JP3415669B2 - Cutter bit changer for shield machine - Google Patents

Cutter bit changer for shield machine

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JP3415669B2
JP3415669B2 JP1720094A JP1720094A JP3415669B2 JP 3415669 B2 JP3415669 B2 JP 3415669B2 JP 1720094 A JP1720094 A JP 1720094A JP 1720094 A JP1720094 A JP 1720094A JP 3415669 B2 JP3415669 B2 JP 3415669B2
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cutter
cutter bit
pork
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bit
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修 吉野
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機の前面
のカッタディスクに装着されるカッタビットの交換装
置、特にスポーク回転式カッタビット交換装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cutter bit exchanging device mounted on a cutter disk on the front surface of a shield machine, and more particularly to a spoke rotary cutter bit exchanging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、シールド掘進機で長距離掘削
をする場合、消耗品であるカッタビットを掘進の途中で
交換する必要がある。従来のシールド掘進機では、地盤
中の砂や礫などによる摩耗や破損のため、カッタビット
を交換せずに掘削できる距離は1〜2kmが限界であ
る。1台のシールド掘進機でそれ以上の距離を掘進する
場合は、掘進経路の途中に中間立て坑を設け、この中で
カッタビットを交換するか、または、シールド掘進機の
前面の地盤を改良し安定化させた上で作業員が切り羽に
出て手作業で交換する必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, when excavating a long distance with a shield machine, it is necessary to replace a consumable cutter bit during excavation. In the conventional shield machine, the distance that can be excavated without exchanging the cutter bit is limited to 1 to 2 km due to wear or damage due to sand or gravel in the ground. When excavating more distance with one shield machine, an intermediate shaft is installed in the middle of the excavation route and the cutter bit is replaced in this, or the ground in front of the shield machine is improved. It is necessary for the workers to come out on the cutting face and replace it manually after stabilizing it.

【0003】図7は、たとえば実開昭63−16539
号などで提案されているスポーク回転式カッタビット交
換装置の構成を示す。シールド本体1の前面のカッタデ
ィスク2は、回転駆動されて前方の地盤を掘削する。カ
ッタディスク2とシールド本体1との間には、ロータリ
ジョイント3が設けられる。シールド本体1内には、ト
ルクアーム4を揺動変位させるジャッキ5が設けられ
る。トルクアーム4の揺動変位に従って、傘歯車6が角
変位し、傘歯車7を介して回転軸8を駆動する。
FIG. 7 shows, for example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-16539.
The structure of the spoke rotary cutter bit exchanging device proposed in No. 1 is shown. The cutter disk 2 on the front surface of the shield body 1 is rotationally driven to excavate the ground in front. A rotary joint 3 is provided between the cutter disk 2 and the shield body 1. In the shield body 1, a jack 5 for swinging and displacing the torque arm 4 is provided. According to the swing displacement of the torque arm 4, the bevel gear 6 is angularly displaced, and the rotating shaft 8 is driven via the bevel gear 7.

【0004】シールド掘進機の掘進中、回転軸8は固定
装置9によって回転しないように拘束されている。回転
軸8はカッタスポーク10に接続され、カッタスポーク
10の表面側にはカッタビット11が装備される。カッ
タスポーク10の裏面側には、交換用のカッタビット1
2が装備される。
During the excavation of the shield machine, the rotating shaft 8 is constrained by the fixing device 9 so as not to rotate. The rotating shaft 8 is connected to a cutas pork 10, and a cutter bit 11 is provided on the surface side of the cutas pork 10. On the back side of the cutter spoke 10, a replacement cutter bit 1
Equipped with 2.

【0005】地盤の掘削に使用するカッタビットを交換
するためには、まず固定装置9によるカッタスポーク1
0の固定状態を解除する必要がある。次にシールド本体
1内のジャッキ5を作動させて、センタシャフト13か
らロータリジョイント3内の傘歯車6に回転駆動力を伝
達し、これと直角に噛合っている傘歯車7を介して回転
軸8を回転駆動する。180°の角変位を行い、交換用
のカッタビット12と摩耗したカッタビット11とが入
替わると、固定装置9を作動させてカッタスポーク10
を再び拘束して固定する。
In order to replace the cutter bit used for excavation of the ground, first, the cutas pork 1 by the fixing device 9 is used.
It is necessary to release the fixed state of 0. Next, the jack 5 in the shield body 1 is actuated to transmit the rotational driving force from the center shaft 13 to the bevel gear 6 in the rotary joint 3, and the bevel gear 7 meshing at right angles with the bevel gear 7 rotates the rotary shaft. 8 is driven to rotate. When the replacement cutter bit 12 and the worn cutter bit 11 are replaced with each other by performing the angular displacement of 180 °, the fixing device 9 is actuated to operate the cutas pork 10
Again restrain and fix.

【0006】スポーク回転式でカッタビットを交換する
方法としては、人力によるものもある。図7の傘歯車
6,7による回転駆動は行わず、センタシャフト13や
コアリング14内に作業者が入り、人力によって直接カ
ッタスポーク10を回転させることができる。
As a method of exchanging the cutter bit by the spoke rotation method, there is a method of manually activating it. The rotation of the bevel gears 6 and 7 in FIG. 7 is not performed, and an operator can enter the center shaft 13 and the core ring 14 and directly rotate the Kattus pork 10 by human power.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】カッタビット交換のた
めに中間立て坑を設ける方法は、中間立て坑の掘削作業
が必要となる。また、都市部では中間立て坑の用地確保
が困難であり、海域などでは中間立て坑自体の設置が困
難である。中間立て坑を設けないで、シールド掘進機前
面の地盤を改良し安定させた状態で作業員が切り羽に出
て手作業で交換する方法は、凍結工法や薬液注入工法と
いった補助工法を実施する必要があり、数カ月の工期が
必要となる。
The method of providing the intermediate shaft for exchanging the cutter bit requires excavation work of the intermediate shaft. In addition, it is difficult to secure land for the intermediate shaft in urban areas, and it is difficult to install the intermediate shaft itself in sea areas. As a method of improving the ground in front of the shield machine and stabilizing it without the provision of an intermediate shaft, the worker can put it out on the face and replace it manually by using an auxiliary method such as a freezing method or a chemical injection method. It is necessary, and the construction period of several months is required.

【0008】図7に示す先行技術では、ジャッキ5によ
って発生させた直線方向の駆動力を、トルクアーム4に
よって回転駆動力に変換し、傘歯車6,7によって回転
方向を変換するので、部品点数が多くなり、構造が複雑
で装置自体も大掛かりとなる。また傘歯車6,7は、コ
アリング14内に集中して配置されるため、多くの本数
のカッタスポーク10を回転駆動するのは困難である。
センタシャフト13やコアリング14内に作業員が入っ
て作業を行う方法では、劣悪な環境下の狭い作業スペー
スでの困難な作業となる。
In the prior art shown in FIG. 7, the driving force in the linear direction generated by the jack 5 is converted into the rotational driving force by the torque arm 4 and the rotational direction is converted by the bevel gears 6, 7, so that the number of parts is reduced. , The structure is complicated and the device itself becomes large. Further, since the bevel gears 6 and 7 are arranged in a concentrated manner in the core ring 14, it is difficult to rotationally drive a large number of the Kattus spokes 10.
A method in which a worker enters the center shaft 13 or the core ring 14 to perform work is difficult work in a narrow work space under a poor environment.

【0009】本発明の目的は、簡単な構造で人手による
直接作業も不要なシールド掘進機のカッタビット交換装
置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a cutter bit exchanging device for a shield machine, which has a simple structure and does not require direct manual work.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、カッタディス
クの表面の周方向に間隔をあけて複数のカッタスポーク
が配置され、各カッタスポークはカッタディスクの径方
向に延びる軸線まわりに配置される複数の面に複数のカ
ッタビットがそれぞれ装備され、各カッタスポークを該
軸線まわりに回転させることによって、地盤の掘削に使
用するカッタビットを交換するシールド掘進機のカッタ
ビット交換装置において、カッタスポークで軸線まわり
の回転が可能な部分は、カッタディスクの外周部に設け
られ、該カッタスポークで、該カッタディスクの内周部
には、固定したカッタビットが設けられ、カッタディス
クの内周部で、各カッタスポークの径方向内方にそれぞ
れ個別に配置されて、回転出力軸がカッタスポークの回
転軸に直結され、遠隔操作でカッタスポークを回転駆動
可能なアクチュエータと、カッタディスクの内周部で、
各カッタスポーク毎に設けられ、ばね付勢によってカッ
タスポークの回転軸を拘束してそれぞれ固定可能であ
り、遠隔操作でばね付勢による拘束を解除可能な固定装
置と、各アクチュエータおよび各固定装置を、固定装置
による回転軸の拘束を解除して、アクチュエータによっ
てカッタスポークを回転させるように遠隔操作する操作
手段とを含むことを特徴とするシールド掘進機のカッタ
ビット交換装置である。
According to the present invention, a plurality of cutlass porks are arranged at intervals in the circumferential direction of the surface of the cutter disk, and each cuttus pork is arranged around an axis extending in the radial direction of the cutter disk. In a cutter bit exchanging device of a shield machine for exchanging the cutter bit used for excavation of the ground by rotating each of the cut taspokes around the axis, a plurality of cutter bits are provided on the plurality of planes. A portion that can be rotated around the axis is provided on the outer peripheral portion of the cutter disk, the cutas pork, a fixed cutter bit is provided on the inner peripheral portion of the cutter disk, the inner peripheral portion of the cutter disk, It is arranged individually in the radial inward direction of each Katta pork, and the rotary output shaft is directly connected to the rotary shaft of the Katta pork, An actuator capable of rotating the cutter spoke 隔操 operation, the inner peripheral portion of the cutter disk,
A fixing device that is provided for each Katta pork and that can lock and fix the rotation axis of the Katta pork by spring bias, and that can release the constraint by spring bias by remote operation, each actuator and each fixing device. A cutter bit exchanging device for a shield machine according to claim 1, further comprising: operating means for releasing the restraint of the rotary shaft by the fixing device and remotely operating the actuator so as to rotate the cutas pork.

【0011】また本発明は、前記カッタスポークは、カ
ッタディスクの前記外周部のみに配置されるカッタビッ
トのみを装備する補助スポークを含むことを特徴とす
る。
Further, the present invention is characterized in that the cutlass pork includes auxiliary spokes equipped only with a cutter bit arranged only on the outer peripheral portion of the cutter disk.

【0012】[0012]

【作用】本発明に従えば、複数のカッタスポークの回転
軸には個別に遠隔操作可能な回転駆動用のアクチュエー
タおよび固定装置が設けられ、操作手段によって各アク
チュエータおよび各固定装置を遠隔操作して、回転軸の
拘束を解除し、カッタスポークを回転させてカッタビッ
トを交換するので、作業者がカッタディスク近傍で直接
作業を行う必要はない。また、カッタスポーク回転ため
の駆動力は、複数のカッタスポークに個別に設けられる
回転用アクチュエータの出力軸からカッタスポークの回
転軸に直接与えられるので、駆動源からカッタスポーク
に伝達するための傘歯車などの部品点数が少なくなり、
構造が簡単になる。
In accordance with the present invention, the rotary shafts of the plurality of Katta spokes are provided with the actuators and fixing devices for rotary drive that can be remotely operated individually, and the actuators and the fixing devices are remotely operated by the operating means. Since the rotation shaft is released and the cutter bit is rotated to replace the cutter bit, it is not necessary for the operator to directly work near the cutter disk. Further, the driving force for rotating the Katta spoke is directly given to the rotary shaft of the Katta spoke from the output shaft of the rotary actuator provided for each of the plurality of Katta spokes, so that the bevel gear for transmitting from the drive source to the Katta spoke. The number of parts such as
The structure is simple.

【0013】また本発明に従えば、カッタディスクの外
周寄りに配置されるカッタビットのみを装備する補助ス
ポークを含むカッタスポークを遠隔操作によって回転
し、カッタビットを交換することができる。カッタディ
スクの表面積は、外周部の方が内周部よりも大きいの
で、一定の密度でカッタビットを配置すると、外周部に
配置されるカッタビットの数が多くなる。またカッタデ
ィスクの周速は、外周部の方が内周部よりも大きくなる
ので、カッタビットの摩耗量も外周部の方が大きくな
る。外周部のカッタビットのみをスポーク回転方式によ
って交換すれば、カッタディスクのカッタビットを全面
的に交換する時期を内外周とも同一時期にすることがで
きる。外周部だけに配置されるカッタビットを装備する
補助スポークを遠隔操作可能な回転用アクチュエータで
回転駆動するので、カッタディスクの中心部から集中的
にカッタスポークを回転駆動する場合のような制約はな
く、多くの補助スポークを回転式とすることができる。
Further, according to the present invention, the cutter bit can be replaced by remotely rotating the Katta spoke including the auxiliary spokes provided only on the outer circumference of the cutter disk and including the auxiliary bit. Since the surface area of the cutter disk is larger in the outer peripheral portion than in the inner peripheral portion, if the cutter bits are arranged at a constant density, the number of cutter bits arranged on the outer peripheral portion increases. Further, since the peripheral speed of the cutter disk is higher in the outer peripheral portion than in the inner peripheral portion, the wear amount of the cutter bit is also larger in the outer peripheral portion. By exchanging only the cutter bit on the outer peripheral portion by the spoke rotation method, the time for completely exchanging the cutter bit on the cutter disk can be the same for both the inner and outer peripheral portions. Auxiliary spokes equipped with cutter bits arranged only on the outer periphery are driven to rotate by a rotary actuator that can be operated remotely, so there is no restriction like when rotating the Kattus pork centrally from the center of the cutter disk. , Many auxiliary spokes can be rotatable.

【0014】[0014]

【実施例】図1および図2は、本発明の一実施例による
カッタビット交換装置を備えるシールド掘進機の簡略化
した構成を示す。図1は図2の切断面線I−Iから見た
断面図、図2は図1のカッタディスクを前方から見た状
態をそれぞれ示す。図2のカッタディスクは、中心線に
対してほぼ対称であるので、左半分のみを示す。
1 and 2 show a simplified construction of a shield machine having a cutter bit exchanging device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the section line I-I of FIG. 2, and FIG. 2 shows the cutter disk of FIG. 1 seen from the front. The cutter disk of FIG. 2 is substantially symmetrical with respect to the center line, so only the left half is shown.

【0015】シールド掘進機のシールド本体21と、そ
の前方のカッタディスク22との間には、ロータリジョ
イント23が設けられる。カッタディスク22の中心に
は、コアリング24が形成され、中間リング付近では、
ビーム25を介して旋回ベアリング26によって旋回可
能にシールド本体21に接続される。
A rotary joint 23 is provided between the shield body 21 of the shield machine and the cutter disk 22 in front of the shield body 21. A core ring 24 is formed at the center of the cutter disk 22, and near the intermediate ring,
It is pivotally connected to the shield body 21 by a pivot bearing 26 via a beam 25.

【0016】コアリング24内には、ロータリアクチュ
エータ27が設けられ、その出力軸には回転軸28が接
続される。回転軸28は、固定装置29によって拘束さ
れ、カッタディスク22の回転中は固定される。回転軸
28の先端はカッタスポーク30に接続される。カッタ
スポーク30の表面側には、地盤掘削用のカッタビット
31が設けられ、裏面側には予備のカッタビット32が
設けられる。
A rotary actuator 27 is provided in the core ring 24, and a rotary shaft 28 is connected to the output shaft of the rotary actuator 27. The rotating shaft 28 is constrained by a fixing device 29 and is fixed during rotation of the cutter disk 22. The tip of the rotary shaft 28 is connected to the Kattus pork 30. A cutter bit 31 for ground excavation is provided on the front side of the cutter spoke 30, and a spare cutter bit 32 is provided on the back side.

【0017】カッタディスク22の外周部には、各カッ
タスポーク30の中間に補助スポーク33が配置され
る。補助スポーク33の表面側にも地盤掘削用のカッタ
ビット34が装備され、裏面側には交換用のカッタビッ
ト35が装備される。補助スポーク33の内周側の面板
36内には、回転駆動用のロータリアクチュエータ37
が設けられる。ロータリアクチュエータ37の出力軸と
補助スポーク33とを接続する回転軸38の途中には、
固定装置29と同様な固定装置39が設けられる。
Auxiliary spokes 33 are arranged on the outer peripheral portion of the cutter disk 22 in the middle of each of the cutass spokes 30. A cutter bit 34 for ground excavation is also provided on the front surface side of the auxiliary spoke 33, and a replacement cutter bit 35 is provided on the back surface side. A rotary actuator 37 for rotational driving is provided in the face plate 36 on the inner peripheral side of the auxiliary spoke 33.
Is provided. In the middle of the rotary shaft 38 that connects the output shaft of the rotary actuator 37 and the auxiliary spoke 33,
A fixing device 39 similar to the fixing device 29 is provided.

【0018】カッタディスク22の背面側と、シールド
本体21の前面のバルクヘッド40との間には、カッタ
チャンバ41が形成される。カッタディスク22によっ
て掘削された地盤からの土砂は、カッタチャンバ41内
に導入され、送泥管43を介してカッタチャンバ41内
に注入された泥水とアジテータ44によって撹拌され、
排泥管42を介して排出される。カッタディスク22の
回転駆動は、複数の駆動モータ45によって行われ、そ
の出力軸に設けられる駆動歯車46に噛み合う旋回歯車
47に伝達される。ロータリアクチュエータ27,37
や固定装置29,39を作動させるための圧油は、カッ
タディスク22を停止させた状態でロータリジョイント
23を分解し、センタシャフト48を介してシールド本
体21側からカッタディスク22内へ供給する。シール
ド本体21内には、さらにマンロック49も設けられ
る。
A cutter chamber 41 is formed between the back surface of the cutter disk 22 and the bulkhead 40 on the front surface of the shield body 21. Sediment from the ground excavated by the cutter disk 22 is introduced into the cutter chamber 41, and is agitated by the agitator 44 and the muddy water injected into the cutter chamber 41 through the mud pipe 43.
It is discharged through the sludge pipe 42. Rotational drive of the cutter disk 22 is performed by a plurality of drive motors 45, and is transmitted to a swivel gear 47 that meshes with a drive gear 46 provided on the output shaft thereof. Rotary actuators 27, 37
The pressure oil for operating the fixing devices 29 and 39 disassembles the rotary joint 23 while the cutter disk 22 is stopped and is supplied from the shield body 21 side into the cutter disk 22 via the center shaft 48. A man lock 49 is further provided in the shield body 21.

【0019】カッタスポーク30の先端には、摩耗検知
ビット50が装備される。摩耗検知ビット50は、カッ
タディスク22の最外周に配置されるので、摩耗が最も
顕著に生じる。摩耗検知ビット50の摩耗量の検知は、
摩耗検知器51内の超音波センサでチップ材の厚みを検
出することによって行う。チップ材の厚みが基準の厚み
よりも薄くなると、交換すべき時期になっていると判断
する。
A wear detecting bit 50 is provided at the tip of the cutas pork 30. Since the wear detection bit 50 is arranged on the outermost periphery of the cutter disk 22, wear is most noticeable. The amount of wear of the wear detection bit 50 is detected by
This is performed by detecting the thickness of the chip material with an ultrasonic sensor in the wear detector 51. When the thickness of the chip material becomes smaller than the reference thickness, it is determined that it is time to replace the chip material.

【0020】カッタディスク22の表面には、カッタス
ポーク30の延長上内周側に設けられる固定したカッタ
ビット52や、カッタディスク22の外周上に出没可能
に設けられるコピーカッタ53、さらにカッタディスク
22の外周部に配置されるゲージカッタ54などが設け
られる。固定したカッタビット52は、カッタディスク
22の内周部に設けられるので、その摩耗量は外周部の
カッタディスク31,34よりも少なくなる。コピーカ
ッタ53は、シールド掘進機が直進ではなく方向を変え
るようなときに、シールド本体21の外周部でオーバカ
ットを行うために使用される。
On the surface of the cutter disk 22, a fixed cutter bit 52 provided on the inner circumference side of the extension of the cutas pork 30, a copy cutter 53 provided on the outer circumference of the cutter disk 22 so as to be retractable, and further the cutter disk 22. A gauge cutter 54 and the like arranged on the outer peripheral portion of the are provided. Since the fixed cutter bit 52 is provided on the inner peripheral portion of the cutter disk 22, the wear amount thereof is smaller than that of the cutter disks 31, 34 on the outer peripheral portion. The copy cutter 53 is used to perform an overcut on the outer peripheral portion of the shield body 21 when the shield machine changes its direction instead of going straight.

【0021】図3は、図1に示すロータリアクチュエー
タ27を示す。図3(A)は正面図、図3(B)は右側
面図をそれぞれ示す。図1のロータリアクチュエータ3
7も同様の構成を有す。ケーシング55内には、ラック
とピニオンの組合わせが収納される。ラックの両端に
は、シリンダ56,57内のピストンが連結される。シ
リンダ56,57からの直線的な駆動力は、ラックと噛
み合うピニオンを介して出力軸58に揺動トルクとして
取り出される。ラックとピニオンとの噛み合わせ部には
オイラ59から潤滑油が供給される。このようなロータ
リアクチュエータ27のシリンダ56,57の一方に圧
油を供給すれば、出力軸58に強力なトルクを発生さ
せ、カッタスポーク30を直接回転変位させてカッタビ
ット31をカッタビット32に交換することができる。
FIG. 3 shows the rotary actuator 27 shown in FIG. 3A shows a front view and FIG. 3B shows a right side view. Rotary actuator 3 of FIG.
7 also has a similar configuration. A combination of a rack and a pinion is stored in the casing 55. Pistons in cylinders 56 and 57 are connected to both ends of the rack. The linear driving force from the cylinders 56 and 57 is taken out as swinging torque to the output shaft 58 via the pinion that meshes with the rack. Lubricating oil is supplied from the oiler 59 to the meshing portion between the rack and the pinion. When pressure oil is supplied to one of the cylinders 56 and 57 of the rotary actuator 27, a strong torque is generated in the output shaft 58 to directly rotate and displace the cutas pork 30 and replace the cutter bit 31 with the cutter bit 32. can do.

【0022】図4は、図1の固定装置29の構成を示
す。固定装置39についても本構成と同一である。回転
軸28には、固定装置29の部分で固定用の平坦部が両
側に設けられる。この回転軸28の平坦部をストッパ6
0の先端の内面間で挟持し、回転を拘束して固定する。
回転軸28の両側には、ストッパ60を拘束状態および
拘束を解除する状態に切換えるための油圧ジャッキ6
1,62が設けられる。ストッパ60は、通常はバック
アップ用ばね63,64によって付勢され、回転軸28
側に押圧される。油圧ジャッキ61,62に圧油を供給
して伸長させると、ストッパ60は仮想線で示した位置
にまで変位し、回転軸28を拘束して固定する状態が解
除される。この状態は、ストッパ60に固定される検出
棒65の変位によって外部から確認することができる。
FIG. 4 shows the structure of the fixing device 29 of FIG. The fixing device 39 is also the same as this configuration. The rotary shaft 28 is provided with flat portions for fixing at the fixing device 29 on both sides. The flat portion of the rotary shaft 28 is attached to the stopper 6
It is clamped between the inner surfaces of the tip of 0, and the rotation is restricted and fixed.
Hydraulic jacks 6 are provided on both sides of the rotary shaft 28 for switching the stopper 60 between a restrained state and a state where the restraint is released.
1, 62 are provided. The stopper 60 is normally biased by the backup springs 63 and 64, so that the rotation shaft 28
Pressed to the side. When pressure oil is supplied to the hydraulic jacks 61 and 62 to extend it, the stopper 60 is displaced to the position shown by the imaginary line, and the state in which the rotary shaft 28 is restrained and fixed is released. This state can be confirmed from the outside by the displacement of the detection rod 65 fixed to the stopper 60.

【0023】図5は図1の実施例の制御系統を示し、図
6はその制御動作を示す。シリンダ本体21内またはシ
ールド掘進機の出発した発進立て坑内などには、制御装
置66が設置される。ステップa1でシールド掘進機の
掘進が開始されると、ステップa2では摩耗検知器51
から摩耗検知ビット50の摩耗量を表す信号が入力され
る。ステップa3では、摩耗量が基準値を超えて交換が
必要であるか否かを判断する。交換が必要でないときに
は、ステップa2に戻り、摩耗量検知を行いながら、シ
ールド掘進を継続する。ステップa3で交換が必要と判
断されるときには、ステップa4で表示装置67などを
用いてカッタビットの交換が必要であることを表す警報
を表示する。
FIG. 5 shows the control system of the embodiment of FIG. 1, and FIG. 6 shows its control operation. A control device 66 is installed in the cylinder body 21 or in the starting shaft where the shield machine has departed. When excavation of the shield machine is started in step a1, the wear detector 51 is started in step a2.
A signal representing the amount of wear of the wear detection bit 50 is input from. At step a3, it is determined whether the wear amount exceeds the reference value and needs to be replaced. When the replacement is not necessary, the process returns to step a2 to continue the shield excavation while detecting the wear amount. When it is determined that the cutter bit needs to be replaced in step a3, an alarm indicating that the cutter bit needs to be replaced is displayed using the display device 67 or the like in step a4.

【0024】表示装置67などに警報が表示されると、
作業員はカッタディスク22の回転駆動を停止し、図1
のロータリジョイント23を分解してセンタシャフト4
8から圧油が供給可能な状態に配管系統を接続する。準
備が完了するとステップa5でカッタビットの交換を指
示するための交換スイッチ68を操作し、制御装置66
にカッタビットを交換すべきことを指示する。この交換
指示があると、ステップa6に移り、固定装置29,3
9による回転軸28,38の拘束を解除し、カッタスポ
ーク30と補助スポーク33との固定を解除する。次に
ステップa7でロータリアクチュエータ27,37を作
動させ、表面のカッタビット31,34を裏面側のカッ
タビット34,35に交換する。次にステップa8で固
定装置29,39を再び回転軸28,38を拘束する方
向に作動させ、カッタスポーク30および補助スポーク
33の固定を行う。ステップa9でロータリジョイント
23の再組立てなどを行い、スポーク交換式のカッタビ
ット交換を終了し、再びシールド掘進が可能な状態とす
る。
When an alarm is displayed on the display device 67 or the like,
The worker stops the rotation drive of the cutter disk 22, and
Disassemble the rotary joint 23 of the center shaft 4
Connect the piping system so that pressure oil can be supplied from 8. When the preparation is completed, the exchange switch 68 for instructing the exchange of the cutter bit is operated in step a5, and the control device 66 is operated.
Tells the cutter bits to be replaced. When this replacement instruction is given, the process proceeds to step a6, and the fixing devices 29, 3
The restraint of the rotating shafts 28, 38 by 9 is released, and the fixation of the Kattus spoke 30 and the auxiliary spoke 33 is released. Next, in step a7, the rotary actuators 27 and 37 are operated to replace the front surface cutter bits 31 and 34 with the rear surface side cutter bits 34 and 35. Next, in step a8, the fixing devices 29 and 39 are actuated again in the direction in which the rotary shafts 28 and 38 are restrained, and the Kattus spoke 30 and the auxiliary spoke 33 are fixed. At step a9, the rotary joint 23 is reassembled, the cutter bit exchange of the spoke exchange type is completed, and the shield excavation is ready again.

【0025】なお、図5、図6の制御系統にとらわれ
ず、もっと簡単な実施例であってもよいことは言うまで
もない。
Needless to say, a simpler embodiment may be adopted without being restricted by the control systems shown in FIGS.

【0026】以上の実施例では、カッタスポーク30お
よび補助スポーク33の正面側と背面側とに2セット分
のカッタビット31,32;34,35を装備して、回
転軸28,38の180°の角変位によってカッタビッ
トの交換を行っているけれども、3セットのカッタビッ
トを用いて120°ずつの角変位で交換するようにして
もよい。また、ロータリアクチュエータ27,37およ
び固定装置29,39に油圧作動方式によるものを用い
ているけれども、電気作動方式によるものを用いるよう
にしてもよい。電気式にすれば、ロータリジョイント2
3を介して制御用の導線を電気的に接続した状態のまま
で、カッタディスク22を回転させて掘進を続けること
もできる。また油圧による制御の場合も、油圧発生源な
どをセンタシャフト48やコアリング24内に設け、シ
ールド本体21側からその制御を行うようにすることも
できる。このような構成では、作業員の介入を必要とせ
ず、自動的にカッタビットの交換を行うようにすること
ができる。
In the above embodiment, two sets of cutter bits 31, 32; 34, 35 are provided on the front side and the back side of the Kattus spoke 30 and the auxiliary spoke 33, and the rotary shafts 28, 38 are rotated 180 °. Although the cutter bits are exchanged by the angular displacement of 3 above, the cutter bits may be exchanged by the angular displacement of 120 ° by using three sets of cutter bits. Further, although the rotary actuators 27, 37 and the fixing devices 29, 39 are hydraulically actuated, they may be electrically actuated. Rotary type 2
It is also possible to continue the excavation by rotating the cutter disk 22 in a state where the control lead wire is electrically connected via 3. Also in the case of control by hydraulic pressure, a hydraulic pressure generation source or the like may be provided in the center shaft 48 or the core ring 24, and the control can be performed from the shield body 21 side. With such a configuration, the cutter bit can be automatically replaced without requiring the intervention of a worker.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カッタビ
ットの交換を、固定装置による回転軸の拘束を解除して
複数のカッタスポークを回転出力軸が直結している回転
駆動用アクチュエータで回転させ、遠隔操作で行うこと
ができる。このためカッタディスク近傍で劣悪な環境で
の直接作業を行う必要がなく、またアクチュエータの出
力軸から力の方向を変えてカッタスポークを回転駆動す
る必要がないので、部品点数が少なくなり、構造が簡単
になる。カッタディスクの回転中は、固定装置がばね付
勢によってカッタスポークの回転を拘束しておくことが
できる。
As described above, according to the present invention, when the cutter bit is replaced, the rotary drive actuator in which the rotary output shaft is directly connected to the plurality of Katta spokes by releasing the restraint of the rotary shaft by the fixing device. It can be rotated and operated remotely. For this reason, it is not necessary to directly work in a bad environment near the cutter disk, and it is not necessary to change the direction of the force from the output shaft of the actuator to drive the Kattus spoke to rotate, so the number of parts is reduced and the structure is reduced. It will be easy. While the cutter disk is rotating, the fixing device can restrain the rotation of the cutas pork by the spring bias.

【0028】また本発明によれば、カッタディスクの外
周部に設けられる多くのカッタビットに対し、補助スポ
ークを回転させて交換を行うことができる。カッタディ
スクの外周部は、内周部よりも周速が大きいので、カッ
タビットの摩耗量が大きくなる。カッタビットを交換す
ることができるので、内周部と外周部とのカッタビット
の消耗時期を合わせて、掘進の途中でカッタディスクに
装着されているカッタビットを交換する作業の必要な時
期を極力延ばし、かつ作業を効率化することができる。
Further, according to the present invention, many cutter bits provided on the outer peripheral portion of the cutter disk can be replaced by rotating the auxiliary spokes. Since the peripheral speed of the outer peripheral portion of the cutter disk is higher than that of the inner peripheral portion, the amount of wear of the cutter bit is large. Since the cutter bit can be replaced, the cutter bit mounted on the cutter disk must be replaced during excavation by matching the wear time of the cutter bit on the inner and outer circumferences as much as possible. It is possible to extend the work and make the work more efficient.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の概略的な構成を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例の左側面図である。2 is a left side view of the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図3】図1の実施例のロータリアクチュエータ27の
正面図および右側面図である。
3A and 3B are a front view and a right side view of a rotary actuator 27 of the embodiment of FIG.

【図4】図1の実施例の固定装置29の断面図である。4 is a cross-sectional view of the fixing device 29 of the embodiment of FIG.

【図5】図1の実施例の制御系統の構成を示すブロック
図である。
5 is a block diagram showing a configuration of a control system of the embodiment of FIG.

【図6】図5の制御系統の動作を示すフローチャートで
ある。
6 is a flowchart showing the operation of the control system of FIG.

【図7】先行技術のカッタビット交換装置を示す簡略化
した断面図である。
FIG. 7 is a simplified sectional view showing a prior art cutter bit exchanging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 シールド本体 22 カッタディスク 23 ロータリジョイント 27,37 ロータリアクチュエータ 28,38 回転軸 29,39 固定装置 30 カッタスポーク 31,32,34,35 カッタビット 33 補助スポーク 50 摩耗検知ビット 60 ストッパ 61,62 油圧ジャッキ 66 制御装置 21 Shield body 22 cutter disk 23 Rotary joint 27,37 Rotary Actuator 28,38 rotating shaft 29,39 Fixing device 30 cutter spokes 31, 32, 34, 35 cutter bits 33 Auxiliary spoke 50 wear detection bit 60 stopper 61,62 hydraulic jack 66 controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/08 E21D 9/06 301 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) E21D 9/08 E21D 9/06 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 カッタディスクの表面の周方向に間隔を
あけて複数のカッタスポークが配置され、各カッタスポ
ークはカッタディスクの径方向に延びる軸線まわりに配
置される複数の面に複数のカッタビットがそれぞれ装備
され、各カッタスポークを該軸線まわりに回転させるこ
とによって、地盤の掘削に使用するカッタビットを交換
するシールド掘進機のカッタビット交換装置において、 カッタスポークで軸線まわりの回転が可能な部分は、カ
ッタディスクの外周部に設けられ、 該カッタスポークで、該カッタディスクの内周部には、
固定したカッタビットが設けられ、 カッタディスクの内周部で、各カッタスポークの径方向
内方にそれぞれ個別に配置されて、回転出力軸がカッタ
スポークの回転軸に直結され、遠隔操作でカッタスポー
クを回転駆動可能なアクチュエータと、 カッタディスクの内周部で、各カッタスポーク毎に設け
られ、ばね付勢によってカッタスポークの回転軸を拘束
してそれぞれ固定可能であり、遠隔操作でばね付勢によ
る拘束を解除可能な固定装置と、 各アクチュエータおよび各固定装置を、固定装置による
回転軸の拘束を解除して、アクチュエータによってカッ
タスポークを回転させるように遠隔操作する操作手段と
を含むことを特徴とするシールド掘進機のカッタビット
交換装置。
1. A plurality of cutlass pokes are arranged at intervals in the circumferential direction of the surface of the cutter disk, and each cutas pork is provided with a plurality of cutter bits on a plurality of surfaces arranged around an axis extending in the radial direction of the cutter disk. Each of which is equipped with a cutter bit exchanging device of a shield machine for exchanging a cutter bit used for excavating the ground by rotating each of the cutas pork around the axis, and a portion where the cutter spoke can rotate about the axis. Is provided on the outer peripheral portion of the cutter disc, and is the cutass pork, and the inner peripheral portion of the cutter disc is
A fixed cutter bit is provided, and it is individually arranged on the inner circumference of the cutter disc, radially inward of each Kattaspoke, and the rotary output shaft is directly connected to the rotary shaft of the Kattaspoke, which allows remote operation. An actuator that can be driven to rotate, and an inner peripheral part of the cutter disk, are provided for each Kattaspoke, and the rotation axis of the Kattaspoke can be constrained and fixed by spring bias. A fixing device capable of releasing the restraint, and each actuator and each fixing device, including an operating means for releasing the restraint of the rotary shaft by the fixing device and operating the actuator remotely so as to rotate the Kattus pork by the actuator. Cutter bit exchanging device for shield machine.
【請求項2】 前記カッタスポークは、カッタディスク
の前記外周部のみに配置されるカッタビットのみを装備
する補助スポークを含むことを特徴とする請求項1記載
のシールド掘進機のカッタビット交換装置。
2. The cutter bit exchanging device for a shield machine according to claim 1, wherein the cutas pork includes auxiliary spokes equipped only with the cutter bits arranged only on the outer peripheral portion of the cutter disk.
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