シールド掘進機の掘削用ビット交換装置
【課題】ビット交換作業を容易に行えて作業性もよく、交換用ビットを接近して配置できる。
【解決手段】カッタヘッドの前面板３２に２個の開口部３６を形成するとともに、前面板３２の背面側に、前面板３２に垂直な回動軸心Ｏ１周りに回動自在な円柱状の回動支持体４１を配置し、回動支持体４１に、開口部３６から前方に突出する交換用ビット３１を出退・固定自在にそれぞれ保持する２個のビット収納穴４２を前面から背面に貫通形成し、回動支持体４１の前面に、回動支持体４１を回動軸心Ｏ１周りに交換姿勢に回動させた時に、開口部２７を閉鎖する閉鎖面部を設けた。
【解決手段】カッタヘッドの前面板３２に２個の開口部３６を形成するとともに、前面板３２の背面側に、前面板３２に垂直な回動軸心Ｏ１周りに回動自在な円柱状の回動支持体４１を配置し、回動支持体４１に、開口部３６から前方に突出する交換用ビット３１を出退・固定自在にそれぞれ保持する２個のビット収納穴４２を前面から背面に貫通形成し、回動支持体４１の前面に、回動支持体４１を回動軸心Ｏ１周りに交換姿勢に回動させた時に、開口部２７を閉鎖する閉鎖面部を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削途中に、磨耗したビットを新しいビットに交換するためのシールド掘進機の掘削用ビット交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の特許文献１に開示されたシールド掘進機のカッタビット交換装置は、カッタスポークの収納部に、推進方向に垂直な支軸周りに回転自在に軸支された球体ユニットを配置し、球体ユニットの前面に形成された有底状の凹部内に、ビットが突設されたビット付きロッドを収容し、球体ユニットの凹部の底部に、背面から操作してビット付きロッドを出退可能なねじ軸式のビット進退機構を設け、球体ユニットを支軸を中心に反転させるユニット反転機構を設けたものである。
【０００３】
上記構成において、ビットが磨耗すると、ビット進退機構によりロッド付きビットを後退させて凹部内に収容し、次いでユニット反転機構により球体ユニットを１８０°反転させて、凹部の開口面をカッタスポーク内に露出させ、さらに球体ユニットの背面により、収納部をシールして切羽側から泥水の浸入を防止する。そして、ビット付きロッドを凹部から引き出して、新しいビット付きロッドを凹部内に挿入する。さらにユニット反転機構により球体ユニットを１８０°反転させて凹部を切羽側に露出させ、次いでビット進退機構によりロッド付きビットを突出させるものである。
【特許文献１】実用新案登録第２５５０４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１は、
１）球体ユニットは、ビット付きロッド全体を凹部内に収容するが必要であり、ビット付きロッドの長さと凹部の奥行きを考慮すると、球体ユニットに十分な外径を確保する必要がある。この場合、ビット付きロッドの配置間隔を小さくできないため、ビットを配置する距離が制限されるという問題があった。
【０００５】
２）球体ユニットの前面に有底状の凹部を形成し、凹部の底部にビット進退機構を背面から操作するように設けたため、１８０°反転した姿勢では、ビット進退機構は切羽側にあり、操作することができない。このねじ式のビット進退機構のように、凹部の底部軸心位置にねじ軸を有している場合には、ロッド回り止め部材を外して、重量のあるビット付きロッドをその軸心周りに回転させて凹部から取り出すことになり、このため、ビットの着脱作業が重労働となり長い時間を必要とする。
【０００６】
３）１個の球体ユニットに凹部は１箇所で、ビット付きロッドをそれぞれ１本ずつしか設けることができない。したがって、１本ずつビット交換作業を行う必要があり、さらに１回の交換作業ごとに球体ユニットを１８０°×２の回転動作が必要があり、作業性が悪い。しかも交換作業中に、一旦凹部の奥側に後退させたビット付きロッドを、再度引き出すことになり、離脱、装着作業ごとに、出退動作を重複して行うが必要があり作業性が悪いという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決して、交換作業を容易に行えて作業性もよく、また隣接するビットを接近して配置することができるシールド掘進機の掘削用ビット交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置は、シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在に支持されるカッタヘッドを備えたシールド掘進機の掘削用ビット交換装置であって、カッタヘッドの前面板に複数の開口部を形成するとともに、前面板の背面側に前面が摺接する円柱状の回動支持体を、前面板に略垂直な回動軸心周りに回動自在に配置し、回動支持体に、前記各開口部にそれぞれ対応して配置されて交換用ビットをそれぞれ出退・固定可能な複数のビット収納穴を、前面から背面にわたって貫通形成し、回動支持体をビット収納穴が開口部に対応する使用姿勢から回動軸心周りに回動して交換姿勢とした時に、各開口部をそれぞれ閉鎖可能な閉鎖面部を、回動支持体の前面に設けたものである。
【０００９】
請求項２記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置は、請求項１記載の構成において、カッタヘッドの前面板は、カッタヘッド側に設けられたカッタ前面板と、このカッタ前面板に形成された装着穴に着脱可能に取り付けられて開口部が形成されたユニット前面板とからなり、前記ユニット前面板と回動支持体とで、一体に交換可能なビット交換ユニットを構成したものである。
【００１０】
請求項３記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置は、請求項１または２記載の構成において、前面板の背面と回動支持体の前面との隙間をシールして開口部から泥水の浸入を防ぐ前面シール部材と、交換用ビットの外周面とビット収納穴の内周面との隙間をシールしてビット収納穴から泥水の浸入を防ぐ内面シール部材とを設け、回動支持体の外周部に設けられた回動用受動ギヤと、この回動用受動ギヤに噛み合う駆動ピニオンとを有し、駆動ピニオンを回転駆動して使用姿勢と交換姿勢との間で回動支持体を回動する姿勢変更装置を設けたものである。
【００１１】
請求項４記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成において、カッタヘッドの前面板の背面側に、作業員が入って交換作業可能な作業空間を形成したものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、交換用ビットをそれぞれ掘削位置から開口部を介してビット収容穴内の中間位置にそれぞれ後退させた後、回動支持体を使用姿勢から回動軸心周りに所定角度回動して交換姿勢にすることにより、前面板の開口部を回動支持体の閉鎖面部でそれぞれ閉鎖することができる。そして、ビット収納穴内の磨耗した交換用ビットを抜き出して新しい交換用ビットを嵌入した後、再度回動支持体を交換姿勢から所定角度回動して使用姿勢とし、さらに交換用ビットをビット収容穴から開口部を介して前方に突出させて掘削位置とすることにより、交換作業を完了することができる。したがって、交換用ビットを、回動支持体の軸心方向に形成されたビット収納穴に沿って抜き出しおよび押し込みするとともに、回動支持体を回動するだけの簡単な交換作業でよく、交換用ビットの着脱作業を容易かつ迅速に行うことができる。また回動支持体に複数のビット収納穴を形成して複数の交換用ビットを保持させるので、複数の交換用ビットを接近して配置することができ、複数個の交換用ビットの交換作業を一度に行うことができ、交換作業の作業性がよい。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、ビット交換ユニットにより、カッタヘッドへの装着や交換作業を容易に行うことができる。
請求項３記載の発明によれば、交換用ビットを掘削位置と中間位置の間で出退させても、内面シール部材により、交換用ビットとビット収納穴との隙間のシール性能を確保することができ、また回動支持体を使用姿勢と交換姿勢の間で回動しても、前面シール部材により前面板と回動支持体との隙間のシール性能を確保することができ、交換作業時に十分なシール性能を確保することができて切羽側からの高圧の泥水が浸入するのを効果的に防止することができる。また姿勢変更装置により、回動支持体を使用姿勢と交換姿勢との間で容易に回動することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、切羽側の土圧、泥水圧をカッタヘッドにより保持しつつ、カッタヘッドに設けられた作業空間から容易に交換用カッタビットを交換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るシールド掘進機の掘削用ビット交換装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
図７に示すように、円筒形のシールド本体１１の前部には、切羽崩壊土圧を保持する圧力隔壁１２が設けられ、この圧力隔壁１２に旋回軸受１３を介して旋回リング体１４がシールド軸心Ｏ周りに回転自在に支持されている。そして、この旋回リング体１４に複数の支持脚１５が前方に突出され、これら支持脚１５の前端部に円形のカッタヘッド１６が支持されている。圧力隔壁１２の後部には、カッタヘッド１６を回転駆動するカッタ駆動装置１７が設けられており、このカッタ駆動装置１７は、旋回リング体１４の背面に設けられたリングギヤ１７ａと、このリングギヤ１７ａに噛み合う複数の駆動ピニオン１７ｂと、前記駆動ピニオン１７ｂをそれぞれ回転駆動する複数の回転駆動装置（油圧式または電動式モータ）１７ｃとで構成されている。さらに圧力隔壁１２には、カッタヘッド１６により掘削された土砂を、切羽崩壊土圧を保持しつつ後部の大気圧側に排出する排土用スクリュコンベヤ装置１８が設けられている。
【００１６】
カッタヘッド１６は、図８に示すように、シールド軸心Ｏ位置に配置された中心部材２０から半径方向に延びる複数の主スポーク部材２１と、主スポーク部材２１の間で半径方向に延びる複数の副スポーク部材２２と、シールド軸心Ｏを中心とする円弧方向に配設されて主スポーク部材２１および副スポーク部材２２を連結する中間リング部材２３および外周リング部材２４とを具備し、これら部材２１〜２４間に土砂取り入れ口２５が形成されている。
【００１７】
そして主スポーク部材２１の前部に、本発明に係るいわゆるリボルバー式の複数のビット交換ユニット３０が配列され、各ビット交換ユニット３０に２本の交換用ビット（ビット）３１がそれぞれ設けられている。また主スポーク部材２１の外周端の周方向両側に外周ビット交換ユニット５０が設けられている。さらに中心部材２０や副スポーク部材２２の前面および側面、主スポーク部材２１の側面に複数の固定ビット２６がそれぞれ設けられている。
【００１８】
図７に示すように、前記中心部材２０の背面側に、作業員が出入り可能なマンホール２７が設けられており、このマンホール２７は圧力隔壁１２を貫通して大気圧側から出入り可能に開口されている。また各主スポーク部材２１の背面側に、スポーク前面板（カッタ前面板）２１ａの左右側縁から後方に垂設された左右の側板３３ａと、左右の側板３３ａの後縁部を連結する背面板３３ｂからなる背面囲い壁３３により、作業員が入ってビット交換作業が可能な作業空間３５が形成され、マンホール２７からこの作業空間３５に作業員が行き来できるように連通されている。
【００１９】
図１〜図４に示すように、主スポーク部材２１に半径方向に沿って所定ピッチで配設されたビット交換ユニット３０には、各ビット交換ユニット３０に毎にそれぞれ２本ずつの交換用ビット３１が半径方向（主スポーク部材２１の長さ方向）に配列されている。
【００２０】
交換用ビット３１は、円柱形の基軸部３１ｂと、基軸部３１ｂの前面に突出された掘削刃部３１ａと、基軸部３１ｂの後端部から外周側に突設されて掘削位置の突出限を規制するフランジ部３１ｃからなり、掘削刃部３１ａは、基軸部３１ｂに比較して外形が小さく形成されて、後述のビット収容穴４２から出退可能なように構成されている。さらに基軸部３１ｂの背面には、引出し、押込み用工具を係合可能な係合穴３１ｄが形成されている。
【００２１】
ビット交換ユニット３０は、主スポーク部材２１のスポーク前面板２１ａに略円形連続状に形成された装着穴部２１ｂにそれぞれにユニット前面板３２が着脱可能に嵌合装着され、これらユニット前面板３２に半径方向に所定間隔をあけて２個の開口部３６がそれぞれ形成されており、ユニット前面板３２の背面側で作業空間３５内に、２個の開口部３６を囲むように１個の保持筒３７が突設されている。そしてこの保持筒３７内に、閉鎖部材兼用で回転式リボルバーに相当する回動支持体４１が、シールド軸心Ｏに平行な回動軸心Ｏ１周りに回動自在に保持され、保持筒３７の背面の鍔部３７ａにより抜け止めされている。
【００２２】
前記回動支持体４１は円柱形に形成されて前面がユニット前面板３２の背面に摺接されており、２個の開口部３６にそれぞれ対応する回動軸心Ｏ１を中心とした対称位置に、２個のビット収納穴４２が、前面から後面にかけて回動軸心Ｏ１と平行に貫通形成されている。これらビット収納穴４２は、交換用ビット３１を基軸部３１ｂを介して出退・固定自在に収容、保持するもので、開口部３６と同一内径に形成されている。そして、使用位置では、交換用ビット３１の基軸部３１ｂがビット収納穴４２および開口部３６に嵌合されて回動支持体４１が回り止めされ、基軸部３１ｂの前面から掘削刃部３１ａが主スポーク部材２１から前面に突出されている。そして、複数本のビット固定ボルト４３が交換用ビット３１のフランジ部３１ｃに形成された固定穴から回動支持体４１のボルト穴に装着されて固定されている。なお、保持筒３７の鍔部３７ａには、フランジ部３１ｃの一部が嵌合される凹部３７ｂが形成され、回動支持体４１の回り止めに寄与している。
【００２３】
このビット交換ユニット３０には、回動支持体４１を、ビット収納穴４２を半径方向に並べて開口部３６に合致する使用姿勢と、回動軸心Ｏ１周りに９０°旋回してビット収納穴４２を周方向に並べた交換姿勢との間で旋回させる姿勢変更装置４５が設けられている。この姿勢変更装置４５は、回動支持体４１の外周部で背面寄りに設けられた回動用受動ギヤ（リングギヤまたは円弧状ギヤ）４５ａと、保持筒３７に設けられたギヤボックス内で回動用受動ギヤ４５ａに噛み合う駆動ピニオン４５ｂとで構成され、駆動ピニオン４５ｂの駆動軸４５ｃに、図示しない手動式ラチェットレンチや油圧式トルクレンチなどの回転工具を装着して駆動される。
【００２４】
またユニット前面板３２に摺接する回動支持体４１の前面に、ビット収納穴４２に対して回動軸心Ｏ１を中心に９０°隔てられて交換姿勢で開口部３６を全面閉鎖可能な閉鎖面部４８が設けられて、土砂の流入を防ぎ、切羽崩壊土圧を支持するように構成されている。
【００２５】
切羽側の高圧の泥水の浸入を防止するために、交換用ビット３１の基軸部３１ｂの前面近傍の外周部にリングシール（内面シール部材）４６が設けられており、掘削位置において、リングシール４６が開口部３６内に位置し、また交換用ビット３１が後方に引き出された中間位置において、リングシール４６がビット収容穴４２内に位置して、泥水が開口部３６から作業空間３５内に浸入するのをそれぞれ防止している。またユニット前面板３２の背面で開口部３６の周囲に沿って第１前面シール材（前面シール部材）４７Ａが配設され、開口部３６の周囲のユニット前面板３２と回動支持体４１との摺接隙間をシールし、さらにユニット前面板３２の背面側で外周部に、回動支持体４１の前面外周部に摺接する第２前面シール材（前面シール部材）４７Ｂが設けられ、泥水が開口部３６から摺接隙間を介して作業空間３５内に浸入するのを防止している。なお、第２前面シール材４７Ｂは、回動支持体４１の前面の外周部に設けることもできる。
【００２６】
外周ビット交換ユニット５０は、図９，図１０に示すように、ビット交換ユニット３０とほぼ同一構成であるが、交換用外周ビット５１が１本である点、交換用外周ビット５１を保持する回動支持体５２のビット収容穴５３が、回動軸心Ｏ１に対してθ°たとえば４５°傾斜されている点で相違しており、ビット交換ユニット３０と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
すなわち、回動支持体５２の前面外周側から背面内周側にビット収容穴５３が回動軸心Ｏ１に対してθ°たとえば４５°傾斜して形成されており、ビット収容穴５３内に固定された交換用外周ビット５１の掘削刃部３１ａの先端部が、シールド本体１１の外周に達するように構成される。また回動支持体５２の前面に設けられた閉鎖面部４８は、回動軸心Ｏ１を中心としてビット収容穴５３から９０°隔てた位置に設けられている。
【００２８】
なお、ビット交換ユニット３０にも、図１１に示すように、ビット収容穴５３をそれぞれ回動軸心Ｏ１に対してθ°傾斜して形成し、交換用ビット３１を傾斜して取り付けることもできる。
【００２９】
次にビット交換ユニット３０の交換作業を説明する。
図１〜図４に示すように、交換用ビット３１は、トンネルの掘削状態では掘削位置（使用姿勢）で固定されている。掘削が進み、交換用ビット３１が磨耗すると、カッタ駆動装置１７を停止してカッタヘッド１６を停止する。そして、作業員がマンホール２７から主スポーク部材２１の背面囲い壁３３内の作業空間３５に入り交換作業を行う。
【００３０】
１）目的のビット交換ユニット３０において、２個の交換用ビット３１を回動支持体４１にそれぞれ固定した複数のビット固定ボルト４３のうち、鍔部３７ａの凹部３７ｂ内以外の任意位置、たとえば周方向の対称位置の２本を外し、ビット固定ボルト４３に代えて交換用ビット３１を固定穴を介して長尺のスタッドボルト（案内部材）４９をボルト穴にそれぞれ取り付け、スタッドボルト４９により交換用ビット３１の引出しを案内させる。次いで、残りのビット固定ボルト４３を取り外した後、図１，図２に仮想線で示すように、ジャッキなどの引出し、押し込み用工具を係合穴３１ｄに装着して、掘削位置の交換用ビット３１をそれぞれスタッドボルト４９に沿って中間位置までそれぞれ引き出し、掘削刃部３１ａの前端部をビット収容穴４２内に収容する。この時、シールシリング４６によりシールされており、切羽側の泥水が開口部３６からビット収容穴４２を介して作業空間３５に漏入することがない。
【００３１】
２）ラチェットレンチなどの回転工具を使用して姿勢変更装置４５を駆動し、回動支持体４１を回動軸心Ｏ１周りに図１，図２に示す使用姿勢から図５，図６に示す交換姿勢に９０°回転させ、開口部３６を閉鎖面部４８で閉鎖する。この閉鎖面部４８で、開口部３６から土砂の浸入を防止するとともに、切羽崩壊土圧を支持させる。さらに第１，第２前面シール部材４７Ａ，４７Ｂによりユニット前面板３２と回動支持体４１の摺接隙間がシールされて開口部３６から作業空間３５に泥水が漏入するのが防止される。
【００３２】
３）スタッドボルト４９を取り外し、図５，図６に仮想線で示すように、磨耗した交換用ビット３１を中間位置からそれぞれ作業空間３５内に取り出す。そして、新しい交換用ビット３１をビット収容穴４２に嵌め込み、中間位置で押込みを案内するスタッドボルト４９を再度取り付ける。
【００３３】
４）ラチェットレンチなどにより姿勢変更装置４５を駆動して、回動支持体４１を交換姿勢から逆方向に９０°回転させて使用姿勢とし、開口部３６にビット収容穴４２をそれぞれ合致させる。
【００３４】
５）新しい交換用ビット３１を中間位置から掘削位置まで押出し、基軸部３１ｂの前端部をビット収容穴４２から開口部３６に嵌め込み、掘削刃部３１ａを主スポーク部材２１の前面に突出させる。そして、ビット固定ボルト４３により新しい交換用ビット３１をそれぞれ回動支持体４１に固定する。
【００３５】
外周ビット交換ユニット５０についても、同様にして交換用外周ビット５１を交換することができる。
上記実施の形態によれば、交換用ビット３１を掘削位置から中間位置に引き込んで掘削刃部３１ａをビット収容穴４２内に引き込み、さらに回動支持体４１を使用姿勢から回動軸心Ｏ１周りに９０°回動して交換姿勢とすることにより、開口部３６をそれぞれ回動支持体４１の閉鎖面部４８により閉鎖して切羽崩壊土圧を支持させるとともに、土砂などの浸入を防止することができる。また中間位置の交換用ビット３１をそれぞれビット収納穴４２から抜き出し、新しい交換用ビット３１と容易に交換することができる。このように、交換用ビット３１を、回動支持体４１の軸心方向に形成されたビット収納穴４２に沿って出し入れするだけの単純な交換動作ですみ、交換用ビット３１の着脱作業を容易に能率よく行うことができて作業性がよい。
【００３６】
また、回動支持体４１に２個のビット収容穴４２を形成してそれぞれ交換用ビット３１を保持させることができ、複数の交換用ビット３１を十分に接近して配置することができるとともに、回動支持体４１を９０°往復回動させる一度の交換動作で、２個の交換用ビット３１を同時に交換することができ、短時間で交換作業を行うことができ、作業性がよい。
【００３７】
さらに、交換用ビット３１の出退動作や回動支持体４１の回動動作を行っても、リングシール４６と第１，第２前面シール部材４７Ａ，４７Ｂとにより、シール性能を十分に確保することができ、切羽側の高圧の泥水が開口部３６やビット収納穴４２を介して作業空間３５内に漏入するのを効果的に防止することができる。
【００３８】
さらにまた、姿勢変更装置４５により、回動支持体４１を掘削姿勢と交換姿勢との間で容易に回動でき、しかも９０°の回動ですむので作業性がよい。
さらにまた、カッタヘッド１６の土砂取り入れ口２５から取り込まれた土砂を取り除くことなく、切羽側の土圧、泥水圧をカッタヘッド１６により保持しつつ、作業員がマンホール２７から作業空間３５に入って、交換用カッタビット３１を交換することができ、交換作業を容易かつ短時間で行うことができる。
【００３９】
また、ビット交換ユニット３０を主スポーク部材２１のスポーク前面板２１ａに着脱自在に構成したので、カッタヘッド１６の組立作業を容易に行うことができるとともに、損傷したり磨耗したビット交換ユニット３０の交換を容易に行うことができる。
【００４０】
なお、実施の形態１では、１つのビット交換ユニット３０に２本の交換用ビット３１を設けたが、図１２に示すように、回動支持体４１に回動軸心Ｏ１を中心に１２０°ごとに３本の、またはそれ以上のビット収納穴３６を形成してそれぞれ交換用ビット３１を保持させることもできる。ここで閉鎖面部４８は、回動支持体４１の前面で各ビット収納穴３６間の中間位置に設けられる。これにより、１つのビット交換ユニット３０の交換作業で、一度に３本以上の交換用ビット３１を交換することができ、交換作業の効率を向上させることができる。
【００４１】
また、実施の形態１では、主スポーク部材２１のスポーク前面板２１ａの装着穴部２１ｂにユニット前面板３２を着脱可能に設けたが、変形例として、スポーク前面板とユニット前面板とを一体としたスポーク面板を設け、このスポーク面板の背面に、保持筒と回動支持体からなるビット交換ユニットを取り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るビット交換装置の実施の形態１を示すビット交換ユニットの縦断面図である。
【図２】ビット交換ユニットの平面視の断面図である。
【図３】ビット交換ユニットの正面図である。
【図４】ビット交換ユニットの背面図である。
【図５】ビット交換ユニットの交換作業を示す縦断面図である。
【図６】ビット交換ユニットの交換作業を示す平面視の断面図である。
【図７】ビット交換装置を有するシールド掘進機の縦断面図である。
【図８】ビット交換装置を有するシールド掘進機の正面図である。
【図９】外周ビット交換ユニットの正面図である。
【図１０】外周ビット交換ユニットの縦断面図である。
【図１１】ビット交換ユニットの変形例を示し、回動軸心に対して傾斜して交換用ビットを設けたビット交換ユニットの縦断面図である。
【図１２】３個の交換用ビットを有するビット交換ユニットの他の実施の形態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｏ シールド軸心
Ｏ１ 回動軸心
１１ シールド本体
１６ カッタヘッド
１７ カッタ駆動装置
２０ 中心部材
２１ 主スポーク部材
２１ａ スポーク前面板
２１ｂ 装着穴
２６ 固定ビット
２７ マンホール
３０ ビット交換ユニット
３１ 交換用ビット
３１ａ 掘削刃部
３１ｂ 基軸部
３２ ユニット前面板
３６ 開口部
３７ 保持筒
４１ 回動支持体
４２ ビット収容穴
４３ ビット固定ボルト
４５ 姿勢変更装置
４６ リングシール
４７Ａ 第１前面シール部材
４７Ｂ 第２前面シール部材
４８ 閉鎖面部
４９ スタッドボルト
５０ 外周ビット交換ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削途中に、磨耗したビットを新しいビットに交換するためのシールド掘進機の掘削用ビット交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の特許文献１に開示されたシールド掘進機のカッタビット交換装置は、カッタスポークの収納部に、推進方向に垂直な支軸周りに回転自在に軸支された球体ユニットを配置し、球体ユニットの前面に形成された有底状の凹部内に、ビットが突設されたビット付きロッドを収容し、球体ユニットの凹部の底部に、背面から操作してビット付きロッドを出退可能なねじ軸式のビット進退機構を設け、球体ユニットを支軸を中心に反転させるユニット反転機構を設けたものである。
【０００３】
上記構成において、ビットが磨耗すると、ビット進退機構によりロッド付きビットを後退させて凹部内に収容し、次いでユニット反転機構により球体ユニットを１８０°反転させて、凹部の開口面をカッタスポーク内に露出させ、さらに球体ユニットの背面により、収納部をシールして切羽側から泥水の浸入を防止する。そして、ビット付きロッドを凹部から引き出して、新しいビット付きロッドを凹部内に挿入する。さらにユニット反転機構により球体ユニットを１８０°反転させて凹部を切羽側に露出させ、次いでビット進退機構によりロッド付きビットを突出させるものである。
【特許文献１】実用新案登録第２５５０４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１は、
１）球体ユニットは、ビット付きロッド全体を凹部内に収容するが必要であり、ビット付きロッドの長さと凹部の奥行きを考慮すると、球体ユニットに十分な外径を確保する必要がある。この場合、ビット付きロッドの配置間隔を小さくできないため、ビットを配置する距離が制限されるという問題があった。
【０００５】
２）球体ユニットの前面に有底状の凹部を形成し、凹部の底部にビット進退機構を背面から操作するように設けたため、１８０°反転した姿勢では、ビット進退機構は切羽側にあり、操作することができない。このねじ式のビット進退機構のように、凹部の底部軸心位置にねじ軸を有している場合には、ロッド回り止め部材を外して、重量のあるビット付きロッドをその軸心周りに回転させて凹部から取り出すことになり、このため、ビットの着脱作業が重労働となり長い時間を必要とする。
【０００６】
３）１個の球体ユニットに凹部は１箇所で、ビット付きロッドをそれぞれ１本ずつしか設けることができない。したがって、１本ずつビット交換作業を行う必要があり、さらに１回の交換作業ごとに球体ユニットを１８０°×２の回転動作が必要があり、作業性が悪い。しかも交換作業中に、一旦凹部の奥側に後退させたビット付きロッドを、再度引き出すことになり、離脱、装着作業ごとに、出退動作を重複して行うが必要があり作業性が悪いという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決して、交換作業を容易に行えて作業性もよく、また隣接するビットを接近して配置することができるシールド掘進機の掘削用ビット交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置は、シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在に支持されるカッタヘッドを備えたシールド掘進機の掘削用ビット交換装置であって、カッタヘッドの前面板に複数の開口部を形成するとともに、前面板の背面側に前面が摺接する円柱状の回動支持体を、前面板に略垂直な回動軸心周りに回動自在に配置し、回動支持体に、前記各開口部にそれぞれ対応して配置されて交換用ビットをそれぞれ出退・固定可能な複数のビット収納穴を、前面から背面にわたって貫通形成し、回動支持体をビット収納穴が開口部に対応する使用姿勢から回動軸心周りに回動して交換姿勢とした時に、各開口部をそれぞれ閉鎖可能な閉鎖面部を、回動支持体の前面に設けたものである。
【０００９】
請求項２記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置は、請求項１記載の構成において、カッタヘッドの前面板は、カッタヘッド側に設けられたカッタ前面板と、このカッタ前面板に形成された装着穴に着脱可能に取り付けられて開口部が形成されたユニット前面板とからなり、前記ユニット前面板と回動支持体とで、一体に交換可能なビット交換ユニットを構成したものである。
【００１０】
請求項３記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置は、請求項１または２記載の構成において、前面板の背面と回動支持体の前面との隙間をシールして開口部から泥水の浸入を防ぐ前面シール部材と、交換用ビットの外周面とビット収納穴の内周面との隙間をシールしてビット収納穴から泥水の浸入を防ぐ内面シール部材とを設け、回動支持体の外周部に設けられた回動用受動ギヤと、この回動用受動ギヤに噛み合う駆動ピニオンとを有し、駆動ピニオンを回転駆動して使用姿勢と交換姿勢との間で回動支持体を回動する姿勢変更装置を設けたものである。
【００１１】
請求項４記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成において、カッタヘッドの前面板の背面側に、作業員が入って交換作業可能な作業空間を形成したものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、交換用ビットをそれぞれ掘削位置から開口部を介してビット収容穴内の中間位置にそれぞれ後退させた後、回動支持体を使用姿勢から回動軸心周りに所定角度回動して交換姿勢にすることにより、前面板の開口部を回動支持体の閉鎖面部でそれぞれ閉鎖することができる。そして、ビット収納穴内の磨耗した交換用ビットを抜き出して新しい交換用ビットを嵌入した後、再度回動支持体を交換姿勢から所定角度回動して使用姿勢とし、さらに交換用ビットをビット収容穴から開口部を介して前方に突出させて掘削位置とすることにより、交換作業を完了することができる。したがって、交換用ビットを、回動支持体の軸心方向に形成されたビット収納穴に沿って抜き出しおよび押し込みするとともに、回動支持体を回動するだけの簡単な交換作業でよく、交換用ビットの着脱作業を容易かつ迅速に行うことができる。また回動支持体に複数のビット収納穴を形成して複数の交換用ビットを保持させるので、複数の交換用ビットを接近して配置することができ、複数個の交換用ビットの交換作業を一度に行うことができ、交換作業の作業性がよい。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、ビット交換ユニットにより、カッタヘッドへの装着や交換作業を容易に行うことができる。
請求項３記載の発明によれば、交換用ビットを掘削位置と中間位置の間で出退させても、内面シール部材により、交換用ビットとビット収納穴との隙間のシール性能を確保することができ、また回動支持体を使用姿勢と交換姿勢の間で回動しても、前面シール部材により前面板と回動支持体との隙間のシール性能を確保することができ、交換作業時に十分なシール性能を確保することができて切羽側からの高圧の泥水が浸入するのを効果的に防止することができる。また姿勢変更装置により、回動支持体を使用姿勢と交換姿勢との間で容易に回動することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、切羽側の土圧、泥水圧をカッタヘッドにより保持しつつ、カッタヘッドに設けられた作業空間から容易に交換用カッタビットを交換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るシールド掘進機の掘削用ビット交換装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
図７に示すように、円筒形のシールド本体１１の前部には、切羽崩壊土圧を保持する圧力隔壁１２が設けられ、この圧力隔壁１２に旋回軸受１３を介して旋回リング体１４がシールド軸心Ｏ周りに回転自在に支持されている。そして、この旋回リング体１４に複数の支持脚１５が前方に突出され、これら支持脚１５の前端部に円形のカッタヘッド１６が支持されている。圧力隔壁１２の後部には、カッタヘッド１６を回転駆動するカッタ駆動装置１７が設けられており、このカッタ駆動装置１７は、旋回リング体１４の背面に設けられたリングギヤ１７ａと、このリングギヤ１７ａに噛み合う複数の駆動ピニオン１７ｂと、前記駆動ピニオン１７ｂをそれぞれ回転駆動する複数の回転駆動装置（油圧式または電動式モータ）１７ｃとで構成されている。さらに圧力隔壁１２には、カッタヘッド１６により掘削された土砂を、切羽崩壊土圧を保持しつつ後部の大気圧側に排出する排土用スクリュコンベヤ装置１８が設けられている。
【００１６】
カッタヘッド１６は、図８に示すように、シールド軸心Ｏ位置に配置された中心部材２０から半径方向に延びる複数の主スポーク部材２１と、主スポーク部材２１の間で半径方向に延びる複数の副スポーク部材２２と、シールド軸心Ｏを中心とする円弧方向に配設されて主スポーク部材２１および副スポーク部材２２を連結する中間リング部材２３および外周リング部材２４とを具備し、これら部材２１〜２４間に土砂取り入れ口２５が形成されている。
【００１７】
そして主スポーク部材２１の前部に、本発明に係るいわゆるリボルバー式の複数のビット交換ユニット３０が配列され、各ビット交換ユニット３０に２本の交換用ビット（ビット）３１がそれぞれ設けられている。また主スポーク部材２１の外周端の周方向両側に外周ビット交換ユニット５０が設けられている。さらに中心部材２０や副スポーク部材２２の前面および側面、主スポーク部材２１の側面に複数の固定ビット２６がそれぞれ設けられている。
【００１８】
図７に示すように、前記中心部材２０の背面側に、作業員が出入り可能なマンホール２７が設けられており、このマンホール２７は圧力隔壁１２を貫通して大気圧側から出入り可能に開口されている。また各主スポーク部材２１の背面側に、スポーク前面板（カッタ前面板）２１ａの左右側縁から後方に垂設された左右の側板３３ａと、左右の側板３３ａの後縁部を連結する背面板３３ｂからなる背面囲い壁３３により、作業員が入ってビット交換作業が可能な作業空間３５が形成され、マンホール２７からこの作業空間３５に作業員が行き来できるように連通されている。
【００１９】
図１〜図４に示すように、主スポーク部材２１に半径方向に沿って所定ピッチで配設されたビット交換ユニット３０には、各ビット交換ユニット３０に毎にそれぞれ２本ずつの交換用ビット３１が半径方向（主スポーク部材２１の長さ方向）に配列されている。
【００２０】
交換用ビット３１は、円柱形の基軸部３１ｂと、基軸部３１ｂの前面に突出された掘削刃部３１ａと、基軸部３１ｂの後端部から外周側に突設されて掘削位置の突出限を規制するフランジ部３１ｃからなり、掘削刃部３１ａは、基軸部３１ｂに比較して外形が小さく形成されて、後述のビット収容穴４２から出退可能なように構成されている。さらに基軸部３１ｂの背面には、引出し、押込み用工具を係合可能な係合穴３１ｄが形成されている。
【００２１】
ビット交換ユニット３０は、主スポーク部材２１のスポーク前面板２１ａに略円形連続状に形成された装着穴部２１ｂにそれぞれにユニット前面板３２が着脱可能に嵌合装着され、これらユニット前面板３２に半径方向に所定間隔をあけて２個の開口部３６がそれぞれ形成されており、ユニット前面板３２の背面側で作業空間３５内に、２個の開口部３６を囲むように１個の保持筒３７が突設されている。そしてこの保持筒３７内に、閉鎖部材兼用で回転式リボルバーに相当する回動支持体４１が、シールド軸心Ｏに平行な回動軸心Ｏ１周りに回動自在に保持され、保持筒３７の背面の鍔部３７ａにより抜け止めされている。
【００２２】
前記回動支持体４１は円柱形に形成されて前面がユニット前面板３２の背面に摺接されており、２個の開口部３６にそれぞれ対応する回動軸心Ｏ１を中心とした対称位置に、２個のビット収納穴４２が、前面から後面にかけて回動軸心Ｏ１と平行に貫通形成されている。これらビット収納穴４２は、交換用ビット３１を基軸部３１ｂを介して出退・固定自在に収容、保持するもので、開口部３６と同一内径に形成されている。そして、使用位置では、交換用ビット３１の基軸部３１ｂがビット収納穴４２および開口部３６に嵌合されて回動支持体４１が回り止めされ、基軸部３１ｂの前面から掘削刃部３１ａが主スポーク部材２１から前面に突出されている。そして、複数本のビット固定ボルト４３が交換用ビット３１のフランジ部３１ｃに形成された固定穴から回動支持体４１のボルト穴に装着されて固定されている。なお、保持筒３７の鍔部３７ａには、フランジ部３１ｃの一部が嵌合される凹部３７ｂが形成され、回動支持体４１の回り止めに寄与している。
【００２３】
このビット交換ユニット３０には、回動支持体４１を、ビット収納穴４２を半径方向に並べて開口部３６に合致する使用姿勢と、回動軸心Ｏ１周りに９０°旋回してビット収納穴４２を周方向に並べた交換姿勢との間で旋回させる姿勢変更装置４５が設けられている。この姿勢変更装置４５は、回動支持体４１の外周部で背面寄りに設けられた回動用受動ギヤ（リングギヤまたは円弧状ギヤ）４５ａと、保持筒３７に設けられたギヤボックス内で回動用受動ギヤ４５ａに噛み合う駆動ピニオン４５ｂとで構成され、駆動ピニオン４５ｂの駆動軸４５ｃに、図示しない手動式ラチェットレンチや油圧式トルクレンチなどの回転工具を装着して駆動される。
【００２４】
またユニット前面板３２に摺接する回動支持体４１の前面に、ビット収納穴４２に対して回動軸心Ｏ１を中心に９０°隔てられて交換姿勢で開口部３６を全面閉鎖可能な閉鎖面部４８が設けられて、土砂の流入を防ぎ、切羽崩壊土圧を支持するように構成されている。
【００２５】
切羽側の高圧の泥水の浸入を防止するために、交換用ビット３１の基軸部３１ｂの前面近傍の外周部にリングシール（内面シール部材）４６が設けられており、掘削位置において、リングシール４６が開口部３６内に位置し、また交換用ビット３１が後方に引き出された中間位置において、リングシール４６がビット収容穴４２内に位置して、泥水が開口部３６から作業空間３５内に浸入するのをそれぞれ防止している。またユニット前面板３２の背面で開口部３６の周囲に沿って第１前面シール材（前面シール部材）４７Ａが配設され、開口部３６の周囲のユニット前面板３２と回動支持体４１との摺接隙間をシールし、さらにユニット前面板３２の背面側で外周部に、回動支持体４１の前面外周部に摺接する第２前面シール材（前面シール部材）４７Ｂが設けられ、泥水が開口部３６から摺接隙間を介して作業空間３５内に浸入するのを防止している。なお、第２前面シール材４７Ｂは、回動支持体４１の前面の外周部に設けることもできる。
【００２６】
外周ビット交換ユニット５０は、図９，図１０に示すように、ビット交換ユニット３０とほぼ同一構成であるが、交換用外周ビット５１が１本である点、交換用外周ビット５１を保持する回動支持体５２のビット収容穴５３が、回動軸心Ｏ１に対してθ°たとえば４５°傾斜されている点で相違しており、ビット交換ユニット３０と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
すなわち、回動支持体５２の前面外周側から背面内周側にビット収容穴５３が回動軸心Ｏ１に対してθ°たとえば４５°傾斜して形成されており、ビット収容穴５３内に固定された交換用外周ビット５１の掘削刃部３１ａの先端部が、シールド本体１１の外周に達するように構成される。また回動支持体５２の前面に設けられた閉鎖面部４８は、回動軸心Ｏ１を中心としてビット収容穴５３から９０°隔てた位置に設けられている。
【００２８】
なお、ビット交換ユニット３０にも、図１１に示すように、ビット収容穴５３をそれぞれ回動軸心Ｏ１に対してθ°傾斜して形成し、交換用ビット３１を傾斜して取り付けることもできる。
【００２９】
次にビット交換ユニット３０の交換作業を説明する。
図１〜図４に示すように、交換用ビット３１は、トンネルの掘削状態では掘削位置（使用姿勢）で固定されている。掘削が進み、交換用ビット３１が磨耗すると、カッタ駆動装置１７を停止してカッタヘッド１６を停止する。そして、作業員がマンホール２７から主スポーク部材２１の背面囲い壁３３内の作業空間３５に入り交換作業を行う。
【００３０】
１）目的のビット交換ユニット３０において、２個の交換用ビット３１を回動支持体４１にそれぞれ固定した複数のビット固定ボルト４３のうち、鍔部３７ａの凹部３７ｂ内以外の任意位置、たとえば周方向の対称位置の２本を外し、ビット固定ボルト４３に代えて交換用ビット３１を固定穴を介して長尺のスタッドボルト（案内部材）４９をボルト穴にそれぞれ取り付け、スタッドボルト４９により交換用ビット３１の引出しを案内させる。次いで、残りのビット固定ボルト４３を取り外した後、図１，図２に仮想線で示すように、ジャッキなどの引出し、押し込み用工具を係合穴３１ｄに装着して、掘削位置の交換用ビット３１をそれぞれスタッドボルト４９に沿って中間位置までそれぞれ引き出し、掘削刃部３１ａの前端部をビット収容穴４２内に収容する。この時、シールシリング４６によりシールされており、切羽側の泥水が開口部３６からビット収容穴４２を介して作業空間３５に漏入することがない。
【００３１】
２）ラチェットレンチなどの回転工具を使用して姿勢変更装置４５を駆動し、回動支持体４１を回動軸心Ｏ１周りに図１，図２に示す使用姿勢から図５，図６に示す交換姿勢に９０°回転させ、開口部３６を閉鎖面部４８で閉鎖する。この閉鎖面部４８で、開口部３６から土砂の浸入を防止するとともに、切羽崩壊土圧を支持させる。さらに第１，第２前面シール部材４７Ａ，４７Ｂによりユニット前面板３２と回動支持体４１の摺接隙間がシールされて開口部３６から作業空間３５に泥水が漏入するのが防止される。
【００３２】
３）スタッドボルト４９を取り外し、図５，図６に仮想線で示すように、磨耗した交換用ビット３１を中間位置からそれぞれ作業空間３５内に取り出す。そして、新しい交換用ビット３１をビット収容穴４２に嵌め込み、中間位置で押込みを案内するスタッドボルト４９を再度取り付ける。
【００３３】
４）ラチェットレンチなどにより姿勢変更装置４５を駆動して、回動支持体４１を交換姿勢から逆方向に９０°回転させて使用姿勢とし、開口部３６にビット収容穴４２をそれぞれ合致させる。
【００３４】
５）新しい交換用ビット３１を中間位置から掘削位置まで押出し、基軸部３１ｂの前端部をビット収容穴４２から開口部３６に嵌め込み、掘削刃部３１ａを主スポーク部材２１の前面に突出させる。そして、ビット固定ボルト４３により新しい交換用ビット３１をそれぞれ回動支持体４１に固定する。
【００３５】
外周ビット交換ユニット５０についても、同様にして交換用外周ビット５１を交換することができる。
上記実施の形態によれば、交換用ビット３１を掘削位置から中間位置に引き込んで掘削刃部３１ａをビット収容穴４２内に引き込み、さらに回動支持体４１を使用姿勢から回動軸心Ｏ１周りに９０°回動して交換姿勢とすることにより、開口部３６をそれぞれ回動支持体４１の閉鎖面部４８により閉鎖して切羽崩壊土圧を支持させるとともに、土砂などの浸入を防止することができる。また中間位置の交換用ビット３１をそれぞれビット収納穴４２から抜き出し、新しい交換用ビット３１と容易に交換することができる。このように、交換用ビット３１を、回動支持体４１の軸心方向に形成されたビット収納穴４２に沿って出し入れするだけの単純な交換動作ですみ、交換用ビット３１の着脱作業を容易に能率よく行うことができて作業性がよい。
【００３６】
また、回動支持体４１に２個のビット収容穴４２を形成してそれぞれ交換用ビット３１を保持させることができ、複数の交換用ビット３１を十分に接近して配置することができるとともに、回動支持体４１を９０°往復回動させる一度の交換動作で、２個の交換用ビット３１を同時に交換することができ、短時間で交換作業を行うことができ、作業性がよい。
【００３７】
さらに、交換用ビット３１の出退動作や回動支持体４１の回動動作を行っても、リングシール４６と第１，第２前面シール部材４７Ａ，４７Ｂとにより、シール性能を十分に確保することができ、切羽側の高圧の泥水が開口部３６やビット収納穴４２を介して作業空間３５内に漏入するのを効果的に防止することができる。
【００３８】
さらにまた、姿勢変更装置４５により、回動支持体４１を掘削姿勢と交換姿勢との間で容易に回動でき、しかも９０°の回動ですむので作業性がよい。
さらにまた、カッタヘッド１６の土砂取り入れ口２５から取り込まれた土砂を取り除くことなく、切羽側の土圧、泥水圧をカッタヘッド１６により保持しつつ、作業員がマンホール２７から作業空間３５に入って、交換用カッタビット３１を交換することができ、交換作業を容易かつ短時間で行うことができる。
【００３９】
また、ビット交換ユニット３０を主スポーク部材２１のスポーク前面板２１ａに着脱自在に構成したので、カッタヘッド１６の組立作業を容易に行うことができるとともに、損傷したり磨耗したビット交換ユニット３０の交換を容易に行うことができる。
【００４０】
なお、実施の形態１では、１つのビット交換ユニット３０に２本の交換用ビット３１を設けたが、図１２に示すように、回動支持体４１に回動軸心Ｏ１を中心に１２０°ごとに３本の、またはそれ以上のビット収納穴３６を形成してそれぞれ交換用ビット３１を保持させることもできる。ここで閉鎖面部４８は、回動支持体４１の前面で各ビット収納穴３６間の中間位置に設けられる。これにより、１つのビット交換ユニット３０の交換作業で、一度に３本以上の交換用ビット３１を交換することができ、交換作業の効率を向上させることができる。
【００４１】
また、実施の形態１では、主スポーク部材２１のスポーク前面板２１ａの装着穴部２１ｂにユニット前面板３２を着脱可能に設けたが、変形例として、スポーク前面板とユニット前面板とを一体としたスポーク面板を設け、このスポーク面板の背面に、保持筒と回動支持体からなるビット交換ユニットを取り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るビット交換装置の実施の形態１を示すビット交換ユニットの縦断面図である。
【図２】ビット交換ユニットの平面視の断面図である。
【図３】ビット交換ユニットの正面図である。
【図４】ビット交換ユニットの背面図である。
【図５】ビット交換ユニットの交換作業を示す縦断面図である。
【図６】ビット交換ユニットの交換作業を示す平面視の断面図である。
【図７】ビット交換装置を有するシールド掘進機の縦断面図である。
【図８】ビット交換装置を有するシールド掘進機の正面図である。
【図９】外周ビット交換ユニットの正面図である。
【図１０】外周ビット交換ユニットの縦断面図である。
【図１１】ビット交換ユニットの変形例を示し、回動軸心に対して傾斜して交換用ビットを設けたビット交換ユニットの縦断面図である。
【図１２】３個の交換用ビットを有するビット交換ユニットの他の実施の形態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｏ シールド軸心
Ｏ１ 回動軸心
１１ シールド本体
１６ カッタヘッド
１７ カッタ駆動装置
２０ 中心部材
２１ 主スポーク部材
２１ａ スポーク前面板
２１ｂ 装着穴
２６ 固定ビット
２７ マンホール
３０ ビット交換ユニット
３１ 交換用ビット
３１ａ 掘削刃部
３１ｂ 基軸部
３２ ユニット前面板
３６ 開口部
３７ 保持筒
４１ 回動支持体
４２ ビット収容穴
４３ ビット固定ボルト
４５ 姿勢変更装置
４６ リングシール
４７Ａ 第１前面シール部材
４７Ｂ 第２前面シール部材
４８ 閉鎖面部
４９ スタッドボルト
５０ 外周ビット交換ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在に支持されるカッタヘッドを備えたシールド掘進機の掘削用ビット交換装置であって、
カッタヘッドの前面板に複数の開口部を形成するとともに、前面板の背面側に前面が摺接する円柱状の回動支持体を、前面板に略垂直な回動軸心周りに回動自在に配置し、
回動支持体に、前記各開口部にそれぞれ対応して配置されて交換用ビットをそれぞれ出退・固定可能な複数のビット収納穴を、前面から背面にわたって貫通形成し、
回動支持体をビット収納穴が開口部に対応する使用姿勢から回動軸心周りに回動して交換姿勢とした時に、各開口部をそれぞれ閉鎖可能な閉鎖面部を、回動支持体の前面に設けた
シールド掘進機の掘削用ビット交換装置。
【請求項２】
カッタヘッドの前面板は、カッタヘッド側に設けられたカッタ前面板と、このカッタ前面板に形成された装着穴に着脱可能に取り付けられて開口部が形成されたユニット前面板からなり、
前記ユニット前面板と回動支持体とで、一体に交換可能なビット交換ユニットを構成した
請求項１記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置。
【請求項３】
前面板の背面と回動支持体の前面との隙間をシールして開口部から泥水の浸入を防ぐ前面シール部材と、交換用ビットの外周面とビット収納穴の内周面との隙間をシールしてビット収納穴から泥水の浸入を防ぐ内面シール部材とを設け、
回動支持体の外周部に設けられた回動用受動ギヤと、この回動用受動ギヤに噛み合う駆動ピニオンとを有し、駆動ピニオンを回転駆動して使用姿勢と交換姿勢との間で回動支持体を回動する姿勢変更装置を設けた
請求項１または２記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置。
【請求項４】
カッタヘッドの前面板の背面側に、作業員が入って交換作業可能な作業空間を形成した
請求項１乃至３のいずれかに記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置。
【請求項１】
シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在に支持されるカッタヘッドを備えたシールド掘進機の掘削用ビット交換装置であって、
カッタヘッドの前面板に複数の開口部を形成するとともに、前面板の背面側に前面が摺接する円柱状の回動支持体を、前面板に略垂直な回動軸心周りに回動自在に配置し、
回動支持体に、前記各開口部にそれぞれ対応して配置されて交換用ビットをそれぞれ出退・固定可能な複数のビット収納穴を、前面から背面にわたって貫通形成し、
回動支持体をビット収納穴が開口部に対応する使用姿勢から回動軸心周りに回動して交換姿勢とした時に、各開口部をそれぞれ閉鎖可能な閉鎖面部を、回動支持体の前面に設けた
シールド掘進機の掘削用ビット交換装置。
【請求項２】
カッタヘッドの前面板は、カッタヘッド側に設けられたカッタ前面板と、このカッタ前面板に形成された装着穴に着脱可能に取り付けられて開口部が形成されたユニット前面板からなり、
前記ユニット前面板と回動支持体とで、一体に交換可能なビット交換ユニットを構成した
請求項１記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置。
【請求項３】
前面板の背面と回動支持体の前面との隙間をシールして開口部から泥水の浸入を防ぐ前面シール部材と、交換用ビットの外周面とビット収納穴の内周面との隙間をシールしてビット収納穴から泥水の浸入を防ぐ内面シール部材とを設け、
回動支持体の外周部に設けられた回動用受動ギヤと、この回動用受動ギヤに噛み合う駆動ピニオンとを有し、駆動ピニオンを回転駆動して使用姿勢と交換姿勢との間で回動支持体を回動する姿勢変更装置を設けた
請求項１または２記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置。
【請求項４】
カッタヘッドの前面板の背面側に、作業員が入って交換作業可能な作業空間を形成した
請求項１乃至３のいずれかに記載のシールド掘進機の掘削用ビット交換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−６３８０１（Ｐ２００８−６３８０１Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４２２０２（Ｐ２００６−２４２２０２）
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【Ｆターム（参考）】
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