JP2012132282A - Disk cutter exchanger and tunnel excavator including the same - Google Patents

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JP2012132282A JP2010287376A JP2010287376A JP2012132282A JP 2012132282 A JP2012132282 A JP 2012132282A JP 2010287376 A JP2010287376 A JP 2010287376A JP 2010287376 A JP2010287376 A JP 2010287376A JP 2012132282 A JP2012132282 A JP 2012132282A
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Masahiko Sugiyama
雅彦 杉山
Mutsuo Mizuno
睦夫 水野
Yuki Yamamoto
勇気 山本
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Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Mechatronics Systems Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a disk cutter exchanger capable of reducing costs by simplifying the exchanger and quickly and safely executing exchange work.SOLUTION: The disk cutter exchanger includes: a cylindrical guide part 31 disposed between front and rear wall parts of a cutter spoke 5 and provided with a cutter projection port 32, a cutter exchange port 33 and a first earth removal port 34; a drum 35 freely turnably equipped inside the guide part and provided with a cutter gateway 36 which can be selectively communicated with the cutter projection port and the cutter exchange port and a second earth removal port 37 which can be communicated to the first earth removal port; a cylindrical cutter support member 38 which communicates the cutter gateway and the second earth removal port inside the drum, supports a disk cutter 7 inside a cylindrical part movable forwards and backwards at the cutter gateway, and is energized in a backward movement direction at all times by a compression spring 41; a member 42 with a cam, which is fixed to the guide part to support the drum, and whose cam part 42c is put inside the drum and engaged with the cutter support member against the energizing force of the compression spring; and a jack 43 for turning the drum.

Description

本発明は、ディスクカッタ交換装置及び該交換装置を備えたトンネル掘削機に関するものである。   The present invention relates to a disk cutter exchanging device and a tunnel excavator provided with the exchanging device.

この種のディスクカッタ交換装置を備えたトンネル掘削機として、例えば特許文献1に開示されたものがある。   An example of a tunnel excavator equipped with this type of disc cutter exchanging device is disclosed in Patent Document 1.

これは、筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着されて円筒形状をなす支持筒の外周面から4本のカッタスポークが放射状に延設されたカッタヘッドと、前記各カッタスポークに移動自在に支持されたディスクカッタ及びダミーカッタと、前記支持筒内に周方向回転自在に支持されて該支持筒と前記カッタスポークとを連通する連通口を有する回転筒と、該回転筒の連通口を開閉自在なゲートと、前記回転筒内に設置されて前記ディスクカッタ及びダミーカッタに接続される各種ロッドを繰り返し掴み直して当該回転筒に対し引き込み及び押し出し可能なロッド把持装置と、を具えて構成される。   This is a cylindrical excavator main body, a propulsion jack for advancing the excavator main body, and four from the outer peripheral surface of a cylindrical support cylinder that is attached to the front portion of the excavator main body so as to be able to drive and rotate. A cutter head with radially extending cutter spokes, a disk cutter and a dummy cutter supported movably on the respective cutter porks, and a support cylinder and the cutter supported in a circumferentially rotatable manner within the support cylinder. A rotary cylinder having a communication port communicating with the spokes, a gate that can open and close the communication port of the rotary cylinder, and various rods that are installed in the rotary cylinder and connected to the disk cutter and the dummy cutter are repeatedly grasped. And a rod gripping device that can be pulled in and pushed out of the rotating cylinder.

これによれば、カッタヘッドの支持筒内を回転筒により密閉状態とすることでカッタ交換室として利用することができると共に、ロッド把持装置をカッタ交換室内にコンパクトに設置することができるので、構造の簡素化を図ることができ、かつカッタ交換作業時に別途カッタ交換室の取付け作業及び取外し作業を不要として、全てのカッタスポーク部に取り付けられたカッタ類を容易に短時間で交換することが可能となるので、カッタ交換作業の作業性及び安全性の向上と複数回交換に対するカッタ掘削の信頼性の向上を図ることができるとある。   According to this, since the inside of the support cylinder of the cutter head is sealed with the rotary cylinder, it can be used as a cutter exchange chamber, and the rod gripping device can be compactly installed in the cutter exchange chamber. It is possible to easily replace the cutters attached to all cutter pork parts in a short time without the need for separate installation and removal work of the cutter exchange chamber. Therefore, the workability and safety of the cutter exchanging work can be improved and the reliability of the cutter excavation for the plural exchanging can be improved.

特開2006−9413号公報JP 2006-9413 A

しかしながら、上述した特許文献1に開示されたディスクカッタ交換装置を備えたトンネル掘削機にあっては、ディスクカッタ交換装置において、ロッド把持装置が設置されると共に密閉可能なカッタ交換室やロッドが接続されたダミーカッタを必要とすることから装置が大掛かりとなり、コストアップを招来すると共に、カッタ交換に当たっては、ロッド把持装置によりディスクカッタ及びダミーカッタに接続される各種ロッドを繰り返し掴み直して(分割ロッドの継ぎ足しを含めて)カッタ交換室に対し引き込み及び押し出しを行うことから交換作業に手間隙が掛かるという不具合があった。   However, in the tunnel excavator provided with the disc cutter exchanging device disclosed in Patent Document 1 described above, in the disc cutter exchanging device, a rod gripping device is installed and a sealable cutter exchanging chamber or a rod is connected. This requires a large dummy cutter, which increases the cost and increases costs. When replacing the cutter, the rod gripping device repeatedly grabs the various rods connected to the disk cutter and dummy cutter (addition of split rods). Since the drawing and pushing out of the cutter exchange chamber is involved, there is a problem that the exchange work takes time.

そこで、本発明は、交換装置の簡略化によりコストダウンが図れると共に、迅速かつ安全に交換作業が行えるディスクカッタ交換装置及び該交換装置を備えたトンネル掘削機を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a disk cutter exchanging apparatus that can reduce costs by simplifying the exchanging apparatus and that can perform a replacement operation quickly and safely, and a tunnel excavator equipped with the exchanging apparatus.

斯かる目的を達成するための本発明に係るディスクカッタ交換装置は、
カッタスポークの前壁部と後壁部間に架設され、カッタ突出口とカッタ交換口と第1の排土口を周方向に離間して有した円筒状の案内部と、
前記案内部に回動自在に内装され、周面に前記カッタ突出口と前記カッタ交換口とに選択的に連通可能なカッタ出入口と前記第1の排土口に連通可能な第2の排土口を有したドラムと、
前記ドラム内において前記カッタ出入口と前記第2の排土口とを連通し前記カッタ出入口において進退可能な筒部内にディスクカッタを回動自在に支持すると共に付勢手段により常時後退方向に付勢された筒状のカッタ支持部材と、
前記案内部に固設されて前記ドラムを回動自在に支持すると共にその偏心シャフト部を前記ドラム内に臨入して前記カッタ支持部材に前記付勢手段の付勢力に抗して係合させた偏心シャフト付き部材と、
前記ドラムを回動させる駆動手段と、
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve such an object, a disc cutter exchanging apparatus according to the present invention comprises:
A cylindrical guide portion that is installed between the front wall portion and the rear wall portion of the cutter pork, and has a cutter projection port, a cutter replacement port, and a first earth discharge port spaced apart in the circumferential direction;
A second earth discharging unit that is rotatably mounted in the guide portion and that can communicate with the cutter projecting port and the cutter exchanging port selectively on the peripheral surface and the first earth discharging port. A drum with a mouth,
In the drum, the cutter entrance and the second discharge port are communicated with each other, and the disc cutter is rotatably supported in a cylindrical portion that can be advanced and retracted at the cutter entrance and is always urged in the backward direction by the urging means. A cylindrical cutter support member,
It is fixed to the guide part and rotatably supports the drum, and its eccentric shaft part enters the drum and engages the cutter support member against the urging force of the urging means. A member with an eccentric shaft,
Drive means for rotating the drum;
It is provided with.

また、
前記カッタ突出口には前記ドラムの露出部との間をシールするパッキンが装着されることを特徴とする。
Also,
A packing for sealing between the exposed portion of the drum and the exposed portion of the drum is attached to the cutter projecting port.

また、
前記付勢手段は前記カッタ支持部材と前記ドラムのカッタ出入口との間に介装された圧縮ばねであることを特徴とする。
Also,
The urging means is a compression spring interposed between the cutter support member and a cutter inlet / outlet of the drum.

また、
前記ドラムの第2の排土口は内方に突出する筒部を有し、該筒部に前記カッタ支持部材の前記第2の排土口側端部が筒軸方向に摺動自在に嵌合することを特徴とする。
Also,
The second discharge port of the drum has a cylindrical portion protruding inward, and the end portion on the second discharge port side of the cutter supporting member is slidably fitted in the cylindrical portion in the cylindrical axis direction. It is characterized by combining.

また、
前記偏心シャフト部は固定カムであり、そのリフトサークル面では前記ディスクカッタを前記ドラムのカッタ出入口から突出させるべく前記カッタ支持部材を前進させ、リフトサークル面からベースサークル面に移行する際には前記ディスクカッタを前記ドラムのカッタ出入口から没入させるべく前記カッタ支持部材を漸次後退させるよう設定されることを特徴とする。
Also,
The eccentric shaft portion is a fixed cam, and on the lift circle surface thereof, the cutter support member is advanced to project the disc cutter from the cutter inlet / outlet of the drum, and when moving from the lift circle surface to the base circle surface, The cutter support member is set to be gradually retracted so that the disk cutter can be inserted from the cutter entrance of the drum.

斯かる目的を達成するための本発明に係るディスクカッタの交換装置を備えたトンネル掘削機は、
筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着されて放射状に配設された複数本のカッタスポークを有するカッタヘッドとを備え、前記各カッタスポークに前記ディスクカッタの交換装置を装着したことを特徴とする。
In order to achieve such an object, a tunnel excavator equipped with a disk cutter exchanging device according to the present invention comprises:
Cutter head having a cylindrical excavator body, a propulsion jack for advancing the excavator body, and a plurality of cutter spokes mounted on the front portion of the excavator body so as to be driven to rotate. The disk cutter replacement device is mounted on each of the cut spokes.

本発明に係るディスクカッタ交換装置及び該交換装置を備えたトンネル掘削機によれば、通常の掘削時には、ドラムのカッタ出入口を案内部のカッタ突出口に一致させることで、ディスクカッタがカッタスポークの前壁部から突出して切羽の掘削が可能となり、掘削された土砂はカッタ支持部材の筒内部よりドラムの第2の排土口を介し案内部の第1の排土口を通ってカッタスポークの後方へ円滑に排出される。   According to the disc cutter exchanging apparatus and the tunnel excavator provided with the exchanging apparatus according to the present invention, the disc cutter is made of the cutter pork by aligning the cutter entrance of the drum with the cutter projecting opening of the guide during normal excavation. The face can be excavated by projecting from the front wall, and the excavated earth and sand is cut from the inside of the cutter support member through the second discharge port of the drum and through the first discharge port of the guide portion. It is discharged smoothly backwards.

一方、カッタ交換時には、ドラムの回動によりドラムのカッタ出入口を案内部のカッタ交換口に一致させることで、当該カッタ交換口より容易、かつ迅速にディスクカッタの交換が可能となると共に、案内部のカッタ突出口はドラムの露出部で閉塞され、カッタスポーク内への土砂の侵入が防止されるので、カッタスポーク内で安全にカッタ交換作業が行える。   On the other hand, when the cutter is replaced, the disc cutter can be replaced easily and more quickly than the cutter replacement port by aligning the drum cutter inlet / outlet with the cutter replacement port of the guide unit by rotating the drum. The cutter projection opening is closed by the exposed portion of the drum, and the intrusion of earth and sand into the cutter pork is prevented, so that the cutter can be exchanged safely in the cutter pork.

このようにドラムを回動させるという簡単な操作で、ディスクカッタのカッタ突出口に対する進退動とカッタ突出口⇔カッタ交換口の移動が達成されるので、交換装置の簡略化によりコストダウンが図れる。   In this way, the simple operation of rotating the drum allows the disk cutter to move forward and backward relative to the cutter projecting port and to move the cutter projecting port to the cutter replacing port. Therefore, the cost can be reduced by simplifying the exchanging device.

本発明の一実施例を示すディスクカッタ交換装置の平断面図で、図6のA−A矢視断面相当図である。FIG. 7 is a plan sectional view of a disk cutter exchanging apparatus showing an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to a section taken along line AA in FIG. 図1の背面図である。It is a rear view of FIG. 図1のA−A矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of FIG. 図1の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of FIG. 1. 図4の作用状態図である。FIG. 5 is an operational state diagram of FIG. 4. 土圧式シールド掘削機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an earth pressure type shield excavator.

以下、本発明に係るディスクカッタ交換装置及び該交換装置を備えたトンネル掘削機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, a disk cutter exchanging apparatus according to the present invention and a tunnel excavator equipped with the exchanging apparatus will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施例を示すディスクカッタ交換装置の平断面図で、図6のA−A矢視断面相当図、図2は図1の背面図、図3は図1のA−A矢視断面図、図4は図1の斜視図、図5は図4の作用状態図、図6は土圧式シールド掘削機の概略構成図である。   FIG. 1 is a plan sectional view of a disk cutter exchanging apparatus showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 6, FIG. 2 is a rear view of FIG. 4 is a perspective view of FIG. 1, FIG. 5 is an operational state diagram of FIG. 4, and FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an earth pressure shield excavator.

図6に示すように、本実施例の土圧式シールド掘削機(トンネル掘削機)は、その掘削機本体が、円筒状の掘削機主部1と該掘削機主部1内に前後方向(トンネルの長手方向)へ相対移動可能に収装された円筒状の掘削機副部2との二重筒状に形成される。掘削機主部1は、更に前後方向に、前掘削機主部1aと後掘削機主部1bとに分割されている。   As shown in FIG. 6, in the earth pressure type shield excavator (tunnel excavator) of this embodiment, the excavator main body has a cylindrical excavator main part 1 and a longitudinal direction (tunnel) in the excavator main part 1. And a cylindrical excavator sub-portion 2 that can be moved relative to each other in the longitudinal direction). The excavator main part 1 is further divided into a front excavator main part 1a and a rear excavator main part 1b in the front-rear direction.

前記前掘削機主部1aの隔壁(バルクヘッド)3には、カッタヘッド4が軸受等を介して回転自在に装着される。カッタヘッド4の前面には放射状をなしてカッタスポーク5が固定され、このカッタスポーク5には、多数のカッタビット6及びディスク(ローラ)カッタ7が装着されると共に、カッタヘッド4の径方向へ油圧ジャッキ8により伸縮(出没)可能に、適当数のコピーカッタ9が装着される。そして、カッタヘッド4の後部にはリングギア10が固定される。   A cutter head 4 is rotatably mounted on a partition wall (bulk head) 3 of the front excavator main part 1a via a bearing or the like. A cutter spoke 5 is fixed in a radial pattern on the front surface of the cutter head 4, and a number of cutter bits 6 and a disk (roller) cutter 7 are attached to the cutter spoke 5, and the cutter head 4 extends in the radial direction of the cutter head 4. An appropriate number of copy cutters 9 are mounted so that they can be expanded and contracted (in and out) by the hydraulic jack 8. A ring gear 10 is fixed to the rear portion of the cutter head 4.

一方、前記隔壁3には、カッタヘッド駆動手段としてのカッタ旋回モータ11が取り付けられ、このカッタ旋回モータ11の駆動ギア12が前記リングギア10に噛み合っている。従って、カッタ旋回モータ11を稼働して駆動ギア12を回転駆動すると、リングギア10を介してカッタヘッド4が回転される。また、隔壁3の中央部には、ロータリジョイント13が組み付けられ、このロータリジョイント13を介して前記コピーカッタ9の油圧ジャッキ8等に対し図示しない油圧源からの圧油の給,排が行われるようになっている。また、隔壁3の外周部と前記後掘削機主部1bの前部に設けられたリング状補強部14との間には中折れジャッキ15が適当数配設される。   On the other hand, a cutter turning motor 11 as a cutter head driving means is attached to the partition wall 3, and a drive gear 12 of the cutter turning motor 11 is engaged with the ring gear 10. Therefore, when the cutter turning motor 11 is operated to drive the drive gear 12 to rotate, the cutter head 4 is rotated via the ring gear 10. A rotary joint 13 is assembled at the center of the partition wall 3, and pressure oil is supplied and discharged from a hydraulic source (not shown) to the hydraulic jack 8 of the copy cutter 9 and the like via the rotary joint 13. It is like that. Further, an appropriate number of intermediate jacks 15 are disposed between the outer peripheral portion of the partition wall 3 and the ring-shaped reinforcing portion 14 provided at the front portion of the rear excavator main portion 1b.

前記前掘削機主部1aと後掘削機主部1bの内部には、前記掘削機副部2を貫通してスクリューコンベア16が配設され、カッタヘッド4で掘削された土砂をトンネルの後方へ排出可能になっている。即ち、スクリューコンベア16の前端部(取出口)が隔壁3の下部を貫通して前記カッタヘッド4と隔壁3とで画成されたチャンバ室17に開口すると共に、後下部に設けた排出口(ジャッキ18駆動のゲート19で開閉される)がトンネル内の長手方向に配設された図示しないベルトコンベア上に対向するのである。このスクリューコンベア16は、後上がりに傾斜して配置された円筒管16aの内部に、駆動モータ16bによって回転可能にスクリュー翼16cが装着されてなる。   Inside the front excavator main part 1a and the rear excavator main part 1b, a screw conveyor 16 is disposed so as to penetrate the excavator sub part 2, and the earth and sand excavated by the cutter head 4 are moved to the rear of the tunnel. It is possible to discharge. That is, the front end portion (outlet) of the screw conveyor 16 passes through the lower portion of the partition wall 3 and opens into the chamber chamber 17 defined by the cutter head 4 and the partition wall 3, and the discharge port ( It is opened and closed by a gate 19 driven by a jack 18) on a belt conveyor (not shown) arranged in the longitudinal direction in the tunnel. The screw conveyor 16 is configured such that screw wings 16c are mounted in a cylindrical tube 16a disposed so as to incline rearward so as to be rotatable by a drive motor 16b.

前記後掘削機主部1bのリング状補強部14と前記掘削機副部2の内周部との間には、主推進ジャッキ20が円周方向へ所定間隔離間して多数本配設される。そして、前記掘削機副部2の外周部には、覆工部材としてトンネルの内周面に構築された(組み立てられた)既設のセグメントSに対し伸縮し得る副推進ジャッキ22が円周方向へ所定間隔離間して多数本配設される。   A large number of main propulsion jacks 20 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction between the ring-shaped reinforcing portion 14 of the rear excavator main portion 1b and the inner peripheral portion of the excavator sub-portion 2. . And in the outer peripheral part of the excavator sub-part 2, there is a sub-propulsion jack 22 that can expand and contract with respect to the existing segment S constructed (assembled) on the inner peripheral surface of the tunnel as a lining member in the circumferential direction. A large number of them are arranged at predetermined intervals.

また、前記後掘削機主部1bの後端部は、テールシール23を介して前記既設セグメントSの外周に嵌合している。また、前記掘削機副部2の後部には支持部材(架台)24が組み付けられ、この支持部材24上に前記セグメントSを組み立てるエレクタ25と組み立てたセグメントSの真円保持を行うセグメントアジャスタ26が装備される。   The rear end portion of the rear excavator main portion 1 b is fitted to the outer periphery of the existing segment S via a tail seal 23. Further, a support member (base) 24 is assembled to the rear part of the excavator sub-part 2, and an segment 25 that holds the assembled segment S in a perfect circle and an erector 25 that assembles the segment S on the support member 24. Equipped.

従って、トンネルを掘削するにあたっては、先ず、全ての主推進ジャッキ20と副推進ジャッキ22とが共に縮んだ初期位置で、カッタ旋回モータ11を稼働させてカッタヘッド4を回転させる。   Therefore, when excavating the tunnel, first, the cutter turning motor 11 is operated to rotate the cutter head 4 at the initial position where all the main propulsion jacks 20 and the sub propulsion jacks 22 are contracted together.

次に、前記状態から全ての主推進ジャッキ20を伸ばして掘削機主部1を1ストローク推進(前進)させる。この際、推進反力は掘削機副部2を介して既設セグメントSで受ける。そして、この推進により、カッタヘッド4に装着された多数のカッタビット6及びディスクカッタ7が前方の地盤を掘削する。掘削された土砂はチャンバ室17からスクリューコンベア16等によって外部に排出される。   Next, all the main propulsion jacks 20 are extended from the above state, and the excavator main part 1 is propelled (moved forward) by one stroke. At this time, the propulsion reaction force is received by the existing segment S via the excavator sub-part 2. As a result of this propulsion, a number of cutter bits 6 and disk cutters 7 mounted on the cutter head 4 excavate the ground in front. The excavated earth and sand are discharged from the chamber chamber 17 to the outside by the screw conveyor 16 or the like.

次に、カッタヘッド4の回転を止めた状態で(場合によっては、止めなくても良い)、全ての主推進ジャッキ20を縮めながら全ての副推進ジャッキ22を伸ばして掘削機副部2を1ストローク推進させてリセットする。この際も、推進反力は既設セグメントSで受ける。これにより、主推進ジャッキ20は全縮状態で推進可能な状態になると共に、副推進ジャッキ22は全伸状態でセグメントSの組立可能な状態になる。   Next, in a state where the rotation of the cutter head 4 is stopped (in some cases, it may not be stopped), all the sub-propulsion jacks 22 are extended while the main propulsion jacks 20 are contracted, and the excavator sub-part 2 is set to 1 Reset by pushing the stroke. Also in this case, the propulsion reaction force is received by the existing segment S. Thus, the main propulsion jack 20 can be propelled in the fully contracted state, and the sub propulsion jack 22 can be assembled in the segment S in the fully expanded state.

次に、カッタヘッド4を回転させた状態で、全ての主推進ジャッキ20を伸ばして掘削機主部1を推進させながら副推進ジャッキ22を部分的に順次縮めてエレクタ25及びセグメントアジャスタ26によりセグメントSを組み立てると共にその真円保持を行う。   Next, in a state where the cutter head 4 is rotated, all the main propulsion jacks 20 are extended to propel the excavator main part 1 and the sub propulsion jacks 22 are partially contracted in order to be segmented by the erector 25 and the segment adjuster 26. Assemble S and hold the perfect circle.

以降、前述した動作の繰り返しで、所定長さのトンネルを掘削・形成していく。   Thereafter, a tunnel having a predetermined length is excavated and formed by repeating the above-described operation.

ところで、トンネルの掘削中にカッタヘッド4(厳密にはカッタスポーク5)に装着されたディスクカッタ7等が摩耗してしまう。このディスクカッタ7等が摩耗すると地盤の掘削効率が低下するので、掘削作業を停止して摩耗したディスクカッタ7等を交換しなければならない。   By the way, during excavation of the tunnel, the disc cutter 7 and the like attached to the cutter head 4 (strictly, the cutter pork 5) are worn. Since the excavation efficiency of the ground decreases when the disc cutter 7 or the like is worn, the excavation operation must be stopped and the worn disc cutter 7 or the like must be replaced.

そこで、本実施例では、図1乃至図5に示すように、前記カッタスポーク5にディスクカッタ交換装置30が装着される。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 5, a disc cutter exchanging device 30 is mounted on the cutter pork 5.

即ち、ディスクカッタ交換装置30は、カッタスポーク5の前壁部5aと後壁部5b間に円筒状の案内部31が架設される。この案内部31は、カッタ突出口32とカッタ交換口33と第1の排土口34を周方向に離間して有し、カッタ突出口32は前壁部5aに位置して開口形成されると共に、第1の排土口34は管状に形成されてその先端が後壁部5bに開口されている。カッタ交換口33はカッタ突出口32と第1の排土口34との間の第1の排土口34寄りに開口形成される。   That is, in the disc cutter exchanging device 30, the cylindrical guide portion 31 is installed between the front wall portion 5a and the rear wall portion 5b of the cutter pork 5. The guide portion 31 includes a cutter projection port 32, a cutter replacement port 33, and a first earth discharge port 34 that are spaced apart from each other in the circumferential direction, and the cutter projection port 32 is formed in an opening at the front wall portion 5a. At the same time, the first earth discharge port 34 is formed in a tubular shape, and the tip thereof is opened in the rear wall 5b. The cutter replacement port 33 is formed near the first discharge port 34 between the cutter projection port 32 and the first discharge port 34.

前記案内部31にドラム35が回動自在に内装される。このドラム35の周面には、前記カッタ突出口32とカッタ交換口33とに選択的に連通可能なボス孔状のカッタ出入口36と、前記第1の排土口34に連通可能な筒状の第2の排土口37とが、同一の直径線上に位置して開口形成される。   A drum 35 is rotatably mounted on the guide portion 31. On the peripheral surface of the drum 35, a boss hole-shaped cutter inlet / outlet 36 that can selectively communicate with the cutter projection port 32 and the cutter replacement port 33, and a cylindrical shape that can communicate with the first earth discharge port 34. And the second discharge port 37 are formed on the same diameter line.

前記ドラム35内には、前記カッタ出入口36と第2の排土口37とを連通するようにして筒状のカッタ支持部材38が収装される。このカッタ支持部材38は外向きフランジ付きの大径筒部38aと小径筒部38bとが連接されてなり、その内の大径筒部38aがカッタ出入口36に進退(筒軸方向に摺動)可能に内嵌されると共に小径筒部38bが第2の排土口37に伸縮(筒軸方向に摺動)可能に内嵌される。   A cylindrical cutter support member 38 is housed in the drum 35 so that the cutter inlet / outlet port 36 and the second earth discharge port 37 communicate with each other. The cutter support member 38 is formed by connecting a large-diameter cylindrical portion 38a with an outward flange and a small-diameter cylindrical portion 38b, and the large-diameter cylindrical portion 38a advances and retreats to and from the cutter inlet / outlet 36 (slids in the cylinder axis direction). The small-diameter cylindrical portion 38b is fitted into the second discharge port 37 so that it can be expanded and contracted (slidable in the cylindrical axis direction).

そして、前記大径筒部38a内にディスクカッタ7が回動自在に軸支されると共に、大径筒部38aの外向きフランジ部とドラム35のカッタ出入口36(のボス部)との間に圧縮ばね(付勢手段)41が介装され、カッタ支持部材38を常時後退方向に付勢している。   The disk cutter 7 is pivotally supported in the large-diameter cylindrical portion 38a, and between the outward flange portion of the large-diameter cylindrical portion 38a and the cutter inlet / outlet 36 (the boss portion thereof) of the drum 35. A compression spring (biasing means) 41 is interposed to constantly urge the cutter support member 38 in the backward direction.

また、前記案内部31にはカム付き部材(偏心シャフト付き部材)42が固設される。このカム付き部材(偏心シャフト付き部材)42は、案内部31への取付板部42aとドラム35の軸受部35aを回動自在に支持する枢軸部42bとドラム35内に臨入して前述した圧縮ばね41の付勢力に抗してカッタ支持部材38における大径筒部38aの後面に係合するカム部(偏心シャフト部)42cとが一体形成されてなる。   A member with a cam (member with an eccentric shaft) 42 is fixed to the guide portion 31. The cam-equipped member (member with eccentric shaft) 42 enters the drum 35 and the pivot portion 42b that rotatably supports the mounting plate portion 42a to the guide portion 31 and the bearing portion 35a of the drum 35, as described above. A cam portion (eccentric shaft portion) 42c that is engaged with the rear surface of the large-diameter cylindrical portion 38a of the cutter support member 38 against the urging force of the compression spring 41 is integrally formed.

そして、カム付き部材42は、そのリフトサークル面ではディスクカッタ7をドラム35のカッタ出入口36から突出させるべくカッタ支持部材38を前進させると共に、リフトサークル面からベースサークル面に移行する際にはディスクカッタ7をドラム35のカッタ出入口36から没入させるべくカッタ支持部材38を漸次後退させるよう設定されている。   The cam-equipped member 42 advances the cutter support member 38 so that the disc cutter 7 projects from the cutter inlet / outlet 36 of the drum 35 on the lift circle surface, and at the time of transition from the lift circle surface to the base circle surface, The cutter support member 38 is set to be gradually retracted so that the cutter 7 can be inserted from the cutter entrance 36 of the drum 35.

また、前記案内部31にはジャッキ43が横向き(水平)に取り付けられ、このジャッキ43の先端に連結されたラック44がドラム35における軸受部35aの外周に刻設されたピニオンギア45と噛み合っている(図2及び図3参照)。これらのジャッキ43、ラック44及びピニオンギア45で前記ドラム35を所定の角度範囲で回動させる駆動手段が構成される。   A jack 43 is attached to the guide portion 31 horizontally (horizontal), and a rack 44 connected to the tip of the jack 43 meshes with a pinion gear 45 engraved on the outer periphery of the bearing portion 35a in the drum 35. (See FIGS. 2 and 3). The jack 43, the rack 44, and the pinion gear 45 constitute driving means for rotating the drum 35 within a predetermined angle range.

尚、図中46はカッタ突出口32に装着されたパッキンで、ドラム35の露出部との間をシールするようになっている。   In the figure, reference numeral 46 denotes a packing attached to the cutter protrusion 32, which seals between the exposed portion of the drum 35.

このように構成されるため、通常の掘削時には、ジャッキ43の伸長によりドラム35を図1及び図4中の時計方向に回動させて、ドラム35のカッタ出入口36を案内部31のカッタ突出口32に一致させる(図1及び図4の状態参照)。   Due to such a configuration, during normal excavation, the drum 35 is rotated in the clockwise direction in FIGS. 1 and 4 by the extension of the jack 43, and the cutter inlet / outlet 36 of the drum 35 is moved to the cutter protrusion of the guide portion 31. 32 (see the states of FIGS. 1 and 4).

これにより、ディスクカッタ7がカッタスポーク5の前壁部5a(厳密にはパッキン46)から突出して地盤の掘削が可能となり、掘削された土砂はカッタ支持部材38の大径筒部38a及び小径筒部38bの内部よりドラム35の第2の排土口37を介し案内部31の第1の排土口34を通ってカッタスポーク5後方のチャンバ室17へ円滑に排出される。   As a result, the disc cutter 7 protrudes from the front wall 5a (strictly speaking, the packing 46) of the cutter pork 5 and the ground can be excavated, and the excavated earth and sand are the large diameter cylindrical portion 38a and the small diameter cylindrical portion of the cutter support member 38. It is smoothly discharged from the inside of the portion 38 b to the chamber chamber 17 behind the cutter pork 5 through the first discharge port 34 of the guide portion 31 through the second discharge port 37 of the drum 35.

一方、カッタ交換時には、ジャッキ43の収縮によりドラム35を図1中の反時計方向に回動させて、ドラム35のカッタ出入口36を案内部31のカッタ交換口33に一致させる(図5の(a)→図5の(b)の状態参照)。   On the other hand, when the cutter is replaced, the drum 35 is rotated counterclockwise in FIG. 1 due to the contraction of the jack 43 so that the cutter inlet / outlet 36 of the drum 35 is aligned with the cutter replacement port 33 of the guide portion 31 (see FIG. a) → See the state of FIG. 5B).

これにより、カッタ交換口33より図示しないチェーンブロック等を用いて新,旧のディスクカッタ7の交換がカッタスポーク5内で容易、かつ迅速に行えると共に、案内部31のカッタ突出口32はパッキン46及びドラム35の露出部で閉塞され、カッタスポーク5内への土砂の侵入が防止されるので、カッタスポーク5内で安全にカッタ交換作業が行える。   Thereby, the new and old disc cutters 7 can be easily and quickly replaced in the cutter pork 5 by using a chain block (not shown) from the cutter replacement port 33, and the cutter projection port 32 of the guide portion 31 is provided with the packing 46. In addition, the drum 35 is blocked by the exposed portion of the drum 35, and the intrusion of earth and sand into the cutter pork 5 is prevented.

このようにドラム35を回動させるという簡単な操作で、ディスクカッタ7のカッタ突出口32に対する進退動とカッタ突出口32⇔カッタ交換口33の移動が達成されるので、ディスクカッタ交換装置30の簡略化によりコストダウンが図れる。   Thus, the simple operation of rotating the drum 35 achieves the forward / backward movement of the disc cutter 7 with respect to the cutter projection port 32 and the movement of the cutter projection port 32 ⇔ the cutter exchange port 33. Simplification can reduce costs.

尚、本実施例では、各カッタスポーク5の長手方向に複数個装着されるディスクカッタ7の一個のみを図示したが、全てのディスクカッタ7において本ディスクカッタ交換装置30が適用されることは言うまでもない。この場合、本ディスクカッタ交換装置30を一個のディスクカッタ7毎に個別に設けても良いし、長筒状に形成したドラム35内に複数個のカッタ支持部材38を列設するなどしてディスクカッタ交換装置30を複数個のディスクカッタ7の分を集約するようにして設けても良い。   In the present embodiment, only one disk cutter 7 to be mounted in the longitudinal direction of each cutter pork 5 is shown, but it goes without saying that the disk cutter exchanging device 30 is applied to all the disk cutters 7. Yes. In this case, the disc cutter exchanging device 30 may be provided individually for each disc cutter 7, or a plurality of cutter support members 38 are arranged in a drum 35 formed in a long cylindrical shape. The cutter exchanging device 30 may be provided so as to collect a plurality of disc cutters 7.

本発明に係るトンネル掘削機は、土圧式シールド掘削機に限らず、泥土圧式シールド掘削機、泥水式シールド掘削機、機械式シールド掘削機やトンネルボーリングマシーン(TBM)等にも適用することができる。   The tunnel excavator according to the present invention is not limited to the earth pressure shield excavator but can also be applied to a mud pressure shield excavator, a mud shield excavator, a mechanical shield excavator, a tunnel boring machine (TBM), and the like. .

1 掘削機主部
2 掘削機副部
3 隔壁
4 カッタヘッド
5 カッタスポーク
6 カッタビット
7 ディスクカッタ
8 油圧ジャッキ
9 コピーカッタ
10 リングギア
11 カッタ旋回モータ
12 駆動ギア
13 ロータリジョイント
14 リング状補強部
15 中折れジャッキ
16 スクリューコンベア
17 チャンバ室
18 ジャッキ
19 ゲート
20 主推進ジャッキ
22 副推進ジャッキ
23 テールシール
24 架台
25 エレクタ
26 セグメントアジャスタ
30 ディスクカッタ交換装置
31 案内部
32 カッタ突出口
33 カッタ交換口
34 第1の排土口
35 ドラム
36 カッタ出入口
37 第2の排土口
38 カッタ支持部材
41 圧縮ばね
42 カム付き部材
43 ジャッキ
44 ラック
45 ピニオンギア
46 パッキン
S セグメント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavator main part 2 Excavator subpart 3 Bulkhead 4 Cutter head 5 Cutter pork 6 Cutter bit 7 Disc cutter 8 Hydraulic jack 9 Copy cutter 10 Ring gear 11 Cutter turning motor 12 Drive gear 13 Rotary joint 14 Ring-shaped reinforcement part 15 Folding jack 16 Screw conveyor 17 Chamber chamber 18 Jack 19 Gate 20 Main propulsion jack 22 Sub propulsion jack 23 Tail seal 24 Mount 25 Electa 26 Segment adjuster 30 Disc cutter exchanging device 31 Guide section 32 Cutter projecting port 33 Cutter exchanging port 34 Drain port 35 Drum 36 Cutter entry / exit 37 Second discharge port 38 Cutter support member 41 Compression spring 42 Cam member 43 Jack 44 Rack 45 Pinion gear 46 Packing S segment

Claims (6)

カッタスポークの前壁部と後壁部間に架設され、カッタ突出口とカッタ交換口と第1の排土口を周方向に離間して有した円筒状の案内部と、
前記案内部に回動自在に内装され、周面に前記カッタ突出口と前記カッタ交換口とに選択的に連通可能なカッタ出入口と前記第1の排土口に連通可能な第2の排土口を有したドラムと、
前記ドラム内において前記カッタ出入口と前記第2の排土口とを連通し前記カッタ出入口において進退可能な筒部内にディスクカッタを回動自在に支持すると共に付勢手段により常時後退方向に付勢された筒状のカッタ支持部材と、
前記案内部に固設されて前記ドラムを回動自在に支持すると共にその偏心シャフト部を前記ドラム内に臨入して前記カッタ支持部材に前記付勢手段の付勢力に抗して係合させた偏心シャフト付き部材と、
前記ドラムを回動させる駆動手段と、
を備えたことを特徴とするディスクカッタ交換装置。
A cylindrical guide portion that is installed between the front wall portion and the rear wall portion of the cutter pork, and has a cutter projection port, a cutter replacement port, and a first earth discharge port spaced apart in the circumferential direction;
A second earth discharging unit that is rotatably mounted in the guide portion and that can communicate with the cutter projecting port and the cutter exchanging port selectively on the peripheral surface and the first earth discharging port. A drum with a mouth,
In the drum, the cutter entrance and the second discharge port are communicated with each other, and the disc cutter is rotatably supported in a cylindrical portion that can be advanced and retracted at the cutter entrance and is always urged in the backward direction by the urging means. A cylindrical cutter support member,
It is fixed to the guide part and rotatably supports the drum, and its eccentric shaft part enters the drum and engages the cutter support member against the urging force of the urging means. A member with an eccentric shaft,
Drive means for rotating the drum;
A disk cutter exchanging device characterized by comprising:
前記カッタ突出口には前記ドラムの露出部との間をシールするパッキンが装着されることを特徴とする請求項1に記載のディスクカッタ交換装置。   The disc cutter exchanging apparatus according to claim 1, wherein a packing for sealing a gap between the exposed portion of the drum and the exposed portion of the drum is attached to the cutter projecting port. 前記付勢手段は前記カッタ支持部材と前記ドラムのカッタ出入口との間に介装された圧縮ばねであることを特徴とする請求項1又は2に記載のディスクカッタ交換装置。   3. The disc cutter exchanging apparatus according to claim 1, wherein the urging means is a compression spring interposed between the cutter support member and a cutter inlet / outlet of the drum. 前記ドラムの第2の排土口は内方に突出する筒部を有し、該筒部に前記カッタ支持部材の前記第2の排土口側端部が筒軸方向に摺動自在に嵌合することを特徴とする請求項1,2又は3に記載のディスクカッタ交換装置。   The second discharge port of the drum has a cylindrical portion protruding inward, and the end portion on the second discharge port side of the cutter supporting member is slidably fitted in the cylindrical portion in the cylindrical axis direction. The disc cutter exchanging apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that: 前記偏心シャフト部は固定カムであり、そのリフトサークル面では前記ディスクカッタを前記ドラムのカッタ出入口から突出させるべく前記カッタ支持部材を前進させ、リフトサークル面からベースサークル面に移行する際には前記ディスクカッタを前記ドラムのカッタ出入口から没入させるべく前記カッタ支持部材を漸次後退させるよう設定されることを特徴とする請求項1,2,3又は4に記載のディスクカッタ交換装置。   The eccentric shaft portion is a fixed cam, and on the lift circle surface thereof, the cutter support member is advanced to project the disc cutter from the cutter inlet / outlet of the drum, and when moving from the lift circle surface to the base circle surface, 5. The disc cutter exchanging apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the cutter support member is set to be gradually retracted so that the disc cutter enters and exits from the cutter entrance of the drum. 筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着されて放射状に配設された複数本のカッタスポークを有するカッタヘッドとを備え、前記各カッタスポークに前記請求項1乃至5のいずれか一つに記載のディスクカッタ交換装置を装着したことを特徴とするトンネル掘削機。   Cutter head having a cylindrical excavator body, a propulsion jack for advancing the excavator body, and a plurality of cutter spokes mounted on the front portion of the excavator body so as to be driven to rotate. A tunnel excavator comprising the disk cutter exchanging device according to any one of claims 1 to 5 mounted on each of the cut spokes.
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