(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクカッタ本体を貫通するシャフトの両端部に断面略台形状のシャフト固定部が設けられてなるディスクカッタをそのシャフト固定部の箇所でくさび作用により固定するディスクカッタの取付構造であって、
（ａ）前記ディスクカッタの前方側より嵌り込んで前記シャフト固定部の傾斜面にくさび状に当接する傾斜面を有するキーブロックと、
（ｂ）前記シャフト固定部の前記キーブロック当接面と反対側の面および当該ディスクカッタの後方側の面を支持する第１支持部と、前記キーブロックの前記シャフト固定部当接面と反対側の面を支持する第２支持部と、これら第１支持部と第２支持部との間に設けられる前記シャフト固定部抜き取り用の空隙部とを有するケーシングと、
（ｃ）このケーシングにおける当該ディスクカッタの後方側の面に前記空隙部を覆うように着脱可能に設けられる固定用ブロックと、
（ｄ）この固定用ブロックを貫通して前記キーブロックを当該ディスクカッタの後方側へ向けて締め上げる固定用ボルトとを備え、
左右の各シャフト固定部に対する各キーブロックの取付位置を当該ディスクカッタの平面視における中心点に対して点対称にし、ディスクカッタをその中心点周りに回動させて装着位置もしくは離脱位置に移動させることができるように構成されていることを特徴とするディスクカッタの取付構造。
【請求項２】
前記シャフト固定部における当該ディスクカッタの前方側の面を覆うように前記ケーシングにストッパブロックが固定される請求項１に記載のディスクカッタの取付構造。
【請求項３】
前記シャフト固定部の抜き取り時に前記キーブロックが仮固定位置で固定可能とされ、この仮固定位置において前記キーブロックにより前記シャフト固定部の当該ディスクカッタの前方側への落下が阻止されるようにそのキーブロックの形状および前記ケーシングの形状が設定されている請求項１または２に記載のディスクカッタの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクカッタをケーシングに着脱可能に取付けるためのディスクカッタの取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特に岩盤等の硬質の地山を掘削するトンネル掘削機においては、掘削機本体の前部にカッタヘッドが回転自在に設けられるとともに、このカッタヘッドの前面に多数個のディスクカッタが回転自在に装着されていて、カッタヘッドの回転に伴いディスクカッタが切羽に接触して自転しながらその切羽の切削を行うようにされている。
【０００３】
このディスクカッタは、使用中に摩耗したり破損したりすることから、カッタヘッドに対して着脱可能に取り付けられ、必要に応じて交換できるようにされている。
【０００４】
このディスクカッタの取付構造の一例として、くさびキーを用いてディスクカッタのシャフトをケーシングに固定する方式がある。この方式は、シャフトをくさび作用により強固に固定できることから、衝撃荷重に対しても強いという利点があるとされている。
【０００５】
次に、従来のくさびキーによる取付構造について、図１０を参照しつつ説明する。図示のように、ディスクカッタ５１は、ディスクカッタ本体５２とそのディスクカッタ本体５２の中心部を貫通するシャフト５３よりなり、このシャフト５３の両端部に断面略台形状のシャフト固定部５４が設けられ、これらシャフト固定部５４の箇所でディスクカッタ５１がケーシング５５に取り付けられるようにされている。ケーシング５５には、中央部よりやや一側寄りの位置に前記シャフト固定部５４を支持する第１段部５６が形成されるとともに、この第１段部５６に対向する位置に、キーブロック５７支持のための第２段部５８が形成され、かつそれら第１段部５６と第２段部５８との間に前記シャフト固定部５４抜き取り用の空隙部５９が形成されている。
【０００６】
また、前記ケーシング５５における当該ディスクカッタ５１の後方側の面には、前記空隙部５９を覆うように固定用ブロック６０が着脱可能に設けられている。さらに、この固定用ブロック６０を貫通して前記キーブロック５７を当該ディスクカッタ５１の後方側へ向けて締め上げるボルト６１が設けられ、また固定用ブロック６０をケーシング５５に固定するボルト６２が設けられている。なお、図１０（ｂ）においては、一方側のキーブロック５３による取付構造のみが示されているが、同様構造のキーブロック５３がＸ−Ｘ軸を中心に線対称の位置にも配されており、これら両方のキーブロック５７によりシャフト５３の両端部が固定される。
【０００７】
このような取付構造とされているので、ディスクカッタ５１の交換に際しては、左右の各固定用ブロック６０を固定しているボルト６２を緩めて取り外すとともに、各キーブロック５７を締め上げているボルト６１のナットを緩めて取外し、固定用ブロック６０とキーブロック５３とを外し、ディスクカッタ５１を図１０（ａ）（ｂ）において左方へスライド量ｓだけスライドさせて、シャフト固定部５４を空隙部５９から機内側である後方側（図１０（ａ）において下方側）へ抜き取るようにされる。また、新しいディスクカッタを装着する際には、抜き取りの操作とは逆の操作により、後方側からシャフト固定部５４を空隙部５９に沿って挿入し、図１０（ａ）（ｂ）で右方へスライド量ｓだけスライドさせた後、キーブロック５７および固定用ブロック６０が固定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のディスクカッタ取付構造では、シャフト５３をその軸に直交する方向に所要のスライド量ｓだけスライドさせる構造であるために、ケーシング５５の一方側（図１０（ａ）（ｂ）では左側）にそのスライド量ｓに相当する空間を確保しておかねばならず、無駄な空間ができてしまうとともに、ケーシング５３の片側が大きくなって、このケーシング５３を保持するスポークが太くなってしまうという問題点がある。
【０００９】
また、図１１に示されるように、ディスクカッタ５１はスポーク６４に対してオフセットして取り付けられることになるため、ディスクカッタ５１をカッタヘッド６３の中心からの放射線上に配置すると、スポーク６４がオフセットしてしまう。このため、構造が複雑であるだけでなく、フレーム強度上の問題や、このディスクカッタ５１を装着する適用機種が制限されるといった問題点がある。
【００１０】
さらに、前記従来構造の場合、ディスクカッタ５１のシャフト固定部５４に対して、キーブロック５７を一方側から挿入するようにしているために、ディスクカッタ５１の支持能力がカッタヘッドの回転方向によって変化してしまうという問題点もある。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、ディスクカッタのケーシングへの取付けに際しての方向性をなくして、スポークが非対称になることもなく、コンパクトな構造で、かつカッタヘッドの回転方向が変わっても同一の負荷条件にすることのできるディスクカッタの取付構造を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるディスクカッタの取付構造は、
ディスクカッタ本体を貫通するシャフトの両端部に断面略台形状のシャフト固定部が設けられてなるディスクカッタをそのシャフト固定部の箇所でくさび作用により固定するディスクカッタの取付構造であって、
（ａ）前記ディスクカッタの前方側より嵌り込んで前記シャフト固定部の傾斜面にくさび状に当接する傾斜面を有するキーブロックと、
（ｂ）前記シャフト固定部の前記キーブロック当接面と反対側の面および当該ディスクカッタの後方側の面を支持する第１支持部と、前記キーブロックの前記シャフト固定部当接面と反対側の面を支持する第２支持部と、これら第１支持部と第２支持部との間に設けられる前記シャフト固定部抜き取り用の空隙部とを有するケーシングと、
（ｃ）このケーシングにおける当該ディスクカッタの後方側の面に前記空隙部を覆うように着脱可能に設けられる固定用ブロックと、
（ｄ）この固定用ブロックを貫通して前記キーブロックを当該ディスクカッタの後方側へ向けて締め上げる固定用ボルトとを備え、
左右の各シャフト固定部に対する各キーブロックの取付位置を当該ディスクカッタの平面視における中心点に対して点対称にし、ディスクカッタをその中心点周りに回動させて装着位置もしくは離脱位置に移動させることができるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明においては、左右の各シャフト固定部に対する各キーブロックの取付位置がディスクカッタの平面視における中心点に対して点対称にされているので、ディスクカッタのケーシングへの着脱に際しては、横方向に平行移動させるのではなく、ディスクカッタの中心点周りに所要角度だけ回動させて装着位置もしくは離脱位置に移動させることができる。したがって、ケーシング内にディスクカッタのスライドのための空間を確保する必要がないので、取付けスペースを小さくしてケーシングをコンパクトにすることができる。また、ケーシングに対するディスクカッタの位置を左右対称になるように配置することができるので、このケーシングをスポークに取付けたときにスポークが左右非対称になるといった不具合が発生することもない。また、カッタヘッドの正転・逆転のいずれの場合でも、ディスクカッタの支持能力は同じであり、安定した掘削を行うことができる。
【００１４】
本発明においては、前記シャフト固定部における当該ディスクカッタの前方側の面を覆うように前記ケーシングにストッパブロックが固定されるのが好ましい。このようにすれば、ディスクカッタの着脱時にそのストッパブロックによりシャフト固定部が前方側へ落下するのが阻止され、着脱作業がより容易に行えることになる。
【００１５】
また、前記シャフト固定部の抜き取り時に前記キーブロックが仮固定位置で固定可能とされ、この仮固定位置において前記キーブロックにより前記シャフト固定部の当該ディスクカッタの前方側への落下が阻止されるようにそのキーブロックの形状および前記ケーシングの形状が設定されているのが好ましい。こうすることで、ディスクカッタの着脱時に、シャフト固定部がシャフト固定部抜き取り用の空隙部に対応する位置にあるときでも、このシャフト固定部が前方側へ落下するのが阻止されるとともに、その着脱時にシャフト固定部をキーブロックおよびその固定用ボルトに案内させて着脱作業が行えることになるので、着脱作業がより容易に行えることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるディスクカッタの取付構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に係るディスクカッタをケーシングへの取付状態で示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１８】
本実施例において、ディスクカッタ１は、中央部にリング状のカッタ刃２を有するディスクカッタ本体３と、このディスクカッタ本体３の中心部を貫通してそのディスクカッタ本体３を回転可能に支承するシャフト４とより構成され、このシャフト４の両端部に断面略台形状のシャフト固定部５が設けられ、これらシャフト固定部５の箇所でディスクカッタ１が平面視略ロの字形のケーシング６の内部空間に挿入されてそのケーシング６に固定されるようになっている。
【００１９】
前記ケーシング６には、シャフト４の両端部の各シャフト固定部５，５をそのケーシング６に保持・固定するための一対の保持機構７，７が設けられている。これら両側の保持機構７，７は同一の機構であって、ディスクカッタ１の平面視における中心点Ｏに対して互いに点対称になるように、すなわち図１において右側の保持機構７は図で上部寄りの位置に、左側の保持機構７は図で下部寄りの位置にそれぞれ配されている。以下、一方側（図１において右側）の保持機構７のみについて説明することとする。
【００２０】
図３に示されているように、前記ケーシング６には、図３で左右方向（以下、特に断らない限り「左右方向」とは、図３における左右方向を指すものとする。）の略中央部にシャフト固定部５を支持する第１段部８が形成されるとともに、この第１段部８の左方側でかつ掘進方向前方側（図２、図３で上方側、以下、「前方」とは掘進方向の前方、「後方」とは掘進方向の後方をそれぞれ指すものとする。）に、後述のストッパブロック９を支持する第２段部１０が形成されている。また、前記第１段部８に対向する右方側にはその第１段部８と同高の第３段部１１が形成されるとともに、前記第２段部１０に対向する右方側には前記第３段部１１の右方側に、前記第２段部１０と同高の第４段部１２が形成されている。また、互いに対向する第１段部８と第３段部１１との間には前記シャフト固定部５を掘進方向後方側へ抜き取るための空隙部１４が形成されている。
【００２１】
前記第１段部８にはシャフト固定部５が載置され、このシャフト固定部５の互いに垂直な後方側の面および左方側の面が第１段部８の後方側の壁面および左方側の壁面にそれぞれ支持される（これら両壁面が本発明における「第１支持部」に相当する。）。この支持状態で、シャフト固定部５の右方側の面は前方側に向かって先窄まり状の傾斜面５ａとなる。
【００２２】
前記第２段部１０にはストッパブロック９がボルト１５により固定される。このストッパブロック９は、第２段部１０の後方側の壁面および左方側の壁面にそれぞれ支持されて固定され、この固定状態でシャフト固定部５の前方側を略覆う位置まで張り出した状態となる。なお、このストッパブロック９の左方部内壁面には、ディスクカッタ１の回動時にそのディスクカッタ本体３との干渉を避けるために円弧状の切欠１６が形成されている（図１参照）。
【００２３】
前記キーブロック１３には、左方側に、前記シャフト固定部５の傾斜面５ａに係合してそのシャフト固定部５保持のためのくさびキーの役目をする傾斜面１３ａが形成され、右方側に、前記第３段部１１の右方側の壁面および前記空隙部１４の右方側の壁面にそれぞれ当接してそのキーブロック１３の移動を案内する真直面１３ｂ，１３c（これら真直面１３ｂ，１３ｃが本発明における「第２支持部」に相当する。）が形成されている。こうして、キーブロック１３の真直面１３ｂ，１３cをそれらに対応する壁面に沿わせて挿入したときに、傾斜面１３ａがシャフト固定部５の傾斜面５ａに係合することにより、くさび作用によりこのシャフト固定部５が第１段部８の後方側の壁面および左方側の壁面に押し付けられてそのシャフト固定部５が支持される。なお、この支持状態では、キーブロック１３の前方側の壁面がケーシング６の前方側の面と面一になる。
【００２４】
前記ケーシング６の後方側の面には、前記空隙部１４を覆うように固定用ブロック１７が着脱可能に設けられている。この固定用ブロック１７には、この固定用ブロック１７およびキーブロック１３を貫通してそのキーブロック１３を後方側へ向けて締め上げるボルト１８が取付けられている。なお、この固定用ブロック１７は別のボルト１９によってケーシング６に固定されている。
【００２５】
次に、本実施例におけるディスクカッタ１の交換手順を、図４〜図８を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、一方側（図１において右側）の保持機構７の操作についてなされているが、他方側の保持機構７についても同様の操作が行われる。
【００２６】
ディスクカッタ１を取り外す際には、まず、図４に示されているように、後方側（機内側）から固定用ブロック１７をケーシング６に固定しているボルト１９を緩めて取り外す。
【００２７】
次いで、図５に示されているように、やはり機内側から、キーブロック１３を締め上げているボルト１８のナット２０を緩めて取り外す。こうして、固定用ブロック１７をフリー状態にして、図６に示されているように、この固定用ブロック１７を機内側に取り外す。
【００２８】
次に、図７に示されているように、ボルト１８の先端側に仮止めブロック２１を装着し、キーブロック１３をそのキーブロック１３のシャフト固定部５への係止状態を解除して左前方へ向けて移動させ、このキーブロック１３の後方側の面をケーシング６の第４段部１２に当接・保持させる。このときシャフト固定部５はキーブロック１３の係止を解除されてフリー状態になるが、その前方側がストッパブロック９により覆われているので、前方側へ落下する恐れはない。
【００２９】
続いて、ディスクカッタ１をその中心点Ｏを中心に図１で反時計方向に所要角度θだけ回動させることにより、シャフト固定部５の第１段部８による支持状態を解除してそのシャフト固定部５をボルト１８に近接もしくは当接する位置までスライドさせる。なお、このスライド動作はディスクカッタ１の回動操作によりなされるものであるので、両側のシャフト固定部５のスライド動作が中心点Ｏの周りに同時になされるのは言うまでもない。
【００３０】
このようにシャフト固定部５がスライドされた状態では、図８に示されるように、このシャフト固定部５の前方側の面の一部がキーブロック１３の後方側の面と対向する位置に来ることになる、言い換えればシャフト固定部５の前方側がキーブロック１３により覆われた状態になるので、この位置においてもシャフト固定部５が前方側へ落下する恐れを排除することができる。こうして、シャフト固定部５はボルト１８の側面に案内されつつ空隙部１４から後方側（機内側）に抜き取られ、ディスクカッタ１が機内側に抜き取られることになる。
【００３１】
一方、新しいディスクカッタ１を装着する際には、前述の抜き取り操作とは逆の操作によって、後方側からシャフト固定部５を空隙部１４に沿って挿入した後、点Ｏを中心に図１で時計方向に角度θだけ回動させ、次いでキーブロック１３および固定用ブロック１７にてそのシャフト固定部５を固定・保持するようにすれば良い。
【００３２】
以上のように、本実施例のディスクカッタの取付構造によれば、ディスクカッタ１の両端部に設けられる各シャフト固定部５，５に対する各キーブロック１３，１３の取付位置が中心点Ｏに対して点対称とされているので、ディスクカッタ１の着脱時には、ディスクカッタ１をその中心点Ｏ周りに所要角度θだけ回動させて装着位置もしくは離脱位置に移動させることができる。したがって、従来のようなディスクカッタを平行にスライドさせるものに比べて、ディスクカッタの側方に余分な空間を確保する必要がなく、取付けスペースを小さくしてケーシングをコンパクトにすることができる。
【００３３】
図９には、本実施例におけるカッタヘッド構造が図示されている。この図から明らかなように、本実施例の取付構造によれば、ディスクカッタ１をケーシング６に対して左右対称に配置することができるので、このケーシング６をカッタヘッド２２に装着する際に、各スポーク２３を左右対称にすることができる。したがって、図１１に示される従来例のように構造が複雑になったり、フレーム強度上の問題が生じたりすることがなく、構造を簡素化することができて適用機種が制限されることもない。また、カッタヘッドが正逆回転される機械に取付けても、ディスクカッタ１の支持能力をその正逆回転において同一の負荷条件にすることができるという利点もある。
【００３４】
また、図１０に示される従来構造のものでは、ディスクカッタ５１の着脱時にそのディスクカッタ５１が前方側へ落下する恐れがあったが、本実施例の取付構造によれば、シャフト固定部５の前方側にストッパブロック９が配されていてその落下が阻止されるだけでなく、シャフト固定部５が空隙部１４に対応する位置にあるときにも、シャフト固定部５をキーブロック１３に案内させて着脱作業が行えるので、ディスクカッタ１の前方側（切羽側）への落下を確実に阻止して着脱作業を容易に行うことができるという効果を奏するものである。
【００３５】
本実施例においては、キーブロック１３の形状として、前面がケーシング６およびストッパブロック９と面一になるような形状のものを採用したが、このキーブロック１３の形状としては、前面の形状を無視すれば、必ずしも本実施例のような形状とする必要はない。また、ケーシング６に設ける第３段部１１および第４段部１２は必須ではなく、空隙部の壁面がストレートに延びる形状であっても良く、このケーシング６の形状に合わせてキーブロック１３の形状を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るディスクカッタをケーシングへの取付状態で示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、ディスクカッタの交換手順説明図（１）である。
【図５】図５は、ディスクカッタの交換手順説明図（２）である。
【図６】図６は、ディスクカッタの交換手順説明図（３）である。
【図７】図７は、ディスクカッタの交換手順説明図（４）である。
【図８】図８は、ディスクカッタの交換手順説明図（５）である。
【図９】図９は、本実施例のカッタヘッド構造を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は、従来のディスクカッタ取付構造を示す図である。
【図１１】図１１は、従来のカッタヘッド構造を示す図である。
【符号の説明】
１          ディスクカッタ
３          ディスクカッタ本体
４          シャフト
５          シャフト固定部
５ａ        傾斜面
６          ケーシング
７          保持機構
８          第１段部
９          ストッパブロック
１０        第２段部
１１        第３段部
１２        第４段部
１３        キーブロック
１３ａ      傾斜面
１４        空隙部
１５，１８，１９  ボルト
１７        固定用ブロック
２０        ナット
２１        仮止めブロック
２２        カッタヘッド
２３        スポーク
【図１】
0004062466.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004062466.tif 000008
【図８】
0004062466.tif 000009
【図９】
0004062466.tif 000010
【図１０】
0004062466.tif 000011
【図１１】
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