(57)【要約】【課題】カッタースポークとカッター駆動部とを容易に解体することができ、かつカッター駆動部を転用し易いシールドマシンを提供する。【解決手段】カッター３が複数のカッタースポーク９を有し、そのカッター３を駆動するためのカッター駆動部４がバルクヘッド５に回転可能に設けられた中間リング１８を有し、その中間リング１８に上記カッタースポーク９が中間ビーム１６を介して支持されたシールドマシンにおいて、上記中間ビーム１６が、上記中間リング１８に着脱可能に設けられたものである。【選択図】図１
2010070950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッターが複数のカッタースポークを有し、そのカッターを駆動するためのカッター駆動部がバルクヘッドに回転可能に設けられた中間リングを有し、その中間リングに上記カッタースポークが中間ビームを介して支持されたシールドマシンにおいて、
上記中間ビームが、上記中間リングに着脱可能に設けられたことを特徴とするシールドマシン。
【請求項２】
上記中間ビームの上記中間リング側の端部にフランジ部が設けられ、そのフランジ部が上記中間リングにボルト接合された請求項１記載のシールドマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッタースポークをカッター駆動部に中間ビームを介して支持したシールドマシンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールドマシンのカッター支持方式として、中間ビーム支持方式が知られており、その中間支持方式では、カッターのカッタースポークが、径方向の中間位置で、中間ビームを介してカッター駆動部に支持される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５に示すように、中間支持方式のシールドマシン９１は、シールドフレーム９２の前方に配置されたカッタースポーク９５と、そのカッタースポーク９５を回転駆動するカッター駆動部９４とを備える。カッター駆動部９４は、駆動モータ９６と、その駆動モータ９６により旋回される旋回環９７と、その旋回環９７に支持された中間リング９９とを有する。中間リング９９は、シール部材１０１が取り付けられてバルクヘッド９８に収容され、リング取付ボルト１０２により旋回環９７に固定される。
【０００４】
これらカッタースポーク９５とカッター駆動部９４とは、中間ビーム１００により連結される。その中間ビーム１００は、中間リング９９からカッタースポーク９５まで延び、前後方向の中間部で分割された２つ部材を接合して形成される。
【０００５】
カッタースポーク９５とカッター駆動部９４の中間リング９９との接合は、工場仮組立時には、分割された中間ビーム１００をジョイントプレートで接合することで行われ、現地では、分割された中間ビーム１００を溶接することで行われる。すなわち、シールドマシン９１は、掘進工事時に、カッタースポーク９５、カッター駆動部９４および中間ビーム１００が、溶接構造体として構成される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６４４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、シールドマシンは、掘進工事の終了後に、解体され、カッター駆動部などが他のシールドマシンに転用される場合がある。
【０００８】
そのような場合に、上述のシールドマシン９１では、解体の際、カッタースポーク９５とカッター駆動部９４とを容易を切り離せないという問題があった。
【０００９】
すなわち、シールドマシン９１では、中間ビーム１００を溶接により接合しているために、カッタースポーク９５と中間リング９９とを切り離すためには、中間ビーム１００を溶断などで切断する必要があり、解体に時間がかかってしまう。
【００１０】
また、中間ビーム１００を溶断する場合、その溶断の熱により、中間リング１００のシール部材１０１などが破損してしまう虞がある。
【００１１】
以上から、シールドマシン９１は、カッター駆動部９４を転用し難くかった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、カッタースポークとカッター駆動部とを容易に解体することができ、かつカッター駆動部を転用し易いシールドマシンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、カッターが複数のカッタースポークを有し、そのカッターを駆動するためのカッター駆動部がバルクヘッドに回転可能に設けられた中間リングを有し、その中間リングに上記カッタースポークが中間ビームを介して支持されたシールドマシンにおいて、上記中間ビームが、上記中間リングに着脱可能に設けられたものである。
【００１４】
上記中間ビームの上記中間リング側の端部にフランジ部が設けられ、そのフランジ部が上記中間リングにボルト接合されたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、カッタースポークとカッター駆動部とを容易に解体することができ、かつカッター駆動部を転用し易いという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
本実施形態のシールドマシンは、例えば、泥土圧シールドマシンである。
【００１８】
図１から図３に基づきシールドマシンの概略構造を説明する。
【００１９】
図１は、シールドマシンの側断面図であり上半分のみを示す。図２は、カッタースポークの正面図である。図３は、中間リングのフランジ部の背面図である。以下の説明では、図１の左方が掘進方向の前方、右方が後方である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のシールドマシン１は、外殻をなすシールドフレーム２と、そのシールドフレーム２の前方に配置され地山を掘削するためのカッター３と、シールドフレーム２内に配置されカッター３を回転駆動するためのカッター駆動部４とを備える。
【００２１】
シールドフレーム２は、掘進方向に延びる筒状に形成される。シールドフレーム２の内周面には、カッター駆動部４などを支持すると共に、バルクヘッド５を形成するためのフレーム部材６が設けられる。
【００２２】
カッター３は、径方向の中心部（軸心部）から外周側に延びる複数のカッタースポーク９を有し、それらカッタースポーク９は放射状に配置される。カッター３の径方向の中心部には、前方に突出するフィッシュテールビット８が配置される。
【００２３】
図２に示すように、図例では、６つのカッタースポーク９が、周方向に等間隔で配置される。それらカッタースポーク９の外周部は、外周リング部材１１で連結され、その外周リング部材１１とカッタースポーク９とがカッターフレーム補強材１２で連結される。
【００２４】
各カッタースポーク９の前面には複数のカッタービット１４が径方向に並べて取り付けられる。カッタースポーク９の外周端部には、径方向に出没自在なコピーカッター１５（図１参照）が設けられる。
【００２５】
詳しくは後述するが、カッタースポーク９の後面には、中間ビーム１６が取り付けられ、その中間ビーム１６によりカッター３がカッター駆動部４に支持される。
【００２６】
カッター駆動部４は、バルクヘッド５に回転可能に設けられた中間リング１８と、その中間リング１８を回転可能に支持する旋回環１９（ベアリング）と、その旋回環１９を介して中間リング１８を回転駆動する駆動モータ２０とを備える。
【００２７】
旋回環１９は、同心状に配置された内輪２２および外輪２３と、それら内輪２２および外輪２３の間に設けられスラスト方向（軸方向）とラジアル方向（周方向）との荷重を支持する転動体２４と有する。
【００２８】
図例の旋回環１９では、内輪２２がシールドフレーム２のフレーム部材６に固定され、外輪２３に中間リング１８が取り付けられる。また、外輪２３の外周には、駆動モータ２０の後述するピニオン２９に歯合する歯部２８が形成される。
【００２９】
駆動モータ２０は、旋回環１９の外輪２３に沿って周方向に間隔を隔てて複数配置される。駆動モータ２０は、例えば、油圧モータや電動モータなどからなる。駆動モータ２０の出力軸には、旋回環１９の外輪２３の歯部２８に歯合するピニオン２９が設けられる。
【００３０】
中間リング１８は、旋回環１９の前方に配置され、旋回環１９の内輪２２にリング取付ボルト３１により接合（ボルト接合）される。そのリング取付ボルト３１は、ボルトヘッドが中間リング１８の前面から突出しており、そのボルトヘッドから後方に延び中間リング１８を貫通して先端が旋回環１９の外輪２３に形成されたネジ穴に螺合する。
【００３１】
中間リング１８は、箱形断面の中空リング状に形成され、シールドフレーム２（および旋回環１９）と同心的に、バルクヘッド５に回転可能に組み付けられる。具体的には、バルクヘッド５（フレーム部材６）に中間リング１８を収容するための環状の凹部３３が形成され、その凹部３３内に中間リング１８が前方から嵌め入れられる。
【００３２】
その中間リング１８とフレーム部材６との間に、それらの隙間をシールするためのシール部材３４が設けられる。図例では、シール部材３４が中間リング１８の内周面、外周面および後面とに各々取り付けられる。
【００３３】
中間リング１８の前面には、カッタースポーク９を支持する中間ビーム１６が着脱可能に設けられる。本実施形態では、中間ビーム１６の中間リング１８側の端部（後端部）にフランジ部３６が設けられ、そのフランジ部３６が中間リング１８にビーム取付ボルト３８によりボルト接合される。
【００３４】
中間ビーム１６は、各カッタースポーク９ごとに設けられる。各中間ビーム１６は、中間リング１８からカッタースポーク９まで延びるビーム本体３９と、上記フランジ部３６とを有し、フランジ部３６がビーム本体３９の後端に取り付けられる。
【００３５】
ビーム本体３９は、中空状に形成され、図例では箱形断面を有する。ビーム本体３９の一端（後端）が、フランジ部３６の前面のほぼ中央部に溶接などで取り付けられ、他端（前端）がカッタースポーク９の後面に径方向中間位置に溶接などで取り付けられる。ビーム本体３９は、フランジ部３６からカッタースポーク９に向かい径方向外側に傾斜し、カッタースポーク９側の端部がフランジ部３６側の端部よりも径方向外側に位置する。
【００３６】
図３に示すように、フランジ部３６は平板状（径方向に長い長方形状）に形成され、その後面が、中間リング１８の前面に突き合わされる。そのフランジ部３６の後面には、リング取付ボルト３１との干渉を避けるための逃げ穴４０（長穴）が形成される。その逃げ穴４０は、フランジ部３６の中央部に配置され、中空状のビーム本体３９の後端により囲まれてビーム本体３９内に位置する。
【００３７】
フランジ部３６には、ビーム取付ボルト３８が貫通する複数の貫通孔４４が形成される。それら貫通孔４４は、ビーム本体３９の後端を囲繞するように配置される。図例では、ビーム本体３９が径方向外側に傾斜することから、貫通孔４４が、フランジ部３６の径方向外側の辺を除き３辺に配置される。また、図１に示すように、中間リング１８の前面における、各貫通孔４４に対応する位置には、ビーム取付ボルト３８が螺合するネジ穴４５が各々形成される。
【００３８】
次に、本実施形態のシールドマシン１の作用を説明する。
【００３９】
本実施形態のシールドマシン１では、掘進作業の終了後に、シールドマシン１からカッター駆動部４が回収される。
【００４０】
その回収に際しては、まず、機内側より駆動モータ２０をフレーム部材６から取り外して回収する。
【００４１】
次に、カッター３をカッター駆動部４から切り離す。具体的には、中間ビーム１６を中間リング１８に固定しているビーム取付ボルト３８を全て外し、中間ビーム１６を中間リング１８から取り外す。
【００４２】
これにより、中間リング１８を旋回環１９の内輪２２に固定しているリング取付ボルト３１が露出する。そこで、露出したリング取付ボルト３１を外し、中間リング１８をバルクヘッド５（フレーム部材６）から取り出す。
【００４３】
これにより、中間リング１８と、その中間リング１８に固定されたシール部材３４とが回収される。さらに、機内側より旋回環１９をフレーム部材６から取り外して回収する。
【００４４】
以上により、カッター駆動部４の駆動モータ２０、中間リング１８および旋回環１９が回収される。
【００４５】
このように本実施形態によれば、中間ビーム１６を中間リング１８から容易に切り離すことができ、カッタースポーク９とカッター駆動部４とを容易に解体することができる。
【００４６】
すなわち、図５の従来のシールドマシン９１でカッタースポーク９５をカッター駆動部９４から切り離すためには、中間ビーム１００を溶断する必要があった。これに対して、本実施形態では、カッタースポーク９とカッター駆動部４とをボルト接合しているため、溶断作業を行うことなくカッター３を切り離すことができ、解体に時間がかからない。そのため、カッター駆動部４を転用し易い。
【００４７】
また、従来のシールドマシン９１では、中間ビーム１００を溶断する場合に、中間リング９９のシール部材１０１が熱に弱いことから、溶断を、中間リング９９から十分に離れた位置（前後方向の中央部）で行っていた。このように中間ビーム９９を中央部で分断すると、その中間ビーム１００の切断片が中間リング９９に残ってしまい、その切断片が、リング取付ボルト１０２の取り外し作業の邪魔となってしまう。
【００４８】
これに対して、本実施形態では、中間ビーム１６を完全に中間リング１８から取り外すので、図５のシールドマシン９１に比べ、リング取付ボルト３１の取り外し作業を容易に行うことができる。
【００４９】
また、中間ビーム１６を溶断する場合、切断面が荒れてしまうために、中間ビーム１６を転用する場合には端面の処理などが必要となってしまうが、本実施形態では、中間ビーム１６を溶断しないので容易に転用することができる。
【００５０】
次に、図４に基づき他の実施形態を説明する。
【００５１】
本実施形態は、上述の図１の実施形態とは、ビーム取付ボルト３８がカバー部材により覆われる点が異なり、その他は実質的に同じである。したがって、上述の実施形態と同一の要素については、図中同一符号を付すに止め、詳細な説明は省略する。
【００５２】
本実施形態では、中間ビーム１６のフランジ部３６に、ビーム取付ボルト３８のボルトヘッドを収容するための収容部５１が形成されると共に、その収容部５１をビーム取付ボルト３８のボルトヘッドごと覆うためのカバー部材５２が設けられる。
【００５３】
収容部５１は、各ビーム取付ボルト３８（貫通孔４４）ごとに各々配置される。収容部５１は、フランジ部３６の前面を凹ませて形成され、例えば、貫通孔４４の前端部を拡径して形成される。
【００５４】
カバー部材５２は、フランジ部３６の前面に接合された板材で形成される。例えば、カバー部材５２は、各フランジ部３６の全ての収容部５１を覆うコ字状の板からなる。カバー部材５２は、溶接などにてフランジ部３６に取り付けられる。
【００５５】
本実施形態では、カバー部材５２を設けているので、ビーム取付ボルト３８によりカッターチャンバーの掘削土砂の流れが阻害される虞がない。また、ビーム取付ボルト３８に土砂などが付着しないため、ビーム取付ボルト３８の取り外しを容易に行うことができる。また、ビーム取付ボルト３８が、土砂により摩耗することがない。
【００５６】
ここで、本実施形態は、中間ビーム１６を中間リング１８から切り離す際に、カバー部材５２をフランジ部３６から除去する必要となるが、カバー部材５２は、中間ビーム１６のような高い強度を必要としないことから、中間ビーム１６に比べて板厚やサイズが小さいので、溶断することなく切削などにより容易に取り外すことができる。その結果、シール部材３４を熱で損傷させることなく、カッタースポーク９とカッター駆動部４との連結を容易に解体することができ、カッター駆動部４を転用し易い。
【００５７】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るシールドマシンの側断面図であり、上半分を示す。
【図２】図２は、本実施形態のカッタースポークの正面図である。
【図３】図３は、本実施形態のフランジ部を背面図である。
【図４】図４は、他の実施形態に係るシールドマシンの側断面図である。
【図５】図５は、従来のシールドマシンの側断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  シールドマシン
３  カッター
４  カッター駆動部
５  バルクヘッド
９  カッタースポーク
１６  中間ビーム
１８  中間リング
３６  フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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