JP3545419B2 - カッタ、ストッパ手段、及び泥のカッタ侵入を阻止する方法 - Google Patents

Description

技術的背景
本発明はレイズボーリングヘッド（raise boring head）用のカッタに関する。このカッタは中心軸線に関して回転可能であり、そしてレイズボーリングヘッドに固定確保されているサドルにカッタのシャフトを介して装着される。このシャフトは当該サドルに固定具によって固定確保された両端部を有している。シャフトとカッタのハブとの間には、ハブをシャフトに対して相対回転可能にするために軸受手段（ベアリング手段）が配設される。シャフトとハブの間を封じるシール手段と、潤滑手段をカッタ内部に導入するための孔（ボア／孔）手段が設けられる。膨張用プラグが孔手段に装着される。この膨張用プラグは軸受手段から孔手段に進入する潤滑手段を収容するように設計される。ストッパ手段は孔手段に配設される。本発明は更に、ストッパ手段とカッタへの泥の侵入を阻止する方法とに関する。
上述のタイプのカッタが稼動するとき、軸受手段を潤滑剤、好ましくはグリースに埋没させること、即ちシャフトとカッタの間の空間をグリースで満たすことが必要である。これは、ハブをシャフトに対して相対的に回転させたときに摩擦を最小限度に抑えるために為される。カッタの寿命は、軸受手段の内部摩擦を低下させることによって許容のレベルに維持される。カッタがロックを工作するときにシャフトに対してハブが相対的に回転し、その際にカッタが重い負荷を受けたならば、多大の熱が発生する。このような状態では、シール手段がカッタの内圧に耐えられないレベルに当該内圧が達する事態が時々起きる、即ちシール手段が潰れて、グリースが軸受手段から出現する。シール手段が潰れるならば、その時点でカッタが直ぐに破壊することは容易に理解される。
本出願人のSE−Ｂ−501 854では、リーミング（穴ぐり）ヘッド用のカッタが上述の欠陥を回避する手段を具備している。当該参照は引用によって本明細書に組み込まれる。しかしながら、正常な概して乾式工作の最中に泥がカッタの外部に開いた出口を詰まらせる傾向を呈することが判明している。詰まった泥はコンクリートに似た物性を呈する。これはグリースの逃げ道が遮断されること、そして再度のグリース込めを行うにはリテーナ（保留用）プラグの分解を容易にするための、徹底的な洗浄を先行させなければならないことを意味する。
本出願人のUS−Ａ−4,448,271には、本発明に関係あるサドル用の装着システムが記述されている。
発明の目的
本発明の目的はカッタ用の装置として、これが該カッタの中心穴に泥が侵入するのを差し止め、それによってグリースが膨張するために開いているチャンネルを維持する斯ゝる装置を提供することにある。
本発明の別の目的は再度のグリース込めの前に保留用プラグの除去を容易にするカッタ用の装置を提供することにある。
本発明の目的は添付の請求項の特徴事項で付与されるカッタ用の装置によって実現される。
図面の記述
以下に、本発明に係るカッタ用の装置の１実施例が添付の図面を参照して記述されるが、当該図面において：図１はカッタの稼働状態にあるときのカッタの断面を示している；図２、３は本発明に係る装置を側面と正面図で夫々示す；図４は図１に係るカソード課題断面図を示す；図５はサドルに搭載されたカッタを斜視図で示す。
発明の詳細な説明
図１、２に係るカッタ10は縦中心軸線14を有するシャフト12を含む。シャフト12は端部12A、12Bを介してサドル（図示省略）に装着される。サドルはボーリングヘッド（図示省略）に固定確保される。ハブ16は軸受手段18、20を介してシャフト12に夫々回転可能に装着されている。軸受手段18はシャフト12の接線方向の第１環状溝22に受容され、軸受手段20はハブ16の接線方向の第２環状溝24に受容されている。ハブ16はシャフト12とハブ16に夫々設けてある接線方向の第３と第４の環状溝28、30と共同する、好ましくはボール形態の、ロック手段26によってシャフト12に対して軸方向へ係留（ロック）されている。
ハブ16とシャフト12の軸方向端の間において、カッタ10はグリースやオイル等の潤滑剤がカッタ10の内部から漏洩する事態を阻止するシール手段33を支持するシール保留手段32をカッタ両端において具備している。両シール保留手段32は第１逃げ孔34を備えており、当該逃げ孔34はグリースの当該孔34からの漏洩を阻止するように当該孔34に装着された錐体プラグ36を有している。第１逃げ孔34の機能は以後に詳しく説明する。
図１、４に係るカッタ10はシャフト12の１端部12A、即ち開示の例ではハブ16が最小径を有しているシャフト12の端部、から延在する軸孔38を具備している。軸孔38はシャフト12の全長の約半分の寸法を有している。シャフト端部12Aの近くの軸孔38の外端は軸孔の残部よりも幾分大きな直径の第１部分38Aを有している。軸孔38の内端の近くには、概して半径方向の孔40が軸孔38から第３溝28まで延在している。該孔40はロック手段26のボールを取付けるために使用される。ボールが装着されると、ボールプラグ42とスペーサプラグ44は当該両プラグ42、44がロック手段26と軸孔38に滑動可能に嵌合装着された充填プラグとの間に共に延在する状態で以って孔40に装着される。充填プラグとグリース込め処置は本明細書に参考情報として組み込まれる本出願人のSE−Ｂ−501 854にはもっと詳しく説明されている。
ボール用プラグ42はその縦中心軸線から偏位している２つの軸方向へ延在する孔48を具備し、他方スペーサ用プラグ44は１つの軸方向に延在する中心孔50を具備している。ボール用プラグ42の孔48が偏位する理由はロック手段26のボールとボール用プラグとの接触面域でグリースのロック手段へ、更には軸受手段18、20へ、の進入が阻止されないようにするためである。
充填用プラグはグリース込めの後に除去され、充填用プラグに比べて短い長さを有する膨張用プラグ52によって置き換えられる。膨張用プラグは滑動可能な嵌合状に装着される。しかしながら、膨張用プラグ52は外側でスナップリング54によって軸方向変動を抑えるように固定確保される。膨張用プラグ52は減径の中間部56を有し、その結果として環状拡張空間（スペース）57が減径部56と軸孔38の壁の間に設けられる。膨張用プラグ52はその前端で、軸孔38の底面に凭れている、即ち当接している。膨張用プラグ52はその後端で、第１中心凹所60に接続している圧逃がし弁（安全弁）58を具備している。この凹所60は軸孔38に対する膨張用プラグ52の出し入れを容易にするために、ネジ切りされている。好ましくは、ネジは寸法24のものである。凹所60は更に、膨張用プラグ52の外位端に向けて開いている第２中心凹所61に接続されている。
切り粉やゴミによって弁58と軸孔38が詰まる事態の阻止が容易になるように、ストッパ或いはキャップ62が膨張用プラグ52の外位端を覆う。このキャップ62は概して円筒形のシャンク部63とフランジ部64を含んで成る。膨張用プラグ52は、その第２凹所61の方へ開いているシャンク部63における第１シャンク部分63Aの自由端の方へ開いた第３中心凹所65を有している。第３凹所65は第２シャンク部分63Bにおいて中心軸線14に対して実質的に直角にキャップ62を横切る第１貫通孔66に接続している。貫通孔66の中心線は中心軸線14に対して実質的に偏位状に延在している、即ち貫通孔66の中心線は中心軸線14と交差していない。貫通孔66は直径D1を有し、キャップ62の実質的に平坦な前面68から距離L1の個所に配位している。直径D1は約18mmであり、距離L1は約18mmである。前面68は好ましくは中心軸線14に対して直角であり、且つ対立する後面72と平行な平坦面である。第２シャンク部分63Bの直径は第１シャンク部分63Aの直径より大きい。キャップ62はシャンク部の包絡面に沿って接線方向へ延在する、適切な態様では凹所65の半径方向外側で延在する溝67を有している。溝67は軸孔38をゴミに対して封止て且つキャップ62を取付けの際に位置決めする為のＯ−リング73を保持するようになっている。フランジ部64は中心軸線14に対して実質的に直角に延在し、実質的に半円の基本形を有している。フランジ部64は軸孔38のオリフィスを覆う。実質的に平坦なベベル（斜面）69がフランジ部64を押し切って進み、前面68に鋭角αで接続している。この角度αは約15゜である。ベベル69はこれを囲むシャンク端部12Aのベベルと面一に配位し、それによってカッタ10のハンドリングの際の格別の空間を残せるようになっている。
カッタボルト或いはネジ70はシャンク端部12Aの第２孔71に挿入し、第１貫通孔66を通り、そして更にサドル端部12Aのネジ孔（図示省略）に挿入されるように設けられる。ネジは、これと貫通孔66並びに第２孔71との間に隙間が生じるように両孔の直径よりも５〜20％、好ましくは約10％だけ小さい、直径D2を有している。この隙間はカッタ10の外部に向けたグリース用チャンネルとして機能する。
カッタ10は次の仕方で装着される。膨張用プラグ52をスナップリング54によって軸孔38に固定確保した後、Ｏ−リング73を担持したキャップ62のシャンク部63を軸孔38の第１部分38Aに挿入する。Ｏ−リング73は軸孔38に達したとき、当該軸孔38と第１部分38Aの直径差の所為で圧縮される。その位置で、第１孔66を概して第２孔71を基準に位置付け、その後にキャップを手でフランジ部の後面72がサドル端部12Aの前面と係合するまで内方へ更に特定の距離に亘って押すことが適切である。当該距離は上記隙間より大きい。今や、第１孔66は第２孔と整合したので、ネジ70は両孔を通じて挿入し、そして締めることが可能になった。キャップ62の取付け位置は図５に図解されている。
本発明に係る装置は次の仕方で機能する。カッタ10は稼働状態にあるとき、回転し、重い負荷を受ける。これは、摩擦の所為で熱が軸受手段18、20並びにカッタ10のロック手段26に発生し、その結果グリースも加熱されることを意味する。グリースは加熱されると、膨張し、そしてシール保留手段（リテーナ）32がハブ16とシャフト12の間にグリースの漏洩する事態を阻止するので、グリースが拡張空間57に進入する。当該空間57がグリースで満たされる程度にグリースが膨張したならば、その時点でグリースは逃がし弁58、及び凹所60、61、65を通り、更にネジ70と孔71の間の隙間（ギャップ）を通じて排出することが出来る。グリースは好ましくはサドル端部12Aの下にあるナット74の方へ向けて系外に排出する。鋸歯付きワッシャ75は膨張グリースのための系外に至るチャンネルを提供する。しかしながら、正常な状態では、膨張用空間57はグリースの膨張を吸収するのに十分なものであるべきである。この構成は圧逃がし弁58と孔38Aを詰まらす切り粉／ゴミを有効に阻止する。

Claims (7)

1. ボーリングヘッド用のカッタであって、当該カッタ（10）は中心軸線（14）周りに回転可能であり且つ該カッタ（10）のシャフト（12）を介して該ボーリングヘッドに固定確保されているサドルに装着されており、当該シャフト（12）は両端部（12A,12B）を有し、該サドルに固定手段（70）によって固定確保され、当該ハブ（16）を該シャフト（12）に対して相対回転可能にするために該シャフト（12）と該カッタ（10）のハブ（16）との間に設けられた軸受手段（18、20）と、該シャフト（12）と該ハブ（16）との間を封じるためのシール手段（33）と、潤滑手段を該カッタ（10）の内部に導入するための孔手段（38）とが配設されており、膨張用プラグ（52）が該孔手段（38）に装着され、当該膨張用プラグ（52）が該軸受手段（18、20）から該孔手段（38）に進入する潤滑手段を収容するように設計されており、該孔手段（38）にはストッパ手段（62）が配設されているボーリングヘッド用のカッタにおいて、
   前記ストッパ手段（62）が前記固定手段（70）の１部を包み込み、前記ストッパ手段（62）が前記孔手段のオリフィス（38A）への泥の侵入を阻止するように配置されていることを特徴とするボーリングヘッド用のカッタ。
2. 前記ストッパ手段（62）がグリースの膨張を促進するチャンネルの中間部分を形成することを特徴とする、請求項１に記載のカッタ。
3. 前記ストッパ手段（62）は略円筒形のシャンク部（63）とフランジ部（64）とを有しており、当該シャンク部（63）は前記中心軸線（14）に対して略直角の方向に前記ストッパ手段（62）を横断し貫通する第１の孔（66）を有し、当該第１の孔は前記固定手段（70）を受容するものであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のカッタ。
4. 前記固定手段（70）は第１の孔（66）の第１の直径（D1）並びに前記サドルの端部（12A）に形成された第２の孔（71）の直径より小さい第２の直径（D2）を有し、前記固定手段と当該孔との間に隙間を作るようになっており、当該隙間が前記カッタ（10）の外部に向かうグリース用チャンネルを提供することを特徴とする、請求項３に記載のカッタ。
5. 前記膨張用プラグ（52）はその１端に凹所（60、61、65）を介して前記隙間と連通した圧逃がし弁（58）を具備していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカッタ。
6. 前記ストッパ手段（62）は前記孔手段（38）に装着されたときに圧縮されるＯ−リングを含んで成る、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のカッタ。
7. ボーリングヘッド用のカッタであって、当該カッタ（10）は中心軸線（14）周りに回転可能であり且つ該カッタ（10）のシャフト（12）を介して該ボーリングヘッドに固定確保されているサドルに装着されており、当該シャフト（12）が該サドルに固定手段（70）によって固定確保される両端部（12A,12B）を有し、潤滑手段を該カッタ（10）の内部に導入するための孔手段（38）が配設されており、膨張用プラグ（52）が該孔手段（38）に装着され、当該膨張用プラグ（52）が該軸受手段（18、20）から該孔手段（38）に進入する潤滑手段を収容するように設計されているボーリングヘッド用のカッタに関し、その内部を泥が汚染する事態を阻止する方法において、
   当該方法は、外部Ｏ−リング（73）を具備したストッパ手段（62）を前記孔手段（38、38A）に押し込む工程と、該ストッパ手段が該孔手段のオリフィス（38A）を覆うのと概略同時に前記Ｏ−リングを圧縮する工程とを含み、前記シャフト端部（12A）は、前記ストッパ手段（62）を正しい位置に係留のと概略同時に、前記サドルに前記固定手段（70）によって固定されることを特徴とするボーリングヘッド用のカッタの内部を泥が汚染する事態を阻止する方法。

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