JPH0762979A - Cutter head - Google Patents
Cutter headInfo
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- JPH0762979A JPH0762979A JP21563593A JP21563593A JPH0762979A JP H0762979 A JPH0762979 A JP H0762979A JP 21563593 A JP21563593 A JP 21563593A JP 21563593 A JP21563593 A JP 21563593A JP H0762979 A JPH0762979 A JP H0762979A
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- cutter
- cutter head
- bit
- equilateral triangle
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、断面が略正方形の穴
を掘進する矩形シールド掘削機に用いられるカッタヘッ
ドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cutter head used in a rectangular shield excavator that excavates a hole having a substantially square cross section.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、シールド掘削機としては、円筒形
状のスキンプレートと、上記スキンプレートの内側に固
定された隔壁と、上記隔壁の中心に回転自在に嵌合され
た回転軸と、上記スキンプレートの先端に位置し、上記
回転軸の一端に固定されたカッタヘッドとを備えたもの
がある。上記カッタヘッドは、上記回転軸から半径方向
外向に延びるカッタアームやそのカッタアームの先端部
をつなぐカッタリング等からなり、上記カッタアームや
カッタリングに掘削用のカッタビット等を配置してい
る。そして、上記シールド掘削機は、円筒形状のスキン
プレートの中心に配置された回転軸を回転して、この回
転軸に固定したカッタヘッドによって、断面が円形の横
穴を掘削するようにしている。ところが、上記シールド
掘削機では、カッタヘッドの回転により掘削するため、
断面が正方形の横穴を掘削することはできない。2. Description of the Related Art Conventionally, as a shield excavator, a cylindrical skin plate, a partition wall fixed inside the skin plate, a rotary shaft rotatably fitted to the center of the partition wall, and the skin skin. Some include a cutter head located at the tip of the plate and fixed to one end of the rotary shaft. The cutter head is composed of a cutter arm extending outward in the radial direction from the rotating shaft, a cutter ring connecting the tip ends of the cutter arm, and the like, and a cutter bit for excavation and the like is arranged on the cutter arm and the cutter ring. The shield excavator rotates a rotary shaft arranged at the center of a cylindrical skin plate, and a cutter head fixed to the rotary shaft excavates a horizontal hole having a circular cross section. However, since the shield excavator excavates by rotating the cutter head,
A horizontal hole with a square cross section cannot be drilled.
【０００３】そこで、図７に示すように、断面が正方形
の横穴を掘削する矩形シールド掘削機が最近本出願人に
より提案された。なお、この矩形シールド掘削機は、こ
の発明を理解しやすくするために説明するものであっ
て、公知ではない。この矩形シールド掘削機は、断面が
略正方形のスキンプレート１０１と、上記スキンプレー
ト１０１の内側に固定されたリング形状の支持板１０２
と、この支持板１０２にスキンプレート１０１の中心を
回転中心として回転自在に支持された回転隔壁１０３と
を備えている。上記回転隔壁１０３のスキンプレート１
０１の中心に対して偏心した位置に回転軸１０４を挿通
して回転自在に支持している。上記回転軸１０４の前方
側の一端に略正三角形状のカッタヘッド１０５を固定す
る一方、他端にスキンプレート１０１の中心を中心とす
る内歯ギヤとギヤ数が内歯ギヤのギヤ数の３／４である
外歯ギヤで構成する偏心リングギヤ装置１０６を接続し
ている。Therefore, the present applicant has recently proposed a rectangular shield excavator for excavating a horizontal hole having a square cross section as shown in FIG. It should be noted that this rectangular shield excavator is described to facilitate understanding of the present invention, and is not publicly known. This rectangular shield excavator includes a skin plate 101 having a substantially square cross section and a ring-shaped support plate 102 fixed inside the skin plate 101.
Further, the support plate 102 is provided with a rotary partition wall 103 rotatably supported around the center of the skin plate 101 as a rotation center. Skin plate 1 of the rotary partition 103
The rotary shaft 104 is inserted at a position eccentric with respect to the center of 01 to rotatably support it. A substantially equilateral triangular cutter head 105 is fixed to one end on the front side of the rotating shaft 104, while the other end has an internal gear centering on the center of the skin plate 101 and the number of gears is 3 that of the internal gear. An eccentric ring gear device 106 composed of a / 4 external gear is connected.
【０００４】また、上記略正三角形状のカッタヘッド１
０５は、図８に示すように、上記回転軸１０４に固定さ
れた円筒部１１２と、上記円筒部１１２から半径方向に
延びる３本のカッタアーム１１３と、上記カッタアーム
１１３のほぼ先端をつなぐ小さな曲率のカッタリング１
１４とを備えている。そして、上記カッタアーム１１３
の先端には、刃先が一定の幅を有するカッタビット１１
５を固定している。Further, the cutter head 1 having the above-mentioned substantially equilateral triangle shape.
As shown in FIG. 8, the reference numeral 05 designates a cylindrical portion 112 fixed to the rotary shaft 104, three cutter arms 113 extending in the radial direction from the cylindrical portion 112, and a small tip that connects substantially the tip of the cutter arm 113. Curvature cutting 1
14 and. Then, the cutter arm 113
The tip of the cutter bit 11 has a blade with a constant width.
5 is fixed.
【０００５】上記構成の矩形シールド掘削機において、
上記回転隔壁１０３が電動機１１０により回転すると、
この回転隔壁１０３の回転に伴って、回転軸１０４は偏
心リングギヤ装置１０６によって公転しながら自転し
て、遊星運動を行う。したがって、上記回転軸１０４に
固定されたカッタヘッド１０５も遊星運動して、図８に
示すカッタヘッド１０５のカッタビット１１５の刃先の
軌跡がスキンプレート１０１の断面と同形の略正方形と
なるようにして、略正方形状の横穴を掘削する。In the rectangular shield excavator having the above structure,
When the rotary partition 103 is rotated by the electric motor 110,
With the rotation of the rotary partition wall 103, the rotary shaft 104 revolves around the sun by the eccentric ring gear device 106 to perform a planetary motion. Therefore, the cutter head 105 fixed to the rotary shaft 104 also makes a planetary motion so that the locus of the cutting edge of the cutter bit 115 of the cutter head 105 shown in FIG. 8 becomes a substantially square shape having the same shape as the cross section of the skin plate 101. , Drill a horizontal hole of approximately square shape.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記矩形シ
ールド掘削機において、上記カッタヘッド１０５のカッ
タアーム１１３の先端に固定されたカッタビット１１５
は、図８に示すように、先端が一定の幅を有しているた
め、上記カッタヘッド１０５が回転すると、下側に位置
する二つのカッタビット１１５,１１５のようにスキン
プレート１０１の外周より外側に飛び出す。このため、
掘削する横穴がスキンプレート１０１の外周より大きく
なり、特にスキンプレート１０１の角部の外側を余掘す
るため、この矩形シールド掘削機がローリングしやすい
という欠点がある。However, in the rectangular shield excavator, the cutter bit 115 fixed to the tip of the cutter arm 113 of the cutter head 105 is used.
As shown in FIG. 8, since the tip has a constant width, when the cutter head 105 rotates, the cutter head 105 rotates from the outer periphery of the skin plate 101 like the two cutter bits 115, 115 located on the lower side. Jump out. For this reason,
Since the lateral hole to be excavated is larger than the outer periphery of the skin plate 101, and particularly the outer side of the corner of the skin plate 101 is overexcaved, this rectangular shield excavator has a drawback that it is easy to roll.
【０００７】そこで、この発明の目的は、カッタビット
がスキンプレートの外周より外側に飛び出さないように
して、余掘を防ぎ、矩形シールド掘削機のローリングを
防止できるカッタヘッドを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a cutter head capable of preventing overcutting and preventing rolling of a rectangular shield excavator by preventing the cutter bit from protruding outside the outer periphery of the skin plate. .
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１のカッタヘッドは、断面略正方形状の穴を
掘削する矩形シールド掘削機の略正三角形状のカッタヘ
ッドであって、上記カッタヘッドの一部を構成すると共
に、上記カッタヘッドの頂点に向かう各カッタアームの
先端に夫々略二等辺三角形状のカッタビットの略等しい
二辺のなす頂点の近傍の部分を回動軸により回動自在に
取り付けて、上記回動軸から上記カッタビットの一方の
底角に位置する一方の刃先までの距離と上記回動軸から
上記カッタビットの他方の底角に位置する他方の刃先ま
での距離とを等しくすると共に、上記各カッタアームに
上記カッタビットの回動を所定の角度範囲で止めるスト
ッパーを夫々設けて、上記各ストッパーに上記各カッタ
ビットの一方の刃先の側が係止しているとき、上記各カ
ッタビットの他方の刃先を互いに結ぶと正三角形を形成
するようにし、上記カッタビットの上記正三角形を形成
しない側の刃先は、上記形成された正三角形の一辺を半
径とし、その正三角形の各頂点を中心として、対向する
上記正三角形の各辺の両端を結ぶ三つの円弧で囲まれた
領域内または上記領域の外周に位置するようにしたこと
を特徴としている。In order to achieve the above object, the cutter head according to claim 1 is a cutter head having a substantially equilateral triangle shape of a rectangular shield excavator which excavates a hole having a substantially square section. A part of the cutter head is formed, and at the tip of each cutter arm toward the apex of the cutter head, a portion near the apex formed by two substantially equal sides of an approximately isosceles triangular cutter bit is rotated by a rotating shaft. Attached movably, the distance from the rotary shaft to one cutting edge located at one bottom angle of the cutter bit and from the rotary shaft to the other cutting edge located at the other bottom angle of the cutter bit. Each of the cutter arms is provided with a stopper for stopping the rotation of the cutter bit within a predetermined angle range while making the distance equal, and each stopper is provided with one of the cutting edges of the cutter bits. When the side is locked, the other cutting edge of each cutter bit is connected to each other to form an equilateral triangle, and the cutting edge of the cutter bit on the side that does not form the equilateral triangle is the formed equilateral triangle. One side is the radius, and each vertex of the equilateral triangle is the center, and it is located in the area surrounded by the three arcs connecting the opposite ends of each of the opposing equilateral triangles or on the outer circumference of the area. I am trying.
【０００９】また、請求項２のカッタヘッドは、請求項
１のカッタヘッドにおいて、上記ストッパーは、刃先が
上記三つの円弧で囲まれた上記領域内または上記領域の
外周に位置するカッタビットであることを特徴としてい
る。A cutter head according to a second aspect is the cutter head according to the first aspect, wherein the stopper is a cutter bit whose cutting edge is located within the area surrounded by the three arcs or on the outer periphery of the area. It is characterized by that.
【００１０】[0010]
【作用】上記請求項１のカッタヘッドによれば、上記略
正三角形状のカッタヘッドが回転すると、上記カッタヘ
ッドの一部を構成すると共に、上記カッタヘッドの頂点
に向かう各カッタアームの先端に回動軸により回動自在
に取り付けられた略二等辺三角形の各カッタビットは、
カッタヘッドの回転方向に対して逆向に回動する。そし
て、上記各カッタビットは、カッタヘッドの各カッタア
ームに設けられたストッパーに当接して、上記各カッタ
ビットの回動が所定の角度範囲で止まり、上記各カッタ
ビットの他方の刃先を結ぶと正三角形を形成する。そし
て、上記カッタビットの正三角形を形成しない側の刃先
は、上記カッタヘッドの形成された正三角形の一辺を半
径とし、その正三角形の各頂点を中心として、対向する
辺の両端を結ぶ三つの円弧で囲まれた領域内または領域
の外周に位置する。一方、上記略正三角形状のカッタヘ
ッドが逆方向に回転すると、上記各カッタビットは、そ
の回転方向に対して逆向に回動して、上記各カッタビッ
トがストッパーに当接し、カッタアームの延長上に位置
するカッタビットの刃先を互いに結ぶと正三角形を形成
する。そして、上記カッタヘッドを遊星運動させて、上
記正三角形を形成する刃先の軌跡を略正方形にすると、
上記各カッタビットの刃先は、矩形シールド掘削機の外
周の外側に飛び出すことがない。According to the cutter head of the first aspect, when the cutter head having the substantially equilateral triangle shape rotates, the cutter head constitutes a part of the cutter head, and at the tip of each cutter arm toward the apex of the cutter head. Each of the approximately isosceles triangular cutter bits that are rotatably attached by the rotation axis
It rotates in the opposite direction to the rotating direction of the cutter head. Then, each of the cutter bits comes into contact with a stopper provided on each of the cutter arms of the cutter head, the rotation of each of the cutter bits is stopped within a predetermined angle range, and the other cutting edge of each of the cutter bits is connected. Form an equilateral triangle. The cutting edge of the cutter bit on the side not forming the equilateral triangle has one side of the equilateral triangle on which the cutter head is formed as a radius, and each vertex of the equilateral triangle is the center, and three ends connecting opposite ends of the equilateral triangle are formed. It is located inside or outside the area surrounded by the arc. On the other hand, when the substantially equilateral triangular cutter head rotates in the opposite direction, each of the cutter bits rotates in the opposite direction with respect to the rotation direction, and each of the cutter bits comes into contact with the stopper to extend the cutter arm. When the cutting edges of the upper cutter bits are connected to each other, an equilateral triangle is formed. Then, the cutter head is caused to make a planetary motion, and when the locus of the cutting edge forming the equilateral triangle is made substantially square,
The cutting edge of each cutter bit does not project outside the outer periphery of the rectangular shield excavator.
【００１１】したがって、上記矩形シールド掘削機の断
面の角部の外側も余掘しないから、この矩形シールド掘
削機のローリングを防止できる。また、上記カッタヘッ
ドが正回転・逆回転時において、カッタビットを所定の
角度範囲で回動させることによって、夫々の回転方向に
よってカッタビットの異なる刃先で掘削するので、刃先
の摩耗を低減できる。Therefore, since the outside of the corner of the cross section of the rectangular shield excavator is not overexcavated, the rolling of the rectangular shield excavator can be prevented. Further, when the cutter head rotates in the forward and reverse directions, by rotating the cutter bit within a predetermined angle range, the cutting edge excavates with different cutting bits depending on the respective rotation directions, so that wear of the cutting edge can be reduced.
【００１２】また、上記請求項２のカッタヘッドによれ
ば、請求項１のカッタヘッドにおいて、上記ストッパー
は、刃先が上記三つの円弧で囲まれた上記領域内または
上記領域の外周に位置するカッタビットである場合、上
記ストッパーは、上記カッタビットの回動を所定の角度
範囲で止めると共に、上記ストッパーに設けられたカッ
タビットは、スキンプレートの外周より外側を余掘する
ことなく、地盤を掘削する。Further, according to the cutter head of claim 2, in the cutter head of claim 1, the stopper is a cutter whose cutting edge is located in the area surrounded by the three arcs or in the outer periphery of the area. In the case of a bit, the stopper stops the rotation of the cutter bit within a predetermined angle range, and the cutter bit provided on the stopper excavates the ground without excavating the outside of the outer periphery of the skin plate. To do.
【００１３】したがって、カッタビットを設けないスト
ッパーに比して掘削の効率を良くすることができる。ま
た、上記ストッパーがカッタビットを兼ねるから、スト
ッパーとカッタビットを別々にカッタアームに設けるよ
りも製作コストを低減できる。Therefore, the efficiency of excavation can be improved as compared with the stopper provided with no cutter bit. Further, since the stopper also serves as the cutter bit, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the stopper and the cutter bit are separately provided on the cutter arm.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、この発明のカッタヘッドを一実施例に
より詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A cutter head according to the present invention will be described in detail below with reference to an embodiment.
【００１５】図１はこの発明の一実施例のカッタヘッド
を用いた矩形シールド掘削機の正面図を示しており、１
は断面が略正方形状のスキンプレート、２は上記スキン
プレート１に回転自在に支持され、図７における回転軸
１０４の先端に固定された円筒部、３は上記円筒部２に
円周方向に等間隔に固定され、半径方向に延びる３本の
カッタアーム、４は上記カッタアーム３の先端近傍をつ
なぐ小さな曲率のカッタリングである。上記カッタアー
ム３の先端には、カッタビット１１を回動自在に取り付
け、そのカッタビット１１の両側のカッタアーム３に
は、ストッパー１２,１３を配置している。また、上記
カッタアーム３の前面には、カッタビット１４を半径方
向に異なった位置に夫々配置する一方、上記カッタリン
グ４の前面中央に一つの外周ビット１５を夫々配置して
いる。上記円筒部２,カッタアーム３,カッタリング４,
カッタビット１１,ストッパー１２,ストッパー１３,カ
ッタビット１４および外周ビット１５でカッタヘッド２
０を構成している。FIG. 1 shows a front view of a rectangular shield excavator using a cutter head according to an embodiment of the present invention.
7 is a skin plate having a substantially square cross section, 2 is a cylindrical portion rotatably supported by the skin plate 1, and is fixed to the tip of the rotating shaft 104 in FIG. The three cutter arms 4 fixed in the space and extending in the radial direction are cutter rings having a small curvature that connect the vicinity of the tip of the cutter arm 3. A cutter bit 11 is rotatably attached to the tip of the cutter arm 3, and stoppers 12 and 13 are arranged on the cutter arm 3 on both sides of the cutter bit 11. On the front surface of the cutter arm 3, cutter bits 14 are arranged at different positions in the radial direction, while one outer peripheral bit 15 is arranged at the center of the front surface of the cutter ring 4. The cylindrical portion 2, the cutter arm 3, the cutter ring 4,
Cutter head 2 with cutter bit 11, stopper 12, stopper 13, cutter bit 14 and outer peripheral bit 15
Configures 0.
【００１６】図２は上記カッタアーム３の先端の要部の
正面図であり、図３(a)はカッタビット１１がストッパ
ー１２に当接しない状態で図２においてIII−III線の方
から見た図である。FIG. 2 is a front view of the main part of the tip of the cutter arm 3, and FIG. 3 (a) shows the cutter bit 11 not in contact with the stopper 12 as seen from the line III-III in FIG. It is a figure.
【００１７】図２において、先端が半円形状の厚い板状
のカッタアーム３の先端近傍に軸方向にネジ穴３ａを形
成すると共に、上記カッタアーム３のネジ穴３ａに対し
て半径方向内側の部分に、図３(a)に示すように、断面
略長方形の基部１６ａと、上記基部１６ａの先端からカ
ッタアーム３と平行に半径方向外向に延び、上記カッタ
アーム３のネジ穴３ａに対向する位置に穴１６ｃを有す
る環状部１６ｂとからなる支持部材１６を固定してい
る。In FIG. 2, a screw hole 3a is formed in the axial direction in the vicinity of the tip of a thick plate-shaped cutter arm 3 having a semicircular tip, and the screw hole 3a of the cutter arm 3 is located radially inward. As shown in FIG. 3 (a), a base portion 16 a having a substantially rectangular cross section, and a radial direction outward from the tip of the base portion 16 a in parallel with the cutter arm 3 and facing the screw hole 3 a of the cutter arm 3. A support member 16 including an annular portion 16b having a hole 16c at a position is fixed.
【００１８】また、上記カッタビット１１は、図３(b)
に示すように、略二等辺三角形状をしており、その頂点
を円筒部１１ａの中心よりも外側に位置させて、その円
筒部１１ａから半径方向外向に扇状に延び、上記扇状の
外周部分にＶ字形状の溝１１ｃを有する掘削部１１ｂと
を有している。また、上記カッタビット１１の掘削部１
１ｂは、図３(c)に示すように、前面にＶ字形状の溝１
１ｄを形成している。なお、上記カッタビット１１の掘
削部１１ｂのＶ字形状の溝１１ｃ,１１ｄによって、掘
削部１１ｂの底角に位置する二つの刃先３１,３２の間
の部分が掘削する地盤と接しないように逃げ角を設けて
いる。そして、図３(a)に示すように、上記カッタビッ
ト１１の円筒部１１ａをカッタアーム３と支持部材１６
の環状部１６ｂとの間に嵌合すると共に、回動軸として
のボルト１８を支持部材１６の環状部１６ｂの円穴１６
ｃとカッタビット１１の円筒部１１ａの内周に嵌挿し、
ボルト１８をカッタアーム３のネジ穴３ａに螺合して固
定している。こうして、上記カッタビット１１をカッタ
アーム３に回動自在に取り付けている。上記各カッタア
ーム３のカッタビット１１の一方の刃先３１（または刃
先３２）の側がストッパー１２（またはストッパー１
３）に当接して、カッタビット１１の回動が所定の角度
範囲で止まるとき、各カッタビット１１の他方の刃先３
２（または刃先３１）を互いに結ぶと、図１に示す頂点
をＡ、一辺をＳとする正三角形を形成するようにしてい
る。また、カッタビット１１の略二等辺三角形状の頂点
が、円筒部１１ａの中心よりも外側に位置しているの
で、カッタビット１１の側面は、円筒部１１ａの中心と
刃先３２とを結ぶ線に対して内側にあるので、カッタビ
ット１１で掘削するときのすくい角を形成することがで
きる。The cutter bit 11 is shown in FIG. 3 (b).
As shown in FIG. 3, it has a substantially isosceles triangular shape, its apex is located outside the center of the cylindrical portion 11a, and extends radially outward from the cylindrical portion 11a in a fan shape. It has an excavation portion 11b having a V-shaped groove 11c. Further, the excavation part 1 of the cutter bit 11
1b is a V-shaped groove 1 on the front surface as shown in FIG. 3 (c).
1d is formed. The V-shaped grooves 11c and 11d of the excavating portion 11b of the cutter bit 11 allow the portion between the two cutting edges 31 and 32 located at the bottom angle of the excavating portion 11b to escape so as not to contact the ground to be excavated. Has a corner. Then, as shown in FIG. 3 (a), the cylindrical portion 11 a of the cutter bit 11 is attached to the cutter arm 3 and the supporting member 16.
And the bolt 18 as a rotating shaft is fitted into the circular hole 16 of the support member 16.
c and the inner circumference of the cylindrical portion 11a of the cutter bit 11,
The bolt 18 is screwed into the screw hole 3a of the cutter arm 3 to be fixed. Thus, the cutter bit 11 is rotatably attached to the cutter arm 3. One side of the cutting edge 31 (or the cutting edge 32) of the cutter bit 11 of each of the cutter arms 3 has the stopper 12 (or the stopper 1).
3) and when the rotation of the cutter bit 11 stops within a predetermined angle range, the other cutting edge 3 of each cutter bit 11
When the two (or the cutting edges 31) are connected to each other, an equilateral triangle having an apex as A and one side as S shown in FIG. 1 is formed. Moreover, since the apex of the approximately isosceles triangular shape of the cutter bit 11 is located outside the center of the cylindrical portion 11a, the side surface of the cutter bit 11 forms a line connecting the center of the cylindrical portion 11a and the cutting edge 32. On the other hand, since it is on the inner side, it is possible to form a rake angle when excavating with the cutter bit 11.
【００１９】また、上記ストッパー１２は、図２に示す
ように、上記カッタアーム３の支持部材１６の左側に固
定された断面台形状の基部１２ａと、上記基部１２ａの
先端からカッタアーム３と平行に半径方向外向に略四角
形状に延びるカッタビット１２ｂとからなり、カッタビ
ット１２ｂの刃先３３は、上記正三角形のストッパー１
２側の辺Ｓに対向する頂点Ａを中心に辺Ｓの長さを半径
にした円弧Ｃ1に接するようにしている。一方、上記カ
ッタアーム３の支持部材１６の右側のストッパー１３
は、カッタアーム３の半径方向に延びる中心線に対して
ストッパー１２と対称な断面台形状の基部１３ａとカッ
タビット１３ｂとからなり、カッタビット１３ｂの刃先
３４が上記正三角形のストッパー１３側の辺Ｓに対向す
る頂点Ａを中心に辺Ｓの長さを半径にした円弧Ｃ2に接
するようにしている。As shown in FIG. 2, the stopper 12 has a trapezoidal base portion 12a fixed to the left side of the supporting member 16 of the cutter arm 3, and a parallel to the cutter arm 3 from the tip of the base portion 12a. And a cutter bit 12b extending outward in the radial direction in a substantially quadrangular shape, and the cutting edge 33 of the cutter bit 12b has a stopper 1 of the equilateral triangle.
The apex A facing the side S on the second side is in contact with an arc C 1 whose radius is the length of the side S. On the other hand, the stopper 13 on the right side of the support member 16 of the cutter arm 3
Comprises a base portion 13a having a trapezoidal cross section symmetrical to the stopper 12 with respect to a center line extending in the radial direction of the cutter arm 3 and a cutter bit 13b, and a cutting edge 34 of the cutter bit 13b is a side of the equilateral triangle on the stopper 13 side. The apex A facing S is in contact with an arc C 2 whose radius is the length of the side S.
【００２０】上記構成において、図２に示すように、上
記カッタヘッド２０が矢印Ｒの方向に回転すると、上記
カッタビット１１は逆向に回動して、カッタビット１１
の一方の刃先３１は、ストッパー１２の側面に当接する
と共に、各カッタビット１１の他方の刃先３２は、カッ
タアーム３の延長上に位置し、それらを継ぐと上記正三
角形を形成する。そして、上記各カッタビット１１の刃
先すなわち正三角形の各頂点Ａの軌跡が略正方形となる
ようにカッタヘッド２０を遊星運動させる。すなわち、
図４に示すように、上記スキンプレート１の中心Ｏ1に
対してカッタヘッド２０の中心Ｏ2を偏心した位置にし
て、カッタヘッド２０をスキンプレート１の中心Ｏ1を
中心として公転させ、公転を３回する間に逆方向に自転
を１回させるのである。このため、上記カッタヘッド２
０（図４では省略して示す）のカッタビット１１の刃先
を結んで形成された正三角形の辺Ｓの長さを半径とし、
その正三角形の各頂点Ａを中心として、対向する辺Ｓの
両側を結ぶ円弧Ｃ1,Ｃ2,Ｃ3（図４では二点鎖線で示
す）で囲まれた領域は、カッタヘッド２０の遊星運動で
スキンプレート１の外縁線２１の外側に出ない領域とな
る。したがって、上記カッタビット１１の刃先やストッ
パー１２,１３のカッタビット１２ａ,１３ａの刃先は、
スキンプレート１の外縁線２１の外側に出ることがな
い。In the above structure, as shown in FIG. 2, when the cutter head 20 rotates in the direction of arrow R, the cutter bit 11 rotates in the opposite direction, and the cutter bit 11 rotates.
One cutting edge 31 abuts on the side surface of the stopper 12, and the other cutting edge 32 of each cutter bit 11 is located on the extension of the cutter arm 3 and forms a regular triangle by joining them. Then, the cutter head 20 is caused to make a planetary movement so that the cutting edge of each of the cutter bits 11, that is, the locus of each vertex A of the equilateral triangle is substantially square. That is,
As shown in FIG. 4, in the position eccentric to the center O 2 of the cutter head 20 with respect to the center O 1 of the skin plate 1, to revolve the cutter head 20 about the center O 1 of the skin plate 1, the revolution The rotation is performed once in the opposite direction during three times. Therefore, the cutter head 2
The radius is the length of the side S of an equilateral triangle formed by connecting the cutting edges of the cutter bits 11 of 0 (not shown in FIG. 4),
A region surrounded by arcs C 1 , C 2 and C 3 (shown by a chain double-dashed line in FIG. 4) connecting both sides of opposite sides S with each vertex A of the equilateral triangle as a center is a planet of the cutter head 20. This is a region that does not appear outside the outer edge line 21 of the skin plate 1 due to the movement. Therefore, the cutting edge of the cutter bit 11 and the cutting edges of the cutter bits 12a and 13a of the stoppers 12 and 13 are
It does not go outside the outer edge line 21 of the skin plate 1.
【００２１】このように、上記カッタビット１１やスト
ッパー１２,１３は、スキンプレート１の外縁線２１の
外側に出ないから、特にスキンプレート１の角部の外側
の余掘を防ぐことができる。したがって、上記カッタヘ
ッド２０を用いることで、矩形シールド掘削機のローリ
ングを防止することができる。As described above, since the cutter bit 11 and the stoppers 12 and 13 do not extend to the outside of the outer edge line 21 of the skin plate 1, it is possible to prevent extra digging especially on the outside of the corner of the skin plate 1. Therefore, by using the cutter head 20, it is possible to prevent the rectangular shield excavator from rolling.
【００２２】また、上記カッタヘッド２０の回転方向を
逆方向にすると、各カッタビット１１は地盤に押されて
逆向に回動し、正三角形を形成した各カッタビット１１
の一方の刃先３２は、ストッパー１３の側面に当接し
て、上記各カッタビット１１の他方の刃先３１を互いに
結んで正三角形を形成する。このように、上記カッタヘ
ッド２０の回転方向が正逆切り替わっても、常にカッタ
ビット１１のいずれか一方の刃先３１（または刃先３
２）は、正三角形を形成するから、どちらの回転方向で
も略正方形状の横穴を掘削することができる。したがっ
て、上記カッタヘッド２０の回転方向によって、カッタ
ビット１１の異なる刃先で掘削するので、カッタビット
１１の刃先３１,３２の摩耗を低減することができる。When the rotating direction of the cutter head 20 is reversed, each cutter bit 11 is pushed by the ground and rotates in the opposite direction, forming each equilateral triangle.
One of the cutting edges 32 contacts the side surface of the stopper 13 and connects the other cutting edges 31 of the respective cutter bits 11 to each other to form an equilateral triangle. As described above, even if the rotation direction of the cutter head 20 is switched between normal and reverse, the blade tip 31 (or the blade tip 3) of either one of the cutter bits 11 is always.
In 2), since an equilateral triangle is formed, a substantially square lateral hole can be excavated in either rotation direction. Therefore, since the cutting edges of the cutter bit 11 are excavated depending on the rotating direction of the cutter head 20, the wear of the cutting edges 31 and 32 of the cutter bit 11 can be reduced.
【００２３】上記実施例では、すくい角を形成したカッ
タビット１１を用いまた上記カッタビット１２ｂを設け
たストッパー１２やカッタビット１３ｂを設けたストッ
パー１３を用いた。しかし、これにこだわることなく図
５,図６に示すように、すくい角のないカッタビットを
用いてもよく、カッタビットを設けていないストッパー
を用いてもよい。In the above embodiment, the cutter bit 11 having the rake angle is used, and the stopper 12 having the cutter bit 12b and the stopper 13 having the cutter bit 13b are used. However, without being particular about this, as shown in FIGS. 5 and 6, a cutter bit without a rake angle may be used, or a stopper without a cutter bit may be used.
【００２４】すなわち、図５において、カッタビット５
１は、略二等辺三角形状をしており、その頂点を円筒部
５１ａの中心と一致させて、その円筒部５１ａから半径
方向外向に扇状に延びる掘削部５１ｂとを有し、上記円
筒部５１ａは、回動軸５４によりカッタアーム５５に回
動自在に取り付けられている。上記円筒部５１ａの掘削
部５１ｂに対して反対側の部分に突起部５１ｃを形成し
ている。そして、上記カッタビット５１の突起部５１ｃ
に当接して、カッタビット５１の回動をその側面がカッ
タアーム５５の延長方向に一致するように止めるストッ
パー５２,５３をカッタアーム５５に設けている。上記
カッタビット５１の突起部５１ｃがストッパー５２,５
３のいずれか一方に当接して、カッタビット５１の回動
が所定の角度範囲で止まるとき、上記各カッタビット５
１の一方の刃先５７（または刃先５６）は、カッタアー
ム５５の延長上に位置し、それらを継ぐと正三角形を形
成する。そして、上記カッタビット５１の他方の刃先５
６（または刃先５７）は、上述の三つの円弧Ｃ1,Ｃ2,Ｃ
3で囲まれた領域の外周に位置するようにしている。That is, in FIG. 5, the cutter bit 5
1 has a substantially isosceles triangular shape, and has an excavation portion 51b that extends in a fan shape radially outward from the cylindrical portion 51a with its apex coinciding with the center of the cylindrical portion 51a. Is rotatably attached to the cutter arm 55 by a rotation shaft 54. A protrusion 51c is formed on a portion of the cylindrical portion 51a opposite to the excavated portion 51b. Then, the protrusion 51c of the cutter bit 51 is formed.
The cutter arm 55 is provided with stoppers 52 and 53 that stop the rotation of the cutter bit 51 so that its side surfaces coincide with the extension direction of the cutter arm 55. The protruding portion 51c of the cutter bit 51 has stoppers 52, 5
When the cutter bit 51 stops rotating within a predetermined angle range by coming into contact with one of the cutter bits 5,
One of the cutting edges 57 (or the cutting edge 56) is located on the extension of the cutter arm 55 and joins them to form an equilateral triangle. Then, the other cutting edge 5 of the cutter bit 51
6 (or the cutting edge 57) is the above-mentioned three arcs C 1 , C 2 , C
It is located on the outer periphery of the area surrounded by 3 .
【００２５】また、図６において、略二等辺三角形状の
カッタビット６１の等しい二辺のなす頂点の内側近傍の
部分を回動軸６４により回動自在に取り付けると共に、
回動軸６４の中心から二つの刃先６６,６７までの距離
が夫々等しくなるようにしている。そして、上記カッタ
ビット６１の回動を止めるストッパー６２,６３をカッ
タアーム６５に設けている。上記カッタビット６１の頂
点付近がストッパー６２,６３のいずれか一方に当接し
て、カッタビット６１の回動が所定の角度範囲で止まる
とき、上記各カッタビット６１の一方の刃先６７（また
は刃先６６）は、カッタアーム６５の延長上に位置し、
それらを継ぐと正三角形を形成する。そして、上記カッ
タビット６１の他方の刃先６６（または刃先６７）は、
上述の三つの円弧Ｃ1,Ｃ2,Ｃ3で囲まれた領域の外周に
位置するようにしている。Further, in FIG. 6, a portion near the inside of the apex formed by two equal sides of the cutter bit 61 having a substantially isosceles triangular shape is rotatably attached by a rotating shaft 64, and
The distances from the center of the rotary shaft 64 to the two cutting edges 66, 67 are made equal to each other. The cutter arm 65 is provided with stoppers 62 and 63 for stopping the rotation of the cutter bit 61. When the vicinity of the apex of the cutter bit 61 contacts one of the stoppers 62 and 63 and the rotation of the cutter bit 61 stops within a predetermined angle range, one of the cutting edges 67 (or the cutting edges 66) of each of the cutting bits 61. ) Is located on the extension of the cutter arm 65,
When they are joined, an equilateral triangle is formed. Then, the other blade edge 66 (or blade edge 67) of the cutter bit 61 is
It is located on the outer periphery of the area surrounded by the three arcs C 1 , C 2 and C 3 .
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明のカッタヘッドは、断面略正方形状の穴を掘削する矩
形シールド掘削機の略正三角形状のカッタヘッドであっ
て、上記カッタヘッドの一部を構成すると共に、上記カ
ッタヘッドの頂点に向かう各カッタアームの先端に夫々
略二等辺三角形状のカッタビットの略等しい二辺のなす
頂点の近傍の部分を回動軸により回動自在に取り付け
て、上記回動軸からカッタビットの一方の底角に位置す
る一方の刃先までの距離と回動軸からカッタビットの他
方の底角に位置する他方の刃先までの距離とを等しくす
ると共に、上記各カッタアームに上記カッタビットの回
動を所定の角度範囲で止めるストッパーを夫々設けて、
上記各ストッパーに各カッタビットの一方の刃先の側が
係止しているとき、上記各カッタビットの他方の刃先を
互いに結ぶと正三角形を形成するようにし、上記カッタ
ビットの正三角形を形成しない側の刃先は、上記形成さ
れた正三角形の一辺を半径とし、その正三角形の各頂点
を中心として、対向する正三角形の各辺の両端を結ぶ三
つの円弧で囲まれた領域内または領域の外周に位置する
ようにしたものである。As is apparent from the above, the cutter head according to the invention of claim 1 is a cutter head of a substantially rectangular triangle excavator for excavating a hole having a substantially square cross section, and the cutter head is the above-mentioned cutter head. And a portion near the apex formed by two substantially equal isosceles triangular cutter bits at the tip of each cutter arm toward the apex of the cutter head. And to make the distance from the rotary shaft to one blade edge located at one bottom angle of the cutter bit equal to the distance from the rotary shaft to the other blade edge located at the other bottom angle of the cutter bit. At the same time, each of the cutter arms is provided with a stopper for stopping the rotation of the cutter bit within a predetermined angle range,
When one blade edge side of each cutter bit is locked to each stopper, an equilateral triangle is formed by connecting the other blade edges of each cutter bit to each other, and a side not forming an equilateral triangle of the cutter bit. The cutting edge has a radius of one side of the regular triangle formed above, and each vertex of the regular triangle is the center, and the inside or the periphery of the region surrounded by three arcs connecting the ends of the sides of the opposing regular triangle. It is located at.
【００２７】したがって、請求項１の発明のカッタヘッ
ドによれば、上記カッタヘッドを遊星運動させて、上記
正三角形を形成する刃先の軌跡を矩形シールド掘削機の
外形と同形の略正方形状にすることによって、上記カッ
タビットの刃先は、矩形シールド掘削機の外周の外側に
飛び出すことがない。したがって、上記矩形シールド掘
削機の断面の角部の外側も余掘しないから、この矩形シ
ールド掘削機のローリングを防止することができる。ま
た、上記カッタヘッドが正回転・逆回転時において、カ
ッタビットを所定の角度範囲で回動させることによっ
て、カッタビットの夫々異なる刃先で掘削するので、刃
先の摩耗を低減することができる。Therefore, according to the cutter head of the first aspect of the present invention, the cutter head is caused to make a planetary motion, and the locus of the cutting edge forming the equilateral triangle is made into a substantially square shape having the same shape as the outer shape of the rectangular shield excavator. As a result, the cutting edge of the cutter bit does not project outside the outer circumference of the rectangular shield excavator. Therefore, since the outside of the corner of the cross section of the rectangular shield excavator is not overexcavated, rolling of the rectangular shield excavator can be prevented. Further, when the cutter head rotates in the forward and reverse directions, by rotating the cutter bit within a predetermined angle range, the cutter bit excavates with different cutting edges, so that wear of the cutting edge can be reduced.
【００２８】また、請求項２の発明のカッタヘッドは、
請求項１のカッタヘッドにおいて、上記ストッパーを刃
先が上記三つの円弧で囲まれた領域内または領域の外周
に位置するカッタビットとしたものである。The cutter head according to the invention of claim 2 is
The cutter head according to claim 1, wherein the stopper is a cutter bit whose cutting edge is located in an area surrounded by the three arcs or in an outer circumference of the area.
【００２９】したがって、請求項２の発明のカッタヘッ
ドによれば、上記カッタビットであるストッパーはスキ
ンプレートの外周より外側を余掘することなく、地盤を
掘削するから、ストッパーだけの場合より掘削の効率を
向上することができる。また、上記カッタビットはスト
ッパーと一体に形成できるから、それらを別々に設ける
よりも製作コストを低減することができる。Therefore, according to the cutter head of the second aspect of the present invention, the stopper which is the cutter bit excavates the ground without excavating the outside of the outer periphery of the skin plate. The efficiency can be improved. Further, since the cutter bit can be formed integrally with the stopper, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the cutter bit is provided separately.
【図１】 図１はこの発明の一実施例のカッタヘッドを
用いた矩形シールド掘削機の正面図である。FIG. 1 is a front view of a rectangular shield excavator using a cutter head according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図２は上記カッタヘッドのカッタアームの先
端の要部の正面図である。FIG. 2 is a front view of a main portion of a tip end of a cutter arm of the cutter head.
【図３】 図３(a)は図２のIII−III線から見た図であ
り、図３(b)はカッタビットの正面図であり、図３(c)は
図３(b)のＸ−Ｘ線から見た図である。3 (a) is a view seen from the line III-III of FIG. 2, FIG. 3 (b) is a front view of the cutter bit, and FIG. 3 (c) is a view of FIG. 3 (b). It is the figure seen from the XX line.
【図４】 図４は上記カッタヘッドのカッタビットの刃
先を結んで形成された正三角形を示す図である。FIG. 4 is a view showing an equilateral triangle formed by connecting the cutting edges of the cutter bits of the cutter head.
【図５】 図５は他のカッタビットとストッパーの正面
図である。FIG. 5 is a front view of another cutter bit and a stopper.
【図６】 図６は他のカッタビットとストッパーの正面
図である。FIG. 6 is a front view of another cutter bit and a stopper.
【図７】 図７は矩形シールド掘削機の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a rectangular shield excavator.
【図８】 図８は図７のVIII−VIII線から見た図であ
る。8 is a view as seen from the line VIII-VIII in FIG. 7.
１…スキンプレート、２…円筒部、３…カッタアーム、
４…カッタリング、１１…カッタビット、１２,１３…
ストッパー、１４…カッタビット、１５…外周ビット、
１６…支持部材、１８…ボルト、２０…カッタヘッド。1 ... Skin plate, 2 ... Cylindrical part, 3 ... Cutter arm,
4 ... Cutter ring, 11 ... Cutter bit, 12,13 ...
Stopper, 14 ... Cutter bit, 15 ... Perimeter bit,
16 ... Support member, 18 ... Bolt, 20 ... Cutter head.
Claims (2)
ルド掘削機の略正三角形状のカッタヘッドであって、 上記カッタヘッドの一部を構成すると共に、上記カッタ
ヘッドの頂点に向かう各カッタアームの先端に夫々略二
等辺三角形状のカッタビットの略等しい二辺のなす頂点
の近傍の部分を回動軸により回動自在に取り付けて、上
記回動軸から上記カッタビットの一方の底角に位置する
一方の刃先までの距離と上記回動軸から上記カッタビッ
トの他方の底角に位置する他方の刃先までの距離とを等
しくすると共に、上記各カッタアームに上記カッタビッ
トの回動を所定の角度範囲で止めるストッパーを夫々設
けて、上記各ストッパーに上記各カッタビットの一方の
刃先の側が係止しているとき、上記各カッタビットの他
方の刃先を互いに結ぶと正三角形を形成するようにし、
上記カッタビットの上記正三角形を形成しない側の刃先
は、上記形成された正三角形の一辺を半径とし、その正
三角形の各頂点を中心として、対向する上記正三角形の
各辺の両端を結ぶ三つの円弧で囲まれた領域内または上
記領域の外周に位置するようにしたことを特徴とするカ
ッタヘッド。1. A cutter head of a rectangular shield excavator for excavating a hole having a substantially square cross section, the cutter head constituting a part of the cutter head and heading to the apex of the cutter head. A portion near the apex formed by two substantially equal sides of a substantially isosceles triangular cutter bit is rotatably attached to the tip of the arm by a rotating shaft, and one bottom angle of the cutter bit is formed from the rotating shaft. And the distance from the rotary shaft to the other blade edge located at the other bottom angle of the cutter bit is equalized, and the rotation of the cutter bit is performed by each of the cutter arms. Each of the cutter bits is provided with a stopper that stops within a predetermined angle range, and when one of the cutting bits of each of the cutter bits is engaged with each of the stoppers, the other cutting edge of each of the cutting bits is connected to each other. So as to form an equilateral triangle and,
The cutting edge of the cutter bit on the side that does not form the equilateral triangle has one side of the formed equilateral triangle as a radius, and connects each end of each side of the opposing equilateral triangle with each vertex of the equilateral triangle as the center. A cutter head, characterized in that it is positioned within an area surrounded by two arcs or on the outer circumference of the above area.
ストッパーは、刃先が上記三つの円弧で囲まれた上記領
域内または上記領域の外周に位置するカッタビットであ
ることを特徴とするカッタヘッド。2. The cutter head according to claim 1, wherein the stopper is a cutter bit whose cutting edge is located in the area surrounded by the three arcs or in the outer circumference of the area.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21563593A JP2880380B2 (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Cutter head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21563593A JP2880380B2 (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Cutter head |
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|---|---|
| JPH0762979A true JPH0762979A (en) | 1995-03-07 |
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