(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ことを特徴とするシールド機のカッタビット交換装置。
【発明の詳細な説明】
【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
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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