WO1995006187A1 - Dispositif a tetes de coupe pour vis d'un tube de petit diametre - Google Patents

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WO1995006187A1
WO1995006187A1 PCT/JP1994/001322 JP9401322W WO9506187A1 WO 1995006187 A1 WO1995006187 A1 WO 1995006187A1 JP 9401322 W JP9401322 W JP 9401322W WO 9506187 A1 WO9506187 A1 WO 9506187A1
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WO
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cutter
cutter head
outer peripheral
excavating
outer periphery
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Application number
PCT/JP1994/001322
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toshihiro Yamazaki
Takashi Nagayoshi
Original Assignee
Komatsu Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Komatsu Ltd. filed Critical Komatsu Ltd.
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/08—Roller bits
    • E21B10/12—Roller bits with discs cutters
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E21D9/104—Cutting tool fixtures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/11—Making by using boring or cutting machines with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
    • E21D9/112—Making by using boring or cutting machines with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines by means of one single rotary head or of concentric rotary heads

Definitions

  • the present invention relates to a cutter head device for a small-diameter pipe propulsion machine capable of excavating rock. Background technology
  • small-diameter pipe propulsion machines which bury small-diameter pipes in the ground, use a propulsion device installed in the starting shaft to propel a small-diameter pipe with a leading pipe attached at the tip into the ground.
  • a cutter head for excavating the front face is rotatably provided.
  • the head is designed mainly for excavating a gravel layer. Therefore, as shown in Fig. 5, a plurality of disk cutters b are rotatably mounted only on the front of the cutter head body a. Faces are excavated by disk cutting b.
  • a plurality of disk cutters b are rotatably mounted on the front part c of the cutter head body, and three types of force cutter bits d, g, and h are respectively provided.
  • a plurality of fixedly mounted cutter heads for small-diameter pipe propulsion machines are known (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 64-648). These cut bits are fixed to the cut bit d radially outside the disk cutter, cut bit g to the end face of the front part c, and cut bit h to the center part.
  • the rotating disk cutter crushes the gravel mainly by the pressing force, cuts the gravel on the outer periphery, and cuts the gravel on the outer periphery.
  • the present invention has been made in order to solve the disadvantages of the prior art, and provides a cutter head device for a small-diameter pipe propulsion device capable of excavating a rock, reducing wear and increasing an excavation distance.
  • the purpose is to do.
  • the cutter head device of the small-diameter pipe propulsion device is provided with an outer peripheral excavation disk cutter for excavating an outer peripheral portion of a tunnel on a front outer peripheral portion of a cutter head body.
  • the outer peripheral excavating disk cutter is a frusto-conical outer peripheral excavating disk cutter, and a plurality of ridges are protruded from an outer peripheral portion on a large diameter side of the frusto-conical tapered body. The tip of the ridge projects in parallel with the outer periphery of the cutter head body and in a large diameter direction from the outer peripheral surface of the cutter head body.
  • the outer periphery of the tunnel that is, the outer peripheral cutting disk that comes into contact with the inner wall of the tunnel, rotates with the rotation of the main body of the power cutter head.
  • Excavation is performed while crushing the rock layer at the outer periphery in the circumferential direction.
  • the outer periphery of the tunnel can be sufficiently excavated even in the bedrock layer, so that small-diameter pipes are favorably propelled and buried.
  • the outer peripheral disc cutter rotates and crushes the bedrock layer, the wear is reduced as compared with the conventional cutter bit.
  • FIG. 1 is a front view of a cutter head device of a small-diameter pipe propulsion device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a force-tad head device of the small-diameter pipe propulsion device according to the embodiment
  • Fig. 3 is a plan view of the outer peripheral cutting disk cutter as viewed in the direction of the arrow A in Fig. 1
  • Fig. 4 is an explanatory view of the operation of the power cutter head device according to the embodiment
  • Fig. 5 is a power cutter head according to the prior art
  • FIG. 6 is a front view of another force utter head device according to the prior art.
  • the cutter head body 1 is rotatably provided at the tip of a front pipe (not shown) attached to the tip of a small-diameter pipe (not shown) to be buried.
  • a force head motor (not shown) for rotating the cutting head main body 1 is provided inside the front conduit.
  • a plurality of central disk cutters 2 arranged in a straight line are supported, and each disk head is rotatable.
  • a pair of disk cutters 3 and 4 are rotatably mounted on the front surface of the power cutter head body 1 so as to sandwich the center disk cutter 2 at opposing outer peripheral portions.
  • the disk cutter 3 is a forward-facing disk cutter 3 similar to the conventional one, and a plurality of ridges 3 are provided on the outer peripheral surface of the tapered body 3a.
  • the tip of each ridge 3 b is rotatably supported on a fixed shaft 5 via a bearing 6 so as to be parallel to the front surface of the cutter head body 1.
  • the front disk cutter 3 and the center disk cutter 2 are used to excavate the face in front of the main body 1 of the cutter head.
  • the other disk cutter 4 is an outer peripheral excavating disk cutter 4, for example, two ridges 4 b projecting from the large diameter outer periphery of the frusto-conical tapered body 4 a.
  • the tips of these ridges 4 b are supported on the fixed shaft 7 via the bearings 8 so that the tips of the ridges 4 b are parallel to the outer peripheral surface of the power cutter head body 1 and protrude slightly outward from the outer peripheral surface. Is .
  • the outer peripheral excavating disc cutter 4 is retracted from the allowable wear amount L of the forward disc cutter 3 so that the protruding strip 4b does not protrude forward even if the protruding strip 3b of the forward disc cutter 3 is worn. is set up.
  • FIG. 1 The front side of the outer peripheral disk cutter 4 (the front side of the force cutter head body 1) and the outer peripheral side (the outer peripheral surface of the cutter head body 1) are shown in FIG. 1 and FIG. As shown, the side scrapers 9, 10 are mounted. The cutting edges 9a and 10a of these side scrapers 9 and 10 face the outer cutting disk 4 side.
  • the cutter head body 1 is rotated by a power cutter head motor in the front pipe, and excavation is performed while propelling the small-diameter pipe into the ground, but in front of the cutter head body 1.
  • the front face is excavated by the center disc cutter 2 and the forward disc cutter 3 provided in the center.
  • the outer excavation disk cutter 4 rotates and comes into contact with the outer periphery of the tunnel 11 (the inner wall of the tunnel) to crush the bedrock, and the outer periphery of the tunnel 11 Excavates the part well.
  • This outer excavation secures a tunnel diameter through which the cutter head body 1 can pass, thereby enabling small-diameter pipes to be well propelled even in bedrock layers.
  • the outer peripheral excavation disk cutter 4 has a protruding ridge 4b that rotates and crushes the rock, thereby avoiding an impact load and, furthermore, having a long ring-shaped blade portion, so that the service life is greatly increased. To improve. Thus, the excavation distance can be greatly increased.
  • the optimum mounting angle 0 of the outer peripheral drilling cutter 4 is 60 ° to 75 ° with respect to the center line of the tunnel 11 from the viewpoint of the drilling performance of the outer periphery of the tunnel.
  • the mounting angle 0 may be in the range of 45 ° to 75 ° as required, such as for excavation with a small load.
  • the ridge 4b on the front side of the power cutter head body 1 of the disk cutter 4 is located behind the tip of the ridge 3b of the disk cutter 3, and the allowable wear amount L ( (11 to 20 mm). Further, the ridge 4b may be retracted, and may be about 10 to 50 mm (L) behind the tip of the ridge 3b.
  • one outer peripheral excavation disk cutter 4 is provided. However, a plurality of outer peripheral excavation disk cutters may be provided according to the diameter of the tunnel 11. Industrial applicability
  • the present invention provides a cutter head of a small-diameter pipe propulsion machine that excavates a rock face by excavating a front face and an outer peripheral portion of a tunnel, and that can reduce an abrasion of a disk force cutter and increase an excavation distance. Useful as a device.

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Description

明 細 書 小口径管推進機のカツタへッ ド装置 技 術 分 野
本発明は、 岩盤掘削が可能な小口径管推進機のカツタへッ ド装置に関する。 背 景 技 術
従来、 小口径管を地中へ埋設する小口径管推進機は、 発進立坑内に設置した推 進装置により、 先端に先導管を装着した小口径管を、 地中へ推進させて埋設して いる。 この先導管の先端には、 前方の切羽を掘削するカツタへッ ドが、 回転自在 に設けられている。 また、 このカツタへッ ドは、 主として礫層を掘削することを 前提に設計されている。 従って、 図 5に示すように、 カツタへッ ド本体 aの前面 にのみ、 複数のディ スクカツ夕 bが回転自在に取付けられており、 この力ッタへ ッ ド本体 aの回転に伴い、 これらディスクカツ夕 bにより切羽を掘削するように なっている。
しかし、 かかるカツタへッ ドで岩盤を掘削した場合、 前面に設けられたデイ ス クカツタ bではトンネルの外周部を十分に掘削することができず、 その結果小口 径管の推進が困難になる不具合があった。
別の従来技術として、 図 6に示すように、 カツタへッ ド本体の前面部 cには、 複数のディ スクカツタ bを回転自在に取付けると共に、 3種類の力ッタビッ 卜 d 、 g、 hを各々複数固設する小口径管推進機用カツタヘッ ドが知られている （例 えば、 日本特開昭 6 4 — 6 4 9 8号公報参照） 。 これらカツタビッ トは、 カツ夕 ビッ ト dがデイ スクカツタ より半径方向外側に、 カツ夕ビッ ト gが前面部 cの 端面に、 カツダビッ ト hが中央部に、 各々固設されている。 掘削時には、 回転自 在のディ スクカツタ が、 押し付け力により礫を主体的に圧砕すると共に、 切り 込み量の少ないカツタビッ ト d力、 外周部の礫を切削し、 さらに、 カツタビッ ト g、 hが、 中央部或いは前方の礫を破碎する。 以上により、 ディ スクカツタ b及 びカツタビッ ト d、 g、 hが相互に助け合って、 良好な掘削を行っている。 しかし、 上記カツタビッ ト dは、 礫との抵抗トルクが小さい状態では切削可能 であるが、 側面から大きな外力が作用する岩盤層等では、 カツタビッ ト dの先端 部或いは全体が、 欠けたり、 脱落し易いため、 寿命が短いという問題がある。 発 明 の 開 示
本発明は、 かかる従来技術の欠点を解消するためになされたもので、 岩盤掘削 が可能であると共に、 摩耗が少なくて掘削距離の増大が図れる小口径管推進機の カツタへッ ド装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、 本発明に係る小口径管推進機のカツタへッ ド装置は 、 カツタヘッ ド本体の前面外周部に、 トンネルの外周部を掘削する外周掘削ディ スクカツ夕を回転自在に設けてなる。 また、 前記外周掘削ディスクカツタは、 裁 頭円錐形の外周掘削ディスクカツタであり、 この裁頭円錐形のテ一パ状胴部の大 径側外周部に、 複数個の突条が突設されてなり、 この突条の先端が、 カツタへッ ド本体の外周と平行に、 かつカツ夕へッ ド本体の外周面より大径方向に突出して なる。
かかる構成により、 岩盤層等のト ンネル掘削時において、 ト ンネル外周部、 即 ち トンネル内壁と当接する外周掘削ディスクカツ夕は、 力ッタへッ ド本体の回転 に伴い、 自転してト ンネル外周部の岩盤層等を円周方向に圧砕しつつ、 掘削する 。 これにより、 岩盤層でも ト ンネルの外周部が十分に掘削できるため、 小口径管 が良好に推進され、 埋設される。 しかも、 外周掘削ディスクカツタは、 回転して 岩盤層等を圧砕するので、 従来技術のカツタビッ 卜と比較して、 摩耗が低減され る。 さらに、 トンネル外周掘削用のディスクカツ夕を備えていない従来技術と比 較して、 中央ディスクカツタ等の摩耗も低減される。 これら摩耗低減により、 掘 削距離も大幅に増大される。 図面の簡単な説明
図 1 は本発明の実施例に係る小口径管推進機のカツタへッ ド装置の正面図、 図 2は実施例に係る小口径管推進機の力ッタへッ ド装置の要部断面図、 図 3は図 1 の A矢視で外周掘削ディスクカツ夕の平面図、 図 4は実施例に係る力ッタへッ ド 装置の作用説明図、 図 5は従来技術に係る力ッ夕へッ ド装置の要部断面図、 図 6 は従来技術に係る別の力ッタへッ ド装置の正面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明に係る小口径管推進機の力ッタへッ ド装置について、 好ましい実施例を 添付図面に従って以下に詳述する。
図 1〜図 3において、 カツタへッ ド本体 1は、 埋設すべき小口径管 （図示せず ) 先端に装着される先導管 （図示せず） の先端に、 回転自在に設けられている。 この先導管の内部には、 カツ夕へッ ド本体 1を回転させる力ッタへッ ドモータ （ 図示せず） が備えられている。 また力ッ夕へッ ド本体 1 は、 前面の中央部には、 直線上に配設される複数の中央ディスクカツタ 2が支承され、 個々のディスク力 ッ夕が回転自在となっている。 さらに、 力ッタへッ ド本体 1の前面には、 中央デ イスクカツタ 2を挟む様に、 対向する外周部の位置に、 一対のディスクカツ夕 3 、 4が回転自在に取付けられている。 一方のディスクカツタ 3は、 従来と同様な 前向きディ スクカツタ 3であり、 テ一パ状胴部 3 aの外周面には、 複数の突条 3 が突設されている。 各突条 3 bの先端は、 カツタへッ ド本体 1の前面と平行す るように、 固定軸 5に軸受け 6を介して回転自在に支承されている。 この前向き ディスクカツタ 3と上記中央デイスクカツタ 2により、 カツ夕へッ ド本体 1前方 の切羽を掘削するようになっている。
他方のディスクカツタ 4は、 外周掘削ディスクカツタ 4であり、 裁頭円錐形の テーパ状胴部 4 aの大径側外周部に、 例えば 2条の突条 4 bが突設されている。 これら突条 4 bの先端が、 力ッタへッ ド本体 1の外周面に平行で、 かつ該外周面 よりもやや外側へ突出するように、 固定軸 7に軸受け 8を介して支承されている 。 また、 外周掘削ディスクカツタ 4は、 前向きディスクカツタ 3の突条 3 bが摩 耗しても、 突条 4 bが前方へ突出しないよう、 前向きディスクカツタ 3の許容摩 耗量 Lより後退して設置されている。
そして、 この外周掘削ディ スクカツタ 4の前面側 （力ッタへッ ド本体 1 の前面 ) 及び外周側 （カツタへッ ド本体 1 の外周面） の各々両側には、 図 1及び図 3に 示すように、 サイ ドスクレーバ 9、 1 0が取り付けられている。 これらサイ ドス クレーバ 9、 1 0の刃先 9 a、 1 0 aは、 外周掘削ディスクカツ夕 4側に向いて いる。
かかる構成による小口径管推進機の力ッタへッ ド装置の作動に関し、 トンネル の岩盤を掘削する場合について説明する。
図 1において、 先導管内の力ッタへッ ドモータによりカツ夕へッ ド本体 1を回 転させて、 上記小口径管を地中へ推進させながら掘進するが、 カツタへッ ド本体 1の前面に設けられた、 中央ディスクカツタ 2と前向きディスクカツタ 3で、 従 来技術と同様に、 前方の切羽を掘削する。
一方、 外周掘削ディスクカツ夕 4は、 図 4に示すように、 トンネル 1 1の外周 ' 部 （ ト ンネル内壁） と回転しつつ当接し、 岩盤を圧碎するようにして、 ト ンネル 1 1外周部を良好に掘削する。 この外周掘削により、 カツタヘッ ド本体 1が通過 できる トンネル口径を確保し、 これによつて岩盤層においても小口径管が良好に 推進可能となる。 また、 外周掘削ディスクカツタ 4は、 従来技術と異なり、 突条 4 bが、 回転して岩盤を圧砕するので、 衝撃的負荷が回避され、 しかも刃部がリ ング状と長いので、 寿命が大幅に向上する。 以上により、 掘削距離も大幅に増大 できる。
なお、 外周掘削ディスクカツタ 4の取付け角 0は、 ト ンネル 1 1の中心線に対 して、 ト ンネル外周の掘削性能等の点から、 6 0 ° ~ 7 5 ° が最適な範囲である が、 負荷の小さい掘削など必要に応じて、 取付け角 0は、 4 5 ° ~ 7 5 ° の範囲 でよい。 また、 ディ スクカツタ 4の力ッタへッ ド本体 1前面側の突条 4 bは、 デ イスクカツ夕 3の突条 3 b先端より後方に、 ディスクカツタ 3の許容摩耗量 L ( 1 1 0〜 2 0 mm) だけずらせて取り付けてある。 更に突条 4 bは後退させても よく、 突条 3 b先端より約 1 0 ~ 5 0 mm (L) 後方でもよい。 なお、 上記実施 例では、 外周掘削ディスクカツタ 4を 1個設けたが、 トンネル 1 1の口径に応じ て複数個設けて良いことは、 勿論である。 産業上の利用可能性
本発明は、 トンネルの前方切羽と外周部とを掘削して岩盤層を良好に掘削する と共に、 ディスク力ッタの摩耗が少なくて掘削距離の増大ができる小口径管推進 機のカツタへッ ド装置として有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 埋設すべき小口径管と、 前記小口径管の先端に装着されて地中へ推進する先 導管と、 前記先導管の前部に回転自在に設けられるカツタへッ ド本体とを備え、 かつ、 前記力ッタへッ ド本体の前面には中央ディスクカツタと前向きディスクカ ッ夕とを取付けてなる小口径管推進機のカツタへッ ド装置において、 前記カツタ へッ ド本体の前面外周部に、 トンネルの外周部を掘削する外周掘削ディスクカツ タを回転自在に設けてなることを特徴とする小口径管推進機の力ッタへッ ド装置
2 . 前記外周掘削ディスクカツタは裁頭円錐形の外周掘削ディスクカツタであり 、 前記裁頭円錐形のテ一パ状胴部の大径側外周部に、 複数個の突条が突設されて なり、 前記突条の先端が、 前記カツ夕へッ ド本体の外周と平行に、 かつ前記カツ タへッ ド本体の外周面より大径方向に突出してなることを特徴とする請求の範囲 1記載の小口径管推進機のカツタへッ 装置。
PCT/JP1994/001322 1993-08-20 1994-08-10 Dispositif a tetes de coupe pour vis d'un tube de petit diametre WO1995006187A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5/49572U 1993-08-20
JP4957293U JP2599343Y2 (ja) 1993-08-20 1993-08-20 小口径管推進機のカッタヘッド装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1995006187A1 true WO1995006187A1 (fr) 1995-03-02

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PCT/JP1994/001322 WO1995006187A1 (fr) 1993-08-20 1994-08-10 Dispositif a tetes de coupe pour vis d'un tube de petit diametre

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WO (1) WO1995006187A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0354240Y2 (ja) * 1986-05-15 1991-11-28
JPH03286096A (ja) * 1990-04-02 1991-12-17 Okamoto Tokushu Doboku:Kk 小口径推進工法及びその装置

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Also Published As

Publication number Publication date
JPH0715899U (ja) 1995-03-17
JP2599343Y2 (ja) 1999-09-06

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