JPH0718309B2 - 地盤掘削用チェーンカッタの潤滑性付与方法 - Google Patents

地盤掘削用チェーンカッタの潤滑性付与方法

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JPH0718309B2
JPH0718309B2 JP3263026A JP26302691A JPH0718309B2 JP H0718309 B2 JPH0718309 B2 JP H0718309B2 JP 3263026 A JP3263026 A JP 3263026A JP 26302691 A JP26302691 A JP 26302691A JP H0718309 B2 JPH0718309 B2 JP H0718309B2
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美友 亀岡
英伸 黒山
和之 石光
健次 指田
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/20Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
    • E02F3/205Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels with a pair of digging wheels, e.g. slotting machines

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、山岳トンネルや都市ト
ンネルの構築、あるいは狭溝により形成される地下連続
壁の構築に際して使用される地盤掘削用チェーンカッタ
に対し、その円滑な運転を保証し得る潤滑性付与方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】既知の地盤掘削用チェーンカッタは、図
5の断面図により明示の如く、掘削ビットaを保持する
複数個のリンクb‥‥‥を、チェーンcで連結すること
でカッタチェーンdが形成され、このカッタチェーンd
が、カッタフレームeの長手方向両端部に軸支した図示
されていないスプロケットにより、カッタフレームeの
幅方向両側のガイドf、g、hによって形成されたガイ
ド溝iに沿うように、図面にあって前後方向へ循環して
走行する機構となっており、この際当然上記カッタチェ
ーンdとガイド溝iとの間には、空隙jが形成されてい
る。
【0003】上記地盤掘削用チェーンカッタを用いて掘
削溝を下から上に削設すれば、上記空隙jの中に掘削土
砂が入り、当該土粒子がリンクb、チェーンc、さらに
はガイドf、g、hと摩擦し、これに基づく摩耗によ
り、カッタチェーンdの走行に支障を来し、円滑な地盤
掘削を継続することができない。
【0004】特に、チェーン構造が弯曲するベンド型チ
ェーンカッタの場合は、カッタチェーンdとガイドf、
g、hとの摩擦が掘削に際し著しく増大し、さらに土粒
子の流入により一層摩擦、摩耗が助長されてしまい、つ
いには、カッタチェーンdの走行が不能となってしまう
こともある。すなわち、チェーンカッタの円滑な運転を
確保するためには、リンクbまたはチェーンcと各ガイ
ドf、g、hとの摩擦低減と、空隙jに土粒子の流入す
ることを阻止しなければならないが、そのために、これ
まで既に実施されていることは、当該空隙j等に潤滑油
の注入する方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の潤滑性
付与手段は、潤滑油の注入だけであるから摩擦低減には
なるものの、空隙j中へ土粒子が流入することを阻止す
ることはできず、さらには、空隙jに一旦土粒子が入り
込んでしまうと土粒子は潤滑油によって、その位置を保
持されることとなり、逆に摩擦が大きくなってしまうこ
ともある。
【0006】本発明は、上記従来技術の有するこのよう
な問題点に鑑み種々検討した結果、気泡がもっている特
性につき着目してなされたもので、前記空隙へ気泡を充
満させることで土粒子が当該空隙に流入することを阻止
または排除し、かつ気泡の潤滑性付与効果により、カッ
タチェーンとガイドとの摩擦をも著しく低減させること
により、チェーンカッタの円滑な運転を長時間にわたり
保証し得るようにするのが、その目的である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、カッタ進退用駆動装置により移動される
移動フレームに固定したカッタフレームと、前記カッタ
フレームの前後両端部に軸支したスプロケットにより、
当該カッタフレームの幅方向における両側にあって凹設
したガイド溝に沿い循環走行されるカッタチェーンとを
備えてなる地盤掘削用チェーンカッタにおいて、後端が
発泡器に接続されている気泡導入管をカッタフレーム内
に延出配設して、発泡器による気泡を当該気泡導入管の
先端から前記ガイド溝内に送致して、前記ガイド溝とカ
ッタチェーンとの間の空隙に、当該気泡を供給して充満
させるようにしたことを特徴とする地盤掘削用チェーン
カッタの潤滑性付与方法を提供しようとするものであ
る。
【0008】
【作用】界面活性剤などを用いて発泡器により発生させ
た気泡を、気泡導入管を通してカッタチェーンとガイド
溝との間の空隙に供給充満させるが、この際、空隙内に
は気泡が常時充満される程度に連続的な気泡の供給を行
う。上記気泡は適度の粘性を有していて、これが空隙に
充満することにより、掘削土砂の流入を阻止し、流入し
たものをも排除し、かつ、当該気泡の潤滑性付与効果に
より、カッタチェーンとガイドとの接触摩擦力は著しく
低減されることになり、その結果、チェーンカッタの円
滑な長時間運転が可能になる。
【0009】空隙への土粒子の流入を阻止するのに望ま
しい気泡の性状は、破泡しにくく、安定性が良いことで
あり、そのためには、気泡の粘度が400CPS以上と
するのが望ましい。また、上記の気泡を得るためには、
起泡材タンク内の界面活性剤等の起泡材を、起泡材ポン
プおよびコンプレッサーにより発泡器へ圧送することで
得ることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係る方法を説示するに当た
り、先ず、地盤掘削用チェーンカッタにつき説明するが
図1(A)(B)は、夫々ベンド型シングルチェーンカ
ッタの部分斜視図と同上型ダブルチェーンカッタの横断
面図を、図2はベンド型ダブルチェーンカッタ方式によ
るトンネル工事の概念図を、図3は本発明を実施するた
めの気泡発生装置の側面図を示している。
【0011】図1に示したように、チェーンカッタ1
は、幅方向位置側へ弯曲された円弧状のカッタフレーム
2と、当該カッタフレーム2の長手方向の前後両端部に
軸支したスプロケット3、4(図3に示す)と、カッタ
フレーム2の幅方向における両側に凹設したガイド溝5
に嵌め込まれた状態で、該ガイド溝5および上記スプロ
ケット3、4に沿って循環走行するカッタチェーン6
と、図3に示したように、カッタチェーン6の後端に固
設されていて、減速機とブレーキ付き電動機とからなっ
ているカッタチェーン循環用駆動装置7とにより構成さ
れ、上記駆動装置7の図示しない出力軸に、上記カッタ
フレーム2の後部におけるスプロケット4が連結され、
同上駆動装置7によってカッタチェーン6は図1(A)
に示す矢印A方向へ循環走行される。
【0012】上記カッタフレーム2のガイド溝5、5
は、カッタフレーム2の厚さ方向に、一定の間隔をおい
て並設した板状のガイド5a、5aと、該両ガイド5
a、5a間に、これと直交して固定したガイド5b、5
bと、上記両ガイド5a、5aの内側に対向して固定さ
れたガイド5c、5cとにより横断面略凹字状に形成さ
れている。
【0013】上記カッタチェーン6は図1(A)の如
く、掘削ビット6aを取付けた多数のリンク6b‥‥‥
をチェーン6cによる枢着手段にて連結されている。上
記リンク6bは横断面略凸字形状に形成され、これによ
り、上記ガイド溝5に、カッタフレーム2の幅方向に対
して離脱することのないよう嵌め込まれている。
【0014】そして、本発明のチェーンカッタ潤滑付与
方法は、図3に示されているように、後端を発泡器8に
接続してある気泡導入管9が、図1(A)(B)の如く
カッタフレーム2内に延出して配設されるようにしてお
き、その先端を、上記ガイド溝5とカッタチェーン6と
の間に形成された空隙10内に開口させ、上記発泡器8
より気泡導入管9を通介し上記空隙10内に気泡Bを供
給して、これに充満させるのである。
【0015】当該地盤掘削用チェーンカッタ1により、
図2および図3に示したように、掘削溝11を下から上
に削溝する場合には、掘削土砂が侵入し易い掘削側の空
隙10に気泡Bを充満させるが、当該気泡Bの注入口1
2を図1(A)および図3に示した如くチェーンカッタ
1の先端近くに開設し、該注入口12だけから気泡Bを
空隙10に供給するようにしてもよいが空隙10の所要
複数箇所から気泡Bを供給することもできる。
【0016】上記気泡Bの導入手段としては、図1
(B)に示したダブルチェーンカッタの場合であれば、
左右のガイド溝5、5の両ガイド5a、5aに注入口1
2を各々開設し、これと上記気泡導入管9を分岐管9a
にて接続させ、左右の両空隙10、10に気泡Bを同時
に供給して、これらを充満させるようにする。
【0017】また、図4に示したシングルチェーンカッ
タにあっては、カッタフレーム2内に延出配設した気泡
導入管9の先端部を、ガイド5bに貫通固定し、ガイド
溝5の底部に注入口12を開設し、これより気泡Bを空
隙10内に供給し、これを充満させるようにしてある。
【0018】次に気泡発生装置としては、図3の通り前
記の発泡器8と、これに配管13にて接続されているコ
ンプレッサー14と、起泡材タンク15と、これより起
泡材が配管16を通して、上記配管13の中途に圧送さ
れるようにした起泡材ポンプ17とで構成されている。
【0019】上記気泡Bは、潤滑性付与効果があり、か
つ、仮に上記の空隙10に土粒子が入っても、これを排
除させ易くする性状を有するものであれば、チェーンカ
ッタ1の円滑な走行に極めて効果的であることを実験的
に確認することができた。すなわち適度な粘度を有する
気泡Bが空隙10に充満させれば、土粒子の流入を阻止
または排除し、さらに、気泡Bはベアリング効果を発揮
し、カッタチェーン6と、各ガイド5a、5b、5cと
の接触摩擦を著しく低減させることとなる。
【0020】この場合、土粒子の侵入を阻止し易くする
のに必要な気泡Bの性状につき種々検討した結果、破泡
しにくく、安定性のよいものであれば、より望ましい結
果が得られ、そのためには、気泡の粘度(B型粘度計、
ローター回転数60rpm)が400CPS以上である
ことが望ましいことも実験により確認することができ
た。
【0021】上記起泡材としては、陰イオン界面活性剤
パーソフトEF(日本油脂株式会社製)の1%水溶液を
使用し、これを上記した発泡器8により発泡させ、気泡
Bを発生させた。その時の発泡倍率は20〜30倍であ
り、粘度は440CPSであった。また、直径が0.3
mm前後の気泡を大量に含み、大径の気泡は発生しなか
った。さらに、上記したコンプレッサー14による空気
圧は、発泡器8の入口で3kg/cm2 、出口で1.5
kg/cm2程度である。
【0022】従って、上記起泡材を発泡させた気泡は、
潤滑性付与効果および土粒子の流入阻止、排除効果共に
満足し得る性状を有し、本発明の目的を達成するのに充
分であった。
【0023】次に、上記したチェーンカッタ1によって
アーチ形トンネルを掘削する場合につき説明する。図2
および図3に示したように、走行装置18をレール19
に設け、チェーンカッタ1をトンネル周壁の一端部にお
いてトンネル切羽に対向するよう配置し、次いで駆動装
置7を運転してカッタチェーン6を図1(A)および図
3の矢印A方向に循環走行させると共に、カッタ進退用
駆動装置20によりチェーンカッタ1をトンネルの長手
方向に円弧状に前進させ、カッタチェーン6により地盤
Gを掘削しながら当該地盤Gに挿入する。
【0024】次に、駆動装置7により可動フレーム21
をアーチ状ガイド枠22に沿って移動させると共に、可
動フレーム21により円弧状ガイド部材23および移動
フレーム24を介して支持されているチェーンカッタ1
をも同方向に移動させて、そのカッタチェーン6により
トンネル周壁の周囲方向に円弧状断面の溝11を削溝す
る。
【0025】上記の溝11が或る距離だけ削溝されるご
とに、図3の注入管移動用駆動装置25を正回転運転し
て、硬化材注入管26を溝11の深まで挿入し、次いで
硬化材圧送用ポンプ(図示せず)からモルタル等の硬化
材27aを圧送し、トンネル切羽の前方の周囲に硬化材
からなる円弧状断面のアーチ形支保版27を形成する。
【0026】次に、チェーンカッタ1および硬化材注入
管26を後退させたのち、アーチ形トンネル掘進装置を
後退させ、次いで、上記アーチ形支保版27により囲ま
れた部分を掘削する。以下、上記操作を繰り返すことに
よりアーチ形トンネルを掘削することができる。尚、図
2において28はコンクリートポンプ車、29はトラッ
クミキサを各々示している。
【0027】
【発明の効果】本発明は以上のように実施されるもので
あるから、適度な粘度を有する気泡が、ガイド溝とガイ
ドチェーンとの間の空隙に充満されることにより、上記
空隙への土粒子の流入が阻止され、流入してもこれが排
除されると共に、当該気泡が有する潤滑付与効果によ
り、カッタチェーンとガイドとの接触摩擦は著しく低減
される。従って、地盤掘削用チェーンカッタの円滑な運
転を長時間にわたり容易に確保することができ、また、
カッタチェーンとガイドとの摩擦低減により、これらの
摩耗が抑制され、当該地盤掘削用チェーンカッタの耐久
性をも向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)(B)は夫々本発明を実施するシングル
チェーンカッタの一部を示した斜視図と、ダブルチェー
ンカッタの横断面図である。
【図2】ベンド型ダブルチェーンカッタ方式によるトン
ネル工事の概念図である。
【図3】気泡発生装置を備えた地盤掘削用チェーンカッ
タによってトンネルを掘削している状態を示した側面図
である。
【図4】本発明を実施するシングルチェーンカッタの横
断面図である。
【図5】従来の地盤掘削用チェーンカッタの横断面図で
ある。
【符号の説明】
1 地盤掘削用チェーンカッタ 2 カッタフレーム 3 スプロケット 4 スプロケット 5 ガイド溝 6 カッタチェーン 8 発泡器 9 気泡導入管 10 空隙 20 カッタ進退用駆動装置 24 移動フレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石光 和之 東京都港区赤坂4丁目9番9号 日本国土 開発株式会社内 (72)発明者 指田 健次 東京都港区赤坂4丁目9番9号 日本国土 開発株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カッタ進退用駆動装置により移動される
    移動フレームに固定したカッタフレームと、前記カッタ
    フレームの前後両端部に軸支したスプロケットにより、
    当該カッタフレームの幅方向における両側にあって凹設
    したガイド溝に沿い循環走行されるカッタチェーンとを
    備えてなる地盤掘削用チェーンカッタにおいて、後端が
    発泡器に接続されている気泡導入管をカッタフレーム内
    に延出配設して、発泡器による気泡を当該気泡導入管の
    先端から前記ガイド溝内に送致して、前記ガイド溝とカ
    ッタチェーンとの間の空隙に、当該気泡を供給して充満
    させるようにしたことを特徴とする地盤掘削用チェーン
    カッタの潤滑性付与方法。
JP3263026A 1991-09-13 1991-09-13 地盤掘削用チェーンカッタの潤滑性付与方法 Expired - Fee Related JPH0718309B2 (ja)

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