(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山掘削用のカッターヘッドを回転自在に支持する掘削機本体と、カッターヘッドを回転駆動させるための駆動部と、この駆動部から後方へ向けて配置したビームと、このビームの後部をトンネルの坑壁面に対して位置決め保持するためのグリップ装置と、このグリップ装置に取付けられて前記掘削機本体を前進させるための前進用ジャッキとが設けられ、前記グリップ装置は、トンネルの坑壁面に押し当てられるグリップシューを有するとともにトンネルの半径方向に伸長する対のグリップジャッキをグリップ装置本体の側部に備え、前記各グリップジャッキを伸長してグリップシューを坑壁面に押し付け、前記ビームの後部を坑壁面に対して位置決め保持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、トンネルを掘削するようにしたトンネル掘削機であって、
前記グリップ装置本体に、トンネルの中心位置でトンネルの軸心方向に沿った方向修正用軸部材が設けられ、この方向修正用軸部材に、前記ビームがガイドフレームを介して揺動自在に吊持され、前記方向修正用軸部材とガイドフレームとが縦方向に配置した上下方向修正用ジャッキを介して連結され、方向修正用軸部材とグリップ装置本体とが横方向に配置した水平方向修正用ジャッキを介して連結され、グリップ装置本体に方向修正用軸部材の横方向の移動を案内するための案内部が設けられたことを特徴とするトンネル掘削機。
【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８〜図１１に示す。このトンネル掘削機５０は、掘削機本体５０Ａ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５２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】
そして、図９〜図１１に示すように、前記グリップ装置５４は、トンネルＴの中心位置ＣＬに水平方向に配置されるとともにシリンダ６３の両側にロッド５８ａ，５８ｂを有したグリップジャッキ５８と、各ロッド５８ａ，５８ｂの先端に取付けた前記グリップシュー５５と、トンネルＴ中心からずれた位置（グリップジャッキ５８のシリンダ６３の下方）に設けた揺動軸部材５９に揺動自在に取付けられるとともに前記ビーム５３をトンネルＴの掘削方向に沿って摺動自在に案内するグリップボディ６４と、このグリップボディ６４の両側面とグリップジャッキ５８のシリンダ６３の両側下面との間に対で設けたトルクジャッキ６１，６２とを備えている。
【０００４】
このトンネル掘削機５０では、グリップジャッキ５８を駆動しロッド５８ａ，５８ｂを伸長することによりグリップシュー５５を坑壁面５６の両側に押し付けて掘削機本体５０Ａの推進反力を確保し、この状態で駆動部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Ｔの掘削を行う。
【０００５】
そして、ローリング補正を行う場合は、各トルクジャッキ６１，６２を逆方向に伸縮させ、ビーム５３を揺動軸部材５９回りに回動させることにより行う。
また、トンネルＴの掘削作業中に、上下方向の修正を行う場合は、図１０に示すように、トルクジャッキ６１，６２を同方向に伸縮してグリップボディ６４、ビーム５３をトンネルＴの中心位置ＣＬから上下に移動させることにより行う。
【０００６】
【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のグリップ装置５４では、ローリング補正を行う場合は、各トルクジャッキ６１，６２を逆方向に伸縮することにより、ビーム５３を揺動軸部材５９回りに回動させるが、上記のように、揺動軸部材５９は、トンネルＴ中心からずれた位置に設けているため、ローリング補正のためのビーム５３の回動制御が難しかった。
【０００７】
また、上下方向の修正を行う場合は、トルクジャッキ６１，６２を同方向に伸縮することにより行うが、左右方向の修正は、グリップジャッキ５８のシリンダ６３においてシリンダ室の圧油の制御して行うものであるが、グリップジャッキ５８と左右方向修正のためのジャッキを兼用しており、グリップシュー５５を坑壁面５６の両側に押し付けた状態でこのような圧油の制御を行うことは、危険であるとともに難しいため、トンネルＴの掘削作業中に左右方向の修正を行うことはできなかった。
【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、地山掘削用のカッターヘッドを回転自在に支持する掘削機本体と、カッターヘッドを回転駆動させるための駆動部と、この駆動部から後方へ向けて配置したビームと、このビームの後部をトンネルの坑壁面に対して位置決め保持するためのグリップ装置と、このグリップ装置に取付けられて前記掘削機本体を前進させるための前進用ジャッキとが設けられ、前記グリップ装置は、トンネルの坑壁面に押し当てられるグリップシューを有するとともにトンネルの半径方向に伸長する対のグリップジャッキをグリップ装置本体の側部に備え、前記各グリップジャッキを伸長してグリップシューを坑壁面に押し付け、前記ビームの後部を坑壁面に対して位置決め保持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、トンネルを掘削するようにしたトンネル掘削機であって、前記グリップ装置本体に、トンネルの中心位置でトンネルの軸心方向に沿った方向修正用軸部材が設けられ、この方向修正用軸部材に、前記ビームがガイドフレームを介して揺動自在に吊持され、前記方向修正用軸部材とガイドフレームとが縦方向に配置した上下方向修正用ジャッキを介して連結され、方向修正用軸部材とグリップ装置本体とが横方向に配置した水平方向修正用ジャッキを介して連結され、グリップ装置本体に方向修正用軸部材の横方向の移動を案内するための案内部が設けられている。
【００１０】
上記構成において、上下方向修正用ジャッキを伸縮駆動することにより、ガイドフレームを方向修正用軸部材に案内させ、ガイドフレームとともにビームが昇降することで上下方向の修正を行い、上下方向修正用ジャッキを反対方向に伸縮駆動することにより、ガイドフレームとともにビームを方向修正用軸部材回りに回動させてローリングの修正を容易に行い、グリップジャッキとは別の水平方向修正用ジャッキを伸縮することで、左右方向の修正を安全かつ容易に行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。なお、図８〜図１１で示した従来のトンネル掘削機５０と異なる部分は、グリップ装置５４の構成であり、他の部分の構成については上記トンネル掘削機５０と同様であるので、その説明を省略する。
【００１２】
本発明の実施の形態に係るトンネル掘削機５０のグリップ装置１には、下側開放の箱型に形成されるとともにトンネルＴの中心ＣＬに配置されたグリップボディ（グリップ装置本体）２が設けられ、このグリップボディ２の前後フレーム２ａ，２ｂのトンネルＴの中心ＣＬ位置に、横方向の長孔（案内部）３が形成され、各長孔３に、トンネルＴの軸心方向に沿った円筒ロッド（方向修正用軸部材の一例）４が挿通され、前記グリップボディ２の左右フレーム２ｃ，２ｄに挿通孔５が形成され、これら挿通孔５に軸受け環部材６を介して摺動筒部材７が摺動自在に取付けられ、前記各円筒ロッド４は、グリップボディ２内で摺動筒部材７に連結フレーム８を介して固定されている。
【００１３】
また、グリップ装置１には、カッターヘッド５１を回転駆動させるための駆動部５２から後方へ向けて配置したビーム６０をトンネルＴの軸心方向に沿って案内するガイドフレーム９が、前記円筒ロッド４に吊持部材１０を介して揺動自在に吊持され、前記円筒ロッド４は、この吊持部材１０のブラケット１０ａにガイド溝１０ｂを介して上下方向に摺動自在に支持され、前記ビーム６０の外周面に、これがガイドフレーム９の内面に沿って摺動するためのスライドメタル１１が配置され、ガイドフレーム９の下部に、ビーム６０の下部が載置される抱え片９ａが内側に折曲して形成されている。
【００１４】
また、前記摺動筒部材７の両側突出部７ａと、ガイドフレーム９の側部に固定した取付け板１３とが、縦方向に配置した上下方向修正用ジャッキ１２を介してそれぞれ連結され、これら上下方向修正用ジャッキ１２の各上端部は、トンネルＴの軸心方向に沿ったピン１４ａを介して突出部７ａに連結され、上下方向修正用ジャッキ１２の各下端部は、トンネルＴの軸心方向に沿った別のピン１４ｂを介して取付け板１３に連結されている。
【００１５】
また、グリップ装置１には、摺動筒部材７と平行に配置した水平方向修正用ジャッキ１５が設けられ、これら水平方向修正用ジャッキ１５のシリンダ部１５ａの一端は、連結フレーム８の前部に縦方向のピン１６を介して連結され、水平方向修正用ジャッキ１５のロッド１５ｂはグリップボディ２の左右フレーム２ｃ，２ｄから突出され、各ロッド１５ｂの先端部に矩形に形成されて左右フレーム２ｃ，２ｄの外面に当接離間可能な当接板１７が取付けられ、各当接板１７とグリップボディ２の左右フレーム２ｃ，２ｄに設けた操作板２５とが、縦方向のピン１８を介して連結されている。
【００１６】
また、連結フレーム８の下方でリップボディ２の左右フレーム２ｃ，２ｄに亘して摺動筒部材７と平行なグリップジャッキ１９が前後に対で設けられ、各グリップジャッキ１９の左右フレーム２ｃ，２ｄからの突出部分に連結機構２０を介してグリップシュー５５が取付けられ、各グリップシュー５５は連結部材２１を介して前後に連結され、前方のグリップシュー５５に設けた取付け部材２６に縦方向のピン２７を介してスラストジャッキ（前進用ジャッキ）５７が取付けられている。
【００１７】
上記構成において、図５に示すように、リヤサポートＲを駆動してビーム６０の後端部を支持し、図６に示すように、各グリップジャッキ１９を伸長してグリップシュー５５を坑壁面５６に押し付け、ビーム６０の後部を坑壁面５６に対して位置決め保持した状態で、図７に示すように、スラストジャッキ５７を駆動して駆動部５２およびカッターヘッド５１をビーム６０とともに前進させ、トンネルＴを掘削する。
【００１８】
ところで、トンネルＴの掘削作業中に上下方向の修正を行う場合は、各上下方向修正用ジャッキ１２を同方向に同期して伸縮させる。そうすると、ガイドフレーム９が、ブラケット１０ａのガイド溝１０ｂを介して円筒ロッド４に対してαの範囲で昇降し、ガイドフレーム９とともにビーム６０も昇降する。これによって、トンネルＴの掘削作業中に上下方向の修正を行うことができる。なお、αの範囲は、上下方向修正用ジャッキ１２のストロークαであることは勿論である。
【００１９】
また、ローリングの修正を行う場合は、各上下方向修正用ジャッキ１２を反対の方向に伸縮させる。そうすると、図４の仮想線で示すように、ガイドフレーム９が、トンネルＴの中心ＣＬにある円筒ロッド４回りに回動し、ガイドフレーム９とともにビーム６０も回動する。これによって、ローリングの修正を行うことができる。
【００２０】
また、トンネルＴの掘削作業中に左右方向の修正を行う場合は、水平方向修正用ジャッキ１５をそれぞれ反対の方向に伸縮させる。そうすると、円筒ロッド４とともに摺動筒部材７、連結フレーム８、ガイドフレーム９が左右方向にβの範囲で移動し、ガイドフレーム９とともにビーム６０が左右方向に移動する。これによって、トンネルＴの掘削作業中に左右方向の修正を行うことができる。なお、前記βの範囲は、水平方向修正用ジャッキ１５のストロークであり、当接板１７が左右フレーム２ｃ，２ｄの外面にするまでの距離である。
【００２１】
このように本発明の実施の形態によれば、ローリングの修正を行う場合、ガイドフレーム９が、トンネルＴの中心ＣＬにある円筒ロッド４回りに回動するよう構成したので、ローリングの修正のための制御を極めて容易に行うことができる。
【００２２】
また、上下方向の修正を行うための上下方向修正用ジャッキ１２と、左右方向の修正を行うための水平方向修正用ジャッキ１５とを別個に設けて上下方向の修正および左右方向の修正を行うようにしたので、上下方向の修正および左右方向の修正を兼用したジャッキで行う構成に比べて、方向の修正の制御が容易になる。
【００２３】
さらに、従来のように、水平方向修正用ジャッキ１５と、これとは別にグリップジャッキ１９を設け、それぞれ独立させて駆動するように構成したので、トンネルＴの掘削作業中であっても左右方向の修正が安全かつ容易に行える。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、グリップ装置本体に、トンネルの中心位置でトンネルの軸心方向に沿った方向修正用軸部材が設けられ、この方向修正用軸部材に、ビームがガイドフレームを介して揺動自在に吊持され、方向修正用軸部材とガイドフレームとが縦方向に配置した上下方向修正用ジャッキを介して連結され、方向修正用軸部材とグリップ装置本体とが横方向に配置した水平方向修正用ジャッキを介して連結され、グリップ装置本体に方向修正用軸部材の横方向の移動を案内するための案内部が設けられたので、掘削作業中であっても上下方向の修正および左右方向の修正を行い得、ローリングの修正のための制御も容易になる。
【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におけるグリップ装置の全体構成を示す一部破断平面図である。
【図２】同じく半断面を示した正面図である。
【図３】同じく全体側面図である。
【図４】同じく正面図である。
【図５】同じくグリップシューをトンネルの中心に寄せた状態の斜視図である。
【図６】同じくグリップシューをトンネルの坑壁面に押し当てた状態の斜視図である。
【図７】同じくグリップシューをトンネルの坑壁面に押し当ててスラストジャッキを伸長した状態の斜視図である。
【図８】従来のトンネル掘削機の全体概略構成を示す側面図である。
【図９】同じく正面図である。
【図１０】同じく上下方向の修正の場合の正面図である。
【図１１】同じく左右方向の修正の場合の正面図である。
【符号の説明】
１      グリップ装置
２      グリップボディ（グリップ装置本体）
３      長孔（案内部）
４      円筒ロッド（方向修正用軸部材の一例）
７      摺動筒部材
８      連結フレーム
９      ガイドフレーム
１０    吊持部材
１０ｂ  ブラケットのガイド溝
１２    上下方向修正用ジャッキ
１５    水平方向修正用ジャッキ
１７    当接板
１９    グリップジャッキ
５１    カッターヘッド
５５    グリップシュー
５７    スラストジャッキ（前進用ジャッキ）
６０    ビーム
ＣＬ    トンネルの中心
Ｔ      トンネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003638432.tif 000006
【図６】
0003638432.tif 000007
【図７】
0003638432.tif 000008
【図８】
0003638432.tif 000009
【図９】
0003638432.tif 000010
【図１０】
0003638432.tif 000011
【図１１】
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