JP2002194994A - シールド掘進機のビット交換機構とビット交換方法 - Google Patents

シールド掘進機のビット交換機構とビット交換方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールド掘進機におけるビットの交換ユニッ
トを簡潔な構造にし、ビットの交換をシールド内筒の中
で実施可能にするシールド掘進機のビット交換機構とビ
ット交換方法を提供する。 【解決手段】 シールド掘進機のビット交換機構1は、
シールド掘進機のセンターシャフト6とこれに直交させ
てシールド胴体側に折り畳み可能に支持されるカッター
スポーク5及びセンターシャフト6を軸支してその後方
にスライドするセンタースライドジャッキ8からビット
交換ユニット2を構成し、この交換ユニット2を後退可
能に配置するユニット格納室3をシールド内筒12に設
けて構成しており、ユニット格納室3に閉鎖ゲート14
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機の
ビット交換機構とビット交換方法に関し、特にビットの
交換をシールド胴体内において安全かつ合理的に推進す
るシールド掘進機のビット交換機構とビット交換方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から行われているシールド掘進機の
ビット交換は、掘削前方の地中に対して地盤改良を行っ
た後に、作業員がシールド掘進機から切羽前面に出るこ
とによって行われていた。
【0003】しかし、このような方法は、作業の安全面
と合理化の観点から望ましくないので、最近では機械的
作業によって、ビットを交換する方法が開発されてい
る。提案されている方法としては、背面にビットを配置
したカッタースポークを回転させることによって交換さ
せる例やビットをジャッキによって前面に押し出すこと
によって交換を容易にする方法が知られているが、いず
れの交換方法も地中で行われる者であることから、目視
によって確認することが不可能であり、これに加えて、
ビットの交換回数も限定せざるを得ないという問題点が
指摘されている。
【0004】又、球体シールドの場合には、カッターデ
スクの切羽面を180度回転させることによって、カッ
ター面を機内側に位置させて作業することが出来るの
で、作業の安全面と合理化からは一応の進展が見られる
方法であるが、球面の加工が必要になる点でコストの嵩
張りを生じることになるという製造上の問題を抱えてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の状況
に鑑みてその対策として考案されたものであり、シール
ド掘進機におけるビットの交換ユニットを簡潔な構造に
し、ビットの交換をシールド内筒の中で実施可能にする
シールド掘進機のビット交換機構とビット交換方法を提
供している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によるシールド掘
進機のビット交換機構は、シールド掘進機のセンターシ
ャフトとこれに直交させてシールド胴体側に折り畳み可
能に支持されるカッタースポーク及びセンターシャフト
を軸支してその後方にスライドするセンタースライドジ
ャッキからビット交換ユニットを構成し、この交換ユニ
ットを後退可能に配置するユニット格納室をシールド内
筒に設けて構成しており、ユニット格納室に閉鎖ゲート
を備えることを特徴としている。
【0007】これによって、交換ユニットを折り畳みと
スライドという簡潔な機構にすることで、製造コストの
低減と交換の簡便さを図っている。
【0008】本発明によるシールド掘進機のビット交換
方法は、上記シールド掘進機のビット交換機構にてきよ
うするものであって、シールド掘進機の掘進を停止させ
てから、ビット交換ユニットにおいて、カッタースポー
クを軸支しているセンタースライドジャッキを後方にス
ライドさせてセンターシャフトに直交して支持されるカ
ッタースポークをシールド胴体側に折り畳み、その後に
カッタースポークを折り畳んだビット交換ユニットを後
退させて、シールド内筒に設けたユニット格納室に格納
してビットの交換を完了し、しかる後に上記と逆の操作
によってセンターシャフトとカッタースポークとを設定
して掘進を開始するものであり、ビット交換ユニットを
ユニット格納室に格納した後に、ユニット格納室を閉鎖
してビットを交換することを特徴としている。
【0009】これによって、ビットの交換を摩耗の程度
に応じて迅速に実施することで作業コストの低減を図っ
ている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明によるシールド掘進機のビ
ット交換機構は、シールド掘進機のセンターシャフト
と、これに直交させてシールド胴体側に折り畳み可能に
支持されるカッタースポーク及びセンターシャフトを軸
支してその後方にスライドするセンタースライドジャッ
キから成るビット交換ユニットと、シールド内筒に設け
てこの交換ユニットを後退可能に配置するユニット格納
室とによって構成されている。以下に、本発明の実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明によるシールド掘進機のビ
ット交換機構を概要的に示している側断面図である。
【0012】図示のように、ビット交換機構1は、ビッ
ト交換ユニット2とこれを格納するユニット格納室3か
ら構成されている。
【0013】ビット交換ユニット2は、ビット4を配置
したカッタースポーク5、センターシャフト6、カッタ
ーモーター7を配備したセンタースライドジャッキ8か
ら構成されており、カッタースポーク5はセンターシャ
フト6にピン9によって転動できるように支持されてい
る。
【0014】センターシャフト6は、センタースライド
ジャッキ8に軸方向に摺動できるように軸支されてお
り、センタースライドジャッキ8は、カッタースポーク
5の外側端部10との間に転動スポーク11を配置して
いるので、センタースライドジャッキ8が装備している
駆動装置によってセンターシャフト6の後方に摺動され
るのに従って、センターシャフト6とセンタースライド
ジャッキ8とが相対的に移動することになることから、
カッタースポーク5がセンターシャフト6と並行になる
方向に折り畳まれるように回動する。
【0015】ユニット格納室3は、シールド内筒12に
設けられており、ビット交換ユニット2がユニット格納
室3内を更に後退することで、カッタースポーク5に配
置されているビット4を点検、交換できる位置に格納さ
れている。
【0016】以上のように、本発明によるシールド掘進
機のビット交換機構は、上記のように構成することによ
って、交換ユニットを折り畳みとスライドという簡潔な
機構にすることで、製造コストの低減と交換の簡便さを
図っている。
【0017】次に、本発明によるシールド掘進機のビッ
ト交換方法について説明する。本発明によるシールド掘
進機のビット交換方法は、上記シールド掘進機のビット
交換機構に適用するものであって、シールド掘進機の掘
進を停止させてから、ビット交換ユニットにおいて、カ
ッタースポークを軸支しているセンタースライドジャッ
キを後方にスライドさせてセンターシャフトに直交して
支持されるカッタースポークをシールド胴体側に折り畳
み、その後にカッタースポークを折り畳んだビット交換
ユニットを後退させて、シールド内筒に設けたユニット
格納室に格納してビットの交換を完了し、しかる後に上
記と逆の操作によってセンターシャフトとカッタースポ
ークとを設定して掘進を開始させている。
【0018】図2〜5は、シールド掘進機におけるビッ
ト交換を各工程毎に示しており、図2は、シールド掘進
機の掘進を停止させた後に、カッタースポークを折り畳
む工程を示している。
【0019】センタースライドジャッキ8を、駆動装置
を作動させることによってセンターシャフト6の軸方向
後方にスライドさせると、同時にカッタースポーク5を
支持している転動スポーク11も後方に移動することか
ら、カッタースポーク5はこうもり傘と同様の作動によ
ってセンターシャフト6と並行な状態に折り畳まれる。
【0020】図3は、カッタースポークを折り畳んだビ
ット交換ユニットをユニット格納室に格納する工程を示
している。
【0021】折り畳まれたカッタースポーク5とセンタ
ーシャフト6及びセンタースライドジャッキ8から成る
ビット交換ユニット2は、センタースライドジャッキ8
に配備されているカッターモーター7や駆動装置と共に
シールド内筒12に沿って後退し、シールド内筒12に
形成されているユニット格納室3の所定位置に固定され
る。
【0022】図4は、ビット交換ユニットをユニット格
納室に格納した後にユニット格納室のゲートを閉鎖する
工程を示している。
【0023】シールド内筒12の先端部13には、ユニ
ット格納室3を閉鎖するゲート14が設けられているの
で、ビット交換ユニット2をユニット格納室3に格納し
た後にこのゲート14を閉鎖して、シールド掘進機の隔
壁前方に在る土砂と水がユニット格納室3内に入り込む
のを阻止している。
【0024】ユニット格納室3を閉鎖した後には、シー
ルド掘進機の隔壁前方に高濃度ベントナイト泥土もしく
は高濃度高分子材を充填することによって、土砂と水の
侵入を確実に阻止している。
【0025】図5は、ビットを交換する工程を示してい
る。
【0026】シールド内筒12の上方には、ユニット格
納室3の蓋15が設けられてある。この工程では、ユニ
ット格納室3の水を除去してから、蓋15を開いて作業
員がユニット格納室3に入ってカッタースポーク5のビ
ット4を交換する。この際に、全てのビットの摩耗状況
を点検すると共に、カッタースポーク5の摩耗状況につ
いても把握することで、適切な補強処置を施すようにす
る。
【0027】次いで、カッタースポーク5に新たなビッ
ト4を配置してから、上記の工程を逆に遡ることによっ
てビットの交換を完了する。
【0028】以上のように、本発明によるビットの交換
方法は、上記の工程を施すことによってビットの交換を
安全確実、かつ迅速に実施することが出来ると共に、カ
ッタースポークの摩耗状況によって適切な補強処置を施
すことを可能にしている。
【0029】シールド内筒の先端部に設けてユニット格
納室を閉鎖するゲートは、各種の形態が採用可能である
が、図6にその実施の形態を例示する。
【0030】図6(a)には、分割した2枚の扉で構成
するゲートの実施の形態を示している。
【0031】シールド内筒12の先端部には、シールド
内筒12とシールド外筒16との間に上下2本のレール
17、17’が付設してある。2本のレール17、1
7’には、半円形の扉18、18’が嵌め込まれてお
り、常時はシールド外筒16の位置まで移動してシール
ド内筒12の先端部を開放して、ユニット格納室3から
ビット交換ユニット2が引き出されている。
【0032】シールド掘進機の掘進を停止させ、ビット
交換ユニット2をユニット格納室3に格納してから、半
円形の扉18、18’は鎖線で示すように閉鎖して隔壁
前方に在る土砂と水がユニット格納室3内に入り込むの
を阻止している。
【0033】本実施の形態では、ゲートを1枚ものの半
円形の扉で形成しているので構造が簡単で廉価に製造す
ることが出来る。
【0034】さらに、図6(b)には、分割した2枚の
扉を連結状態に構成するゲートの実施の形態を示してい
る。
【0035】本実施の形態では、上下2本のレール1
7、17’に嵌め込まれている半円形の扉19、19’
が、矩形部分20と半円形部分21とに分割されてお
り、互いに連結することで1枚の状態を形成できる重層
形に構成されている。
【0036】従って、常時はシールド内筒12とシール
ド外筒16との中間位置にまで移動させて、矩形部分2
0と半円形部分21とを重層状態に納められており、シ
ールド内筒12の先端部を開放して、ユニット格納室3
からビット交換ユニット2が引き出されている。
【0037】そして、ビット交換ユニット2をユニット
格納室3に格納した後は、矩形部分20と半円形部分2
1とを互いに連結した1枚の半円形の扉19、19’と
して、鎖線で示すようにユニット格納室3を閉鎖してお
り、隔壁前方に在る土砂と水がユニット格納室3内に入
り込むのを阻止している。
【0038】本実施の形態では、ゲートを矩形部分と半
円形部分との重層状態に形成しているので各部分の重量
が軽くなって操作が容易になり、その移動距離も短くて
済む。
【0039】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に何ら限定
されるものでなく、発明の趣旨に反しない範囲におい
て、各種の変更が可能であることは当然である。
【0040】
【発明の効果】本発明によるシールド掘進機のビット交
換機構は、シールド掘進機のセンターシャフトとこれに
直交させてシールド胴体側に折り畳み可能に支持される
カッタースポーク及びセンターシャフトを軸支してその
後方にスライドするセンタースライドジャッキからビッ
ト交換ユニットを構成し、この交換ユニットを後退可能
に配置するユニット格納室をシールド内筒に設けて構成
しており、ユニット格納室に閉鎖ゲートを備えることを
特徴としているので、交換ユニットを折り畳みとスライ
ドという簡潔な機構にすることで、製造コストを低減さ
せ、交換を簡便、かつ確実にできる効果を奏している。
【0041】又、本発明によるシールド掘進機のビット
交換方法は、上記シールド掘進機のビット交換機構に適
用するものであって、シールド掘進機の掘進を停止させ
てから、ビット交換ユニットにおいて、カッタースポー
クを軸支しているセンタースライドジャッキを後方にス
ライドさせてセンターシャフトに直交して支持されるカ
ッタースポークをシールド胴体側に折り畳み、その後に
カッタースポークを折り畳んだビット交換ユニットを後
退させて、シールド内筒に設けたユニット格納室に格納
してビットの交換を完了し、しかる後に上記と逆の操作
によってセンターシャフトとカッタースポークとを設定
して掘進を開始させているので、ビットの交換を安全確
実、かつ迅速に実施することが出来ると共に、カッター
スポークの摩耗状況によって適切な補強処置を施すこと
を可能にする効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【 図1】本発明によるシールド掘進機のビット交換機
構の概要断面図
【 図2】本発明によるビット交換方法におけるカッタ
ースポークを折り畳む工程図
【 図3】本発明によるビット交換方法におけるビット
交換ユニットをユニット格納室に格納する工程図
【 図4】本発明によるビット交換方法におけるユニッ
ト格納室のゲートを閉鎖する工程図
【 図5】本発明によるビット交換方法におけるビット
を交換する工程図
【 図6】本発明に用いるゲートの実施の形態図
【符号の説明】
1 ビット交換機構、 2 ビット交換ユニット、 3
ユニット格納室、4 ビット、 5 カッタースポー
ク、 6 センターシャフト、7 カッターモーター、
8 センタースライドジャッキ、 9 ピン、10
斜材、 11 堰板、 12 短辺、 13 長辺、1
4 定規板、 15 堰板、 16 リブ、 17 浮
き止めフレーム、18 間隙、 20 法面捨てコンク
リート、 21 地盤の平面、22 平面捨てコンクリ
ート、 23 底面捨てコンクリート、30 法面、
31 捨てコンクリート、 32 上端、 33 流
下、34 下端部、 35 堆積、 36 法面、 3
7 セメント、38捨てコンクリート、

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールド掘進機のセンターシャフトと該
    センターシャフトに直交しシールド胴体側に折り畳み可
    能に支持されるカッタースポーク及び該センターシャフ
    トを軸支しその後方にスライドするセンタースライドジ
    ャッキから成るビット交換ユニットと、該交換ユニット
    を後退可能に配置するシールド内筒に設けたユニット格
    納室とで構成するシールド掘進機のビット交換機構。
  2. 【請求項2】 ユニット格納室が、閉鎖ゲートを備える
    ことを特徴とする請求項1に記載のシールド掘進機のビ
    ット交換機構。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載するシールド掘進
    機のビット交換機構において、シールド掘進機の掘進を
    停止し、次いでビット交換ユニットにおいて、カッター
    スポークを軸支しているセンタースライドジャッキを後
    方にスライドさせてセンターシャフトに直交して支持さ
    れるカッタースポークをシールド胴体側に折り畳み、そ
    の後にカッタースポークを折り畳んだビット交換ユニッ
    トを後退させて、シールド内筒に設けたユニット格納室
    に格納してビットを交換し、しかる後に上記と逆の操作
    によってセンターシャフトとカッタースポークとを設定
    して掘進を開始するシールド掘進機のビット交換方法。
  4. 【請求項4】 ビット交換ユニットをユニット格納室に
    格納し、しかる後にユニット格納室を閉鎖してビットを
    交換することを特徴とする請求項3に記載のシールド掘
    進機のビット交換方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106761787A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 宁波大学 开挖轮廓面可变的辐条式盾构刀盘及其施工方法

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