JPH11247598A - トンネル掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のトンネル掘削機のグリップ装置では、
外枠は内枠の内部に収めるよう構成しているため大型と
なっており、外枠を案内するガイド枠は外枠を案内する
案内板を両側に形成しているので、大型になっている。 【解決手段】 メイングリップ装置１１を、グリップシ
ュー１２を取付けたグリップジャッキ２１を介して取付
けたグリップ装置本体２２と、グリップ装置本体２２の
上板２３および下板２４からトンネル２５の半径方向Ｂ
に沿って挿通した上下位置調節ボルト２６ａ，２６ｂ
と、グリップ装置本体２２内で、上下位置調節ボルト２
６ａの先端部に螺合した上部支持板２７と、上下位置調
節ボルト２６ｂの先端部に螺合した下部支持板２８と、
上部支持板２７と下部支持板２８との間に配置されてビ
ーム１０の後部を掘削方向に案内する案内体２９とから
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトンネル掘削機を、図４および図
５に示す。このトンネル掘削機５０は、掘削機本体５０
Ａに取付けられた地山掘削用のカッターヘッド５１と、
このカッターヘッド５１を掘削機本体５０Ａに回転自在
に支持して駆動するための駆動部５２と、この駆動部５
２から後方へ向けて張設したビーム５３と、このビーム
５３の後部に取付けたグリップ装置５４と、このグリッ
プ装置５４のグリップシュー５５を坑壁面５６に押し当
てた状態で駆動部５２およびカッターヘッド５１をビー
ム５３とともに先進させるためのスラストジャッキ５７
とを備えている。

【０００３】ここで、前記グリップ装置５４の構造を、
図５に基づいて説明する。このグリップ装置５４は、前
記グリップシュー５５を取付けたグリップジャッキ５８
を両側に有するグリップボディ５９と、このグリップボ
ディ５９の上下部にそれぞれ対向して配置したガイド枠
６０と、これらガイド枠６０間に隙間６１を置いて亘し
た角形の外枠６２と、この外枠６２内に球面座６３を介
して配置した内枠６４と、この内枠６４とグリップボデ
ィ５９とを両側で連結するトルクジャッキ６５とを備
え、前記ガイド枠６０の両側には、外枠６２を上下方向
に案内するための案内板６６を形成している。

【０００４】なお、内枠６４の中心部に形成した挿通孔
６７に、スライドメタル６８を介して前記ビーム５３の
後部が摺動自在に内嵌している。このトンネル掘削機５
０では、グリップジャッキ５８を駆動してグリップシュ
ー５５を坑壁面５６に押し当てた状態で駆動部５２を駆
動してカッターヘッド５１を回転させ、スラストジャッ
キ５７を伸長してビーム５３とともに掘削機本体５０Ａ
（カッターヘッド５１）を前進させ、トンネルの掘削を
行う。

【０００５】また、カッターヘッド５１の掘進方向の制
御は、グリップ装置５４のグリップジャッキ５８のスト
ローク差を利用しビーム５３を傾斜させることにより行
い、さらに、掘削時に、各トルクジャッキ６５のストロ
ークを調節することにより、内枠６４が外枠６２に対し
球面座６３を介して円周方向に回転するので、これによ
りビーム５３が円周方向に回転し、トンネル掘削機５０
のローリングを修正することができる。

【０００６】また、両トルクジャッキ６５のストローク
を同調させるように調節することにより、外枠６２およ
び内枠６４がガイド枠６０間で上下動し、ビーム５３が
グリップボディ５９に対し上下方向に移動し、掘削機本
体５０Ａ（カッターヘッド５１）の掘進方向に対応させ
ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のトンネル掘
削機５０では、外枠６２は、内枠６４を内部に収めるよ
形成しているため大型となり、広い設置スペースを必要
としていた。また、ガイド枠６０は、このような大型の
外枠６２を案内する案内板６６を両側に形成しているた
め、同様に大型となり、また加工コストが高かった。

【０００８】そこで、本発明は、上記課題を解決し得る
トンネル掘削機の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
手段は、掘削機本体に取付けられた地山掘削用のカッタ
ーヘッドを回転自在に支持して駆動するための駆動部が
設けられ、この駆動部から後方へ向けてビームが張設さ
れ、このビームの後部を坑壁面に対して位置決めするた
めのグリップ装置が設けられ、このグリップ装置に設け
たグリップシューを坑壁面に押し付けてビームの後部を
坑壁面に対して位置決めした状態で前進用ジャッキを駆
動して、前記駆動部およびカッターヘッドをビームとと
もに前進させるようにし、前記グリップ装置は、グリッ
プシューを坑壁面に押し付けるためのグリップジャッキ
を支持するグリップ装置本体に、前記ビームの後部を掘
削方向に案内する案内体を上下部で支持するためのそれ
ぞれ別の支持体を備え、各支持体に、前記案内体の上下
部に設けた案内体側球面座に嵌合する支持体側球面座が
設けられ、グリップ装置本体と案内体とが、案内体側球
面座および支持体側球面座同士を摺動させて案内体をト
ンネルの円周方向に沿って揺動させる揺動用ジャッキで
連結されている。

【００１０】また、グリップ装置本体に各支持体同士を
相対的に上下動させるための軸部材が設けられている。
上記構成によれば、揺動用ジャッキを駆動することによ
り、グリップ装置本体に対し、支持体側球面座および案
内体側球面座を介して、案内体をビームとともにトンネ
ルの円周方向に揺動させて、掘削作業時のトンネル掘進
機のローリングを修正し、また、軸部材を操作するとと
もに揺動用ジャッキを駆動することにより、案内体をビ
ームとともに上下動させる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に基づいて説明する。本発明の実施の形態に係る
トンネル掘削機１は、掘削機本体（シールドシェル）２
の前部に取付けられて多数のローラカッター３を有する
地山Ｇ掘削用のカッターヘッド４と、このカッターヘッ
ド４を掘削機本体２に軸受け５を介して回転自在に支持
して駆動するためのヘッド回転用モータ６を有する駆動
部７と、前記掘削機本体２を掘削方向Ａに押圧するため
の複数のシールドジャッキ８と、掘削機本体２の両側側
方に設けたフロントサポート９と、前記駆動部７の中心
から後方へ向けて張設した金属製のビーム１０と、この
ビーム１０の後部に取付けたメイングリップ装置１１
と、このメイングリップ装置１１のグリップシュー１２
を坑壁面１８に押し当てた状態で駆動部７およびカッタ
ーヘッド４をビーム１０とともに先進させるための複数
のスラストジャッキ１３と、ビーム１０の後端部に設け
たリヤサポート１４とを備えている。

【００１２】前記フロントサポート９は、複数のフロン
トサポートジャッキ１５と、これらフロントサポートジ
ャッキ１５の先端部に取付けた図示しないフロントサポ
ートシューとから構成され、前記リヤサポート１４は、
ビーム１０の後端部に、伸縮自在な脚部１６を介して取
付けられたリヤサポートシュー１７と、このリヤサポー
トシュー１７を坑壁面１８に対して押し付けるためのリ
ヤサポートジャッキ１９とから構成され、図３に示すよ
うに、前記スラストジャッキ１３の先端部は、掘削機本
体２側にピン２０ａを介して回動自在に連結され、スラ
ストジャッキ１３の後端部は、後述のグリップシュー１
２の取付け板にピン２０ｂを介して連結されている。

【００１３】図１に示すように、前記メイングリップ装
置１１は、坑壁面１８に沿う円弧状に形成された前記グ
リップシュー１２を、左右二対で設けたグリップジャッ
キ２１を介して取付けたグリップ装置本体２２と、この
グリップ装置本体２２の上板２３および下板２４にトン
ネル２５の半径方向Ｂに沿って摺動自在に挿通したスト
ッパ２６Ａ，２６Ｂと、グリップ装置本体２２内で、一
方（上方）のストッパ２６Ａの先端部に固定されて、上
部支持体２７と、グリップ装置本体２２内で、他方（下
方）のストッパ２６Ｂの先端部に固定された上部支持体
２７とは別体の下部支持体２８と、上部支持体２７と下
部支持体２８との間に配置されて前記ビーム１０の後部
を掘削方向に案内する断面矩形の案内体２９と、この案
内体２９の側部とグリップ装置本体２２とをピン２０
ｃ，２０ｄを介して連結する対で設けたトルクジャッキ
（揺動用ジャッキ）３０と、前記上板２３と上部支持体
２７、前記下板２４と下部支持体２８をそれぞれ連結す
る昇降用ジャッキ１９Ａ，１９Ｂとから構成されてい
る。

【００１４】また、前記上板２３の厚みは、ストッパ２
６Ａの軸２６ａの長さより小さく形成され、前記下板２
４の厚みは、ストッパ２６Ｂの軸２６ｂの長さより小さ
く形成され、これによって、上板２３と上部支持体２
７、下板２４と下部支持体２８との間、あるいは上板２
３とストッパ２６Ａの頭部２６ｃ、下板２４とストッパ
２６Ｂの頭部２６ｄの間には、それぞれクリアランス３
１ａ，３１ｂが設けられている。

【００１５】前記上部支持体２７と案内体２９の天板３
４、下部支持体２８と案内体２９の底板３５とは、それ
ぞれ球面座３２を介して取付けられ、この球面座３２
は、上部支持体２７および下部支持体２８側に形成され
た凹球面（支持体側球面座）３３と、案内体２９の天板
３４および底板３５側に形成されて凹球面３３と摺動自
在に嵌合する凸球面（案内体側球面座）３６とから構成
される。

【００１６】なお、案内体２９内の隅部には、ビーム案
内用のスライドメタル３７が取付けられている。上記構
成において、地山Ｇの掘削に際しては、グリップジャッ
キ２１を伸長してグリップシュー１２を坑壁面１８に押
圧して、グリップ装置本体２２をトンネル２５内に位置
決めし、ヘッド回転用モータ６を駆動してカッターヘッ
ド４を回転させながらシールドジャッキ８およびスラス
トジャッキ１３を伸長させることにより、掘削機本体２
を前進させるようにして行うもので、掘削機本体２の前
進に伴って案内体２９に対しスライドメタル３７を介し
てビーム１０が前方へ摺動する。

【００１７】そして、所定距離だけ掘削したら、今度は
フロントサポート９を駆動して掘削機本体２を坑壁面１
８に固定し、リヤサポート１４を駆動してビーム１０の
後端部を支持し、グリップジャッキ２１を収縮してスラ
ストジャッキ１３を収縮する。このようにすることによ
り、メイングリップ装置１１全体をビーム１０に沿って
前方へ移動させ、所定の位置まで移動したら、再びグリ
ップジャッキ２１を伸長してグリップシュー１２を坑壁
面１８に押圧する。このような動作を繰り返して、掘削
作業を行う。

【００１８】また、トルクジャッキ３０同士のストロー
クを調節すると、案内体２９が球面座３２を介してグリ
ップ装置本体２２に対して揺動し、これに伴ってビーム
１０がトンネル２５の円周方向に揺動するので、掘削作
業時のトンネル掘進機１のローリングを修正することが
できる。また、トルクジャッキ３０同士のストロークを
一定に保持しておくことにより、カッターヘッド４の回
転により発生する回転トルクがビーム１０を介してメイ
ングリップ装置１１に負荷され、回転トルクに対して抵
抗することができる。

【００１９】さらに、メイングリップ装置１１全体をビ
ーム１０に沿って前方へ移動させる際、メイングリップ
装置１１全体の位置が、所定の位置からずれることがあ
る。このずれは、トルクジャッキ３０を伸縮させて対応
するが、凹球面３３と凸球面３６とが離れてしまわない
よう、昇降用ジャッキ１９Ａ，１９Ｂをトルクジャッキ
３０と同調させて伸縮する。そうすると、クリアランス
３１ａ，３１ｂによって、凹球面３３と凸球面３６とが
接触したままで、かつ上部支持体２７、下部支持体２８
とともに案内体２９が、ストッパ２６Ａの頭部２６ｃ、
ストッパ２６Ｂの頭部２６ｄに、上板２３あるいは下板
２４に当接する範囲で上下位置調節される。

【００２０】このように、本発明の実施の形態によれ
ば、メイングリップ装置１１に、グリップ装置本体２２
の上板２３および下板２４から挿通したストッパ２６
Ａ，２６Ｂと、グリップ装置本体２２内で、一方のスト
ッパ２６Ａの先端部に固定した上部支持体２７と、グリ
ップ装置本体２２内で、他方のストッパ２６Ｂの先端部
に固定した、上部支持体２７とは別体の下部支持体２８
と、上部支持体２７と下部支持体２８との間に配置され
てビーム１０の後部を掘削方向に案内する案内体２９と
を備えたので、上部支持体２７と下部支持体２８を連結
する部分が不要となり、従って、従来のように大型の外
枠やガイド枠が不要になり、グリップ装置本体２２を小
型化することができ、加工コストも安価になる。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明
は、カッターヘッドを回転自在に支持して駆動する駆動
部から後方へ向けたビームの後部を、坑壁面に対して位
置決めするためのグリップ装置が、グリップシューを坑
壁面に押し付けるグリップジャッキを支持したグリップ
装置本体に、ビームの後部を掘削方向に案内する案内体
を上下部で支持するためのそれぞれ別の支持体を備え、
各支持体に、案内体の上下部に設けた案内体側球面座に
嵌合する支持体側球面座を設け、グリップ装置本体と案
内体とを、案内体側球面座および支持体側球面座同士を
摺動させて案内体をトンネルの円周方向に沿って揺動さ
せる揺動用ジャッキで連結したので、支持体同士を連結
する構成としなくても案内体を支持することができ、従
って、従来のように大型の外枠やガイド枠が不要となっ
て、グリップ装置本体を小型化することができ、加工コ
ストも安価になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すトンネル掘削機の要
部横断面図である。

【図２】同じく全体構成を示す縦断面図である。

【図３】同じく全体構成を示す概略平面断面図である。

【図４】従来のトンネル掘削機の全体概略縦断面図であ
る。

【図５】同じく要部横断面図である。

【符号の説明】

１ トンネル掘進機 ２ 掘削機本体 ４ カッターヘッド ６ ヘッド回転用モータ ８ シールドジャッキ ９ フロントサポート １０ ビーム １１ メイングリップ装置 １２ グリップシュー １３ スラストジャッキ １４ リヤサポート １８ 坑壁面 １９Ａ 昇降用ジャッキ １９Ｂ 昇降用ジャッキ ２１ グリップジャッキ ２２ グリップ装置本体 ２５ トンネル ２６Ａ ストッパ ２６Ｂ ストッパ ２７ 上部支持体 ２８ 下部支持体 ２９ 案内体 ３０ トルクジャッキ ３１ａ クリアランス ３１ｂ クリアランス ３２ 球面座

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削機本体に取付けられた地山掘削用の
   カッターヘッドを回転自在に支持して駆動するための駆
   動部が設けられ、この駆動部から後方へ向けてビームが
   張設され、このビームの後部を坑壁面に対して位置決め
   するためのグリップ装置が設けられ、このグリップ装置
   に設けたグリップシューを坑壁面に押し付けてビームの
   後部を坑壁面に対して位置決めした状態で前進用ジャッ
   キを駆動して、前記駆動部およびカッターヘッドをビー
   ムとともに前進させるようにしたトンネル掘削機であっ
   て、前記グリップ装置は、グリップシューを坑壁面に押
   し付けるためのグリップジャッキを支持するグリップ装
   置本体に、前記ビームの後部を掘削方向に案内する案内
   体を上下部で支持するためのそれぞれ別の支持体を備
   え、各支持体に、前記案内体の上下部に設けた案内体側
   球面座に嵌合する支持体側球面座が設けられ、グリップ
   装置本体と案内体とが、案内体側球面座および支持体側
   球面座同士を摺動させて案内体をトンネルの円周方向に
   沿って揺動させる揺動用ジャッキで連結されたことを特
   徴とするトンネル掘削機。
2. 【請求項２】 各支持体とグリップ装置本体とが隙間を
   置いて配置され、各支持体とグリップ装置本体とが、昇
   降用ジャッキを介して連結されたことを特徴とする請求
   項１記載のトンネル掘削機。