【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、岩盤掘削機などの掘削刃として使用されるディスクビットと、これを用いて構成されるカッタヘッド、カッタドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ロードヘッダや油圧シャベルアタッチメント切削ヘッドドラム、ロードプレーナ、サーフェイスマイナーなどのカッタヘッドやカッタドラムには、図１１に示されるような、コニカルビットが使用されている。
【０００３】
コニカルビットを用いた岩石の切削は、一般に自由断面の岩盤の打撃、圧搾切削により行われ、軟岩切削に多用されている。しかし、硬岩を切削する場合は切削能力が低下し、また、ビットの摩耗や破損が大きく掘削効率が悪いため、経済的ではなかった。
【０００４】
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、コニカルビットと同程度又はそれ以上の切削性能を備え、且つ安価に製造可能であり、コニカルビットが装備されるヘッダーやアンダーカットヘッダにも利用可能な切削刃物を得ることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明は、鋼鉄製ディスク或いは超硬合金チップや耐摩耗肉盛を含んだディスクの一側に支持軸が突設されてなるカッタと、前記支持軸を回転自在に支持する保持台からなるディスクビットを構成した。
これによれば、掘削機のヘッダに取り付けられた本発明のディスクビットは、岩盤表面を回転移動しながら切削を行う。硬岩に対し、コニカルビットと同様に岩盤に打撃、圧搾しても、カッタが回転しながら圧搾又は岩盤をはぎとるように切削し、切削能力の低下が少なくてすむ。また、シンプルな構造であるため、安価に製造することができる。
【０００６】
前記構成のディスクビットは、コニカルビットが装備されるヘッダーやアンダーカットヘッダに取り付けて使用可能である。
アンダーカットヘッダに取り付ける場合、カッタヘッドドラムに支持軸の方向、ディスク刃先の位置を相違させた異なった切削ラインを有するように２種配置し、一方を岩盤を剥離切削するアンダーカット用ディスクビットとし、他方を岩盤を圧縮破砕するスクレーパ用ディスクビットとしてヘッダーを構成することができる。
また、カッタドラムに取り付ける場合、カッタドラムの周面であって円周方向に沿って隣同士のディスクビットが互いにずれた位置となるように配置して構成することができる。この場合、カッタドラムの周面にディスクビットを外周面に沿って螺旋状の並びとなるように、つまり、カッタドラムを回転した際、取り付けたディスクビットの切削方向の片側が自由断面となるような配列に取り付ければ、ディスクビットに強制回転を切削反力によって起こさせるのに都合が良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明のディスクビットの一例の構成を示す要部破断外観図である。
図示されるように、このディスクビット１は、鋼鉄製のディスク、或いはさらに鋼鉄製ディスク体の周辺部に超硬合金チップや耐摩耗肉盛を配してなるディスク２１の一側の面内に適宜長さで支持軸２２を突設してなるカッタ２と、支持軸２２を回転自在に支持する中空筒型の保持部３ａと下部取り付け部３ｂからなる保持台３により構成されている。カッタ２は、支持軸２２を保持部３ａの内部に嵌め入れ、支持軸２２の端部に嵌着されたストップリング４によって保持台３に回転自在に支持されている。
【０００８】
図２〜図５は、ディスクビット１をアンダカットヘッダに取り付けて使用する構成例を示している。
図２はカッタヘッドの側断面図、図３は正面図、図４は図２のカッタヘッドを回転させた状態における各ディスクビットの位置関係を示した図、図５はアンダーカット用ディスクビットとスクレーパ用ディスクビットの機能を説明するための図である。
図示されるように、カッタヘッドドラムには、支持軸の方向、ディスク刃先の位置を相違させた異なった切削ラインを有する２種のディスクビットが配置されている。
【０００９】
カッタヘッド５は、図２及び図３に示されるように、駆動軸を介して掘削ブームに取り付けられたカッタヘッドドラム６に２種のディスクビット１Ａ、１Ｂを円周方向に所定間隔で配置してあり、同種のディスクディスクビット１Ａ、１Ａ１Ａ及び１Ｂ、１Ｂ、１Ｂも円周方向に所定間隔で配置してある。
【００１０】
２種のディスクビット１Ａ、１Ｂは、支持軸の方向、ディスク刃先の位置を相違させて配置してあり、カッタヘッド５の移動方向、すなわち、主要切削方向に対応して、一方がアンダーカット用ディスクビット、他方がスクレーパ用ディスクビットとなる。
ディスクビット１Ａ、１Ｂの支持軸は、一方をカッタヘッド５の回転軸に対しておよそ略平行、他方をおよそ略直角としてあるが、ディスクビット１Ａ、１Ｂの支持軸とカッタヘッド５の回転軸とのなす角度α３、α４は、カッタの円形平面部が接岩し難いよう、また、岩盤の性状やヘッドの岩盤押し付け力などに合わせてディスクビットの岩盤への切り込み角度が選べるよう、適宜設定することができる。
【００１１】
図４において、カッタヘッド５が岩盤Ｉの切り羽に沿ってＸ方向に移動し、自由断面７を切削する場合には、ディスクビット１Ａがアンダーカット用ディスクビットに、ディスクビット１Ｂがスクレーパ用ディスクビットとなり、Ｘ３が岩盤主要切削ライン、Ｘ４がスクレーパ切削ラインとなる。
一方、カッタヘッド５が岩盤Ｉの切り羽に沿ってＹ方向に移動し、自由断面８を切削する場合には、ディスクビット１Ｂがアンダーカット用ディスクビットに、ディスクビット１Ａがスクレーパ用ディスクビットとなり、Ｙ４が岩盤主要切削ライン、Ｙ３がスクレーパ用切削ラインとなる。
ディスクビット１Ａ、１Ｂの刃先の前後上下位置関係や、切削ラインＸ３／Ｘ４、Ｙ３／Ｙ４の間隔については、岩盤の性状、カッタヘッド５の回転数、切削ブームの旋回速度、ディスクビット１Ａ、１Ｂの支持軸とカッタヘッド５の回転軸とのなす角度α３、α４などを考慮して適宜設定することができる。
【００１２】
また、図５において、カッタヘッド５が回転しながらＸ方向に移動すると、先ず、アンダーカット用ディスクビット１Ａａが岩盤Ｉに形成された自由断面７に切り込み、岩盤主要切削ラインＸ３に沿って切削するが、アンダーカットされた自由断面７はカッタ刃先付近から出発する破砕曲線９を描く。このとき、後続のスクレーパ用ディスクビットはＸ方向で１Ｂｂの位置にある。
次に、カッタヘッド５が回転しながらＸ方向にさらに移動すると、前記後続のスクレーパ用ディスクビットはＸ方向で１Ｂａの位置にきて、スクレーパ切削ラインＸ４に沿って岩盤を破砕し、当初の自由断面７に似た形状の自由断面１０を形成する。
よって、後続のアンダーカット用ディスクビット１Ａｂは先行のアンダーカット用ディスクビット１Ａａと同様に自由断面１０に深く切り込み、岩盤主要切削ラインＸ３に沿って切削することができる。以下同様にして、スクレーパ用ディスクビット１Ｂｂ、１Ｂｃ、１Ｂｄ、・・・及びアンダーカット用ディスクビット１Ａｂ、１Ａｃ、１Ａｄ、・・・によって岩盤Ｉが切削されていく。
【００１３】
図６は、コニカルビットに代えてディスクビット１を、ロードヘッダの切削ドラムに取り付けた構成例を示している。
図示されるように、ディスクビット１は、切削ドラム１１の外周面にその円周方向に沿って隣同士互いに位置がずれるようにして、ドラム先端から順次元端部にわたって螺旋状配列し、強制回転されるような岩石からの反力を受けやすいように配置して取り付けられる。これにより、同図（Ｂ）に示されるように、切り羽に対して、各ディスクビット１のディスク２１の片側が自由断面となり、ディスク２１が回転しやすくなる。
【００１４】
図７は、同じくコニカルビットに代えてディスクビット１を、油圧ショベルアタッチメント切削ヘッドドラムに取り付けた構成例を示しており、ディスクビット１はドラムの外周面に強制回転されるような岩石からの反力を受けやすいように配置して取り付けられる。
【００１５】
図８は、ロードプレーナ、サーフェイスマイナーなどの切削ドラムにディスクビット１を取り付けた構成例を示している。ディスクビット１は、切削ドラム１２の外周面に、その円周方向に沿って隣同士互いに位置がずれるように、且つドラムの一端部から他端部にわたって螺旋状配列となるように配置して取り付けられる。同図（Ｂ）に示されるように、切削ドラム１２の外周面に、各ディスクビット１が前後左右に位置をずらし螺旋状の配列となるように取り付けてあるので、切削中、各ディスクビット１は回転しながらディスク２１の片側が自由断面となるように岩石を切り崩しつつ切削する。
【００１６】
また、図９はシールドやＴＢＭの切削ヘッド１３に固定されるスクレーパビットの代わりに、ディスクビット１を取り付けた構成例を示している。この場合、図１０（Ａ）に示されるように、切削ヘッド１３に対し、その中心Ｏと任意の外周上の点を結ぶ半径線Ｒ上にディスクビット１、１を配置するよりも、同図（Ｂ）に示されるように、ディスクビット１、１を前記半径線Ｒ上からずれた位置に配置する、つまり各ディスクビット１、１の運動方向に対して互いに前後左右に位置をずらして配置した方が岩盤から受ける反力の方向によりディスクビット１、１が回転しやすく有利である。そのため図９に示されるように、各ディスクビット１は、前記半径線上から位置をずらして、常に強制回転に仕向けられるような岩石からの反力を受ける位置に配置される。
【００１７】
なお、図示したディスクビット、カッタヘッド、カッタドラムの形態は一例であり、本発明は他の適宜な形態に構成可能である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のディスクビットによれば、硬岩を切削する際にも切削能力の低下が少なく、安価に製造可能であるため経済的であり、また、コニカルビットが装備されるヘッダーやアンダーカットヘッダにもフレキシブルに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスクビットの一例の構成を示す要部破断外観図である。
【図２】ディスクビットをアンダカットヘッダに取り付けて使用する構成例のカッタヘッドの側断面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】図２のカッタヘッドを回転させた状態における各ディスクビットの位置関係を示した図である。
【図５】アンダーカット用ディスクビットとスクレーパ用ディスクビットの機能を説明するための図である。
【図６】（Ａ）はディスクビットをロードヘッダの切削ドラムに取り付けた構成例を示す外観図、（Ｂ）はディスクビットが切り羽を切削する状態を示した図である。
【図７】ディスクビットを油圧ショベルアタッチメント切削ヘッドドラムに取り付けた構成例を示す図である。
【図８】ロードプレーナ、サーフェイスマイナーなどの切削ドラムにディスクビットを取り付けた構成例を示す、（Ａ）は概略側面図、（Ｂ）は正面図である。
【図９】シールドやＴＢＭの固定スクレーパビットの代わりにディスクビットを取り付けた構成例を示す図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は図９のディスクビットの切削ヘッド上の取り付け位置を説明するための図である。
【図１１】コニカルビットの外観図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ ディスクビット、２ カッタ、２１ ディスク、２２ 支持軸、３ 保持台、４ ストップリング[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk bit used as an excavation blade of a rock excavator or the like, and a cutter head and a cutter drum formed using the same.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
A conical bit as shown in FIG. 11 is used for a cutter head and a cutter drum such as a load header, a hydraulic shovel attachment cutting head drum, a road planar, and a surface minor.
[0003]
Rock cutting using a conical bit is generally performed by hitting or squeezing rock having a free section, and is often used for cutting soft rock. However, cutting hard rock is not economical because the cutting ability is reduced, and the bit is worn or damaged so much that the drilling efficiency is low.
[0004]
In view of the above problems of the prior art, the present invention has the same or better cutting performance as a conical bit, and can be manufactured at low cost, and is also applicable to a header or an undercut header equipped with a conical bit. It is an object to obtain a usable cutting blade.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a cutter having a support shaft protruding from one side of a disk including a steel disk or a hard metal tip or a wear-resistant overlay, and rotatably supporting the support shaft. A disk bit consisting of a holding table was constructed.
According to this, the disk bit of the present invention mounted on the header of the excavator performs cutting while rotating on the rock surface. Even if hard rock is struck and squeezed on the rock like the conical bit, the cutter is cut while rotating to squeeze or peel off the rock, so that the cutting ability can be reduced little. Moreover, since it has a simple structure, it can be manufactured at low cost.
[0006]
The disk bit having the above configuration can be used by being attached to a header equipped with a conical bit or an undercut header.
When attaching to the undercut header, two types are arranged on the cutter head drum so as to have different cutting lines in which the direction of the support shaft and the position of the disk cutting edge are different, and one is used as an undercut disk bit for peeling and cutting rock. On the other hand, the header can be constituted as a disk bit for a scraper for compressing and crushing rock.
Further, when the disk bit is attached to the cutter drum, the disk bits can be arranged so that adjacent disk bits are shifted from each other along the circumferential direction on the peripheral surface of the cutter drum. In this case, the disk bits are spirally arranged on the peripheral surface of the cutter drum along the outer peripheral surface, that is, when the cutter drum is rotated, one side in the cutting direction of the attached disk bit has a free cross section. If the disk bit is mounted in a proper arrangement, it is convenient to cause the disk bit to cause forced rotation by a cutting reaction force.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a fragmentary external view showing the configuration of an example of a disk bit according to the present invention.
As shown in the figure, the disk bit 1 is provided in a surface of one side of a disk 21 in which a steel disk or a hard metal tip or a wear-resistant overlay is arranged around a steel disk body. The cutter 2 includes a cutter 2 having an appropriate length and a supporting shaft 22 protruding therefrom, and a holding base 3 including a hollow cylindrical holding portion 3a and a lower mounting portion 3b for rotatably supporting the supporting shaft 22. The cutter 2 has the support shaft 22 fitted in the holding portion 3a, and is rotatably supported by the holding base 3 by a stop ring 4 fitted to an end of the support shaft 22.
[0008]
2 to 5 show a configuration example in which the disk bit 1 is attached to an undercut header and used.
2 is a sectional side view of the cutter head, FIG. 3 is a front view, FIG. 4 is a view showing a positional relationship between the respective disc bits when the cutter head of FIG. 2 is rotated, and FIG. It is a figure for explaining the function of the disk bit for scrapers.
As shown in the figure, two types of disk bits having different cutting lines in which the direction of the support shaft and the position of the disk cutting edge are different are arranged on the cutter head drum.
[0009]
As shown in FIGS. 2 and 3, the cutter head 5 has two types of disk bits 1A and 1B arranged at predetermined intervals in a circumferential direction on a cutter head drum 6 attached to a drilling boom via a drive shaft. The same kind of disk bits 1A, 1A1A and 1B, 1B, 1B are also arranged at predetermined intervals in the circumferential direction.
[0010]
The two types of disk bits 1A and 1B are arranged so that the direction of the support shaft and the position of the disk cutting edge are different, and one of them is for undercut in accordance with the moving direction of the cutter head 5, that is, the main cutting direction. The disk bit and the other are the scraper disk bits.
One of the support shafts of the disk bits 1A and 1B is substantially parallel to the rotation axis of the cutter head 5, and the other is substantially perpendicular to the rotation axis of the cutter head 5. The support shafts of the disk bits 1A and 1B and the rotation axis of the cutter head 5 The angles α3 and α4 are appropriately set so that the circular flat portion of the cutter is unlikely to be in contact with the rock, and the cutting angle of the disk bit into the rock can be selected according to the properties of the rock and the pressure of the head against the rock. be able to.
[0011]
In FIG. 4, when the cutter head 5 moves in the X direction along the face of the bedrock I and cuts the free section 7, the disk bit 1A becomes the undercut disk bit and the disk bit 1B becomes the scraper disk. X3 is the main rock cutting line and X4 is the scraper cutting line.
On the other hand, when the cutter head 5 moves in the Y direction along the face of the rock I to cut the free section 8, the disk bit 1B becomes the disk bit for undercut, and the disk bit 1A becomes the disk bit for the scraper. , Y4 are the main rock cutting lines, and Y3 is the scraper cutting line.
Regarding the vertical and vertical positional relationship between the cutting edges of the disk bits 1A and 1B and the intervals between the cutting lines X3 / X4 and Y3 / Y4, the properties of the rock, the rotation speed of the cutter head 5, the turning speed of the cutting boom, the disk bits 1A and 1B Can be appropriately set in consideration of the angles α3 and α4 between the support shaft and the rotation shaft of the cutter head 5.
[0012]
In FIG. 5, when the cutter head 5 moves in the X direction while rotating, first, the undercut disk bit 1Aa cuts into the free section 7 formed in the rock I and cuts along the rock cutting main line X3. However, the undercut free section 7 describes a crushing curve 9 starting near the cutter edge. At this time, the subsequent scraper disk bit is at 1 Bb in the X direction.
Next, when the cutter head 5 further moves in the X direction while rotating, the succeeding scraper disk bit comes to the position of 1Ba in the X direction, crushes the rock along the scraper cutting line X4, and starts the free movement. A free cross section 10 having a shape similar to the cross section 7 is formed.
Therefore, the subsequent undercut disk bit 1Ab can be cut deep into the free section 10 like the preceding undercut disk bit 1Aa, and can be cut along the main rock cutting line X3. In the same manner, the rock I is cut by the scraper disk bits 1Bb, 1Bc, 1Bd,... And the undercut disk bits 1Ab, 1Ac, 1Ad,.
[0013]
FIG. 6 shows a configuration example in which a disk bit 1 is mounted on a cutting drum of a road header instead of a conical bit.
As shown in the figure, the disk bits 1 are spirally arranged on the outer peripheral surface of the cutting drum 11 so as to be displaced from each other along the circumferential direction of the cutting drum 11 from the leading end of the drum to the forward dimension end, and are forcedly rotated. It is arranged and attached so that it is easily affected by the reaction force from the rocks that occur. Thereby, as shown in FIG. 3B, one side of the disk 21 of each disk bit 1 has a free cross section with respect to the face, and the disk 21 is easily rotated.
[0014]
FIG. 7 shows an example in which a disk bit 1 is attached to a hydraulic shovel attachment cutting head drum instead of a conical bit, and the disk bit 1 is counteracted by rocks that are forcibly rotated on the outer peripheral surface of the drum. It is arranged and attached so that it is easy to receive force.
[0015]
FIG. 8 shows a configuration example in which the disk bit 1 is attached to a cutting drum such as a road planar or a surface minor. The disk bit 1 is arranged and mounted on the outer peripheral surface of the cutting drum 12 so as to be displaced from each other along the circumferential direction thereof and in a spiral arrangement from one end to the other end of the drum. Can be As shown in FIG. 2B, the disk bits 1 are attached to the outer peripheral surface of the cutting drum 12 so as to be shifted in the front-rear and left-right directions to form a spiral arrangement. Cuts rock while turning so that one side of the disk 21 has a free section while rotating.
[0016]
FIG. 9 shows a configuration example in which a disk bit 1 is mounted instead of a scraper bit fixed to a shield or a cutting head 13 of a TBM. In this case, as shown in FIG. 10 (A), the cutting head 13 is not arranged with the disk bits 1 and 1 on the radius line R connecting the center O and a point on an arbitrary outer circumference, as shown in FIG. As shown in (B), the disc bits 1 and 1 are arranged at positions shifted from the radius line R, that is, the disc bits 1 and 1 are arranged so as to be shifted from front to back and right and left with respect to the movement direction of the disc bits 1 and 1. This is advantageous because the disk bits 1 and 1 can be easily rotated depending on the direction of the reaction force received from the rock. Therefore, as shown in FIG. 9, each disk bit 1 is displaced from the above-mentioned radius line, and is arranged at a position where it receives a reaction force from a rock which is always forced to rotate.
[0017]
The illustrated forms of the disc bit, the cutter head, and the cutter drum are merely examples, and the present invention can be configured in other appropriate forms.
[0018]
【The invention's effect】
According to the disk bit of the present invention, even when cutting hard rock, there is little decrease in the cutting ability, it is economical because it can be manufactured at low cost, and also a header or undercut header equipped with a conical bit. Can also be used flexibly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a fragmentary external view showing the configuration of an example of a disk bit according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of a cutter head having a configuration example in which a disk bit is attached to an undercut header and used.
FIG. 3 is a front view of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship of each disk bit in a state where the cutter head of FIG. 2 is rotated.
FIG. 5 is a diagram for explaining functions of an undercut disk bit and a scraper disk bit.
FIG. 6A is an external view showing a configuration example in which a disk bit is attached to a cutting drum of a load header, and FIG. 6B is a diagram showing a state where the disk bit cuts a face.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example in which a disc bit is attached to a hydraulic shovel attachment cutting head drum.
FIG. 8 is a schematic side view and FIG. 8B is a front view showing an example of a configuration in which a disk bit is attached to a cutting drum such as a road planar or a surface minor.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example in which a disk bit is attached instead of a fixed scraper bit of a shield or a TBM.
FIGS. 10A and 10B are views for explaining the mounting position of the disk bit of FIG. 9 on the cutting head.
FIG. 11 is an external view of a conical bit.
[Explanation of symbols]
1, 1A, 1B disc bit, 2 cutters, 21 discs, 22 support shafts, 3 holders, 4 stop rings
