JPH0332620Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はトンネル掘削機に係るものである。

（従来の技術） 第５図はトンネル掘削機の外周に外殻（シール
ド）を装備しない従来の開放型トンネル掘削機の
概要を示し、ローラカツタ１の配設されたカツタ
ヘツド２の主軸を、非回転の外側ケーシング３に
内蔵された軸受４で支持するとともに、前記主軸
に取付けられた駆動ギヤ５を回転駆動モータ６を
駆動することによつて、同モータの駆動軸に固着
され且つ前記ギヤ５と噛合するギヤ７を介して回
転して、前記カツタヘツド２を駆動回転する。外
側ケーシング３には掘削壁と接触するフロントガ
イダンス８を取付け、後端に４角形断面のメイン
フレーム９が接続され、同メインフレーム９はグ
リツパシユー１０におけるグリツパフレーム１１
の内部を貫通し、球面ブツシユ部１２を介して上
下移動ジヤツキ１３によつて支持されている。更
に球面ブツシユ部１２とグリツパフレーム１１と
の間には、図示されていないがローリング修正ジ
ヤツキ並に左右移動ジヤツキが装備される。グリ
ツパシユー１０と外側ケーシング３とは複数のス
ラストジヤツキ１４で接続される。図中１５，１
６，１７は〓出しコンベヤを示す。

前記のトンネル掘削機においては、掘削中に生
じる曲りや、ローリング修正またはカーブ掘削を
行なう場合、カツタヘツド２に剛接合されたメー
ンフレーム９を後方のグリツパ部の地点で上下移
動ジヤツキ１３等によつて操舵しようとする方向
に強制変位させる方法に依つている。

次に第６図はトンネル掘削機の外周に外殻（シ
ールド）を装備した従来のシールド付トンネル掘
削機の概要を示し、軸方向に前胴２１、中胴２
２、後胴２３が夫々、シール２４，２５を介して
屈曲自在に接合されている。前胴２１の前面には
ローラカツタ２６が配設されたカツタヘツド２７
が、円筒形の支持体２８を介して軸受２９でもつ
て前胴２１に取付いている。回転駆動モータ３０
の動力は同モータの駆動軸に固定されたピニオン
３１、リングギヤ３２を介してカツタヘツド２７
を駆動する。カツタヘツド２７と前胴２１の間に
はシール３３，３４が介在する。

前記前胴２１の周上にはフロントグリツパ３５
が適数個装着されている。

中胴２２はは外筒３６とその外筒３６内を軸方
向に摺動する内筒３７からなり、内筒３７にはキ
ー３８が配設され、外筒３６のキー溝３９に嵌合
して相互の回転を阻止する。外筒３６と内筒３７
間には水密を保持するためのシール４０が、また
摺動を可能ならしめるためのメタル４１が介在す
る。なお、内筒３７と前胴２１との間に方向制御
ジヤツキ４２が適数個装備されていて、前胴２１
が内筒３７に対して首振り可能なようになつてい
る。

後胴２３には複数個のメイングリツパ４３と掘
削機の掘進に伴つて坑壁に組立てられたセグメン
ト４４を押圧するシールドジヤツキ４５とが装着
されている。

前記後胴２３と前端と中胴２２の外筒３６端と
の間には屈曲を可能ならしめる中折ジヤツキ４６
が装着されている。さらに、後胴２３と中胴２２
との間にはローリング修正ジヤツキ５１が連結さ
れている。

更に前胴２１と後胴２３の間にはスラストジヤ
ツキ４７が装着されている。図中４８はスクリユ
ーコンベヤ、４９はコンベヤを示す。

前記掘削機２０によるトンネル掘削はカツタヘ
ツド２９を回転駆動モータ３０で回転させ、ロー
ラカツタ２６またはバイトカツタ（図示せず）で
行ない、掘削土石はホツパ５０に投入され、スク
リユーコンベヤ４８及びコンベヤ４９で搬出され
る。

破砕帯や軟弱土層での掘削機２０の推進は後胴
２３に装着されたシールドジヤツキ４５を伸長す
ることにより、セグメント４４をスプレツダ４５
ａで押圧して行なう。硬岩層での掘削機２０の推
進はメイングリツパ４３を坑壁に押付け、スラス
トジヤツキ４７を伸長させると前胴２１が方向制
御ジヤツキ４２を介して中胴２２と共に前進す
る。かくして１ストロークの掘進が終ると、フロ
ントグリツパ３５を坑壁に押付け、メイングリツ
パ４３を縮める。そこでスラストジヤツキ４７を
縮小すると、後胴２３は中折ジヤツキ４６で接続
されているため中胴２２と共に前進する。

曲進は、方向制御ジヤツキ４２の各伸長量を異
ならしめ、前胴２１を中胴２２に対して首振りさ
せると同時に、必要な個所のスラストジヤツキ４
７を伸長して行なう。

ローリング修正ジヤツキ５１はカツタヘツド２
９の掘削反力を後胴２３に装着したメイングリツ
パ４３に伝るとともに前胴２１、中胴２２と後胴
２３のローリング修正を行なうものである。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら前記第５図に示す従来のトンネル
掘削機においては、 上下，左右，ローリングの３種類の異なつた
操舵に対して夫々の方向制御装置を要するため
構造が複雑化且つ大型化する。

メインフレームは回転トルクと同時に操舵力
による曲げモーメントを受けるため、強度的に
大形のものを必要とする。

メインフレームはトンネル掘削機の中央空間
付近に配置されるため、作業空間が確保し難
く、特に小口径トンネル掘削機には不向きであ
る。

メインフレームがカツタヘツド部に剛接合さ
れているので、カツタヘツドの角度変位に対す
る後方設備の変位量が大きく、旋回可能な半径
が大幅に制限される。等の欠点があつた。

また前記第６図に示す従来のトンネル掘削機に
おいては、曲進推進を行なう場合、 前胴を中胴に対して首振りさせる屈曲自在な
接続装置と、中胴を後胴に対して摺動する装置
及びローリング修正装置がそれぞれ別体に設け
られており掘削機の機長が長くなる。

前胴を中胴に対して首振りさせる方向制御ジ
ヤツキ、及びそれを補助するスラストジヤツキ
は、掘削機の軸方向に平行かまたは傾斜して取
付けられているが、前胴を首振りさせるモーメ
ント力を発生するには最適な配置ではない。等
の欠点がある。

（問題点を解決するための手段） 本考案はこのような問題点を解決するために提
案されたもので、カツタヘツド及びフロントグリ
ツパが装架された前胴と後胴との間に前胴に対し
て軸線方向に摺動自在、且つ後胴前端に対して回
転自在に介装された操舵胴と、前記前胴及び後胴
間に介装されたスラストジヤツキと、前記操舵胴
と後胴との間に円周方向に亘つて介装されたステ
アリングジヤツキとよりなることを特徴とするト
ンネル掘削機に係り、その目的とする処は、機長
の短縮が図られ、曲進時にカツタヘツドの方向制
御に必要なモーメントが容易に得られる改良され
たトンネル掘削機を供する点にある。

（作用） 本考案に係るトンネル掘削機は前記したように
構成されているので、前胴に装架されたカツタヘ
ツドによつて地山を掘削するとともに、前胴と後
胴との間に介装されたスラストジヤツキを伸長す
ると、前胴は後胴との間に介装された操舵胴に対
して摺動しながら前進し、前記トンネル掘削機に
よる掘進が行なわれる。

また掘削機の曲進は、後胴前端部に対して回転
自在なように同後胴と前胴との間に介在する操舵
胴と、後胴との間に円周方向に亘つて介装された
ステアリングジヤツキを伸縮させることによつ
て、操舵筒を介して前筒のカツタヘツドを所要の
曲進方向に指向して傾けることによつて行なわれ
る。

なおこの際必要に応じて、前記ステアリングジ
ヤツキの伸縮と同時に必要個所の前記スラストジ
ヤツキを伸長させるものである。

かくして前記トンネル掘削機による１ストロー
クの掘進が終ると、前胴のフロントグリツパを坑
壁に押付け、スラストジヤツキを退縮することに
よつて、操舵胴及び後胴を前進せしめるものであ
る。

更にまた掘削機が掘削作業中にローリングした
場合、前記ステアリングジヤツキを伸縮して操舵
胴を後胴に対して回動させることによつてローリ
ングの修正を行なうものである。

（考案の効果） 本考案によればこのように、掘削機の曲進用操
舵胴を前胴と後胴との間に組込むことによつて、
前胴を中胴に対して首振りさせる屈曲自在な接続
装置と中胴を後胴に対して摺動する装置及びロー
リング修正装置が夫々別体に設けられた従来の掘
削機に比して機長を短縮しうるものである。

また前記操舵胴と後胴との間に介装されるステ
アリングジヤツキを円周方向に亘つて配設したこ
とによつて、同ステアリングジヤツキをしてロー
リング修正機能を兼備せしめ、構造を簡略化しう
るものである。

（実施例） 以下本考案を図示の実施例について説明する。

第１図は本考案に係るトンネル掘削機の全体縦
断面図で、軸方向に前胴６２、後胴６３がシール
６４を介して屈曲自在に接合されている。

前胴６２には、ローラビツト６５及びカツタビ
ツト６６が装架されたカツタヘツド６７を有し、
カツタヘツド６７は円筒型の支持体６８と軸受６
９とを介して前胴６２に支承される。７２は回転
駆動モータで、その動力は減速機７３、ピニオン
ギヤ７１、リングギヤ７０を介してカツタヘツド
６７に伝達される。前記ピニオンギヤ７１、リン
グギヤ７０及び軸受６９はカツタヘツド６７と前
胴６２との間に介在するシール７４，７５により
保護される。

前胴６２の周上にはフロントグリツパ７６が適
数個装着されている。フロントグリツパ７６は半
径方向に伸縮できる構造となつており、これを伸
縮することにより前胴６２を坑壁に固定できるよ
うになつている。

前胴６２の後部には内筒７７が剛接合されてお
り、内筒７７には軸受７９及びキー８０を有し、
操舵胴７８内を軸方向に摺動できる構造となつて
いる。操舵胴７８の前端には第２図に示す如く、
球面軸受８１を有し、後胴６３の外筒８２の前端
において回転自在に支承されている。操舵胴７８
と前胴６２の内筒７７間には軸受８３を設け、そ
の両端にはシール６４が配設されている。また、
操舵胴７８にはキー溝８４が設けられ、前記キー
８０に嵌合することにより相互の回転が阻止され
ている。

後胴６３は、半径方向に伸縮する複数個のメイ
ングリツパ８５と掘削機６１の掘進に伴つて坑壁
に組付けられるセグメント８６を押圧するシール
ドジヤツキ８７が装着されている。

後胴６３と前胴６２は円周上に適数個円周上に
等配設されているスラストジヤツキ８８で接合さ
れ、後胴６３と操舵胴７８の間には、曲進時に方
向を制御するステアリングシリンダ８９が第３図
に示す如く適数個装着されている。図中９０，９
１は夫々後胴６３及び操舵胴７８に配設されたス
テアリングシリンダ８９取付用のブラケツト、９
２はホツパ、９３はスクリユーコンベヤ、９４は
コンベヤを示す。

図示の実施例は前記したように構成されている
ので、軟弱地質及び破砕帯の掘削はカツタヘツド
６７を回転駆動モータ７２で回転し主としてカツ
タビツド６６で掘削する。掘削〓はホツパ９２に
入り、スクリユーコンベヤ９３、コンベヤ９４に
より搬出される。

掘削機６１の推進は、軟弱地質のためメイング
リツパ８５で掘削反力が取れないため、シールド
ジヤツキ８７をスプレツダー８７ａを介してセグ
メント８６に押圧して行なう。掘削機６１の曲進
はシールドジヤツキ８７でセグメント８６を押し
ながら操舵胴７８と後胴６３の間に設けられた複
数のステアリングジヤツキ８９を選択的に伸縮す
ることにより軸受７９，８３と前胴６２の内筒７
７を介して、カツタヘツド６７を希望する曲進方
向に傾けることにより行なう。またステアリング
ジヤツキ８９の伸縮と同時に必要に応じて必要個
所のスラストジヤツキ８８を伸長させて行なうこ
ともできる。なお、ステアリングジヤツキ８９は
掘削機の軸線６１ａに対する直角面に平行に配設
しているため、カツタヘツド６７を傾ける力を容
易に発生することができる。

また健岩層を掘削する場合はカツタヘツド６７
を回転駆動モータ７２で回転しローラビツト６５
で掘削する。掘削機６１の推進は、坑壁が健岩で
あるためメイングリツパ８５で掘削反力を取るこ
とができるので、メイングリツパ８５を坑壁に押
付ける。従つてセグメント８６は必要でなくな
る。スラストジヤツキ８８を伸長させると前胴６
２は内筒７７と操舵胴７８に装着してある軸受８
３と、軸受７９上をキー８０で回り止めされた状
態で摺動しながら前進する。かくして１ストロー
クの掘進が終ると、前胴６２のフロントグリツパ
７６を坑壁に押付け、メイングリツパ８５を縮め
て、スラストジヤツキ８８をを縮小すると、操舵
胴７８と後胴６３は前進する。以上の操作を繰返
すことにより掘進を行なう。曲進はセグメント８
６を押付ける代りにメイングリツパ８５やフロン
トグリツパ７６で反力を取る以外は前記と同様に
行なえる。

ステアリングジヤツキ８９はカツタヘツド６７
の掘削反力を後胴６３に装着されているメイング
リツパ８５に伝達するとともに、掘削中に掘削機
６１がローリングした場合に、操舵胴７８と外筒
８２が第３図の矢印の方向に回動するように、ス
テアリングジヤツキ８９の伸縮を行なうことによ
りローリング修正を行なう。

このように図示の実施例によれば掘削機の曲進
用操舵胴７８を前胴６２と後胴６３との間に組込
むことによつてトンネル掘削機の機長を縮減しう
るものであり、また前記操舵胴７８と後胴６３と
の間に介装されるステアリングジヤツキ８９を円
周方向に亘つて配設することによつて、同ステア
リングジヤツキ８９をして掘削機のローリング修
正機能を兼備せしめ、構造を簡略化しうるもので
ある。

第４図は本考案の他の実施例を示し前胴１０３
と内筒１０４とを剛接合する代りに中折ジヤツキ
１０１とシール１０２を装着することにより屈曲
自在に取付けた点において前記実施例と相違する
ものであつて、この構成によつて小さな曲線半径
を容易に曲進できる利点がある。

図中前記実施例と均等部分に同一符号が附され
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るトンネル掘削機の一実施
例を示す縦断側面図、第２図はその操舵胴取付部
分の詳細を示す縦断側面図、第３図は第１図の矢
視−図、第４図は本考案に係るトンネルと掘
削機の他の実施例を示す縦断面図、第５図及び第
６図は夫々従来のトンネル掘削機の各例を示す縦
断面図である。 ６２……前胴、６３……後胴、６７……カツタ
ヘツド、７６……フロントグリツパ、７７……前
胴の内筒、７８……操舵胴、８０……キー、８１
……球面軸受、８４……キー溝、８８……スラス
トジヤツキ、８９……ステアリングジヤツキ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. カツタヘツド及びフロントグリツパが装架され
   た前胴と後胴との間に前胴に対して軸線方向に摺
   動自在、且つ後胴前端に対して回転自在に介装さ
   れた操舵胴と、前記前胴及び後胴間に介装された
   スラストジヤツキと、前記操舵胴と後胴との間に
   円周方向に亘つて介装されたステアリングジヤツ
   キとよりなることを特徴とするトンネル掘削機。