(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正逆回転するカッタ回転体に設けられたホルダと、このホルダにピンを介して上記カッタ回転体の周方向に揺動自在に設けられ各頭部が揺動方向に間隔を隔てて形成された双頭型のシャンクと、このシャンクの各頭部にそれぞれ設けられた一対の超硬チップと、上記ホルダに設けられ上記シャンクに当接してその揺動角度を規制するストッパとを備え、
上記ホルダに、上記シャンクと上記ストッパとの間に入り込んだ切削土砂を逃がすための土砂流路を形成したことを特徴とする傾斜可動ビット。
【請求項２】
上記シャンクの各超硬チップの間に、断面Ｖ字状の凹部が形成された請求項１に記載の傾斜可動ビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド本体の前部で地山を切削するための傾斜可動ビットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機は、筒体状に形成されたシールドフレームとそのシールドフレーム内を前後に仕切る隔壁とからなるシールド本体に、地山を切削するためのカッタを正逆回転自在に取り付けて構成されている。カッタは、回転軸部から放射状に延出された複数のカッタスポークを有し、駆動モータによって正回転方向または逆回転方向に駆動される。カッタスポークには、カッタビットが取り付けられている。
【０００３】
従来のカッタビットの一例を図５に示す。図示するように、カッタスポーク５１には、カッタの正回転方向Ａに刃部を有する正回転用ビット５２と、カッタの逆回転方向Ｂに刃部を有する逆回転用ビット５３とが、それぞれ周方向に沿って取り付けられている。
【０００４】
これら正回転用ビット５２と逆回転用ビット５３とは、カッタスポーク５１から前方に延出されたホルダ５４の両端に、それぞれピン５５を介して揺動自在に取り付けられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のカッタビットでは、ホルダ５４の両端に正回転用ビット５２と逆回転用ビット５３とをそれぞれ取り付けているため、各ビット５２，５３間の距離が大きくなっていた。そのため、切込み深さを確保するために、各ビット５２，５３を揺動させるための取付座のガタを大きくする必要があり、それによって、各ビット５２，５３とホルダ５４との間に切削土砂等の異物が入り込んでしまい、各ビット５２，５３が揺動しなくなってしまうという問題があった。
【０００６】
また、切削する土砂が粘度の高い土丹層の場合、各ビット５２，５３間に切削した土砂が付着することがあるが、各ビット５２，５３間の距離が大きいと付着する土砂量が多くなるため、切羽面と付着した土砂とが接触する面積が大きくなり、大きな摩擦が発生してしまう。そのため、駆動モータにかかる回転トルクが多く必要になってしまい、掘進速度が低下したり、或いは掘進が停止してしまう等の問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、正逆回転するカッタ回転体に設けられたホルダと、このホルダにピンを介して上記カッタ回転体の周方向に揺動自在に設けられ各頭部が揺動方向に間隔を隔てて形成された双頭型のシャンクと、このシャンクの各頭部にそれぞれ設けられた一対の超硬チップと、上記ホルダに設けられ上記シャンクに当接してその揺動角度を規制するストッパとを備え、上記ホルダに、上記シャンクと上記ストッパとの間に入り込んだ切削土砂を逃がすための土砂流路を形成したものである。
【０００８】
上記構成によれば、双頭型のシャンクの各頭部に一対の超硬チップを設けたことによって、各超硬チップ間の距離を小さくすることができる。従って、シャンクを若干揺動するだけで、切羽面の切込み深さを確保することができるので、ホルダのガタを小さくすることができ、切削土砂等の異物が入り込むのを防止できる。また、超硬ビット間に付着する土砂量も少量であるので、切羽面との摩擦が小さく、回転トルクの増大を防止できる。また、シャンクとストッパとの間に入り込んだ切削土砂は、土砂流路を通して逃がされる。
【０００９】
上記シャンクの各超硬チップの間に、断面Ｖ字状の凹部を形成することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る傾斜可動ビットの実施の形態を示した径方向側面図、図２は本発明に係る傾斜可動ビットの実施の形態を示した周方向側面図、図３はシールド掘進機の全体構成を示した側方断面図である。
【００１２】
まず、図３によって、シールド掘進機の全体構成を説明する。
【００１３】
図示するように、シールド掘進機１は、筒体状に形成されたシールドフレーム２とその内部を前後に仕切る隔壁３とからなるシールド本体４を有している。シールドフレーム２には、既設セグメント５に反力をとってシールド本体４を前進させる推進ジャッキ６が設けられ、隔壁３には、切削土砂を坑内に搬送するスクリュコンベア７が取り付けられている。
【００１４】
隔壁３には、駆動モータ８の回転方向を切り換えることによって正回転方向または逆回転方向に駆動されるカッタ回転体９が取り付けられている。カッタ回転体９は、隔壁３に設けられた軸受１３と、この軸受１３に軸支された回転軸１０と、その前端に設けられた取付座１１と、その取付座１１から周方向に所定間隔を隔てて径方向外方に延出されたカッタスポーク１２とからなっている。
【００１５】
次に、本発明に係る傾斜可動ビット１４の構成を説明する。
【００１６】
図１及び図２にも示すように、傾斜可動ビット１４には、カッタ回転体９のカッタスポーク１２から先端側に延出されたホルダ１５が設けられている。ホルダ１５は、径方向に所定間隔を隔てた一対のブラケット状に形成されており、カッタスポーク１２の前面に溶接されている。
【００１７】
このホルダ１５の前端部近傍には、シャンク１７がピン１６を介して上記カッタ回転体の周方向に揺動自在に設けられている。シャンク１７は、各頭部１８ａ，１８ｂが揺動方向に間隔を隔てられた双頭型に一体的に形成されている。
【００１８】
シャンク１７の各頭部１８ａ，１８ｂには、切羽面を切削するための一対の超硬チップ１９ａ，１９ｂがそれぞれ設けられている。これら各超硬チップ１９ａ，１９ｂは先端側に向かって開いて互いにＶ字状をなすように配置されており、その先端には、刃部２１がそれぞれ形成されている。
【００１９】
また、シャンク１７の各超硬チップ１９ａ，１９ｂ間には、断面Ｖ字状の凹部２０が形成されている。凹部２０のＶ字は、各超硬チップ１９ａ，１９ｂがなすＶ字よりも浅くなっている。
【００２０】
ホルダ１５には、シャンク１７に当接してその揺動角度を規制するストッパ２２が設けられている。ストッパ２２は、シャンク１７の後端（図１中右側）の上下端から後方に所定間隔を隔てて、ホルダ１５間に掛け渡された二本の棒体２３にて構成されている。
【００２１】
これによって、シャンク１７は、ピン１６を中心に回転した際に、後端の一方の当接部２４がストッパ２２との隙間を移動して、一方のストッパ２２に当接することによって停止され、その揺動角度が決定されることとなる。
【００２２】
また、各棒体２３間の空間と一対のホルダ１５間の空間とで、シャンク１７とストッパ２２との間に入り込んだ切削土砂を逃がすための土砂流路２５が形成されている。
【００２３】
上記構成による傾斜可動ビット１４は、カッタスポーク１２にその径方向に所定間隔を隔てて複数設けられている。
【００２４】
次に、上記構成による傾斜可動ビット１４の作用を説明する。
【００２５】
図４に示すように、傾斜可動ビット１４が切羽面２６に当接した状態でカッタ回転体９を正回転方向Ａ（図中左側）に駆動すると、図中左側の超硬チップ１９ａが切羽面２６を切り込むと共に、その反力によってシャンク１７がピン１６を中心にして回転して、各超硬チップ１９ａ，１９ｂが回転方向後方（図中右側）に傾き図中右側の超硬チップ１９ｂが切羽面２６から強制的かつ確実に離間される。
【００２６】
このとき、シャンク１７は、その当接部２４がストッパ２２である図中右側の棒体２３に当接して、適宜角度で固定される。
【００２７】
シャンク１７の各超硬チップ１９ａ，１９ｂ間に凹部２０が形成されているので、図中左側の超硬チップ１９ａが切り込んだ切削土砂は、凹部２０側に発生する負圧によって適宜引き込まれて切削効率が向上する。この引き込まれた切削土砂は、図中右側の超硬チップ１９ｂと切羽面２６との隙間から、回転方向後方（図中右側）に逃げる。これによって、各超硬チップ１９ａ，１９ｂ間に切削土砂が付着しにくくなっている。
【００２８】
上記傾斜可動ビット１４においては、シャンク１７を双頭型にして一体的に形成したことによって、各超硬チップ１９ａ，１９ｂ間の距離を小さく（具体的には１６０ｍｍ程度）することができる。これによって、凹部２０に切削土砂が付着したとしても、土砂量は少量であるので、切羽面２６との摩擦が小さく、回転トルクの増大を防止できる。従って、掘進速度の低下や掘進の停止を防げる。
【００２９】
また、切削土砂は、超硬チップ１９ａ，１９ｂ間に付着する際に、刃部２１の先端同士を結んだ線より内側に大部分が付着するが、カッタ回転体９の回転方向後方の超硬チップ１９ｂは、切羽面２６から離間しているため、切羽面２６と接触する部分をさらに小さくでき、摩擦をより小さくできる。
【００３０】
さらに、ホルダ１５の前端部近傍にピン１６を介してシャンク１７を設けたことによって、小さい揺動角度で切羽面２６の切込み深さｓを確保することができる。従って、ホルダ１５のガタを小さくすることができ、シャンク１７とストッパ２２間の距離が小さく（具体的には０．５〜１．２ｍｍ程度）なる。そのため、その間に切削土砂等の異物が入り込むのを防止でき、カッタ回転体９の反転時のシャンク１７の揺動を妨げることはない。
【００３１】
また、万一、シャンク１７とストッパ２２間に粒径の小さい土砂が入り込んだとしても、図２の矢印に示すように、土砂流路２５を通して逃がすことができるので、詰まることはない。
【００３２】
傾斜可動ビット１は、シャンク１７を一体的に形成したことによって、構造が簡単となり、部品点数が減ると共に取付工程を減らすことができ、製造手間とコストの低減が図れる。
【００３３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、双頭型のシャンクの各頭部に一対の超硬チップを設けたことによって、各超硬チップ間の距離を小さくすることができ、シャンクを若干揺動するだけで、切羽面の切込み深さを確保することができるので、ホルダのガタを小さくすることができ、切削土砂等の異物が入り込むのを防止できる。また、超硬ビット間に付着する土砂量も少量であるので、切羽面との摩擦が小さく、回転トルクの増大を防止できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る傾斜可動ビットの実施の形態を示した径方向側面図である。
【図２】本発明に係る傾斜可動ビットの実施の形態を示した周方向側面図である。
【図３】シールド掘進機の全体構成を示した側方断面図である。
【図４】傾斜可動ビットの切削状態を示した要部拡大側面図である。
【図５】従来のカッタビットを示した径方向側面図である。
【符号の説明】
９  カッタ回転体
１５  ホルダ
１６  ピン
１７  シャンク
１８  頭部
１９  超硬チップ
２２  ストッパ
２５  土砂流路
【図１】
0004151167.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004151167.tif 000006