CN113260769B - 掘削工具更换装置及隧道掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明的掘削工具更换装置(100)的引导部(32)包含：引导掘削工具(20)的进退移动的内侧引导部件(35)、和将内侧引导部件以能够向掘进面侧及掘进面相反侧移动的方式支撑的外侧引导部件(36)。在内侧引导部件的掘进面侧端部设置有从掘进面相反侧紧贴于闸板(33)的第一密封部件(39)。

Description

掘削工具更换装置及隧道掘进机

技术领域

本发明涉及一种掘削工具更换装置及隧道掘进机，尤其涉及一种对可装卸地设置于刀盘的掘削工具进行更换的技术。

背景技术

以往公知有一种对隧道掘进机的掘削工具进行更换的掘削工具更换装置。这样的掘削工具更换装置例如公开于日本专利第3589653号公报。

在上述日本专利第3589653号公报中公开了一种切削刀头更换装置，其设置有：切削刀头；引导部，其将切削刀头以能够向掘进面相反侧滑动的方式支撑；滑动闸，其形成有贯入孔部及闸盖部，其中所述贯入孔部供切削刀头从刀具面板突出时贯通；所述闸盖部在使切削刀头移动到掘进面相反侧的状态下封闭切削刀头前表面的开口部；引导部件，其引导滑动闸，该切削刀头更换装置设置有密封部件，该密封部件当滑动闸滑动时在开口部的周围对引导部件与滑动闸之间进行密封。切削刀头以插入到引导机罩与引导盖中的状态进行保持。由引导机罩的滑动闸引导部和引导盖的引导部盖形成了引导部件。密封部件设置于在引导机罩和引导盖上形成的槽部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3589653号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

在上述日本专利第3589653号公报中，在更换切削刀头时，当滑动闸对开口部进行开闭时，引导部件和滑动闸之间的密封部件会与滑动闸发生滑动。密封部件会因与滑动闸的滑动、以及在滑动时侵入的渣土而发生损伤。如果密封部件发生损伤，则不仅会导致密封性降低，还有可能导致密封部件在与滑动闸滑动时发生脱落，密封部件被咬入移动的滑动闸与引导部件的间隙中而引发作业故障。因此，优选能够在密封部件的损伤加重之前更换密封部件。

但是，在上述日本专利第3589653号公报中并未考虑密封部件的更换。虽然在上述日本专利第3589653号公报中并未明示，但是通常认为：为了更换密封部件，需要对掘进面侧的地基进行改性，以防止渣土、泥水流入，并在此基础上，分解引导机罩和引导盖来拆卸滑动闸(也就是说，对切削刀头更换装置整体进行分解)。因此，就上述日本专利第3589653号公报的装置而言，更换密封部件并不容易。

因此，需要一种能够容易地更换密封部件的技术，该密封部件用于在更换掘削工具时抑制渣土、泥水流入。

本发明是为了解决上述的技术问题而完成的，本发明的一个目的在于，提供一种掘削工具更换装置及隧道掘进机，其能够容易地更换用于在更换掘削工具时抑制渣土、泥水流入的密封部件。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明第一方面的掘削工具更换装置是隧道掘进机的掘削工具更换装置，该隧道掘进机具备在前表面配置掘削工具且进行旋转的刀盘，所述掘削工具更换装置具备：可装卸的掘削工具；前面板，其具有向刀盘的掘进面侧开设且供掘削工具通过的开口部；引导部，其经由开口部将掘削工具以能够进退移动的方式支撑；以及闸板，其构成为能够在前面板与引导部之间沿着前面板滑动移动，并对开口部进行开闭，引导部包含：内侧引导部件，其引导掘削工具的进退移动；外侧引导部件，其将内侧引导部件以能够向掘进面侧及掘进面相反侧移动的方式支撑，在内侧引导部件的掘进面侧端部设置有第一密封部件，该第一密封部件从掘进面相反侧紧贴于闸板。

此外，在本说明书中，“隧道掘进机”是广义概念，包括：用于盾构工法的盾构掘进机、用于推进工法的掘进机以及用于山岳隧道工法的隧道钻进机等。盾构掘进机是一种在利用主体及刀盘对抗来自地层土体的土压、泥水压的同时进行扇形段的组装，并从所组装的扇形段获得推进反力来进行掘进的装置。推进工法是一种随着掘进而在前进部追加隧道壁(混凝土、钢制的管)并对其进行推压而使掘进机前进的工法。隧道钻进机是主要用于对岩层等比较硬的地层土体进行掘进，且不具有对抗土压、泥水压的掘进面保持功能的隧道掘进装置。“掘进面侧”是利用刀盘进行掘削的地层土体所在侧，换言之也可以称为掘进方向的前侧。“掘进面相反侧”是掘进面侧的相反侧(坑口侧)，换言之也可以称为掘进方向的后侧。掘削工具的概念是指设置于刀盘的前表面并掘削渣土的工具，包括切削刀头、滚动刀头等。

本发明第一方面的掘削工具更换装置通过如上述那样构成，从而能够使内侧引导部件沿着外侧引导部件向掘进面相反侧移动，从而使在内侧引导部件的掘进面侧端部设置的第一密封部件从外侧引导部件向掘进面相反侧露出，来进行第一密封部件的更换作业。也就是说，通过将内外两重的引导部件中的内侧引导部件拔出，从而不必分解掘削工具更换装置整体就能够更换第一密封部件。由此，能够容易地更换用于在更换掘削工具时抑制渣土、泥水流入的密封部件。

另外，在上述日本专利第3589653号公报那样的以往的掘削工具更换装置中，当开闭滑动闸时，如上所述，滑动闸以紧贴有密封部件的状态移动，因此第一密封部件会因与闸板的滑动而发生损伤。与此相对，根据本发明的上述结构，由于能够使具有第一密封部件的内侧引导部件向掘进面相反侧移动，因此能够以使内侧引导部件移动到掘进面相反侧的状态使闸板移动来关闭开口部。在这种情况下，能够利用内侧引导部件向掘进面相反侧的移动，以第一密封部件与闸板分离的不接触的状态、或者第一密封部件通过比密封时弱的按压力与闸板接触的状态使闸板移动。其结果为，能够抑制因闸板移动时的滑动而引起的第一密封部件的损耗。此外，通过在闸板移动后使内侧引导部件向掘进面侧移动并使第一密封部件紧贴于闸板，从而能够确保密封性。这样，根据本发明，不仅能够容易地更换第一密封部件，而且能够抑制第一密封部件的损耗并减少密封件更换次数。

在上述第一方面的掘削工具更换装置中，优选地，还具备第二密封部件，该第二密封部件以掘削工具经由开口部而配置于刀盘的掘进面侧的突出位置的状态密封开口部，内侧引导部件构成为能够保持掘削工具配置于突出位置的状态从外侧引导部件向掘进面相反侧移动而拔出。如果这样构成，则能够在掘削工具配置于突出位置的状态下，保持利用第二密封部件密封开口部的状态将内侧引导部件拔出并更换第一密封部件。由此，在使内侧引导部件向掘进面相反侧移动时，不必进行用于确保开口部的密封的作业，就能够保持掘削工具配置于突出位置的状态并简单地更换第一密封部件。

在上述第一方面的掘削工具更换装置中，优选地，还具备固定部件，该固定部件将内侧引导部件相对于外侧引导部件固定，内侧引导部件构成为能够通过使利用固定部件而相对于外侧引导部件的固定状态缓和，从而保持经由固定部件而与外侧引导部件连结的状态移动规定距离。此外，“固定部件”的概念包括螺栓(螺丝)、销或键等。通过如上述那样构成，当移动闸板时，能够使内侧引导部件的固定状态缓和，并使内侧引导部件向掘进面相反侧移动规定距离。利用内侧引导部件向掘进面相反侧的移动，能够以使第一密封部件与闸板分离、或者第一密封部件通过比密封时弱的按压力与闸板接触的状态使闸板移动。其结果为，能够抑制因闸板移动时的滑动而引起的第一密封部件的损耗。此外，通过在闸板向闭位置移动后使内侧引导部件向掘进面侧移动并使第一密封部件紧贴于闸板，使内侧引导部件成为固定状态，从而能够确保第一密封部件的密封性。

在上述第一方面的掘削工具更换装置中，优选地，闸板具有倾斜面，该倾斜面随着朝向关闭开口部的方向而向掘进面侧倾斜，且构成为，在闸板关闭开口部的闭位置，倾斜面与第一密封部件紧贴。即，倾斜面以随着朝向关闭开口部的方向而远离第一密封部件的方式倾斜。如果这样构成，则成为可通过倾斜面和与倾斜面对应地倾斜的密封面(配置第一密封部件的面)的接触来确保密封的结构。因此，当关闭闸板时，在闸板的移动距离的大半，倾斜面不与第一密封部件接触，在闸板即将配置于闭位置之前，闸板与第一密封部件开始接触。反之，在打开闸板时，如果闸板离开闭位置，则倾斜面立即不与第一密封部件接触。其结果为，能够抑制因闸板移动时的滑动而引起的第一密封部件的损耗。另外，由于不需要使内侧引导部件向掘进面相反侧移动，因此不需要作业者进行特别的作业就能够抑制第一密封部件的损耗。

在上述第一方面的掘削工具更换装置中，优选地，还具备闸引导部，该闸引导部引导闸板的滑动移动，闸引导部构成为，在闸板关闭开口部的闭位置的近前，将闸板向按压于第一密封部件的方向引导。如果这样构成，则能够以使第一密封部件与闸板分离、或者第一密封部件通过比密封时弱的按压力与闸板接触的状态使闸板移动到闭位置附近。而且，在闸板移动到闭位置的近前为止的阶段，闸引导部将闸板向第一密封部件侧引导，从而使闸板与第一密封部件开始紧贴。反之，当打开闸板时，如果闸板离开闭位置，则立即成为闸板不与第一密封部件接触的状态，或者能够减弱闸板相对于第一密封部件的按压力。其结果为，能够抑制因闸板开闭时的滑动而引起的第一密封部件的损耗。

本发明的第二方面的隧道掘进机具备：刀盘，其在前表面配置有掘削工具；刀具驱动部，其使刀盘旋转；以及掘削工具更换装置，其将掘削工具可更换地支撑，掘削工具更换装置包含：可装卸的掘削工具；前面板，其具有在刀盘的掘进面侧开设且供掘削工具通过的开口部；引导部，其经由开口部将掘削工具以能够进退移动的方式支撑；以及闸板，其构成为能够在前面板与引导部之间沿着前面板滑动移动，并对开口部进行开闭，引导部包含：内侧引导部件，其引导掘削工具的进退移动；外侧引导部件，其将内侧引导部件以能够向掘进面侧及掘进面相反侧移动的方式支撑，在内侧引导部件的掘进面侧端部设置有第一密封部件，该第一密封部件从掘进面相反侧紧贴于闸板。

本发明第二方面的隧道掘进机与上述第一方面同样地，能够通过使内侧引导部件沿着外侧引导部件向掘进面相反侧移动，从而使在内侧引导部件的掘进面侧端部设置的第一密封部件从外侧引导部件向掘进面相反侧露出，来进行第一密封部件的更换作业。由此，能够容易地更换用于在更换掘削工具时抑制渣土、泥水流入的密封部件。

而且，根据上述结构，能够以使内侧引导部件移动到掘进面相反侧的状态使闸板移动并关闭开口部，因此能够抑制因闸板移动时的滑动而引起的第一密封部件的损耗。这样，根据本发明，不仅能够容易地更换第一密封部件，而且能够抑制第一密封部件的损耗并减少密封件更换次数。

(三)有益效果

根据本发明，能够如上述那样容易地更换用于在更换掘削工具时抑制渣土、泥水流入的密封部件。

附图说明

图1是隧道掘进机的示意性纵向剖视图。

图2是表示第一实施方式的掘削工具更换装置的示意性剖视图。

图3是从前面侧观察掘削工具更换装置的示意图。

图4是从后方观察掘削工具更换装置的示意图。

图5是用于说明掘削工具更换装置的结构的示意性立体剖视图。

图6是在掘削工具更换装置上安装了工具保持千斤顶的状态的示意性剖视图。

图7是掘进中的掘削工具更换装置的示意性剖视图。

图8是表示工具保持千斤顶向掘削工具更换装置的安装的剖视图。

图9是表示第一密封部件的更换作业的第一阶段的示意性侧视图。

图10是表示第一密封部件的更换作业的第二阶段的示意性侧视图。

图11是表示第一密封部件的更换作业的第三阶段的示意性侧视图。

图12是表示掘削工具的更换方法的概要的流程图。

图13是表示掘削工具的更换方法中的闸板移动详情的流程图。

图14是表示掘削工具的更换作业的第一阶段的示意性剖视图。

图15是表示掘削工具的更换作业的第二阶段的示意性立体剖视图。

图16是表示临时固定件与槽部之间的间隙的示意性放大剖视图。

图17是表示掘削工具的更换作业的第三阶段的示意性放大剖视图。

图18是表示掘削工具的更换作业的第四阶段的示意性剖视图。

图19是表示掘削工具的更换作业的第五阶段的示意性放大剖视图。

图20是表示掘削工具的更换作业的第六阶段的示意性侧视图。

图21是表示掘削工具的更换作业的第七阶段的示意性侧视图。

图22是表示掘削工具的更换作业的第八阶段的示意性侧视图。

图23是表示掘削工具的更换作业的第九阶段的示意性剖视图。

图24是表示掘削工具的更换作业的第十阶段的示意性侧视图。

图25是表示掘削工具的更换作业的第十一阶段的示意性侧视图。

图26是表示第二实施方式的掘削工具更换装置的示意性剖视图。

图27是用于说明闸板的倾斜面的示意性放大剖视图。

图28是表示闸板配置于闭位置的状态的示意性放大剖视图。

图29是表示第三实施方式的掘削工具更换装置的示意性剖视图。

图30是用于说明闸引导部的、掘削工具更换装置的示意性横向剖视图。

在图31中，(A)是表示闸引导部及凸部的图，(B)是表示开位置的闸板的图，(C)是表示闭位置的闸板的图。

图32是表示掘削工具更换装置的变形例的示意性主视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

参照图1～图6，对本发明第一实施方式的隧道掘进机1和掘削工具更换装置100进行说明。以下说明隧道掘进机1是盾构掘进机的例子。

(隧道掘进机的整体结构)

如图1所示，隧道掘进机1具备：筒状的主体2、刀盘3、刀具驱动部4、掘削工具更换装置100。

在图1中例示了采用中间支撑方式作为刀盘3的支撑方式的中大口径类型的盾构掘进机。在中间支撑方式中，刀盘3经由刀具柱6安装于进行旋转驱动的圆环状的支撑部件5。刀具柱6是将支撑部件5与刀盘3连接的腿部。支撑部件5被回转台轴承8可旋转地支撑，该回转台轴承8设置于后面说明的前主体部2a的隔壁(隔板)7。

隧道掘进机1向图1中的左方(X1方向)掘进。在图1中，相对于刀盘3而言，左侧是掘进中的隧道的掘进面侧，右侧是隧道的掘进面相反侧(坑口侧)。在各图中，将掘进方向的前后方向设定为X方向，将掘进方向的前方(掘进面侧)设定为X1方向，将掘进方向的后方(掘进面相反侧)设定为X2方向，来进行图示。以下在仅指称前方、前面时，是指掘进方向的前方(X1方向、掘进面侧)；在指称后方、后侧时，是指掘进方向的后方(X2方向、掘进面相反侧)。

隧道掘进机1的主体2包含前主体部2a和后主体部2b。主体2被分割为掘进方向前侧的前主体部2a和后侧的后主体部2b。前主体部2a及后主体部2b例如形成为圆筒状。就前主体部2a而言，掘进方向的前侧被隔壁7封闭，并经由设置于隔壁7的回转台轴承8将刀盘3保持于前主体部2a的前端面的位置。后主体部2b连结于前主体部2a的掘进方向后端部。

刀盘3构成为绕中心轴线A进行旋转。刀盘3形成为从掘进方向看与前主体部2a的端面形状对应的形状。即，刀盘3形成为从掘进方向看呈圆形。

刀盘3包含从中心轴线A沿半径方向延伸的辐条部9。辐条部9是沿半径方向呈直线状设置的中空筒状的梁部件。辐条部9的中心侧端部连结于中空的中心轴10，该中心轴10沿着中心轴线A延伸。辐条部9的前表面部件9a构成刀盘3的前表面3a的一部分。在辐条部9的后面部件9b上连接有刀具柱6。

在刀盘3的前表面3a配置有掘削工具20。掘削工具20设置为从刀盘3的前表面3a向前方(掘进面侧)突出。掘削工具20是用于随着刀盘3的旋转而对地层土体进行掘削的工具。掘削工具20例如由切削刀头或者盘型刀具等构成。掘削工具20设置为能够相对于掘削工具更换装置100进行装卸。

掘削工具更换装置100以在刀盘3的前表面3a保持掘削工具20的方式设置于刀盘3。掘削工具更换装置100将掘削工具20可更换地支撑。掘削工具更换装置100设置于中空的辐条部9的内部。掘削工具更换装置100从辐条部9的内侧相对于辐条部9的前表面部件9a固定。

掘削工具更换装置100在掘进时能够将掘削工具20保持于比刀盘3的前表面3a向掘进面侧突出的突出位置P。掘削工具更换装置100构成为，能够使掘削工具20后退到比刀盘3的前表面3a靠向掘进面相反侧的辐条部9的内部，来拆卸掘削工具20。利用掘削工具更换装置100，能够在辐条部9的内部进行掘削工具20的更换作业。后面将对掘削工具更换装置100的详情进行说明。

刀具柱6是中空筒状的梁部件(梁)。刀具柱6支撑刀盘3且与刀盘3一起旋转。刀具柱6的一个端部安装于刀盘3，另一端部安装于圆环状的支撑部件5。支撑部件5被回转台轴承8可旋转地支撑。由此，刀盘3被回转台轴承8支撑为可绕中心轴线A进行旋转。

刀具驱动部4使刀盘3旋转。刀具驱动部4例如包含液压马达。利用刀具驱动部4并经由回转台轴承向支撑部件5施加驱动转矩，从而刀盘3绕中心轴线A进行旋转驱动。

被掘削工具20掘削的掘削土进入刀盘3内部的腔室部11。腔室部11是被刀盘3、前主体部2a的周壁以及隔壁7包围的空间。腔室部11内的掘削土利用排土装置12通过隔壁7并输送到主体2的内部，之后排出到隧道的外部。

就腔室部11内的掘削土而言，利用排土装置12来控制排出量，从而在腔室部11内产生泥土压。腔室部11内的泥土压利用排土装置12与从地层土体侧向刀盘3作用的力的土压成分(构成地层土体的土的压力)维持大致平衡状态。

隧道掘进机1具备推进千斤顶13。推进千斤顶13包含：盾构千斤顶13a，其按压扇形段(未图示)并使主体2(前主体部2a及后主体部2b)推进；以及中折千斤顶13b，其从后主体部2b向前主体部2a传递载荷。隧道掘进机1利用这些推进千斤顶13的推进力向掘进方向前方推进。

隧道掘进机1具备未图示的安装器。安装器是将扇形段(未图示)组装成环状的装置。组装成环状的扇形段构成了隧道掘进机1所构筑的隧道的壁面。隧道掘进机1通过重复进行规定距离的掘进、以及掘进停止状态下的扇形段组装，从而一边构筑隧道壁面一边掘进。

此外，中心轴10贯通隔壁7并连接于主体2内。在比隔壁7靠向后侧的主体2内、中心轴10内以及辐条部9内为大气压。在更换掘削工具20时，作业者能够通过中心轴10的内部以及辐条部9的内部对掘削工具更换装置100进行作业。

(掘削工具更换装置)

接着，参照图2～图6对掘削工具更换装置100的结构进行说明。掘削工具更换装置100主要具备前面板31、引导部32、闸板33。掘削工具更换装置100具备供掘削工具20可装卸地安装的工具保持器21。掘削工具更换装置100具备前面板31和收纳闸板33的壳体34。引导部32具备内侧引导部件35和外侧引导部件36。

前面板31是以在刀盘3的前表面3a露出的方式设置的平板状的部件。前面板31设置为嵌合于在辐条部9的前表面部件9a上形成的开口。前面板31构成刀盘3的前表面3a的一部分。前面板31具有在刀盘3的掘进面侧开设且供掘削工具20通过的开口部31a。开口部31a沿厚度方向贯通前面板31。在将掘削工具20配置于突出位置P时，以及在更换掘削工具20时拉入掘削工具20时，开口部31a供掘削工具20通过内部。为了使掘削工具20能够通过，开口部31a具有与掘削工具20的外形形状对应的开口形状。

掘削工具20安装于圆筒状的工具保持器21的前端部。工具保持器21以掘削工具20朝向掘进面侧(前方)的方式配置于引导部32(内侧引导部件35)内。引导部32将设置有掘削工具20的工具保持器21以能够沿前后方向进退移动的方式支撑。由此，引导部32经由开口部31a将掘削工具20可进退移动地支撑。此外，圆筒状的延长保持器22利用延长螺栓23连结于工具保持器21的后端部。延长保持器22由分别呈半圆筒状的两个部件构成，能够各半分离。

壳体34设置为覆盖前面板31的后表面(掘进面相反侧的面)。壳体34具有覆盖前面板31的后表面的闸收纳部34a。闸收纳部34a沿着前面板31延伸。在闸收纳部34a的与前面板31对置的面设置有凹部34b，该凹部34b形成了用于在与前面板31之间配置闸板33的空间。闸收纳部34a的凹部34b形成为使闸板33能够移动到开位置Q1(参照图3)和闭位置Q2(参照图3)的形状。

如图3所示，矩形的闸板33在OC方向上直线移动于不覆盖开口部31a的开位置Q1和覆盖开口部31a的闭位置Q2之间。凹部34b形成为从掘进方向看与闸板33的移动距离对应的长方形状。在凹部34b的沿着OC方向延伸的一对内侧面分别设置有闸引导部34c。闸引导部34c构成为引导闸板33的滑动移动，闸引导部34c例如由沿着OC方向延伸的槽部构成。闸板33的侧端面配置于闸引导部34c内，闸板33的两端部在闸引导部34c内被沿着OC方向引导。

如图2所示，在壳体34设置有构成引导部32的外侧引导部件36。外侧引导部件36是圆筒形状的引导筒，掘进面侧端面连接于闸收纳部34a的后表面。在闸收纳部34a形成有贯通孔，从掘进方向看，该贯通孔与前面板31的开口部31a同轴，且比开口部31a大一圈。外侧引导部件36具有使贯通孔的周缘部向后方(掘进面相反侧)呈圆筒状延伸的形状。这样，壳体34具有通过焊接等而彼此一体化的闸收纳部34a和外侧引导部件36。另外，在壳体34上设置有使闸收纳部34a和外侧引导部件36相互固定的增强肋34d。

外侧引导部件36将内侧引导部件35能够向掘进面侧及掘进面相反侧(沿前后方向)移动的方式支撑。即，在外侧引导部件36的内周部配置有内侧引导部件35。内侧引导部件35是圆筒形状的引导筒。内侧引导部件35具有筒状部，该筒状部具有与外侧引导部件36的内径大致一致的外径。内侧引导部件35的筒状部以能够沿前后方向滑动的方式插入于外侧引导部件36的内侧。内侧引导部件35构成为能够保持掘削工具20配置于突出位置P的状态从外侧引导部件36向掘进面相反侧移动而拔出。

内侧引导部件35构成为引导掘削工具20的进退移动。内侧引导部件35将在前端安装有掘削工具20的工具保持器21以能够沿前后方向滑动的方式支撑。内侧引导部件35的内径与开口部31a的内径大致一致。另外，掘削工具20的外径与内侧引导部件35及开口部31a的内径大致一致。因此，通过在内侧引导部件35内使工具保持器21向掘进面侧滑动，从而能够将掘削工具20配置于突出位置P。突出位置P是掘削工具20经由开口部31a向刀盘3的掘进面侧(相对于前面板31向掘进面侧)突出的位置。另外，通过在内侧引导部件35内使工具保持器21向掘进面相反侧滑动，从而能够使掘削工具20后退。由此，能够将掘削工具20与工具保持器21一起从内侧引导部件35拔出并更换掘削工具20。

如图2所示，在内侧引导部件35的后端部(掘进面相反侧端部)设置有朝向径向外侧延伸的凸缘部35a。凸缘部35a与外侧引导部件36的后端部重叠。内侧引导部件35利用固定部件38固定于外侧引导部件36，所述固定部件38沿前后方向贯通凸缘部35a并安装于外侧引导部件36。固定部件38是将内侧引导部件35相对于外侧引导部件36固定的螺栓(螺丝)。此外，如图4所示，固定部件38沿着凸缘部35a的周向设置有多个。虽然实际上固定部件38并未出现于图2所示的剖面，但是为了便于说明，在图2中进行了图示。

固定部件38通过凸缘部35a的贯通孔而紧固于在外侧引导部件36的后端部形成的螺纹孔。内侧引导部件35利用固定部件38固定于外侧引导部件36。固定部件38从掘进面相反侧贯通凸缘部35a并相对于外侧引导部件36紧固于掘进面侧。内侧引导部件35构成为能够通过使利用固定部件38相对于外侧引导部件36的固定状态缓和，从而保持经由固定部件38与外侧引导部件36连结的状态移动规定距离。也就是说，如果松动螺栓即固定部件38而缓和固定状态，则内侧引导部件35能够以与固定部件38向掘进面相反侧的移动量相当的量向掘进面相反侧移动。当取下固定部件38时，则内侧引导部件35的固定状态解除。当固定状态解除时，则能够使内侧引导部件35相对于外侧引导部件36向掘进面相反侧移动，从外侧引导部件36拔出。

如图2所示，在内侧引导部件35的后端面(掘进面相反侧的端面)利用螺栓37a(参照图5)安装有固定凸缘37。固定凸缘37以跨越内侧引导部件35的后端面和延长保持器22的后端面的方式形成。固定凸缘37利用螺栓37b连结于延长保持器22的后端面。利用固定凸缘37在内侧引导部件35的内部将工具保持器21固定为不会沿前后方向移动。

在第一实施方式中，如图2所示，在内侧引导部件35的掘进面侧端部设置有第一密封部件39，该第一密封部件39从掘进面相反侧紧贴于闸板33。第一密封部件39沿着圆筒形状的内侧引导部件35的掘进面侧的端面呈环状设置。第一密封部件39例如由O型环等构成。第一密封部件39构成为沿前后方向与闭位置Q2的闸板33抵接，从而对闸板33与内侧引导部件35之间进行密封。由此，可抑制在闸板33配置于闭位置Q2的状态下泥水等经由开口部31a侵入到闸板33的内侧(辐条部9内)。

此外，掘削工具更换装置100具备第二密封部件40，该第二密封部件40在掘削工具20经由开口部31a而配置于刀盘3的掘进面侧的突出位置P的状态下密封开口部31a。第二密封部件40沿着工具保持器21的外周面呈周状(环状)设置。具体而言，工具保持器21具有嵌合部21a，该嵌合部21a在掘削工具20配置于突出位置P的状态下嵌入开口部31a内。第二密封部件40配置于嵌合部21a的外周面。因此，在掘削工具20配置于突出位置P的状态下，工具保持器21(嵌合部21a)的外周面与开口部31a的内周面之间被第二密封部件40密封。

由于第二密封部件40不是设置于开口部31a的内周面，而是设置于工具保持器21的外周面而，因此当在更换掘削工具20时从引导部32拔出工具保持器21时，能够更换第二密封部件40。

如上所述，闸板33配置于前面板31与壳体34的闸收纳部34a之间(凹部34b的内侧)。另外，闸板33在前后方向上配置于前面板31与内侧引导部件35之间的位置。闸板33具有沿前面板31延伸的平板形状。第一实施方式的闸板33具有厚度在掘进方向上大致恒定的平板形状。从掘进方向看(参照图3)，闸板33呈矩形形状。就闸板33的形状而言，只要能够封闭开口部31a，则可以是任意的形状。闸板33构成为在闸收纳部34a内沿OC方向进行直线移动。在闸板33上设置有沿OC方向延伸的孔部33a。在孔部33a内配置有螺纹轴41。螺纹轴41在孔部33a的入口与固定于闸板33的螺母部33b啮合。当使螺纹轴41旋转时，与螺纹轴41啮合的螺母部33b向OC方向送出而使闸板33移动。由此，闸板33(参照图3)在OC方向的一端部即开位置Q1与OC方向的另一端部即闭位置Q2之间直线移动。

螺纹轴41可旋转地安装于壳体34。即，螺纹轴41从闸收纳部34a的端部向外部突出，并被罩壳42保持。当进行闸板33的开闭时，作业者使从罩壳42突出的螺纹轴41的端部旋转而使闸板33移动。

闸板33配置为掘进面相反侧表面与处于固定状态的内侧引导部件35的第一密封部件39紧贴。闸板33的掘进面侧表面与前面板31的表面(掘进面相反侧表面)抵接。因此，在闭位置Q2，闸板33通过在掘进面相反侧表面与第一密封部件39抵接而密封间隙。在闭位置Q2，闸板33通过在掘进面侧表面与前面板31抵接(金属接触)而密封间隙。

如图3及图4所示，在壳体34的闸收纳部34a设置有闸检测部43。闸检测部43分别设置于闸收纳部34a的OC方向上的两端部。闸检测部43具有杆43a，该杆43a贯通闸收纳部34a并以向凹部34b内突出的方式被施力。当闸板33移动时，杆43a被闸板33按压而从闸收纳部34a向外部(壳体34的外部)突出。即，根据OC方向上的开位置Q1侧的闸检测部43的杆43a突出的情况，能够确认闸板33到达了开位置Q1。根据闭位置Q2侧的闸检测部43的杆43a突出的情况，能够确认闸板33到达了闭位置Q2。

此外，如图6所示，在更换掘削工具20时，使用工具保持千斤顶51来进行工具保持器21的拔出。在辐条部9的后表面部件9b上的、沿X方向与开口部31a相对的位置设置有千斤顶安装部50。工具保持千斤顶51以后端部安装于千斤顶安装部50的方式朝向前方配置，且前端部插入工具保持器21的内周面。工具保持器21的后端面及延长保持器22的后端面都构成为，能够相对于工具保持千斤顶51的连接部件52进行螺纹固定。工具保持千斤顶51能够使螺纹部54相对于轴部53进退。螺纹部54在外周面形成有螺纹(外螺纹)。连接部件52是啮合于螺纹部54的螺母部件。通过在工具保持千斤顶51伸长的状态下，将连接部件52连接于工具保持器21或者延长保持器22，并收缩工具保持千斤顶51，从而能够使工具保持器21与连接部件52一起向掘进面相反侧移动。

(第一密封部件的更换方法)

接着，对第一密封部件39的更换方法进行说明。在第一实施方式中，通过保持掘削工具20配置于突出位置P的状态，并从外侧引导部件36拔出内侧引导部件35，来进行第一密封部件39的更换。

如图7所示，从掘削工具20配置于突出位置P的掘进中的状态起，对第一密封部件39的更换方法进行说明。如图8所示，作业者将工具保持千斤顶51设置于千斤顶安装部50。作业者将螺纹部54插入延长保持器22内，并将连接部件52连接于延长保持器22的后端部。由此，将掘削工具20、工具保持器21以及延长保持器22的单元与工具保持千斤顶51连结。

如图9所示，作业者拆卸固定凸缘37的螺栓37a及螺栓37b，之后拆卸固定凸缘37。而且，作业者拆卸固定部件38(参照图2、图4)，解除内侧引导部件35相对于外侧引导部件36的固定状态。然后，作业者拔出内侧引导部件35。内侧引导部件35被从外侧引导部件36与工具保持器21以及延长保持器22之间向后方(掘进面相反侧)拉出。内侧引导部件35被拔出到从外侧引导部件36分离为止。由此，露出内侧引导部件35的前端部的第一密封部件39。

此时，利用工具保持千斤顶51保持掘削工具20配置于突出位置P的状态，对掘削工具20、工具保持器21以及延长保持器22的单元进行支撑。利用在工具保持器21的嵌合部21a设置的第二密封部件40(参照图2)，对前面板31的外侧(掘进面侧)与内侧(掘进面相反侧)进行密封。因此，利用第二密封部件40抑制了渣土或者泥水从前表面3a侧侵入。

此外，在图9所示的拔出了内侧引导部件35的状态下，工具保持千斤顶51配置于内侧引导部件35的内侧，因此无法在该状态下直接拆卸内侧引导部件35。但是，作业者能够将环状的第一密封部件39的一部分切断并从内侧引导部件35除去。而且，能够在对新的第一密封部件39的一部分进行切割并配置于内侧引导部件35的前端面，在该状态下对切割的部分进行接合。接合能够通过粘接、硫化或者焊接等方式来进行。由此，即使不完全地拆卸内侧引导部件35，也能够更换第一密封部件39。

在完全地拆卸内侧引导部件35的情况下，如图10所示，作业者将临时固定件60安装于外侧引导部件36。临时固定件60是在图10的上侧和下侧划分的一对(两个部件)的固定用工具。由于临时固定件60不是圆环状且被分成两个部件，因此即使在工具保持千斤顶51连接于延长保持器22的状态下也能够进行安装。临时固定件60利用多个螺栓61固定于外侧引导部件36的端面和延长保持器22。由此，将掘削工具20、工具保持器21以及延长保持器22的单元经由临时固定件60固定于外侧引导部件36。

接着，作业者从延长保持器22拆卸连接部件52(参照图10)并从延长保持器22拆卸工具保持千斤顶51(参照图10)。由此，如图11所示，将之前通过内侧引导部件35的内部的工具保持千斤顶51除去。作业者能够从掘削工具更换装置100完全地拆卸内侧引导部件35。作业者从拆卸的内侧引导部件35拆卸第一密封部件39，并设置新的第一密封部件39。在完全地拆卸内侧引导部件35的情况下，不需要对第一密封部件39的一部分进行切割，能够保持原状地装卸环状的第一密封部件39。

在更换了第一密封部件39之后，作业者按照与上述相反的顺序，将内侧引导部件35插入到外侧引导部件36与工具保持器21(以及延长保持器22)之间进行安装。详细的说明省略。如上所述来更换第一密封部件39。

(掘削工具的更换方法)

接着，对第一实施方式的掘削工具20的更换方法进行说明。

首先说明掘削工具20的更换方法的概要。如图12所示，由作业者概要地以如下顺序来实施掘削工具20的更换方法。

步骤S1：使掘削工具20相对于闸板33后退到掘进面相反侧的位置。

步骤S2：使闸板33从开位置Q1向闭位置Q2移动。

步骤S3：将掘削工具20从引导部32拔出。

步骤S4：将拔出的掘削工具20更换为新的掘削工具20。

步骤S5：将步骤S1～S3以相反的顺序执行，将新的掘削工具20配置于突出位置P。

在此，关于第一实施方式的掘削工具20的更换方法，在使上述的闸板33从开位置Q1向闭位置Q2移动的步骤S2中，如图13所示，具备如下的步骤S21～S23。

步骤S21：使内侧引导部件35向掘进面相反侧移动。

步骤S22：以使内侧引导部件35移动到掘进面相反侧状态，将闸板33配置于关闭开口部31a的闭位置Q2。

步骤S23：在闸板33配置于闭位置Q2的状态下，使内侧引导部件35向掘进面侧移动并使第一密封部件39紧贴于闸板33。

以下，对掘削工具20的更换方法的具体作业顺序进行说明。如图7所示，从掘削工具20配置于突出位置P的掘进中的状态起，对掘削工具20的更换方法进行说明。如图8所示，作业者将工具保持千斤顶51设置于千斤顶安装部50。作业者将连接部件52连接于延长保持器22的后端部。由此，将掘削工具20、工具保持器21以及延长保持器22的单元与工具保持千斤顶51连结。

接着，如图14所示，作业者拆卸固定凸缘37的螺栓37a，从内侧引导部件35拆卸固定凸缘37。而且，作业者使工具保持千斤顶51以规定的行程收缩。具体而言，工具保持千斤顶51收缩到使掘削工具20的前端比闸板33靠向后方(掘进面相反侧)为止。此时，将掘削工具20、工具保持器21以及延长保持器22的单元拉出，直到在工具保持器21的外周面呈周状形成的槽部21b到达内侧引导部件35的后端面的位置为止。以上是步骤S1的作业。

接着，在步骤S2中，如图15所示，作业者利用螺栓65将临时固定件64安装于内侧引导部件35。临时固定件64是在图15的上侧和下侧划分的一对(两个部件)的固定用工具。由于临时固定件64不是圆环状且被分成两个部件，因此即使在工具保持千斤顶51连接于延长保持器22的状态下也能够进行安装。临时固定件64利用螺栓65固定于内侧引导部件35的端面。临时固定件64配置于工具保持器21的槽部21b内。由此，掘削工具20、工具保持器21以及延长保持器22的单元经由临时固定件64卡合于内侧引导部件35。

在此，如图16所示，在前后方向(X方向)上，工具保持器21的槽部21b的内表面间的长度比配置于槽部21b内的临时固定件64的长度大。也就是说，在槽部21b内，在临时固定件64与槽部21b的内表面之间，沿前后方向存在间隙CL。因此，安装有临时固定件64的内侧引导部件35能够向后方移动相当于间隙CL的量。

在此，实施上述的步骤S21。即，如图17所示，作业者使用于将内侧引导部件35相对于外侧引导部件36固定的固定部件38松动。如箭头所示，内侧引导部件35向后方(掘进面相反侧)移动与螺栓即固定部件38的松动量相当的量。随着内侧引导部件35向后方移动，第一密封部件39也向后方移动。在第一实施方式中，内侧引导部件35向掘进面相反侧移动规定距离CL，以使得第一密封部件39不与移动到闭位置Q2的闸板33接触。即，第一密封部件39相对于闸板33的掘进面相反侧端面的配置位置向后方移动规定距离CL。

间隙CL的大小只要能够使第一密封部件39不与移动到闭位置Q2的闸板33接触即可。间隙CL可以是几mm程度，例如是5mm。由此，当使闸板33移动到闭位置Q2时，闸板33不与第一密封部件39接触。

此外，工具保持器21由于被工具保持千斤顶51支撑而不会移动。内侧引导部件35及临时固定件64以不改变工具保持器21的位置的方式在槽部21b内向后方移动。另外，内侧引导部件35保持利用固定部件38连结于外侧引导部件36的状态移动上述的规定距离CL。作业者仅松动固定部件38。由于不必拆卸固定部件38，因此在以下说明的步骤S23中，仅对松动了的固定部件38重新进行紧固，即可使内侧引导部件35回到掘进面侧(前方)。

接着，实施上述的步骤S22。即，如图18所示，作业者使位于开位置Q1的闸板33沿着OC方向朝向闭位置Q2移动。作业者旋转螺纹轴41而向闭位置Q2送出闸板33。根据闭位置Q2侧的闸检测部43的杆43a(参照图3)突出的情况，能够确认闸板33到达了闭位置Q2。此时，内侧引导部件35保持向掘进面相反侧移动了规定距离CL的状态。

在第一实施方式中，当在步骤S22中闸板33进行移动时，闸板33保持不与第一密封部件39接触的状态向闭位置Q2移动。此时，嵌合部21a的第二密封部件40与内侧引导部件35的内周面接触。利用第二密封部件40对内侧引导部件35与工具保持器21之间进行密封。此外，利用第三密封部件35b(参照图17)对内侧引导部件35与外侧引导部件36之间进行密封，该第三密封部件35b设置于内侧引导部件35的外周面。

接着，实施上述的步骤S23。即，如图19所示，作业者对用于将内侧引导部件35相对于外侧引导部件36固定的固定部件38进行紧固。如箭头所示，内侧引导部件35以与螺栓即固定部件38的紧固量相当的量向前方(掘进面侧)移动。内侧引导部件35向前方移动与在步骤S21(参照图17)中向后方移动的规定距离CL相当的量。其结果为，内侧引导部件35的前端的第一密封部件39与配置于闭位置Q2的闸板33的掘进面相反侧表面抵接(紧贴)。利用第一密封部件39对内侧引导部件35与闸板33之间进行密封。另外，由此，恢复为内侧引导部件35利用固定部件38相对于外侧引导部件36固定的固定状态。

接着，作业者转入步骤S3(参照图12)的作业。如图20所示，作业者从延长保持器22拆卸连接部件52。另外，如图21所示，作业者拆卸螺栓37b，从延长保持器22拆卸固定凸缘37。而且，如图22所示，作业者拆卸延长螺栓23，并从工具保持器21拆卸延长保持器22。延长保持器22由两个部件构成，因此即使在插入有工具保持千斤顶51的状态下也能够进行分割来拆卸。

接着，如图23所示，作业者使工具保持千斤顶51伸长，将螺纹部54插入工具保持器21内。而且，作业者将连接部件52安装于工具保持器21的后端面。接着，如图24所示，作业者拆卸临时固定件64。由此，解除内侧引导部件35与工具保持器21的卡合。接着，如图25所示，作业者使工具保持千斤顶51收缩，将掘削工具20及工具保持器21从内侧引导部件35拔出。由此，将掘削工具20从掘削工具更换装置100取出。

之后，作业者将取出的掘削工具20更换为新的掘削工具20，并安装于掘削工具更换装置100(参照步骤S4、图12)。作业者使新的掘削工具20配置于突出位置P(参照步骤S5、图12)。该作业以与上述相反的顺序来进行，因此省略详细的说明。在使闸板33从闭位置Q2移动到开位置Q1的情况下，也如图17所示那样，通过松动固定部件38而使第一密封部件39移动规定距离CL，不与闸板33接触。因此，闸板33保持不与第一密封部件39接触的状态从闭位置Q2移动到开位置Q1。

如上所述来实施第一实施方式的掘削工具20的更换方法。

(第一实施方式的效果)

在第一实施方式中，能够获得以下的效果。

如上所述，关于第一实施方式的掘削工具更换装置100，引导部32包含：内侧引导部件35，其引导掘削工具20的进退移动；外侧引导部件36，其将内侧引导部件35以能够向掘进面侧及掘进面相反侧移动的方式支撑，在内侧引导部件35的掘进面侧端部设置有第一密封部件39，该第一密封部件39从掘进面相反侧紧贴于闸板33。由此，能够使内侧引导部件35沿着外侧引导部件36向掘进面相反侧移动，从而使在内侧引导部件35的掘进面侧端部设置的第一密封部件39从外侧引导部件36向掘进面相反侧露出，来进行第一密封部件39的更换作业。也就是说，通过将内外两重的引导部32中的内侧引导部件35拔出，从而不必分解掘削工具更换装置100整体就能够更换第一密封部件39。其结果为，在第一实施方式的掘削工具更换装置100中，能够容易地更换用于在更换掘削工具20时抑制渣土、泥水流入的第一密封部件39。

另外，在第一实施方式中，能够使具有第一密封部件39的内侧引导部件35向掘进面相反侧移动，因此能够按照图13所示的顺序，以使内侧引导部件35移动到掘进面相反侧的状态使闸板33移动来关闭开口部31a。能够利用内侧引导部件35向掘进面相反侧的移动，以第一密封部件39与闸板33分离的不接触的状态使闸板33移动。其结果为，能够抑制因闸板33移动时的滑动而引起的第一密封部件39的损耗。而且，通过在闸板33移动后使内侧引导部件35向掘进面侧移动并使第一密封部件39紧贴于闸板33，从而能够确保密封性。这样，根据第一实施方式，不仅能够容易地更换第一密封部件39，而且能够抑制第一密封部件39的损耗并减少密封件更换次数。

另外，在第一实施方式中，如上所述，还具备第二密封部件40，该第二密封部件40以掘削工具20经由开口部31a而配置于刀盘3的掘进面侧的突出位置P的状态密封开口部31a，内侧引导部件35构成为能够保持掘削工具20配置于突出位置P的状态从外侧引导部件36向掘进面相反侧移动而拔出。由此，能够在掘削工具20配置于突出位置P的状态下，保持利用第二密封部件40密封开口部31a的状态将内侧引导部件35拔出并更换第一密封部件39。由此，在使内侧引导部件35向掘进面相反侧移动时，不必进行用于确保开口部31a的密封的作业，就能够保持将掘削工具20配置于突出位置P的状态并简单地更换第一密封部件39。

另外，在第一实施方式中，如上所述，还具备固定部件38，该固定部件38将内侧引导部件35相对于外侧引导部件36固定，内侧引导部件35构成为能够通过使固定部件38相对于外侧引导部件36的固定状态缓和，从而保持经由固定部件38连结于外侧引导部件36的状态移动规定距离CL。由此，当移动闸板33时，能够使内侧引导部件35的固定状态缓和，并使内侧引导部件35向掘进面相反侧移动规定距离CL。在第一实施方式中，利用内侧引导部件35向掘进面相反侧的移动，能够使第一密封部件39与闸板33分离。其结果为，能够抑制因闸板33移动时的滑动而引起的第一密封部件39的损耗。另外，通过在闸板33向闭位置Q2移动后使内侧引导部件35向掘进面侧移动并使第一密封部件39紧贴于闸板33，使内侧引导部件35成为固定状态，从而能够确保第一密封部件39的密封性。

另外，在第一实施方式的隧道掘进机1中，通过具备如上述那样构成的掘削工具更换装置100，从而能够容易地更换用于在更换掘削工具20时抑制渣土、泥水流入的第一密封部件39。而且，能够以使内侧引导部件35移动到掘进面相反侧的状态使闸板33移动来关闭开口部31a，因此能够抑制因闸板33移动时的滑动而引起的第一密封部件39的损耗。因此，不仅能够容易地更换第一密封部件39，而且能够抑制第一密封部件39的损耗并减少密封件更换次数。

[第二实施方式]

接着，参照图26～图28对第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，与示出了闸板33呈厚度恒定的平板形状的例子的上述第一实施方式不同，对闸板133的掘进面相反侧表面为倾斜面134的例子进行说明。此外，在第二实施方式中，针对与上述第一实施方式相同的结构使用相同的附图标记并省略说明。

在第二实施方式中，如图26所示，取代闸板33(参照图2)而设置有闸板133。闸板133具有随着朝向关闭开口部31a的方向(即，随着朝向闭位置Q2)而向掘进面侧倾斜的倾斜面134。而且构成为，在闸板133关闭开口部31a的闭位置Q2，倾斜面134与第一密封部件39紧贴。

具体而言，闸板133具有与前面板31对置的掘进面侧的第一面、和掘进面相反侧的第二面。掘进面相反侧的第二面为倾斜面134。如图27所示，倾斜面134配置于闭位置Q2侧的端部134b相对于开位置Q1侧的端部134a向掘进面侧(前方侧)偏移的位置。由此，端部134b与端部134a之间的面向前面板31侧(掘进面侧)倾斜角度θ。

闸板133的第一面沿着前面板31(参照图26)与前面板31大致平行地延伸。因此，闸板133的前后方向的厚度t随着从开位置Q1侧的端部134a朝向闭位置Q2侧的端部134b而变小。闸板133沿着前面板31在OC方向上直线移动。

在第二实施方式中，取代内侧引导部件35(参照图2)而设置有内侧引导部件135。内侧引导部件135的掘进面侧端面对应于闸板133的倾斜面134而成为倾斜面136。也就是说，内侧引导部件135具有利用倾斜了角度θ的平面剖切圆筒而形成的倾斜的掘进面侧端面。而且，在内侧引导部件135的掘进面侧端面设置有第一密封部件39。因此，第一密封部件39的掘进面侧表面也以闭位置Q2侧的端部39b配置于相对于开位置Q1侧的端部39a向掘进面侧(前方侧)偏移的位置的方式倾斜了角度θ。

由此，在第二实施方式中，当使闸板133从开位置Q1侧朝向闭位置Q2移动时，倾斜面134的端部134b以不与第一密封部件39的端部39a侧的部分接触的方式通过。当闸板133到达闭位置Q2的附近时，倾斜面134的端部134b与第一密封部件39的端部39b侧的部分接触。也就是说，闸板133的倾斜面134在到达闭位置Q2的附近之前不与第一密封部件39接触，当到达闭位置Q2的附近时，则开始与倾斜的第一密封部件39的表面接触。如图28所示，当闸板133到达闭位置Q2时，倾斜面134与倾斜面136的第一密封部件39紧贴，将闸板133与内侧引导部件135之间密封。

当使闸板133从闭位置Q2向开位置Q1移动时，倾斜面134与第一密封部件39仅在闭位置Q2的附近接触，并随着朝向开位置Q1移动，倾斜面134与第一密封部件39分离。因此，在第二实施方式中，当闸板133移动时，不会如上述第一实施方式那样使内侧引导部件135向掘进面相反侧移动，可降低闸板133与第一密封部件39的滑动。

第二实施方式的其他结构与上述第一实施方式相同。

(第二实施方式的效果)

在第二实施方式中，能够获得以下的效果。

在第二实施方式中，与上述第一实施方式同样地，能够容易地更换用于在更换掘削工具20时抑制渣土、泥水流入的第一密封部件39。

另外，在第二实施方式中，如上所述，闸板133具有倾斜面134，该倾斜面134随着朝向关闭开口部31a的方向而向掘进面侧倾斜，且构成为，在闸板133关闭开口部31a的闭位置Q2，倾斜面134与第一密封部件39紧贴。即，倾斜面134以随着朝向闸板133的闭位置Q2侧的前端而远离第一密封部件39分离的方式倾斜。由此，成为可通过倾斜面134和与倾斜面134对应地倾斜的密封面(配置有第一密封部件39的面)的接触来确保密封的结构。因此，当关闭闸板133时，在闸板133的移动距离的大半，倾斜面134不与第一密封部件39接触，在闸板133即将配置于闭位置Q2之前，闸板133与第一密封部件39开始接触。反之，在打开闸板133时，如果闸板133离开闭位置Q2，则倾斜面134立即不与第一密封部件39接触。其结果为，能够抑制因闸板133移动时的滑动而引起的第一密封部件39的损耗。另外，由于不需要使内侧引导部件135向掘进面相反侧移动，因此不需要作业者进行特别的作业就能够抑制第一密封部件39的损耗。

第二实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。

[第三实施方式]

接着，参照图29～图31对第三实施方式进行说明。在第三实施方式中，与示出了闸板33沿着前面板31进行直线移动的例子的上述第一实施方式不同，对闸板33在闭位置Q2的附近向第一密封部件39侧(掘进面相反侧)滑动的例子进行说明。此外，在第三实施方式中，针对与上述第一实施方式相同的结构使用相同的附图标记并省略说明。

在第三实施方式中，如图29所示，取代闸引导部34c(参照图3)而设置有闸引导部234(参照双点划线)。取代闸板33(参照图2)而设置有闸板233。闸引导部234构成为，在闸板233关闭开口部31a的闭位置Q2的近前，将闸板233向按压于第一密封部件39的方向(即，掘进面相反侧)引导。

闸引导部234的形成位置与上述第一实施方式(参照闸引导部34c、图2)相同。也就是说，如图30所示，在闸收纳部34a的沿着OC方向延伸的一对内侧面分别设置有闸引导部234。闸引导部234由槽部构成。在闸板233的沿着OC方向的一对侧端面分别设置有凸部235，该凸部235配置于闸引导部234内并沿着闸引导部234移动。

如图31所示，第三实施方式的闸引导部234与上述第一实施方式不同，虽然整体沿着OC方向延伸，但是在闭位置Q2的近前向第一密封部件39侧(掘进面相反侧、内侧引导部件35侧)弯曲。

更具体而言，如图31的(A)所示，由槽部构成的闸引导部234具有槽部的内侧面即引导面。而且，闸引导部234包含：第一引导面234a，其沿OC方向呈直线状延伸；以及第二引导面234b，其从闭位置Q2的近前(相对于闭位置Q2向开位置Q1侧偏移的位置)朝向闭位置Q2向第一密封部件39侧倾斜。

闸引导部234在开位置Q1以闸板233的掘进面相反侧表面相对于第一密封部件39向掘进面侧(前方)远离的方式引导闸板233。如果闸板233朝向闭位置Q2沿OC方向移动，则在闭位置Q2的近前，第二引导面234b与凸部235的掘进面侧表面235a抵接。通过凸部235沿着第二引导面234b移动，从而闸板233以接近第一密封部件39侧的方式，沿着第二引导面234b的倾斜方向倾斜地向掘进面相反侧移动。在第三实施方式中，在闸板233沿着第一引导面234a移动期间，闸板233不与第一密封部件39接触。通过闸板233沿着第二引导面234b倾斜地移动，从而闸板233开始与第一密封部件39接触。

当闸板233到达闭位置Q2时，闸板233通过凸部235的掘进面侧被第二引导面234b支撑，从而维持闸板233相对于第一密封部件39紧贴的状态。

此外，当闸板233沿着第二引导面234b移动时，与螺母部33b啮合的螺纹轴41也向第一密封部件39侧(掘进面相反侧)移动。即，在第三实施方式中，在保持螺纹轴41的罩壳42的开口与螺纹轴41之间，设置有能够向掘进面侧、掘进面相反侧移动的间隙CL2。当作业者旋转螺纹轴41使闸板233向闭位置Q2移动时，随着闸板233向掘进面相反侧移动，螺纹轴41在罩壳42的开口内向掘进面相反侧滑动。

在闸板233从闭位置Q2向开位置Q1移动的情况下，在闸引导部234内，朝向第二引导面234b的第三引导面234c与凸部235的掘进面相反侧表面235b接触，沿着第三引导面234c引导凸部235。第三引导面234c是与第二引导面234b大致平行的倾斜面。因此，闸板233沿着第二引导面234b立即从第一密封部件39分离。这样，在第三实施方式中，当闸板233移动时，如上述第一实施方式那样不使内侧引导部件35向掘进面相反侧移动就降低闸板233与第一密封部件39的滑动。

第三实施方式的其他结构与上述第一实施方式相同。

(第三实施方式的效果)

在第三实施方式中，能够获得以下的效果。

在第三实施方式中，与上述第一实施方式同样地，能够容易地更换用于在更换掘削工具20时抑制渣土、泥水流入的第一密封部件39。

另外，在第三实施方式中，如上所述，闸引导部234构成为，在闸板233关闭开口部31a的闭位置Q2的近前，将闸板233向按压于第一密封部件39的方向引导。由此，能够以使第一密封部件39与闸板233分离的状态，使闸板233移动到闭位置Q2附近。而且，在闸板233移动到闭位置Q2的近前为止的阶段，闸引导部234将闸板233向第一密封部件39侧引导，从而使闸板233与第一密封部件39开始紧贴。反之，当打开闸板233时，如果闸板233离开闭位置Q2，则立即使闸板233不与第一密封部件39接触。其结果为，能够抑制因闸板233开闭时的滑动而引起的第一密封部件39的损耗。

第三实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。

(变形例)

此外，应该意识到本次公开的实施方式以及变形例所有的点都是例示不是限制性内容。本发明的范围不在上述实施方式的说明中而在权利要求书中示出，而且包括与权利要求书同等意义以及范围内的所有的变更(变形例)。

例如，在上述第一～第三实施方式中，示出了隧道掘进机是中间支撑方式的盾构掘进机的例子，但本发明不限于此。可以将本发明的隧道掘进机适用于上述的支撑方式以外的中心轴支撑方式、外周支撑方式、中央支撑方式以及偏心多轴支撑方式等各种支撑方式的盾构掘进机。另外，本发明也可以不适用于盾构掘进机，而适用于推进工法的掘进机、隧道钻进机。

另外，在上述第一～第三实施方式中，示出了设置了第二密封部件40的例子，但本发明不限于此。在本发明中，可以不设置第二密封部件40。另外，在上述第一～第三实施方式中，示出了第二密封部件40设置于工具保持器21的嵌合部21a的外周面的例子，第二密封部件40也可以设置于嵌合部21a的外周面以外的位置。例如，使工具保持器21的外径比开口部31a的内径大，工具保持器21的前端面与开口部31a的周缘部抵接。而且，第二密封部件40可以在工具保持器21的前端面呈环状设置于与开口部31a的周缘部接触的位置。

另外，在上述第一～第三实施方式中，示出了当更换第一密封部件39时，在掘削工具20配置于突出位置P的状态下，能够向掘进面相反侧拔出内侧引导部件35的例子，但本发明不限于此。在本发明中，可以在掘削工具20配置于突出位置P以外的位置的状态下，拔出内侧引导部件35。例如，在更换第一密封部件39时，与更换掘削工具20时同样地，作业者将闸板33配置于闭位置Q2并拔出掘削工具20(工具保持器21)。而且，作业者使用专用的千斤顶(未图示)对前面板31按压闸板33并使闸板33紧贴于前面板31。在该状态下，可以拔出内侧引导部件35。

另外，在上述第一～第三实施方式中，示出了通过缓和固定部件38，从而内侧引导部件35在保持经由固定部件38连结于外侧引导部件36的状态下能够移动规定距离CL的例子，但本发明不限于此。在本发明中，可以完全拆卸固定部件38。内侧引导部件35可以构成为，在拆卸固定部件38(解除固定状态)才第一次能够向掘进面侧及掘进面相反侧移动。

此外，将内侧引导部件35固定于外侧引导部件36的固定部件38可以不是螺栓。固定部件38可以是例如销或键。在那种情况下，固定部件38通过例如贯通外侧引导部件36而插入内侧引导部件35的卡合孔，从而将内侧引导部件35固定于外侧引导部件36。

另外，在上述第一～第三实施方式中，示出了当闸板移动时，闸板与第一密封部件39至少在移动到闭位置Q2的近前为止不接触的例子。即，在上述第一实施方式中，内侧引导部件35向掘进面相反侧移动而使闸板33不与第一密封部件39接触。在上述第二实施方式中，通过闸板133具有倾斜面134，从而闸板133不与第一密封部件39接触。在上述第三实施方式中，通过闸引导部234引导闸板233，从而闸板233不与第一密封部件39接触。本发明不限于这些例子。当闸板移动时，闸板可以与第一密封部件39接触。即使在闸板与第一密封部件39接触的情况下，根据上述第一～第三实施方式的各结构，闸板移动时的从闸板朝向第一密封部件39的按压力比闸板配置于闭位置Q2的状态下的从闸板朝向第一密封部件39的按压力小。因此，摩擦阻力降低，因此能够降低与闸板的滑动造成的第一密封部件39的损耗。

此外，在上述第一实施方式中，示出了闸板33移动时，使内侧引导部件35向掘进面相反侧移动而使闸板33不与第一密封部件39接触的例子，但本发明不限于此。在本发明中，可以不使内侧引导部件35移动而在闸板33与第一密封部件39紧贴的状态下使闸板33移动。在那种情况下，第一密封部件39会由于滑动而容易损耗，但如上所述，能够拔出内侧引导部件35而容易地更换第一密封部件39。

另外，在上述第一～第三实施方式中，示出了闸板利用螺纹轴41向OC方向移动的例子，但本发明不限于此。闸板只要能够沿着前面板31向开位置Q1和闭位置Q2移动，可以在任意的移动路线上移动。例如，通过闸板绕沿着前后方向延伸的旋转轴旋转，从而可以沿着前面板31向开位置Q1和闭位置Q2移动。

另外，在上述第一～第三实施方式中，示出了掘削工具更换装置100设置于刀盘3的辐条部9的例子，但本发明不限于此。掘削工具更换装置100只要是构成刀盘3的前表面3a的部件，可以设置于辐条部以外的部件。

另外，在上述第一～第三实施方式中，示出了将延长保持器22安装于工具保持器21的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，可以不设置延长保持器22。即，在上述第一实施方式中，进行如下的两阶段的拔出作业，即：在图14中利用工具保持千斤顶51将工具保持器21及延长保持器22拔出到规定位置后，在图22拆卸延长保持器22，在图23中将工具保持千斤顶51安装于工具保持器21，在图25中利用工具保持千斤顶51拔出工具保持器21。在未设置延长保持器22的情况下，能够通过在图14中利用工具保持千斤顶51将工具保持器21拔出到规定位置(第一阶段拔出)，并关闭闸板33之后(参照图18)，省略图20～图22，在图23～图25中拔出掘削工具20(第二阶段拔出)的顺序进行作业。

另外，在上述第一～第三实施方式中，示出了掘削工具更换装置100可更换地保持一个掘削工具20的例子，但本发明不限于此。在本发明中，可以是一个掘削工具更换装置100可更换地保持多个掘削工具20。例如在图32中，示出掘削工具更换装置200的例子，所述掘削工具更换装置200相对于一个前面板331设置有两个开口部31a，并能够单独更换地保持两个掘削工具20。掘削工具更换装置200在两个开口部31a的形成位置上分别各有一个闸板33和包含内侧引导部件35及外侧引导部件36的引导部32(在图32中省略图示)。也就是说，针对一个前面板331并排设置有两个图2所示的结构。

附图标记说明

1-隧道掘进机；3-刀盘；3a-前表面；4-刀具驱动部；20-掘削工具；31-前面板；31a-开口部；32-引导部；33、133、233-闸板；35、135-内侧引导部件；36-外侧引导部件；38-固定部件；39-第一密封部件；40-第二密封部件；100、200-掘削工具更换装置；134-倾斜面；234-闸引导部；331-前面板；CL-规定距离；P-突出位置；Q1-开位置；Q2-闭位置；X1-掘进面侧；X2-掘进面相反侧。

Claims (6)

1.一种掘削工具更换装置，其是隧道掘进机(1)的掘削工具更换装置，该隧道掘进机(1)具备在前表面配置掘削工具(20)且进行旋转的刀盘(3)，

所述掘削工具更换装置具备：

可装卸的所述掘削工具；

前面板(31)，其具有在所述刀盘的掘进面侧开设且供所述掘削工具通过的开口部(31a)；

引导部(32)，其经由所述开口部而将所述掘削工具以能够进退移动的方式支撑；以及

闸板(33、133、233)，其构成为能够在所述前面板与所述引导部之间沿着所述前面板滑动移动，并对所述开口部进行开闭，

所述引导部包含：内侧引导部件(35、135)，其引导所述掘削工具的进退移动；外侧引导部件(36)，其将所述内侧引导部件以能够向掘进面侧及掘进面相反侧移动的方式支撑，

在所述内侧引导部件的掘进面侧端部设置有第一密封部件(39)，该第一密封部件(39)从掘进面相反侧紧贴于所述闸板。

2.根据权利要求1所述的掘削工具更换装置，其特征在于，

还具备第二密封部件(40)，该第二密封部件(40)以所述掘削工具经由所述开口部而配置于所述刀盘的掘进面侧的突出位置的状态密封所述开口部，

所述内侧引导部件构成为能够保持所述掘削工具配置于所述突出位置的状态从所述外侧引导部件向掘进面相反侧移动而拔出。

3.根据权利要求1所述的掘削工具更换装置，其特征在于，

还具备固定部件(38)，该固定部件(38)将所述内侧引导部件相对于所述外侧引导部件固定，

所述内侧引导部件构成为能够通过使利用所述固定部件而相对于所述外侧引导部件的固定状态缓和，从而保持经由所述固定部件而与所述外侧引导部件连结的状态移动规定距离。

4.根据权利要求1所述的掘削工具更换装置，其特征在于，

所述闸板具有倾斜面(134)，该倾斜面(134)随着朝向关闭所述开口部的方向而向掘进面侧倾斜，

且构成为，在所述闸板关闭所述开口部的闭位置，所述倾斜面与所述第一密封部件紧贴。

5.根据权利要求1所述的掘削工具更换装置，其特征在于，

还具备闸引导部(234)，该闸引导部(234)引导所述闸板的滑动移动，

所述闸引导部构成为，在所述闸板关闭所述开口部的闭位置的近前，将所述闸板向按压于所述第一密封部件的方向引导。

6.一种隧道掘进机，其具备：

刀盘(3)，其在前表面配置有掘削工具；

刀具驱动部(4)，其使所述刀盘旋转；以及

掘削工具更换装置(100、200)，其将所述掘削工具可更换地支撑，

所述掘削工具更换装置包含：

可装卸的所述掘削工具(20)；

前面板(31)，其具有在所述刀盘的掘进面侧开设且供所述掘削工具通过的开口部(31a)；

引导部(32)，其经由所述开口部而将所述掘削工具以能够进退移动的方式支撑；以及

闸板(33、133、233)，其构成为能够在所述前面板与所述引导部之间沿着所述前面板滑动移动，并对所述开口部进行开闭，

所述引导部包含：内侧引导部件(35、135)，其引导所述掘削工具的进退移动；外侧引导部件(36)，其将所述内侧引导部件以能够向掘进面侧及掘进面相反侧移动的方式支撑，

在所述内侧引导部件的掘进面侧端部设置有第一密封部件(39)，该第一密封部件(39)从掘进面相反侧紧贴于所述闸板。

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