JPH0776991A - 掘削ヘッド - Google Patents

掘削ヘッド

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Publication number
JPH0776991A
JPH0776991A JP22240093A JP22240093A JPH0776991A JP H0776991 A JPH0776991 A JP H0776991A JP 22240093 A JP22240093 A JP 22240093A JP 22240093 A JP22240093 A JP 22240093A JP H0776991 A JPH0776991 A JP H0776991A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit
excavation
excavating
bits
reverse
Prior art date
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Pending
Application number
JP22240093A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazutomo Nishiuchi
一晁 西内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正転時、逆転時とも掘削抵抗の増加、休止中
の掘削ビットの摩耗が少なく、また、正転時掘削ビット
と逆転時掘削ビットの位置が正確に切換わって掘削能率
の低下が起こらないシールド掘進機用の掘削ヘッドを提
供する。 【構成】 回転円板のスポーク3に相反する向きにして
取付ける正転掘削用ビット5と逆転掘削用ビット6を支
軸9で受けて回転方向前後に揺動可能となす。また、各
ビット5、6の尾部にシリンダ11を連結し、このシリ
ンダでビット5、6の位置を円板の回転方向に合わせて
強制的に切換える。これにより、ビット5、6が位置切
換えの中間点で止まって滑走すると言う問題が無くな
り、揺動ビットの特長が充分に引き出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、トンネルシールド掘
進機の先端に設けられる掘削ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】首記の掘削ヘッドは、図3に示すよう
に、土砂の取込口2を有する回転円板1にスポーク3を
設け、このスポークにセンタービット4、掘削ビット
5、6、面板保護用ビット7などを取付けた構造にして
ある。掘削ビット5、6は互いに背を向け合うように取
付けられており、円板1が正転するときにビット5が、
逆転するときにビット6が各々地盤を掘削する。
【0003】これ等のビット5、6は、溶接、ボルト止
め、ピン止め等によりスポーク2に固定するのが一般的
であるが、この固定方式によると、例えば正転掘削用ビ
ット5が掘削を行っているときに休止している逆転掘削
用ビット6の背面が掘削中の地盤に接触し、摩擦抵抗の
増加、ビットの無駄な摩耗が起こる。
【0004】そこで、特公昭54−60732号や実開
平4−105194号公報に示されるように、使用する
刃と休止する刃の位置が円板の回転方向の切換えに伴っ
て自然に切換わるものが提案されている。これは、図4
に示すように、正転掘削用のビット5と逆転掘削用のビ
ット6を一体化してピボット軸8を支点に円板の回転方
向前後に揺動可能に支持し、刃部に加わる掘削抵抗で使
用する刃が掘削点に動くようにしたものであって、休止
する刃は掘削点から遠ざかり、地盤との接触が回避され
る。なお、これと類似の技術は、実開昭63−3511
4号公報や実公昭55−6861号公報にも示されてい
るが、これ等はいずれも刃部の位置の切換を掘削抵抗に
依存して行うため、後述の課題が伴う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の揺動式
掘削ビットは、掘削中の地盤が粘土層のように付着性の
ある地層の場合、ビットの逃げ面に粘土が付着して被掘
削面との間に溜る。そのため、円板が逆転しても付着し
た粘土が地盤に擦り取られて無くなるまではビットの揺
動が妨げられ、刃部の位置が完全に切換わって反対側の
刃が有効な姿勢になるまでに相当時間がかかる。
【0006】また、付着した粘土の擦り取りを早めよう
として掘削ヘッドの地盤への押付圧を増大させると、正
転時用の刃と逆転時用の刃が図4(b)に示すように、
平行状態になって刃先の喰込みが起こらず、滑走現象が
生じて掘削能率が低下する。
【0007】さらに、土丹層や頁岩層の掘削では刃先の
喰付きが悪く、それを補うべく押付圧を高めると両刃先
が平行状態になって前述の滑走が起こるため、この場合
にもやはり、効率の良い掘削が望めない。
【0008】シールド掘進機の掘削ヘッドで揺動ビット
を持つものが実用化されていないのは、従来の揺動ビッ
トには上記の欠点が見られるためと考えられる。
【0009】そこで、この発明は、上記の不具合を無く
して揺動ビットの利点を充分に生かすようにした掘削ヘ
ッドを提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するため、回転円板のスポークに相反する向きに
取付ける正転掘削用ビットと逆転掘削用ビットの各々を
支軸で受けてこの支軸を支点に各ビットを回転方向前後
に揺動可能に支持し、さらに、前記支軸を境にして刃部
とは反対側のビット尾部にビットの各々を揺動させる駆
動装置を連結したのである。
【0011】なお、各ビットの揺動支点となる支軸は、
ビットに一体的に設けてスポークに設けた軸受けで支持
するもの、スポークに回転不可に固定してビットに設け
た軸孔に回転可能に通すもののどちらであってもよい。
【0012】また、駆動装置は、各ビットを個々に動か
すものよりも、何個かのビットをまとめて同時に動かす
ものが好ましい。中でも、実施例で述べるように、正転
掘削用ビットと逆転掘削用ビットを同一装置で同時に同
一方向に揺動させるものは、駆動装置の総数削減が図れ
るだけでなく、制御系を複雑にせずに刃部位置の切換え
を確実化できると言う利点をもつ。
【0013】
【作用】円板が正転するときには逆転掘削用ビットを、
逆転するときには正転掘削用ビットを揺動させて倒伏姿
勢にする。これにより、掘削中のビットの背部に回り込
んだ土砂が抵抗少なく排除されて掘削抵抗の増加が抑え
られ、刃部の掘削地盤への喰付きも良くなって掘削能率
が向上する。
【0014】また、倒伏したビットは、掘削地盤との間
に押付圧が働かないため、土砂の擦過による摩擦が少な
く、その寿命が延びる。
【0015】さらに、この発明では、正転掘削用ビット
と逆転掘削用ビットを独立させてそれぞれに揺動可能と
し、駆動装置で強制的に一方のビットの刃部を掘削点に
動かすので、ビットの逃げ面に粘土が付着していても、
或いは掘削地盤が固くてもビットの揺動が中間点で止ま
る心配がなく、掘削側のビットを確実に喰付きの良い姿
勢にすることができ、地盤への押付圧を高めることも可
能になる。
【0016】
【実施例】図1に、この発明の実施例を示す。図の5は
正転掘削用ビット、6は逆転掘削用ビットである。これ
等のビットは支軸9を有し、この支軸をスポーク3に設
けた軸受(図示せず)で支えてこの支軸を支点に回転円
板の回転方向前後に揺動可能に取付けてある。5a、6
aは各ビットの固着した硬質チップであり、このチップ
が刃先となって地層を掘削する。
【0017】互いに背を向け合うように取付けたこのビ
ット5、6は、刃先と反対側の尾部をスポークに設けた
スリットに挿入してスポーク3内に臨ませてあり、この
尾部にクレビス金具10を連結し、この金具に両ビット
の中間点に設置した両ロッド型のシリンダ11を接続し
てこのシリンダでビット5、6を動かすようにしてあ
る。シリンダ11は油圧、空圧、又は電動式である。こ
のシリンダ11は、勿論シリンダ以外の駆動装置に置き
変えてもよい。
【0018】また、図示の掘削ヘッドは、正、逆回転掘
削用のビットを一対毎に同一シリンダで動かすようにし
たが、図2に示すように、一列に並んだビットの全部又
は群分けした何個かを支軸9や連結軸12を介して接続
し、これを1組のシリンダ11等で駆動する構成にする
と駆動装置の数が少なくて済む。各ビットに個々に駆動
装置を付隨させることも勿論制限されないが、設置スペ
ースやコストを考えると数個のビットを同一装置で一括
して動かす方が有利である。
【0019】また、図2は、支軸9をビットに固定して
スポーク上の軸受け13で支持しているが、スポークに
固定した支軸をビットの軸孔に緩く通す構造にしても構
わない。
【0020】図1のSは、図3で述べた回転円板の正転
方向を、Rは逆転方向を現わしている。回転円板が正転
するときには制御系からの指令でシリンダ11の出力ロ
ッドを図中左側に移動させ、逆転時には反対側に動か
す。これにより、ビット5、6は、正転時には実線で示
す姿勢になり、正転掘削用ビット5が地盤に喰付く。ま
た、逆転掘削用ビット6は倒伏姿勢となって刃先が被掘
削面から離れ、Hの隙間ができるため、正転時の摩耗が
殆ど起こらず、土砂の流出抵抗も下がる。
【0021】逆転時も、ビット5、6の位置が鎖線のよ
うに切換わるため、結果は同じになる。
【0022】なお、駆動装置や連結部品はその保護のた
めに、できるだけスポーク3内に収納するのがよい。
【0023】また、掘削中のビットに働く回転モーメン
トが駆動装置に伝わると好ましくないので、ストッパ1
4(図1参照)を設けてビットの揺動を制限するように
しておくとよい。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の掘削ヘッ
ドは、回転円板のスポークに取付ける正転掘削用のビッ
トと逆転掘削用のビットをそれぞれに揺動可能とし、そ
れ等のビットの切削角を駆動装置で強制的に変更する構
成となしたので、ビットの位置を確実に切換えて土砂の
流れを円滑にし、掘削トルクの上昇防止と、休止側ビッ
トの摩耗抑制を図ることができる。
【0025】また、粘土層や硬い地層を掘削するときに
も、ビットが中間点で止まって滑走すると言う問題が起
こらず、高能率掘削が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の掘削ヘッドの一例の要部を示す断面
【図2】他の実施例の要部を概略的に表わす斜視図
【図3】(a):シールド掘進機の掘削ヘッドの概要を
示す正面図 (b):同上のヘッドの側面図
【図4】(a):従来の揺動ビットを示す側面図 (b):同上のビットが滑走するときの状態を示す図
【符号の説明】
1 回転円板 2 土砂取込口 3 スポーク 4 センタービット 5 正転掘削用ビット 6 逆転掘削用ビット 5a、6a 硬質チップ 9 支軸 10 クレビス金具 11 シリンダ 12 連結軸 13 軸受け 14 ストッパ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転円板のカッタースポークに正転掘削
    用のビットと逆転掘削用のビットを相反する向きに取付
    けてあるシールド掘進機用の掘削ヘッドにおいて、前記
    正逆掘削用及び逆転掘削用ビットの各々を支軸で受けて
    この支軸を支点に各ビットを回転方向前後に揺動可能に
    支持し、かつ、前記支軸を境にして刃部とは反対側のビ
    ット尾部にビットの各々を揺動させる駆動装置を連結し
    たことを特徴とする掘削ヘッド。
  2. 【請求項2】 正転掘削用のビットと逆転掘削用のビッ
    トを同一駆動装置で同一方向に揺動させて一方のビット
    を掘削点に動かし、他方のビットを掘削点から遠ざける
    ようにした請求項1記載の掘削ヘッド。
JP22240093A 1993-09-07 1993-09-07 掘削ヘッド Pending JPH0776991A (ja)

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JP22240093A JPH0776991A (ja) 1993-09-07 1993-09-07 掘削ヘッド

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JP22240093A JPH0776991A (ja) 1993-09-07 1993-09-07 掘削ヘッド

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Publication Number Publication Date
JPH0776991A true JPH0776991A (ja) 1995-03-20

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ID=16781785

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JP22240093A Pending JPH0776991A (ja) 1993-09-07 1993-09-07 掘削ヘッド

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