JPH0259918B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トンネル坑壁に垂直方向にグリツパ
を押付け、その摩擦力に反力を取つて掘削機本体
の推進力を得るようになしたトンネル掘削機にお
けるグリツパジヤツキの油圧装置に関するもので
ある。

トンネル掘削機は、一般に第１図および第２図
に示すように、トンネル掘削機本体１００と四角
筒形状のグリツパ支持体５００との間に複数台の
自走ジヤツキ２を介装し、そのグリツパ支持体５
００の４面にグリツパジヤツキ７を固定し、その
グリツパジヤツキ７のピストンロツドの先端にグ
リツパ６を固定する。次に、その操作について説
明する。まず、グリツパジヤツキ７を伸長させて
グリツパ６をトンネルの坑壁に押付け、その摩擦
力に反力を取る。次に、自走ジヤツキ２を伸長さ
せてトンネル掘削機本体１００を前進させる。そ
れから、グリツパジヤツキ７を縮めてグリツパ６
をトンネルの抗壁から放し、自走ジヤツキ２を縮
めてグリツパ支持体５００、グリツパジヤツキ７
およびグリツパ６をトンネル掘削機本体１００側
に引き寄せる。以下、上述の操作を繰返してトン
ネルを掘進するものである。

かかるトンネル掘削機における従来のグリツパ
ジヤツキの油圧回路を第３図を参照して説明す
る。

この油圧回路は、油圧ポンプＰにグリツパジヤ
ツキ７の伸縮の切換を行う主切換弁１１を接続
し、この主切換弁１１からグリツパジヤツキ７の
ボトム側とロツド側とに油圧配管１８および１５
と１４とをそれぞれ接続する。そのボトム側の油
圧配管１５の途中に使用したいグリツパジヤツキ
を選択する選択切換弁８を設ける。図中、Ｔは油
タンク、１２および１３は過負荷防止用のチエツ
ク弁およびリリーフ弁である。次に、その操作に
ついて説明する。主切換弁１１を中立ポートから
Ａポートに切換え、伸長させたいグリツパジヤツ
キの選択切換弁８を開くと、油圧ポンプＰからの
圧油がグリツパジヤツキ７のボトム側に供給さ
れ、グリツパジヤツキ７のピストンロツドが伸び
る。次に、主切換弁１１をＢポートに切換える
と、圧油がグリツパジヤツキ７のロツド側に供給
され、グリツパジヤツキ７のピストンロツドが縮
む。しかしながら、上述の従来のグリツパジヤツ
キの油圧回路は、グリツパジヤツキ７の伸縮操作
をグリツパジヤツキ７個々に行うものであるか
ら、グリツパジヤツキ７の押付力の分布が色々で
最初と同一の荷重のバランス状態をとることがで
きない。例えば、グリツパ６が接地する坑壁３中
で軟弱な部分があると、その軟弱地盤が陥没して
そこのグリツパジヤツキ７のみが伸び過ぎて荷重
のバランスが乱れ、かつ坑壁３が崩壊すると言つ
た欠点がある。

本発明は、上述の諸欠点を改善したトンネル掘
削機におけるグリツパジヤツキの油圧装置を提供
せんとするものである。

本発明は、複数個のグリツパジヤツキをグリツ
パ支持体の重量を支える第１グループとグリツパ
支持体の重量を支えない第２グループとに分割
し、油圧源とグリツパジヤツキとを結ぶ油圧回路
を前記第１グループ用の第１油圧回路と第２グル
ープ用の第２油圧回路とに分岐し、その第１油圧
回路と第２油圧回路とに独立に開閉状態を作る第
１開閉切換弁と第２開閉切換弁とをそれぞれ設
け、その第１開閉切換弁および第２開閉切換弁と
複数個のグリツパジヤツキとの間に使用するグリ
ツパジヤツキを選択する選択切換弁をそれぞれ介
装したことを特徴とする。

以下、本発明のトンネル掘削機におけるグリツ
パジヤツキの油圧装置の実施例の内の２例を第４
図乃至第７図を参照して説明する。

第４図および第５図は本発明のグリツパジヤツ
キの油圧装置を装備したトンネル掘削機の縦断面
図および第４図におけるＶ―Ｖ線断面図である。

このトンネル掘削機は、円筒形状をなすトンネ
ル掘削機本体１の小径部の後部１ａに、内径が前
記後部１ａの外径より大きいリング状のグリツパ
支持体５を軸方向に移動可能に外嵌し、このグリ
ツパ支持体５とトンネル掘削機本体１との間に上
側自走ジヤツキ２ｂおよび下側自走ジヤツキ２ａ
を介装する。前記グリツパ支持体５の下部および
上部に下側グリツパ６ａおよび上側グリツパ６ｂ
をトンネルおよびグリツパ支持体５の径方向に進
退可能に３個づつ支持し、この下側グリツパ６ａ
および上側グリツパ６ｂとグリツパ支持体５との
間に下側グリツパジヤツキ７ａおよび上側グリツ
パジヤツキ７ｂを、グリツパジヤツキ７ａ，７ｂ
の伸縮方向とトンネルの径方向と合致するように
介装する。なお、図中符号４は坑壁３の崩壊を防
止する覆工体である。

しかして、この実施例における本発明のグリツ
パジヤツキの油圧回路は、第６図に示すように、
６個のグリツパジヤツキをグリツパ支持体５の重
量を支える下側の３個のグリツパジヤツキ７ａ
と、グリツパ支持体５の重量を支えない上側に３
個のグリツパジヤツキ７ｂとに分割する。主切換
弁１１とグリツパジヤツキ７ａ，７ｂのボトム側
とを結ぶ油圧配管を、下側のグリツパジヤツキ７
ａ用の第１油圧配管１９ａ，１５ａと、上側のグ
リツパジヤツキ７ｂ用の第２油圧配管１９ｂ，１
５ｂとに分岐する。その第１油圧配管１９ａ，１
５ａと第２油圧配管１９ｂ，１５ｂとに独立に開
閉状態を作る第１開閉切換弁１０ａと第２開閉切
換弁１０ｂとをそれぞれ設ける。その第１開閉切
換弁１０ａと下側のグリツパジヤツキ７ａとの間
の第１油圧配管１５ａおよび１９ａに、使用する
グリツパジヤツキを選択する選択切換弁８ａおよ
びグリツパジヤツキ７ａ，７ｂのロツド側の圧力
をパイロツト圧とする第１パイロツトチエツク弁
９ａを設ける。前記第２開閉切換弁１０ｂと上側
のグリツパジヤツキ７ｂとの間の第２油圧配管１
５ｂおよび１９ｂに、使用するグリツパジヤツキ
を選択する選択切換弁８ｂおよびグリツパジヤツ
キ７ａ，７ｂのロツド側の圧力をパイロツト圧と
する第２パイロツトチエツク弁９ｂを設ける。な
お、図中、第３図と同符号は同一のものを示す。

この実施例における本発明のグリツパジヤツキ
の油圧装置は、以上の如き構成よりなり、以下そ
の操作について説明する。その前に、トンネル掘
削機の前進動作について説明する。まず、グリツ
パジヤツキ７ａ，７ｂを伸ばして、グリツパ６
ａ，６ｂを坑壁３に押付ける。この状態で自走ジ
ヤツキ２ａ，２ｂを伸ばすと、グリツパ６ａ，６
ｂが坑壁３に固定されているので、これに反力を
取つて本体１が前進できる。次にグリツパジヤツ
キ７ａ，７ｂを縮めてグリツパ支持体５をガイド
１ａに案内しながら、自走ジヤツキ２ａ，２ｂを
縮めると、グリツパ支持体５が前方へ引寄せられ
る。次に、グリツパジヤツキ部の円周方向の荷重
のつり合いについて説明する。グリツパ支持体５
には多数のグリツパ６ａ，６ｂ、グリツパジヤツ
キ７ａ，７ｂが配置されていて、グリツパ支持体
５を上下左右任意の位置に芯出しし、坑壁３の曲
率とグリツパ６ａ，６ｂの接地状態を理想的に調
整しながら支持している。グリツパ支持体５の自
重が下方に作用するので、その自重を支持する下
側のグリツパジヤツキのグループ７ａと、自重を
支持しない上側のグリツパジヤツキのグループ７
ｂとは、別々の異なる押付力でつり合い状態を保
つている。これをさらに詳細に説明する。今、グ
リツパジヤツキ７ａ，７ｂを全数使用している場
合について考える。選択切換弁８ａ，８ｂは全て
「開」とする。第１開閉切換弁１０ａを「開」と
し、第２開閉切換弁１０ｂを「閉」とし、主切換
弁１１を中立ポートからＡポートに切換える。す
ると、油圧ポンプＰからの圧油は、油圧配管１
８、第１油圧配管１９ａ、第１開閉切換弁１０
ａ、第１パイロツトチエツク弁９ａ、第１油圧配
管１５ａ、選択切換弁８ａを経て下側のグリツパ
ジヤツキ７ａのボトム側に供給され、３台の下側
のグリツパジヤツキ７ａのピストンロツドが伸び
る。このとき、３台の下側のグリツパジヤツキ７
ａは第１油圧配管１５ａ，１９ａにより連通され
ているので、３台の下側のグリツパジヤツキ７ａ
の押付力が分散、等配される。

次に、第１開閉切換弁１０ａを「閉」、第２開
閉切換弁１０ｂを「開」とし、主切換弁１１をＡ
ポートにする。すると、油圧ポンプＰからの圧油
は、油圧配管１８、第２油圧配管１９ｂ、第１開
閉切換弁１０ｂ、第１パイロツトチエツク弁９
ｂ、第１油圧配管１５ｂ、選択切換弁８ｂを経て
上側のグリツパジヤツキ７ｂのボトム側に供給さ
れ、３台の上側のグリツパジヤツキ７ｂのピスト
ンロツドが伸びる。このとき、３台の上側のグリ
ツパジヤツキ７ｂは第２油圧配管１５ｂ，１９ｂ
により連通されているので、３台の上側のグリツ
パジヤツキ７ｂの押付力が分散、等配される。

上述の上側のグリツパジヤツキ７ｂを伸ばして
グリツパ６ａを坑壁３に押付けることにより、そ
の反力として下側のグリツパジヤツキ７ａに押付
力が発生する。このとき、下側グリツパジヤツキ
７ａのボトム側の第１油圧配管１５ａの間は全て
連結しているので、下側グリツパジヤツキ７ａの
油圧は全て等しく、従つて下側のグリツパジヤツ
キ７ａの押付力は全て等しくなつて、坑壁３に対
して等配分される。３台の下側グリツパジヤツキ
７ａのいずれかの接地面（相手坑壁３）がクリー
プ変位（陥没）して、ジヤツキストロークが追従
変化（伸び）したと仮定する。その時でも、下側
グリツパジヤツキ７ａ間で油の移動があるが、グ
リツパ押付力は変らず、グリツパ押付力のバラン
ス状態は何ら変化しない。そして、下側グリツパ
ジヤツキ７ａのストロークの変化（伸び）した分
だけグリツパ支持体５の位置が下方に移動し、上
側グリツパジヤツキ７ｂのストロークが変化（伸
び）する。このようにして、グリツパ押付力を多
数のジヤツキ７ａ，７ｂに分散し、また押付力を
等配分することができ、しかも軟岩の特徴である
接地面のクリープ変位や陥没に対してグリツパ力
のつり合い状態を完全に維持することができる。
更に、グリツパ支持体５の自重落下という問題に
対しても、内部リークの多いスプールタイプの選
択弁８，１０を多数使うことが原因であるので、
パイロツトチエツク弁９ａ，９ｂを使用して完全
に解決することができる。

第７図は本発明のトンネル掘削機におけるグリ
ツパジヤツキの油圧装置の他の実施例を示した油
圧回路図である。

この実施例のものは、上述の実施例におけるス
プール弁の選択切換弁８ａ，８ｂの代わりにパイ
ロツトチエツク弁の選択切換弁１６ａ，１６ｂを
使用したものである。油圧ポンプＰからの開閉操
作用の油圧配管３２の途中にリリーフ弁３１を設
け、このリリーフ弁３１にパイロツトチエツク弁
の選択切換弁１６ａ，１６ｂの断接操作を行うパ
イロツト操作弁１７を接続し、そのパイロツト操
作弁１７にパイロツトチエツク弁の選択切換弁１
６ａ，１６ｂをパイロツト管路３０により接続し
たものである。その操作について説明する。油圧
ポンプＰからの圧油は、リリーフ弁３１により適
当に減圧される。パイロツト操作弁１７の「開」
「閉」操作により、上述の減圧された圧油がパイ
ロツト圧としてパイロツトチエツク弁の選択切換
弁１６ａ，１６ｂの「開」、「閉」を行うものであ
る。この実施例のものは、上述の実施例のものよ
り、グリツパ支持体５の自然落下を防ぐことがで
きる効果がある。

以上の実施例からも明らかなように、本発明の
トンネル掘削機におけるグリツパジヤツキの油圧
装置は、複数台のグリツパジヤツキの押付力を分
散、等配させるので、当初と同一の荷重バランス
状態を維持することができる。従つて、壁面の凹
凸、壁面の時間的な変位の増大（接地面クリープ
又は陥没）、局所的な壁面の変位、トンネル掘削
機本体又はグリツパリングの振動や位置の移動な
ど、グリツパ接地面の崩壊の主原因を除去できた
ので、特に軟岩から硬岩まで広範な地質にグリツ
パを使用できるようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般のトンネル掘削機の縦断面図、第
２図は第１図における―断面図、第３図は従
来のトンネル掘削機におけるグリツパジヤツキの
油圧装置の油圧回路図、第４図および第５図は本
発明のグリツパジヤツキの油圧装置を装備したト
ンネル掘削機の縦断面図および第４図における
―線断面図、第６図は本発明のグリツパジヤツ
キの油圧装置の一実施例を示した油圧回路図、第
７図は本発明のトンネル掘削機におけるグリツパ
ジヤツキの油圧装置の他の実施例を示した油圧回
路図である。 １…トンネル掘削機本体、２ａ，２ｂ…自走ジ
ヤツキ、３…坑壁、５…グリツパ支持体、６ａ，
６ｂ…グリツパ、７ａ，７ｂ…グリツパジヤツ
キ、８ａ，８ｂ…選択切換弁、９ａ，９ｂ…パイ
ロツトチエツク弁、１０ａ…第１開閉切換弁、１
０ｂ…第２開閉切換弁、１１…主切換弁、１４…
縮み側油圧配管、１５ａ，１９ａ…第１油圧配
管、１５ｂ，１９ｂ…第２油圧配管、１６ａ，１
６ｂ…パイロツトチエツク弁（選択切換弁）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トンネル掘削機本体とグリツパ支持体との間
   に自走ジヤツキを介装し、そのグリツパ支持体に
   複数個のグリツパジヤツキをグリツパジヤツキの
   伸縮方向とトンネルの径方向とが合致するように
   装備しその複数個のグリツパジヤツキにグリツパ
   をそれぞれ設けてなるトンネル掘削機において、
   前記複数個のグリツパジヤツキをグリツパ支持体
   の重量を支える第１グループとグリツパ支持体の
   重量を支えない第２グループとに分割し、油圧源
   とグリツパジヤツキとを結ぶ油圧回路を前記第１
   グループ用の第１油圧回路と第２グループ用の第
   ２油圧回路とに分岐し、その第１油圧回路と第２
   油圧回路とに独立に開閉状態を作る第１開閉切換
   弁と第２開閉切換弁とをそれぞれ設け、その第１
   開閉切換弁および第２開閉切換弁と複数個のグリ
   ツパジヤツキとの間に使用するグリツパジヤツキ
   を選択する選択切換弁をそれぞれ介装したことを
   特徴とするトンネル掘削機におけるグリツパジヤ
   ツキの油圧装置。 ２ 第１開閉切換弁および第２開閉切換弁と選択
   切換弁との間にグリツパジヤツキのロツド側の圧
   力をパイロツト圧とするパイロツトチエツク弁を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のトンネル掘削機におけるグリツパジヤツキの
   油圧装置。