JP5646268B2 - チェーンコンベアカッタ - Google Patents

Description

本発明は、ビットを用いて地中を掘削する電動機型のチェーンコンベアカッタに関するものである。

本発明者らは、先に土砂等の搬出性能に優れたチェーンコンベアカッタを提案した（特許文献１：特許第４５０４０９５号公報）。

さて、ビットを用いるチェーンコンベアカッタは、長尺の装置であり、通常、縦長垂直に上端部をクレーン又は杭打機等で吊り下げ、カッタの下端部が地中を切削し上下に移動するようにして使用される。そして、本発明は、油圧駆動ではなく、電動機によりチェーンを駆動するチェーンコンベアカッタに関する。

チェーンコンベアカッタの上部には、一定無端軌道を周回するチェーンであって、ビットが取り付けられたものを回転させるスプロケットホイールが回転自在に軸支され、さらにこのスプロケットホイールを駆動する駆動部が設けられる。

駆動部は、高所に位置することが多く、風や振動等の影響を受けやすい。したがって、駆動部は、できるだけ低い位置に設けることができ、軽く、しかもバランスが良いことが望まれる。

しかしながら、従来の電動機によるチェーンコンベアカッタでは、次に述べるように、重心が前後に偏心しバランスが悪かったり、背が高く重くなりがちであったり、など、上記要請に対応しがたいという問題点があった。

図５は、従来の第１例による駆動部の断面図である。図５に示すように、長尺縦長で一対のドライブフレーム１の上端部に、回転軸２が回転自在に軸支され、回転軸２の両端部には、スプロケットホイール３、４が装着される。

また、スプロケットホイール３、４には、ビット（図５には図示せず。）が取り付けられたチェーン５、６が周回される。

ここで、電動機を用いるチェーンコンベアカッタでは、スプロケットホイール３、４に電動機による回転力を付与しなければならない。

このため、ドライブフレーム１の側部に、回転軸が上向きとなるように電動機７が設けられ、電動機７の出力軸の回転方向を９０度変更し、回転軸２に伝達する減速機８が電動機７とスプロケットホイール４との間に設けられる。回転方向を９０度変更するために、減速機８には、ベベルギアが使用されることが多い。そして、支持フレーム９によって駆動部の外側が包囲される。

回転軸２やスプロケットホイール３、４に比べると、減速機８や電動機７は、重量が大であり、駆動部の重心は、スプロケットホイール３、４の中心軸から、大きく電動機７、減速機８側へ偏心する。このため、第１例によると、重量バランスが悪く、上記要請に対応できないという問題点がある。

図６は、従来の第２例による駆動部の断面図である。第２例では、第１例とは異なり、電動機１０を伝動機構１２の真下に設けるのではなく、電動機１０をスプロケットホイール３、４と平行で、スプロケットホイール３、４よりも上方に配置している。

また、電動機１０の出力軸には、減速機１１が取り付けられ、減速機１１で減速された駆動力は、伝動機構１２によって回転軸２へ伝達されるようになっている。ここで、伝動機構１２としては、通常、減速機やドライブチェーン等が使用される。

第２例のようにすれば、確かに、第１例よりも、重量バランスはある程度改善される。

しかしながら、重い電動機１０、減速機１１をスプロケットホイール３、４よりも上方に設けているため、駆動部の背が高くなり、チェンコンベアカッタ全体としても、重心が上に上がってしまうという問題点がある。

このため、駆動部を包囲する支持フレーム１３も図５に比べれば、上下に長くなってしまっている。
特許第４５０４０９５号公報

そこで本発明は、より低く、軽く、バランスの良い駆動部を備えるチェーンコンベアカッタを提供することを目的とする。

第１の発明に係るチェーンコンベアカッタは、チェーンに設けられ複数のビットにより地中を掘削するチェーンコンベアカッタであって、チェーンコンベアカッタの一端部に設けられ、かつ駆動力を発生し発生した駆動力をチェーンに伝達する駆動部と、チェーンコンベアカッタの他端部に設けられ、かつチェーンを折り返して複数のビットにより地中を掘削するリターン部とを備え、駆動部は、チェーンが周回するスプロケットホイールと、スプロケットホイールと平行で、より下方に設けられ、一端部に入力側を有し、他端部に出力側を有する減速機と、減速機の入力側に出力軸側が装着される電動機と、電動機と反対側であって、減速機の出力側に設けられ、減速機の出力側からスプロケットホイールに駆動力を伝達する伝動機構とを備える。

この構成における駆動部では、減速機がスプロケットホイールよりも下方に設けられ、伝動機構が減速機の出力側とスプロケットホイールの間に設けられるから、スプロケットホイールよりも上部に駆動部を至らせない、いいかえれば、スプロケットホイールのレベルよりも下部に納めることができ、駆動部の高さをより低く構成できる。

また、伝動機構と電動機とが、減速機の一端側と他端側にそれぞれ位置することとなり、スプロケットホイールの前後の重量バランスを良好に保持することができる。

これにより、従来技術よりも、低く、軽く、バランスの良い駆動部を備えるチェーンコンベアカッタが得られ、チェーンコンベアカッタの安定性を向上できる。

第２の発明に係るチェーンコンベアカッタでは、駆動部は、スプロケットホイールの外側に位置し、前記スプロケットホイールを回転自在に支持するドライブフレームを有し、ドライブフレームには、減速機と電動機とを挿入可能な空洞が開設され、空洞の外側には、チェーンを摺動自在に案内するガイド板が設けられ、ガイド板は、チェーンと空洞とを区画する。

この構成において、空洞内へ減速機と電動機とを挿入することにより、減速機と電動機とを無理なくレイアウトすることができる。また、チェーンはガイド板によって案内されるが、ガイド板がチェーンと空洞とを区画するため、チェーンが減速機や電動機と干渉することはなく、減速機や電動機を保護して、安定した動作を実現できる。

第３の発明に係るチェーンコンベアカッタでは、伝動機構は、減速機及びドライブチェーンの少なくとも一方を有する。

この構成により、伝動機構を円滑に構成できる。

本発明によれば、駆動部をスプロケットホイールのレベルよりも下部に納めることができ、チェーンコンベアカッタ全体の高さをより低くできるし、スプロケットホイールの前後の重量バランスを良好に保持できる。

以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態における駆動部の断面図、図２（ａ）は、本発明の一実施の形態におけるチェーンコンベアカッタの側面図及び図２（ｂ）は、同正面図である。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態のチェーンコンベアカッタは、チェーン２５、２６に設けられ複数のビット３０により地中を掘削するチェーンコンベアカッタである。

駆動部２０は、チェーンコンベアカッタの一端部に設けられ、かつ駆動力をチェーンに伝達する。

また、駆動部２０は、チェーンコンベアカッタの上端部に位置するが、チェーンコンベアカッタの下端部には、チェーン２５、２６を折り返すリターンローラ３１を有し、複数のビット３０により地中を掘削するリターン部が設けられる。

このようなチェーンコンベアカッタは、図２（ａ）に示すように、通常、杭打機３２又はクレーンにより下向きに吊り下げられる。

図１に示すように、本形態の駆動部２０は、スプロケットホイール２３、２４と同じレベルかあるいはそれよりもやや下方に納まっており、従来技術よりも背が低い。

また、本形態の駆動部によると、伝動機構２９と電動機２８とが、互いにドライブフレーム２１に反対側に位置し、図１の左右方向について、良好な重量バランスが得られる。

さらに、ドライブフレーム２１の内部に、減速機２７及び電動機２８の一部が納められており、電動機２８が発生する駆動力は、減速機２７、伝動機構２９を介して、スプロケットホイール２３、２４が装着される回転軸２２に無理なく伝達されるようになっている。

即ち、駆動部２０は、次の要素を備える。

スプロケットホイール２３、２４には、チェーン２５、２６がそれぞれ券回され、チェーン２５、２６をチェーンコンベアの上端部において折り返して周回する。

減速機２７は、スプロケットホイール２３、２４と平行で、より下方に設けられ、一端部に入力側を有し、他端部に出力側を有し、これら、一端部及び他端部は、それぞれドライブフレーム２１の内側に収納される。

減速機２７としては、遊星歯車列によるものが好ましい。コンパクトで減速比が大であるからである。

電動機２８は、その出力軸が図１の左側に向けて、減速機２７の入力側に装着される。

電動機２８には、図示していない発電機（通常、５００〜６００ＫＶＡの汎用型）から、小口径の動力ケーブルが接続される。また、ポンプなどの圧送装置から冷却水ホースが電動機２８に導入され、電動機２８は、その動作中、冷却水により冷却される。

電動機２８としては、４４０Ｖ程度の高圧で、水冷型のものが好ましい。コンパクトで強力であるからである。水冷型とするのが望ましいのは、同じ出力であれば、空冷型の電動機はより大型になり重くなるので、ドライブフレームの内側に収納できず、駆動部２０をコンパクトに構成しにくくなるからである。

さらには、電動機２８は、インバータ制御対応のものが望ましい。負荷の状況に応じてチェーン等の破損無く、動作させやすいからである。

伝動機構２９は、電動機２８と反対側であって、減速機２７の出力側に設けられ、減速機２７の出力側からスプロケットホイール２３、２４が装着される回転軸２２に駆動力を伝達する。

図１を、従来技術に係る図５、図６と比較すれば、本形態が駆動部をよりコンパクトで安定したものとする上で、有利であることが理解されよう。

次に、図３、図４を参照しながら、駆動部を更に詳しく説明する。

ここで、図３は、本発明の一実施の形態におけるドライブフレームの側面図であり、図４は、本発明の一実施の形態における駆動部の組立詳細図である。

図１のドライブフレーム２１をスプロケットホイール２３、２４側から見ると、図３に示すようになる。

ドライブフレーム２１は、駆動部２０を支持する部材であり、スプロケットホイール２３、２４にあわせ、概ね左右一対に設けられる。

ドライブフレーム２１の上部は、スプロケット装着部４１となっており、円孔が開けられる。

図１に示したように、電動機２８及び減速機２７は、スプロケットホイール２３、２４と平行で、より低い位置にレイアウトされるが、電動機２８及び減速機２７が挿入可能な空洞４２が、ドライブフレーム２１の中程からやや下方に及んで開設される。

本形態では、電動機２８が略瓢箪状をなし、減速機２７は電動機２８よりもやや細い形状をなすため、空洞４２は略瓢箪状で電動機２８よりもやや大きく形成される。

また、空洞４２の上部と下部には、それぞれ相対面するドライブフレーム２１同士を連結する、水平なはり４３が固定される。

さらに、空洞４２の外側には、チェーン２５、２６を摺動自在に案内するガイド板４４、４５が設けられ、ガイド板４４、４５は、チェーン２５、２６と空洞４２とを区画する。

このため、チェーン２５、２６は、駆動部２０付近において、ガイド板４４、４５に案内されてスムーズに所定の軌道を通過するが、ガイド板４４、４５に阻まれて、空洞４２側、即ち、減速機２７や電動機２８側に至ることはできない。よって、チェーン２５、２６がすぐ脇を通過しても、減速機２７や電動機２８は、チェーン２５、２６が触れることによって破損や故障を生ずるおそれが無く、保護される。

図４に示すように、減速機２７や電動機２８は、空洞４２に挿入されるだけであり、電動機２８と減速機２７は、互いに対面するフランジ部２７ａ、２８ａが密接し、固定ボルト４６で締め付けられることにより、連結される。

また、減速機２７と伝動機構２９の入力軸５２とは、同様に互いに対面するフランジ部２７ｂ、２９ａが密接し、固定ボルト４７で締め付けられることにより、連結される。

一方、伝動機構２９の出力軸５３付近には、ドライブフレーム２１から迫り出す突部４９が当接し、伝動機構２９の入力軸５２付近には、ドライブフレーム２１から迫り出す突部４８が当接する。

これらの突部４９、４８と伝動機構２９とは、それぞれ固定ボルト５０、５１が締め付けられることにより、互いに連結される。

つまり、本形態では、ドライブフレーム２１には、伝動機構２９のみが固定され、電動機２８及び減速機２７は、伝動機構２９に連結されるだけであり、伝動機構２９を介して、間接的にドライブフレーム２１に固定される。

このようにすることにより、本形態のように、スプロケットホイール２３、２４、伝動機構２９、減速機２７及び電動機２８が、近接してレイアウトされる場合において、減速機２７や電動機２８をドライブフレーム２１に直接固定する場合に比べ、部品点数を減らして部材同士の干渉を避けつつも、動作上問題ないレイアウトを実現できる。

この点も、駆動部２０を、より低く、軽く、バランスの良くするために、寄与するものである。

本発明の一実施の形態における駆動部の断面図 （ａ）本発明の一実施の形態におけるチェーンコンベアカッタの側面図 （ｂ）本発明の一実施の形態におけるチェーンコンベアカッタの正面図 本発明の一実施の形態におけるドライブフレームの側面図 本発明の一実施の形態における駆動部の組立詳細図 従来の第１例による駆動部の断面図 従来の第２例による駆動部の断面図

１、２１ ドライブフレーム
２、２２ 回転軸
３、４、２３、２４ スプロケットホイール
５、６、２５、２６ チェーン
７、１０、２８ 電動機
８、１１、２７ 減速機
２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２９ａ フランジ部
９、１３ 支持フレーム
１２、２９ 伝動機構
２０ 駆動部
３０ ビット
３１ リターンローラ
３２ 杭打機
４１ スプロケット装着部
４２ 空洞
４３ はり
４４、４５ ガイド板
４６、４７、５０、５１ 固定ボルト
４８、４９ 突部
５２ 入力軸
５３ 出力軸

Claims (3)

1. チェーンに設けられ複数のビットにより地中を掘削するチェーンコンベアカッタであって、
   前記チェーンコンベアカッタの一端部に設けられ、かつ駆動力を発生し発生した駆動力を前記チェーンに伝達する駆動部と、
   前記チェーンコンベアカッタの他端部に設けられ、かつ前記チェーンを折り返して前記複数のビットにより地中を掘削するリターン部とを備え、
   前記駆動部は、前記チェーンが周回するスプロケットホイールと、
   前記スプロケットホイールと平行で、より下方に設けられ、一端部に入力側を有し、他端部に出力側を有する減速機と、
   前記減速機の入力側に出力軸側が装着される電動機と、
   前記電動機と反対側であって、前記減速機の出力側に設けられ、前記減速機の出力側から前記スプロケットホイールに駆動力を伝達する伝動機構とを備え、
   前記減速機の入力側と出力側とを結ぶ軸線と前記スプロケットホイールの回転軸とが平行であり、
   前記駆動部は、前記スプロケットホイールの外側に位置し、前記スプロケットホイールを回転自在に支持するドライブフレームを有し、
   前記ドライブフレームには、前記減速機と前記電動機とを挿入可能な空洞が開設され、
   前記空洞の外側には、前記チェーンを摺動自在に案内するガイド板が設けられ、前記ガイド板は、前記チェーンと前記空洞とを区画するチェーンコンベアカッタ。
2. 前記伝動機構は、減速機及びドライブチェーンの少なくとも一方を有する請求項１記載のチェーンコンベアカッタ。
3. 前記電動機は、冷却水により強制冷却される請求項１又は２に記載のチェーンコンベアカッタ。

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