(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ことを特徴とするシールド機のカッタビット交換装置。
【請求項２】
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請求項１記載の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
【図１】
0003573446.tif 000002
【図２】
0003573446.tif 000003
【図３】
0003573446.tif 000004
【図４】
0003573446.tif 000005
【図５】
0003573446.tif 000006
【図６】
0003573446.tif 000007
【図７】
0003573446.tif 000008
【図８】
0003573446.tif 000009
【図９】
0003573446.tif 000010
【図１０】
0003573446.tif 000011
【図１１】
0003573446.tif 000012
【図１２】
0003573446.tif 000013
【図１３】
0003573446.tif 000014