JP3920704B2

JP3920704B2 - Cutter plate of shaft excavator

Info

Publication number: JP3920704B2
Application number: JP2002144851A
Authority: JP
Inventors: 隆義中山; 憲三水原; 潤治小野; 直樹井上; 好人南; 豊一南部; 享一森岡
Original assignee: Komatsu Ltd; Okumura Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Okumura Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003336478A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地下深層部に石油貯蔵所や放射性廃棄物の貯留所等の地下構造物を築造する際に、所定の深さまで垂直な立坑を掘削するのに適した立坑掘削機におけるカッタ板の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、立坑を所定深さまで掘削する手段として、小径の立坑の場合には先端に掘削ビットを装着しているバケットを使用して行い、大径の立坑の場合には発破によって掘り下げていくことが一般に行われているが、いずれの掘削手段においても、所定径の立坑を正確に且つ能率よく掘削することが困難であり、そのため、近年、岩盤トンネル掘削機（ＴＢＭ）を用いてこのトンネル掘削機のカッタ板を直下方向に向けた状態にして立坑を掘削することが実施されつつある。
【０００３】
上記トンネル掘削機は、水平坑や斜坑を掘削するのに広く使用され、前面に多数のローラビットを装着しているカッタ板を回転させながら推進してこのカッタ板によって掘削されたズリをベルトコンベアやスクリューコンベア等の搬出手段により後方に搬出するように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記トンネル掘削機によって水平坑や斜坑を掘削する場合にはカッタ板によって掘削されたズリを、該カッタ板の背面側におけるトンネル掘削機の筒状胴体の前端下周部上に形成されたズリ取込室に落下、堆積させ、このズリ取込室に臨ませた搬出手段によってズリを後方に搬出することができるが、立坑を掘削する場合には、カッタ板はローラビットを装着している掘削面を下向きにし、背面を上方に向けた状態となっているために、このカッタ板によって掘削された土砂は常に切羽面上に滞留してカッタ板に設けているズリ取込み開口部を通じてカッタ板の背面側、即ち、上方の機内側に取り込むことができない。
【０００５】
そのため、上記ズリ取込み開口部におけるカッタ板の回転方向に面した側端縁にスクレーパを設けて、このスクレーパによりズリを上記ズリ取込み開口部を通じて上方の機内側に掻き上げるようにしているが、ズリが一旦、ズリ取込み開口部内に取り込まれてもスクレーパから離れると、再びズリ取込み開口部を通じて下方、即ち、切羽面側に自然と排出されることになって、機内から上方へのズリの搬出が円滑に行えなく、立坑掘削用のトンネル掘削機としての使用には適さないという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、掘削したズリや土砂等の掘削物を掘削物取込み開口部を通じて機内の下端中心部に集中的に寄せ集めて掘削物の搬出を円滑且つ確実に行えるようにすると共に、能率のよい立坑の掘削を可能にし得る立坑掘削機におけるカッタ板を提供するにある。
【０００７】
【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の立坑掘削機のカッタ板は、請求項１に記載したように、筒状胴体の下端に回転自在に配設されて地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機のカッタ板であって、カッタ板を、その回転中心側から外周端に向かって放射状に設けた複数本のスポークと、隣接するスポーク間に設けている掘削物取込み開口部と、切羽面に面したスポークの下面に突設している複数個のローラビットとから構成してあり、各スポークにおけるカッタ板の回転方向に面した側端縁を、カッタ板の径方向に対し、そのカッタ板中心側の端から外周側の端に向かってカッタ板の回転方向に傾斜させていると共に、この傾斜側端縁にスクレーパを固着し且つこのスクレーパにおける切羽面に面した下端縁部から上端縁部に向かって掘削物を機内に掻き上げる方向に傾斜させていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、筒状胴体の下端に回転自在に配設されて地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機のカッタ板であって、カッタ板は、回転中心側から外周端に向かって複数本のスポークを放射状に設けてこれらのスポークの下面に複数個のローラビットを突設していると共に隣接するスポーク間に掘削物取込み開口部を形成してなり、さらに、この掘削物取込み開口部におけるカッタ板の回転方向に面した側端縁に、掘削物をカッタ板の外周端側から中心側に向かって掻き寄せながら上記掘削物取込み開口部を通じてカッタ板の背面側に掻き上げるスクレーパを取付けてなり、且つ、各スポークにおける機内側に向けている上面における上記スクレーパを装着させている側端縁と反対側の他側端縁に沿って一定高さの掘削物ガイドを突設してあり、この掘削物ガイドの外端部をスクレーパを装着させている上記側端縁の外端部に向かって円弧状に湾曲させてスポークの外周端上を幅方向に横断し、その外端をスクレーパの外周端面に当接させた構造としている。
【０００９】
【作用】
立坑掘削機のカッタ板におけるローラビットを突設している前面を下向きに向けた状態にしてこのカッタ板を回転させながら立坑掘削機を垂直下方に推進させることによって、岩盤地山を切り下げ掘削していく。ローラビットによって掘削されたズリや土砂等の掘削物は、スクレーパによって掘削物取込み開口部を通じて機内下端部における上方に向いているカッタ板の背面上に取り込まれながら、カッタ板の回転に従って該カッタ板の外周端側から内周端部に向かって掻き寄せられ、カッタ板の背面中心部上に集められる。
【００１０】
このようなスクレーパによる掘削物の機内への掻き上げとカッタ板の外周端側から内周端側に向かう掻き寄せを行わせる構造としては、カッタ板の回転方向に面した掘削物取込み開口部の側端縁を、内周端側から外周端に向かってカッタ板の回転方向に傾斜させた形状に形成しておき、この傾斜側端縁に沿ってスクレーパを固着し且つこのスクレーパをその切羽面に面した下端縁部から上記上端縁部に向かって掘削物を機内に掻き上げる方向に傾斜させた構造が採用され、この構造によって、スクレーパの下端縁側から上端縁側に向かって掘削物を掻き上げる方向に傾斜している傾斜面によりカッタ板の回転に従って掘削物を掘削物取込み開口部から機内側に向かって掻き上げると共に、スクレーパを、その外周端側を内周端側よりもカッタ板の回転方向に先行して移動させて、掘削物を掻き上げながらカッタ板の中心に向かって該掘削物を確実に且つ円滑に掻き寄せることができるものである。
【００１１】
一方、上記掘削物取込み開口部が設けられていないカッタ板の下面中心部においては、該中心部に設けているローラビットによって掘削された掘削物は、中心部下面に突設している掻き送り板によって掘削物取込み開口部の内周端側に送られ、上記スクレーパにより掻き上げ、掻き寄せられる掘削物と共に掘削物取込み開口部を通じてカッタ板の背面中心部上に送り込まれる。
【００１２】
カッタ板の背面中心部上には掘削物貯留凹部が形成されてあり、上記掘削物がこの掘削物貯留凹部に集合状態で貯留したのち、該掘削物貯留凹部に下端を臨ませている掘削物搬出手段によって上方に搬出される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１は立坑掘削機の簡略縦断面図であって、この立坑掘削機の本体である筒状胴体11は垂直状に配設されてその下端開口部にカッタ板１を回転自在に支持している。このカッタ板１は図２、図３に示すように、その回転中心部２から外周端に向かって複数本のスポーク３、３、３・・を周方向に一定の角度間隔毎に放射状に設けて隣接するスポーク３、３間に切羽面Ａに面している下面（前面）から機内に連通する掘削物取込み開口部４を形成している。なお、上記全てのスポーク３の外周端面はカッタ板１の外周縁部を形成しているリング部材５に、周方向に一定間隔毎に一体に固着している。
【００１４】
上記全てのスポーク３には、長さ方向に一定間隔毎にローラビット６を回転自在に装着していると共にリング部材５にもスポーク３の外端取付部分にローラビット６を装着している。ローラビット６は公知のように、算盤玉形状に形成されていてその中心部をスポーク３やリング部材５の所定個所に回転自在に軸支されていると共に外周部の一部をスポーク３やリング部材５の下面、即ち、切羽面Ａに面しているカッタ板１の下面（前面）から下方に突出させた状態にして岩盤を切削するように構成している。なお、ローラビット６は、その回転方向をカッタ板１の回転方向と一致するようにスポーク３やリング部材５に軸支されている。
【００１５】
さらに、上記各掘削物取込み開口部４におけるカッタ板の回転方向に面した側端縁、即ち、各スポーク３におけるカッタ板１の回転方向に面した側端縁3aに、カッタ板１によって掘削されるズリや土砂等の掘削物（以下、単にズリという）をカッタ板１の回転に従って該カッタ板１の外周端側から内周端側に向かって掻き寄せながら上記掘削物取込み開口部４を通じてカッタ板の背面側、即ち、機内に面した上面側に掻き上げるスクレーパ７を取付けている。
【００１６】
このように、カッタ板１の回転に従ってスクレーパ７により掘削ズリをカッタ板１の外周端側から内周端側に向かって掻き寄せながら機内へ掻き上げるように構成するには、上記各スポーク３におけるカッタ板１の回転方向に面した側端縁3aを、カッタ板１の上記回転中心部２に連設している内周端からリング部材５に連設している外周端に向かってカッタ板１の回転方向に傾斜させ、この傾斜側端縁3aに沿って図４に示すように、長方形板状に形成されているスクレーパ７の幅方向の上半部を固着し、且つ、切羽面Ａ側に向かって突設している下端縁部から機内側に向いている上端縁部に向かってズリを機内に掻き入れる方向、即ち、カッタ板１の回転方向に対して逆方向に傾斜させた構造としている。なお、このスクレーパ７のスポーク３からの突出幅は上記ローラビット６のスポーク３からの突出寸法に略等しくしている。
【００１７】
このスクレーパ７は、一定厚みを有する矩形状の短片を複数枚、スポーク３の側端縁3aに順次、並列状態に接続させながらボルト等の適宜な固着具によって固着することにより細幅の長方形板状に形成されてあり、スポーク３から切羽面Ａに向かって突設している下端側の長辺縁部（先端縁部）をズリ掻取り刃7aに形成していると共にこのズリ掻取り刃7aからスポーク３の側端縁3aに固着している上端縁に向かって上述したようにカッタ板１の反回転方向に傾斜させて、カッタ板１の回転に従ってこのスクレーパ７により掘削ズリを機内に向かって掻き上げるように構成しているものである。
【００１８】
なお、図２、３においてはこのスクレーパ７を固着させているスポーク３の上記側端縁3aをカッタ板１の中心を通る半径方向の仮想線Ｙに対してカッタ板１の回転方向と反対方向に小間隔を存して該仮想線Ｙに平行な直線状側端縁3aに形成してているが、図５に示すようにカッタ板１の中心を通る半径方向の仮想線Ｙの外端にこの側端縁3aの外周端を略合致させ、内周端に向かうに従って上記仮想線Ｙからカッタ板１の回転方向と反対方向に傾斜した直線状側端縁3aに形成しておいてもよい。さらに、図５の二点鎖線で示すように、外周端から内周端に向かってカッタ板１の回転方向と反対方向に凹円弧状に湾曲させた曲線状側端縁に形成しておいてもよく、要するに、カッタ板１の回転方向に対して外周端側が内周端側よりも先行して、掘削ズリを該側端縁3aの外周端側から内周端側に向かってかき寄せるように形成しておけばよい。
【００１９】
また、カッタ板１の回転中心部２は、その上下面が水平方向に平坦な面に形成された平板形状に形成されてあり、この回転中心部２の下面に複数個のローラビット6aを装着していると共に回転中心部２の下面外周部から上記スポーク３の下面内周端部にかけて、これらのローラビット6aによって掘削されたズリを上記掘削物取込み開口部４の内周端部に向かって送り込む掘削物掻き送り板８を突設している。この掘削物掻き送り板８は回転中心部２側の内端からスポーク３の内周端部側の外端に向かってカッタ板１の回転方向に対して反対方向に緩やかな凸円弧状に湾曲させてあり、この湾曲面によってローラビット6aにより掘削されたズリを上述したように掘削物取込み開口部４の内周端部に向かって送り込むように形成している。
【００２０】
一方、上記各スポーク３の上面、即ち、機内に面した裏面には、図３に示すように、スポーク３における上記スクレーパ７を装着させている側端縁3aと反対側の他側端縁3bに沿って一定高さの掘削物ガイド９を突設してあり、この掘削物ガイド９の外端部をスクレーパ７を装着させている上記側端縁3aの外端部に向かって円弧状に湾曲させてスポーク３の外周端上を幅方向に横断し、その外端をスクレーパ７の外周端面に当接させている。従って、スクレーパ７によりカッタ板１内に掻き上げられたズリをこの掘削物ガイド９によって掘削物取込み開口部４から再び切羽面Ａ側に落下するのを阻止しながらスポーク３の背面上（上面上）を上記回転中心部２に向かって寄せ集めるものである。
【００２１】
カッタ板１を構成している上記各スポーク３は、回転中心部２から外周端に向かって水平状に突設させておいてもよいが、図１に示すスポーク３においては、回転中心部２から外周端に向かって上方に向かって緩やかに傾斜させた形状にして上記回転中心部２の上面側（背面側）に掘削物貯留凹部10を形成している。
【００２２】
このカッタ板１を下端開口部に回転自在に配設している立坑掘削機の上記筒状胴体11は、互いに屈折自在に連結した下側胴体11a と上側胴体11b とからなり、下側胴体11a に隔壁12を設けてこの隔壁12の下面に下方に向けて突設している固定円筒壁体13の下端部内周面に上記カッタ板１の外周端から内周に向かって突設している複数本のアーム部材1aの内端に固着した環部材1bを回転自在に支持させ、この環部材1bの内周面に形成しているラック13に、隔壁12の上面に設置している駆動モータ14の回転軸に固着したピニオン15を噛合させて、駆動モータ14によりカッタ板１を回転させるように構成している。
【００２３】
さらに、筒状胴体11の中心部にはバケットコンベアからなる掘削物搬出手段16が垂直状に設置、配設されてあり、この掘削物搬出手段16の下端を上記カッタ板１の回転中心部２上の掘削物貯留凹部10内に臨ませていると共に上端部を上側胴体11b の中心部から上方に突出させてその上端部において反転するバケットからのズリを上側貯留部（図示せず）に一旦、貯留させ、次の適宜な搬出手段によってこの貯留部から地上に排出するようにしている。なお、このような掘削物搬出手段16としては、バケットコンベア以外にスクリューコンベア等の別な搬出手段を採用してもよい。
【００２４】
また、下側胴体11a の下端部と上側胴体11b には掘削地盤に圧着して立坑掘削機を支持する複数個のフロントグリッパ17とリアグリッパ18を配設してあり、これらのグリッパ17、18はそれぞれ油圧ジャッキによって内外径方向に伸縮して掘削地盤に対して圧着、離脱するように構成していると共に、上側胴体11b の内周面には、周方向に一定間隔毎に複数本の推進ジャッキ19を装着し、これらの推進ジャッキ19のロッドを上側胴体11b の上端から上方に向かって伸縮自在にして掘削された立坑Ｔの内周面に施工される覆工セグメントＳの下端面に当接させ、該セグメントＳに推進反力を支持させるように構成している。
【００２５】
さらに、上側胴体11b の長さ方向の中間部に中間隔壁20を張設してあり、この中間隔壁20と下側胴体11a の上記隔壁12とを複数本の調節ジャッキ21によって連結してこれらの調節ジャッキ21の作動により下側胴体11a を上側胴体11b に対してその掘り下げ方向の向きを調整できるようにしている。図中、22は上側胴体11b の上端開口部側に配設したエレクタである。
【００２６】
このように構成した立坑掘削機によって立坑Ｔを垂直状に掘り下げていくには、フロントグリッパ17とリアグリッパ18との少なくとも一方を立坑Ｔの掘削壁面に摺動可能に押し付けて立坑掘削機が下動可能に支持した状態にして、駆動モータ14によりカッタ板１を回転させると共に既に施工している覆工セグメントＳに推進ジャッキ19の推進反力を支持させてこれらの推進ジャッキ19のロッドを伸長させる。なお、立坑掘削機はその自重によって常にカッタ板１を切羽面Ａに押し付ける方向に作用しており、この立坑掘削機の自重が全て切羽面Ａに作用しないように上記フロントグリッパ17とリアグリッパ18によって立坑Ｔに支持させながら推進ジャッキ19を伸長させるものであるから、この推進ジャッキ19の推進力は小さくて済む。
【００２７】
この推進ジャッキ19の伸長によって立坑掘削機を垂直下方に推進させると、カッタ板１は切羽面Ａに押し付けた状態で回転しながらその回転中心部２から放射状に突設している複数本のスポーク３に装着したローラビット６により切羽の岩盤を切り下げ掘削していく。このローラビット６によって掘削されたズリは、カッタ板１を構成している各スポーク３の側端縁3aから突設したスクレーパ７によって掘削物取込み開口部４を通じてカッタ板１の裏面側、即ち、上面側に掻き上げられると共にスポーク３の外周端側から内周端側に向かって掻き寄せられながら、それぞれのスポーク３の裏面、即ち、上面上に送り出され、各スポーク３における上記スクレーパ７を装着した側端縁3aと反対側の他側端縁3bに沿って突設している掘削物ガイド９により、ズリが掘削物取込み開口部４から再び切羽面Ａ側に落下するのを阻止しながらこの掘削物ガイド９に沿ってズリをカッタ板１の回転中心部上の掘削物貯留凹部10に寄せ集められる。
【００２８】
一方、カッタ板１の回転中心部２の下面に装着している複数個のローラビット6aによって掘削されたズリは、この回転中心部２から上記スポーク３の下面内周端部にかけて突設している掘削物掻き送り板８によって掘削物取込み開口部４の内周端部に向かって送られ、上記スクレーパ７によって貯留凹部10側に向かって掻き寄せられるズリと共に掘削物取込み開口部４の内周端部内から上記掘削物貯留凹部10に集められる。
【００２９】
こうして、掘削物貯留凹部10上に寄せ集められたズリは、掘削物搬出手段16のバケット等によってすくいとられながら上方に搬出される。また、この立坑掘削機を推進させながらカッタ板１により所定深さの立坑部分が掘削される毎に、上側胴体11b 側に配設しているエレクタ22によって掘削壁面にセグメントＳをリング状に組み立て、再び、このセグメントＳの下端面に推進ジャッキ19の推進反力を支持させながら上述したように立坑掘削機により立坑Ｔを切り下げ掘削し、掘削ズリを上述したようにスクレーパ７でカッタ板１の回転中心部上の貯留凹部10に寄せ集めて掘削物搬出手段16により上方に搬出し、この作業をくり返し行って所定深さまで垂直な立坑Ｔを掘削するものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明の立坑掘削機のカッタ板によれば、請求項１に記載したように、筒状胴体の下端に回転自在に配設されて地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機のカッタ板であって、複数の掘削物取込み開口部を周方向に一定間隔毎に設けていると共に切羽面に面した下面に多数のローラビットを突設してあり、さらに、上記掘削物取込み開口部におけるカッタ回転方向に面した側端縁に、掘削物をカッタ板の外周端側から中心側に向かって掻き寄せながら上記掘削物取込み開口部を通じてカッタ板の背面側に掻き上げるスクレーパを取付けているので、カッタ板がその掘削面を垂直下方に向いているにもかかわらず、ローラビットによって掘削された掘削物をスクレーパにより掘削物取込み開口部を通じてこのカッタ板上、即ち、機内に掻き上げることができると共にカッタ板の中心部に向かって掻き寄せて、掘削物が上記掘削物取込み開口部から再び切羽面側に落下させることなくカッタ板の中心部上に集合させることができる。従って、機内を通じての掘削物の搬出が円滑に且つ確実に行うことができる。
【００３１】
さらに、上記カッタ板は、回転中心側から外周端に向かって複数本のスポークを放射状に設けてこれらのスポークの下面に複数個のローラビットを突設していると共に隣接するスポーク間に掘削物取込み開口部を形成してなり、各スポークにおけるカッタ板の回転方向に面した側端縁を、カッタ板の径方向に対し、そのカッタ板中心側の端から外周側の端に向かってカッタ板の回転方向に傾斜させていると共に、この傾斜側端縁にスクレーパの上半部を固着し且つこのスクレーパにおける切羽面に面した下端縁部から上端縁部に向かって掘削物を機内に掻き上げる方向に傾斜させているので、下端縁側から上端縁側に向かって掘削物を掻き上げる方向に傾斜しているスクレーパの傾斜面によりカッタ板の回転に従って掘削物を掘削物取込み開口部から機内側に向かって確実に掻き上げることができると共に、スクレーパは、その外周端側を内周端側よりもカッタ板の回転方向に先行するように移動して、掘削物を掻き上げながらカッタ板の中心に向かって円滑に掻き寄せることができる。
【００３２】
また、請求項２に係る発明によれば、カッタ板を構成している上記各スポークには、機内側に向けている上面にスクレーパによって掘削物取込み開口部を通じて掻き上げられた掘削物をカッタ板の上面中心部に案内する掘削物ガイドを突設しているので、この掘削物ガイドによって掘削物が掘削物取込み開口部から再び切羽面側に落下するのを確実に阻止することができると共にこの掘削物ガイドに沿って掘削物をカッタ板の回転中心部に向かって円滑に送り込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】立坑掘削機の縦断面図、
【図２】立坑掘削機の下方から見たカッタ板の正面図、
【図３】立坑掘削機の上方から見たカッタ板の背面図、
【図４】そのスポーク部分の縦断面図、
【図５】カッタ板の別な構造を示す簡略正面図。
【符号の説明】
１カッタ板
２回転中心部
３スポーク
3a 側端縁
４掘削物取込み開口部
６ローラビット
７スクレーパ
８掘削物掻き送り板
９掘削物ガイド
10 掘削物貯留凹部
11 筒状胴体
Ａ切羽面
Ｔ立坑[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a cutter plate in a shaft excavator suitable for excavating a vertical shaft up to a predetermined depth when building an underground structure such as an oil storage or a radioactive waste storage in the deep underground layer. It is about.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a means of excavating a shaft to a predetermined depth, in the case of a small-diameter shaft, a bucket having a drilling bit attached to the tip is used, and in the case of a large-diameter shaft, it is drilled down by blasting. However, in any excavation means, it is difficult to accurately and efficiently excavate a shaft having a predetermined diameter. Therefore, in recent years, this tunnel excavation has been performed using a rock tunnel excavator (TBM). The excavation of a shaft is being carried out with the cutter plate of the machine oriented in the direction directly below.
[0003]
The above-mentioned tunnel excavator is widely used for excavating horizontal pits and inclined pits, and propelled while rotating a cutter plate equipped with a number of roller bits on the front surface, and a belt conveyor conveys the excavation caused by this cutter plate. It is configured to be carried out backward by carrying-out means such as a screw conveyor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when excavating a horizontal or inclined pit with the tunnel excavator, the gap excavated by the cutter plate is formed on the lower peripheral portion of the front end of the tubular body of the tunnel excavator on the back side of the cutter plate. It is possible to drop and deposit in the slipping chamber, and to transport the slip backward by the unloading means facing this slipping chamber, but when excavating a shaft, the cutter plate is equipped with a roller bit. Since the excavated surface is facing downward and the rear surface is facing upward, the earth and sand excavated by this cutter plate always stays on the face and cuts through the slit intake opening provided on the cutter plate. It cannot be taken into the back side of the plate, that is, the upper machine interior.
[0005]
For this reason, a scraper is provided at a side edge facing the rotation direction of the cutter plate in the slip-in opening, and the scraper is scraped up to the inside of the upper machine through the slip-in opening. Once it has been taken into the slot take-in opening, if it leaves the scraper, it will be naturally discharged again through the slot take-up opening, i.e., the face side, so that it will be taken out from the machine upward. There was a problem that it could not be performed smoothly and was not suitable for use as a tunnel excavator for shaft excavation.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to intensively bring excavated items such as excavated sludge and earth and sand to the center of the lower end in the machine through the excavated material intake opening. An object of the present invention is to provide a cutter plate in a shaft excavator that can collect and excavate smoothly and reliably, and can efficiently excavate a shaft.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the cutter plate of the shaft excavator of the present invention is a shaft that is rotatably disposed at the lower end of the cylindrical body and excavates the ground directly downward as described in claim 1. A cutter plate of an excavator , the cutter plate having a plurality of spokes radially provided from the rotation center side toward the outer peripheral end, an excavated material intake opening provided between adjacent spokes, and a face surface A plurality of roller bits projecting from the lower surface of the spoke facing the blade, and the side edge of each spoke facing the rotation direction of the cutter plate is defined with respect to the radial direction of the cutter plate. The cutter plate is inclined in the direction of rotation of the cutter plate from the plate center end toward the outer peripheral end, and a scraper is fixed to the inclined edge and the upper edge from the lower edge facing the face surface of the scraper Excavated towards the part It is characterized in that it is inclined in a direction scraped on board.
[0008]
Further, the invention according to claim 2 is a cutter plate of a shaft excavator that is rotatably disposed at the lower end of the cylindrical body and excavates the ground in a directly downward direction. A plurality of spokes are provided radially toward the outer peripheral end, a plurality of roller bits project from the lower surface of these spokes, and a drilling material intake opening is formed between adjacent spokes. The back side of the cutter plate through the excavated material intake opening while scraping the excavated material from the outer peripheral end side of the cutter plate toward the center side to the side edge of the excavated material intake opening facing the rotation direction of the cutter plate. scraping increase becomes attached to scraper, and drilling of constant height along the opposite side of the other side edge and the side edge which is mounted the scraper definitive on the upper surface that is toward the inboard side of each spoke Ga The outer edge of the excavated material guide is curved in an arc toward the outer edge of the side edge on which the scraper is attached, and the outer peripheral edge of the spoke is traversed in the width direction. The outer end of the scraper is in contact with the outer peripheral end surface of the scraper .
[0009]
[Action]
The rock excavator is pushed down vertically by rotating the cutter plate with the roller bit protruding front side of the cutter plate of the shaft excavator facing downwards. To go. The excavated material such as sludge and earth and sand excavated by the roller bit is taken in by the scraper through the excavated material intake opening onto the back surface of the cutter plate facing upward at the lower end of the machine, and the cutter plate follows the rotation of the cutter plate. From the outer peripheral end side toward the inner peripheral end portion and collected on the center of the back surface of the cutter plate.
[0010]
As a structure for scraping the excavated material into the machine by the scraper and scraping the cutter plate from the outer peripheral end side to the inner peripheral end side of the cutter plate, the excavated material intake opening facing the rotating direction of the cutter plate can be used. The side edge is formed in a shape that is inclined in the rotational direction of the cutter plate from the inner peripheral end side to the outer peripheral end, and the scraper is fixed along the inclined side end edge and the scraper is fixed to the face surface. A structure in which the drilled material is inclined in the direction of scooping up into the machine from the lower edge facing the upper edge to the upper edge, and by this structure, the drilled material is scraped from the lower edge of the scraper toward the upper edge. As the cutter plate rotates by the inclined surface inclined in the direction, the excavated material is scraped up from the opening for taking in the excavated material toward the inside of the machine, and the scraper is disposed at the outer peripheral end side more than the inner peripheral end side. It is moved ahead of the rotational direction, in which excavated material can be a towards the center of the cutter plate while scooping gather reliably and smoothly scrape off the drilling thereof.
[0011]
On the other hand, in the center portion of the lower surface of the cutter plate not provided with the excavated material intake opening, the excavated material excavated by the roller bit provided in the center portion is scraped to protrude from the lower surface of the center portion. It is sent to the inner peripheral end side of the excavation object taking-in opening by the plate, scraped up by the scraper, and sent to the center of the back surface of the cutter plate through the excavation taking-in opening with the excavated article being scraped.
[0012]
The excavated material storage recess is formed on the center of the back surface of the cutter plate, and after the excavated material is stored in the excavated material storage recess in an aggregated state, the excavated material has its lower end facing the excavated material storage recess. It is unloaded upward by the unloading means.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a simplified longitudinal sectional view of a shaft excavator, and a cylindrical body 11 which is a main body of the shaft excavator is arranged vertically. The cutter plate 1 is rotatably supported at the lower end opening. As shown in FIGS. 2 and 3, the cutter plate 1 is provided with a plurality of spokes 3, 3, 3,... Radially from the rotation center portion 2 toward the outer peripheral end at regular angular intervals in the circumferential direction. Between the adjacent spokes 3, 3, an excavated material intake opening 4 communicating with the inside of the machine is formed from the lower surface (front surface) facing the face A. The outer peripheral end surfaces of all the spokes 3 are integrally fixed to the ring member 5 forming the outer peripheral edge of the cutter plate 1 at regular intervals in the circumferential direction.
[0014]
All the spokes 3 are rotatably mounted with roller bits 6 at regular intervals in the length direction, and the ring members 5 are also mounted with roller bits 6 at the outer end mounting portions of the spokes 3. As is well known, the roller bit 6 is formed in an abacus ball shape, and its central portion is rotatably supported at a predetermined position of the spoke 3 or ring member 5 and a part of the outer peripheral portion thereof is spoke 3 or ring. The rock mass is cut in a state of protruding downward from the lower surface of the member 5, that is, the lower surface (front surface) of the cutter plate 1 facing the face A. The roller bit 6 is pivotally supported by the spoke 3 and the ring member 5 so that the rotation direction thereof coincides with the rotation direction of the cutter plate 1.
[0015]
Further, the cutter plate 1 excavates the side edge of each excavated material intake opening 4 facing the rotation direction of the cutter plate, that is, the side edge 3a of each spoke 3 facing the rotation direction of the cutter plate 1. Cutter through the excavated material taking-in opening 4 while scraping the excavated material (hereinafter simply referred to as “sludge”) such as rubbing and earth and sand from the outer peripheral end side toward the inner peripheral end side of the cutter plate 1 as the cutter plate 1 rotates. A scraper 7 is attached to the back side of the plate, that is, the upper side facing the machine.
[0016]
In this way, in order to construct the scraper 7 so as to scrape the excavation gap from the outer peripheral end side toward the inner peripheral end side of the cutter plate 1 in accordance with the rotation of the cutter plate 1, The side edge 3a facing the rotation direction of the cutter plate 1 is moved from the inner peripheral end connected to the rotation center portion 2 of the cutter plate 1 toward the outer peripheral end connected to the ring member 5. 1, the upper half of the scraper 7 formed in a rectangular plate shape in the width direction is fixed along the inclined side edge 3 a, and the face A The gap is scraped into the machine from the lower edge that protrudes toward the upper side toward the upper edge that faces the inside of the machine, that is, inclined in the direction opposite to the rotational direction of the cutter plate 1. It has a structure. The protruding width of the scraper 7 from the spoke 3 is substantially equal to the protruding dimension of the roller bit 6 from the spoke 3.
[0017]
The scraper 7 is a narrow rectangular plate by fixing a plurality of rectangular short pieces having a constant thickness to the side edges 3a of the spokes 3 in order by connecting them in parallel with an appropriate fixing tool such as a bolt. A long side edge (tip edge) on the lower end side which is formed in a shape and protrudes from the spoke 3 toward the face A is formed on the scraping blade 7a and the scraping blade As described above, the cutter plate 1 is inclined in the counter-rotating direction toward the upper end edge fixed to the side edge 3a of the spoke 3 from 7a, and the scraper 7 moves the excavation slip into the machine as the cutter plate 1 rotates. It is configured to scrape up.
[0018]
2 and 3, the side edge 3 a of the spoke 3 to which the scraper 7 is fixed is opposite to the imaginary line Y in the radial direction passing through the center of the cutter plate 1 in the direction opposite to the rotation direction of the cutter plate 1. Are formed on the linear side edge 3a parallel to the imaginary line Y with a small gap between them, but the outer end of the imaginary line Y in the radial direction passing through the center of the cutter plate 1 as shown in FIG. The outer edge of the side edge 3a is substantially matched with the outer edge of the side edge 3a, and the straight edge 3a is inclined from the virtual line Y in the direction opposite to the rotation direction of the cutter plate 1 toward the inner edge. Good. Further, as shown by a two-dot chain line in FIG. 5, it is formed on a curved side edge curved in a concave arc shape in a direction opposite to the rotation direction of the cutter plate 1 from the outer peripheral end toward the inner peripheral end. In short, the outer peripheral end side precedes the inner peripheral end side with respect to the rotation direction of the cutter plate 1, and the excavation gap is scraped from the outer peripheral end side of the side edge 3a toward the inner peripheral end side. Should be formed.
[0019]
The rotation center portion 2 of the cutter plate 1 is formed in a flat plate shape whose upper and lower surfaces are flat in the horizontal direction, and a plurality of roller bits 6a are mounted on the lower surface of the rotation center portion 2. In addition, the gap excavated by these roller bits 6a from the outer peripheral portion of the lower surface of the rotation center portion 2 to the inner peripheral end portion of the spoke 3 is directed toward the inner peripheral end portion of the excavated material intake opening 4. The excavated material scraping feed plate 8 is provided in a projecting manner. The excavated material scraping plate 8 curves in a gently convex arc shape in the opposite direction to the rotation direction of the cutter plate 1 from the inner end on the rotation center portion 2 side toward the outer end on the inner peripheral end portion side of the spoke 3. Thus, the curved surface is formed so that the gap excavated by the roller bit 6a is fed toward the inner peripheral end of the excavated material intake opening 4 as described above.
[0020]
On the other hand, on the upper surface of each of the spokes 3, that is, on the rear surface facing the inside of the machine, as shown in FIG. 3, the other side edge 3b opposite to the side edge 3a on which the scraper 7 is mounted on the spoke 3. An excavation guide 9 having a fixed height is projected along the outer edge of the excavation guide 9 and the outer end of the excavation guide 9 is formed in an arc shape toward the outer end of the side edge 3a to which the scraper 7 is attached. The outer end of the spoke 3 is bent in the width direction and the outer end thereof is brought into contact with the outer end face of the scraper 7. Accordingly, the slip lifted into the cutter plate 1 by the scraper 7 is prevented from dropping again from the excavated material intake opening 4 to the face A side by the excavated material guide 9 on the back surface of the spoke 3 (on the upper surface). ) Are gathered toward the rotation center portion 2.
[0021]
Each of the spokes 3 constituting the cutter plate 1 may protrude horizontally from the rotation center portion 2 toward the outer peripheral end. However, in the spoke 3 shown in FIG. The excavated matter storage recess 10 is formed on the upper surface side (rear surface side) of the rotation center portion 2 so as to be gently inclined upward from the outer periphery toward the outer peripheral end.
[0022]
The cylindrical body 11 of the shaft excavator in which the cutter plate 1 is rotatably disposed in the lower end opening portion is composed of a lower body 11a and an upper body 11b that are refractorably connected to each other, and the lower body 11a. A partition wall 12 is provided on the bottom surface of the partition wall 12 so as to project downward from the bottom surface of the partition wall 12 and project from the outer peripheral end of the cutter plate 1 toward the inner periphery. A drive motor that is rotatably supported on a ring member 1b fixed to the inner ends of a plurality of arm members 1a and is installed on the upper surface of the partition wall 12 in a rack 13 formed on the inner peripheral surface of the ring member 1b. The pinion 15 fixed to the rotating shaft 14 is meshed, and the cutter plate 1 is rotated by the drive motor 14.
[0023]
Further, the excavated material unloading means 16 comprising a bucket conveyor is vertically installed and disposed at the center of the cylindrical body 11, and the lower end of the excavated material unloading means 16 is connected to the rotation center 2 of the cutter plate 1. The upper storage portion (not shown) temporarily shifts the gap from the bucket that faces the upper excavated material storage recess 10 and protrudes upward from the center portion of the upper body 11b and reverses at the upper end portion. Then, it is stored and discharged from the storage part to the ground by the following appropriate unloading means. As such excavated material carrying means 16, other carrying means such as a screw conveyor may be adopted in addition to the bucket conveyor.
[0024]
Also, a plurality of front grippers 17 and rear grippers 18 that support the shaft excavator by pressure bonding to the excavation ground are disposed on the lower end portion of the lower body 11a and the upper body 11b, and these grippers 17, 18 Each is configured to be expanded and contracted in the inner and outer radial directions by a hydraulic jack, and to be crimped to and detached from the excavated ground, and on the inner peripheral surface of the upper body 11b, a plurality of propulsion jacks are provided at regular intervals in the circumferential direction. 19 are attached, and the rods of these propulsion jacks 19 are in contact with the lower end surface of the lining segment S constructed on the inner peripheral surface of the shaft T excavated by extending and contracting upward from the upper end of the upper body 11b. The segment S is configured to support the propulsion reaction force.
[0025]
Further, an intermediate partition wall 20 is stretched at an intermediate portion in the longitudinal direction of the upper body 11b, and the intermediate partition wall 20 and the partition wall 12 of the lower body 11a are connected by a plurality of adjusting jacks 21. The operation of the adjustment jack 21 allows the lower body 11a to be adjusted with respect to the upper body 11b in the direction of digging. In the figure, reference numeral 22 denotes an erector disposed on the upper end opening side of the upper body 11b.
[0026]
In order to dig up the vertical shaft T vertically by the vertical shaft excavator configured as described above, at least one of the front gripper 17 and the rear gripper 18 is slidably pressed against the excavation wall surface of the vertical shaft T, and the vertical excavator moves down. In a supported state, the cutter plate 1 is rotated by the drive motor 14, and the reaction force of the propulsion jack 19 is supported by the lining segment S that has already been constructed, and the rods of these propulsion jacks 19 are extended. . The shaft excavator always acts in the direction in which the cutter plate 1 is pressed against the face A by its own weight, and the front gripper 17 and the rear gripper 18 prevent the weight of the shaft excavator from acting on the face A. Since the propulsion jack 19 is extended while being supported by the shaft T, the propulsive force of the propulsion jack 19 can be small.
[0027]
When the shaft excavator is propelled vertically downward by the extension of the propulsion jack 19, the cutter plate 1 rotates in a state of being pressed against the face A, and a plurality of spokes projecting radially from the rotation center portion 2 thereof. The rock face of the face is cut down and excavated by the roller bit 6 attached to No. 3. The gap excavated by this roller bit 6 is the back side of the cutter plate 1 through the excavated material intake opening 4 by the scraper 7 protruding from the side edge 3a of each spoke 3 constituting the cutter plate 1, that is, While being scraped up to the upper surface side and being scraped from the outer peripheral end side to the inner peripheral end side of the spoke 3, it is fed out to the back surface of each spoke 3, that is, the upper surface, and the scraper 7 in each spoke 3 is mounted. The excavated material guide 9 protruding along the other side edge 3b opposite to the side edge 3a is prevented from slipping again from the excavated material intake opening 4 to the face A side. Along the excavated material guide 9, the gap is gathered to the excavated material storage recess 10 on the rotation center of the cutter plate 1.
[0028]
On the other hand, the gap excavated by the plurality of roller bits 6a mounted on the lower surface of the rotation center portion 2 of the cutter plate 1 projects from the rotation center portion 2 to the inner peripheral end portion of the lower surface of the spoke 3. The excavated material scraping feed plate 8 feeds toward the inner peripheral end of the excavated material intake opening 4 and the scraper 7 scrapes the inner surface of the excavated material intake opening 4 toward the storage recess 10 side. The excavated material storage recess 10 is collected from within the end.
[0029]
In this way, the slip gathered on the excavated matter storage recess 10 is carried upward while being scooped by the bucket of the excavated matter carrying means 16 or the like. Each time a shaft portion of a predetermined depth is excavated by the cutter plate 1 while propelling the shaft excavator, the segment S is assembled into a ring shape on the excavation wall surface by the erector 22 arranged on the upper body 11b side. Again, the shaft T is cut down by the shaft excavator as described above while supporting the propulsion reaction force of the propulsion jack 19 on the lower end surface of the segment S, and the excavation gap is removed from the cutter plate 1 by the scraper 7 as described above. This is gathered in the storage recess 10 on the center of rotation and unloaded by the excavated material unloading means 16, and this operation is repeated to excavate the vertical shaft T to a predetermined depth.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the cutter plate of the shaft excavator of the present invention, as described in claim 1, the shaft excavation that is rotatably disposed at the lower end of the cylindrical body and excavates the ground in the downward direction. A cutter plate for a machine, wherein a plurality of excavated material intake openings are provided at regular intervals in the circumferential direction, and a number of roller bits project from a lower surface facing the face, and the excavated material A scraper that scoops up the excavated material from the outer peripheral end side of the cutter plate toward the center side toward the center side at the side edge of the intake opening portion facing the rotation direction of the cutter plate, to the back side of the cutter plate through the excavated material intake opening portion. Even though the cutter plate is oriented vertically downward on the excavation surface, the excavated material excavated by the roller bit is passed through the excavated material intake opening by the scraper on the cutter plate, that is, the machine. Can be scraped up toward the center of the cutter plate, and the excavated material can be gathered on the center of the cutter plate without dropping again from the excavated material intake opening to the face side. . Therefore, the excavated material can be carried out smoothly and reliably through the cabin.
[0031]
Further, the cutter plate is provided with a plurality of spokes radially from the rotation center side toward the outer peripheral end, a plurality of roller bits projecting from the lower surface of these spokes, and an excavated object between adjacent spokes. Cutter plate that forms a take-in opening and that faces the edge of each spoke facing the rotation direction of the cutter plate in the radial direction of the cutter plate from the end on the center side of the cutter plate toward the end on the outer peripheral side The upper half of the scraper is fixed to the inclined side edge, and the excavated material is scraped up into the machine from the lower edge facing the face of the scraper toward the upper edge. Since the sloped surface of the scraper is inclined in the direction of scraping the drilled material from the lower edge to the upper edge, the drilled material is taken in and opened according to the rotation of the cutter plate. While scraping up the excavated material, the scraper can move up so that the outer peripheral end side precedes the rotational direction of the cutter plate from the inner peripheral end side. It can be scraped smoothly toward the center of the cutter plate.
[0032]
Further, according to the invention of claim 2 , the above-mentioned spokes constituting the cutter plate include the excavated material scraped up by the scraper on the upper surface facing the machine inner side through the excavated material intake opening. Since the excavated material guide is guided to the center of the upper surface of the excavated material, the excavated material guide can reliably prevent the excavated material from falling from the drilled material intake opening to the face side again. The excavated material can be smoothly fed along the excavated material guide toward the center of rotation of the cutter plate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shaft excavator,
FIG. 2 is a front view of the cutter plate as seen from below the shaft excavator,
FIG. 3 is a rear view of the cutter plate as seen from above the shaft excavator,
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the spoke part,
FIG. 5 is a simplified front view showing another structure of the cutter plate.
[Explanation of symbols]
1 Cutter plate 2 Center of rotation 3 Spoke
3a Side edge 4 Excavated material intake opening 6 Roller bit 7 Scraper 8 Excavated material scraping plate 9 Excavated material guide
10 Excavation storage recess
11 Tubular fuselage A Face face T Vertical shaft

Claims

It is a cutter plate of a shaft excavator that is rotatably arranged at the lower end of the cylindrical body and excavates the ground in the downward direction. The cutter plate has a plurality of spokes from the rotation center side toward the outer peripheral end. A plurality of roller bits are provided on the lower surface of the spokes so as to project radially, and an excavation take-in opening is formed between adjacent spokes, and the side facing the rotation direction of the cutter plate in each spoke. The edge is inclined in the rotational direction of the cutter plate from the end on the cutter plate center side to the outer peripheral end with respect to the radial direction of the cutter plate, and a scraper is fixed to the inclined side edge, and A cutter plate for a shaft excavator, characterized in that the excavated material is inclined in the direction of scooping up the machine from the lower end edge facing the face of the scraper toward the upper end edge .

It is a cutter plate of a shaft excavator that is rotatably arranged at the lower end of the cylindrical body and excavates the ground in the downward direction. The cutter plate has a plurality of spokes from the rotation center side toward the outer peripheral end. A plurality of roller bits are provided on the lower surface of the spokes so as to project radially, and an excavation take-in opening is formed between adjacent spokes. Further, a cutter plate in the excavation take-in opening is formed. A scraper is attached to the side edge facing in the rotational direction and scrapes the excavated material from the outer peripheral end side of the cutter plate toward the center while scooping it up to the back side of the cutter plate through the excavated material intake opening. An excavation guide having a fixed height is projected along the other side edge opposite to the side edge on which the scraper is mounted on the upper surface of each spoke facing the inside of the machine. The outer end of the guide is curved in an arc shape toward the outer end of the side edge where the scraper is mounted, crosses the outer periphery of the spoke in the width direction, and the outer end becomes the outer end of the scraper. A cutter plate for a shaft excavator characterized by being in contact with each other .