JPS60195294A - 管推進用掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、シールド用掘削機に関し、特に、管推進工法
に用いるのに好適なシールド用掘削機に関する。

（従来技術） 管を地中に埋設するための工法として管推進工法がある
。この管推進工法では、先端にシールドが装着された管
は、元押ジヤツキあるいは中押ジヤツキのような管推進
用ジヤツキの作動により、シールド前方の地盤の掘削に
伴ない竪穴から地中に推進される。

本願発明者は、先に、特願昭５９−２６４８号明細書に
おいて、このような管推進工法に適したシールド用掘削
機として、シールドの内方で該シールドに固定されかつ
該シールドの軸線方向に沿って互いに平行に伸長する一
対の案内部材と、前記シールドを横切って配置されかつ
前記案内部材を介して前記シールドの軸線方向へ滑動可
能に支承されるビームと、先端に掘削パケットが枢着さ
れかつ前記ビームに枢着されたブームとを備える掘削機
を提案した。この掘削機によれば、前記ビームを前記案
内部材に沿って移動させる作動装置、前記ブームを上下
方向および横方向へ揺動させる作動装置および前記掘削
パケットを前記ブームに関して枢動させる作動装置の各
作動を制御することにより、前記掘削パケットを所定の
範囲内で所望位置に移動させることができ、これにより
比較的＠を純な構成で地盤の所定の所望領域を機械的に
掘削できる。

ところで、先端に掘削パケットが枢着された前記ブーム
を支持する前記ビームかほぼ水平姿勢にあると、前記掘
削パケット内にあるすりを下方に配置されたコンベア装
置に移す際に前記ビームが障害となることはなく、前記
掘削パケット内にあるすりをＩ′ｉｉｊ記コンベア装置
上に容易に放出させることができ、該コンベア装置を介
してすりを後方へ移送することができる。しかしながら
、１１ｊ記管およびその先端に装着された前記シールド
が推進されるとき、これらが推進に伴なって中心軸線の
回りに回転すると、前記シールドに固定された前記案内
部材を介して支承された前記ビームが前記シールドと一
体的に回転することとなり、前記ビームの姿勢が水平姿
勢から大きなずれを生しる。この水平姿勢から大きくず
れた傾斜姿勢にある前記ビームは、前記掘削へヶ・ント
内にあるすりを前記コンベア装置上に放出させる際に障
害となり、前記掘削パケットから前記コンベア装置へす
りを容易に排出させることはできず、そのため、前記掘
削パケットにょる引続く掘削作業に移る迄の間に比較的
多くの時間を要することがら、能率的な掘削作業の妨げ
となっていた。

また、従来の前記掘削機では、前記コンベア装置が前記
掘削機とは独立して前記管部材の底部に支持されている
ことから、前記掘削パケットを前記コンベア装置上の排
出位置に戻すために、前記掘削パケットによる掘削時毎
に、該掘削パケットが設けられた前記ブームを支持する
前記ビームを往復運動させる必要があり、この往復運動
に要する時間が能率的な掘削作業の妨げとなっていた。

（目　的） 従って、本発明の目的は、シールド前方の地盤を能率的
に掘削することのできる掘削機を提供することにある。

（構成および作用効果） 本発明は、基本的には、掘削／′−ケットが枢着される
ブームと、−にまたは該？１の先端に装着されたシール
ドを横切って配置され、前記ブームが枢着されるビーム
と、該ビームを前記シールドまたは？に・の軸線方向へ
案内可能に支持すべく該シールドまたは管の軸線方向へ
伸長する一対の案内部材と、該案内部材を前記シールド
または管にその周方向へ調整可能に位置決める手段とを
含むことを特徴とする。

本発明によれば、前記シールドおよび省の推進によりこ
れらがその中心軸線の回りに回転することによって前記
ビームがその水平姿勢から人きく傾いても、該ビームを
支持する一対の前記案内部材の位置を１１ｊ記シールド
または管に関してその周方向へ調整することにより前記
ビームを水平姿勢に戻すことができ、従って、前記ビー
ムを水平姿勢に保持することができることから、すりを
前記掘削パケットからコンベア装置に移す際に前記ビー
ムが障害となることはなく、これにより能率的な掘削作
業が可能となる。

さらに、本発明は、前記コンベア装置が前記ビームと一
体的に運動可能なように該ビームに支承されていること
を特徴とし、例えば、１ｊう記掘削パケントを前方位置
へ進めるべく前記ビームが前進されると、該ビームの前
進に伴なって前記コンベア装置が前進されることから、
前記ビームを後退させることなく前記掘削／ヘケット内
のすりを前記コンベア装置上に排出させることができ、
従って、前記掘削パケットによる掘削時毎に前記ビーム
を往復運動させる必要はなく、これにより一層能率的な
掘削作業が可能となる。

（実施例） 本発明が特徴とするところは、図示の実施例に沿っての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。

第１図は本発明に係る掘削機１０が管推進工法に適用さ
れた例を示し、管推進工法では、従来よく知られている
ように、シールド１２が軸線を一致して先端に装着され
た管１４は、元押ジヤツキあるいは中押ジヤツキのよう
な管推進用ジヤツキ（図示せず）の作動により、シール
ド前方の地盤１６の掘削に伴ない、竪穴（図示せず）か
ら地中に推進される。図示の例では、軸線方向の長さ寸
法の比較的小さなシールド１２が用いられてい前記掘削
機１０は、第１図および第２図に示されているように、
前記／１１１４内で互いに間隔をおいて読管の軸線方向
へ伸長する一対の案内部材１８（第１図にはその一力の
みが図示されている）と、ｔ６・ｌ　４内を横切って配
置されたビーム２０とを含む。各案内部材１８は、その
互いに対向する面に、該案内部材の長手方向へ伸ひる案
内ｉ＋１７２２　（第２図参照）を有する。一対の案内
部材１８は、ビーム２０をシールド１２および管１４の
軸線方向へ移動可能に支持すべく、ビーム２０の対応す
る端部を案内溝２２に滑動可能に受入れている。

各案内部材１８の後端すなわちシールド１２の刃口１２
ａ側と反対側に位置する端部と、ビーム２０の対応する
端部との間には１例えば液圧シリンダ装置からなる一対
の第１の作動装置２４が配置されている。各作動装置２
４の一端は、枢軸２６を介してビーム２０のブラケフト
２８に枢着されており、また各作動装置δ２４の他端は
、案内部材１８の後端部に設けられたブラケット３０に
枢軸３２を介して枢着されている。従って、両作動装置
２４の同時的な作動により、前記ビーム２０を前記案内
部材１８の長手方向すなわちシールド１２および管１４
の軸線方向へ平行移動させることができかつビーム２０
を所望位置に位置決めることができる。

ビーム２０の中央部には、第２図に明確に示されている
ように、ビーム２０と直角にその下方へ伸長する軸部３
４がビーム２０に固定的に設けられている。軸部３４に
は連結部３６が回転可能に嵌合されており、軸部３４の
下端には連結部３６の落下を防止するための係止部３４
ａが設けられている。前記連結部３６の両側には、フラ
ンジ３８が設けられ、各フランジ３８の前面には後述す
る第２の作動装置のためのブラケット４０が固定されて
おり、またその裏面には後述する第３の作動装置のため
のブラケット４２が固定されている。前記連結部３６の
下部には、ビーム２０と平行に配置された水平軸４４を
介してブーム４６の基端部が枢着されている。従って、
前記連結部３６を介して前記ビーム２０に支承されたブ
ーム４６は、水平軸４４の回りに上下方向へ揺動可能で
ありかつ垂直軸たる軸部３４の回りに横方向へ揺動可能
である。

再び第１図を参照するに、前記連結部３６とｉ；ｉ記ブ
ーム４６との間には、液圧シリンダ装置からなる一対の
第２の作動装置４８が配置されている。各第２の作動袋
ｊδ４８の一端は、前記連結部のフランジ３８に設けら
れた前記ブラケット４０に枢軸５０を介して枢着されて
おり、また各第２の作動装置４８の他端は、枢軸５２を
介して前記。

ブーム４６の側部に枢着されている。従って、両作動装
置４８の同時的な作動により、前記ブーム４６を前記水
平軸４４の回りに上下方向へ揺動させることができかつ
前記ブームを所望の傾斜角度で位；ξ決めることができ
る。

前記ビーム２０の各端部には、前記案内部１８に沿って
後方へ部分的に伸長する支持＠５４が設けられており、
該支持部にはブラケット５６が固定されている。このブ
ラケット５６には、例えば液圧シリンダ装置からなる第
３の作動装置５８の一端が枢軸６０を介して枢着されて
いる。また、作動装置５８の他端は、前記連結部３６の
フランジ３８に設けられた前記ブラケット４２に枢軸６
２を介して枢着されている。両作動装置５８は、その一
方が伸長しかつ他方が収縮することにより、前記ブーム
４６を１１＋記軸部３４の回りに横方向へ揺動させ、か
つ前記ブームをその所望の角度に位置決める。

前記ブーム４６の先端部には、掘削パケット６４が前記
水平軸４４と平行な枢軸６６を介して枢着されている。

この掘削パケット６４を枢軸６６の回りに揺動させるた
めの第４の作動装置６８が、掘削パラケラト６４と前記
ブーム４６との間に設けられている。すなわち、作動装
置６８の一端は、前記水平軸４４と平行な枢軸７０を介
して、前記ブームに設けら−れたブラケット７２に枢着
されており、作動装置６８の他端は、リンク機構７４を
介して、前記掘削／ヘケット６４に枢着されている。リ
ンク機構７４は、共通の枢軸７６を介して前記作動装置
６８の前記他端に枢着された第１の弧状のリンク部材７
４ａおよび第２の弧状のリンク部材７４．　ｂを備え、
第１のリンク部材７４ａの他端は枢軸７８を介して掘削
パケット６４に枢着されており、また第２のリンク部材
７４ｂの他端は枢軸８０を介してブーム４６に枢着され
ている。互いに並行な枢軸６６．７６．７８および８０
の中心軸線を結ぶ線は四辺形を構成する。

前記作動装置６８は、その伸縮動作により前記掘削パケ
ット６４を前記枢軸６６の回りに揺動させかつ該掘削パ
ケットを所望の角度に位置決める。前記リンク機構７４
を用いることなく前記作動装置δ６８の他端を前記掘削
バラケラトに直接枢着することができるが、前記したリ
ンク機構７４を用いることにより、前記掘削パケット６
４の揺動範囲を一層大きく設定できる。

第１ないし第４の作動装置２４．４８．５８および６８
の作動制御のための制御ユニット８２が、前記管１４の
内方上部に位置するように、例えば前記支持部５４に固
定されている。制御ユニット８２には制御ボックス８４
が接続されており、該制御ボックスを操作者８６が操作
することにより、第１ないし第４の各作動装置２４．４
８．５８および６８の作動を制御することができること
から、前記シールド１２の前方の地盤を掘削すべく前記
掘削パケット６４を所定の範囲内で所望の個所に移動さ
せることができ、これにより前記シールド１２の前方の
地盤を機械的に掘削することができる。

前記掘削パケット６４により掘削されたすりを後方へ移
送するためのコンベア装置８８が前記ビーム２０の支持
部５４に支持されている。コンベア装置８８は、図示の
例では、フレーム８８ａおよびコンベアベル）８８ｂを
備える従来よく知られたベルトコンベア装置である。前
記支持部には、コンベア装置８８を受ける一対の固定ア
ーム９０および一対の揺動アーム９２（図にはそれぞれ
の一方が示されている。）が設けられている。

各固定アーム９０は、その間に前記コンベア装置を位１
をさせるように、前記支持部からこれと一体的に下カヘ
後方に傾斜して伸長し、該固定アームの下端部間には前
記フレーム８８ａの下側部を受ける連結ピン９４が設け
られている。−月の揺動アーム９２の各上端部は、該揺
動アーム間に前記コンベア装置を位置させるように、枢
軸９６を介して前記支持部５４しこ揺動可能に支持され
ており、各揺動アーム９２の下端部間には前記フレーム
８８ａの下側部を受ける連結ピン９８か設けられている
。従って、前記コンベア装置８８は、前記連結ピン９４
および９８上に保持されるように、両アーム９０および
９２を介して前記支持部５４に懸架されている。前記ピ
ン９４および９８をローラとすることができる。

前記固定アーム９０および揺動アーム９２間には、該揺
動アームを揺動させるだめの例えば液圧シリンダ装置か
らなる第５の作動装置１００が設けられている。作動装
置］、　ＯＯの一端は、固定アーム９０に設けられたブ
ラケット１０２に枢軸１０４を介して連結されており、
その他端は揺動アーム９２に設けられたブラダ７）１０
６に枢軸１０８を介して連結されている。前記作動装置
１００の作動により、前記揺動アーム９２を枢軸９６の
回りに揺動させることができ、これにより、フレーム８
８ａが乗る前記連結ピン９４を支点として、前記コンベ
ア装置の傾斜角を調整することができ、また前記掘削機
１０をイ庁１４内から撤去する際、前記コンベア装置８
８の前端部が管１４の前端に当接しないように該コンベ
ア装置をほぼ水平姿勢に保持することができる。前記作
動装置９８の作動は、前記第１ないし第４の作動装置に
おけると同様に前記制御ボックス８４の操作により制御
することができる。

前記コンベア装置８８は、管１４の軸線方向すなわち前
後方向へ移動可能のビーム２０に設けられた支持部５４
に懸架されていることから、ビーム２０の前進および後
退運動と一体的に運動する。ビーム２０とコンベア装置
８８との相対位置関係を前後方向に調整するための、例
えばシリンダ装置から成る作動装置１０９を固定アーム
９０と前記フレーム８８ａとの間に設けることができる
。前記コンベア装置８８が第１図に示す最前方位置にあ
るとき、該コンベア装置から引続く後方の搬送手段たる
コンベア装置１１０へのすりの移送かＴｉＪ能なように
、コンヘア装置１１０は＋ｉｉ＋記屑１４の底部に配置
されている。

前記ビーム２０を案内可能に支持する案内部材１８は、
第１図に示す例では、管１４の軸線方向に間隔をおいて
配置される一対の位置決め手段１１２を介して前記管１
４に支持されている。各位１６決め手段１１２’は、第
２図に明確に示されているように、管１４の内面に対応
した弧状形状を有する一対のシュ一部材１１４と、両シ
ュ一部材１１４間に配置される抑圧装置１１６とを備え
る。

両シュ一部材１１４は、それぞれの外面が管１４の内ｍ
１に当接可能なように、鎖管の径方向へ互いに間隔をお
いて配置されており、両シュ一部材１４のうちの第１図
および第２図で見て上方に位置する一力のシュ一部材１
１４の内面には、前記案内部材１８がｍいに平行となる
ように固定されている。一対のシュ一部材１１４の互い
に対向する端部には、前記抑圧装置１１６のための互い
に平行な取付フランジ１１８が設けられている。

押圧装置δ１１６は、図示の例では、互いに対向する取
付フランジ１１８を貫通して配置されるポルト１２０と
、カニいに対向する取付フランジ１１８間にあって前記
ボルト１２０に螺合する一対のナツト１２２とから成る
。前記抑圧装置１１６によれば、一対のナツト１２２を
互いに離れる方向へ回動させることにより、一対のシュ
ー部材１１４を互いに相離れる方向へ拡張させることが
でき、これにより両シュ一部材１１４を管１４の内面へ
押圧することができる。管１４へ押圧されたシュ一部材
１１４は管１４との摩擦係合によって頚管に固定される
ことから、シュ一部材１１４に固定された案内部材１８
は前記シュ一部材１１４を介して管１４に固定される。

また、前記ナツト１２２を緩めることにより、前記シュ
一部材１１４に与えられる管１４へ向けての押圧力を解
除することができ、これにょリシュ一部材１１４を管１
４の周方向へ滑動させることが可能となる。

前記シュ一部材１１４を管１４の周方向へ移動させるた
めに、頚管とシュ一部材１１４との間に１例えば液圧シ
リンダ装置から成る第６の作動装置１２４を設けること
が好ましく、該作動装置の一端は前記案内部材１８が固
定された一方のシュ一部材１１４に枢軸１２６を介して
連結されており、またその他端は、管１４に設けられた
グラウト注入孔１２８を利用して鎖孔に嵌合されたアン
カーピン１３０に枢軸１３２を介して連結されている。

前記作動装置１２４の作動は、前記制御ボックス８４の
操作により制御することができ、この作動装置１２４の
作動によって一対のシュ一部材１１４を管１４に関して
頚管の周方向へ移動させることができ、この位置調整の
後に前記ナツト１２２を締付けることにより、前記シュ
一部材１１４の位置調整が完了する。

本発明に係る前記掘削機１０では、第１ないし第４の各
作動装置２４．４８．５８および６８の作動を制御する
ことにより、前記掘削パケット６４を所定の範囲内で所
望の個所に移動させることができ、これにより前記シー
ルド１２の前方の地盤を機械的に掘削することができる
。この掘削の進行に応して、先端にシールド１２が装着
された管１４は推進されるが、この推進によって頚管が
その軸線すなわち中心軸線の回りに回転して前記ビーム
がその水平姿勢から大きく傾いても、前記したように、
該ビームを支持する一対の前記案内部材の位置を前記管
に関してその周方向へ調整することができることから、
前記ビームを水平姿勢に戻すことができる。従って、前
記ビームを水平姿勢に保持することができることから、
すりを前記掘削パケットから前記コンベア装置ｉ８８に
移す際に前記ビームが障害となることはなく、これによ
り能率的な掘削作業が可能となる。

また、掘削作業のために前記掘削／ヘケットを前進また
は後退させるべく前記ビーム２０が前記管の！Ｉ＋線方
向へ移動されると、前記掘削パケットから排出されるす
りを受ける前記コンベア装置は前記ビームと一体的に移
動することから、前記掘削／ヘケットの掘削位置の近傍
で該掘削パケット内のすりを前記コンベア装置δ玉に排
出させることができる。従２て、１（ｊ記掘削パケット
による掘削時毎に該掘削パケットを前記コンベア装置へ
の排出位置に戻すためにｊｊｉｊ記ビームを往復運動さ
ゼる必要はなく、これにより一層能率的な掘削作業が可
能となる。

前記抑圧装置１１６として、ポル）１２０およびナツト
１２２から成るポル）−ナツト組立体を用いた例を示し
たが、液圧ジヤツキのような他の適切な抑圧装置を用い
ることができ、また前記コンベア装置８８を前記ビーム
に固定的に支持することができる。

前記したところでは、本発明に係る掘削機を管１４に支
持した例について説明したが、頚管の先端に装着される
シールド１２として、軸線方向の長さ寸法か比較的大き
なシールドが用いられた場合には、前記掘削機を前記シ
ールドで支持すべく前記シュ一部材を前記シールドに係
合させることができる。しかしながら、シールドの撤去
を容易とする上で１図示のとおりの軸線方向の長さ寸法
が比較的小さなシールドを用いることが望ましく、この
ような長さ寸法が比較的小さなシールドの使用をＯｆ能
とするために前記したように前記掘削機を管に支持する
ことがψましい。

また、本発明に係る前記掘削機はトンネルシールド工法
に適用することができ、このトンネルシールド工法では
、管セグメントの前方に配置されるシールドに前記掘削
機が支持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る掘削機の縦断面図であり、第２図
は第１図に示した線ｔｔ−ｎに沿って得られた断面図で
ある。 １２：シールド、　１６：地　盤、 １８−：案内部材、　２０：ビーム、 ４６ニブーム、　５４：支持部、 ６４：掘削パケット、　８８：コンベア装置、９０：固
定アーム、　９２：揺動アーム、１００：作動装置、１
１４：シュ一部材、１１６：位置決め手段、 １２０．１２２：押圧装置。 代理人　弁理士　松　永　宣　行

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　シールドの前方の地盤を掘削すべく該シールド
   に支持されるシールド用掘削機であって、掘削パケット
   が枢着されるブームと、前記シールドを横切って配置さ
   れ、前記ブームが枢着されるビームと、該ビームを前記
   シールドの軸線方向へ案内可能に支持すべく該シールド
   の軸線方向へ伸長する一対の案内部材と、該案内部材を
   前記シールドに該シールドの周方向へ調整可能に位置決
   める手段とを含む、シールド用掘削機。
2. （２）　シールドの前方の地盤を掘削すべく先端に前記
   シールドが装着された管に支持されるシールド用掘削機
   であって、掘削パケットが枢着されるブームと、前記管
   を横切って配置され、前記ブームが枢着されるビームと
   、該ビームを前記管の軸線方向へ案内可能に支持すべく
   鎖管の軸線方向へ伸長する一対の案内部材と、該案内部
   材な前記管に鎖管の周方向へ調整可能に位置決める手段
   とを含む、シールド用掘削機。
3. （３）　前記位置決め手段は、前記管内に鎖管の径方向
   へ互いに間隔をおいて配置される一対のシュ一部材であ
   ってその一方のシュ一部材に前記一対の案内部材が固定
   される一対のシュ一部材と、該シュ一部材間に配置され
   、両シュ一部材を前記シールドに向けて互いに相離れる
   方向へ解除可能に押圧する装置とを備える特許請求の範
   囲第（２）項に記載のシールド用掘削機。
4. （４）　前記一対のシュ一部材は前記管の内周面に沿っ
   て配置される一対の弧状部材であり、前記′押圧装置は
   前記一対の弧状部材の互いに対向する各端部間に設けら
   れるポル）−ナツト組立体である特許請求の範囲第（２
   ）項に記載のシールド用掘削機。
5. （５）　シールドの前方の地盤を掘削すべく先端に前記
   シールドが装着された管に支持されるシールド用掘削機
   であって、掘削パケットが枢着されるブームと、前記管
   を横切って配置され、前記ブームが枢着されるビームと
   、該ビームを前記管の軸線方向へ案内可能に支持すべく
   鎖管の軸線方向へ伸長する一対の案内部材と、該案内部
   材を前記管に鎖管の周方向へ調整可能に位置決める手段
   と、前記ビームと一体的に運動可能に該ビームに支承さ
   れ、前記掘削パケットからのすりを受けて該すりを後方
   へ移送するためのコンベア装置とを含む、シールド用掘
   削機。
6. （６）　前記ブームはその両端部分から該ブームの後方
   へ伸長する支持部を備え、前記コンベア装置は前記支持
   部を介して傾動ｏｌ能に支持されている、特許請求の範
   囲第（５）項に記載のシールド用掘削機。
7. （７）　前記コンベア装置は、該コンベア　装置ヲ受け
   るべく前記支持部に設けられた一対の固定アームおよび
   一対の揺動アームを介して前記支持部に懸架されており
   かつ前記揺動アームを揺動させる作動装置の作動により
   傾動される、特許請求の範囲第（５）項に記載のシール
   ド用掘削機。