JP3885333B2 - Cutter structure of shield machine - Google Patents

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茂男 藤井
俊夫 鈴木
晴雄 能手
克美 門田
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビットの背面摩耗を防止して長寿命化を図ったシールド掘進機のカッタ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7に示すように、シールド掘進機aは、筒体状に形成されたシールドフレームbとそのシールドフレームb内を前後に仕切る隔壁cとからなるシールド本体dに、切羽を掘削するためのカッタeを正逆回転自在に取り付けて構成されている。カッタeは、図8に示すように、回転中心部fから放射状に延出された複数のカッタスポークgを有し、駆動モータhによって正回転方向(以下図8にて時計回りを正回転方向とする)または逆回転方向に駆動される。
【0003】
各カッタスポークgには、図9にも示すように、カッタeの正回転方向Aに刃部iを有する正回転用ビットjと、カッタeの逆回転方向に刃部kを有する逆回転用ビットlとが、それぞれ径方向に沿って取り付けられている。正回転用ビットjはカッタeが正回転されたときに切羽mを掘削し、逆回転用ビットlはカッタeが逆回転されたときに切羽mを掘削する。従来、上記正回転用ビットjと逆回転用ビットlとは、カッタスポークgに同じ高さに固設されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように正回転用ビットjと逆回転用ビットlとが同じ高さに固設されていると、図9に示すように、例えばカッタeを正回転方向Aに回転させて切羽mを掘削する場合、正回転用ビットjで切り込んだ切羽面nに逆回転用ビットlの背面部が擦り付けられ、逆転用ビットlの背面部が摩耗してしまう。すなわち、この場合、切羽mを掘削する正回転用ビットjが摩耗するのみならず、実質的には掘削していない逆転用ビットlをも同時に摩耗してしまう。これをビットlの背面摩耗という。逆に、カッタeを逆回転させて切羽mを掘削する場合には、逆転用ビットlのみならず、正回転用ビットjの背面部も同時に摩耗してしまう。
【0005】
ビットj、lは、その刃部i、k側が切羽mに切り込むように使用されてこそ適正な掘削能力を発揮でき、それとは逆方向に使用されると掘削能力は殆ど発揮できず摩耗のみが生じてしまうからである。このように、正回転用ビットjと逆回転用ビットlとが同じ高さに固設されていると、カッタeの回転方向に拘らず、切羽mへの掘削作用を発揮するビットj、 (l) のみならず実質的に切羽mを掘削しない方のビットl、 (j) の背面部が常に切羽に擦り付けられて摩耗するため、結果的に常に両ビットj、lが摩耗することとなってビットj、lの寿命が短くなり、長距離掘進を妨げる原因となっていた。
【0006】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、正回転用ビットおよび逆回転用ビットの背面部の摩耗を防止してビットの長寿命化を図ったシールド掘進機のカッタ構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るシールド掘進機のカッタ構造は、シールド本体の前部に設けられ正回転方向または逆回転方向に駆動されるカッタ回転体と、該カッタ回転体にその径方向に延出して形成されたロッド部と、該ロッド部に所定範囲で回動自在に被嵌されたカバー部と、該カバー部に取り付けられ上記カッタ回転体の周方向に間隔を隔てて配置された正回転用ビットおよび逆回転用ビットとを備えたシールド掘進機のカッタ構造であって、上記カバー部が、上記ロッド部を覆うように上記径方向に沿って細長い有底円筒状に形成され、上記正回転用ビット及び逆回転用ビットが、上記有底円筒状のカバー部に夫々その長手方向に間隔を隔てて複数配設されると共に、そのカバー部に夫々ビット取付台を介して切羽側に突出させて取り付けられたものである。
【0008】
本発明によれば、例えばカッタ回転体を正回転方向に駆動すると、カバー部に設けられた正回転用ビットが切羽を切り込み、その反力を受けてカバー部がシーソの如く後方に傾くため、逆回転用ビットが切羽から離間する。逆に、カッタ回転体を逆回転方向に駆動すると、カバー部に設けられた逆回転用ビットが切羽を切り込み、その反力を受けてカバー部が前記とは逆方向にシーソの如く傾くため、正回転用ビットが切羽から離間する。
【0009】
このように、カッタ回転体を正回転させたときには正回転用ビットのみが切羽を掘削して逆回転用ビットが切羽から離間し、カッタ回転体を逆回転させたときには逆回転用ビットのみが切羽を掘削して正回転用ビットが切羽から離間するので、従来問題となっていた各ビットの背面部の摩耗が防止され、ビットの長寿命化を図ることができる。また、上記揺動体の傾きは、各ビットの切羽からの反力によって自動的に為されるので、専用アクチュエータは基本的に不要である。
【0012】
また、上記カバー部を上記ロッド部に対して回動させるためのアクチュエータを備えてもよい。こうすれば、切羽からの反力を当てにすることなく、カッタ回転体と揺動体とを確実に回動させることができるので、実質的に掘削しない側のビットを切羽から確実に離間させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0014】
図1に示すように、シールド掘進機1は、筒体状に形成されたシールドフレーム2とその内部を前後に仕切る隔壁3とからなるシールド本体4を有する。シールドフレーム2には、既設セグメント5に反力をとってシールド本体4を前進させる推進ジャッキ6が設けられ、隔壁3には、掘削土砂を坑内に搬送するスクリューコンベヤ7が取り付けられている。
【0015】
隔壁3には、駆動モータ8の回転方向を切り換えることによって正回転方向または逆回転方向に駆動されるカッタ回転体9が、図示しない軸受およびシール等を介して取り付けられている。カッタ回転体9は、図3にも示すように、隔壁3に軸支された回転軸部10と、その前端に設けられた取付座部11と、取付座部11から周方向に所定間隔を隔てて径方向外方に延出されたロッド部12とからなる。ロッド部12は、本実施形態では図2に示すように90度間隔で4本設けられているが、この間隔および本数に限られるものではなく、2本以上であれば何本でもよい。
【0016】
ロッド部12には、カッタ回転体9の周方向にシーソの如く所定範囲で自在に揺動する揺動体として、図3(a),(b) に示すように有底円筒状に形成されたカバー部13が所定範囲で回動自在に被嵌されている。カバー部13とロッド部12との間には、リング状の抜止部材14が設けられていると共に、シール部材15が設けられている。カバー部13のロッド部12に対する揺動範囲(回動範囲)は、ロッド部12に取り付けられたキー16と、カバー部13に形成されたキー溝17とからなるストッパ機構18によって、所定範囲に規制されるようになっている。
【0017】
キー16は、ロッド部12の軸方向(カッタ回転体9の径方向)に沿って形成されており、ロッド部12に形成された係合溝19に装着・固定されている。他方、キー溝17は、カバー部13の内周面にその軸方向(カッタ回転体9の径方向)に沿って形成されており、図4(a),(b),(c) に示すようにキー16を所定範囲で周方向に移動自在に収容するような溝幅に形成されている。すなわち、図4(b) に示すようにカバー部13が時計回りに回動したときにはキー16の左端がキー溝17の左端に当接して回動が規制され、図4(c) に示すようにカバー部13が反時計回りに回動したときにはキー16の右端がキー溝17の右端に当接して反時計回りの回動が規制される。
【0018】
かかる回動範囲は、図4(b) に示すようにカバー部13が時計回りに回動したときに正回転用ビット20のみが切羽21に接触して逆回転用ビット22が切羽21から離間すると共に、図4(c) に示すようにカバー部13が反時計回りに回動したときに逆回転用ビット22のみが切羽21に接触して正回転用ビット20が切羽21から離間するように設定されている。上記正回転用ビット20および逆回転用ビット22は、図4(a) に示すように、カバー部13の切羽21の対向部分に、カッタ回転体9の周方向(回転方向A、B)に所定間を隔てて取り付けられている。
【0019】
詳しくは、カバー部13の切羽21の対向部分には、カッタ回転体9の正回転方向A(図2にて時計方向)の上流側に正回転用ビット20(図2にて斜線で示す)が取り付けられていると共に、カッタ回転体9の逆回転方向B(図2にて反時計方向)の上流側に逆回転用ビット22が取り付けられている。正回転用ビット20は、カッタ回転体9を正回転方向に回転させたときに切羽21を掘削するものであり、逆回転用ビット22は、カッタ回転体9を逆回転方向に回転させたときに切羽21を掘削するものであり、図3(b) に示すようにそれぞれビット取付台23とビット本体24と刃部25とからなっている。
【0020】
正回転用ビット20と逆回転用ビット22とは、図2に示すように、1本のカバー部13については、筒体状のカバー部13の中心線を挟んでカッタ回転体9の周方向(回転方向)に所定間隔を隔てて左右対称に、すなわちカッタ回転体9の同一円周上(同一掘削パス上)にて対26になるように、取り付けられている。かかる正回転用20ビットと逆回転用ビット22との対26は、1本のカバー部13については、カッタ回転体9の径方向に所定の間隔を隔てて複数取り付けられている。
【0021】
また、正回転用ビット20と逆回転用ビット22との対26は、周方向に隣接するカバー部13、13同士について見れば、径方向に位置がズラされている。すなわち、一のカバー部13に取り付けられた対26、26同士の間のスペース27の同一円周上に、それに隣接するカバー部13に取り付けられた対26が配置されることになる。これにより各対26のビット20、22によって切羽21の全面を多重の同芯円状に掘削できることになる。
【0022】
詳しくは、本実施形態では、カバー部13が90度間隔で4本であるので、一のカバー部13に取り付けられた対26は、それと 180度離れたカバー部13の対26と、同一円周上(同一掘削パス上)の関係にある。よって、本実施形態では、切羽21の同一円周上(同一掘削パス上)は、2つの対26、26のビット20、22で掘削されることになる。これを2条掘削という。なお、カバー部13を6本にして3条掘削にしてもよいことは勿論である。
【0023】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【0024】
上記シールド掘進機1は、図4(a) に示すようにカバー部13に設けられた各ビット20、22が切羽21に当接した状態でカッタ回転体9を正回転方向Aに駆動すると、図4(b) に示すように正回転用ビット20が切羽21を切り込み、その反力を受けてカバー部13がシーソの如く後方に回動して傾き、逆回転用ビット22が切羽21から離間する。逆に、カッタ回転体9を逆回転方向Bに駆動すると、図4(c) に示すように逆回転用ビット22が切羽21を切り込み、その反力を受けてカバー部13が前記とは逆方向にシーソの如く回動して傾き、今度は正回転用ビット20が切羽21から離間する。
【0025】
このように、カッタ回転体9を正回転方向Aに駆動したときには正回転用ビット20のみが切羽21を掘削して逆回転用ビット22が切羽21から離間し、カッタ回転体9を逆回転方向Bに駆動したときには逆回転用ビット22のみが切羽21を掘削して正回転用ビット20が切羽21から離間するので、従来問題となっていた各ビット20、22の背面部の摩耗が防止され、ビット20、22の長寿命化を図ることができる。また、上記カバー部13の回動は、各ビット20、22の切羽21からの反力によって自動的に為されるので、揺動のための専用アクチュエータは基本的には不要である。
【0026】
図9に示す従来タイプと比較すると、従来タイプにおいてはカッタeを正回転させて正回転用ビットjで掘削しているときに掘削には殆ど寄与しない逆回転用ビットlが摩耗してしまっていたのに対し、本実施形態では図4(b),(c) に示すようにカッタ回転体9の正回転時(逆回転時)には正回転用ビット20(逆回転用ビット22)のみが摩耗し逆回転用ビット22(正回転用ビット20)が摩耗しないで温存されるので、逆回転用ビット22(正回転用ビット20)の無駄な摩耗がなくなり、その分、トータルとしてのビット20、22の寿命が延びるのである。よって、従来、途中でビット交換が必要であった長距離掘進をビット交換なしで行うことができ、工期短縮、低コスト化、安全性向上など様々な波及効果が得られる。
【0027】
また、本実施形態のものは、図4(b) または図4(c) に示すように正回転用ビット20または逆回転用ビット22のいずれかのビット20、22にのみが切羽21に接触するので、前述したようにビット20、22の背面部の摩耗を防止できるのみならず、図9に示す従来タイプのように正回転用ビットjおよび逆回転用ビットlの両ビットj、lが切羽mに接触するものと比べると、シールド本体4の掘進抵抗やカッタ回転体9の回転抵抗が小さくなる。
【0028】
すなわち、図9に示す従来タイプにおいては、正回転用ビットjのみならず逆回転用ビットlをも切羽mに押し付けられるので、切羽mに対するビットj、lの接触面積が図5(a) の本実施形態の略2倍となり、シールド本体dの掘進抵抗やカッタeの回転抵抗が本実施形態のものより大きくなってしまうのである。逆をいえば、本実施形態のものは、シールド本体4の掘進力やカッタ回転体9の回転力が正回転用ビット20または逆回転用ビット22のいずれかのビット20,22にのみに集中して作用するため、掘削効率が向上する。
【0029】
また、本実施形態のものは、1本のカバー部13に複数の正回転用ビット20および逆回転用ビット22を取り付けているので、各ビット20、22が切羽21から受ける掘削反力が共同して1本のカバー部13を回動させることになり、カバー部13が確実に回動されて使用ビット20、22が切り換わることになる。また、カバー部13の回動によって当該カバー部13に取り付けられた複数の正回転用ビット20および逆回転用ビット22が同時に一気に切り換わることにもなる。
【0030】
また、各ビット20、22が切羽21から受ける掘削反力によって回動されるカバー部13の回動トルクは、図3に示すストッパ機構18によって受け止められて支持される。ここで、上記ストッパ機構18を構成するキー16およびキー溝17は、図3(a),(b) に示すように円筒状のカバー部13の軸方向(カッタ回転体9の径方向)に沿って細長く形成されているため、カバー部13の回動規制時に接触するキー16とキー溝17との接触面積を上記軸方向に沿って広く確保でき、上記回動トルクに対して十分な支持剛性を確保できる。
【0031】
変形例を図5に示す。この変形例は、上記カバー部13をロッド部12に対して積極的に回動させるためのアクチュエータとして、カバー部13と取付座部11との間にミニ油圧ジャッキ28を介設したものであり、その他は前実施形態と同様の構成となっている。こうすれば、ミニ油圧ジャッキ28を伸縮させることにより、切羽21からの反力を当てにすることなく、カバー部13をロッド部12に対して確実に回動させることができるので、実質的に掘削しない側のビット20または22を切羽21から確実に離間させることができる。なお、上記ミニ油圧ジャッキ28を取付座部11の内部に収納するようにしてもよい。
【0032】
別の変形例を図6に示す。この変形例は、上記ストッパ機構18(キー16およびキー溝17)を2個設けたものであり、その他は前実施形態と同様の構成となっている。こうすれば、掘削反力によって回動されるカバー部13の回動トルクを受け止めて支持するキー16とキー溝17との接触面積を図3のものの2倍にでき、上記回動トルクに対する支持剛性が向上することになる。なお、上記ストッパ機構18は2個に限らず3個以上でもよい。
【0033】
また、以上の実施形態では、カッタ回転体9のロッド部12に揺動体としてのカバー部13をシーソの如く回動自在に取り付けたものを説明してきたが、これに限らず、例えばカッタ回転体9に面板状のカッタ面板を設け、そのカッタ面板に径方向に沿った揺動軸を有して周方向にシーソの如く所定範囲で自在に揺動する揺動体としての揺動台を設け、その揺動台に正回転用ビット20と逆回転用ビット22とを周方向に所定間隔を隔てて取り付けてもよい。かかる構成を採用することによって、これまで説明したきたスポークタイプのカッタのみならず面板タイプのカッタにも本発明を適用できる。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るシールド掘進機のカッタ構造によれば、正回転用ビットおよび逆回転用ビットの背面部の摩耗を防止できるので、ビットの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すカッタ構造を備えたシールド掘進機の側断面図である。
【図2】上記カッタ構造の正面図である。
【図3】上記カッタ構造の説明図であり、図3(a) は部分断面図、図3(b) は図3(a) のb−b線断面図である。
【図4】上記カッタ構造の作動示す説明図である。
【図5】上記カッタ構造の変形例を示す説明図である。
【図6】上記カッタ構造の別の変形例を示す説明図である。
【図7】従来例を示すシールド掘進機の側断面図である。
【図8】上記カッタ構造の正面図である。
【図9】上記カッタ構造の作動示す説明図である。
【符号の説明】
1 シールド掘進機
4 シールド本体
8 駆動モータ
9 カッタ回転体
12 ロッド部
13 揺動体としてのカバー部
20 正回転用ビット
21 切羽
22 逆回転用ビット
28 アクチュエータとしてのミニジャッキ
A 正回転方向
B 逆回転方向
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutter structure of a shield machine that prevents back wear of a bit and extends its life.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 7, the shield machine a includes a cutter for digging a face into a shield body d including a shield frame b formed in a cylindrical shape and a partition wall c that partitions the shield frame b forward and backward. e is configured so as to be rotatable forward and backward. As shown in FIG. 8, the cutter e has a plurality of cutter spokes g extending radially from the rotation center portion f, and is driven in the positive rotation direction (hereinafter, clockwise in FIG. 8 by the drive motor h). Or driven in the reverse rotation direction.
[0003]
As shown in FIG. 9, each cutter pork g has a forward rotation bit j having a blade portion i in the forward rotation direction A of the cutter e and a reverse rotation having a blade portion k in the reverse rotation direction of the cutter e. Bits l are respectively attached along the radial direction. The forward rotation bit j excavates the face m when the cutter e is rotated forward, and the reverse rotation bit l excavates the face m when the cutter e is reversely rotated. Conventionally, the forward rotation bit j and the reverse rotation bit 1 are fixed to the cutspoke g at the same height.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the forward rotation bit j and the reverse rotation bit 1 are fixed at the same height in this way, for example, as shown in FIG. , The back surface portion of the reverse rotation bit l is rubbed against the face n cut by the forward rotation bit j, and the back surface portion of the reverse rotation bit l is worn. That is, in this case, not only the normal rotation bit j excavating the face m is worn, but also the reverse rotation bit l that is not excavated is worn at the same time. This is called back wear of the bit l. Conversely, when the cutter m is excavated by rotating the cutter e in the reverse direction, not only the reverse rotation bit l but also the back surface portion of the forward rotation bit j is simultaneously worn.
[0005]
Bits j and l are able to demonstrate proper excavation capability if they are used so that their blades i and k side cut into the face m. It will occur. Thus, when the forward rotation bit j and the reverse rotation bit l are fixed at the same height, the bit j, which exhibits the excavation action on the face m regardless of the rotation direction of the cutter e, ( l) As well as the bit l that does not excavate the face m substantially, the back part of (j) is always rubbed against the face and wears. As a result, both bits j and l always wear. As a result, the life of the bits j and l was shortened, which hindered long-distance digging.
[0006]
The purpose of the present invention created in view of the above circumstances is to provide a cutter structure for a shield machine that prevents the wear of the back surface of the forward rotation bit and the reverse rotation bit and extends the life of the bit. There is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the cutter structure of the shield machine according to the present invention includes a cutter rotating body provided at a front portion of the shield body and driven in a forward rotation direction or a reverse rotation direction, and a radial direction of the cutter rotating body. A rod portion that extends to the rod portion, a cover portion that is rotatably fitted to the rod portion within a predetermined range, and a circumferential portion of the cutter rotating body that is attached to the cover portion and spaced apart from each other. and a cutter structure of normal rotation bit and reverse rotation bit and shield machine having a said cover portion, so as to cover the rod portion along the radial direction is formed in an elongated cylindrical shape with a bottom A plurality of the forward rotation bits and the reverse rotation bits are disposed on the bottomed cylindrical cover portion with a distance in the longitudinal direction thereof, and each of the cover portions is provided with a face through a bit mounting base. Project to the side It is those attached.
[0008]
According to the present invention, for example, when the cutter rotating body is driven in the forward rotation direction, the forward rotation bit provided in the cover portion cuts the face, and the cover portion tilts backward like a seesaw by receiving the reaction force. The reverse rotation bit is separated from the face. Conversely, when the cutter rotating body is driven in the reverse rotation direction, the reverse rotation bit provided in the cover part cuts the face, and the cover part tilts like a seesaw in the opposite direction to the reaction force. The positive rotation bit is separated from the face.
[0009]
As described above, when the cutter rotating body is rotated forward, only the forward rotating bit excavates the face and the reverse rotating bit is separated from the face, and when the cutter rotating body is rotated reversely, only the reverse rotating bit is cut. Thus, the forward rotation bit is separated from the face, so that wear of the back surface of each bit, which has been a problem in the past, is prevented, and the life of the bit can be extended. Further, since the tilt of the rocking body is automatically made by the reaction force from the face of each bit, a dedicated actuator is basically unnecessary.
[0012]
Moreover, you may provide the actuator for rotating the said cover part with respect to the said rod part . In this way, the cutter rotating body and the rocking body can be reliably rotated without relying on the reaction force from the face, so that the bit on the side that is not substantially excavated is reliably separated from the face. Can do.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0014]
As shown in FIG. 1, the shield machine 1 includes a shield body 4 including a shield frame 2 formed in a cylindrical shape and a partition wall 3 that partitions the inside of the shield frame 2 back and forth. The shield frame 2 is provided with a propulsion jack 6 that takes the reaction force of the existing segment 5 and advances the shield body 4, and the partition 3 is attached with a screw conveyor 7 that conveys excavated earth and sand into the mine.
[0015]
A cutter rotator 9 that is driven in the forward rotation direction or the reverse rotation direction by switching the rotation direction of the drive motor 8 is attached to the partition wall 3 via a bearing and a seal (not shown). As shown in FIG. 3, the cutter rotating body 9 includes a rotating shaft portion 10 that is pivotally supported by the partition wall 3, a mounting seat portion 11 provided at the front end thereof, and a predetermined interval in the circumferential direction from the mounting seat portion 11. It consists of the rod part 12 extended in radial direction outwardly. In the present embodiment, four rod portions 12 are provided at intervals of 90 degrees as shown in FIG. 2, but the interval and the number are not limited, and any number of rod portions 12 may be used as long as it is two or more.
[0016]
The rod portion 12 is formed in a bottomed cylindrical shape as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) as a swinging body that freely swings within a predetermined range like a seesaw in the circumferential direction of the cutter rotating body 9. The cover 13 is fitted so as to be rotatable within a predetermined range. A ring-shaped retaining member 14 and a seal member 15 are provided between the cover portion 13 and the rod portion 12. The swing range (rotation range) of the cover portion 13 with respect to the rod portion 12 is kept within a predetermined range by a stopper mechanism 18 including a key 16 attached to the rod portion 12 and a key groove 17 formed in the cover portion 13. Being regulated.
[0017]
The key 16 is formed along the axial direction of the rod portion 12 (the radial direction of the cutter rotator 9), and is attached and fixed to the engagement groove 19 formed in the rod portion 12. On the other hand, the key groove 17 is formed on the inner peripheral surface of the cover portion 13 along the axial direction (the radial direction of the cutter rotating body 9), as shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), and 4 (c). Thus, the groove 16 is formed so as to accommodate the key 16 in a predetermined range so as to be movable in the circumferential direction. That is, as shown in FIG. 4 (b), when the cover portion 13 is rotated clockwise, the left end of the key 16 comes into contact with the left end of the key groove 17, and the rotation is restricted, as shown in FIG. 4 (c). When the cover portion 13 is rotated counterclockwise, the right end of the key 16 comes into contact with the right end of the key groove 17 and the counterclockwise rotation is restricted.
[0018]
As shown in FIG. 4B, such a rotation range is such that only the forward rotation bit 20 contacts the face 21 and the reverse rotation bit 22 is separated from the face 21 when the cover portion 13 is rotated clockwise. At the same time, as shown in FIG. 4C, when the cover portion 13 is rotated counterclockwise, only the reverse rotation bit 22 contacts the face 21 and the forward rotation bit 20 is separated from the face 21. Is set to As shown in FIG. 4 (a), the forward rotation bit 20 and the reverse rotation bit 22 are arranged in the circumferential direction (rotation directions A and B) of the cutter rotating body 9 at the portion facing the face 21 of the cover portion 13. It is attached at a predetermined interval.
[0019]
Specifically, the counter rotating face 20 of the cover 13 is opposed to the face 21 on the upstream side in the forward rotation direction A (clockwise in FIG. 2) of the cutter rotator 9 (indicated by hatching in FIG. 2). Is attached, and a reverse rotation bit 22 is attached upstream of the cutter rotating body 9 in the reverse rotation direction B (counterclockwise in FIG. 2). The forward rotation bit 20 excavates the face 21 when the cutter rotator 9 is rotated in the forward rotation direction, and the reverse rotation bit 22 is when the cutter rotator 9 is rotated in the reverse rotation direction. The cutting face 21 is excavated and comprises a bit mounting base 23, a bit body 24 and a blade part 25, respectively, as shown in FIG. 3 (b).
[0020]
As shown in FIG. 2, the forward rotation bit 20 and the reverse rotation bit 22 are arranged in the circumferential direction of the cutter rotating body 9 with respect to one cover portion 13 with the center line of the cylindrical cover portion 13 interposed therebetween. They are mounted symmetrically with a predetermined interval in the (rotating direction), that is, to be a pair 26 on the same circumference (on the same excavation path) of the cutter rotating body 9. A plurality of pairs 26 of the normal rotation 20 bits and the reverse rotation bits 22 are attached to the cover portion 13 at a predetermined interval in the radial direction of the cutter rotating body 9.
[0021]
Further, the pair 26 of the forward rotation bit 20 and the reverse rotation bit 22 is displaced in the radial direction when viewed from the cover portions 13 and 13 adjacent to each other in the circumferential direction. That is, the pair 26 attached to the cover part 13 adjacent to it is arranged on the same circumference of the space 27 between the pair 26, 26 attached to the one cover part 13. As a result, the entire face 21 can be excavated into multiple concentric circles by the bits 20 and 22 of each pair 26.
[0022]
In detail, in this embodiment, since the cover part 13 is four at intervals of 90 degrees, the pair 26 attached to one cover part 13 is the same circle as the pair 26 of the cover part 13 that is 180 degrees away from it. There is a relationship on the circumference (on the same excavation path). Therefore, in this embodiment, the same circumference (on the same excavation path) of the face 21 is excavated by the two pairs 26 and 26 of the bits 20 and 22. This is called double digging. Needless to say, three cover excavations may be made with six cover portions 13.
[0023]
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
[0024]
The shield machine 1 drives the cutter rotator 9 in the forward rotation direction A in a state where the bits 20 and 22 provided on the cover portion 13 are in contact with the face 21 as shown in FIG. As shown in FIG. 4 (b), the forward rotation bit 20 cuts the face 21 and receives the reaction force so that the cover portion 13 is rotated backward like a seesaw and the reverse rotation bit 22 is moved from the face 21. Separate. On the contrary, when the cutter rotating body 9 is driven in the reverse rotation direction B, the reverse rotation bit 22 cuts the face 21 as shown in FIG. 4 (c), and the cover 13 is opposite to the above by receiving the reaction force. The forward rotation bit 20 is moved away from the face 21 this time.
[0025]
Thus, when the cutter rotator 9 is driven in the forward rotation direction A, only the forward rotation bit 20 excavates the face 21 and the reverse rotation bit 22 moves away from the face 21 so that the cutter rotator 9 is moved in the reverse direction. When driven to B, only the reverse rotation bit 22 excavates the face 21 and the forward rotation bit 20 is separated from the face 21, so that wear of the rear portions of the bits 20 and 22, which has been a problem in the past, is prevented. The life of the bits 20 and 22 can be extended. Further, since the rotation of the cover portion 13 is automatically performed by the reaction force from the face 21 of each bit 20, 22, a dedicated actuator for swinging is basically unnecessary.
[0026]
Compared with the conventional type shown in FIG. 9, in the conventional type, when the cutter e is rotated forward and excavated with the normal rotation bit j, the reverse rotation bit l that hardly contributes to excavation is worn. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIGS. 4B and 4C, only the forward rotation bit 20 (reverse rotation bit 22) is obtained when the cutter rotating body 9 is rotated forward (reverse rotation). Is worn and the reverse rotation bit 22 (forward rotation bit 20) is not worn, and the reverse rotation bit 22 (forward rotation bit 20) is not worn out. The lifespan of 20 and 22 is extended. Therefore, long-distance excavation that has conventionally required bit exchange in the middle can be performed without bit exchange, and various ripple effects such as shortening the construction period, reducing costs, and improving safety can be obtained.
[0027]
Further, in the present embodiment, only the bits 20 and 22 of the forward rotation bit 20 or the reverse rotation bit 22 contact the face 21 as shown in FIG. Therefore, as described above, not only can the wear of the back portions of the bits 20 and 22 be prevented, but both the forward rotation bit j and the reverse rotation bit 1 are provided as in the conventional type shown in FIG. Compared with the one in contact with the face m, the excavation resistance of the shield body 4 and the rotation resistance of the cutter rotating body 9 are reduced.
[0028]
That is, in the conventional type shown in FIG. 9, not only the forward rotation bit j but also the reverse rotation bit 1 is pressed against the face m, so that the contact area of the bits j and l with respect to the face m is as shown in FIG. This is approximately twice that of the present embodiment, and the digging resistance of the shield body d and the rotational resistance of the cutter e become larger than those of the present embodiment. In other words, in the present embodiment, the digging force of the shield body 4 and the rotational force of the cutter rotating body 9 are concentrated only on the bits 20 and 22 of the forward rotation bit 20 or the reverse rotation bit 22. Therefore, excavation efficiency is improved.
[0029]
Moreover, since the thing of this embodiment attaches the some bit 20 for forward rotation, and the bit 22 for reverse rotation to the one cover part 13, the excavation reaction force which each bit 20 and 22 receives from the face 21 is joint. As a result, one cover portion 13 is rotated, and the cover portion 13 is reliably rotated and the use bits 20 and 22 are switched. Further, the plurality of forward rotation bits 20 and reverse rotation bits 22 attached to the cover portion 13 are simultaneously switched at once by the rotation of the cover portion 13.
[0030]
Further, the rotational torque of the cover portion 13 rotated by the excavation reaction force received from the face 21 by each of the bits 20 and 22 is received and supported by the stopper mechanism 18 shown in FIG. Here, the key 16 and the key groove 17 constituting the stopper mechanism 18 are arranged in the axial direction of the cylindrical cover portion 13 (the radial direction of the cutter rotator 9) as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). The contact area between the key 16 and the key groove 17 that are in contact with each other when the cover portion 13 is restricted from rotation can be secured widely along the axial direction, and sufficient support is provided for the rotation torque. Rigidity can be secured.
[0031]
A modification is shown in FIG. In this modification, a mini hydraulic jack 28 is interposed between the cover portion 13 and the mounting seat portion 11 as an actuator for positively rotating the cover portion 13 with respect to the rod portion 12. The other configuration is the same as that of the previous embodiment. In this way, by extending and contracting the mini hydraulic jack 28, the cover part 13 can be reliably rotated with respect to the rod part 12 without relying on the reaction force from the face 21. The bit 20 or 22 on the non-excavated side can be reliably separated from the face 21. The mini hydraulic jack 28 may be housed inside the mounting seat 11.
[0032]
Another modification is shown in FIG. In this modified example, two stopper mechanisms 18 (key 16 and key groove 17) are provided, and the rest of the configuration is the same as in the previous embodiment. In this way, the contact area between the key 16 and the key groove 17 that receives and supports the rotational torque of the cover portion 13 that is rotated by the excavation reaction force can be double that of FIG. The rigidity will be improved. The number of the stopper mechanisms 18 is not limited to two and may be three or more.
[0033]
In the above-described embodiment, the cover portion 13 as a swinging body is rotatably attached to the rod portion 12 of the cutter rotating body 9 like a seesaw. However, the present invention is not limited to this. 9 is provided with a face plate-like cutter face plate, and the cutter face plate is provided with a rocking base as a rocking body having a rocking shaft along the radial direction and freely rocking within a predetermined range like a seesaw in the circumferential direction. The forward rotation bit 20 and the reverse rotation bit 22 may be attached to the swing table at a predetermined interval in the circumferential direction. By adopting such a configuration, the present invention can be applied not only to the spoke type cutter described so far but also to the face plate type cutter.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the cutter structure of the shield machine according to the present invention, it is possible to prevent wear on the back surface portions of the forward rotation bit and the reverse rotation bit, thereby extending the life of the bit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a shield machine equipped with a cutter structure showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the cutter structure.
3A and 3B are explanatory views of the cutter structure, in which FIG. 3A is a partial cross-sectional view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. 3A.
FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of the cutter structure.
FIG. 5 is an explanatory view showing a modified example of the cutter structure.
FIG. 6 is an explanatory view showing another modified example of the cutter structure.
FIG. 7 is a side sectional view of a shield machine showing a conventional example.
FIG. 8 is a front view of the cutter structure.
FIG. 9 is an explanatory view showing the operation of the cutter structure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield machine 4 Shield main body 8 Drive motor 9 Cutter rotary body 12 Rod part 13 Cover part 20 as a rocking body 20 Forward rotation bit 21 Face 22 Reverse rotation bit 28 Mini jack A as actuator Forward rotation direction B Reverse rotation direction

Claims (2)

シールド本体の前部に設けられ正回転方向または逆回転方向に駆動されるカッタ回転体と、該カッタ回転体にその径方向に延出して形成されたロッド部と、該ロッド部に所定範囲で回動自在に被嵌されたカバー部と、該カバー部に取り付けられ上記カッタ回転体の周方向に間隔を隔てて配置された正回転用ビットおよび逆回転用ビットとを備えたシールド掘進機のカッタ構造であって、
上記カバー部が、上記ロッド部を覆うように上記径方向に沿って細長い有底円筒状に形成され、上記正回転用ビット及び逆回転用ビットが、上記有底円筒状のカバー部に夫々その長手方向に間隔を隔てて複数配設されると共に、そのカバー部に夫々ビット取付台を介して切羽側に突出させて取り付けられたことを特徴とするシールド掘進機のカッタ構造。
A cutter rotator provided at the front part of the shield body and driven in the forward rotation direction or the reverse rotation direction, a rod portion formed to extend in the radial direction on the cutter rotator , and a predetermined range within the rod portion A shield machine comprising: a cover portion that is rotatably fitted; and a forward rotation bit and a reverse rotation bit that are attached to the cover portion and arranged at intervals in the circumferential direction of the cutter rotating body . A cutter structure,
The cover portion is formed in a bottomed cylindrical shape that is elongated along the radial direction so as to cover the rod portion, and the forward rotation bit and the reverse rotation bit are respectively provided in the bottomed cylindrical cover portion. A shield excavator cutter structure, wherein a plurality of the shield excavators are arranged at intervals in the longitudinal direction, and are attached to the cover portion so as to protrude to the face side through bit mounting bases .
上記カバー部を上記ロッド部に対して回動させるためのアクチュエータを備えた請求項1に記載のシールド掘進機のカッタ構造。 The cutter structure of the shield machine according to claim 1, further comprising an actuator for rotating the cover part with respect to the rod part .
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