JPH0674697U - シールド掘進機のカッタビット摩耗検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カッタビットの摩耗状態が容易かつ正確に検
出できるようにする。 【構成】 シールド本体の前部に回転自在に設けられた
カッタヘッド３の前面に、切羽を掘削する多数のカッタ
ビット４を着脱自在に取付けたシールド掘進機におい
て、上記カッタビット４内に、検出部６ａにリード線６
ｂがＵ字形に収容された摩耗検出センサ６を設け、かつ
該摩耗検出センサ６のリード線６ｂに、シールド本体１
内に設けたチェッカより交流電圧を印加すると共に、上
記カッタビット４が摩耗して上記検出部６ａ内のリード
線６ｂが断線したのを交流インピーダンスの増加により
検出することにより、カッタビット４の摩耗状態を検出
するようにしたもので、断線したリード線６ｂが泥水な
どに浸漬されていても、カッタビット４の摩耗状態が容
易かつ正確に検出することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はカッタビットの摩耗を電気的に検出するようにしたシールド掘進機 のカッタビット摩耗検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来トンネルを掘削するシールド掘進機は、シールド本体の前部にカッタヘッ ドモータにより回転駆動されるカッタヘッドが設けられていて、このカッタヘッ ドの前面には、カッタヘッドの回転とともに切羽を掘削する多数のカッタビット が取付けられている。

【０００３】 これらカッタビットは、掘削対象土質が砂礫や砂質土の場合、及び土圧式シー ルドの場合早期に摩耗して掘削能率が低下する。 このため従来ではカッタビットの交換時期を土質から経験的に想定したり、フ ァイバスコープなどを使用してカッタビットの摩耗状態を観察することにより決 定していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし上記何れの場合もカッタビットの摩耗を観察後に交換判断する方法であ るから、機械停止に伴う稼動率の低下を避けることができなかった。 この考案はかかる不具合を改善するためになされたもので、機械の始業点検時 等の短時間でカッタビットの摩耗限界を容易かつ正確に検出できるようにしたシ ールド掘進機のカッタビット摩耗検出装置を提供することを目的とするものであ る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記目的を達成するために、シールド本体の前部に回転自在に設け られたカッタヘッドの前面に、切羽を掘削する多数のカッタビットを着脱自在に 取付けたシールド掘進機において、上記カッタビット内に、検出部にリード線が Ｕ字形に収容された摩耗検出センサを設け、かつ該摩耗検出センサのリード線に 、シールド本体内に設けたチェッカより交流電圧を印加すると共に、上記カッタ ビットが摩耗して上記検出部内のリード線が断線したのを交流インピーダンスの 増加により検出することにより、カッタビットの摩耗状態を検出するようにした ものである。

【０００６】

【作用】

上記構成により、断線したリード線が泥水中に浸漬していても、交流インピー ダンスの増加によりリード線の断線が検出できるため、カッタビットの交換時期 が容易かつ正確に判断できるようになる。

【０００７】

【実施例】

この考案の一実施例を図面を参照して詳述する。 図において１はシールド本体で、前部にカッタヘッドモータ２により回転駆動 されるカッタヘッド３が設けられている。

【０００８】 上記カッタヘッド３の前面には、放射方向に複数のスポーク３ａが形成されて いて、これらスポーク３ａの両側に多数のカッタビット４が着脱自在に取付けら れていると共に、これらカッタビット４で掘削された土砂は土砂取込み口３ｂよ りチャンバ１ａ内へ取込まれた後、図示しない土砂排出装置により後方へ搬送さ れるようになっている。

【０００９】 また上記カッタビット４は図３及び図４に示すように、メインチップ４ａと、 背面摩耗防止用チップ４ｂを有していて、シャンク４ｃが固着具５によりカッタ ヘッド３に取付けられていると共に、カッタビット４内には、背面側よりメイン チップ４ａへ向けて複数のセンサ取付け孔４ｄが角度を変えて穿設されていて、 これらセンサ取付け孔４ｄに摩耗検出センサ６が挿入されている。 上記摩耗検出センサ６は、図６に示すように検出部６ａ内にリード線６ａがＵ 字状に屈曲されて収容されている。

【００１０】 これらリード線６ｂの基端側は、カッタビット４内より延出された後、カッタ ヘッド３を支承する回転軸３ａ内を通ってシールド本体内に突設されたコネクタ ７に接続されていると共に、カッタビット４よりカッタヘッド３内へ引込む部分 は、樹脂系硬化材８により固定された後、表面が鋼板などのプロテクタ９で覆わ れている。

【００１１】 一方シールド本体１内に突設されたコネクタ７には、カッタビット４の摩耗状 態を検出する可搬式のチェッカ１２が接続できるようになっている。 上記チェッカ１２は図７に示すように、発振回路１３を有していて、この発振 回路１３によりブリッジ回路１４を介して上記摩耗検出センサ６内のリード線６ ｂに例えば５０Ｈｚの交流電圧が印加できるようになっている。

【００１２】 またブリッジ回路１４の検出端子１４ａ、１４ｂは差動アンプ１５の入力側に 接続されていて、これら端子１４ａ、１４ｂの電位差Ｖａｂが検出されるように なっていると共に、差動アンプ１５の出力側より出力された電位差Ｖａｂは、整 流回路１６により整流された後比較回路１７へ入力されて基準電圧Ｖｒｅｆと比 較され、カッタビット４の摩耗状態が駆動回路１８を介して表示器１９へ表示さ れるようになっている。

【００１３】 次に作用を説明すると、シールド本体１を地中へ推進させながらカッタヘッド ３を回転させて、カッタヘッド３の前面に取付けられたカッタビット４によりト ンネルを掘削するが、長距離掘削している間にカッタビット４が摩耗する。 カッタビット４の摩耗を検出するに当っては、カッタヘッド３を停止させた状 態でコネクタ７にチェッカ１２を接続して、チェッカ１２の発振回路１３よりカ ッタビット４内の摩耗検出センサ７に交流電圧を印加する。 カッタビット４の摩耗が摩耗検出センサ６に達していない場合は、ブリッジ回 路１４の検出端子１４ａ、１４ｂ間の電位差Ｖａｂは０のため、差動アンプ１５ より電圧が出力されず、従って表示器１９には摩耗が摩耗検出センサ６まで進ん でいないことが表示される。

【００１４】 一方カッタビット４の摩耗が進んで摩耗検出センサ６の先端に達している場合 は、検出部６ａ内のリード線６ｂが断線されている。 しかし断線されたリード線６ｂの端面はカッタヘッド３内に注入された泥水に 浸漬されているため、リード線６ｂ間の電気抵抗は無限大とならず、電気抵抗を 測定しただけでは断線の判断が難しい。

【００１５】 そこでこの発明では、チェッカ１２の発振回路１３により摩耗検出センサ６内 のリード線６ｂに交流電圧を印加して、リード線６ｂが断線したのを交流インピ ーダンスの増加により検出するようにしている。 すなわちカッタビット４が摩耗検出センサ６の先端まで摩耗して検出部６ａ内 のリード線６ｂが断線すると、リード線６ｂ間の交流インピーダンスが増加して 、ブリッジ回路１４の検出端子１４ａ、１４ｂ間に電位差Ｖａｂが発生する。 この電位差Ｖａｂは差動アンプ１５により増幅された後整流回路１６により整 流されて比較回路１７へ入力される。 比較回路１７は予め設定された基準電圧Ｖｒｅｆと入力された電圧を比較し、 入力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを越えた場合に、表示器１９にカッタビット４の摩 耗を表示する。

【００１６】 これによって表示器１９を見るだけでカッタビット４の摩耗が摩耗検出センサ ６まで進んで交換時期にあることを容易に判断することができるようになる。 なお上記実施例ではカッタビット４内に複数本摩耗検出センサ６を設けたが、 図８及び図９に示すように２本または１本だけ設けても勿論よい。

【００１７】

【考案の効果】

この考案は以上詳述したように、カッタビット内に摩耗検出センサを設けて、 カッタビットの摩耗状態をこの摩耗検出センサで電気的に検出するようにしたこ とから、カッタビットの交換時期がファイバスコープのような高価な機器を使用 せずに容易かつ正確に判断できるようになる。 また摩耗検出センサのリード線に交流電圧を印加して、リード線の断線による 交流インピーダンスの増加により摩耗状態を検出するようにしたことから、断線 したリード線の端部が泥水中に浸漬されていても、カッタビットの摩耗状態が正 確に検出できると共に、従来の光学的に検出していたものに比べて、光−電気変 換器などを必要としないので、安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例になるカッタビット摩耗検
出装置の設けられたシールド掘進機の断面図である。

【図２】この考案の一実施例になるカッタビット摩耗検
出装置の設けられたシールド掘進機の正面図である。

【図３】この考案の一実施例になるカッタビット摩耗検
出装置の摩耗検出センサが設けられたカッタビットの正
面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】この考案の一実施例になるカッタビット摩耗検
出装置の構成図である。

【図６】この考案の一実施例になるカッタビット摩耗検
出装置の摩耗検出センサを示す断面図である。

【図７】この考案の一実施例になるカッタビット摩耗検
出装置の回路図である。

【図８】この考案の他の実施例になるカッタビット摩耗
検出装置の摩耗検出センサが設けられたカッタビットの
断面図である。

【図９】この考案の他の実施例になるカッタビット摩耗
検出装置の摩耗検出センサが設けられたカッタビットの
断面図である。

【符号の説明】

１ シールド本体 ３ カッタヘッド ４ カッタビット ６ 摩耗検出センサ ６ａ 検出部 ６ｂ リード線 １２ チェッカ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド本体１の前部に回転自在に設け
   られたカッタヘッド３の前面に、切羽を掘削する多数の
   カッタビット４を着脱自在に取付けたシールド掘進機に
   おいて、上記カッタビット４内に、検出部６ａにリード
   線６ｂがＵ字形に収容された摩耗検出センサ６を設け、
   かつ該摩耗検出センサ６のリード線６ｂに、シールド本
   体１内に設けたチェッカ１２より交流電圧を印加すると
   共に、上記カッタビット４が摩耗して上記検出部６ａ内
   のリード線６ｂが断線したのを交流インピーダンスの増
   加により検出することにより、カッタビット４の摩耗状
   態を検出することを特徴とするシールド掘進機のカッタ
   ビット摩耗検出装置。