JP2951627B2 - 溝掘りカッタ - Google Patents

溝掘りカッタ

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JP2951627B2
JP2951627B2 JP9341110A JP34111097A JP2951627B2 JP 2951627 B2 JP2951627 B2 JP 2951627B2 JP 9341110 A JP9341110 A JP 9341110A JP 34111097 A JP34111097 A JP 34111097A JP 2951627 B2 JP2951627 B2 JP 2951627B2
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/18—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth
    • F16D3/185—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth radial teeth connecting concentric inner and outer coupling parts

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溝掘りカッタ（TR
ENCH WALL CYTTER）に関し、特に、駆動シャフトの偏り
（駆動シャフトが傾くこと）を許容して、このカッタの
上部軸受けと下部軸受けの間の同軸性のずれに適応でき
る溝掘りカッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】この型の既知の溝掘りカッタは、バウア
ー(Bauer)他に発行された米国特許第4、694、914号に開示
されている。駆動機構を軸受けシールドから取り出し、
切削輪から離れた切削フレーム上の位置に移動したこと
により、特別に小型の溝掘りカッタが構成される。この
構造は、狭い溝（trench walls）の形成に適している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この溝掘りカッタの作
動中、駆動機構の全体には大きなストレスがかかり、歯
車の磨耗が激しく、同様に、駆動機構と歯車の間の駆動
シャフトの軸受けの磨耗も激しくなる。従って、溝掘り
カッタは、定期間隔で保守される必要がある。
【０００４】本発明の主たる目的は、カッタの保守に伴
うコストを軽減する溝掘りカッタの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的および他の目
的を達成するために、本発明の溝掘りカッタでは、駆動
シャフトの端部が外側スパイラル歯システムを含む。外
側スパイラル歯システムは、中央が高く端が低い円弧状
の表面を有するものである。内歯システムを持つ接続ス
リーブが設けられ、このスリーブの中に、外側スパイラ
ル歯システムを持つ駆動シャフトが収容され、回転方向
に固定されており（rotationally fixed）、スリーブに
は、駆動シャフトの軸の回りに偏りすなわち傾きを持つ
能力が与えられる。すなわち、接続スリーブは、この接
続スリーブが前記駆動シャフトに対して傾いた位置を取
り得るよう前記駆動シャフトの前記外側スパイラル歯シ
ステムを受け入れる内歯システムを含む。さらに、接続
スリーブは、駆動機構または駆動ピニオンに、回転方向
に固定する方法で連結される。
【０００６】本発明の構成によれば、駆動シャフトの長
手方向軸の回りの傾きが許容されるように、駆動シャフ
トへの接続が形成される。これにより、駆動シャフト
は、その外側スパイラル歯システムの円弧状部で接続ス
リーブの内歯システムに接しながら内歯システムの中を
転がることができる。切削輪と、切削輪から離れて配置
される駆動機構との間に駆動シャフトがあり、駆動シャ
フトの上記可動性が、溝掘りカッタの作動中に避けられ
ない捻れ作用を補償する。製造中に発生する軸の上部軸
受けと下部軸受けの同軸性からの偏りも、同様に補償さ
れる。このようにして、ラジアル軸受け、特に駆動ピニ
オンの横向き力と、歯車側プラグ接続における望ましく
ない力の発生は十分に防がれる。従って、本発明によれ
ば、溝掘りカッタの磨耗が少なくなり、カッタの保守を
容易にすることができる。
【０００７】接続スリーブに収容される外側スパイラル
歯システムの本発明における配置は、駆動シャフトと駆
動ピニオンの間、または駆動シャフトと駆動機構の間に
設定される。
【０００８】本発明の好ましい態様においては、駆動シ
ャフトの両端は、外側スパイラル歯システムと接続スリ
ーブを含み、その一つは、駆動ピニオンに接続され、他
の一つは、駆動機構に接続される。駆動シャフトの両端
での二重の可動支持により、衝撃と捻れに有益な補償が
得られる。本発明の構成においては、駆動シャフトの駆
動側のクラッチは省かれる。このクラッチは、従来技術
では、駆動機構と駆動シャフトの間の位置関係が固定さ
れてしまうのを回避するため必要とされていたものであ
る。比較的大きな質量を持つクラッチが除かれ、駆動シ
ャフトが駆動出力に直接接続されることにより、駆動シ
ャフトの慣性モーメントに有益な効果が得られる。
【０００９】本発明の他の態様によれば、内歯システム
は、接続スリーブの全長に沿って形成され、これに対応
し形成される外側歯システムを持つ接続ジャーナルが設
けられている。外側歯システムは、駆動シャフトを向い
ていない側面から接続スリーブに突出し、それに回転方
向に固定される。この接続ジャーナルは、独立した部品
として作られ、その一方は接続スリーブの内歯システム
に整合され、他方は駆動ピニオンまたは駆動モータの出
力シャフトに整合される。
【００１０】特に、モータ駆動では所定の出力シャフト
を持つ外部部品が代表的なので、駆動機構に回転方向に
固定される接続ジャーナルの設定は有効である。
【００１１】本発明の他の態様によれば、駆動ピニオン
に回転方向に固定される接続ジャーナルの設定は有効で
ある。特に、接続ジャーナルは、駆動ピニオンと、駆動
機構の双方に設けることが可能である。
【００１２】本発明の好ましい態様では、接続ジャーナ
ルが駆動ピニオンに連結され、この接続ジャーナルは、
駆動ピニオンから遠い側の面上に窪み支持面をもつ。接
続ジャーナルの支持面の上に、駆動シャフトの軸受けシ
ールド側の端の球形状キャップを置くようにして、上記
支持面が上記キャップと連携動作を行う。溝掘りカッタ
の作動位置において、駆動シャフトは、切削輪から本来
は垂直上方に延びる。この位置においては、駆動シャフ
トは、その対向面の部分的な球形キャップにて、駆動ピ
ニオン上の接続ジャーナルの支持面上に位置し、これに
より、全ての軸方向の力は支持面により受けられる。こ
の構成によれば、他の付加的な軸方向の軸受けは不要で
ある。
【００１３】駆動シャフトの位置を正確に固定するた
め、接続ジャーナルには、接続ジャーナルの軸方向の位
置を接続スリーブに対して固定する手段が設けられる。
【００１４】最後に、本発明の好ましい態様では、駆動
機構の接続ジャーナルと、それに近接する側の駆動シャ
フト端部との間に弾性素子が設けられる。弾性素子は、
駆動シャフトの位置決めに使用される。さらに、弾性素
子の弾性は、駆動シャフトのある程度の偏り受容能力を
与える。同時に、弾性素子は、駆動機構と駆動シャフト
の間の衝撃の緩衝に使用される。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、溝掘りカッタ１０’の基
本構造を示す。軸受けシールド１２上に一対の切削輪ハ
ブ１９があり、これらは、切削輪シャフト１３により駆
動される。切削輪（図示せず）は、切削輪ハブ１９に着
脱可能に取り付けられている。軸受けシールド１２は数
個の板から構成されており、シールド中には、かさ歯車
１４が配置されている。切削輪シャフト１３はリングギ
ヤ１５に結合され、このリングギヤ１５は、リングギヤ
軸受け１６により軸受けシールド１２に回転可能に支持
されている。リングギヤ１５は、切削輪シャフト１３に
ほぼ垂直に延びる回転軸を持つ駆動ピニオン１７とかみ
合わされる。駆動ピニオン１７は、２個のピニオン軸受
け１８により、軸受けシールド１２に回転可能に取り付
けられている。
【００１６】軸受けシールド１２をできるだけ小型にす
るため、駆動機構（図示せず）は、軸受けシールド１２
の上方にある切削フレーム４０上に位置している。駆動
ピニオン１７は、第一の回転方向固定接続部（a first
rotationally fixed connection）２３’により、駆動
シャフト２０’に連結され、この駆動シャフト２０’
は、駆動ピニオン１７と実質的に同軸に、上方の駆動機
構へ延びている。駆動シャフト２０’は、チューブ２
１’による液体防止（liquid-tight）手段で囲まれてい
る。駆動シャフト２０’の上端には、第二の回転方向固
定接続部２４’が設けられ、この接続部２４’は、図示
されるように、キーとスロットによる接続である。これ
は、駆動機構から駆動シャフト２０’にトルクを伝達す
る接続素子３１’への接続のためのものである。駆動シ
ャフト２０’は、駆動シャフト軸受け２２’により切削
フレーム４０に回転可能に搭載され、液体防止用の軸受
けハウジング３０’の中に封入されている。最後に、切
削フレーム４０に保持部３２が設けられ、これにより、
溝掘りカッタ１０’が保持され、地面に形成される溝に
誘導される。
【００１７】この溝掘りカッタの駆動機構と切削輪の周
知の配置は、切削輪の間にできるだけ狭いつなぎ(bridg
e)を形成するには有利である。しかし、作動中、比較的
大きな力が、溝掘りカッタ、特に、切削フレーム４０に
作用し、結果的に、切削フレーム４０に捻れと変形が起
き得る。駆動機構、駆動シャフト２０’、駆動ピニオン
１７の相互位置の結果的な変化は、ピニオン軸受け１８
および駆動シャフト軸受け２２’に比較的高い横方向の
力を引き起こし、また、かさ歯車１４の歯に望ましくな
い力を引き起こす。このような横方向の力は、軸受けや
歯車輪の磨耗を増大させ、これは、この溝掘りカッタの
不稼働時間と、溝掘りカッタにかかる保守コストを増大
させる。
【００１８】上述の問題は、図２と図３に断面が示され
る本発明の溝掘りカッタ１０により回避される。図１に
記載され、また、プライムマーク(prime mark)の無い参
照番号が付けられた部品は、基本的に変更なしで本発明
の溝掘りカッタ１０に適用することができる。
【００１９】切削輪１１に対する切削フレーム４０の捻
れを補償するため、駆動シャフト２０は、軸受けシール
ド１２に面する下端に、外側スパイラル歯システム２６
を持つ肩部２５を含む。駆動シャフト２０の軸のまわり
に第一接続スリーブ５０が配置されており、この第一接
続スリーブ５０の内歯システム５１に駆動シャフト２０
が収容されるように、上記の外側スパイラル歯システム
２６が構成されている。外側スパイラル歯システム２６
の各々の歯または突起には、円弧がかけられており、こ
れに適した創生カム(generating cam)に従い形成されて
いる。外側スパイラル歯システム２６のアウタープロフ
ィールの最大直径は、内歯システム５１のプロフィール
の最大内径に対応する。
【００２０】内歯システム５１は、接続スリーブ５０の
全内面に沿って延びる軸方向に平行なプロフィール端を
含む。第一接続ジャーナル５２は、軸方向に平行のプロ
フィール端を持つ外歯システム５３を有し、駆動シャフ
ト２０から反対側に接続スリーブ５０の中に延びる。駆
動シャフト２０の対向する端と第一接続ジャーナル５２
は相互に接する。駆動シャフト２０の偏り動作を可能と
するため、接触面は、球形キャップ２７の形状をとり、
この球形キャップ２７は、球形キャップ２７を受けるよ
う形成される硬化支持面５６に置かれる。第一接続ジャ
ーナル５２の、支持面５６から離れた端の細経のオフセ
ット領域は、駆動ピニオン１７とのプラグイン接続部５
４を構成する。このプラグイン接続部５４は、セレーシ
ョン接続部または同様のものである。接続スリーブ５０
の第一接続ジャーナル５２上の軸方向位置は、輪形の安
全装置５５により固定される。さらに、第一接続ジャー
ナル５２の、支持面５６から離れた端は、従来の回転方
向固定接続により、駆動ピニオン１７に接続されてい
る。
【００２１】駆動シャフト２０の上端には、下端と同様
に、外側スパイラル歯システム２９を持つ第二の肩部２
８が設けられている。この外側スパイラル歯システム２
９は、形状はめあいにより、これに対応して形成された
第二接続スリーブ６０の内歯システム６１にはめあわさ
れ、それにより駆動シャフト２０の軸の回りに旋回（ス
イベル）できる回転方向固定接続が形成される。第二接
続スリーブ６０の他の側から、第二接続ジャーナル６２
が内歯システム６１にはめあわされ、同様に回転方向固
定接続が形成されている。駆動シャフト２０の上端と、
第二接続ピニオン６２の対向する端の間に、弾性素子６
７、例えばゴム板が設けられ、これにより、駆動シャフ
ト２０の偏り受容力に反対の影響を与えることなく、所
定の軸方向の力が加えられ、駆動シャフト２０の位置が
調整される。
【００２２】一方、第二接続ジャーナル６２は、駆動部
３３のモータシャフト６６に確実に接続されている。第
二接続ジャーナル６２と切削フレーム４０上のハウジン
グの間には、シール６４が設けられている。上部接続の
軸受け機能は、駆動部３３のモータシャフト６６の軸受
けにより保持されている。
【００２３】好ましい実施形態を参照して本発明を説明
したが、当業者には、本発明の範囲内で、ここに特に記
述された以外の方法により本発明を実施可能であること
は、明らかである。
【００２４】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、切削輪
と駆動機構とをつなぐ駆動シャフトの偏りが許容され、
作動中の捻れ作用が補償され、駆動ピニオンの横向き力
などの望ましくない力の発生が防がれ、これにより、磨
耗が少なくなり、装置の保守を容易にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 溝掘りカッタの基本構造を示す部分断面図で
ある。
【図２】 本発明の実施形態の溝掘りカッタの駆動シャ
フトおよびその周辺部分を示す部分断面図である。
【図３】 図２の駆動シャフトの下端およびその周辺部
分を示す拡大図である。
【符号の説明】
１０ 溝掘りカッタ、１１ 切削輪、１２ 軸受けシー
ルド、１３ 切削輪シャフト、１４ かさ歯車、１５
リングギヤ、１６ リングギヤ軸受け、１７駆動ピニオ
ン、１８ ピニオン軸受け、１９ 切削輪ハブ、２０
駆動シャフト、２６，２９ 外側スパイラル歯システ
ム、２７ 球形キャップ、３１’ 接続素子、３２ 保
持部、３３ 駆動部、４０ 切削フレーム、５０ 第一
接続スリーブ、５１，６１ 内歯システム、５２ 第一
接続ジャーナル、５３ 外歯システム、５５ 安全装
置、５６ 支持面、６０ 第二接続スリーブ、６２ 第
二接続ジャーナル、６７ 弾性素子、６６ モータシャ
フト。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E02F 5/08 E02F 5/02

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 切削フレームと、 前記切削フレーム上に配置された軸受けシールドと、 前記軸受けシールドに回転可能に取り付けられる少なく
    とも一の切削輪と、 前記軸受けシールドから離れた切削フレームに取り付け
    られ、前記少なくとも一の切削輪を駆動する駆動手段
    と、 軸受けシールドに配置される歯車と、 第１端にて前記駆動手段に接続され、第２端にて前記軸
    受けシールドの前記歯車の駆動ピニオンに接続される駆
    動シャフトであって、そのピニオンはこのシャフトと実
    質的に同軸に配置され、前記第１端および前記第２端の
    少なくとも一方に、中央が高く端が低い円弧状の表面を
    有するものである外側スパイラル歯システムを含む駆動
    シャフトと、前記駆動シャフトを前記駆動手段と前記駆動ピニオンの
    一方に連結する接続スリーブであって、この接続スリー
    ブが前記駆動シャフトに対して傾いた位置を取り得るよ
    うに前記駆動シャフトの前記外側スパイラル歯システム
    を受け入れる内歯システムを含む接続スリーブと、 を含むことを特徴とする溝掘りカッタ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の溝掘りカッタにおい
    て、 前記駆動シャフトの両端部に外側スパイラル歯システム
    および接続スリーブが含まれ、駆動シャフトの一方の端
    部は前記駆動ピニオンに連結され、他方の端部は前記駆
    動手段に連結されていることを特徴とする溝掘りカッ
    タ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の溝掘りカッタにおい
    て、 前記内歯システムは、前記接続スリーブの全長に沿って
    形成されていることを特徴とする溝掘りカッタ。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の溝掘りカッタにおい
    て、 前記駆動シャフトを向いていない側面から前記接続スリ
    ーブへ向けて突出する外歯システムを有し前記スリーブ
    に連結される接続ジャーナルを含むことを特徴とする溝
    掘りカッタ。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の溝掘りカッタにおい
    て、 前記接続ジャーナルが、前記駆動手段に連結されている
    ことを特徴とする溝掘りカッタ。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載の溝掘りカッタにおい
    て、 前記接続ジャーナルが、前記駆動ピニオンに連結されて
    いることを特徴とする溝掘りカッタ。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の溝掘りカッタにおい
    て、 前記駆動ピニオンに連結された前記接続ジャーナルは、
    前記駆動シャフト側の面上に窪んだ支持面を含み、 前記駆動シャフトは、前記接続ジャーナルの前記支持面
    上に置かれる球状キャップを含むことを特徴とする溝掘
    りカッタ。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の溝掘りカッタにおい
    て、 前記接続ジャーナルは、この接続ジャーナルの軸方向位
    置を前記接続スリーブに対して固定する手段を持つこと
    を特徴とする溝掘りカッタ。
  9. 【請求項９】 請求項５に記載の溝掘りカッタにおい
    て、 前記駆動手段に連結される前記接続ジャーナルとこれに
    近い側の前記駆動シャフトの端部との間に配置される弾
    性素子をさらに含むことを特徴とする溝掘りカッタ。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の溝掘りカッタにおい
    て、前記駆動ピニオンは、前記駆動シャフト側の面上に支持
    面を含み、 前記駆動シャフトの前記軸受けシールド側の端面が前記
    支持面の上に置かれ、 前記駆動ピニオンが前記支持面にて前記駆動シャフトを
    軸方向に支持することを特徴とする溝掘りカッタ。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の溝掘りカッタにお
    いて、 前記駆動シャフトの上側で駆動側の端部は、前記駆動手
    段のモータシャフトへの接続により、径方向に支持され
    ていることを特徴とする溝掘りカッタ。
JP9341110A 1996-12-13 1997-12-11 溝掘りカッタ Expired - Fee Related JP2951627B2 (ja)

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DE (2) DE19652022C2 (ja)
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