JP4228503B2 - Excavation method and cutter for shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機の掘削方法及びカッタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は従来のシールド掘進機の一例を示したものであり、シールド装置1の前部には、軸受2を介してシールド装置1の中心を中心に回転するカッタ3が備えられている。図5に示すカッタ3は、放射状に延びる複数のスポーク4を前側に備えており、スポークの前面には複数のカッタ刃5が固定されている。そして、カッタ駆動モータ6の駆動によりギヤ6aを介してカッタ3を回転させて、前記スポーク4のカッタ刃5により切羽7を掘削するようにしている。
【0003】
シールド装置1のシールドフレーム8の内側後部では、図示しないセグメント組立装置によってセグメントの組立が行われており、シールド装置1は、この組立てられたセグメントを足掛かりに、推進ジャッキ9によって前進されるようになっている。図中10は土砂排出用のスクリューである。
【0004】
シールド掘進機においては、カッタ3の回転駆動による反力によってシールド装置1が回転するのを防止するために、カッタ3は右方向と左方向とに任意に回転できるようにしている。
【0005】
このため、スポーク4に固定するようにしているカッタ刃5は、カッタの右回転でも左回転でも切羽を掘削できる必要があり、このために、従来のカッタ刃5は、図6、図7に示すように、スポーク4の前面に、右回転用ビット5Aと左回転用ビット5Bとを別個に備えるようにしている。そして、右回転用ビット5Aと左回転用ビット5Bとは、図7に示すようにスポーク4に対して同一高さで前方に突出している。図中11は各カッタ刃の先端に備えられた超硬チップである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来装置においては、次のような問題を有していた。
【0007】
即ち、カッタ3のスポーク4に備えられる右回転用ビット5Aと左回転用ビット5Bとは、スポーク4から同一の高さで前方に突出しているために、カッタ3を図8に示すように右回転させて右回転用ビット5Aにより切羽7の掘削を行うときには、掘削を行っていない左回転用ビット5Bが切羽7に接して回転している。また、カッタ3を左回転させて左回転用ビット5Bにより切羽7の掘削を行うときには、掘削を行っていない右回転用ビット5Aが切羽7に接して回転している。
【0008】
このように、従来のカッタ3においては、カッタ3の回転方向によって切羽7の掘削に用いられていないカッタ刃が常時切羽7に接して擦られるために、カッタ刃5の超硬チップ11が摩耗し、カッタ刃5の寿命が大幅に短縮されてしまうという問題を有していた。
【0009】
また、従来の通常のカッタ刃5は、右回転用ビット5Aと左回転用ビット5Bとが別個に構成されてスポーク4に固定されているために、カッタ刃5の設置数が多く、形状も複雑となるために、製造コストが増大するという問題を有していた。また、このように右回転用ビット5Aと左回転用ビット5Bとが別個であると、カッタ刃5を溶接によってスポーク4に固定する作業も増加して、作業時間が増加することによるコストの増加の問題も有していた。
【0010】
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべくなしたもので、カッタ刃の寿命を延長することができ、しかもカッタ刃の製造を容易にしたシールド掘進機の掘削方法及びカッタを提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スポークの前面に右回転用ビットと左回転用ビットとを備えたカッタの回転により切羽の掘削を行うようにしているシールド掘進機の掘削方法であって、スポークをスポークの軸心を中心に回転可能に支持し、カッタの右回転時には左回転用ビットに対して右回転用ビットが前側に張出すようにスポークを回転させ、カッタの左回転時には右回転用ビットに対して左回転用ビットが前側に張出すようにスポークを回転させることにより、非掘削側のカッタ刃を切羽から待避させ、且つ土砂の性状に応じて掘削側のカッタ刃のすくい角を調整して掘削を行うことを特徴とするシールド掘進機の掘削方法、に係るものである。
【0012】
本発明は、スポークの前面に右回転用ビットと左回転用ビットとを備えたカッタの回転により切羽の掘削を行うようにしているシールド掘進機のカッタであって、左回転用ビットに対して右回転用ビットを前側に張出させた位置と、右回転用ビットに対して左回転用ビットを前側に張出させた位置とに調節できるようスポークを、スポークの軸心を中心に回転可能に支持し、前記スポークの回転を駆動し且つ前側に張出させたビットのすくい角を調整して固定できる回転駆動装置を備えたことを特徴とするシールド掘進機のカッタ、に係るものである。
【0013】
上記手段において、カッタ刃が、右回転用ビットと左回転用ビットとを一体に備えておりその前面がフラット面を有している両刃形カッタ刃である。
【0014】
本発明によれば、以下のように作用する。
【0015】
スポークの回転により、左回転用ビットに対して右回転用ビットを前側に張出させた位置と、右回転用ビットに対して左回転用ビットを前側に張出させた位置とに調節することができ、且つスポークの回転駆動と回転位置の固定とを行えるようにしているので、カッタの回転方向に応じてスポークを回転させて非掘削側のカッタ刃が切羽から待避した状態で掘削を行うことができ、よってカッタ刃の寿命を大幅に延長することができる。
【0016】
この時、カッタの回転方向に応じて使用するカッタ刃を切替えるためにスポークを回転させる操作は、スポークの小さな角度範囲での回転でよく、よってスポークを回転させるための装置も簡単な構成とすることができる。
【0017】
更に、スポークを回転することによって、カッタ刃のすくい角を任意に調節することができ、よって土砂の性状に対応した良好な掘削を容易行うことが可能になる。
【0018】
更に、カッタ刃を、右回転用ビットと左回転用ビットとが一体に形成され、且つ前面にフラット面が形成された両刃形カッタ刃とすることにより、カッタ刃の形状を簡略化でき、製造も容易となり、カッタ刃をスポークに溶接固定する作業工数も削減できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0020】
図1は本発明を実施する形態の一例を示すものであり、図5に示したシールド掘進機と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、本発明の特徴部分についてのみ詳述する。
【0021】
図1のように、前面にカッタ刃5を固定しているスポーク4の夫々を、その軸心を中心に回転できるように軸受12によりカッタ3に支持する。更に、カッタ3の中心に固定筒体13を設け、該固定筒体13の内部に軸受14を介してスポーク駆動シャフト15を配設する。更に、前記各スポーク4におけるカッタ3の中心側端部と、スポーク駆動シャフト15の前端とを、傘歯車16により動力が伝達可能に接続する。又、スポーク駆動シャフト15の後端部にウォームホイール17を固設し、該ウォームホイール17に噛合するスポーク回転用ウォーム18を設け、上記スポーク4と、スポーク駆動シャフト15と、スポーク回転用ウォーム18とにより回転駆動装置19を構成する。
【0022】
上記回転駆動装置19は、前記スポーク4の回転を駆動できると共に、スポーク回転用ウォーム18の回転を固定することによって、スポーク4の回転位置を固定できるようにしている。上記スポーク回転用ウォーム18は、駆動モータ等にて駆動できるようにしたものでもよく、また、スポーク回転用ウォーム18を手動で回転できるようにしたものでもよい。
【0023】
図1に示したカッタ3においては、スポーク4に固定しているカッタ刃5は、図6、図7に示したように、右回転用ビット5Aと左回転用ビット5Bとが別個に備えられたものであってもよい。
【0024】
一方、図2、図3では、スポーク4の前面に固定するカッタ刃5を、両刃形カッタ刃20としている。両刃形カッタ刃20は、右回転用ビット5Aと左回転用ビット5Bとが一体に成形されており、且つ前面にフラット面21を備えた形状を有している。
【0025】
前記回転駆動装置19によれば、図6、7に示したカッタ刃5、及び図2、図3に示した両刃形カッタ刃20において、左回転用ビット5Bに対して右回転用ビット5Aを前側に張出させた位置と、右回転用ビット5Aに対して左回転用ビット5Bを前側に張出させた位置との間で回転させることができ、このときのスポーク4の回転範囲は、例えば略30〜60゜の範囲とすることができる。
【0026】
なお、図1に示す回転駆動装置19では、スポーク4の回転位置を任意の位置で固定することができるようになっているが、例えば図4に示す実線位置と破線位置の間で回転ができて、実線位置と破線位置の2点でのみ固定できるようになっていてもよい。
【0027】
以下に上記形態の作用を説明する。
【0028】
図1のカッタ3において、スポーク4に図2、図3に示す両刃形カッタ刃20を備えた場合の作用を説明すると、カッタ3が右方向に回転される際には、回転駆動装置19によりスポーク4を図4に実線で示すように所要角度左側に回転させ、左回転用ビット5Bに対して右回転用ビット5Aが前側に突出した状態になるようにして切羽7の掘削を行う。
【0029】
この時、掘削を行わない左回転用ビット5Bは切羽7から離れて退避しているために、左回転用ビット5Bの超硬チップ11が摩耗することはない。
【0030】
また、カッタ3が左方向に回転される際には、回転駆動装置19によりスポーク4を図4に破線で示すように所要角度右側に回転させ、右回転用ビット5Aに対して左回転用ビット5Bが前側に突出した状態になるようにして切羽7の掘削を行う。
【0031】
この時、掘削を行わない右回転用ビット5Aは切羽7から離れて退避しているために、右回転用ビット5Aの超硬チップ11が摩耗することはない。
【0032】
このように、非掘削側のカッタ刃を切羽7から退避しておくことによりカッタ刃5の寿命を延長できる効果は、図6、図7に示した従来のカッタ刃5を備えた場合においても同様に発揮できる。
【0033】
更に、上記したようにスポーク4を回転させる際に、スポーク4の回転角度を調節して固定すると、切羽7に対するすくい角αを任意に調節することができ、よって土砂の性状に対応した好適な掘削を行うことが可能になる。
【0034】
また、図2、図3に示すように、カッタ刃5を、右回転用ビット5Aと左回転用ビット5Bとが一体に形成され、且つ前面にフラット面21が形成された両刃形カッタ刃20とすると、カッタ刃5の形状を簡略なものとすることができる。従って、カッタ刃5の製造が容易になり、更にカッタ刃5をスポーク4に溶接固定する作業工数も削減できる。
【0035】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、回転駆動装置には種々の方式のものが採用できること、カッタ刃の形状は種々変更し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、スポークの回転により、左回転用ビットに対して右回転用ビットを前側に張出させた位置と、右回転用ビットに対して左回転用ビットを前側に張出させた位置とに調節することができ、且つスポークの回転駆動と回転位置の固定とを行えるようにしているので、カッタの回転方向に応じてスポークを回転させて非掘削側のカッタ刃が切羽から待避した状態で掘削を行うことができ、よってカッタ刃の寿命を大幅に延長できる効果がある。
【0037】
また、スポークを回転することによって、カッタ刃のすくい角を任意に調節することができ、よって土砂の性状に対応した良好な掘削を容易に行うことができる効果がある。
【0038】
更に、カッタ刃を、右回転用ビットと左回転用ビットとが一体に形成され、且つ前面にフラット面が形成された両刃形カッタ刃とすることにより、カッタ刃の形状を簡略化でき、製造も容易となり、カッタ刃をスポークに溶接固定する作業工数も削減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を実施する形態の一例を示す切断側面図である。
【図2】 図1におけるスポークのII方向拡大矢視図である。
【図3】 図2のIII−III方向矢視図である。
【図4】 図3の両刃形カッタ刃の作用を示す説明図である。
【図5】 従来のシールド掘進機の一例を示す切断側面図である。
【図6】 図5におけるスポークのVI方向拡大矢視図である。
【図7】 図6のVII−VII方向矢視図である。
【図8】 図7のカッタ刃の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
3 カッタ
4 スポーク
5 カッタ刃
5A 右回転用ビット
5B 左回転用ビット
7 切羽
19 回転駆動装置
20 両刃形カッタ刃
21 フラット面
α すくい角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drilling method and a cutter for a shield machine.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 shows an example of a conventional shield machine. A
[0003]
In the rear part inside the shield frame 8 of the
[0004]
In the shield machine, in order to prevent the
[0005]
Therefore, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional apparatus has the following problems.
[0007]
That is, since the
[0008]
Thus, in the
[0009]
Further, in the conventional
[0010]
The present invention has been made to solve such conventional problems, and provides a shield excavator excavation method and a cutter capable of extending the life of the cutter blade and facilitating the manufacture of the cutter blade. It is an object.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a method of excavating a face by excavating a face by rotating a cutter having a right rotation bit and a left rotation bit on the front surface of a spoke, the spoke being an axial center of the spoke The spoke is rotated so that the right rotation bit protrudes forward with respect to the left rotation bit when the cutter is rotated to the right, and left with respect to the right rotation bit when the cutter is rotated to the left. By rotating the spoke so that the rotating bit protrudes to the front side, the cutter blade on the non-excavation side is retracted from the face, and the rake angle of the cutter blade on the excavation side is adjusted according to the properties of the earth and sand. The present invention relates to a method for excavating a shield machine, which is characterized in that it is performed.
[0012]
The present invention relates to a shield machine cutter for excavating a face by rotating a cutter having a right rotation bit and a left rotation bit on the front surface of a spoke. The spoke can be rotated around the axis of the spoke so that it can be adjusted to the position where the right rotation bit is extended forward and the position where the left rotation bit is extended forward relative to the right rotation bit. And a rotary drive device capable of adjusting and fixing the rake angle of the bit extended to the front side to drive the rotation of the spoke and to the front side. .
[0013]
In the above-mentioned means, the cutter blade is a double-edged cutter blade that is integrally provided with a right-turning bit and a left-turning bit and has a flat surface on the front surface.
[0014]
The present invention operates as follows.
[0015]
Adjust to the position where the right rotation bit protrudes forward relative to the left rotation bit and the position where the left rotation bit protrudes forward relative to the right rotation bit by rotating the spoke. In addition, the spoke can be driven to rotate and the rotational position can be fixed. Therefore, the spoke is rotated according to the direction of rotation of the cutter, and the non-excavation side cutter blade is retracted from the face. Therefore, the life of the cutter blade can be greatly extended.
[0016]
At this time, the operation of rotating the spoke to switch the cutter blade to be used according to the rotation direction of the cutter may be performed in a small angle range of the spoke, and thus the apparatus for rotating the spoke has a simple configuration. be able to.
[0017]
Furthermore, by rotating the spokes, the rake angle of the cutter blade can be arbitrarily adjusted, and hence good excavation corresponding to the properties of the earth and sand can be easily performed.
[0018]
Furthermore, the cutter blade is a double-edged cutter blade in which a right rotation bit and a left rotation bit are integrally formed, and a flat surface is formed on the front surface, so that the shape of the cutter blade can be simplified and manufactured. This also makes it easy to reduce the man-hours for welding and fixing the cutter blade to the spoke.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 shows an example of an embodiment for carrying out the present invention. The same parts as those of the shield machine shown in FIG. Detailed description.
[0021]
As shown in FIG. 1, each of the
[0022]
The
[0023]
In the
[0024]
On the other hand, in FIGS. 2 and 3, the
[0025]
According to the
[0026]
In the
[0027]
The operation of the above embodiment will be described below.
[0028]
In the
[0029]
At this time, since the
[0030]
Further, when the
[0031]
At this time, since the right
[0032]
As described above, the effect of extending the life of the
[0033]
Furthermore, when the
[0034]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0035]
The present invention is not limited to the above-described embodiments. Various types of rotary drive devices can be adopted, the shape of the cutter blade can be changed variously, and other aspects do not depart from the gist of the present invention. It goes without saying that various changes can be made within the range.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, the spoke rotation causes the right rotation bit to protrude forward with respect to the left rotation bit, and the left rotation bit extends forward with respect to the right rotation bit. The spoke can be rotated and fixed, and the spoke can be rotated according to the rotation direction of the cutter so that the cutter blade on the non-excavation side is retracted from the face. In this state, excavation can be performed, so that the life of the cutter blade can be greatly extended.
[0037]
Further, by rotating the spokes, the rake angle of the cutter blade can be arbitrarily adjusted, so that there is an effect that good excavation corresponding to the properties of the earth and sand can be easily performed.
[0038]
Furthermore, the cutter blade is a double-edged cutter blade in which a right rotation bit and a left rotation bit are integrally formed, and a flat surface is formed on the front surface, so that the shape of the cutter blade can be simplified and manufactured. This also has the effect of reducing the number of work steps for welding and fixing the cutter blade to the spoke.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cut side view showing an example of an embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a magnified view of the spoke in FIG. 1 in the II direction.
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG. 2;
4 is an explanatory view showing the operation of the double-edged cutter blade of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a cut side view showing an example of a conventional shield machine.
6 is an enlarged view of the spoke in FIG. 5 in the VI direction.
7 is a view taken in the direction of arrows VII-VII in FIG. 6;
FIG. 8 is an explanatory view showing the operation of the cutter blade of FIG.
[Explanation of symbols]
3
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