JP6905979B2 - インライン搭載部を有するカッタアセンブリ - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１５年１０月２８日に出願された米国仮出願第６２／２４７，７１４号の利益を主張するものであり、該米国仮出願の開示は、参照により本明細書中に援用される。

トンネル掘進機（「ＴＢＭ」）は、種々の土壌および岩石層においてトンネルを形成するためのトンネル開削装置である。従来のＴＢＭは、付随の擾乱を殆ど伴わずに、平滑な円形トンネル壁を生産する。Ｌｉｎｄｂｅｒｇｈ ｅｔ ａｌによる米国特許第８，１７２，３３４号（これは、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に議論されるように、従来のＴＢＭは、典型的には、複数のカッタアセンブリを支持する全面回転可能駆動カッタヘッドを含む。典型的には、カッタヘッドは、カッタヘッドに回転可能に搭載される、２０個、５０個、１００個、またはそれを上回るカッタアセンブリを有し得る。

ＴＢＭを効率的かつ信頼性のあるものにした技術的躍進は、Ｊａｍｅｓ Ｓ． Ｒｏｂｂｉｎｓによって開発された、回転ヘッドの発明であった。当初、ＲｏｂｂｉｎｓのＴＢＭは、円形運動において回転する剛性スパイクを使用していたが、そのスパイクは、頻繁に破損するであろう。Ｒｏｂｂｉｎｓは、これらの粉砕スパイクをより長く持つ回転可能カッタアセンブリと置換することによって、本問題が有意に低減されることを発見した。それ以来、現代のＴＢＭは、回転可能カッタアセンブリを含んでいる。

動作時、カッタヘッドは、カッタアセンブリの少なくともいくつかが表面に強制的に係合するように、掘進されるべき表面に対して押勢される。いくつかのＴＢＭでは、複数の対向する油圧シリンダのセットが、トンネル壁に係合し、ＴＢＭを係留し、別個のスラストシリンダが、岩石または地盤表面に対して回転カッタヘッドを押圧する。カッタヘッドは、縦方向軸を中心として回転し、したがって、カッタアセンブリが表面に対して強制的に押圧されると、それらは、表面に沿って転動し、表面からの物質を破砕する、弛緩させる、粉砕する、撤去する、および／または破壊する。

Ｌｉｎｄｂｅｒｇｈ ｅｔ ａｌ．において例証されるように、回転可能カッタアセンブリは、ＴＢＭカッタヘッドアセンブリ内の筐体内に搭載され、したがって、カッタリングは、カッタヘッドアセンブリの面から前方に延在し、土石壁に係合する。ＴＢＭの動作中、カッタヘッドアセンブリは、岩石面に対して大きな力を用いて、典型的には、油圧アクチュエータを用いて、カッタヘッドがその軸を中心として回転されながら押圧される。カッタアセンブリの外側カッタリングは、壁の表面を破砕および崩壊させる局所的応力を生産する。破砕および弛緩された物質は、収集および除去され、徐々にトンネルを形成する。

別の例証的トンネル掘進機が、Ｔｕｒｎｅｒによる米国特許第４，５４８，４４３号（これは、参照することによって本明細書に組み込まれる）に開示されている。ＴＢＭのための主要フレームが、Ｓｐｅｎｃｅｒによる米国再発行特許出願第３１５１１号明細書（これは、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に開示されている。連続前方推進を用いるＴＢＭが、Ｂｒｏｗｎによる米国特許第５，２０５，６１３号（これは、参照することによって本明細書に組み込まれる）に開示されている。Ｌｉｎｄｂｅｒｇｈ ｅｔ ａｌ．による米国特許第８，１７２，３３４号に開示されているＴＢＭおよびカッタディスクアセンブリならびにＴＢＭのためのセンサ装置は、カッタアセンブリの動作を無線監視するための手段を提供する。

カッタヘッドアセンブリおよびカッタアセンブリは、トンネル掘進動作中に非常に大きい力を受ける。いったんトンネルの開削が開始されると、アセンブリは原位置にアクセスすることが困難であり、カッタアセンブリは重く、多くの場合、数百ポンドの重量があるため、カッタアセンブリを修復または交換することは、非常に困難である。トンネルは、多くの場合、有意な深さにあり、対応して高い周囲圧力を伴う。したがって、トンネル掘進と関連付けられる極端な条件下であっても、カッタヘッドにおけるカッタアセンブリの設置が非常に確実かつ信頼性があることが、重要である。

本明細書の図１は、Ｌｉｎｄｂｅｒｇｈ ｅｔ ａｌ．からのトンネル掘進機のための従来のカッタアセンブリ筐体の分解図を示す。カッタアセンブリ１０は、シャフト１３を中心とする回転のために搭載されるハブ１２上に配置されるカッタリング１５を備える。軸受アセンブリ（図示せず）が、シャフト１３上に概ね搭載され、シャフト１３を中心とするハブ１２およびカッタリング１５の回転を提供する。

図１に示される従来のカッタ筐体は、離間された筐体マウント２０Ｌ、２０Ｒ（時として、搭載板と称される）を備える。シャフト１３の対向する端部は、カッタアセンブリシャフト１３を受容するように定寸されるＬ形チャネル２１（１つが可視である）内の筐体マウント２０Ｌ、２０Ｒ内に固着される。典型的には、カッタアセンブリ１０は、シャフト１３の対向する端部を筐体マウント２０Ｌ、２０Ｒの後部に位置付け、Ｌ形チャネル２１の長い脚部に係合させることによって設置される。カッタアセンブリ１０は、Ｌ形チャネル２１の長い脚部に沿って摺動され、次いで、Ｌ形チャネル２１のより短い脚部によって形成される陥凹の中に側方に偏移される。カッタ筐体は、シャフト１３の個別の端部に係合する楔係止アセンブリの対を用いてカッタアセンブリ１０を筐体マウント２０Ｌ、２０Ｒに固着させる。

楔係止アセンブリは、それぞれ、楔２２と、クランプブロック２４と、それらの間に配置される随意の管状スリーブ２８とを含む。楔２２は、シャフト１３の端部上の角度付き面に当接するように位置付けられ、クランプブロック２４は、関連付けられる筐体マウント２０Ｌ、２０Ｒの後端上の当接面２５に係合する。ボルト２３が、楔２２、スリーブ２８、およびクランプブロック２４を通して延在し、２つのナット２６およびワッシャ２７を用いて固着される。ボルト２３がナット２６を設計仕様までナット２６にトルクを加えることによって張力を加えられると、楔２２は、カッタアセンブリ１０を定位置に係止する。

実践では、本搭載は、ある課題および不利点を提示している。例えば、楔２２を定位置に嵌合させるために要求される「楔下落」（Ｌ形チャネル２１のより短い脚部へのカッタアセンブリ１０の側方偏移）が、ＴＢＭカッタヘッドアセンブリ上に空間を要求することが、課題であり得る。典型的な設置では、カッタアセンブリ１０は、チャネル２１の筐体凹部の中に約４インチ降下し、楔２２の設置が、筐体マウント２０Ｒ、２０Ｌの長さに及ぶボルト２３を介してカッタアセンブリ１０を定位置に係止させることを可能にする。

加えて、楔２２上の浅い角度は、典型的には、カッタアセンブリ１０をチャネル２１内の所望の位置に側方に押圧するために依拠される。楔角度がより浅いほど、または楔２２に対する摩擦係数が低いほど、楔２２の機械的利点を介してカッタアセンブリ１０を定位置に保持する際により効果的である。

側方偏移は、カッタアセンブリシャフトが筐体内に確実に支持されることを確実にすることを困難にする。シャフトが筐体内に確実に着座されない場合、例えば、シャフトと筐体との間に任意の運動が生じる場合、トンネル掘進プロセスと関連付けられる大きい動的外力が、アセンブリの急速な故障をもたらすであろうことが、当業者によって理解されるであろう。シャフトをＬ形チャネルの側方区画内に置くことは、シャフトが適切に着座されているかどうかを検出することを非常に困難にし、チャネルの偏移された部分における両方の壁に対してシャフトを着座させるために効果的な機構を提供しない。

現場保守を行うときに特に一般的であり得る、本従来の設計の別の不利点は、楔２２がカッタアセンブリ１０を固着させるために引締されるとき、泥または他の残骸がＬ形チャネル２１内に意図せず存在し、残骸が動作中に移動させられる場合、カッタアセンブリ１０が、もはや好適に固着され得ず、これが、カッタアセンブリ１０（および潜在的にカッタヘッド）への深刻な損傷、カッタヘッド１０のより急速な摩耗、およびより頻繁な保守要件をもたらし得るということである。

また、特に、現場における修復および交換のための筐体２０Ｌ、２０Ｒからのカッタアセンブリ１０の除去も、（重い）カッタアセンブリ１０が、通常、カッタアセンブリを引き出すことに先立って、これをチャネル２１の長い脚部と整合させるために、Ｌ形チャネル２１内で側方に偏移されなければならないため、課題である。

カッタアセンブリをトンネル掘進機内のカッタヘッドに搭載するための改良されたより信頼性のあるシステムの必要性がある。

米国特許第８，１７２，３３４号明細書 米国特許第４，５４８，４４３号明細書 米国再発行特許出願第３１５１１号明細書 米国特許第５，２０５，６１３号明細書

本発明の概要は、発明を実施するための形態において以下でさらに説明される、簡略化された形態において一連の概念を導入するために提供される。本発明の概要は、請求される主題の重要な特徴を識別することを意図されず、また、請求される主題の範囲を判定する際の補助として使用されることも意図されない。

トンネル掘進機（ＴＢＭ）上にカッタディスクアセンブリを搭載するためのインライン搭載アセンブリが、類似する第１および第２の搭載サブアセンブリを含む。第１の搭載サブアセンブリは、本体部分と、内向きに延在する第１および第２の耳部を伴う前端とを伴う筐体マウントと、後端から前端に延在するチャネルとを含む。第１および第２のガイドは、チャネルの両側上に提供され、前部および後部当接面を画定する。楔アセンブリが、第１のガイドにおける開口を通して延在する伸長部材、例えば、ボルトと、伸長部材の遠位端に係合する楔とを含む。後部支持アセンブリが、後部当接面に当接するクランプブロックを通して延在し、前部当接面に当接するブリッジブロックに係合する、第２の伸長部材を含む。ブリッジブロックの前端は、カッタディスクアセンブリのシャフトに当接するように構成され、楔は、筐体マウントの第１の耳部およびシャフトに摺動可能に係合するように構成され、したがって、シャフトは、楔と筐体マウントの第２の耳部との間に咬持される。

ある実施形態では、第２の搭載サブアセンブリは、鏡像において第１の搭載サブアセンブリと実質的に同じである。

ある実施形態では、第１の伸長部材は、楔に螺合して係合し、楔に対して調節可能な力を印加するように構成される、ボルトである。

ある実施形態では、第１のガイドは、筐体マウントの本体からの略均一な長方形突出部である。

ある実施形態では、第１および第２のガイドの後端は、クランプブロックを受容するように構成される陥凹を画定する。

ある実施形態では、ブリッジブロックは、前部当接面に当接する比較的に広い後面と、シャフトに当接するように構成される比較的に狭い前面とを備える。

ある実施形態では、第２の伸長取付部材は、カッタディスクアセンブリのシャフトに係合するように構成されるボルトを含む。

ある実施形態では、筐体マウントは、単一部品一体型マウントとして形成される。

ある実施形態では、第１のガイドもしくは第２のガイド、またはその両方は、筐体マウントの本体部分に可撤式に取り付けられる。

ある実施形態では、第２の伸長部材は、ブリッジブロックに対してカッタアセンブリのシャフトを予荷重するように構成される。

トンネル掘進機のためのカッタアセンブリおよびインラインマウントが、シャフトと、シャフトに回転可能に搭載されるハブ上に配置されるカッタリングまたはディスクとを有する、カッタアセンブリを含む。インライン搭載アセンブリは、第１および第２の搭載サブアセンブリを有する。搭載サブアセンブリは、（ｉ）本体部分と、内向きに延在する第１および第２のシャフト支持部分を伴う前端とを有する、搭載板であって、該搭載板は、搭載板の後端から前端に延在し、シャフトの端部を受容するように定寸されるチャネルと、チャネルの一方の側上に配置される第１のガイドと、チャネルの他方の側上に配置される第２のガイドとを有し、第１のガイドおよび第２のガイドは、後部当接面および前部当接面を協働的に画定する、搭載板と、（ｉｉ）第１のガイドにおける開口を通して延在する第１の伸長取付部材と、第１の伸長取付部材の遠位端に係合する楔とを備える、楔アセンブリと、（ｉｉｉ）後部当接面に当接するクランプブロックと、前部当接面に当接するブリッジブロックと、クランプブロックにおける開口およびブリッジブロックにおける開口を通して延在する第２の伸長取付部材とを備える、後部支持アセンブリとを含む。ブリッジブロックの前端は、シャフトに当接するように構成される。楔は、第１の内向きに延在するシャフト支持部分に摺動可能に係合し、シャフトに摺動可能に係合するように構成され、したがって、シャフトは、楔と搭載板の第２の内向きに延在するシャフト支持部分との間に咬持される。

ある実施形態では、第２の搭載サブアセンブリは、鏡像において第１の搭載サブアセンブリと実質的に同じである。

ある実施形態では、第１の伸長部材は、楔に係合し、楔に対して調節可能な後方の力を印加するように構成される、第１のボルトを有する。

ある実施形態では、第１のガイドは、略均一な長方形突出部として形成される。

ある実施形態では、第１のガイドの後端は、第１の陥凹を画定し、第２のガイドの後端は、第２の陥凹を画定し、陥凹は、クランプブロックを協働的に受容する。

ある実施形態では、ブリッジブロックは、シャフトに当接するように構成される比較的に狭い前面を伴う等脚台形として成形される。

ある実施形態では、第２の伸長取付部材は、カッタディスクアセンブリのシャフトに螺合して係合するボルトを含む。

ある実施形態では、搭載板は、単一部品一体型マウントとして形成される。

ある実施形態では、第１のガイドおよび第２のガイドは、搭載板の本体部分に可撤式に取り付けられる。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
トンネル掘進機上にカッタディスクアセンブリを搭載するためのインライン搭載アセンブリであって、前記インライン搭載アセンブリは、第１の搭載サブアセンブリと、前記第１の搭載サブアセンブリと類似する第２の搭載サブアセンブリとを備え、前記第１の搭載サブアセンブリは、
本体部分と、内向きに延在する第１および第２の耳部を伴う前端とを有する、筐体マウントであって、前記筐体マウントは、前記筐体マウントの後端から前端に延在するチャネルと、前記チャネルの一方の側上に配置される第１のガイドと、前記チャネルの他方の側上に配置される第２のガイドとを有し、前記第１のガイドおよび前記第２のガイドは、後部当接面および前部当接面を画定する、筐体マウントと、
前記第１のガイドにおける開口を通して延在する第１の伸長取付部材と、前記第１の伸長取付部材の遠位端に係合する楔とを備える、楔アセンブリと、
前記後部当接面に当接するクランプブロックと、前記前部当接面に当接するブリッジブロックと、前記クランプブロックにおける開口および前記ブリッジブロックにおける整合された開口を通して延在する第２の伸長取付部材とを備える、後部支持アセンブリと、
を備え、
前記ブリッジブロックの前端は、前記カッタディスクアセンブリのシャフトに当接するように構成され、前記楔は、前記筐体の第１の耳部に摺動可能に係合し、前記シャフトに摺動可能に係合するように構成され、したがって、前記シャフトは、前記楔と前記筐体マウントの第２の耳部との間に咬持される、搭載アセンブリ。
（項目２）
前記第２の搭載サブアセンブリは、鏡像において前記第１の搭載サブアセンブリと実質的に同じである、項目１に記載の搭載アセンブリ。
（項目３）
前記第１の伸長部材は、第１のボルトを含み、前記第１のボルトは、前記楔に螺合して係合し、前記楔に対して調節可能な後方の力を印加するように構成される、項目１に記載の搭載アセンブリ。
（項目４）
前記第１のガイドは、略均一な長方形突出部を備える、項目１に記載の搭載アセンブリ。
（項目５）
前記第１のガイドの後端は、第１の陥凹を画定し、前記第２のガイドの後端は、第２の陥凹を画定し、前記第１および第２の陥凹は、前記クランプブロックを協働的に受容するように構成される、項目１に記載の搭載アセンブリ。
（項目６）
前記ブリッジブロックは、前記前部当接面に当接する比較的に広い後面と、前記シャフトに当接するように構成される比較的に狭い前面とを備える、項目１に記載の搭載アセンブリ。
（項目７）
前記第２の伸長取付部材は、ボルトを含む、項目１に記載の搭載アセンブリ。
（項目８）
前記ボルトは、前記カッタディスクアセンブリのシャフトに螺合して係合するように構成される、項目７に記載の搭載アセンブリ。
（項目９）
前記筐体マウントは、単一部品一体型マウントとして形成される、項目１に記載の搭載アセンブリ。
（項目１０）
前記第１のガイドおよび前記第２のガイドのうちの少なくとも１つは、前記筐体マウントの本体部分に可撤式に取り付けられる、項目１に記載の搭載アセンブリ。
（項目１１）
前記第２の伸長取付部材は、前記カッタアセンブリのシャフトに螺合して係合し、前記ブリッジブロックに対して前記カッタアセンブリのシャフトを予荷重するように構成される、項目１に記載の搭載アセンブリ。
（項目１２）
トンネル掘進機のためのカッタアセンブリおよびインラインマウントであって、
シャフトと、前記シャフトに回転可能に搭載されるハブ上に配置されるカッタリングとを備える、カッタアセンブリと、
前記トンネル掘進機上に前記カッタアセンブリを搭載するためのインライン搭載アセンブリであって、前記搭載アセンブリは、第１の搭載サブアセンブリと、前記第１の搭載サブアセンブリと類似する第２の搭載サブアセンブリとを備え、前記第１の搭載サブアセンブリは、
本体部分と、内向きに延在する第１および第２のシャフト支持部分を伴う前端とを有する、搭載板であって、前記搭載板は、前記搭載板の後端から前端に延在し、前記シャフトの端部を受容するように定寸されるチャネルと、前記チャネルの一方の側上に配置される第１のガイドと、前記チャネルの他方の側上に配置される第２のガイドとを有し、前記第１のガイドおよび前記第２のガイドは、後部当接面および前部当接面を協働的に画定する、搭載板と、
前記第１のガイドにおける開口を通して延在する第１の伸長取付部材と、前記第１の伸長取付部材の遠位端に係合する楔とを備える、楔アセンブリと、
前記後部当接面に当接するクランプブロックと、前記前部当接面に当接するブリッジブロックと、前記クランプブロックにおける開口および前記ブリッジブロックにおける開口を通して延在する第２の伸長取付部材とを備える、後部支持アセンブリと、
を備え、
前記ブリッジブロックの前端は、前記シャフトに当接するように構成され、
前記楔は、前記第１の内向きに延在するシャフト支持部分に摺動可能に係合し、前記シャフトに摺動可能に係合するように構成され、したがって、前記シャフトは、前記楔と前記搭載板の第２の内向きに延在するシャフト支持部分との間に咬持される、
搭載アセンブリと、
を備える、カッタアセンブリおよびインラインマウント。
（項目１３）
前記第２の搭載サブアセンブリは、鏡像において前記第１の搭載サブアセンブリと実質的に同じである、項目１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
（項目１４）
前記第１の伸長部材は、第１のボルトを含み、前記第１のボルトは、前記楔に螺合して係合し、前記楔に対して調節可能な後方の力を印加するように構成される、項目１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
（項目１５）
前記第１のガイドは、略均一な長方形突出部を備える、項目１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
（項目１６）
前記第１のガイドの後端は、第１の陥凹を画定し、前記第２のガイドの後端は、第２の陥凹を画定し、前記第１および第２の陥凹は、前記クランプブロックを協働的に受容するように構成される、項目１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
（項目１７）
前記ブリッジブロックは、前記前部当接面に当接する比較的に広い後面と、前記シャフトに当接するように構成される比較的に狭い前面とを備える、項目１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
（項目１８）
前記第２の伸長取付部材は、ボルトを含む、項目１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
（項目１９）
前記ボルトは、前記カッタディスクアセンブリのシャフトに螺合して係合するように構成される、項目１８に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
（項目２０）
前記搭載板は、単一部品一体型マウントとして形成される、項目１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
（項目２１）
前記第１のガイドおよび前記第２のガイドのうちの少なくとも１つは、前記搭載板の本体部分に可撤式に取り付けられる、項目１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。

本発明の前述の側面および付帯利点の多くは、付随の図面と併せて検討されるとき、以下の発明を実施するための形態を参照することによって、より理解が深まるのに伴って、より容易に理解されることになるであろう。

図１は、従来技術のカッタアセンブリおよび搭載システムの部分分解斜視図である。 図２は、本発明による、カッタ取付および筐体アセンブリ内に搭載されるカッタアセンブリの斜視図である。 図３は、右側筐体マウントおよび関連する構成要素が明確化のために省略される、楔アセンブリが設置された図２に示される左側筐体マウントの斜視図である。 図４は、カッタアセンブリの本体が明確化のために省略される、カッタアセンブリシャフトが挿入された図２に示される左側筐体マウントの斜視図である。 図５は、後部支持アセンブリもまた設置して示される、図２に示される左側筐体マウントの斜視図である。 図６は、図２に示される筐体アセンブリの中へのカッタリングアセンブリの挿入を図示する部分分解図である。

本発明によるＴＢＭカッタ取付および筐体アセンブリは、上記に説明される不利点を克服する。カッタ取付および筐体アセンブリ１００の例示的実施形態が、カッタアセンブリ１１５が設置された図２の右後方斜視図に示される。本実施形態では、主要カッタヘッドアセンブリ（図示せず）に取り付けられるように構成される筐体マウント１２０の対が、それぞれ、楔アセンブリ１３０および後部支持アセンブリ１４０を提供される。楔アセンブリ１３０および後部支持アセンブリ１４０は、筐体１２０内にカッタアセンブリ１１５を固着させるように協働し、したがって、カッタアセンブリ１１５は、シャフト１１７（図３参照）上で回転可能であり、カッタアセンブリ１１５の一部は、筐体１２０から前方に延在する。重要なこととして、シャフト１１７は、チャネルから離れるようないずれの偏移も要求することなく、直線チャネル１２３に沿って挿入され、インラインに支持される。

図３は、楔アセンブリ１３０がマウント１２０に設置された左側筐体マウント１２０を示す。アセンブリの他の側面を示すために、右側筐体マウント１２０および他の構成要素は、示されない。筐体アセンブリ１００の一方の側の分解図を示す図６もまた参照されたい。

本実施形態では、右側筐体マウント１２０は、鏡面対称性において左側筐体マウント１２０と実質的に類似する。いくつかの実施形態では、例えば、特定のカッタホイール設計上の搭載に適応する、またはアセンブリを簡略化するために、左側ならびに右側筐体マウントおよび関連する構成要素間の種々の差異に関する利点または理由が存在し得る。筐体マウント１２０は、筐体マウント１２０の本体から内向きに延在する、上側および下側突出部または耳部１２１を含む。耳部１２１は、暴露されるカッタ開口部を低減させ、楔およびカッタ接線荷重をカッタヘッド構造に拡散させる役割を果たし、カッタアセンブリシャフト１１７を支持および固着させる咬持力に反応するための表面を提供する。

筐体マウント１２０は、取付部材、例えば、楔アセンブリ１３０のためのボルト１３１を摺動可能に受容するように構成される貫通孔１３７を有する、図３に示されるようなボルトガイド１２２を含む。ボルト１３１は、ボルトガイド１２２内の貫通孔１３７を通して延在し、楔１３２に係合する。例えば、楔１３２は、ボルト１３１に螺合して取り付けられ得る。楔１３２の上面１３３は、筐体マウント１２０の関連付けられる耳部１２１の下面に摺動可能に係合するように構成される。角度付き下面１３４が、シャフト１１７の端部（図６）の対応する面に摺動可能に係合するように構成される。

図４は、カッタアセンブリシャフト１１７が楔１３２に係合するように位置付けられた図３のサブアセンブリを示す。ボルト１３２が引締されるにつれて、楔がボルト１３２によって後方に引動されることを理解されたい。したがって、カッタアセンブリシャフト１１７は、楔１３２と筐体１２０の下側耳部部分１２１との間に咬持して係合され、カッタアセンブリ１１５を筐体内に固着させる。シャフト１１７上の面に係合する楔１３２は、ボルト１３２を引締することがまた、楔１３２に、シャフト１１７の端部に対して後方の力もまた印加させるように角度付けられる。シャフト１１７の対向する端部は、他方の筐体マウント１２０によって同様に咬持される。

本実施形態における筐体マウント１２０はさらに、筐体マウント１２０の長さに沿って延在するチャネル１２３を画定する。チャネル１２３は、カッタアセンブリシャフト１１７の端部を受容するように定寸される。左側および右側筐体マウント１２０は、したがって、シャフト１１７の対向する端部を受容し、カッタアセンブリをマウント１２０の後端から前端に摺動させることによって、カッタアセンブリがマウント内に位置付けられることを可能にするであろう。対応する楔１３２は、カッタアセンブリ１１５がチャネル１２３に沿って過度に遠くに進行することを防止するように事前に位置付けられ得る。

依然として図３および４を参照すると、筐体マウント１２０（１つが示される）はさらに、ボルトガイド１１２に略平行であり、それから離間される第２のガイドまたは当接部材１２４を含む。第２のガイド１２４は、チャネル１２３のボルトガイド１２２と対向する側上に位置する。ボルトガイド１２２および第２のガイド１２４は、それぞれ、筐体マウント１２０の後端に対応する陥凹１２５を含む。陥凹１２５は、図５に示され、上記に議論されるように、クランプブロック１４２を協働的に受容し、それに当接するように定寸され、位置付けられる。

ボルトガイド１２２および第２のガイド１２４は、筐体マウント１２０の前端に向かって部分的にのみ延在し、それによって、後部支持アセンブリ１４０のための間隙１２６を協働的に画定する。

図５は、図４と類似し、後部支持アセンブリ１４０もまた、筐体マウント１２０内に設置される。図６の分解図もまた参照されたい。後部支持アセンブリ１４０は、クランプブロック１４２を通して、かつブリッジブロック１４３に、またはそれを通して延在する取付部材、例えば、ボルト１４１を含む。本実施形態では、ボルト１４１は、ねじ山付き開口１１８を通してカッタアセンブリシャフト１１７に螺合して係合する。他の取付機構も、代替として使用され得る。代替実施形態では、ボルト１４１は、ブリッジブロック１４３に直接取り付けられるように構成され、ブリッジブロック１４３は、シャフト１１７に当接する。クランプブロック１４２は、上記に議論されるように、ボルトガイド１２２ならびに第２のガイド１２４内の陥凹１２５に係合および当接するように定寸される。

ブリッジブロック１４３は、ボルトガイド１２２および第２のガイド１２４の前端に当接する。ブリッジブロック１４３は、ボルト１４１を挿入する前に、第２のガイド１２４と下側耳部部分１２１との間の間隙１２６を通してブリッジブロック１４３を摺動させる（図６では上向きに移動させる）ことによって、好適に位置付けられ得る。ブリッジブロック１４３は、したがって、シャフト１１７に最も近接するボルトガイド１２２および第２のガイド１２４の端部に架橋する。

設計トルクまでボルト１４１を引締することは、ブリッジブロック１４３に対してカッタアセンブリシャフト１１７を確実に着座させる。楔アセンブリボルト１３１は、カッタアセンブリ１１５を筐体マウント１２０内に固着させるように引締される。楔アセンブリ１３０は、楔１３２と筐体マウント１２０の下側耳部部分１２１の上面との間にシャフト１１７を確実に咬持する。

従来技術のカッタアセンブリ搭載アセンブリとは対照的に、カッタアセンブリ１１５は、インラインに搭載され、上記に議論される「楔下落」または側方偏移を要求することなく、カッタアセンブリシャフト１１７の端部を筐体マウント１２０の対向するチャネル１２３の中に摺動可能に挿入し、カッタアセンブリ１１５を前方に摺動させる。したがって、楔１３２は、楔によって提供される機械的利点を介して、カッタアセンブリ１１５の側方咬持の維持を提供するために最適化され得る。

開示されるシステム１００は、カッタアセンブリ１１５を搭載し、カッタヘッドからそれを除去することを簡略化する。

例えば、いくつかの事例では、カッタアセンブリ１１５を設置するために、左側および右側楔アセンブリ１３０が、設置され、カッタアセンブリ１１５が、次いで、シャフト１１７の端部が楔１３２に係合するまで、後部から対向するチャネル１２３に摺動可能に係合し、前方に摺動するように位置付けられる。筐体マウント１２０毎に、クランプブロック１４２が、陥凹１２５内に位置付けられ、ブリッジブロック１４３が、シャフト１１７とボルトガイド１２２および第２のガイド１２４との間の間隙１２６を通して挿入され、第２のボルト１４１が、両方のブロック１４２、１４３を通して挿入され、シャフト１１７における対応する開口１１８に螺合して係合する。第２のボルト１４１がシャフト１１７に螺合して係合する実施形態では、第２のボルト１４１を引締することは、ブリッジブロック１４３に対してシャフト１１７を確実に予荷重する。

第１の設計トルクまで第２のボルトを引締することは、シャフト１１７をブリッジブロック１４３に固着させ、ボルト１３１を引締することは、シャフト１１７を筐体マウント１２０内に側方に固着させる。いくつかの場合では、カッタアセンブリ１１７は、代替として、楔アセンブリ１３０を設置することに先立って、筐体マウント１２０の前端からチャネル１２３内に位置付けられ、楔アセンブリ１３０および後部支持アセンブリ１４０が、原位置で設置され得る。

例えば、現場における交換または保守のためのカッタアセンブリ１１７の除去は、カッタアセンブリ１１５が除去のための位置に来るように側方に偏移される必要がないため、簡略化される。後部支持アセンブリ１４０の除去および楔アセンブリ１３０の弛緩後、カッタアセンブリ１１５は、単純に、チャネル１２３に沿って後方に引動され得る。

開示されるインライン装填システムでは、カッタアセンブリ１１５は、搭載される位置に直接摺動する。ブリッジブロック１４３は、カッタアセンブリシャフト１１７のすぐ後方に位置し、これは、最初に、ブリッジブロック１４３に対して咬持され、カッタアセンブリ１１５を完全に位置付ける。楔１３２は、次いで、カッタアセンブリ１１５を定位置に係止するために、定位置に引き込まれる。従来技術のシステムでは、筐体内のカッタの位置は、楔が係合されることに先立って確立されず、カッタアセンブリ変更人員は、筐体座部が適切に清浄にされているかどうかを確認する、またはさらにはカッタが適切に位置付けられているかどうかを確認することができない。

図２の筐体アセンブリ１００等の筐体アセンブリはまた、筐体マウントがインライン搭載チャネルを使用し、従来技術のＬ形チャネル２１を要求しないため、従来の筺体システム（例えば、図１に示される従来技術のシステム）よりも小さくあり得る。

本実施形態におけるボルトガイド１２２および当接ガイド１２４は、筐体マウント１２０の本体部分からの略長方形かつ一体型突出部であるが、これらの部材が、複数の短い突出部として形成され得ることが想定される。例えば、ボルトガイド１２２は、２つまたはそれを上回る整合されたつまみとして形成され得、例えば、第１のつまみが、筐体マウント１２０の後端またはそれに近接して位置し、クランプブロック１４２に対する当接を提供し、第２のつまみが、図３に示されるボルトガイド１２２の前端またはそれに近接して位置し、ブリッジブロック１４３に対する当接を提供する。

図２に示される本実施形態では、筐体マウント１２０はそれぞれ、一体型構造として形成されるが、筐体マウント１２０が、代替として、アセンブリ１００の保守性を改良するために、および／または製造可能性を改良するために、アセンブリまたはモジュールとして形成され得ることが想定される。特に、別の実施形態では、第１および第２のガイド１２２、１２４は、筐体マウント１２０の分離可能部分として形成され得る。ガイド１２２、１２４は、筐体マウント１２０の他の部分よりも高い周期的荷重を被り、したがって、より損傷しやすくあり得る。第１のガイド１２２および／または第２のガイド１２４が、別個に形成され、例えば、ボルトまたは当分野で公知であるような他の取付手段を用いて筐体マウント１２０を形成するように後部部分に組み立てられ得ることが想定される。例示的実施形態では、筐体マウント１２０の後部板部分は、そのようなモジュール式ガイド１２２、１２４を摺動可能に受容および固着させるための陥凹を含む。組み立てられた筐体マウント１２０は、アセンブリ１００の修復および／または保守を促進し、ガイド１２２、１２４が摩耗または損傷した場合、カッタホイールからマウント１２０全体を除去することなく、ユーザがそれらを交換することを可能にするであろう。分離可能ガイド１２２、１２４はまた、ガイド１２２、１２４が、残りの筐体マウント１２０とは異なる材料から形成されることを可能にするであろう。分離可能ガイド１２２、１２４はまた、アセンブリ１００が、例えば、異なるカッタアセンブリ１１５を収容するために、カスタマイズまたは修正されることを可能にするであろう。

例証的実施形態が、例証および説明されたが、種々の変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それにおいて成され得ることを理解されたい。排他的性質または特権が請求される本発明の実施形態は、以下のように定義される。

Claims (21)

1. トンネル掘進機上にカッタディスクアセンブリを搭載するためのインライン搭載アセンブリであって、前記インライン搭載アセンブリは、第１の搭載サブアセンブリと、第２の搭載サブアセンブリとを備え、前記第１の搭載サブアセンブリおよび前記第２の搭載サブアセンブリの各々は、
   本体部分と、内向きに延在する第１および第２の耳部を伴う前端とを有する、筐体マウントであって、前記筐体マウントは、前記筐体マウントの後端から前端に延在するチャネルと、前記チャネルの一方の側上に配置される第１のガイドと、前記チャネルの他方の側上に配置される第２のガイドとを有し、前記第１のガイドおよび前記第２のガイドは、後部当接面および前部当接面を画定する、筐体マウントと、
   前記第１のガイドにおける開口を通して延在する第１の伸長取付部材と、前記第１の伸長取付部材の遠位端に係合する楔とを備える、楔アセンブリと、
   前記後部当接面に当接するクランプブロックと、前記前部当接面に当接するブリッジブロックと、前記クランプブロックにおける開口および前記ブリッジブロックにおける整合された開口を通して延在する第２の伸長取付部材とを備える、後部支持アセンブリと、
   を備え、
   前記ブリッジブロックの前端は、前記カッタディスクアセンブリのシャフトに当接するように構成され、前記楔は、前記筐体マウントの第１の耳部に摺動可能に係合し、前記シャフトに摺動可能に係合するように構成され、したがって、前記シャフトは、前記楔と前記筐体マウントの第２の耳部との間に咬持される、インライン搭載アセンブリ。
2. 前記第２の搭載サブアセンブリは、鏡像において前記第１の搭載サブアセンブリと同じである、請求項１に記載のインライン搭載アセンブリ。
3. 前記第１の伸長取付部材は、第１のボルトを含み、前記第１のボルトは、前記楔に螺合して係合し、前記楔に対して調節可能な後方の力を印加するように構成される、請求項１に記載のインライン搭載アセンブリ。
4. 前記第１のガイドは、均一な長方形突出部を備える、請求項１に記載のインライン搭載アセンブリ。
5. 前記第１のガイドの後端は、第１の陥凹を画定し、前記第２のガイドの後端は、第２の陥凹を画定し、前記第１および第２の陥凹は、前記クランプブロックを協働的に受容するように構成される、請求項１に記載のインライン搭載アセンブリ。
6. 前記ブリッジブロックは、前記前部当接面に当接する比較的に広い後面と、前記シャフトに当接するように構成される比較的に狭い前面とを備える、請求項１に記載のインライン搭載アセンブリ。
7. 前記第２の伸長取付部材は、ボルトを含む、請求項１に記載のインライン搭載アセンブリ。
8. 前記ボルトは、前記カッタディスクアセンブリのシャフトに螺合して係合するように構成される、請求項７に記載のインライン搭載アセンブリ。
9. 前記筐体マウントは、単一部品一体型マウントとして形成される、請求項１に記載のインライン搭載アセンブリ。
10. 前記第１のガイドおよび前記第２のガイドのうちの少なくとも１つは、前記筐体マウントの本体部分に可撤式に取り付けられる、請求項１に記載のインライン搭載アセンブリ。
11. 前記第２の伸長取付部材は、前記カッタディスクアセンブリのシャフトに螺合して係合し、前記ブリッジブロックに対して前記カッタディスクアセンブリのシャフトを予荷重するように構成される、請求項１に記載のインライン搭載アセンブリ。
12. トンネル掘進機のためのカッタアセンブリおよびインラインマウントであって、
    シャフトと、前記シャフトに回転可能に搭載されるハブ上に配置されるカッタリングとを備える、カッタアセンブリと、
    前記トンネル掘進機上に前記カッタアセンブリを搭載するためのインライン搭載アセンブリであって、前記インライン搭載アセンブリは、第１の搭載サブアセンブリと、第２の搭載サブアセンブリとを備え、前記第１の搭載サブアセンブリおよび前記第２の搭載サブアセンブリの各々は、
    本体部分と、内向きに延在する第１および第２のシャフト支持部分を伴う前端とを有する、搭載板であって、前記搭載板は、前記搭載板の後端から前端に延在し、前記シャフトの端部を受容するように定寸されるチャネルと、前記チャネルの一方の側上に配置される第１のガイドと、前記チャネルの他方の側上に配置される第２のガイドとを有し、前記第１のガイドおよび前記第２のガイドは、後部当接面および前部当接面を協働的に画定する、搭載板と、
    前記第１のガイドにおける開口を通して延在する第１の伸長取付部材と、前記第１の伸長取付部材の遠位端に係合する楔とを備える、楔アセンブリと、
    前記後部当接面に当接するクランプブロックと、前記前部当接面に当接するブリッジブロックと、前記クランプブロックにおける開口および前記ブリッジブロックにおける開口を通して延在する第２の伸長取付部材とを備える、後部支持アセンブリと、
    を備え、
    前記ブリッジブロックの前端は、前記シャフトに当接するように構成され、
    前記楔は、前記内向きに延在する第１のシャフト支持部分に摺動可能に係合し、前記シャフトに摺動可能に係合するように構成され、したがって、前記シャフトは、前記楔と前記搭載板の内向きに延在する第２のシャフト支持部分との間に咬持される、
    インライン搭載アセンブリと、
    を備える、カッタアセンブリおよびインラインマウント。
13. 前記第２の搭載サブアセンブリは、鏡像において前記第１の搭載サブアセンブリと同じである、請求項１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
14. 前記第１の伸長取付部材は、第１のボルトを含み、前記第１のボルトは、前記楔に螺合して係合し、前記楔に対して調節可能な後方の力を印加するように構成される、請求項１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
15. 前記第１のガイドは、均一な長方形突出部を備える、請求項１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
16. 前記第１のガイドの後端は、第１の陥凹を画定し、前記第２のガイドの後端は、第２の陥凹を画定し、前記第１および第２の陥凹は、前記クランプブロックを協働的に受容するように構成される、請求項１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
17. 前記ブリッジブロックは、前記前部当接面に当接する比較的に広い後面と、前記シャフトに当接するように構成される比較的に狭い前面とを備える、請求項１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
18. 前記第２の伸長取付部材は、ボルトを含む、請求項１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
19. 前記ボルトは、前記カッタアセンブリのシャフトに螺合して係合するように構成される、請求項１８に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
20. 前記搭載板は、単一部品一体型マウントとして形成される、請求項１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
21. 前記第１のガイドおよび前記第２のガイドのうちの少なくとも１つは、前記搭載板の本体部分に可撤式に取り付けられる、請求項１２に記載のカッタアセンブリおよびインラインマウント。
    

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