターヘッドの回転軸が前記旋回
   座の回転軸と平行になるように配置する一方、前記平行
   支持リンクの角度を調整する駆動機構を備えたことを特
   徴とするトンネル内壁面掘削機。