JP3210747B2 - ずり積込方法及びずり積込機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトンネル掘削時に利用さ
れるずり積込方法及びずり積込機に係り、先端に掘削バ
ケットを備えた２連のブームを枢着したブーム支持フレ
ームと、先端にブレーカなどが着脱可能に装着できる３
連のブームを上下方向に回動可能に配設した平行リンク
とが自走式クローラ上の基台の両側に装備されており、
前記掘削バケットと、ブレーカなどによってずりの掘削
掻き寄せ作業と同時並行して、掘削面の掘削作業、ルー
フボルト用の穿孔作業、壁面のコンクリート吹付作業な
どを選択して行うことができるずり積込方法及びずり積
込機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のブレーカ付きずり積込機は図３お
よび図４に示すように、自走式クローラ１の上に基台２
を設け、この基台２の中央部にコンベア３を傾動可能に
枢着し、このコンベア３の前半部をまたぐようにして基
台２前部に門型のブーム支持枠４が固設されている。そ
してこのブーム支持枠４には後ブーム５の支持ブラケッ
ト６が水平方向に旋回可能に垂直ピン７によって取付け
られており、この後ブーム５は支持ブラケット６に対し
てシリンダ８によって上下方向に揺動可能であり、さら
にこの後ブーム５の先端には前ブーム９がシリンダ１０
によって上下方向に揺動可能に枢着されている。また、
この前ブーム９の先端にはバケット１１が枢着され、さ
らにこのバケット１１はリンク１２を介してシリンダ１
３によって上下方向に首振り運動できるものである。さ
らに、前ブーム９にブレーカＡが取付けられている。ま
た、前記基台２に傾動可能に枢着されたコンベア３の側
方には運転室１４、エンジン駆動油圧ユニット１５、モ
ータ駆動油圧ユニット１６などが配置されている。な
お、符号１７はずり運搬用トラック、符号２５はケーブ
ルリールを示している。

【０００３】また、特開平２−１２５０３０号公報に記
載された掘削積込機は、先端にカッタを具えた前ブーム
の後端を後ブームの前端に枢支すると共に、このブーム
部１０は本体１に設けた支持体の支点３０を中心として
水平方向と垂直方向の角度変位自在とし、前ブームと後
ブームとの間に可動トラフを設け、前ブームに配した従
動車と後ブームに配した駆動車とに亘り無端回動チェン
スクレーパを設け、互いに直状とした前ブームと後アー
ムのそれぞれの搬送案内面と可動トラフの案内面と連続
延長状面とするとともに、この連続延長状面に沿って走
行する無端回動チェンスクレーパの上走部により掘削物
を後方移送自在とし、前ブームを後ブームに対し上向き
折曲し無端回動チェンスクレーパの上走部と、前ブー
ム、後ブームのそれぞれの搬送案内面と関係位置を側方
から視て三角形の各辺に沿うようにするとともに可動ト
ラフを下向き傾動させて掘削物を後方移送不能とする掘
削搬送機構を車体に設けたことを特徴としており、この
公報に記載された掘削積込機では、前ブームを折曲して
チェンスクレーパの上走部と、前ブーム、後ブームの搬
送案内面との関係位置を側方からみて三角形の各辺に沿
うように形成させて、可動トラフを傾動させれば前ブー
ムの搬送案内面への掘削物移乗は不能となり、掘削積込
機の後方に一時的に鉱車等がない場合でも掘削を継続し
て行うことができるようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
３および図４に示した従来のブレーカ付きずり積込機
は、基台２の中央部に傾動可能に枢着したコンベア３の
前半部をまたぐようにして基台２前部に後ブーム５の支
持ブラケット６が垂直ピン７によって取付けられた門型
のブーム支持枠４が、固設されているためバケット１１
によって掘削、掻き寄せられた土砂がコンベア３に載せ
られて後方に運ばれる際に、その土砂中に大きい礫や未
破砕の大塊などが混在していると、これらの大塊が上記
門型のブーム支持枠４の中を通過できずにブーム支持枠
４にひっかかり、そのためコンベア３による土砂の後方
移送が円滑にできなくなるという問題があったり、さら
に前記後ブーム５の支持ブラケット６やその垂直ピン
７、場合によっては門型のブーム支持枠４までも破損し
てしまい積込作業が不可能となる危険があった。

【０００５】また、このような状態になるとその大塊な
どが、コンベアに例えばベルトコンベアを使用している
場合には、ベルトを擦ってベルトを損傷させて使用不能
にしたり、また掻き板つきチェーンコンベアの場合に
は、チェーン破断の原因にもなって土砂の後方への円滑
な移送ができなくなるという欠点があった。さらに、前
ブーム９にブレーカＡが取付けられているためバケット
１１によるずりの掘削掻き寄せ作業とブレーカＡによる
壁面掘削作業とが同時に並行して行うことができないと
いう欠点があった。

【０００６】また、前記特開平２−１２５０３０号公報
に記載された掘削積込機においても、ブーム部１０が本
体１に設けた支持体の支点３０を中心として水平方向と
垂直方向の角度変位自在としているため、この掘削積込
機においてもカッタドラム７によって掘削され、その土
砂がチェーンスクレーパ１６によってコンベア５に載せ
られて後方に運ばれる際に、その土砂中に含まれている
大きい礫や未破砕の大塊などが本体１に設けた支持体に
ひっかかり、前記従来の積込機と同様にコンベア５によ
る土砂の後方への移送が円滑にできなくなるという問題
があったり、本体１に設けたブーム部１０の支点３０を
破損してしまい積込作業が不可能となる危険があった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、簡単な構造で、自走式クローラ上の一側にブーム
支持フレームを装備し、掘削バケットなどをコンベア装
置の外側上に旋回退避させて大きい礫や未破砕の大塊な
どが含まれた土砂でも円滑に後方への移送させるととも
に、他側には先端にブレーカなどが着脱可能に装着でき
る３連のブームを装備させることにより、ずりの掘削掻
き寄せ作業と同時並行して、掘削面の掘削作業、ルーフ
ボルト用の穿孔作業、壁面のコンクリート吹付作業など
を選択して行うことができるずり積込方法及びずり積込
機を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するための、自走式クローラ上の基台に傾動自在にコ
ンベア装置を装着したずり積込機を利用して行うずり積
込方法において、ブーム支持フレームを前記基台の一側
にその基端部を中心として水平方向に旋回自在に装備
し、先端に掘削バケットを備えた２連のブームを前記ブ
ーム支持フレームの先端部に水平方向に旋回自在に装備
し、さらに前記ブーム支持フレームの先端部を、前記コ
ンベア装置上方位置と前記コンベア装置外側上方位置と
に位置変更可能とするとともに、前記基台の他側には前
後方向に揺動可能に装備した平行リンクに、先端にブレ
ーカなどが着脱可能に装着できる３連のブームを上下方
向に回動可能に配設したずり積込機を利用して、前記掘
削バケットとブレーカなどとによってずりの掘削掻き寄
せ作業と掘削面の掘削作業などとを同時並行して行うこ
とを特徴としたずり積込方法であり、また自走式クロー
ラ上の基台に傾動自在にコンベア装置が装着されたずり
積込機において、ブーム支持フレームが、前記基台の一
側にその基端部を中心として水平方向に旋回自在に装備
され、先端に掘削バケットを備えた２連のブームが、前
記ブーム支持フレームの先端部に水平方向に旋回自在に
装備され、前記ブーム支持フレームの先端部は、前記コ
ンベア装置上方位置と前記コンベア装置外側上方位置と
に位置変更可能とされるとともに、前記基台の他側に前
後方向に揺動可能に装備した平行リンクに、先端にブレ
ーカなどが着脱可能に装着できる３連のブームを上下方
向に回動可能に配設したことを特徴とするずり積込機で
ある。

【０００９】

【作用】次に、本発明の作用を説明すると、掘削現場に
自走式クローラによってずり積込機を移動させ、基台上
のコンベア装置を所定角度に傾動配置させた後、その基
台の一側に水平方向に旋回可能に装備したブーム支持フ
レームをブームオープンシリンダによってブームオープ
ン旋回ピンを介して水平に旋回させて、基台上のコンベ
ア装置上方に位置させ、さらに前記ブーム支持フレーム
先端のバケット旋回ピンを介してブーム左右揺動シリン
ダによって先端に掘削バケットを備えた２連のブームを
所定の掘削位置に移動配置させる。また同時に、他側に
前後方向に揺動可能に装備した平行リンクを前方に揺動
させて先端にブレーカなどが着脱可能に装着された３連
のブームを取付けた水平フレームを前進させ、３連のブ
ームに取付けた複数の駆動シリンダによってブーム先端
のブレーカなどを所定の掘削位置に移動配置させる。

【００１０】このようにして、一側に設けたずり積込機
の掘削バケットを掘削位置に移動させてから掘削掻き寄
せ作業を開始すると同時に、これと並行して他側に配設
されたブレーカなどによる掘削面の掘削作業、ルーフボ
ルト用の穿孔作業、壁面のコンクリート吹付作業などを
選択して行うことができる。上記掘削掻き寄せ作業は２
連のブームに装備した複数の駆動シリンダ及びブーム左
右揺動シリンダを駆動することによって掘削バケットを
上下、前後、左右に移動させて行う。このように掘削さ
れた土砂は掘削バケットによって傾斜したコンベア装置
の先端部に掻き寄せられコンベア装置によってその後方
に配置された土砂運搬用トラックに積み込まれる。ま
た、上記の掘削面の穿孔作業、ルーフボルト用の穿孔作
業、壁面のコンクリート吹付作業などを行う際にも、掘
削された土砂は掘削バケットによってコンベア装置の先
端部に掻き寄せられ土砂運搬用トラックへの積み込み作
業は中断されることなく継続される。

【００１１】一方、上記した掘削積込作業中に掘削土砂
の中に大きい礫や未破砕の大塊などが混在している場合
には、前記ブームオープンシリンダによってブーム支持
フレームをブームオープン旋回ピンを介して水平に旋回
させ、先端に掘削バケットを備えた２連のブームと共に
ブーム支持フレームをコンベア装置の外側上方に迅速に
旋回退避させることができるから、土砂中に大きい礫や
未破砕の大塊などが含まれていてもコンベア装置により
円滑に後方へ移送し、土砂運搬用トラックに積み込むこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照し
て説明する。図１は本実施例の平面図、図２はその側面
図である。なお、図において先に説明した従来のずり積
込機の部分と同一もしくは同等の部分については同一の
符号を付して詳しい説明は省略する。本実施例は、図１
および図２に示すように自走式クローラ１の上に基台２
を設け、この基台２の中央部にコンベア３を傾動自在に
枢着する一方、このコンベア３の前半部の側方におい
て、基台２に垂直方向に立設したブームオープン旋回ピ
ン１８に、その基部に基部突片２０が突設されたブーム
支持フレーム１９が水平方向に旋回自在に枢着されてい
る。そして、このブーム支持フレーム１９の基部突片２
０と基台２との間には、ブームオープンシリンダ２１が
介装されている。これにより、ブーム支持フレーム１９
は、ブームオープンシリンダ２１の駆動により、ブーム
オープン旋回ピン１８廻りに旋回し、ブーム支持フレー
ム１９の先端部が、コンベア中央部上方位置あるいはコ
ンベア外側上方位置に臨むものである。 他方、後ブーム
５を支持する支持ブラケット２２は、ブーム支持フレー
ム１９の先端部にバケット旋回ピン２３によって水平方
向に回転自在に枢着され、また後ブーム５は、このブー
ム支持フレーム１９に水平軸を介して連結されている。
そして、前記ブーム支持フレーム１９の基部突片２０と
この後ブーム５を支持する支持ブラケット２２との間に
は、ブーム左右揺動シリンダ２４が介装されている。こ
れにより、後ブーム５はブーム左右揺動シリンダ２４の
駆動により、バケット旋回ピン２３廻りに左右方向に回
動し、バケットの左右方向の掘削位置を変更するもので
ある。

【００１３】そして、この後ブーム５は支持ブラケット
２２に対してシリンダ８によって上下方向に揺動可能で
あり、この後ブーム５の先端には前ブーム９がシリンダ
１０によって上下方向に揺動可能に枢着されている。ま
たこの前ブーム９の先端にはバケット１１が枢着され、
さらにこのバケット１１はリンク１２を介してシリンダ
１３によって上下方向に首振り運動できるものである。
また、前記基台２に傾動可能に枢着されたコンベア３に
対してブームオープン旋回ピン１８を設けた側の基台に
は運転室１４、エンジン駆動油圧ユニット１５、モータ
駆動油圧ユニット１６などが配置されている。なお、符
号１７はずり運搬用トラック、符号２５はケーブルリー
ルを示している。

【００１４】一方、上記ブームオープン旋回ピン１８を
設けた反対側の基台２には一対の平行リンク２６を回動
可能に配設し、これらの上端はそれぞれ水平フレーム２
７に枢着されており、この平行リンク２６は駆動シリン
ダ２８により前後方向に揺動可能になっている。上記水
平フレーム２７には旋回駆動ユニット２９により旋回可
能な横旋回フレーム３０が設けられ、この横旋回フレー
ム３０には３連ブームの第３ブーム３１を支持する支持
ブラケット３２が固定されており、この第３ブーム３１
の前方には第２ブーム３３および第１ブーム３４が枢着
されていて、それぞれシリンダ３５，３６，３７，３８
によって上下方向に揺動可能である。そして第１ブーム
３４の先端部にはリンク３９を介してブレーカ４０など
の装着部４１が取付けられている。この装着部４１には
ブレーカ４０、穿孔機、ルーフボルト穿孔機、コンクリ
ート吹付ノズルなどを着脱可能に装着することができ
る。

【００１５】本実施例の動作について説明すると、自走
式クローラ１によって掘削現場に本実施例のずり積込機
を移動させ、それから基台２上のコンベア３を図示しな
いシリンダによって所定角度に傾動配置する。その後、
コンベア３の前半部の側方において基台２に垂直方向に
立設したブームオープン旋回ピン１８に旋回可能に取付
けたブーム支持フレーム１９をブームオープンシリンダ
２１を駆動させてブーム支持フレーム１９の先端部をコ
ンベア３の中央部上まで水平方向に旋回させて、さらに
ブーム左右揺動シリンダ２４を駆動させてバケット旋回
ピン２３を介して後ブーム５の支持ブラケット２２を回
動させ、ブーム５，９先端の掘削バケット１１を所定の
掘削位置に移動配置させる。一方、基台２の他側に前後
方向に揺動可能に装備した平行リンク２６をシリンダ２
８によって前方に揺動させて、３連ブームの先端装着部
４１に装着されたブレーカ４０を取付けた水平フレーム
２７を前進させ、３連のブーム３１，３３，３４に取付
けた駆動シリンダ３５，３６，３７，３８によってブー
ムを操作し、先端のブレーカを所定の掘削位置に移動配
置させる。なお、必要に応じてブレーカの代わりに穿孔
機、ルーフボルト穿孔機、コンクリート吹付ノズルなど
を先端装着部４１に装着できる。

【００１６】このようにして、本実施例の基台２の一側
に設けた掘削バケット１１を掘削位置に移動させてから
掘削掻き寄せ作業を開始すると同時に、これと並行して
基台２の他側に配設された３連ブームを駆動シリンダ３
５，３６，３７，３８によって操作して、その先端のブ
レーカ４０などによる掘削面の掘削作業、ルーフボルト
用の穿孔作業、壁面のコンクリート吹付作業などを選択
して行うことができる。したがって、ブレーカなどによ
る掘削面の掘削作業と同時に掘削ずりの掘削掻き寄せ作
業はブーム５，９に装備した複数の駆動シリンダ８，１
０，１３，２４によって掘削バケット１１を上下、左右
に移動させて行ない、掘削バケット１１によって掘削さ
れた土砂は傾斜したコンベア３の先端部に掻き寄せら
れ、その後方に配置させ土砂運搬用トラック１７に積み
込まれる。

【００１７】そして、上記掘削積込作業中に掘削土砂の
中に大きい礫や未破砕の大塊などが混在している場合に
は、前記ブームオープンシリンダ２１のみを駆動するこ
とによって、ブーム支持フレーム１９を、ブームオープ
ン旋回ピン１８廻りに、２連のブーム５，９をブーム支
持フレーム１９上で回動させることなく、水平に図１の
矢印方向に迅速にコンベア３の外側上方に旋回退避させ
たり、または必要に応じて、ブームオープンシリンダ２
１とともにブーム左右揺動シリンダ２４をも駆動して、
２連のブーム５，９をブーム支持フレーム１９上でこの
実施例で右方向に回動退避させながらブーム支持フレー
ム１９をコンベア３の外側上方に旋回退避させて、コン
ベア上の土砂に混入した大きい礫や未破砕の大塊などを
安全に後方へ移送し、土砂運搬用トラックに積み込む。

【００１８】したがって、本実施例によれば、ずり掘削
積込作業中に掘削土砂の中に大きい礫や未破砕の大塊な
どが混在している場合でも、先端に掘削バケット１１を
備えた２連のブーム５，９と共にブーム支持フレーム１
９を矢印方向に旋回し、コンベア３の外側上方に迅速に
旋回退避させることができるので、掘削面の掘削作業、
ルーフボルト用の穿孔作業、壁面のコンクリート吹付作
業などを行う際にも、掘削された土砂は掘削バケットに
よってコンベア３の先端部に掻き寄せられ土砂運搬用ト
ラックへの積み込み作業は中断されることなく継続され
る。なお、本実施例では２連のブームと３連のブームに
よって説明したが、ブームはこれに限るものではなく、
また本発明の趣旨の範囲内ならばコンベア、掘削バケッ
ト、ブレーカ、掘削機、穿孔機、ルーフボルト穿孔機、
コンクリート吹付ノズルなどに限定されるものではな
い。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
台の一側に装備したブーム支持フレームに先端に掘削バ
ケットを備えた２連のブームを水平方向に旋回可能に配
設し、他側には前後方向に揺動可能に装備した平行リン
クに先端にブレーカなどを着脱可能に取付けた３連ブー
ムを上下方向に回動可能に配設したから、ずりの掘削掻
き寄せ作業を行うと同時に、これと並行してブレーカな
どによる掘削面の掘削作業、穿孔作業、ルーフボルト用
の穿孔作業、壁面のコンクリート吹付作業などを選択し
て行うことができ、トンネル掘削施工作業の効率が大幅
に向上する。

【００２０】また、ブーム支持フレームを、基台の一側
にその基端部を中心として水平方向に旋回自在に装備す
るとともに、先端に掘削バケットを備えた２連のブーム
を、前記ブーム支持フレームの先端部に水平方向に旋回
自在に装備し、前記ブーム支持フレームの先端部は、前
記コンベア装置上方位置と前記コンベア装置外側上方位
置とに位置変更可能としたから、ずり掘削積込作業中
は、ブーム基端すなわち掘削バケット回動軸心がコンベ
ア装置の上方に位置して、ずり掘削積込作業をより単純
化できて作業効率を向上することができる。さらに、掘
削土砂の中に大きい礫や未破砕の大塊などが混在してい
る場合には、ブーム支持フレームを旋回して迅速に２連
のブームと共にブーム支持フレームをコンベア装置の外
側上方に確実に退避させることができ、これによって土
砂中に大きい礫や未破砕の大塊などが含まれていても何
の支障もなく、掘削された土砂は掘削バケットによって
コンベア装置の先端部に掻き寄せられ土砂運搬用トラッ
クへの積み込み作業は掘削面の掘削作業、穿孔作業、ル
ーフボルト用の穿孔作業、壁面のコンクリート吹付作業
などの作業中でも中断されることなく継続でき、トンネ
ル掘削施工作業を安全に、しかも能率的に行うことがで
きる。さらにまた、必要な場合には、先端に掘削バケッ
トを備えた２連のブームを、ブーム支持フレームと同時
に退避方向へ回動させることができるので、未破砕の大
塊などの流れの上流側に位置する２連のブームは、倍速
されてコンベア装置の外側方向に回動され、ブーム支持
フレームともどもより迅速確実に旋回退避させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の平面図である。

【図２】本実施例の側面図である。

【図３】従来例の平面図である。

【図４】従来例の側面図である。

【符号の説明】

１ 自走式クローラ ２ 基台 ３ コンベア ５ 後ブーム ８，１０，１３ シリンダ ９ 前ブーム １１ 掘削バケット １２ リンク １７ 砂利運搬トラック １８ ブームオープン旋回ピン １９ ブーム支持フレーム ２０ 基部突片 ２１ ブームオープンシリンダ ２２ 支持ブラケット ２３ バケット旋回ピン ２４ ブーム左右揺動シリンダ ２６ 平行リンク ２７ 水平フレーム ２８ 駆動シリンダ ２９ 旋回駆動ユニット ３０ 横旋回フレーム ３１ 第３ブーム ３２ 支持ブラケット ３３ 第２ブーム ３４ 第１ブーム ３５，３６，３７，３８ シリンダ ３９ リンク ４０ ブレーカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭62−94148（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−125434（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−120247（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−169400（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−162160（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−97440（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 7/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自走式クローラ上の基台に傾動自在にコ
   ンベア装置を装着したずり積込機を利用して行うずり積
   込方法において、ブーム支持フレームを前記基台の一側
   にその基端部を中心として水平方向に旋回自在に装備
   し、先端に掘削バケットを備えた２連のブームを前記ブ
   ーム支持フレームの先端部に水平方向に旋回自在に装備
   し、さらに前記ブーム支持フレームの先端部を、前記コ
   ンベア装置上方位置と前記コンベア装置外側上方位置と
   に位置変更可能とするとともに、前記基台の他側には前
   後方向に揺動可能に装備した平行リンクに、先端にブレ
   ーカなどが着脱可能に装着できる３連のブームを上下方
   向に回動可能に配設したずり積込機を利用して、前記掘
   削バケットとブレーカなどとによってずりの掘削掻き寄
   せ作業と掘削面の掘削作業などとを同時並行して行うこ
   とを特徴としたずり積込方法。
2. 【請求項２】 ずりの掘削掻き寄せ作業と、掘削面の穿
   孔作業、ルーフボルト用の穿孔作業、壁面のコンクリー
   ト吹付作業などとを同時並行して行うことを特徴とする
   請求項１記載のずり積込方法。
3. 【請求項３】 自走式クローラ上の基台に傾動自在にコ
   ンベア装置が装着されたずり積込機において、ブーム支
   持フレームが、前記基台の一側にその基端部を中心とし
   て水平方向に旋回自在に装備され、先端に掘削バケット
   を備えた２連のブームが、前記ブーム支持フレームの先
   端部に水平方向に旋回自在に装備され、前記ブーム支持
   フレームの先端部は、前記コンベア装置上方位置と前記
   コンベア装置外側上方位置とに位置変更可能とされると
   ともに、前記基台の他側に前後方向に揺動可能に装備し
   た平行リンクに、先端にブレーカなどが着脱可能に装着
   できる３連のブームを上下方向に回動可能に配設したこ
   とを特徴とするずり積込機。
4. 【請求項４】 ３連のブームの先端にはブレーカ、穿孔
   機、ルーフボルト穿孔機、コンクリート吹付ノズルの中
   の１つが選択的に装着できるように構成したことを特徴
   とする請求項３記載のずり積込機。