説明

岩盤掘削機

【目的】 硬質岩盤の自由断面掘削が可能な岩盤掘削機を提供する。
【構成】 自走自在な走行部2の前部に、パラレルリンク機構4を介してカッタヘッド5を任意な方向へ揺動自在に設けると共に、上記走行部2に、掘削時走行部2を固定するグリッパ部12を設けたもので、カッタヘッド本体5aを回転させながらパラレルリンク機構4によりカッタヘッド5を揺動させることにより、硬質岩盤の自由断面掘削が容易に行える。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は自由断面掘削が可能な岩盤掘削機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の岩盤掘削機は、図1に示すように掘削部aと、この掘削部の掘進反力をとるグリッパ部bより構成されていて、掘削部aはグリッパ部bに対して支持されている。また掘進に伴い岩盤掘削機を前進させる必要があることから、図1に示すように掘削部aより後方へ突出されたメインビームcに沿って推進グリッパ部bを揺動させる方法や、推進グリッパ部bにクローラ型の走行部を設けて、この走行部により自走しながら前進する方法などが一般に採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし図1に示すような岩盤掘削機では、掘削部aを広範囲に揺動させることができないため、掘削できるトンネルの断面形状が円形に制限されるなど、自由断面の掘削が困難であるなどの不具合がある。また推進グリッパ部bを自走自在な走行部で構成したものでは、走行部より前方へ突設したアームが任意な方向へ揺動できることから、アーム先端に設けられたカッタにより自由断面の掘削が可能であるが、掘削できる岩盤は比較的軟らかい岩盤に制限されるなど、硬質岩盤に対応できない不具合があった。この発明は上記従来の不具合を改善するためになされたもので、硬質岩盤の自由断面掘削が可能な岩盤掘削機を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的でなされたもので、自走自在な走行部の前部に、パラレルリンク機構を介してカッタヘッドを任意な方向へ揺動自在に設けると共に、上記走行部に掘削時走行部を固定するグリッパ部を設けたものである。
【0005】
【作用】上記構成により硬質岩盤での自由断面掘削が容易に行えると共に、パラレルリンク機構の採用により、揺動機構の小型化及び簡素化が図れるようになる。
【0006】
【実施例】この発明の一実施例を図2以下に示す図面を参照して詳述する。図2は岩盤を掘進中の岩盤掘削機を示すもので、この図で1は掘削機本体を示す。上記掘削機本体1は履帯式足まわりにより自走自在な走行部2を有していて、この走行部2の上部に支持架台3が設置されており、支持架台3の前部にパラレルリンク機構4を介してカッタヘッド5が揺動自在に取付けられている。上記パラレルリンク機構4は例えば6本の油圧シリンダ4aないし4fを図4に示すように組合せたもので、各油圧シリンダ4aないし4fの一端側はボールジョイント6を介して支持架台3側に取付けられていると共に、他端側はカッタヘッド5の後面にユニバーサルジョイント7を介して取付けられており、各油圧シリンダ4aないし4fを伸縮させることにより、カッタヘッド5を任意な方向へ揺動できるように構成されている。
【0007】またカッタヘッド5は図4に示すようにカッタヘッド本体5aとこれを駆動する駆動部5bよりなる。カッタヘッド本体5aは円盤状をなしていて、前面の外周部に図5に示すように複数個のディスクカッタ5cが円周方向に等間隔に着脱自在に取付けられていると共に、後面に突設された筒状の支持部5dが軸受け5eを介して駆動部5bのケース5fに回転自在に支承されている。上記支持部5dの後端にはリングギヤ5gが固着されていて、このリングギヤ5gの外周部も軸受け5eを介してケース5fに支承されていると共に、上記リングギヤ5gにピニオン5hが噛合されている。上記ピニオン5hはケース5fの後面に取付けられたカッタヘッドモータ8の回転軸8aに固着されていて、このカッタヘッドモータ8によりカッタヘッド本体5aが回転駆動されるようになっている。
【0008】一方上記走行部2の前部にはカッタヘッド5が掘削した土砂を掻き集めてベルトコンベヤ等の排土装置10に積載するギャザリング装置11が、そして上部には走行部2を岩盤に固定して掘削反力を支持するグリッパ部12が設けられている。上記グリッパ部12は走行部2の両側に逆V字形に配置された一対の油圧シリンダ12a、12bと、これら油圧シリンダ12a、12bの接合部に設けられたグリッパ12cよりなる。上記各油圧シリンダ12a、12bのうち、前側の油圧シリンダ12aの一端は走行部2の側方に突設された前部アウトリガ13の近傍に球軸受け14を介して取付けられ、他端はピン12dにより他方の油圧シリンダ12bの一端とともにグリッパ12cに枢着されている。そして他方の油圧シリンダ12bの他端は走行部2の後部両側に突設された後部アウトリガ15の近傍に球軸受け16を介して取付けられている。
【0009】次に作用を説明すると、岩盤掘削に当り、まずすでに掘削されたトンネルの壁面に油圧シリンダ12a、12bによりグリッパ12cを圧着させ、また前後部アウトリガ13、15を接地させて走行部2を固定する。次にこの状態でカッタヘッドモータ8によりカッタヘッド本体5aを回転させながらパラレルリンク機構4によりカッタヘッド5を図6の(イ)及び(ロ)に示すように任意な方向へ揺動させて、カッタヘッド本体5aに設けられたディスクカッタ5cにより岩盤を掘削する。またカッタヘッド本体5aには外周部側へのみディスクカッタ5cが設けられているため、ディスクカッタ5cにより掘削しながらカッタヘッド5を例えば図5に示すように右方へ移動すると、ディスクカッタ5cの軌跡は図7に示すように小さな曲率の円となるため偏荷重を受けにくくなり、これによってディスクカッタ5cが偏荷重により早期に摩耗したり、パラレルリンク機構4に過大な外力が作用するのを防止することができる。そしてカッタヘッド5により掘削されたズリはギャザリング装置11により掻き集められて排土装置10に積載され、後方へ搬出される。
【0010】一方カッタヘッド5を自由に揺動させ一ピッチ分の掘削が終了したら、グリッパ部12及び前後アウトリガ13、15を解放して走行部2を前進させ、再び上記掘削動作を繰返すことにより、硬質岩盤での自由断面掘削が可能になる。
【0011】
【発明の効果】この発明は以上詳述したようにパラレルリンク機構によりカッタヘッドを任意な方向へ揺動させながら、カッタヘッドにより岩盤を掘削するようにしたことから、硬質岩盤での自由断面掘削が容易に行えると共に、パラレルリンク機構によりカッタヘッドを任意な方向へ揺動できるようにしたことから、従来のものに比べて揺動機構が簡素化でき、これによって揺動機構の小型化及び低価格化が図れるようになる。またカッタヘッドにディスクカッタを設けることにより硬岩での重掘削が可能になると共に、ディスクカッタをカッタヘッド本体の外周部側にのみ設けることにより倣い掘削時の偏荷重が少なくでき、これによってディスクカッタが偏荷重により早期に摩耗したり、パラレルリンク機構に過大な外力が作用するのを防止することができる。さらにカッタヘッドに駆動源を設けてカッタヘッド本体を駆動するようにしたことにより、走行部とカッタヘッドの間の動力伝達機構が不要になると共に、装置全体が小型化できるため、トンネル内の搬入出が容易に行えるなどの効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の岩盤掘削機を示す説明図である。
【図2】この発明の一実施例になる岩盤掘削機の断面図である。
【図3】この発明の一実施例になる岩盤掘削機のカッタヘッドの断面図である。
【図4】カッタヘッドを揺動自在に支持するパラレルリンク機構の構成図である。
【図5】カッタヘッド本体の正面図である。
【図6】(イ)岩盤掘削状態の側面図である。
(ロ)岩盤掘削状態の平面図である。
【図7】ディスクカッタの軌跡を示す説明図である。
【符号の説明】
2 走行部
4 パラレルリンク機構
5 カッタヘッド
5a カッタヘッド本体
5c ディスクカッタ
12 グリッパ部

【特許請求の範囲】
【請求項1】 自走自在な走行部2の前部に、パラレルリンク機構4を介してカッタヘッド5を任意な方向へ揺動自在に設けると共に、上記走行部2に、掘削時走行部2を固定するグリッパ部12を設けてなる岩盤掘削機。
【請求項2】 カッタヘッド5に駆動源を設けて、この駆動源により外周部にディスクカッタ5cの取付けられたカッタヘッド本体5aを回転駆動してなる請求項1記載の岩盤掘削機。

【図1】
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【図7】
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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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【公開番号】特開平5−295986
【公開日】平成5年(1993)11月9日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平4−128001
【出願日】平成4年(1992)4月22日
【出願人】(000001236)株式会社小松製作所 (1,686)