JP2012041781A - Method and device for replacing cutter bit of excavator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable bit replacing work to be smoothly performed in a narrow working space on a back surface of a cutter spoke.SOLUTION: In a bit 31 for replacement, a jack storage hole 61 opened in a back surface is preformed in a bit body 31A having a front portion provided with an excavation blade portion 31B. In a state in which a jack body 55a of a push-pull jack 55 is housed and fixed in the jack storage hole 61, an actuating rod 55b of the push-pull jack 55 is coupled to a reaction receiving member 56 provided on a back surface of a working space 29. The push-pull jack 55 is expanded/contracted to separate/insert the bit 31 for replacement from/into a bit guide hole 38 of a bit guide body 37. The bit 31 for replacement is carried into/out of the working space 28 in the state in which the push-pull jack 55 is housed in the jack storage hole 61.

Description

本発明は、掘削途中に掘削ビットを交換するための掘削機のカッタビット交換方法および交換装置に関する。   The present invention relates to an excavator cutter bit exchanging method and exchanging apparatus for exchanging excavating bits during excavation.

特許文献１には、掘削途中に、シールド機のカッタディスクに装着されたカッタビットを交換する方法が提案されている。この交換方法は、１）カッタディスクを構成するカッタスポークの内側で、カッタビットにカッタビット引抜き用ジャッキを取り付け、２）カッタビットをカッタスポークに固定しているカッタビット取付ボルトを外し、３）カッタビット引抜用ジャッキを縮めてカッタビットを引き、４）カッタビットを引くことにより開口したカッタスポークの孔をバルブで閉じて止水し、５）カッタビット引抜用ジャッキをカッタビット及びカッタスポークから外し、６）カッタビットをカッタスポークから外し、７）この後、逆の動作で新しいカッタビットをカッタスポークに取り付けるものである。   Patent Document 1 proposes a method of exchanging a cutter bit attached to a cutter disk of a shield machine during excavation. The replacement method is as follows: 1) Attach the cutter bit pulling jack to the cutter bit inside the cutter pork that constitutes the cutter disk, 2) Remove the cutter bit mounting bolt that fixes the cutter bit to the cutter pork, and 3) Pull the cutter bit and pull the cutter bit. 4) Close the hole of the cutter pork opened by pulling the cutter bit and stop the water. 5) Remove the cutter bit jack from the cutter bit and the cutter pork. 6) The cutter bit is removed from the cutter pork. 7) Thereafter, a new cutter bit is attached to the cutter pork in the reverse operation.

特許第２５５７１６９号公報（図６、図７）Japanese Patent No. 2557169 (FIGS. 6 and 7)

上記構成において、ビット本体と掘削刃部からなる交換用カッタビットは、カッタスポークの前面板に形成された装着穴を貫通して配置され、交換する時には、装着穴から内部空間に抜き出される。このカッタスポークの取付部では、ａ）掘削力に対抗できるだけの十分な強度を持ってビット本体をカッタスポークに保持すること、ｂ）抜き出し時に切り羽面から浸入する泥水を装着穴との間でシールすることから、カッタビットにシール可能な十分な長さが必要であること、ｃ）カッタビット引抜用ジャッキは、カッタビット全体を作業空間内に引き出すだけの伸縮ストロークが必要なこと、等の要件がある。一方、ｄ）切羽崩壊土圧を保持しつつ掘削土砂を大気圧側に送り出す圧力室の容積も、十分に確保しなればならないこと、ｅ）カッタスポークからその背面圧力室に突出される作業空間の容積が大きいと、圧力室における掘削土砂の混練能力が低下すること、等のシールド掘進機の構造的な問題もある。したがって、カッタスポークの背面側に許容される作業空間の容積は限られており、カッタスポークの作業空間の奥行きを十分に確保することが困難であるという問題があった。   In the above configuration, the replacement cutter bit including the bit body and the excavating blade portion is disposed through the mounting hole formed in the front plate of the cutter pork, and is extracted from the mounting hole to the internal space when the replacement is performed. In this cutter pork attachment part, a) hold the bit body to the cutter pork with sufficient strength to resist the excavation force, b) mud that penetrates from the face when it is pulled out between the mounting holes Since it is sealed, the cutter bit needs to be long enough to be sealed, and c) the cutter bit pulling jack needs an expansion / contraction stroke to pull the entire cutter bit into the working space, etc. There are requirements. On the other hand, d) The volume of the pressure chamber for sending the excavated earth and sand to the atmospheric pressure side while maintaining the face collapsed earth pressure must be secured sufficiently. E) The work space protruding from the kats pork to its back pressure chamber If the capacity of the shield is large, there is a structural problem of the shield machine such as a decrease in the kneading capacity of the excavated sediment in the pressure chamber. Therefore, the volume of the work space allowed on the back side of the cutter pork is limited, and there is a problem that it is difficult to sufficiently secure the depth of the work space of the cutter pork.

本発明は上記問題点を解決して、カッタスポーク背面の作業空間が狭くても、交換用ビットの交換作業をスムーズに行うことができる掘削機のカッタビット交換方法および交換装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above problems, and provides a cutter bit exchanging method and exchanging device for an excavator capable of smoothly exchanging an exchanging bit even when the working space on the back of the cutter pork is narrow. Objective.

請求項１記載の発明は、カッタヘッドのビットガイド穴に装着された交換用ビットにより地山を掘削し、掘削途中で磨耗した交換用ビットを、押引きジャッキにより前記ビットガイド穴からカッタヘッドの背面に形成された作業空間に引き出して離脱させるとともに、前記ビットガイド穴を閉鎖し、磨耗した交換用ビットを前記作業空間から搬出し、逆の手順で、新規な交換用ビットを搬入して前記押引きジャッキにより前記ビットガイド穴に挿入する掘削機のカッタビット交換方法であって、
交換用ビットで前部に掘削刃部を有するビット本体に、背面に開口されるジャッキ収容穴を形成しておき、当該ジャッキ収容穴内に、押引きジャッキのジャッキ本体を収容固定した状態で、前記作業空間内の背面に設けられた背面支持部を反力受けとして、押引きジャッキを伸縮して前記ビットガイド穴に対する交換用ビットの離脱と挿入とを行い、
さらに前記ジャッキ収容穴に押引きジャッキのジャッキ本体を収容した状態で、前記作業空間における交換用ビットの搬出と搬出とを行うものである。 According to the first aspect of the present invention, the excavation ground is excavated by the exchanging bit mounted in the bit guide hole of the cutter head, and the exchanging bit worn during the excavation is removed from the bit guide hole by the push-pull jack. Pull out to the working space formed on the back side and remove it, close the bit guide hole, carry out the worn replacement bit from the working space, carry in a new replacement bit in the reverse procedure, and An excavator cutter bit replacement method for inserting into a bit guide hole by a push-pull jack,
In the bit body having the excavating blade part in the front part with a replacement bit, a jack accommodation hole opened on the back is formed, and the jack body of the push-pull jack is accommodated and fixed in the jack accommodation hole. With the back support provided on the back in the work space as a reaction force receiver, the push-pull jack is extended and retracted to remove and insert the replacement bit into the bit guide hole,
Furthermore, the exchange bit is carried out and carried out in the work space in a state where the jack body of the push-pull jack is housed in the jack housing hole.

上記方法によれば、ビット本体に形成されたジャッキ収容穴に、押引きジャッキのジャッキ本体を収容することにより、出退ストロークの長い押引きジャッキを使用して、交換用ビットを押し引きすることができる。   According to the above method, the replacement bit is pushed and pulled using the push-pull jack having a long retracting stroke by accommodating the jack main body of the push-pull jack in the jack receiving hole formed in the bit main body. Can do.

請求項２に係る発明は、請求項１記載の方法において、
ジャッキ収容穴内にジャッキ本体の基端側の一部を収容した一次固定位置に押引きジャッキを固定した状態で、地山を掘削する使用位置と、当該使用位置から後退されてビットガイド穴を閉鎖可能なガイド穴開閉位置との間で、交換用ビットを出退する一次押引き動作を行い、
前記ジャッキ収容穴内にジャッキ本体の略全体を収容した二次固定位置に前記押引きジャッキを固定した状態で、前記ガイド穴開閉位置と前記ビットガイド穴から作業空間に離脱された離脱位置との間で交換用ビットを出退する二次押引き動作を行うものである。 The invention according to claim 2 is the method according to claim 1,
With the push-pull jack fixed to the primary fixing position where a part of the base end side of the jack body is accommodated in the jack receiving hole, the use position for excavating natural ground and the bit guide hole closed by retreating from the use position Perform primary push-pull operation to move the replacement bit between possible guide hole opening and closing positions,
In a state where the push / pull jack is fixed to a secondary fixing position where substantially the entire jack body is accommodated in the jack receiving hole, the position between the guide hole opening / closing position and the releasing position where the bit guide hole is released to the work space. The secondary push-pull operation for withdrawing / exchanging the replacement bit is performed.

請求項３記載の発明は、
カッタヘッドに形成されたビットガイド穴から前方に突出されて地山を掘削する交換用ビットと、カッタヘッドの背面に形成された作業空間と前記ビットガイド穴との間で交換用ビットを離脱、挿入する押引きジャッキと、前記ビットガイド穴を開閉するゲート開閉装置とを具備した掘削機のカッタビット交換装置であって、
交換用ビットのビット本体に、前記押引きジャッキのジャッキ本体を収容可能なジャッキ収容穴を形成して背面に開口させ、
当該ジャッキ収容穴にジャッキ本体が収容固定された押引きジャッキにより、前記作業空間内の背面に設けられた背面支持部を反力受けとして、前記ビットガイド穴に対する交換用ビットの引き出し動作と押し込み動作を行い、またジャッキ収容穴に押引きジャッキを収容固定した状態で、交換用ビットの前記作業空間における搬出と搬入とを行うように構成されたものである。 The invention described in claim 3
A replacement bit that projects forward from a bit guide hole formed in the cutter head and excavates natural ground, and the replacement bit is detached between the work space formed on the back surface of the cutter head and the bit guide hole, An excavator cutter bit exchanging device comprising a push / pull jack to be inserted and a gate opening / closing device for opening / closing the bit guide hole,
In the bit body of the replacement bit, a jack housing hole capable of housing the jack body of the push-pull jack is formed and opened on the back surface.
With the push-pull jack in which the jack main body is housed and fixed in the jack housing hole, the back support portion provided on the back surface in the work space is used as a reaction force receiver, and the replacement bit is pulled out and pushed into the bit guide hole. Further, the replacement bit is carried out and carried in the work space in a state where the push-pull jack is housed and fixed in the jack housing hole.

請求項４記載の発明は、請求項３記載の構成において、
ジャッキ本体の基端側の一部がジャッキ収容穴に収容される一次固定位置と、ジャッキ本体の略全体がジャッキ収容穴に収容される二次固定位置との間で、ジャッキ収容穴における押引きジャッキの固定位置を調整可能な調整固定機構を設け、
当該調整固定機構により、前記一次固定位置と前記二次固定位置でそれぞれ押引きジャッキを出退駆動することにより、押引きジャッキの実質的な伸縮ストロークを拡張可能に構成したものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the third aspect,
Pushing and pulling in the jack housing hole between a primary fixing position where a part of the base end side of the jack body is accommodated in the jack housing hole and a secondary fixing position where substantially the entire jack body is accommodated in the jack housing hole. An adjustment fixing mechanism that can adjust the fixing position of the jack is provided.
By the adjustment and fixing mechanism, the substantial extension stroke of the push / pull jack can be expanded by driving the push / pull jack back and forth at the primary fixed position and the secondary fixed position, respectively.

請求項５記載の発明は、請求項４記載の構成において、
調整固定機構は、ジャッキ本体の外周部に形成された雄ねじ部と、当該雄ねじ部に雌ねじ部を介して移動可能に嵌合され、ジャッキ本体をジャッキ収容穴の開口部に固定可能な可動フランジとを具備したものである。 The invention according to claim 5 is the configuration according to claim 4,
The adjustment fixing mechanism includes a male screw portion formed on the outer peripheral portion of the jack body, a movable flange that is movably fitted to the male screw portion via the female screw portion, and that can fix the jack main body to the opening portion of the jack accommodation hole. Is provided.

請求項６記載の発明は、請求項４記載の構成において、
調整固定機構は、ジャッキ本体の基端側で外周部に突設されて一次固定位置でジャッキ収容穴の開口部に固定可能な一次フランジと、ジャッキ本体の先端側で外周部に突設されて二次固定位置でジャッキ収容穴の開口部に固定可能で、かつ前記一次フランジに対して９０°位相が相違された二次フランジとを有し、
前記ジャッキ収容穴の開口部を、前記一次フランジと相似形で前記一次フランジを通過可能な大きさに形成したものである。 The invention described in claim 6 is the configuration described in claim 4,
The adjustment fixing mechanism protrudes on the outer peripheral portion on the base end side of the jack body, and protrudes on the outer peripheral portion on the distal end side of the jack body, and a primary flange that can be fixed to the opening of the jack receiving hole at the primary fixing position. A secondary flange that is fixable to the opening of the jack accommodation hole at the secondary fixing position and that is 90 ° out of phase with the primary flange;
The opening of the jack accommodation hole is formed to have a size similar to that of the primary flange and capable of passing through the primary flange.

請求項１または３記載の発明によれば、交換用ビットのビット本体に形成されて背面に開口されたジャッキ収容穴に、押引きジャッキのジャッキ本体を収容し、作業空間の背面支持部を反力受けとして、押引きジャッキによりビットガイド穴内の交換用ビットを押し引きするので、ビットガイド穴から作業空間の背面までの距離が、従来のように交換用ビットの長さ＋押引きジャッキの収縮時の長さ分を確保できない狭い作業空間であっても、交換用ビットの長さ＋α（背面支持部と連結部材）の作業空間であれば、出退ストロークを十分に長く確保可能な押引きジャッキを使用して、ビットガイド穴に対して交換用ビットを挿入、離脱させることができる。また、ジャッキ収容穴に押引きジャッキを収容した状態で、磨耗した交換用ビットの搬出と新規な交換用ビットの搬入とを行うことで、狭い作業空間であっても、交換用ビットの挿入と離脱を容易かつスムーズに行うことができる。   According to the first or third aspect of the present invention, the jack body of the push-pull jack is accommodated in the jack housing hole formed in the bit body of the replacement bit and opened at the back surface, and the back support portion of the work space is made to be opposite. As a force receiver, the pusher pulls the replacement bit in the bit guide hole, so the distance from the bit guide hole to the back of the work space is the length of the replacement bit + the shrinkage of the pusher jack as before. Even if it is a narrow work space where the length of time can not be secured, if the work space is the length of the replacement bit + α (back support part and connecting member), the push-pull that can secure a sufficiently long exit / retreat stroke The replacement bit can be inserted into and removed from the bit guide hole using a jack. In addition, with the push-pull jack housed in the jack housing hole, the worn replacement bit is carried out and a new replacement bit is carried in, so that the replacement bit can be inserted even in a narrow work space. Detachment can be performed easily and smoothly.

請求項２の発明によれば、ジャッキ収容穴内でジャッキ本体の固定位置を、一次固定位置と二次固定位置との間で変位させて、それぞれの固定位置で交換用ビットを押し引き駆動することにより、押引きジャッキが変位した変位距離だけ長い出退ストロークを確保することができる。これにより、小型の押引きジャッキを使用することができて、押引きジャッキおよび交換用ビットのコンパクト化を図ることができる。   According to the invention of claim 2, the fixing position of the jack body is displaced between the primary fixing position and the secondary fixing position in the jack accommodation hole, and the replacement bit is pushed and pulled at each fixing position. As a result, it is possible to ensure a long exit / retreat stroke by the displacement distance of displacement of the push / pull jack. Thereby, a small push-pull jack can be used, and the push-pull jack and the replacement bit can be made compact.

請求項４記載の発明によれば、調整固定機構により、一次固定位置と二次固定位置で押引きジャッキをそれぞれ出退駆動することにより、押引きジャッキの実質的な伸縮ストロークを変位距離だけ長く拡張することができる。これにより伸縮ストロークの小さい小型の押引きジャッキを使用することができて、交換用ビットと押引きジャッキのコンパクト化を図ることができる。また使用位置とガイド穴開閉位置との間の交換用ビットの一次押引き動作と、ビットガイド穴のゲート開閉動作と、ガイド穴開閉位置と作業空間内の離脱位置の間の交換用ビットの二次押引き動作とを行うことで、止水作業と交換用ビットの離脱、装着作業をスムーズに行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the push / pull jack is driven out / retracted at the primary fixed position and the secondary fixed position by the adjusting / fixing mechanism, so that the substantial expansion / contraction stroke of the push / pull jack is increased by the displacement distance. Can be extended. Thereby, a small push-pull jack with a small expansion / contraction stroke can be used, and the replacement bit and the push-pull jack can be made compact. In addition, the primary push-pull operation of the replacement bit between the use position and the guide hole opening / closing position, the gate opening / closing operation of the bit guide hole, and the replacement bit between the guide hole opening / closing position and the release position in the work space By performing the next push-pull operation, it is possible to smoothly perform the water stop operation, the removal of the replacement bit, and the mounting operation.

請求項５記載の発明によれば、押引きジャッキを挿脱する際の押引き反力を、ジャッキ本体の雄ねじ部から可動フランジを介して交換用ビットに伝達することができる。また、固定位置の移動も可動フランジを回転させるだけで容易に行うことができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the push-pull reaction force when the push-pull jack is inserted / removed can be transmitted from the male screw portion of the jack body to the replacement bit via the movable flange. Further, the movement of the fixed position can be easily performed only by rotating the movable flange.

請求項６記載の発明によれば、ジャッキ本体の基端側と先端側とに一次フランジと二次フランジとを互いに位相をずらせて取り付けたので、開口部で、ジャッキ本体を軸心周りに回転させて、開口部と一次、二次フランジの位相をずらせることにより、ジャッキ本体を交換用ビットの開口部に固定することができる。また開口部と一次フランジの位相を合わせることにより、一次フランジを開口部からジャッキ収容穴に挿入し、ジャッキ本体を奥側に押し込んで収容固定することができる。これにより、ジャッキ収容穴における押引きジャッキの固定位置を容易に変更することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the primary flange and the secondary flange are attached to the proximal end side and the distal end side of the jack body so as to be out of phase with each other, so that the jack body is rotated around the axis at the opening. Thus, the jack body can be fixed to the opening of the replacement bit by shifting the phase of the opening and the primary and secondary flanges. Further, by matching the phases of the opening and the primary flange, the primary flange can be inserted into the jack accommodation hole from the opening, and the jack body can be pushed into the back side to be housed and fixed. Thereby, the fixing position of the push / pull jack in the jack accommodation hole can be easily changed.

（ａ）および（ｂ）は、本発明に係るシールド掘進機のカッタビット交換装置の実施例１を示し、（ａ）はビット交換ユニットの交換用ビットの引き出し前の側面視の断面図、（ｂ）は交換用ビットの離脱状態を示す側面視の断面図である。(A) And (b) shows Example 1 of the cutter bit exchange device of the shield machine according to the present invention, (a) is a sectional view in side view before pulling out the replacement bit of the bit exchange unit, b) is a cross-sectional view in side view showing a detached state of the replacement bit. ビット交換ユニットを具備したカッタヘッドの全体正面図である。It is a whole front view of the cutter head provided with the bit exchange unit. シールド掘進機の全体縦断面図である。It is a whole longitudinal cross-sectional view of a shield machine. ビット交換ユニットを示す正面図である。It is a front view which shows a bit exchange unit. ビット交換ユニットの背面図である。It is a rear view of a bit exchange unit. ビット交換ユニットにおける交換用ビットの引き出し準備状態を示す平面視の断面図である。It is sectional drawing of planar view which shows the drawing-out preparation state of the bit for replacement | exchange in a bit exchange unit. （ａ）〜（ｃ）は交換用ビットを示し、（ａ）は側面視の断面図、（ｂ）は平面視の断面図、（ｃ）は背面図である。(A)-(c) shows the bit for exchange, (a) is sectional drawing of side view, (b) is sectional drawing of planar view, (c) is a rear view. 図６における拡大Ａ−Ａ断面図である。It is expansion AA sectional drawing in FIG. 図６における拡大Ｂ−Ｂ断面図である。It is an expanded BB sectional drawing in FIG. （ａ）〜（ｃ）は押引きジャッキを示し、（ａ）は側面半断面図、（ｂ）はＣ−Ｃ拡大断面図、（ｃ）はＤ−Ｄ拡大矢視図である。(A)-(c) shows a push-pull jack, (a) is a side half sectional view, (b) is CC expanded sectional view, (c) is DD expanded arrow view. マンホールと作業空間を示す平面視の断面図である。It is sectional drawing of planar view which shows a manhole and working space. （ａ）および（ｂ）は、交換用ビットの搬送状態を示す吊下搬送装置を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。(A) And (b) shows the suspended conveyance apparatus which shows the conveyance state of the bit for exchange, (a) is a side view, (b) is a front view. （ａ）および（ｂ）は、交換用ビットの搬送状態を示す搬送整合装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。(A) And (b) shows the conveyance alignment apparatus which shows the conveyance state of the bit for exchange, (a) is a front view, (b) is a side view. （ａ）および（ｂ）は、押引きジャッキの搬送状態を示す搬送整合装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。(A) And (b) shows the conveyance alignment apparatus which shows the conveyance state of a push-pull jack, (a) is a front view, (b) is a side view. （ａ）および（ｂ）は、ビット交換作業における押引きジャッキの搬入状態を示し、（ａ）は平面視の断面図、（ｂ）は側面視の断面図である。(A) And (b) shows the carrying-in state of the push-pull jack in a bit exchange operation | work, (a) is sectional drawing of planar view, (b) is sectional drawing of a side view. （ａ）および（ｂ）は、ビット交換作業における押引きジャッキの装着状態を示し、（ａ）は平面視の断面図、（ｂ）は側面視の断面図である。(A) And (b) shows the mounting state of the push-pull jack in the bit exchange work, (a) is a sectional view in plan view, and (b) is a sectional view in side view. （ａ）および（ｂ）は、ビット交換作業における一次押引き動作の終了状態を示し、（ａ）は平面視の断面図、（ｂ）は側面視の断面図である。(A) And (b) shows the completion | finish state of the primary pushing / pulling operation | movement in a bit replacement | exchange operation | work, (a) is sectional drawing of planar view, (b) is sectional drawing of side view. （ａ）および（ｂ）は、ビット交換作業におけるゲート閉動動作を示し、（ａ）は平面視の断面図、（ｂ）は側面視の断面図である。(A) And (b) shows the gate closing operation | movement in a bit exchange operation | work, (a) is sectional drawing of planar view, (b) is sectional drawing of side view. （ａ）および（ｂ）は、ビット交換作業における二次押引き動作を示し、（ａ）は平面視の断面図、（ｂ）は側面視の断面図である。(A) And (b) shows the secondary push-pull operation | movement in a bit replacement | exchange operation | work, (a) is sectional drawing of planar view, (b) is sectional drawing of a side view. （ａ）および（ｂ）は、ビット交換作業における交換用ビットの搬出動作を示し、（ａ）は平面視の断面図、（ｂ）は側面視の断面図である。(A) And (b) shows the carrying-out operation | movement of the replacement | exchange bit in a bit exchange operation | work, (a) is sectional drawing of planar view, (b) is sectional drawing of side view. （ａ）および（ｂ）は、本発明に係るシールド掘進機のカッタビット交換装置の実施例２を示し、（ａ）はビット交換ユニットの交換用ビットの引き出し前の側面視の断面図、（ｂ）は交換用ビットの離脱、搬出状態を示す側面視の断面図である。(A) And (b) shows Example 2 of the cutter bit exchange apparatus of the shield machine according to the present invention, (a) is a sectional view in side view before pulling out the replacement bit of the bit exchange unit, b) is a cross-sectional view in a side view showing a state where the replacement bit is detached and carried out. マンホールと作業空間を示す平面視の断面図である。It is sectional drawing of planar view which shows a manhole and working space. 吊下搬送装置を示す正面図である。It is a front view which shows a suspended conveyance apparatus. （ａ）および（ｂ）は押引きジャッキを示し、（ａ）は側面半断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＥ−Ｅ拡大矢視図である。(A) And (b) shows a push-pull jack, (a) is a side half sectional view, (b) is an EE expansion arrow view shown to (a). （ａ）および（ｂ）は、本発明に係るシールド掘進機のカッタビット交換装置の実施例３を示し、（ａ）はビット交換ユニットを示す正面図、（ｂ）はビット交換ユニットの平面視の断面図である。(A) And (b) shows Example 3 of the cutter bit exchange apparatus of the shield machine according to the present invention, (a) is a front view showing the bit exchange unit, and (b) is a plan view of the bit exchange unit. FIG. （ａ）および（ｂ）は、本発明に係るシールド掘進機のカッタビット交換装置の実施例４を示し、（ａ）はビット交換ユニットを示す正面部分断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＦ−Ｆ断面図である。(A) And (b) shows Example 4 of the cutter bit exchange device of the shield machine according to the present invention, (a) is a front partial sectional view showing the bit exchange unit, (b) is (a) It is FF sectional drawing shown. （ａ）および（ｂ）は、本発明に係るシールド掘進機のカッタビット交換装置の実施例５を示し、（ａ）はビット交換ユニットの交換用ビットの引き出し前の側面視の断面図、（ｂ）は交換用ビットの離脱、搬出状態を示す側面視の断面図である。(A) And (b) shows Embodiment 5 of the cutter bit exchanging device of the shield machine according to the present invention, (a) is a sectional view in side view before pulling out the replacement bit of the bit exchanging unit, ( b) is a cross-sectional view in a side view showing a state where the replacement bit is detached and carried out.

以下、本発明に係る掘削機であるシールド掘進機のカッタビット交換装置の実施例を図面に基づいて説明する。
［実施例１］ Embodiments of a cutter bit exchanging device for a shield machine that is an excavator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Example 1]

［シールド掘進機の構成］
実施例１を図１〜図２０を参照して説明する。
このシールド掘進機は、直径が８ｍ以上の大口径トンネル掘削用で、図３に示すように、円筒形のシールド本体（掘削機本体）１１の前部に、切羽崩壊土圧を保持する圧力隔壁１２が設けられ、この圧力隔壁１２に、旋回リング体１４が旋回軸受１３を介してシールド軸心（掘削機軸心）Ｏ周りに回転自在に支持されている。そして、この旋回リング体１４から前方に突設された複数の支持脚１５の前端部に、円形のカッタヘッド１６が支持され、また圧力隔壁１２の後部に、カッタヘッド１６を回転駆動するカッタ駆動装置１７が設けられている。このカッタ駆動装置１７は、旋回リング体１４の背面に設けられたリングギヤ１７ａと、このリングギヤ１７ａに噛み合う複数の駆動ピニオン１７ｂと、前記駆動ピニオン１７ｂをそれぞれ回転駆動する複数の回転駆動装置（油圧式または電動式モータ）１７ｃとで構成されている。さらに前記圧力隔壁１２の前部に、切羽崩壊土圧を保持する圧力室１９が形成され、カッタヘッド１６により掘削された土砂を混練しつつ、この圧力室１９から大気圧に保持された後方空間に排出する排土用スクリュコンベヤ装置１８が設けられている。 [Configuration of shield machine]
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
This shield machine is for excavating a large-diameter tunnel having a diameter of 8 m or more. As shown in FIG. 3, a pressure bulkhead that holds a face collapsing earth pressure at the front part of a cylindrical shield body (excavator body) 11. 12 is provided, and a rotary ring body 14 is supported by the pressure partition 12 via a rotary bearing 13 so as to be rotatable around a shield axis (excavator axis) O. A circular cutter head 16 is supported at the front end portions of a plurality of support legs 15 projecting forward from the swivel ring body 14, and a cutter drive that rotationally drives the cutter head 16 at the rear portion of the pressure bulkhead 12. A device 17 is provided. The cutter drive device 17 includes a ring gear 17a provided on the back surface of the swivel ring body 14, a plurality of drive pinions 17b meshing with the ring gear 17a, and a plurality of rotation drive devices (hydraulic type) that respectively drive the drive pinions 17b to rotate. Or an electric motor) 17c. Further, a pressure chamber 19 is formed in the front portion of the pressure bulkhead 12 to hold the face collapsed earth pressure, and the rear space held at atmospheric pressure from the pressure chamber 19 while kneading the earth and sand excavated by the cutter head 16. A screw conveyor device 18 for discharging soil is provided.

カッタヘッド１６は、図２に示すように、シールド軸心Ｏ上に配置された中心部材２０から半径方向軸ＲＬに沿って延びる複数の主スポーク部材２１と、主スポーク部材２１の間で半径方向に延びる複数の副スポーク部材２２と、シールド軸心Ｏを中心とする円弧方向に配設されて主スポーク部材２１および副スポーク部材２２を連結する中間リング部材２３および外周リング部材２４とを具備している。そして、これら各部材２１〜２４間に土砂取り入れ口２５が形成されている。   As shown in FIG. 2, the cutter head 16 has a plurality of main spoke members 21 extending along the radial axis RL from the center member 20 disposed on the shield axis O and a radial direction between the main spoke members 21. A plurality of sub-spoke members 22 extending in the direction of the arc, and an intermediate ring member 23 and an outer peripheral ring member 24 that are arranged in a circular arc direction centered on the shield axis O and connect the main spoke member 21 and the sub-spoke member 22. ing. And earth and sand intake 25 is formed between these members 21-24.

前記主スポーク部材２１の前部に、本発明に係る複数のビット交換ユニット（ビット交換装置）３０がそれぞれ配列され、各ビット交換ユニット３０に２本の交換用ビット３１がそれぞれ設けられている。また主スポーク部材２１の外周端の周方向両側に、外周ビット交換ユニット１３０が設けられている。さらに中心部材２０や副スポーク部材２２の前面および側面、主スポーク部材２１の側面に複数の固定ビット２６がそれぞれ設けられている。   A plurality of bit exchange units (bit exchange devices) 30 according to the present invention are arranged in front of the main spoke member 21, and two exchange bits 31 are provided in each bit exchange unit 30. In addition, outer peripheral bit exchange units 130 are provided on both sides in the circumferential direction of the outer peripheral end of the main spoke member 21. Further, a plurality of fixed bits 26 are provided on the front and side surfaces of the central member 20 and the sub-spoke member 22 and on the side surfaces of the main spoke member 21, respectively.

図３に示すように、前記中心部材２０の背面側に、作業員が出入り可能なマンホール２７が設けられており、このマンホール２７は圧力隔壁１２を貫通して、大気圧に保持された後方空間から出入り可能に連通されている。また各主スポーク部材２１の背面側に背面フレーム２９が設けられ、この背面フレーム２９により、マンホール２７から出入り可能な作業空間２８が形成されている。この背面フレーム２９の横断面形状は、図１に示すように、前面側の周方向（回転方向）の幅に比較して、背面側の周方向（回転方向）の幅が狭く形成されている。すなわち、背面フレーム２９は、スポーク前面板（前面板）２１ａの左右側縁から後方に垂設された左右の側面板２９ａと、左右の側板２９ａの後縁部から内側に傾斜して背面側ほど狭くなる傾斜面板２９ｂと、左右の側面傾斜板の後縁部を連結する背面板２９ｃとを具備し、背面板２９ｃの幅が狭い釣鐘形の横断面形状に形成されている。これにより、掘削土砂の取り込みや攪拌による摩擦抵抗が軽減されるとともに、強度が確保されており、作業空間２８は、半径方向軸線ＲＬ（図２、図４）の周方向両側において後方への奥行きが狭くなっている。   As shown in FIG. 3, a manhole 27 through which a worker can enter and exit is provided on the back side of the central member 20, and the manhole 27 penetrates the pressure partition 12 and is a rear space maintained at atmospheric pressure. It is communicated so that it can enter and exit. In addition, a back frame 29 is provided on the back side of each main spoke member 21, and a work space 28 that can enter and exit from the manhole 27 is formed by the back frame 29. As shown in FIG. 1, the cross-sectional shape of the back frame 29 is formed so that the width in the circumferential direction (rotation direction) on the back side is narrower than the width in the circumferential direction (rotation direction) on the front side. . That is, the back frame 29 is inclined inwardly from the rear edge of the left and right side plates 29a and the left and right side plates 29a that are suspended from the left and right side edges of the spoke front plate (front plate) 21a. A narrowed inclined plate 29b and a back plate 29c connecting the rear edge portions of the left and right side inclined plates are provided, and the back plate 29c is formed in a bell-shaped cross-sectional shape with a narrow width. Thereby, the frictional resistance due to the intake and agitation of excavated earth and sand is reduced, and the strength is ensured, and the working space 28 has a depth to the rear on both sides in the circumferential direction of the radial axis RL (FIGS. 2 and 4). Is narrower.

図２、図４，図５に示すように、主スポーク部材２１に半径方向に沿って複数のビット交換ユニット３０が所定ピッチで配設されている。これら各ビット交換ユニット３０に毎に、それぞれ２本ずつの交換用ビット３１が、主スポーク部材２１の中心となる半径方向軸線ＲＬ上に配置され、作業空間２８における交換用ビット３１の後方の奥行き方向および周方向の幅が確保されている。   As shown in FIGS. 2, 4, and 5, a plurality of bit exchange units 30 are arranged at a predetermined pitch along the radial direction on the main spoke member 21. For each of these bit replacement units 30, two replacement bits 31 are arranged on the radial axis RL that is the center of the main spoke member 21, and the depth behind the replacement bit 31 in the work space 28. The width in the direction and the circumferential direction is secured.

（交換用ビット）
交換用ビット３１は、図７に示すように、円筒形のビット本体３１Ａと、このビット本体３１Ａの前部から前方に突出された掘削刃部３１Ｂとを具備している。そして掘削刃部３１Ｂは、ビット本体３１Ａに比較して外径が小さく形成され、後述のビットガイド穴３８から出退可能に形成されている。ビット本体３１Ａは、基筒部３１ａと、基筒部３１ａの前部に一体に取り付けられるとともに掘削刃部３１Ｂが突設された基台部３１ｂと、基筒部３１ａの後端部に設けられたフランジ部３１ｃとを有し、フランジ部３１ｃの背面に、この交換用ビット３１を押引きする押引きジャッキ５５を固定するためのボルト穴が形成されている。 (Replacement bit)
As shown in FIG. 7, the replacement bit 31 includes a cylindrical bit body 31A and a drilling blade portion 31B protruding forward from the front portion of the bit body 31A. The excavating blade portion 31B has a smaller outer diameter than the bit main body 31A, and is formed so as to be capable of withdrawing and withdrawing from a bit guide hole 38 described later. The bit body 31A is provided at a base tube portion 31a, a base portion 31b that is integrally attached to the front portion of the base tube portion 31a and has a digging blade portion 31B projecting, and a rear end portion of the base tube portion 31a. And a bolt hole for fixing a push / pull jack 55 for pushing and pulling the replacement bit 31 is formed on the back surface of the flange portion 31c.

前記基筒部３１ａの軸心部に、押引きジャッキ５５を収容可能なジャッキ収容穴６１が形成され、このジャッキ収容穴６１は、フランジ部３１ｃに形成された開口部６２を介して作業空間２８に連通されている。またフランジ部３１ｃの対称位置に、掘削使用状態で位置決め固定する使用位置凹部３１ｅが形成されている。さらに基筒部３１ａの前部に、交換用ビット３１が後退されたガイド穴開閉位置で位置決め固定する退避位置凹部３１ｆが形成されている。さらにまたフランジ部３１ｃに回り止め用エッジ３１ｇが設けられ、これら回り止め用エッジ３１ｇは、使用位置凹部３１ｅの底面に直交する互いに平行な面により形成されている。   A jack accommodation hole 61 capable of accommodating the push-pull jack 55 is formed in the axial center portion of the base cylinder portion 31a. The jack accommodation hole 61 is formed in the work space 28 via an opening 62 formed in the flange portion 31c. It is communicated to. In addition, a use position recess 31e that is positioned and fixed in the excavation use state is formed at a symmetrical position of the flange portion 31c. Further, a retracted position recess 31f for positioning and fixing at the guide hole opening / closing position where the replacement bit 31 is retracted is formed in the front part of the base cylinder part 31a. Further, the flange portion 31c is provided with a rotation-preventing edge 31g, and these rotation-preventing edges 31g are formed by mutually parallel surfaces orthogonal to the bottom surface of the use position recess 31e.

（押引きジャッキ）
押引きジャッキ５５はたとえば油圧式シリンダにより構成され、図１０に示すように、ジャッキ本体５５ａと、ジャッキ本体５５ａ内の伸展、収縮用の油室内にスライド自在に配置されたピストン５５ｃと、このピストン５５ｃから先端側に伸びる出退自在な作動ロッド５５ｂとを具備している。そして、作動ロッド５５ｂの先端に取り付けられた連結部材５５ｄに、油圧を給排出する２つのポート５５ｅ，５５ｆが形成され、ポート５５ｅ，５５ｆに連通された２本の油圧流路５５ｇ，５５ｈが、作動ロッド５５ｂを介してピストン５５ｃの前後部に開口され、伸展、収縮用の油室にそれぞれ接続されている。 (Push-pull jack)
The push-pull jack 55 is constituted by, for example, a hydraulic cylinder. As shown in FIG. 10, the jack body 55a, a piston 55c slidably disposed in an oil chamber for extension and contraction in the jack body 55a, and the piston And a retractable actuating rod 55b extending from 55c to the distal end side. Then, two ports 55e and 55f for supplying and discharging hydraulic pressure are formed in the connecting member 55d attached to the tip of the operating rod 55b, and the two hydraulic flow paths 55g and 55h communicated with the ports 55e and 55f are It opens to the front and rear portions of the piston 55c through the operating rod 55b, and is connected to the oil chamber for extension and contraction, respectively.

さらにジャッキ本体５５ａには、ジャッキ収容穴６１に対してジャッキ本体５５ａの固定位置を調整可能な調整固定機構６３が設けられている。この調整固定機構６３により、ジャッキ収容穴６１に対するジャッキ本体５５ａを、図７（ｂ），図１８に示すようにジャッキ本体５５ａの基端側の一部がジャッキ収容穴６１に収容された一次固定位置Ｒ１と、図７（ａ），図１７に示すように、ジャッキ本体５５ａの略全体がジャッキ収容穴６１に収容された二次固定位置Ｒ２との間で前後方向に変位させてそれぞれ固定し、一次固定位置Ｒ１と二次固定位置Ｒ２でそれぞれ押引きジャッキ５５を伸縮させることにより、実質的に押引きジャッキ５５の駆動ストロークを、後述の一次フランジ６３ａと二次フランジ６３ｂの変位距離Ｌ分だけ拡張することができる。   Further, the jack body 55 a is provided with an adjustment fixing mechanism 63 that can adjust the fixing position of the jack body 55 a with respect to the jack housing hole 61. By this adjustment and fixing mechanism 63, the jack main body 55a with respect to the jack receiving hole 61 is temporarily fixed so that a part of the base end side of the jack main body 55a is received in the jack receiving hole 61 as shown in FIGS. As shown in FIGS. 7A and 17, the entire jack body 55 a is displaced in the front-rear direction between the position R <b> 1 and the secondary fixing position R <b> 2 accommodated in the jack accommodation hole 61. By extending and retracting the push / pull jack 55 at the primary fixed position R1 and the secondary fixed position R2, the driving stroke of the push / pull jack 55 is substantially reduced by the displacement distance L between the primary flange 63a and the secondary flange 63b, which will be described later. Can only be expanded.

この調整固定機構６３は、ジャッキ本体５５ａの基端側に、交換用ビット３１のジャッキ収容穴６１の開口部６２外周に固定可能なボルト穴を有する花弁形の一対の一次フランジ６３ａを対称方向に突設し、またジャッキ本体５５ａの先端部近傍に、交換用ビット３１のジャッキ収容穴６１の開口部６２外周に固定可能なボルト穴を有する花弁形の一対の二次フランジ６３ｂを、一次フランジ６３ａに対して９０°位相を変えて突設している。そして、図７（ｃ）に示すように、開口部６２が、二次フランジ６３ｂより僅かに大きい相似形に形成されており、互いに位相を合わせることで、一次フランジ６３ａが開口部６２を通過してジャッキ本体５５ａをジャッキ収容穴６１に挿入することができる。   The adjustment fixing mechanism 63 has a pair of petal-shaped primary flanges 63a having a bolt hole that can be fixed to the outer periphery of the opening 62 of the jack receiving hole 61 of the replacement bit 31 on the proximal end side of the jack body 55a in a symmetrical direction. A pair of petal-shaped secondary flanges 63b projecting and having bolt holes that can be fixed to the outer periphery of the opening 62 of the jack receiving hole 61 of the replacement bit 31 in the vicinity of the distal end portion of the jack body 55a are connected to the primary flange 63a. Projecting with a 90 ° phase change. Then, as shown in FIG. 7C, the opening 62 is formed in a similar shape slightly larger than the secondary flange 63b, and the primary flange 63a passes through the opening 62 by matching the phases with each other. Thus, the jack body 55a can be inserted into the jack receiving hole 61.

（ビット交換ユニットの基本構造）
図１，図４，図６に示すように、ビット交換ユニット３０は、主スポーク部材２１のスポーク前面板２１ａの半径方向軸ＲＬ上に装着穴部２１ｂが形成され、これら装着穴部２１ｂに、左右一対の取付リング片４０を介してユニット前面板３２がそれぞれ嵌合され、固定ボルトにより固定されている。そして、これら各ユニット前面板３２の中心位置に、シールド軸心Ｏと平行な開閉軸心ＯＣが設けられ、各ユニット前面板３２に、前記開閉軸心ＯＣを中心とする円弧線と半径方向軸線ＲＬとの２つの交点に開口穴３３がそれぞれ形成されている。そして、図８に示すように、ユニット前面板３２の背面側に、取付リング片４０を介してゲート板３４が開閉軸心ＯＣを中心に回動自在に配置され、このゲート板３４に、２つの開口穴３３をそれぞれ連通、閉鎖自在な２個のバルブ口３５が形成されている。そして、このゲート板３４を、開口穴３３とバルブ口３５とが合致する連通位置と、開口穴３３からバルブ口３５が位置ずれして閉鎖する閉鎖位置との間で略９０°往復回動可能なゲート開閉装置３６が設けられている。さらにゲート板３４の背面側にビットガイド体３７が取り付けられ、このビットガイド体３７に、バルブ口３５を介して開口穴３３に連通するビットガイド穴３８がそれぞれ形成されている。 (Basic structure of bit exchange unit)
As shown in FIGS. 1, 4 and 6, the bit exchange unit 30 has mounting holes 21b formed on the radial axis RL of the spoke front plate 21a of the main spoke member 21, and these mounting holes 21b The unit front plate 32 is fitted through a pair of left and right mounting ring pieces 40 and fixed by fixing bolts. An opening / closing axis OC parallel to the shield axis O is provided at the center position of each unit front plate 32, and each unit front plate 32 has an arc line and a radial axis centered on the opening / closing axis OC. Opening holes 33 are respectively formed at two intersections with the RL. As shown in FIG. 8, a gate plate 34 is disposed on the back side of the unit front plate 32 via an attachment ring piece 40 so as to be rotatable about an opening / closing axis OC. Two valve openings 35 are formed so that the two opening holes 33 communicate with each other and can be closed. The gate plate 34 can be reciprocally rotated by approximately 90 ° between a communication position where the opening hole 33 and the valve opening 35 are matched and a closed position where the valve opening 35 is displaced from the opening hole 33 and closed. A gate opening / closing device 36 is provided. Further, a bit guide body 37 is attached to the back side of the gate plate 34, and a bit guide hole 38 communicating with the opening hole 33 through the valve port 35 is formed in the bit guide body 37.

（ゲート開閉装置）
図１，図８に示すように、前記ゲート開閉装置３６はギヤ式回動機構からなり、このギヤ式回動機構は、円形のゲート板３４の外周部に開閉軸心ＯＣを中心とする周方向に約９０°より少し大きい範囲で形成された外歯ギヤ３６ａと、ビットガイド体３７と取付リング片４０との間に回転自在に支持されて前記外歯ギヤ３６ａに噛合するピニオン３６ｂと、このピニオン３６ｂが固定されて作業空間２８側に突出された駆動軸３６ｃとを有している。この駆動軸３６ｃに、ラチェットレンチなどの手動工具や、電動式または油圧式のトルクレンチなどの自動工具を装着して駆動軸３６ｃを回転させ、ゲート板３４を回動して開口穴３３を開閉することができる。 (Gate opening and closing device)
As shown in FIGS. 1 and 8, the gate opening / closing device 36 includes a gear-type rotation mechanism, and this gear-type rotation mechanism is arranged on the outer periphery of a circular gate plate 34 with a center around an opening / closing axis OC. An external gear 36a formed in a range slightly larger than about 90 ° in the direction, a pinion 36b rotatably supported between the bit guide body 37 and the mounting ring piece 40 and meshing with the external gear 36a, The pinion 36b is fixed and has a drive shaft 36c protruding toward the work space 28 side. A manual tool such as a ratchet wrench or an automatic tool such as an electric or hydraulic torque wrench is mounted on the drive shaft 36c to rotate the drive shaft 36c, and the gate plate 34 is rotated to open and close the opening hole 33. can do.

また図８に示すように、ゲート板３４の外周部に、ゲート板３４の回動を規制する回動規制具３９が設けられている。この回動規制具３９は、ゲート板３４の外周部で所定位置に開閉軸ＯＣを中心として９０°の範囲にわたって形成された円弧凹部３９ａと、ビットガイド体３７の面板部４１の内面に突設されて円弧凹部３９ａに移動自在に嵌合されるストッパピン３９ｂとで構成され、バルブ口３５が開口穴３３に一致する位置でゲート板３４の回動限を規制している。   As shown in FIG. 8, a rotation restricting tool 39 for restricting the rotation of the gate plate 34 is provided on the outer peripheral portion of the gate plate 34. The rotation restricting tool 39 protrudes from a circular arc recess 39 a formed at a predetermined position on the outer periphery of the gate plate 34 over a range of 90 ° around the opening / closing axis OC and the inner surface of the face plate portion 41 of the bit guide body 37. The stopper pin 39b is movably fitted to the arc recess 39a, and the rotation limit of the gate plate 34 is restricted at a position where the valve port 35 coincides with the opening hole 33.

上記ゲート開閉装置３６によれば、ギヤ式回動機構により外周部を駆動してゲート板３４を回動させるので、作業空間２８との空間的な干渉がほとんどない。また小さいトルクでゲート板３４を回動させることができ、手動工具や自動工具などの簡易な作業機器により、容易に開閉駆動することができる。さらに、ゲート板３４が円形に形成され、取付リング片４０を介して外周部が回転自在に支持されるので、ゲート板３４の回動中心となる軸部材が不要となり、この分、ゲート板３４の外径を小さくすることができ、ビット交換ユニット３０のコンパクト化を図ることができる。   According to the gate opening / closing device 36, the gate plate 34 is rotated by driving the outer peripheral portion by the gear type rotation mechanism, so that there is almost no spatial interference with the work space 28. Further, the gate plate 34 can be rotated with a small torque, and can be easily opened and closed by a simple work device such as a manual tool or an automatic tool. Further, since the gate plate 34 is formed in a circular shape and the outer peripheral portion is rotatably supported via the mounting ring piece 40, a shaft member serving as the rotation center of the gate plate 34 is not necessary, and the gate plate 34 is correspondingly reduced. As a result, the bit exchange unit 30 can be made compact.

（ビットガイド体）
図１，図５〜図７，図９に示すように、ユニット前面板３２に取付リング片４０を介してビットガイド体３７がその外周部を固定ボルトで固定されている。ビットガイド体３７は、ゲート板３４の背面を覆い外周部が固定された面板部４１と、この面板部４１から後方に突設されてビットガイド穴３８が形成された２個の保持筒部４２と、これら保持筒部４２間を連結する連結ブロック４３とを具備している。そして、連結ブロック４３の後端面に、交換用ビット３１の回り止め用エッジ３１ｇに係合する固定ブロック４４が取り付けられている。また保持筒部４２の後端面に、交換用ビット３１のフランジ部３１ｃが固定ボルトを介して着脱可能に固定されるボルト穴が形成されるとともに、使用位置凹部３１ｅと退避位置凹部３１ｆとに係合離脱自在な位置決め用の係止爪４５が係脱用ボルト４６を介して対称位置に取り付けられている。これら係止爪４５は、係脱用ボルト４６が半径方向に長い長穴を介して装着されて、使用位置凹部３１ｅと退避位置凹部３１ｆとにそれぞれ係脱、固定することができる。 (Bit guide body)
As shown in FIGS. 1, 5 to 7, and 9, the outer peripheral portion of the bit guide body 37 is fixed to the unit front plate 32 via a mounting ring piece 40 with fixing bolts. The bit guide body 37 includes a face plate portion 41 that covers the back surface of the gate plate 34 and has an outer peripheral portion fixed thereto, and two holding cylinder portions 42 that protrude rearward from the face plate portion 41 and have bit guide holes 38 formed therein. And a connecting block 43 for connecting the holding cylinder portions 42 to each other. A fixing block 44 that engages with the rotation-preventing edge 31 g of the replacement bit 31 is attached to the rear end surface of the connection block 43. In addition, a bolt hole is formed on the rear end surface of the holding cylinder portion 42 so that the flange portion 31c of the replacement bit 31 is detachably fixed via a fixing bolt, and is associated with the use position recessed portion 31e and the retracted position recessed portion 31f. A locking claw 45 for positioning that can be freely attached and detached is attached to a symmetrical position via an engagement / disengagement bolt 46. These locking claws 45 can be engaged and disengaged and fixed to the use position recess 31e and the retracted position recess 31f, respectively, by attaching / detaching the engaging bolts 46 through long slots in the radial direction.

（止水用シール材）
図１，図６，図７，図８に示すように、このビット交換ユニット３０において、切羽側から作業空間２８内に高圧泥水が浸入するのを防止するために、交換用ビット３１の基台部３１ｂと基筒部３１ａの後端部の外周部に、装着溝を介して第１，第２ビット用シール材５１，５２がそれぞれ装着されている。使用位置では、第１ビット用シール材５１により、交換用ビット３１と開口穴３３の隙間がシールされ、また第２ビット用シール材５２により、基筒部３１ａとビットガイド穴３８との隙間がシールされる。また交換退避位置では、第１ビット用シール材５１により、交換用ビット３１の基台部３１ｂとビットガイド穴３８との隙間がシールされる。これら第１，第２ビット用シール材５１，５２は、交換用ビット３１の交換時に交換することができ、十分なシール性を確保することができて信頼性が高い。 (Sealing material for water stop)
As shown in FIGS. 1, 6, 7, and 8, in this bit exchange unit 30, in order to prevent high-pressure muddy water from entering the working space 28 from the face side, the base of the replacement bit 31 is used. The first and second bit seal materials 51 and 52 are respectively mounted on the outer peripheral portions of the rear end portions of the portion 31b and the base tube portion 31a via mounting grooves. At the use position, the gap between the replacement bit 31 and the opening hole 33 is sealed by the first bit sealing material 51, and the gap between the base tube portion 31a and the bit guide hole 38 is sealed by the second bit sealing material 52. Sealed. At the replacement retreat position, the gap between the base portion 31b of the replacement bit 31 and the bit guide hole 38 is sealed by the first bit sealing material 51. These first and second bit sealing materials 51 and 52 can be replaced when the replacement bit 31 is replaced, and sufficient sealing performance can be ensured, resulting in high reliability.

もちろん、第１，第２ビット用シール材５１，５２をスポーク前面板３２および面板部４１の摺接面に装着溝を介して取り付けることもできる。
またゲート板３４には、その前面と後面でバルブ口３５の周縁部に第１ゲート用シール材５３が装着溝を介して装着されるとともに、ゲート板３４の外周部に第２ゲート用シール材５４が装着溝を介して装着されている。前面の第１，第２ゲート用シール材５３，５４により、ゲート板３４とスポーク前面板３２と隙間に泥水が浸入するのが防止され、後面の第１，第２ゲート用シール材５３，５４により、ゲート板３４と面板部４１と隙間に泥水が浸入するのが防止される。 Of course, the sealing materials 51 and 52 for the first and second bits can be attached to the slidable contact surfaces of the spoke front plate 32 and the face plate portion 41 via mounting grooves.
The gate plate 34 has a first gate sealing material 53 mounted on the peripheral portion of the valve port 35 on the front and rear surfaces of the gate plate 34 through a mounting groove, and a second gate sealing material on the outer periphery of the gate plate 34. 54 is mounted via a mounting groove. The front and first gate sealing materials 53 and 54 prevent muddy water from entering the gap between the gate plate 34 and the spoke front plate 32, and the first and second gate sealing materials 53 and 54 on the rear surface. Thus, muddy water is prevented from entering the gap between the gate plate 34 and the face plate portion 41.

バルブ口３５の周囲をシールする第１ゲート用シール材５３は、ゲート板３４の回動途中で開口穴３３またはビットガイド穴３８を通過するが、掘削作業中および交換作業中は、完全に摺動面に密着しており、損傷の危険性も低いため、シール性を十分に確保することができる。またゲート板３４の外周部をシールする第２ゲート用シール材５４は、常時摺動面と密着しており、シール空間の容積変化もなく、損傷などの危険性も低いため、シール性を十分に確保することができる。   The first gate sealing material 53 that seals the periphery of the valve port 35 passes through the opening hole 33 or the bit guide hole 38 while the gate plate 34 is rotating, but is completely slid during excavation work and replacement work. Since it is in close contact with the moving surface and the risk of damage is low, a sufficient sealing performance can be ensured. In addition, the second gate sealing material 54 that seals the outer peripheral portion of the gate plate 34 is in close contact with the sliding surface at all times, and there is no change in the volume of the seal space and the risk of damage and the like is low. Can be secured.

もちろん、スポーク前面板３２側または面板部４１側に装着溝を介して第１，第２ゲート用シール材５３，５４を装着することもできる。
（交換支援設備）
図１１〜図１４に示すように、このビット交換ユニット３０の交換支援設備として、押引きジャッキ５５付きの交換用ビット３１または押引きジャッキ５５単体を、マンホール２７と作業空間２８の入口の間で搬送する吊下搬送装置７１と、作業空間２８の入口とビット交換ユニット３０の背面対向位置の間で、押引きジャッキ５５付きの交換用ビット３１または押引きジャッキ５５単体をそれぞれ搬送する搬送整合装置８１とが設けられている。 Of course, the first and second gate seal materials 53 and 54 can be mounted on the spoke front plate 32 side or the face plate portion 41 side via mounting grooves.
(Replacement support equipment)
As shown in FIGS. 11 to 14, as an exchange support facility for the bit exchange unit 30, an exchange bit 31 with a push-pull jack 55 or a push-pull jack 55 alone is placed between a manhole 27 and the entrance of the work space 28. A suspended conveying device 71 for conveying, and a conveying alignment device for conveying the replacement bit 31 with the push-pull jack 55 or the push-pull jack 55 alone between the entrance of the work space 28 and the back facing position of the bit exchange unit 30. 81 is provided.

吊下搬送装置７１は、図１１，図１２に示すように、天井部に敷設された天井レール７２と、この天井レール７２に複数のガイドローラを介して移動自在に支持された吊下台車７３と、吊下台車７３に、巻取機（レバーブロック）７４から繰出し、巻取られるチェーン７４ａを介して支持された左右一対のクランプアーム７５とを具備し、クランプアーム７５の先端部に設けられた保持具７５ａにより、交換用ビット３１や押引きジャッキ５５をそれぞれ把持して吊持し、マンホール２７と作業空間２８の入口の間で搬送することができる。   As shown in FIGS. 11 and 12, the suspended transfer device 71 includes a ceiling rail 72 laid on the ceiling, and a suspended carriage 73 supported on the ceiling rail 72 through a plurality of guide rollers. And a pair of left and right clamp arms 75 supported via a chain 74a that is fed from a winder (lever block) 74 and wound on the suspension cart 73, and is provided at the tip of the clamp arm 75. The holder 75a can hold and suspend the replacement bit 31 and the push / pull jack 55, respectively, and transport them between the manhole 27 and the entrance of the work space 28.

搬送整合装置８１は、図１１に示すように、作業空間２８内で、スポーク前面板２１ａの背面側に突設された取付治具８２と、ビット交換ユニット３０の面板部４１に取り付けられた支持治具８３とを介して作業空間２８の入口と目的のビット交換ユニット３０の背面との間に上下一対の搬送レール８４が半径方向軸ＲＬに沿って敷設される。これら搬送レール８４には、たとえば手動式（またはラック・ピニオン機構と電動モータなどを使用した駆動式でも可）の２台の搬送台車８５が移動自在に支持されており、たとえばビット交換ユニット３０に設けられた交換用ビット３１の本数に対応して、２台の搬送台車８５が設置されている。これら搬送台車８５は、図１３，図１４に示すように、搬送レール８４にスラストベアリングを介して案内される基端台車部８５ａと、この基端台車部８５ａから背面側に伸びるアーム部８５ｂを有し、このアーム部８５ｂに、左右一対の出退レール８６がシールド軸心Ｏと平行なビット挿入離脱方向に敷設されている。これら出退レール８６に調整台車８７が移動自在に案内配置され、この調整台車８７に昇降調整機構８８を介して整合台８９が昇降自在に支持されている。この昇降調整機構８８は、調整台車８７に整合台８９を昇降自在に案内する４本のガイドロッド８８ａと、中央部に配置されて整合台８９を昇降駆動する手動式のねじ駆動ジャッキ８８ｂとで構成されている。また整合台８９には、固定ねじ９０ａを介して門形の保持具９０Ａ，９０Ｂがそれぞれ着脱自在に配置され、これら保持具９０Ａ，９０Ｂにより交換用ビット３１または押引きジャッキ５５をそれぞれ着脱自在に保持することができる。   As shown in FIG. 11, the transport aligning device 81 includes a mounting jig 82 projecting from the back side of the spoke front plate 21 a and a support attached to the face plate portion 41 of the bit exchange unit 30 in the work space 28. A pair of upper and lower transport rails 84 are laid along the radial axis RL between the entrance of the work space 28 and the rear surface of the target bit exchange unit 30 via the jig 83. These transport rails 84 support two transport carts 85 of manual type (or drive type using a rack and pinion mechanism and an electric motor), for example, so as to be movable. Two transport carts 85 are installed corresponding to the number of replacement bits 31 provided. As shown in FIGS. 13 and 14, these transport carts 85 include a base end cart portion 85 a guided to the transport rail 84 through a thrust bearing, and an arm portion 85 b extending from the base end cart portion 85 a to the back side. A pair of left and right extension / retraction rails 86 are laid in this arm portion 85b in the bit insertion / removal direction parallel to the shield axis O. An adjustment carriage 87 is movably guided on these exit / retraction rails 86, and an alignment stand 89 is supported on the adjustment carriage 87 via an elevation adjustment mechanism 88 so as to be movable up and down. The lifting adjustment mechanism 88 includes four guide rods 88a that guide the alignment carriage 89 to the adjustment carriage 87 so as to be movable up and down, and a manual screw drive jack 88b that is disposed in the center and drives the alignment carriage 89 up and down. It is configured. In addition, gate-shaped holders 90A and 90B are detachably disposed on the alignment base 89 via fixing screws 90a, and the replacement bit 31 or the push-pull jack 55 can be detachably attached to the holders 90A and 90B. Can be held.

（ビット交換ユニットの交換作業）
トンネルの掘削状態では、交換用ビット３１が使用位置に固定されている。掘削が進み交換用ビット３１が磨耗すると、磨耗した交換用ビット３１を有する主スポーク部材２１がたとえば水平姿勢となる位置で、カッタヘッド１６が停止される。そして作業員がマンホール２７から作業空間２８に入り、天井レール７２に吊下搬送装置７１を設置するとともに、搬送レール８４に搬送整合装置８１を設置してビット交換作業を行う。 (Bit replacement unit replacement work)
In the tunnel excavation state, the replacement bit 31 is fixed at the use position. When excavation progresses and the replacement bit 31 is worn, the cutter head 16 is stopped at a position where the main spoke member 21 having the worn replacement bit 31 is in a horizontal position, for example. Then, the worker enters the work space 28 from the manhole 27, installs the suspended transport device 71 on the ceiling rail 72, and installs the transport alignment device 81 on the transport rail 84 to perform bit exchange work.

１）マンホール２７に移動させた吊下搬送装置７１により、クランプアーム７５を介して押引きジャッキ５５を把持させ、吊り上げて吊下台車７３を天井レール７２に沿ってマンホール２７から作業空間２８の入口まで搬送し、２台の搬送整合装置８１の整合台８９に順次受け渡す。   1) The suspension / carrying device 71 moved to the manhole 27 holds the push / pull jack 55 via the clamp arm 75 and lifts the suspension carriage 73 along the ceiling rail 72 from the manhole 27 to the entrance of the work space 28. To the alignment table 89 of the two transfer alignment devices 81.

２）作業空間２８の入口に停止された搬送台車８５には、予め整合台８９にジャッキ用の保持具９０Ｂが設置されており、整合台８９上に押引きジャッキ５５を下ろし、保持具９０Ｂをセットして押引きジャッキ５５を整合台８９にそれぞれ固定する。   2) In the transport carriage 85 stopped at the entrance of the work space 28, a jack holding tool 90B is installed in advance on the alignment table 89. The push-pull jack 55 is lowered onto the alignment table 89, and the holding tool 90B is The push-pull jack 55 is set and fixed to the alignment table 89.

３）図１５に示すように、各搬送台車８５を作業空間２８の入口から搬送レール８４に沿って移動させて、目的のビット交換ユニット３０の背面に停止させる。そしてねじ駆動ジャッキ８８ｂを操作して交換用ビット３１の開口部６２に対向するように、押引きジャッキ５５の高さを調整する。   3) As shown in FIG. 15, each transport carriage 85 is moved from the entrance of the work space 28 along the transport rail 84 and stopped on the rear surface of the target bit exchange unit 30. Then, the height of the push / pull jack 55 is adjusted so as to oppose the opening 62 of the replacement bit 31 by operating the screw drive jack 88b.

４）図１６に示すように、まず油圧配管（図示せず）を各押引きジャッキ５５のポート５５ｅ，５５ｆ（図１０）にそれぞれ接続し、押引きジャッキ５５を少し伸展させて、押引きジャッキ５５の作動ロッド５５ｂに設けられた連結部材５５ｄを、背面フレーム２９の背面板２９ｃに取り付けられた反力受け部材（背面支持部）５６に連結する。次いで、押引きジャッキ５５を所定ストローク伸展させ、整合台８９と共にジャッキ本体５５ａを前方に移動させ、ジャッキ本体５５ａの基端側を開口部６２からビット収納穴６１に嵌入させる。そして、図７（ｂ）に示すように、一次フランジ６３ａをフランジ部３１ｃにボルト止めして、一次固定位置Ｒ１で押引きジャッキ５５のジャッキ本体５５ａを交換用ビット３１にそれぞれ固定する。そして、保持具９０Ｂを外して整合台８９と押引きジャッキ５５とを分離する。   4) As shown in FIG. 16, first, a hydraulic pipe (not shown) is connected to the ports 55e and 55f (FIG. 10) of each push-pull jack 55, and the push-pull jack 55 is slightly extended to push the push-pull jack. The connecting member 55 d provided on the 55 operating rod 55 b is connected to a reaction force receiving member (back support portion) 56 attached to the back plate 29 c of the back frame 29. Next, the push-pull jack 55 is extended by a predetermined stroke, the jack main body 55 a is moved forward together with the alignment base 89, and the base end side of the jack main body 55 a is inserted into the bit storage hole 61 from the opening 62. Then, as shown in FIG. 7B, the primary flange 63a is bolted to the flange portion 31c, and the jack body 55a of the push-pull jack 55 is fixed to the replacement bit 31 at the primary fixing position R1. And the holder 90B is removed and the alignment stand 89 and the push-pull jack 55 are separated.

５）図１７に示すように、２本の磨耗した交換用ビット３１について、順次、フランジ部３１ｃの固定ボルトを外して交換用ビット３１とビットガイド体３７とを分離するとともに、係脱ボルト４６を緩めて係止爪４５を使用位置凹部３１ｅから後退させた後、各押引きジャッキ５５をそれぞれほぼ全ストローク収縮させて、交換用ビット３１をビットガイド穴３８に沿って使用位置からそれぞれ引き出し（一次押引き動作）、ガイド穴開閉位置で停止させる。そして、係止爪４５を退避位置凹部３１ｆに突出係合させて係脱ボルト４６を締め付け、磨耗した交換用ビット３１をそれぞれガイド穴開閉位置に固定する。   5) As shown in FIG. 17, with respect to the two worn replacement bits 31, the fixing bolt 31 of the flange portion 31 c is sequentially removed to separate the replacement bit 31 from the bit guide body 37, and the engagement / disengagement bolt 46. After the locking claw 45 is retracted from the use position recess 31e, each push-pull jack 55 is contracted almost all strokes, and the replacement bit 31 is pulled out from the use position along the bit guide hole 38 ( Primary push-pull operation), stop at the guide hole open / close position. Then, the locking claw 45 is protruded and engaged with the retracted position recess 31f, and the engagement / disengagement bolt 46 is tightened to fix the worn replacement bit 31 at the guide hole opening / closing position.

６）図１８に示すように、手動工具または自動工具を使用して、ゲート開閉装置３６の駆動軸３６ｃを回転駆動し、開閉ギヤ機構を介してゲート板３４を所定角、ここでは９０°回動させることにより、開口部３３とビットガイド穴３８とをそれぞれ閉鎖する（ゲート開閉動作）。さらに、図示しないエア抜きバルブとドレン弁とを操作して、ビットガイド穴３８内でゲート板３４とビット本体３１Ａの間に流入した高圧のエアと泥水とを排出する。ドレン弁を閉じ、エア抜きバルブは新規の交換用ビット３１の挿入まで開放しておく。   6) As shown in FIG. 18, using a manual tool or an automatic tool, the drive shaft 36c of the gate opening / closing device 36 is rotationally driven, and the gate plate 34 is rotated by a predetermined angle, in this case 90 °, via the opening / closing gear mechanism. By moving, the opening 33 and the bit guide hole 38 are closed (gate opening / closing operation). Further, by operating an air vent valve and a drain valve (not shown), the high-pressure air and muddy water flowing between the gate plate 34 and the bit body 31A in the bit guide hole 38 are discharged. Close the drain valve and keep the air vent valve open until the new replacement bit 31 is inserted.

７）また各交換用ビット３１では、押引きジャッキ５５を一次固定位置Ｒ１から二次固定位置Ｒ２に変位させる。すなわち、一次フランジ６３ａのボルトを外してジャッキ本体５５ａをフランジ部３１ｃから分離させ、さらにジャッキ本体５５ａを軸心回りに９０°回転させる。そして押引きジャッキ５５を伸展して一次フランジ６３ａを開口部６２から嵌入させてジャッキ本体５５ａをジャッキ収容穴６１の奥側に押し込む。そして、図７（ａ）に示すように、ジャッキ本体５５ａの略全体をジャッキ収容穴６１内に収容させる二次固定位置Ｒ２で、二次フランジ６３ｂをフランジ部３１ｃにボルト止めして、押引きジャッキ５５を交換用ビット３１に固定する。   7) In each replacement bit 31, the push / pull jack 55 is displaced from the primary fixing position R1 to the secondary fixing position R2. That is, the bolt of the primary flange 63a is removed, the jack body 55a is separated from the flange portion 31c, and the jack body 55a is further rotated 90 ° around the axis. Then, the push-pull jack 55 is extended, the primary flange 63 a is fitted from the opening 62, and the jack body 55 a is pushed into the back side of the jack accommodation hole 61. Then, as shown in FIG. 7 (a), the secondary flange 63b is bolted to the flange portion 31c at the secondary fixing position R2 in which substantially the entire jack body 55a is accommodated in the jack accommodation hole 61, and is pushed and pulled. The jack 55 is fixed to the replacement bit 31.

８）図１９に示すように、係脱ボルト４６を緩めて、係止爪４５を退避位置凹部３１ｆから後退させる。そして開口部６２の後方下部に、予めビット用の保持具９０Ａの受台をセットした整合台８９を配置しておく。押引きジャッキ５５を略全ストローク収縮し、交換用ビット３１をビットガイド穴３８から引き出して離脱させ（二次押引き動作）、これら押引きジャッキ５５付きの交換用ビット３１をそれぞれ搬送整合装置８１の整合台８９に載置する。   8) As shown in FIG. 19, the engagement bolt 46 is loosened, and the locking claw 45 is retracted from the retracted position recess 31f. An aligning base 89 on which a receiving base for the holder 90A for bits is set in advance is disposed in the lower rear portion of the opening 62. The push-pull jack 55 is contracted by substantially the entire stroke, the replacement bit 31 is pulled out from the bit guide hole 38 to be detached (secondary push-pull operation), and each of the replacement bits 31 with the push-pull jack 55 is conveyed and aligned. Placed on the alignment table 89.

９）図２０に示すように、各押引きジャッキ５５の連結部材５５ｄを反力受け部材５６から外して、押引きジャッキ５５と背面フレーム２９とを分離し、さらに固定ねじ９０ａを締め付けて、保持具９０Ａにより交換用ビット３１を整合台８９上に固定する。そして各搬送台車８５を交換ユニット３０の後方から作業空間２８の入口まで、順次搬送レール８４に沿って移動させて押引きジャッキ５５付きの交換用ビット３１を搬出する。   9) As shown in FIG. 20, the connecting member 55d of each push-pull jack 55 is removed from the reaction force receiving member 56, the push-pull jack 55 and the rear frame 29 are separated, and the fixing screw 90a is further tightened and held. The replacement bit 31 is fixed on the alignment table 89 with the tool 90A. Then, each transport carriage 85 is sequentially moved along the transport rail 84 from the rear of the replacement unit 30 to the entrance of the work space 28, and the replacement bit 31 with the push-pull jack 55 is carried out.

１０）次に保持具９０Ａを外し、吊下搬送装置７１により交換用ビット３１を吊り上げ、吊下台車７３を天井レール７２に沿って作業空間２８の入口からマンホール２７に交互に移動させる。これにより２台の磨耗した交換用ビット３１の搬出をそれぞれ完了する。   10) Next, the holder 90 </ b> A is removed, the replacement bit 31 is lifted by the hanging conveyance device 71, and the hanging carriage 73 is alternately moved from the entrance of the work space 28 to the manhole 27 along the ceiling rail 72. Thereby, the carrying out of the two worn replacement bits 31 is completed.

新規な交換用ビット３１の装着は、上記と逆の手順で行われるので、その概略のみを説明する。
吊下搬送装置７１と搬送整合装置８１とにより、押引きジャッキ５５がそれぞれ二次固定位置Ｒ２に装着された２台の新規な交換用ビット３１を、順次ビット交換ユニット３０の後方まで搬入する。ついで、押引きジャッキ５５により二次押引き動作が行われ、新規な交換用ビット３１が離脱位置からビットガイド穴３８に挿入されてガイド穴開閉位置まで、さらに係止爪４５により新規な交換用ビット３１がそれぞれビットガイド体３７に固定される。 Since the installation of the new replacement bit 31 is performed in the reverse procedure, only the outline will be described.
By means of the suspended transfer device 71 and the transfer alignment device 81, the two new replacement bits 31 each having the push-pull jack 55 mounted at the secondary fixed position R2 are sequentially carried to the rear of the bit replacement unit 30. Next, the secondary push-pull operation is performed by the push-pull jack 55, and the new replacement bit 31 is inserted into the bit guide hole 38 from the disengaged position to the guide hole opening / closing position, and further the new replacement bit by the locking claw 45. Each bit 31 is fixed to a bit guide body 37.

押引きジャッキ５５が二次固定位置Ｒ２から一次固定位置Ｒ１に変位される。次いでゲート開閉装置３６によりゲート板３４が回動されて（ゲート開閉動作）、各ビットガイド穴３８がそれぞれ開放される。そして、押引きジャッキ５５により一次押引き動作が行われ、新規な交換用ビット３１がそれぞれガイド穴開閉位置から使用位置まで押し込まれ固定される。   The push / pull jack 55 is displaced from the secondary fixed position R2 to the primary fixed position R1. Subsequently, the gate plate 34 is rotated by the gate opening / closing device 36 (gate opening / closing operation), and each bit guide hole 38 is opened. Then, a primary push-pull operation is performed by the push-pull jack 55, and each new replacement bit 31 is pushed from the guide hole opening / closing position to the use position and fixed.

押引きジャッキ５５は交換用ビット３１から分離されて搬出される。
（実施例１の効果）
実施例１によれば、交換用ビット３１のビット本体３１Ａに形成されて背面に開口されたジャッキ収容穴６１に、押引きジャッキ５５のジャッキ本体５５ａを収容し、作業空間２８の背面板２９ｃに設置した反力受け部材５６を反力受けとして、押引きジャッキ５５によりビットガイド穴３８内の交換用ビット３１を押し引きして挿入離脱させるので、ビットガイド穴３８から反力受け部材５６までの距離が十分に確保できない狭い作業空間２８であっても、ジャッキ本体５５ａがジャッキ収容穴６１に収容される長さ分だけ、出退ストロークの長い押引きジャッキ５５を使用することができる。また、ジャッキ収容穴６１に押引きジャッキ５５を収容した状態で、磨耗した交換用ビット３１の搬出と新規な交換用ビット３１の搬入とを行うので、狭い作業空間２９内でスムーズかつ容易に交換作業を行うことができる。 The push-pull jack 55 is separated from the replacement bit 31 and carried out.
(Effect of Example 1)
According to the first embodiment, the jack main body 55a of the push-pull jack 55 is accommodated in the jack accommodating hole 61 formed in the bit main body 31A of the replacement bit 31 and opened on the back surface, and the rear plate 29c of the work space 28 is accommodated. The installed reaction force receiving member 56 is used as a reaction force receiving member, and the replacement bit 31 in the bit guide hole 38 is pushed and pulled by the push / pull jack 55 to be inserted and removed. Even in a narrow work space 28 where the distance cannot be sufficiently secured, the push-pull jack 55 having a long retracting stroke can be used by the length that the jack body 55a is accommodated in the jack accommodation hole 61. In addition, the worn replacement bit 31 and the new replacement bit 31 are carried out while the push-pull jack 55 is housed in the jack housing hole 61, so that the replacement can be performed smoothly and easily in the narrow work space 29. Work can be done.

また調整固定機構６３により、ジャッキ収容穴６１内で、ジャッキ本体５５ａの基端部の一部が収容された一次固定位置Ｒ１と、ジャッキ本体５５ａの略全体が収容された二次固定位置Ｒ２の間で固定位置を変位させ、それぞれの固定位置で押引きジャッキ５５を交換用ビット３１を押し引き駆動することにより、一次固定位置Ｒ１と二次固定位置Ｒ２の間の変位距離Ｌだけ長い押引きジャッキ５５の出退ストロークを確保することができる。これにより、出退ストロークの短い小型の押引きジャッキ５５を使用することができて、交換用ビット３１および押引きジャッキ５５のコンパクト化を図ることができる。またビットガイド穴３８のゲート開閉動作を挟んで、使用位置とガイド穴開閉位置との間の一次押引き動作と、ガイド穴開閉位置と作業空間２７内の離脱位置の間の二次押引き動作とに分けて押引きジャッキ５５を操作することで、交換用ビット３１の離脱、装着作業と止水作業とをスムーズに行うことができる。   Further, the adjustment fixing mechanism 63 allows the primary fixing position R1 in which a part of the base end portion of the jack body 55a is accommodated in the jack accommodation hole 61 and the secondary fixing position R2 in which substantially the entire jack body 55a is accommodated. By pushing and pulling the push-pull jack 55 with the replacement bit 31 at the respective fixed positions, the push-pull is extended by the displacement distance L between the primary fixed position R1 and the secondary fixed position R2. The exit / retreat stroke of the jack 55 can be ensured. Thereby, the small push-pull jack 55 with a short exit / retreat stroke can be used, and the replacement bit 31 and the push-pull jack 55 can be made compact. Further, a primary push / pull operation between the use position and the guide hole open / close position and a secondary push / push operation between the guide hole open / close position and the release position in the work space 27 with the gate open / close operation of the bit guide hole 38 interposed therebetween. By operating the push-pull jack 55 separately, it is possible to smoothly perform the detachment, attachment work, and water stop work of the replacement bit 31.

さらに調整固定機構６３は、ジャッキ本体５５ａの基端部と先端部とに一次フランジ６３ａと二次フランジ６３ｂとを位相をずらせてそれぞれ取り付け、開口部６２を一次フランジ６３ａと相似形に形成して、一次フランジ６３ａが通過可能としたので、ジャッキ収容穴６１における押引きジャッキ５５の固定位置を容易に変更することができる。   Further, the adjusting and fixing mechanism 63 attaches the primary flange 63a and the secondary flange 63b to the proximal end portion and the distal end portion of the jack body 55a while shifting their phases, and the opening 62 is formed in a similar shape to the primary flange 63a. Since the primary flange 63a can be passed, the fixing position of the push / pull jack 55 in the jack accommodation hole 61 can be easily changed.

なお、上記実施例１では、２台の搬送整合装置８１を使用したが、１台の搬送整合装置８１を交互に使用して、２個の押引きジャッキ５５または押引きジャッキ５５付きの交換用ビット３１を順次搬出、搬入することもできる。   In the first embodiment, the two transport alignment devices 81 are used. However, the two push / pull jacks 55 or the replacement with the push / pull jacks 55 can be used by alternately using the single transport alignment device 81. The bits 31 can be sequentially carried out and carried in.

［実施例２］
この実施例２に係るビット交換ユニット１００は、たとえば直径が４ｍ以上、８ｍ未満の中口径トンネル掘削用のシールド掘進機に装備されるもので、図２１〜図２４を参照して説明する。なお、実施例１と共通の部材には、同一符号を付して説明を省略する。 [Example 2]
The bit exchange unit 100 according to the second embodiment is mounted on a shield tunneling machine for medium-diameter tunnel excavation having a diameter of 4 m or more and less than 8 m, for example, and will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member common to Example 1, and description is abbreviate | omitted.

（押引きジャッキ）
ビット交換ユニット１００の交換用ビット３１に設けられる押引きジャッキ１０５は、図２４に示すように、ジャッキ収容穴６１に対してジャッキ本体１０５ａの固定位置を、一次固定位置Ｒ１と二次固定位置Ｒ２との間で前後方向に所定ストロークＬだけ変位させて、押引きジャッキ１０５の駆動ストロークを実質的に拡張する調整固定機構１０３は、ジャッキ本体１０５ａの外周部で、基端部から先端部近傍にわたって雄ねじ部１０３ａが形成されている。そして、ジャッキ本体１０５ａには、雄ねじ部１０３ａに雌ねじ部１０４ａ，１０６ａを介して螺合された可動フランジ１０４とロックナット１０６が設けられている。したがって、一次固定位置Ｒ１と二次固定位置Ｒ２の間で、ロックナット１０６および可動フランジ１０４を回転させて変位ストロークＬ分を移動させることにより、ジャッキ収容穴６１内でジャッキ本体１０５ａを一次固定位置Ｒ１と二次固定位置Ｒ２との間で、またその間の任意の選択位置に、それぞれ変位させて固定することができる。 (Push-pull jack)
As shown in FIG. 24, the push-pull jack 105 provided in the replacement bit 31 of the bit replacement unit 100 is arranged such that the jack body 105a is fixed to the jack accommodation hole 61 at the primary fixed position R1 and the secondary fixed position R2. The adjusting and fixing mechanism 103 that substantially displaces the driving stroke of the push-pull jack 105 by displacing it in the front-rear direction is between the base end portion and the vicinity of the tip end portion of the jack body 105a. A male screw portion 103a is formed. The jack body 105a is provided with a movable flange 104 and a lock nut 106 that are screwed into the male screw portion 103a via the female screw portions 104a and 106a. Therefore, by rotating the lock nut 106 and the movable flange 104 and moving the displacement stroke L between the primary fixed position R1 and the secondary fixed position R2, the jack body 105a is moved to the primary fixed position in the jack receiving hole 61. It can be displaced and fixed between R1 and the secondary fixing position R2 and any selected position therebetween.

上記構成によれば、押引きジャッキ１０５の駆動反力を、雄ねじ部１０３ａと雌ねじ部１０４ａを介して可動フランジ１０４およびロックナット１０６から交換用ビット３１に伝達することができる。このようにねじ機構を利用することから、駆動反力が比較的小さい小型の交換用ビット３１の交換に適している。   According to the above configuration, the driving reaction force of the push / pull jack 105 can be transmitted from the movable flange 104 and the lock nut 106 to the replacement bit 31 via the male screw portion 103a and the female screw portion 104a. Since the screw mechanism is used in this way, it is suitable for replacement of the small replacement bit 31 having a relatively small driving reaction force.

（交換支援設備）
このビット交換ユニット１００の交換支援設備として、図２１〜図２３に示すように、押引きジャッキ１０５または押引きジャッキ１０５付きの交換用ビット３１を吊り下げて、マンホール２７と作業空間２８内のビット交換ユニット１００の背面の間で搬送する吊下搬送装置１１１と、押引きジャッキ１０５を交換用ビット３１のジャッキ収納穴６２の開口部６２に対向する位置に位置調整可能で、かつ押引きジャッキ１０５付きの交換用ビット３１をビットガイド穴３８に対向する位置に位置調整可能な整合装置１２１が設けられている。 (Replacement support equipment)
As an exchange support facility for this bit exchange unit 100, as shown in FIGS. 21 to 23, the push-pull jack 105 or the exchange bit 31 with the push-pull jack 105 is hung and the bits in the manhole 27 and the work space 28 are suspended. The suspended conveying device 111 that conveys between the rear surfaces of the replacement unit 100 and the push / pull jack 105 can be adjusted to a position facing the opening 62 of the jack accommodation hole 62 of the replacement bit 31, and the push / pull jack 105 can be adjusted. An aligning device 121 capable of adjusting the position of the attached replacement bit 31 at a position facing the bit guide hole 38 is provided.

（吊下搬送装置と整合装置）
吊下搬送装置１１１は、マンホール２７と作業空間２８の間の天井部に、天井レール１１２が設置され、この天井レール１１２に複数のガイドローラ１１３を介して走行体１１４が移動自在に配置されている。この走行体１１４の後部に支持された吊下リンク１１５と、前部に支持された巻取機（レバーブロック）１１６から繰出される吊下チェーン１１６ａとにより、開閉式の把持具である左右一対のクランプアーム１１７が昇降自在に支持されている。前記クランプアーム１１７の先端部に保持具１１７ａがそれぞれ設けられており、これら保持具１１７ａを介して交換用ビット３１を直接把持可能で、かつ押引きジャッキ１０５を保持治具１１８を介して把持可能に構成されている。そして、クランプアーム１１７により交換用ビット３１または押引きジャッキ１０５を把持して吊下げた状態で、マンホール２７と整合装置１２１間で、たとえば手動により搬送することができる。もちろん、走行体１１４に電動式走行装置を設けて自動搬送することもできる。 (Suspended transfer device and alignment device)
In the suspended conveyance device 111, a ceiling rail 112 is installed on the ceiling between the manhole 27 and the work space 28, and a traveling body 114 is movably disposed on the ceiling rail 112 via a plurality of guide rollers 113. Yes. A pair of left and right that is an open / close gripper is constituted by a suspension link 115 supported at the rear portion of the traveling body 114 and a suspension chain 116a fed from a winder (lever block) 116 supported at the front portion. The clamp arm 117 is supported so as to be movable up and down. A holding tool 117 a is provided at the tip of the clamp arm 117, the replacement bit 31 can be directly held via the holding tool 117 a, and the push-pull jack 105 can be held via the holding jig 118. It is configured. Then, in a state where the replacement bit 31 or the push / pull jack 105 is held by the clamp arm 117 and suspended, it can be manually conveyed between the manhole 27 and the aligning device 121, for example. Needless to say, the traveling body 114 may be provided with an electric traveling device for automatic conveyance.

整合装置１２１は、図２１〜図２３に示すように、ビットガイド体３７の下部と、背面板２９ｃに取り付けられたブラケット１２２との間にガイドプレート１２３が掛け渡され、ガイドプレート１２３上に左右一対の出退レール１２４がシールド軸心Ｏに平行なビット挿入離脱方向に敷設されている。そして、各出退レール１２４上には、スラストベアリングを介して整合台１２５がそれぞれ移動自在に案内され、これら整合台１２５上に、左右一対の可動台１２６からなる高さ調整具が配置されている。この高さ調整具は、左右の可動台１２６が互いに接近離間自在に配置されるとともに、互いに対向する内側下部から外側上方に傾斜する傾斜受面１２６ａがそれぞれ形成され、さらに左右の可動台１２６に、正逆方向の雄ねじ部が形成された昇降用ねじ軸１２７が嵌合される雌ねじ穴が形成されている。そして可動台１２６の傾斜受面１２６ａに、交換用ビット３１または保持治具１１８の各円筒面がそれぞれ支持される。したがって、昇降用ねじ軸１２７を回転させることにより、左右の可動台１２６を接近離間させて、傾斜受面１２６ａの作用で交換用ビット３１または押引きジャッキ１０５の所定範囲で昇降させて高さ調整することができる。   As shown in FIGS. 21 to 23, in the aligning device 121, a guide plate 123 is stretched between a lower portion of the bit guide body 37 and a bracket 122 attached to the back plate 29 c, and left and right on the guide plate 123. A pair of exit / retreat rails 124 are laid in the bit insertion / removal direction parallel to the shield axis O. On each of the exit / retreat rails 124, alignment tables 125 are movably guided through thrust bearings, and height adjustment tools including a pair of left and right movable platforms 126 are arranged on these alignment tables 125. Yes. In the height adjuster, the left and right movable bases 126 are disposed so as to be able to approach and separate from each other, and inclined receiving surfaces 126a that are inclined upward and outward from the inner lower portions facing each other are formed. A female screw hole is formed in which a lifting screw shaft 127 formed with a male screw part in the forward and reverse directions is fitted. The cylindrical surfaces of the replacement bit 31 or the holding jig 118 are supported on the inclined receiving surface 126a of the movable base 126, respectively. Accordingly, by rotating the lifting screw shaft 127, the left and right movable bases 126 are moved closer to and away from each other, and the height is adjusted by moving the replacement bit 31 or the push-pull jack 105 within a predetermined range by the action of the inclined receiving surface 126a. can do.

実施例２の交換用ビット３１または押引きジャッキ１０５の交換動作は、吊下搬送装置１１１により、マンホール２７と作業空間２８の整合台１２５の間で搬送し、整合装置１２１に対して押引きジャッキ１０５または押引きジャッキ１０５付きの交換用ビット３１をそれぞれ受け渡す動作以外は、実施例２と略同様に実施される。   The replacement operation of the replacement bit 31 or the push-pull jack 105 according to the second embodiment is carried by the suspended transfer device 111 between the manhole 27 and the alignment table 125 of the work space 28, and the push-pull jack is transferred to the alignment device 121. The operation is substantially the same as that of the second embodiment except for the operation of delivering the replacement bit 31 with 105 or the push-pull jack 105.

実施例２によれば、実施例１と同様の作用効果を奏することができ、小型の交換用ビット３１に最適なものとなる。
［交換ユニットの実施例３］
（外周ビット交換ユニット）
図２５に示すように、実施例３は、主スポーク部材２１の外周端に設置される外周ビット交換ユニット１３０に関するものである。この外周ビット交換ユニット１３０には、主スポーク部材２１の外周端に外周掘削するための１本の外周掘削ビット（交換用ビット）１３１が設けられており、この外周掘削ビット１３１は、開閉軸心ＯＣに対して傾斜角：θ°前部外周側に傾斜して取り付けられている。外周ビット交換ユニット１３０は、カッタヘッド１６の主スポーク部材２１に連結されたスポーク前面板２１ａに、取付リング１３２を介して円形の外周ユニット前面板１３３が取り付けられ、この外周ユニット前面板１３３の外周寄りに開口穴１３４が形成されている。外周ユニット前面板１３３の背面に、ゲート開閉装置３６により開閉駆動されるゲート板１３５が、取付リング１３２を介して開閉軸心ＯＣを中心に９０°の範囲で回動可能に配置され、このゲート板１３５に、開口穴１３４に合致して連通可能な１個のバルブ口１３６が形成されている。また外周ユニット前面板１３３の背面に、取付リング１３２を介してビットガイド体１３６が取り付けられており、このビットガイド体１３６に、バルブ口１３６および開口穴１３４に合致可能なビットガイド穴１３７が傾斜角θ°で形成されている。 According to the second embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained, and it is optimal for the small replacement bit 31.
[Example 3 of exchange unit]
(Peripheral bit exchange unit)
As shown in FIG. 25, the third embodiment relates to the outer peripheral bit exchange unit 130 installed at the outer peripheral end of the main spoke member 21. This outer peripheral bit exchanging unit 130 is provided with one outer peripheral excavation bit (replacement bit) 131 for excavating the outer periphery of the main spoke member 21 at the outer peripheral end. Tilt angle: θ ° with respect to the OC is attached to the front outer peripheral side. In the outer peripheral bit exchange unit 130, a circular outer peripheral unit front plate 133 is attached to a spoke front plate 21 a connected to the main spoke member 21 of the cutter head 16 via an attachment ring 132. An opening hole 134 is formed on the side. A gate plate 135 that is driven to open and close by the gate opening / closing device 36 is disposed on the rear surface of the outer peripheral unit front plate 133 so as to be rotatable within a range of 90 ° about the opening / closing axis OC through the mounting ring 132. A single valve port 136 is formed in the plate 135 so as to be in communication with the opening hole 134. A bit guide body 136 is attached to the back surface of the front plate 133 of the outer peripheral unit via a mounting ring 132, and a bit guide hole 137 that can match the valve port 136 and the opening hole 134 is inclined to the bit guide body 136. It is formed at an angle θ °.

その他、外周掘削ビット１３１および吊下搬送装置（図示せず）は、実施例１と同様に構成されているため、同一の符号を付して説明を省略する。また搬送整合装置８１において、ビットガイド穴１３７に対応するために、アーム部８２ｂと出退レール８６が、搬送レール８４に対して傾斜角θ°で傾斜されて基端台車部に支持されており、外周掘削ビット１３１と押引きジャッキ５５とをそれぞれ調整台車８７を介して同一の傾斜角θ°に沿って案内することができる。
ビット交換動作は、磨耗した外周掘削ビット１３１に対して押引きジャッキ５５を実施例１と同じ手順で装着し、一次押引き動作、ゲート開閉動作、二次押引き動作により、磨耗した押引きジャッキ５５付き外周掘削ビット１３１をビットガイド穴１３７から離脱させて整合台８９上に取り出し、搬送整合装置８１と吊下搬送装置７１により搬出する。そして新規な押引きジャッキ５５付き外周掘削ビット１３１を逆の手順で装着すればよい。 In addition, since the outer peripheral excavation bit 131 and the suspended transfer device (not shown) are configured in the same manner as in the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted. Further, in the transport alignment device 81, in order to correspond to the bit guide hole 137, the arm portion 82b and the exit / retreat rail 86 are supported by the base carriage unit with an inclination angle θ ° with respect to the transport rail 84. The outer excavation bit 131 and the push-pull jack 55 can be guided along the same inclination angle θ ° via the adjustment carriage 87, respectively.
In the bit exchanging operation, the push / pull jack 55 is mounted on the worn outer excavation bit 131 in the same procedure as in the first embodiment, and the push / pull jack worn by the primary push / pull operation, the gate opening / closing operation, and the secondary push / pull operation The outer peripheral excavation bit 131 with 55 is detached from the bit guide hole 137 and taken out onto the alignment table 89 and is carried out by the conveyance alignment device 81 and the suspended conveyance device 71. Then, the outer peripheral excavation bit 131 with the new push-pull jack 55 may be attached in the reverse procedure.

実施例３によれば、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
［ビット交換ユニットの実施例４］
実施例１および２では、ビット交換ユニット３０，１００ごとに２個の交換用ビット３１を設置して交換し、実施例３では、外周ビット交換ユニット１３０ごとに１個の交換用ビット１３１を交換したが、この実施例４では、図２６に示すように、１個のビット交換ユニット１４０に対して、３個の交換用ビット３１をそれぞれ設置し、ビット交換するように構成したものである。なお、実施例１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。 According to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be achieved.
[Embodiment 4 of Bit Exchange Unit]
In the first and second embodiments, two replacement bits 31 are installed and exchanged for each bit exchange unit 30 and 100, and in the third embodiment, one exchange bit 131 is exchanged for each outer bit exchange unit 130. However, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 26, three replacement bits 31 are installed for each bit exchange unit 140, and the bits are exchanged. Note that the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

このビット交換ユニット１４０では、開閉軸心ＯＣを中心として等間隔（等角度:１２０°）ごとに３個の交換用ビット３１が装着されている。すなわち、ビット交換ユニット１４０は、開閉軸心ＯＣを中心とする同一円弧上に１２０°ごとに、開口穴３３とゲート板３４のバルブ口３５、ビットガイド体３７のビットガイド穴３８がそれぞれ形成され、３本の交換用ビット３１が装着されている。これら交換用ビット３１は、それぞれ前部外周側に向かってα°傾斜して設けられている。交換用ビット３１の交換作業では、ゲート開閉装置３６がゲート板３４を６０°の範囲で往復回動させる以外は、実施例１および３と同一であるため、説明を省略する。   In this bit exchange unit 140, three replacement bits 31 are mounted at equal intervals (equal angle: 120 °) with the opening / closing axis OC as the center. That is, in the bit exchange unit 140, the opening hole 33, the valve port 35 of the gate plate 34, and the bit guide hole 38 of the bit guide body 37 are formed on the same circular arc centered on the opening / closing axis OC every 120 °. Three replacement bits 31 are attached. Each of these replacement bits 31 is provided with an inclination of α ° toward the front outer peripheral side. The replacement work of the replacement bit 31 is the same as in the first and third embodiments except that the gate opening / closing device 36 reciprocally rotates the gate plate 34 within a range of 60 °, and thus the description thereof is omitted.

上記ビット交換ユニット１４０によれば、３本の交換用ビット３１を設置できるので、コスト的に有利となり、また３本の交換用ビット３１を密に設置できるので、効果的な掘削が可能となる。さらに交換用ビット３１を傾斜させることにより、作業空間２８のスペースを有効に利用することができる。   According to the bit exchange unit 140, the three replacement bits 31 can be installed, which is advantageous in terms of cost, and the three replacement bits 31 can be installed closely, so that effective excavation is possible. . Furthermore, by tilting the replacement bit 31, the space of the work space 28 can be used effectively.

上記実施例４によれば、請求項１と同様の作用効果を奏することができる。
［実施例５］
実施例１では、ゲート板３４によるゲート開閉動作を挟んで一次押引き動作と二次押引き動作とを二段階で行ったが、これは、伸縮ストロークが短い押引きジャッキ５５を採用し、ジャッキ収容穴６１内で一次固定位置Ｒ１と二次固定位置Ｒ２との間で変位させて伸縮ストロークを拡張したためである。 According to the said Example 4, there can exist an effect similar to Claim 1.
[Example 5]
In the first embodiment, the primary push-pull operation and the secondary push-pull operation are performed in two stages across the gate opening / closing operation by the gate plate 34. This is because the push-pull jack 55 with a short expansion / contraction stroke is adopted. This is because the expansion / contraction stroke is extended by being displaced between the primary fixing position R1 and the secondary fixing position R2 in the accommodation hole 61.

これに対して、図２７に示す実施例５のビット交換ユニット３０は、伸縮ストロークが長いテレスコピック式の押引きジャッキ１５５を採用したものである。なお、実施例１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。   On the other hand, the bit exchange unit 30 of the fifth embodiment shown in FIG. 27 employs a telescopic push-pull jack 155 having a long expansion / contraction stroke. Note that the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

すなわち、押引きジャッキ１５５のジャッキ本体５５ａは、ジャッキ収容穴６１に略全体を収容される第２固定位置Ｒ２に収納固定し、交換用ビット３１を使用位置と離脱位置との間で連続して交換用ビット３１を挿入、離脱させることができる。   That is, the jack body 55a of the push-pull jack 155 is housed and fixed at the second fixing position R2 that is accommodated substantially entirely in the jack housing hole 61, and the replacement bit 31 is continuously located between the use position and the removal position. The replacement bit 31 can be inserted and removed.

ここで、ゲート開閉動作は、磨耗した交換用ビット３１が使用位置からガイド穴開閉位置に達した時と、新規な交換用ビット３１が離脱位置からガイド穴開閉位置に接近した時に行う。   Here, the gate opening / closing operation is performed when the worn replacement bit 31 reaches the guide hole opening / closing position from the use position and when the new replacement bit 31 approaches the guide hole opening / closing position from the detached position.

たとえばゲート開閉装置３６に、電動または油圧モータを使用して自動的に回転駆動できるようにしておき、交換用ビット３１の出退位置をセンサなどで検出し、この検出信号に基づいて、自動的にゲート板３４を開閉操作するようにしてもよい。   For example, the gate opening / closing device 36 can be automatically driven to rotate by using an electric or hydraulic motor, and the exit / retreat position of the replacement bit 31 is detected by a sensor or the like. Alternatively, the gate plate 34 may be opened and closed.

実施例５によれば、先の実施例では、交換用ビット３１の挿入、離脱動作を二段階に行うのに比較して、伸縮ストロークが長いテレスコピック式の押引きジャッキ１５５を使用することにより、連続した挿入、離脱動作で交換作業を行うことができ、交換用ビット３１の交換作業を短時間で行うことができる。   According to the fifth embodiment, in the previous embodiment, by using the telescopic push / pull jack 155 having a long expansion / contraction stroke, compared to performing the insertion / removal operation of the replacement bit 31 in two stages, The replacement work can be performed by continuous insertion and removal operations, and the replacement work of the replacement bit 31 can be performed in a short time.

上記各実施例では、シールド掘進機について説明したが、シールド機以外の掘削機にも適用することができる。   In each of the above-described embodiments, the shield machine has been described, but the invention can also be applied to excavators other than the shield machine.

Ｏ シールド軸心（掘削機軸心）
ＲＬ 半径方向軸
ＯＣ 開閉軸心
Ｒ１ 第１固定位置
Ｒ２ 第２固定位置
Ｌ 変位距離
１１ シールド本体（掘削機本体）
１６ カッタヘッド
２１ 主スポーク部材
２１ａ スポーク前面板
２１ｂ 装着穴部
２７ マンホール
２８ 作業空間
２９ｃ 背面板
３０ ビット交換ユニット
３１ 交換用ビット
３１Ａ ビット本体
３１Ｂ 掘削刃部
３２ ユニット前面板（前面板）
３３ 開口部
３４ ゲート板
３５ バルブ口
３６ ゲート開閉装置
３７ ビットガイド体
３８ ビットガイド穴
５５ 押引きジャッキ
５５ａ ジャッキ本体
５５ｂ 作動ロッド
５５ｄ 連結部材
５６ 反力受け部材(反力支持部)
６１ ジャッキ収容穴
６２ 開口部
６３ 調整固定機構
７１ 吊下搬送装置
８１ 搬送整合装置
８４ 搬送レール
８５ 搬送台車
８６ 出退レール
８７ 調整台車
８８ 昇降調整機構
８９ 整合台
１００ ビット交換ユニット
１０３ 調整固定機構
１０３ａ 雄ねじ部
１０４ 可動フランジ
１０５ 押引きジャッキ
１０６ ロックナット
１１１ 吊下搬送装置
１２１ 整合装置
１２５ 整合台
１２６ 可動台
１３０ 外周ビット交換ユニット
１３１ 外周掘削ビット
１３５ ゲート板
１３６ バルブ口
１４０ ビット交換ユニット
１５５ 押引きジャッキ O Shield axis (excavator axis)
RL Radial axis OC Open / close axis R1 First fixed position R2 Second fixed position L Displacement distance 11 Shield body (excavator body)
16 Cutter head 21 Main spoke member 21a Spoke front plate 21b Mounting hole 27 Manhole 28 Work space 29c Back plate 30 Bit exchange unit 31 Replacement bit 31A Bit body 31B Excavation blade 32 Unit front plate (front plate)
33 Opening 34 Gate plate 35 Valve opening 36 Gate opening / closing device 37 Bit guide body 38 Bit guide hole 55 Push-pull jack 55a Jack main body 55b Actuating rod 55d Connecting member 56 Reaction force receiving member (reaction force supporting portion)
61 Jack receiving hole 62 Opening 63 Adjusting and fixing mechanism 71 Suspended conveying device 81 Conveying and aligning device 84 Conveying rail 85 Conveying cart 86 Retracting rail 87 Adjusting cart 88 Lifting and adjusting mechanism 89 Adjusting platform 100 Bit exchange unit 103 Adjusting and fixing mechanism 103a Male screw Part 104 Movable flange 105 Push-pull jack 106 Lock nut 111 Suspended transfer device 121 Alignment unit 125 Alignment stand 126 Movable stand 130 Peripheral bit exchange unit 131 Peripheral excavation bit 135 Gate plate 136 Valve port 140 Bit exchange unit 155 Push-pull jack

請求項１記載の発明は、カッタヘッドのビットガイド穴に装着された交換用ビットにより地山を掘削し、掘削途中で磨耗した交換用ビットを、押引きジャッキにより前記ビットガイド穴からカッタヘッドの背面に形成された作業空間に引き出して離脱させるとともに、前記ビットガイド穴を閉鎖し、磨耗した交換用ビットを前記作業空間から搬出し、逆の手順で、新規な交換用ビットを搬入して前記押引きジャッキにより前記ビットガイド穴に挿入する掘削機のカッタビット交換方法であって、
交換用ビットで前部に掘削刃部を有するビット本体に、背面に開口されるジャッキ収容穴を形成しておき、当該ジャッキ収容穴内に、押引きジャッキのジャッキ本体を収容固定した状態で、前記作業空間内の背面に設けられた背面支持部を反力受けとして、押引きジャッキを伸縮して前記ビットガイド穴に対する交換用ビットの離脱と挿入とを行い、
さらに前記ジャッキ収容穴に押引きジャッキのジャッキ本体を収容した状態で、前記作業空間における交換用ビットの搬出と搬入とを行うものである。 According to the first aspect of the present invention, the excavation ground is excavated by the exchanging bit mounted in the bit guide hole of the cutter head, and the exchanging bit worn during the excavation is removed from the bit guide hole by the push-pull jack. Pull out to the working space formed on the back side and remove it, close the bit guide hole, carry out the worn replacement bit from the working space, carry in a new replacement bit in the reverse procedure, and An excavator cutter bit replacement method for inserting into a bit guide hole by a push-pull jack,
In the bit body having the excavating blade part in the front part with a replacement bit, a jack accommodation hole opened on the back is formed, and the jack body of the push-pull jack is accommodated and fixed in the jack accommodation hole. With the back support provided on the back in the work space as a reaction force receiver, the push-pull jack is extended and retracted to remove and insert the replacement bit into the bit guide hole,
Furthermore, the exchange bit is carried out and carried in the work space in a state in which the jack body of the push-pull jack is accommodated in the jack accommodation hole.

Claims (6)

カッタヘッドのビットガイド穴に装着された交換用ビットにより地山を掘削し、掘削途中で磨耗した交換用ビットを、押引きジャッキにより前記ビットガイド穴からカッタヘッドの背面に形成された作業空間に引き出して離脱させるとともに、前記ビットガイド穴を閉鎖し、磨耗した交換用ビットを前記作業空間から搬出し、逆の手順で、新規な交換用ビットを搬入して前記押引きジャッキにより前記ビットガイド穴に挿入する掘削機のカッタビット交換方法であって、
交換用ビットで前部に掘削刃部を有するビット本体に、背面に開口されるジャッキ収容穴を形成しておき、当該ジャッキ収容穴内に、押引きジャッキのジャッキ本体を収容固定した状態で、前記作業空間内の背面に設けられた背面支持部を反力受けとして、押引きジャッキを伸縮して前記ビットガイド穴に対する交換用ビットの離脱と挿入とを行い、
さらに前記ジャッキ収容穴に押引きジャッキのジャッキ本体を収容した状態で、前記作業空間における交換用ビットの搬出と搬出とを行う
ことを特徴とする掘削機のカッタビット交換方法。 The excavated ground is excavated by the replacement bit installed in the bit guide hole of the cutter head, and the replacement bit worn during the excavation is moved from the bit guide hole to the work space formed on the back of the cutter head by the push-pull jack. Pull out and remove, close the bit guide hole, carry out the worn replacement bit from the working space, carry in a reverse procedure, load a new replacement bit, and push the pull jack to the bit guide hole. Excavator cutter bit replacement method to be inserted into
In the bit body having the excavating blade part in the front part with a replacement bit, a jack accommodation hole opened on the back is formed, and the jack body of the push-pull jack is accommodated and fixed in the jack accommodation hole. With the back support provided on the back in the work space as a reaction force receiver, the push-pull jack is extended and retracted to remove and insert the replacement bit into the bit guide hole,
The excavator cutter bit exchanging method further comprising: carrying out and carrying out the exchanging bit in the work space in a state in which the jack body of the push / pull jack is accommodated in the jack accommodating hole. ジャッキ収容穴内にジャッキ本体の基端側の一部を収容した一次固定位置に押引きジャッキを固定した状態で、地山を掘削する使用位置と、当該使用位置から後退されてビットガイド穴を閉鎖可能なガイド穴開閉位置との間で、交換用ビットを出退する一次押引き動作を行い、
前記ジャッキ収容穴内にジャッキ本体の略全体を収容した二次固定位置に前記押引きジャッキを固定した状態で、前記ガイド穴開閉位置と前記ビットガイド穴から作業空間に離脱された離脱位置との間で交換用ビットを出退する二次押引き動作を行う
ことを特徴とする請求項１記載の掘削機のカッタビット交換方法。 With the push-pull jack fixed to the primary fixing position where a part of the base end side of the jack body is accommodated in the jack receiving hole, the use position for excavating natural ground and the bit guide hole closed by retreating from the use position Perform primary push-pull operation to move the replacement bit between possible guide hole opening and closing positions,
In a state where the push / pull jack is fixed to a secondary fixing position where substantially the entire jack body is accommodated in the jack receiving hole, the position between the guide hole opening / closing position and the releasing position where the bit guide hole is released to the work space. 2. The excavator cutter bit exchanging method according to claim 1, wherein a secondary push-pull operation for moving the exchanging bit back and forth is performed. カッタヘッドに形成されたビットガイド穴から前方に突出されて地山を掘削する交換用ビットと、カッタヘッドの背面に形成された作業空間と前記ビットガイド穴との間で交換用ビットを離脱、挿入する押引きジャッキと、前記ビットガイド穴を開閉するゲート開閉装置とを具備した掘削機のカッタビット交換装置であって、
交換用ビットのビット本体に、前記押引きジャッキのジャッキ本体を収容可能なジャッキ収容穴を形成して背面に開口させ、
当該ジャッキ収容穴にジャッキ本体が収容固定された押引きジャッキにより、前記作業空間内の背面に設けられた背面支持部を反力受けとして、前記ビットガイド穴に対する交換用ビットの引き出し動作と押し込み動作を行い、またジャッキ収容穴に押引きジャッキを収容固定した状態で、交換用ビットの前記作業空間における搬出と搬入とを行うように構成された
ことを特徴とする掘削機のカッタビット交換装置。 A replacement bit that projects forward from a bit guide hole formed in the cutter head and excavates natural ground, and the replacement bit is detached between the work space formed on the back surface of the cutter head and the bit guide hole, An excavator cutter bit exchanging device comprising a push / pull jack to be inserted and a gate opening / closing device for opening / closing the bit guide hole,
In the bit body of the replacement bit, a jack housing hole capable of housing the jack body of the push-pull jack is formed and opened on the back surface.
With the push-pull jack in which the jack main body is housed and fixed in the jack housing hole, the back support portion provided on the back surface in the work space is used as a reaction force receiver, and the replacement bit is pulled out and pushed into the bit guide hole. The excavator cutter bit exchanging apparatus is configured to carry out and carry in the exchanging bit in the work space in a state where the push jack is accommodated and fixed in the jack accommodating hole. ジャッキ本体の基端側の一部がジャッキ収容穴に収容される一次固定位置と、ジャッキ本体の略全体がジャッキ収容穴に収容される二次固定位置との間で、ジャッキ収容穴における押引きジャッキの固定位置を調整可能な調整固定機構を設け、
当該調整固定機構により、前記一次固定位置と前記二次固定位置でそれぞれ押引きジャッキを出退駆動することにより、押引きジャッキの実質的な伸縮ストロークを拡張可能に構成した
ことを特徴とする請求項３記載の掘削機のカッタビット交換装置。 Pushing and pulling in the jack housing hole between a primary fixing position where a part of the base end side of the jack body is accommodated in the jack housing hole and a secondary fixing position where substantially the entire jack body is accommodated in the jack housing hole. An adjustment fixing mechanism that can adjust the fixing position of the jack is provided.
The substantial extension stroke of the push-pull jack can be expanded by driving the push-pull jack back and forth at the primary fixing position and the secondary fixed position by the adjustment fixing mechanism, respectively. Item 4. The excavator cutter bit exchanging device according to Item 3. 調整固定機構は、ジャッキ本体の外周部に形成された雄ねじ部と、当該雄ねじ部に雌ねじ部を介して移動可能に嵌合され、ジャッキ本体をジャッキ収容穴の開口部に固定可能な可動フランジとを具備した
ことを特徴とする請求項４記載の掘削機のカッタビット交換装置。 The adjustment fixing mechanism includes a male screw portion formed on the outer peripheral portion of the jack body, a movable flange that is movably fitted to the male screw portion via the female screw portion, and that can fix the jack main body to the opening portion of the jack accommodation hole. The excavator cutter bit exchanging device according to claim 4, wherein the excavator cutter bit exchanging device is provided. 調整固定機構は、ジャッキ本体の基端側で外周部に突設されて一次固定位置でジャッキ収容穴の開口部に固定可能な一次フランジと、ジャッキ本体の先端側で外周部に突設されて二次固定位置でジャッキ収容穴の開口部に固定可能で、かつ前記一次フランジに対して９０°位相が相違された二次フランジとを有し、
前記ジャッキ収容穴の開口部を、前記一次フランジと相似形で前記一次フランジを通過可能な大きさに形成した
ことを特徴とする請求項４記載の掘削機のカッタビット交換装置。

The adjustment fixing mechanism protrudes on the outer peripheral portion on the base end side of the jack body, and protrudes on the outer peripheral portion on the distal end side of the jack body, and a primary flange that can be fixed to the opening of the jack receiving hole at the primary fixing position. A secondary flange that is fixable to the opening of the jack accommodation hole at the secondary fixing position and that is 90 ° out of phase with the primary flange;
The cutter bit exchanging device for an excavator according to claim 4, wherein the opening of the jack accommodation hole is formed in a size similar to the primary flange and capable of passing through the primary flange.

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9222357B2 (en) 2012-01-24 2015-12-29 Hitachi Zosen Corporation Bit exchange method and bit exchange device for shield tunneling machine
WO2020136968A1 (en) * 2018-12-25 2020-07-02 日立造船株式会社 Excavation tool replacement device, and tunnel boring machine
JP2021025364A (en) * 2019-08-08 2021-02-22 川崎重工業株式会社 Cutter bit carrying-out method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107900969B (en) * 2017-12-27 2024-03-12 中铁工程装备集团技术服务有限公司 Normal pressure tool changing deviation rectifying tool for shield machine
CN115163101A (en) * 2022-07-29 2022-10-11 盾构及掘进技术国家重点实验室 Shield constructs cutter head ordinary pressure tool changing system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06117189A (en) * 1992-10-12 1994-04-26 Kajima Corp Replacement of cutter bit of shield excavator
JP2001040992A (en) * 1999-07-28 2001-02-13 Kajima Corp Cutter bit changer for shield machine
JP2001173370A (en) * 1999-12-15 2001-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Cutter head
JP2003253988A (en) * 2002-03-05 2003-09-10 Kawasaki Heavy Ind Ltd Cutter bit exchanging device, exchanging method, and exchanging implement
JP2003253989A (en) * 2002-03-05 2003-09-10 Kawasaki Heavy Ind Ltd Cutter bit exchanging device
JP2008063801A (en) * 2006-09-07 2008-03-21 Hitachi Zosen Corp Excavating bit replacing device for shield machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06117189A (en) * 1992-10-12 1994-04-26 Kajima Corp Replacement of cutter bit of shield excavator
JP2001040992A (en) * 1999-07-28 2001-02-13 Kajima Corp Cutter bit changer for shield machine
JP2001173370A (en) * 1999-12-15 2001-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Cutter head
JP2003253988A (en) * 2002-03-05 2003-09-10 Kawasaki Heavy Ind Ltd Cutter bit exchanging device, exchanging method, and exchanging implement
JP2003253989A (en) * 2002-03-05 2003-09-10 Kawasaki Heavy Ind Ltd Cutter bit exchanging device
JP2008063801A (en) * 2006-09-07 2008-03-21 Hitachi Zosen Corp Excavating bit replacing device for shield machine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9222357B2 (en) 2012-01-24 2015-12-29 Hitachi Zosen Corporation Bit exchange method and bit exchange device for shield tunneling machine
WO2020136968A1 (en) * 2018-12-25 2020-07-02 日立造船株式会社 Excavation tool replacement device, and tunnel boring machine
JP2020101063A (en) * 2018-12-25 2020-07-02 日立造船株式会社 Excavating tool exchanging device and tunnel machine
CN113260769A (en) * 2018-12-25 2021-08-13 日立造船株式会社 Digging tool replacing device and tunnel boring machine
JP2021025364A (en) * 2019-08-08 2021-02-22 川崎重工業株式会社 Cutter bit carrying-out method
JP7277311B2 (en) 2019-08-08 2023-05-18 地中空間開発株式会社 Cutter bit carry-out method

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