(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機のカッタヘッド前面の外周付近に設けられて自転し、地山中に埋設されたドレン材などを切断するブレードカッタを収容するブレードカッタケースの後端面に対し、前端面に気密用パッキンを有し、前後進可能なメンテナンスホールを押し付け、メンテナンスホール前方のハッチカバーを開いてメンテナンスホール内にブレードカッタを引き込む際、気密用パッキンの締め代を検出するシールド掘進機における気密用パッキンの締め代検出装置であって、前記ハッチカバーに設けられた貫通孔に進出入可能なロッドの先端をブレードカッタケースの後端面に押し付け、前記メンテナンスホールを前進させたとき、該ロッドの押し戻された量を検出することにより気密用パッキンの締め代を検出することを特徴とするシールド掘進機における気密用パッキンの締め代検出装置。
【請求項２】
前記メンテナンスホールのハッチカバーの貫通孔の内側に、前記ロッドが貫通可能なボールバルブを設けている請求項１記載のシールド掘進機における気密用パッキンの締め代検出装置。
【請求項３】
前記検出装置は、前記ロッドと該ロッドを突出する方向に付勢するばねと、ロッドとばねを収容する筒状体と、該筒状体後端に取り付けられロッドの押戻し量を検出するポテンショメータとからなる請求項１記載のシールド掘進機における気密用パッキンの締め代検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シールド掘進機における気密用パッキンの締め代検出装置に係り、特に、軟弱地盤改良のために使用されたドレン材などの埋設地においてトンネルを構築する際、シールド掘進機推進の障害となるドレン材などを切断するブレードカッタの交換時などに使用するシールド掘進機における気密用パッキンの締め代検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軟弱地盤改良などのために地盤に含まれる水分を吸い上げるドレン材と称される合成繊維束が使用されている。ドレン材が埋設されている場所においてトンネルを構築する際には、ドレン材などがシールド掘進機の切羽面に出現してシールド掘進機のカッタビットに絡みつき推進の障害となるため、ドレン材などを切断する必要がある。そこで、このドレン材などを切断するための装置を備えたシールド掘進機が提案されている。
【０００３】
図９は、特開平７−４１８０号公開特許公報に開示されたドレン材等の切断装置を備えたシールド掘進機の側断面図である。
図において、ａはシールド掘進機である。このシールド掘進機ａの前端部にはカッタビットｂを取り付けたカッタヘッドｃが設けられている。このカッタヘッドｃは、シールド掘進機ａの前面に設けられた隔壁ｇを挿通した回転軸ｄに固設されており、駆動モータｅによりピニオンギヤｓおよび大歯車ｒを介して回転可能になっている。そして、カッタヘッドｃを回転してカッタヘッドｃに取り付けられているカッタビットｂによって切羽面ｆを掘削し、掘削したズリをスクリューコンベヤｔにより外部に排出される。
【０００４】
カツタヘッドｃには、前後方向を開放した凹部ｃ１が設けられている。この凹部ｃ１の内側にブレード取付用ボディｈの一端部をピンｉにより枢着するとともに、このブレード取付用ボディｈの他端部にカッティングブレードｊを自転自在に枢支している。このカッティングブレードｊは、ブレード取付用ボディｈの内部に配設された油圧モータにより回転駆動されている。また、このブレード取付用ボディｈは、カッタヘッドｃの背面に枢支された起倒シリンダｋにより後方へ９０°起倒することができるようになっている。
【０００５】
このブレード取付用ボディｈを後方へ９０°倒したとき、ブレード取付用ボディｈと対向する位置の隔壁ｇに開口部ｎを設け、この開口部ｎにカッティングブレード交換室ｍを推進用ジャッキｕにより前後に摺動自在に嵌挿している。また、このカッティングブレード交換室ｍの前面には二つ割りのゲートｏが設けられており、ゲートｏの接合面は水密に圧接できるようになっている。なお、ｑはカッティングブレードｊ交換の際、カッティングブレード交換室ｍを閉塞する仕切板であり、ｐはゲートｏ開閉用シリンダである。
【０００６】
上記構成のシールド掘進機ａにより掘進するときは、ブレード取付用ボディｈを起立させ、切羽面ｆを掘削すると同時にブレード取付用ボディｈに枢着されているカッティングブレードｊを自転しながら切羽面ｆをカッティングブレードｊの回転軌跡に沿って切断する。そして、カッタビットｂに絡むようなドレン材などはカッティングブレードｊで切断する。
【０００７】
また、カッティングブレードｊを交換するときは、カッタヘッドｃを回転させながらブレード取付用ボディｈを起倒シリンダｋにより９０°後方へ回動させ、カッティングブレードｊの中心と開口部ｎの中心とが一致する位置で停止させる。そして、カッティングブレード交換室ｍのゲートｏをゲート開閉用シリンダｐにより開放し、推進シリンダｕによりカッティングブレード交換室ｍを前進させた後、ゲートｏを閉じ、ブレード取付用ボディｈの周面を水密に圧接する。その後、カッティングブレード交換室ｍ内の仕切板ｑを取り外してカッティングブレード交換室ｍ内に作業員が入り、カッティングブレードｊを交換する。
【０００８】
カッティングブレードｊの交換が終わると、仕切板ｑを取り付け、ゲートｏを開放し、カッティングブレード交換室ｍを後退させた後、ゲートｏを閉じ、ブレード取付用ボディｈを起立させて前述のドレン材の切断作業を再開する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシールド掘進機においては、カッティングブレードｊを交換するとき、ブレード取付用ボディｈを９０°後方へ回動させるようにするため、カッタヘッドｃに設けた前後方向を開放した凹部ｃ１からカッタヘッドｃと隔壁ｇとの間に土砂が侵入してしまう。また、土砂の侵入を防止するため、カッティングブレード交換室ｍ内にカッティングブレードｊを取り込んだ際、ゲートｏを閉じてブレード取付用ボディｈの周面を水密に圧接するようにしているが、水密についての信頼が十分ではない。
【００１０】
本発明は、従来技術のかかる問題点に鑑み案出されたもので、カッテングブレートを交換する際、カッテングブレード交換室（メンテナンスホール）の水密性を確保するため、メンテナンスホールの前端面に装着した気密用パッキンの締め代を検出するシールド掘進機における気密用パッキンの締め代検出装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、シールド掘進機のカッタヘッド前面の外周付近に設けられて自転し、地山中に埋設されたドレン材などを切断するブレードカッタを収容するブレードカッタケースの後端面に対し、前端面に気密用パッキンを有し、前後進可能なメンテナンスホールを押し付け、メンテナンスホール前方のハッチカバーを開いてメンテナンスホール内にブレードカッタを引き込む際、気密用パッキンの締め代を検出するシールド掘進機における気密用パッキンの締め代検出装置であって、前記ハッチカバーに設けられた貫通孔に進出入可能なロッドの先端をブレードカッタケースの後端面に押し付け、前記メンテナンスホールを前進させたとき、該ロッドの押し戻された量を検出することにより気密用パッキンの締め代を検出することを特徴とするシールド掘進機における気密用パッキンの締め代検出装置を提供する。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記メンテナンス室の開閉蓋の貫通孔の内側に、前記ロッドが貫通可能なボールバルブを設けている。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記検出装置は、前記ロッドと該ロッドを突出する方向に付勢するばねと、ロッドとばねを収容する筒状体と、該筒状体後端に取り付けられロッドの押戻し量を検出するポテンショメータとからなる。
【００１４】
本発明によれば、締め代検出装置によりメンテナンスホールの前端面に装着した気密用パッキンの締め代を確実に検出することができるので、メンテナンスホールの水密性を十分に確保することができ作業員の安全性が高まる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
図１はシールド掘進機の側断面図、図２は正面図である。
図１および図２において、１はシールド掘進機である。２はこのシールド掘進機１の前方に設けられたカッタヘッドで、その前端部には多数のカッタビット３が取り付けられている。このカッタヘッド２は、カツタヘッド回転駆動装置２４により回転可能になっており、回転しながら地山４を掘進してトンネルを構築する。また、このカッタヘッド２の前面の外周付近には、自転して地山４中に埋設されたドレン材２３などの障害物を切断するブレードカッタ６が設けられている。なお、本実施形態では、このブレードカッタ６は、紙面の上下に１個ずつ２個設けられている。６ａはブレードカッタ６を支持するボディーであり、６ｂはブレードカッタ６のセンターシャフトで、カッタヘッド２の後方に延出して設けられたブレードカッタケース７内に収納されている。７ａはブレードカッタケース７の後端部であり、２８はこの後端部７ａに着脱可能に取り付けた蓋である。１ａはシールド掘進機１の後方内周面に配設されたシールド掘進機推進用の複数本のシールドジャッキである。
【００１６】
ブレードカッタ６は、センターシャフト６ｂの前端に取り付けられたボディー６ａに支持されている。掘削作業中は、シールド掘進機１の半径方向外方に向かって起立し、自転しながらカッタヘッド２と一緒に回転して地山４中に埋設されているドレン材２３などの障害物を切断する。一方、交換するときは、ブレードカツタ交換用ジャッキ２２の先端をセンターシャフト６ｂの後端に係合させ、ボディー６ａを回転させてブレードカッタ６を９０°横に倒し、ブレードカッタ６がブレードカッタケース７内を通過できるようにしてセンターシャフト６ｂを後方に引き出し、後述するメンテナンスホール９内に取り出しテーブルリフタ２５に載置される。
【００１７】
メンテナンスホール９は、ブレードカッタケース７の後方に、隔壁２７に固着して設けられたメンテナンスホールケース９ａ内に収容されて、前後進装置２１（図５ないし図８）により前後方向に摺動可能になっている。また、このメンテナンスホール９の前端には気密用パッキン８が装着されており、ブレードカッタ６を交換するとき、ブレードカッタケース７の後端部に押し付けて水密を保持する。このメンテナンスホール９のホール内前方には、図４に示すように、ハッチカバー１０がリンク１９を介し、ピン２０，２０ａにより開閉可能に枢支されている。図３に示すように、１６はこのハッチカバー１０に設けられた貫通孔１１に取り付けられたボールバルブで、ハッチカバー１０の貫通孔１１と同芯の貫通孔を有し、開閉レバー１７により開閉可能になっている。そして、このボールバルブ１６に、後述する締め代検出装置５が装着される。なお、図５ないし図８において、２２はブレードカッタ交換用ジャッキであり、２５は上面に複数のローラ２５ａを配設したブレードカッタ交換用テーブルリフタで、図示しない昇降装置により昇降可能になっている。
【００１８】
図３は締め代検出装置５の側断面図である。締め代検出装置５は、図に示すように、ハッチカバー１０の貫通孔１１に取り付けられた貫通孔１６ａを有するボールバルブ１６と、この貫通孔１６ａおよび貫通孔１１に嵌挿されて進出入可能なロッド１２と、このロッド１２を突出する方向に付勢するばね１３と、ロッド１２とばね１３を収容する筒状体１４と、この筒状体１４の後端に取り付けられロッド１２の押戻し量を検出するポテンショメータ１５とから構成されている。なお、１５ａはロッド１２の後端に当接し、ロッド１２の押戻し量を伝達するポテンショメータ１５のロッドである。そして、図５ないし図８に示すように、ロッド１２の先端をブレードカッタケース７の後端面７ａに押し付け、メンテナンスホール９を前進させたとき、ロッド１２の押し戻された量を検出するようになっている。１７はボールバルブ１６を開閉する開閉用ハンドルである。１８はロッド１２に外嵌されたばね止めで、その外周に嵌着したばね１２によりロッド１２を常に前方に突出するように付勢するようにしている。
【００１９】
図５および図６は、ハッチカバー１０を閉め、ハッチカバー１０に締め代検出装置５を取り付けてメンテナンスホール９を前進させ、気密パッキン８をブレードカッタケース７の後端面７ａに押し付けようとしている状態を示している図で、図５は側断面図であり、図６は図５のＡ−Ａ矢視図である。なお、２６はブレードカッタケース７の前面に設けられて上下方向に摺動するナイフゲート（図２の一点鎖線参照）で、ブレードカッタ６を交換する際、ブレードカッタ６を引き抜くとき、ブレードカッタケース７の前面を閉鎖してブレードカッタケース７内およびメンテナンスホール９内への土砂の流入を防止する。
【００２０】
図７および図８は、図５および図６に示す状態から締め代検出装置５を取り付けたままメンテナンスホール９を前進させ、気密パッキン８をブレードカッタケース７の後端面７ａに押し付けた状態を示している。
【００２１】
次に、上記実施形態に基づく作用について説明する。
ブレードカッタ６を交換するときは、カッタヘッド２を回転させてブレードカッタケース７とメンテナンスホール９とが一致する位置で停止させる。そして、ハッチカバー１０に取り付けられているボールバルブ１６の後方に、締め代検出装置５を取り付け、ボールバルブ１６を開いて、図５および図６に示すように、締め代検出装置５のロッド１２を貫通孔１６ａおよび貫通孔１１を貫通させ、ロッド１２をストロークエンドまで突出させる。続いてメンテナンスホール９をメンテナンスホール前後進装置２１により前進させ、ブレードカッタケース７の後端部７ａに気密用パッキン８を当接させる。このときロッド１２の先端を、あらかじめ気密用パッキン８の前端面と一致するようにしておくか、気密用パッキン８の前端面より突出するようにしておき、ロッド１２が押し戻される量を検出すれば、当接した後の気密用パッキン８の締め代を検出することができる。すなわち、シールド掘進機１の仮組立時に、押戻し量と締め代との関係を実測しておき、その状態を再現するようにすればよい。このようにして気密用パッキン８を押し付け、水密を保持した後、締め代検出装置５をハッチカバー１０から取り外し、ハッチカバー１０を開放し、かつ、ブレードカッタケース７後端の蓋２８も取り外し、ブレードカッタ交換用ジャッキ２２を前進させてセンターシャフト６ｂの後端部に係合し、ブレードカッタ交換用ジャッキ２２を回転させた後、ブレードカッタ交換用ジャッキ２２を後退させてセンターシャフト６ｂごとメンテナンスホール９内に引き出し、メンテナンスホール９内に作業員が入りブレードカッタ６の交換を行う。
【００２２】
ブレードカッタ６の交換が終わると、再びブレードカッタ交換用ジャッキ２２を前進させてセンターシャフト６ｂをブレードカッタケース７を通過させ、カッタヘッド２の前面に位置させ、ブレードカッタ６を９０°起立させる。その後、ブレードカッタ交換用ジャッキ２２を後退させてブレードカッタケース７後端の蓋２８およびハッチカバー１０を閉じて、メンテナンスホール９を後退させ、通常の掘進作業を行う。
【００２３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ブレードカッタを交換する際、ブレードカッタケースにメンテナンスホールを前進させて押し付け、ブレードカッタケースとメンテナンスホールとの間を水密にしてから、ブレードカッタをメンテナンスホールに引き出してメンテナンスホール内で交換を行うが、このときメンテナンスホールの前端面に装着した気密用パッキンの締め代を検出しながらメンテナンスホールを前進させて押し付けるので、ブレードカッタケースとメンテナンスホールとを確実に水密に保持することができるなど優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すシールド掘進機の側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示シールド掘進機の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す締め代検出装置の側断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すハッチカバーの上面図である。
【図５】メンテナンスホールのハッチカバーを閉め、ハッチカバーに締め代検出装置を取り付け状態を示す側断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ矢視図である。
【図７】開閉蓋に締め代検出装置を取り付け、メンテナンスホールを前進させてブレードカッタケースの後端部にメンテナンス室前端の気密用パッキンを押し付けた状態を示す側断面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ矢視図である。
【図９】従来の技術の一例を示すシールド掘進機の側断面図である。
【符号の説明】
１  シールド掘進機
１ａ  シールドジャッキ
２  カッタヘッド
３  ビット
４  地山
５  締め代検出装置
６  ブレードカッタ
６ａ  ボディー
６ｂ  センターシャフト
７  ブレードカッタケース
７ａ  ブレードカッタケース後端部
８  気密用パッキン
９  メンテナンスホール
９ａ  メンテナンスホールケース
１０  ハッチカバー
１１  貫通孔
１２  ロッド
１３  ばね
１４  筒状体
１５  ポテンショメータ
１５ａ  ポテンショメータロッド
１６  ボールバルブ
１６ａ  貫通孔
１７  ボールバルブ開閉用ハンドル
１８  ばね止め
１９  リンク
２０，２０ａ  ピン
２１  メンテナンスホール前後進装置
２２  ブレードカツタ交換用ジャッキ
２３  ドレン材
２４  カツタヘッド回転駆動装置
２５  テーブルリフタ
２５ａ  ローラ
２６  ナイフゲート
２７  隔壁
２８  蓋
ａ  シールド掘進機
ｂ  カッタビット
ｃ  カッタヘッド
ｃ１  凹部
ｄ  回転軸
ｅ  駆動モータ
ｆ  切羽面
ｇ  隔壁
ｈ  ブレード取付用ボディ
ｉ  ピン
ｊ  カッティングブレード
ｋ  起倒シリンダ
ｍ  カッティングブレード交換室
ｎ  開口部
ｏ  ゲート
ｏ１  水密圧接部
ｐ  ゲート開閉用シリンダ
ｑ  仕切板
ｒ  大歯車
ｓ  ピニオンギヤ
ｔ  スクリュウコンベヤ
ｕ  カッティングブレード交換室推進用ジャッキ
【図１】
0003775701.tif 000002
【図２】
0003775701.tif 000003
【図３】
0003775701.tif 000004
【図４】
0003775701.tif 000005
【図５】
0003775701.tif 000006
【図６】
0003775701.tif 000007
【図７】
0003775701.tif 000008
【図８】
0003775701.tif 000009
【図９】
0003775701.tif 000010