JP3638432B2 - トンネル掘削機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のトンネル掘削機を、図8〜図11に示す。このトンネル掘削機50は、掘削機本体50Aに取付けられた地山掘削用のカッターヘッド51と、このカッターヘッド51を掘削機本体50Aに回転自在に支持して駆動するための駆動部52と、この駆動部52から後方へ向けて張設したビーム53と、このビーム53の後部に取付けたグリップ装置54と、このグリップ装置54のグリップシュー55を坑壁面56に押し当てた状態で駆動部52およびカッターヘッド51をビーム53とともに先進させるためのスラストジャッキ57とを備えている。
【0003】
そして、図9〜図11に示すように、前記グリップ装置54は、トンネルTの中心位置CLに水平方向に配置されるとともにシリンダ63の両側にロッド58a,58bを有したグリップジャッキ58と、各ロッド58a,58bの先端に取付けた前記グリップシュー55と、トンネルT中心からずれた位置(グリップジャッキ58のシリンダ63の下方)に設けた揺動軸部材59に揺動自在に取付けられるとともに前記ビーム53をトンネルTの掘削方向に沿って摺動自在に案内するグリップボディ64と、このグリップボディ64の両側面とグリップジャッキ58のシリンダ63の両側下面との間に対で設けたトルクジャッキ61,62とを備えている。
【0004】
このトンネル掘削機50では、グリップジャッキ58を駆動しロッド58a,58bを伸長することによりグリップシュー55を坑壁面56の両側に押し付けて掘削機本体50Aの推進反力を確保し、この状態で駆動部52を駆動してカッターヘッド51を回転させ、スラストジャッキ57を伸長して、ビーム53とともに掘削機本体50A(カッターヘッド51)を前進させ、トンネルTの掘削を行う。
【0005】
そして、ローリング補正を行う場合は、各トルクジャッキ61,62を逆方向に伸縮させ、ビーム53を揺動軸部材59回りに回動させることにより行う。
また、トンネルTの掘削作業中に、上下方向の修正を行う場合は、図10に示すように、トルクジャッキ61,62を同方向に伸縮してグリップボディ64、ビーム53をトンネルTの中心位置CLから上下に移動させることにより行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のトンネル掘削機50のグリップ装置54では、ローリング補正を行う場合は、各トルクジャッキ61,62を逆方向に伸縮することにより、ビーム53を揺動軸部材59回りに回動させるが、上記のように、揺動軸部材59は、トンネルT中心からずれた位置に設けているため、ローリング補正のためのビーム53の回動制御が難しかった。
【0007】
また、上下方向の修正を行う場合は、トルクジャッキ61,62を同方向に伸縮することにより行うが、左右方向の修正は、グリップジャッキ58のシリンダ63においてシリンダ室の圧油の制御して行うものであるが、グリップジャッキ58と左右方向修正のためのジャッキを兼用しており、グリップシュー55を坑壁面56の両側に押し付けた状態でこのような圧油の制御を行うことは、危険であるとともに難しいため、トンネルTの掘削作業中に左右方向の修正を行うことはできなかった。
【0008】
そこで、本発明は、上記課題を解決し得るトンネル掘削機の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決手段は、地山掘削用のカッターヘッドを回転自在に支持する掘削機本体と、カッターヘッドを回転駆動させるための駆動部と、この駆動部から後方へ向けて配置したビームと、このビームの後部をトンネルの坑壁面に対して位置決め保持するためのグリップ装置と、このグリップ装置に取付けられて前記掘削機本体を前進させるための前進用ジャッキとが設けられ、前記グリップ装置は、トンネルの坑壁面に押し当てられるグリップシューを有するとともにトンネルの半径方向に伸長する対のグリップジャッキをグリップ装置本体の側部に備え、前記各グリップジャッキを伸長してグリップシューを坑壁面に押し付け、前記ビームの後部を坑壁面に対して位置決め保持した状態で前進用ジャッキを駆動して前記駆動部およびカッターヘッドをビームとともに前進させ、トンネルを掘削するようにしたトンネル掘削機であって、前記グリップ装置本体に、トンネルの中心位置でトンネルの軸心方向に沿った方向修正用軸部材が設けられ、この方向修正用軸部材に、前記ビームがガイドフレームを介して揺動自在に吊持され、前記方向修正用軸部材とガイドフレームとが縦方向に配置した上下方向修正用ジャッキを介して連結され、方向修正用軸部材とグリップ装置本体とが横方向に配置した水平方向修正用ジャッキを介して連結され、グリップ装置本体に方向修正用軸部材の横方向の移動を案内するための案内部が設けられている。
【0010】
上記構成において、上下方向修正用ジャッキを伸縮駆動することにより、ガイドフレームを方向修正用軸部材に案内させ、ガイドフレームとともにビームが昇降することで上下方向の修正を行い、上下方向修正用ジャッキを反対方向に伸縮駆動することにより、ガイドフレームとともにビームを方向修正用軸部材回りに回動させてローリングの修正を容易に行い、グリップジャッキとは別の水平方向修正用ジャッキを伸縮することで、左右方向の修正を安全かつ容易に行う。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1〜図7に基づいて説明する。なお、図8〜図11で示した従来のトンネル掘削機50と異なる部分は、グリップ装置54の構成であり、他の部分の構成については上記トンネル掘削機50と同様であるので、その説明を省略する。
【0012】
本発明の実施の形態に係るトンネル掘削機50のグリップ装置1には、下側開放の箱型に形成されるとともにトンネルTの中心CLに配置されたグリップボディ(グリップ装置本体)2が設けられ、このグリップボディ2の前後フレーム2a,2bのトンネルTの中心CL位置に、横方向の長孔(案内部)3が形成され、各長孔3に、トンネルTの軸心方向に沿った円筒ロッド(方向修正用軸部材の一例)4が挿通され、前記グリップボディ2の左右フレーム2c,2dに挿通孔5が形成され、これら挿通孔5に軸受け環部材6を介して摺動筒部材7が摺動自在に取付けられ、前記各円筒ロッド4は、グリップボディ2内で摺動筒部材7に連結フレーム8を介して固定されている。
【0013】
また、グリップ装置1には、カッターヘッド51を回転駆動させるための駆動部52から後方へ向けて配置したビーム60をトンネルTの軸心方向に沿って案内するガイドフレーム9が、前記円筒ロッド4に吊持部材10を介して揺動自在に吊持され、前記円筒ロッド4は、この吊持部材10のブラケット10aにガイド溝10bを介して上下方向に摺動自在に支持され、前記ビーム60の外周面に、これがガイドフレーム9の内面に沿って摺動するためのスライドメタル11が配置され、ガイドフレーム9の下部に、ビーム60の下部が載置される抱え片9aが内側に折曲して形成されている。
【0014】
また、前記摺動筒部材7の両側突出部7aと、ガイドフレーム9の側部に固定した取付け板13とが、縦方向に配置した上下方向修正用ジャッキ12を介してそれぞれ連結され、これら上下方向修正用ジャッキ12の各上端部は、トンネルTの軸心方向に沿ったピン14aを介して突出部7aに連結され、上下方向修正用ジャッキ12の各下端部は、トンネルTの軸心方向に沿った別のピン14bを介して取付け板13に連結されている。
【0015】
また、グリップ装置1には、摺動筒部材7と平行に配置した水平方向修正用ジャッキ15が設けられ、これら水平方向修正用ジャッキ15のシリンダ部15aの一端は、連結フレーム8の前部に縦方向のピン16を介して連結され、水平方向修正用ジャッキ15のロッド15bはグリップボディ2の左右フレーム2c,2dから突出され、各ロッド15bの先端部に矩形に形成されて左右フレーム2c,2dの外面に当接離間可能な当接板17が取付けられ、各当接板17とグリップボディ2の左右フレーム2c,2dに設けた操作板25とが、縦方向のピン18を介して連結されている。
【0016】
また、連結フレーム8の下方でリップボディ2の左右フレーム2c,2dに亘して摺動筒部材7と平行なグリップジャッキ19が前後に対で設けられ、各グリップジャッキ19の左右フレーム2c,2dからの突出部分に連結機構20を介してグリップシュー55が取付けられ、各グリップシュー55は連結部材21を介して前後に連結され、前方のグリップシュー55に設けた取付け部材26に縦方向のピン27を介してスラストジャッキ(前進用ジャッキ)57が取付けられている。
【0017】
上記構成において、図5に示すように、リヤサポートRを駆動してビーム60の後端部を支持し、図6に示すように、各グリップジャッキ19を伸長してグリップシュー55を坑壁面56に押し付け、ビーム60の後部を坑壁面56に対して位置決め保持した状態で、図7に示すように、スラストジャッキ57を駆動して駆動部52およびカッターヘッド51をビーム60とともに前進させ、トンネルTを掘削する。
【0018】
ところで、トンネルTの掘削作業中に上下方向の修正を行う場合は、各上下方向修正用ジャッキ12を同方向に同期して伸縮させる。そうすると、ガイドフレーム9が、ブラケット10aのガイド溝10bを介して円筒ロッド4に対してαの範囲で昇降し、ガイドフレーム9とともにビーム60も昇降する。これによって、トンネルTの掘削作業中に上下方向の修正を行うことができる。なお、αの範囲は、上下方向修正用ジャッキ12のストロークαであることは勿論である。
【0019】
また、ローリングの修正を行う場合は、各上下方向修正用ジャッキ12を反対の方向に伸縮させる。そうすると、図4の仮想線で示すように、ガイドフレーム9が、トンネルTの中心CLにある円筒ロッド4回りに回動し、ガイドフレーム9とともにビーム60も回動する。これによって、ローリングの修正を行うことができる。
【0020】
また、トンネルTの掘削作業中に左右方向の修正を行う場合は、水平方向修正用ジャッキ15をそれぞれ反対の方向に伸縮させる。そうすると、円筒ロッド4とともに摺動筒部材7、連結フレーム8、ガイドフレーム9が左右方向にβの範囲で移動し、ガイドフレーム9とともにビーム60が左右方向に移動する。これによって、トンネルTの掘削作業中に左右方向の修正を行うことができる。なお、前記βの範囲は、水平方向修正用ジャッキ15のストロークであり、当接板17が左右フレーム2c,2dの外面にするまでの距離である。
【0021】
このように本発明の実施の形態によれば、ローリングの修正を行う場合、ガイドフレーム9が、トンネルTの中心CLにある円筒ロッド4回りに回動するよう構成したので、ローリングの修正のための制御を極めて容易に行うことができる。
【0022】
また、上下方向の修正を行うための上下方向修正用ジャッキ12と、左右方向の修正を行うための水平方向修正用ジャッキ15とを別個に設けて上下方向の修正および左右方向の修正を行うようにしたので、上下方向の修正および左右方向の修正を兼用したジャッキで行う構成に比べて、方向の修正の制御が容易になる。
【0023】
さらに、従来のように、水平方向修正用ジャッキ15と、これとは別にグリップジャッキ19を設け、それぞれ独立させて駆動するように構成したので、トンネルTの掘削作業中であっても左右方向の修正が安全かつ容易に行える。
【0024】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、グリップ装置本体に、トンネルの中心位置でトンネルの軸心方向に沿った方向修正用軸部材が設けられ、この方向修正用軸部材に、ビームがガイドフレームを介して揺動自在に吊持され、方向修正用軸部材とガイドフレームとが縦方向に配置した上下方向修正用ジャッキを介して連結され、方向修正用軸部材とグリップ装置本体とが横方向に配置した水平方向修正用ジャッキを介して連結され、グリップ装置本体に方向修正用軸部材の横方向の移動を案内するための案内部が設けられたので、掘削作業中であっても上下方向の修正および左右方向の修正を行い得、ローリングの修正のための制御も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すトンネル掘削機におけるグリップ装置の全体構成を示す一部破断平面図である。
【図2】同じく半断面を示した正面図である。
【図3】同じく全体側面図である。
【図4】同じく正面図である。
【図5】同じくグリップシューをトンネルの中心に寄せた状態の斜視図である。
【図6】同じくグリップシューをトンネルの坑壁面に押し当てた状態の斜視図である。
【図7】同じくグリップシューをトンネルの坑壁面に押し当ててスラストジャッキを伸長した状態の斜視図である。
【図8】従来のトンネル掘削機の全体概略構成を示す側面図である。
【図9】同じく正面図である。
【図10】同じく上下方向の修正の場合の正面図である。
【図11】同じく左右方向の修正の場合の正面図である。
【符号の説明】
1 グリップ装置
2 グリップボディ(グリップ装置本体)
3 長孔(案内部)
4 円筒ロッド(方向修正用軸部材の一例)
7 摺動筒部材
8 連結フレーム
9 ガイドフレーム
10 吊持部材
10b ブラケットのガイド溝
12 上下方向修正用ジャッキ
15 水平方向修正用ジャッキ
17 当接板
19 グリップジャッキ
51 カッターヘッド
55 グリップシュー
57 スラストジャッキ(前進用ジャッキ)
60 ビーム
CL トンネルの中心
T トンネル
Claims (1)
- 地山掘削用のカッターヘッドを回転自在に支持する掘削機本体と、カッターヘッドを回転駆動させるための駆動部と、この駆動部から後方へ向けて配置したビームと、このビームの後部をトンネルの坑壁面に対して位置決め保持するためのグリップ装置と、このグリップ装置に取付けられて前記掘削機本体を前進させるための前進用ジャッキとが設けられ、前記グリップ装置は、トンネルの坑壁面に押し当てられるグリップシューを有するとともにトンネルの半径方向に伸長する対のグリップジャッキをグリップ装置本体の側部に備え、前記各グリップジャッキを伸長してグリップシューを坑壁面に押し付け、前記ビームの後部を坑壁面に対して位置決め保持した状態で前進用ジャッキを駆動して前記駆動部およびカッターヘッドをビームとともに前進させ、トンネルを掘削するようにしたトンネル掘削機であって、
前記グリップ装置本体に、トンネルの中心位置でトンネルの軸心方向に沿った方向修正用軸部材が設けられ、この方向修正用軸部材に、前記ビームがガイドフレームを介して揺動自在に吊持され、前記方向修正用軸部材とガイドフレームとが縦方向に配置した上下方向修正用ジャッキを介して連結され、方向修正用軸部材とグリップ装置本体とが横方向に配置した水平方向修正用ジャッキを介して連結され、グリップ装置本体に方向修正用軸部材の横方向の移動を案内するための案内部が設けられたことを特徴とするトンネル掘削機。
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