JP3758816B2 - Disc cutter device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクカッタ装置に関し、より詳しくはカッタヘッドの前面に設けられて出代が調整できるようにされたディスクカッタ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、トンネル掘削機においては、シールド本体の前部にカッタヘッドが回転自在に取り付けられるとともに、このカッタヘッドの前面に多数個のディスクカッタが回転自在に取り付けられてなり、カッタヘッドの回転に伴いディスクカッタが自転することで前方の切羽が掘削されるようになっている。
【0003】
ところで、この種のトンネル掘削機では、カッタヘッドの外周側に設けられるディスクカッタの出代を調整する出代調整機構が設けられていて、曲線施工時のように余掘りを必要とする場合にその出代調整機構によってディスクカッタの出代を大きくするようにされている。従来、この出代の調整は、チャンバー内に作業者が入って手作業によりシム調整を行うことによりなされていた。このため、作業に危険が伴うとともに、作業効率が極めて悪いという問題点があった。
【0004】
そこで、このディスクカッタの出代調整を容易に行えるようにしたものが従来よりいろいろと提案されている。例えば実開平5−27197号公報においては、図8に示されているように、コピーディスクカッタ組立体51が取り付けられたカッタケース52を4本の油圧ジャッキ53により移動させるようにしたものが開示されている。また、例えば特開平8−193494号公報においては、図9に示されているように、ディスクカッタ61をジャッキ62の伸縮ロッド63先端に直接、回転自在に支持するようにしたものが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記前者の公報(実開平5−27197号公報)に記載のものでは、4本の油圧ジャッキによってカッタケースを移動させるように構成されているために、全ての油圧ジャッキを同期させて移動させるのが極めて困難であって、この同期操作がうまくできない場合にカジリが発生するという問題点がある。
【0006】
一方、前記後者の公報(特開平8−193494号公報)に記載のものでは、1本のジャッキによってディスクカッタを移動させる構成であるために、前述のような同期操作についての問題点を解消することは可能であるが、ディスクカッタとジャッキとを含めた長手方向長さが極めて長くなって、カッタヘッドチャンバー内に飛び出してしまい、このチャンバー内に設置されているスクリューコンベア等に干渉するといった問題点がある。特に、この後者の出代調整機構は、機内の他の部材との干渉の問題から、外径が3m未満のトンネル掘削機(例えば小口径のセミシールドやシールド掘進機等)には適用することができない。
【0007】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、複数個のジャッキを用いることなく、しかも極めてコンパクトな構造にして小口径のトンネル掘削機にも装着することのできるディスクカッタ装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明によるディスクカッタ装置は、
カッタヘッドの前面に設けられるディスクカッタ装置において、
(a)ディスクカッタ本体、
(b)このディスクカッタ本体が取り付けられる外周面が略円筒形状の台座、
(c)この台座の外周部に設けられその台座を軸線方向に摺動自在に支持するホルダおよび
(d)前記台座の外周面と前記ホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に油圧を供給して前記台座を前記ホルダに対して摺動させる油圧供給手段
を備えることを特徴とするものである。
【0009】
本発明においては、ホルダの内周面に沿って外周面が略円筒形状の台座が配され、この台座にディスクカッタ本体が取り付けられていて、台座の外周面とホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に油圧供給手段により油圧が供給されることで、台座がホルダに対して軸線方向に摺動される。このようにディスクカッタ本体を支持する台座をピストンとし、ホルダをシリンダとしてディスクカッタ本体の出代を調整するように構成されているので、この出代調整機構としてのジャッキがカッタヘッドチャンバー内へ飛び出る従来構造のものに比べて極めてコンパクトな構造とすることができ、小口径トンネル掘削機に対しても装着することが可能となる。また、1つのディスクカッタ本体に対して複数個のジャッキを設ける必要もないので、ディスクカッタ本体の出し入れ時にカジリ等の不具合が発生することもなくスムーズな出し入れが可能である。さらに、本発明によれば、ディスクカッタ本体の機内側にジャッキ等の邪魔になる部材がないので、このディスクカッタ本体の着脱を容易に行うことができる。
【0010】
本発明においては、さらに、前記ホルダに対して前記台座がその軸線に直交する平面内で回動するのを防止する回り止め手段が設けられるのが好ましい。このような回り止め手段を設けることで、台座、言い換えればディスクカッタ本体をホルダに対して強固に固定することができ、このディスクカッタ本体がホルダに対して不用意に動いたりするのを確実に防止することができる。
【0011】
また、前記ディスクカッタ本体が前記台座に組み付けられるとともに、前記ホルダに前記台座が組み付けられて、これらディスクカッタ本体,台座およびホルダが一体化され、この一体化された組立体が前記ホルダを貫通するボルトによって前記カッタヘッドに取り付けられる構造とするのが好適である。このような構造によれば、ディスクカッタ本体,台座およびホルダを予めサブアッセンした状態で、カッタヘッドに取り付けることができるので、このディスクカッタ装置のカッタヘッドへの取り付け作業を極めて簡素化することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるディスクカッタ装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0013】
図1は、本発明の一実施例に係るディスクカッタ装置を装着したシールド掘進機の縦断面図、図2は、同シールド掘進機の正面図である。
【0014】
本実施例のシールド掘進機1においては、シールド本体2の前部にカッタヘッドサポート3が固定され、このカッタヘッドサポート3に軸受4を介してカッタヘッド5が回転自在に支承されている。このカッタヘッド5の前面には多数個のディスクカッタ装置6が配されている。また、シールド本体2には隔壁7が固定され、この隔壁7と前記カッタヘッド5との間には、掘削土砂を取り込むためのチャンバー8が画成されている。
【0015】
前記ディスクカッタ装置6のうち、カッタヘッド5の外周側に設けられるディスクカッタ装置6(本実施例では、図2で符号6A,6B,6Cで示す3個のディスクカッタ装置)には、出代調整機構(嵩上げ機構)9が設けられている。以下、この出代調整機構9の詳細構造を、図3(ディスクカッタ装置の断面図),図4(図3のA矢視図)および図5(図3の要部拡大図)を参照しながら説明する。
【0016】
この出代調整機構9は、ディスクカッタ本体10が支持される台座11と、この台座11の外周部に設けられるホルダ12とを備える構造とされている。台座11は、外周面が略円筒形状で、内周面に中央へ向けて突出する複数個(本実施例では4個)の受け座11aを有しており、これら受け座11aに前記ディスクカッタ本体10が載置されて下方からボルト13により固定されるようになっている。一方、前記ホルダ12は、前記台座11の外周面と摺接するように配され、このホルダ12を貫通する複数本(本実施例では16本)のボルト14によってカッタヘッド5に固定されている。なお、ホルダ12の各部材間は4本のボルト15によって互いに固定されている。
【0017】
前記台座11の外周面にはスプライン歯16が設けられ、このスプライン歯16がホルダ12内周面の溝部に嵌合することで、小さな面圧でホルダ12に対する台座11の回り止めができる構造とされている。また、ホルダ12には2系統のオイル通路17,18が形成され、各オイル通路17,18が、台座11,ホルダ12の摺動面に形成されるチャンバー19,20にそれぞれ開口することで、ホルダ12をシリンダとし台座11をピストンとして、ホルダ12に対して台座11、言い換えればディスクカッタ本体10が前後方向(図5で矢印B−C方向)に移動できるようにされている。なお、これらホルダ12と台座11との摺接面には、オイルシールとしてのピストンシール21並びにUパッキン22,23と、ダストシールとしてのUパッキン24,25が介挿されている。また、ホルダ12を構成する各部材間にはOリング26,27が介挿されている。
【0018】
このように構成されているディスクカッタ装置6において、通常の掘進時には、オイル通路18を介してチャンバー19に油圧が供給されているために、台座11(ディスクカッタ本体10)はホルダ12に対して収縮した位置(図3で実線で示す位置)にある。この状態で、カッタヘッド5を回転させながらシールド本体2を前進させることにより、前方の切羽はディスクカッタ装置6のディスクカッタ本体10により掘削され、掘削土砂はチャンバー8内に取り込まれてスクリューコンベア28により後方へ搬出される。
【0019】
次に、曲線施工時のように余掘りを必要とする場合には、図示されない油圧供給手段よりオイル通路17を介してチャンバー20内に油圧が供給される。これによって、ホルダ12に対して台座11、言い換えればディスクカッタ本体10が嵩上げ量δだけ前進され、曲線施工に必要な余掘り量が容易に確保される。この場合、図2に示される3つのディスクカッタ装置6A,6B,6Cの各嵩上げ量は、それぞれカッタヘッド5の回転方向に沿って順次大きくなるように設定するのが余掘りをよりスムーズに行う上で好ましい。
【0020】
本実施例において、ディスクカッタ装置6のカッタヘッド5への組み付けに際しては、まずディスクカッタ本体10をボルト13によって台座11に固定するとともに、この台座11をホルダ12に組み付けることで、これらディスクカッタ本体10,台座11およびホルダ12をボルト15により一体化し、この一体化された組立体をホルダ12を貫通するように設けられるボルト14によってカッタヘッド5に取り付けるようにする。こうすることで、ディスクカッタ本体10,台座11およびホルダ12を予めサブアッセンした状態でカッタヘッド5に取り付けることができ、現場でディスクカッタの構成部材を組立てながら直接取り付けるといった煩雑な作業が不要になって、ディスクカッタ装置6のカッタヘッド5への取り付け作業を極めて簡素化することができる。
【0021】
また、ディスクカッタ本体10のみを交換する場合には、このディスクカッタ本体10を固定しているボルト13を外すことで、カッタヘッド5の前方側へ容易に取り外すことができ、またボルト13を外した状態で、ディスクカッタ本体10を90°回動させて機内側へも容易に取り外すことができる。
【0022】
以上のように、本実施例によれば、ディスクカッタ本体10を支持する台座11をピストンとし、ホルダ12をシリンダとしてディスクカッタ本体10の出代を調整するようにされているので、この出代調整機構としてのジャッキがカッタヘッドチャンバー内へ飛び出る従来構造のものに比べて極めてコンパクトな構造とすることができる。したがって、小口径トンネル掘削機に適用して好適なディスクカッタ装置を得ることができる。また、1つのディスクカッタ本体10に対して複数個のジャッキを設ける必要もないので、これら複数個のジャッキが同期操作できない場合に生じるカジリ等の不具合の発生を回避することができる。さらに、ディスクカッタ本体10として、従来一般に使用されているものをそのまま用いることができるという利点も有している。
【0023】
図6,図7には、本発明の他の実施例に係るディスクカッタ装置が示されている。
【0024】
先の実施例においては、ホルダ12に対する台座11の回り止め構造として、スプライン嵌合を用いるものを説明したが、本実施例においては、台座11の外周面の下部に内側へ窪む平面視八角形の段部11bを形成し、この段部11bに嵌合するようにホルダ12の下面に八角形の回り止め板29をボルト30で固定するように構成している。なお、これ以外の点については、先の実施例と基本的に異なるところがない。したがって、先の実施例と共通する部分に同一符号を付すに止めてその詳細な説明を省略するものとする。
【0025】
本実施例の構造によっても、先の実施例と同様の作用効果を奏するものである。本実施例において、回り止め板29の形状は、八角形に限る必要はなく、その他の多角形とすることができる。
【0026】
なお、ホルダ12に対する台座11の回り止め構造としては、前述のスプライン嵌合によるもの、多角形板によるもののほか、キーとキー溝との嵌合によるものなどいろいろな変形例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施例に係るディスクカッタ装置を装着したシールド掘進機の縦断面図である。
【図2】図2は、本実施例のシールド掘進機の正面図である。
【図3】図3は、本実施例のディスクカッタ装置の断面図である。
【図4】図4は、図3のA矢視図である。
【図5】図5は、図3の要部拡大図である。
【図6】図6は、本発明の他の実施例に係るディスクカッタ装置の断面図である。
【図7】図7は、図6のA矢視図である。
【図8】図8は、従来のディスクカッタ装置を示す図である。
【図9】図9は、従来の他のディスクカッタ装置を示す図である。
【符号の説明】
1 シールド掘進機
2 シールド本体
3 カッタヘッドサポート
4 軸受
5 カッタヘッド
6,6A,6B,6C ディスクカッタ装置
7 隔壁
8 チャンバー
9 出代調整機構(嵩上げ機構)
10 ディスクカッタ本体
11 台座
11a 受け座
12 ホルダ
13,14,15 ボルト
16 スプライン歯
17,18 オイル通路
19,20 チャンバー
21 ピストンシール
22,23,24,25 Uパッキン
26,27 Oリング
28 スクリューコンベア
29 回り止め板
30 ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disc cutter device, and more particularly to a disc cutter device provided on the front surface of a cutter head so that the allowance can be adjusted.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a tunnel excavator, a cutter head is rotatably attached to the front part of a shield body, and a large number of disk cutters are rotatably attached to the front surface of the cutter head. As the cutter head rotates, As the disc cutter rotates, the front face is excavated.
[0003]
By the way, this type of tunnel excavator is provided with a feed allowance adjustment mechanism that adjusts the allowance of the disc cutter provided on the outer peripheral side of the cutter head, and when extra excavation is required as in curved construction. The turn allowance adjustment mechanism increases the allowance of the disc cutter. Conventionally, the adjustment of the allowance has been performed by manually adjusting the shim after an operator enters the chamber. For this reason, there are problems that work is dangerous and work efficiency is extremely poor.
[0004]
Various proposals have been made in the past to make it easy to adjust the allowance of the disc cutter. For example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-27197, as shown in FIG. 8, a
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former publication (Japanese Utility Model Publication No. 5-27197), since the cutter case is moved by four hydraulic jacks, all the hydraulic jacks are moved in synchronization. There is a problem in that galling occurs when this synchronization operation is not successful.
[0006]
On the other hand, in the latter publication (Japanese Patent Laid-Open No. 8-193494), since the disk cutter is moved by one jack, the above-mentioned problems regarding the synchronization operation are solved. Although it is possible, the length in the longitudinal direction including the disc cutter and jack becomes extremely long, and it jumps out into the cutter head chamber and interferes with the screw conveyor installed in the chamber. There is a point. In particular, this latter adjustment mechanism should be applied to tunnel excavators with an outer diameter of less than 3 m (for example, small-diameter semi-shields and shield machines) due to the problem of interference with other members in the machine. I can't.
[0007]
The present invention has been made to solve such a problem, and is a disc cutter that can be mounted on a small-diameter tunnel excavator without using a plurality of jacks and having a very compact structure. The object is to provide an apparatus.
[0008]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to achieve the foregoing object, a disc cutter device according to the present invention comprises:
In the disc cutter device provided on the front surface of the cutter head,
(A) Disc cutter body,
(B) a pedestal having a substantially cylindrical outer peripheral surface to which the disc cutter body is attached;
(C) a holder provided on the outer peripheral portion of the pedestal and supporting the pedestal so as to be slidable in the axial direction; and (d) in a chamber formed between the outer peripheral surface of the pedestal and the inner peripheral surface of the holder. A hydraulic supply means is provided for supplying hydraulic pressure to slide the pedestal with respect to the holder.
[0009]
In the present invention, a pedestal having a substantially cylindrical outer peripheral surface is disposed along the inner peripheral surface of the holder, and the disc cutter body is attached to the pedestal, and between the outer peripheral surface of the pedestal and the inner peripheral surface of the holder. The hydraulic pressure is supplied into the chamber formed by the hydraulic pressure supply means, whereby the pedestal is slid in the axial direction with respect to the holder. In this way, the pedestal that supports the disc cutter main body is used as a piston, and the holder is used as a cylinder to adjust the allowance of the disc cutter main body. Therefore, the jack as the allowance adjustment mechanism jumps into the cutter head chamber. Compared to the conventional structure, the structure can be made extremely compact and can be mounted on a small-diameter tunnel excavator. In addition, since it is not necessary to provide a plurality of jacks with respect to one disc cutter body, smooth insertion and removal is possible without causing problems such as galling when the disc cutter body is put in and out. Furthermore, according to the present invention, since there is no obstructing member such as a jack on the inside of the disc cutter main body, the disc cutter main body can be easily attached and detached.
[0010]
In the present invention, it is preferable that a detent means for preventing the pedestal from rotating in a plane orthogonal to the axis of the holder is provided. By providing such a detent means, the pedestal, in other words, the disc cutter main body can be firmly fixed to the holder, and it is ensured that the disc cutter main body moves inadvertently with respect to the holder. Can be prevented.
[0011]
The disc cutter main body is assembled to the pedestal, and the pedestal is assembled to the holder so that the disc cutter main body, the pedestal and the holder are integrated, and the integrated assembly penetrates the holder. It is preferable that the structure is attached to the cutter head by a bolt. According to such a structure, the disc cutter main body, the pedestal, and the holder can be attached to the cutter head in a sub-assembled state in advance, so that the operation of attaching the disc cutter device to the cutter head can be greatly simplified. .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of the disk cutter device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shield machine equipped with a disk cutter device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the shield machine.
[0014]
In the
[0015]
Among the
[0016]
The
[0017]
[0018]
In the
[0019]
Next, when extra digging is required as in curve construction, hydraulic pressure is supplied into the
[0020]
In this embodiment, when assembling the
[0021]
When only the disc cutter
[0022]
As described above, according to the present embodiment, since the base 11 that supports the
[0023]
6 and 7 show a disk cutter device according to another embodiment of the present invention.
[0024]
In the previous embodiment, the structure using spline fitting has been described as the detent structure of the
[0025]
Also according to the structure of the present embodiment, the same operational effects as the previous embodiment can be obtained. In the present embodiment, the shape of the rotation stopper plate 29 is not limited to an octagon, and may be another polygon.
[0026]
The rotation prevention structure of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shield machine equipped with a disk cutter device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the shield machine according to the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the disk cutter device of the present embodiment.
FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 3;
FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 3;
FIG. 6 is a cross-sectional view of a disk cutter device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a conventional disk cutter device.
FIG. 9 is a diagram showing another conventional disk cutter device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
10
Claims (3)
(a)ディスクカッタ本体、
(b)このディスクカッタ本体が取り付けられる外周面が略円筒形状の台座、
(c)この台座の外周部に設けられその台座を軸線方向に摺動自在に支持するホルダおよび
(d)前記台座の外周面と前記ホルダの内周面との間に形成されるチャンバー内に油圧を供給して前記台座を前記ホルダに対して摺動させる油圧供給手段
を備えることを特徴とするディスクカッタ装置。In the disc cutter device provided on the front surface of the cutter head,
(A) Disc cutter body,
(B) a pedestal having a substantially cylindrical outer peripheral surface to which the disc cutter body is attached;
(C) a holder provided on the outer peripheral portion of the pedestal and supporting the pedestal so as to be slidable in the axial direction; and (d) in a chamber formed between the outer peripheral surface of the pedestal and the inner peripheral surface of the holder. A disc cutter apparatus comprising hydraulic pressure supply means for supplying hydraulic pressure to slide the pedestal relative to the holder.
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