JPH0414546Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は主として小口径のトンネルを掘削す
るトンネル掘削機に関する。

従来の技術 従来主として小口径のトンネルを掘削するトン
ネル掘削機においては、掘削機本体内のスペース
が少ないことから、掘削した土砂を搬出するため
のベルトコンベヤなどの搬送手段を設置すること
が困難であつた。

このため従来では掘削した土砂を水などでスラ
リー化して搬出する流体輸送が一般に用いられて
いる。また流体輸送が困難な場合には、掘削方向
を制御する際舵取り棒として機能するメインビー
ムを省略してベルトコンベヤを設置し、ベルトコ
ンベヤで搬出する方法を採用することもある。

考案が解決しようとする問題点 しかし前者の掘削した土砂をスラリ化して搬送
する流体輸送では、コンベヤ輸送に比べて消費電
力が３倍以上となつて不経済であると共に、輸送
管やスラリーポンプ、搬出された土砂と水を分離
するための汚水処理装置などの設備も必要として
設備費が嵩むとともに、これらのメンテナンスに
も多くの工数を要するなどの不具合があつた。

また後者のメインビームを省略してベルトコン
ベヤなどを設置したものでは、硬質岩盤層で掘削
方向の制御が困難となるため、計画線に沿つた精
度の高いトンネルの掘削ができないなどの不具合
があつた。

この考案は上記不具合を改善する目的でなされ
たものである。

問題点を解決するための手段及び作用 掘進機本体の前部にカツタヘツドが回転自在に
支承されたカツタヘツドサポートを設けると共
に、上記カツタヘツドサポートより後方へメイン
ビームを突設したものにおいて、上記メインビー
ム内にカツタヘツド内に取込まれた掘削土砂を搬
出するスクリユコンベヤなどの搬送手段を設置す
ることにより、カツタヘツドが掘削した土砂を効
率よくカツタヘツド内より搬出できるようにした
トンネル掘削機。

実施例 この考案を図示の一実施例を参照して詳述す
る。図において１はトンネル掘削機本体で、内側
シールド１ａと、外側シールド１ｂとよりなる。
外側シールド１ｂの先端部には、球面支持部材２
を介してカツタヘツドサポート３が回動自在に支
承されている。上記カツタヘツドサポート３は後
部に隔壁３ａを有していて、この隔壁３ａの後面
に突設されたブラケツト３ｂに、上記外側シール
ド１ｂの内面にシリンダ取付け座４を介して取付
けられた複数本のアーテイキユレートシリンダ５
の先端がピン６により枢着されており、これらア
ーテイキユレートシリンダ５を選択的に伸縮する
ことにより、本体１に対してカツタヘツドサポー
ト３の方向を任意に制御できるようになつてい
る。

そして上記カツタヘツドサポート３の前部には
軸受け７を介してカツタヘツド８が回転自在に支
承されている。上記カツタヘツド８の前面板８ａ
はほぼ球面状をなしていて、中心部とその周辺部
に複数個のデイスクカツタ９が回転自在に支承さ
れている。またこれらデイスクカツタ９で掘削さ
れた土砂は、カツタヘツド８の回転に伴い、前面
板８ａに突設されたバケツト１０により土砂取込
み口８ｂを介してカツタヘツド８内へ取込まれる
ようになつている。

上記カツタヘツド８は軸受７の内側の部分にリ
ングギヤ１１を有していて、このリングギヤ１１
に、上記カツタヘツドサポート３の隔壁３ａに設
けられた２基の減速電動機１２の回転軸１２ａに
取付けられたピニオン１３が噛合され、これら減
速電動機１２によりピニオン１３及びリングギヤ
１１を介して上記カツタヘツド８が回転されるよ
うになつている。

一方上記カツタヘツドサポート３の隔壁３ａ後
面に突設されたブラケツト１５と、内側シールド
１ａの内面には、複数本のスライドシリンダ１７
が横架されていて、これらスライドシリンダ１７
により内側シールド１ａに対して外側シールド１
ｂとカツタヘツドサポート３及びカツタヘツド８
が推進されるようになつている。

また隔壁３ａの前面中央部には、筒状をなすメ
インビーム１８の一端が固着されている。上記メ
インビーム１８はカツタヘツド８推進時舵取り棒
として機能するもので、後端側には軸線に沿つて
ガイドレール１９が布設されている。

そしてこれらガイドレール１９は、メインビー
ム保持部材２０に支持されている。上記メインビ
ーム保持部材２０は、ガイドレール１９が摺動自
在に嵌挿された凹溝２０ａを有していると共に、
両端部に突設されたブラケツト２１に、一対のト
ルクシリンダ２２の下端がピン２３により枢着さ
れている。各トルクシリンダ２２の上端は、内側
シールド１ａの内面に突設されたブラケツト２４
にピン２５により枢着されていて、メインビーム
保持部材２０全体が各トルクシリンダ２２を介し
て内側シールド１ａの上部より吊下されていると
共に、メインビーム保持部材２０の上部に突設さ
れたブラケツト２６と上記ブラケツト２４の間に
は、ステアリングシリンダ２７が横架されてい
て、これらトルクシリンダ２２とステアリングシ
リンダ２７によりメインビーム１８の方向制御
と、掘削時メインビーム１８に加わる反力の支持
を行うようになつている。

一方上記メインビーム１８内には、カツタヘツ
ド８内に取込まれた土砂を後方へ搬出するスクリ
ユコンベヤよりなる搬送手段３０が挿脱自在に収
容されている。上記搬送手段３０はメインビーム
１８の内径よりやや小径な筒状のスクリユウケー
シング３０ａと、このスクリユウケーシング３０
ａ内に収容されたスクリユウ３０ｂとよりなり、
スクリユウケーシング３０ａの前端側に設けられ
た開口部３０ｃはカツタヘツド８内に設けられた
ホツパ３１内に達していて、ホツパ３１内に収容
された土砂をスクリユウ３０ｂで搬送するように
なつている。

また上記スクリユウケーシング３０ａの後端側
は本体１の後方に達していて、端部に上記スクリ
ユウ３０ｂを駆動する駆動源３２が取付けられて
いると共に、上記スクリユウケーシング３０ａの
後端より排出された土砂はベルトコンベヤなどの
搬送手段３３によりトンネル内を後方へ搬出され
るようになつている。

なお図中３４はカツタヘツド８に内に取込まれ
た土砂に水などを噴出して粉塵などが舞い上がる
のを防止すると共に、掘削された土砂に水分を含
ませて滑性を与えることにより、スクリユウ３０
ｂの摩耗を防止するスプレーノズル、３５はスク
リユウケーシング３０ａの後端側に接続されて、
搬送手段３０により搬送されてきた土砂中の粉塵
を空気とともに排出する排気管を示す。

一方上記カツタヘツドサポート３の外周部と、
内側シールド１ａの外周部に、左右一対のフロン
トサイドシユー４０及びグリツパシユー４１が設
置されている。上記フロントサイドシユー４０
は、第３図に示すようにカツタヘツドサポート３
の外周部に開口された開口部３ｃに、上端側がピ
ン４３によりカツタヘツドサポート３に枢着され
ている。そして上記フロントサイドシユー４０の
外周面は、カツタヘツドサポート３の外周面とほ
ぼ同曲率に形成されていると共に、各フロントサ
イドシユー４０には、フロントサイドシリンダ４
２が接続されていて、これらフロントサイドシリ
ンダ４２によりフロントサイドシユー４０の外周
面がトンネル内面に圧着できるようになつてい
る。

またグリツパシユー４１は第４図に示すように
内側シールド１ａに開口された開口部１ｃに、上
端側がピン４４により内側シールド１ａに枢着さ
れて設けられている。これらグリツパシユー４１
の外周面は内側シールド１ａとほぼ同曲率に形成
されていると共に、各グリツパシユー４１の下端
にはグリツパシリンダ４３が接続されていて、こ
れらグリツパシリンダ４３によりグリツパシユー
４１の外周面がトンネル内面に圧着できるように
なつている。

次に作用を説明すると、トンネルの掘進に当つ
ては、本体１の内側シールド１ａに設けたグリツ
パシユー４１を、グリツパシリンダ４３により拡
張してトンネル内面に圧着させることにより、内
側シールド１ａをトンネル内に固定し、この状態
で減速電動機１２によりカツタヘツド８を回転さ
せながら、スライドシリンダ１７によりカツタヘ
ツドサポート３を前進させて掘進するもので、バ
ケツト１０によりカツタヘツド８内に取込まれた
土砂は搬送手段３０によりメインビーム１８内を
本体１の後方へ搬送され、さらに別の搬送手段３
３によりトンネルの後方へ搬出される。

次にスライドシリンダ１７の１ピツチ分の掘進
が完了したら、カツタヘツドサポート３に設けた
フロントサイドシユー４０をフロントサイドシリ
ンダ４２により拡張してトンネル内面に圧着さ
せ、逆にグリツパシユー４１をトンネル内面より
離間させる。この状態でスライドシリンダ１７を
短縮させることにより内側シールド１ａを前進さ
せる。

以下上記動作を繰返すことにより掘進するもの
であるが、掘進方向を修正する場合は、アーテイ
キユレートシリンダ４によりカツタヘツドサポー
ト３を修正方向へ回動させると共に、メインビー
ム１８後端側を支持するトルクシリンダ２２及び
ステアリングシリンダ２７もこれに追従させれば
よい。

また距離を掘進する際に、途中で搬送手段３０
のスクリユウ３０ｂなどが摩耗したり破損して搬
送効率が低下したら、搬送手段３０をメインビー
ム１８より抜出して新たなものと交換することに
より、継続して掘進が可能となる。

考案の効果 この考案は以上詳述したように、カツタヘツド
を支承するカツタヘツドサポートより後方へメイ
ンビームを突設し、このメインビームの後端と、
グリツパ手段によりトンネル内壁に固定自在な内
側シールドの間に掘削機本体の姿勢制御を行うト
ルクシリンダ及びステアリングシリンダを設けた
ことから、セグメントを使用せずに岩盤へトンネ
ルを掘削するトンネル掘削機により、岩盤内に精
度よくトンネルを掘削することができるようにな
ると共に、上記メインビーム内に搬送手段を設け
て、カツタヘツド内に取込まれた土砂をこの搬送
手段により搬出するようにしたことから、掘削機
本体内の少ないスペースに搬送手段を容易に設置
することができる。

これによつて掘削された土砂の搬出が効率よく
行えると共に、流体輸送時のような設備を必要と
しないため、設備費の大幅な節減も図れるように
なる。

またメインビーム内を土砂の搬送に利用するこ
とにより、メインビームを省略する必要がないた
め、硬質岩盤層に突入しても、カツタヘツドの方
向制御が困難になることがないと共に、掘削機本
体内のスペースを搬送手段が占有することもない
ので、摩耗したデイスクカツタなどの交換やカツ
タヘツドの保守点検なども容易に行なえるように
なる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、第１図は縦
断面図、第２図は正面図、第３図は第１図−
線に沿う断面図、第４図は第１図−線に沿う
断面図である。 １は掘削機本体、３はカツタヘツドサポート、
８はカツタヘツド、１８はメインビーム、３０は
搬送手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 掘進機本体１の前部にカツタヘツド８が回転自
   在に支承されたカツタヘツドサポート３を設け、
   該カツタヘツド３より後方へメインビーム８を突
   設し、かつ上記掘進機本体１の後部にグリツパ手
   段によりトンネル内壁へ固定自在な内側シールド
   １ａを設け、この内側シールド１ａと上記メイン
   ビーム８の後端側間に、本体１の姿勢を制御する
   トルクシリンダ２２及びステアリングシリンダ２
   ７を設けると共に、上記メインビーム１８内にカ
   ツタヘツド８内に取込まれた掘削土砂を搬出する
   搬送手段を設けてなるトンネル掘削機。