(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機本体の前部に水平方向へ回動可能な旋回部を設け、この旋回部に伸縮式の掘削ブームを俯仰可能に装着し、該掘削ブームの先端部に切削ドラムを取り付け、更に、前記掘削機本体の前下部に集土装置を上下動可能に設けるととともに、前記掘削機本体の後部に左右のアウトリガーを備えた自由断面掘削機に於いて、前記集土装置の接地面の左右略中央部に座を装着し、該集土装置及び左右のアウトリガーを独立作動して接地させ、前記掘削機本体の傾斜を調整して旋回部を水平にすることを特徴とする自由断面掘削機の水平設置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自由断面掘削機の水平設置方法に関するものであり、特に、光学式自動追尾計測装置及びＮＣ制御装置により、掘削機本体の位置と姿勢並びに切削ドラムの位置を検出して切削範囲を制御する自由断面掘削機の水平設置方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の此種自由断面掘削機は、掘削機本体の前部に水平方向へ回動可能な旋回部を設け、この旋回部に伸縮式の掘削ブームを俯仰可能に装着し、該掘削ブームの先端部に切削ドラムを取り付けてある。また、前記掘削機本体の前下部に集土装置を上下動可能に設けるとともに、前記掘削機本体の後部に左右のアウトリガーを備えている。
【０００３】
そして、トンネル内に複数の光学式自動追尾計測装置を設置するとともに、掘削機本体に同数の追尾用ターゲットを搭載し、前記自動追尾計測装置により追尾用ターゲットの位置を検出して掘削機本体の位置や姿勢を計測し、その計測値に基づいて掘削ブームの旋回中心点を演算する。
【０００４】
更に、旋回部の旋回角並びに掘削ブームの俯仰角と伸縮量を夫々検出器で検出し、各検出値及び前記旋回中心点の位置情報に基づき、ＮＣ制御装置にて切削ドラムの位置を演算する。そして、予め設定した計画断面に対する切削ドラムの位置を、自動的且つリアルタイムに画面表示する。また、前記切削ドラムが計画断面を超えたときは、掘削ブームを自動停止して過掘りを防止するように制御している。
【０００５】
ここで、前記自動追尾計測装置及びＮＣ制御装置により切削ドラムの位置を正確に演算する場合は、予め各装置の初期設定を行わなければならない。このため、掘削機本体に取り付けた傾斜計の０設定を行う必要があり、このときは、一旦自由断面掘削機を水平に設置する。従来は、工場出荷整備時に予め掘削機本体の数カ所にレベル設定用の目盛りを刻設しておき、掘削現場付近の地面に敷鉄板を敷いてその上に該掘削機本体を載せる。
【０００６】
斯かる状態で、レベル計にて前記目盛りを視準し、掘削機本体の前後左右の水平度を確認する。もし、水平度に誤差がある場合は、該掘削機本体に備えられているアウトリガーを作動して機体を浮かせ、機体の下にシム鉄板を挟んで調整していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記調整方法は、厚さの異なるシム鉄板の挿入と撤去を繰り返すことが多く、その都度アウトリガーを作動して機体を上下させるので、調整作業が煩雑となり、且つ、機体を浮かせてシム鉄板を挟む作業は危険でもあった。また、掘削機本体の水平度と旋回部の水平度とは必ずしも一致しないことがあり、然るときは、切削ドラムの位置演算結果に誤差が生じる。
【０００８】
そこで、人手によるシム鉄板の挿入と撤去をなくし、自由断面掘削機に要求される水平度を安全且つ短時間で調整するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、掘削機本体の前部に水平方向へ回動可能な旋回部を設け、この旋回部に伸縮式の掘削ブームを俯仰可能に装着し、該掘削ブームの先端部に切削ドラムを取り付け、更に、前記掘削機本体の前下部に集土装置を上下動可能に設けるととともに、前記掘削機本体の後部に左右のアウトリガーを備えた自由断面掘削機に於いて、前記集土装置の接地面の左右略中央部に座を装着し、該集土装置及び左右のアウトリガーを独立作動して接地させ、前記掘削機本体の傾斜を調整して旋回部を水平にする自由断面掘削機の水平設置方法を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１及び図２は自由断面掘削機１０を示し、掘削機本体１１の下部に左右のクローラ１２ａ，１２ｂが装着され、該クローラ１２ａ，１２ｂを駆動することにより自由断面掘削機１０が自走できる。前記掘削機本体１１の前部に水平方向へ回動可能な旋回部１３を設け、この旋回部１３の前方部に伸縮式の掘削ブーム１４を装着してあり、該掘削ブーム１４の先端部に切削ドラム１５が取り付けられている。
【００１１】
該掘削ブーム１４はブームシリンダ１６にて上下へ俯仰可能であり、且つ、伸縮シリンダ１７にて前後へ伸縮可能であるため、前記旋回部１３を左右へ回動することにより、掘削機本体１１前方の所定範囲内に於いて前記切削ドラム１５を任意の座標へ移動することができる。
【００１２】
一方、前記掘削機本体１１の前下部に集土装置２０を上下動可能に設け、切削ドラム１５で掘削したずりを該集土装置２０によって掻き寄せる。掻き寄せられたずりは、フィーダ２１により掘削機本体１１の後方へ送られ、ベルトコンベヤ２２にてダンプトラックや他の搬送手段へ積載される。尚、集土装置２０に代えて後述のブレード２４を装着し、該ブレード２４にてずりを掘削機本体１１の前方へ押し寄せるようにしてもよい。また、前記掘削機本体１１の後部に左右のアウトリガー２３ａ，２３ｂを装着し、夫々のアウトリガー２３ａ，２３ｂを左右独立して上下動できるように形成する。
【００１３】
更に、前記掘削機本体１１の架台２８に左右一対の追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂを後方（図１にて左方向）に向けて搭載してあり、夫々の追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂには反射プリズムと発光素子が設けられている。
【００１４】
ここで、光学式自動追尾計測装置について説明すれば、予め、トンネル内の後方位置に２台の追尾計測装置（図示せず）を設置しておき、該追尾計測装置には追尾装置と光波距離計が備えてある。追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの発光素子から発射される光を追尾計測装置の追尾装置で受光し、受光像と光軸のずれを検知してサーボモータを駆動し、追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂを自動追尾する。また、光波距離計から発射される光が追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの反射プリズムで反射され、該反射光を光波距離計で受光することにより、追尾計測装置と追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂとの距離を測定する。
【００１５】
このように、２台の追尾計測装置によって追尾用ターゲット３０ａ，３０ｂの３次元位置を検出して連続的に自動追尾し、掘削機本体１１のヨーイング角を検出するとともに、掘削機本体１１に搭載した２軸の傾斜計（図示せず）によりピッチング角とローリング角を検出すれば、掘削機本体１１の位置及び姿勢を連続的に検出できる。また、切削ドラム１５の位置は、旋回部１３の旋回角並びに掘削ブーム１４の俯仰角と伸縮量を夫々ポテンショメータや回転センサ等の検出器で検出し、前述の掘削機本体１１の位置及び姿勢に基づいてＮＣ制御装置により演算される。
【００１６】
ここで、前記自動追尾計測装置及びＮＣ制御装置により切削ドラム１５の位置を正確に演算する場合は、予め各装置の初期設定を行わなければならない。このため、傾斜計の０設定を行う必要があり、このときは、一旦自由断面掘削機１０を水平に設置する。本発明では、自由断面掘削機１０を水平に設置する際は、前記集土装置２０の接地面の左右略中央部に半球形の座４０を装着する。
【００１７】
図３（ａ）に示すように、集土装置２０を使用する場合は接地面の前方先端部に該座４０を装着し、同図（ｂ）に示すように、ブレード２４を使用する場合は接地面の略中央部に該座４０を装着する。尚、前記集土装置２０やブレード２４の左右中央部に予めケガキ線を刻設しておき、該座４０をケガキ線に合わせてボルト締めすることにより、機体のセンタと座４０の中心をできる限り正確に一致させることができる。
【００１８】
而して、自由断面掘削機１０を水平に設置する際は、先ず、図１及び図２に示したように、掘削現場付近の地面に敷鉄板４１を敷き、この敷鉄板４１の上に掘削機本体１１を載せる。そして、前記集土装置２０及び左右のアウトリガー２３ａ，２３ｂを下動して敷鉄板４１へ接地させる。このとき、集土装置２０には半球形の座４０を装着してあるので、該集土装置２０の座４０は敷鉄板４１上に点接触となる。また、アウトリガー２３ａ，２３ｂの接地面もスパイク状に形成されているため、掘削機本体１１は集土装置２０と左右のアウトリガー２３ａ，２３ｂとで３点支持となる。
【００１９】
前記集土装置２０及び左右のアウトリガー２３ａ，２３ｂの作動に前後して、前記旋回部１３の上部にスタッフ４２を３箇所立てる。斯かる状態で、レベル計４３にて前記スタッフ４２を視準し、旋回部１３の水平度を確認する。もし、水平度に誤差がある場合は、前記集土装置２０または左右のアウトリガー２３ａ，２３ｂの何れかを僅かに上下動させ、掘削機本体１１の傾斜を調整して旋回部１３の水平度をだす。
【００２０】
このように、旋回部１３を水平にした後に傾斜計の０設定を行えば、旋回部に装着した掘削ブーム１４が正確に水平方向へ回動するので、ＮＣ制御装置による切削ドラム１５の位置演算結果の精度が向上する。
【００２１】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は自由断面掘削機を水平に設置する際は、集土装置の接地面の左右略中央部に座を装着し、該集土装置及び左右のアウトリガーを独立作動して接地させ、掘削機本体の傾斜を調整して旋回部を水平にするので、自由断面掘削機に要求される水平度を極めて正確に調整できる。また、従来のように、人手によるシム鉄板の挿入と撤去がなくなるので、調整作業を安全且つ簡易迅速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】自由断面掘削機の側面図。
【図２】自由断面掘削機の正面図。
【図３】（ａ）集土装置に装着された座の側面図。
（ｂ）ブレードに装着された座の側面図。
【符号の説明】
１０        自由断面掘削機
１１        掘削機本体
１３        旋回部
１４        掘削ブーム
１５        切削ドラム
２０        集土装置
２３ａ，２３ｂ    アウトリガー
４０        座
【図１】
0004024421.tif 000002
【図２】
0004024421.tif 000003
【図３】
0004024421.tif 000004