JPH0136000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はトンネルなどの掘削機に関する。

（従来の技術とのその解決すべき問題点） 一般にトンネルの掘削を行うにあたり、切羽を
先進ボーリングマシンで所定の前進距離だけボー
リングしてから、その後に掘削機を作動させて切
羽の掘削を行うが、そのため掘削機は、大きな掘
削反力を支持しうるとともに機動性に富むことな
どが要求される。

しかしながら、従来の掘削機はいわゆるクロー
ラ試であつて、掘削機本体の下部に設けた前後車
輪間で回転する無限軌道上を走行する構造であつ
たため、この走行のためのクローラ機構部が大き
な寸法を占めて掘削機としての全高が大きくな
り、それが小型化を大きく阻害する要因になつて
いた。つまり、ある程度の小型化を達成しようと
すればそれをカツタ側で行わなければならず、結
局それだけ掘削能力を落とさざるをえない結果に
なつてしまう。

また、クローラ式の掘削機では、その回転する
無限軌道の接地面積に自ずと限界があるため、充
分な掘削反力を確保するのが難しく、従つて掘削
時に地盤を傷めたり、充分な掘削能力を発揮させ
られないという問題も有つた。

本発明はこのような従来の問題点を解消するこ
と目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明では、カツタ
を可回転支持したカツタブーム部を有する掘削機
本体と、この掘削機本体の下面に位置する移動レ
ール部と、この移動レール部に対して掘削機本体
を上下左右の移動を規制しつつ摺動自由に係合す
るスライダーと、掘削機本体に対して移動レール
部を前後方向に駆動する移動シリンダと、掘削機
本体後部に位置して掘削機本体後部を地盤に対し
差し上げる差上機構と、掘削機本体前部に位置し
て少なくとも移動レール部よりも下方位置にまで
下降移動可能に支持されるバケツト部と、このバ
ケツト部を上下に駆動するシリンダとを備えた掘
削機を構成する。

（作用） 上記構成において、掘削機本体に対してバケツ
ト部を下方に駆動するとともに後部の差上機構に
より掘削機本体後部を差し上げると、掘削機本体
はその下面に係合された移動レール部もろともこ
れらバケツト部及び差上機構を基礎として地盤上
に浮き上がる。この状態では移動シリンダにより
移動レール部を掘削機本体に対して自由に前後移
動させられる。従つて、当初は移動レール部上を
掘削しながら移動シリンダにより掘削機本体を前
進させ、前進しきつたところで前述の要領で掘削
機本体を浮上させた後移動レール部を前進させ、
その後掘削機本体ごと地盤上に降ろせば再び掘削
機本体を前進させての掘削作業が可能となる。

この場合、移動レール部にはクローラ式掘削機
における無限軌道のような接地面積に制約が無い
ので、地盤に対して大きな接地面積を確保して充
分な掘削反力を確保することが可能である。ま
た、この移動レール部は掘削機本体の下面におい
て前後移動可能に係合させるだけでよく、複雑な
駆動機構を設ける必要も無いので、上下方向に大
きな寸法を占めることが無く、従つて掘削機の構
造が簡略化するとともに、大幅な小型化が達成で
きる。なお、掘削機本体を浮上させる手段として
前方に位置するバケツト部を利用しているので、
この点からも構造の簡略化及び小型化が図られ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図、第２図は装置全体をあらわし、図中１
０はレール式の掘削機本体を示し、その前端部に
は旋回台１１に取り付けたブラケツト１２に、上
下回動自由にカツタブーム部１４が支持される。

カツタ１３はカツタブーム部１４の先端部に回
動自由に支持され、切羽の掘削とスクリユー部１
５を介して掘削土砂のかき寄せを行う。

１７はカツタブーム部１４の下方に配置され、
支点２７を中心にシリンダ２６を介して上下回動
可能なバケツト部で、掘削土砂を回動翼１８，１
８…でベルトコンベヤ１９に向けて集める。

コンベヤ１９は掘削機本体１０に取り付けら
れ、土砂を後方の運搬車などへ送り込む。

２０はカツタブーム部１４を上下させるための
上下ジヤツキであり、また２１は旋回台１１を左
右に回転させるための旋回ジヤツキである。

２３は掘削機本体１０の下面に位置して設けた
移動レール部で、スライダー２４，２４を介して
本体１０が着座する一方、移動シリンダ２５の作
動によつて掘削機本体１０は前後移動しうるよう
になつている。移動レール部２３の下面には掘削
反力を受けるのに必要な突起などを設ける。

スライダー２４，２４は、第３図に示すよう
に、断面略コの字型の形状をして、２本の移動レ
ール部２３に対し上下および左右方向から挟み込
むように跨乗し、掘削機本体１０の下部４箇所に
取り付けられている。すなわち、掘削機本体１０
は、移動レール部２３に対しスライダー２４，２
４により上下左右の移動が規制されているため、
掘削中でも掘削反力により移動レール部２３より
浮き上がることはまつたくない。従つて、スライ
ダー２４，２４の代わりに車輪を設けた場合のよ
うに、浮き上がり防止のためのクランプシリンダ
やレバー等を設けて掘削機本体１０を移動レール
部２３に係合させる必要がないため、機構が簡潔
化するとともに、作動がスムーズになる。

所定ストローク前進後は、シリンダ２６により
支点２７を中心に上下に作動可能なバケツト部１
７と、シリンダ２８により下方に突出する差上機
構２９とにより、掘削機本体１０を差し上げてお
いて、移動レール部２３を移動シリンダ２５によ
り前方に引き寄せる。

上記差上機構２９は支点３１を中心に回動する
Ｌ字型のクランク３２と、そのクランク３２と下
端でヒンジ結合する台座３３とからなる。そして
水平に配設されたシリンダ２８の伸縮により、ク
ランク３２は回動して台座３３を下方に押し下げ
または上方に持ち上げて引つ込める。このよう
に、バケツト部１７を併用しているため、掘削機
本体１０の四隅にそれぞれ上下ジヤツキを設ける
場合に比べ専用のジヤツキの数を減少させること
ができる。また、差上機構２９をリンクで連動す
れば、そのシリンダ２８を一体にすることもでき
る。

なお、この実施例では、上記カツタブーム部１
４の側面に、カツタ１３及びスクリユー部１５と
干渉することのないようにして、ボーリング装置
３０が着脱可能に取り付けられる。

ボーリング時に回転するスピンドル３４にチヤ
ツキングされるボーリングロツド４３は次々と継
ぎ足されながら、先方へと送り込まれる。

以上のように構成してあるので、掘削にあたり
まず先進ボーリングを行う場合は、カツタブーム
部１４を所定のボーリング方向（切羽側）に向け
てセツトしてから、ボーリング装置３０に対して
先端にドリルをもつボーリングロツド４３を取り
付ける。そして図示しない油圧モータを駆動して
ボーリングロツド４３を回転させながら軸方向へ
と送り込む。

ボーリング作業を終了したら、次に掘削機方向
のカツタ１３により切羽の掘削を開始するのであ
るが、このとき切羽断面が小さくて作業に支障が
あればボーリング装置３０をカツタブーム部１４
から取り外して、後方に格納する。

勿論、切羽断面が十分に大きくて作業に支障の
ないときは、ボーリング装置３０をカツタブーム
部１４に固定したままで掘削を行う。カツタ１３
が屈く範囲を掘削したら、掘削機本体１０を前方
へと移動させる。

この場合、掘削機本体１０が移動レール部２３
に対して比較的後方に位置した状態に在るので、
まず移動シリンダ２５を介して移動レール部２３
に沿つて掘削機本体１０を前進させる。この移動
はスライダー２４によりスムーズに行なわれ、こ
のようにして掘削機本体１０を１ストロークだけ
移動させたら、再び掘削を行う。

その後、次の前進移動にあたつて、こんどは掘
削機本体１０が移動レール部２３に対して既に前
進した位置に在るので、バケツト部１７と差上機
構２９により掘削機本体１０を差し上げておき、
移動シリンダ２５を収縮させる、これにより、そ
れほど重量のない移動レール部２３は前方へと引
き寄せられる。

つまり、掘削時の反力は移動レール部２３と接
地面との摩擦力に基づくが、この反力支持時は掘
削機本体１０の重量も作用するので、充分な摩擦
力を得ることができるのであり、これに反して移
動時は掘削機本体１０と移動レール部２３を別々
に動かすので、比較的容易に前進あるいは後退が
可能となるのである。

このようにして移動レール部２３を前進させた
ならば、最初の説明と同様にして掘削機本体１０
をクランプして、先進ボーリングなりカツタブー
ム部１４による掘削なりを行う。

なお、４４は、掘削機本体１０の前方（バケツ
ト部１７内）及び後方に各々左右に張り出せるよ
うに移動自由に収納されたサイドジヤツキで、こ
のサイドジヤツキを張り出して坑道の側壁に突き
当てることにより、硬岩切断の場合における掘削
機本体１０の固定の他、掘進時の方向修正を行う
ことが可能となり、しかも坑道内の巾寄せにも有
効である。ちなみに、従来のクローラ式の掘削機
では、掘削機の左右位置を修正するためには細か
く前後移動を繰り返さなければならない。

第４図は、上下作動する補助ジヤツキ３５を掘
削機本体１０の両サイド４箇所にブラケツト３６
を介して取り付けた実施例を示す。

この補助ジヤツキ３５は軟弱地盤での接地圧の
低減や坑道掘削終了後、坑道内での掘削機本体１
０の解体・運搬の必要性がある場合、掘削機本体
１０を地面より浮上させるために用いられ、この
補助ジヤツキ３５を使用することにより、接地圧
の低減が一層可能となり、特に軟弱地盤での掘
削、移動に効果がある。また、解体・運搬の際は
この補助ジヤツキ３５を伸ばし、掘削機本体１０
を移動レール部２３と共に接地面より浮上させて
運搬台車に載せるか、あるいは補助車輪を取り付
けることにより、坑道内の付設レール上を高速運
搬させることが可能である。

なお、この補助ジヤツキ３５の制御は手動でも
よく、集中制御方式とすれば操作は一層簡単にな
る。

（発明の効果） このように本発明によれば、カツタブーム部を
備えた掘削機本体の下面に移動レール部を設け、
掘削機本体前部のバケツト部及び後部の差上機構
を介しての掘削機本体の浮上と前記移動レール部
の相対移動の繰り返しにより掘削機を前進させる
ようにしたので、従来のクローラ式掘削機のよう
に複雑で大型な前進機構を有するものとは異な
り、掘削能力を犠牲にすることなく掘削機構造の
簡略化と小型化とを達成できる。

また、移動レール部は充分な接地面積を確保で
きるので、それだけ接地圧を低減して地盤の保護
を図ることができ、また掘削機として充分な掘削
能力を発揮させられる。

さらに、実施例として示したように、掘削機と
して小型にまとめられるのでボーリングマシンを
掘削機本体に無理なく併設することが可能であ
り、その場合は先進ボーリングと掘削作業とを１
台の機械で交互にほぼ連続的に行うことできるこ
とになるので、作業能率を著しく高めることが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体的側面図、第２
図は平面図、第３図は第１図のＡ−Ａ線に沿う横
断面図、第４図は本発明の他の実施例の要部断面
図である。 １０……掘削機本体、１３……カツタ、１４…
…カツタブーム部、１７……バケツト部、１８…
…コンベヤ、２３……移動レール部、２４……ス
ライダー、２５……移動シリンダ、２９……差上
機構、３０……ボーリング装置、４３……ボーリ
ングロツド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カツタを可回転支持したカツタブーム部を有
   する掘削機本体と、この掘削機本体の下面に位置
   する移動レール部と、この移動レール部に対して
   掘削機本体を上下左右の移動を規制しつつ摺動自
   由に係合するスライダーと、掘削機本体に対して
   移動レール部を前後方向に駆動する移動シリンダ
   と、掘削機本体後部に位置して掘削機本体後部を
   地盤に対し差し上げる差上機構と、掘削機本体前
   部に位置して少なくとも移動レール部よりも下方
   位置にまで下降移動可能に支持されるバケツト部
   と、このバケツト部を上下に駆動するシリンダと
   を備えることを特徴とする掘削機。