JPH0633681A - フライス式掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】発破を用いることなく機械的、自動的に立坑を
掘削することができ、建設公害をなくすと共に、工期及
びコストを低減させる。 【構成】上部筒体７とこの上部筒体７内に摺動自在に嵌
合される下部筒体９と、上部筒体７と下部筒体との間に
連結される伸縮可能な推進用油圧シリンダ１０と、油圧
駆動により上部筒体７の外側に突出可能に配設されるメ
イングリッパ１３と、油圧駆動により下部筒体９の外側
に突出可能に配設されるフロントグリッパ２１と、下部
筒体９に回動自在に支持され油圧駆動により回転するカ
ッタヘッド２３と、カッタヘッド２３に設けられ油圧駆
動により回転するフライスカッタ２７、３０とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟岩地山において換気
用、作業用等の比較的小径の円形立坑を掘削するための
フライス式掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軟岩地山において換気用、作業用
等の円形立坑を掘削する場合、立坑径が小さいと、ロー
ドヘッダー等の自由断面掘削機を搬入できないため、発
破併用の掘削方法が主流である。すなわち、坑底ではさ
く岩機、ショベル、火薬を使用して岩盤の掘り下げが行
われ、採掘されたズリは巻上機で坑外に運搬され、掘削
された立坑の内面にはコンクリートライニングが施工さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発破併
用の掘削方法においては、発破による振動、騒音が近隣
に建設公害をもたらすという問題を有し、また、発破作
業には危険がつきまとうと共に、発破の度に作業員が立
坑内から退避しなければならないという問題を有してい
る。さらに、近年の人手不足の背景から作業員の確保が
困難になってきている。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、発破を用いることなく機械的、自動的に立坑を掘削
することができ、建設公害をなくすと共に、工期及びコ
ストを低減させることができるフライス式掘削機を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のフライス式掘削機は、上部筒体７とこの上
部筒体７内に摺動自在に嵌合される下部筒体９と、上部
筒体７と下部筒体との間に連結される伸縮可能な推進用
油圧シリンダ１０と、油圧駆動により上部筒体７の外側
に突出可能に配設されるメイングリッパ１３と、油圧駆
動により下部筒体９の外側に突出可能に配設されるフロ
ントグリッパ２１と、下部筒体９に回動自在に支持され
油圧駆動により回転するカッタヘッド２３と、カッタヘ
ッド２３に設けられ油圧駆動により回転するフライスカ
ッタ２７、３０とを備えることを特徴としている。な
お、フライスカッタ２７、３０をカッタヘッド２３に傾
斜するように配置してもよいし、又、カッタヘッド２３
の先端にスクレーパ３１を配設してもよい。また、上記
構成に付加した番号は、理解を容易にするために図面と
対比させるためのもので、これにより本発明の構成が何
等限定されるものではない。

【０００６】

【作用】本発明においては、例えば図１に示すように、
先進ボーリング孔２を掘削した後、立坑４内にフライス
式掘削機３を搬入し、油圧シリンダ１１、１９を駆動さ
せて、メイングリッパ１３を地山１に食い込ませて上部
筒体７を地山１に固定し、カッタヘッド２３の公転及び
フライスカッタ２７、３０の自転により掘削を行う。こ
のとき、フライスカッタ２７、３０が傾斜して配置され
るため、掘削断面は円錐形となり、かつ、スクレーパ３
１の掻き落とし作用により、掘削土砂は容易に先進ボー
リング孔２内に落とされる。掘削の推進は、推進用油圧
シリンダ１０を伸張させてカッタヘッド２３を下降させ
ることにより行い、１ストロークの掘削が終了すると、
フロントグリッパ２１を地山１に食い込ませて下部筒体
９を地山１に固定し、メイングリッパ１３を引き戻した
後、推進用油圧シリンダ１０を縮めて上部筒体７を下降
させ、再度メイングリッパ１３を地山１に食い込ませて
上部筒体７を地山１に固定し、掘削を続行する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明のフライス式掘削機の１実施例を
示す断面図、図２は図１のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向か
ら見た断面図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿って矢印方向
から見た断面図、図４は図１のＺ方向から見た掘削機の
平面図である。

【０００８】図１において、地山１には、先進ボーリン
グ孔２が掘削され、フライス式掘削機３により立坑４を
掘削し、立坑４の内周面に型枠５及びコンクリートライ
ニング６を施工した状態を示している。

【０００９】フライス式掘削機３は、上部筒体７とこの
上部筒体７内に摺動自在に嵌合される下部筒体９とを有
し、上部筒体７の下面と下部筒体９の上面とは、８本の
推進用油圧シリンダ１０（図の手前側に４本のスラスト
シリンダがある）により連結され、推進用油圧シリンダ
１０へ油圧を給排させて推進用油圧シリンダ１０を伸縮
させることにより、上部筒体７と下部筒体９とを相対的
に摺動可能にしている。推進用油圧シリンダ１０は、ス
ラスト力とカッタヘッドトルクを同時に受け持つことが
できるラチス型配置とし、また、この推進用油圧シリン
ダ１０により方向制御も行わせる。

【００１０】図２に示すように、上部筒体７の上面に
は、２本の油圧シリンダ１１の一端が回動自在に配設さ
れ、これと反対側に２本の枢支軸１２が設けられ、該枢
支軸１２にメイングリッパ１３の一端が回動自在に取付
けられ、メイングリッパ１３の他端と油圧シリンダ１１
の他端とが軸１４を介して回動自在に連結され、油圧シ
リンダ１１に油圧を供給させて油圧シリンダ１１を伸張
させることにより、メイングリッパ１３を枢支軸１２を
中心にして回動させ、図１及び図２の２点鎖線で示す如
く、上部筒体７の外側から突出し地山１に食い込ませる
ことにより上部筒体７を地山１に固定できるようにして
いる。このメイングリッパ１３は、推進反力を支持する
とともに掘削機本体の固定を行うためのものである。

【００１１】下部筒体９の下方には、駆動部を収容する
駆動部用筒体１５が設けられ、下部筒体９と駆動部用筒
体１５との間にロータリジョイント１６、カッタヘッド
駆動用油圧モータ１７が配設されている。また、下部筒
体９と駆動部用筒体１５との間には、図３に示すよう
に、４本の油圧シリンダ１９の一端が回動自在に配設さ
れると共に、枢支軸２０にフロントグリッパ２１の一端
が回動自在に取付けられ、フロントグリッパ２１の他端
と油圧シリンダ１９の他端とが軸２２を介して回動自在
に連結され、油圧シリンダ１９に油圧を供給させて油圧
シリンダ１９を伸張させることにより、フロントグリッ
パ２１を枢支軸２０を中心にして回動させ、図３の２点
鎖線で示す如く、下部筒体９の外側から突出し地山１に
食い込ませることにより下部筒体９を地山１に固定でき
るようにしている。このフロントグリッパ２１は、掘削
機３を下部に移動させる盛り替え時に掘削機３を支持す
るとともにカッタヘッドが振れるの防止するためのもの
である。

【００１２】ロータリジョイント１６には、カッタヘッ
ド２３が回転自在に支持されると共に、カッタヘッド２
３は回転駆動部２４を介してカッタヘッド駆動用油圧モ
ータ１７に連結されている。カッタヘッド２３には、２
個のカッタ駆動用油圧モータ２５、２６が取付けられ、
一方のカッタ駆動用油圧モータ２５の下部にフライスカ
ッタ２７が固定され、他方のカッタ駆動用油圧モータ２
６の下部には、歯車２９を介してフライスカッタ３０が
固定されている。これらカッタ駆動用油圧モータ２５、
２６及びフライスカッタ２７、３０は、掘削断面が円錐
形となり掘削土砂が先進ボーリング孔２内に落ちやすい
ように、傾斜してカッタヘッド２３に配設される。ま
た、図４に示すように、一方のフライスカッタ２７は立
坑断面の内側に配置され、他方のフライスカッタ３０は
外側に配置され、この配置により全断面の掘削を可能に
している。また、カッタヘッド２３の先端で各フライス
カッタ２７、３０の外周には、掘削土砂を先進ボーリン
グ孔２内に掻き落とすためのスクレーパ３１が設けられ
ている。

【００１３】上記構成からなる本発明のフライス式掘削
機３を用いて立坑を掘削する方法について説明する。本
発明は比較的小径（例えば直径３ｍ〜５ｍ程度）の立坑
の掘削に好適であり、立坑４を掘削する前に、直径１ｍ
程度の先進ボーリング孔２を掘削する。先進ボーリング
孔２の深さは、立坑４を掘削した土砂が収容できる深さ
とする。

【００１４】立坑４内にフライス式掘削機３を搬入し、
油圧シリンダ１１、１９を駆動させて、メイングリッパ
１３を地山１に食い込ませて上部筒体７を地山１に固定
する。フロントグリッパ２１は、下部筒体９が移動でき
る程度に押圧させておき、カッタヘッド２３の振れ止め
を行う。次に、カッタヘッド駆動用油圧モータ１７及び
カッタ駆動用油圧モータ２５を駆動させ、カッタヘッド
２３及びフライスカッタ２７、３０を回転させる。カッ
タヘッド２３の公転及びフライスカッタ２７、３０の自
転により、先進ボーリング孔２の周囲の全断面が掘削さ
れる。このとき、フライスカッタ２７、３０が傾斜して
配置されるため、掘削断面は円錐形となり、かつ、スク
レーパ３１の掻き落とし作用により、掘削土砂は容易に
先進ボーリング孔２内に落とされる。

【００１５】掘削の推進は、推進用油圧シリンダ１０を
伸張させてカッタヘッド２３を下降させることにより行
い、１ストロークの掘削が終了すると、フロントグリッ
パ２１を地山１に食い込ませて下部筒体９を地山１に固
定し、メイングリッパ１３を引き戻した後、推進用油圧
シリンダ１０を縮めて上部筒体７を下降させ、再度メイ
ングリッパ１３を地山１に食い込ませて上部筒体７を地
山１に固定し、掘削を続行する。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明かなように本発明によ
れば、上部筒体と、該上部筒体内に摺動自在に嵌合され
る下部筒体と、前記上部筒体と下部筒体との間に連結さ
れる伸縮可能な推進用油圧シリンダと、油圧駆動により
上部筒体の外側に突出可能に配設されるメイングリッパ
と、油圧駆動により下部筒体の外側に突出可能に配設さ
れるフロントグリッパと、前記下部筒体に回動自在に支
持され油圧駆動により回転するカッタヘッドと、該カッ
タヘッドに設けられ油圧駆動により回転するフライスカ
ッタとを備えるフライス式掘削機を用いることにより、
発破を用いることなく機械的、自動的に立坑を掘削する
ことができ、建設公害をなくすと共に、工期及びコスト
を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフライス式掘削機の１実施例を示す断
面図

【図２】図１のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向から見た断面
図

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿って矢印方向から見た断面
図

【図４】図１のＺ方向から見た掘削機の平面図

【符号の説明】

１…地山、２…先進ボーリング孔、３…フライス式掘削
機、４…立坑 ５…型枠、６…コンクリートライニング、７…上部筒
体、９…下部筒体 １０…推進用油圧シリンダ、１１…油圧シリンダ、１２
…枢支軸 １３…メイングリッパ、１４…軸、１５…駆動部用筒体 １６…ロータリジョイント、１７…カッタヘッド駆動用
油圧モータ １９…油圧シリンダ、２０…枢支軸、２１…フロントグ
リッパ ２２…軸、２３…カッタヘッド、２４…回転駆動部 ２５、２６…カッタ駆動用油圧モータ、２７、３０…フ
ライスカッタ ２９…歯車、３１…スクレーパ

フロントページの続き (72)発明者 三谷典夫 大阪府枚方市上野３丁目１番１号 (72)発明者 川合一成 大阪府枚方市上野３丁目１番１号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部筒体と、該上部筒体内に摺動自在に嵌
   合される下部筒体と、前記上部筒体と下部筒体との間に
   連結される伸縮可能な推進用油圧シリンダと、油圧駆動
   により上部筒体の外側に突出可能に配設されるメイング
   リッパと、油圧駆動により下部筒体の外側に突出可能に
   配設されるフロントグリッパと、前記下部筒体に回動自
   在に支持され油圧駆動により回転するカッタヘッドと、
   該カッタヘッドに設けられ油圧駆動により回転するフラ
   イスカッタとを備えることを特徴とするフライス式掘削
   機。
2. 【請求項２】前記フライスカッタを前記カッタヘッドに
   傾斜して配置することを特徴とする請求項１に記載のフ
   ライス式掘削機。
3. 【請求項３】前記カッタヘッドの先端にスクレーパを配
   設することを特徴とする請求項１または２に記載のフラ
   イス式掘削機。