JP2006291504A - Bit replacing mechanism and tunnel excavator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シールド工法、山岳工法、推進工法などに使用されるトンネル掘削機およびこのトンネル掘削機に使用されるビット交換機構に関するものである。 The present invention relates to a tunnel excavator used in a shield method, a mountain method, a propulsion method, and the like, and a bit exchanging mechanism used in the tunnel excavator.
トンネル掘削機には、シールド工法に用いられるシールドマシンや、山岳工法に用いられるトンネルボーリングマシン(TBM)や、推進工法に用いられる推進マシンなどがある。例えば、シールド掘進機1(シールドマシン)は、図15、図16に示すように、筒状のシールド本体2の先端に取付けたカッタヘッド3を回転させることによって地山を掘削し、トンネルを構築して行くようにしたものである。なお、カッタヘッド3には、図15に示すような、ほぼ円板状をしたカッタフェイス4や、図16に示すような、ほぼ放射状をしたカッタスポーク5などが存在する。
The tunnel excavator includes a shield machine used for the shield method, a tunnel boring machine (TBM) used for the mountain method, and a propulsion machine used for the propulsion method. For example, as shown in FIGS. 15 and 16, the shield machine 1 (shield machine) excavates a natural ground by rotating a
上記カッタヘッド3には、ティースビット、先行ビット、シェルビットなど、機能、用途、形状・構造などが異なる複数種類のビット(掘削歯)が取付けられている。通常の場合、ビットは、カッタヘッドに対し、溶接によって直接固定されるか、或いは、ブラケットとボルトを用いて固定されている。
The
このような、シールド掘進機1では、掘削距離の長距離化などに伴い、摩耗したビットを途中で交換する必要が生じている。
In such a
ビットを交換する手段としては、従来、カッタヘッド3をシールド本体2内に取込んで、シールド本体2内でビットを交換したりするものや、カッタヘッド3の裏面とシールド本体2の先端との間に形成されるチャンバーへ作業員が出て手作業でビットを交換する(溶接固定の場合には摩耗したビットを切断して新しいビットを再溶接する、ボルト固定の場合には摩耗したビットを取外して新しいビットを締結固定する)ものなどがあった。
As a means for exchanging the bit, conventionally, the
しかし、カッタヘッド3をシールド本体2内に取込むようにする場合には、装置構成が大掛かりとなるため、シールド掘進機1の製作費用が高くなり、ビット交換に費やす工程や工期も余分に掛ってしまう。
However, when the
また、最も実績の有る手段である、チャンバーへ作業員が出て手作業でビットを交換する場合、予めビットの交換位置を決めておき、その箇所を地上から地盤改良して安定化させ、ここへシールド掘進機を突入させて停止させた後、作業員がチャンバーへ出て作業を行うなどする必要があるが、チャンバー内の作業環境、地山崩壊の危険性、地上部地盤改良箇所の作業帯確保、改良地盤での掘進速度低下に伴う工事費の増大など、各種の問題が存在している。また、交換できるビットが限られてしまうという問題や、カッタヘッド3がスポークタイプの場合には、カッタスポーク5の巨大化を伴うため、掘削メカニズムへの悪影響なども懸念されている。
In addition, when an operator goes out to the chamber, which is the most proven means, and replaces the bit manually, the bit replacement position is determined in advance, and the location is stabilized and improved from the ground. After entering the shield machine and stopping it, it is necessary for the worker to go out to the chamber and work, etc., but the work environment in the chamber, the risk of collapse of the ground, work on the ground improvement site There are various problems such as securing the belt and increasing the construction cost due to the decrease in the excavation speed on the improved ground. In addition, there is a concern that the bit that can be exchanged is limited, and that when the
そこで、このような問題を解消するため、簡単にビットを交換できる機構の開発が望まれている。このようなものとして、先行ビットを交換し得るようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to solve such a problem, it is desired to develop a mechanism capable of easily exchanging bits. As such a thing, what made it possible to exchange a preceding bit is known (for example, refer to patent documents 1).
この特許文献1では、カッタスポーク5を有するシールド掘進機1に対し、カッタスポーク5の幅方向中央部を通るシャフトを設け、このシャフトの周囲に先行ビットを取付け、シールド本体2内に設けられたモータによってシャフトを回動させることにより、先行ビットの摩耗していない部分をカッタスポーク5の表面に出現させ得るようにしている。
しかしながら、特許文献1のものは、シャフトをカッタスポーク5の幅方向中央部に通している関係で、交換できるビットが先行ビットに限定されてしまい、他の種類のビットには適用できないという問題がある。また、シールド本体2内に設けられたモータにシャフトを接続する構造を採用しているので、モータの大型化や駆動機構の複雑化などを伴い、装置構成が大掛かりになるという問題が依然として残されている。また、カッタスポーク5の幅方向中央部を通るシャフトの周囲に先行ビットをほぼ環状に設けている関係で、先行ビットの形状自由度や設置自由度が低くなり、掘削効率の向上を図れないという問題があった。更に、先行ビットが回動される方向がカッタスポークの回転方向とほぼ一致しているので、カッタスポークの回転によって先行ビットが回転力を受けてしまい、シャフトやモータに過大な負荷が作用するという問題がある。
However, in
上記課題を解決するために、請求項1に記載された発明では、円錐台状の回転体を設け、該回転体の外周に複数のビットを傘車状に配設して傘車状回転ビット体を構成し、該傘車状回転ビット体を、使用するビットが地山に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッドのカッタフェイスまたはカッタスポークの内部に回動自在に収納すると共に、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置を備えたビット交換機構を特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention described in
請求項2に記載された発明では、傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの回転方向とは異なる方向へ回動可能に取付けた請求項1記載のビット交換機構を特徴としている。
The invention described in
請求項3に記載された発明では、傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの半径方向、周方向、前後方向のいずれかに対し傾斜させて配置した請求項1または2に記載のビット交換機構を特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the bit exchange mechanism according to the first or second aspect, wherein the bevel wheel-shaped rotating bit body is disposed so as to be inclined with respect to any one of a radial direction, a circumferential direction, and a front-rear direction of the cutter head. It is characterized by.
請求項4に記載された発明では、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のビット交換機構を備えたトンネル掘削機を特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a tunnel excavator provided with the bit exchange mechanism according to any one of the first to third aspects.
請求項1の発明によれば、円錐台状の回転体を設け、該回転体の外周に複数のビットを傘車状に配設して傘車状回転ビット体を構成し、該傘車状回転ビット体を、使用するビットが地山に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッドのカッタフェイスまたはカッタスポークの内部に回動自在に収納すると共に、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置を備えたことにより、掘削機構に悪影響を及ぼさずに簡単な構成で確実にビット交換を行うことが可能となる。また、ビット交換が随時可能となるので、ビット交換の場所や時期を特定する必要をなくすことができる。合わせて、地上からの地盤改良が不要となるので、これに伴う種々の制限から解放され、工期、費用等の面で負担を大幅に低減することができる。そして、円錐台状の回転体の外周(円錐面)に複数のビットを傘車状に配設した傘車状回転ビット体を用いることにより、回転体を円板状とした場合に比べて広い取付面積と自由な取付角度とが確保できるので、ビットの形状自由度や設置自由度が高くなり、以て、掘削効率を向上したり、カッタヘッドの径や掘削する地山に応じてビットを自在に配置することなどができるようになる。また、上記構成によりカッタヘッド自体の構成自由度を増すことができるので、カッタヘッド内で交換できるビットの種類を増やすことができ、構成によっては主要なビットのほとんどを交換させることも可能となる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの回転方向とは異なる方向へ回動可能に取付けたことにより、カッタヘッドの回転によって傘車状回転ビット体が回転力を受けることが防止されるので、ビット交換装置に過大な負荷が作用することが防止される。 According to the second aspect of the present invention, the bevel wheel-shaped rotating bit body is attached to the direction different from the direction of rotation of the cutter head so that the bevel wheel-shaped rotating bit body is rotated by the rotation of the cutter head. Therefore, an excessive load is prevented from acting on the bit exchange device.
請求項3の発明によれば、傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの半径方向、周方向、前後方向のいずれかに対し傾斜させて配置したことにより、ビットの形状自由度や傘車状回転ビット体の設置自由度をより増すことができるので、ビットのにげ角やすくい角をより大きく確保するなどにより、掘削効率の更なる向上を図ることが可能となる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のビット交換機構を備えることにより、請求項1乃至請求項3と同様の作用効果を有するトンネル掘削機を得ることができる。
According to the invention of
掘削機構に悪影響を及ぼさずに簡単な構成で確実にビット交換を行い得るようにするという目的を、円錐台状の回転体を設け、この回転体の外周に複数のビットを傘車状に配設して傘車状回転ビット体を構成し、傘車状回転ビット体を、使用するビットが表面に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッドのカッタフェイスまたはカッタスポークの内部に回動自在に収納すると共に、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置を備える、という手段で実現した。 For the purpose of ensuring that bits can be exchanged with a simple structure without adversely affecting the excavation mechanism, a truncated cone-shaped rotating body is provided, and a plurality of bits are arranged in the shape of an umbrella on the outer periphery of the rotating body. To set up an umbrella wheel-like rotating bit body, and rotate the umbrella wheel-like rotating bit body inside the cutter face or cutter pork of the cutter head so that the used bit is exposed on the surface and the unused bit is hidden. It was realized by means of being freely stored and provided with a bit exchanging device for rotating a bevel wheel-like rotating bit body by a required angle when a bit on the surface was worn and causing a new bit to appear on the surface.
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described together with illustrated examples.
図1〜図14は、この発明の実施例を示すものである。 1 to 14 show an embodiment of the present invention.
まず、構成について説明する。トンネル掘削機には、シールド工法に用いられるシールドマシンや、山岳工法に用いられるトンネルボーリングマシン(TBM)や、推進工法に用いられる推進マシンなどがある。例えば、シールド掘進機1(シールドマシン)は、図1に示すように、筒状のシールド本体2の先端に取付けたカッタヘッド3を回転させることによって地山6を掘削しつつ、シールド本体2の内部で掘削坑7の内壁となるセグメント8(覆工体)を組み立てて行き、且つ、セグメント8に反力を支持させてシールド本体2を推進させることにより、トンネルなどを構築して行くようにしたものである。通常、シールド本体2は円筒状を呈しており、シールド本体2の軸線を回転中心としてカッタヘッド3が回転されるようになっている。これに対応して、カッタヘッド3もシールド本体2先端の円形形状に見合った形状のものが取付けられている。例えば、カッタヘッド3には、図1の下半分に示すような円板状をしたカッタフェイス4や、図1の上半分に示すような放射状をしたカッタスポーク5などがある。カッタスポーク5は、カッタヘッド3(或いはシールド本体2)の周方向Xに所要のピッチを有して半径方向Yへ延びる複数本のスポーク部5aを有している。また、カッタフェイス4の裏面と、シールド本体2先端に設けられたフード部2aおよび圧力隔壁2bとの間には、土圧室などと呼ばれるチャンバー2cが形成される(図7参照)。
First, the configuration will be described. The tunnel excavator includes a shield machine used for the shield method, a tunnel boring machine (TBM) used for the mountain method, and a propulsion machine used for the propulsion method. For example, as shown in FIG. 1, the shield machine 1 (shield machine) excavates the natural ground 6 by rotating the
そして、上記カッタヘッド3の前面には、先行して地山6をほぐすことにより他のビットの掘削性を良くすると共にこれらの摩耗を防止する先行ビット11や、先行ビット11でほぐした地山6を掘削するティースビット12や、カッタヘッド3前面の最も外周寄りの部分に特に設けられる最外周ビットなど、機能、用途、形状・構造などが異なる複数種類のビット(掘削歯)が取付けられている。なお、最外周ビットには、シェルビット13やトリムビットやゲージビットなどの機能、用途、形状・構造の異なるの各種のものが存在する。
Further, on the front surface of the
カッタヘッド3の回転中心部分には、フィッシュテールやセンターコーンなどのセンター部材15が取付けられている。上記した各種類のビットは、カッタヘッド3の回転中心に対して、例えば、放射状や環状や螺旋状などに複数配置される。
A
また、一般に、カッタヘッド3がカッタフェイス4の場合、カッタヘッド3(或いはシールド本体2)の半径方向Yへ延びる短冊状或いはスリット状の土砂取込部17が形成され、この土砂取込部17の両側部に沿って複数対のティースビット12がほぼ向い合せに配置される。カッタヘッド3がカッタスポーク5の場合、隣接するスポーク部5aの間が土砂取込部17となっており、スポーク部5aの両側部に沿って土砂取込部17に面するように複数対のティースビット12が配置される。また、スポーク部5aの幅方向中央部に沿って複数の先行ビット11が配置される。なお、図1中、符号19はカッタヘッド3の外側面に取付けられたコピーカッタである。このコピーカッタ19は、ジャッキ(コピージャッキ)などによってほぼ半径方向Yへ突出収納可能とされて、カッタヘッド3の掘削範囲の更に外側を掘削可能な可動ビットである。
In general, when the
この実施例のものでは、図2、図3に示すように、円錐台状の回転体25を設ける。この回転体25の外周(円錐面)に複数のビット(図2、図3ではティースビット12やシェルビット13としているが、これに限るものではない)を所要の間隔を有して傘車状に配設して傘車状回転ビット体27を構成する。ビットは、図2に示すように、回転体25の円錐面に当接配置してボルトなどで固定することにより、円錐面に凹凸ができるような取付方をしても良い。また、図3に示すように、回転体25の円錐面に超硬チップを直接埋め込むことにより、円錐面に凹凸ができないような取付方をしても良い。なお、いずれの場合にもビットの先端が、円錐台の大径端面の側へ向くようにする。ビットは、円錐台状の回転体25の外周に一列分だけ設けられており、回転体25もほぼビット一列分の厚みとされている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, a truncated cone-shaped
そして、傘車状回転ビット体27を、使用するビットが表面(地山6)に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッド3のカッタフェイス4またはカッタスポーク5の内部に回動自在に収納する。そのために、カッタヘッド3のカッタフェイス4またはカッタスポーク5の表面に切欠部を形成し、この切欠部から使用するビットを表面に出現させるようにする。傘車状回転ビット体27は、その回転軸27aを軸受手段28(図12(a)、図13(a)参照)によって回動自在に軸支される。
The umbrella wheel-shaped
例えば、ティースビット12を傘車状回転ビット体27とする場合、図4、図5に示すように、ティースビット12の傘車状回転ビット体27をカッタヘッド3の半径方向Yに所定の間隔で配置する。なお、カッタヘッド3がカッタスポーク5である場合には、ティースビット12の傘車状回転ビット体27はスポーク部5aの前面側または側面側に出現させることも、スポーク部5aの前面と側面とに跨がって出現させることもできる。なお、図5では、対を成すティースビット12の傘車状回転ビット体27の間にコピーカッタ19を通す配置としている。
For example, when the teeth bit 12 is an umbrella wheel-like
また、シェルビット13を傘車状回転ビット体27とする場合、図6、図7に示すように、シェルビット13の傘車状回転ビット体27をカッタヘッド3の外周寄りの部分に配置する。シェルビット13の傘車状回転ビット体27は、単独で配置することも可能であるが、後述するように、ティースビット12の傘車状回転ビット体27の列の最外周の位置にシェルビット13の傘車状回転ビット体27を配置して、連動駆動することも可能である。
Further, when the
そして、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体27を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置35を備える。このビット交換装置35は、カッタヘッド3のカッタフェイス4またはカッタスポーク5の内部に設ける。ビット交換装置35には、ラチェット機構38やラックアンドピニオン機構39などの駆動力伝達機構を用いることができる。その他にも、ラチェット機構38やラックアンドピニオン機構39と同等の駆動力伝達機構を用いることができる。
And when the bit on the surface is worn, a
例えば、ビット交換装置35にラチェット機構38を用いる場合、図8〜図12に示すように、傘車状回転ビット体27の回転軸27aに複数の雌側爪部41を有するラチェット歯車42を一体的に回転可能に設けると共に、ラチェット歯車42の雌側爪部41に雄側爪部43を有するロット44を係止させ得るようにし、このロット44に接続されたジャッキ45などのアクチュエータや駆動手段(図12参照)でロット44をその長手方向へ移動させることにより、ラチェット歯車42を一方向へのみコマ送りさせ得るようにする。なお、この例では、ラチェット歯車42は、カッタヘッド3内のスペース効率などを考慮して傘車状回転ビット体27の大径端面の側に取付けられているが、小径端面の側に取付けるようにすることもできる。また、図12中、符号40は、ラチェット歯車42の雌側爪部41に係止する戻り止め用の爪である。
For example, when the
この際、図8、図9に示すように、ロット44に複数の雄側爪部43を設けることにより、ロット44を一方向へ移動へさせつつビット交換を行わせる構成としても良い。また、図10〜図11に示すように、ロット44に雄側爪部43を1個のみ設けて、ロット44を往復移動させつつビット交換を行わせる構成としても良い。この場合には、図11(c)に示すように、ロット44を戻す際に雌側爪部41と雄側爪部43との干渉を避けるために、雌側爪部41を戻り方向へのみ回動し得る構成(雌側爪部41a)としたり、雌側爪部41が内側へ押込まれる構成(雌側爪部41b)としたりする。或いは、図12に示すように、雄側爪部43を、戻り時にロット44の内側へ倒れるか或いは押込まれる構成として(雄側爪部43a)する。
At this time, as shown in FIGS. 8 and 9, a plurality of
或いは、ビット交換装置35にラックアンドピニオン機構39を用いる場合、図13に示すように、傘車状回転ビット体27の回転軸27aにピニオン46を一体的に回転可能に設け、このピニオン46にラック部47を有するロット44を噛み合わせ、このロット44に接続されたジャッキ45でロット44をその長手方向へ押し引きさせることにより、傘車状回転ビット体27を所要角度回動し得るようにする。なお、傘車状回転ビット体27の回転軸27aとロット44とが直交しない場合には、図14に示すように、傘歯車48、傘歯車49を介在させて、回転方向の変換を図るようにすることができる。ピニオン46や傘歯車48は、カッタヘッド3内のスペース効率などを考慮して傘車状回転ビット体27の大径端面や小径端面の側に取付けることができる。
Alternatively, when the rack and
ビット交換装置35は、図12に示すように、各傘車状回転ビット体27ごとに個別に設けることもできる。また、傘車状回転ビット体27をカッタヘッド3の半径方向Yに所定の間隔で複数配置した場合には、以下のように、複数の傘車状回転ビット体27を同一のビット交換装置35で連動駆動させることもできる。即ち、図8に示すように、その回転軸27aが互いに平行となるように各傘車状回転ビット体27を配置する。そして、各ラチェット歯車42または各ピニオン46に同一のロット44の雌側爪部41またはラック部47を歯合させ、このロット44に1台のジャッキを接続する。更に、図14に示すように、回転軸27aの方向が異なる傘車状回転ビット体27も含めて連動駆動させることもできる。この際、ラチェット機構38とラックアンドピニオン機構39とを混在させることも可能である。この場合には、ロット44に対し、雄側爪部43とラック部47とを干渉しないように設けるようにする。例えば、複数のティースビット12の傘車状回転ビット体27とシェルビット13の傘車状回転ビット体27とをカッタヘッド3の半径方向Yに配列し、ティースビット12の傘車状回転ビット体27はその回転軸27aをカッタヘッド3のほぼ接線方向へ向け、シェルビット13の傘車状回転ビット体27はその回転軸27aをカッタヘッド3のほぼ半径方向Yへ向けたような場合に該当する。ジャッキは、ロット44の端部に接続しても、ロット44の中間部に接続しても良い。なお、いずれの場合にも、ロット44およびジャッキは、カッタヘッド3の内部に設置するようにする。
As shown in FIG. 12, the
そして、傘車状回転ビット体27を、カッタヘッド3の回転方向とは異なる方向へ回動可能に構成する。この実施例では、図1に示すように、ティースビット12の傘車状回転ビット体27の回転軸27aをカッタヘッド3のほぼ接線方向へ向けて配置することにより、ティースビット12の傘車状回転ビット体27がカッタヘッド3のほぼ半径方向Yの面内で回動されるようにしている。
The umbrella wheel-shaped
更に、傘車状回転ビット体27を、カッタヘッド3の半径方向Y、周方向X(或いは接線方向)、前後方向のいずれかに対し傾斜させて配置する。この実施例では、図12、図13に示すように、ティースビット12の傘車状回転ビット体27の回転軸27aを、カッタヘッド3の周方向Xおよび前後方向に対して傾斜させている。即ち、カッタヘッド3を半径方向Yから見た場合に、対を成すティースビット12の傘車状回転ビット体27がハ字状に開く(カッタスポーク5)か、または、閉じる(カッタフェイス4)ように配置されている。即ち、カッタスポーク5では、スポーク部5aの幅方向中央部を中心として、対を成すティースビット12の傘車状回転ビット体27が外側へ開くように傾斜配置されている。また、カッタフェイス4では、土砂取込部17へ向けて、対を成すティースビット12の傘車状回転ビット体27が内側へ閉じるように傾斜配置されている。また、シェルビット13の傘車状回転ビット体27の回転軸27aを、カッタヘッド3の半径方向Yおよび前後方向に対して傾斜させることもできる。
Further, the umbrella wheel-shaped
次に、この実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
シールド掘進機1は、筒状のシールド本体2の先端に取付けたカッタヘッド3を回転させることによって地山6を掘削しつつ、シールド本体2の内部で掘削坑7の内壁となるセグメント8(覆工体)を組み立てて行き、且つ、セグメント8に反力を支持させてシールド本体2を推進させることにより、トンネルなどを構築して行く。地山6を掘削したズリは土砂取込部17からへチャンバー2c内へ入り、チャンバー2cから図示しないコンベヤなどによって機外へ排出される。
The
そして長距離掘削などを行う場合に、途中で表面のビットが摩耗するので、摩耗したビットを交換する工程を行う。ビットの交換はカッタスポーク5の内部に設けられたビット交換装置35を用いて以下のように行う。即ち、ジャッキなどのアクチュエータを伸長動または収縮動させることにより、ロット44を長手方向へ押し引きさせ、ロット44の雄側爪部43、ラチェット歯車42などを介して、或いは、ロット44のラック部47、ピニオン46、傘歯車48、傘歯車49などを介して、傘車状回転ビット体27を所要角度回動させ、隣接する新しいビットを表面に出現させる。以上により、簡単且つ短時間でビット交換が完了する。傘車状回転ビット体27は、ビット一列分の厚みで構成されているので、機構の簡略化が得られる。
When long-distance excavation or the like is performed, the surface bit wears out in the middle, so a process of replacing the worn bit is performed. The exchange of bits is performed as follows using a
なお、ビットの交換は、予め想定した掘削距離を目安として行うようにすることもできるし、ビットの実際の摩耗状況に応じて行うようにすることもできる。また、ビットの交換は、全部同時に行うこともできるし、個別または部位別に行うこともできる。 It should be noted that the replacement of the bit can be performed using a presumed excavation distance as a guide, or can be performed according to the actual wear state of the bit. The bits can be exchanged all at the same time, or individually or by part.
このように、この実施例によれば、円錐台状の回転体25を設け、回転体25の外周に複数のビットを傘車状に配設し傘車状回転ビット体27を構成し、傘車状回転ビット体27を、使用するビットが表面に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッド3のカッタフェイス4またはカッタスポーク5の内部に回動自在に収納すると共に、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体27を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置35を備えたことにより、掘削機構に悪影響を及ぼさずに簡単な構成で確実にビット交換を行うことが可能となる。また、ビット交換が随時可能となるので、ビット交換の場所や時期を特定する必要をなくすことができる。合わせて、地上からの地盤改良が不要となるので、これに伴う種々の制限から解放され、工期、費用等の面で負担を大幅に低減することができる。
Thus, according to this embodiment, the truncated cone-shaped
そして、円錐台状の回転体25の外周(円錐面)に複数のビットを傘車状に配設した傘車状回転ビット体27を用いることにより、回転体25を円板状とした場合に比べて広い取付面積と自由な取付角度とが確保できるので、ビットの形状自由度や設置自由度が高くなり、以て、掘削効率を向上したり、カッタヘッド3の径や掘削する地山6に応じてビットを自在に配置することなどができるようになる。また、上記構成によりカッタヘッド3自体の構成自由度を増すことができるので、カッタヘッド3内で交換できるビットの種類を増やすことができ、構成によっては主要なビットのほとんどを交換させることも可能となる。
When the
また、傘車状回転ビット体27を、カッタヘッド3の回転方向とは異なる方向へ回動可能に取付けたことにより、カッタヘッド3の回転によって傘車状回転ビット体27が回転力を受けることが防止されるので、ビット交換装置35に過大な負荷が作用することが防止される。
Further, by attaching the umbrella wheel-like
更に、傘車状回転ビット体27を、カッタヘッド3の半径方向Y、周方向X、前後方向のいずれかに対し傾斜させて配置したことにより、ビットの形状自由度や傘車状回転ビット体27の設置自由度をより増すことができるので、図3に示すように、ビットのにげ角αやすくい角βをより大きく確保するなどにより、掘削効率の更なる向上を図ることが可能となる。
Further, the bevel wheel-shaped
上記ビット交換装置35を備えることにより、上記と同様の作用効果を有するシールド掘進機1などのトンネル掘削機を得ることができる。
By providing the
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the embodiments are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the configurations of the embodiments. Needless to say, design changes and the like within the scope of the present invention are included in the present invention.
3 カッタヘッド
4 カッタフェイス
5 カッタスポーク
12 ティースビット
13 シェルビット
25 回転体
27 傘車状回転ビット体
35 ビット交換装置
X 周方向
Y 半径方向
3
Claims (4)
該傘車状回転ビット体を、使用するビットが地山に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッドのカッタフェイスまたはカッタスポークの内部に回動自在に収納すると共に、
表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置を備えたことを特徴とするビット交換機構。 A frustoconical rotating body is provided, and a plurality of bits are arranged in an umbrella shape on the outer periphery of the rotating body to constitute an umbrella wheel-shaped rotating bit body,
The umbrella wheel-like rotating bit body is rotatably housed in the cutter face of the cutter head or inside the cutter pork so that the bit to be used is exposed in the ground and the unused bit is hidden,
A bit exchanging mechanism comprising a bit exchanging device for rotating a bevel wheel-shaped rotating bit body at a required angle to cause a new bit to appear on the surface when the bit on the surface is worn.
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CN112554901A (en) * | 2020-12-07 | 2021-03-26 | 安徽唐兴机械装备有限公司 | Mechanical device for quickly replacing cutter heads of multiple pipe push benches |
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JPH1193579A (en) * | 1997-09-16 | 1999-04-06 | Yoshiji Matsumoto | Cutter head for shield excavator |
-
2005
- 2005-04-07 JP JP2005111077A patent/JP2006291504A/en active Pending
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