JPH08291697A - トンネル掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲進掘進時においても掘削機本体に対して後
続台車をスムーズに追従させる。 【構成】 掘削機本体４３の後方に二本のビーム１３を
介して後続台車１４を連結させるに際し、これら二本の
ビーム１３の一端部と掘削機本体４３もしくは後続台車
１４との間にそれぞれ油圧ジャッキ１９ａ，１９ｂを介
在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル掘削機に関
し、より詳しくは掘削機本体の後方に二本のビームを介
して後続台車を連結してなるトンネル掘削機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネル掘削機において、掘削機
本体の後方にビームもしくはワイヤロープを介して後続
台車を連結し、掘削機本体が掘進するにしたがってそれ
らビームもしくはワイヤロープにより後続台車を牽引し
てそれら掘削機本体と後続台車とを同時に前進させるよ
うにしたものが知られている。この場合、二本のワイヤ
ロープによって後続台車を牽引するようにしたものが、
例えば実開平３−７９３９３号公報（第４図，第５図に
示される従来例参照）において開示されている。また、
斜坑トンネルを掘削するトンネル掘削機においては、掘
削機本体により後続台車の荷重を受ける必要があること
から、これら掘削機本体と後続台車との間は一本もしく
は二本のビームにより連結されるのが普通である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、掘削機
本体と後続台車とを左右計二本のビームで連結した場
合、掘削機本体が直進しているときには格別の問題を生
じることはないが、掘削機本体が曲進するときには後続
台車がその掘削機本体にスムーズに追従できなくなって
坑壁に衝突するなどの不具合を生じることとなる。

【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、曲進掘進時においても掘削機本体に対して
後続台車をスムーズに追従させることのできるトンネル
掘削機を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述の
目的を達成するために、本発明によるトンネル掘削機
は、掘削機本体の後方に二本のビームを介して後続台車
を連結してなるトンネル掘削機において、前記二本のビ
ームの一端部と前記掘削機本体もしくは前記後続台車と
の間にそれぞれ油圧ジャッキを介在させることを特徴と
するものである。

【０００６】本発明においては、掘削機本体と後続台車
との間に介在される二本のビームのそれぞれに対してそ
れらビームの一端部と掘削機本体もしくは後続台車との
間に油圧ジャッキが介在されているので、例えば掘削機
本体が曲進する場合にもその掘削機本体の左右方向への
ずれに対して後続台車を容易に追従させることができ
る。また、同様に、掘削機本体の上下方向へのずれに対
しても後続台車の追従が可能である。

【０００７】本発明において、各油圧ジャッキを同じ大
きさのものとして同じ向きに配置し、一方の油圧ジャッ
キのヘッド側と他方の油圧ジャッキのヘッド側とを油圧
配管で接続するとともに、一方の油圧ジャッキのボトム
側と他方の油圧ジャッキのボトム側とを他の油圧配管で
接続するようにするのが好ましい。このようにすれば、
例えば掘削機本体の曲進によって一方（内側）の油圧ジ
ャッキが収縮する際に、この一方の油圧ジャッキのボト
ム側の油が油圧配管を通って他方（外側）の油圧ジャッ
キのボトム側へ移動するとともに、この他方の油圧ジャ
ッキのヘッド側の油が他の油圧配管を通って前記一方の
油圧ジャッキのヘッド側へ移動し、これによって他方の
油圧ジャッキが伸長される。こうして、掘削機本体に対
する後続台車の追従をスムーズに行うことが可能とな
る。

【０００８】また、本発明においては、前記油圧ジャッ
キの油圧を検出することにより前記ビームが過負荷状態
にあることを検出する過負荷状態検出手段を設けるのが
好ましい。このような過負荷状態検出手段を設けること
で、掘削機本体側もしくは後続台車側に不測の事態が発
生してビームに過度な負荷がかかった場合にも例えば掘
削機本体の運転を停止させて安全を確保することができ
る。

【０００９】本発明の目的は、後述される詳細な説明か
ら明らかにされる。しかしながら、詳細な説明および具
体的実施例は最も好ましい実施態様について説明する
が、本発明の精神および範囲内の種々の変更および変形
はその詳細な説明から当業者にとって明らかであること
から、具体例として述べるものである。

【００１０】

【実施例】次に、本発明によるトンネル掘削機の具体的
実施例について、図面を参照しつつ説明する。

【００１１】図１に、本発明の一実施例に係るトンネル
掘削機の側面図が示されている。本実施例のトンネル掘
削機１は、例えば発電所の導水用の斜坑を掘削するため
に使用されるものであって、予め傾斜状のパイロット坑
２をパイロット坑用トンネル掘削機で掘削した後に、こ
のパイロット坑２の外周側の地山をリーミング坑３に拡
径掘削する斜坑リーミング掘削機である。

【００１２】このトンネル掘削機１においては、パイロ
ット坑２とリーミング坑３とに亙って、前部が円筒断面
で後部が角筒断面とされるメインビーム４が延設され、
このメインビーム４に前後摺動可能にメインフレーム５
が支持されている。このメインフレーム５には、カッタ
ヘッドサポート６を介してカッタヘッド７が回転自在に
支承され、このカッタヘッド７の前端部には多数個のロ
ーラカッタ８が装着されている。また、前記カッタヘッ
ドサポート６には、掘削終了時に前記メインフレーム５
をリーミング坑３の内周面に支持するために、ルーフサ
ポート，サイドサポートおよびバーチカルサポートより
なるホールドグリッパ９が設けられている。

【００１３】前記メインビーム４の前部にはそのメイン
ビーム４をパイロット坑２の内周面に対して支持するノ
ーズグリッパ１０が設けられ、このメインビーム４の後
部にはそのメインビーム４をリーミング坑３の内周面に
対して支持するメイングリッパ（リヤグリッパ）１１が
設けられている。ここで、このメイングリッパ１１は、
メインビーム４に支持されるとともに上下二本のグリッ
パジャッキ１１Ａ，１１Ａを保持するキャリア１１Ｂを
備えている。また、掘削時におけるカッタヘッド７の推
進力を発生させるために、前記メイングリッパ１１と前
記メインフレーム５との間にはスラストジャッキ１２が
設けられ、更に前記メインフレーム５とキャリア１１Ｂ
との間には油圧式の保持ジャッキ（図１には図示されて
いない）が設けられている。

【００１４】また、前記キャリア１１Ｂには左右一本ず
つ計二本のビーム１３，１３を介して正面視略門型形状
の後続台車１４が連結されている。この後続台車１４は
下方に設けられる枕木１５の上面を滑動して前進するよ
うに構成されている。なお、掘進方向に向かって右側の
ビーム１３の上面には作業員通行用のステップ１６Ａお
よび手摺り１６Ｂがそれぞれ取り付けられている。

【００１５】次に、この後続台車１４のキャリア１１Ｂ
に対する連結状態をより具体的に説明する。図２に示さ
れているように、前記キャリア１１Ｂの後側下部には横
方向に角筒フレーム１７が設けられ、この角筒フレーム
１７の左右端部の後面に、球面軸受け１８（図３参照）
を介してビーム１３の前端部が上下方向および左右方向
に揺動自在に取り付けられている。また、図４にも示さ
れているように、各ビーム１３の後端部には、シリンダ
部がそのビーム１３内に入り込む形で油圧ジャッキ１９
ａ，１９ｂが設けられている。各油圧ジャッキ１９ａ，
１９ｂは、ビーム１３側のフランジ２０と油圧ジャッキ
１９ａ，１９ｂ側のフランジ２１とをボルト結合するこ
とによりそのビーム１３に固定されている。また、この
油圧ジャッキ１９ａ，１９ｂのロッド２２ａ，２２ｂの
先端部は前記ビーム１３の前端部と同様の構造の球面軸
受けを介して前記後続台車１４の前端部に上下方向およ
び左右方向に揺動自在に取り付けられている。なお、こ
れらロッド２２ａ，２２ｂの周囲はそれらロッド２２
ａ，２２ｂの表面への粉塵付着を防止するためにベロー
ズ２３，２３により覆われている。

【００１６】図５には、前記油圧ジャッキ１９ａ，１９
ｂの作動回路の要部が示されている。図示のように、油
圧ポンプもしくはタンクに連通する第１油路２４には４
ポート３位置切換弁２５，逆止弁２６および流量制御弁
２７がそれぞれ設けられるとともに、この第１油路２４
は２つの分岐油路２８，２９に分岐されてそれら各分岐
油路２８，２９が流量制御弁３０，３１を介して油圧ジ
ャッキ１９ａ，１９ｂのボトム側にそれぞれ接続されて
いる。また、油圧ポンプもしくはタンクに連通する第２
油路３２には４ポート３位置切換弁２５，逆止弁３３お
よび流量制御弁３４がそれぞれ設けられるとともに、こ
の第２油路３２は２つの分岐油路３５，３６に分岐され
てそれら各分岐油路３５，３６が油圧ジャッキ１９ａ，
１９ｂのヘッド側にそれぞれ接続されている。さらに、
前記第１油路２４および第２油路３２はそれぞれ逆止弁
３７，３８を介してタンクに至る合流油路３９に接続さ
れ、この合流油路３９にパイロット型リリーフ弁４０が
設けられている。また、前記第１油路２４および第２油
路３２には、これら油路内の油圧を検知してスラストジ
ャッキ１２等のインタロックを行う圧力スイッチ４１，
４２がそれぞれ設けられている。

【００１７】このように構成されている油圧回路におい
ては、４ポート３位置切換弁２５が左方位置もしくは右
方位置に切換えられた状態で、図示されない油圧ポンプ
からその４ポート３位置切換弁２５を介して油圧ジャッ
キ１９ａ，１９ｂのボトム側もしくはヘッド側に油圧が
供給されることによってそれら油圧ジャッキ１９ａ，１
９ｂの伸縮動作が行われる。

【００１８】一方、４ポート３位置切換弁２５が中立位
置に切換えられている状態（図５に示される状態）にお
いて、後述の掘削機本体４３が直進しているときには、
第１油路２４および第２油路３２内の油圧がパイロット
型リリーフ弁４０の設定圧内の所定圧に保持されてい
て、左右の油圧ジャッキ１９ａ，１９ｂは同じ長さに保
持されている。したがって、掘削機本体４３と後続台車
１４とは左右位置でそれぞれ同じ間隔を保ってその後続
台車１４がビーム１３，１３および油圧ジャッキ１９
ａ，１９ｂを介して掘削機本体４３により牽引されるこ
ととなる。これに対して、掘削機本体４３が曲進すると
きには、一方（内側）の油圧ジャッキ１９ａが収縮する
際に、この油圧ジャッキ１９ａのボトム側の油が分岐油
路２８，２９を通って他方（外側）の油圧ジャッキ１９
ｂのボトム側へ移動するとともに、この他方の油圧ジャ
ッキ１９ｂのヘッド側の油が分岐油路３６，３５を通っ
て前記一方の油圧ジャッキ１９ａのヘッド側へ移動する
ことによって他方の油圧ジャッキ１９ｂが伸長される。
こうして、図６に示されているように、掘削機本体４３
が直進経路に対して例えば右側に傾斜しても左右の油圧
ジャッキ１９ａ，１９ｂの長さ調整によって後続台車１
４が直ちに右側に傾斜することはなく、この掘削機本体
４３に対する後続台車１４の追従をスムーズに行うこと
ができる。

【００１９】なお、前述の説明では掘削機本体４３が曲
進する場合、言い換えれば掘削機本体４３が直進方向に
対して左右に移動する場合を例にして述べたが、この掘
削機本体４３の右側端もしくは左側端が上方もしくは下
方に傾斜してその掘削機本体４３の左右端が上下方向に
ずれる場合にも、前述と同様にして後続台車１４を追従
させることができる。

【００２０】また、本実施例では、掘進中に不測の事態
が発生してビーム１３に所定値以上の引張り荷重もしく
は圧縮荷重がかかったことが圧力センサーにより検知さ
れると、圧力スイッチ４１，４２が作動してカッタヘッ
ド７，スラストジャッキ１２等のインタロックを行って
掘削機本体の運転が停止され、これにより掘進時の安全
が確保されるようになっている。

【００２１】本実施例において、前記油圧ジャッキ１９
ａ，１９ｂに、ロッド２２ａ，２２ｂの最大ストローク
を規定するためのリミットスイッチを設け、このリミッ
トスイッチが作動するとやはり掘削機本体の運転を停止
させるようにするのが好ましい。このようにすること
で、油圧ジャッキ１９ａ，１９ｂの破損事故の発生を未
然に防ぐことができる。

【００２２】本実施例では、油圧ジャッキ１９ａ，１９
ｂをビーム１３の後端部と後続台車１４との間に介在さ
せたものについて説明したが、これら油圧ジャッキ１９
ａ，１９ｂはビーム１３の前端部とキャリア１１Ｂとの
間に介在させても同様の作用効果を奏するものである。

【００２３】前述のように、本発明は、種々に変更可能
なことは明らかである。このような変更は本発明の精神
および範囲に反することなく、また当業者にとって明瞭
な全てのそのような変形、変更は、請求の範囲に含まれ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係るトンネル掘削
機の側面図である。

【図２】図２は、本実施例のトンネル掘削機の部分平面
図である。

【図３】図３は、ビームの先端部取付構造を示す断面図
である。

【図４】図４は、ビームの後端部構造を示す断面図であ
る。

【図５】図５は、油圧ジャッキの作動回路を示す油圧回
路図である。

【図６】図６は、掘削機本体の曲進時の状態を説明する
平面図である。

【符号の説明】

１ トンネル掘削機 １３ ビーム １４ 後続台車 １８ 球面軸受け １９ａ，１９ｂ 油圧ジャッキ ２８，２９，３５，３６ 分岐油路 ４１，４２ 圧力スイッチ（過負荷状態検出手段） ４３ 掘削機本体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削機本体の後方に二本のビームを介し
   て後続台車を連結してなるトンネル掘削機において、前
   記二本のビームの一端部と前記掘削機本体もしくは前記
   後続台車との間にそれぞれ油圧ジャッキを介在させるこ
   とを特徴とするトンネル掘削機。
2. 【請求項２】 各油圧ジャッキを同じ大きさのものとし
   て同じ向きに配置し、一方の油圧ジャッキのヘッド側と
   他方の油圧ジャッキのヘッド側とを油圧配管で接続する
   とともに、一方の油圧ジャッキのボトム側と他方の油圧
   ジャッキのボトム側とを他の油圧配管で接続することを
   特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
3. 【請求項３】 前記油圧ジャッキの油圧を検出すること
   により前記ビームが過負荷状態にあることを検出する過
   負荷状態検出手段を設けることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のトンネル掘削機。