JP2001020668A - シールド機のカッタビット交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールド機のカッタースポーク内で作業性が
良くカッタビットを交換できるシールド機のカッタビッ
ト交換装置の提供。 【解決手段】 段付き円筒状の弁ケース（３）と、弁ケ
ース（３）の大径側の端部に着脱可能に取り付けられて
いる第２のケースカバー（５）と、前記弁ケース（３）
の内径と第２のケースカバー（５）とで形成される弁室
（６）と、弁室（６）内に回動可能に支持されているボ
ール弁（７）と、ボール弁（７）の内孔（７ａ）を貫通
しているカッタビットを備えたカッタビット軸（１２）
と、カッタビット軸（１２）の１端部を支持している円
筒状のビット軸ケース（８）と、カッタビット軸（１
２）の回転方向取付け位置を所定位置に固定しているビ
ット軸固定カバー（１０）とを含んで構成され、前記カ
ッタビット軸（１２）をカッタスポーク（Ａ１０）内方
に引き抜く際に前記ボール弁（７）でカッタビット軸
（１２）の貫通孔を遮断するよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド機のカッ
タビット交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】長距離シールドトンネルの施工には、カ
ッタビットが摩耗するため、途中で点検用の立坑または
地盤改良帯を設け地山を自立させて、カッタビットの交
換を行っていた。本出願人は特許第２５５７１６９号公
報で、図１２および図１３に示すように、カッタビット
Ａ１１が摩耗した時点で作業員ＡＭがシールド機Ａ１の
中央部に設けた中空シャフトＡ３を通ってカッタスポー
クＡ１０内に移動し、カッタビット引抜き用ジャッキＡ
１５を使用し、止水バルブＡ１４で止水して、カッタビ
ットＡ１１を交換する方法を提案している。図中の符号
Ａ２はカッタフェースを、Ａ１３は止水シールを、Ａ１
２はビット取付けボルトを示している。この方法は、前
記従前の手段に比較して安全性およびコスト面ですぐれ
ている。しかしながら、これらの手段によるカッタビッ
ト交換の作業性は、ジャッキ等の特別な工具を要するな
どもあって必ずしも良くなかった。本発明は、本出願人
のカッタビット交換に関するその後の研究成果によるカ
ッタビットの交換装置の提供をするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたもので、シールド機のカッタスポーク内で作業
性が良くカッタビットを交換できるシールド機のカッタ
ビット交換装置の提供を目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によるシールド機
のカッタビット交換装置の第１の実施形態によれば、シ
ールド機のカッタスポークに装着されるカッタビットを
交換するカッタビット交換装置において、シールド機の
カッタスポークに装着されるカッタビットを交換するカ
ッタビット交換装置において、段付き円筒状の弁ケース
と、該弁ケースの大径側の端部に着脱可能に取り付けら
れている第２のケースカバーと、前記弁ケースの内径と
第２のケースカバーとで形成される弁室と、該弁室内に
回動可能に支持されているボール弁と、該ボール弁の内
孔を貫通しているカッタビットを備えたカッタビット軸
と、該カッタビット軸の１端部を支持している円筒状の
ビット軸ケースと、該カッタビット軸の回転方向取付け
位置を所定位置に固定しているビット軸固定カバーとを
含んで構成され、前記カッタビット軸をカッタスポーク
内方に引き抜く際に前記ボール弁でカッタビット軸の貫
通孔を遮断するよう構成されている。

【０００５】上記カッタビット交換装置によって、作業
員がカッタスポーク内で摩耗した旧カッタビット軸をス
ポーク内方にはずし、新カッタビット軸に交換させる。
旧カッタビット軸を引き抜く際にボール弁をまわして泥
水、土を遮断する。したがって、安全に、特別な工具な
しで容易にカッタビットの交換ができる。

【０００６】別発明によるシールド機のカッタビット交
換装置の第２の実施形態によれば、シールド機のカッタ
スポークに装着されるカッタビットを交換するカッタビ
ット交換装置において、シールド機のカッタスポークに
装着されるカッタビットを交換するカッタビット交換装
置において、段付き円筒状の弁ケースと、該弁ケースの
大径側の端部に着脱可能に取り付けられている第２のケ
ースカバーと、前記弁ケースの内径と第２のケースカバ
ーとで形成される弁室と、該弁室内に回動可能に支持さ
れているボール弁と、該ボール弁の内孔を貫通している
カッタビット保持軸と、該カッタビット保持軸の先端に
着脱可能に取り付けられたカッタビットと、前記カッタ
ビット保持軸の１端部を支持しているビット軸ケース
と、カッタビット保持軸の回転方向取付け位置を所定位
置に固定しているビット軸固定カバーとを含んで構成さ
れ、前記カッタビット保持軸および前記カッタビットを
カッタスポーク内方に引き抜く際に前記ボール弁でカッ
タビット保持軸の貫通孔を遮断するよう構成されてい
る。

【０００７】上記カッタビット交換装置によって、作業
員がカッタスポーク内で摩耗した旧カッタビットをカッ
タビット保持軸と共にスポーク内方に引き抜いて、新カ
ッタビットに交換させる。カッタビットを、カッタビッ
ト保持軸と共に引き抜く際にボール弁をまわして泥水、
土を遮断する。したがって、安全に、特別な工具なしで
容易にカッタビットの交換ができる。カッタビット単体
は小さいので新カッタビットのカッタスポーク内への搬
入、旧カッタビットの搬出が容易で、作業性がよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のシールド機のカッ
タビット交換装置の第１の実施形態を図面を参照して説
明する。図１にシールド機のカッタビット交換装置１の
側断面を示し、図２においてその正面を、図３において
図１の後面を、それぞれ示している。

【０００９】ビット交換装置１は、段付き円筒状の弁ケ
ース３と、その弁ケース３の大径側の端部に着脱可能に
取り付けられている第２のケースカバー５と、弁ケース
３の内径と第２のケースカバー５とで形成される弁室６
と、弁室６内に回動自由に支持されるボール弁７と、ボ
ール弁７の内孔７ａを貫通しているカッタビット軸１２
と、カッタビット軸１２の端部を支持するビット軸ケー
ス８と、カッタビット軸１２の回転方向位置を固定する
ビット軸固定カバー１０とで主要部が構成されている。

【００１０】弁ケース３は、小外径と大外径を傾斜線で
接続した段付き円筒状の外形をなしている。弁ケース３
の小外径側の内径には、カッタビット軸１２を支持する
第１のオイレスブッシュ１８が嵌合されていて、小外径
側の前（カッタビット先鋭側を前側とする。）端面には
第１のケースカバー４がボルト４ｂによって取り付けら
れている。

【００１１】第１のケースカバー４は、オイレスブッシ
ュ１８を軸方向に位置決めすると共に、スクレーパ２
１、パッキン２２を内設させて、泥水、土を遮断してい
る。弁ケース３の大外径側の内径は、小外径側の内径に
傾斜して接続され弁室６の大部分を形成している。弁ケ
ース３の大外径側の後端面には、第２のケースカバー５
が取り付けられ、前記のように弁ケース３と共に弁室６
を形成している。弁ケース３の弁室６側端部と第２のケ
ースカバー５の内端部に、ボール弁７を支持するテフロ
ン材製角環状の支持部材１６、１６が装着されている。
ボール弁７は、弁室６内にあって弁支持部材１６、１６
によって回動可能に支持され、ボール心を通る内孔７ａ
がカッタビット軸１２を貫通させるよう設けられてい
る。

【００１２】カッタビット軸１２は、図４および図５
（Ａ）に示すように、軸部１２ｂの前端の鋭端部にカッ
タビット部１２ａが形成され、後端は回転方向位置を固
定するための４角座１２ｃが形成されている。そして、
図１において、ボール弁７の内孔７ａを貫通し軸部１２
ｂの両端部が第１のオイレスブッシュ１８および第２の
オイレスブッシュ１９によって支持されている。

【００１３】ビット軸ケース８は、前端部にフランジを
有する円筒状に形成され、フランジがボルト８ｂによっ
て第２のケースカバー５に取り付けられて、内径に嵌合
された第２のオイレスブッシュ１９を介してカッタビッ
ト軸１２の後端部を支持するよう構成されている。ビッ
ト軸ケース８の後端面に、ビット軸ケースカバー９がボ
ルト９ｂによって取り付けられている。ビット軸ケース
カバー９は、オイレスブッシュ１９を軸方向に位置決め
すると共に、パッキン２３、Ｏリング２４を内設させ
て、泥水、土を遮断し、さらにビット軸固定カバー１０
をボルト１０ｂによって固定させている。

【００１４】ビット軸固定カバー１０は、図１、図３お
よび図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、２分割に形成さ
れ外形が段付き円板状をなし、内部に行き止まり端面の
４角穴１０ａが設けられている。その４角穴１０ａは、
カッタビット軸１２の４角座１２ｃと嵌合するよう構成
されている。ビット軸固定カバー１０の半径方向両端部
にスリット１０ｃが設けられている。そして、カッタビ
ット軸１２の前後方向を固定すると共に回転方向位置を
固定している。

【００１５】上記構成によるカッタビット交換装置１の
交換方法を、前記各図および泥水加圧式シールド機Ａ１
とカッタスポークＡ１０示す図９〜図１１を参照して説
明する。

【００１６】最初に、作業員ＡＭがカッタスポークＡ１
０内に入り（図１０参照）、図１を参照して、（１）ビ
ット軸固定カバー１０を、ボルト１０ｂを緩めて取り外
す。次に（２）カッタビット軸１２を後方即ち、カッタ
スポークＡ１０内方に引き出す（図１１参照）。（３）
カッタビット軸１２がボール弁７を通過した時に、ボー
ル弁７を９０度まわしてカッタビット軸１２が貫通して
いた孔を通る泥水、土の浸入を遮断する。ついで、
（４）新しいカッタビット軸１２に交換し、（５）上記
工程（１）〜（３）を逆にしてカッタビット交換装置１
を正規の状態（図１）に復元する。この時、カッタビッ
ト部１２ａが回転所定の位置にあるよう留意して、４角
座１２ｃと４角穴１０ａを嵌合させる。この嵌合によっ
てビット軸固定カバー１０が、掘削運転時のカッタビッ
ト軸１２の回転方向ずれを防いでいる。

【００１７】図９〜図１１は、泥水加圧式シールド機Ａ
１の複列のカッタビット軸１２を作業員ＡＭが交換する
要領を示し、図示しないが、泥土圧式シールド機の場合
でも同様の要領でカッタビット軸１２を交換できる。

【００１８】図６および図８は、カッタビット１２Ａと
カッタビット保持軸１２Ｂとが着脱可能に取り付けられ
た別発明による第２の実施形態であるシールド機のカッ
タビット交換装置Ｂ１を示している。前記第１の実施形
態と異なる部分を主にして説明する。第１の実施形態と
同じ形状、機能部材等については、名称および符号を重
複して使用する。

【００１９】図６において、カッタビット保持軸１２Ｂ
は、第１の実施形態における軸部１２ｂに相当し（図４
参照）、弁ケース３、ボール弁７、第２のケースカバー
５、ビット軸ケース８の内部に装着され、第１のオイレ
スブッシュ１８、第２のオイレスブッシュ１９によって
支持されている。そして、第１のケースカバー４および
ビット軸ケースカバー９によって泥水、土が遮断されて
いる。また、ビット軸固定カバー１０によってカッタビ
ット保持軸１２Ｂが前後方向および回転方向の所定位置
を固定され、したがってカッタビット１２Ａの回転方向
位置が所定位置に固定されている。

【００２０】カッタビット１２Ａは、刃元後背部に形成
された凹部１２Ａｉとカッタビット保持軸１２Ｂの先端
部に設けられた凸部１２Ｂｏとが嵌合され、ボルト１２
Ａｂによって着脱可能に、カッタビット保持軸１２Ｂに
一体化されて取り付けられている。カッタビット交換装
置Ｂ１のその他については、前記第１の実施形態と実質
的に同じである。

【００２１】上記構成によるカッタビット交換装置Ｂ１
の交換方法を、前記各図および泥水加圧式シールド機と
カッタスポーク示す図９〜図１１を参照して説明する。
最初に、作業員ＡＭがカッタスポーク内に入り（図１０
参照）、図６を参照して、（１）ビット軸固定カバー１
０を、ボルト１０ｂを緩めて取り外す。次に、（２）カ
ッタビット１２Ａと一体となっているカッタビット保持
軸１２Ｂを後方即ち、カッタスポークＡ１０内方に引き
出す（図１１参照）。（３）カッタビット保持軸１２Ｂ
が弁７を通過した時に、ボール弁７を９０度まわしてカ
ッタビット保持軸１２Ｂが貫通していた孔を通る泥水、
土の浸入を遮断する。ついで、（４）摩耗したカッタビ
ット１２Ａをカッタビット保持軸１２Ｂからはずして新
しいカッタビット１２Ａに交換する。（５）上記工程
（１）〜（３）を逆にしてカッタビット交換装置Ｂ１を
正規の状態（図６）に復元する。この時、カッタビット
１２Ａが回転方向で所定の位置になるよう留意して、４
角座１２ｃと４角穴１０ａを嵌合させる。この嵌合によ
ってビット軸カバー１０が、掘削運転時のカッタビット
１２Ａの回転方向の位置ずれを防いでいる。

【００２２】本発明の第２の実施形態であるカッタビッ
ト交換装置Ｂ１は、泥水加圧式シールド機Ａ１の複列ビ
ット式でも、また泥土圧式シールド機の場合でも装着で
き、かつカッタビット１２Ａの交換が可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に列記する。 （１） 本発明によるシールド機のカッタビット交換装
置の第１の実施形態によれば、作業員がカッタスポーク
内で摩耗した旧カッタビット軸をスポーク内方にはず
し、新カッタビット軸に交換する。旧カッタビット軸を
引き抜く際にボール弁をまわして泥水、土を遮断する。
したがって、安全に、特別な工具なしで容易にカッタビ
ットの交換ができる。

【００２４】（２） 本発明によるシールド機のカッタ
ビット交換装置の第２の実施形態によれば、作業員がカ
ッタスポーク内で摩耗した旧カッタビットをカッタビッ
ト保持軸と共にスポーク内方に引き抜いてはずし、新カ
ッタビットに交換する。カッタビットをカッタビット保
持軸と共に引き抜く際に、ボール弁をまわして泥水、土
を遮断する。したがって、安全に、特別な工具なしで容
易にカッタビットの交換ができる。また、カッタビット
単体は小さいので低コストであり、交換作業における新
カッタビットのカッタスポーク内への搬入、旧カッタビ
ットの搬出が容易で、作業性がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールド機のカッタビット交換装置の
第１の実施形態を示す側断面図。

【図２】図１の前面Ａ矢視図。

【図３】図１の後面Ｂ矢視図。

【図４】図１に使用するカッタビット軸の側面図。

【図５】（Ａ）は図４の後面Ｃ矢視図、（Ｂ）は図３の
ビット軸固定カバーの正面図、（Ｃ）はその側面図。

【図６】別発明によるシールド機のカッタビット交換装
置の第２の実施形態を示す側断面図。

【図７】図６の正面Ａ矢視図。

【図８】図６の後面Ｂ矢視図。

【図９】シールド機内でカッタビットを交換する要領を
示すシールド機正面図。

【図１０】シールド機内でカッタビットを交換する要領
を示すシールド機側断面図。

【図１１】シールド機内でカッタビットを交換する要領
を示すカッタスポーク上面図。

【図１２】従来のカッタビット交換要領を示すシールド
機の側断面図。

【図１３】従来のカッタビット交換要領を示す上面図。

【符号の説明】

Ａ１・・シールド機 Ａ１０・・カッタスポーク １・・・カッタビット交換装置 ３・・・弁ケース ４・・・第１のケースカバー ４ｂ、５ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ・・ボルト ５・・・第２のケースカバー ６・・・弁室 ７・・・ボール弁 ７ａ・・内孔 ８・・・ビット軸ケース ９・・・ビット軸ケースカバー １０・・ビット軸固定カバー １２・・カッタビット軸 １２ｃ・・角頭 １６・・支持部材 １８・・第１のオイレスブッシュ １９・・第２のオイレスブッシュ ２１・・スクレーパ ２２、２３・・パッキン ２４・・Ｏリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 寛 昌 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 加 藤 誠 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 猪 又 勝 美 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 真 鍋 智 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 黒 沼 出 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 2D054 AC02 BA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド機のカッタスポークに装着され
   るカッタビットを交換するカッタビット交換装置におい
   て、段付き円筒状の弁ケースと、該弁ケースの大径側の
   端部に着脱可能に取り付けられている第２のケースカバ
   ーと、前記弁ケースの内径と第２のケースカバーとで形
   成される弁室と、該弁室内に回動可能に支持されている
   ボール弁と、該ボール弁の内孔を貫通しているカッタビ
   ットを備えたカッタビット軸と、該カッタビット軸の１
   端部を支持している円筒状のビット軸ケースと、該カッ
   タビット軸の回転方向取付け位置を所定位置に固定して
   いるビット軸固定カバーとを含んで構成され、前記カッ
   タビット軸をカッタスポーク内方に引き抜く際に前記ボ
   ール弁でカッタビット軸の貫通孔を遮断するよう構成さ
   れていることを特徴とするシールド機のカッタビット交
   換装置。
2. 【請求項２】 シールド機のカッタスポークに装着され
   るカッタビットを交換するカッタビット交換装置におい
   て、段付き円筒状の弁ケースと、該弁ケースの大径側の
   端部に着脱可能に取り付けられている第２のケースカバ
   ーと、前記弁ケースの内径と第２のケースカバーとで形
   成される弁室と、該弁室内に回動可能に支持されている
   ボール弁と、該ボール弁の内孔を貫通しているカッタビ
   ット保持軸と、該カッタビット保持軸の先端に着脱可能
   に取り付けられたカッタビットと、前記カッタビット保
   持軸の１端部を支持しているビット軸ケースと、カッタ
   ビット保持軸の回転方向取付け位置を所定位置に固定し
   ているビット軸固定カバーとを含んで構成され、前記カ
   ッタビット保持軸および前記カッタビットをカッタスポ
   ーク内方に引き抜く際に前記ボール弁でカッタビット保
   持軸の貫通孔を遮断するよう構成されていることを特徴
   とするシールド機のカッタビット交換装置。