(57)【要約】【課題】カッタ板によって掘削された土砂をカッタ板後方の土砂室内に取り込んだのち、排泥管を通じて後方に排出する際に、取り込まれた掘削土砂中に混入している大径礫を土砂室内において小割り状態に確実且つ能率よく破砕して排出する。【解決手段】カッタ板３の後面に半径方向に一定の間隔を存して内外一組の可動棒体７、７を複数組、突設している一方、このカッタ板３と共に土砂室６を形成している隔壁２の前面に上記内外可動棒体７、７間の中間部を通過可能に固定棒体８を突設してあり、上記内外可動棒体７、７によって大径礫Ａを両端支持状態でカッタ板３の回転に伴って持ち上げてこの大径礫Ａの中間部を固定棒体８によって折り曲げながら分割、破砕するように構成している。【選択図】　　図１
2004044254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部の開口全面を塞ぐ隔壁と、この隔壁前方における上記スキンプレートの前端開口部に回転自在に配設されたカッタ板と、このカッタ板の回転駆動手段とを備えたトンネル掘削機において、上記カッタ板の後面に上記隔壁に向かって突設した複数本の可動棒体と、上記隔離の前面にその突端が可動棒体の突端よりも上記カッタ板側に位置するようにカッタ板に向かって突設した複数本の固定棒体とからなり、これらの可動棒体と固定棒体のうちの少なくとも一方の棒体は、スキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して複数本設けられていると共に、他方の棒体はこれらの棒体間の中間部を通過可能な位置に突設していることを特徴とするトンネル掘削機における大径礫破砕装置。
【請求項２】
カッタ板の後面と隔壁の前面との間の空間部により形成された土砂室に隔壁を貫通した排泥管の排泥口を臨ませていると共に、上記土砂室に上記カッタ板の後面に突設した複数本の可動棒体と、上記隔壁の前面に突設した複数本の固定棒体とを設けていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機における大径礫破砕装置。
【請求項３】
カッタ板の回転駆動手段は、カッタ板の回転抵抗が大きくなったときにカッタ板を反対方向に所定角度だけ回転させ、しかるのち、正方向に回転させるように構成していることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機における大径礫破砕装置。
【請求項４】
カッタ板の回転駆動手段は、カッタ板の回転軸の両側部に突設しているアームと、一端がこれらのアームの先端部に他端がスキンプレートに取付けられている一対の油圧ジャッキと、油圧タンクからの圧油の供給管と戻り管とを切替弁を介して第１管路と第２管路とに連通し、且つ第１管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側とに連通させている一方、第２管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側とに連通させている油圧回路とから構成していることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のトンネル掘削機における大径礫破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中にトンネルを掘削するトンネル掘削機において、掘削土砂中に存在する大径の礫を搬出可能な大きさに破砕する大径礫破砕装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘削機のカッタ板によって軟弱地盤を掘削しながらトンネルを築造していく際に、大径礫（玉石）がカッタ板の背面と隔壁との間に形成している土砂室に取り込まれると、隔壁を貫通してこの土砂室に臨ませている排泥管が大径礫によって閉塞されて掘削土砂の排出ができなくなる事態が発生する。このため、土砂室内に破砕装置を配設して大径礫を排泥管に送り込み可能な大きさに破砕することが行われている。
【０００３】
このような破砕装置としては、従来からクラッシャが用いられ、排泥管の開口端前方側にこのクラッシャを配設して大径礫を破砕したのち、排泥管に送り込むように構成しているが、クラッシャはジャッキ等の駆動手段が必要であって装置全体が大型化し、狭い土砂室内への設置が困難となるばかりでなく、設備費が高くつくという問題点がある。
【０００４】
このため、例えば、特開平７−２６８９１号公報に記載されているように、カッタヘッドの背面に隔壁側に向かって棒体を突設する一方、隔壁の前面に複数個の突起部を突設し、隣接する突起部間に大径礫の端部を入り込ませて挟持させた状態で、カッタヘッドの回転に伴って移動する上記棒体の先端部で上記突起部間から突出している大径礫を叩打することにより破砕するように構成した破砕装置が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような破砕装置では、土砂室内に取り込まれた大径礫を隔壁の前面から互いに一定間隔を存して突設している突起部間に自動的に入り込ませてこれらの突起部間で挟持させて始めて大径礫の破砕が可能となるものであり、単に突起部間に大径礫が入り込んだだけでは棒体の通過により、突起部間から大径礫が外れてしまって破砕することができず、従って、安定的に破砕することは困難である。その上、大径礫が突起部間で挟持された状態になっても、棒体により大径礫が破砕されると突起部間に一部の礫部分がそのまま残存することになり、従って、これらの突起部間に再び大径礫の端部入り込ませることができなくなって破砕処理能力が著しく低下すると共に、排泥管を通じての掘削土砂の排出処理に悪影響を及ぼすという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、土砂室に取り込まれた大径礫を確実且つ能率よく小割り状態に破砕することができるトンネル掘削機における大径礫破砕装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のトンネル掘削機における大径礫破砕装置は請求項１に記載したように、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部の開口全面を塞ぐ隔壁と、この隔壁前方における上記スキンプレートの前端開口部に回転自在に配設されたカッタ板と、このカッタ板の回転駆動手段とを備えたトンネル掘削機において、上記カッタ板の後面に上記隔壁に向かって突設した複数本の可動棒体と、上記隔離の前面にその突端が可動棒体の突端よりも上記カッタ板側に位置するようにカッタ板に向かって突設した複数本の固定棒体とからなり、これらの可動棒体と固定棒体のうちの少なくとも一方の棒体は、スキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して複数本設けられていると共に、他方の棒体はこれらの棒体間の中間部を通過可能な位置に突設している構造としている。
【０００８】
上記請求項１に記載のトンネル掘削機における大径礫破砕装置において、請求項２に係る発明は、上記カッタ板の後面と隔壁の前面との間の空間部により形成されている土砂室に、隔壁を貫通した排泥管の排泥口を臨ませていると共に、上記土砂室に上記カッタ板の後面に突設した複数本の可動棒体と、上記隔壁の前面に突設した複数本の固定棒体とを設けていることを特徴とし、請求項３に係る発明は、上記カッタ板の回転駆動手段を、カッタ板の回転抵抗が大きくなったときにカッタ板を反対方向に所定角度だけ回転させ、しかるのち、正方向に回転させるように構成している。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、上記カッタ板の回転駆動手段を、カッタ板の回転軸の両側部に突設しているアームと、一端がこれらのアームの先端部に他端がスキンプレートに取付けられている一対の油圧ジャッキと、油圧タンクからの圧油の供給管と戻り管とを切替弁を介して第１管路と第２管路とに連通し、且つ第１管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側とに連通させている一方、第２管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側とに連通させている油圧回路とから構成していることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
トンネル掘削機を推進しながらカッタ板を回転させることによって切羽地盤を掘削し、掘削した土砂をカッタ板の後面側に設けている土砂室に取り込んで、この土砂室内に供給される泥水と共に掘削土砂を排泥管を通じて後方に排出する。この時、掘削土砂中に大径礫が存在する場合には、大径礫が土砂室内に取り込まれた際に、カッタ板の後面から後方に突設していて該カッタ板の回転に伴って一体に移動する可動棒体により持ち上げられる。
【００１１】
そして、この可動棒体をスキンプレートの半径方向、即ち、カッタ板の半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して突設している場合には、大径礫はこれらの内外一対の可動棒体間に架設状態に支持され、この状態で持ち上げられて隔壁の前面から突設している固定棒体に達する。この固定棒体は一対の可動棒体間の中間部を通過可能な位置に突設しているので、大径礫がこの固定棒体に達すると、該固定棒体が大径礫の中央部上面に当接したのち、可動棒体間を通過しながら相対的に移動し、その間に大径礫を可動棒体を支点としてその中間部から下方に折り曲げながら分割、破砕する。こうして小割り状に破砕された礫は可動棒体間から落下し、排泥管内を通じて後方に排出されるものである。
【００１２】
なお、大径礫をカッタ板の後面から突設して該カッタ板の回転に伴って移動する可動棒体によって両端支持させているが、隔壁の前面から突設している固定棒体をスキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して突設しておき、これら一対の固定棒体に大径礫をその両端部を支持させた状態で上記カッタ板の後面から突設している可動棒体によって分割、破砕させるようにしてもよい。
【００１３】
このように大径礫を破砕する時に、カッタ板に大きな回転抵抗（負荷）が生じる場合があるが、このような場合には、カッタ板を一旦停止させて逆方向に所定角度だけ回転させたのち、再び、正方向に回転させて大径礫の破砕や土砂の掘削作業を行えばよい。
【００１４】
また、上記カッタ板の回転駆動手段としては、通常のトンネル掘削機と同様にモータ駆動によってカッタ板を一方向に連続回転させるように構成しておいてもよいが、比較的小径で施工距離の短いトンネルの掘削機においては、請求項３に記載したように、カッタ板の回転軸の両側部に突設しているアームとスキンプレート間に一対の油圧ジャッキを装着し、一方の油圧ジャッキのロッドを伸長させた時に他方の油圧ジャッキのロッドを収縮させるように油圧回路を設けてこれらの油圧ジャッキの伸縮作用によりカッタ板の回転軸を所定角度範囲内で往復回転させるように構成している。
【００１５】
従って、一方の油圧ジャッキを伸長させた時にはカッタ板が所定角度だけ正方向に回転し、他方の油圧ジャッキを伸長させた時にはカッタ板が所定角度だけ逆方向に回転するものであり、このようにカッタ板を所定角度範囲内で往復回転させながら前方の切羽地盤を掘削すると共に、土砂室内に取り込まれた大径礫を上述したように可動棒体と固定棒体とによって破砕しながら排泥管を通じて後方に排出するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、１はトンネル掘削機の胴体である一定径と一定長さを有する筒状のスキンプレートで、このスキンプレート１の前端部に、該前端部内を全面的に塞いでいる隔壁２を固着していると共にこの隔壁２から前方における上記スキンプレート１の前端開口部にカッタ板３を配設し、このカッタ板３の中心部に一体に固着している回転軸４を上記隔壁２の中央部に貫通状態で支持させてあり、隔壁２の後方側に配設した回転駆動手段５によって回転軸４を回転させ、カッタ板３を回転駆動するように構成している。
【００１７】
このカッタ板３の回転駆動手段５は、駆動モータによってカッタ板３を一方向又は他方向に連続的に回転させながら掘削するように構成しておいてもよいが、上記実施の形態で示したトンネル掘削機は小口径で比較的短距離のトンネル施工用であり、そのため、カッタ板３の回転駆動手段５としては、左右一対の油圧ジャッキ５ａ、５ｂによってカッタ板３を一定の角度範囲内で往復回転させるように構成している。
【００１８】
具体的には図１、図４に示すように、カッタ板３の上記回転軸４における隔壁２から後方に突出している後端両側部に外側方に向かってアーム５１、５２を突設すると共にこれらのアーム５１、５２の上方における上記スキンプレート１の内周面にブラケット５３、５４を突設し、一方のアーム５１とこのアーム５１の上方に位置するブラケット５３間に一方の油圧ジャッキ５ａを配設して該油圧ジャッキ５ａのロッドの先端部をアーム５１に、シリンダの適所をブラケット５３にそれぞれ連結、支持させている。同様に、他方のアーム５２とこのアーム５２の上方に位置するブラケット５４間に下方の油圧ジャッキ５ｂを配設して該油圧ジャッキ５ｂのロッドの先端部をアーム５２に、シリンダの適所をブラケット５４にそれぞれ連結、支持させている。
【００１９】
そして、後述する油圧回路２０によって上記油圧ジャッキ５ａ、５ｂを、一方が伸長した時に他方が収縮するように作動させることにより、カッタ板３を一定の角度範囲内で往復回転させながら切羽地盤を掘削するように構成している。
【００２０】
上記カッタ板３は、スポークタイプのカッタ板であって、図２、図３に示すように、内端が回転軸４の前端外周面に固着してこの回転軸４からトンネル径方向に放射状に突設している一定長さを有する複数本のカッタスポーク３ａと、これらのカッタスポーク３ａの外端を一体に連結させている外径がトンネル径に略等しい外周リング３ｂと、上記カッタスポーク３ａの前面に長さ方向に適宜間隔毎に突設している掘削ビット３ｃとからなり、回転軸４の先端（前端）面にもセンタービット３ｄを突設している。
【００２１】
さらに、カッタ板３の後面と隔壁２の前面間の空間部を、カッタ板３によって掘削された土砂を取り込んで一旦滞留させておく土砂室６に形成してあり、この土砂室６内には、取り込まれた掘削土砂中の大径礫Ａを破砕するための破砕装置が配設されている。この破砕装置は、図１、図３に示すように、上記カッタ板３の後面、即ち、各カッタスポーク３ａの後面に隔壁２に向かって水平に突設している可動棒体７と、隔壁２の前面にカッタ板３に向かって水平に突設している複数本の固定棒体８とからなり、上記全ての可動棒体７はその突端（後端）が隔壁２の前面近傍部に達する位置まで突設している一方、上記全ての固定棒体８は、その突端（前端）が可動棒体７の長さの中間部に達する位置まで突出している。
【００２２】
これらの可動棒体７と固定棒体８において、可動棒体７は２本１組として、カッタスポーク３ａの長さ方向、即ち、カッタ板３の半径方向に大径礫Ａの両端部を支持可能な間隔、具体的には隔壁２の下部において土砂室６に開口している排泥管９の排泥口９ａの径と同等又はやや短い間隔を存して突設されている。なお、図３においては、カッタスポーク３ａの後面において、カッタ板３の外径側に突設している外側可動棒体７と内径側に突設している内側可動棒体７とを１組だけ突設しているが、カッタ板３が大径の場合には内外一組の可動棒体を２組ないしは３組、１本のカッタスポーク３ａの後面に配設しておいてもよい。
【００２３】
また、カッタ板３が上述したように回転駆動手段５を構成している左右一対の油圧ジャッキ５ａ、５ｂによって一回転以下の所定の角度範囲内で往復回転するものであるから、カッタ板３が中立姿勢である時における上周部側のカッタスポーク３ａに上記内外１組の可動棒体７、７を突設しておいても、これらの可動棒体７、７間に大径礫Ａを架設状態で支持させることが困難であるために、大径礫支持用として突設しておく必要はなく、土砂室６内に取り込まれた土砂を泥水と共に攪拌するための可動棒体７として１本、必要に応じて、突設しておけばよい。
【００２４】
一方、隔壁２の前面に突設している複数本の固定棒体８は、上記カッタ板３が回転した時に、そのカッタスポーク３ａに突設している内外一組の上記可動棒体７、７間の中間部を通過可能な位置に、これらの内外可動棒体７、７を突設しているカッタスポーク３ａに対応させて隔壁２の前面に周方向に所定間隔毎に配設されている。
【００２５】
上記回転駆動手段５において、左右一対の油圧ジャッキ５ａ、５ｂを作動させるための油圧回路２０としては、図５に示すように、油圧タンク２１に連通させている圧油供給管２２と圧油戻り管２３とを電磁弁からなる切替弁２４を介して第１管路２５と第２管路２６とに連通させていると共にこれらの第１、第２管路２５、２６を上記油圧ジャッキ５ａ、５ｂに連結、連通させてあり、さらに、圧油供給管２２に油圧ポンプ２７、逆止弁２８を順次介装していると共に逆止弁２８と切替弁２４間における管路中に、圧油供給管２２と圧油戻り管２３間を連結、連通した第１連結管部２９と第２連結管部３０とを設け、第１連結管部２９に圧油逃がし弁３１を配設している一方、第２連結管部３０に上記左右の油圧ジャッキ５ａ、５ｂの動作速度を調整するための一方向絞り弁３２を配設している。
【００２６】
また、第２連結管部３０に圧力スイッチ３３が設けられていて、上記カッタ板３の回転抵抗が大きくなった時、即ち、該カッタ板３を正方向に回転させる油圧ジャッキ５ａのロッド伸長時におけるシリンダ内の油圧が設定圧以上になった時にその圧力を検出して上記切替弁２４をカッタ板３が逆方向に回転させる方向に切り替え、しかるのち、再び、正回転となるように構成している。
【００２７】
さらに、上記第１管路２５は、一方の油圧ジャッキ５ａにおけるシリンダのヘッド側、即ち、そのロッドを伸長させる側と他方の油圧ジャッキ５ｂにおけるシリンダのロッド側、即ち、該ロッドを収縮させる側とに連通し、第２管路２６は、一方の油圧ジャッキ５ａにおけるシリンダのロッド側と他方の油圧ジャッキ５ｂにおけるシリンダのヘッド側とに連通させている。
【００２８】
また、図１において、上記隔壁２の上端部には泥水を土砂室６内に供給するための泥水供給管１０の供給口が設けられてあり、この泥水供給管１０を通じて土砂室６内に泥水を注入、充満させてその泥水圧により、切羽面の崩壊を防止しながらカッタ板３により切羽地盤を掘削すると共に土砂室６内に取り込まれた掘削土砂を泥水と共に攪拌し、上述した排泥口９ａから排泥管９内を通じて後方に排出するように構成している。
【００２９】
この排泥管９を通じての掘削土砂の搬出は、例えば、該排泥管９の前端部分にピンチバルブ１１を介装しておき、このピンチバルブ１１によって掘削土砂を一定量ずつ後方に排出すると共に排泥管９内に真空ポンプ（図示せず）による吸気力を発生させて掘削土砂を後方に搬出するように構成しているが、他の搬出手段を採用してもよい。なお、ピンチバルブ１１の出口側における排泥管９の端部に上記上記真空ポンプによる吸気力によって吸い込まれる掘削土砂の背面側に空気を送り込むための給気用短管１２を連結している。
【００３０】
次に、以上のように構成したトンネル掘削機における大径礫破砕装置の作用を述べると、トンネル掘削機はカッタ板３によって切羽地盤を掘削しながら発進立坑（図示せず）側に配設している推進ジャッキ等の推進手段によって押し進められてトンネルを掘進していくと共に、一定長のトンネルが掘削される毎に発進立坑側においてスキンプレート１にヒューム管等の管体Ｂを順次接続していく。
【００３１】
カッタ板３によって掘削された土砂は土砂室６に取り込まれ、泥水供給管１０を通じて土砂室６内に供給、充満している泥水と混合すると共にカッタ板３の後面に突設している複数本の可動棒体７によって攪拌されながら、排泥口９ａから排泥管９内を通じて後方に搬出され、地上等において掘削土砂貯留槽内で掘削土砂を沈降させて泥水と分離させたのち、泥水をポンプにより供給管１０内に送り込んで再び、土砂室１０に還流させ、該土砂室１０を常に一定の泥水圧に保持しながら掘削土砂の排出を行うものである。
【００３２】
カッタ板３により切羽地盤の掘削は、このカッタ板３を回転駆動手段５によって一定の角度範囲内で往復回転させることにより行われる。即ち、油圧回路２０の切替弁２４を作動させて圧油供給管２２を第１管路２５に、戻り管２３を第２管路２６に連通させた状態にし、この状態で油圧ポンプ２７を駆動すると、圧油が第１管路２５側に供給されて一方の油圧ジャッキ５ａのロッドを伸長させると同時に他方の油圧ジャッキ５ｂのロッドを収縮させ、従って、一方のアーム５１を下方に押し下げると共に他方のアーム５２を引き上げて回転軸５を介してカッタ板３を正方向に回転させる。
【００３３】
カッタ板３が所定角度だけ正方向に回転すると、上記一方の油圧ジャッキ５ａのロッドが近接スイッチ（図示せず）に当接して切替弁２４を切り替える。即ち、一方の油圧ジャッキ５ａのロッドのストロークが一定長に達すると、近接スイッチによって検出されて切替弁２４を電気的に切り替えるものである。切替弁２４が切り替わると、今度は圧油供給管２２が第２管路２６に、戻り管２３が第１管路２５にそれぞれ連通した状態となり、油圧ポンプ２７の駆動によって圧油供給管２２に供給された圧油は、第２管路２６に導入されて一方の油圧ジャッキ５ａのロッドを収縮させると同時に他方の油圧ジャッキ５ｂのロッドを伸長させてカッタ板３を逆方向に回転させる。
【００３４】
そして、カッタ板３が所定角度だけ逆方向に回転すると、上記他方の油圧ジャッキ５ｂのロッドが近接スイッチ（図示せず）に当接して切替弁２４を再び元の状態となるように切り替え、上記のようにカッタ板３を正方向に所定角度だけ回転させるものである。
【００３５】
こうして、切替弁２４を切り替えることによってカッタ板３が一定の角度範囲内で正方向と逆方向とに交互に回転しながら切羽地盤を掘削していくものであるが、カッタ板３に切羽地盤側から大きな抵抗力を受けた場合、或いは、後述するように、土砂室６内で破砕装置によって大径礫Ａを破砕する際にカッタ板３に大きな回転抵抗力（負荷）が生じた場合、その抵抗力が一定値になると、油圧回路２０中の圧力スイッチが作動して、切替弁２４を一旦、圧油の供給を停止する状態に切り替えたのち、それまで回転していた上記カッタ板３の回転方向（正方向とする）とは逆方向に回転するように切替弁２４を切り替える。
【００３６】
そうすると、カッタ板３を逆方向の回転させるように油圧ジャッキ５ａ、５ｂが作動して近接スイッチによって検出される一定の角度まで逆方向に回転したのち、再び、上述したような正常通りの正、逆方向の回転を繰り返し行いながら切羽地盤を掘削していくものである。
【００３７】
こうして、カッタ板３により掘削された土砂は、上述したように土砂室６内に取り込まれるものであるが、その掘削土砂内に大径礫Ａが混入している場合があり、この大径礫Ａが泥水と共に排泥管９の排泥口９ａから排出されようとすると、該排泥口９ａを詰まらせて掘削土砂の排出が行えなくなる事態が発生する。そのため、土砂室６内に取り込まれた大径礫Ａを上述したカッタ板３の後面から突設している可動棒体７と隔壁２の前面から突設している固定棒体８とからなる破砕装置によって分割、破砕したのち、排泥管９を通じて排出する。
【００３８】
即ち、カッタ板３が往復回転しながら切羽地盤を掘削して土砂室６に取り込んだ際に、その掘削土砂中に大径礫Ａが混入している場合、該大径礫Ａはカッタ板３の回転に伴って一体的に回転軸４回りに移動する内外一組の可動棒体７、７によって掬い上げられてその両端部を可動棒体７、７に受止され、これらの内外可動棒体７、７間に架設、支持された状態で持ち上げられる。
【００３９】
この時、これらの内外可動棒体７、７の上方には隔壁２から内外可動棒体７、７間の中間部を相対的に通過可能な位置に固定棒体８が突設しているため、図６に示すように、この固定棒体８の下周部が可動棒体７、７間に支持されている大径礫Ａの中央部上面に当接し、この状態からさらにカッタ板３の回転に伴って可動棒体７、７が一体的に上方に移動して、固定棒体８がこれらの内外可動棒体７、７間の中間部を相対的に通過しながら図７に示すように、大径礫Ａを内外可動棒体７、７を支点としてその中央部から下方に折り曲げながら分割、破砕するものである。
【００４０】
このように内外一組の可動棒体７、７と一本の固定棒体８とによる大径礫Ａの破砕作用は、カッタ板３が往復回転しながら切羽地盤を掘削する時に、往動時においても復動時においても上記同様にして行われ、分割、破砕された礫は可動棒体７、７から下方に落下して掘削土砂と共に排泥管９内を通じて後方に排出される。なお、以上の実施の形態においては、カッタ板３の背面に突設している可動棒体７、７によって大径礫Ａを架設状態に支持させているが、隔壁２の前面に突設している固定棒体８を、大径礫Ａの両端部を支持可能な間隔を存して配設しておき、これらの固定棒体８、８によって支持された大径礫Ａの中央部を１本の可動棒体７によって分割、破砕させるように構成しておいてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明のトンネル掘削機における大径礫破砕装置によれば、請求項１に記載したように、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部の開口全面を塞ぐ隔壁と、この隔壁前方における上記スキンプレートの前端開口部に回転自在に配設されたカッタ板と、このカッタ板の回転駆動手段とを備えたトンネル掘削機において、上記カッタ板の後面に上記隔壁に向かって突設した複数本の可動棒体と、上記隔離の前面にその突端が可動棒体の突端よりも上記カッタ板側に位置するようにカッタ板に向かって突設した複数本の固定棒体とからなり、これらの可動棒体と固定棒体のうちの少なくとも一方の棒体は、スキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して複数本設けられていると共に、他方の棒体はこれらの棒体間の中間部を通過可能な位置に突設しているので、構造が簡単で容易に製作することができるのは勿論、可動棒体及び固定棒体はそれぞれの突端を隔壁の前面とカッタ板の後面とにそれぞれ近接した位置まで突出させているから、カッタ板と隔壁間で形成している土砂室内に取り込まれた大径礫をいずれか一方の棒体間によって両端支持状態に確実に支持させることができ、また、排泥管内を通じて排出可能な大きさの礫であれば、そのまま、これらの棒体間を通過させて排出させることができる。
【００４２】
さらに、他方の棒体は一方の棒体間の中間部を通過可能な位置に突設しているので、一方の棒体間に架設状態で支持されている大径礫の中間部をカッタ板の回転に伴って、他方の棒体によって確実に分割、破砕することができる。
【００４３】
この場合、カッタ板の後面に突設している可動棒体をスキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して設けておけば、カッタ板の回転に伴って移動するこれらの内外可動棒体によって土砂室内の大径礫を掬い上げるように確実に捕捉、支持することができ、この状態でさらにカッタ板の回転に伴って大径礫を持ち上げながらその中間部を１本の固定棒体によって確実に分割、破砕させることができ、大径礫の破砕処理が能率よく安定的に行うことができ、掘削土砂の排出処理を円滑に行うことができる。
【００４４】
また、請求項３に係る発明によれば、上記カッタ板の回転駆動手段を、カッタ板の回転抵抗が大きくなったときにカッタ板を反対方向に所定角度だけ回転させ、しかるのち、正方向に回転させるように構成しているので、カッタ板の回転駆動手段に過度の負荷が生じるのを未然に防止して故障の発生を少なくすることができる。
【００４５】
このカッタ板の回転駆動手段としては、請求項４に記載したように、カッタ板の回転軸の両側部に突設しているアームと、一端がこれらのアームの先端部に他端がスキンプレートに取付けられている一対の油圧ジャッキと、油圧タンクからの圧油の供給管と戻り管とを切替弁を介して第１管路と第２管路とに連通し、且つ第１管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側とに連通させている一方、第２管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側とに連通させている油圧回路とから構成しているので、この油圧回路によって一方の油圧ジャッキのロッドを伸長させると同時に他方の油圧ジャッキのロッドを収縮させる工程と、一方の油圧ジャッキのロッドを収縮させると同時に他方の油圧ジャッキのロッドを伸長させる工程とを交互に行わせて、カッタ板を所定角度範囲内で往復回転させながら前方の切羽地盤を掘削していくことができるものであり、その上、カッタ板の往動時は勿論、復動時においても上記可動棒体と固定棒体とによる大径礫の破砕処理を行わせることができて、トンネル掘削作業が円滑に且つ能率よく行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】トンネル掘削機全体の簡略縦断側面図、
【図２】カッタ板の正面図、
【図３】カッタ板に突設している可動棒体と隔壁に突設している固定棒体との位置関係を示す縦断正面図、
【図４】回転駆動手段部分の背面図、
【図５】油圧回路図、
【図６】内外可動棒体間に大径礫を支持させている状態の簡略正面図、
【図７】大径礫を破砕している状態の簡略正面図。
【符号の説明】
１　スキンプレート
２　隔壁
３　カッタ板
４　回転軸
５　回転駆動手段
５ａ、５ｂ　油圧ジャッキ
６　土砂室
７　可動棒体
８　固定棒体
９　排泥管
２０　油圧回路
Ａ　大径礫
【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】
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【図６】
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【図７】
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