JP3573446B2 - 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12および図13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A15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、前記従前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。
しかしながら、これらの手段によるカッタビット交換の作業性は、ジャッキ等の特別な工具を要するなどもあって必ずしも良くなかった。
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。
【0003】
【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、シールド機のカッタスポーク内で作業性が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。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、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ためのカッタビット交換装置において、段付円筒状の弁ケース(3)を備え、その弁ケース(3)の小径側にはカッタビット軸(12)を支持する第1のオイレスブッシュ(18)が嵌合され、そして端部には第1のケースカバー(4)が着脱可能に取付けられ、その弁ケース(3)の大径側の端部には第2のケースカバー(5)が着脱可能に取付けられ、その弁ケース(3)の内径と前記第2のケースカバー(5)とで弁室(6)が形成され、その弁室(6)内にはボール弁(7)が回動可能に支持されており、そのボール弁(7)の内孔(7a)にはカッタビット(12a)を有するカッタビット軸(12)が貫通しており、前記第2のケースカバー(5)には第2のオイレスブッシュ(19)を有しそして前記カッタビット軸(12)の一端部を支持するビット軸ケース(8)が設けられ、そのビット軸ケース(8)の後端面にはビット軸ケースカバー(9)を介して前記カッタビット軸(12)の回転方向取付位置を所定位置に固定するためのビット軸固定カバー(10)が設けられ、前記カッタビット軸(12)をカッタスポーク内方に引き抜く際に前記ボール弁(7)でカッタビット軸(12)が貫通する弁ケース(3)の貫通孔を遮断するように構成されている。
【0005】
上記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スポーク内方にはずし、新カッタビット軸に交換させる。旧カッタビット軸を引き抜く際にボール弁をまわして泥水、土を遮断する。したがって、安全に、特別な工具なしで容易にカッタビットの交換ができる。
【0006】
また本発明によれば、カッタビット(12A)がカッタビット軸(12B)に着脱可能に取付けられている。
【0007】
上記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をカッタビット保持軸と共にスポーク内方に引き抜いて、新カッタビットに交換させる。カッタビットを、カッタビット保持軸と共に引き抜く際にボール弁をまわして泥水、土を遮断する。したがって、安全に、特別な工具なしで容易にカッタビットの交換ができる。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、作業性がよい。
【0008】
【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の第1の実施形態を図面を参照して説明する。図1にシールド機のカッタビット交換装置1の側断面を示し、図2においてその正面を、図3において図1の後面を、それぞれ示している。
【0009】
ビット交換装置1は、段付き円筒状の弁ケース3と、その弁ケース3の大径側の端部に着脱可能に取り付けられている第2のケースカバー5と、弁ケース3の内径と第2のケースカバー5とで形成される弁室6と、弁室6内に回動自由に支持されるボール弁7と、ボール弁7の内孔7aを貫通しているカッタビット軸12と、カッタビット軸12の端部を支持するビット軸ケース8と、カッタビット軸12の回転方向位置を固定するビット軸固定カバー10とで主要部が構成されている。
【0010】
弁ケース3は、小外径と大外径を傾斜線で接続した段付き円筒状の外形をなしている。
弁ケース3の小外径側の内径には、カッタビット軸12を支持する第1のオイレスブッシュ18が嵌合されていて、小外径側の前(カッタビット先鋭側を前側とする。)端面には第1のケースカバー4がボルト4bによって取り付けられている。
【0011】
第1のケースカバー4は、オイレスブッシュ18を軸方向に位置決めすると共に、スクレーパ21、パッキン22を内設させて、泥水、土を遮断している。
弁ケース3の大外径側の内径は、小外径側の内径に傾斜して接続され弁室6の大部分を形成している。弁ケース3の大外径側の後端面には、第2のケースカバー5が取り付けられ、前記のように弁ケース3と共に弁室6を形成している。弁ケース3の弁室6側端部と第2のケースカバー5の内端部に、ボール弁7を支持するテフロン材製角環状の支持部材16、16が装着されている。
ボール弁7は、弁室6内にあって弁支持部材16、16によって回動可能に支持され、ボール心を通る内孔7aがカッタビット軸12を貫通させるよう設けられている。
【0012】
カッタビット軸12は、図4および図5(A)に示すように、軸部12bの前端の鋭端部にカッタビット部12aが形成され、後端は回転方向位置を固定するための4角座12cが形成されている。そして、図1において、ボール弁7の内孔7aを貫通し軸部12bの両端部が第1のオイレスブッシュ18および第2のオイレスブッシュ19によって支持されている。
【0013】
ビット軸ケース8は、前端部にフランジを有する円筒状に形成され、フランジがボルト8bによって第2のケースカバー5に取り付けられて、内径に嵌合された第2のオイレスブッシュ19を介してカッタビット軸12の後端部を支持するよう構成されている。ビット軸ケース8の後端面に、ビット軸ケースカバー9がボルト9bによって取り付けられている。ビット軸ケースカバー9は、オイレスブッシュ19を軸方向に位置決めすると共に、パッキン23、Oリング24を内設させて、泥水、土を遮断し、さらにビット軸固定カバー10をボルト10bによって固定させている。
【0014】
ビット軸固定カバー10は、図1、図3および図5(B)、(C)に示すように、2分割に形成され外形が段付き円板状をなし、内部に行き止まり端面の4角穴10aが設けられている。その4角穴10aは、カッタビット軸12の4角座12cと嵌合するよう構成されている。ビット軸固定カバー10の半径方向両端部にスリット10cが設けられている。そして、カッタビット軸12の前後方向を固定すると共に回転方向位置を固定している。
【0015】
上記構成によるカッタビット交換装置1の交換方法を、前記各図および泥水加圧式シールド機A1とカッタスポークA10示す図9〜図11を参照して説明する。
【0016】
最初に、作業員AMがカッタスポークA10内に入り(図10参照)、図1を参照して、(1)ビット軸固定カバー10を、ボルト10bを緩めて取り外す。次に(2)カッタビット軸12を後方即ち、カッタスポークA10内方に引き出す(図11参照)。(3)カッタビット軸12がボール弁7を通過した時に、ボール弁7を90度まわしてカッタビット軸12が貫通していた孔を通る泥水、土の浸入を遮断する。ついで、(4)新しいカッタビット軸12に交換し、(5)上記工程(1)〜(3)を逆にしてカッタビット交換装置1を正規の状態(図1)に復元する。この時、カッタビット部12aが回転所定の位置にあるよう留意して、4角座12cと4角穴10aを嵌合させる。この嵌合によってビット軸固定カバー10が、掘削運転時のカッタビット軸12の回転方向ずれを防いでいる。
【0017】
図9〜図11は、泥水加圧式シールド機A1の複列のカッタビット軸12を作業員AMが交換する要領を示し、図示しないが、泥土圧式シールド機の場合でも同様の要領でカッタビット軸12を交換できる。
【0018】
図6および図8は、カッタビット12Aとカッタビット保持軸12Bとが着脱可能に取り付けられた別発明による第2の実施形態であるシールド機のカッタビット交換装置B1を示している。前記第1の実施形態と異なる部分を主にして説明する。第1の実施形態と同じ形状、機能部材等については、名称および符号を重複して使用する。
【0019】
図6において、カッタビット保持軸12Bは、第1の実施形態における軸部12bに相当し(図4参照)、弁ケース3、ボール弁7、第2のケースカバー5、ビット軸ケース8の内部に装着され、第1のオイレスブッシュ18、第2のオイレスブッシュ19によって支持されている。そして、第1のケースカバー4およびビット軸ケースカバー9によって泥水、土が遮断されている。また、ビット軸固定カバー10によってカッタビット保持軸12Bが前後方向および回転方向の所定位置を固定され、したがってカッタビット12Aの回転方向位置が所定位置に固定されている。
【0020】
カッタビット12Aは、刃元後背部に形成された凹部12Aiとカッタビット保持軸12Bの先端部に設けられた凸部12Boとが嵌合され、ボルト12Abによって着脱可能に、カッタビット保持軸12Bに一体化されて取り付けられている。
カッタビット交換装置B1のその他については、前記第1の実施形態と実質的に同じである。
【0021】
上記構成によるカッタビット交換装置B1の交換方法を、前記各図および泥水加圧式シールド機とカッタスポーク示す図9〜図11を参照して説明する。
最初に、作業員AMがカッタスポーク内に入り(図10参照)、図6を参照して、(1)ビット軸固定カバー10を、ボルト10bを緩めて取り外す。次に、(2)カッタビット12Aと一体となっているカッタビット保持軸12Bを後方即ち、カッタスポークA10内方に引き出す(図11参照)。(3)カッタビット保持軸12Bが弁7を通過した時に、ボール弁7を90度まわしてカッタビット保持軸12Bが貫通していた孔を通る泥水、土の浸入を遮断する。ついで、(4)摩耗したカッタビット12Aをカッタビット保持軸12Bからはずして新しいカッタビット12Aに交換する。(5)上記工程(1)〜(3)を逆にしてカッタビット交換装置B1を正規の状態(図6)に復元する。この時、カッタビット12Aが回転方向で所定の位置になるよう留意して、4角座12cと4角穴10aを嵌合させる。この嵌合によってビット軸カバー10が、掘削運転時のカッタビット12Aの回転方向の位置ずれを防いでいる。
【0022】
本発明の第2の実施形態であるカッタビット交換装置B1は、泥水加圧式シールド機A1の複列ビット式でも、また泥土圧式シールド機の場合でも装着でき、かつカッタビット12Aの交換が可能である。
【0023】
【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の第1の実施形態によれば、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スポーク内方にはずし、新カッタビット軸に交換する。旧カッタビット軸を引き抜く際にボール弁をまわして泥水、土を遮断する。したがって、安全に、特別な工具なしで容易にカッタビットの交換ができる。
【0024】
(2) 本発明によるシールド機のカッタビット交換装置の第2の実施形態によれば、作業員がカッタスポーク内で摩耗した旧カッタビットをカッタビット保持軸と共にスポーク内方に引き抜いてはずし、新カッタビットに交換する。カッタビットをカッタビット保持軸と共に引き抜く際に、ボール弁をまわして泥水、土を遮断する。したがって、安全に、特別な工具なしで容易にカッタビットの交換ができる。また、カッタビット単体は小さいので低コストであり、交換作業における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、作業性がよい。
【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第1の実施形態を示す側断面図。
【図2】図1の前面A矢視図。
【図3】図1の後面B矢視図。
【図4】図1に使用するカッタビット軸の側面図。
【図5】(A)は図4の後面C矢視図、(B)は図3のビット軸固定カバーの正面図、(C)はその側面図。
【図6】別発明によるシールド機のカッタビット交換装置の第2の実施形態を示す側断面図。
【図7】図6の正面A矢視図。
【図8】図6の後面B矢視図。
【図9】シールド機内でカッタビットを交換する要領を示すシールド機正面図。
【図10】シールド機内でカッタビットを交換する要領を示すシールド機側断面図。
【図11】シールド機内でカッタビットを交換する要領を示すカッタスポーク上面図。
【図12】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13】従来のカッタビット交換要領を示す上面図。
【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
3・・・弁ケース
4・・・第1のケースカバー
4b、5b、8b、9b、10b・・ボルト
5・・・第2のケースカバー
6・・・弁室
7・・・ボール弁
7a・・内孔
8・・・ビット軸ケース
9・・・ビット軸ケースカバー
10・・ビット軸固定カバー
12・・カッタビット軸
12c・・角頭
16・・支持部材
18・・第1のオイレスブッシュ
19・・第2のオイレスブッシュ
21・・スクレーパ
22、23・・パッキン
24・・Oリング[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. 12 and 13, when the cutter bit A11 is worn, 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 A15 for extracting the cutter bit, stopping the water with the water stop valve A14, and moving the water into the A10. 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 safety and cost as compared with the above conventional means.
However, the workability of exchanging the cutter bit by these means is not always good, because a special tool such as a jack is required.
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.
[0003]
[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 of a shield machine capable of exchanging a cutter bit with good workability in a cutter spoke of the shield machine.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided a cutter bit exchanging device for exchanging a cutter bit mounted on a cut-spoke of a shield machine, comprising a stepped cylindrical valve case (3), and a small-diameter side of the valve case (3). Is fitted with a first oilless bush (18) supporting a cutter bit shaft (12), and a first case cover (4) is detachably attached to an end thereof, and a valve case (3) thereof is provided. A second case cover (5) is detachably attached to the large-diameter end of the valve case. A valve chamber (6) is formed by the inner diameter of the valve case (3) and the second case cover (5). A ball valve (7) is rotatably supported in the valve chamber (6), and a cutter bit (12a) is provided in an inner hole (7a) of the ball valve (7). The shaft (12) is penetrated, and the second case cover ( ) Is provided with a bit shaft case (8) having a second oilless bush (19) and supporting one end of the cutter bit shaft (12), the bit shaft case (8) having a rear end face. A bit shaft fixing cover (10) for fixing a mounting position of the cutter bit shaft (12) in the rotation direction at a predetermined position via a bit shaft case cover (9) is provided, and the cutter bit shaft (12) is The ball valve (7) blocks the through hole of the valve case (3) through which the cutter bit shaft (12) penetrates when the spoke is pulled inward.
[0005]
With the cutter bit changing device, the worker removes the old cutter bit shaft worn inside the cut-spoke into the spoke and replaces it with a new cutter bit shaft. When pulling out the old cutter bit shaft, turn the ball valve to shut off muddy water and soil. Therefore, the cutter bit can be safely and easily replaced without any special tool.
[0006]
According to the invention, the cutter bit (12A) is detachably attached to the cutter bit shaft (12B).
[0007]
With the cutter bit changing device, the worker pulls out the old cutter bit worn in the cut-spoke together with the cutter bit holding shaft into the spoke and replaces the old cutter bit with a new cutter bit. When the cutter bit is pulled out together with the cutter bit holding shaft, the ball valve is turned to shut off muddy water and soil. Therefore, the cutter bit can be safely and easily replaced without any special tool. Since the cutter bit alone is small, it is easy to carry in the new cutter bit into the cut-spoke and carry out the old cutter bit, and workability is good.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of a cutter bit changing device for a shield machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a side cross section of the cutter
[0009]
The
[0010]
The valve case 3 has a stepped cylindrical outer shape in which the small outer diameter and the large outer diameter are connected by inclined lines.
A
[0011]
The first case cover 4 positions the
The inner diameter of the large outer diameter side of the valve case 3 is inclined and connected to the inner diameter of the small outer diameter side to form the majority of the
The ball valve 7 is rotatably supported by
[0012]
As shown in FIGS. 4 and 5A, the
[0013]
The
[0014]
As shown in FIGS. 1, 3 and 5B and 5C, the bit
[0015]
An exchange method of the cutter
[0016]
First, the worker AM enters the cut-spoke A10 (see FIG. 10), and referring to FIG. 1, (1) removes the bit
[0017]
9 to 11 show how the worker AM replaces the double-row
[0018]
FIGS. 6 and 8 show a cutter bit exchanging device B1 of a shield machine according to a second embodiment of the present invention in which a
[0019]
In FIG. 6, the cutter
[0020]
The cutter bit 12A has a concave portion 12Ai formed at the back of the cutting edge and a convex portion 12Bo provided at the distal end of the cutter
The rest of the cutter bit exchange device B1 is substantially the same as that of the first embodiment.
[0021]
A method of replacing the cutter bit replacing device B1 having the above-described configuration will be described with reference to the above-described drawings and FIGS.
First, the worker AM enters the cut-spoke (see FIG. 10), and referring to FIG. 6, (1) removes the bit
[0022]
The cutter bit changing device B1 according to the second embodiment of the present invention can be installed in a double row bit type of the mud pressurized shield machine A1 or a mud pressure type shield machine, and the
[0023]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) According to the first embodiment of the cutter bit exchanging device of the shield machine according to the present invention, the operator removes the old cutter bit shaft worn inside the cut-spoke into the spoke and replaces it with the new cutter bit shaft. . When pulling out the old cutter bit shaft, turn the ball valve to shut off muddy water and soil. Therefore, the cutter bit can be safely and easily replaced without any special tool.
[0024]
(2) According to the second embodiment of the cutter bit exchanging device of the shield machine according to the present invention, the worker pulls out the old cutter bit worn in the cut-spoke together with the cutter bit holding shaft into the spoke and removes the old cutter bit. Replace with a cutter bit. When the cutter bit is pulled out together with the cutter bit holding shaft, the ball valve is turned to shut off muddy water and soil. Therefore, the cutter bit can be safely and easily replaced without any special tool. Further, since the cutter bit alone is small, the cost is low, and it is easy to carry in the new cutter bit into the cut-spoke and to carry out the old cutter bit in the replacement work, thereby improving workability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of a cutter bit exchanging device of a shield machine of the present invention.
FIG. 2 is a front view as viewed from an arrow A in FIG. 1;
FIG. 3 is a view as seen from the back B of FIG. 1;
FIG. 4 is a side view of a cutter bit shaft used in FIG. 1;
5A is a rear view of FIG. 4 as viewed in the direction of arrow C, FIG. 5B is a front view of the bit shaft fixing cover of FIG. 3, and FIG. 5C is a side view thereof.
FIG. 6 is a side sectional view showing a second embodiment of a cutter bit changing device of a shield machine according to another invention.
FIG. 7 is a front view taken in the direction of arrow A in FIG. 6;
FIG. 8 is a view as seen from the back B of FIG. 6;
FIG. 9 is a front view of the shield machine showing a procedure for replacing a cutter bit in the shield machine.
FIG. 10 is a sectional view of the shield machine showing a procedure for replacing a cutter bit in the shield machine.
FIG. 11 is a cutaway spoke top view showing a procedure for replacing a cutter bit in the shield machine.
FIG. 12 is a side sectional view of a shield machine showing a conventional cutter bit replacement procedure.
FIG. 13 is a top view showing a conventional cutter bit replacement procedure.
[Explanation of symbols]
A1 Shield machine A10 Cut-
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