JP2000220383A - トンネル掘削機の土砂搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーブ施工に対応でき且つコンベヤ設備の小
型化を図れるトンネル掘削機の土砂搬送装置を提供する
こと。 【解決手段】 掘削機本体を前部本体２と後部本体３と
に分割すると共に、土砂搬送用のコンベヤも前部コンベ
ヤ４と後部コンベヤ５とに分割し、上記前部本体２に前
部コンベヤ４を取り付け、上記後部本体３に後部コンベ
ヤ５を取り付け、上記後部本体３に前部コンベヤ４から
の搬送物を所定量貯留して後部コンベヤ５に受け渡すホ
ッパ３１を設け、上記前部本体２と後部本体３との間に
それらの屈曲を許容する屈曲手段３２を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カーブ施工に対応
し且つコンベヤ設備の小型化を図ったトンネル掘削機の
土砂搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、トンネル掘削機は、
掘削機本体ａに設けられたカッタｂにより切羽ｃを掘削
しつつ掘削機本体ａを前進させることにより、その後方
にトンネルｄを形成するものである。上記掘削機本体ａ
には、掘削土砂を後方へ搬送する土砂搬送装置として、
第１コンベヤｅが設けられている。また、掘削機本体ａ
の後方には、第１コンベヤｅから放荷された掘削土砂を
坑外へ搬送するため、第２コンベヤｆが配置されてい
る。従来、掘削機本体ａに設けられる第１コンベヤｅ
は、切羽ｃから第２コンベヤｆまで一体的に形成されて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、切羽ｃから第
２コンベヤｆ間を１台の第１コンベヤｅで充当すると、
コンベヤ長が長くなるため取り扱いが困難となる。すな
わち、第１コンベヤｅの組み立て、解体又はメンテナン
ス等の作業性が悪化する。また、トンネルｄをカーブ施
工する場合には、長い第１コンベヤｅがトンネル側面に
干渉しないように、第１コンベヤｅの途中に屈曲機構を
設けて干渉を避ける必要がある。

【０００４】他方、第１コンベヤｅの容量は切羽ｃの崩
落などにより掘削土砂量が定常時よりも急激に大きくな
る場合があるため、掘削機本体ａの定常時の土砂量より
も多少大きめに設定されており、第２コンベヤｆの容量
も第１コンベヤｅの容量に合わせて定常時の土砂量より
も大きめに設定している。しかし、このように第２コン
ベヤｆの容量を大きくすることは、第２コンベヤｆがト
ンネルの長手方向に沿って坑外まで長く配置されること
を鑑みれば、過剰装備に近く好ましくない。

【０００５】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、カーブ施工に対応でき且つコンベヤ設備の小型
化を図れるトンネル掘削機の土砂搬送装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明に係るトンネル掘削機の土砂搬送装置は、掘削機本
体を前部本体と後部本体とに分割すると共に、土砂搬送
用のコンベヤも前部コンベヤと後部コンベヤとに分割
し、上記前部本体に前部コンベヤを取り付け、上記後部
本体に後部コンベヤを取り付け、上記後部本体に前部コ
ンベヤからの搬送物を所定量貯留して後部コンベヤに受
け渡すホッパを設け、上記前部本体と後部本体との間に
それらの屈曲を許容する屈曲手段を設けたものである。

【０００７】本発明によれば、コンベヤを前後に分割し
たので、それら前部コンベヤおよび後部コンベヤの夫々
の大きさが小さくなり、取り扱いが容易となる。また、
前部コンベヤを前部本体に設けると共に後部コンベヤを
後部本体に設けたので、カーブ施工時に前部本体と後部
本体とを屈曲させると、前部本体の前部コンベヤと後部
本体の後部コンベヤとが切り離された状態で相対的に屈
曲し、従来コンベヤに設ける必要があった屈曲機構が不
要となる。

【０００８】また、後部本体に前部コンベヤからの土砂
を一旦所定量貯留するホッパを設けたので、前部コンベ
ヤからの掘削土砂が一旦ホッパでストレージされた後に
後部コンベヤに供給されることになり、後部コンベヤに
供給される土砂量が前部コンベヤの土砂量の増減に拘ら
ず平均化される。よって、後部コンベヤの容量を前部コ
ンベヤの容量より小さくでき、コンベヤ設備の小型化が
図れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を添付図面に
基いて説明する。

【００１０】図１(a) は本実施形態に係る土砂搬送装置
を備えたトンネル掘削機の平面図、図１(b) は上記トン
ネル掘削機の側面図である。

【００１１】図示するように、このトンネル掘削機１
は、炭鉱において石炭が混ざった地山を掘進するもので
あり、掘削機本体が前部本体２と後部本体３とに分割さ
れていると共に、土砂搬送用のコンベヤも前部コンベヤ
４と後部コンベヤ５に分割されている。そして、前部本
体２には前部コンベヤ４を取り付けられ、後部本体３に
は後部コンベヤ５が取り付けられている。

【００１２】前部本体２には、トンネル内を前進または
後進するための左右一対のクローラ６が設けられている
と共に、上部支保板７および側部支保板８が、それぞれ
リンク機構９、１０およびシリンダ１１、１２を介して
径方向に移動自在に取り付けられている。上部支保板７
は上部トリミングカッタ１３（後述する）の掘削域に合
わせて平板状に形成されており、側部支保板８は回転カ
ッタ１４（後述する）の掘削域に合わせて円弧板状に形
成されている。

【００１３】回転カッタ１４は、前部本体２の前部に水
平方向に所定間隔を隔てて２個設けられている。各回転
カッタ１４は、前部本体２に設けられた支持ブロック１
５に軸支された回転軸１６と、回転軸１６の先端部に周
方向に等間隔を隔てて取り付けられたカッタスポーク１
７とを有しており、図示しないモータおよび同期機構に
よって各カッタスポーク１７が噛み合うように相互に逆
回転する。

【００１４】上部および下部トリミングカッタ１３、１
８は、それぞれ各回転カッタ１４、１４の中間部の上下
に配置されている。各トリミングカッタ１３、１８は、
それぞれ円柱状の回転体１９と、回転体１９の表面に両
端部から中央部へ相互に逆螺旋状に形成されたフライト
２０とを有しており、回転カッタ１４、１４の未掘削域
を掘削すると共に掘削土砂を中央部へ集土する。上部お
よび下部トリミングカッタ１３、１８は、それぞれリン
ク機構２１、２２を介して前部本体２に昇降自在に取り
付けられており、シリンダ２３、２４によって昇降され
る。

【００１５】上記回転カッタ１４、上部および下部トリ
ミングカッタ１３、１８によれば、断面が陸上トラック
型のトンネルを掘削できる。これらカッタ１３、１４、
１８によって掘削された土砂は、前部本体２に設けられ
た前部コンベヤ４によって後方に搬送される。前部コン
ベヤ４は、下部トリミングカッタ１８の後方に配置され
た集土板２５の中央部に開口された排土口に、接続され
ている。

【００１６】前部コンベヤ４は、トンネルの長手方向に
沿って配置された樋部材２６と、実質的に土砂を搬送す
るパドル２７と、各パドル２７を繋ぐ無端チェーン２８
とを有し、所謂チェーンコンベヤからなる。前部コンベ
ヤ４の断面を図４に示す。図示するように、樋部材２６
の底板部２９の上下には、パドル２７が係合する溝部３
０が長手方向に沿って形成されており、各パドル２７が
無端チェーン２８によって繋がれている。図４中、上側
のパドル２７がキャリヤ側となり、下側のパドル２７が
リターン側となる。

【００１７】樋部材２６は、集土板２５の排土口から後
方に延出された下部水平部２６ａと、下部水平部２６ａ
から斜め上方に延出された傾斜部２６ｂと、傾斜部２６
ｂから後方に延出された上部水平部２６ｃとからなり、
前部本体２に取り付けられている。上記パドル２７は、
無端チェーン２８が図示しない駆動手段により循環され
ることによって樋部材２６内を循環され、集土板２５の
中央部に開口された排土口から取り込まれた土砂を後方
に搬送し、後部本体３に設けられたホッパ３１に土砂を
放荷する。

【００１８】ホッパ３１が設けられる後部本体３は、幅
方向の左右に配置されたシリンダ３２、３２を介して前
部本体２に接続されている。図１の状態から各シリンダ
３２、３２を等しく伸長させると図２に示すように前部
本体２と後部本体３とが離間し、各シリンダ３２、３２
の伸長量を異ならせると図３に示すように前部本体２と
後部本体３とが屈曲する。すなわち、これらシリンダ３
２、３２が、特許請求範囲に記載された屈曲手段を構成
する。

【００１９】後部本体３には、前部本体と同様に左右一
対のクローラ３３が設けられていると共に、前部本体２
の上面に載置される載置板部３４が設けられている。載
置板部３４は、シリンダ３２、３２の伸縮に伴って前部
本体２の上面をスライドする。載置板部３４には、公知
のボルト打設装置３５が設けられている。ボルト打設装
置３５は、トンネルの天盤部を保持すべく、天盤部にロ
ックボルトを打ち込むものである。

【００２０】後部本体３には、前部コンベヤ４から搬送
された土砂を所定量貯留して後部コンベヤ５に定量受け
渡すホッパ３１が設けられている。ホッパ３１のトンネ
ル長手方向の長さは、図１に示すようにシリンダ３２を
収縮させたときであっても、又は図２に示すようにシリ
ンダ３２を伸長させたときであっても、前部コンベヤ４
からの土砂を受けられる長さに設定されている。

【００２１】また、ホッパ３１の左右側部には、図３に
示すように前部本体２と後部本体３とを屈曲させたと
き、前部コンベヤ４から放荷される土砂を受けるための
受け部３６が取り付けられている。なお、ホッパ３１の
幅を広く成形し、受け部３６を省略してもよい。要は、
ホッパ３１は、前部本体２と後部本体３とを屈曲させて
前部コンベヤ４が後部コンベヤ５に対して角度が付いた
ときであっても、前部コンベヤ４から放荷される土砂を
受けられる形状であればよい。

【００２２】後部コンベヤ５は、ホッパ３１の下方に位
置して後部本体３に取り付けられる。後部コンベヤ５の
構造は、前部コンベヤ４と同様であるので説明を省略す
る。後部コンベヤ５には、ホッパ３１に貯留された土砂
が所定の定量づつ供給される。後部コンベヤ５の容量
は、前部コンベヤ４の容量よりも小さく設定されてい
る。また、後部本体３の後方には、後部コンベヤ５から
放荷された土砂を坑外へ搬送するため、別のコンベヤ
（図５の符号ｆ）が配置されている。別のコンベヤｆの
容量は、後部コンベヤ５の容量と同等に設定されてい
る。

【００２３】以上の構成からなる本実施形態の作用を述
べる。

【００２４】本実施形態によれば、図１に示すように、
コンベヤを前後に分割したので、それら前部コンベヤ４
および後部コンベヤ５の夫々の大きさが小さくなり、取
り扱いが容易となる。逆をいえば、図５に示す従前のタ
イプでは、前部コンベヤ４と後部コンベヤ５とを一体と
し、切羽ｃから上記別のコンベヤｆまでを１台の長いコ
ンベヤｅで充当していたので、コンベヤ長が長くなって
その組み立て、解体又はメンテナンス等の作業性が悪化
していたのである。

【００２５】また、本実施形態では、前部コンベヤ４を
前部本体２に設けると共に後部コンベヤ５を後部本体３
に設けたので、図３に示すようにカーブ施工時に前部本
体２と後部本体３とを屈曲させた際、前部本体２の前部
コンベヤ４と後部本体３の後部コンベヤ５とが空中で切
り離された状態で相対的に屈曲し、従来コンベヤｅに設
ける必要があった屈曲機構が不要となる。なお、前部コ
ンベヤ４の後端部とホッパ３１とのずれは、受け部３６
によって許容される。

【００２６】また、後部本体３に前部コンベヤ４からの
土砂を一旦所定量貯留するホッパ３１を設けたので、前
部コンベヤ４からの掘削土砂が一旦ホッパ３１でストレ
ージされた後に後部コンベヤ５に所定の定量ずつ供給さ
れることになり、後部コンベヤ５に供給される土砂量が
前部コンベヤ４の土砂量の増減変動に拘らず平均化され
る。よって、後部コンベヤ５の容量を前部コンベヤ４の
容量より小さくでき、コンベヤ設備の小型化が図れる。

【００２７】詳しくは、前部コンベヤ４の容量は、切羽
の崩落などで掘削土砂量が定常時よりも急激に大きくな
った場合等に対応すべく、各カッタ１３、１４、１８に
よる通常時の掘削土砂量よりも多少大きめに設定する必
要がある。他方、後部コンベヤ５の容量は、上述のよう
に増加した土砂量はホッパ３１にストレージされ、ホッ
パ３１から所定の定量ずつ後部コンベヤ５に供給される
ため、上記通常時の掘削土砂量に合わせて設定できる。

【００２８】また、後部コンベヤ５の後方に配置された
別のコンベヤｆ（図５参照）の容量も、後部コンベヤ５
と同様に上記通常時の掘削土砂量に合わせて設定でき
る。よって、後部コンベヤ５の容量およびその後方の別
のコンベヤｆの容量を、前部コンベヤ４の容量より小さ
くでき、コンベヤ設備の小型化が図れるのである。

【００２９】逆をいえば、前部コンベヤ４と後部コンベ
ヤ５とを一体としていた従前の図５に示すタイプでは、
その一体コンベヤｅ全体の容量を切羽崩落時などの場合
に増加した土砂量に対応させる必要があり、さらに当該
一体コンベヤｅの後方に配置される別のコンベヤｆの容
量もそれに合わせた容量とする必要があるため、全体的
にコンベヤの容量が大きくならざるを得なかったのであ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るトンネ
ル掘削機の土砂搬送装置によれば、カーブ施工に対応で
き且つコンベヤ設備の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す土砂搬送装置を備え
たトンネル掘削機の説明図であり、図１(a) は平面図、
図１(b) は側面図である。

【図２】上記トンネル掘削機の直進時を示す平面図であ
る。

【図３】上記トンネル掘削機のカーブ時を示す平面図で
ある。

【図４】コンベヤの断面図である。

【図５】従来例を示す土砂搬送装置を備えたトンネル掘
削機の概要図である。

【符号の説明】

１ トンネル掘削機 ２ 前部本体 ３ 後部本体 ４ 前部コンベヤ ５ 後部コンベヤ ３１ ホッパ ３２ 屈曲手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石野 智文 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 Ｆターム(参考） 2D054 AA02 DA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削機本体を前部本体と後部本体とに分
   割すると共に、土砂搬送用のコンベヤも前部コンベヤと
   後部コンベヤとに分割し、上記前部本体に前部コンベヤ
   を取り付け、上記後部本体に後部コンベヤを取り付け、
   上記後部本体に前部コンベヤからの搬送物を所定量貯留
   して後部コンベヤに受け渡すホッパを設け、上記前部本
   体と後部本体との間にそれらの屈曲を許容する屈曲手段
   を設けたことを特徴とするトンネル掘削機の土砂搬送装
   置。
2. 【請求項２】 上記後部コンベヤの容量が、前部コンベ
   ヤの容量よりも小さく設定された請求項１記載のトンネ
   ル掘削機の土砂搬送装置。