JP3547119B2 - Cutter bit changer for shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド機のカッタビット交換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
長距離シールドトンネルの施工には、カッタビットが摩耗するため、途中で点検用の立坑または地盤改良帯を設け地山を自立させて、カッタビットの交換を行っていた。
本出願人は特許第2557169号公報で、図14および図15に示すように、カッタビットA11が摩耗した時点で作業員AMがシールド機A1の中央部に設けた中空シャフトA3を通ってカッタスポークA10内に移動し、カッタビット引抜き用ジャッキを使用し、止水バルブA14で止水して、カッタビットA11を交換する方法を提案している。図中の符号A2はカッタフェースを、A13は止水シールを、A12はビット取付けボルトを示している。この方法は、前記立坑または地盤改良帯の設造の手段に比較して安全性およびコスト面ですぐれている。
【0003】
しかしながら、このカッタビット交換装置は常設の止水バルブA14を含むコストと、カッタビット交換の作業性は、必ずしも良くなく改善の余地があった。
【0004】
本発明は、本出願人のカッタビット交換に関するその後の研究成果によるカッタビットの交換装置の提供をするものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、コスト低減とシールド機のカッタスポーク内で安全に、作業性良くカッタビットを交換できるシールド機のカッタビット交換装置の提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によるシールド機のカッタビット交換装置の実施形態によれば、シールド機のカッタスポークに装着されるカッタビットを交換するカッタビット交換装置において、前記カッタスポークに固定されて地盤を掘削するカッタビットアッシと、カッタビットを脱、着して交換するカッタビット脱着装置とからなり、前記カッタビットアッシは、前記カッタスポークに固定されたフランジ付き円筒状のカッタビット軸保持体と、該カッタビット軸保持体の内孔に摺動自在に保持されたカッタビットと軸部とを着脱可能に締結したカッタビット軸と、前記カッタビット軸保持体の端部に螺着されて前記カッタビット軸の前後および回転方向位置を所定位置に固定する固定板とで構成され、前記カッタビット脱着装置は、フランジ付き円筒状に形成され前記カッタビット軸保持体の内孔と同径の内孔を有し、該内孔を遮閉するゲートを備えたゲート付きブラケットと、先端部に前記カッタビット軸の後端部に締結できるプーラ部を備えたジャッキとで構成され、カッタビット交換時には、前記固定板をはずして前記ゲート付きブラケットを締結しジャッキの操作によりカッタビット軸を引き出すよう構成されている。
【0007】
上記シールド機のカッタビット交換装置によって、作業員がカッタスポーク内で摩耗した旧カッタビット軸をカッタビット脱着装置のジャッキによってスポーク内方にはずし、新カッタビットに交換させる。カッタビット軸を引き抜く際にゲート付きブラケットに備えたゲートによって泥水、土を遮断する。したがって、安全に、カッタビットのみを容易に交換ができる。また、カッタビット単体は小さいので新カッタビットのカッタスポーク内への搬入、旧カッタビットの搬出が容易である。
【0008】
前記カッタビット軸の代わりに、カッタビットと軸部を一体に成形したカッタビットを使用すれば、製造容易なコスト安でかつ、カッタスポーク内でのカッタビット交換作業も容易である。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシールド機のカッタビット交換装置1の実施形態を図面を参照して説明する。図1において、カッタビット交換装置1は、カッタスポークA10に固定されて地盤を掘削するカッタビットアッシ2と、交換時にカッタビットアッシ2内のカッタビット12Aを脱、着するカッタビット脱着装置(以降、ビット脱着装置と略記する。)7とで構成されている。
【0010】
カッタビットアッシ2は、図2〜図4も参照して、カッタスポークA10に固定されたカッタビット軸保持体(以降、ビット軸保持体と略記する。)3と、ビット軸保持体3内に摺動自在に保持されるカッタビット軸12とで主要構成がなされている。
【0011】
ビット軸保持体3は、円筒状の筒体3aの端部にフランジ3bが固着されて形成され、内孔3dはカッタビット軸12の軸部12Bと摺動自在に遊嵌し、その軸部12Bをピン4で固定するピン孔3eが形成されている。フランジ3bに、後記の固定板14を螺着させる複数の貫通タップ孔3cが設けられている。また、内孔3dには前、後端部にシールが装着されるシール溝16が設けられている。
【0012】
カッタビット軸12は、カッタビット12Aと、軸部12Bとで構成され、カッタビット12Aの大端部背部に形成された凹部12Aiと軸部12Bの前端部に形成された凸部12Boとの嵌合によって一体化され、複数のボルト12Abによって締結されている。軸部12Bの中央後部にピン4が嵌入され、特に固定板14がはずされるカッタビット交換時にカッタビット軸が移動せぬように構成されている。また、後端部には、カッタビット12Aの回転方向取り付け位置を決定するための4角座12Bcが突起して形成されている。4角座12Bcには、図示しないタップ孔が設けられ、カッタビット12Aを脱、着する際に取り付けるジャッキ20に締結されるよう形成されている。また、軸部12Bの後端部に固定板14を固定するための複数のタップ孔12dが設けられている。
【0013】
ビット軸保持体3およびカッタビット軸12の後端部に、ビット軸保持体3とカッタビット軸12を固着させる固定板14が、複数のボルト14bおよびボルト孔14cと複数のボルト14dおよびボルト孔14eによって固定されている。また、固定板の心部に4角孔14aが形成され、カッタビット軸12の4角座12Bcと嵌合するよう形成されている。なお、固定板14は、シールド機A1の運転時は固着状態にあって、カッタビット12Aの脱、着時のみに取り外しされるよう構成されている。
【0014】
カッタビット12Aを脱、着させる際に装着するビット脱着装置7は、カッタビット12Aを交換時にカッタビット軸12をカッタスポークA10内に導き、また、止水させる機能を有するゲート付きブラケット17と、ジャッキ20とで構成されている。ゲート付きブラケット17は、端部にフランジ18を設けた円筒状に形成され、内孔17aはビット軸保持体3の内孔3dと同径に形成されている。内孔17aの前端部近くに止水用のゲート19が内蔵されている。フランジ18にボルト孔が設けられ、ボルト18aによって締結されるよう形成されている。
ジャッキ20は、前後端に顎21aとプーラボルト21bとで構成されるプーラ部21および22が設けられ、前端部のプーラ部21は軸部12Bに締結されるよう、後端部のプーラ部22はカッタスポークA10後部壁に緊締されるよう構成されている。
【0015】
上記構成のカッタビット交換装置1によるカッタビット12Aの交換方法を、前記各図と、泥水加圧式シールド機A1とカッタスポークA10を示す図5及び図6と、交換作業を示す工程図7〜図11を参照して説明する。
最初に、作業員AMがビット着脱装置7と共にカッタスポークA10内に入り(図6参照)、カッタビット12Aの交換作業準備をする。そして、図2に示すカッタビットアッシ2に対する作業を開始する。
【0016】
図7が、第1の工程を示している。即ち、固定板14を、ボルト14cおよびボルト14dをはずして、ビット保持体3およびカッタビット軸12から取り外す。
【0017】
図8が、第2の工程である。準備したゲート付きブラケット17をビット軸保持体3の後端部にボルト18aで取り付ける。ボルト18aは、前工程ではずしたボルト14cが適寸であれば使用する。
【0018】
図9が、第3の工程である。準備したジャッキ20のプーラ部21を、ゲート付きブラケット17内を通して、カッタビット軸12の後端部に取り付ける。また、プーラ部22をカッタスポークA10の後部に緊締し、ついでピン4を抜いてカッタビット軸12の引き出しを可能にする。
【0019】
図10が、第4の工程である。ジャッキ20を縮めて、カッタビット軸12をカッタスポークA10の内方に引き出す。カッタビット軸12は、ビット保持体3の内孔3bおよびゲート付きブラケット17の内孔17aを摺動して引き出される。
【0020】
図11が、第5の工程である。カッタビット軸12がカッタスポークA10内に引き出されると共に、ゲート19によって内孔17aを遮閉して止水する。ついで、カッタビット軸12をジャッキ20からはずす。さらに、カッタビット12Aを軸部12Bからはずして、準備した新しいカッタビット12Aに交換する。
次いで、第5〜第1の工程を逆にして、カッタビットアッシ2を図2に示す初期、所定の状態に復元する。
【0021】
図12の側断面および図13のA矢視は、別形態のカッタビット32を示し、前記実施形態のカッタビット12Aと軸部12Bとが一体に形成された状態である。製造容易のコスト安で、交換工程は、前記実施形態のカッタビット12Aの取り外し工程がなく、従って交換所用時間が短縮できる長所がある。
【0022】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列記する。
(1) 本発明によるシールド機のカッタビット交換装置によれば、カッタビット交換装置によって、作業員がカッタスポーク内で摩耗した旧カッタビット軸を脱着装置のジャッキによってスポーク内方にはずし、新カッタビットに交換させる。カッタビット軸を引き抜く際にゲート付きブラケットに備えたゲートによって泥水、土を遮断する。したがって、安全に、カッタビットのみを容易に交換ができる。従来の止水弁をカッタスポークに常設することに比較してコスト安でありまた、カッタビット単体は小さいので新カッタビットのカッタスポーク内への搬入、旧カッタビットの搬出が容易である。
(2) 前記カッタビット軸の代わりに、カッタビットと軸部を一体に成形したカッタビットを使用すれば、製造容易なコスト安でかつ、交換作業も容易も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシールド機のカッタビット交換装置の実施形態を示す側断面図。
【図2】図1に使用のカッタビットアッシを示す側断面図。
【図3】図2の前面A矢視図。
【図4】図2の後面B矢視図。
【図5】本発明のカッタビット交換装置のカッタアッシを装着したシールド機正面図。
【図6】図5の側断面図。
【図7】本発明のカッタビット交換装置によるカッタビット交換方法の第1の工程を示す説明図。
【図8】同上の第2の工程を示す説明図。
【図9】同上の第3の工程を示す説明図。
【図10】同上の第4の工程を示す説明図。
【図11】同上の第5の工程を示す説明図。
【図12】カッタビットアッシの別の形態を示す側断面図。
【図13】図12のA矢視図。
【図14】従来のカッタビット交換要領を示すシールド機の側断面図。
【図15】従来のカッタビット装着を示す上面図。
【符号の説明】
A1・・シールド機
A10・・カッタスポーク
1・・・カッタビット交換装置
2・・・カッタビットアッシ
3・・・ビット軸保持体
4・・・ピン
7・・・ビット脱着装置
8・・・ゲート付きブラケット
12・・カッタビット軸
12A・・カッタビット
12B・・軸部
14・・固定板
17・・ゲート付きブラケット
19・・ゲート
20・・ジャッキ
21、22・・プーラ部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutter bit changing device for a shield machine.
[0002]
[Prior art]
When the long-distance shield tunnel was constructed, the cutter bits were worn. Therefore, a vertical shaft for inspection or a ground improvement zone was provided on the way, and the cutter bits were replaced by self-standing.
As shown in FIGS. 14 and 15, when the cutter bit A11 wears out, the worker AM passes through a hollow shaft A3 provided at the center of the shield machine A1 to cut a spoke. A method has been proposed in which the cutter bit A11 is replaced by using a jack for pulling out the cutter bit, stopping the water with the water stop valve A14, and using a jack for pulling out the cutter bit. In the drawing, reference numeral A2 denotes a cutter face, A13 denotes a water stop seal, and A12 denotes a bit mounting bolt. This method is superior in terms of safety and cost as compared with the means for constructing the shaft or ground improvement zone.
[0003]
However, the cost of the cutter bit exchanging device including the permanent water stop valve A14 and the workability of the cutter bit exchanging are not always good, and there is room for improvement.
[0004]
The present invention is to provide a cutter bit exchanging apparatus based on a subsequent research result of the present applicant regarding the cutter bit exchanging.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a cutter bit exchanging device for a shield machine capable of exchanging cutter bits safely and with good workability within a cut-spoke of the shield machine.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to an embodiment of a cutter bit exchanging device for a shield machine according to the present invention, in a cutter bit exchanging device for exchanging a cutter bit attached to a cut-spoke of a shield machine, a cutter bit fixed to the cut-spoke and excavating the ground. And a cutter bit detaching device for detaching, attaching and replacing the cutter bit, wherein the cutter bit assembly comprises a cylindrical cutter bit shaft holder with a flange fixed to the cutter spoke, and the cutter bit shaft. A cutter bit shaft in which a cutter bit slidably held in an inner hole of the holding member and a shaft portion are detachably fastened, and a cutter bit shaft screwed to an end of the cutter bit shaft holding member and front and rear of the cutter bit shaft. And a fixing plate for fixing the rotational direction position to a predetermined position, wherein the cutter bit attaching / detaching device is formed in a cylindrical shape with a flange. A bracket with a gate having an inner hole having the same diameter as the inner hole of the cutter bit shaft holder, and having a gate for closing the inner hole; and a front end portion which can be fastened to a rear end portion of the cutter bit shaft. When the cutter bit is replaced, the fixing plate is removed, the bracket with the gate is fastened, and the cutter bit shaft is pulled out by operating the jack.
[0007]
With the cutter bit exchanging device of the shield machine, an operator removes the old cutter bit shaft worn in the cutter spoke into the inside of the spoke by the jack of the cutter bit attaching / detaching device, and replaces it with a new cutter bit. When pulling out the cutter bit shaft, muddy water and soil are blocked by the gate provided on the bracket with gate. Therefore, only the cutter bit can be easily replaced safely. Further, since the cutter bit alone is small, it is easy to carry the new cutter bit into the cutter spoke and carry out the old cutter bit.
[0008]
If a cutter bit in which a cutter bit and a shaft part are integrally formed is used instead of the cutter bit shaft, manufacturing cost is low and the cutter bit can be easily exchanged in the cut spoke.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a cutter bit exchange device 1 of a shield machine of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a cutter bit exchanging device 1 is a
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
At the rear end of the
[0014]
The bit attaching / detaching device 7 to be attached when detaching and attaching the
The
[0015]
The method of exchanging the
First, the worker AM enters the cutter spoke A10 together with the bit attaching / detaching device 7 (see FIG. 6), and prepares for the replacement work of the
[0016]
FIG. 7 shows the first step. That is, the fixing
[0017]
FIG. 8 shows the second step. The
[0018]
FIG. 9 shows the third step. The
[0019]
FIG. 10 shows the fourth step. The
[0020]
FIG. 11 shows the fifth step. The
Next, the fifth to first steps are reversed to restore the
[0021]
A side cross section of FIG. 12 and an arrow A of FIG. 13 show a
[0022]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) According to the cutter bit exchanging device of the shield machine according to the present invention, the cutter bit exchanging device allows the worker to remove the old cutter bit shaft worn in the cut-spokes into the spokes by the jack of the detaching device, thereby obtaining a new cutter. Replace with a bit. When pulling out the cutter bit shaft, muddy water and soil are blocked by the gate provided on the bracket with gate. Therefore, only the cutter bit can be easily replaced safely. The cost is lower than that of a conventional water shutoff valve that is permanently installed in a cut-spoke, and the cutter bit itself is small, so that a new cutter bit can be carried into the cut-spoke and an old cutter bit can be easily carried out.
(2) If a cutter bit in which a cutter bit and a shaft portion are integrally formed is used instead of the cutter bit shaft, manufacturing cost is low, and replacement work is easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a cutter bit changing device of a shield machine of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing a cutter bit assembly used in FIG. 1;
FIG. 3 is a front view taken in the direction of arrow A in FIG. 2;
FIG. 4 is a view as seen from the back B of FIG. 2;
FIG. 5 is a front view of a shield machine equipped with a cutter assembly of the cutter bit exchanging apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a side sectional view of FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory view showing a first step of a cutter bit replacement method by the cutter bit replacement device of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory view showing a second step of the above.
FIG. 9 is an explanatory view showing a third step of the above.
FIG. 10 is an explanatory view showing a fourth step of the above.
FIG. 11 is an explanatory view showing a fifth step of the above.
FIG. 12 is a side sectional view showing another embodiment of the cutter bit assembly.
FIG. 13 is a view taken in the direction of the arrow A in FIG. 12;
FIG. 14 is a side sectional view of a shield machine showing a conventional cutter bit replacement procedure.
FIG. 15 is a top view showing a conventional cutter bit mounting.
[Explanation of symbols]
A1 Shield machine A10 Cut-spoke 1 Cutter
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