(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-25
(45)【発行日】2022-11-02
(54)【発明の名称】直列搭載を伴うカッタ筐体
(51)【国際特許分類】
E21D 9/10 20060101AFI20221026BHJP
E21D 9/11 20060101ALI20221026BHJP
【FI】
E21D9/10 K
E21D9/11 Z
(21)【出願番号】P 2019563269
(86)(22)【出願日】2018-05-18
(86)【国際出願番号】 US2018033392
(87)【国際公開番号】W WO2018213706
(87)【国際公開日】2018-11-22
【審査請求日】2021-03-22
(32)【優先日】2017-05-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】522324576
【氏名又は名称】グローバル ティービーエム カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】レナバーグ, カール イー.
(72)【発明者】
【氏名】ガルブレイス, ロス ディー.
(72)【発明者】
【氏名】スメイディング, スティーブン エム.
【審査官】五十幡 直子
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-127182(JP,A)
【文献】米国特許第04193637(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E21D 9/10
E21D 9/11
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
トンネル削孔機械のためのカッタアセンブリであって、
第1の筐体搭載部および第2の筐体搭載部であって、前記第1および第2の筐体搭載部は、前記トンネル削孔機械に固定されるように構成され、各筐体搭載部は、プレート部分と、当接フランジと、複数の離間された座部とを有する、第1の筐体搭載部および第2の筐体搭載部と、
少なくとも2つの離間された橋架支持体と、前記少なくとも2つの橋架支持体によって支持されたシャフトと、前記シャフト上に回転のために搭載された少なくとも1つのカッタリングとを備える、カッタリングアセンブリであって、前記少なくとも2つの橋架支持体はそれぞれ、シャフト搭載部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、前記第1の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第1の端部部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、前記第2の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第2の端部部分とを備え、前記第1および第2の端部部分はそれぞれ、第1の楔面を画定する、カッタリングアセンブリと、
前記当接フランジと前記複数の離間された座部との間の前記第1の筐体搭載部に取付可能である第1の楔部材であって、前記第1の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの前記第1の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する、第1の楔部材と、
前記当接フランジと前記複数の離間された座部との間の前記第2の筐体搭載部に取付可能である第2の楔部材であって、前記第2の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの前記第2の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する、第2の楔部材と
を備える、カッタアセンブリ。
【請求項2】
前記カッタリングアセンブリは、3つの離間された橋架支持体と、前記シャフト上に回転のために搭載された2つのカッタリングとを備える、請求項1に記載のカッタアセンブリ。
【請求項3】
前記少なくとも1つのカッタリングは、前記第1および第2の筐体搭載部と平行な軸を中心として回転するように構成されている、請求項1に記載のカッタアセンブリ。
【請求項4】
前記第1の楔部材は、前記第1の筐体搭載部に調節可能に取付可能であり、前記第1の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体の前記第1の端部部分を前記第1の筐体搭載部の当接フランジに対して圧着し、制御可能圧着力を前記第1の端部部分上に生産するように構成されている、請求項1に記載のカッタアセンブリ。
【請求項5】
前記第1および第2の楔部材はさらに、てこアームおよび少なくとも1つのフランジを画定する、内側部分を備える、請求項1に記載のカッタアセンブリ。
【請求項6】
前記第1および第2の楔部材の内側部分はさらに、一対のフランジを備える、請求項5に記載のカッタリングアセンブリ。
【請求項7】
前記第1および第2の筐体搭載部の当接フランジはさらに、前記少なくとも1つのカッタリングを収容するように構成された少なくとも1つの切り欠きを備える、請求項1に記載のカッタアセンブリ。
【請求項8】
前記第1の楔部材は、前記第1の筐体搭載部の第1の側から前記第1の筐体搭載部の反対側まで延在する、伸長部材である、請求項1に記載のカッタアセンブリ。
【請求項9】
前記第1および第2の筐体搭載部はそれぞれさらに、前記複数の離間された座部に隣接するプレート部分内の横方向チャネルと、前記チャネルに摺動可能に係合し、前記複数の離間された座部に当接するように構成されている、除去可能楔座部とを備え、前記除去可能楔座部はそれぞれ、前記第1および第2の楔部材の対応する着座表面に当接する、請求項1に記載のカッタアセンブリ。
【請求項10】
前記第1および第2の筐体搭載部は、前記第1および第2の筐体搭載部の後端から延在し、前記カッタリングアセンブリが、前記筐体搭載部の後端から、前記橋架支持体の前記第1および第2の端部部材が前記第1および第2の筐体搭載部の当接フランジに当接する位置まで、直線経路に沿って摺動可能であるように、前記少なくとも2つの橋架支持体および前記少なくとも1つのカッタリングに摺動可能に係合するように構成されている、複数のチャネルを画定する、請求項1に記載のカッタアセンブリ。
【請求項11】
第1の筐体搭載部および第2の筐体搭載部をトンネル削孔機械上に搭載するためのカッタリングアセンブリであって、各筐体搭載部は、プレート部分と、当接フランジと、複数の離間された座部とを有し、前記カッタリングアセンブリは、
少なくとも2つの離間された橋架支持体と、
前記少なくとも2つの橋架支持体によって支持されたシャフトと、
前記シャフト上に回転のために搭載された少なくとも1つのカッタリングと
を備え、
前記少なくとも2つの橋架支持体はそれぞれ、シャフト搭載部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、第1の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第1の端部部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、前記第2の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第2の端部部分とを備え、前記第1および第2の端部部分はそれぞれ、第1の楔面を画定し、
第1の楔部材は、前記当接フランジと前記複数の離間された座部との間に前記第1の筐体搭載部に取付可能であり、前記第1の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの前記第1の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定し、
第2の楔部材は、前記当接フランジと前記複数の離間された座部との間に前記第2の筐体搭載部に取付可能であり、前記第2の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの前記第2の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する、カッタリングアセンブリ。
【請求項12】
前記カッタリングアセンブリは、3つの離間された橋架支持体と、前記シャフト上に回転のために搭載された2つのカッタリングとを備える、請求項11に記載のカッタリングアセンブリ。
【請求項13】
前記少なくとも1つのカッタリングは、前記第1および第2の筐体搭載部と平行な軸を中心として回転するように構成されている、請求項11に記載のカッタリングアセンブリ。
【請求項14】
前記第1の楔部材は、前記第1の筐体搭載部に調節可能に取付可能であり、前記第1の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体の第1の端部部分を前記第1の筐体搭載部の当接フランジに対して圧着し、制御可能圧着力を前記第1の端部部分上に生産するように構成されている、請求項11に記載のカッタリングアセンブリ。
【請求項15】
前記第1および第2の楔部材はさらに、てこアームおよび少なくとも1つのフランジを画定する、内側部分を備える、請求項11に記載のカッタアセンブリ。
【請求項16】
前記第1および第2の楔部材の内側部分はさらに、一対のフランジを備える、請求項15に記載のカッタリングアセンブリ。
【請求項17】
前記第1の楔部材は、前記第1の筐体搭載部の第1の側から前記第1の筐体搭載部の反対側まで延在する、伸長部材である、請求項11に記載のカッタアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
(関連出願への相互参照)
本出願は、2017年5月18日に出願された米国仮特許出願第62/508,030号の利益を主張する。上記文献は、その全体として参照することによって本明細書において援用される。
【0002】
(背景)
トンネル削孔機械(「TBM」)は、トンネルを種々の土壌および岩石層内に形成するためのトンネル掘削装置である。従来のTBMは、最小限の付帯的擾乱を伴って、平滑円形トンネル壁を生産する。Lindbergh et al.の米国特許第8,172,334号(参照することによってその全体として本明細書に援用される)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、全面回転駆動式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、50、100、またはそれを上回るカッタアセンブリを有し得る。
【0003】
TBMを効率的および信頼性のあるものにした打開策は、James S.Robbinsによって開発された回転カッタヘッドの発明であった。当初、RobbinsのTBMは、円形運動で回転する剛性スパイクを使用したが、スパイクは、頻繁に破損しがちであった。彼は、これらの研削スパイクとより長く持続する回転可能カッタアセンブリを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。以降、現代のTBMは、回転可能カッタアセンブリを含む。
【0004】
動作時、カッタヘッドは、カッタアセンブリのうち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、削孔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、カッタヘッドを岩石または地面に対して押圧する。カッタヘッドは、カッタアセンブリが表面に対して強制的に押圧されるにつれて、それらが、表面に沿って転動し、材料を表面から破砕、弛緩、研削、除去、および/または破壊するように、縦軸を中心として回転する。
【0005】
Lindbergh et al.に図示されるように、回転可能カッタアセンブリは、カッタリングが、カッタヘッドの面から前方に延在し、覆土岩石壁に係合するように、TBMカッタヘッド内の筐体の中に搭載される。TBMの動作の間、カッタヘッドは、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、押圧される一方、カッタヘッドは、その軸を中心として回転される。カッタアセンブリのカッタリングの端部は、トンネル面に係合し、壁の表面を破砕および粉砕させる、局所応力を生産する。破砕および弛緩された材料は、収集および除去され、徐々に、トンネルを形成する。
【0006】
カッタヘッドおよびカッタアセンブリは、トンネル削孔動作の間、非常に大きな力を受ける。いったんトンネルの掘削が開始されると、カッタアセンブリを修理または交換することは、アセンブリが原位置でアクセスすることが困難であり、カッタアセンブリが、重く、多くの場合、数百ポンドであるため、非常に困難である。トンネルは、多くの場合、有意な深度にあり、対応して、高周囲圧力を伴う。したがって、カッタヘッド内へのカッタアセンブリの配設は、トンネル削孔と関連付けられた極限条件下でも、非常に確実かつおよび信頼性のあるものであることが重要である。
【0007】
本明細書の
図1は、トンネル削孔機械のための従来のカッタリングアセンブリ10筐体の分解図を示す。カッタリングアセンブリ10は、軸14を中心とした回転のためにシャフト13上に回転可能に搭載される、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、概して、シャフト13上に搭載され、シャフト13を中心としたハブ12およびカッタリング15の回転を提供する。
【0008】
図1に示されるカッタ筐体アセンブリは、離間された筐体搭載部20L、20Rを備える。カッタリング15のための回転軸14は、筐体搭載部20L、20Rと略垂直である。シャフト13の反対端部は、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形状チャネル21内において、筐体搭載部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の反対端部を筐体搭載部20L、20Rの後面に位置付け、L形状チャネル21の長脚部21Aに係合することによって配設される。カッタアセンブリ10は、L形状チャネル21の長脚部21Aに沿って摺動し、次いで、L形状チャネル21のより短い脚部21B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一対の楔係止アセンブリ22Aを用いて、カッタアセンブリ10を筐体搭載部20L、20Rに固着させる。
【0009】
楔係止アセンブリ22Aはそれぞれ、楔22と、圧着ブロック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の端部上の角度付けられた面に当接するように位置付けられ、圧着ブロック24は、関連付けられた筐体搭載部20L、20R上の当接表面25に係合する。ボルト23が、楔22、スリーブ28、および圧着ブロック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に設計仕様までトルクをかけることによって緊張されるにつれて、楔22は、カッタアセンブリ10を定位置に係止する。
【0010】
実践では、本搭載は、ある課題および不利点を提示する。例えば、筐体搭載部20L、20Rは、典型的には、例えば、溶接または同等物によって、TBM上に硬く搭載される。筐体搭載部は、したがって、それらが損傷される場合、除去および交換が困難である。筐体搭載部が損傷される場合、典型的には、原位置で交換されなければならず、これは、特に、困難であり、長期間にわたって、TBMを操業停止させ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0012】
(要約)
本概要は、下記の発明を実施するための形態にさらに説明される、一連の概念を簡略化された形態で導入するために提供される。本概要は、請求される主題の重要な特徴を識別することを意図するものではなく、または請求される主題の範囲を判定することの補助として使用されるように意図されるものでもない。
【0013】
トンネル削孔機械のためのカッタアセンブリは、トンネル削孔機械の主要カッタホイールに固定されることになる、第1の筐体搭載部と、第2の筐体搭載部とを含む。各筐体搭載部は、プレート部分と、当接フランジと、複数の離間された座部とを有する。筐体搭載部に配設されるように構成される、カッタリングアセンブリは、少なくとも2つの離間された橋架支持体と、少なくとも2つの橋架支持体によって支持される、シャフトと、シャフト上に回転のために搭載される、少なくとも1つのカッタリングとを含む。少なくとも2つの橋架支持体はそれぞれ、シャフト搭載部分と、シャフト搭載部分から延在し、第1および第2の筐体搭載部当接フランジのうちの対応する1つに当接するように構成される、第1および第2の端部部分とを含む。第1および第2の端部部分はそれぞれ、第1の楔面を画定する。第1および第2の楔部材は、当接フランジと複数の離間された座部との間に、第1および第2の筐体搭載部に取付可能である。第1の楔部材は、少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの第1の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する。第2の楔部材は、少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの第2の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する。
【0014】
ある実施形態では、カッタリングアセンブリは、3つの離間された橋架支持体と、シャフト上に回転のために搭載される、2つのカッタリングとを含む。
【0015】
ある実施形態では、少なくとも1つのカッタリングは、第1および第2の筐体搭載部と平行な軸を中心として回転するように構成される。
【0016】
ある実施形態では、第1の楔部材は、第1の筐体搭載部に調節可能に取り付けられ、少なくとも2つの橋架支持体の第1の端部部分を第1の筐体搭載部の当接フランジに対して圧着し、制御可能圧着力を第1の端部部分上に生産するように構成される。
【0017】
ある実施形態では、第1および第2の楔部材はさらに、てこアームおよび少なくとも1つのフランジを画定する、内側部分を含む。
【0018】
ある実施形態では、第1および第2の楔部材の内側部分は、一対のフランジを含む。
【0019】
ある実施形態では、第1および第2の筐体搭載部の当接フランジは、少なくとも1つのカッタリングを収容するように構成される、少なくとも1つの切り欠きを有する。
【0020】
ある実施形態では、第1の楔部材は、第1の筐体搭載部の第1の側から第1の筐体搭載部の反対側まで延在する、伸長部材である。
【0021】
ある実施形態では、第1および第2の筐体搭載部はそれぞれさらに、複数の離間された座部に隣接するプレート部分内の横方向チャネルと、チャネルの中に摺動し、複数の離間された座部に当接する、除去可能楔座部とを含む。除去可能楔座部はそれぞれ、第1および第2の楔部材の対応する着座表面に当接する。
【0022】
ある実施形態では、第1および第2の筐体搭載部は、第1および第2の筐体搭載部の後端から延在し、カッタリングアセンブリが、筐体搭載部の後端から、橋架支持体の第1および第2の端部部材が第1および第2の筐体搭載部の当接フランジに当接する位置まで、直線経路に沿って摺動可能であるように、橋架支持体およびカッタリングに係合するように構成される、チャネルを画定する。
【0023】
トンネル削孔機械のためのカッタリングアセンブリは、トンネル削孔機械に固定される第1および第2の筐体搭載部を有し、各筐体搭載部は、プレート部分と、当接フランジと、複数の離間された座部とを有し、カッタリングアセンブリは、少なくとも2つの離間された橋架支持体と、少なくとも2つの橋架支持体によって支持される、シャフトと、シャフト上に回転のために搭載される、少なくとも1つのカッタリングとを有する。少なくとも2つの橋架支持体はそれぞれ、シャフト搭載部分と、シャフト搭載部分から延在し、第1の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成される、第1の端部部分と、シャフト搭載部分から延在し、第2の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成される、第2の端部部分とを有する。第1および第2の端部部分はそれぞれ、第1の楔面を画定する。第1の楔部材は、当接フランジと複数の離間された座部との間に第1の筐体搭載部に取付可能であり、第1の楔部材は、少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの第1の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する。第2の楔部材は、当接フランジと複数の離間された座部との間に第2の筐体搭載部に取付可能であり、第2の楔部材は、少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの第2の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する。
【0024】
ある実施形態では、カッタリングアセンブリは、3つの離間された橋架支持体と、シャフト上に回転のために搭載される、2つのカッタリングとを備える。
【0025】
ある実施形態では、少なくとも1つのカッタリングは、第1および第2の筐体搭載部と平行な軸を中心として回転するように構成される。
【0026】
ある実施形態では、第1の楔部材は、第1の筐体搭載部に調節可能に取付可能であり、第1の楔部材は、少なくとも2つの橋架支持体の第1の端部部分を第1の筐体搭載部の当接フランジに対して圧着し、制御可能圧着力を第1の端部部分上に生産するように構成される。
【0027】
ある実施形態では、第1および第2の楔部材はさらに、てこアームおよび少なくとも1つのフランジを画定する、内側部分を備える。
【0028】
ある実施形態では、第1および第2の楔部材の内側部分はさらに、一対のフランジを備える。
【0029】
ある実施形態では、第1の楔部材は、第1の筐体搭載部の第1の側から第1の筐体搭載部の反対側まで延在する、伸長部材である。
【0030】
トンネル削孔機械のためのカッタリングアセンブリは、第1の筐体搭載部および第2の筐体搭載部を有し、各筐体搭載部は、プレート部分と、当接フランジと、複数の離間された座部とを有し、カッタリングアセンブリは、少なくとも2つの離間された橋架支持体と、少なくとも2つの橋架支持体によって支持される、シャフトと、シャフト上に回転のために搭載される、少なくとも1つのカッタリングとを含む。少なくとも2つの橋架支持体はそれぞれ、シャフト搭載部分と、シャフト搭載部分から延在し、第1の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成される、第1の端部部分と、シャフト搭載部分から延在し、第2の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成される、第2の端部部分とを備え、第1および第2の端部部分はそれぞれ、第1の楔面を画定する。
【0031】
ある実施形態では、カッタリングアセンブリは、3つの離間された橋架支持体と、シャフト上に回転のために搭載される、2つのカッタリングとを備える。
【0032】
ある実施形態では、少なくとも1つのカッタリングは、第1および第2の筐体搭載部と平行な軸を中心として回転するように構成される。
【0033】
本発明の前述の側面および付帯利点の多くは、それらが、付随の図面と関連して検討されるとき、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、より深く理解されるにつれて、より容易に理解されるであろう。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
トンネル削孔機械のためのカッタアセンブリであって、
第1の筐体搭載部および第2の筐体搭載部であって、前記第1および第2の筐体搭載部は、前記トンネル削孔機械に固定されるように構成され、各筐体搭載部は、プレート部分と、当接フランジと、複数の離間された座部とを有する、第1の筐体搭載部および第2の筐体搭載部と、
少なくとも2つの離間された橋架支持体と、前記少なくとも2つの橋架支持体によって支持されたシャフトと、前記シャフト上に回転のために搭載された少なくとも1つのカッタリングとを備える、カッタリングアセンブリであって、前記少なくとも2つの橋架支持体はそれぞれ、シャフト搭載部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、前記第1の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第1の端部部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、前記第2の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第2の端部部分とを備え、前記第1および第2の端部部分はそれぞれ、第1の楔面を画定する、カッタリングアセンブリと、
前記当接フランジと前記複数の離間された座部との間の前記第1の筐体搭載部に取付可能である第1の楔部材であって、前記第1の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの前記第1の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する、第1の楔部材と、
前記当接フランジと前記複数の離間された座部との間の前記第2の筐体搭載部に取付可能である第2の楔部材であって、前記第2の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの前記第2の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する、第2の楔部材と
を備える、カッタアセンブリ。
(項目2)
前記カッタリングアセンブリは、3つの離間された橋架支持体と、前記シャフト上に回転のために搭載された2つのカッタリングとを備える、項目1に記載のカッタアセンブリ。
(項目3)
前記少なくとも1つのカッタリングは、前記第1および第2の筐体搭載部と平行な軸を中心として回転するように構成されている、項目1に記載のカッタアセンブリ。
(項目4)
前記第1の楔部材は、前記第1の筐体搭載部に調節可能に取付可能であり、前記第1の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体の前記第1の端部部分を前記第1の筐体搭載部の当接フランジに対して圧着し、制御可能圧着力を前記第1の端部部分上に生産するように構成されている、項目1に記載のカッタアセンブリ。
(項目5)
前記第1および第2の楔部材はさらに、てこアームおよび少なくとも1つのフランジを画定する、内側部分を備える、項目1に記載のカッタアセンブリ。
(項目6)
前記第1および第2の楔部材の内側部分はさらに、一対のフランジを備える、項目5に記載のカッタリングアセンブリ。
(項目7)
前記第1および第2の筐体搭載部の当接フランジはさらに、前記少なくとも1つのカッタリングを収容するように構成された少なくとも1つの切り欠きを備える、項目1に記載のカッタアセンブリ。
(項目8)
前記第1の楔部材は、前記第1の筐体搭載部の第1の側から前記第1の筐体搭載部の反対側まで延在する、伸長部材である、項目1に記載のカッタアセンブリ。
(項目9)
前記第1および第2の筐体搭載部はそれぞれさらに、前記複数の離間された座部に隣接するプレート部分内の横方向チャネルと、前記チャネルに摺動可能に係合し、前記複数の離間された座部に当接するように構成されている、除去可能楔座部とを備え、前記除去可能楔座部はそれぞれ、前記第1および第2の楔部材の対応する着座表面に当接する、項目1に記載のカッタアセンブリ。
(項目10)
前記第1および第2の筐体搭載部は、前記第1および第2の筐体搭載部の後端から延在し、前記カッタリングアセンブリが、前記筐体搭載部の後端から、前記橋架支持体の前記第1および第2の端部部材が前記第1および第2の筐体搭載部の当接フランジに当接する位置まで、直線経路に沿って摺動可能であるように、前記少なくとも2つの橋架支持体および前記少なくとも1つのカッタリングに摺動可能に係合するように構成されている、複数のチャネルを画定する、項目1に記載のカッタアセンブリ。
(項目11)
第1の筐体搭載部および第2の筐体搭載部をトンネル削孔機械上に搭載するためのカッタリングアセンブリであって、各筐体搭載部は、プレート部分と、当接フランジと、複数の離間された座部とを有し、前記カッタリングアセンブリは、
少なくとも2つの離間された橋架支持体と、
前記少なくとも2つの橋架支持体によって支持されたシャフトと、
前記シャフト上に回転のために搭載された少なくとも1つのカッタリングと
を備え、
前記少なくとも2つの橋架支持体はそれぞれ、シャフト搭載部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、第1の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第1の端部部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、前記第2の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第2の端部部分とを備え、前記第1および第2の端部部分はそれぞれ、第1の楔面を画定し、
第1の楔部材は、前記当接フランジと前記複数の離間された座部との間に前記第1の筐体搭載部に取付可能であり、前記第1の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの前記第1の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定し、
第2の楔部材は、前記当接フランジと前記複数の離間された座部との間に前記第2の筐体搭載部に取付可能であり、前記第2の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体のそれぞれの前記第2の端部部分の第1の楔面に摺動可能に係合する、第2の楔面を画定する、カッタリングアセンブリ。
(項目12)
前記カッタリングアセンブリは、3つの離間された橋架支持体と、前記シャフト上に回転のために搭載された2つのカッタリングとを備える、項目11に記載のカッタリングアセンブリ。
(項目13)
前記少なくとも1つのカッタリングは、前記第1および第2の筐体搭載部と平行な軸を中心として回転するように構成されている、項目11に記載のカッタリングアセンブリ。
(項目14)
前記第1の楔部材は、前記第1の筐体搭載部に調節可能に取付可能であり、前記第1の楔部材は、前記少なくとも2つの橋架支持体の第1の端部部分を前記第1の筐体搭載部の当接フランジに対して圧着し、制御可能圧着力を前記第1の端部部分上に生産するように構成されている、項目11に記載のカッタリングアセンブリ。
(項目15)
前記第1および第2の楔部材はさらに、てこアームおよび少なくとも1つのフランジを画定する、内側部分を備える、項目11に記載のカッタアセンブリ。
(項目16)
前記第1および第2の楔部材の内側部分はさらに、一対のフランジを備える、項目15に記載のカッタリングアセンブリ。
(項目17)
前記第1の楔部材は、前記第1の筐体搭載部の第1の側から前記第1の筐体搭載部の反対側まで延在する、伸長部材である、項目11に記載のカッタアセンブリ。
(項目18)
第1の筐体搭載部および第2の筐体搭載部を有する、トンネル削孔機械のためのカッタリングアセンブリであって、各筐体搭載部は、プレート部分と、当接フランジと、複数の離間された座部とを有し、前記カッタリングアセンブリは、
少なくとも2つの離間された橋架支持体と、
前記少なくとも2つの橋架支持体によって支持されたシャフトと、
前記シャフト上に回転のために搭載された少なくとも1つのカッタリングと
を備え、
前記少なくとも2つの橋架支持体はそれぞれ、シャフト搭載部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、第1の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第1の端部部分と、前記シャフト搭載部分から延在し、前記第2の筐体搭載部当接フランジに当接するように構成されている、第2の端部部分とを備え、前記第1および第2の端部部分はそれぞれ、第1の楔面を画定する、カッタリングアセンブリ。
(項目19)
前記カッタリングアセンブリは、3つの離間された橋架支持体と、前記シャフト上に回転のために搭載された2つのカッタリングとを備える、項目18に記載のカッタリングアセンブリ。
(項目20)
前記少なくとも1つのカッタリングは、前記第1および第2の筐体搭載部と平行な軸を中心として回転するように構成されている、項目18に記載のカッタリングアセンブリ。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【
図1】
図1は、先行技術カッタアセンブリおよび搭載システムの斜視部分分解図である。
【
図2】
図2は、本発明による、カッタアセンブリの斜視図であり、反対に配置される筐体搭載部に直列に搭載するために構成される、ツインカッタリングアセンブリを有する。
【
図3】
図3は、
図2に示されるカッタアセンブリの正面図である。
【
図4】
図4は、
図3に示される断面4-4を通した
図2に示されるカッタアセンブリの断面側面図である。
【
図5】
図5は、
図2に示されるカッタアセンブリの平面図である。
【
図6A】
図6A-6Dは、
図2に示されるカッタアセンブリのための組立シーケンスを図示する。
【
図6B】
図6A-6Dは、
図2に示されるカッタアセンブリのための組立シーケンスを図示する。
【
図6C】
図6A-6Dは、
図2に示されるカッタアセンブリのための組立シーケンスを図示する。
【
図6D】
図6A-6Dは、
図2に示されるカッタアセンブリのための組立シーケンスを図示する。
【発明を実施するための形態】
【0035】
(詳細な説明)
トンネル削孔機械のための回転式主要カッタヘッドは、典型的には、カッタヘッドに搭載され、削孔されるべき層、岩石、および/または土壌に係合するように位置付けられる、いくつかのカッタアセンブリを有するであろう。カッタアセンブリの数および場所は、例えば、カッタヘッドのサイズおよびトンネル削孔機械によって遭遇されるであろう材料の特性に応じて、トンネル削孔機械間で変動するであろう。カッタヘッドはまた、トンネル削孔を促進するための他のデバイス、例えば、非回転式スパイクまたは同等物を有してもよい。
【0036】
本発明による、カッタアセンブリ100(搭載構成要素を含む)は、
図2における斜視図に示される。カッタアセンブリ100の正面図は、
図3に示される。カッタアセンブリ100は、反対に配置される筐体搭載部120と、本実施形態では、3つの橋架支持体116上の筐体搭載部120間に回転可能に搭載される、2つのカッタリング115を含む、カッタリングアセンブリ110とを含む。典型的には、筐体搭載部120は、例えば、筐体搭載部を対応する搭載プレートに溶接することによって、トンネル削孔機械の主要カッタヘッド上の対応する搭載プレート(図示せず)に半恒久的に固定される。
【0037】
一対の伸長楔部材130は、橋架支持体116を筐体搭載部120のうちの関連付けられた1つに固着させる。2つのカッタリング115が、示されるが、本発明によるカッタアセンブリは、1つまたは2つを上回る、カッタリング115を含んでもよいことが、当業者によって理解されるであろう。先行技術カッタアセンブリ、例えば、
図1に示されるカッタアセンブリでは、シャフト13(およびカッタリングの回転軸)は、筐体搭載部20L、20Rと略垂直に配置される。
図2に示されるカッタアセンブリ100内のシャフト113は、筐体搭載部120と平行であり、筐体搭載部120間の中心平面にある。カッタリング115は、したがって、筐体搭載部120と平行であり、それらの間の中心平面における、軸114を中心として回転するように搭載される。
【0038】
筐体搭載部120はそれぞれ、トンネル削孔機械の主要カッタヘッドに固定可能なプレート部分121と、プレート部分121から延在する、前方当接フランジ122と、チャネル125を一体型座部部分124間に画定する、離間された一体型座部部分124を有する、後部部分126とを含む(また、
図6A参照)。当接フランジ122は、随意に、個別のカッタリング115の半径方向外側部分を収容するように定寸され、位置付けられる、1つ以上の切り欠き123を含んでもよい。本実施形態では、現場交換可能楔座部140は、プレート部分121に除去可能に取り付けられ、関連付けられた伸長楔部材130のための交換可能着座構造を提供する。筐体搭載部120のそれぞれ内の横方向チャネル128は、対応する除去可能楔座部140を受容するように構成される。代替として、楔座部は、例えば、一体型座部部分124を延在することによって、対応する筐体搭載部と一体的に形成されてもよい。
【0039】
ここでまた
図4を参照すると、これは、
図3上に示される断面4-4を通したカッタアセンブリ100の断面図を示す。カッタリングアセンブリ110は、橋架支持体116によって固定して支持される、シャフト113を含む。本実施形態では、単一シャフト113が、端部橋架支持体116に係合し、中央橋架支持体116を通して延在する。他の実施形態では、シャフトは、2つ以上の分離可能部分を備えてもよい。カッタリング115はそれぞれ、一対の軸受アセンブリとともに、シャフト113上に回転可能に搭載され、各軸受アセンブリは、シャフト113に係合する、内側軸受レース112Aと、カッタリング115に係合する、外側軸受レース112Bと、複数のテーパ状ローラ軸受112Cとを有する。回転式シール群111もまた、示される。回転式シール群111は、例えば、機械的面シールであってもよい。
【0040】
ここでまた
図5を参照すると、これは、カッタアセンブリ100の平面図を示す。橋架支持体116は、概して、T形状であり、筐体搭載部120間において、そこから離れるように延在する、カッタリング搭載部分117と、筐体搭載部120の対応する当接フランジ122に当接する、楔形状端部部分118とを伴う。橋架支持体116の楔形状端部部分118は、第1の楔面119を画定する。
【0041】
伸長楔部材130はそれぞれ、ボルト90を用いて、筐体搭載部120のうちの対応する1つに除去可能に取り付けられる。
図5を依然として参照すると、各楔部材130は、同一側上の関連付けられた除去可能座部140と橋架支持体端部部分118との間に配置される、楔部分131と、内側部分133とを有する。楔部分131は、除去可能楔座部140に当接する、着座表面138と、第2の楔面139とを画定する。第2の楔面139は、橋架支持体116のそれぞれの関連付けられた端部部分118の第1の楔面119に摺動可能に係合するように構成される。本実施形態では、内側部分133は、楔部分131および関連付けられた筐体搭載部120から内向きに延在し、さらに、離間されたフランジ132を含む。各楔部材130の内側部分133は、楔部材130の弾性断面係数性質を有意に改良する。内側部分133は、本実施形態では、後方に延在し、ユーザに、除去の間、てこアームを提供し、ボルト90が除去された後、楔部材130を筐体搭載部120から外すことを補助することによって、楔部材130の除去を促進し得る(例えば、現場においてアセンブリ100を点検するため)、延在アーム135を含む。
【0042】
各伸長楔部分131は、対応する除去可能座部140と橋架支持体端部部分118との間に延在し、それに摺動可能に係合する。端部部分118の第1の楔面119および楔部分131の第2の楔面139は、楔部材130を対応する筐体搭載部120に向かって押勢することが(取付ボルト90を用いて)、圧着力を橋架支持体端部部分118上に生産するであろうように、摺動可能に係合するように構成されることを理解されたい。楔部分131は、ボルト90が緊締されるにつれて、非常に大きな圧着力が端部部分118上に生産され、大予荷重を楔形状端部部分118上にもたらし得るように定寸および構成される。さらに、予荷重の大きさは、楔部材130の中に設計されてもよい。例えば、より大きい予荷重は、より小さい楔角度を提供することによって、所与のボルト張力に関して達成され得る。
【0043】
橋架支持体116の端部部分118を予荷重することは、トンネル削孔動作の間、構造利点を提供する。特に、カッタリング115は、大きな力を用いて、岩石面(または他の層)に対して押圧され、主要カッタヘッドが回転するにつれて、カッタアセンブリ100を通して反応されなければならない、大きな時変力が、生産される。特に、大きな力は、カッタリング115から、シャフト113、橋架支持体116、楔部材130、次いで、筐体搭載部120(除去可能楔座部140を通して)までの荷重経路を有する。これらの大きな力は、橋架支持体端部部分118を筐体搭載部当接フランジ122との当接部から離れるように押勢する。橋架支持体端部部分118は、端部部分118が当接フランジ122から離れるように移動しないように、トンネル削孔の間、当接フランジ122と楔部材130との間に固着して圧着されたままであることが重要である。カッタリングアセンブリ110では、楔部材130は、端部部分118を外部削孔力と真逆の方向に押勢する。端部部分118を当接フランジ122に向かって予荷重することは、筐体搭載部120内のカッタリングアセンブリ110の望ましくない運動に抵抗する。
【0044】
ここで
図6A-6Dを参照すると、これは、筐体搭載部アセンブリを組み立て、カッタリングアセンブリ110を筐体搭載部120の中に配設するための方法を図示する。最初に、
図6Aを参照すると、除去可能座部140は、本実施形態では、対応する筐体搭載部120の横方向チャネル128に摺動可能に係合するように定寸および成形される、基部部分148を有する、伸長部材である。複数の離間された座部部分144が、基部部分148から延在し、複数のチャネル145を座部部分144間に画定し、座部部分144外のチャネル145を含む。
図6Bにおいて最も明確に見られるように、座部部分144およびチャネル145は、除去可能楔座部140が筐体搭載部120内に配設されると、対応する筐体搭載部120内の対応する一体型座部部分124およびチャネル125に当接し、延在するように構成される。
【0045】
カッタアセンブリ100の一意の側面は、カッタリングアセンブリ110(カッタリング115および橋架支持体116)を収容するように位置する、チャネル125と、除去可能座部部材140が使用される場合、除去可能座部部材140内の対応するチャネル145とであることを理解されたい。これらのチャネル125、145は、カッタリングアセンブリ110が直列に配設(および除去)されることを可能にする。カッタリングアセンブリ110は、橋架支持体116が筐体搭載部120の前方当接フランジ122に当接するまで、カッタリングアセンブリ110を筐体搭載部120の後端から前方に直線経路に沿って摺動させ、次いで、伸長楔部材130を各筐体搭載部120に配設することによって配設される。例えば、ボルト90が、所定のトルクまで緊締され、所望の圧着力を関連付けられた端部部分118上に生産してもよい。
【0046】
したがって、カッタリングアセンブリ110を事前に配設された筐体搭載部120内に配設するために、除去可能楔座部140(含まれる場合)が、対応する筐体搭載部120内の横方向チャネル128の中に位置付けられ、座部140内段階的貫通孔141とチャネル128内のねじ山付き孔129を整合させる。楔座部140は、ボルト90を用いて、筐体搭載部120に固定される。上記に議論されるように、除去可能楔座部140は、主要カッタヘッドからの筐体搭載部120の除去を要求せずに、カッタアセンブリ100が現場において点検されることを可能にする。
【0047】
図6Bに図示されるように、カッタリングアセンブリ110は、次いで、カッタリング115および橋架支持体116が対応するチャネル125に摺動可能に係合するように、筐体搭載部120間に挿入される。カッタリングアセンブリ110は、橋架支持体116の端部部分118が筐体搭載部120の前方当接フランジ122に当接するまで挿入される(
図6C)。
【0048】
伸長楔部材130は、次いで、楔部分131を対応する除去可能楔座部140と橋架支持体端部部分118との間に挿入し、第2の楔面139が、橋架支持体116の対応する端部部分118上の第1の楔面119に係合し、着座表面138が、除去可能楔座部140に係合するように、各楔部材130上の開口134と筐体搭載部120内の対応するねじ山付き開口127を整合させることによって配設される。楔部材130は、次いで、ボルト90を用いて、筐体搭載部120に取り付けられ、これは、所定のトルクまで緊締され、当接フランジ122に対する端部部分118の所望の予荷重を生産する。
【0049】
図6Dに示されるように、カッタアセンブリ100は、カッタリングアセンブリ110が、先行技術搭載システムにおいて一般に要求される側方偏移を要求せずに配設されるため、比較的にコンパクトなサイズである。直列搭載は、特に、カッタリングアセンブリの配設および除去を簡略化し、より多くのカッタリングアセンブリが所与のサイズの主要カッタヘッド上に嵌合することを可能にするため、トンネル削孔機械において有利である。さらに、トンネル削孔機械のためのカッタリングアセンブリは、比較的に大規模な構成要素であり、したがって、特に、現場において、カッタリングアセンブリの位置を側方に偏移させることは、単純タスクではないことを理解されたい。本発明のカッタリングアセンブリ110の直列搭載は、筐体搭載部120を通したアセンブリ110の直列移動のみを用いて、カッタリングアセンブリ110が配設および除去されることを可能にする。さらに、配設および除去の間のカッタリングアセンブリ110の位置付けおよび誘導が、カッタリング115および橋架支持体116を収容し、それに係合する、チャネル125、145によって促進される。
【0050】
例証的実施形態が、図示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、その中に行われることができることを理解されたい。
【0051】
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。