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技術 掘削機引戻し装置

出願人 戸田建設株式会社株式会社アルファシビルエンジニアリング
発明者 小山正幸中村太三市川政美請川誠小林修中山卓人酒井栄治松元文彦榊原政隆
出願日 2019年4月15日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-076900
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-176371
状態 未査定
技術分野 立坑・トンネルの掘削技術
主要キーワード スリップ防止機構 角型管 球面ナット 走行脚 球面受座 横方向アーム 中央ロッド ロッド状部材
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

掘削し終えた掘削機を敷設した管内を通して発進部に引き戻して回収する掘削機引戻し装置を提供する。

解決手段

掘削機引戻し装置1は、装置本体2に対して、左右方向の回転軸13によって伏仰方向に揺動自在に縦方向アーム3が支持されるとともに、該縦方向アーム3の先端に駆動タイヤ4が支持され、かつ前記縦方向アーム3は走行後方向の一方側に傾倒するとともに、縦方向アーム保持手段5によって前記縦方向アーム3の伏仰角度が調整可能とされた縦方向走行脚6を上下一対で備え、前記装置本体2に対して、上下方向の回転軸14によって横方向に揺動自在に横方向アーム7が支持されるとともに、該横方向アーム7の先端に駆動タイヤ8が支持され、かつ前記横方向アーム7は走行前後方向の他方側に傾倒するとともに、横方向アーム保持手段9によって前記横方向アーム7の開き角度が調整可能とされた横方向走行脚10を左右一対で備える。

概要

背景

従来より、例えば推進工法では、発進立坑から推進機を入れ、掘削機によって地盤掘進しながら掘削機に後続する管を敷設し、掘削機が到達立坑に到達したならば、到達立坑から掘削機を回収していたが、近年は地下空間構築拡幅防護工を構築するために採用されるパイプルーフ工法において、到達立坑が確保できない場合、管の先端に密閉型掘削機を装着し、所定の推進距離を掘進し管を敷設した後、掘削機の外殻胴管(外殻)を地中残置したまま、敷設した管内を通して掘削機の駆動装置カッター含む)を発進立坑側まで引戻して回収したならば、次の管列に最設置し、発進立坑から再度掘削機を発進させて管を並列的に敷設する工事が行われている。

例えば、下記特許文献1には、 先端の掘進機の後方に管を後続させ、推進機によって地盤を掘削しながら前進させ、掘削されていく削孔内に管を配設して管路を形成する地盤掘進工法に於いて、掘削を終えると掘進機の管内径より張り出した部分を管内に収まる位置まで縮退させ、推進機と管との連結を解いて掘進機を管内を介して掘削出発場所又は回収位置まで引き戻して掘削機を回収できるようにした地盤掘進工法が提案されている。

概要

掘削し終えた掘削機を敷設した管内を通して発進部に引き戻して回収する掘削機引戻し装置を提供する。掘削機引戻し装置1は、装置本体2に対して、左右方向の回転軸13によって伏仰方向に揺動自在に縦方向アーム3が支持されるとともに、該縦方向アーム3の先端に駆動タイヤ4が支持され、かつ前記縦方向アーム3は走行前後方向の一方側に傾倒するとともに、縦方向アーム保持手段5によって前記縦方向アーム3の伏仰角度が調整可能とされた縦方向走行脚6を上下一対で備え、前記装置本体2に対して、上下方向の回転軸14によって横方向に揺動自在に横方向アーム7が支持されるとともに、該横方向アーム7の先端に駆動タイヤ8が支持され、かつ前記横方向アーム7は走行前後方向の他方側に傾倒するとともに、横方向アーム保持手段9によって前記横方向アーム7の開き角度が調整可能とされた横方向走行脚10を左右一対で備える。

目的

本発明の主たる課題は、掘削し終えた掘削機を敷設したトンネル内を通して発進部に引き戻して迅速かつ安全に回収するための掘削機引戻し装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

発進部から掘削機を発進させ、掘進しながら地中トンネルを敷設し終えたならば、発進部からトンネルの内部を走行して掘削機を迎えに行き、掘削機の外殻を地中に残置し、掘削機の駆動装置をトンネル内を通して発進部まで引き戻して回収するための掘削機引戻し装置であって、前記掘削機引戻し装置は、装置本体に対して、回転軸によって装置本体の内外方向に揺動自在にアームが支持されるとともに、該アームの先端に駆動タイヤが支持され、かつ前記アームは走行前後方向に傾倒するとともに、アーム保持手段によって前記アームの傾倒角度が調整可能とされた走行脚を少なくとも2つ以上備えることを特徴とする掘削機引戻し装置。

請求項2

前記走行脚の内の少なくとも1つは前記アームが走行前後方向の一方側に傾倒し、前記走行脚の内の少なくとも1つは前記アームが走行前後方向の他方側に傾倒している請求項1記載の掘削機引戻し装置。

請求項3

発進部から掘削機を発進させ、掘進しながら地中にトンネルを敷設し終えたならば、発進部からトンネルの内部を走行して掘削機を迎えに行き、掘削機の外殻を地中に残置し、掘削機の駆動装置をトンネル内を通して発進部まで引き戻して回収するための掘削機引戻し装置であって、前記掘削機引戻し装置は、装置本体に対して、左右方向の回転軸によって伏仰方向に揺動自在に縦方向アームが支持されるとともに、該縦方向アームの先端に駆動タイヤが支持され、かつ前記縦方向アームは走行前後方向の一方側に傾倒するとともに、縦方向アーム保持手段によって前記縦方向アームの伏仰角度が調整可能とされた縦方向走行脚を上下一対で備え、前記装置本体に対して、上下方向の回転軸によって横方向に揺動自在に横方向アームが支持されるとともに、該横方向アームの先端に駆動タイヤが支持され、かつ前記横方向アームは走行前後方向の他方側に傾倒するとともに、横方向アーム保持手段によって前記横方向アームの開き角度が調整可能とされた横方向走行脚を左右一対で備えることを特徴とする掘削機引戻し装置。

請求項4

前記掘削機引戻し装置は、掘削機に対する牽引棒複数本備えている請求項1〜3いずれかに記載の掘削機引戻し装置。

請求項5

前記装置本体に設けられた電動機によって駆動される原動スプロケットと、前記駆動タイヤの回転軸に設けられた従動スプロケットと、これらに巻回されたローラーチェーンとからなる回転伝達機構によって前記駆動タイヤを回転駆動させるようにしてある請求項1〜4いずれかに記載の掘削機引戻し装置。

請求項6

前記アーム保持手段は、前記アームと前記装置本体とを連結するように設けられた長さ調整が可能なロッド状部材とされるとともに、走行時の前記アームの小さな揺動動作追従するために弾性的に伸縮可能とされる請求項1〜5いずれかに記載の掘削機引戻し装置。

請求項7

前記駆動タイヤはパンクレスイヤが用いられている請求項1〜6いずれかに記載の掘削機引戻し装置。

技術分野

0001

本発明は、例えば密閉型パイプルーフ工法シールド工法などにおいて、掘削機による掘削を終えたならば、発進部から管の内部を走行して掘削機を迎えに行き、掘削機の外殻地中残置し、掘削機の駆動装置を管内を通して発進部まで引き戻して回収するための掘削機引戻し装置に関する。

背景技術

0002

従来より、例えば推進工法では、発進立坑から推進機を入れ、掘削機によって地盤掘進しながら掘削機に後続する管を敷設し、掘削機が到達立坑に到達したならば、到達立坑から掘削機を回収していたが、近年は地下空間構築拡幅防護工を構築するために採用されるパイプルーフ工法において、到達立坑が確保できない場合、管の先端に密閉型掘削機を装着し、所定の推進距離を掘進し管を敷設した後、掘削機の外殻胴管(外殻)を地中に残置したまま、敷設した管内を通して掘削機の駆動装置(カッター含む)を発進立坑側まで引戻して回収したならば、次の管列に最設置し、発進立坑から再度掘削機を発進させて管を並列的に敷設する工事が行われている。

0003

例えば、下記特許文献1には、 先端の掘進機の後方に管を後続させ、推進機によって地盤を掘削しながら前進させ、掘削されていく削孔内に管を配設して管路を形成する地盤掘進工法に於いて、掘削を終えると掘進機の管内径より張り出した部分を管内に収まる位置まで縮退させ、推進機と管との連結を解いて掘進機を管内を介して掘削出発場所又は回収位置まで引き戻して掘削機を回収できるようにした地盤掘進工法が提案されている。

先行技術

0004

特開2001−49990号公報

発明が解決しようとする課題

0005

従来は、前記掘削機を発進立坑側まで引き戻して回収する際に、従来は図14に示されるように、発進立坑に設置したウインチ設備50によって掘削機を牽引して回収を行っていた。

0006

しかしながら、ウインチによる牽引では、牽引力の調整や制御が難しいとともに、勾配がある場合や段差などへの引っ掛かりによる牽引力の増加なども懸念されていた。牽引力の過大な増加は、ワイヤの切断などの重大事故を引き起こす可能性もあり、非常に危険であるなどの問題があった。

0007

更に、牽引に時間を要することから、パイプルーフ施工サイクルに悪影響を及ぼし、工事が遅延するなどの原因となる問題もあった。

0008

そこで本発明の主たる課題は、掘削し終えた掘削機を敷設したトンネル内を通して発進部に引き戻して迅速かつ安全に回収するための掘削機引戻し装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、発進部から掘削機を発進させ、掘進しながら地中にトンネルを敷設し終えたならば、発進部からトンネルの内部を走行して掘削機を迎えに行き、掘削機の外殻を地中に残置し、掘削機の駆動装置をトンネル内を通して発進部まで引き戻して回収するための掘削機引戻し装置であって、
前記掘削機引戻し装置は、装置本体に対して、回転軸によって装置本体の内外方向に揺動自在にアームが支持されるとともに、該アームの先端に駆動タイヤが支持され、かつ前記アームは走行前後方向に傾倒するとともに、アーム保持手段によって前記アームの傾倒角度が調整可能とされた走行脚を少なくとも2つ以上備えることを特徴とする掘削機引戻し装置が提供される。

0010

上記請求項1記載の発明に係る掘削機引戻し装置は、駆動タイヤを有する走行脚を少なくとも2つ以上備える。前記走行脚は、装置本体に対して、回転軸によって装置本体の内外方向に揺動自在にアームが支持されるとともに、該アームの先端に駆動タイヤが支持され、かつ前記アームは走行前後方向に傾倒するとともに、アーム保持手段によって前記アームの傾倒角度が調整可能とされる。

0011

従って、駆動タイヤを有する走行脚を少なくとも2つ以上備えることにより、敷設したトンネルの少なくとも2側面に対してタイヤ接地することになり、掘削機引戻し装置がトンネル内を安定的に走行可能となる。前記走行脚はアーム保持手段によって傾倒角度が調整可能とされるため、異なる管断面に対して容易に対応可能となる。

0012

請求項2に係る本発明として、前記走行脚の内の少なくとも1つは前記アームが走行前後方向の一方側に傾倒し、前記走行脚の内の少なくとも1つは前記アームが走行前後方向の他方側に傾倒している請求項1記載の掘削機引戻し装置が提供される。

0013

上記請求項2記載の発明では、2つ以上の走行脚の内の少なくとも1つは前記アームが走行前後方向の一方側に傾倒し、かつ少なくとも1つは前記アームが走行前後方向の他方側に傾倒している。従って、後述するように、タイヤの回転方向により走行脚の内の少なくとも1つは(走行方向に対して後側に傾倒する走行脚)が広がる方向に回転モーメントが作用することになるため、駆動タイヤが壁面に圧着するため、タイヤがスリップを起こすことなく、安定的に走行することが可能となる。

0014

請求項3に係る本発明として、発進部から掘削機を発進させ、掘進しながら地中にトンネルを敷設し終えたならば、発進部からトンネルの内部を走行して掘削機を迎えに行き、掘削機の外殻を地中に残置し、掘削機の駆動装置をトンネル内を通して発進部まで引き戻して回収するための掘削機引戻し装置であって、
前記掘削機引戻し装置は、装置本体に対して、左右方向の回転軸によって伏仰方向に揺動自在に縦方向アームが支持されるとともに、該縦方向アームの先端に駆動タイヤが支持され、かつ前記縦方向アームは走行前後方向の一方側に傾倒するとともに、縦方向アーム保持手段によって前記縦方向アームの伏仰角度が調整可能とされた縦方向走行脚を上下一対で備え、
前記装置本体に対して、上下方向の回転軸によって横方向に揺動自在に横方向アームが支持されるとともに、該横方向アームの先端に駆動タイヤが支持され、かつ前記横方向アームは走行前後方向の他方側に傾倒するとともに、横方向アーム保持手段によって前記横方向アームの開き角度が調整可能とされた横方向走行脚を左右一対で備えることを特徴とする掘削機引戻し装置が提供される。

0015

上記請求項3記載の発明は、掘削機引戻し装置の最適形態を示したものである。具体的に掘削機引戻し装置は、駆動タイヤを有する上下一対の縦方向走行脚と左右一対の横方向走行脚とを備える。前記上下一対の縦方向走行脚は、装置本体に対して、左右方向の回転軸によって伏仰方向に揺動自在に縦方向アームが支持されるとともに、該縦方向アームの先端に駆動タイヤが支持され、かつ前記縦方向アームは走行前後方向の一方側に傾倒するとともに、縦方向アーム保持手段によって前記縦方向アームの伏仰角度が調整可能とされる。

0016

また、前記左右一対の横方向走行脚は、前記装置本体に対して、上下方向の回転軸によって横方向に揺動自在に横方向アームが支持されるとともに、該横方向アームの先端に駆動タイヤが支持され、かつ前記横方向アームは走行前後方向の他方側に傾倒するとともに、横方向アーム保持手段によって前記横方向アームの開き角度が調整可能とされる。

0017

従って、駆動タイヤを有する上下一対の縦方向走行脚と左右一対の横方向走行脚とを備えることにより、敷設した管の4側面に対してタイヤが接地することになり、掘削機引戻し装置がトンネル内を安定的に走行可能となる。前記上下一対の縦方向走行脚は縦方向アーム保持手段によって縦方向アームの伏仰角度が調整可能とされるとともに、前記左右一対の横方向走行脚は横方向アーム保持手段によって横方向アームの開き角度が調整可能とされているため、異なる管断面に対して容易に対応可能となる。

0018

本掘削機引戻し装置では、前記上下一対の縦方向走行脚の縦方向アームは走行前後方向の一方側に傾倒する一方で、前記左右一対の横方向走行脚の横方向アームは走行前後方向の他方側に傾倒するようになっている。従って、後述するように、タイヤの回転方向により上下一対の縦方向走行脚及び左右一対の横方向走行脚の内のどちらか一方の走行脚(走行方向に対して後側に傾倒する走行脚)が広がる方向に回転モーメントが作用することになるため、駆動タイヤが壁面に圧着するため、タイヤがスリップを起こすことなく、安定的に走行することが可能となる。

0019

以上のように構成した掘削機引戻し装置によれば、自走機能により安定的にトンネル内を走行できるようになるため、掘削し終えた掘削機を掘削機の外殻を地中に残置し、掘削機の駆動装置を敷設したトンネル内を通して発進部に引き戻して迅速かつ安全に回収することが可能となる。

0020

請求項4に係る本発明として、前記掘削機引戻し装置は、掘削機に対する牽引棒複数本備えている請求項1〜3いずれかに記載の掘削機引戻し装置が提供される。

0021

上記請求項4記載の発明では、前記掘削機引戻し装置は、掘削機に対する牽引棒を複数本備える。掘削機に対する連結は、複数本の、好ましくは矩形角点位置に配置した4本の牽引棒によって行うことによって掘削機を堅固に連結し牽引できるようになる。

0022

請求項5に係る本発明として、前記装置本体に設けられた電動機によって駆動される原動スプロケットと、前記駆動タイヤの回転軸に設けられた従動スプロケットと、これらに巻回されたローラーチェーンとからなる回転伝達機構によって前記駆動タイヤを回転駆動させるようにしてある請求項1〜4いずれかに記載の掘削機引戻し装置が提供される。

0023

上記請求項5記載の発明は、駆動タイヤの駆動機構を例示したものである。例えば、前記装置本体に設けられた電動機によって駆動される原動スプロケットと、前記駆動タイヤの回転軸に設けられた従動スプロケットと、これらに巻回されたローラーチェーンとからなる回転伝達機構によって前記駆動タイヤを回転駆動させるようにすることができる。

0024

請求項6に係る本発明として、前記アーム保持手段は、前記アームと前記装置本体とを連結するように設けられた長さ調整が可能なロッド状部材とされるとともに、走行時の前記アームの小さな揺動動作追従するために弾性的に伸縮可能とされる請求項1〜5いずれかに記載の掘削機引戻し装置が提供される。

0025

上記請求項4記載の発明は、前記アーム保持手段の好適な具体例を示したものである。前記アーム保持手段は、前記アームと前記装置本体とを連結するように設けられた長さ調整が可能なロッド状部材とされるとともに、走行時の前記アームの小さな揺動動作に追従するために弾性的に伸縮可能とされることが望ましい。長さ調整が可能なロッド状部材とすることによりアームの角度を調整して、異なる断面に対応可能となる。また、走行時の前記アームの小さな揺動動作に追従するために弾性的に伸縮可能とすることにより、アームの揺れ、トンネルの段差などにも柔軟に対応可能となる。

0026

請求項7に係る本発明として、前記駆動タイヤはパンクレスタイヤが用いられている請求項1〜6いずれかに記載の掘削機引戻し装置が提供される。

0027

上記請求項7記載の発明は、駆動タイヤをパンクレスタイヤとするものである。トンネル内に突起物が存在する場合にもタイヤがパンクすることがないため安定走行に寄与するようになる。

発明の効果

0028

以上詳説のとおり本発明によれば、掘削し終えた掘削機を敷設したトンネル内を通して発進部に引き戻して迅速かつ安全に回収することが可能となる。

図面の簡単な説明

0029

本発明に係る掘削機引戻し装置の側面図である。
本発明に係る掘削機引戻し装置の平面図である。
本発明に係る掘削機引戻し装置1の正面図である。
縦方向アーム保持手段5の平面図である。
スリップ防止機構の説明図(掘削機回収に向かう際)である。
スリップ防止機構の説明図(掘削機を回収する際)である。
掘削機の引戻し手順(その1)である。
掘削機の引戻し手順(その2)である。
掘削機の引戻し手順(その3)である。
掘削機の引戻し手順(その4)である。
掘削機の引戻し手順(その5)である。
掘削機の引戻し手順(その6)である。
掘削機の引戻し手順(その7)である。
掘削機を引戻しために設置したウインチ設備(従来例)である。

実施例

0030

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

0031

本形態例では、推進工法によるパイプルーフ工法において、到達立坑が確保できない場合に、掘削機による掘削を終えたならば、発進立坑に掘削機を回収し、次の管列に最設置し、発進立坑から再度掘削機を発進させて管を並列的に敷設する工事例について詳述する。

0032

本発明に係る掘削引戻し装置1は、発進立坑(発進部)から掘削機を発進させ、掘進しながら地中にトンネル(管)を敷設し終えたならば、発進立坑からトンネルの内部を走行して掘削機を迎えに行き、掘削機の外殻を地中に残置したまま、掘削機の駆動装置(カッター含む)をトンネル内を通して発進立坑まで引き戻して回収するための装置である。

0033

具体的には、掘削用引戻し装置1は、図1に示されるように、装置本体2に対して、左右方向の回転軸13によって伏仰方向に揺動自在に縦方向アーム3が支持されるとともに、該縦方向アーム3の先端に駆動タイヤ4が支持され、かつ前記縦方向アーム3は走行前後方向の一方側に傾倒するとともに、縦方向アーム保持手段5によって前記縦方向アーム3の伏仰角度が調整可能とされた縦方向走行脚6を上下一対で備えるとともに、図2に示されるように、前記装置本体2に対して、上下方向の回転軸14によって横方向に揺動自在に横方向アーム7が支持されるとともに、該横方向アーム7の先端に駆動タイヤ8が支持され、かつ前記横方向アーム7は走行前後方向の他方側に傾倒するとともに、横方向アーム保持手段9によって前記横方向アーム7の開き角度が調整可能とされた横方向走行脚10を左右一対で備えるものである。

0034

以下、更に具体的に詳述する。なお、前記上下一対の縦方向走行脚6、6及び左右一対の横方向走行脚10、10の一方側について説明を行い、他方側については同符号を付して説明を省略する。

0035

先ず、走行脚6,10を支持する装置本体2は、フレーム部材などの組立てによって構成された基台であり、主として前記縦方向走行脚6の駆動タイヤ4を駆動するための電動機11を2台搭載するとともに、前記横方向走行脚10の駆動タイヤ8を駆動するための電動機12を2台搭載している。また、前記縦方向走行脚6の縦方向アーム3を揺動自在に保持するための回転軸13を備えるとともに、前記横方向走行脚10の横方向アーム7を揺動自在に保持するための回転軸14を備える。また、掘削機を牽引する際に使用する牽引棒19を複数本、図示例では上下二段で2本ずつ、計4本の牽引棒19を備える。

0036

<縦方向走行脚6について>
先ず最初に、図1に基づいて、上下一対で設けられる縦方向走行脚6について詳述する。

0037

前記縦方向アーム3は、左右方向の回転軸13によって伏仰方向に揺動自在に支持されている。この縦方向アーム3の先端側には駆動タイヤ4が駆動可能に支持されている。前記縦方向アーム3は、走行前後方向の一方側に傾倒するように縦方向アーム保持部材5によって支持されている。すなわち、図示例では、縦方向アーム3は走行前後方向(水平方向)に対して、回転軸13を基準に図面左方側に傾倒している。

0038

前記縦方向アーム保持手段5は、前記縦方向アーム3と前記装置本体2とを連結するように設けられた長さ調整が可能なロッド状部材とされるとともに、走行時の前記縦方向アーム3の小さな揺動動作に追従するために弾性的に伸縮可能とされる。具体的には、図4に示されるように、第1板材20Aと、この第1板材20Aの中央位置に一端が溶接等により結合された中央ロッド20Bからなる略T字状の第1ロッド20に対して、前記中央ロッド20Bが貫通された第2板材21を設ける。第1ロッド20の両側にそれぞれ、前記第1板材20Aと前記第2板材21を貫通する側部ロッド22を設けるとともに、前記第1板材20Aと前記第2板材21との間に側部ロッド22を外嵌するようにスプリング23を設ける。そして、前記側部ロッド22を前記第2板材21側でナット24を締結するとともに、第1板材20A側でアーム連結金具25を連結する。前記中央ロッド20Bの他端は装置本体2側に設けられた球面受座26を貫通するとともに、中央ロッド20Bに球面ナット27を締結することにより前記球面受座26によって支承されるようになっている。

0039

従って、前記球面ナット27を回転させて中央ロッド20Bを螺退進させることによりアーム保持手段5の全長を調整することができ、前記縦方向アーム3の伏仰角度が調整可能となっている。また、前記側部ロッド22を外嵌するスプリング23を設けることにより弾性的に伸縮可能とされるとともに、前記中央ロッド20Bの基端を球面ナット27で締結することによりある程度の範囲で揺動回転可能となっている。従って、走行時に前記縦方向アーム保持手段5が前記縦方向アーム3の小さな揺動動作に追従するようになっているとともに、管路の段差などにも柔軟にも対応可能となっている。

0040

一方、前記回転軸13には電動機11によって駆動される原動スプロケット15が設けられ、前記駆動タイヤ4の回転軸18には従動スプロケット16が設けられ、これら原動スプロケット15と従動スプロケット16との間にローラーチェーン17が巻回されている。従って、電動機11からの回転駆動力変速機(図示せず)を介して前記原動スプロケット15に伝達され、ローラーチェーン16を介して従動スプロケット16に伝達されることにより前記駆動タイヤ4が回転駆動されるようになっている。前記駆動タイヤ4は、管内に突起物が存在する場合にもタイヤがパンクすることがないようにパンクレスタイヤを使用することが望ましい。

0041

前記上下一対で設けられる縦方向アーム3,3はそれぞれの基端部に設けられた歯車28、28が歯合しており、上下一対で設けられる縦方向アーム3,3の伏仰角度が連動するようになっている。

0042

<横方向走行脚10について>
次に、図2に基づいて、左右一対で設けられる横方向走行脚10について詳述する。

0043

前記横方向アーム7は、上下方向の回転軸14によって横方向に揺動自在に支持されている。この横方向アーム7の先端側には駆動タイヤ8が駆動可能に支持されている。前記横方向アーム7は、走行前後方向の他方側に傾倒するように横方向アーム保持部材9によって支持されている。すなわち、図示例では、横方向アーム7は走行前後方向(水平方向)に対して、回転軸14を基準に図面右方側に傾倒している。

0044

前記横方向アーム保持手段9は、前記横方向アーム7と前記装置本体2とを連結するように設けられた長さ調整が可能なロッド状部材とされるとともに、走行時の前記横方向アーム7の小さな揺動動作に追従するために弾性的に伸縮可能とされる。つまり、前述した縦方向アーム保持手段5と同様の構造のものが横方向アーム保持手段9として用いられている。

0045

前記回転軸14は電動機12によって駆動される原動スプロケット30が設けられ、前記駆動タイヤ8の回転軸33には従動スプロケット31が設けられ、これら原動スプロケット30と従動スプロケット31との間にローラーチェーン32が巻回されている。従って、電動機12からの回転駆動力が変速機(図示せず)を介して前記原動スプロケット30に伝達され、ローラーチェーン32を介して従動スプロケット31に伝達されることにより前記駆動タイヤ8が回転駆動されるようになっている。前記駆動タイヤ8は、管内に突起物が存在する場合にもタイヤがパンクすることがないようにパンクレスタイヤを使用することが望ましい。

0046

前記左右一対で設けられる横方向アーム7,7はそれぞれの基端部に設けられた歯車29,29が歯合しており、左右一対で設けられる横方向アーム7,7の開き角度が連動するようになっている。

0047

<スリップ防止機構について>
次に、前記掘削機引戻し装置1におけるスリップ防止機構について、図5及び図6に基づいて詳述する。

0048

掘削機引戻し装置1は、前記上下一対の縦方向走行脚6、6と左右一対の横方向走行脚10、10とを備えるとともに、前記縦方向走行脚6の縦方向アーム3は走行前後方向(水平方向)に対して、回転軸13を基準に一方側(図面左方側)に傾倒しており、前記横方向走行脚10の横方向アーム7は走行前後方向(水平方向)に対して、回転軸14を基準に他方側(図面右方側)に傾倒している。このような構造とすることによって、走行前後方向のいずれの方向であっても走行時にスリップ現象を防止するようにしている。

0049

先ず、掘削機を回収に向かう場合を図5に示す。掘削引戻し装置1は図面左方側に向かって走行することになる。この場合は、横方向走行脚10が広がる方向に力が作用するため、横方向走行脚10の駆動タイヤ8が管Pの内壁面に強く圧着しスリップが防止される。すなわち、図5(B)に示されるように、横方向アーム7は駆動タイヤ8が矢印R1の方向に回転する。このタイヤ回転によって横方向走行脚10の先端(タイヤの回転軸33)には走行方向に向かう力F1が発生する。横方向アーム7の回転中心は回転軸14であるため、横方向アーム7には回転モーメントM1方向が作用する。この回転モーメントM1の回転方向は横方向走行脚10が外側に広がる方向であるため、駆動タイヤ8が壁面に強く圧着するため、スリップを起こすことなく安定的に走行することができる。

0050

一方、縦方向アーム3は、図5(A)に示されるように、駆動タイヤ4が矢印R1の方向に回転する。このタイヤ回転によって縦方向走行脚6の先端(タイヤの回転軸18)には走行方向に向かう力F1が発生する。縦方向アーム3の回転中心は回転軸13であるため縦方向アーム3には回転モーメントM1が作用するが、この回転方向は管Pの内壁面から離れようとする方向であるため、駆動タイヤ4は壁面に対して軽く押し付けられる程度となる。

0051

次に、掘削機を引き戻して回収する場合を図6に示す。掘削引戻し装置1は図面右方側に向かって走行することになる。この場合は、縦方向走行脚6が広がる方向に力が作用するため、縦方向走行脚6の駆動タイヤ4が管Pの内壁面に強く圧着しスリップが防止される。すなわち、図6(A)に示されるように、縦方向アーム3は駆動タイヤ4が矢印R2の方向に回転する。このタイヤ回転によって縦方向走行脚6の先端(タイヤの回転軸18)には走行方向に向かう力F2が発生する。縦方向アーム3の回転中心は回転軸13であるため、縦方向アーム3には回転モーメントM2方向が作用する。この回転モーメントM2の回転方向は縦方向走行脚6が広がる方向であるため、駆動タイヤ4が壁面に強く圧着するため、スリップを起こすことなく安定的に走行することができる。

0052

一方、横方向アーム7は、図6(B)に示されるように、駆動タイヤ8が矢印R2の方向に回転する。このタイヤ回転によって横方向走行脚10の先端(タイヤの回転軸33)には走行方向に向かう力F2が発生する。横方向アーム7の回転中心は回転軸14であるため横方向アーム7には回転モーメントM2が掛かるが、この回転方向は管Pの内壁面から離れようとする方向であるため、駆動タイヤ8は壁面に対して軽く押し付けられる程度となる。

0053

以上のように、掘削機引戻し装置1では、走行脚6(10)の一方を走行前後方向の一方側に傾倒し、走行脚6(10)の他方側を走行前後方向の他方側に傾倒して配置してあるため、前後どちらかの走行方向に対して、後方側に傾倒した側の走行脚6(10)が広がる方向に回動しようとするため、この走行脚6(10)が管の壁面に対して強く圧着するため、スリップを起こすことなく安定的に走行できるようになる。

0054

<掘削機Sの回収手順について>
次に、図7図13に基づいて、掘削機の回収手順について詳述する。

0055

図7に示されるように、掘削機40が所定の到達位置まで掘進し、これに後続するように管Pを敷設したならば、掘削機40のカッター41を回転させながら方向修正ジャッキを全ストロークx(数十mm)押し出す

0056

次に、図8に示されるように、カッター41を回転させながら、方向修正ジャッキを全ストロークx(数十mm)引き戻す。

0057

次に、図9に示されるように、遠隔操作盤にてカッターを収納状態にした後、ゲートを開けて作業員が中に入り込み、排泥管内の土砂を除去し、湧水量及び地山挙動を確認する。

0058

地山挙動の確認後、図10に示されるように、ゲート及び点検窓を閉じて、後方設備付属品の分割〜解体作業までを行う。

0059

そして、図11に示されるように、駆動部本体の固定ボルトをすべて取り外し、分離させたならば、図12に示されるように、本掘削機引戻し装置1を掘削機40の近傍位置まで到達させたならば、掘削機引戻し装置1の牽引棒19を掘削機40に連結し、引寄せ操作機43によって掘削機40を外殻胴管(外殻)からゆっくりと切り離す

0060

その後は、図13に示されるように、掘削機引戻し装置1によって掘削機40(カッター含む)を牽引しながら管内を走行させて発進立坑まで引戻し回収を完了する。

0061

〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、上下一対の縦方向走行脚6,6と左右一対の横方向走行脚10,10を有する構造の掘削機引戻し装置1について詳述したが、走行脚の方向に限定は無く、任意の方向に対して少なくとも2つ以上の走行脚を備えることでも良い。この場合、仮に走行脚を2つ備える場合は、これら2つの走行脚を180°方向に対向させて配置するのが望ましく、仮に走行脚を3つ備える場合は、中心角で120°方向にそれぞれ配置することが望ましい。更に、仮に走行脚を4つ備える場合は、上記形態例で示したように、上下方向に一対の走行脚と左右方向に一対の走行脚を備えることが望ましい。

0062

これらの場合において、前記走行脚の内の少なくとも1つは前記アームが走行前後方向の一方側に傾倒し、前記走行脚の内の少なくとも1つは前記アームが走行前後方向の他方側に傾倒していることが望ましい。

0063

(2)上記形態例では、角型管の例について詳述したが、管の断面形状は丸形であっても良い。本掘削機引戻し装置1は、円形、矩形の関係なく適用が可能である。

0064

(3)上記形態例では、水平方向に管Pを敷設するケースについて詳述したが、斜坑推進などの傾斜路であっても、掘削機引戻し装置1が自走機能を有するため容易に適用が可能である。

0065

(4)上記形態例では、推進工法における掘削機の例について詳述したが、本発明に係る掘削機引戻し装置1はシールド工法に対しても同様に適用が可能である。なお、この場合は、地中に設置されるトンネルはセグメントによって構成されることになる。

0066

(5)上記形態例では、掘削機は発進立坑から発進する例について説明したが、発進部は山の斜面外側から掘削機を発進させる場合や既に構築したトンネル内から発進させる場合もある。

0067

1…掘削機引戻し装置、2…装置本体、3…縦方向アーム、4…駆動タイヤ、5…縦方向アーム保持手段、6…縦方向走行脚、7…横方向アーム、8…駆動タイヤ、9…横方向アーム保持手段…、10…横方向走行脚、11・12…電動機、13・14…回転軸、15・30…原動スプロケット、16・31…従動スプロケット、17・32…ローラーチェーン、18・33…タイヤの回転軸、40…掘削機、P…管

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