(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラカッタの軸部を係合すべくカッタフレームに設けられた溝部と、該溝部に繋げて幅広溝状に形成された収容部と、該収容部の左右に繋げて溝幅を絞るように形成されたスロープ部と、該スロープ部に繋げて設けられた入口部と、該入口部から上記収容部内に挿入され上記溝部に嵌まった軸部に当接する押え板と、該押え板と左右のスロープ部との間にそれぞれ嵌め込まれた楔部材と、左右の楔部材の間に挿入された締込部材と、該締込部材を締込位置に保持する保持部材とを備えたことを特徴とするローラカッタの取付装置。
【請求項２】
上記保持部材が、頭部が上記締込部材に係合すると共に軸部が上記押え板にネジ込まれるボルトである請求項１記載のローラカッタの取付装置。
【請求項３】
上記ボルトに係合してその回転を固定する緩止部材を備えた請求項２記載のローラカッタの取付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、岩盤・巨礫地盤用のトンネル掘進機に使用されるローラカッタの取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
岩盤・巨礫地盤用のトンネル掘進機の前部には、岩盤に切れ込みを形成して破砕するローラカッタを備えたカッタフレームが、回転自在に設けられている。かかるローラカッタは、摩耗または破損時にその交換を容易にすべく、切羽と反対側のカッタ室側から交換可能に取り付けられることが多い。
【０００３】
例えば、図１２に示すように、ローラカッタａを軸支するサドルｂをカッタフレームｃにカッタ室側からボルトｄで装着し、交換時にはそのボルトｄを緩めてローラカッタａをサドルｂごとカッタ室側に抜き取り、新品と交換するローラカッタの取付装置が知られている。しかし、かかるタイプでは切羽の荷重が直接ボルトｄに加わるため、ボルトｄが破断してローラカッタａが脱落する可能性が考えられる。
【０００４】
そこで、図１３(a),(A) に示すように、ローラカッタａを軸支するサドルｂをカッタフレームｃに設けられた支持台ｅに載せて切羽の荷重をその支持台ｅに受けるようにし、図１３(b),(B) に示すように、サドルｂを90度回転させて支持台ｅ、ｅの隙間に合わせ、図１３(c),(C) に示すように、サドルｂごとローラカッタａをカッタ室側に抜き取って新品を交換するタイプが開発されるに至った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このタイプであっても、サドルｂを90度回転させるには、サドルｂと支持台ｅとの間にある程度のクリアランスが必要となるため、切羽からの荷重を受けるローラカッタａのサドルｂがそのクリアランスの範囲で移動し、取付ボルトｄに剪断力が生じて疲労剪断する可能性がある。
【０００６】
また、ローラカッタａが取り付けられたサドルｂを90度回転させるスペースが必要となるため、ローラカッタａのカッタフレームｃへの設置台数が制限され、その結果、個々のローラカッタａが切羽から受ける荷重が大きくなり、摩耗が促進されて破損が生じやすくなる。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、切羽の荷重がボルトに掛からず、取り付けガタがなく、必要スペースが小さいローラカッタの取付装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るローラカッタの取付装置は、ローラカッタの軸部を係合すべくカッタフレームに設けられた溝部と、該溝部に繋げて幅広溝状に形成された収容部と、該収容部の左右に繋げて溝幅を絞るように形成されたスロープ部と、該スロープ部に繋げて設けられた入口部と、該入口部から上記収容部内に挿入され上記溝部に嵌まった軸部に当接する押え板と、該押え板と左右のスロープ部との間にそれぞれ嵌め込まれた楔部材と、左右の楔部材の間に挿入された締込部材と、該締込部材を締込位置に保持する保持部材とを備えたものである。
【０００９】
本発明によれば、カッタフレームに設けられた溝部にローラカッタの軸部を係合させた後、入口部から収容部内に押え板および楔部材を挿入してそれらを積み木細工のように所定の位置に組み込み、左右の楔部材の間に締込部材を押し込むことにより、左右の楔部材がスロープ部に乗り上げ、押え板がローラカッタの軸部を押え付ける。そして、その状態にて、締込部材の締込位置を保持部材によって保持することにより、ローラカッタがカッタフレームに固定される。
【００１０】
この取付方式においては、締込部材の押し込みによって、楔部材が押え板とスロープ部とに密着し、押え板がローラカッタの軸部に密着するので、ローラカッタをガタがなく取り付けることができる。また、ローラカッタが切羽から受ける荷重は、その軸部から押え板に伝わり、楔部材およびスロープ部を介してカッタフレームに伝わる。すなわち、従来のように切羽の荷重がボルトに掛かることはないので、ローラカッタの支持剛性が高まる。
【００１１】
また、ローラカッタを取り外すときには、保持部材を取り外し、締込部材を引き抜き、収容部内にて積み木細工のように組み立てられた楔部材と押え板とを崩してそれぞれ入口部から取り出した後に、ローラカッタの軸部をカッタフレームに設けられた溝部から取り外す。この際、従来のようにローラカッタを90度回転させる必要がないので、必要スペースが小さくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、ローラカッタ１が取り付けられたカッタフレーム２を切羽側から見た正面図である。このカッタフレーム２は、カッタの回転中心から径方向外方に延出された一対のスポーク部３、３と、これらスポーク部３、３の間に掛け渡された一対のサドル板４、４とを有している。サドル板４、４の間には、図２に示すようなローラカッタ１が取り付けられる。ローラカッタ１は、ディスク状のローラビット５と、ローラビット５を軸支する軸部６とからなる。
【００１４】
図３は図１をＡ−Ａ線方向から見た図面である。図示するように、サドル板４の間には、補強桁７、８が介設されており、各サドル板４には、ローラカッタ１の軸部６が係合される溝部９が形成されている。溝部９は、断面四角状に形成された軸部６に合わせて四角状に形成されている。また、サドル板４には、上記溝部９に繋げて幅広溝状に収容部１０が形成されている共に、収容部１０の左右に繋げて溝幅を絞るようにスロープ部１１が形成されており、更にそのスロープ部１１に繋げて入口部１２が形成されている。これら溝部９、収容部１０、スロープ部１１および入口部１２の側面は、図１に示すようにカバー部材１３によって覆われるようになっている。
【００１５】
上記溝部９には、図３に示すように入口部１２から挿入されたローラカッタ１の軸部６が係合される。ローラカッタ１は、切羽と反対側のカッタ室１４側から挿入されることになる。軸部６は、その一部が溝部９から収容部１０側に突出するようになっており、その突出部６ａに凸部１５を有している。
【００１６】
突出部６ａには、図４に示すように、押え板１６が当接される。押え板１６は、上記入口部１２より幅広の断面略台形板からなり、仮想線で示すように入口部１２から斜めに収容部１０内に挿入される。また、押え板１６は、上記凸部１５に係合する凹部１７が形成されており、軸部６に対して滑ってズレないようになっている。
【００１７】
次に、図５に示すように、入口部１２から収容部１０内に楔部材１７、１７が挿入され、それら楔部材１７、１７が上記押え板１６と左右のスロープ部１１、１１との間に嵌め込まれる。楔部材１７は、図９にも示すように、スロープ部１１に合せて形成された斜面部１８と、押え板１６に合せて形成された平面部１９とを有し、スロープ部１１に乗り上げることによって楔効果を発揮して押え板１６を軸部６側に押し付ける機能を発揮する。
【００１８】
次に、図６に示すように、入口部１２から収容部１０内に締込部材２０が挿入され、その締込部材２０が左右の楔部材１７、１７の間に押し込まれる。締込部材２０は、図９にも示すように、上記楔部材１７、１７の側面２１、２１に当接する当り面２２を有した台形柱からなる。かかる締込部材２０が左右の楔部材１７、１７の間に押し込まれると、左右の楔部材１７、１７が離間してそれぞれスロープ部１１、１１に乗り上げ、楔部材１７の楔効果によって押え板１６が軸部６を押え付ける。このとき、左右の楔部材１７、１７の端面２３が収容部１０の側面２４に当接しない寸法になっていると共に、締込部材２０の端面２５が押え板１６の下面２６に当接しない寸法になっている。これらが当接するとそこがストッパとなって上記楔効果が得られないからである。
【００１９】
次に、図７に示すように、上記締込部材２０を締込位置（楔効果を発揮する位置）に保持するための保持部材として、頭部２７が締込部材２０に係合すると共に軸部２８が押え板１６にネジ込まれるボルト２９が取り付けられる。すなわち、締込部材２０には、ボルト２９の頭部２７を保持する段差を有する穴３０が形成され、押え板１６には、ボルト２９の軸部２８がネジ込まれるメネジ３１が形成されている。かかるボルト２９がネジ込まれると、締込部材２０が押え板１６に近接し、左右の楔部材１７、１７が離間し、楔効果が強まると共に楔効果が保持される。また、ボルト２９の頭部２７には、多角形状（例えば６角状）の凹部３２が形成されている。なお、上記保持部材は、ボルト２９に限られず、例えば、締込部材２０と楔部材１７とを固定するスポット溶接部（比較的簡単に取り外せるもの）であってもよい。
【００２０】
最後に、図８に示すように、入口部１２に、上記ボルト２９の頭部２７の凹部３２に係合してその回転を固定する緩止部材３３が、図示しないボルト等によって取り付けられ、ローラカッタ１の取り付けが終了する。緩止部材３３は、入口部１２を蓋するような形状に形成されており、頂面に上記ボルト２９の頭部２７の凹部３２に係合する多角形状（例えば６角状）の凸部３４を有している。また、緩止部材３３を入口部１２に取り付けたとき、緩止部材３３の頂面が楔部材１７および締込部材２０に当接しないようになっている。なお、上記緩止部材３３は、ボルト２９の緩みが無視出来る程小さければ不要である。
【００２１】
このようなローラカッタ１の取付装置によれば、図３乃至図８に示すように、カッタフレーム２のサドル板４に設けられた溝部９にカッタ室１４側からローラカッタ１の軸部６を係合させた後、入口部１２から収容部１０内に押え板１６および楔部材１７、１７を挿入してそれらを積み木細工のように所定の位置に組み込み、左右の楔部材１７、１７の間に締込部材２０を押し込むことにより、楔部材１７、１７が押え板１６とスロープ部１１、１１とに密着し、押え板１６がローラカッタ１の軸部６に密着する。これにより、ローラカッタ１をガタがなく取り付けることができる。よって、ガタに起因する不具合（摩耗、破損等）を未然に防止できる。
【００２２】
また、図８に示すように、ローラカッタ１が切羽から受ける荷重は、その軸部６から押え板１６に伝わり、楔部材１７およびスロープ部１１を介してサドル板４（カッタフレーム２）に伝わるので、図１２に示す従来のもののように切羽の荷重がボルトｄに掛かることはなく、ローラカッタ１の支持剛性が高まる。すなわち、本実施形態におけるボルト２９は、各部材（押え板１６、楔部材１７、締込部材２０）を一体化させる結合部材としての機能を発揮しているに過ぎず、切羽の荷重を支持するものではない。よって、ボルト２９が切羽の荷重を大きく受けて破断することはない。
【００２３】
また、ローラカッタ１を取り外すときには、保持部材３３をカッタ室１４側から取り外し、ボルト２９を緩めて締込部材２０を引き抜き、収容部１０内にて積み木細工のように組み立てられた楔部材１７と押え板１６とを崩してそれぞれ入口部１２から取り出した後に、ローラカッタ１の軸部６を溝部９から取り外す。この際、図１３に示す従来のもののようにローラカッタ１を90度回転させる必要がないので、必要スペースが小さくなる。よって、ローラカッタ１の取付個数を増やすことができ、１個当たりのローラカッタ１の受持荷重を小さくできる。
【００２４】
また、かかる分解を容易にするために、図１１に示すように、楔部材１７の端部に凸部１７ａを一体的に形成し、凸部１７ａと入口部１２の側面１２ａとの間に別の楔部材３５を押し込むようにしてもよい。こうすれば、楔部材３５を押し込むことにより、たとえ楔部材１７が押え板１６とスロープ部１１との間に固く締め込まれていても、容易にそれらを緩めることができる。
【００２５】
また、図１０に示すように、上記締込部材２０を円錐台状としてその頂面にネジ軸部３６を一体的に設けると共に底面に６角穴３７を設け、楔部材１７に上記円錐台に合せた円錐状の凹部３８を形成し、上記６角穴３７にレンチを係合させて締込部材２０を直接回転させてそのネジ軸部３６を押え板１６のメネジ３１にネジ込むようにしてもよい（図７参照）。
【００２６】
この構成であっても、締込部材２０を押え板１６にネジ込んで近接させることにより、左右の楔部材１７、１７が離間してスロープ部１１、１１に乗り上げ、楔効果を発揮することには変わりがないのみならず、ボルト２９が不要となって部品点数が減少するため、低コスト化を推進できる。なお、上記６角穴３７は、図８における緩止部材３３の６角状の凸部３４が係合される凹部を兼用することになる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るローラカッタの取付装置によれば、次のような効果を発揮できる。
【００２８】
(1)取り付けガタがなくしかも切羽の荷重がボルトに掛からないので、耐久性・信頼性が大幅に向上する。
【００２９】
(2)取付け取外しに際してローラカッタを回転させる必要がないので、着脱のための必要スペースを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るローラカッタの取付装置によって取り付けられたローラカッタを切羽側から見た正面図である。
【図２】上記ローラカッタの側面図である。
【図３】図１をＡ−Ａ線方向から見たローラカッタの取付工程を示す側面図である。
【図４】上記ローラカッタの取付工程を示す側面図である。
【図５】上記ローラカッタの取付工程を示す側面図である。
【図６】上記ローラカッタの取付工程を示す側面図である。
【図７】上記ローラカッタの取付工程を示す側面図である。
【図８】上記ローラカッタの取付工程を示す側面図である。
【図９】楔部材と締込部材の斜視図である。
【図１０】楔部材と締込部材の変形例を示す斜視図である。
【図１１】楔部材の取外性の向上を図った変形例を示す側面図である。
【図１２】従来例を示すローラカッタの取付装置の説明図であり、図１２(a) は第１工程を示す側面図であり、図１２(b) が第２工程を示す側面図である。
【図１３】別の従来例を示すローラカッタの取付装置の説明図であり、図１３(a) は第１工程を示す正面図であり、図１３(b) 第２工程を示す正面図であり、図１３(c) 第３工程を示す正面図であり、図１３(A) は第１工程を示す側面図であり、図１３(B) 第１工程を示す側面図であり、図１３(C) 第１工程を示す側面図である。
【符号の説明】
１  ローラカッタ
２  カッタフレーム
６  軸部
９  溝部
１０  収容部
１１  スロープ部
１２  入口部
１６  押え板
１７  楔部材
２０  締込部材
２９  保持部材としてのボルト
３３  緩止部材
【図１】
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【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】
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【図８】
0003834987.tif 000009
【図９】
0003834987.tif 000010
【図１０】
0003834987.tif 000011
【図１１】
0003834987.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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