JP2829795B2 - 油圧ユニット分離型立坑掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、岩盤に大口径・大深
度の立坑を掘削する油圧ユニット分離型立坑掘削機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】立坑を掘削する機械として、空圧式ない
し油圧式の穿孔機を搭載したアンブレラジャンボや、ク
ローラないしホイール形式のドリルマシンやレッグドリ
ルなどがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで空圧式の穿孔
機を搭載したアンブレラジャンボは、穿孔速度が遅い。
油圧式の穿孔機を搭載したものは、空圧式に比較し、穿
孔速度は早い。しかし掘削機として本体の構成が大き
く、かつ製作費がきわめて高い。また、クローラないし
ホイール形式のドリルマシン、別称クローラないしホイ
ールジャンボと呼ばれる掘削機は、いわゆる自走式であ
るため、機動性に優れ、しかも前記アンブレラジャンボ
に比較し、製作費は安い。しかし、アンブレラジャンボ
と同様本体の構成が大型であるため、立坑掘進のように
作業現場が制約の多い場所で使用する掘削機としては、
掘削作業の効率性に問題がある。特に大口径、大深度の
立坑掘進となると、その問題点は顕著となる。他方、レ
ッグドリルは、周知のように小断面の立坑掘進に最も普
及されている機種である。しかし穿孔速度が遅いという
難点がある。そこで、それをカバーする手段として大口
径、大深度の立坑掘進を行う場合には、その台数を増す
ことにより対処するようにしている。ところが、台数を
増やし、長時間の掘進作業を行うと、それにともなって
発生する粉塵を含むエヤーミストによる作業環境の汚染
と、さらには振動による作業者の健康への影響といった
問題点がある。

【０００４】いずれにしても、これら従来の機種による
大口径、大深度の立坑掘進には、以上指摘したような問
題点があり、経済性、効率性、安全性を備えた大口径、
大深度の立坑掘削機の開発が要請されている。特に大型
の地下構築物の建設が普及されるにつれ、その要請は大
きい。この発明は、このような要請に対応できる立坑掘
削機を提供することを目的として開発したものである。
特に開発にあたって配慮した点は、製作費の経済性、す
なわち製作費が安いこと、しかも大口径、大深度の立坑
掘削に適合した立坑専用の掘削機であることを狙いとし
た。具体的には、まず既存の大型掘削機、例えばドリフ
タ、すなわち穿孔ユニットを搭載した油圧式の２ブーム
ホイールジャンボのような大型掘削機の前記穿孔ユニッ
トの２組みを車台から分離し、これを転用できるように
配慮した。他方、掘削すべき立坑の切羽に設置する特殊
な作業架台を設けた。そして、これに前記分離した２組
みの穿孔ユニットを搭載装備させ、それぞれの穿孔ユニ
ットを作動させるための油圧ユニットは、前記既存大型
掘削機の油圧ユニットを利用するように構成することに
より、立坑専用の掘削機としての経済性と機能性を備え
た油圧ユニット分離型立坑掘削機を提供することができ
るように配慮したことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下、この目的を達成す
る手段として、この発明がとった構成を具体的に説明す
る。まず、この発明は、ガイドセルにドリフタを装備さ
せた穿孔ユニットの２組みと、立坑切羽に設置する作業
架台との主要部材をもって構成したものである。特に立
坑切羽に設置する特殊な作業架台に対し、前記２組みの
穿孔ユニットを垂直方向と水平方向との穿孔作業ができ
るようにして搭載装備させたことにある。そこで、前記
作業架台には、水平状態で旋回移動させることのできる
２本の旋回アームを上下位置に配備した。そして、さら
にこの旋回アームは、それぞれ水平方向の張り出し長さ
を調節することができる構成とした。ついで、前記２組
みの穿孔ユニットのうち１組みは、その穿孔ユニットに
おけるガイドセルを介して、前記作業架台における１つ
の旋回アームの先端部に、ドリフタが垂直方向下向きに
作動することができるようにして装備させた。もう１組
みの穿孔ユニットは、同じくその穿孔ユニットにおける
ガイドセルを介して、前記作業架台のもう１つの旋回ア
ームの先端部に、ドリフタが水平方向外向きと垂直方向
下向きに作動することができるようにして搭載装備させ
た。そして、それぞれの穿孔ユニットは、地上に配備し
た油圧ユニット、具体的には、既存のホイールジャンボ
等の車台に装備されている油圧ユニットに接続した構成
としたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】以上のように、この発明は構成しているため、
１組みの穿孔ユニットでは、立坑の切羽面、具体的には
立坑の底面に相当する位置に、垂直方向の穿孔が可能で
ある。もう１組みの穿孔ユニットは、立坑の周壁面に相
当する切羽面に水平方向の穿孔が可能である。しかも、
それぞれの穿孔ユニットは、作業架台まわりに旋回移動
させることができ、しかも作業架台より張り出し長さを
調節できる旋回アームの先端部にそれぞれ装備させてい
るため、この機能を利用して旋回アームの角度と、張り
出し長さとを適宜調整し、しかるのち作業架台側に固定
させ、その状態でそれぞれの穿孔ユニットを作動させる
と、作業架台を中心として、立坑の底面に相当する切羽
面と、周壁面に相当する切羽面に、それぞれ所定の間隔
をもって穿孔作業を施すことが可能である。したがっ
て、所定間隔、所定深さの穿孔作業ののち、各穿孔に爆
薬を充てんし、いわゆる爆破掘削を行えば、効率的な立
坑掘進が可能である。

【０００７】

【実施例】さらに図面に示す実施例に基づいて、この発
明による立坑掘削機の構成・作用を具体的に説明する。
図１は、この発明による立坑掘削機により、深度約４０
ｍの地下に構築された隧道に、口径約７×５ｍの立坑を
掘削している状態を示す縦断面図である。まず、この発
明による立坑掘削機は、すでに説明したように、既存の
大型掘削機より分離した２組みの穿孔ユニット１０と、
立坑の切羽面に設置する作業架台２０の主要部材をもっ
て構成したことを特徴とするものである。そこで、この
実施例で前記２組みの穿孔ユニット１０は、図１で示す
通称２ブームホイールジャンボＡと呼ばれている大型掘
削機に搭載されているものを転用した。また、この２ブ
ームホイールジャンボＡには、作動油圧源となる油圧ユ
ニットＡＯと、穿孔ユニット１０等の操作制御装置ＡＣ
も装備されているので、これらの油圧ユニットＡＯおよ
び、操作制御装置ＡＣも、この発明による立坑掘削機の
作動油圧源とし、また操作制御装置として、それぞれ利
用するようにした。図２は、前記２ブームホイールジャ
ンボＡより取り外し転用する穿孔ユニット１０を垂直状
態にして示す側面図である。図示の通り、ドリフタ１１
と、そのガイドセル１２と、ロッド１３およびビット１
４の主要部材をもって構成され、ドリフタ１１に対し作
動油圧を送り込むための油圧ホース１５と、そのホース
リール機構１６が附帯的に装備された回転・打撃式のも
のである。

【０００８】次に立坑の切羽面に設置する作業架台２０
は、図１で示すように４脚式架台をもって構成してい
る。そして、この作業架台２０上に、それぞれ２本の旋
回アームホルダ２１および２１を上下に、かつ水平状態
にして多段的に配備し、それぞれの旋回アームホルダ２
１および２１に、さらに旋回アーム２２および２２を水
平状態で保持させている。しかも、この旋回アーム２２
および２２は、それぞれの張り出し長さを調節できるよ
うにして前記旋回アームホルダ２１および２１に保持さ
せている。図１で言えば、下段の旋回アームホルダ２１
に保持させた旋回アーム２２は、その左側端部を旋回ア
ームホルダ２１から左側方向に張り出し、その長さを調
節自在にして保持させている。他方、上段の旋回アーム
ホルダ２１に保持させた旋回アーム２２は、逆に右側端
部を右側方向に張り出し、その長さを調節できるように
して保持させている。ついで、各旋回アーム２２および
２２の先端部に、前記図２で示した穿孔ユニット１０の
２組みをそれぞれ取り付けている。すなわち図１で示す
左側に張り出した旋回アーム２２の左側端部には、穿孔
ユニット１０におけるガイドセル１２を介して、垂直方
向に取り付け、ドリフタ１１により、切羽面に対し垂直
方向下向きの穿孔作業ができるようにして装備させてい
る。一方、右側に張り出した旋回アーム２２の右側端部
に、もう１組みの穿孔ユニット１０を、前記同様ガイド
セル１２を介して水平方向に取り付け、ドリフタ１１に
より切羽の周壁面に対し、水平方向の穿孔作業ができる
ようにして装備させている。

【０００９】図３は、前記穿孔ユニット１０の２組みを
作業架台２０に装備させた、いわゆる本発明の立坑掘削
機の全体構成を示す側面図であり、図４はその平面図で
ある。作業架台２０は、すでに説明したように４脚式架
台をもって構成し、その上に、図３で示すように旋回ア
ームホルダ２１および２１を上下位置に多段的に装備さ
せ、この上下旋回アームホルダ２１および２１に旋回ア
ーム２２および２２を差し込み形式で保持させている。
そして双方の旋回アーム２２および２２を旋回移動させ
るための手段としては、同じく図３で示すように、作業
架台２０上に回転盤２３を設け、この回転盤２３上に前
記旋回アームホルダ２１および２１を配備させ、この旋
回アームホルダ２１および２１をそれぞれ回動させるこ
とによって行うように構成している。すなわち回転盤２
３の中心に支軸２４を立設し、この支軸２４のまわりに
沿って回転移動させることができる構成としている。実
施例では上下の旋回アームホルダ２１および２１が自由
に移動出来るようになっている。旋回アームホルダ２１
および２１は、いずれも断面形状が四辺形を呈する構造
用形鋼をもって構成し、旋回アーム２２および２２も、
旋回アームホルダ２１および２１に差し込み方式で組み
付け保持させることができるよう、同様な形状を呈する
形鋼をもって構成している。

【００１０】旋回アーム２２および２２の張り出し長さ
を調整し、固定させる手段としては、図面上には表示し
ていないが、旋回アーム２２および２２側と旋回アーム
ホルダ２１および２１側とに、油圧シリンダーを組み込
み、この油圧シリンダーによって調節し、固定させるこ
とができるような構成としている。また、前記作業架台
に対する旋回アーム２２および２２の固定手段について
は、図面上には表示していないが、ドリフターによっ
て、水平方向外向きの削孔を行う時に、作業架台２０上
の回転盤２３に設けたロックピンの差し込み孔に、ロッ
クピンを差し込んでロックし、固定させるように構成し
ている。なお、ロックピンの差し込み孔は、回転盤２３
に一定のピッチで穿孔してある。

【００１１】次に旋回アーム２２および２２の先端部に
対する２組みの穿孔ユニット１０および１０は、次のよ
うな要領で取り付けている。すなわち図３および図４で
示すように、左側に張り出した旋回アーム２２の先端部
に、１組みの穿孔ユニット１０をそのドリフタ１１が垂
直方向下向きに作動できるようにして取り付け、他方、
もう１組みの穿孔ユニット１０は、図３で示す右側に張
り出した旋回アーム２２の先端部に取り付けている。す
なわち図４の平面図で示すように、穿孔ユニット１０に
おけるドリフタ１１が水平方向外向きに作動できるよう
にして取り付けている。なお、３０は、旋回アーム２２
に対する穿孔ユニット１０の取り付け用ボルトであり、
３１は双方の取り付け部における穿孔ユニット１０と旋
回アーム２２とを直交状態に保持させておくためのター
ンバックル式連結具である。

【００１２】本発明は、以上実施例を通して説明したよ
うに構成しているため、掘削作業にあたっては、すでに
図１で示したように、立坑の掘削切羽面に、本機を設定
する。そして搭載した２組みの穿孔ユニット１０および
１０に、それぞれ地上側の油圧ユニットＡＯから作動油
圧を送り込む油圧ホース１５を接続し、操作制御装置Ａ
Ｃを用いて掘進作業を行う。なお図１で示す掘進現場
は、地下約４０ｍに設けた隧道に、口径約７×５ｍの立
坑を掘進するものであるため、あらかじめ立坑の中心に
当る位置に直径約１．６ｍの先掘孔を穿孔し、本機によ
る掘進にともなって発生するズリを、この先掘孔より隧
道に落し込み、ズリ運搬車にて外部へ搬出するようにし
ている。

【００１３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、既存の
大型掘削機に搭載装備された穿孔ユニットを、立坑掘削
の切羽面に設定する特殊構造の作業架台に移設し、立坑
掘削の専用機に構成したものであるため、次のような効
果を発揮することができる。 (1) 立坑専用の大型掘削機としての製作費が低額に納ま
る。すなわち、もっぱらトンネル掘削等の水平坑の掘削
に使用される大型ホイールジャンボの穿孔ユニットを必
要に応じて取り外し、分離して使用できるので、製作費
が安上りとなる。 (2) 穿孔ユニットを搭載装備させる作業架台の構造も、
その台上に２本の旋回アームを組み付け、それぞれを作
業架台まわりに旋回移動させ、かつ、その張り出し長さ
を調節できるようにして組み付け、きわめて単純な構造
に構成しているため、前記 (1)の効果とあいまって、立
坑掘削専用機としての製作コストは、きわめて経済的で
ある。 (3) ２本の旋回アームの先端部に、それぞれ取り付けた
穿孔ユニットによって、立坑切羽面の垂直方向下面と、
周壁面の水平方向との両面に、それぞれ穿孔作業を施
し、掘進作業を行うものであるため、その掘進作業の効
率性が高く、しかも掘削精度を高く保持することができ
る。 (4) 作業架台よりの旋回アームの張り出し長さを調節自
在な構成としているため、掘削すべき立坑の断面形状、
そのサイズに対して対応性が大きい。 (5) 作動油圧源となる油圧ユニットおよび操作制御装置
とを分離し、作業架台および穿孔ユニットとの組み合わ
せよりなる本機のみを立坑内に納め、しかも作業架台ま
わりに穿孔ユニットを旋回させて、垂直方向の穿孔と、
水平方向の穿孔とを適宜平行させて掘進作業を推進して
行くことができるため、立坑掘削機としての機能性およ
び効率性を充分発揮させることができる。

【００１４】

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明による油圧ユニット分離型立坑掘削機の
実施例を示す。

【図１】油圧ユニット分離型立坑掘削機により地下約４
０ｍに設けた隧道に、口径約７×５ｍの立坑を掘進して
いる状態を示す側面図。

【図２】穿孔ユニットを垂直方向にして示す側面図。

【図３】（この図は横長に表示している）油圧ユニット
分離型立坑掘削機の機構を示す側面図である。

【図４】（この図は横長に表示している）図３の平面図
である。

【符号の説明】

１０ 穿孔ユニット １１ ドリフタ １２ ガイドセル １３ ロッド １４ ビット １５ 油圧ホース １６ ホースリール機構 ２０ 作業架台（４脚式架台） ２１ 旋回アームホルダ ２２ 旋回アーム ２３ 回転盤 ２４ 支軸 Ａ 既存の２ブームホイルジャンボ ＡＯ 油圧ユニット ＡＣ 操作制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立坑切羽に設置する作業架台と、穿孔ユニ
   ットの２組みからなる油圧ユニット分離型立坑掘削機で
   あって、 前記作業架台には、水平状態で旋回移動させ
   ることができ、かつ水平方向の張り出し長さを調節する
   ことができる２本の旋回アームを装備し、前記２組みの
   穿孔ユニットのうち１組みは、前記作業架台に装備させ
   た旋回アームの先端部に、ドリフタが垂直方向下向きに
   作動することができるようにして取り付け、もう１組み
   の穿孔ユニットは、同じく前記作業架台に装備したもう
   １つの旋回アームの先端部に、ドリフタが水平方向外向
   きと垂直方向下向きに作動することができるようにして
   取り付け、穿孔ユニットには、地上に配備した油圧ユニ
   ットを接続させた構成としたことを特徴とする油圧ユニ
   ット分離型立坑掘削機。