JPH03259702A

JPH03259702A - カッタビットの摩耗検出装置

Info

Publication number: JPH03259702A
Application number: JP2058372A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yamaguchi; 山口　博明; Masahiko Yamamoto; 正彦山本; Kanji Shibatani; 柴谷　寛治; Shoichi Sakanishi; 坂西　昇一; Tetsuya Shinpo; 新保　哲也
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1991-11-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明は、地中掘削機のカッタビットの摩耗量を検出す
るカッタビットの摩耗検出装置に関する。

〔従来の技術］シールド掘削機などの地中掘削機による地中掘削は、掘
削作業の効率を高めるために、摩耗したカッタビットを
逸早く交換する必要がある。ところが、地中掘削機は、
地中を掘削するため、カッタビットの摩耗の程度を目視
することができない。

そこで、従来は、第３図に示したように、カッタピッＩ
・１０に孔１２を形成し、この孔１２に矢印の如く常時
空気圧や水圧を作用させておき、カッタビット１０の摩
耗が孔１２まで達して圧力が低下したことを検知して、
カッタヒント１０の使用限界を検出するようにしている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の圧力の低下を検出してカッタヒントの摩
耗を検知する方法は、圧力の低下が生ずるまでカッタビ
ット１０の摩耗を検知できず、また圧力が低下した後の
摩耗量も検出することができない。このため、孔１２の
深さをカッタビット１０の使用限界の深さにする必要が
あり、使用限界に達しないと摩耗を検知てきないため、
カッタビットの手配等の事前準備をすることができず、
カッタビットの交換作業が遅れたりする問題があった。

また、計測を必要とするすべてのカッタビットに圧力計
と配管を設ける必要があり、装置が複雑となって取り扱
いが煩雑となる。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、地中掘削機のカッタビットの摩耗量を容易に
検出することができるカッタビットの摩耗検出装置を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

」二記の目的を達成するために、本発明に係るカッタビ
ットの摩耗検出装置は、カッタビット内の長手方向に沿
って設けた受動素子と、この受動素子に給電する電源と
、前記受動素子に流れる電流量と受動素子に印加した電
圧とに基づいて、前記カッタビン１−の摩耗量を求める
摩耗量演算器とを有することを特徴としている。

受動素子は、並列接続した複数の抵抗またはコンデンサ
を用いることができる。また、受動素子は、カッタヒツ
トと、このカッタピッＩ・の長手方向に形成した孔に設
けた誘電体と、この誘電体の中心軸に沿って配置した導
体とからなるコンデンサであってもよい。

〔作用〕

上記の如（構成した本発明は、地中を掘削することによ
るカッタビットの摩耗に伴い、摩耗した部分のカッタピ
ッ１〜内に設けた受動素子が破壊され、受動素子を流れ
る電流量が変化する。従って、受動素子を流れる電流量
と受動素子に印加する電圧とにより、摩耗演算器が抵抗
値やインピーダンスの変化をもとめ、これらの変化によ
ってカッタビットの摩耗量を検出する。

特に、所定間隔で並列接続した複数の抵抗またはコンデ
ンサをカッタビットの長手方向に沿って配置すると、カ
ッタビットの摩耗に連れて先端部側の抵抗またはコンデ
ンサから順次破壊され、合成抵抗値またはインピーダン
スが変化するので、この変化を電流値の変化または電圧
の変化として検出することにより、カッタビットの摩耗
量を知ることができる。また、カッタビットと誘電体と
導体とによってコンデンサを構成すると、このコンデン
サの容量がカッタビットの摩耗によって連続的に変化す
るため、摩耗を連続的に検出することができる。

［実施例］本発明のカッタビットの摩耗検出装置の好ましい実施例
を、添４−Ｊ図面に従って詳説する。

第１図は、本発明の第１実施例に係るカッタビットの摩
耗検出装置の説明図である。

第１回において、カッタビット１０は、カッタヘッド１
４の前面に取り付けである。そして、カッタビット１０
は、中心部に後端部下ら先端部に向けて（長手方向に沿
って）孔４５が穿設してあり、この孔４５に複数の抵抗
４６ａ〜４６ｎが孔４５に沿って配置しである。すなわ
ち、各抵抗４６３〜４６ｎは、それぞれ抵抗値が等しく
、所定の間隔ｌをもって並列接続され、絶縁体４７中に
埋め込まれていて、この絶縁体４７が孔４５に圧入や接
着等によって固定しである。

各抵抗４６ａ〜４６ｎを並列接続したリード線は、絶縁
体４７の後端部から外部に引き出され、直流電源４９と
摩耗演算器４８の電流検出部５０とに直列に接続され、
閉回路を構成している。そして、電流検出部５０は、抵
抗４６ａ〜４６ｎからなる並列回路を流れる電流を検出
する。また、直流電源４９には、電圧検出器５４が並列
に接続してあり、抵抗４６ａ〜４６ｎに印加する電圧を
検出できるようになっている。そして、電流検出部５０
と電圧検出器５４との検出信号は、摩耗演算器４８の摩
耗演算部５２に入力するようになっている。この摩耗演
算部５２ば、入力してくる電圧と電流とのデータからカ
ッタビット１０の摩耗量を求め、表示装置５６に表示す
る。

上記の如く構成した実施例の作用は、次のとおりである
。

直流電源４９をオンして抵抗４６ａ〜４６ｎの並列回路
に所定の電圧を印加するとともに、印加した電圧を電圧
検出器５４によって検出し、摩耗演算器４８の摩耗演算
部５２に入力する。また、摩耗演算器４８の電流検出部
５０ば、抵抗４６ａ〜４６ｎの並列回路に流れる電流値
を検出し、摩耗演算部５２に入力する。摩耗演算部５２
は、電圧検出器５４と電流検出部５０との検出信号に基
づき、抵抗４６　ａ〜４６ｎからなる並列回路の合成抵
抗Ｒを演算する。

カッタビット１０に摩耗を生じていない場合、ｎ個の抵
抗４６ａ〜４６ｎの各抵抗値をｒとすると、合成抵抗Ｒ
は、Ｒ＝　ｒ　／　ｎ　　　　　　　−−ｍ−−（１）であ
る。しかし、地中を掘削することにより、カッタビット
１０が長さｉだけ摩耗すると、抵抗４６ａに電流が流れ
なくなり、合成抵抗Ｒは、Ｒ＝　ｒ　／　（ｎ−１）　
　　−−−−−−（２）となる。

そこで、摩耗演算器５２は、求めた合成抵抗Ｒが式（２
）によって求められる値になると、カッタヒツト１０が
ｆだけ摩耗したことを表示装置５６に表示する。

以下、同様にして摩耗演算器５２は、抵抗４６ｂ、４６
ｃ、−−−−−−−に電流が流れなくなり、合成抵抗Ｒ
がＲ＝　ｒ　／　（ｎ−２）　　　−−（３）Ｒ＝　ｒ　
／　（ｎ　−３）　　　−−−−−−（４）となるごと
にカッタビット１０の摩耗量を２！、３ｉ、−−−−一
−と表示装置５６に表示する。そして、ｎ番目の抵抗４
６ｎがカッタピッ１−１０の摩耗によって破壊され、回
路に電流が流れなくなると、摩耗量がカッタビット１０
の使用限界に達したことを検知し、カッタピッ）１０を
交換すべき旨を表示装置５６に表示する。

このように、実施例においては、抵抗４６ａ〜４６ｎか
らなる並列回路の合成抵抗Ｒを監視することにより、カ
ッタビン１〜１０の摩耗量を容易に検出することができ
、カッタピッ１〜１０の交換時期を知ることができる。

しかも、従来の圧力を作用させるのと異なり、圧力源や
配管等を必要とせず、装置を小型化することができる。

なお、前記実施例においては、電源として直情型ａ４９
を用いた場合について説明したが、交流電源を用いても
よい。また、前記実施例においては、電流検出部５０と
電圧検出器５４により電圧と電流とを検出する場合につ
いて説明したが、抵抗４６ａ〜４６ｎを定電圧電源また
は定電流電源に接続し、電圧検出器５４または電流検出
部５０を省略してもよい。そして、前記実施例において
は、受動素子が並列接続した複数の抵抗４６ａ〜４６ｒ
）である場合について説明したが、コンデンサやコイル
を並列接続し、この並列回路を交流電源に接続して、並
列回路のインピーダンスを検出して摩耗量を求めるよう
にしてもよい。

第２図は、他の実施例の説明図である。

第２図において、カッタビット１０の中心部には、長手
方向に沿って貫通孔６０が設けである。

そして、この貫通孔６０には、中心に導体６２を配置し
た誘電体６４が挿入、固定してあり、カッタビット１０
と導体６２とを電極とする円筒コンデンサが形成しであ
る。

コンデンサの電極となるカッタピッ１−１０と導体６２
とは、摩耗演算器７０のインピーダンス計７２に接続し
てあり、コンデンサの静電容量を求めることができるよ
うにしである。インピーダンス計７２が求めた静電容量
は、摩耗演算器７ｏの摩耗演算部７４に入力される。そ
して、摩耗演算部７４は、入力された静電容量からカッ
タピント１０と誘電体６４と導体６２とからなるコンデ
ンサの有効面積を求め、この有効面積に基づいてカッタ
ビット１０の長さを演算し、摩耗量を算出して表示装置
５６に表示する。そして、摩耗演算部７４は、カッタビ
ット１０の摩耗量が所定の値に達すると、カッタビット
１０の交換をずべき旨を表示装置５６に表示する。

このように、本実施例においては、力・７タビ。

ト１０と誘電体６４と導体６２とによって円筒コンデン
ザを構成し、このコンデンサの静電容量の変化からカッ
タビット１０の摩耗量を検出するため、摩耗量の連続的
な検出が可能となる。

なお、コンデンサの容量は、交流ブリッジ等によって求
めてもよい。

［発明の効果］以−１−に説明したように、本発明によれば、地中を掘
削することによるカッタビットの摩耗に伴い、摩耗した
部分のカッタヒツト内に設けた受動素子が破壊され、受
動素子を流れる電流量が変化する。

従って、摩耗演算器によって、受動素子を流れる電流量
と受動素子に印加する電圧とから抵抗値やインピーダン
スの変化を検知し、これらの変化によってカッタビット
の摩耗量を算出する。

特に、所定間隔で並列接続した複数の抵抗またはコンデ
ンサをカッタビットの長手方向に沿って配置すると、カ
ッタビットの摩耗に連れて先端部側の抵抗またはコンデ
ンサから順次破壊され、抵抗値またはインピーダンスが
変化するので、カッタビットの摩耗量を容易に知るごと
ができろ。また、カッタピッＩ・と誘電体と導体とによ
ってコンデンサを構成すると、このコンデンサの容量が
カッタビットの摩耗によって連続的に変化するため、摩
耗量を連続的に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の説明図、第２図は第２実
施例の説明図、第３図は従来の摩耗検出方法の説明図で
ある。１０−−−−−カッタビット、４６ａ〜４６ｎ　　−受
動素子（抵抗）、４８．７０−−−摩耗演算器、４９−
−一直流電源、５０−−−一電流検出部、５２．７４−
−−−一摩耗演算部、５４−ｍ−電圧検出器、６２導体
、６４−一−−−誘電体、７２−インピーダンス計。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カッタビット内の長手方向に沿って設けた受動素
子と、この受動素子に給電する電源と、前記受動素子に
流れる電流量と受動素子に印加した電圧とに基づいて、
前記カッタビットの摩耗量を求める摩耗量演算器とを有
することを特徴とするカッタビットの摩耗検出装置。
（２）前記受動素子は、並列接続した複数の抵抗または
コンデンサであることを特徴とする請求項１に記載のカ
ッタビットの摩耗検出装置。
（３）前記受動素子は、前記カッタビットと、このカッ
タビットの長手方向に形成した孔に設けた誘電体と、こ
の誘電体の中心軸に沿って配置した導体とからなるコン
デンサであることを特徴とする請求項１に記載のカッタ
ビットの摩耗検出装置。