JPS61114000A - トンネル内周溝切削加工装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トンネルの内表面に周方向に沿った一定深さ
の溝を切削する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ケーブル等を敷設するため地下に小断面のトンネルを掘
るが、そのようなトンネルにおいては約５０１１１隔で
内周面に周方向に沿う溝を切削し、その溝に伸縮継手を
埋め込んで地震時等に備えるようにしている。

従来、完成したトンネル内表面に円周方向に沿う溝を自
動的に切削するような装置はなく、作業者が直接切削カ
ッタを使用してトンネル内で溝切削作業を行なっていた
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このため、切削時に発生する多量の粉塵等による劣悪な
作業環境下で、切削時の振動等に耐えながら、しかも切
削カッタを持ち上げた状態で作業しなければならず、作
業性が極めて悪いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑み、トンネル内表面の円周方向
の溝切削を自動で行えるようにし、その結果作業者の悪
環境下での作χ解放および作業性の向上を計れる装置を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するためになされた本発明の１〜ンネ
ル内周渦切削加工装防は、トンネル内にセットされる装
置本体と、この装置本体に備えられトンネル内空の略中
心に位置させられる公転軸と、この公転軸に連結され該
公転軸をカッタ公転駆動曙橋により回転させることによ
りトンネルの横断面内で回転させられるカッタ支持フレ
ームと、このカッタ支持フレームの先端に配された自転
軸に取付けられカッタ自転機構により自転させられる丸
刃カッタと、この丸刃カッタがトンネル内周面に沿って
公転するようガイドするカッタガイド機構と、前記カッ
タを公転半径方向に移動し前記カッタによる切削深さを
調節する切削深さ調節機構とを備えたものである。

１　　　　　〔作用〕 本発明の装置においては、トンネル内に装置をセットし
、カッタを自転させながら公転軸まわりにカッタを公転
させることによりトンネル内周面に周方向に沿う溝を加
工する。その際、切削溝深さ調節機構により任意の深さ
の溝切削が行える。

また、カッタガイド機構によってカッタをトンネル内周
面に沿ってガイドさせることにより一定の深さの溝を加
工することができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は実施例の装置の全体側面図、第３図は同全体正
面図である。図中１は装置本体を構成する基台であり、
下部にトンネル内部のライニング材Ｒ上を走行し得る車
輪３、上部にローリング防止装置３および固定用ストッ
パ４が付いている。

この基台１には、基台１をトンネル内に装入した際ちょ
うどトンネルの中心軸線に略一致する位置に、回転軸５
が設けられている。この回転軸５は第２図に示すように
３重管構造のもので、一番　　　　）１外側の軸はカッ
タ公転用軸６、中間の軸は切削深さ調節用軸７、一番内
側の軸はカッタ自転用軸８である。これらの軸６．７．
８は、それぞれ歯Φを介して駆動モータ９，１０．ｉｉ
により回転駆動させるようになっている。

次に、各駆動系毎に詳しく駅用する。

まず、カッタ公転機構について第６図を参照して述べる
。カッタ公転用軸６の基端側には、減速機１２を介して
駆動モータ９が連結されている。

１３．１４は歯車、１５．１６は■プーリ、１７は■ベ
ルトである。また、同軸６の先端部にはカッタ支持フレ
ーム１８が軸６と垂直に設けられ、第１．３図のように
装置をセットしたとき、軸６を回転することによりカッ
タ支持フレーム１８がトンネルの横断面内で回転するよ
うになっている。

次に、カッタ自転機構について第４図を参照して述べる
。カッタ自転用軸８の基端側には、Ｖプーリ１９．２０
、■ベルト２１を介して駆動モータ１１が連結され、ま
た軸８の先端側にはかさ歯１２２．２３を介して前記カ
ッタ支持フレーム１８に沿った垂直な伝導軸２４が連結
され、さらにこの伝導軸２４の下端にばかさ歯車２５．
２６を介して丸刃カッタ２７の軸２８が連結されている
。

そして、カッタ自動用軸８を回転さ“せることにより、
丸刃カッタ２７がフレーム１８と同様にトンネル横断面
内で軸２８を中心に回転するようになっている。なお、
伝導軸２４はかさ歯車２３とスプライン接合されており
、伝導軸２４は軸方向に自由に移動できるようになって
いる。図中２点鎖線は、後述する切削深さａｍ機構によ
ってカッタ２７を公転半径方向に移動した状態を示して
いる。

次に、切削深さ調節機構について第５図を参照して述゛
べる。切削深さ調節用軸７の基端側は歯車２９．３０を
介して駆動モータ１０に連結され、先端はかさ歯車３１
，３２、平歯車３３．３４を介して伝導軸３５に連結さ
れ、その伝導軸３５の下端は平歯車３６を介して内周に
ねじ歯を有する歯車３７に連結され、その歯車３７の内
周ねじ歯に、カッタ２７の軸箱３８上部に固定されたね
じ軸３９が螺合され、そして切削深さ調節用軸７を回転
させることにより、ねじ軸３９つまりカッタ２７ととも
にカッタ軸箱３８がカッタ公転半径方向に移動するよう
になっている。図中２点鎖線は、カッタを移動させた状
態を示している。

次に、同第５図を参照してカッタ２７がトンネル内周に
沿って公転するようガイドするための機構について説明
する。前記カッタ軸箱３８を上下動させるための内周ね
じ歯付きの歯車３７、およびそれに動力を伝達する歯車
３６、伝導軸３５は、カッタ公転半径方向に移動可能に
設けられた可動フレーム４０に支持されている。この可
動フレーム４０は、ガイドローラ４１を有し、基台１に
固定されたカム板４１のカム部にガイドローラ４１が溜
接することにより、カムの形状に沿ってカッタ公転半径
方向に変位する。カム板４１のカム部は対象となるトン
ネル内空形状を形どったものであり、可動フレーム４０
に支持されたカッタ軸箱３８つまりはカッタ２７はトン
ネル内周に沿って公転するようになっている。また、カ
ッタ２７部１　９８□いよヵ、□、よお８１０、カフ。

２７部分が可動フレーム４０ごと下降してガイドローラ
４２がカム板４１外周からはなれるおそれがあるが、本
実施例ではそれを防止するため、可動フレーム４０と、
それといっしょに公転するカッタ支持フレーム１８との
間にバネ４３が設けられ、ガイドローラ４２が常時カム
板４１外周を案内するようになっている。このように、
可動フレーム４０に支持されているカッタ軸箱３８は公
転半径方向に移動するので、伝導軸３５と平歯車３４の
接合は伝導軸３５がスライドできるスプライン接合にな
っている。

なお、第１図中４４は電源ボックス、４５．４６はリミ
ットスイッチである。

次に、上記構成の溝切削装置により、実際にトンネルの
）イニ°ング材Ｒ内周面に円周方向に沿う溝Ｕを切る場
合について説明する。

まず、トンネル内の切削位置までローリング防止装置３
を用いて溝切削装置を水平に保ちながら［Ｌ、・［ｉ！
ｉｔ　７１　Ｊ’１２　）　ｙ　／＜　４　’（７）　
Ａ　＞　ｔ’　／Ｌ／　＠　００　Ｌ／　Ｔ　ｈ　　　
　　、ｓンネル内壁上面にストッパ部を突っ張り、所定
の切削位置にカッタ２７がくるようにして装置を固定す
る。次に、電源ボックス４４のスイッチを入れ、カッタ
自転用駆動モータ１１を駆動し、第４図に示した駆動機
構によりカッタ２７を回転させる。また、同時に切削深
さ調節用駆動モータ１０を駆動し、第５図に示す駆ａ　
Ｉ　ｔｌによりカッタ２７を公転半径方向外方側（図中
下側）に移動する。

このとき、リミットスイッチ４５の作用により溝深さＪ
＋　　（第４図に図示）だけ切削する位置までカッタ２
７は移動して停止する。その状態ですでにトンネル内周
下面で溝切削が開始される。その後、カッタ公転用駆動
モータ９を駆動し、第６図に示す駆ａ曙構によりカッタ
２７を公転させる。

その場合、公転させるに従って、カッタ２７は第５図に
示したカッタガイド機構によりトンネル内周面に沿って
正確に案内される。したがって、トンネル断面形状が円
形でない場合にも切削深さが一定になる。このときのカ
ッタ２７の変位を第４図に１２として示ず。なお、カム
板４１はトンネルの断面形状に合わせて取り代えること
ができる。

また、切削溝Ｕの幅に応じてカッタ２７の仮数や種類を
変えることも任意にできる。

そして、カッタ２７が１周公転したところで、リミット
スイッチ４６の作用により全電源が切れて、溝加工が終
了する。

ちなみに、上記の装置により、断面形状が・一定でない
トンネルの内部から目標切削深さ７０±５鴎■の切削を
実施した。実験の結果は第７図に示す。

図中４７はトンネル外周線、４８はトンネル内周線、４
９は目標切削深さ、５０は実際に切削された深さを表わ
している。この結果、はぼ目標に沿った切削が達成され
装置の正確さが実証された。

なお、トンネルライニング材Ｒは内径１２００ＩＩＩＩ
１１厚さ１０ＩＩＩのものであり、図では誇張して示し
である。

〔発明の効果〕

本発明の溝切削装置は、カッタを自転させる機構、カッ
タを公転させる機構、カッタをトンネル内周面に沿って
公転させるようガイドする機構、カッタによる切削深さ
を調節する線溝を有しているので、トンネル内周に一定
深さの溝を自動で切削することができる。したがって、
劣悪な環境下での人手による作業を改善し、作業性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体側面図、第２図は回転
軸５の断面図、第３図は同全体正面図、第４図〜第６図
は、それぞれ実施例の装置におけるカッタ自転駆動機構
、切削深さ調節機構、カッタ公転駆動機構を説明するた
めの系統図、第７図は実施例の装置を用いてトンネル内
面溝加工を実施した際の結果を誇張して示す断面図であ
る。 １・・・・・・基台（装置本体）、５・・・・・・回転
軸、６・・・・・・カッタ公転用軸、７・・・・・・切
削深さ調節用軸、８・・・・・・カッタ自転用軸、１８
・・・・・・カッタ支持フレーム、２７・・・・・・・
丸刃カッ・り、３７・・・・・・内周ねじ歯つき歯巾、
・３−８・・・・・・・カッタ・軸箱、３９・・・・・
・ねじ軸、４０・・・・・・可動フレーム、４１・・・
・・・カム板、４２・・・・・・ガイドローラ、４３・
・・・・・バネ、Ｒ・・・・・・トンネル内面のライニ
ング材、Ｕ・・・・・・溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トンネル内にセットされる装置本体と、この装置本体に
   備えられトンネル内空の略中心に位置させられる公転軸
   と、この公転軸に連結され該公転軸をカッタ公転駆動機
   構により回転させることによりトンネルの横断面内で回
   転させられるカッタ支持フレームと、このカッタ支持フ
   レームの先端に配された自転軸に取付けられカッタ自転
   機構により自転させられる丸刃カッタと、この丸刃カッ
   タがトンネル内周面に沿って公転するようガイドするカ
   ッタガイド機構と、前記カッタを公転半径方向に移動し
   前記カッタによる切削深さを調節する切削深さ調節機構
   とを備えてなることを特徴とするトンネル内周溝切削加
   工装置。