JP4239346B2

JP4239346B2 - Cutter bit exchanging method and cutter bit exchanging apparatus

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Publication number: JP4239346B2
Application number: JP2000056070A
Authority: JP
Inventors: 茂男藤井; 譲吉田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001241293A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カッタビット交換方法及びカッタビット交換装置に係り、特に、シールド掘進機の機内側からカッタビットの交換が可能なカッタビット交換方法及び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】
シールド掘進機は、筒体状に形成されたシールドフレーム内を仕切る隔壁に設けられたカッタによって切羽を掘削しつつ、シールドフレーム内にてセグメントを組立ててトンネル壁を構築し、そのトンネル壁に反力を取る推進ジャッキによってシールドフレームを前進させ、地山を舟食い虫の如く掘進するものである。かかるシールド掘進機によって長距離施工を行う場合、カッタのカッタビットが摩耗限界に至る前に、摩耗したカッタビットを交換する必要がある。
【０００３】
従来、このカッタビットの交換は掘進経路の途中に地上から中間立坑を設け、そこにシールド掘進機を導いて中間立坑内にて交換する方式や、カッタ前方の地山を地上からの薬剤注入や凍結等によって地盤改良して地山の自立と止水とを確保した後、作業員が隔壁から外に出て固められた地山を手掘りして交換作業を行う方式等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの方式の場合には、掘進経路の途中にて地上からの中間立坑の構築や薬剤注入等の地上作業が必要となるため、地上の交通状況等によっては不可能な場合がある。また、掘進経路が大深度の場合や海底を掘進する場合には、上記地上作業は実際上不可能となる。さらに、中間立坑の構築や薬剤注入等による地盤改良は、相当の工事期間およびコストが必要となり、繰り返し行うことが困難である。
【０００５】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、カッタビットの交換を機内側から容易に行うことができるカッタビット交換方法及びカッタビット交換装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るカッタビット交換方法は、シールドフレーム内を前後に仕切る隔壁前方に設けられたカッタと、そのカッタのカッタフレームに貫通して形成された装着穴と、カッタフレーム背面側から該装着穴に装着されたカッタビットと、上記装着穴内に設けられ該装着穴を開閉する止水手段とを備えたシールド掘進機のカッタビットを交換する方法であって、上記隔壁に取り付けられた筒体を、上記シールドフレームの長手方向前方側にスライドさせ、上記カッタフレーム背面に上記装着穴を取り囲むように当接させた後、上記筒体内部にて装着穴に装着された上記カッタビットをカッタフレーム背面側から引抜き始め、完全に引抜いてしまう前に、カッタビット前方の上記装着穴を上記止水手段により閉塞し、その後、カッタビットを上記装着穴から完全に引抜いて、カッタビットの交換を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、カッタビットを、カッタフレームの背面側から、カッタフレームの装着穴に装着することにより、カッタビットの交換作業を、シールド掘進機の機内側から行うことができるだけでなく、カッタフレーム背面側からカッタビットを完全に引抜く前に、カッタビット前方の装着穴を止水手段により閉塞することができるので、装着穴内に泥水等が浸入することがない。
【０００８】
また、上記隔壁に取り付けられた筒体を、上記シールドフレームの長手方向前方側にスライドさせ、上記カッタフレーム背面に上記装着穴を取り囲むように当接させる際、筒体内部に設けた仕切部材を閉じた状態で、筒体をカッタフレーム背面に当接させ、その後、仕切部材を開放して、筒体内部に、装着穴に装着されたカッタビットを露出させるようにしてもよい。このようにすれば、筒体内部に流入する泥水等の量を少なくすることができる。
【０００９】
また、上記筒体をトンネルの径方向にスイングさせ、筒体の前端部が、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットの各装着穴をそれぞれ取り囲むように、カッタフレーム背面と当接するようにしてもよい。このようにすれば、１台のカッタビット交換装置で、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットを全て交換することができる。
【００１０】
一方、上記目的を達成すべく本発明に係るカッタビット交換装置は、シールドフレーム内を前後に仕切る隔壁前方に設けられたカッタと、そのカッタのカッタフレームに貫通して形成された装着穴と、カッタフレーム背面側から該装着穴に装着されたカッタビットとを備えたシールド掘進機のカッタビットを交換する装置であって、上記装着穴内に設けられ該装着穴を開閉する止水手段と、上記隔壁に前後方向にスライド自在に取り付けられ、その前進時に上記カッタフレーム背面の上記装着穴を取り囲むようにカッタフレーム背面に当接される筒体とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、筒体を前進させてカッタフレーム背面の装着穴を取り囲むようにカッタフレーム背面に当接させることにより、筒体内部からカッタフレーム背面側から装着穴に装着されたカッタビットを交換することができるだけでなく、カッタビットの交換の際に、止水手段によってカッタビット前方の装着穴を閉塞することができるので、装着穴内に泥水等が浸入することがない。
【００１２】
また、上記止水手段は、上記装着穴内に設けられ、該装着穴と連通するカッタビット挿抜穴を有した球体部材と、該球体部材を軸廻りに回転させる駆動部材とを備えたものであってよい。このようにすれば、駆動部材を用いて球体部材を回転させることにより、球体部材の球面がカッタビット前方の装着穴に位置するようになる。これによって、カッタビット前方の装着穴を止水することができる。
【００１３】
また、上記筒体を前進させて上記カッタフレーム背面の装着穴を取り囲むように上記カッタフレーム背面に当接させる際、筒体前端部とカッタフレーム背面とを密着させるべく、カッタフレーム背面にスペーサを設けたものであってよい。このようにすれば、カッタフレームに対して筒体が斜めに傾いた状態で、カッタフレーム背面に当接しても、カッタフレーム背面に設けたスペーサにより、筒体前端部とカッタフレーム背面との間に隙間が生じることがない。
【００１４】
また、上記筒体を、その前進時、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットの各装着穴をそれぞれ取り囲むようにカッタフレーム背面に当接させるべく、上記隔壁にトンネル径方向スイング自在に取り付けたものであってよい。このようにすれば、筒体の前進時、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットの各装着穴をそれぞれ取り囲むように、筒体の前端部をカッタフレーム背面に当接することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１６】
図１に示すように、掘進機本体２のシールドフレーム（スキンプレート）２ａの内部は、隔壁３によって前後に仕切られている。この隔壁３の前方には、切羽を掘削するためのカッタ４が回転自在に設けられている。
【００１７】
隔壁３には開口部３ａが形成されており、この開口部３ａに、隔壁３に対して垂直な状態で、円筒状のガイド部材２５が嵌合される。このガイド部材２５内に、前後方向にスライド自在な筒体２１が挿入されて設けられている。この筒体２１の後端部（図１中では右端部）には、ガイド部材２５に固定されたスライド手段２３が連結される。このスライド手段２３によって筒体２１は前後方向にスライドされる。また、ガイド部材２５の両端内周には、シール材２６ａ，２６ｂが設けられる。このシール材２６ａ，２６ｂによって、ガイド部材２５と筒体２１との隙間から、隔壁３内に泥水等が浸入するのを防いでいる。
【００１８】
筒体２１はカッタビット９の交換室となるものであり、内部前端および内部後端にマンホールである蓋（仕切部材）２２ａ，２２ｂを有していると共に、その前端部（図１中では左端部）にリング状のシール材２４が設けられる。この筒体２１のシール材２４が、その前進時に、後述するカッタフレーム７の背面７ｂの装着穴１２を取り囲むように、カッタフレーム背面７ｂに当接される。
【００１９】
カッタ４は、その回転軸５の外周に設けられた各外歯ギヤ６がモータ（図示せず）のピニオンに噛合されており、モータによって回転駆動される。カッタ４の回転軸５の先端部には、カッタフレーム７が放射状に取り付けられている。各カッタフレーム７には、図３に示すように、トンネル径方向に複数個（図３中では１個のみ図示）のカッタビット取付口８が形成されており、各カッタビット取付口８には、カッタビット９を装着するための収容部材１１がそれぞれ設けられている。収容部材１１は、カッタフレーム７の前面７ａと背面７ｂとを連絡し、カッタビット９を装着するための装着穴１２を有している。この装着穴１２内に止水手段１０が設けられる。
【００２０】
止水手段１０は、図３〜図５に示すように、球体部材１４および駆動部材１７とで主に構成される。球体部材１４は、収容部材１１のカッタフレーム前面７ａ側に形成された球体収容座１３に、着座して設けられ、かつ、装着穴１２と連通するカッタビット挿抜穴１５を有している。球体部材１４には、駆動部材１７が連結されており、この駆動部材１７の駆動カム１７ａには、カッタフレーム７内に設けられたシリンダ（図示せず）が連結される。このシリンダを駆動させることによって、駆動カム１７ａが図５（ｂ）に示す如く回転し、延いては、球体部材１４が軸廻りに回転される。シリンダの駆動系は、各種の装置・機構の駆動系と同様に、例えば、回転軸５内部を通じてカッタフレーム７内に配設される。
【００２１】
球体収容座１３には、球体収容座１３に着座させた球体部材１４が、飛び出さないように、カッタフレーム前面７ａ側からリング穴１６ａを有したリング部材１６を球体収容座１３が嵌合される。また、装着穴１２の周りには、カッタビット９を取付けるための取付穴１８およびガイド穴１９が形成される。さらに、カッタビット挿抜穴１５の内周面にはシール材２０が設けられる。このシール材２０によって、カッタビット挿抜穴１５とカッタビット９との隙間から泥水等が浸入するのを防いでいる。
【００２２】
カッタビット９は、図３〜図５に示すように、その先端にビット部材３１が取付けられており、その後端にフランジ部３２が形成されている。フランジ部３２には、前述した取付穴１８に対応した取付穴（図４中では４個）３３がフランジ部３２を貫通するように形成されており、また、ガイド穴１９に対応したガイド溝（図４中では２個）３４がフランジ部３２の外周に形成されている。このカッタビット９のフランジ部３２が、ボルト３５等の締結手段によって収容部材１１に取付けられる。また、ビット部材３１はカッタフレーム７に対して垂直な状態で、即ち切羽に対して垂直な状態でロッド部材７９ｃに取付けられている。
【００２３】
ここで、本実施の形態のカッタビット交換装置１では、筒体２１の内部前端および内部後端に、仕切部材として蓋２２ａ，２２ｂを設けているが、筒体２１を前後方向に区画するものであればよい。また、筒体２１内部に設ける仕切部材の個数も２個に限定するものではなく、１個又は３個以上であってもよい。
【００２４】
次に、本発明のカッタビット交換方法を説明する。
【００２５】
掘進機本体２の掘進に伴ってカッタ４のカッタビット９が摩耗限界に達し、古いカッタビット９を新しいカッタビットに交換する際、先ず、図２（ａ）に示すように、図示しないスライド手段を用いて筒体２１をシールドフレーム２ａの長手方向前方へ前進させる。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示すように、筒体２１の前進によって、筒体２１の前端部のシール材２４が、カッタフレーム背面７ｂに、カッタフレーム背面７ｂの装着穴１２を取り囲むように当接（密着）する。シール材２４とカッタフレーム背面７ｂとの密着性（シール性）を確認した後、蓋２２ｂを開けて作業員が筒体２１内に入り込み、続いて蓋２２ａを開けることで、筒体２１内部に装着穴１２に装着されたカッタビット９が露出する。
【００２７】
その後、筒体２１の内部にて、カッタフレーム背面７ｂ側から装着穴１２に装着されたカッタビット９を引抜く。この時、カッタビット９には、カッタフレーム前面７ａ側の土砂等による高圧が負荷されているため、カッタビット９の引抜きの際、高圧による“抜け”を防ぐ必要がある。このため、図３〜図５に示すように、先ず、カッタビット９のフランジ部３２と収容部材１１とを締結するボルト３５を、取付穴１８から外れない位置まで緩める。その後、引抜きガイド部材３６のロッド部３６ａをフランジ部３２のガイド溝３４にスライド挿入すると共に、ロッド部３６ａの先端部をガイド穴１９に螺合する。次に、ロッド部３６ａに螺合され、ロッド部３６ａの長手方向にスライド自在なナット３６ｂ，３６ｃにより、ロッド部３６ａとフランジ部３２とを固定する。その後、ボルト３５およびナット３６ｂ，３６ｃをゆっくりと緩めて、ボルト３５を取付穴１８から取り外すと共に、ナット３６ｂ，３６ｃをロッド部３６ａの後方（図５中では右方向）に移動させながらカッタビット９の引抜きを行う。
【００２８】
次に、図２（ｃ）、図５に示すように、カッタビット９を収容部材１１の装着穴１２から完全に引抜いてしまう前に、カッタビット９の先端部を装着穴１２に収めたままの状態で、止水手段１０を軸廻りに回転させる。具体的には、カッタフレーム７内のシリンダを駆動させることで、図５（ｂ）に示すように、シリンダに連結された駆動部材１７の駆動カム１７ａが回転し、これによって、駆動カム１７ａに連結された球体部材１４が、球体収容座１３内で軸廻りに回転する。この回転により、球体部材１４の球面がリング部材１６のリング穴１６ａの部分に臨み、カッタビット９の前方の装着穴１２が閉塞され、止水がなされる。その結果、リング穴１６ａおよびカッタビット挿抜穴を介して、泥水（図示せず）等が装着穴１２内に浸入するおそれがなくなる。
【００２９】
止水が完了した後、図２（ｄ）に示すように、カッタビット９を、装着穴１２から完全に引抜き、その後、新しいカッタビット（図示せず）に交換する。
【００３０】
新しいカッタビットの取付けは、古いカッタビット９の取り外しの逆の手順で行うことによりなされる。その後、カッタ４を順次回転させ、各カッタフレーム７の古いカッタビット９を、新しいカッタビットに交換する。
【００３１】
ここで、本実施の形態のカッタビット交換方法では、カッタフレーム背面７ｂ側から装着穴１２に装着されたカッタビット９を引抜く際に、引抜きガイド部材３６を用いているが、高圧によるカッタビット９の抜けを防止することができる手段・装置であればよい。また、球体部材１４の回転角度は、例えば、図５（ａ）に示すように９０°、又は図５（ｂ）に示すように９０°未満のいずれであってもよく、要は、球体部材１４の球面で、リング部材１６のリング穴１６ａを完全に塞ぐことができればよい。さらに、球体部材１４の回転方向は横方向（水平方向）としているが、縦方向（上下方向）であってもよい。
【００３２】
本発明のカッタビット交換装置１においては、カッタ４の各カッタフレーム７を貫通して形成した各装着穴１２のカッタフレーム背面７ｂ側からカッタビット９をそれぞれ取付けている。このため、カッタビット９の交換作業を、掘進機本体２の機内側から行うことが可能となり、作業員がカッタビット９の交換のために機外に出る必要がないため、カッタビット９の交換作業がより安全に、かつ、容易となる。
【００３３】
また、カッタビット９の交換のために可動させる掘進機本体２の可動部分（範囲）は、隔壁３に取付けられた筒体２１および筒体２１をスライド前進させるためのスライド手段２３だけであるため、カッタビット交換装置１の装置構成が大きくなることもなく、カッタビット９の交換作業が更に容易となる。
【００３４】
さらに、装着穴１２に装着されたカッタビット９を、カッタフレーム背面７ｂ側から完全に引抜く前に、止水手段１０を軸廻りに回転させて球体部材１４の球面をリング部材１６のリング穴１６ａの部分に臨ませることによって、カッタビット９の前方の装着穴１２が閉塞されて止水がなされる。これにより、装着穴１２内に泥水等が浸入することがなくなり、延いては、筒体２１内部に泥水等が浸入することがなくなる。
【００３５】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００３６】
第１の実施の形態のカッタビット交換装置６１を備えたシールド掘進機の側断面図を図６に示す。尚、図１と同様の部材には同じ符号を付している。
【００３７】
本実施の形態のカッタビット交換装置６１の基本的な構成は、図１に示すカッタビット交換装置１と略同様であり、かつ、図６に示すように、隔壁３に開口部３ｂを形成し、この開口部３ｂに、前端部（図６中では左端部）が隔壁３に対してトンネル径方向外側（又は内側）に傾くように、円筒状のガイド部材５５を嵌合し、このガイド部材５５内に、前後方向にスライド自在な筒体２１を挿入して設けたものである。ここで、筒体２１の後端部（図６中では右端部）には、シールドフレーム２ａに固定されたスライド手段（図示せず）が連結されており、このスライド手段によって筒体２１は前後方向にスライドされる。
【００３８】
また、カッタビット６９のビット部材３１側（図６中では左側）を、トンネル径方向外側（又は内側）に傾けて、カッタフレーム７に取付けたものである。ここで、ビット部材３１はカッタフレーム７に対して垂直な状態で、即ち切羽に対して垂直な状態でロッド部材６９ａに取付けられる。
【００３９】
さらに、カッタフレーム背面７ｂに、カッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むように、湾曲ダクト状のスペーサ６５を設けたものである。ここで、スペーサ６５は、筒体２１の前端部とカッタフレーム背面７ｂとの隙間を塞ぎ、かつ、その内部でカッタビット６９を挿抜できるものであれば、その形状を特に限定するものではない。
【００４０】
次に、本実施の形態のカッタビット交換方法を説明する。
【００４１】
前実施の形態のカッタビット交換方法と同様に、スライド手段２３を用いて筒体２１をシールドフレーム２ａの長手方向前方へ前進させる。この時、ガイド部材５５は、その前端部（図６中では左端部）が隔壁３に対してトンネル径方向外側（又は内側）に傾いた状態で、隔壁３に取付けられているため、筒体２１はトンネル径方向外側（又は内側）に向かって前進する。
【００４２】
その後、筒体２１の前進によって、図６に二点鎖線で示すように、筒体２１の前端部のシール材２４が、カッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むように、カッタフレーム背面７ｂに設けられたスペーサ６５に当接する。この時、筒体２１の前端部、カッタフレーム背面７ｂ、およびスペーサ６５で形成される空間が閉空間となる。その後、シール材２４とスペーサ６５との密着性（シール性）を確認した後、蓋２２ｂを開けて作業員が筒体２１内に入り込み、続いて蓋２２ａを開けることで、筒体２１内部に、装着穴１２に装着されたカッタビット９が露出する。
【００４３】
その後は、前実施の形態のカッタビット交換方法と同様の手順で、カッタビット６９を、新しいカッタビット（図示せず）に交換する。
【００４４】
図６に示す本実施の形態のカッタビット交換装置６１においては、トンネル径方向外側（又は内側）に傾いた状態でガイド部材５５を隔壁３に取付け、このガイド部材５５に沿って筒体２１をスライド前進させている。このため、筒体２１は、その前進時、筒体２１の前端部がトンネル径方向の外側部（又は内側部）に向かって前進し、カッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むようにカッタフレーム背面７ｂに設けられたスペーサ６５に当接する。よって、カッタフレーム７のトンネル径方向の外側部（又は内側部）の装着穴１２に、カッタフレーム背面７ｂ側から装着されたカッタビット６９の交換が可能となる。
【００４５】
これに対して、図１に示すカッタビット交換装置１においては、筒体２１は隔壁３に対して垂直に取付けられているため、カッタフレーム７の、トンネル径方向の外側部（又は内側部）に取付けられたカッタビット９の交換を行うには、筒体２１を隔壁３のトンネル径方向外側（又は内側）に取付ける必要がある。しかし、シールドフレーム２ａの内部のトンネル径方向外側（又は内側）には、周方向に亘って、図示しない各種の装置・機構が設けられているため、筒体２１を隔壁３のトンネル径方向外側（又は内側）に取付けることができない。よって、前実施の形態のカッタビット交換装置では、カッタフレーム７の、トンネル径方向の外側部（又は内側部）に取付けられたカッタビット９の交換ができない。本実施の形態のカッタビット交換装置では、前述の如き理由からこのようなことはない。
【００４６】
また、スペーサ６５は、図６に示すように、カッタフレーム７に対してトンネル径方向外側（又は内側）に傾いた筒体２１の前端部とカッタフレーム背面７ｂとの隙間を塞ぐものであるため、筒体２１の前端部をスペーサ６５に当接させることで、筒体２１の前端部、カッタフレーム背面７ｂ、およびスペーサ６５で形成される空間が閉空間となる。これによって、筒体２１の蓋２２ａを開けた時も、筒体２１の内部を気密に保つことができる。尚、スペーサ６５は湾曲ダクト状を呈しており、その内部が空洞であるため、その内部でカッタビット６９の挿抜が自在である。
【００４７】
尚、カッタビット交換に伴う図６に示す本実施の形態のカッタビット交換装置６１の基本的な作用効果は、図１に示すカッタビット交換装置１の作用効果と同様である。
【００４８】
第２の実施の形態のカッタビット交換装置７１を備えたシールド掘進機の側断面図を図７に示す。尚、図１，図６と同様の部材には同じ符号を付している。
【００４９】
本実施の形態のカッタビット交換装置７１の基本的な構成は、前述したカッタビット交換装置１，６１と略同様であり、かつ、図７に示すように、隔壁３に開口部３ｃを形成し、この開口部３ｃに、筒体挿入穴８２を有し、トンネル径方向にスイング用ジャッキ８６によりスイング自在な球体部材８１がその内部に着座された球体保持部材７５を取付け、球体部材８１の筒体挿入穴８２に、前後方向にスライド自在な筒体２１を設けたものである。ここで、筒体２１の後端部（図７中では右端部）には、球体部材８１に固定されたスライド手段８５が連結されており、このスライド手段８５によって筒体２１は前後方向にスライドされる。
【００５０】
また、カッタフレーム７に、トンネル径方向に複数個（図７中では３個図示）のカッタビットを取付けたものである。具体的には、カッタフレーム７のトンネル径方向外方に、ビット側端部（図７中では左端部）をトンネル径方向外側に傾けたカッタビット７９ａを、カッタフレーム７のトンネル径方向中間部にカッタビット７９ｂを、およびカッタフレーム７のトンネル径方向内方に、ビット側端部（図７中では左端部）をトンネル径方向内側に傾けたカッタビット７９ｃを取付ける。ここで、各カッタビットのビット部材３１はカッタフレーム７に対して垂直な状態で、即ち切羽に対して垂直な状態でロッド部材７９ｄに取付けられる。
【００５１】
さらに、カッタビット７９ａ，７９ｃのカッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むように、カッタフレーム背面７ｂに、湾曲ダクト状のスペーサ６５ａ，６５ｃをそれぞれ設けたものである。また、必要に応じて、カッタビット７９ｂのカッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むように、カッタフレーム背面７ｂに、円筒状のスペーサ（図示せず）を設けてもよい。
【００５２】
また、必要に応じて、球体保持部材７５にスイング用固定ピン（図示せず）を設けてもよい。
【００５３】
次に、本実施の形態のカッタビット交換方法を説明する。
【００５４】
交換を要するカッタビットが、カッタフレーム７のトンネル径方向中間部に取付けられたカッタビット９である場合、筒体２１が水平となるように、球体保持部材７５に保持された球体部材８１をスイングさせる。
【００５５】
その後、図２（ａ）〜（ｄ）に示す前述したカッタビット交換方法と同様の手順で、カッタビット９を、新しいカッタビット（図示せず）に交換する。
【００５６】
また、交換を要するカッタビットが、カッタフレーム７のトンネル径方向外方（又は内方）に取付けられたカッタビット７９ａ，７９ｂである場合、筒体２１の前端部（図７中では左端部）がトンネル径方向外側（又は内側）を向くように、球体保持部材７５に保持された球体部材８１をスイングさせる。
【００５７】
その後、図６に示す前述したカッタビット交換方法と同様の手順で、カッタビット７９ａ，７９ｂを、新しいカッタビット（図示せず）に交換する。
【００５８】
図７に示す本実施の形態のカッタビット交換装置７１においては、筒体２１を隔壁３に対してトンネル径方向スイング自在に取付けているため、カッタフレーム背面７ｂ側から、カッタフレーム７の装着穴１２に装着されたカッタビットであれば、トンネル径方向のどの位置に装着されていても、１台のカッタビット交換装置で交換することができる。これによって、１機のシールド掘進機にカッタビット交換装置を複数台設ける必要がなく、シールド掘進機がより安価なものとなる。
【００５９】
これに対して、図１，図６に示す各カッタビット交換装置１，６１においては、筒体２１は隔壁３に固定されたガイド部材２５，６５内に設けられている。このため、カッタビット交換装置１は、図１に示すカッタビット９専用の、カッタビット交換装置６１は、図６に示すカッタビット６９専用の交換装置となる。本実施の形態のカッタビット交換装置７１では、前述の如き理由からこのようなことはない。
【００６０】
尚、カッタビット交換に伴う図７に示す本実施の形態のカッタビット交換装置７１の基本的な作用効果は、図１，図６に示すカッタビット交換装置１，６１の作用効果と同様である。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るカッタビット交換方法及びカッタビット交換装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
【００６２】
（１）カッタフレームを貫通して装着穴を形成し、その装着穴にカッタフレーム背面側からカッタビットを装着し、隔壁に前後方向にスライド自在に取り付けられた筒体を前進させ、カッタフレーム背面の装着穴を取り囲むように筒体をカッタフレーム背面側に当接させることにより、シールド掘進機の機内の筒体内部からカッタビットを交換することができる。
【００６３】
（２）カッタビットの交換の際、カッタフレーム背面側から装着穴に装着されたカッタビットを完全に引抜く前に、止水手段によってカッタビット前方の装着穴の止水を行うことにより、装着穴内に泥水等が浸入することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のカッタビット交換装置を備えたシールド掘進機の側断面図である。
【図２】カッタビットの交換手順を示す概略図である。
【図３】図３（ａ）はカッタビット装着時におけるカッタフレームのカッタビット取付部の側断面拡大図、図３（ｂ）は図３（ａ）の上面概略図である。
【図４】図３（ａ）の４−４矢視図である。
【図５】図４（ａ）はカッタビット引抜時におけるカッタフレームのカッタビット取付部の側断面拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）の上面概略図である。
【図６】第１の実施の形態のカッタビット交換装置を備えたシールド掘進機の側断面図である。
【図７】第２の実施の形態のカッタビット交換装置を備えたシールド掘進機の側断面図である。
【符号の説明】
２ａシールドフレーム
３隔壁
４カッタ
７カッタフレーム
７ｂカッタフレーム背面
９，６９，７９カッタビット
１０止水手段
１１収容部材
１２装着穴
１４球体部材
１５カッタビット挿抜穴
１７駆動部材
２１筒体
２２ａ，２２ｂ蓋（仕切部材）
６５スペーサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutter bit exchanging method and a cutter bit exchanging apparatus, and more particularly to a cutter bit exchanging method and a cutter bit exchanging apparatus capable of exchanging cutter bits from the inside of a shield machine.
[0002]
[Prior art]
The shield machine digs the face with a cutter provided in a partition wall that partitions the inside of the shield frame formed in a cylindrical shape, assembles the segments within the shield frame, constructs a tunnel wall, and then against the tunnel wall The shield frame is advanced by a propulsion jack that takes power, and the ground is dug like a boat worm. When long-distance construction is performed with such a shield machine, the worn cutter bit needs to be replaced before the cutter bit reaches the wear limit.
[0003]
Conventionally, this cutter bit can be replaced by a method in which an intermediate shaft is provided from the ground in the middle of the excavation route, and a shield excavator is guided there and replaced in the intermediate shaft. A method is known in which the ground is improved by freezing or the like to ensure the independence and water stoppage of the natural ground, and then the worker goes out of the bulkhead and manually excavates the solid ground to perform replacement work. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of these methods, ground work such as construction of an intermediate shaft from the ground and injection of chemicals is required in the middle of the excavation route, and this may not be possible depending on the traffic conditions on the ground. Further, when the excavation route is deep or when excavating the seabed, the above ground work is practically impossible. Furthermore, ground improvement by construction of intermediate shafts or injection of chemicals requires considerable construction period and cost, and is difficult to repeat.
[0005]
An object of the present invention created in view of the above circumstances is to provide a cutter bit exchanging method and a cutter bit exchanging apparatus capable of easily exchanging cutter bits from the inside of the apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a cutter bit exchanging method according to the present invention includes a cutter provided in front of a partition wall that partitions the shield frame forward and backward, and a cutter frame of the cutter. In Penetration do it Formation Is With mounting holes A cutter bit mounted in the mounting hole from the back side of the cutter frame, and a water stop means provided in the mounting hole for opening and closing the mounting hole. With Shield machine How to replace the cutter bit Because The cylindrical body attached to the partition wall is slid forward in the longitudinal direction of the shield frame and brought into contact with the back surface of the cutter frame so as to surround the mounting hole. the above Pull out the cutter bit mounted in the mounting hole inside the cylinder from the back side of the cutter frame. Beginning Before pulling it out completely, the above Mounting holes By the water stop means Occlude and then the cutter bit From the mounting hole Pull out completely and replace the cutter bit It is characterized by The
[0007]
According to the present invention, the cutter bit can be replaced from the inner side of the shield machine by attaching the cutter bit to the attachment hole of the cutter frame from the back side of the cutter frame. not only, Before pulling out the cutter bit completely from the back side of the cutter frame, remove the mounting hole in front of the cutter bit. By water stop means Occlusion Because you can , Muddy water will not enter the mounting hole.
[0008]
In addition, when the cylindrical body attached to the partition wall is slid forward in the longitudinal direction of the shield frame and brought into contact with the back surface of the cutter frame so as to surround the mounting hole, a partition member provided inside the cylindrical body is provided. In a closed state, the cylindrical body may be brought into contact with the rear surface of the cutter frame, and then the partition member may be opened to expose the cutter bit mounted in the mounting hole inside the cylindrical body. In this way, it is possible to reduce the amount of muddy water and the like flowing into the cylindrical body.
[0009]
Also, the cylindrical body is swung in the radial direction of the tunnel, and the front end of the cylindrical body is in contact with the back surface of the cutter frame so as to surround each mounting hole of a plurality of cutter bits arranged in the radial direction of the tunnel. Also good. In this way, all the cutter bits arranged in the tunnel radial direction can be exchanged with one cutter bit exchanging device.
[0010]
On the other hand, in order to achieve the above object, a cutter bit exchanging apparatus according to the present invention includes a cutter provided in front of a partition wall that partitions the shield frame forward and backward, and the cutter frame of the cutter. In Penetration do it Formation Is With mounting holes A cutter bit mounted in the mounting hole from the back side of the cutter frame; With Shield machine Device for exchanging cutter bits Because , Water stop means provided in the mounting hole for opening and closing the mounting hole; A cylindrical body that is slidably attached to the partition wall in the front-rear direction and abuts against the back of the cutter frame so as to surround the mounting hole on the back of the cutter frame when moving forward. And Prepared It is characterized by The
[0011]
According to the present invention, the cutter bit mounted in the mounting hole from the back side of the cutter frame from the inside of the cylindrical body is brought into contact with the back surface of the cutter frame so as to advance the cylindrical body and surround the mounting hole on the back surface of the cutter frame. Can be exchanged not only, When replacing the cutter bit, close the mounting hole in front of the cutter bit with water stop means. Because you can , Muddy water will not enter the mounting hole.
[0012]
The water stop means includes a spherical member provided in the mounting hole and having a cutter bit insertion / extraction hole communicating with the mounting hole, and a driving member that rotates the spherical member around an axis. It's okay. By doing so, the spherical member is rotated using the drive member, so that the spherical surface of the spherical member is positioned in the mounting hole in front of the cutter bit. Thereby, the mounting hole in front of the cutter bit can be stopped.
[0013]
Further, when the cylindrical body is advanced and brought into contact with the cutter frame rear surface so as to surround the mounting hole on the rear surface of the cutter frame, a spacer is provided on the rear surface of the cutter frame so that the front end of the cylindrical body and the rear surface of the cutter frame are in close contact with each other. It may be provided. In this way, even if the cylinder body is inclined obliquely with respect to the cutter frame and abuts against the back surface of the cutter frame, the spacer provided on the back surface of the cutter frame allows the space between the front end of the cylinder body and the back surface of the cutter frame. There will be no gaps.
[0014]
Further, when the cylinder body is advanced, the cylinder body is attached to the partition wall so as to be swingable in the tunnel radial direction so as to come into contact with the back surface of the cutter frame so as to surround the mounting holes of the plurality of cutter bits arranged in the tunnel radial direction. It may be a thing. In this way, when the cylinder is advanced, the front end portion of the cylinder can be brought into contact with the back surface of the cutter frame so as to surround the mounting holes of the plurality of cutter bits arranged in the tunnel radial direction.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0016]
As shown in FIG. 1, the inside of the shield frame (skin plate) 2 a of the excavator main body 2 is divided forward and backward by a partition wall 3. A cutter 4 for excavating the face is rotatably provided in front of the partition wall 3.
[0017]
An opening 3 a is formed in the partition wall 3, and a cylindrical guide member 25 is fitted into the opening 3 a in a state perpendicular to the partition wall 3. A cylindrical body 21 slidable in the front-rear direction is inserted and provided in the guide member 25. A slide means 23 fixed to the guide member 25 is connected to the rear end portion (right end portion in FIG. 1) of the cylindrical body 21. The cylindrical body 21 is slid in the front-rear direction by the slide means 23. In addition, seal materials 26 a and 26 b are provided on the inner periphery of both ends of the guide member 25. The sealing materials 26 a and 26 b prevent muddy water or the like from entering the partition wall 3 from the gap between the guide member 25 and the cylindrical body 21.
[0018]
The cylindrical body 21 serves as an exchange chamber for the cutter bit 9 and has manhole cover (partition members) 22a and 22b at the inner front end and the inner rear end, and the front end portion (the left end in FIG. 1). Part) is provided with a ring-shaped sealing material 24. The seal member 24 of the cylindrical body 21 is brought into contact with the cutter frame back surface 7b so as to surround a mounting hole 12 in the back surface 7b of the cutter frame 7 to be described later at the time of advancement.
[0019]
In the cutter 4, each external gear 6 provided on the outer periphery of the rotary shaft 5 is meshed with a pinion of a motor (not shown), and is rotated by the motor. A cutter frame 7 is radially attached to the tip of the rotary shaft 5 of the cutter 4. As shown in FIG. 3, each cutter frame 7 is formed with a plurality of cutter bit attachment ports 8 (only one is shown in FIG. 3) in the tunnel radial direction. The housing members 11 for mounting the cutter bits 9 are respectively provided. The housing member 11 has a mounting hole 12 for connecting the front surface 7 a and the rear surface 7 b of the cutter frame 7 and mounting the cutter bit 9. The water stop means 10 is provided in the mounting hole 12.
[0020]
As shown in FIGS. 3 to 5, the water stop means 10 is mainly composed of a spherical member 14 and a drive member 17. The spherical member 14 has a cutter bit insertion / extraction hole 15 that is provided by being seated on a spherical storage seat 13 formed on the cutter frame front surface 7 a side of the storage member 11 and that communicates with the mounting hole 12. A driving member 17 is connected to the spherical member 14, and a cylinder (not shown) provided in the cutter frame 7 is connected to the driving cam 17 a of the driving member 17. By driving the cylinder, the drive cam 17a rotates as shown in FIG. 5B, and the spherical member 14 is rotated around the axis. The drive system of the cylinder is arranged in the cutter frame 7 through the inside of the rotary shaft 5, for example, like the drive systems of various devices and mechanisms.
[0021]
The spherical member seat 13 is fitted with the ring member 16 having the ring hole 16a from the cutter frame front surface 7a side so that the spherical member 14 seated on the spherical member seat 13 does not jump out. The A mounting hole 18 and a guide hole 19 for mounting the cutter bit 9 are formed around the mounting hole 12. Further, a sealing material 20 is provided on the inner peripheral surface of the cutter bit insertion hole 15. The sealing material 20 prevents muddy water or the like from entering from the gap between the cutter bit insertion hole 15 and the cutter bit 9.
[0022]
As shown in FIGS. 3 to 5, the cutter bit 9 has a bit member 31 attached to the tip thereof and a flange portion 32 formed at the rear end thereof. Mounting holes (four in FIG. 4) 33 corresponding to the mounting holes 18 described above are formed in the flange portion 32 so as to pass through the flange portion 32, and guide grooves ( 2) 34 are formed on the outer periphery of the flange portion 32. The flange portion 32 of the cutter bit 9 is attached to the accommodating member 11 by fastening means such as a bolt 35. The bit member 31 is attached to the rod member 79c in a state perpendicular to the cutter frame 7, that is, in a state perpendicular to the face.
[0023]
Here, in the cutter bit exchanging device 1 of the present embodiment, the lids 22a and 22b are provided as partition members at the inner front end and the inner rear end of the cylinder 21, but the cylinder 21 is partitioned in the front-rear direction. If it is. Further, the number of partition members provided in the cylindrical body 21 is not limited to two, and may be one or three or more.
[0024]
Next, the cutter bit exchange method of the present invention will be described.
[0025]
When the excavator body 2 is excavated, the cutter bit 9 of the cutter 4 reaches the wear limit, and when the old cutter bit 9 is replaced with a new cutter bit, first, as shown in FIG. Is used to advance the cylindrical body 21 forward in the longitudinal direction of the shield frame 2a.
[0026]
Next, as shown in FIG. 2 (b), as the cylindrical body 21 advances, the sealing material 24 at the front end of the cylindrical body 21 surrounds the mounting hole 12 of the cutter frame rear surface 7b on the cutter frame rear surface 7b. Abut (contact). After confirming the adhesiveness (sealability) between the sealing material 24 and the cutter frame back surface 7b, the lid 22b is opened to allow the operator to enter the cylinder 21, and then the lid 22a is opened. The cutter bit 9 mounted in the mounting hole 12 is exposed.
[0027]
Thereafter, the cutter bit 9 mounted in the mounting hole 12 is pulled out from the cutter frame back surface 7b side inside the cylindrical body 21. At this time, since the cutter bit 9 is loaded with high pressure due to earth or sand on the cutter frame front surface 7a side, when the cutter bit 9 is pulled out, it is necessary to prevent "detachment" due to the high pressure. For this reason, as shown in FIGS. 3 to 5, first, the bolt 35 that fastens the flange portion 32 of the cutter bit 9 and the housing member 11 is loosened to a position where it cannot be removed from the mounting hole 18. Thereafter, the rod portion 36 a of the pullout guide member 36 is slid into the guide groove 34 of the flange portion 32, and the tip end portion of the rod portion 36 a is screwed into the guide hole 19. Next, the rod portion 36a and the flange portion 32 are fixed by nuts 36b and 36c that are screwed into the rod portion 36a and are slidable in the longitudinal direction of the rod portion 36a. Thereafter, the bolt 35 and the nuts 36b and 36c are slowly loosened to remove the bolt 35 from the mounting hole 18, and the cutter bit 9 is moved while moving the nuts 36b and 36c to the rear of the rod portion 36a (to the right in FIG. 5). Pull out.
[0028]
Next, as shown in FIGS. 2C and 5, the cutter bit 9 is kept in the mounting hole 12 before the cutter bit 9 is completely pulled out of the mounting hole 12 of the housing member 11. In this state, the water stop means 10 is rotated around the axis. Specifically, by driving the cylinder in the cutter frame 7, as shown in FIG. 5 (b), the drive cam 17a of the drive member 17 connected to the cylinder rotates, whereby the drive cam 17a is moved to the drive cam 17a. The connected sphere member 14 rotates around the axis in the sphere receiving seat 13. By this rotation, the spherical surface of the spherical member 14 faces the ring hole 16a portion of the ring member 16, the mounting hole 12 in front of the cutter bit 9 is closed, and water is stopped. As a result, there is no possibility that muddy water (not shown) or the like enters the mounting hole 12 through the ring hole 16a and the cutter bit insertion / extraction hole.
[0029]
After the water stop is completed, as shown in FIG. 2D, the cutter bit 9 is completely pulled out from the mounting hole 12, and then replaced with a new cutter bit (not shown).
[0030]
A new cutter bit is attached by reversing the procedure of removing the old cutter bit 9. Thereafter, the cutter 4 is sequentially rotated, and the old cutter bit 9 of each cutter frame 7 is replaced with a new cutter bit.
[0031]
Here, in the cutter bit replacement method of the present embodiment, when the cutter bit 9 attached to the attachment hole 12 is extracted from the cutter frame rear surface 7b side, the extraction guide member 36 is used. Any means or device that can prevent the removal of 9 may be used. The rotation angle of the spherical member 14 may be, for example, 90 ° as shown in FIG. 5 (a) or less than 90 ° as shown in FIG. 5 (b). It is sufficient that the ring hole 16a of the ring member 16 can be completely blocked by the 14 spherical surfaces. Furthermore, although the rotation direction of the spherical member 14 is the horizontal direction (horizontal direction), it may be the vertical direction (vertical direction).
[0032]
In the cutter bit exchanging device 1 of the present invention, the cutter bits 9 are respectively attached from the cutter frame rear surface 7b side of the mounting holes 12 formed through the cutter frames 7 of the cutter 4. Therefore, the cutter bit 9 can be exchanged from the inside of the excavator main body 2, and the operator does not need to go out of the machine to replace the cutter bit 9. Therefore, the cutter bit 9 can be exchanged. Work is safer and easier.
[0033]
Also, the movable part (range) of the excavator main body 2 that is movable for exchanging the cutter bit 9 is only the cylinder 21 attached to the partition wall 3 and the slide means 23 for sliding the cylinder 21 forward. Therefore, the cutter bit 9 can be replaced more easily without increasing the size of the cutter bit exchanging device 1.
[0034]
Further, before the cutter bit 9 mounted in the mounting hole 12 is completely pulled out from the cutter frame back surface 7b side, the water stop means 10 is rotated around the axis so that the spherical surface of the spherical member 14 is changed to the ring hole of the ring member 16. By facing the portion 16a, the mounting hole 12 in front of the cutter bit 9 is closed and water is stopped. As a result, muddy water or the like does not enter the mounting hole 12, and as a result, muddy water or the like does not enter the cylindrical body 21.
[0035]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0036]
FIG. 6 shows a side sectional view of a shield machine provided with the cutter bit exchanging device 61 of the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to FIG.
[0037]
The basic configuration of the cutter bit exchanging device 61 of the present embodiment is substantially the same as that of the cutter bit exchanging device 1 shown in FIG. 1, and an opening 3b is formed in the partition wall 3 as shown in FIG. A cylindrical guide member 55 is fitted into the opening 3b so that the front end (left end in FIG. 6) is inclined outward (or inward) in the tunnel radial direction with respect to the partition wall 3, and this guide member A cylindrical body 21 that is slidable in the front-rear direction is inserted into 55. Here, a slide means (not shown) fixed to the shield frame 2a is connected to the rear end portion (right end portion in FIG. 6) of the cylinder body 21, and the cylinder body 21 is moved back and forth by this slide means. Slide in the direction.
[0038]
Further, the bit member 31 side (left side in FIG. 6) of the cutter bit 69 is attached to the cutter frame 7 by being inclined outward (or inward) in the tunnel radial direction. Here, the bit member 31 is attached to the rod member 69a in a state perpendicular to the cutter frame 7, that is, in a state perpendicular to the face.
[0039]
Furthermore, a curved duct-shaped spacer 65 is provided on the cutter frame back surface 7b so as to surround the mounting hole 12 on the cutter frame back surface 7b side. Here, the shape of the spacer 65 is not particularly limited as long as it closes the gap between the front end portion of the cylindrical body 21 and the cutter frame back surface 7b and can insert and remove the cutter bit 69 therein.
[0040]
Next, the cutter bit exchange method of the present embodiment will be described.
[0041]
Similar to the cutter bit replacement method of the previous embodiment, the cylindrical body 21 is advanced forward in the longitudinal direction of the shield frame 2a using the slide means 23. At this time, the guide member 55 is attached to the partition wall 3 with its front end portion (left end portion in FIG. 6) tilted outward (or inward) in the tunnel radial direction with respect to the partition wall 3. 21 advances toward the outer side (or the inner side) in the radial direction of the tunnel.
[0042]
Thereafter, as the cylindrical body 21 moves forward, as shown by a two-dot chain line in FIG. 6, the cutter frame rear surface 7 b so that the sealing material 24 at the front end of the cylindrical body 21 surrounds the mounting hole 12 on the cutter frame rear surface 7 b side. It abuts against the spacer 65 provided on the surface. At this time, the space formed by the front end portion of the cylindrical body 21, the cutter frame back surface 7b, and the spacer 65 becomes a closed space. Then, after confirming the adhesiveness (sealability) between the sealing material 24 and the spacer 65, the lid 22b is opened, the operator enters the cylinder 21, and then the lid 22a is opened. The cutter bit 9 mounted in the mounting hole 12 is exposed.
[0043]
Thereafter, the cutter bit 69 is replaced with a new cutter bit (not shown) in the same procedure as the cutter bit replacement method of the previous embodiment.
[0044]
In the cutter bit exchanging device 61 of the present embodiment shown in FIG. 6, the guide member 55 is attached to the partition wall 3 while being inclined outward (or inward) in the tunnel radial direction, and the cylindrical body 21 is attached along the guide member 55. Slide forward. Therefore, when the cylinder body 21 is advanced, the front end portion of the cylinder body 21 moves forward toward the outer portion (or the inner portion) in the tunnel radial direction and surrounds the mounting hole 12 on the cutter frame rear surface 7b side. It contacts the spacer 65 provided on the frame back surface 7b. Therefore, it is possible to replace the cutter bit 69 mounted from the cutter frame rear surface 7b side in the mounting hole 12 on the outer side (or inner side) of the cutter frame 7 in the tunnel radial direction.
[0045]
On the other hand, in the cutter bit exchanging device 1 shown in FIG. 1, the cylinder body 21 is attached perpendicularly to the partition wall 3, so that the outer portion (or inner portion) of the cutter frame 7 in the tunnel radial direction. In order to replace the cutter bit 9 attached to the cylinder body 21, it is necessary to attach the cylindrical body 21 to the outer side (or the inner side) of the partition wall 3 in the tunnel radial direction. However, since various devices and mechanisms (not shown) are provided on the outer side (or the inner side) in the tunnel radial direction inside the shield frame 2a in the circumferential direction, the cylindrical body 21 is positioned on the outer side in the tunnel radial direction of the partition wall 3. (Or inside) can not be installed. Therefore, in the cutter bit exchanging device of the previous embodiment, the cutter bit 9 attached to the outer portion (or inner portion) of the cutter frame 7 in the tunnel radial direction cannot be exchanged. In the cutter bit exchanging apparatus of the present embodiment, this is not the case for the reasons described above.
[0046]
Further, as shown in FIG. 6, the spacer 65 closes the gap between the front end portion of the cylindrical body 21 tilted outward (or inward) in the tunnel radial direction with respect to the cutter frame 7 and the cutter frame back surface 7 b. The space formed by the front end portion of the cylindrical body 21, the cutter frame back surface 7b, and the spacer 65 becomes a closed space by bringing the front end portion of the cylindrical body 21 into contact with the spacer 65. Thereby, even when the lid 22a of the cylindrical body 21 is opened, the inside of the cylindrical body 21 can be kept airtight. The spacer 65 has a curved duct shape, and the inside thereof is hollow, so that the cutter bit 69 can be inserted and removed therein.
[0047]
The basic operation and effect of the cutter bit exchanging device 61 according to the present embodiment shown in FIG. 6 accompanying the exchanging of the cutter bit is the same as that of the cutter bit exchanging device 1 shown in FIG.
[0048]
A side sectional view of a shield machine provided with the cutter bit exchanging device 71 of the second embodiment is shown in FIG. Members similar to those in FIGS. 1 and 6 are denoted by the same reference numerals.
[0049]
The basic configuration of the cutter bit exchanging device 71 of the present embodiment is substantially the same as the cutter bit exchanging devices 1 and 61 described above, and an opening 3c is formed in the partition wall 3 as shown in FIG. A spherical body holding member 75 having a cylindrical body insertion hole 82 and a swingable spherical member 81 seated in the tunnel radial direction by a swing jack 86 is attached to the opening 3c. The body insertion hole 82 is provided with a cylindrical body 21 slidable in the front-rear direction. Here, a slide means 85 fixed to the spherical member 81 is connected to the rear end portion (right end portion in FIG. 7) of the cylinder body 21, and the cylinder body 21 slides in the front-rear direction by the slide means 85. Is done.
[0050]
A plurality of cutter bits (three are shown in FIG. 7) are attached to the cutter frame 7 in the tunnel radial direction. Specifically, a cutter bit 79a in which the bit side end portion (left end portion in FIG. 7) is inclined outward in the tunnel radial direction is formed on the outer side of the cutter frame 7 in the tunnel radial direction. The cutter bit 79b and the cutter bit 79c with the bit side end portion (left end portion in FIG. 7) inclined inward in the tunnel radial direction are attached to the inside of the cutter frame 7 in the tunnel radial direction. Here, the bit member 31 of each cutter bit is attached to the rod member 79d in a state perpendicular to the cutter frame 7, that is, in a state perpendicular to the face.
[0051]
Further, curved duct-like spacers 65a and 65c are provided on the cutter frame back surface 7b so as to surround the mounting holes 12 on the cutter frame back surface 7b side of the cutter bits 79a and 79c, respectively. If necessary, a cylindrical spacer (not shown) may be provided on the cutter frame back surface 7b so as to surround the mounting hole 12 on the cutter frame back surface 7b side of the cutter bit 79b.
[0052]
Moreover, you may provide the fixed pin for a swing (not shown) in the spherical body holding member 75 as needed.
[0053]
Next, the cutter bit exchange method of the present embodiment will be described.
[0054]
When the cutter bit that needs to be replaced is the cutter bit 9 attached to the intermediate portion of the cutter frame 7 in the tunnel radial direction, the spherical member 81 held by the spherical member 75 is swung so that the cylinder 21 is horizontal. Let
[0055]
Thereafter, the cutter bit 9 is replaced with a new cutter bit (not shown) in the same procedure as the above-described cutter bit exchanging method shown in FIGS.
[0056]
Further, when the cutter bits that need to be replaced are the cutter bits 79a and 79b attached to the outer side (or the inner side) of the cutter frame 7 in the tunnel radial direction, the front end portion (the left end portion in FIG. 7) of the cylindrical body 21. The sphere member 81 held by the sphere holding member 75 is swung so that is directed outward (or inside) in the tunnel radial direction.
[0057]
Thereafter, the cutter bits 79a and 79b are replaced with new cutter bits (not shown) in the same procedure as the above-described cutter bit replacement method shown in FIG.
[0058]
In the cutter bit exchanging device 71 of the present embodiment shown in FIG. 7, the cylindrical body 21 is attached to the partition wall 3 so as to be swingable in the tunnel radial direction, so that the attachment hole of the cutter frame 7 is provided from the cutter frame rear surface 7b side. The cutter bit attached to 12 can be exchanged by one cutter bit exchanging device regardless of the position of the cutter bit attached in the tunnel radial direction. As a result, it is not necessary to provide a plurality of cutter bit switching devices in one shield machine, and the shield machine can be made cheaper.
[0059]
On the other hand, in each cutter bit exchanging device 1, 61 shown in FIGS. 1 and 6, the cylinder body 21 is provided in guide members 25, 65 fixed to the partition wall 3. Therefore, the cutter bit exchanging device 1 is an exchanging device dedicated to the cutter bit 9 shown in FIG. 1, and the cutter bit exchanging device 61 is an exchanging device dedicated to the cutter bit 69 shown in FIG. In the cutter bit exchanging device 71 of the present embodiment, this is not the case for the reasons described above.
[0060]
The basic operational effects of the cutter bit exchanging device 71 of the present embodiment shown in FIG. 7 accompanying the exchanging of the cutter bits are the same as the operational effects of the cutter bit exchanging devices 1 and 61 shown in FIGS. .
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the cutter bit exchanging method and the cutter bit exchanging apparatus according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
[0062]
(1) A mounting hole is formed through the cutter frame, a cutter bit is mounted in the mounting hole from the back side of the cutter frame, and the cylinder body slidably attached to the partition wall in the front-rear direction is moved forward. The cutter bit can be exchanged from the inside of the cylinder in the shield machine by bringing the cylinder into contact with the back side of the cutter frame so as to surround the mounting hole.
[0063]
(2) When replacing the cutter bit, before completely pulling out the cutter bit mounted in the mounting hole from the back side of the cutter frame, install it by water-stopping the mounting hole in front of the cutter bit with water-stopping means. Muddy water does not enter the hole.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a shield machine equipped with a cutter bit exchange device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a procedure for exchanging cutter bits.
3A is an enlarged side sectional view of a cutter bit mounting portion of a cutter frame when the cutter bit is mounted, and FIG. 3B is a schematic top view of FIG. 3A.
FIG. 4 is a view taken along arrow 4-4 of FIG.
FIG. 4A is an enlarged side sectional view of a cutter bit mounting portion of the cutter frame when the cutter bit is pulled out, and FIG. 4B is a schematic top view of FIG. 4A.
FIG. 6 is a side sectional view of the shield machine equipped with the cutter bit exchanging device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a side sectional view of a shield machine equipped with a cutter bit exchanging device according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
2a Shield frame
3 Bulkhead
4 Cutter
7 Cutter frame
7b Cutter frame back
9, 69, 79 Cutter bits
10 Water stop means
11 Housing member
12 Mounting hole
14 Sphere member
15 Cutter bit insertion hole
17 Drive member
21 cylinder
22a, 22b Lid (partition member)
65 Spacer

Claims

A cutter provided in the partition wall forward for partitioning the inside shield frame back and forth, a mounting hole formed through the cutter frame of the cutter, the cutter bits mounted on said mounting hole from the cutter frame rear side, the mounting a method for replacing a cutter bit of the shield machine and a water shut-off means for opening and closing the said mounting hole is provided in the hole, a cylindrical body attached to the partition, the front longitudinal side of the shield frame slide after contact so as to surround the mounting holes on the back above the cutter frame, the cutter bits mounted on the mounting hole in the interior the tubular body beginning come withdrawing from the cutter frame rear side, completely pull out before put away, the mounting holes of the front cutter bits closed by the water stop means, after which the cutter bits withdrawn completely from the mounting hole, Kattabi Cutter bits exchange method characterized in that the exchange of bets.

When the cylindrical body attached to the partition wall is slid forward in the longitudinal direction of the shield frame and brought into contact with the back surface of the cutter frame so as to surround the mounting hole, the partition member provided inside the cylindrical body is closed. 2. The cutter bit replacement method according to claim 1, wherein the cylinder body is brought into contact with the rear surface of the cutter frame in the state, and then the partition member is opened to expose the cutter bit mounted in the mounting hole inside the cylinder body.

The cylindrical body is swung in the radial direction of the tunnel, and the front end portion of the cylindrical body is in contact with the back surface of the cutter frame so as to surround each mounting hole of a plurality of cutter bits arranged in the radial direction of the tunnel. The cutter bit exchanging method according to 1.

A cutter provided in the partition wall forward for partitioning the inside shield frame back and forth, comprising: a mounting hole formed through the cutter frame of the cutter, and a cutter bit mounted from the cutter frame rear side in said mounting hole an apparatus for replacing the cutter bits of the shield machine, the water shut-off means for opening and closing the said mounting hole provided in the mounting hole, is mounted slidably in the longitudinal direction on the partition wall, the cutter frame back at its advanced cutter bits switching apparatus characterized by comprising of a cylindrical body which is in contact with the rear cutter frame so as to surround the mounting hole.

The said water stop means is provided in the said mounting hole, The spherical member which has the cutter bit insertion / extraction hole connected to this mounting hole, The drive member which rotates this spherical member around an axis | shaft is provided. Cutter bit changer.

When the cylindrical body is advanced and brought into contact with the cutter frame rear surface so as to surround the mounting hole on the cutter frame rear surface, a spacer is provided on the rear surface of the cutter frame so that the front end of the cylindrical body and the rear surface of the cutter frame are in close contact with each other. 6. A cutter bit exchanging device according to claim 4 or claim 5.

The tubular body is attached to the partition wall so as to be swingable in the tunnel radial direction so as to abut on the back surface of the cutter frame so as to surround each mounting hole of a plurality of cutter bits arranged in the tunnel radial direction when moving forward. The cutter bit exchange device according to any one of claims 4 to 6.