JPH09228781A - ローラビット - Google Patents

ローラビット

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JPH09228781A
JPH09228781A JP4126996A JP4126996A JPH09228781A JP H09228781 A JPH09228781 A JP H09228781A JP 4126996 A JP4126996 A JP 4126996A JP 4126996 A JP4126996 A JP 4126996A JP H09228781 A JPH09228781 A JP H09228781A
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cutting
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Manabu Nakano
学 仲野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】新規部品の追加や一部部品の交換をすることな
く、マシン外径に対する余掘り量を簡単に変更できるロ
ーラビットを提供する。 【解決手段】ローラ軸110の軸方向両端部110L,
Rの中心軸位置p0,q0が、切削ローラ9の回転中心軸
0位置と一致せず、切削ローラ9の径方向に偏心して
いる。これにより、ローラ軸110の一の側の端面11
0aを切羽側に向けるようにしてローラブラケット11
1L,Rに設置すると、切削ローラ9のローラブラケッ
ト111L,Rからの出代はΔH1となりカッター2の
外周側にあまり出っ張らない。一方、ローラ軸110の
周方向に180°回転させ、他の側の端面110bを切
羽側に向けるようにして設置すると、切削ローラ9のロ
ーラブラケット111L,Rからの出代はΔH1より大
きなΔH2となり、切削ローラ9がカッター2の外周側
に大きく出っ張った状態で支持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機、
TBM等の回転カッターに装備され、切羽の掘削を行う
ローラビットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のローラビットを取り付け
た回転カッターを備えたシールド掘進機の要部構造を表
す縦断面図を図6に示す。図6において、シールド掘進
機100は、その胴体であるシールド本体21を備えて
おり、このシールド本体21には、シールド機内6をチ
ャンバ3内の泥土から隔離するバルクヘッド4が設けら
れている。そしてこのバルクヘッド4には回転カッター
2の駆動軸8が回転可能に支持されており、図示しない
回転機構(例えば油圧モータ等)で駆動軸8が回転され
ることによって回転カッター2が回転される。そしてこ
のとき、回転カッター2のスポーク2Aに、ローラブラ
ケット11(後述)を介してローラビット5が着脱可能
に設けられており、回転カッター2の回転によってロー
ラビット5が坑内の切羽1を掘削する。掘削されてチャ
ンバー3内に生成された土砂は、シールド機内6に設け
られ一端がチャンバー3下部に開口したスクリューコン
ベア7によってシールド本体21の反推進方向側に搬送
し排出される。
【0003】ローラビット5の詳細構造を表す正面図を
図7に、図7中VIII−VIII線による側断面図を図8に示
す。図7及び図8において、ローラビット5は、坑内の
切羽を切削する切削ローラ9と、この切削ローラ9内に
設けられた軸方向貫通穴に挿入されベアリング(図示せ
ず)を介して切削ローラ9を内周側から回転自在に支持
するローラ軸10と、このローラ軸10の両端に設けら
れ横断面形状が正方形である(図8参照)両端部10
L,10Rをそれぞれ支持する上凹部11La,Raを
備え、支持部材14の端部に設けられた左・右2つのロ
ーラブラケット11L,Rと、これらローラブラケット
11L,Rの上凹部11La,Raの下方に続く中凹部
11Lb,Rb内でローラ軸10両端部10L,Rを上
方へ押圧し、ローラ軸10の位置決め及び固定を行う左
・右2つの支持材17L,Rとを備えている。このとき
ローラ軸10は、図9(a)に側面図を、図9(b)に
正面図を示すように、横断面正方形の両端部10L,R
のほかに、大径丸棒状の中間部10Mを備えており、特
に図示しないが、中間部10Mの外周側にベアリングが
配置されるようになっている。そしてまた、両端部10
L,Rの中心軸位置p,qと、中間部10Mの中心軸位
置rとは一致するように構成されている。
【0004】また、ローラブラケット11L,Rの中凹
部11Lb,Rbのさらに下方には、下凹部11Lc,
Rcが設けられている。この下凹部11Lc,Rcの軸
直角方向の幅Wc1は、上凹部11La,Raの軸直角
方向の幅Wa1よりもわずかに広く、かつ中凹部11L
b,Rbの軸直角方向の幅Wb1よりも狭くなってい
る。また軸方向の幅については、上凹部La,Raの軸
方向の幅Wa2と中凹部11Lb,Rbの軸方向の幅W
2がほぼ等しくなっているのに対し、下凹部11L
c,Rcの軸方向の幅Wc2は、これら2つよりも若干
大きくなっている。
【0005】そしてローラビット5はまた、ローラブラ
ケット11L,R下方において下凹部11Lc,Rcに
沿うように2つずつ設けられた貫通孔11Ld1,d
2(図示せず)及び11Rd1,d2にそれぞれ挿入さ
れ、支持材17L,Rにそれぞれ2箇所ずつ設けられた
ネジ穴にねじ込まれて固定されるボルト20L1,L
2(図示せず)及び20R1,R2を備えている。
【0006】上記構成のローラビット5を取り付ける際
には、切削ローラ9を上方に移動させてローラ軸10を
ローラブラケット11L,R間へ挿入し、下凹部11L
c,Rc→中凹部11Lb,Rbを介して上凹部11L
a,Raに収納する。そして支持材17L,Rを中凹部
11Lb,Rbにはめ込んだ後、最後にボルト20
1,L2及び20R1,R2を締結して固定する。
【0007】また交換するために取り外すときは、逆の
手順で、ボルト20L1,L2及び20R1,R2を外して
支持材17L,Rを中凹部11Lb,Rbから抜き出し
た後、切削ローラ9を下方に移動させてローラ軸10を
中凹部11Lb,Rb→下凹部11Lc,Rcを介しロ
ーラブラケット11L,R外へ脱出させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構造においては、以下の課題が存在する。すなわち、
図8に示すように、切削ローラ9の回転中心軸位置(=
ローラ軸中間部10Mの中心軸位置r)からローラ軸1
0の一方側支持面10aの位置までの距離と、切削ロー
ラ9の回転中心軸位置からローラ軸10の他方側支持面
10bの位置までの距離とが、ともにlで等しくなって
いる。したがって、切削ローラ9及びローラ軸10を一
旦取り外して180°回転させた後に取り付けたとして
も、切削ローラ9のローラブラケット11L,Rからの
出代ΔHは変わらない。このことは、回転カッタースポ
ーク2Aの最外周に取り付けられたローラビット5にお
けるマシン外径に対する余掘り量Δxが当初設定した値
で常に一定であることを示している。よって、途中で余
掘り量Δxを変更したいと思っても変更は困難であり、
ローラ軸10及び切削ローラ9ごと交換したり、一部部
品を追加して出代ΔHを修正する必要があった。
【0009】本発明の目的は、新規部品の追加や一部部
品の交換をすることなく、マシン外径に対する余掘り量
を簡単に変更できるローラビットを提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、トンネル掘進機に備えられ回転駆
動されるカッターに設けられ、坑内の切羽を切削する切
削ローラと、この切削ローラを回転自在に支持するとと
もに軸方向両端部が前記カッターに接続された軸体とを
有するローラビットにおいて、前記軸体の両端部の中心
軸位置は、前記切削ローラの回転中心軸位置から該切削
ローラの径方向に偏心していることを特徴とするローラ
ビットが提供される。すなわち、トンネル掘進機のカッ
ターに設けられるローラビットにおいては、軸方向両端
部がカッターに接続された軸体に対して切削ローラが回
転自在に支持されており、この切削ローラが回転しつつ
切羽を切削していくことにより、トンネル掘進を行う。
そしてこのとき、マシン外径(例えばシールド掘進機で
はシールド外径)と掘削外径との差である余掘り量は、
カッター外周部近傍に配置される切削ローラがカッター
に対してどれだけカッター外周側に出っ張って設けられ
ているかで決定される。ここにおいて、本発明のローラ
ビットにおいては、軸体がカッターに接続されている部
分である軸方向両端部の中心軸位置が、切削ローラの回
転中心軸位置と一致せず、切削ローラの径方向に偏心し
ている。すなわち例えば、軸方向両端部の横断面形状が
四角形とすると、この四角形横断面のうち切削ローラの
径方向における一の側の端面から切削ローラの回転中心
軸位置までの距離l1が、他の側の端面から切削ローラ
の回転中心軸位置までの距離l2より大きくなってい
る。このようなローラビットをカッター外周部近傍に配
置した場合、四角形横断面の一の側の端面を切羽側に向
けるようにして軸体をカッターに接続すると切削ローラ
が相対的にカッターの内側に引っ込んだ状態で支持され
る一方、周方向に180°回転させて四角形横断面の他
の側の端面を切羽側に向けるようにして軸体をカッター
に接続すると切削ローラが相対的にカッターの外周側に
少し出っ張った状態で支持されることになる。したがっ
て、軸体の軸方向両端部をカッターに接続するとき、両
端部を周方向に回転させて周方向位置を変化させること
で切削ローラのカッター外周側への出代を調整すること
ができるので、従来構造のように新規部品の追加や一部
部品の交換等を行うことなく、簡単に余掘り量を変更す
ることができる。
【0011】好ましくは、前記ローラビットにおいて、
前記軸体の両端部の横断面形状は四角形であり、かつ、
この四角形横断面のうち前記切削ローラの径方向におけ
る一の側の端面から前記切削ローラの回転中心軸位置ま
での距離l1は、前記四角形横断面のうち前記切削ロー
ラの径方向における他の側の端面から前記切削ローラの
回転中心軸位置までの距離l2より大きくなっているこ
とを特徴とするローラビットが提供される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照しつつ説明する。従来構造を表した図6〜図9と
同等の部材については、同一の符号を付し、説明を省略
する。本実施形態によるローラビット105は、図7及
び図8に示した従来のローラビット5と同様、図6に示
されたシールド掘進機に設けられているものである。そ
の詳細構造を表す正面図を図2に、図7中I−I線によ
る側断面図を図1に、図2及び図1に示されたローラ軸
110の詳細構造を表す側面図及び正面図を図3(a)
(b)に示す。これら図2、図1、及び図3はそれぞ
れ、従来構造を説明した図7、図8、及び図9に相当す
る図である。図1〜図3において、本実施形態のローラ
ビット105が従来構造のローラビット5と異なる主要
な点は、ローラ軸110の形状である。すなわち、ロー
ラ軸の中間部110Mは従来構造の中間部10Mと変わ
らないものの、両端部110L,Rは、その横断面形状
が、各図中縦方向の辺が横方向の辺よりも短い長方形形
状となっていることである。この結果、図1に示すよう
に、切削ローラ9の回転中心軸位置(=ローラ軸中間部
110Mの中心軸位置r0)からローラ軸110の一方
側支持面110aの位置までの距離l1が、切削ローラ
9の回転中心軸位置からローラ軸110の他方側支持面
110bの位置までの距離l2より大きくなり(図3参
照)、両端部110L,Rの中心軸位置p0,q0と、中
間部10Mの中心軸位置r0とが不一致、すなわち切削
ローラ9の径方向に偏心するようになっている。また上
記のほか、上記の差異に対応して、ローラブラケット1
11L,Rの上凹部111La,Raの図中上下方向長
さが短くなり、また下凹部111Lc,Rc、貫通孔1
11Ld1,d2(図示せず)及びRd1,d2、ボルト1
20L1,L2(図示せず)及び120R1,R2をの図中
上下方向長さが長くなっている。その他の構成は、従来
のローラビット5とほぼ同様である。
【0013】以上のように構成した本実施形態のローラ
ビット105においては、ローラ軸110の軸方向両端
部110L,Rの中心軸位置p0,q0が、切削ローラ9
の回転中心軸r0位置と一致せず、切削ローラ9の径方
向に偏心している。したがって、このようなローラビッ
ト105を回転カッター2外周部近傍(図6参照)に配
置した場合、例えばローラ軸110の一の側の端面11
0aを切羽側(図中上側)に向けるようにしてローラ軸
110をローラブラケット111L,Rに設置すると、
図1及び図2のように、切削ローラ9のローラブラケッ
ト111L,Rからの出代はΔH1となりカッター2の
外周側にあまり出っ張らない状態(後述する図4及び図
5の状態よりも相対的にカッター内側に少し引っ込んだ
状態)で支持される。そして一方、切削ローラ9及びロ
ーラ軸110をローラブラケット111L,Rから取り
外してローラ軸110の周方向に180°回転させ、ロ
ーラ軸110の他の側の端面110bを切羽側(図中上
側)に向けるようにしてローラ軸110をローラブラケ
ット111L,Rに設置すると、図4及び図5に示され
るように、切削ローラ9のローラブラケット111L,
Rからの出代はΔH 1より大きなΔH2となり、切削ロー
ラ9がカッター2の外周側に大きく出っ張った状態で支
持されることになる。よってすなわち、ローラ軸110
の軸方向両端部110L,Rをローラブラケット111
L,Rに設置するとき、両端部110L,Rを周方向に
回転させて周方向位置を変化させることで切削ローラ9
のローラブラケット111L,Rからの出代(飛び出し
量)を調整することができるので、従来構造のように新
規部品の追加や一部部品の交換等を行うことなく、簡単
に余掘り量Δx(図6参照)を変更することができる。
【0014】この結果、例えば、余掘り量Δxのあまり
必要のない直線掘削では小さい出代ΔH1として切削ロ
ーラ9を比較的引っ込めておき、大きな余掘り量Δxが
必要となる曲線掘削前に切削ローラ9を装着しなおして
大きな出代ΔH2とすれば、不必要な区間での余掘り量
Δxを小さく抑えることができる。したがって、地盤沈
下等に対して有利であるとともに、余掘り部分を充填す
る裏込め材の量を軽減できる効果がある。
【0015】なお、上記実施形態においては、ローラブ
ラケット111は回転カッター2のスポーク2Aに設け
られていたが、これに限られない。すなわち、回転カッ
ターがスポークを備えず代わりに面板が設けられる場合
には、ローラブラケット111をこの面板に設けても良
い。この場合も同様の効果を得る。また、上記実施形態
は、ローラビットをシールド掘進機に対して適用した場
合の実施形態であったが、これに限られず、TBM、特
にシールドを備えたTBMに適用可能であり、この場合
も同様の効果を得る。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、軸体がカッターに接続
されている部分である軸方向両端部の中心軸位置が、切
削ローラの回転中心軸位置と一致せず、切削ローラの径
方向に偏心しているので、軸体の軸方向両端部をカッタ
ーに接続するとき、両端部を周方向に回転させて周方向
位置を変化させることで切削ローラのカッター外周側へ
の出代を調整することができる。よって、従来構造のよ
うに新規部品の追加や一部部品の交換等を行うことな
く、簡単に余掘り量を変更することができる。そして例
えば、余掘り量のあまり必要のない直線掘削では出代を
小さくして切削ローラを比較的引っ込めておき、大きな
余掘り量が必要となる曲線掘削前に切削ローラを装着し
なおして出代を大きく取るようにすれば、不必要な区間
での余掘り量を小さく抑えることができる。したがっ
て、地盤沈下等に対して有利であるとともに、余掘り部
分を充填する裏込め材の量を軽減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるローラビットの詳細
構造を表す側断面図である。
【図2】図1に示されたローラビットの正面図である。
【図3】図1に示されたローラ軸の詳細構造を表す側面
図及び正面図である。
【図4】図1に示されたローラビットをローラ軸まわり
に180°回転させた場合の正面図である。
【図5】図4中V−V線による側断面図である。
【図6】ローラビットを取り付けた回転カッターを備え
たシールド掘進機の要部構造を表す縦断面図である。
【図7】従来のローラビットの詳細構造を表す正面図で
ある。
【図8】図7中VIII−VIII線による側断面図である。
【符号の説明】
2 回転カッター 2A スポーク 9 切削ローラ 17R 支持材 105 ローラビット 110 ローラ軸(軸体) 110L,R 両端部 110M 中間部 111L,R ローラブラケット ΔH1 ローラブラケットからの出代 ΔH2 ローラブラケットからの出代 p0,q0 ローラ軸両端部の中心軸位置 r0 中間部の中心軸位置(切削ローラの回転
中心軸位置) Δx 余掘り量
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年6月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるローラビットの詳細
構造を表す側断面図である。
【図2】図1に示されたローラビットの正面図である。
【図3】図1に示されたローラ軸の詳細構造を表す側面
図及び正面図である。
【図4】図1に示されたローラビットをローラ軸まわり
に180°回転させた場合の正面図である。
【図5】図4中V−V線による側断面図である。
【図6】ローラビットを取り付けた回転カッターを備え
たシールド掘進機の要部構造を表す縦断面図である。
【図7】従来のローラビットの詳細構造を表す正面図で
ある。
【図8】図7中VIII−VIII線による側断面図である。
【図9】図7に示されたローラ軸の側面図及び正面図で
ある。
【符号の説明】 2 回転カッター 2A スポーク 9 切削ローラ 17R 支持材 105 ローラビット 110 ローラ軸(軸体) 110L,R 両端部 110M 中間部 111L,R ローラブラケット ΔH1 ローラブラケットからの出代 ΔH2 ローラブラケットからの出代 p0,q0 ローラ軸両端部の中心軸位置 r0 中間部の中心軸位置(切削ローラの回転
中心軸位置) Δx 余掘り量

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネル掘進機に備えられ回転駆動され
    るカッターに設けられ、坑内の切羽を切削する切削ロー
    ラと、この切削ローラを回転自在に支持するとともに軸
    方向両端部が前記カッターに接続された軸体とを有する
    ローラビットにおいて、 前記軸体の両端部の中心軸位置は、前記切削ローラの回
    転中心軸位置から該切削ローラの径方向に偏心している
    ことを特徴とするローラビット。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のローラビットにおいて、
    前記軸体の両端部の横断面形状は四角形であり、かつ、
    この四角形横断面のうち前記切削ローラの径方向におけ
    る一の側の端面から前記切削ローラの回転中心軸位置ま
    での距離l1は、前記四角形横断面のうち前記切削ロー
    ラの径方向における他の側の端面から前記切削ローラの
    回転中心軸位置までの距離l2より大きくなっているこ
    とを特徴とするローラビット。
JP04126996A 1996-02-28 1996-02-28 ローラビット及びトンネル掘進機のカッター装置 Expired - Fee Related JP3270323B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021113478A (ja) * 2020-01-21 2021-08-05 川崎重工業株式会社 ローラーカッターの位置調整方法

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