(57)【要約】【課題】  トンネル壁面の劣化部分を一定の深さで切削する。【解決手段】  作業車両１に突設したアーム部８の先端に設けられたブラケット１１に装着された取付フランジ１２の先端側にケーシング１３が延設されているとともに、ケーシング１３の先端部に左右方向に延びる一対の軸を突設し、一方の軸にはケーシング１３の基端部に併設して設けた動力源により回転可能で且つ周面に切削ピック３０を有する切削ドラム３０を装着した。さらに、もう一方の軸には切削ドラム１４よりも小径のガイドローラ３０を装着し、ガイドローラ３０を既設のトンネル壁面に押し当て、この壁面をガイド壁としてトンネル壁面を一定の深さで切削することを可能とした。また、ガイドローラ３０を着脱可能としたことにより、径の異なるガイドローラ３０を適宣選択して使用可能とし切削深さを可変とすることを可能とした。【選択図】      図２ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車両に突設した起伏可能なアーム部の先端に設けられたブラケットに装着された取付フランジの先端側にケーシングが延設されているとともに、前記ケーシングの先端部に左右方向に延びる一対の横軸が互いに対向して突設されており、前記一方の横軸には前記ケーシングに併設して設けた動力源により回転可能で且つ周面に切削ピックを有する切削ドラムを装着するとともに、もう一方の横軸には前記切削ドラムよりも小径のガイドローラを装着したことを特徴とするトンネル壁面の切削装置。
【請求項２】
前記ガイドローラは着脱可能で、異なる径のものを選択して取り付け可能であるある請求項１に記載したトンネル壁面の切削装置。
【請求項３】
前記取付フランジの先端側に設けられているケーシングが軸心を中心として回転可能であり、前記切削ドラムと前記ガイドローラとが左右方向に反転可能である請求項１または２に記載したトンネル壁面の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設のトンネル壁面における補修工事に際してトンネル壁面の表面劣化部分の除去に用いられる切削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路、水路などの既設のトンネル壁面が老朽化してくると、トンネル壁面のコンクリートにひび割れ、剥離などが生じトンネル壁面の強度が低下し、水漏れや崩落などが生じる危険性がある。そこで、トンネル壁面の劣化部分を表面側から一定の深さで切削し、新たなコンクリートを吹き付けるなどの補修復元作業を行う必要がある。
【０００３】
従来、定形断面形状を呈するトンネル壁面の劣化コンクリートを一定の深さで切削するための切削装置として、特開平２−２５２８８９号公報に記載されたものがある。この切削装置は、円筒状のカッターヘッド周面に複数の切削用ピックを設けた切削工具を平行支持リンク機構と旋回座とを介してクローラ型の作業車両の正面前方に配置したものであり、前記切削装置によりトンネル壁面の劣化コンクリートを一定の深さで切削するためには、まず最初に車両本体を所定の位置まで移動させ、旋回座をトンネル内周面の中心を通る垂直線上に位置するように調整した後、平行支持リンク機構の角度調節を行いトンネル内周面とカッターヘッドの公転半径とを一致させる。
【０００４】
このとき、カッターヘッドと旋回座とは平行支持リンク機構を介して連結されているので、カッターヘッドの回転軸と旋回座の回転軸とは平行且つ水平方向を向くようになり、カッターヘッドの切削面はトンネル内周面と軸方向に平行となる。この状態でカッターヘッドを回転駆動させながら旋回座を回転させると、平行支持リンク機構を腕としてカッターヘッドがトンネル壁面に沿って公転しトンネル壁面を一定の深さで切削することができるものである。
【０００５】
また、前記切削装置を用いて、不定形断面形状のトンネル壁面を切削するには、カッターヘッドで常にトンネル壁面を所定の深さに切削するように平行支持リンク機構を微調節しながら切削を行う必要があるが、平行支持リンク機構の調節は作業者が目視しながら手動作業で行うものであることから熟練を要するものであり、殊に、カッターヘッドの近傍に切削による粉塵が立ちこめる環境では目視による調節が困難となる場合がある。
【０００６】
そのため、レザー光を用いて機体の姿勢検出、切削工具の位置検知、トンネル壁面と切削工具との位置関係などの諸データの入力、演算、動作指令出力、ならびに画像表示などを行う電子制御手段を用いて切削深さを制御する、という特開平４−３８３９９号公報に記載されている切削手段も呈示されているが、この方法はシステム全体がきわめて複雑且つ高価になってしまうという問題点がある。
【特許文献１】特開平２−２５２８８９号公報
【特許文献２】特開平４−３８３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述のような電気的、光学的手段の組合せからなる複雑且つ高価なシステムを用いる必要なしに、既設トンネル壁面における劣化コンクリートの切削深さを一定にする、という課題を解決するためになされたものであり、簡単な装置と容易な操作で一定深さの切削を可能とする切削装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述の課題を解決するために、作業車両に突設した起伏可能なアーム部の先端に設けられたブラケットに装着された取付フランジの先端側にケーシングが延設されているとともに、前記ケーシングから左右方向に延びる一対の横軸が互いに外側に対向して突設されており、前記一方の横軸には前記ケーシングに併設して設けた動力源により回転可能で且つ周面に切削ピックを有する切削ドラムを装着するとともに、もう一方の横軸には前記切削ドラムよりも小径のガイドローラを装着したことにより、前記ガイドローラを既設のトンネル壁面に押し当て、これをガイド壁として切削ドラムによる切削深さを一定にすることを可能とした。
【０００９】
また、ガイドローラを着脱可能としたことにより、径の異なるガイドローラを適宣選択して使用可能とし、切削深さを可変とすることを可能とした。
【００１０】
さらに、切削ドラムとガイドローラとの位置を回転機構により反転可能としたことにより、作業車両を移動させることなく所定の位置で切削部を回転させるだけの操作でトンネル壁面を順次長さ方向に所定幅ごとに切削可能として作業性の向上を図ることを可能とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のトンネル壁面の切削装置は、切削部の先端に対向して突設した一対の横軸の一方に切削ドラムを、もう一方にガイドローラを設けた構成であるので、ガイドローラを既設のトンネル壁面に押し当て、これをガイド壁として切削ドラムにより一定の深さでトンネル壁面を切削することが可能となった。
また、ガイドローラを着脱可能としたことにより、径の異なるガイドローラを適宣選択して使用することにより切削深さを可変とすることが可能となった。
さらに、切削ドラムとガイドローラとの位置を回転機構により反転可能としたことにより、作業車両を移動させることなく所定の位置で切削部を回転させるだけの操作で同一箇所において左右のトンネル壁面を全周にわたって切削することを可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の好ましい実施の形態の一例を示すものであり、切削装置１は左右の走行用のクローラ２，２を支持するフレーム３上に運転席５と油圧ユニット６などを有する車体部７が回転軸４を中心として回転可能に搭載されているとともに、前記車体部７の前方には、先端に切削部１０を有するアーム部８が駆動シリンダ８１，８２，８３により起伏可能に突設されている。
【００１３】
図２は前記切削部１０の拡大縦断面図を示すものであり、アーム部８（図１参照）の先端に配置されたブラケット１１の中心には回転軸１８が配置されているとともに、その突出先端に取付フランジ１２を介して略直方体形状のケーシング１３が前記回転軸１８を中心として回転可能に取り付けられている。
【００１４】
また、前記取付フランジ１２のブラケット１１側には、回転フレーム１９を介して前記ブラケット１１に取り付けた油圧モータ１５により回転する歯車１６に
噛合してケーシング１３を前記回転軸１８を中心として回転させる回転軸受１７が回転軸１８の周囲に配置されている。
【００１５】
さらに、前記ケーシング１３の基端部側面に設けられた垂直フランジ２０には油圧モータ２１が配置されている。前記油圧モータ２１はモータカバー２２により覆われており、油圧モータ２１の出力軸２３はケーシング１３内の上部に設けられた上部スプロケット２４の中心部を貫通してケーシング１３内に挿入されている。
【００１６】
ケーシング１3の下端部右側には横軸２５が水平方向に突設して設けられており、前記横軸２５は軸支持部２６とケーシング１３内の下部に位置する下部スプロケット２７とを貫通しており、上部スプロケット２４と下部スプロケット２７とにチェーン２８（一点鎖線で示す）が巻装されており、これらは油圧モータ２１の回転を横軸２５に伝達するチェーン駆動方式の動力伝達機構を構成している。尚、油圧モータ２１の代わりに、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、さらには電気モータ等を用いてもよい。
【００１７】
横軸２５の先端には受け座２９がボルトＡにより係止されており、切削ドラム１４が前記受け座２９にボルトＢ，Ｂを介して換装可能に装着されており、前記切削ドラム１４の周面には複数本の切削ピック３０が複数本の植設基３１を介して取り付けられている。そして、前述のチェーン駆動方式の動力伝達機構により切削ドラム１４を回転させることにより切削ピック３０により切削する。さらに、ケーシング１３の下部左側には前記切削ドラム１４よりも小径の例えば鋼製のガイドローラ４０が着脱可能に設けられている。尚、動力伝達機構はチェーン駆動方式に限らず、この種の装置における従来周知のダイレクト駆動方式、減速機駆動方式等であってもよい。
【００１８】
図３は前記ガイドローラ４０のケーシング１３への取り付け手段を示した拡大斜視分解図であり、円柱状でボルト孔ａ，ａを有する取付部４１がケーシング１３の下部左方より延設されており、前記取付部４１と同径で表面に円柱状の受け座４３および円柱軸４４が立設されている取付円柱４２がボルト孔ａ，ａおよび通孔ｂ，ｂとを介してボルトＣ，Ｃにより取付部４１に係止されている。さらに、前記円柱軸４４にはボルト孔ｃ，ｃを有する円筒状の円筒軸４６が円柱軸４４に嵌入されて回転軸受４５が形成されている。
【００１９】
さらに、ガイドローラ４０の側面には前記円筒軸４６と同径で通孔ｄ，ｄを有する取付突起４７が立設されており、ガイドローラ４０はボルト孔ｃ，ｃおよび通孔ｄ，ｄとを介してボルトＤ，Ｄにより回転軸受４５の円筒軸４６に係止されている。従って、ガイドローラ４０は着脱可能であり異径のガイドローラ４０を取り付けることができ、図２に示したように、ガイドローラ４０は回転軸受４５を軸として回転することができる。
【００２０】
上記のような切削装置１によりトンネル壁面を切削するには、図１および図４に示したように、切削装置１をトンネル断面の中央に配置し、シリンダ８１，８２，８３を駆動してアーム部８の角度調節を行い、切削ドラム１４の周面に設けられた切削ピック３０によりトンネルＴの断面において右側に位置する切削壁面Ｘの底壁部ＹＲ部分から切削を開始する。
【００２１】
切削ピック３０により底壁部ＹＲがある程度の深さまで切削されると、図５に示したように、ガイドローラ４０が既設壁面Ｚに押し当てられる。そのため、ガイドローラ４０がストッパーとなり切削ピック３０による底壁部ＹＲへの切削が制限されるので底壁部ＹＲはこれ以上深く切削されることはない。
【００２２】
底壁部ＹＲの切削終了後は、ガイドローラ４０は既設壁面Ｚに、切削ピック３０は切削壁面Ｘに接触しており、この状態において図１に示したように、シリンダ８１，８２，８３を駆動してアーム部８を旋回させて（一点鎖線で示す）切削部１０をトンネルＴの頂部へ向かって移動させると、前述のようにガイドローラ４０がストッパーとなり切削ピック３０により切削壁面Ｘの少なくとも図１に示す右側の半周を一定の深さで切削することができる。尚、ガイドローラ４０は回転可能に軸支されているので、既設壁面Ｚに押し当てられた状態で移動させたときであってもガイドローラ４０は既設壁面Ｚ上を回転するだけであり何ら支障がない。
【００２３】
また、そのままの状態で図１に示すトンネルＴの左側の半周における切削壁面Ｘを切削すると、切削ドラム１４とガイドローラ４０とはこれまでの位置関係と逆転し、切削ドラム１４が既設壁面Ｚに、ガイドローラ４０が切削壁面Ｘにそれぞれ位置してしまい、右側の半周に当たる切削壁面Ｘを右側の底壁部ＹＲと同一となる所定の深さに切削することが出来なくなってしまう。そこで、油圧モータ１５を駆動して歯車１６に噛み合う回転軸受１７を介してケーシング１３を回転軸１８を中心として１８０度回転させ、切削ドラム１４を切削壁面Ｘに、ガイドローラ４０を既設壁面Ｚに位置させることにより、何ら支障なく同一周面の切削壁面Ｘを切削することができる。
【００２４】
尚、本発明は、従来のツインヘッダのアタッチメントの部分を改良し、ツインヘッダの一方にガイドローラを設けた構成であるので、新たにトンネル壁面の切削用の装置を開発する必要がなく、低コストでトンネル壁面の切削装置を提供することを可能としたのみならず、従来は地盤などの掘削用に用いられていたツインヘッダの用途を拡大することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の一例を示すもので、作業車両によるトンネルの右側の切削壁面の切削方法を示す平面図である。
【図２】図１に示した切削部の拡大縦断面図である。
【図３】図２に示したガイドローラのケーシングへの取付方法を示す拡大斜視分解図である。
【図４】トンネルの右側の底壁部の切削方法を示す拡大平面図である。
【図５】図２に示した切削部による底壁部の切削後の状態を示す拡大縦断面図である。
【図６】作業車両によるトンネルＴの左側の切削壁面の切削方法を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  切削装置、  ４  回転軸、  ７  車体部、  ８  アーム部、  １０  切削部、  １１  ブラケット、  １２  取付フランジ、  １３  ケーシング、  １４  切削ドラム、  １６  歯車、  １７  回転軸受、  １８  回転軸、  １９  回転フレーム、  ２０  垂直フランジ、  ２１  モータ、  ２４  上部スプロケット、  ２５  横軸、  ２７  下部スプロケット、  ２８  チェーン、  ２９  受け座、  ３０  切削ピック、  ４０  ガイドローラ、  ４１  取付部、  ４２  取付円柱、  ４４  円柱軸、  ４５  回転軸受、  ４６  円筒軸、  ４７  取付突起
【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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