JPH06257380A - ウオータジェット切断装置およびこれを備えたシールド掘進機並びに掘進路上の障害物除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールド掘進機のような狭い空間内にも設置
可能なようコンパクト化した、多彩な動きが可能なウオ
ータジェット切断装置を提供すると共に、掘進路上に存
在する障害物を作業員が機外にでることなく且つ迅速に
切断除去できる方法を提供する。 【構成】 回転自在な旋回輪１に中空枠７を水平軸の回
りに垂直旋回可能に支承し、中空枠７にテレスコピック
シリンダ１３を水平旋回可能に支承する。テレスコピッ
クシリンダ１３を自転可能とし、テレスコピックシリン
ダ１３の先端部に超高圧水を噴射する切断ノズル１８を
設け、切断ノズル１８を首振り可能とする。障害物を前
側から幅方向所定ピッチで所定深さ上下に切り込み、次
に前側から高さ方向所定ピッチで所定深さ水平に切り込
み、次いで側面から所定ピッチで所定深さ上下に切り込
んで障害物を小塊に切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ウオータジェットを
利用した切断装置に係り、例えばシールド掘進機のカッ
タディスクと隔壁の間に設置しうるコンパクトなものに
構成され、掘進路上にある鋼材、コンクリート杭、岩石
等の障害物（特に部分的な障害物）を機外作業が殆どな
く且つ短時間で切断除去しうるウオータジェット切断装
置及びこれを備えたシールド掘進機並びに掘進路上にあ
る全面ないし部分障害物の除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機による掘進中に、その進
路上に鋼材、コンクリート杭、岩石等の障害物が存在す
ると、掘進不能となることがある。この場合、従来はそ
の都度掘進機より作業員が機外に出て障害物を切断また
は小割りにして取り除いていた。

【０００３】一方、特開平３−２０２５９５号公報には
シールド筒先端部のカッタスポーク前面に多数の高圧水
噴射ノズルを備えたシールド掘進機が提案されている。
すなわち、この従来例では機軸から放射状に延設されて
いるカッタスポークに数多くのカッタビットが列設され
ており、この各々のカッタビットにカッタスポークに通
じるノズル出入孔が貫通開口され、その出入孔内に高圧
水噴射ノズルが前方に向けられて出入自在に収容されて
いる。このシールド掘進機では、掘削中に鋼材等の障害
物に当たった場合には、カッタスポークをシールド筒の
先端に設けた回転リング内に引き入れ、その先端を回転
リングの内面に係合させて回転させつつ前進させること
により回転リングの先端の切断刃により障害物を円形に
切断し、この切断作業と同時に高圧水噴射ノズルにより
研削粒入り高圧水を噴出して障害物を細かく切断して除
去しようとするものである。

【０００４】また、特開平３−２０２５９４号公報に
も、シールド掘進機先端の掘削物進入用開口部に前後・
左右・上下移動可能で上向き及び横向きに方向変換可能
に支持した超高圧水噴射ノズルを設けて、障害物（杭）
下端から上向きに格子状溝加工後、横方向から切断する
ことにより障害物を立方体状に切断除去する技術が提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、掘進路上に障害
物が存在した場合、通常はその都度作業員が機外に出て
これを取り除く必要があるため、落盤やガス爆発等の危
険に晒されての危険な作業を強いられるという問題があ
る。

【０００６】他方、特開平３−２０２５９５号公報に記
載のような高圧噴射ノズルをカッタスポークに多数備え
たシールド掘進機の場合には、上記のような不都合は解
消されるが、進路内の一部を占有している部分的な障害
物に対しても、多数のノズルから高圧水を噴射し、これ
を回転してシールド機の前面全体を切断するので、無駄
が多いという問題がある。

【０００７】また、特開平３−２０２５９４号公報に記
載のような、シールド掘進機先端の掘削物進入開口部に
切断用ノズルを前後・左右・上下移動可能（手動で位置
設定してボルトで固定又は液状シリンダで移動）で、上
向き及び横向きにロータリアクチュエータで方向変換可
能に支持して取付けることにより、掘進の障害となる杭
をその下端の下面から上向きに格子状溝加工を行い、次
に横方向から切断して障害物を切断撤去する方法では、
杭の下部にノズルおよび同移動装置を進入させることが
不可欠となり、進入スペースを確保するために杭の下部
および周囲の土砂除去量か多くなることと、杭の下端レ
ベルがシールド掘進路の下端よりノズル進入スペース以
上に高い位置にないと、ノズルが杭の下面に進入できな
いため杭の切断ができないという問題がある。また、こ
の従来例の構成では、ノズルが直交座標型の動きである
ので、その動作範囲を拡げるために機械スペースを広く
必要としている。以上の如くこの従来例でも障害物も除
去する場合のシールド掘進機先端の機外またはその近く
における作業員によるノズル位置変更、調整作業に長期
間を要したり、障害物の下にノズル進入スペースを確保
できない場合がある。

【０００８】なお、多くの動きを要求されるウオータジ
ェット切断装置の場合、従来は直交軸型及び多関節型ロ
ボットに組み込まれることが多いが、これらの形式のも
のは、動作範囲に対する装置占有スペースが大きくな
り、シールド掘進機のような狭隘な場所に設置するには
不向きである。

【０００９】そこで、本発明では、かかる従来の課題に
鑑み、シールド掘進機のような狭い空間内にも設置可能
なようコンパクト化し、かつ、多彩な動きが可能なウオ
ータジェット切断装置を提供することを一つの目的と
し、シールド掘進機の掘進路上にある障害物を機外作業
が殆どなく且つ迅速に切断除去できる方法を提供するこ
とを他の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明にかかるウオータジェット切断装置は、超高圧水を
噴射する切断ノズルをテレスコピックシリンダの先端部
に装着し、前記切断ノズルに首振り機構を設け、前記テ
レスコピックシリンダを自転可能に構成するとともに、
該テレスコピックシリンダに少なくとも水平旋回機構と
垂直旋回機構とを設けたことを特徴とする。また、具体
的構成の一例として、回転自在な旋回輪に中空枠を水平
軸の回りに垂直旋回可能に支承し、該中空枠にテレスコ
ピックシリンダを水平旋回可能に支承し、該テレスコピ
ックシリンダを自転可能とし、該テレスコピックシリン
ダの先端部に超高圧水を噴射する切断ノズルを備え、該
切断ノズルを首振り可能に構成したたことを特徴とする
ウオータジェット切断装置である。

【００１１】上記ウオータジェット切断装置をシールド
掘進機のカッタディスクに装着してもよい。

【００１２】また、ウオータジェット切断装置を用いて
シールド掘進機の掘進路上にある障害物を切断除去する
方法を、該障害物を前側から幅方向に所定ピッチで所定
深さ上下に切り込みを入れ、次に前側から高さ方向に所
定ピッチで所定深さ水平に切り込みを入れ、次いで側面
から所定ピッチで所定深さ上下に切り込んで前記障害物
を所定の大きさの小塊に切断し、これをシールド掘進機
内に取り込んで前記障害物を除去するよう構成する。

【００１３】更にまた、ウオータジェット切断装置を用
いてシールド掘進機の掘進路上全面に存在する障害物を
切断除去する方法を、該障害物の前側から切断ノズルを
揺動して該障害物を所定幅にわたって細かくはつりなが
ら、切断ノズルを水平、垂直及び前進移動して、該切断
ノズルの進入スペース及び除去障害物の収容スペース確
保した後、該障害物を前側から幅方向に所定ピッチで所
定深さ上下に切り込みを入れ、次に前側から高さ方向に
所定ピッチで所定深さ水平に切り込みを入れ、次いで側
面から所定ピッチで所定深さ上下に切り込んで前記障害
物を所定の大きさの小塊に切断し、これをシールド掘進
機内に取り込んで前記全面障害物を除去するよう構成す
る。

【００１４】なお、上記の場合、ウオータジェット切断
装置に供給する超高圧水の発生装置の油圧源として、シ
ールド掘進機のカッタディスク駆動用の油圧源を利用す
ることもできる。

【００１５】

【作用】上記のような構成を有するウオータジェット切
断装置であれば、本体がコンパクト化できるため、例え
ばシールド掘進機のような狭い空間（カッタディスクと
隔壁の間）にもこれを装備することが可能となる。

【００１６】上記ウオータジェット切断装置をシールド
掘進機のカッタディスクに設けた場合、掘進路上にある
部分的または全面障害物を小塊に切断して掘進機内に取
り込むようにすることができる。すなわち、 部分障害物の場合：切断ノズルは、テレスコピック
シリンダの伸長動作および自転動作により、前後に進退
可能かつ軸回りに回転可能であり且つそれ自身首振り可
能であるから、水平旋回機構により切断ノズルを障害物
の前側から幅方向に一定ピッチで、かつ垂直旋回機構に
より上下方向に切断ノズルを移動させることで切り込み
を入れることができる。また同様に、水平および垂直旋
回機構により障害物の高さ方向に一定ピッチで水平に切
り込みを入れることができる。特に、水平旋回機構と首
振り機構によって障害物の横方向から切断できるように
切断ノズルの向きを制御できるため、上記切り込みを入
れた後、垂直旋回機構によって上下縦方向に切断ノズル
を移動させる（深さ方向に対しては水平旋回機構によっ
て切断ノズルを進行させる）ことによって障害物を小塊
に切断できる。 全面障害物の場合：まず、障害物の前側から切断ノ
ズル自転及び首振り機構を用いて超高圧水を噴射したま
ま切断ノズルを自転させて所定幅に該障害物を細かくは
つりながら水平旋回動作もしくは垂直旋回動作又は両動
作により所定長さ、伸縮動作により所定深さはつること
によって、該切断ノズルの進入スペースおよび除去障害
物の収容スペース確保することができる。それから、障
害物の前方から所定深さで所定の水平方向ピッチで上下
方向に切断し、次いで前方から所定深さで所定高さ方向
ピッチで水平方向に切断して格子状の切断溝を加工し、
次いで障害物の側面からノズルを下から上方に移動して
格子状の切断溝底部を水平方向ピッチの深さで切断する
動作を繰り返して格子状ブロックを全て切断除去するこ
とができる。格子状切断部を除去後、伸縮動作により除
去スペース分だけノズルを前進して格子状溝加工し、格
子状ブロック切断を繰り返して所定高さの障害物を全深
さ分除去できる。そして、カッタディスクの回転また
は、及び切断装置の移動・移設により切断位置を障害物
の上方に順次移して、障害となる範囲の障害物を切断除
去しうる。

【００１７】このように、障害物をカッタディスクのフ
レームとカッタビットの隙間から取り込み可能な寸法の
塊に障害物前面から切断して、前記隙間より掘進機内に
取り込んで障害物を除去する。

【００１８】上記ウオータジェット切断装置は、通常シ
ールド機の半径方向に移動または移設可能に１台装着さ
れる。その場合、上述したように障害物に対する位置決
めのためカッタディスクを回転させることがあるが、こ
の時ウオータジェット切断装置の姿勢が変化しても、姿
勢制御機構（例えば、請求項２記載のような回転自在な
旋回輪によって構成）によって本体を常に一定の姿勢に
保持することができる。これによって、切断ノズルの向
きの制御が容易となる。このように切断ノズルを動きを
多彩に制御できるため障害物の切断制御（はつりとする
か小塊切断とするかの切断形態の制御、切断ノズルの向
きの制御、切断サイズおよび切断速度などの制御）が容
易となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明のウオータジェット切断装置の
ほぼ全体の斜視図、図２はノズル部分の拡大斜視図、図
３はシールド掘進機のカッタディスク面に本発明のウオ
ータジェット切断装置を装着した場合の概略正面図、図
４はその水平断面図、図５はウオータジェット切断装置
を備えたシールド掘進機の概略縦断面図である。

【００２０】図１に示すように、本発明にかかるウオー
タジェット切断装置Ｗは、主に旋回輪１、中空枠７、テ
レスコピックシリンダ１３、切断ノズル１８、装置本体
の姿勢制御機構Ａ、垂直旋回機構Ｂ、水平旋回機構Ｃ、
テレスコピックシリンダの自転機構Ｄ、ノズルの首振り
機構Ｅからなる。以下、これらの構成を順次詳述する。

【００２１】 姿勢制御機構Ａ 円環状の旋回輪１には外歯車２が付設され、この外歯車
２に噛合するピニオンギヤ３が設けてあり、ピニオンギ
ヤ３は姿勢制御用のモータ４から減速機５を介して駆動
されるようになっている。ピニオンギヤ３が駆動される
と外歯車２が回転して旋回輪１が矢印ａ方向に回転す
る。これによって、後述するようにシールド掘進機のカ
ッタディスクに装着した場合に、ウオータジェット切断
装置本体の姿勢を常に一定に保持する、姿勢制御機能を
発揮するものである。カッタディスクのような回転壁に
装備する場合にはこの姿勢制御機構Ａは必要であるが、
固定壁に装備される場合には特に必要とされない。

【００２２】 垂直旋回機構Ｂ 旋回輪１の両側には支持アーム６が水平に突設されてお
り、これに矩形状の中空枠７が水平軸８を介して枢着さ
れている。水平軸８には減速ギヤ９を介して垂直旋回モ
ータ１０が連結されており、このモータ１０を作動させ
ると中空枠７は水平軸線８ａの回り（矢印ｂ方向）に回
動する。これは、後述するテレスコピックシリンダ１３
を垂直旋回させることによって切断ノズル１８に垂直旋
回機能を持たせるためのものである。

【００２３】 水平旋回機構Ｃ 中空枠７の下辺に垂直軸１１回りに水平回転自在に旋回
台１２が設けてあり、この旋回台１２上に５段式のテレ
スコピックシリンダ１３が設置されている。垂直軸１１
は中空枠７を貫通して下方の水平旋回モータ１４（図３
参照）に減速ギヤを介して連結されており、旋回台１２
はモータ作動により垂直軸線１２ａ回りに矢印ｃ方向に
水平旋回可能になっている。これによって、水平軸線８
ａと垂直軸線１２ａとの交点であるテレスコピックシリ
ンダ１３上の旋回支点Ｏを中心として、テレスコピック
シリンダ１３が水平旋回可能に構成される。このように
テレスコピックシリンダ１３は、一つの支点Ｏを原点と
した、いわゆる極座標的な動作をするよう構成されてい
るため、従来のような直交座標的な動きをする装置に比
べ、装置スペースをコンパクト化しつつ、広い動作（切
断）範囲を確保することができる。このため、シールド
掘進機のような狭隘な空間にも装備することが容易とな
るとともに、障害物の切断時、切断装置の移設または移
動の必要性が少なくなって障害物の除去工期の短縮化が
可能となる。なお、本実施例は、水平旋回軸、垂直旋回
軸がＯ点に一致した場合を示したが、必ずしも一致させ
る必要はない。ノズル動作のコンピュータによる数値制
御を行う上で補正すればよいからである。

【００２４】 テレスコピックシリンダ１３の自転機構Ｄ テレスコピックシリンダ１３の胴端１３Ａにはギヤ１５
が設けてあり、これに自転モータ１６に連結されたピニ
オン１７が噛合している。モータ１６を駆動するとピニ
オン１７がギヤ１５を回転させてテレスコピックシリン
ダ１３をその自己の軸線１３ａ回り（矢印ｄ方向）に回
転させる、つまり、自転可能となっている。テレスコピ
ックシリンダ１３の先端部に首振り機構Ｅを有する切断
ノズル１８が設けられている。なお、この切断ノズル１
８はテレスコピックシリンダ１３の伸縮動作により前後
（矢印ｆ方向）に進退自在に構成されることになる。

【００２５】 ノズル部分の構成およびその首振り機構Ｅ 図２は首振り機構を含むノズル部分を透視的に示した斜
視図である。両端をベアリング１９で回転自在に支持さ
れた軸２０に平歯車２１が固着され、これに噛合するウ
オームギヤ２２が設けられている。ウオームギヤ２２の
端部にはベベルギヤ２３が設けられ、これに噛合するベ
ベルホイール２４が首振モータ２５の駆動軸２６に連結
されている。軸２０の一端はスイベルジョイント２７を
介して外部の高圧水管２８と連結されており、軸２０が
回転しても外部の高圧水管２８は回転しないようになっ
ている。軸２０には高圧水路が形成されており、軸２０
の他端にこれと連通する形で内部の高圧水管２８Ａが接
続されている。内部の高圧水管２８Ａは、互いに直交す
る２つの屈曲部２８ａ、２８ｂを設けることで軸２０と
直角方向に切断ノズル１８の先端が前方に真っ直ぐ向く
ように構成されている。高圧水管２８Ａの端部にはノズ
ルヘッド２９を介してノズル部１８Ａが突出しており、
このノズルヘッド２９には研磨材を投入するためのパイ
プ３０が接続されている。なお、上記ギヤ類は一つのギ
ヤボックス３１に収容され、ノズルヘッド２９、内部配
管２８Ａ等はこれと別個のノズルボックス３２に収容さ
れ、ノズルボックス３２が軸２０の回転によって独立に
首振り回転しうるようになっている。すなわち、首振り
モータ２５を作動させると、ベベルギヤ２４、ウオーム
ギヤ２２などを介して軸２０が回転することにより切断
ノズル１８は矢印ｅ方向に首振り動作する。この動作
と、前述した水平、垂直旋回、自転などにより切断ノズ
ル１８は多彩な動きができるようになっている。

【００２６】図５は上記構成を有するウオータージェッ
ト切断装置Ｗをシールド掘進機Ｍのカッタディスク３３
面に装備した例である。カッタディスク３３の前面には
カッタビット３４が多数設けられており、カッタディス
ク３３は旋回駆動モータ３５により機軸まわりに回転す
る。カッタディスク３３の背後には隔壁３６があり、両
者の間に掘削土砂を取り込むためのチャンバー３７が形
成されている。本発明のウオータジェット切断装置Ｗは
コンパクト化されているため、チャンバー３７内に収ま
り、カッタディスク３３面に設置することが可能であ
る。３８は掘進路上に存在する部分障害物である。切断
装置Ｗは少なくとも１か所設ける。複数台設ける場合に
は固定でよい場合があるが、１台設ける場合には、通常
切断装置Ｗは半径方向に移動可能又は移設可能に設けら
れる。図３、図４は切断装置を移設可能に設けた例を示
し、図３、図４に示すように切断装置側に円環状の取付
座３９が設けてあり、これに鍔部４０ａを有する環状の
ガイドレール４０が固着されている。一方、上記旋回輪
１の前部にガイドローラ４１が４か所配設されており、
このガイドローラ４１が上記ガイドレール４０の鍔部４
０ａに係合するようになっている。従って、姿勢制御用
のモータ４を作動させると、旋回輪１がガイドローラ４
１を介してガイドレール４０に案内されながら所定方向
に旋回し、これによって、中空枠７即ち装置本体の姿勢
を制御できるものである。かかるウオータージェット切
断装置Ｗをシールド掘進機Ｍのカッタディスク３３面に
装着する場合には、カッタディスク３３面に円形の開口
３３Ａを設けて、ここに上記取付座３９をボルト３９ａ
で固定する。

【００２７】テレスコピックシリンダ１３の先端部に設
けてある切断ノズル１８はカッタディスク３３の開口３
３Ａから切羽側へ突出して進路上にあるコンクリート杭
などの部分障害物を切断除去するのに使用したり、或い
は、進路上全面に存在する全面障害物を切断除去するの
に用いる。ウオータジェット切断装置Ｗは必要に応じて
取付位置を変更でき、また、カッタディスク３３を回転
して部分障害物３８との位置合わせをすることができる
が、カッタディスク３３の回転によって本体の姿勢が変
化するため、これを是正すべく姿勢制御機構Ａを作動さ
せることは前述した通りである。

【００２８】本発明のウオータジェット切断装置によれ
ば、コンクリート杭などの部分障害物を全はつりによっ
て除去することも可能であるが、部分障害物の切断除去
時間を節約するためにシールド掘進機内に回収できるサ
イズの小塊に切断することもできる。次にその方法を図
６〜図８に基づき説明する。まず、図６のように部分障
害物３８の前側から幅方向所定のピッチ（例えば100 〜
200mm)で所定の深さ（例えば100 〜200mm)に上下切断す
る（ｇ切断）。このｇ切断において切断ノズル１８の向
きを設定する場合は、自転機構Ｄにより図１の位置から
切断ノズルを９０°回転させてセットする。この状態
で、テレスコピックシリンダ１３を徐々に伸長して切断
ノズル１８を前進させて部分障害物に近づけた後垂直旋
回機構Ｂを作動しながら所定深さ上下に切断する。そし
て、次の切断位置に所定ピッチで移動のため水平旋回機
構Ｃによって矢印方向に水平旋回した時、首振り機構Ｅ
を作動させて切断ノズル１８が常に部分障害物３８のＹ
軸に直角方向に向くように平行移動することもできる。
次に、同様な要領で図８(a) にも示すように部分障害物
３８の前側から高さ方向所定ピッチで所定深さに水平切
断する（ｈ切断）。ｈ切断においては、図７に示すよう
に切断ノズル１８は図１の姿勢でよく、水平旋回機構Ｃ
によって切断ノズル１８を水平旋回させた時首振り機構
Ｅを作動させて切断ノズル１８の向きを常に水平に保持
するようにすることもできる。次いで、図７に示すよう
に部分障害物３８の側面から所定深さに上下切断する
（ｉ切断）。ｉ切断は奥行き方向に図８(b) の如く所定
ピッチで行う。ｉ切断ができるのは、ｈ切断の状態から
自転機構Ｄによって切断ノズルを９０°自転してノズル
を必要角度首振りすれば、部分障害物３８の真横方向に
ノズルの向きを変えることができ、部分障害物３８のＸ
軸に対して常に直角方向に切断ノズル１８を向けること
ができるからである。なお、ｈ、ｉ切断は、切断ノズル
１８等の損傷防止のため下から上方に向かって行う。上
記ｇ、ｈ、ｉ切断によって部分的障害物は、機内に取り
込むことのできる大きさの100 〜200mm の小塊に切断さ
れる( 図8(b)参照) 。以下、テレスコピックシリンダ１
３を所定量伸長して切断ノズル１８を前進させ、上記と
同じ要領で部分障害物３８の次のブロックの切断を順次
行う。なお、ウオータジェット切断装置を用いてシール
ド掘進機の掘進路上全面に存在するいわゆる全面障害物
を切断除去する場合には、まず、全面障害物の前側から
切断ノズル１８を自転及び首振り機構を用いて超高圧水
を噴射したまま切断ノズル１８を自転させて所定幅に障
害物を細かくはつりながら水平旋回動作もしくは垂直旋
回動作または両動作により所定長さを、伸縮動作により
所定深さをはつって切断ノズルの進入スペースおよび除
去障害物の収容スペースを確保する。それから、上述し
た部分障害物の切断要領で小塊に切断して、全面障害物
を除去する。

【００２９】上述したような切断制御はコンピュータに
よってなされる。つまり、切断形態、切断サイズ、切断
速度などを機内に設けたコンピュータに指令を与えるこ
とによって各機構が自動的に働き、切断ノズルの姿勢や
動作が自動的に制御されるようになっている。なお、は
つり或いは切断状況を目視で確認できるようにウオータ
ジェット切断装置にＩＴＶカメラを備えたり、また、障
害物内に鉄筋等の金属がある場合には、その位置を検知
して切断ノズルを金属切断速度で動作させて切断できる
ように金属検知器を備えることが望ましい。

【００３０】図９は超高圧水を発生する装置の原理図で
あって、４２は油圧ユニット（４２ａは油タンク、４２
ｂは油圧ポンプ、４２ｃは電動機）、４３は油圧方向制
御弁、４４は増圧機、４５は給水ユニット、４６はチェ
ック弁、４７はフィルタ、１８は前述した切断ノズル
（ノズルヘッド２９）、２８はフレキシブルな高圧水
管、３０は研磨材投入のためのパイプ、３８は部分障害
物である。ウオータジェット切断装置に用いる油圧源た
る油圧ユニット４２は、シールド掘進機の油圧ユニット
を使用することができる。増圧機４４では、シリンダ４
４ａ内のピストン４４ｂを油圧によって左右に移動する
ことによってピストン先端部にある水を、面積比の違い
により増圧してチェック弁４６を介して超高圧水を切断
ノズル１８に送給するものである。この場合、吐出側と
反対側のシリンダ内には水タンク４５ａの水が補給され
る。ノズルヘッド２９には研磨材投入パイプ３０を設け
て研磨材を投入して（投入装置は図示せず）超高圧水と
ともにノズル先端から部分障害物３８に向けて噴射す
る、いわゆるアブレイシブウオータジェット切断も可能
にしている。

【００３１】

【発明の効果】 本発明のウオータージェット切断装置はコンパクト
化された構成であるため、シールド掘進機のような狭隘
なスペースでも取付け可能となる。特に、既製のシール
ド掘進機にも装着できる利点がある。

【００３２】 シールド掘進機内にウオータージェッ
ト切断装置を装備することにより、掘進路上の障害物を
作業員が機外に出ることなく、はつり、切断によって除
去でき、作業員を危険な作業から解放できる。

【００３３】 本発明のウオータージェット切断装置
は、各軸の位置・速度制御が可能で多彩な動きができ、
部分障害物のみをシールド掘進機内に取り込み得る任意
の大きさの小塊に切断できるため、工期の短縮化に寄与
する。

【００３４】 掘進路上の障害物をシールド掘進機の
前面から除去するため、障害物周囲の土砂を除去する範
囲が少なく、除去工期が短くできる。また、障害物が掘
進機の進路上の下端にあっても更に掘進路の全面にあっ
てもはつり、切断できる。

【００３５】 本発明にかかるウオータジェット切断
装置の切断ノズルは、極座標的な動作をするよう構成さ
れているため、その動作範囲、即ち、切断範囲を格段に
広げることができる。これによって、障害物を切断除去
する際の切断装置の移動の必要性が少なくなり、結果的
に障害物の除去工期の短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウオータジェット切断装置のほぼ全体
の斜視図である。

【図２】ノズル部分の拡大斜視図である。

【図３】シールド掘進機のカッタディスク面に本発明の
ウオータジェット切断装置を装着した場合の概略正面図
である。

【図４】同水平断面図である。

【図５】ウオータジェット切断装置を備えたシールド掘
進機の概略縦断面図である。

【図６】掘進路上にある部分障害物の切断除去方法を示
す平面図である。

【図７】同側面図である。

【図８】(a)(b)は部分障害物の切断要領を示す側面図と
水平断面図である。

【図９】超高圧水の発生装置の原理図である。

【符号の説明】

Ｗ…ウオータジェット切断装置 １…旋回輪 ７…中空枠 １３…テレスコピックシリンダ １８…切断ノズル Ａ…姿勢制御機構 Ｂ…垂直旋回機構 Ｃ…水平旋回機構 Ｄ…自転機構 Ｅ…首振り機構 Ｍ…シールド掘進機 ３３…カッタディスク ３８…部分障害物 ４２…油圧ユニット（油圧源）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻田 京史 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 中山 正士 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 宮川 勝巳 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超高圧水を噴射する切断ノズルをテレス
   コピックシリンダの先端部に装着し、前記切断ノズルに
   首振り機構を設けるとともに、前記テレスコピックシリ
   ンダを自転可能に構成し、該テレスコピックシリンダに
   少なくとも水平旋回機構と垂直旋回機構とを設けたこと
   を特徴とするウオータジェット切断装置。
2. 【請求項２】 回転自在な旋回輪に中空枠を水平軸の回
   りに垂直旋回可能に支承し、該中空枠にテレスコピック
   シリンダを水平旋回可能に支承し、該テレスコピックシ
   リンダを自転可能とし、該テレスコピックシリンダの先
   端部に超高圧水を噴射する切断ノズルを備え、該切断ノ
   ズルを首振り可能に構成したことを特徴とするウオータ
   ジェット切断装置。
3. 【請求項３】 装置本体の姿勢制御機構を備えた請求項
   １に記載のウオータジェット切断装置を、或いは請求項
   ２に記載のウオータジェット切断装置をシールド掘進機
   のカッタディスクに装着したことを特徴とするウオータ
   ジェット切断装置を備えたシールド掘進機。
4. 【請求項４】ウオータジェット切断装置を用いてシール
   ド掘進機の掘進路上にある障害物を切断除去する方法で
   あって、該障害物を前側から幅方向に所定ピッチで所定
   深さ上下に切り込みを入れ、次に前側から高さ方向に所
   定ピッチで所定深さ水平に切り込みを入れ、次いで側面
   から所定ピッチで所定深さ上下に切り込んで前記障害物
   を所定の大きさの小塊に切断し、これをシールド掘進機
   内に取り込んで前記障害物を除去するようにしたことを
   特徴とする掘進路上の障害物除去方法。
5. 【請求項５】 ウオータジェット切断装置を用いてシー
   ルド掘進機の掘進路上全面に存在する障害物を切断除去
   する方法であって、該障害物の前側から切断ノズルを揺
   動して該障害物を所定幅にわたって細かくはつりなが
   ら、切断ノズルを水平、垂直及び前進移動して、該切断
   ノズルの進入スペース及び除去障害物の収容スペース確
   保した後、該障害物を前側から幅方向に所定ピッチで所
   定深さ上下に切り込みを入れ、次に前側から高さ方向に
   所定ピッチで所定深さ水平に切り込みを入れ、次いで側
   面から所定ピッチで所定深さ上下に切り込んで前記障害
   物を所定の大きさの小塊に切断し、これをシールド掘進
   機内に取り込んで前記全面障害物を除去するようにした
   ことを特徴とする掘進路上の障害物除去方法。
6. 【請求項６】 ウオータジェット切断装置に供給する超
   高圧水の発生装置の油圧源として、シールド掘進機の油
   圧源を利用したことを特徴とする請求項３に記載のウオ
   ータジェット切断装置を備えたシールド掘進機。