JPH0448903B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は刃部を有する切削輪のシヤフトを上流
側のクラツチを介して駆動する駆動ユニツトを一
または複数個備えた溝掘りカツターに関する。

［従来の技術］ 上記形式の溝掘りカツターの一例が西ドイツ国
公開34 24 999に示されている。こうした周知の
溝掘りカツターの目的とするところは非常に単純
ではあるが機能的な力を対応する駆動ユニツトか
ら切削輪に伝達することである。上記従来技術に
おいては、伝達手段としてベベル及びプラネタリ
ギアや簡単なチエーン駆動機構が記載されてい
る。

この種の溝掘りカツターにおいて、駆動ユニツ
トと切削輪との間にクラツチを介設することが可
能である。これは切削輪への所望の駆動力伝達と
同様に、切換え作用に対応した始動及びクラツチ
の離脱作用のための機構構造において通常用いら
れている標準的な技術であるといえる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、溝掘りカツターの使用条件やそ
れが作用する地質条件が厳しいような場合には切
削輪ギアに重大なダメージを与えてしまうという
問題があつた。

即ち、このダメージは特に切削動作中に切削輪
が突然破片、石ころ、コンクリート残渣等の堅い
物質に当ることに起因し、この結果、切削輪が急
激にブロツキングを起こすという事態が生じてい
た。そして、このブロツキング時に生じる力は一
種の衝撃という形で切削輪ギアに負担をかけるこ
とによつて吸収されるため、該切削輪ギアに過度
な歪みが生じて激しい磨耗の発生をまねいてしま
う。

こうした問題のため、溝掘りカツターの使用後
はほぼその都度切削輪ギアを交換または取り替え
ない場合でも最低メインテナンス処置を施さねば
ならないという面倒な作業を強いられるのが常で
あつた。

発明の目的 本発明は上記従来の課題に鑑み為されたもので
あり、その目的は何らかの障害物で切削輪の動作
が妨害されたとき、或いはその始動又は離脱時に
おける切削輪ギアに加わる急激な歪みをほぼ回避
し、或いは少なくとも大巾に減少させることの可
能な溝掘りカツターを堅固且つ機能上シンプルな
形で構成することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、刃部を有
する切削輪のシヤフトを上流側のクラツチと切削
輪ギアによつて駆動する駆動ユニツトを備えた溝
掘りカツターにおいて、前記シヤフト２１と各切
削輪の間に弾性ダンパ１７，５７を装着したこと
を特徴とする。

［作用］ 従つて、本発明の基本的な特徴的事項は、例え
ば流体圧モータ等の駆動ユニツトと切削輪ギアに
いわゆる一体的に組み込んだことにある。

即ち、駆動軸の径方向に形成された空間内に回
転弾性ダンパが装着されている。このダンパは弾
性力の高い天然ゴムから成ることが望ましく、ま
た切削輪の周縁面近傍に配置することが好適であ
る。

そして、作業中に切削刃ががれき等に当たつて
切削輪の回転が停止すると、前記弾性ダンパはこ
の衝突に伴なつて生じる急激且つかなり強いトル
クを少なくとも、充分に減衰させ、これによつて
切削輪ギアの衝撃状荷重伝播をほぼ解消できる。

前記減衰作用は、まずダンパの高い弾性力によ
つて該ダンパ近傍の回転部材が衝撃と同時に停止
してしまう事なく可能なかぎり衝突とは逆方向に
回転移動することにより果たされる。

そして更に、こうしたブロツキング或いはジヤ
ミング時に生じるトルクの一部は前記エラストマ
ダンパの形状自体の変化によつても解消されるこ
とになる。

また、切削輪ギアに加わる急激な荷重がダンパ
によつて伝達又は減衰されている間の期間に相当
する原因により、ドライブユニツトから供給され
ている動力を外すことも可能になる。この結果、
障害物に詰まつた切削輪の回転方向に永久荷重が
印加されてしまうというような不都合を有効に防
止することができる。

従つて、ダンパのエラストマ物質は剪断力の高
い物質から選ぶことが要求される。この剪断力は
加硫時にもその効果を発揮し、またダンパのみな
らず近接する金属スリーブの製造工程にもいえる
ことである。

本発明による特に顕著な効果というのは切削輪
ギアと切削輪との間の基本構造関係をそのまま保
持でき、ダンパを装着するために特に構造設計を
変更する必要はないということである。事実、こ
の構造を変更せずに保つということが機能上極め
て重要な課題であり、本発明では次のような手段
を用いて解決したものである。

即ち、エラストマダンパは駆動軸を中心として
切削輪周縁面からの距離が最少となる位置で最大
限の径を以て装着されている。この結果、従来の
切削輪機構には何ら設計上の変更を施す必要はな
い。

また、本発明において、前記ダンパは切削対象
となる地面の状態に直接影響を受けると共に、堅
固な構造の切削刃へ適用されるものであるため、
その径方向における厚みは比較的小さく設計され
ている。

しかしながら、切削作業中に生じる大きなトル
ク、極端な場合には切削輪１セツト当たり30kN
ｍにも及ぶトルクを減衰あるいは吸収させるた
め、こうしたスリーブ型ダンパの外周を最大化す
るべく尽力した。

本発明において切削輪ギアと実際の切削輪との
間のスペースは著しい吸収化を強いられるが、こ
れによつて衝撃荷重の減衰作用は何ら妨げられる
ことはない。そして、タイムラグを経て徐々に生
起しつつある加圧作用によつて水圧モータ等の駆
動ユニツトをスイツチオフさせるよう構成するこ
とも可能である。

前記ダンパは円柱状のブツシユとして設計さ
れ、駆動軸に接続された内側ハブリングと外側金
属スリーブとの間に加硫されている。そして、内
側ハブリング及び径方向外面の金属スリーブ又は
シート金属片を含むこのダンパはサブアセンブリ
として構成され、これによつて減衰ユニツトの交
換は比較的簡単且つ完全に行い得る。

減衰ユニツトの径方向外面金属スリーブはキー
及びスロツト接続によつて切削輪に対してほぼ非
回転状態で接続され、概ね一定の角度間隔で周辺
に向けて拡散していく形をとる。

一方では駆動軸との間、そして他方では減衰ユ
ニツトと切削輪との間における非回転接続は、良
好な駆動性を確保するために軸方向のネジ接続を
含み、これによつて駆動軸の端面から調整可能と
なる。

従来において、切削輪は２組又は３組の切削刃
列が軸方向に並ぶよう設計されているのが通例で
あり、ブツシユ状ダンパは切削輪のほぼ軸方向全
長にわたつて大きく伸張していた。これにより、
切削刃から駆動軸に向けて放射状に加わる複数の
異なつた力が有効に吸収されると共にこの大きな
軸方向面に沿つて伝播されていく。

本発明において、前記ダンパの装着時における
内径が50cmであるような場合には、その径方向厚
さを３cm程度に設定することが良く、この場合切
削輪の外径は約65cmとなる。

切削輪の外表面は以上のような構成となるた
め、切削刃を固定させるための対応手段が固定、
特に溶接にて切削輪に固着させることとなる。な
お、もし可能であるならばダンパは切削輪の周縁
に向けて径方向の外側に装着されることが望まし
い。

前記金属スリーブ、例えば４個の金属シート片
にて構成することができ、各金属シート片間に対
応する溝が形成され、これらは能動的あるいは自
動的に切削輪のキーに係合する。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説
明する。

第１図は溝掘りカツターの側面図であり、こう
した基本的な構造は西ドイツ国公開34 24 999よ
り明らかである。溝掘りカツター１は支持ケーブ
ル３にて保持される支持フレームを有する。ま
た、切削作業によつて地面から分離された物質を
上方に搬送する為のポンプの穴を有する吸入装置
が配設されている。

支持フレーム５には切削刃ギア１２を介して切
削輪１１を駆動する為のドライブモータ９が固定
されている。図示例における２個の切削輪１１は
それぞれ軸受ブラケツト１３にて保持されてお
り、この軸受ブラケツト１３も前記支持フレーム
５に固着されている。

以上のごとく構成される溝掘りカツター１は作
動時に図の矢印１５に示す方向に作動する。一般
には軸受ブラケツト１３の反対側にも２個の切削
輪が装着されていることが多い。切削輪１１の周
辺面には通常数個の切削刃が形成され、これらは
駆動軸の軸方向に整列配置されている。各切削刃
セツト１０相互に若干の回転方向におけるずれが
設けられることが多く、これによつてそれぞれの
対応する切削刃１８の切削作用に角度変化が与え
られることになる。

前記文献西ドイツ国公開34 24 999における場
合と異なり、図における本願発明の切削輪１１に
はエラストマダンパ１７が組み込まれている。エ
ラストマダンパ１７はそれぞれ対応するハブリン
グ２２上における駆動軸２１について径方向に間
隔を隔てて加硫されてなる。

第２図及び第３図において、ダンパ１７はその
径方向外側が金属シート片２３にて包み込まれて
おり、該金属シート片２３は金属スリーブ等とし
て形成することも可能である。実用に際しては金
属シート片２３は４個設ければ充分であり、それ
ぞれ対応する溝によつて互いにその周辺方向にお
ける間〓が形成されている。

第２図に係る実施例では対応するキー２４が前
記溝と係合すると共に２５において外側歯部部品
２６あるいはスリーブ状切削輪１１に接続されて
いる。

タンパ１７の材質としては、例えば硬度が約55
で引つ張り強度がおそよ15〜30N／mm²のシヨアＡ
ラバーを使用することが好適であり、これを内面
ハブリング２２と径方向外面金属シート片２３と
の間で強固に加硫すれば良い。

ハブリング２２はネジ２０によつて非回転状態
で駆動軸２１に接続され、また他方金属シート片
２３はキー２４を用いて外側ハブ部２６に対して
能動的に非回転状態で固着されている（第２図参
照）。該ハブ部２６の固定作業は切削輪１１と係
合する拡張ボルト１９によつて駆動軸２１の全面
から行われることが好適である。

なお、図における駆動軸２１は説明の便宜上そ
の経緯が実物よりもかなり小さく描かれてはいる
が構造的には図の構成においてもネジ接続手段２
０，１９を固定面２８から取り外すことができ、
またこれと同じ方向に減衰ユニツト１７，２２及
び２３の完成サブアセンブリを分解することも可
能である。

非固定状態の切削輪１１が第２図及び第３図に
示され、その切削刃は周辺面２７に溶接固定され
ている。通常、切削輪１１の周辺面２７上の軸方
向に数組の切削刃１０が整列配置されることが多
い。

以上のごとく構成される溝掘りカツターの作業
中、切削輪１１が第１図に矢印で示した回転方向
に急激に停止したり詰つたりしたような場合、こ
の衝撃によつて駆動軸２１から生じるトルクはダ
ンパ１７にてその周辺方向に効果的に吸収され、
あるいは少なくともモータ９方向における前記駆
動軸２１に続いて接続されている不図示の切削輪
ギアにシヨツク状の応力が残らない範囲程度にま
で充分に減衰される。ダンパ１７は、前記作業中
に生じる急激な衝撃に伴なう変形力や剪断力によ
つて歯部２２と金属シート片２３との間のジヨイ
ント部が破断されることのないように加硫固定さ
れている。

第４図に本発明に係るダンパの他の構成例を示
し、図示例において切削輪２１の下部は径方向に
分割された小片として描かれている。

本実施例において特徴的なことは金属リング６
２〜６５にて隔離された複数のエラストマ素子７
０からなる層状列としてダンパ部が構成されてい
ることにある。図示例において、ダンパ５７は駆
動軸２１の全面周縁領域に分割ハブリング５１が
拡大ボルト５８にて固定されて成る。ハブリング
５１は第１全部セグメント５２を含み、これが駆
動軸２１のコーナー部を被覆する形となつてい
る。セグメント５２には全面に対して軸方向に交
替して取り付けられたラジアルリングセグメント
６２を有し、またその厚みは駆動軸２１の平行方
向に薄く形成されている。

また、図に示す組立体の裏側からは更にセグメ
ント５３，５４及び５５がネジ５９にて固着され
ており、各セグメント５３〜５５はそれぞれ対応
した軸方向突出リングセグメント６３，６４及び
６５を備えている。

軸方向における最も内側にあるセグメント５５
はスペーサチユーブ７６に溶接固定され、該チユ
ーブ７６は駆動軸７１の外周上で軸方向に平行伸
長している。そして、図からは見えないが駆動軸
２１の反対側には対称型のダンパを有するハブリ
ング装置が取り付けられている。

本実施例において、径方向リングセグメント６
３〜６５の径方向リング面７４には所定の接合材
にてエラストマリング７０が面固定されており、
この接合具としては単体接続剤又は接着用ルータ
イトIS 496等が好適である。

エラストマリング７０は径方向区画内にほぼ直
角に伸張した形状を呈している。そして、軸方向
の際、内側に位置するエラストマリング７０の係
合面は、外側から軽方向内側に向けて突出してい
る金属リングボルト８１の接合面７５によつて形
成されている。この金属リングボルト８１は外側
リングセグメント６９の一部を成している。

上記ハブリング５１と同様の構成をもつて、切
削輪の外部領域ほぼＬ字形状の外部リングセグメ
ント６６，６７，６８及び６９にて形成されてい
る。ベース脚部において、前記各リングセグメン
ト６６〜６９がセツトネジ６０にて互いに軸方向
で平行に放置されており、これらは合わせて同時
に押圧されることになる。

径方向直立Ｌ脚部は各径方向リングセグメント
６２〜６５間の間〓、すなわち内側径方向リング
セグメント６２〜６６と各エラストマリング７０
にて専有される態様外側Ｌ脚部との間に形成され
る空間内において歯状係合している。

各エラストマリングは径方向面上で径方向金属
面に接着されているが、他方セツトネジ６０等に
よる径方向平行押圧の際にはエラストマリング７
０の内外側に向けて最少のラジアルスペース７
１，７２が保持されている。

以上のごとく、本発明の第２実施例によれば、
ダンパ５７はいわば「多段円板クラツチ」のよう
に機能し、その減衰力は径方向面上及び径方向に
おけるエラストマリング７０内で実質的に吸収さ
れてしまうことになる。

図には描かれていないが第４図に係る実施例に
おいて切削刃は径方向周辺面８３に対して溶接固
定されている。そして、この溶接は周辺面８３の
軸方向全長にわたつて行われることが好ましく、
これによつて急激な衝撃力は全セグメント及びエ
ラストマリング７０にわたつて伝播され得る。

作業中における切削刃１８の急激な停止や詰り
によつて駆動軸２１に対して発生する剪断及び変
形力はエラストマリング７０内で効果的に吸収さ
れてしまうので、こうした不意の衝撃力は充分か
つ大幅に減衰された後に駆動軸２１に伝わること
が理解される。

第５図に第４図における端面２８の正面図を90
度の角度幅で示す。図より明らかなように、径方
向内側に伸張したボルト５８はハブリング５１を
駆動軸２１に接続するために用いられている。ま
た、セツトネジ６０が径方向外側に位置し、他方
中央部にはハブリング５１のセグメント５２〜５
５を固定するためのネジ５９が装着されている。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ごくわず
かのスペースを有効に活用してダンパを強固且つ
簡単な構成で切削輪と切削輪ギアとの間に介装し
たので切削輪の作業中における詰りや急激な停止
などに伴なう衝撃状トルクが確実に吸収され、駆
動ユニツト方向に配設されている切削輪ギアへの
ダメージを効果的に回避し得るという利点が得ら
れる。

［付記］ 上記実施例に基づき、本発明の構成態様を以下
の内容とすることも好適である。

(a) 請求項に記載の溝掘りカツターにおいて、ダ
ンパ１７は駆動軸２１と切削輪１１との間の径
方向間〓内に円柱状ブラシとして設けられてい
ることを特徴とする。

(b) 上記(a)に記載の溝掘りカツターにおいて、前
記ダンパ１７はエラストマからなり、該エラス
トマは非回転状態で駆動軸２１に接続された内
側ハブリング２２と切削輪１１に対して同じく
ほぼ非回転された径方向外側メタルスリーブ２
３との間で加硫されていることを特徴とする。

(c) 上記(b)に記載の溝掘りカツターにおいて、前
記金属スリーブ２３は複数の周辺方向に拡散配
置されたキー及びスロツト接続２４によつて切
削輪１１に対して非回転接続されていることを
特徴とする。

(d) 請求項に記載の溝掘りカツターにおいて、切
削歯１８を除いた切削輪１１の外径が約65cmで
ある場合に、ダンパ１７は装着状態でその内径
及び径方向厚さがそれぞれ約50cm及び３cmであ
ることを特徴とする。

(e) 請求項に記載の溝掘りカツターにおいて、タ
ンパ１７は切削輪１１の軸方向深さほぼ全体に
わたつて伸張していることを特徴とする。

(f) 上記(b)に記載の溝掘りカツターにおいて、ハ
ブリング２２及び金属スリーブ２３を備えた前
記ダンパ１７は軸方向接続部にて駆動軸２１と
切削輪１１との間で径方向にサブアセンブリと
して固定されていることを特徴とする。

(g) 請求項に記載の溝掘りカツターにおいて、前
記ダンパ１７と駆動軸２１との間の径方向距離
は最大限に設定されていることを特徴とする。

(h) 請求項に記載の溝掘りカツターにおいて、前
記ダンパ１７は切削輪のハブリング２２と外側
金属スリーブ２３との間における正説力接続手
段として形成されることを特徴とする。

(i) 請求項に記載の溝掘りカツターにおいて、前
記ダンパ１７は切削輪１１とそのハブリング５
１との間における衝撃力接続手段６５，７４，
７０，７５，８１として設計されていることを
特徴とする。

(j) 上記(i)に記載の溝掘りカツターにおいて、前
記径方向接続手段６５，７４，７０，７５，８
１はハブリング５１の各径方向リングボルト８
１，６２，６３，６４間に固定された複数のエ
ラストマリング７０を有することを特徴とす
る。

(k) 上記(j)に記載の溝掘りカツターにおいて、前
記エラストマリング７０は各径方向リングボル
ト間で径方向及び軸方向に固定されていること
を特徴とする。

(l) 上記(j)に記載の溝掘りカツターにおいて、前
記エラストマリング７０及びリングセグメント
６６，６２，６３，６４，８１双方の径方向面
は合わせて非回転状態に接着されていることを
特徴とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は切削輪の正面を示した本発明に係る溝
掘りカツターの側面図、第２図は第１図における
ダンパと駆動軸とを含め切削刃を外したキー及び
スロツト接続近傍の−に沿つた切削輪の径方
向断面図、第３図は第２図と対照的に軸方向ネジ
接続近傍で切削輪と駆動軸との間における第１図
の−に沿つた径方向断面図、第４図は簡略化
の為に切削刃を省略し、ダンパが径方向に小分割
されて成る本発明の他の実施例に係る切削輪の径
方向断面図、第５図は第４図における分割部の正
面図である。 １……溝掘りカツター、５……支持フレーム、
７……ポンプ、９……駆動モータ、１１……切削
輪、１２……ギア、１３……軸受ブラケツト、１
７……ダンパ、１８……切削刃、２２……ハブリ
ング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 刃部を有する切削輪のシヤフトを上流側のク
   ラツチと切削輪ギアによつて駆動する駆動ユニツ
   トを備えた溝掘りカツターにおいて、前記シヤフ
   ト２１と各切削輪の間に弾性ダンパ１７，５７を
   装着したことを特徴とする溝掘りカツター。