JPH0532496U - シールド掘進機のカツタビツト交換構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 補助工法を必要とせず、カッタビットをシー
ルドフレーム内側から安全かつ容易に交換することがで
きる、シールド掘進機のカッタビット交換構造を提供す
る。 【構成】 カッタスポーク６内にこれと水密性を保持し
つつ回転するように軸支された球体ユニット１３と、こ
の球体ユニット１３内に摺動自在に設けられたカッタビ
ット付きロッド１５と、上記球体ユニット１３を反転さ
せてこれに内蔵されたカッタビット付きロッド１５のカ
ッタビット５を切羽側Ｆ或いは機内側Ｂに臨ませるユニ
ット反転機構１８と、上記カッタビット付きロッド１５
のカッタビット５を球体ユニット１３内から進退させる
カッタビット進退機構１６と、上記球体ユニット１３内
にカッタビット付きロッド１５を保持するロッド保持機
構１９とを備えているものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、トンネルを掘削するシールド掘進機のカッタ面板に取付けられたカ ッタビットの交換を容易にしたシールド掘進機のカッタビット交換構造に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、シールド掘進機はシールドフレーム内を仕切るバルクヘッドの前方に カッタ面板をその軸回りに回転自在に設け、このカッタ面板にカッタビットを取 付けてなり、カッタ面板の回転によりトンネル切羽を掘削するようになっている 。掘削された土砂はカッタ面板とバルクヘッドとの間のカッタ室に取込まれた後 、スクリュウコンベヤ又は排泥管によって後方に搬出されることになる。

【０００３】 従来、上記カッタビットはカッタ面板に対してボルトにより取付けられるか、 或いは溶接により取付けられていた。

【０００４】 従って、掘進の途中でカッタビットを交換する場合には、凍結工法等の補助工 法を用いて切羽付近の地山改良を行った後、手掘りでカッタ面板の前面を掘削し 、切羽側に人が出て交換していた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来のようにカッタビットの交換を行うと、切羽側に人が出てカッ タビットの交換を行うため、危険を伴い、作業が困難であるという問題があった 。

【０００６】 また、切羽の崩壊を防ぐための補助工法も必要になるので、工期の延長や工事 費の増大になるという問題があった。

【０００７】 本考案の目的は、上記課題に鑑み、切羽の崩壊を防ぐための補助工法を必要と せず、カッタビットをシールドフレーム内側から安全かつ容易に交換することが できる、シールド掘進機のカッタビット交換構造を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的は、本考案に係るシールド掘進機のカッタビット交換構造によれば、 カッタビットの交換時にカッタスポークの後部に接合される移動バルクヘッドと 、上記カッタスポーク内にこれと水密性を保持しつつ回転するように軸支された 球体ユニットと、この球体ユニット内に摺動自在に設けられたカッタビット付き ロッドと、上記球体ユニットを反転させてこれに内蔵された上記カッタビット付 きロッドのカッタビットを切羽側或いは機内側に臨ませるユニット反転機構と、 上記カッタビット付きロッドのカッタビットを上記球体ユニット内から進退させ るカッタビット進退機構と、上記球体ユニット内に上記カッタビット付きロッド を保持するロッド保持機構とを備えていることにより達成される。

【０００９】

【作用】

上記構成によれば、シールド掘進機の通常時には、上記球体ユニットは、上記 ユニット反転機構により、これに内蔵された上記カッタビット付きロッドのカッ タビットが切羽側に臨むように調整されている。そして、上記カッタビット進退 機構により、上記球体ユニット内から上記カッタビット付きロッドのカッタビッ トが切羽側に進出されている。この球体ユニットは、上記カッタスポークと水密 性を保持しており、切羽側を止水している。

【００１０】 また、カッタビットを交換する場合には、まず移動バルクヘッドをカッタスポ ークの後部に接合し、上記カッタビット進退機構により、上記球体ユニット内へ 上記カッタビット付きロッドを後退させる。次に、上記ユニット反転機構により 上記球体ユニットを反転させ、これに内蔵された上記カッタビット付きロッドの カッタビットが機内側に臨むように調整する。この際、上記球体ユニットは、上 記カッタスポークと水密性を保持しつつ回転する。そして、上記ロッド保持機構 を解除して、上記球体ユニット内から上記カッタビットをロッドごと取り外す。

【００１１】 その後、新しいカッタビット付きロッドを上記球体ユニット内に挿入し、該カ ッタビット付きロッドを上記ロッド保持機構により上記球体ユニット内に保持し 、カッタビットの交換を完了する。

【００１２】 このようにカッタビットをシールドフレーム内側から交換することができるの で、切羽側に人が出て交換作業を行っていた従来構造と異なり、切羽の崩壊を防 ぐための補助工法を必要とせず、カッタビットの交換作業を安全かつ容易に行う ことができるものである。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案に係るシールド掘進機のカッタビット交換構造の好適一実施例を 添付図面に基づいて詳述する。

【００１４】 図２は、本考案に係るカッタビット交換構造を備えたシールド掘進機を示す縦 断面図である。

【００１５】 図示されているように、シールド掘進機１の筒体状のシールドフレーム２の前 側には、該シールドフレーム２内を前後に仕切るバルクヘッド３が設けられてい る。このバルクヘッド３は、固定バルクヘッド３ａと移動バルクヘッド３ｂとか らなっている。この移動バルクヘッド３ｂは、バルクヘッド調節ジャッキ４によ り上記固定バルクヘッド３ａの位置から前方に摺動移動するようになっており、 後述するカッタビット５の交換時に、これより前方に設けられたカッタスポーク ６の後部に接合するようになっている。また、上記固定バルクヘッド３ａには、 シールドフレーム２の前端部を覆う円形のカッタ面板７が中心軸８及び軸受９を 介してその軸回りに回転自在に設けられている。このカッタ面板７の前面部には 、カッタビット５が後述する構造により取付けられている。そして、上記カッタ 面板７の回転によってトンネル切羽が掘削され、掘削された土砂はカッタ面板７ に形成されたスリット（図示せず）から該カッタ面板７とバルクヘッド３との間 に形成されたカッタ室１０内に取込まれた後、バルクヘッド３に連結された排泥 管１１により後方に搬出されるようになっている。

【００１６】 尚、上記バルクヘッド３及びカッタスポーク６には、それぞれカッタビット交 換口用盲蓋（図示せず）が着脱自在に形成されている。

【００１７】 また、図１は本考案に係るカッタビット交換構造の一実施例を示すものであり 、前記図２においてＡで示した部分に位置されている。

【００１８】 図示されているように、上記カッタスポーク６は、上記カッタビット５の取付 位置に相当する部分が円筒状に成形されており、その前端部には載頭円錐状に順 次縮径された収納部６ａが形成されている。上記移動バルクヘッド３ｂは、上述 したようにカッタビット５の交換時に、上記バルクヘッド調節ジャッキ４により 固定バルクヘッド３ａの位置から前方に摺動移動され、このカッタスポーク６の 後部に接合するようになっている。上記移動バルクヘッド３ｂには、シール部材 ３Ｃが介設されており、これが上記カッタスポーク６の後部に接合されたときに 、カッタスポーク６と移動バルクヘッド３ｂとの間隙をシールをするようになっ ている。

【００１９】 また、上記カッタスポーク６の収納部６ａ内には、球体ユニット１３が回転自 在に軸支されている。この球体ユニット１３の回転軸１３ａは上記カッタ面板７ と略平行に設けられている。そして、この球体ユニット１３と上記カッタスポー ク６の収納部６ａとの間隙には、Ｏリング等の球体シール部材１４が二重に介設 されており、上記球体ユニット１３は上記カッタスポーク６と水密性を保持しつ つ回転するようになっている。

【００２０】 さらに、この球体ユニット１３には凹部１３ｂが形成されており、この凹部１ ３ｂ内には円筒状のカッタビット付きロッド１５が摺動移動自在に装着されてい る。このカッタビット付きロッド１５の前端部には、カッタビット５が取付けら れている。

【００２１】 そして、上記凹部１３ｂの底部付近には、上記カッタビット付きロッド１５の カッタビット５を上記球体ユニット１３内から進退させるカッタビット進退機構 １６が備えられている。本実施例にあっては、このカッタビット進退機構１６は 、上記カッタビット付きロッド１５の後端部に形成された雌ネジ１６ａと、該雌 ネジ１６ａと螺合させるべく上記凹部１３ｂ内に突出するように該凹部１３ｂの 底部に挿通された雄ネジ１６ｂと、該雄ネジ１６ｂの後端部に形成された六角凹 部１６ｃと、該六角凹部１６ｃ内に挿入して上記雄ネジ１６ｂを回転させるため の後述する六角レンチ１６ｄとからなっている。この雄ネジ１６ｂは、その後端 外周部に形成された突起部１６ｅにより上記球体ユニット１３に回転自在に支承 されている。さらに、この雄ネジ１６ｂと球体ユニット１３との間隙には、Ｏリ ング等のシール部材１７が介設されており、上記球体ユニット１３の凹部１３ｂ と上記カッタビット付きロッド１５との間隙から浸入する水を止水している。

【００２２】 また、上記球体ユニット１３の回転軸１３ａには、該球体ユニット１３を反転 させて、これに内蔵された上記カッタビット付きロッド１５のカッタビット５を 切羽側Ｆ或いは機内側Ｂに臨ませるユニット反転機構１８が備えられている。本 実施例にあっては、このユニット反転機構１８は、上記回転軸１３ａに取り付け られたギヤ装置１８ａと、該ギヤ装置１８ａに噛合して上記回転軸１３ａを回転 駆動させるための回転操作ハンドル１８ｂとからなっている。

【００２３】 さらに、上記球体ユニット１３の凹部１３ｂ内には、上記カッタビット付きロ ッド１５を該凹部１３ｂ内に保持するロッド保持機構１９が備えらている。本実 施例にあっては、このロッド保持機構１９は、上記カッタビット付きロッド１５ のロッド部１５ａの外周部にその長手方向に沿って形成された保持溝１９ａと、 該保持溝１９ａと上記凹部１３ｂの内周壁との間に挿入して介設されるロッド回 止め部材１９ｂとからなっている。

【００２４】 次に、上記実施例における作用を述べる。

【００２５】 図１に示されているように、シールド掘進機１の通常時には、上記球体ユニッ ト１３は、上記ユニット反転機構１８の回転操作ハンドル１８ｂにより、該球体 ユニット１３に内蔵された上記カッタビット付きロッド１５のカッタビット５が 切羽側Ｆに臨むように調整されている。そして、上記カッタビット進退機構１６ により、上記球体ユニット１３内から上記カッタビット付きロッド１５のカッタ ビット５が切羽側Ｆに進出されている。この球体ユニット１３と上記カッタスポ ーク６の収納部６ａとの間隙には、球体シール部材１４が二重に介設され、上記 球体ユニット１３は記カッタスポーク６と水密性を保持しており、切羽側Ｆを止 水している。

【００２６】 また、カッタビット５を交換する場合には、まず、シールド掘進機１のカッタ 面板７を所定の位置で停止させる。

【００２７】 次に、前記図１に示したように、移動バルクヘッド３ｂを上記バルクヘッド調 節ジャッキ４により固定バルクヘッド３ａの位置から前方に摺動移動させ、この カッタスポーク６の後部に接合させる。

【００２８】 そして、上記バルクヘッド３及びカッタスポーク６に着脱自在に形成されてい るカッタビット交換口用盲板を取外す。

【００２９】 その後、図３に示されているように、上記カッタビット進退機構１６を構成す る雄ネジ１６ｂの六角凹部１６ｃ内に六角レンチ１６ｄを挿入して、上記雄ネジ １６ｂを回転させ、上記球体ユニット１３内へ上記カッタビット付きロッド１５ を後退させる。

【００３０】 次に、図４に示されているように、上記ユニット反転機構１８の回転操作ハン ドル１８ｂを操作して、上記球体ユニット１３を反転させ、該球体ユニット１３ に内蔵された上記カッタビット付きロッド１５のカッタビット５が機内側Ｂに臨 むように調整する。この際、上記球体ユニット１３は、これと上記カッタスポー ク６の収納部６ａとの間隙に二重に介設された球体シール部材１４により、上記 カッタスポーク６と水密性を保持しつつ回転する。

【００３１】 そして、図５に示されているように、上記ロッド保持機構１９のロッド回止め 部材１９ｂを、上記カッタビット付きロッド１５の外周部に形成された保持溝１ ９ａと上記凹部１３ｂの内周壁との間から抜出して解除し、上記球体ユニット１ ３内から上記カッタビット５をロッドごと取り外す。

【００３２】 その後、図４及び図５に示したように、新しいカッタビット付きロッド１５を 上記球体ユニット１３の凹部１３ｂ内に挿入し、上記ロッド保持機構１９のロッ ド回止め部材１９ｂを、上記カッタビット付きロッド１５の保持溝１９ａと上記 凹部１３ｂの内周壁との間に挿入して、該カッタビット付きロッド１５を上記球 体ユニット１３の凹部１３ｂ内に保持し、カッタビット５の交換を完了する。

【００３３】 さらに、図１及び図３に示したように、上記ユニット反転機構１８の回転操作 ハンドル１８ｂを操作して、上記球体ユニット１３を反転させ、該球体ユニット １３に内蔵された上記カッタビット付きロッド１５のカッタビット５が切羽側Ｆ に臨むように調整し、上記カッタビット進退機構１６を構成する雄ネジ１６ｂの 六角凹部１６ｃ内に六角レンチ１６ｄを挿入して、上記雄ネジ１６ｂを回転させ 、上記球体ユニット１３内から切羽側Ｆへ上記カッタビット付きロッド１５のカ ッタビット５を進出させる。

【００３４】 次に、上記バルクヘッド３及びカッタスポーク６にカッタビット交換口用盲板 を取付ける。

【００３５】 最後に、上記移動バルクヘッド３ｂを上記バルクヘッド調節ジャッキ４により 固定バルクヘッド３ａの位置まで摺動移動させ、上記カッタスポーク６の後部か ら後退させて、上記シールド掘進機１が掘進可能状態になる。

【００３６】 以上のように、上記カッタビット５をシールドフレーム２の内側から交換する ことができるので、切羽側に人が出て交換作業を行っていた従来構造と異なり、 切羽の崩壊を防ぐための補助工法を必要とせず、カッタビット５の点検や交換作 業を安全かつ容易に行うことができる。すなわち、シールド掘進機１のカッタ面 板７後方の機内より短時間でカッタビット５の交換が可能になり、これにより長 距離のトンネルの高速掘進を行うことができるものである。

【００３７】 また、上記球体ユニット１３を反転させることによりカッタビット５の交換を 行うので、交換作業スペースが非常にコンパクトである。

【００３８】 さらに、上記ロッド保持機構１９を解除することにより、上記球体ユニット１ ３からカッタビット５をロッドごと簡単に抜出すことができるので、カッタビッ ト５の交換のための特殊治具や装置が不要である。

【００３９】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案に係るシールド掘進機のカッタビット交換構造によ れば、切羽の崩壊を防ぐための補助工法を必要とせず、カッタビットをシールド フレーム内側から安全かつ容易に交換することができる、という優れた効果を発 揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るシールド掘進機のカッタビット交
換構造の一実施例を示す概略縦断面図である。

【図２】本考案に係るカッタビット交換構造を備えたシ
ールド掘進機を示す概略縦断面図である。

【図３】本考案に係るシールド掘進機のカッタビット交
換構造における、旧カッタビットの後退状態、或いは新
カッタビットの進出前の状態を示す概略縦断面図であ
る。

【図４】本考案に係るシールド掘進機のカッタビット交
換構造における、球体ユニットの反転状態、或いは新カ
ッタビットの設置状態を示す概略縦断面図である。

【図５】本考案に係るシールド掘進機のカッタビット交
換構造における、旧カッタビットの抜出し状態、或いは
新カッタビットの挿入前の状態を示す概略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

３ｂ 移動バルクヘッド ５ カッタビット ６ カッタスポーク １３ 球体ユニット １５ カッタビット付きロッド １６ カッタビット進退機構 １８ ユニット反転機構 １９ ロッド保持機構 Ｆ 切羽側 Ｂ 機内側

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 秋山 吉弘 東京都調布市西つつじケ丘二丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッタビットの交換時にカッタスポーク
   の後部に接合される移動バルクヘッドと、上記カッタス
   ポーク内にこれと水密性を保持しつつ回転するように軸
   支された球体ユニットと、該球体ユニット内に摺動自在
   に設けられたカッタビット付きロッドと、上記球体ユニ
   ットを反転させてこれに内蔵された上記カッタビット付
   きロッドのカッタビットを切羽側或いは機内側に臨ませ
   るユニット反転機構と、上記カッタビット付きロッドの
   カッタビットを上記球体ユニット内から進退させるカッ
   タビット進退機構と、上記球体ユニット内に上記カッタ
   ビット付きロッドを保持するロッド保持機構とを備えて
   いることを特徴とするシールド掘進機のカッタビット交
   換構造。