JP3896290B2

JP3896290B2 - Cutter removal mechanism of shield machine

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Publication number: JP3896290B2
Application number: JP2002029785A
Authority: JP
Inventors: 大中嶋; 克美門田; 芳人中島; 紀夫近藤; 秀行武内; 健治大久保
Original assignee: Daiho Corp
Current assignee: Daiho Corp
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2003232184A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リング状に形成された外周カッタを切り離して掘削断面積を変更するシールド掘進機の外周カッタ脱着機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に示すように、大径シールド機の内部から小径シールド機を分離発進させ、大径トンネルに連続させて小径トンネルを構築する大小断面シールド機が知られている。かかる大小断面シールド機ａは、大径シールドフレームｂ内に取り付けられたリング板状の外周隔壁ｃと、外周隔壁ｃに取り付けられたガイド筒ｄと、ガイド筒ｄ内にスライド自在に収容された小径シールドフレームｅと、小径シールドフレームｅ内に取り付けられた円板状の内周隔壁ｆとを有する。
【０００３】
内周隔壁ｆには、図示しない駆動モータにより回転駆動される基台部ｇ（内周カッタ）が軸支されている。内周カッタｇの外周には、リング状の外周カッタｈが着脱自在に係合されており、内周カッタｇの内部には、外周カッタｈと係脱する係脱ジャッキｉが収容されている。また、外周カッタｈは、外周隔壁ｃに軸受を介して回転自在に取り付けられた回転リングｊに、中間ビームｋを介して支持されている。また、小径シールドフレームｅ内には、ガイド筒ｄと係脱する連結ジャッキｌが設けられている。
【０００４】
この構成によれば、大径トンネルを構築するときには、内周カッタｇと外周カッタｈとを係脱ジャッキｉで係合し、小径シールドフレームｅとガイド筒ｄとを連結ジャッキｌで連結した状態で、内周カッタｇを回転駆動しつつ大径シールドフレームｂ内の推進ジャッキｍを伸長させる。すると、外周カッタｈと内周カッタｇとが一体的に回転駆動され、小径シールドフレームｅと大径シールドフレームｂとが一体となって前進するため、大径シールドフレームｂ内にて大径トンネルを構築できる。
【０００５】
その後、大径トンネルに接続させて小径トンネルを構築するときには、係脱ジャッキｉを収縮して外周カッタｈと内周カッタｇとを切り離し、連結ジャッキｌを収縮してガイド筒ｄと小径シールドフレームｅとを切り離す。そして、内周カッタｇを回転駆動しつつ小径シールドフレームｅ内の推進ジャッキｎを伸長させる。すると、ガイド筒ｄ内から、小径シールド機（小径シールドフレームｅおよび内周カッタｇを有する）が発進するため、小径シールドフレームｅ内にて小径トンネルを構築できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる大小断面シールド機ａでは、外周カッタｈと内周カッタｇとの連結・切離が係脱ジャッキｉのロッド部を外周カッタｈの係合穴に挿抜することで行われていたため、外周カッタｈを切羽の土圧（掘進方向の荷重）に対抗して支持するためには、外周カッタｈの係合穴に挿入される係脱ジャッキのロッド部を太く且つ長くし、荷重支持面積を大きくする必要がある。しかし、これは係脱ジャッキの大型化を招き、好ましくない。
【０００７】
また、上記大小断面シールド機ａでは、係脱ジャッキｉを収縮して外周カッタｈを内周カッタｇから切り離した後、小径シールド機（小径シールドフレームｅおよび内周カッタｇを有する）が発進する際に、外周カッタｈが重力によって落下しないように支持するために中間ビームｋを設けている。しかし、かかる中間ビームｋは、小径シールド機の発進時のみ機能するに過ぎないため、省略が望まれていた。
【０００８】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、外周カッタを係脱するジャッキ（アクチュエータ）の小型化を図れ、中間ビームを省略できるシールド掘進機のカッタ脱着機構を提供することにある。
【０００９】
【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、リング状に形成された外周カッタを切り離して掘削断面積を変更するシールド掘進機のカッタ脱着機構であって、リング状の外周カッタの内方に周方向に沿って所定間隔を隔てて配置された複数の係合片と、それら係合片をそれぞれ径方向に移動させその外周面を上記外周カッタの内周面に当接させるアクチュエータと、それら係合片の外周面および外周カッタの内周面にそれぞれ周方向に沿って形成され当接時に相互に係合する溝状凹部および鍔状凸部とを備えたものである。
【００１０】
本発明によれば、外周カッタと係合片との係合は、係合片の外周面および外周カッタの内周面にそれぞれ周方向に沿って形成された溝状凹部および鍔状凸部を係合させて行うので、これら溝状凹部および鍔状凸部による外周カッタの切羽土圧に対する荷重支持面積を、係合片を移動させるアクチュエータのサイズとは無関係に広くできる。また、外周カッタと係合片との分離は、係合片を径方向内方に移動させることで、容易に行える。
【００１１】
また、上記係合片を径方向内方に移動させ、係合片の外周面を外周カッタの内周面から離間させたとき、それらの間に挿入されて外周カッタを支持する固定装置を、シールドフレーム側から出没自在に設けることが好ましい。こうすれば、小径シールド機の発進時における外周カッタの重力落下を、従来の中間ビームを用いることなく支持できる。
【００１２】
また、上記各係合片は、径方向内方に移動されたとき、両端部が相互に当接してリング体をなすように形成されていることが好ましい。こうすれば、各係合片からなるリング体は、爾後、小径シールド機のカッタとなるが、このカッタの剛性が向上する。また、各係合片の干渉がなく同時に縮径が可能である。
【００１３】
また、上記アクチュエータが取り付けられた基台部は、シールドフレームに対して偏芯回転駆動されるものであり、上記外周カッタは、複数の外周カッタ片が関節で連結され所定の箇所が切断自在となっているものでもよい。
【００１４】
こうすれば、小径シールド機の発進時に、外周カッタの所定の箇所を切断した状態で、基台部を偏芯回転させることにより、外周カッタが関節部分で開くように押し広げられるため、その内方に小径シールド機の発進スペースを確保できる。
【００１５】
また、上記アクチュエータが取り付けられた基台部は、シールドフレームに対して回転駆動されるものであってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１７】
第１の実施形態を図１乃至図４を用いて説明する。
【００１８】
本実施形態にかかるカッタ脱着機構は、大径シールド機の内部から小径シールド機を分離発進させ、大径トンネルに連続させて小径トンネルを構築する大小断面シールド機に適用されるものである。
【００１９】
図１に示すように、かかる大小断面シールド機１は、大径シールドフレーム２内に取り付けられたリング板状の外周隔壁３と、外周隔壁３に取り付けられたガイド筒４と、ガイド筒４内にスライド自在に収容された小径シールドフレーム５と、小径シールドフレーム５内に取り付けられた円板状の内周隔壁６とを有する。内周隔壁６には、図示しない駆動モータにより回転駆動される基台部７が軸支されている。
【００２０】
図２に示すように、基台部７の外方には、リング状に形成された外周カッタ８が配置されている。外周カッタ８と基台部７との間には、弧状に形成された係合片９が複数（図例では４個）周方向に所定間隔（図例では90度間隔）を隔てて配置されている。これら係合片９は、基台部７に設けられたアクチュエータ（移動ジャッキ１０）によって径方向に移動され、その外周面が外周カッタ８の内周面に当接するようになっている。
【００２１】
移動ジャッキ１０は、そのロッド部１０ａが基台部７にピン支持され、ヘッド部１０ｂが係合片９にピン支持されている。そして、ヘッド部１０ｂが基台部７に取り付けられたガイド筒１１にスライド自在に挿入されている。よって、それらヘッド部１０ｂおよびガイド筒１１が、切羽の土圧（掘進方向の荷重）を受ける外周カッタ８を、支持することになる。ヘッド部１０ｂを荷重支持部材としたのは、ロッド部１０ａよりも径が太く荷重支持能力が高いからである。なお、これらヘッド部１０ｂおよびガイド筒１１とは別に、外周カッタ８が受ける荷重を支持するテレスコピック状のスライド機構（図示せず）を、基台部７と係合片９との間に設けてもよい。
【００２２】
また、上記係合片９、移動ジャッキ１０および基台部７には、カッタ面板などのビット支持部材（図示せず）を介して、カッタビット（図示せず）が取り付けられている。このビット支持部材は、係合片９および移動ジャッキ１０の径方向の移動を阻害しないように取り付けられることは勿論である。また、外周カッタ８にも、同様にしてカッタビット（図示せず）が取り付けられている。
【００２３】
各係合片９は、その曲率が外周カッタ８の曲率よりも小さく設定されており、図４に示すように径方向内方に移動されたとき、両端部９ａが相互に当接してリング体１２を成すように形成されている。また、かかるリング体１２の直径は、図１に示す小径シールドフレーム５の直径よりも僅かに大きくなるように、すなわち小径シールド機のカッタ径としてマッチするように設定されている。
【００２４】
外周カッタ８の内周面には、図１に示すように、その周方向に沿って鍔状凸部１３が形成されている。他方、係合片９の外周面には、その周方向に沿って溝状凹部１４が形成されている。これら鍔状凸部１３と溝状凹部１４とは、係合片８の外周面が外周カッタ８の内周面に当接したとき、丁度係合する形状に形成されている。この係合面積は、切羽の土圧（掘進方向の荷重）を受ける外周カッタ８を、支持できる面積に設定されている。ここで、係合面の面積（荷重伝達面積）が広い分、前面荷重を分散でき、大きな荷重が受けられる。
【００２５】
図２に示すように、鍔状凸部１３の一部には、切れ込み部１５が設けられており、他方、溝状凹部１４の一部には、上記切れ込み部１５に係合する盛り上がり部１６が設けられている。基台部７の回転を外周カッタ８に伝達するためである。切れ込み部１５および盛り上がり部１６の位置は、互いに曲率の異なる係合片９の外周面と外周カッタ８の内周面とが、接する位置となっている。但し、切れ込み部１５および盛り上がり部１６を廃止し、別途係合片９内に設けた図示しない回転止め用のピンをジャッキ等によって出没させ、基台部７の回転を外周カッタ８に伝達してもよい。
【００２６】
なお、外周カッタ８の内周面の形状を図２に示すような円ではなく、係合片９の外周面に密着する形状とし、鍔状凸部１３と溝状凹部１４との係合面積（掘進方向の荷重支持面積）をより広く稼げるようにしてもよい。また、図例では、外周カッタ８の内周面に鍔状凸部１３を設け、係合片９の外周面に溝状凹部１４を設けた構成としたが、これとは逆に、外周カッタ８の内周面に溝状凹部１４を設け、係合片９の外周面に鍔状凸部１３を設けてもよい。
【００２７】
また、図１および図３に示すように、上記外周隔壁３には、係合片９を径方向内方に移動させ、係合片９の外周面を外周カッタ８の内周面から離間させたとき、それらの間に挿入されて外周カッタ８の荷重を支持する固定装置（図例では固定ジャッキ１７だが、手動で前方に突出されるロッド等でもよい）が、出没自在に設けられている。固定ジャッキ１７は、図例では、上部の切れ込み部１５に挿入される位置に配置されているが、それ以外の鍔状凸部１３の内方に挿入される位置（複数の左右位置等）であってもよい。
【００２８】
本実施形態の作用を述べる。
【００２９】
大径トンネルを構築するときには、図１および図２に示すように、係脱ジャッキ１０を伸長させて係合片９の溝状凹部１４と外周カッタ８の鍔状凸部１３とを係合し、連結ジャッキ１８を伸長させて小径シールドフレーム５とガイド筒４とを連結した状態で、基台部７を回転駆動しつつ大径シールドフレーム２内に設けた推進ジャッキ１９を伸長させる。すると、外周カッタ８が基台部７と一体的に回転駆動され、小径シールドフレーム５が大径シールドフレーム２と一体となって前進するため、大径シールドフレーム２内にてセグメント２０を組み立てて大径トンネルを構築できる。
【００３０】
大径トンネルに接続させて小径トンネルを構築するときには、先ず、図３に示すように、基台部７の回転位置を調整した後、上部の係脱ジャッキ１０を収縮させ、上部の係合片９を内方に引き寄せて外周カッタ８から切り離す。このとき、外周カッタ８の自重は、左右の係合片９、９がそれぞれ外周カッタ８の内周面を径方向外方に押しやる力によって保持される。
【００３１】
次に、固定ジャッキ１７を伸長させて、そのロッド部を切れ込み部１５の空間に挿入する。次に、図４に示すように、その他（左右部および下部）の係脱ジャッキ１０を収縮させ、左右部および下部の係合片９、９、９を内方に引き寄せて外周カッタ８から切り離す。このとき、外周カッタ８の自重は、固定ジャッキ１７のロッド部を介して外周隔壁３に支持される。また、各係合片９は、その両端部９ａが相互に当接してリング体１２をなす。
【００３２】
その後、図１に示す連結ジャッキ１８を収縮してガイド筒４を小径シールドフレーム５から切り離し、基台部７を回転駆動しつつ小径シールドフレーム５内の推進ジャッキ２１を伸長させる。すると、ガイド筒４から小径シールド機（小径シールドフレーム５、基台部７、係脱ジャッキ１０および係合片９を有する小径シールド機）が発進する。よって、小径シールドフレーム５内にてセグメント２２を組み立てて小径トンネルを構築できる。なお、発進時には、小径シールドフレーム５内の図１に示すフード部２３をジャッキ２４によって前方に突出させる。
【００３３】
このように、外周カッタ８と基台部７との係合は、係合片９の外周面に沿って形成された溝状凹部１４を外周カッタ８の内周面に沿って形成された鍔状凸部１３に係合させて行うので、これら溝状凹部１４および鍔状凸部１３による外周カッタ８の切羽土圧に対する荷重支持面積を、係脱ジャッキ１０のサイズとは無関係に広くできる。よって、係脱ジャッキ１０の小型化を図れる。また、外周カッタ８と基台部７との分離は、係合片９を径方向内方に移動させることで、容易に行える。
【００３４】
また、図３および図４に示すように、係合片９を径方向内方に移動させ、係合片９の外周面を外周カッタ８の内周面から離間させたとき、それらの間に固定ジャッキ１７のロッド部を挿入して外周カッタ８の自重を支持しているので、小径シールド機の発進時における外周カッタ８の重力落下を、従来の図１２に示す中間ビームｋを用いることなく防止できる。よって、外周カッタ８の支持構造を簡素化できる。
【００３５】
また、各係合片９は、径方向内方に移動されたとき、両端部９ａが相互に当接してリング体１２をなすように形成されているため、各係合片９からなるリング体１２は、爾後、小径シールド機のカッタとなるが、このカッタの剛性が向上する。また、各係合片９は、干渉なく同時に縮径が可能である。
【００３６】
第２の実施形態を図５乃至図１１を用いて説明する。
【００３７】
図示するように、この大小断面シールド機１ａは、図１乃至図５を用いて既述した前実施形態の大小断面シールド機１と共通する部分が多いので、共通部分は同一の符号を付して説明を省略し、いくつかの相違部分のみを説明する。
【００３８】
第１の相違部分は、基台部７が前実施形態のように回転駆動されるのでなく、偏芯回転される点である。この偏芯回転機構自体は、公知の技術であるため説明を省略するが、かかる偏芯回転により外周カッタ８を含めたカッタ全体が偏芯回転し、大径シールドフレーム２の前方の切羽を掘削するようになっている。すなわち、図６に示すように、基台部７の中心７ｘは、大径シールドフレーム２の中心２ｘから所定距離偏芯されて配置されており、基台部７が偏芯回転されることにより、外周カッタ８が大径シールドフレーム２の前面を掘削するように偏芯回転する。
【００３９】
第２の相違点は、外周カッタ８が前実施形態のように単なるリング体ではなく、複数の外周カッタ片８ａが関節（ピン８ｂ）で連結され所定の箇所８ｃが切断自在となっている点である。外周カッタ８は、図例では、弧状に形成された４個の外周カッタ片８ａをピン８ｂからなる関節で開閉自在に連結し、その一カ所８ｃをリング固定ジャッキ８ｄで切断自在としているが、外周カッタ片８ａの個数は４個に限ることはなく、切断箇所８ｃも２個以上であってもよい。
【００４０】
このように、外周カッタ８を、複数の外周カッタ片８ａと関節８ｂと切断部８ｃとリング固定ジャッキ８ｄとから構成したのは、偏芯回転駆動式の大小断面シールド機１ａにおいては、大径シールドフレーム２と小径シールドフレーム５との外径差が小さい場合、図６に示すように、正面から見たとき小径シールドフレーム５の一部（図例では下半分）が、リング状の外周カッタ８の内径より径方向外方にはみ出てしまい、そのままでは小径シールド機が発進できないからである。
【００４１】
すなわち、小径シールド機の発進時に、図６の状態から係合片９を径方向内方に引き込んだとしても、偏芯回転駆動式の特性により小径シールド機（小径シールドフレーム５）の進路上にリング状の外周カッタ８の一部（図例では下半分）が存在してしまうため、そのままでは小径シールド機の小径シールドフレーム５が外周カッタ８の下半分と干渉して、発進不能となるのである。
【００４２】
そこで、この実施形態では、外周カッタ８を複数の外周カッタ片８ａと関節８ｂと切断部８ｃとリング固定ジャッキ８ｄとから構成し、リング固定ジャッキ８ｄを収縮させて切断箇所８ｃを切断した状態で基台部７を所定角度偏芯回動させることで、各外周カッタ片８ａを関節８ｂの部分で外方に押し広げ（図９、図１０参照）、その内方に小径シールド機の発進スペースを確保しているのである。
本実施形態の作用を述べる。
【００４３】
大径トンネルを構築するときには、図５および図６に示すように、係脱ジャッキ１０を伸長させて係合片９と外周カッタ８とを係合し、連結ジャッキ１８を伸長させて小径シールドフレーム５とガイド筒４とを連結した状態で、基台部７を偏芯回転駆動しつつ大径シールドフレーム２内に設けた推進ジャッキ１９を伸長させる。すると、外周カッタ８が基台部７と一体的に偏芯回転駆動され、小径シールドフレーム５が大径シールドフレーム２と一体となって前進するため、大径シールドフレーム２内にてセグメント２０を組み立てて大径トンネルを構築できる。
【００４４】
大径トンネルに接続させて小径トンネルを構築するときには、先ず、図７に示すように、基台部７の回転位置を調整した後、上部の係脱ジャッキ１０を収縮させ、上部の係合部９を内方に引き寄せて外周カッタ８から切り離す。このとき、外周カッタ８の自重は、左右の係合片９、９がそれぞれ外周カッタ８の内周面を径方向外方に押しやる力によって保持される。次に、固定ジャッキ１７（図５参照）を伸長させて、そのロッド部を前方に突出させる。
【００４５】
次に、図８に示すように、下部の係脱ジャッキ１０を収縮させ、下部の係合片９を内方に引き寄せて外周カッタ８から切り離す。そして、リング固定ジャッキ８ｄを収縮させて外周カッタ片８ａ同士の切断箇所８ｃを切断する。そして、左右の係脱ジャッキ１０を僅かに収縮させ、外周カッタ８を僅かに下げてその自重を固定ジャッキ１７のロッド部に支持させる。
【００４６】
このとき、左右の係合片９の外周面に形成された溝状凹部１４が、外周カッタ片８ａの内周面に形成された鍔状凸部１３を滑るようにして移動しなければならない。よって、この実施形態では、鍔状凸部１３に切り欠かれた切れ込み部１５は前実施形態と同様に存在しているが、それに係合すべく前実施形態では溝状凹部１４に設けられていた盛り上がり部１６は省略されている。
【００４７】
次に、図９に示すように、基台部７を略９０度右方に偏芯回転させる。すると、外周カッタ８の右上部と右下部の外周カッタ片８ａが関節（ピン８ｂ）の部分で開くように外方に押し広げられ、正面から見てその内方に小径シールドフレーム５が包含されるようになる。ここで、大径シールドフレーム２の外方は掘削されていないため、その領域まで外周カッタ片８ａを押し広げることはできない。
【００４８】
よって、外周カッタ片８ａを押し広げられる範囲で、基台部７を右方に偏芯回転させればよい。そして、その状態で、外周カッタ片８ａの内周面と小径シールドフレーム５の外周面との間に、外周隔壁３（図５参照）に設けられた固定ジャッキ１７のロッド部を挿入する。各外周カッタ片８ａが自重によって下がり、小径シールド機の発進時に小径シールドフレーム５と干渉することを防止するためである。
【００４９】
次に、図１０に示すように、同様にして、基台部７を略９０度左方に偏芯回転させる。すると、外周カッタ８の左上部と左下部の外周カッタ片８ａが関節（ピン８ｂ）の部分で開くように外方に押し広げられ、正面から見てその内方に小径シールドフレーム５が包含されるようになる。そして、その状態で、外周カッタ片８ａの内周面と小径シールドフレーム５の外周面との間に、外周隔壁３（図５参照）に設けられた固定ジャッキ１７のロッド部を挿入する。なお、必要ならば、基台部７を更に９０度偏芯回転させ、係合片８ａの下部（１８０度）も押し広げる。
【００５０】
これにより、外周カッタ８は、その各カッタ片８ａが関節（ピン８ｂ）の部分で開かれ、正面から見てその内方に小径シールドフレーム５を包含するように変形され、その変形状態が各固定ジャッキ１７によって保持される。なお、各カッタ片８ａの押し広げ方は、図例の方法に限られるものではなく、例えば、図７の状態から一旦全ての係脱ジャッキ１０を縮め、外周カッタ８の自重を固定ジャッキ１７に支持させ、次いで、図９に示すように基台部７を右方に偏芯回転させ、右方の係脱ジャッキ１０のみを伸ばし、右方のカッタ片８ａを押し広げるようにしてもよい。左方のカッタ片８ａも同様にして押し広げる。
【００５１】
この方法によってカッタ片８ａを押し広げる場合、カッタ片８ａの内周面に形成された溝状凹部１４と係合片９の外周面に形成された鍔状凸部１３とが滑る必要はないので、これらを周方向に沿ってギヤ状に形成してもよい。こうすれば、図６の状態（大径トンネル構築時）において、基台部７の偏芯回転に伴って、外周カッタ８が滑ることなく、一体的に偏芯回転する。但し、係合片９の内部に、カッタ片８ａと係脱するジャッキを設け、これによって基台部７と外周カッタ８との滑りを防止してもよい。
【００５２】
こうして、図１０に示すように、外周カッタ８の各カッタ片８ａが関節（ピン８ｂ）の部分で開かれ、正面から見てその内方に小径シールドフレーム５を包含するように変形され、その変形状態が各固定ジャッキ１７によって保持されたならば、図１１に示すように、各係脱ジャッキ１０を全て収縮させて各係合片９を径方向内方に引き寄せ、その両端部９ａを相互に当接させてリング体１２を構成させる。
【００５３】
その後、図５に示す連結ジャッキ１８を収縮してガイド筒４を小径シールドフレーム５から切り離し、基台部７を偏芯回転駆動しつつ小径シールドフレーム５内の推進ジャッキ２１を伸長させる。すると、ガイド筒４から小径シールド機（小径シールドフレーム５、基台部７、係脱ジャッキ１０および係合片９を有する小径シールド機）が発進する。
【００５４】
このとき、図１１に示すように、外周カッタ８は、その各カッタ片８ａが関節（ピン８ｂ）の部分で開かれ、正面から見てその内方に小径シールドフレーム５を包含するように変形され、その変形状態が各固定ジャッキ１７によって保持されているので、その内方に小径シールド機の発進スペースが形成されている。よって、小径シールド機は、問題なく発進できる。
【００５５】
発進後、小径シールド機は、小径シールドフレーム５内にてセグメント２２を組み立てて小径トンネルを構築する。また、発進時には、小径シールドフレーム５内の図５に示すフード部２３をジャッキ２４によって前方に突出させる。
【００５６】
本実施形態においても、前実施形態と同様に、外周カッタ８と基台部７との係合を外周カッタ８の内周面に形成した鍔状凸部１３と係合片９の外周面に形成した溝状凹１４部とによって行っているので、溝状凹部１４および鍔状凸部１３による外周カッタ８の切羽土圧に対する荷重支持面積を、係脱ジャッキ１０のサイズとは無関係に広くできる。よって、係脱ジャッキ１０の小型化を図れる。また、外周カッタ８と基台部７との分離は、係合片９を径方向内方に移動させることで容易に行える。
【００５７】
また、図９および図１０に示すように、基台部７を偏芯回転させて各外周カッタ片８ａを関節（ピン８ｂ）の部分で外方に押し広げたとき、各外周カッタ片８ａの内周面と係合片９の外周面との間に固定ジャッキ１７のロッド部を挿入して外周カッタ８の自重を支持しているので、小径シールド機の発進時における外周カッタ８の重力落下を、従来の図１２に示す中間ビームｋを用いることなく防止できる。よって、外周カッタ８の支持構造を簡素化できる。
【００５８】
また、各係合片９は、径方向内方に移動されたとき、両端部９ａが相互に当接してリング体１２をなすように形成されているため、各係合片９からなるリング体１２は、爾後、小径シールド機のカッタとなるが、このカッタの剛性が向上する。また、各係合片９は、干渉なく同時に縮径が可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るシールド掘進機のカッタ脱着機構によれば、外周カッタを係脱するアクチュエータ（ジャッキ）の小型化を図れ、外周カッタを支持する中間ビームを省略できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るカッタ脱着機構を備えた大小断面シールド機（回転式）の側断面図である。
【図２】上記シールド機の正面図である。
【図３】上記カッタ脱着機構の作動を示す説明図である。
【図４】上記カッタ脱着機構の作動を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るカッタ脱着機構を備えた大小断面シールド機（偏芯回転式）の側断面図である。
【図６】上記シールド機の正面図である。
【図７】上記カッタ脱着機構の作動を示す説明図である。
【図８】上記カッタ脱着機構の作動を示す説明図である。
【図９】上記カッタ脱着機構の作動を示す説明図である。
【図１０】上記カッタ脱着機構の作動を示す説明図である。
【図１１】上記カッタ脱着機構の作動を示す説明図である。
【図１２】従来例を示すカッタ脱着機構を備えた大小断面シールド機の側断面図である。
【符号の説明】
１大小断面シールド機
２大径シールドフレーム
５小径シールドフレーム
８外周カッタ
８ａ外周カッタ片
８ｂ関節（ピン）
８ｃ切断部
８ｄリング固定ジャッキ８ｄ
９係合片
１０アクチュエータ（係脱ジャッキ）
１２リング体
１３鍔状凸部
１４溝状凹部
１７固定装置（固定ジャッキ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a peripheral cutter attaching / detaching mechanism of a shield machine that cuts an outer peripheral cutter formed in a ring shape and changes a sectional area of excavation.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 12, a large and small cross-section shield machine is known in which a small-diameter shield machine is separated and started from the inside of a large-diameter shield machine and a small-diameter tunnel is constructed continuously with the large-diameter tunnel. The large and small cross-section shield machine a is accommodated in a ring plate-like outer peripheral partition wall c attached in a large-diameter shield frame b, a guide tube d attached to the outer peripheral partition wall c, and a guide tube d so as to be slidable. A small-diameter shield frame e and a disk-shaped inner peripheral partition wall f attached in the small-diameter shield frame e are included.
[0003]
A base part g (inner peripheral cutter) that is rotationally driven by a drive motor (not shown) is pivotally supported on the inner peripheral partition wall f. A ring-shaped outer cutter h is detachably engaged with the outer periphery of the inner cutter g, and an engagement / disengagement jack i that engages with and disengages from the outer cutter h is housed inside the inner cutter g. . The outer cutter h is supported by an intermediate beam k on a rotating ring j that is rotatably attached to the outer peripheral partition wall c via a bearing. Further, a connecting jack l that engages and disengages with the guide cylinder d is provided in the small-diameter shield frame e.
[0004]
According to this configuration, when constructing a large-diameter tunnel, the inner peripheral cutter g and the outer peripheral cutter h are engaged by the engagement / disengagement jack i, and the small-diameter shield frame e and the guide cylinder d are connected by the connection jack l. Thus, the propulsion jack m in the large-diameter shield frame b is extended while rotationally driving the inner peripheral cutter g. Then, the outer peripheral cutter h and the inner peripheral cutter g are integrally driven to rotate, and the small-diameter shield frame e and the large-diameter shield frame b move together, so that the large-diameter tunnel is inside the large-diameter shield frame b. Can be built.
[0005]
Thereafter, when the small diameter tunnel is constructed by connecting to the large diameter tunnel, the engagement / disengagement jack i is contracted to separate the outer cutter h and the inner cutter g, and the connection jack l is contracted to guide the guide cylinder d and the small diameter shield frame. Separate from e. Then, the propulsion jack n in the small-diameter shield frame e is extended while rotationally driving the inner peripheral cutter g. Then, since the small-diameter shield machine (having the small-diameter shield frame e and the inner peripheral cutter g) starts from the guide cylinder d, a small-diameter tunnel can be constructed in the small-diameter shield frame e.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a large and small cross-section shield machine a, the connection / disconnection of the outer cutter h and the inner cutter g is performed by inserting and removing the rod portion of the engagement / disengagement jack i into the engagement hole of the outer cutter h. In order to support the outer cutter h against the earth pressure (load in the excavation direction) of the face, the rod portion of the engagement / disengagement jack inserted into the engagement hole of the outer cutter h is made thicker and longer, and the load support area Need to be larger. However, this leads to an increase in the size of the engagement / disengagement jack, which is not preferable.
[0007]
In the large and small cross-section shield machine a, after the engagement / disengagement jack i is contracted and the outer cutter h is separated from the inner cutter g, the small-diameter shield machine (having the small-diameter shield frame e and the inner cutter g) starts. At this time, an intermediate beam k is provided to support the outer cutter h so that it does not fall due to gravity. However, since the intermediate beam k only functions when the small-diameter shield machine starts, it has been desired to omit it.
[0008]
An object of the present invention created in view of the above circumstances is to provide a cutter detaching mechanism of a shield machine capable of reducing the size of a jack (actuator) for engaging / disengaging an outer cutter and omitting an intermediate beam. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a cutter detachment mechanism for a shield machine that cuts an outer peripheral cutter formed in a ring shape and changes a cross-sectional area of the excavation machine, in the circumferential direction inward of the ring-shaped outer cutter. A plurality of engagement pieces arranged at predetermined intervals along the actuator, actuators that move the engagement pieces in the radial direction, and abut the outer peripheral surface thereof on the inner peripheral surface of the outer cutter, and the engagements. The outer peripheral surface of the piece and the inner peripheral surface of the outer cutter are each provided with a groove-like concave portion and a hook-like convex portion that are formed along the circumferential direction and engage with each other at the time of contact.
[0010]
According to the present invention, the engagement between the outer cutter and the engagement piece includes the groove-shaped recess and the hook-shaped protrusion formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the engagement piece and the inner peripheral surface of the outer cutter. Since the engagement is performed, the load supporting area with respect to the face soil pressure of the outer cutter by the groove-like recesses and the hook-like projections can be widened regardless of the size of the actuator that moves the engagement piece. Further, the outer cutter and the engaging piece can be easily separated by moving the engaging piece radially inward.
[0011]
Further, when the engagement piece is moved radially inward and the outer peripheral surface of the engagement piece is separated from the inner peripheral surface of the outer cutter, a fixing device that is inserted between them and supports the outer cutter, It is preferable to be provided so as to be able to protrude and retract from the shield frame side. In this way, it is possible to support the gravity drop of the outer cutter when the small-diameter shield machine starts without using a conventional intermediate beam.
[0012]
Moreover, it is preferable that each said engagement piece is formed so that both ends may mutually contact | abut and make a ring body, when it moves to a radial inside. In this way, the ring body made up of the engagement pieces becomes a cutter for a small-diameter shield machine after being turned on, but the rigidity of the cutter is improved. Further, there is no interference between the engaging pieces, and the diameter can be reduced at the same time.
[0013]
Further, the base portion to which the actuator is attached is driven to rotate eccentrically with respect to the shield frame, and the outer peripheral cutter is configured such that a plurality of outer peripheral cutter pieces are connected by joints and a predetermined portion can be cut freely. It may be what.
[0014]
In this way, when the small-diameter shield machine starts, the outer cutter is pushed open so that it opens at the joint by rotating the base part eccentrically while cutting a predetermined part of the outer cutter. The space for starting a small-diameter shield machine can be secured.
[0015]
The base portion to which the actuator is attached may be driven to rotate with respect to the shield frame.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0018]
The cutter attaching / detaching mechanism according to the present embodiment is applied to a large and small cross-section shield machine in which a small-diameter shield machine is separated and started from the inside of a large-diameter shield machine and a small-diameter tunnel is constructed continuously with the large-diameter tunnel.
[0019]
As shown in FIG. 1, such a large and small cross-section shielding machine 1 includes a ring plate-shaped outer peripheral partition wall 3 mounted in a large-diameter shield frame 2, a guide tube 4 mounted on the outer peripheral partition wall 3, and an inside of the guide tube 4. The small-diameter shield frame 5 is slidably accommodated in the frame, and the disk-shaped inner peripheral partition wall 6 is mounted in the small-diameter shield frame 5. A base portion 7 that is rotationally driven by a drive motor (not shown) is pivotally supported on the inner peripheral partition wall 6.
[0020]
As shown in FIG. 2, an outer peripheral cutter 8 formed in a ring shape is disposed outside the base portion 7. A plurality of (four in the illustrated example) engaging pieces 9 formed in an arc shape are disposed between the outer cutter 8 and the base portion 7 at predetermined intervals (90 degrees in the illustrated example) in the circumferential direction. ing. These engagement pieces 9 are moved in the radial direction by an actuator (moving jack 10) provided on the base portion 7, and the outer peripheral surface thereof comes into contact with the inner peripheral surface of the outer cutter 8.
[0021]
The movable jack 10 has a rod portion 10 a pin-supported by the base portion 7 and a head portion 10 b pin-supported by the engagement piece 9. The head portion 10b is slidably inserted into the guide tube 11 attached to the base portion 7. Therefore, the head portion 10b and the guide tube 11 support the outer cutter 8 that receives the earth pressure (load in the excavation direction) of the face. The reason why the head portion 10b is used as a load supporting member is that the diameter is larger than that of the rod portion 10a and the load supporting ability is high. In addition to the head portion 10b and the guide cylinder 11, a telescopic slide mechanism (not shown) that supports the load received by the outer cutter 8 is provided between the base portion 7 and the engagement piece 9. Also good.
[0022]
A cutter bit (not shown) is attached to the engagement piece 9, the moving jack 10 and the base portion 7 via a bit support member (not shown) such as a cutter face plate. Of course, this bit support member is attached so as not to obstruct the radial movement of the engagement piece 9 and the movable jack 10. Similarly, a cutter bit (not shown) is attached to the outer cutter 8 as well.
[0023]
Each engaging piece 9 is set to have a curvature smaller than that of the outer cutter 8, and when moved inward in the radial direction as shown in FIG. 12 is formed. Further, the diameter of the ring body 12 is set to be slightly larger than the diameter of the small-diameter shield frame 5 shown in FIG. 1, that is, to match the cutter diameter of the small-diameter shield machine.
[0024]
On the inner peripheral surface of the outer cutter 8, as shown in FIG. 1, hook-shaped convex portions 13 are formed along the circumferential direction. On the other hand, a groove-like recess 14 is formed on the outer peripheral surface of the engagement piece 9 along the circumferential direction. The hook-shaped convex portion 13 and the groove-shaped concave portion 14 are formed in a shape that engages with each other when the outer peripheral surface of the engagement piece 8 abuts on the inner peripheral surface of the outer cutter 8. This engagement area is set to an area that can support the outer cutter 8 that receives the earth pressure (load in the excavation direction) of the face. Here, as the area of the engagement surface (load transmission area) is large, the front load can be dispersed and a large load can be received.
[0025]
As shown in FIG. 2, a notch 15 is provided in a part of the bowl-shaped convex part 13, while a raised part 16 that engages with the notch 15 is provided in a part of the groove-like recessed part 14. Is provided. This is because the rotation of the base 7 is transmitted to the outer cutter 8. The positions of the cut portion 15 and the raised portion 16 are positions where the outer peripheral surface of the engagement piece 9 and the inner peripheral surface of the outer cutter 8 having different curvatures contact each other. However, the notched portion 15 and the raised portion 16 are eliminated, and a rotation-preventing pin (not shown) provided in the engagement piece 9 is separately projected and retracted by a jack or the like, so that the rotation of the base portion 7 is transmitted to the outer cutter 8. Also good.
[0026]
The shape of the inner peripheral surface of the outer cutter 8 is not a circle as shown in FIG. 2, but a shape that closely contacts the outer peripheral surface of the engagement piece 9, and the engagement area between the bowl-shaped convex portion 13 and the groove-shaped concave portion 14. (Load support area in the excavation direction) may be more widely earned. In the example shown in the figure, the flange-like convex portion 13 is provided on the inner peripheral surface of the outer cutter 8 and the groove-like concave portion 14 is provided on the outer peripheral surface of the engagement piece 9. The groove-shaped recess 14 may be provided on the inner peripheral surface of 8, and the hook-shaped protrusion 13 may be provided on the outer peripheral surface of the engagement piece 9.
[0027]
Also, as shown in FIGS. 1 and 3, the outer peripheral partition wall 3 has the engagement piece 9 moved radially inward so that the outer peripheral surface of the engagement piece 9 is separated from the inner peripheral surface of the outer cutter 8. In this case, a fixing device (a fixing jack 17 in the illustrated example, which may be manually protruded forward, etc.) inserted between them and supporting the load of the outer cutter 8 may be provided so as to be able to appear and retract. . In the illustrated example, the fixed jack 17 is disposed at a position where the fixed jack 17 is inserted into the upper cut portion 15. There may be.
[0028]
The operation of this embodiment will be described.
[0029]
When constructing a large-diameter tunnel, as shown in FIGS. 1 and 2, the engagement / disengagement jack 10 is extended to engage the groove-like recess 14 of the engagement piece 9 and the flange-like projection 13 of the outer cutter 8. The propulsion jack 19 provided in the large-diameter shield frame 2 is extended while the base portion 7 is rotationally driven in a state where the small-diameter shield frame 5 and the guide cylinder 4 are connected by extending the connection jack 18. Then, since the outer cutter 8 is rotationally driven integrally with the base portion 7 and the small-diameter shield frame 5 moves forward integrally with the large-diameter shield frame 2, the segment 20 is assembled in the large-diameter shield frame 2. A large-diameter tunnel can be constructed.
[0030]
When constructing a small-diameter tunnel by connecting to a large-diameter tunnel, first, as shown in FIG. 3, after adjusting the rotational position of the base portion 7, the upper engagement / disengagement jack 10 is contracted and the upper engagement piece is contracted. 9 is pulled inward and separated from the outer cutter 8. At this time, the weight of the outer cutter 8 is held by the force by which the left and right engaging pieces 9, 9 push the inner peripheral surface of the outer cutter 8 radially outward.
[0031]
Next, the fixed jack 17 is extended, and the rod portion is inserted into the space of the cut portion 15. Next, as shown in FIG. 4, the other (left and right and lower) engaging / disengaging jacks 10 are contracted, and the left and right and lower engaging pieces 9, 9, 9 are pulled inward to separate from the outer cutter 8. . At this time, the own weight of the outer cutter 8 is supported by the outer peripheral partition wall 3 through the rod portion of the fixed jack 17. Each engagement piece 9 forms a ring body 12 with its both end portions 9a abutting each other.
[0032]
Thereafter, the connecting jack 18 shown in FIG. 1 is contracted to separate the guide cylinder 4 from the small-diameter shield frame 5, and the propulsion jack 21 in the small-diameter shield frame 5 is extended while the base portion 7 is rotationally driven. Then, a small-diameter shield machine (small-diameter shield machine having the small-diameter shield frame 5, the base portion 7, the engagement / disengagement jack 10, and the engagement piece 9) starts from the guide tube 4. Therefore, the small diameter tunnel can be constructed by assembling the segments 22 in the small diameter shield frame 5. When the vehicle starts, the hood portion 23 shown in FIG. 1 in the small-diameter shield frame 5 is projected forward by the jack 24.
[0033]
As described above, the engagement between the outer cutter 8 and the base 7 is achieved by forming the groove-shaped recess 14 formed along the outer peripheral surface of the engagement piece 9 along the inner peripheral surface of the outer cutter 8. Since the groove-shaped concave portion 14 and the hook-shaped convex portion 13 are engaged with the convex protrusion 13, the load supporting area with respect to the face pressure of the outer cutter 8 can be increased regardless of the size of the engagement / disengagement jack 10. Therefore, the engagement / disengagement jack 10 can be reduced in size. Further, the outer cutter 8 and the base portion 7 can be easily separated by moving the engagement piece 9 radially inward.
[0034]
3 and 4, when the engagement piece 9 is moved inward in the radial direction and the outer peripheral surface of the engagement piece 9 is separated from the inner peripheral surface of the outer cutter 8, there is a gap between them. Since the rod portion of the fixed jack 17 is inserted to support the weight of the outer cutter 8, the gravity drop of the outer cutter 8 at the start of the small-diameter shield machine can be performed without using the intermediate beam k shown in FIG. Can be prevented. Therefore, the support structure of the outer cutter 8 can be simplified.
[0035]
Each engagement piece 9 is formed so that both end portions 9a come into contact with each other to form a ring body 12 when moved inward in the radial direction. 12 becomes a cutter of a small-diameter shield machine after dredging, but the rigidity of this cutter is improved. Each engagement piece 9 can be simultaneously reduced in diameter without interference.
[0036]
A second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0037]
As shown in the figure, the large and small cross section shield machine 1a has many parts in common with the large and small cross section shield machine 1 of the previous embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5, and therefore, common parts are denoted by the same reference numerals. Therefore, only a few differences will be described.
[0038]
The first difference is that the base portion 7 is not rotationally driven as in the previous embodiment, but is eccentrically rotated. The eccentric rotation mechanism itself is a known technique and will not be described. However, the eccentric rotation causes the entire cutter including the outer cutter 8 to be eccentrically rotated, and the front face of the large-diameter shield frame 2 is excavated. It is supposed to be. That is, as shown in FIG. 6, the center 7x of the base part 7 is arranged to be eccentric from the center 2x of the large-diameter shield frame 2 by a predetermined distance, and the base part 7 is rotated eccentrically. The outer cutter 8 rotates eccentrically so as to excavate the front surface of the large-diameter shield frame 2.
[0039]
The second difference is that the outer cutter 8 is not a simple ring body as in the previous embodiment, but a plurality of outer cutter pieces 8a are connected by joints (pins 8b) and a predetermined portion 8c is freely cut. It is. In the illustrated example, the outer cutter 8 is formed by connecting four outer cutter pieces 8a formed in an arc shape so as to be openable and closable by a joint composed of a pin 8b, and one place 8c can be cut by a ring fixing jack 8d. The number of the outer cutter pieces 8a is not limited to four, and the number of cutting points 8c may be two or more.
[0040]
As described above, the outer cutter 8 is composed of the plurality of outer cutter pieces 8a, the joint 8b, the cutting portion 8c, and the ring fixing jack 8d. When the difference in outer diameter between the shield frame 2 and the small-diameter shield frame 5 is small, as shown in FIG. 6, when viewed from the front, a part of the small-diameter shield frame 5 (the lower half in the example) is a ring-shaped outer cutter. This is because the small-diameter shield machine cannot be started as it is.
[0041]
That is, even when the engagement piece 9 is pulled inward in the radial direction from the state shown in FIG. 6 when the small-diameter shield machine is started, the small-diameter shield machine (small-diameter shield frame 5) is on the path due to the eccentric rotation drive characteristics. Since a part of the ring-shaped outer cutter 8 (lower half in the figure) exists, the small-diameter shield frame 5 of the small-diameter shield machine interferes with the lower half of the outer cutter 8 and cannot start. is there.
[0042]
Therefore, in this embodiment, the outer cutter 8 is composed of a plurality of outer cutter pieces 8a, a joint 8b, a cutting portion 8c, and a ring fixing jack 8d, and the ring fixing jack 8d is contracted to cut the cutting portion 8c. By rotating the base 7 eccentrically by a predetermined angle, each outer cutter piece 8a is spread outwardly at the joint 8b (see FIG. 9 and FIG. 10), and the launch space of the small-diameter shield machine is inward of that. Is secured.
The operation of this embodiment will be described.
[0043]
When constructing a large-diameter tunnel, as shown in FIGS. 5 and 6, the engagement / disengagement jack 10 is extended to engage the engagement piece 9 and the outer cutter 8, and the connection jack 18 is extended to reduce the small-diameter shield frame. In a state in which 5 and the guide cylinder 4 are connected, the propulsion jack 19 provided in the large-diameter shield frame 2 is extended while the base portion 7 is driven to rotate eccentrically. Then, the outer cutter 8 is driven to rotate eccentrically integrally with the base 7, and the small diameter shield frame 5 moves forward together with the large diameter shield frame 2, so that the segment 20 is moved within the large diameter shield frame 2. Can be assembled to build a large tunnel.
[0044]
When constructing a small-diameter tunnel by connecting to a large-diameter tunnel, first, as shown in FIG. 7, after adjusting the rotational position of the base portion 7, the upper engagement / disengagement jack 10 is contracted, and the upper engagement portion is 9 is pulled inward and separated from the outer cutter 8. At this time, the weight of the outer cutter 8 is held by the force by which the left and right engaging pieces 9, 9 push the inner peripheral surface of the outer cutter 8 radially outward. Next, the fixed jack 17 (see FIG. 5) is extended to project the rod portion forward.
[0045]
Next, as shown in FIG. 8, the lower engagement / disengagement jack 10 is contracted, and the lower engagement piece 9 is pulled inward to be separated from the outer cutter 8. Then, the ring fixing jack 8d is contracted to cut the cut portion 8c between the outer cutter pieces 8a. Then, the left and right engaging / disengaging jacks 10 are slightly contracted, and the outer cutter 8 is slightly lowered to support its own weight on the rod portion of the fixed jack 17.
[0046]
At this time, the groove-like recesses 14 formed on the outer peripheral surfaces of the left and right engaging pieces 9 have to move so as to slide along the hook-like protrusions 13 formed on the inner peripheral surface of the outer cutter piece 8a. Therefore, in this embodiment, the notch 15 cut out in the hook-like convex portion 13 is present in the same manner as in the previous embodiment, but in the previous embodiment, the groove 15 is provided in the groove-like concave portion 14 to be engaged therewith. The raised portion 16 is omitted.
[0047]
Next, as shown in FIG. 9, the base portion 7 is eccentrically rotated to the right by about 90 degrees. Then, the outer peripheral cutter piece 8a at the upper right part and the lower right part of the outer cutter 8 is pushed outward so as to open at the joint (pin 8b), and the small-diameter shield frame 5 is included in the inner part when viewed from the front. Become so. Here, since the outside of the large-diameter shield frame 2 has not been excavated, the outer cutter piece 8a cannot be expanded to that area.
[0048]
Therefore, the base part 7 may be eccentrically rotated rightward within a range in which the outer cutter piece 8a can be pushed and spread. In this state, the rod portion of the fixed jack 17 provided on the outer peripheral partition wall 3 (see FIG. 5) is inserted between the inner peripheral surface of the outer peripheral cutter piece 8a and the outer peripheral surface of the small-diameter shield frame 5. This is to prevent each outer cutter piece 8a from being lowered by its own weight and interfering with the small-diameter shield frame 5 when the small-diameter shield machine starts.
[0049]
Next, as shown in FIG. 10, similarly, the base part 7 is eccentrically rotated to the left by about 90 degrees. Then, the upper left and lower left outer cutter pieces 8a of the outer cutter 8 are spread outward so as to open at the joint (pin 8b), and the small-diameter shield frame 5 is included in the inner side when viewed from the front. Become so. In this state, the rod portion of the fixed jack 17 provided on the outer peripheral partition wall 3 (see FIG. 5) is inserted between the inner peripheral surface of the outer peripheral cutter piece 8a and the outer peripheral surface of the small-diameter shield frame 5. If necessary, the base part 7 is further rotated eccentrically by 90 degrees, and the lower part (180 degrees) of the engagement piece 8a is also pushed open.
[0050]
As a result, the outer cutter 8 is deformed so that each cutter piece 8a is opened at the joint (pin 8b) and includes the small-diameter shield frame 5 inward when viewed from the front. It is held by a fixed jack 17. The method of spreading each cutter piece 8a is not limited to the method shown in the figure. For example, all the engagement / disengagement jacks 10 are temporarily contracted from the state shown in FIG. Then, as shown in FIG. 9, the base portion 7 may be eccentrically rotated to the right, and only the right engagement / disengagement jack 10 may be extended to expand the right cutter piece 8a. The left cutter piece 8a is also spread in the same manner.
[0051]
When the cutter piece 8a is spread by this method, the groove-like concave portion 14 formed on the inner peripheral surface of the cutter piece 8a and the hook-shaped convex portion 13 formed on the outer peripheral surface of the engaging piece 9 do not need to slide. These may be formed in a gear shape along the circumferential direction. If it carries out like this, in the state of FIG. 6 (at the time of large diameter tunnel construction), with the eccentric rotation of the base part 7, the outer periphery cutter 8 will be eccentrically rotated integrally. However, a jack that engages and disengages with the cutter piece 8 a may be provided inside the engagement piece 9, thereby preventing the base portion 7 and the outer cutter 8 from slipping.
[0052]
Thus, as shown in FIG. 10, each cutter piece 8a of the outer cutter 8 is opened at the joint (pin 8b), and is deformed so as to include the small-diameter shield frame 5 on the inside thereof when viewed from the front. If the deformed state is held by the fixed jacks 17, as shown in FIG. 11, the engaging / disengaging jacks 10 are all contracted to draw the engaging pieces 9 inward in the radial direction, and the ends 9a are mutually connected. The ring body 12 is configured by contacting the ring body 12.
[0053]
Thereafter, the connecting jack 18 shown in FIG. 5 is contracted to separate the guide cylinder 4 from the small-diameter shield frame 5, and the propulsion jack 21 in the small-diameter shield frame 5 is extended while the base portion 7 is driven to rotate eccentrically. Then, a small-diameter shield machine (small-diameter shield machine having the small-diameter shield frame 5, the base portion 7, the engagement / disengagement jack 10, and the engagement piece 9) starts from the guide tube 4.
[0054]
At this time, as shown in FIG. 11, the outer cutter 8 is deformed so that each cutter piece 8a is opened at the joint (pin 8b) and the small-diameter shield frame 5 is included inward when viewed from the front. And since the deformation | transformation state is hold | maintained by each fixed jack 17, the starting space of a small diameter shield machine is formed in the inside. Therefore, the small-diameter shield machine can start without problems.
[0055]
After starting, the small-diameter shield machine assembles the segments 22 in the small-diameter shield frame 5 to construct a small-diameter tunnel. Further, when starting, the hood portion 23 shown in FIG. 5 in the small-diameter shield frame 5 is projected forward by the jack 24.
[0056]
Also in the present embodiment, as in the previous embodiment, the engagement between the outer cutter 8 and the base portion 7 is performed on the outer peripheral surface of the hook-shaped convex portion 13 formed on the inner peripheral surface of the outer cutter 8 and the engagement piece 9. Since it is performed by the formed groove-like recess 14 part, the load supporting area with respect to the face pressure of the outer cutter 8 by the groove-like recess 14 and the hook-like protrusion 13 can be widened irrespective of the size of the engagement / disengagement jack 10. . Therefore, the engagement / disengagement jack 10 can be reduced in size. Further, the outer cutter 8 and the base portion 7 can be easily separated by moving the engagement piece 9 radially inward.
[0057]
Further, as shown in FIGS. 9 and 10, when the base portion 7 is eccentrically rotated and each outer cutter piece 8a is pushed outward at the joint (pin 8b), the outer cutter pieces 8a Since the rod portion of the fixed jack 17 is inserted between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the engagement piece 9 to support the own weight of the outer cutter 8, the gravity drop of the outer cutter 8 at the start of the small-diameter shield machine Can be prevented without using the intermediate beam k shown in FIG. Therefore, the support structure of the outer cutter 8 can be simplified.
[0058]
Each engagement piece 9 is formed so that both end portions 9a come into contact with each other to form a ring body 12 when moved inward in the radial direction. 12 becomes a cutter of a small-diameter shield machine after dredging, but the rigidity of this cutter is improved. Each engagement piece 9 can be simultaneously reduced in diameter without interference.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the cutter attaching / detaching mechanism of the shield machine according to the present invention, the actuator (jack) for engaging / disengaging the outer cutter can be reduced in size, and the intermediate beam supporting the outer cutter can be omitted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side cross-sectional view of a large and small cross-section shield machine (rotary type) equipped with a cutter attaching / detaching mechanism according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the shield machine.
FIG. 3 is an explanatory view showing the operation of the cutter detaching mechanism.
FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of the cutter detaching mechanism.
FIG. 5 is a side sectional view of a large and small cross-section shielding machine (eccentric rotation type) provided with a cutter attaching / detaching mechanism according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a front view of the shield machine.
FIG. 7 is an explanatory view showing the operation of the cutter detaching mechanism.
FIG. 8 is an explanatory view showing the operation of the cutter detaching mechanism.
FIG. 9 is an explanatory view showing the operation of the cutter attaching / detaching mechanism.
FIG. 10 is an explanatory view showing the operation of the cutter detaching mechanism.
FIG. 11 is an explanatory view showing the operation of the cutter attaching / detaching mechanism.
FIG. 12 is a side sectional view of a large and small cross-section shield machine provided with a cutter detaching mechanism showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Large and small cross section shield machine
2 Large-diameter shield frame
5 Small-diameter shield frame
8 Peripheral cutter
8a Outer cutter piece
8b Joint (pin)
8c cutting part
8d Ring fixing jack 8d
9 Engagement piece
10 Actuator (engaging / disengaging jack)
12 Ring body
13 ridges
14 Groove-shaped recess
17 Fixing device (fixing jack)

Claims

A cutter detachment mechanism for a shield machine that cuts the outer cutter formed in a ring shape to change the excavation cross-sectional area, and is arranged inside the ring outer cutter at a predetermined interval along the circumferential direction. A plurality of engaging pieces, an actuator for moving each of the engaging pieces in the radial direction and bringing the outer peripheral surface into contact with the inner peripheral surface of the outer cutter, and the outer peripheral surface of the engaging piece and the inner peripheral surface of the outer cutter A cutter detaching mechanism for a shield machine, comprising a groove-like concave portion and a hook-like convex portion that are formed along the circumferential direction and engage with each other at the time of contact.

When the engagement piece is moved inward in the radial direction and the outer peripheral surface of the engagement piece is separated from the inner peripheral surface of the outer cutter, a fixing device inserted between them to support the outer cutter is used as a shield frame. The cutter attaching / detaching mechanism of the shield machine according to claim 1, wherein the cutter attaching / detaching mechanism is provided so as to be able to protrude and retract from the side.

The cutter detachment mechanism of a shield machine according to claim 1 or 2 , wherein each of the engagement pieces is formed so that both ends thereof are in contact with each other to form a ring body when moved inward in the radial direction. .

The cutter attaching / detaching mechanism for a shield machine according to any one of claims 1 to 3 , wherein the base portion to which the actuator is attached is rotationally driven with respect to the shield frame.

The base portion to which the actuator is attached is driven to rotate eccentrically with respect to the shield frame, and the outer peripheral cutter is configured such that a plurality of outer peripheral cutter pieces are connected by joints and a predetermined portion can be cut freely. The cutter detachment mechanism of the shield machine according to any one of claims 1 to 3.