JP2007205002A - シールド掘進機のカッビット、カッタビット装填用治具、カッタビット装填方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】カッタビット装填に際してカッタビット装填用箱へのカッタビットの装入作業を効率的にできるようにするためのカッタビット、カッタビットハンドリング用治具、カッタビット装填方法を得る。
【解決手段】本発明の一つの形態に係るカッタビット11は、カッタヘッド中心筒部5に設置したカッタビット装填用箱25にカッタビット11を装入し、カッタビット装填用箱25からカッタビット11を順次供給してカッタヘッド中心筒部5より放射状に延びるカッタスポーク7にカッタビット11を装填するシールド掘進機に用いるカッタビットであって、カッタビット11をカッタビット装填用箱25に装入する際および/またはカッタビット装填用箱25から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具30を該カッタビットに着脱可能に取り付けるための治具取付部11dを有する。
【選択図】 図1
【解決手段】本発明の一つの形態に係るカッタビット11は、カッタヘッド中心筒部5に設置したカッタビット装填用箱25にカッタビット11を装入し、カッタビット装填用箱25からカッタビット11を順次供給してカッタヘッド中心筒部5より放射状に延びるカッタスポーク7にカッタビット11を装填するシールド掘進機に用いるカッタビットであって、カッタビット11をカッタビット装填用箱25に装入する際および/またはカッタビット装填用箱25から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具30を該カッタビットに着脱可能に取り付けるための治具取付部11dを有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、シールド掘進機のカッビット、カッタビット装填用治具、カッタビット装填方法に関するものである。
近年、シールドトンネル掘削工事の長距離化に伴い、シールド掘進機のカッタビットの維持管理が問題となっている。そこで、この問題に対する対策として、掘進途中におけるカッタビットの交換が考えられるが、このカッタビットの交換装置または方法として種々のものが提案されている。
そのようなカッタビットの交換装置の一つとして、以下のようなものが提案されている。
シールド掘進機の前端部の回転カッタ前面から機内側まで連続して形成された支持レールと、該支持レールに移動可能に連続して支持された複数のカッタビットと、前記支持レールの後端側に設けられて新たなカッタビットを追加すると共に後端側の既設カッタビットを前記支持レールに沿って押し出すカッタビット追加機構とを備えたことを特徴とするシールド掘進機のカッタビット交換装置(例えば特許文献1参照)。
また、同文献には機内側まで連続して形成された支持レールの端部に、交換用の新カッタビットを装入する供給用水密箱が各支持レールに設けられ、各供給用水密箱には支持レール側と水密箱との連通を開閉するシャッタが設けられている。
シールド掘進機の前端部の回転カッタ前面から機内側まで連続して形成された支持レールと、該支持レールに移動可能に連続して支持された複数のカッタビットと、前記支持レールの後端側に設けられて新たなカッタビットを追加すると共に後端側の既設カッタビットを前記支持レールに沿って押し出すカッタビット追加機構とを備えたことを特徴とするシールド掘進機のカッタビット交換装置(例えば特許文献1参照)。
また、同文献には機内側まで連続して形成された支持レールの端部に、交換用の新カッタビットを装入する供給用水密箱が各支持レールに設けられ、各供給用水密箱には支持レール側と水密箱との連通を開閉するシャッタが設けられている。
また、カッタビットの交換方法として以下のものがある。
シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体に、カッタビット供給孔を周方向複数個所設け、これらカッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有するカッタスポークを前記回転体に一体化して設け、かつ該回転体内には、前記各カッタビット供給孔と選択的に連通する単一のカッタビット収容室を有する内筒を相対回動可能に設けるとともに、内筒にカッタビット押出手段を設けてなるシールド掘進機を用いて、トンネル掘進途中でカッタビットを交換する方法であって、トンネル掘進時には、カッタビット収容室をカッタビット供給孔との非連通位置に位置させて、該カッタビット収容室を回転体にて遮蔽し、カッタビット交換時には、カッタビット収容室とカッタビット供給孔とを連通させて、カッタビット収容室内に設置した新カッタビットをカッタビット押出手段によってカッタビット装着溝内に挿入するとともに、この挿入圧力によって旧カッタビットをカッタビット装着溝における回転カッタ外周側よりシールド掘進機外に押し出すことによって、順次新しいカッタビットに交換する(例えば特許文献2参照)。
特開2002−47888号公報(請求項2、図1)
特開2003−232192号公報(請求項1、図1)
シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体に、カッタビット供給孔を周方向複数個所設け、これらカッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有するカッタスポークを前記回転体に一体化して設け、かつ該回転体内には、前記各カッタビット供給孔と選択的に連通する単一のカッタビット収容室を有する内筒を相対回動可能に設けるとともに、内筒にカッタビット押出手段を設けてなるシールド掘進機を用いて、トンネル掘進途中でカッタビットを交換する方法であって、トンネル掘進時には、カッタビット収容室をカッタビット供給孔との非連通位置に位置させて、該カッタビット収容室を回転体にて遮蔽し、カッタビット交換時には、カッタビット収容室とカッタビット供給孔とを連通させて、カッタビット収容室内に設置した新カッタビットをカッタビット押出手段によってカッタビット装着溝内に挿入するとともに、この挿入圧力によって旧カッタビットをカッタビット装着溝における回転カッタ外周側よりシールド掘進機外に押し出すことによって、順次新しいカッタビットに交換する(例えば特許文献2参照)。
特許文献1に記載のものにおいては、カッタビットを支持レールに装填するに際して交換用の新カッタビットを供給用水密箱の中に設置する必要がある。
また、特許文献2に記載のものにおいても、カッタビットの装填に際してはカッタヘッドの中心部回転体内に設けた水密箱内に交換用の新カッタビットを設置する必要がある。
また、特許文献2に記載のものにおいても、カッタビットの装填に際してはカッタヘッドの中心部回転体内に設けた水密箱内に交換用の新カッタビットを設置する必要がある。
このようにカッタビット装填に際してカッタビット装填用箱(供給用水密箱又は水密箱)を用いるものにおいては、このカッタビット装填用箱内に交換用の新カッタビットを設置する必要がかる。そして、従来において、この作業は人が手作業にて行なっていた。つまり、カッタビットを人が手で持って、カッタビット装填用箱内に入れ、所定の姿勢になるように設置していた。
しかしながら、カッタビットは重量が20kg前後もあり、しかもシールド掘進機前端部の狭い空間であることから上記の作業は非常に効率の悪いものであった。
しかしながら、カッタビットは重量が20kg前後もあり、しかもシールド掘進機前端部の狭い空間であることから上記の作業は非常に効率の悪いものであった。
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、カッタビット装填に際してカッタビット装填用箱へのカッタビットの装入作業を効率的にできるようにするためのカッタビット、カッタビットハンドリング用治具、カッタビット装填方法を得ることを目的としている。
(1)本発明の第1の形態に係るカッタビットは、カッタヘッド中心筒部に設置したカッタビット装填用箱にカッタビットを装入し、該カッタビット装填用箱からカッタビットを順次供給して前記カッタヘッド中心筒部より放射状に延びるカッタスポークにカッタビットを装填するシールド掘進機に用いるカッタビットであって、カッタビットを前記カッタビット装填用箱に装入する際および/または前記カッタビット装填用箱から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具を該カッタビットに着脱可能に取り付けるための治具取付部を有することを特徴とするものである。
(2)また、本発明の第2の形態に係るカッタビットハンドリング用治具は、カッタヘッド中心筒部に設置したカッタビット装填用箱にカッタビットを装入し、該カッタビット装填用箱から前記カッタビットを順次供給して前記カッタヘッド中心筒部より放射状に延びるカッタスポークに前記カッタビットを装填するシールド掘進機において、前記カッタビットを前記カッタビット装填用箱に装入する際および/または前記カッタビット装填用箱から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具であって、前記カッタビットに設けられた治具取付部に着脱可能に取り付けられる取付部と、該取付部に前記カッタビットを取り付けた状態で該カッタビットをハンドリングするための持ち手部を有することを特徴とするものである。
(3)また、本発明の第3の形態に係るカッタビット装填方法は、カッタヘッド中心筒部に設置したカッタビット装填用箱にカッタビットを装入し、該カッタビット装填用箱から前記カッタビットを順次供給して前記カッタヘッド中心筒部より放射状に延びるカッタスポークに前記カッタビットを装填するシールド掘進機におけるカッタビット装填方法であって、
カッタビットを前記カッタビット装填用箱に装入する際および/または前記カッタビット装填用箱から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具を該カッタビットに着脱可能に取り付けるための治具取付部を有するカッタビットと、
前記カッタビットに設けられた治具取付部に着脱可能に取り付けられる取付部と、該取付部に前記カッタビットを取り付けた状態で該カッタビットをハンドリングするための持ち手部を有するカッタビットハンドリング用治具と、を用いて、
前記カッタビットの治具取付部に前記カッタビットハンドリング用治具の取付部を取り付ける工程と、カッタビット装填用治具に取り付けられたカッタビットをカッタビット装填用箱に装入するか又は前記カッタビット装填用箱から取り出す工程と、前記カッタビットから前記カッタビット装填用治具を取り外す工程とを有することを特徴とするものである。
カッタビットを前記カッタビット装填用箱に装入する際および/または前記カッタビット装填用箱から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具を該カッタビットに着脱可能に取り付けるための治具取付部を有するカッタビットと、
前記カッタビットに設けられた治具取付部に着脱可能に取り付けられる取付部と、該取付部に前記カッタビットを取り付けた状態で該カッタビットをハンドリングするための持ち手部を有するカッタビットハンドリング用治具と、を用いて、
前記カッタビットの治具取付部に前記カッタビットハンドリング用治具の取付部を取り付ける工程と、カッタビット装填用治具に取り付けられたカッタビットをカッタビット装填用箱に装入するか又は前記カッタビット装填用箱から取り出す工程と、前記カッタビットから前記カッタビット装填用治具を取り外す工程とを有することを特徴とするものである。
本発明に係るカッタビットにおいては、治具取付部を設けることにより、この治具取付部にカッタビットハンドリング用治具を着脱可能に取り付けることを可能にしたので、カッタビットハンドリング用治具によってカッタビットをカッタビット装填用箱内に装入することが可能になり、重量のあるカッタビットのカッタビット装填用箱への装入作業を、シールド掘進機の中心筒部という狭い空間でも容易に行うことができ、作業効率を向上させることができる。
図1は本発明の一実施の形態にかかるカッタビットを搭載したシールド掘進機の説明図であり、シールド掘進機の前胴部を軸方向断面で示した図である。まず、図1に基づいて本実施の形態に係るカッタビットを搭載したシールド掘進機の構成を概説する。なお、本明細書において、「前」、「後」とはシールド掘進機の前方、後方を意味する。また、「上」、「下」とは、当該図面における「上」「下」を意味する。
本実施の形態に係るカッタビットを搭載したシールド掘進機は、円筒状のスキンプレート1の前端に、回転可能に取り付けられたカッタヘッド3を備えている。カッタヘッド3は、その中心部に設けられた円筒部5、円筒部5から放射状に延びるカッタスポーク7、円筒部5の前端に設けられた回転カッタ9を有している。
カッタスポーク7には、後述するカッタビット装填機構によって装填されるカッタビット11およびコピーカッタ13が設置されている。円筒部5はギア15を介してカッタ駆動モータ17で回転駆動される。円筒部5には油圧系統を連結するためのロータリージョイント19が設けられている。
カッタスポーク7には、後述するカッタビット装填機構によって装填されるカッタビット11およびコピーカッタ13が設置されている。円筒部5はギア15を介してカッタ駆動モータ17で回転駆動される。円筒部5には油圧系統を連結するためのロータリージョイント19が設けられている。
スキンプレート1の前端から少し後方の位置には隔壁21が設けられている。カッタヘッド3と隔壁21との間には掘削土砂が溜まるが、その掘削土砂を排出するためのスクリューコンベア23が設けられている。
図2は図1における領域A部を拡大して示す拡大図である。以下、図2に基づいてカッタビット装填機構を説明する。
カッタビット装填機構は、カッタスポーク7に形成されたカッタビット装着溝(図示なし)と、該カッタビット装着溝に装着されるカッタビット11と、カッタビット装填時に新カッタビット11Aを装入する水密箱25と、水密箱25に装入された新カッタビット11Aを径外方向に押し出す押し出しジャッキ27と、を備えている。
(カッタビットを一般的に示すときにはカッタビットと称して符号11を付し、交換用として装填するカッタビットを示すときは新カッタビットと称して符号11Aを付し、新カッタビット11Aと当接することになる既設のカッタビットを示すときには既設カッタビットと称して符号11Bを付す。)
カッタビット装填機構は、カッタスポーク7に形成されたカッタビット装着溝(図示なし)と、該カッタビット装着溝に装着されるカッタビット11と、カッタビット装填時に新カッタビット11Aを装入する水密箱25と、水密箱25に装入された新カッタビット11Aを径外方向に押し出す押し出しジャッキ27と、を備えている。
(カッタビットを一般的に示すときにはカッタビットと称して符号11を付し、交換用として装填するカッタビットを示すときは新カッタビットと称して符号11Aを付し、新カッタビット11Aと当接することになる既設のカッタビットを示すときには既設カッタビットと称して符号11Bを付す。)
また、カッタビット装填機構は、水密箱25とカッタスポーク7との間に両者の間の連通を開閉するスライド式開閉ゲート29を備えている。さらに、既設カッタビット11Bの内端面に向けて水を噴射する流体噴射ノズル31を備えている。
以下、このカッタビット装填機構の各構成について、本発明の実施の形態に係るカッタビットおよびカッタビットハンドリング用治具を含めて、さらに詳細に説明する。
以下、このカッタビット装填機構の各構成について、本発明の実施の形態に係るカッタビットおよびカッタビットハンドリング用治具を含めて、さらに詳細に説明する。
(1)カッタビット装着溝
カッタビット装着溝は、カッタヘッド3のカッタスポーク7に設けられており、カッタビット11の前端に設けられたビットが前方に位置する姿勢でカッタビット11をカッタスポーク7に保持するものである。
カッタビット装着溝は、カッタヘッド3のカッタスポーク7に設けられており、カッタビット11の前端に設けられたビットが前方に位置する姿勢でカッタビット11をカッタスポーク7に保持するものである。
(2)カッタビット
図3は図2における領域Bを拡大して示した図である。図2および図3に基づいて本実施の形態に係るカッタビットについて詳細に説明する。
カッタビット11はカッタスポーク7に設けられたカッタビット装着溝に挿入される。カッタビット11はこのカッタビット装着溝に、径方向中心側から挿入されて、順次、径外方向に移動し、最外径部のカッタビット11がカッタスポーク7から外れて、捨てられる。
図3は図2における領域Bを拡大して示した図である。図2および図3に基づいて本実施の形態に係るカッタビットについて詳細に説明する。
カッタビット11はカッタスポーク7に設けられたカッタビット装着溝に挿入される。カッタビット11はこのカッタビット装着溝に、径方向中心側から挿入されて、順次、径外方向に移動し、最外径部のカッタビット11がカッタスポーク7から外れて、捨てられる。
カッタビット11の後面側には前面側に向けて凹(くぼ)んでいる谷形の係止部11cが形成されている。係止部11cは、後述するように、固定板33と係止してカッタビット11が径方向にずれるのを防止する。
また、カッタビット11の後面側には、カッタビット11を水密箱25に装入する際および/または水密箱25から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具30をカッタビット11に着脱可能に取り付けるための治具取付部11dを有している。治具取付部11dは具体的には、雌ネジ穴からなる。この治具取付部11dは、カッタビットハンドリング用治具30の先端にカッタビット11を取り付けてハンドリングする際に取り扱いが容易なように、カッタビットハンドリング用治具30の先端を連結した状態でバランスのよい位置に設けられている。例えば、カッタビット11の後面側のほぼ中央部である。
また、カッタビット11の後面側には、カッタビット11を水密箱25に装入する際および/または水密箱25から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具30をカッタビット11に着脱可能に取り付けるための治具取付部11dを有している。治具取付部11dは具体的には、雌ネジ穴からなる。この治具取付部11dは、カッタビットハンドリング用治具30の先端にカッタビット11を取り付けてハンドリングする際に取り扱いが容易なように、カッタビットハンドリング用治具30の先端を連結した状態でバランスのよい位置に設けられている。例えば、カッタビット11の後面側のほぼ中央部である。
ここで、カッタビットハンドリング用治具30について説明する。カッタビットハンドリング用治具30は図3に示すように、所定の長さを有する棒状の棒状部30aと棒状部の一端に設けられて操作を行うハンドル部30bとを備えている。この棒状部30aとハンドル部30bが本発明の持ち手部を構成する。
棒状部30aの先端にはカッタビット11に設けられた治具取付部11dに螺合する雄ネジが設けられた雄ネジ部30cを有している。
以上のように構成されたカッタビットハンドリング用治具30においては、先端の雄ネジ部30cをカッタビット11の治具取付部11dにねじ込むことによってカッタビット11をカッタビットハンドリング治具30に固定し、これによりカッタビット11の狭い場所でのハンドリングを容易にする。
棒状部30aの先端にはカッタビット11に設けられた治具取付部11dに螺合する雄ネジが設けられた雄ネジ部30cを有している。
以上のように構成されたカッタビットハンドリング用治具30においては、先端の雄ネジ部30cをカッタビット11の治具取付部11dにねじ込むことによってカッタビット11をカッタビットハンドリング治具30に固定し、これによりカッタビット11の狭い場所でのハンドリングを容易にする。
(3)固定板
固定板33はカッタビット11の後面側に設けられた板状体であり、カッタビット11の後面の係止部11cに係止する形状に形成されている。固定板33の後方には固定ジャッキ35(図1参照)が設けられて、固定板33を前方に押圧することで、カッタビット11と固定板33の係止力が適宜の強さになるようにしている。適宜の強さとは、カッタビット11の装填時には後方に移動してカッタビット11の装填を可能とし、カッタビット11の装填後にはカッタビット11がずれるのを防止できる強さである。
固定板33はカッタビット11の後面側に設けられた板状体であり、カッタビット11の後面の係止部11cに係止する形状に形成されている。固定板33の後方には固定ジャッキ35(図1参照)が設けられて、固定板33を前方に押圧することで、カッタビット11と固定板33の係止力が適宜の強さになるようにしている。適宜の強さとは、カッタビット11の装填時には後方に移動してカッタビット11の装填を可能とし、カッタビット11の装填後にはカッタビット11がずれるのを防止できる強さである。
(4)水密箱
水密箱25は、円筒部5内に設置されて、カッタビット11をカッタスポーク7に装填する際に使用されるものである。
水密箱25は、機内側には新カッタビット11Aを挿入するための開閉扉39を有し、カッタスポーク7に対向する面には開口部41を有している。
また、水密箱25の内部には挿入したカッタビット11の姿勢を保持するサポート42が設けられている。
なお、水密箱25の上部には箱内に挿入されたカッタビット11をカッタスポーク7側に押し出すための押し出しジャッキ27が設けられている。押し出しジャッキ27のヘッド27aはP1〜P2間で上下に移動する。また、押し出しジャッキ27の側方にはゲージ44が設置されており、このゲージ44を下降させることにより、押し出しジャッキ27の駆動状況を確認することができる。なお、ゲージ44はその上端部に紙面直行方向に延びるハンドル部44aを有しており、このハンドル部44aを操作することでゲージ44の上下動を行う。
水密箱25は、円筒部5内に設置されて、カッタビット11をカッタスポーク7に装填する際に使用されるものである。
水密箱25は、機内側には新カッタビット11Aを挿入するための開閉扉39を有し、カッタスポーク7に対向する面には開口部41を有している。
また、水密箱25の内部には挿入したカッタビット11の姿勢を保持するサポート42が設けられている。
なお、水密箱25の上部には箱内に挿入されたカッタビット11をカッタスポーク7側に押し出すための押し出しジャッキ27が設けられている。押し出しジャッキ27のヘッド27aはP1〜P2間で上下に移動する。また、押し出しジャッキ27の側方にはゲージ44が設置されており、このゲージ44を下降させることにより、押し出しジャッキ27の駆動状況を確認することができる。なお、ゲージ44はその上端部に紙面直行方向に延びるハンドル部44aを有しており、このハンドル部44aを操作することでゲージ44の上下動を行う。
(5)スライド式開閉ゲート
スライド式開閉ゲート29は、水密箱25の開口部41に対面して設けられ、水密箱25の開口部41と機外側との連通を開閉する。
以下、図2、図3に基づいてスライド式開閉ゲート29の詳細を説明図する。
スライド式開閉ゲート29は、水密箱25の開口部41に対面して設けられ、水密箱25の開口部41と機外側との連通を開閉する。
以下、図2、図3に基づいてスライド式開閉ゲート29の詳細を説明図する。
スライド式開閉ゲート29は、ゲート上部材46a、ゲート下部材46b、ゲート上部材46aとゲート下部材46bの間をスライドして開口部41と機外側との連通を開閉するゲート部材46c、ゲート部材46cに連結されてゲート部材46cをシールド掘進機軸方向前後にスライドさせるジャッキ47を備えてなる。ゲート部材46cは後方に移動した状態では、ゲート部材ガイド50にガイドされることで前後方向の移動がスムーズになるようになっている。
ゲート上部材46aとゲート下部材46bとの間にはシール部材53が設けられている。
ジャッキ47はジャッキ台にボルトによって取り外し可能に取り付けられている。
図3にはゲート部材46cの前端部を最前位置にした場合を実線で示し、最後位置にした場合を破線で示している。図3から分かるように、ゲート部材46cを最後位置にした場合でもゲート部材46cの最前端がシール部材53から外れないようになっている。
ゲート上部材46aとゲート下部材46bとの間にはシール部材53が設けられている。
ジャッキ47はジャッキ台にボルトによって取り外し可能に取り付けられている。
図3にはゲート部材46cの前端部を最前位置にした場合を実線で示し、最後位置にした場合を破線で示している。図3から分かるように、ゲート部材46cを最後位置にした場合でもゲート部材46cの最前端がシール部材53から外れないようになっている。
このようにゲート部材46cを最後位置にした場合でもゲート部材46cの最前端がシール部材53から外れないようにしたのは以下の理由によるものである。
スライド式開閉ゲート29はシールド掘進機本体内への土砂等の流入を防止するため水密化する必要がある。そのために開閉口の周りにシール部材53を配置する必要がある。しかし、ゲート部材46cが後方に移動してシール部材53から外れ、再びゲート部材46cが前方に移動してシール部材53に衝突することを繰り返すとシール部材53が傷つく可能性がある。この結果、水密化の低下、シール部材53の交換頻度増加の問題に派生する。そこで、シール部材53とゲート部材46cとが離隔しない(常に接触している)ようにして、ゲート部材46cとシール部材53とが衝突しないようにしている。
また、ゲート部材46cの端面をテーパ又はアール(R:曲面)を設けて、ゲート部材46cとシール部材53の滑らかな接触を可能にしている。
スライド式開閉ゲート29はシールド掘進機本体内への土砂等の流入を防止するため水密化する必要がある。そのために開閉口の周りにシール部材53を配置する必要がある。しかし、ゲート部材46cが後方に移動してシール部材53から外れ、再びゲート部材46cが前方に移動してシール部材53に衝突することを繰り返すとシール部材53が傷つく可能性がある。この結果、水密化の低下、シール部材53の交換頻度増加の問題に派生する。そこで、シール部材53とゲート部材46cとが離隔しない(常に接触している)ようにして、ゲート部材46cとシール部材53とが衝突しないようにしている。
また、ゲート部材46cの端面をテーパ又はアール(R:曲面)を設けて、ゲート部材46cとシール部材53の滑らかな接触を可能にしている。
上記のように構成されたスライド式開閉ゲート29においては、ゲート部材46cをジャッキ47(図2参照)によって機軸方向前後にスライドさせることで、前記開閉動作を行う。
ゲート部材46cを最前端に移動したときにゲート部46を全閉にできる。また、ゲート部材46cを最後方に移動したときには(図3の破線で示す図参照)、カッタビットが通過する開口を全開にすることができる。しかし、この状態でもシール部材53とゲート部材46cは接触状態を保っているので、ゲート部材46cの閉動作を開始したときにもスムーズな動作が可能である。つまり、仮にゲート部材46cがシール部材53から完全に離れてしまった場合には、閉動作を開始するとゲート部材46cの前端がシール部材53に衝突する状態が発生するが、この状態が発生すると、シール部材53のめくれ、ゆがみ、破損等が起こる可能性がある。この点、本実施の形態のようにシール部材53とゲート部材46cが常に接触状態を保つようにすることで、ゲート部材46cの前端がシール部材53に衝突することを防止でき、前述のシール部材46cの破損等を可及的に防止できる。
ゲート部材46cを最前端に移動したときにゲート部46を全閉にできる。また、ゲート部材46cを最後方に移動したときには(図3の破線で示す図参照)、カッタビットが通過する開口を全開にすることができる。しかし、この状態でもシール部材53とゲート部材46cは接触状態を保っているので、ゲート部材46cの閉動作を開始したときにもスムーズな動作が可能である。つまり、仮にゲート部材46cがシール部材53から完全に離れてしまった場合には、閉動作を開始するとゲート部材46cの前端がシール部材53に衝突する状態が発生するが、この状態が発生すると、シール部材53のめくれ、ゆがみ、破損等が起こる可能性がある。この点、本実施の形態のようにシール部材53とゲート部材46cが常に接触状態を保つようにすることで、ゲート部材46cの前端がシール部材53に衝突することを防止でき、前述のシール部材46cの破損等を可及的に防止できる。
(6)流体噴射ノズル
流体噴射ノズル31は、既設カッタビット11Bの端面とゲート部46との間に向けて水を噴射することによって土砂等を排除して新カッタビット11Aの装填時に既設カッタビット11Bと新カッタビット11Aとの間に介在物が入るのを防止する。
水を噴射するタイミングは、少なくとも新カッタビット11Aと既設カッタビット11Bとが互いに当接する際であり、常時噴射していてもかまわない。
なお、水の噴射力は適宜調整可能にするのが望ましい。
流体噴射ノズル31は、既設カッタビット11Bの端面とゲート部46との間に向けて水を噴射することによって土砂等を排除して新カッタビット11Aの装填時に既設カッタビット11Bと新カッタビット11Aとの間に介在物が入るのを防止する。
水を噴射するタイミングは、少なくとも新カッタビット11Aと既設カッタビット11Bとが互いに当接する際であり、常時噴射していてもかまわない。
なお、水の噴射力は適宜調整可能にするのが望ましい。
次に、図1〜図3に基づいてカッタビット装填方法を説明する。
カッタビット11を装填するときは、図2に示すように、水密箱25の開閉扉39を開けて、新カッタビット11Aを水密箱25内に装入する。装入に際しては、図2、図3に示すカッタビットハンドリング用治具30における雄ネジ部30cを新カッタビット11Aの治具取付部11dにねじ込むことによって、新カッタビット11Aをカッタビットハンドリング用治具30に取り付ける。この状態で、開閉扉39が開放された水密箱25の所定の位置に新カッタビット11Aを設置する。このとき、カッタビットハンドリング用治具30は棒状部30aとその後端にハンドル部30bを有しており、このような形状であるが故に約20kgある新カッタビット11Aのシールド掘進機の円筒部5という狭い空間でのハンドリングを容易にすることができる。
カッタビット11を装填するときは、図2に示すように、水密箱25の開閉扉39を開けて、新カッタビット11Aを水密箱25内に装入する。装入に際しては、図2、図3に示すカッタビットハンドリング用治具30における雄ネジ部30cを新カッタビット11Aの治具取付部11dにねじ込むことによって、新カッタビット11Aをカッタビットハンドリング用治具30に取り付ける。この状態で、開閉扉39が開放された水密箱25の所定の位置に新カッタビット11Aを設置する。このとき、カッタビットハンドリング用治具30は棒状部30aとその後端にハンドル部30bを有しており、このような形状であるが故に約20kgある新カッタビット11Aのシールド掘進機の円筒部5という狭い空間でのハンドリングを容易にすることができる。
水密箱25に挿入された新カッタビット11Aはサポート42によってその姿勢が保持される。この状態で、カッタビットハンドリング用治具30のハンドル部30bを回転させて雄ネジ部30cを治具取付部11dから取り外す。
新カッタビット11Aが水密箱25に装入されると、開閉扉39が閉じられ、水密箱内に水が充填され、水密箱内の圧力が機外側と同等になるようにされる。これは、スライド式開閉ゲート29を開放して水密箱内と機外側とが連通したときに、機外側の土砂等が水密箱内に入らないようにすることで、機内への土砂の流入を防止するとともに、地山が崩れるのを防止するためである。
新カッタビット11Aが水密箱25に装入されると、開閉扉39が閉じられ、水密箱内に水が充填され、水密箱内の圧力が機外側と同等になるようにされる。これは、スライド式開閉ゲート29を開放して水密箱内と機外側とが連通したときに、機外側の土砂等が水密箱内に入らないようにすることで、機内への土砂の流入を防止するとともに、地山が崩れるのを防止するためである。
新カッタビット11Aを水密箱25に装入してスライド式開閉ゲート29を開放する前に流体噴射ノズル31から水を噴射する。水を噴射することで、既設カッタビット11Bの上端面に土砂が付着していた場合にこれが除去され、新カッタビット11Aと既設カッタビット11Bとの当接面に土砂等が介在するのをより確実に防止できる。
次に、ジャッキ47を駆動してゲート部材46cを後方に移動することによりスライド式開閉ゲート29を開放する。そして、押し出しジャッキ27を伸長して新カッタビット11Aをカッタスポーク7側に押し出す。これによって、新カッタビット11Aは水密箱25内のサポート42に姿勢保持されて既設カッタビット11B側に押し出される。押し出しジャッキ27をさらに伸長すると、カッタビット11Aは水密箱25の下面、ゲート部材46cを通過し、新カッタビット11Aの下端面と既設カッタビット11Bの上端面が当接する。
この状態で押し出しジャッキ27をさらに伸長して新カッタビット11Aをカッタスポーク7側に完全に押し出すと、既設カッタビット11Bおよびその径外方向にあるカッタビット11は径外方向に移動して、最外径に位置するカッタビット11がカッタスポーク7から外れる。このとき、各カッタビット11の端面は流体噴射ノズル31からの水によって土砂等が流され、両カッタビットの当接面には介在物が存在しない。よって、カッタビット11の径方向長さは規格通りであり、また、カッタビット11の後面と固定板33の各山谷のピッチにずれがないので、カッタビット11は固定板33によってしっかりとずれ防止が図られる。
カッタビットの装填が終了すると、ジャッキを伸長してゲート部材46cを前方向に移動し、ゲートを閉止する。
そして、水密箱内の水を図示しないバルブを開放することで機内側に捨てる。
カッタビットの装填が終了すると、ジャッキを伸長してゲート部材46cを前方向に移動し、ゲートを閉止する。
そして、水密箱内の水を図示しないバルブを開放することで機内側に捨てる。
以上のように、本実施の形態においては、カッタビット11の後部に治具取付部11dを設け、この治具取付部11dにカッタビットハンドリング用治具30を着脱可能に取り付けることによってカッタビット11を水密箱25内に装入するようにしたので、約20kgのカッタビット11をシールド掘進機の円筒部5という狭い空間での水密箱25への装入作業を容易にすることができる。
なお、上記の実施の形態においては、カッタビット11を水密箱25に装入する場合について説明したが、一旦水密箱25に装入したカッタビット11を水密箱25から取り出す必要がある場合もある。この場合には、開閉扉39を開放した水密箱25の後方からカッタビットハンドリング用治具30を水密箱25内に挿入し、その雄ネジ部30cを水密箱25内のカッタビット11の治具取付部11dにねじ込むことによってカッタビット11をカッタビットハンドリング用治具30に取り付け、カッタビット11を水密箱25から引き出すようにすればよい。
このように、本実施の形態に係るカッタビット11およびカッタビットハンドリング用治具30はカッタビット11を水密箱25から取り出す場合にも使用することができ、カッタビット11の水密箱25への装入時と同様にカッタビット11のハンドリングを容易にするという効果が得られる。
このように、本実施の形態に係るカッタビット11およびカッタビットハンドリング用治具30はカッタビット11を水密箱25から取り出す場合にも使用することができ、カッタビット11の水密箱25への装入時と同様にカッタビット11のハンドリングを容易にするという効果が得られる。
また、カッタビット11に設けられた治具取付部11dと棒状部30aの先端との連結については、当該先端が雄ネジ部30cを備え、治具取付部11dが雌ネジ部からなり、両者を螺合により連結する螺合機構のみ記載した。しかし、必要時には連結可能で、不要時に離脱可能な機構であれば、上記螺合機構に限定されるものではない。例えば、棒状部30aの先端が鉤爪部を備え、治具取付部11dがその鉤爪部に引っ掛る異形部を備えるようにすれば、必要に応じて鉤爪部を異形部に引掛けることで両者を係合させて棒状部30aの先端にカッタビット11を取り付け、不要時には引っ掛りを外すことによりその係合を外すことで棒状部30aからカッタビット11を取り外すことが可能となる。このような係合機構もまた上記の連結を実現する機構に含まれる。
1 スキンプレート、3 カッタヘッド、5 円筒部、9 回転カッタ、11 カッタビット、11d 治具取付部、17 カッタ駆動モータ、25 水密箱、27 押し出しジャッキ、29 スライド式開閉ゲート、30 カッタビットハンドリング用治具、31 流体噴射ノズル、33 固定板、35 固定ジャッキ、46 ゲート部、47 ジャッキ、53 シール部材。
Claims (3)
- カッタヘッド中心筒部に設置したカッタビット装填用箱にカッタビットを装入し、該カッタビット装填用箱からカッタビットを順次供給して前記カッタヘッド中心筒部より放射状に延びるカッタスポークにカッタビットを装填するシールド掘進機に用いるカッタビットであって、
カッタビットを前記カッタビット装填用箱に装入する際および/または前記カッタビット装填用箱から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具を該カッタビットに着脱可能に取り付けるための治具取付部を有することを特徴とするカッタビット。 - カッタヘッド中心筒部に設置したカッタビット装填用箱にカッタビットを装入し、該カッタビット装填用箱から前記カッタビットを順次供給して前記カッタヘッド中心筒部より放射状に延びるカッタスポークに前記カッタビットを装填するシールド掘進機において、前記カッタビットを前記カッタビット装填用箱に装入する際および/または前記カッタビット装填用箱から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具であって、
前記カッタビットに設けられた治具取付部に着脱可能に取り付けられる取付部と、該取付部に前記カッタビットを取り付けた状態で該カッタビットをハンドリングするための持ち手部を有することを特徴とするカッタビットハンドリング用治具。 - カッタヘッド中心筒部に設置したカッタビット装填用箱にカッタビットを装入し、該カッタビット装填用箱から前記カッタビットを順次供給して前記カッタヘッド中心筒部より放射状に延びるカッタスポークに前記カッタビットを装填するシールド掘進機におけるカッタビット装填方法であって、
カッタビットを前記カッタビット装填用箱に装入する際および/または前記カッタビット装填用箱から取り出す際に用いるカッタビットハンドリング用治具を該カッタビットに着脱可能に取り付けるための治具取付部を有するカッタビットと、
前記カッタビットに設けられた治具取付部に着脱可能に取り付けられる取付部と、該取付部に前記カッタビットを取り付けた状態で該カッタビットをハンドリングするための持ち手部を有するカッタビットハンドリング用治具と、を用いて、
前記カッタビットの治具取付部に前記カッタビットハンドリング用治具の取付部を取り付ける工程と、カッタビット装填用治具に取り付けられたカッタビットをカッタビット装填用箱に装入するか又は前記カッタビット装填用箱から取り出す工程と、前記カッタビットから前記カッタビット装填用治具を取り外す工程とを有することを特徴とするカッタビット装填方法。
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- 2006-02-01 JP JP2006024122A patent/JP2007205002A/ja active Pending
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