掘削装置
【課題】掘削面を広範囲に掘削可能で、狭隘な場所や複雑な掘削形状でも確実に掘削できる掘削装置を提供すること。
【解決手段】掘削面に対して平行な掘削軸を有し、前記掘削軸の周面に掘削刃を備える掘削手段と、前記掘削軸と平行する揺動軸を有し、前記揺動軸を支点として前記掘削手段を揺動可能に構成した揺動手段と、前記掘削軸に直交する反転軸を有し、前記反転軸を支点として前記掘削手段を回動可能に構成した反転手段と具備してなる掘削装置である。
【解決手段】掘削面に対して平行な掘削軸を有し、前記掘削軸の周面に掘削刃を備える掘削手段と、前記掘削軸と平行する揺動軸を有し、前記揺動軸を支点として前記掘削手段を揺動可能に構成した揺動手段と、前記掘削軸に直交する反転軸を有し、前記反転軸を支点として前記掘削手段を回動可能に構成した反転手段と具備してなる掘削装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前面の掘削面を広範囲に掘削可能で、狭隘な場所や複雑な掘削形状でも確実に掘削できる掘削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市の地下空間には連絡通路や構造物、鉄道などが混在し、狭隘で複雑な掘削形状の空間において確実で効果的、効率的に掘削できる掘削装置が求められている。
【０００３】
従来はブーム式掘削機が一般的であり、トンネル等では交通を確保する必要があるため、残る狭い空間での掘削となる。しかし、機械の動くスペースが必要でありブームの動く範囲も限られたものである。
【特許文献１】特開平６−２８０４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の掘削装置には、以下のような問題があった。
（１）掘削カッタの切羽と既設の支保工との間の狭所な隅部や、トンネルの根足部の隅部の掘削が困難である。
【０００５】
（２）掘削カッタの掘削範囲は、カッタの切削深さに限られ、これを超えた掘削ができない。
【０００６】
（３）油圧式のカッタの場合は地山に硬質部分が存在すると油圧制御がなされ、掘削能力の信頼性が劣る傾向がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、掘削面を広範囲に掘削可能で、狭隘な場所や複雑な掘削形状でも確実に掘削できる掘削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本願の第１発明は、掘削面に対して平行な掘削軸を有し、前記掘削軸の周面に掘削刃を備える掘削手段と、前記掘削軸と平行する揺動軸を有し、前記揺動軸を支点として前記掘削手段を揺動可能に構成した揺動手段と、前記掘削軸に直交する反転軸を有し、前記反転軸を支点として前記掘削手段を回動可能に構成した反転手段と、を具備することを特徴とする、掘削装置を提供するものである。
【０００９】
また、本願の第２発明は、前記掘削手段、揺動手段及び反転手段を掘削面に沿って相対移動可能な移動手段を更に具備することを特徴とする、本願の第１発明に記載の掘削装置を提供するものである。
【００１０】
また、本願の第３発明は、前記掘削手段は電動直結式あるいは油圧式のモータによって動作することを特徴とする、本願の第１発明又は第２発明に記載の掘削装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果を得ることができる。
（１）小型の掘削カッタを使用しても広い掘削面積を確保できる。
掘削手段が反転軸を支点として掘削面の上下方向に反転できるため、大型のカッタを使用することなく掘削面積を広く確保することができ、作業の効率性が高い。
【００１２】
（２）狭隘な場所や複雑な掘削形状においても掘削性が高い。
掘削手段を掘削軸と並行に構成した揺動軸を支点として回動させることにより掘削装置本体の移動によっては到達しえないトンネルの左右の根足部などの、狭隘な場所が掘削できる。
また、掘削面に対して掘削手段が上下方向及び前後方向に移動できるため、地山と既設支保工との間などの複雑な掘削形状も掘削でき、作業の効率性が高い。
【００１３】
（３）掘削精度の向上
電動直結モータ式の掘削カッタを用いる場合には、油圧式の掘削カッタと比較して掘削精度が高くなるため、掘削作業の信頼性の向上と施工期間の短縮に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００１５】
＜１＞全体構成
図１に本発明の掘削装置の斜視図を示す。
本発明に係る掘削装置の構成は、掘削面に対して平行な掘削軸１１１を有し、前記掘削軸１１１の周面に掘削刃を備える掘削手段１と、前記掘削軸１１１と平行する揺動軸２２１を有し、前記揺動軸２２１を支点として前記掘削手段１を回動可能に構成した揺動手段２と、前記掘削軸に直交する反転軸３２１を有し、前記反転軸３２１を支点として前記掘削手段１を回動可能に構成した反転手段３を少なくとも具備して構成される。
以下に各手段について詳述する。
【００１６】
＜２＞掘削手段１
掘削手段１は、円筒形状の掘削カッタ１１などが考えられる。掘削カッタ１１は、掘削面に対して並行な掘削軸１１１を有し、前記掘削軸１１１を中心として当該掘削カッタ１１を回転させながら掘削面に押し付けることによって掘削を行う。
なお、掘削カッタ１１の形状は円筒形状に限られず、錘形状や、台形状、球形などの従来知られる形状を用いることができる。また、掘削カッタ１１の回転方向は、時計回り、反時計回り共に特に限定するものではない
【００１７】
＜３＞揺動手段２
図１、図２に示すように、揺動手段２は、揺動フレーム２１と、モータ２２とからなり、揺動フレーム２１は、前記モータ２２の回転軸である揺動軸２２１を支点として枢支され、掘削手段１と共に左右に回動（揺動）可能に構成される。
揺動手段２によれば、掘削手段１を左右に揺動させることによって、掘削装置本体を移動させて掘削することが不可能な狭所を掘削することができ、効率的に掘削作業をすすめることができる。
【００１８】
＜４＞反転手段３
図１に示すように、反転手段３は、反転フレーム３１と、モータ３２とからなる。モータ３２は前記掘削軸３１に直交する反転軸３２１を有し、前記反転軸３２１を支点として前記掘削手段１を回動可能に構成してある。
掘削手段１を反転させることにより、小型の掘削カッタ１１を用いても切羽を延長させることなく、広い掘削面積を確保できる。また、小型の掘削カッタを用いることは、狭隘な場所や複雑な掘削形状の掘削箇所においても便宜性が高い。
なお、掘削手段１の反転方向は、時計回り、反時計回り共に特に限定するものではない。
【００１９】
＜５＞その他の手段
本発明の掘削装置には、前記掘削手段１、揺動手段２及び反転手段３を掘削面に沿って移動可能な移動手段を設けておく。移動手段は、掘削面の形状に合わせて、例えばレール走行方式などに代表される周知の移動・案内機構を採用することができる。
また、本発明の掘削装置には、ズリを取り込むシューターや、ズリを搬送するベルトコンベアなどの周知のズリ処理機構を設けておき、掘削作業によって発生したズリの処理作業を並行して行うことが望ましい。
【００２０】
［本発明の掘削装置の動作］
上記のように構成した本発明の掘削装置を用いた掘削作業について説明する。
＜１＞第１掘削（図３）
まず、掘削面Ｂと掘削装置が離れている状態から掘削カッタ１１を回転させておき（図３（ａ））、掘削装置を前に移動させ、掘削カッタ１１を掘削面Ｂに押し当てて掘削作業を行う（図３（ｂ））。
＜２＞第２掘削（図４）
掘削面Ｂを所定の深さまで掘削した後、一度掘削装置を後方に移動させ（図４（ａ））、反転手段３による掘削手段１の反転作業を行う（図４（ｂ））。
その後掘削装置を再び前方に移動させ、残りの掘削面Ｂを掘削する（図４（ｃ））。
＜３＞狭所掘削（図５）
掘削面Ｂの隅部などの狭所な掘削箇所においては、揺動手段２による掘削手段１の首振りを利用して掘削作業を行う。
掘削手段１の揺動と、移動手段による掘削装置本体の上下方向或いは左右方向或いは前後方向に移動可能な移動を組み合わせることによって、狭隘で複雑な掘削形状であっても掘削作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の掘削装置の斜視図。
【図２】本発明の掘削手段の揺動を示す図。
【図３】本発明の掘削装置の第１掘削を示す図。
【図４】本発明の掘削装置の第２掘削を示す図。
【図５】本発明の掘削装置の狭所掘削を示す図。
【符号の説明】
【００２２】
１ 掘削手段
１１ 掘削カッタ
１１１ 掘削軸
２ 揺動手段
２１ 揺動フレーム
２２ モータ
２２１ 揺動軸
３ 反転手段
３１ 反転フレーム
３２ モータ
３２１ 反転軸
Ａ 地山
Ｂ 掘削面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前面の掘削面を広範囲に掘削可能で、狭隘な場所や複雑な掘削形状でも確実に掘削できる掘削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市の地下空間には連絡通路や構造物、鉄道などが混在し、狭隘で複雑な掘削形状の空間において確実で効果的、効率的に掘削できる掘削装置が求められている。
【０００３】
従来はブーム式掘削機が一般的であり、トンネル等では交通を確保する必要があるため、残る狭い空間での掘削となる。しかし、機械の動くスペースが必要でありブームの動く範囲も限られたものである。
【特許文献１】特開平６−２８０４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の掘削装置には、以下のような問題があった。
（１）掘削カッタの切羽と既設の支保工との間の狭所な隅部や、トンネルの根足部の隅部の掘削が困難である。
【０００５】
（２）掘削カッタの掘削範囲は、カッタの切削深さに限られ、これを超えた掘削ができない。
【０００６】
（３）油圧式のカッタの場合は地山に硬質部分が存在すると油圧制御がなされ、掘削能力の信頼性が劣る傾向がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、掘削面を広範囲に掘削可能で、狭隘な場所や複雑な掘削形状でも確実に掘削できる掘削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本願の第１発明は、掘削面に対して平行な掘削軸を有し、前記掘削軸の周面に掘削刃を備える掘削手段と、前記掘削軸と平行する揺動軸を有し、前記揺動軸を支点として前記掘削手段を揺動可能に構成した揺動手段と、前記掘削軸に直交する反転軸を有し、前記反転軸を支点として前記掘削手段を回動可能に構成した反転手段と、を具備することを特徴とする、掘削装置を提供するものである。
【０００９】
また、本願の第２発明は、前記掘削手段、揺動手段及び反転手段を掘削面に沿って相対移動可能な移動手段を更に具備することを特徴とする、本願の第１発明に記載の掘削装置を提供するものである。
【００１０】
また、本願の第３発明は、前記掘削手段は電動直結式あるいは油圧式のモータによって動作することを特徴とする、本願の第１発明又は第２発明に記載の掘削装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果を得ることができる。
（１）小型の掘削カッタを使用しても広い掘削面積を確保できる。
掘削手段が反転軸を支点として掘削面の上下方向に反転できるため、大型のカッタを使用することなく掘削面積を広く確保することができ、作業の効率性が高い。
【００１２】
（２）狭隘な場所や複雑な掘削形状においても掘削性が高い。
掘削手段を掘削軸と並行に構成した揺動軸を支点として回動させることにより掘削装置本体の移動によっては到達しえないトンネルの左右の根足部などの、狭隘な場所が掘削できる。
また、掘削面に対して掘削手段が上下方向及び前後方向に移動できるため、地山と既設支保工との間などの複雑な掘削形状も掘削でき、作業の効率性が高い。
【００１３】
（３）掘削精度の向上
電動直結モータ式の掘削カッタを用いる場合には、油圧式の掘削カッタと比較して掘削精度が高くなるため、掘削作業の信頼性の向上と施工期間の短縮に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００１５】
＜１＞全体構成
図１に本発明の掘削装置の斜視図を示す。
本発明に係る掘削装置の構成は、掘削面に対して平行な掘削軸１１１を有し、前記掘削軸１１１の周面に掘削刃を備える掘削手段１と、前記掘削軸１１１と平行する揺動軸２２１を有し、前記揺動軸２２１を支点として前記掘削手段１を回動可能に構成した揺動手段２と、前記掘削軸に直交する反転軸３２１を有し、前記反転軸３２１を支点として前記掘削手段１を回動可能に構成した反転手段３を少なくとも具備して構成される。
以下に各手段について詳述する。
【００１６】
＜２＞掘削手段１
掘削手段１は、円筒形状の掘削カッタ１１などが考えられる。掘削カッタ１１は、掘削面に対して並行な掘削軸１１１を有し、前記掘削軸１１１を中心として当該掘削カッタ１１を回転させながら掘削面に押し付けることによって掘削を行う。
なお、掘削カッタ１１の形状は円筒形状に限られず、錘形状や、台形状、球形などの従来知られる形状を用いることができる。また、掘削カッタ１１の回転方向は、時計回り、反時計回り共に特に限定するものではない
【００１７】
＜３＞揺動手段２
図１、図２に示すように、揺動手段２は、揺動フレーム２１と、モータ２２とからなり、揺動フレーム２１は、前記モータ２２の回転軸である揺動軸２２１を支点として枢支され、掘削手段１と共に左右に回動（揺動）可能に構成される。
揺動手段２によれば、掘削手段１を左右に揺動させることによって、掘削装置本体を移動させて掘削することが不可能な狭所を掘削することができ、効率的に掘削作業をすすめることができる。
【００１８】
＜４＞反転手段３
図１に示すように、反転手段３は、反転フレーム３１と、モータ３２とからなる。モータ３２は前記掘削軸３１に直交する反転軸３２１を有し、前記反転軸３２１を支点として前記掘削手段１を回動可能に構成してある。
掘削手段１を反転させることにより、小型の掘削カッタ１１を用いても切羽を延長させることなく、広い掘削面積を確保できる。また、小型の掘削カッタを用いることは、狭隘な場所や複雑な掘削形状の掘削箇所においても便宜性が高い。
なお、掘削手段１の反転方向は、時計回り、反時計回り共に特に限定するものではない。
【００１９】
＜５＞その他の手段
本発明の掘削装置には、前記掘削手段１、揺動手段２及び反転手段３を掘削面に沿って移動可能な移動手段を設けておく。移動手段は、掘削面の形状に合わせて、例えばレール走行方式などに代表される周知の移動・案内機構を採用することができる。
また、本発明の掘削装置には、ズリを取り込むシューターや、ズリを搬送するベルトコンベアなどの周知のズリ処理機構を設けておき、掘削作業によって発生したズリの処理作業を並行して行うことが望ましい。
【００２０】
［本発明の掘削装置の動作］
上記のように構成した本発明の掘削装置を用いた掘削作業について説明する。
＜１＞第１掘削（図３）
まず、掘削面Ｂと掘削装置が離れている状態から掘削カッタ１１を回転させておき（図３（ａ））、掘削装置を前に移動させ、掘削カッタ１１を掘削面Ｂに押し当てて掘削作業を行う（図３（ｂ））。
＜２＞第２掘削（図４）
掘削面Ｂを所定の深さまで掘削した後、一度掘削装置を後方に移動させ（図４（ａ））、反転手段３による掘削手段１の反転作業を行う（図４（ｂ））。
その後掘削装置を再び前方に移動させ、残りの掘削面Ｂを掘削する（図４（ｃ））。
＜３＞狭所掘削（図５）
掘削面Ｂの隅部などの狭所な掘削箇所においては、揺動手段２による掘削手段１の首振りを利用して掘削作業を行う。
掘削手段１の揺動と、移動手段による掘削装置本体の上下方向或いは左右方向或いは前後方向に移動可能な移動を組み合わせることによって、狭隘で複雑な掘削形状であっても掘削作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の掘削装置の斜視図。
【図２】本発明の掘削手段の揺動を示す図。
【図３】本発明の掘削装置の第１掘削を示す図。
【図４】本発明の掘削装置の第２掘削を示す図。
【図５】本発明の掘削装置の狭所掘削を示す図。
【符号の説明】
【００２２】
１ 掘削手段
１１ 掘削カッタ
１１１ 掘削軸
２ 揺動手段
２１ 揺動フレーム
２２ モータ
２２１ 揺動軸
３ 反転手段
３１ 反転フレーム
３２ モータ
３２１ 反転軸
Ａ 地山
Ｂ 掘削面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削面に対して平行な掘削軸を有し、前記掘削軸の周面に掘削刃を備える掘削手段と、
前記掘削軸と平行する揺動軸を有し、前記揺動軸を支点として前記掘削手段を回動可能に構成した揺動手段と、
前記掘削軸に直交する反転軸を有し、前記反転軸を支点として前記掘削手段を回動可能に構成した反転手段と、を具備することを特徴とする、
掘削装置。
【請求項２】
前記掘削手段、揺動手段及び反転手段を掘削面に沿って移動可能な移動手段を更に具備することを特徴とする、請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
前記掘削手段は電動直結式あるいは油圧式のモータによって動作することを特徴とする、請求項１又は２に記載の掘削装置。
【請求項１】
掘削面に対して平行な掘削軸を有し、前記掘削軸の周面に掘削刃を備える掘削手段と、
前記掘削軸と平行する揺動軸を有し、前記揺動軸を支点として前記掘削手段を回動可能に構成した揺動手段と、
前記掘削軸に直交する反転軸を有し、前記反転軸を支点として前記掘削手段を回動可能に構成した反転手段と、を具備することを特徴とする、
掘削装置。
【請求項２】
前記掘削手段、揺動手段及び反転手段を掘削面に沿って移動可能な移動手段を更に具備することを特徴とする、請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
前記掘削手段は電動直結式あるいは油圧式のモータによって動作することを特徴とする、請求項１又は２に記載の掘削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１９１９６８（Ｐ２００７−１９１９６８Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２８１２（Ｐ２００６−１２８１２）
【出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【出願人】（３０３０５６３６８）東急建設株式会社 (225)
【出願人】（３０４０３９０６５）カヤバ システム マシナリー株式会社 (185)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【出願人】（３０３０５６３６８）東急建設株式会社 (225)
【出願人】（３０４０３９０６５）カヤバ システム マシナリー株式会社 (185)
【Ｆターム（参考）】
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