JP7090669B2 - トンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造 - Google Patents
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Description
(1)特許文献1の切削ビット取付構造では、カッタースポークの前面板の略中央に取付開口が設けられ、切削ビットはこの取付開口に取り付けられて、カッタースポークの前方に突出されているが、ティース型ビットをカッタースポークの前面板に取り付けてしまうと、ローラビットなど他のカッタービットを並設することが難しく、カッタースポークの前面板や内部空間を有効に活用することができない。
(2)特許文献1の切削ビット取付構造では、外部ケースの切削ビット挿通口と内部ケースの切削ビット挿通部は寸法(径)が異なるが、ティース型ビットの場合も同様にすると、ビット取付部の構造が複雑になり、コストも増大して、好ましくない。
(3)特許文献1の切削ビット取付構造では、切削ビットの切削反力は内部ケースの切削ビット挿通部後端部のロッド固定部で支持されているが、ティース型ビットの場合も同様にすると、ティース型ビットの片持ち長が大きくなるため、ビット体の断面を大きくする必要があり、そうすると、装置全体が大きくなり、コストも増大して、好ましくない。
(4)特許文献1の切削ビット取付構造では、ロッドそれ自体を正逆回転するため、切削ビットに対してロッドを回転(空転)可能に連結しているが、ティース型ビットの場合も同様にすると、ティース型ビットとロッドとの連結構造が複雑になり、コストも増大して、好ましくない。
トンネル掘進機に複数のカッタースポークを有するカッターヘッドを備え、前記各カッタースポーク内にカッタービットを大気圧下で取り付け、交換可能な作業空間を有し、前記各カッタースポーク内で前記カッタースポークにティース型ビットを取り付け、交換するためのトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造であって、
前記カッタースポークの前面板と両側の各側面板との間で前記カッタースポークの前側の各隅角部側にそれぞれ、ビット取付・交換装置を対にして装備し、
前記ビット取付・交換装置は、
前記カッタースポークの前側の隅角部に前記ティース型ビットを突出させるビット突出開口を有し、前記カッタースポークの内部側にビット挿入口を有し、前記ビット挿入口から前記ビット突出開口までティース型ビットを摺動可能に延びるビット挿通支持部と、前記ビット挿通支持部を開閉可能に遮断する遮断部とを有してなるビット取付部と、
前記カッタースポークの内部側で前記ビット取付部に前記ビット挿通支持部に対向して着脱可能に取り付けられ、前記ビット挿通支持部上でティース型ビットを進退駆動するビット直動機構と、
を備え、
前記カッタースポークの前側の両隅角部にそれぞれ、前記ビット取付部を固定し、前記各ビット取付部の前記各ビット挿通支持部に一対のティース型ビットを前記ビット直動機構を介して取り付け又は交換し、各ティース型ビットを前記カッタースポークの前側の両隅角部から斜め前方に向けて突出させる、
ことを要旨とする。
(1)ビット取付部は、カッタースポークの前側の隅角部から前記カッタースポークの前面板に沿って延びる前面板方向固定部、及び前記カッタースポークの側面板に沿って延びる側面板方向固定部を一体に有してなり、前記前面板方向固定部の内面と前記側面板方向固定部の内面との間が断面略弓形に形成されてその間に断面略円弧形状の溝をなすガイド部と、前記前面板方向固定部と前記側面板方向固定部との間のコーナー部と前記コーナー部に対向する前記ガイド部の一部との間に貫通して形成され、前記コーナー部にビット突出開口を開口され、前記ガイド部の一部にビット挿通口を開口されるビット挿通支持部とを有する固定部と、前記固定部の前記前面板方向固定部と前記側面板方向固定部との間に前記ガイド部の案内により回動可能にかつ前記固定部の前記ビット挿通口を開閉可能に配置される断面略円弧形状の外周面を有する断面略弓形を呈し、前記外周面にビット挿通口を開口され、前記外周面の対向面にビット挿入口を開口されて、前記断面略円弧形状の外周面と前記外周面の対向面との間に貫通され、前記固定部のビット挿通支持部に連通可能なビット挿通支持部と、前記外周面の対向面の前記ビット挿入口に連結固定され、前記ビット挿通支持部に連通可能な略筒形のビット挿通部とを有し、前記外周面のビット挿通口を前記固定部のビット挿通口に合せて前記固定部の前記ガイド部内に回動可能に組み込み配置される回動部とを備える。
この場合、回動部の外周面の断面略円弧形状は半円よりも小さい弧をなし、固定部のガイド部の断面略円弧形状は前記回動部の外周面の断面略円弧形状よりも少し大きい弧をなすことが好ましい。
この場合、固定部に回動部の回動経路上で前記回動部のビット挿通口を前記固定部のビット挿通口に位置決めして前記回動部の回動を停止する開位置ストッパーと前記回動部の外周面を前記固定部のビット挿通口に位置決めして前記回動部の回動を停止する閉位置ストッパーとを備えることが好ましい。
この場合、固定部の両端面でガイド部の断面略円弧形状の円弧の中心となる位置にそれぞれ軸受を有し、回動部の両端面で外周面の断面略円弧形状の円弧の中心となる位置にそれぞれ回動軸を有し、前記回動部は両端面の前記各回動軸が前記固定部の両端面の前記各軸受に軸支されて前記固定部に組み込まれ、前記回動部の各回動軸の一方に回転操作部を備えることが好ましい。
この場合、遮断部は、回動部の外周面からなることが好ましい。
(2)ビット直動機構は、ティース型ビットに連結され、前記ティース型ビットを固定部、回動部の各ビット挿通支持部内に挿通するための外周面にねじを有するロッドと、前記回動部の略筒形のビット挿通部の前記回動部とは反対側の端部に着脱可能に取り付けられ、前記ロッド外周面の前記ねじに螺合され、前記ロッドを進退駆動するためのナット、及び前記ナットを回転駆動するナット駆動部とを備える。
この場合、ロッドは複数の分割ロッドが直列に着脱可能に連結されてなることが好ましい。
(3)ビット直動機構は、ティース型ビットに連結され、前記ティース型ビットを固定部、回動部の各ビット挿通支持部内に挿通するための外周面にラックを有するロッドと、前記回動部の略筒形のビット挿通部の前記回動部とは反対側の端部に着脱可能に取り付けられ、前記ロッド外周面の前記ラックに噛合され、前記ロッドを進退駆動するためのピニオンギア、及び前記ピニオンギアを回転駆動するピニオンギア駆動部とを備える。
この場合、ロッドは複数の分割ロッドが直列に着脱可能に連結されてなることが好ましい。
(1)このティース型ビット取付・交換構造によれば、カッタースポークの前側の両隅角部にそれぞれ、ビット取付部を固定し、各ビット取付部の各ビット挿通支持部に一対のティース型ビットをビット直動機構を介して取り付け又は交換し、各ティース型ビットをカッタースポークの前側の両隅角部から斜め前方に向けて突出させるようにしたので、カッタースポークの前側の各隅角部にティース型ビットを交換可能に配置して、カッタースポークの前面板及びその内部にローラビットなど他のカッタービットの取付スペースを確保することができ、カッタースポークの前面板にローラビットなど他のカッタービットを並設することができる。したがって、この構造により、カッタースポークの前面板や内部空間を有効に活用することができる。
(2)このティース型ビット取付・交換構造によれば、ビット取付部に、カッタースポークの前側の隅角部にティース型ビットを突出させるビット突出開口を有し、カッタースポークの内部側にビット挿入口を有し、ビット挿入口からビット突出開口までティース型ビットを摺動可能に延びるビット挿通支持部が設けられるので、ビット取付部にビット挿通部を同一形状、同一寸法(径)にして、ビット取付部を簡単な構造にすることができる。
(3)このティース型ビット取付・交換構造によれば、このビット取付・交換装置は、ビット挿通支持部と遮断部とを有するビット取付部に、カッタースポークの内部側でビット取付部のビット挿通支持部に対向して着脱可能に取り付けられ、ビット挿通支持部上でティース型ビットを進退駆動するビット直動機構を備えるので、ビット直動機構を、例えばティース型ビットに連結されるねじ軸からなるロッドとロッドを進退駆動するナット及びナット駆動部により構成することで、ティース型ビットの掘削反力の一部をビット取付部のビット挿通支持部で支持し、掘削反力のビット軸方向の成分をロッドとナットとのねじ締結により支持することができ、このようにすることによりティース型ビットの片持ち長を小さくすることができる。
(4)このティース型ビット取付・交換構造によれば、ビット直動機構を例えばティース型ビットに連結されるねじ軸からなるロッドとロッドを進退駆動するナット駆動部により構成して、ロッドそれ自体を回転させないようにすることで、ティース型ビットとロッドとをねじ締結など簡単な連結機構で連結固定することができる。
図1、図2はこの発明の一実施の形態に係るトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造(以下、本構造という。)の全体構成を示し、図3、図4は本構造の具体的な構成を示している。図5、図6及び図7は本構造の要部を示している。図8は本構造におけるティース型ビットの取り付け例及び本構造の主たる効果を示している。図9は本構造におけるティース型ビットの交換手順を示している。図10、図11は本構造の要部の変更例を示している。
各ティース型ビットCの交換はカッタースポーク110内の大気圧下の作業室で次の手順により行う。
(1)まず、固定部1のビット挿通支持部10からティース型ビットCを後退させる。
A ビット取付・交換装置
A1 ビット取付部
1 固定部
10 ビット挿通支持部
101 ビット突出開口
102 ビット挿通口
10s 一方の側面
11 前面板方向固定部
12 側面板方向固定部
13 ガイド部
131 開位置ガイド面
132 閉位置ガイド面
14 軸受
15 開位置ストッパー
151 回動停止部材
152 係止孔
153 係止キー
16 閉位置ストッパー
161 回動停止部材
162 係止孔
163 係止キー
17 開口部
2 回動部
2a 回動部本体
2b 略筒形のビット挿通部
20 ビット挿通支持部
201 ビット挿通口
202 ビット挿入口
S1、S2 止水用のシール
21 外周面(遮断部)
22 外周面の対向面
24 回動軸
25 フランジ
26 回動操作部(回動レバー)
A2 ビット直動機構
C ティース型ビット
27 ねじ孔
S3 止水用のシール
3 ロッド
301 ねじ部
30 ねじ孔
31 継手ねじ部
3P 分割ロッド
4 ナット
40 ナット部
41 回転板
42 ボールベアリング
43 取付板
5 ナット駆動部
50 ウォームホイール
51 モータ
52 ウォーム
61 ラック
62 ピニオンギア
63 ピニオンギア駆動部
7 支持補強ブロック
7s 一方の側面
100 カッターヘッド
101 切羽室
110 カッタースポーク
111 前面板
112 側面板
113 ビット取付部装着部
120 中枢体
130 旋回体
140 回転輪
150 旋回ベアリング
160 カッター駆動装置
170 カッターリング
180 撹拌翼
190 隔壁
200 カッターフード
210 土圧計
220 排土装置(スクリューコンベア)
Claims (9)
- トンネル掘進機に複数のカッタースポークを有するカッターヘッドを備え、前記各カッタースポーク内にカッタービットを大気圧下で取り付け、交換可能な作業空間を有し、前記各カッタースポーク内で前記カッタースポークにティース型ビットを取り付け、交換するためのトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造であって、
前記カッタースポークの前面板と両側の各側面板との間で前記カッタースポークの前側の各隅角部側にそれぞれ、ビット取付・交換装置を対にして装備し、
前記ビット取付・交換装置は、
前記カッタースポークの前側の隅角部に前記ティース型ビットを突出させるビット突出開口を有し、前記カッタースポークの内部側にビット挿入口を有し、前記ビット挿入口から前記ビット突出開口までティース型ビットを摺動可能に延びるビット挿通支持部と、前記ビット挿通支持部を開閉可能に遮断する遮断部とを有してなるビット取付部と、
前記カッタースポークの内部側で前記ビット取付部に前記ビット挿通支持部に対向して着脱可能に取り付けられ、前記ビット挿通支持部上でティース型ビットを進退駆動するビット直動機構と、
を備え、
前記カッタースポークの前側の両隅角部にそれぞれ、前記ビット取付部を固定し、前記各ビット取付部の前記各ビット挿通支持部に一対のティース型ビットを前記ビット直動機構を介して取り付け又は交換し、各ティース型ビットを前記カッタースポークの前側の両隅角部から斜め前方に向けて突出させる、
ことを特徴とするトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造。 - ビット取付部は、カッタースポークの前側の隅角部から前記カッタースポークの前面板に沿って延びる前面板方向固定部、及び前記カッタースポークの側面板に沿って延びる側面板方向固定部を一体に有してなり、前記前面板方向固定部の内面と前記側面板方向固定部の内面との間が断面略弓形に形成されてその間に断面略円弧形状の溝をなすガイド部と、前記前面板方向固定部と前記側面板方向固定部との間のコーナー部と前記コーナー部に対向する前記ガイド部の一部との間に貫通して形成され、前記コーナー部にビット突出開口を開口され、前記ガイド部の一部にビット挿通口を開口されるビット挿通支持部とを有する固定部と、前記固定部の前記前面板方向固定部と前記側面板方向固定部との間に前記ガイド部の案内により回動可能にかつ前記固定部の前記ビット挿通口を開閉可能に配置される断面略円弧形状の外周面を有する断面略弓形を呈し、前記外周面にビット挿通口を開口され、前記外周面の対向面にビット挿入口を開口されて、前記断面略円弧形状の外周面と前記外周面の対向面との間に貫通され、前記固定部のビット挿通支持部に連通可能なビット挿通支持部と、前記外周面の対向面の前記ビット挿入口に連結固定され、前記ビット挿通支持部に連通可能な略筒形のビット挿通部とを有し、前記外周面のビット挿通口を前記固定部のビット挿通口に合せて前記固定部の前記ガイド部内に回動可能に組み込み配置される回動部とを備える請求項1に記載のトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造。
- 回動部の外周面の断面略円弧形状は半円よりも小さい弧をなし、固定部のガイド部の断面略円弧形状は前記回動部の外周面の断面略円弧形状よりも少し大きい弧をなす請求項2に記載のトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造。
- 固定部に回動部の回動経路上で前記回動部のビット挿通口を前記固定部のビット挿通口に位置決めして前記回動部の回動を停止する開位置ストッパーと前記回動部の外周面を前記固定部のビット挿通口に位置決めして前記回動部の回動を停止する閉位置ストッパーとを備える請求項2又は3に記載のトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造。
- 固定部の両端面でガイド部の断面略円弧形状の円弧の中心となる位置にそれぞれ軸受を有し、回動部の両端面で外周面の断面略円弧形状の円弧の中心となる位置にそれぞれ回動軸を有し、前記回動部は両端面の前記各回動軸が前記固定部の両端面の前記各軸受に軸支されて前記固定部に組み込まれ、前記回動部の各回動軸の一方に回転操作部を備える請求項2乃至4のいずれかに記載のトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造。
- 遮断部は、回動部の外周面からなる請求項2乃至5のいずれかに記載のトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造。
- ビット直動機構は、ティース型ビットに連結され、前記ティース型ビットを固定部、回動部の各ビット挿通支持部内に挿通するための外周面にねじを有するロッドと、前記回動部の略筒形のビット挿通部の前記回動部とは反対側の端部に着脱可能に取り付けられ、前記ロッド外周面の前記ねじに螺合され、前記ロッドを進退駆動するためのナット、及び前記ナットを回転駆動するナット駆動部とを備える請求項1乃至6のいずれかに記載のトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造。
- ビット直動機構は、ティース型ビットに連結され、前記ティース型ビットを固定部、回動部の各ビット挿通支持部内に挿通するための外周面にラックを有するロッドと、前記回動部の略筒形のビット挿通部の前記回動部とは反対側の端部に着脱可能に取り付けられ、前記ロッド外周面の前記ラックに噛合され、前記ロッドを進退駆動するためのピニオンギア、及び前記ピニオンギアを回転駆動するピニオンギア駆動部とを備える請求項1乃至6のいずれかに記載のトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造。
- ロッドは複数の分割ロッドが直列に着脱可能に連結されてなる請求項7又は8に記載のトンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造。
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JP2020138273A JP7090669B2 (ja) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | トンネル掘進機のティース型ビット取付・交換構造 |
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- 2020-08-18 JP JP2020138273A patent/JP7090669B2/ja active Active
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