トンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法
【課題】組立・解体が容易なカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法を提供する。
【解決手段】カッタヘッド１３の中間ビーム１４を掘削機本体１０のバルクヘッド１２に対しスラストシールパッキン４９と内，外周シールパッキン４０，４２を介してベアリング１６により回転自在に支持してなるカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機において、ベアリング１６と該ベアリング１６に連繋するカッタ駆動モータ２１を支持するベアリングハウジング２３をバルクヘッド１２に着脱可能となすと共に、内，外周シールパッキン４０，４２を組立・解体する際に、中間ビーム１４をバルクヘッド１２に対して交互に仮固定する内周シールパッキン用の第１治具６０と外周シールパッキン用の第２治具６１を備えた。
【解決手段】カッタヘッド１３の中間ビーム１４を掘削機本体１０のバルクヘッド１２に対しスラストシールパッキン４９と内，外周シールパッキン４０，４２を介してベアリング１６により回転自在に支持してなるカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機において、ベアリング１６と該ベアリング１６に連繋するカッタ駆動モータ２１を支持するベアリングハウジング２３をバルクヘッド１２に着脱可能となすと共に、内，外周シールパッキン４０，４２を組立・解体する際に、中間ビーム１４をバルクヘッド１２に対して交互に仮固定する内周シールパッキン用の第１治具６０と外周シールパッキン用の第２治具６１を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立・解体が容易なカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シールド掘削機は、円筒形状をなす掘削機本体の前部に円盤形状をなすカッタヘッドが回転自在に装着され、このカッタヘッドがカッタ駆動部により駆動回転される一方、掘削機本体の後部には掘削機本体を前進させる多数のシールドジャッキと既設トンネルの内壁面にセグメントを組み付けるエレクタ装置が装着されて構成される。
【０００３】
従って、カッタ駆動部によりカッタヘッドを回転させながらシールドジャッキを伸長させると、既設セグメントからの掘進反力を得て掘削機本体が前進し、カッタヘッドに取り付けられた多数のカッタビットが前方の地盤（切羽）を掘削して、トンネルを形成することができる。
【０００４】
このようなシールド掘削機を用いて所定の工事区間にトンネルを構築する場合、この工事区間に発進立坑と到達立坑を予め掘削しておき、発進立坑内にシールド掘削機を搬入し、この発進立坑内で掘進反力を確保した状態で、発進口から地山へ貫入し所定のルートに沿って掘削を行う。そして、シールド掘削機が到達立坑まで掘進すると、予め形成された到達口よりシールド掘削機を到達立坑内に引き出す。このようにして所定の位置にトンネルを構築する。
【０００５】
そして、到達立坑内に引き出されたシールド掘削機は、解体されて一部が地上に回収される一方、残りはトンネルの構造体として地中に埋設される。即ち、シールド掘削機は、まず、カッタヘッドがガス切断機により小さく分断されてクレーンにより到達立坑を通して地上に引き上げられる。次に、カッタヘッドのカッタ駆動部が同様にガス切断機により小さく分断され、クレーンにより到達立坑を通して地上に引き上げられる。最後に、シールドジャッキやエレクタ装置、排土装置（送泥管、排泥管、アジテータ、スクリューコンベヤ等）などが掘削機本体から取り外されてクレーンにより地上に引き上げられる。そして、残った掘削機本体がトンネル構造体の一部として既設セグメントに連結して埋設される。尚、分断されて地上に引き上げられたカッタヘッドやその駆動装置などはスクラップ処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４３９７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、カッタヘッドにおけるカッタ寿命の延命等に基因して１台のトンネル掘削機で掘削できる工事区間の増長により、カッタヘッドのカッタ駆動部を構成するベアリング（カッタ駆動モータと連繋するリングギア付き三軸コロ軸受）や土砂シール（中間リング支持部における内周シールパッキンと外周シールパッキン）等を工事区間途中で交換する必要性が生じている。また、逆に短い工事区間であるため、ベアリングや土砂シール等がまだ十分使用可能である場合もあり、このような時はベアリングや土砂シール等は非常に高価であるため、トンネル掘削機の製造コストの面でも、再利用することが望まれている。
【０００８】
ところが、従来のカッタヘッドのカッタ駆動部は、図７に示すように、カッタヘッドの中間リング１００にベアリング取付ボルト１０１により取り付けられたベアリング１０２とこのベアリング１０２に連繋するカッタ駆動モータ１０３とを支持するベアリングハウジング１０４をバルクヘッド１０５や掘削機本体１０６に溶接等で固定的に取り付けられていたため、ベアリング１０２や中間リング１００部に装着された内周シールパッキン１０７と外周シールパッキン１０８を交換或いは再利用するには、ガス切断機等によるベアリングハウジング１０４の大掛かりな解体作業が必要となるので、特に、大口径のシールド掘削機においては非常に困難を来たしていた。
【０００９】
また、例えベアリングハウジング１０４を解体してベアリング１０２を取り外せたとしても、その後に内周シールパッキン１０７と外周シールパッキン１０８を取り外す際には、単にそのまま取り外すことはできない。即ち、内周シールパッキン１０７又は外周シールパッキン１０８の何れか一つをそのまま取り外すと、中間リング１００がバルクヘッド１０５（のリング状の嵌合孔１０５ａ）に対して遊嵌された状態となり、中間リング１００が中間ビーム１０９を介してカッタヘッド毎バルクヘッド１０５から離脱する虞が有るのである。これは、特にカッタ駆動部を工事区間途中で交換する場合やカッタ駆動部を掘削機前方から取り出すことができない状態下で再利用する場合には、中間ビーム取付フランジ部１０９ａにおけるスラストシールパッキン１１０が機能しなくなることから当該部から泥水が機内に浸入するという大きな問題点を抱えているのである。
【００１０】
尚、特許文献１では、到達立坑等が掘削できない状態下で、掘削機を再利用のために回収すべく発進立坑を利用する技術が開示されている。しかしながら、この技術は掘削機本体を構成する外胴から内胴を離脱させ、この内胴を、推進ジャッキを掘進時とは反対に反力受部材に対して押し付けるのではなく引くことで、発進立坑側に移動させるもので、移動させた後内胴からカッタ駆動部を解体することになり、依然として解体作業が大掛かりになると共に、カッタ駆動部を再利用できても交換することができないという不具合があった。
【００１１】
そこで、本発明は、組立・解体が容易なカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法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】
【００１２】
斯かる目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機は、
カッタヘッドの中間ビームを掘削機本体のバルクヘッドに対してスラストシールパッキンと内，外周シールパッキンを介してベアリングにより回転自在に支持してなるカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機において、
前記ベアリングと該ベアリングに連繋するカッタ駆動モータを支持するベアリングハウジングをバルクヘッドに着脱可能となすと共に、前記内，外周シールパッキンを組立・解体する際に、前記中間ビームをバルクヘッドに対して交互に仮固定する内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具を備えたことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【００１３】
また、
前記内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具の仮固定用ボルトは、少なくとも前記中間ビームに前記ベアリングを取り付けるベアリング取付ボルトのボルト穴を共用していることを特徴とする。
【００１４】
また、
前記バルクヘッドは、前記内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具に加えて中間ビーム取付フランジ部の外周部を把持する仮固定用ジャッキを予め内蔵していることを特徴とする。
【００１５】
斯かる目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法は、
前記トンネル掘削機を用いてカッタ駆動部の組立・解体を行う際に、
バルクヘッドに対してベアリングハウジングを着脱する工程と、
バルクヘッドに対してベアリングを取付・取外す工程と、
内周シールパッキンと外周シールパッキンを交互に取付・取外す際に、中間ビームをバルクヘッドに対して交互に仮固定する工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るトンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法によれば、カッタ駆動部におけるベアリング及び内，外周シールパッキンの組立・解体を泥水の浸入を回避しつつ機内から容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を示す泥土圧式シールド掘削機におけるカッタ駆動部の断面図である。
【図２】ベアリングの解体工程図である。
【図３】内,外周シールパッキンの解体工程図である。
【図４】内,外周シールパッキンの組立工程図である。
【図５】泥土圧式シールド掘削機の全体構成図である。
【図６】治具の配置を示す模式図である。
【図７】従来のカッタ駆動部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るトンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は本発明の一実施例を示す泥土圧式シールド掘削機におけるカッタ駆動部の断面図、図２はベアリングの解体工程図、図３は内,外周シールパッキンの解体工程図、図４は内,外周シールパッキンの組立工程図、図５は泥土圧式シールド掘削機の全体構成図、図６は治具の配置を示す模式図である。
【００２０】
図５に示すように、泥土圧式シールド掘削機（トンネル掘削機）の筒状をなす掘削機本体１０のバルクヘッド１２には、カッタヘッド１３が中間ビーム１４及び中間リング（カッタドラム）１５を介してベアリング１６により回転自在に装着される。このベアリング１６はカッタヘッド１３に作用する負荷の内のスラスト力とラジアル力とモーメント力の三軸方向の荷重を担持するリングギア付き三軸コロ軸受からなる。
【００２１】
カッタヘッド１３の前面にはその回転中心部から放射状をなして複数本のカッタスポーク１７がその各々の間に面盤（図示せず）を配して固定される。このカッタスポーク１７及び面盤には多数のカッタビット１８が取着される。また、カッタヘッド１３の回転中心部にはフィッシュテールカッタ１９が取着される。さらに、カッタスポーク１７及び面盤にはカッタヘッド１３の径方向へ油圧ジャッキ１１により伸縮（出没）可能に、適当数のコピーカッタ２０が装着される。
【００２２】
そして、前記ベアリング１６のリングギア部１６ａには、複数個からなるカッタ駆動（旋回）モータ２１の駆動ギア２２が噛み合っている。従って、カッタ駆動モータ２１を稼働して駆動ギア２２を回転駆動すると、ベアリング１６のリングギア部１６ａを介してカッタヘッド１３が回転される。このベアリング１６とカッタ駆動モータ２１はベアリングハウジング２３を介してバルクヘッド１２と掘削機本体１０に支持される。また、ベアリング１６とカッタ駆動モータ２１と前記中間リング１５等でカッタ駆動部が構成され、その具体的な取付構造は後述する。
【００２３】
また、前記バルクヘッド１２の中央部には、ロータリジョイント２４が組み付けられ、このロータリジョイント２４を介して前記コピーカッタ２０の油圧ジャッキ１1等に対し図示しない油圧源からの圧油の給，排が行われるようになっている。
【００２４】
また、前記掘削機本体１０の内部にはスクリューコンベヤ２５が配設され、カッタヘッド１３で掘削された土砂をトンネルの後方へ排出可能になっている。即ち、スクリューコンベヤ２５の前端部（取出口）がバルクヘッド１２の下部を貫通して前記カッタヘッド１３とバルクヘッド１２とで画成されたチャンバ室２６に開口すると共に、後下部に設けた排出口（ジャッキ２７駆動のゲート２８で開閉される）がトンネル内の長手方向に配設された図示しないベルトコンベア上に対向するのである。このスクリューコンベヤ２５は、後上がりに傾斜して配置された円筒管２５ａの内部に、駆動モータ２５ｂによって回転可能にスクリュー翼２５ｃが装着されてなる。
【００２５】
前記掘削機本体１０の内周部には、覆工部材としてトンネルの内周面に構築された（組み立てられた）既設のセグメントＳに対し伸縮し得る推進ジャッキ２９が円周方向へ所定間隔離間して多数本配設される。また、掘削機本体１０の後端部（スキンプレート）は、テールシール３０を介して前記既設セグメントＳの外周に嵌合している。また、掘削機本体１０の後部には前記セグメントＳを組み立てるエレクタ３１と後方張出台３２が組み付けられ、この後方張出台３２上に、組み立てたセグメントＳの真円保持を行うセグメントアジャスタ３３が装備される。
【００２６】
前述したカッタ駆動部は、図１に示すように、中間リング１５がバルクヘッド１２のリング状の嵌合孔３５に、内周シールパッキン４０及び内周シールパッキン当て板４１と外周シールパッキン４２及び外周シールパッキン当て板４３を介して、回転自在に嵌合されている。前記嵌合孔３５は、バルクヘッド１２の後面に形成された筐体状の補強壁部４４に形成される。
【００２７】
図中４５は中間リング１５の後端面にねじ込まれる内周シールパッキン取付ボルトで、４６は補強壁部４４の中間リング内周側取付部４４ａにねじ込まれる内周シールパッキン当て板取付ボルトであり、４７は中間リング１５の後端面にねじ込まれる外周シールパッキン取付ボルトで、４８は補強壁部４４の中間リング外周側取付部４４ｂにねじ込まれる外周シールパッキン当て板取付ボルトである。
【００２８】
また、中間リング１５の前端面にボルト結合される中間ビーム取付フランジ部１４ａとバルクヘッド１２の前面との間にはスラストシールパッキン４９が介装される。そして、中間リング１５の後端面にベアリング１６の可動部（リングギア部１６ａ）が第１ベアリング取付ボルト５０で連結される一方、ベアリング１６の固定部が第２ベアリング取付ボルト５１でベアリングハウジング２３に連結される。
【００２９】
前記ベアリングハウジング２３は、カッタ駆動モータ取付ボルト５２とカッタ駆動モータ取付ピン５３でカッタ駆動モータ２１を取り付けた状態で、第１ベアリングハウジング取付ボルト５４により補強壁部４４の中間リング内周側取付部４４ａに連結されると共に第２ベアリングハウジング取付ボルト５５により補強壁部４４の中間リング外周側取付部４４ｂに連結される。尚、図中５６はベアリングハウジング２３の掘削機本体１０との溶接部でこれは特に無くても良い。
【００３０】
前述した各種ボルト４５〜４８,５０,５２,５４,５５及びピン５３は周方向に複数個設けられる。例えば、図６の治具の配置を示す模式図のように、内,外周シールパッキン４０,４２の組立・解体時に用いられる内周シールパッキン用の第１治具６０を取り付ける第１治具取付ボルト６０ａと外周シールパッキン用の第２治具６１を取り付ける第２治具取付ボルト６１ａのねじ穴を共用する第１ベアリング取付ボルト５０は周方向等配で１２本設けられ、同じく内周シールパッキン用の第１治具６０を取り付ける第１治具取付ボルト６０ｂのねじ穴を共用する第１ベアリングハウジング取付ボルト５４は周方向等配で６本設けられる。さらに、外周シールパッキン用の第２治具６１を取り付ける第２治具取付ボルト６１ｂのねじ穴を共用する外周シールパッキン当て板取付ボルト４８は周方向等配で６本設けられる。
【００３１】
このように構成されるため、泥土圧式シールド掘削機による掘削にあたっては、先ず、全ての推進ジャッキ２９が縮んだ初期位置（図５の状態）で、カッタ駆動モータ２１を稼働させてカッタヘッド１３を回転させる。
【００３２】
次に、前記状態から全て又は任意の推進ジャッキ２９を伸ばして掘削機本体１０を１ストローク推進（前進）させる。この際、推進反力は既設セグメントＳで受ける。そして、この推進により、カッタヘッド１３に装着された多数のカッタビット１８が前方の地盤を掘削する。掘削された土砂はチャンバ室２６からスクリューコンベヤ２５等によって外部に排出される。
【００３３】
次に、カッタヘッド１３の旋回を止めた状態で、推進ジャッキ２９を部分的に順次縮めてエレクタ３１及びセグメントアジャスタ３３によりセグメントＳを組み立てると共にその真円保持を行う。以降、前述した工程を繰り返して、所定長さのトンネルを掘削・形成していく。
【００３４】
そして、本実施例では、前述したカッタ駆動部におけるベアリング１６と内，外周シールパッキン４０，４２が必要に応じて機内から組立・解体が可能になっている。内，外周シールパッキン４０，４２の組立・解体時には、前述した内，外周シールパッキン用の第１，第２治具６０，６１が用いられる。
【００３５】
具体的には、例えば図１に示すカッタ駆動部の状態からベアリング１６を解体する際は、カッタ駆動モータ取付ボルト５２とカッタ駆動モータ取付ピン５３を外してカッタ駆動モータ２１をベアリングハウジング２３から取り外した後、図２に示す工程に移行する。
【００３６】
即ち、先ず、ベアリングハウジング２３の掘削機本体１０との溶接部５６が有れば、これをガス切断機で切断した後、第２ベアリング取付けボルト５１と第１ベアリングハウジング取付ボルト５４と第２ベアリングハウジング取付ボルト５５を外してベアリングハウジング２３をベアリング１６とバルクヘッド１２（補強壁部４４の中間リング内周側取付部４４ａと中間リング外周側取付部４４ｂ）から取り外す（図２の(ａ)参照）。
【００３７】
次に、第１ベアリング取付けボルト５０を外してベアリング１６を中間リング１５から取り外すと（図２の(ｂ)参照）、ベアリング１６の解体が完了する（図２の(ｃ)参照）。尚、ベアリング１６を組み立てる際は、前述した工程の逆の方法で行うのは自明であるので、詳細な説明は省略する。
【００３８】
そして、内，外周シールパッキン４０，４２を解体する際には、前述した図２の(ｃ)の状態から図３に示す工程に移行する。
【００３９】
先ず、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）を把持（仮固定）するための内周シールパッキン用の第１治具６０を第１治具取付ボルト（仮固定用ボルト）６０ａ,６０ｂで中間リング１５とバルクヘッド１２の中間リング内周側取付部４４ａに取り付ける（図３の（ａ）参照）。
【００４０】
この際、図６に示すように、第１治具取付ボルト６０ａは第１ベアリング取付ボルト５０のボルト穴を共用し、第１治具取付ボルト６０ｂは第１ベアリングハウジング取付ボルト５４のボルト穴を共用する。また、内周シールパッキン用の第１治具６０と後述する外周シールパッキン用の第２治具６１に加えて、バルクヘッド１２に予め複数本の仮固定用ジャッキ６２を内蔵しておき、内，外周シールパッキン４０，４２の解体時には、仮固定用ジャッキ６２を伸長させて中間ビーム取付フランジ部１４ａの外周部を把持するようにしても良い。
【００４１】
次に、外周シールパッキン取付ボルト４７を外して外周シールパッキン４２を取り外した後、外周シールパッキン当て板取付ボルト４８を外して外周シールパッキン当て板４３を取り外す（図３の（ｂ）参照）。
【００４２】
次に、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）を把持（仮固定）するための外周シールパッキン用の第２治具６１を第２治具取付ボルト（仮固定用ボルト）６１ａ,６１ｂで中間リング１５とバルクヘッド１２の中間リング外周側取付部４４ｂに取り付けた後、内周シールパッキン用の第１治具６０を取り外す。（図３の（ｃ）参照）。この際、図６に示すように、第２治具取付ボルト６１ａは第１ベアリング取付ボルト５０のボルト穴を共用し、第２治具取付ボルト６１ｂは外周シールパッキン当て板取付ボルト４８のボルト穴を共用する。
【００４３】
次に、内周シールパッキン取付ボルト４５を外して内周シールパッキン４０を取り外した後、内周シールパッキン当て板取付ボルト４６を外して内周シールパッキン当て板４１を取り外す（図３の（ｄ）参照）。
【００４４】
そして、外周シールパッキン用の第２治具６１を取り外せば、内，外周シールパッキン４０，４２の解体が完了する（図３の(ｅ)参照）。この際、前述した仮固定用ジャッキ６２を内蔵していれば、これを収縮する。
【００４５】
一方、内，外周シールパッキン４０，４２を組み立てる際には、前述した図３の(ｅ)の状態から図４に示す工程に移行する。
【００４６】
先ず、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）を把持（仮固定）するための外周シールパッキン用の第２治具６１を第２治具取付ボルト６１ａ,６１ｂで中間リング１５とバルクヘッド１２の中間リング外周側取付部４４ｂに取り付ける（図４の（ａ）参照）。
【００４７】
この際、第２治具取付ボルト６１ａは第１ベアリング取付ボルト５０のボルト穴を共用し、第２治具取付ボルト６１ｂは外周シールパッキン当て板取付ボルト４８のボルト穴を共用することは前述したとおりである。また、外周シールパッキン用の第２治具６１と後述する内周シールパッキン用の第１治具６０に加えて、バルクヘッド１２に予め複数本の仮固定用ジャッキ６２を内蔵しておき、内，外周シールパッキン４０，４２の組立時には、仮固定用ジャッキ６２を伸長させて中間ビーム取付フランジ部１４ａの外周部を把持するようにしても良いことは前述したとおりである。
【００４８】
次に、中間リング１５に内周シールパッキン４０を内周シールパッキン取付ボルト４５で取り付けた後、中間リング内周側取付部４４ａに内周シールパッキン当て板４１を内周シールパッキン当て板取付ボルト４６で取り付ける（図４の（ｂ）参照）。
【００４９】
次に、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）を把持（仮固定）するための内周シールパッキン用の第１治具６０を第１治具取付ボルト６０ａ,６０ｂで中間リング１５とバルクヘッド１２の中間リング内周側取付部４４ａに取り付けた後、外周シールパッキン用の第２治具６１を取り外す（図４の（ｃ）参照）。この際、図６に示すように、第１治具取付ボルト６０ａは第１ベアリング取付ボルト５０のボルト穴を共用し、第１治具取付ボルト６０ｂは第１ベアリングハウジング取付ボルト５４のボルト穴を共用する。
【００５０】
次に、中間リング１５に外周シールパッキン４２を外周シールパッキン取付ボルト４７で取り付けた後、外周シールパッキン当て板４３を外周シールパッキン当て板取付ボルト４８でバルクヘッド１２の中間リング内周側取付部４４ａに取り付ける（図４の（ｄ）参照）。
【００５１】
そして、内周シールパッキン用の第１治具６０を取り外せば、内，外周シールパッキン４０，４２の組立が完了する（図４の(ｅ)参照）。この際、前述した仮固定用ジャッキ６２を内蔵していれば、これを収縮する。
【００５２】
このようにして本実施例によれば、掘削機本体１０のカッタ駆動部を組立・解体する際は、ベアリングハウジング２３をバルクヘッド１２の補強壁部４４に対して、第１，第２ベアリングハウジング取付ボルト５４，５５を介して着脱することで、先ずベアリング１６の組立・解体が機内から容易に行える。即ち、従来のようにガス切断機等によるベアリングハウジングの大掛かりな解体作業等が不要となり、大口径のシールド掘削機においては非常に有利となるのである。
【００５３】
そして、内，外周シールパッキン４０，４２を組立・解体する際は、前述したベアリングハウジング２３がバルクヘッド１２の補強壁部４４から離脱した状態下で、内周シールパッキン用の第１治具６０と外周シールパッキン用の第２治具６１を用いて、カッタヘッド１３の中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）をバルクヘッド１２の補強壁部４４における中間リング内周側取付部４４ａと中間リング外周側取付部４４ｂに対して交互に仮固定（把持）しながら内，外周シールパッキン４０，４２を組立・解体することができるので、その作業が容易かつ円滑に行える。
【００５４】
即ち、中間ビーム取付フランジ部１４ａにおけるスラストシールパッキン４９の機能が維持されて当該部から泥水が機内に浸入することが防止されると共に、内，外周シールパッキン４０，４２が無い状態下で中間リング１５が中間ビーム１４を介してカッタヘッド１３毎バルクヘッド１２のリング状の嵌合孔３５から離脱することが防止され、かつ組立時にはその装着スペースが十分に確保されるのである。
【００５５】
また、前述した中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）の仮固定の際には、内周シールパッキン用の第１治具６０の第１治具取付ボルト６０ａ,６０ｂと外周シールパッキン用の第２治具６１の第２治具取付ボルト６１ａ,６１ｂのボルト穴が、中間リング１５における第１ベアリング取付ボルト５０と中間リング内周側取付部４４ａにおける第１ベアリングハウジング取付ボルト５４と中間リング外周側取付部４４ｂにおける外周シールパッキン当て板取付ボルト４８のボルト穴と共用しているので、カッタ駆動部における加工数削減によりコストダウンが図れると共に、カッタ駆動部及び治具の汎用性が高められる。また、仮固定用ジャッキ６２を用いることで、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）をバルクヘッド１２の補強壁部４４に対してより堅固に仮固定（把持）することができる。
【００５６】
このようにして、カッタ駆動部におけるベアリング１６及び内，外周シールパッキン４０，４２の組立・解体を泥水の浸入を回避しつつ機内から容易に行えるので、特にカッタ駆動部を工事区間途中で交換する場合やカッタ駆動部を掘削機前方から取り出すことができない状態下で再利用する場合に有効である。
【００５７】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、内，外周シールパッキン用の第１，第２治具における形状、数量、取付位置の変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係るトンネル掘削機は、泥土圧式シールド掘削機に限らず、泥水式シールド掘削機やトンネルボーリングマシーン（ＴＢＭ）等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 掘削機本体
１１ 油圧ジャッキ
１２ バルクヘッド
１３ カッタヘッド
１４ 中間ビーム
１４ａ 中間ビーム取付フランジ部
１５ 中間リング（カッタドラム）
１６ ベアリング
１６ａ リングギア部
１７ カッタスポーク
１８ カッタビット
１９ フィッシュテールカッタ
２０ コピーカッタ
２１ カッタ駆動（旋回）モータ
２２ 駆動ギア
２３ ベアリングハウジング
２４ ロータリジョイント
２５ スクリューコンベヤ
２６ チャンバ室
２７ ジャッキ
２８ ゲート
２９ 推進ジャッキ
３０ テールシール
３１ エレクタ
３２ 後方張出台
３３ セグメントアジャスタ
３５ 嵌合孔
４０ 内周シールパッキン
４１ 内周シールパッキン当て板
４２ 外周シールパッキン
４３ 外周シールパッキン当て板
４４ 補強壁部
４４ａ 中間リング内周側取付部
４４ｂ 中間リング外周側取付部
４５ 内周シールパッキン取付ボルト
４６ 内周シールパッキン当て板取付ボルト
４７ 外周シールパッキン取付ボルト
４８ 外周シールパッキン当て板取付ボルト
４９ スラストシールパッキン
５０ 第１ベアリング取付ボルト
５１ 第２ベアリング取付ボルト
５２ カッタ駆動モータ取付ボルト
５３ カッタ駆動モータ取付ピン
５４ 第１ベアリングハウジング取付ボルト
５５ 第２ベアリングハウジング取付ボルト
５６ ベアリングハウジングの掘削機本体との溶接部
６０ 内周シールパッキン用の第１治具
６０ａ,６０ｂ 第１治具取付ボルト
６１ 外周シールパッキン用の第２治具
６１ａ,６１ｂ 第２治具取付ボルト
６２ 仮固定用ジャッキ
Ｓ セグメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立・解体が容易なカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シールド掘削機は、円筒形状をなす掘削機本体の前部に円盤形状をなすカッタヘッドが回転自在に装着され、このカッタヘッドがカッタ駆動部により駆動回転される一方、掘削機本体の後部には掘削機本体を前進させる多数のシールドジャッキと既設トンネルの内壁面にセグメントを組み付けるエレクタ装置が装着されて構成される。
【０００３】
従って、カッタ駆動部によりカッタヘッドを回転させながらシールドジャッキを伸長させると、既設セグメントからの掘進反力を得て掘削機本体が前進し、カッタヘッドに取り付けられた多数のカッタビットが前方の地盤（切羽）を掘削して、トンネルを形成することができる。
【０００４】
このようなシールド掘削機を用いて所定の工事区間にトンネルを構築する場合、この工事区間に発進立坑と到達立坑を予め掘削しておき、発進立坑内にシールド掘削機を搬入し、この発進立坑内で掘進反力を確保した状態で、発進口から地山へ貫入し所定のルートに沿って掘削を行う。そして、シールド掘削機が到達立坑まで掘進すると、予め形成された到達口よりシールド掘削機を到達立坑内に引き出す。このようにして所定の位置にトンネルを構築する。
【０００５】
そして、到達立坑内に引き出されたシールド掘削機は、解体されて一部が地上に回収される一方、残りはトンネルの構造体として地中に埋設される。即ち、シールド掘削機は、まず、カッタヘッドがガス切断機により小さく分断されてクレーンにより到達立坑を通して地上に引き上げられる。次に、カッタヘッドのカッタ駆動部が同様にガス切断機により小さく分断され、クレーンにより到達立坑を通して地上に引き上げられる。最後に、シールドジャッキやエレクタ装置、排土装置（送泥管、排泥管、アジテータ、スクリューコンベヤ等）などが掘削機本体から取り外されてクレーンにより地上に引き上げられる。そして、残った掘削機本体がトンネル構造体の一部として既設セグメントに連結して埋設される。尚、分断されて地上に引き上げられたカッタヘッドやその駆動装置などはスクラップ処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４３９７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、カッタヘッドにおけるカッタ寿命の延命等に基因して１台のトンネル掘削機で掘削できる工事区間の増長により、カッタヘッドのカッタ駆動部を構成するベアリング（カッタ駆動モータと連繋するリングギア付き三軸コロ軸受）や土砂シール（中間リング支持部における内周シールパッキンと外周シールパッキン）等を工事区間途中で交換する必要性が生じている。また、逆に短い工事区間であるため、ベアリングや土砂シール等がまだ十分使用可能である場合もあり、このような時はベアリングや土砂シール等は非常に高価であるため、トンネル掘削機の製造コストの面でも、再利用することが望まれている。
【０００８】
ところが、従来のカッタヘッドのカッタ駆動部は、図７に示すように、カッタヘッドの中間リング１００にベアリング取付ボルト１０１により取り付けられたベアリング１０２とこのベアリング１０２に連繋するカッタ駆動モータ１０３とを支持するベアリングハウジング１０４をバルクヘッド１０５や掘削機本体１０６に溶接等で固定的に取り付けられていたため、ベアリング１０２や中間リング１００部に装着された内周シールパッキン１０７と外周シールパッキン１０８を交換或いは再利用するには、ガス切断機等によるベアリングハウジング１０４の大掛かりな解体作業が必要となるので、特に、大口径のシールド掘削機においては非常に困難を来たしていた。
【０００９】
また、例えベアリングハウジング１０４を解体してベアリング１０２を取り外せたとしても、その後に内周シールパッキン１０７と外周シールパッキン１０８を取り外す際には、単にそのまま取り外すことはできない。即ち、内周シールパッキン１０７又は外周シールパッキン１０８の何れか一つをそのまま取り外すと、中間リング１００がバルクヘッド１０５（のリング状の嵌合孔１０５ａ）に対して遊嵌された状態となり、中間リング１００が中間ビーム１０９を介してカッタヘッド毎バルクヘッド１０５から離脱する虞が有るのである。これは、特にカッタ駆動部を工事区間途中で交換する場合やカッタ駆動部を掘削機前方から取り出すことができない状態下で再利用する場合には、中間ビーム取付フランジ部１０９ａにおけるスラストシールパッキン１１０が機能しなくなることから当該部から泥水が機内に浸入するという大きな問題点を抱えているのである。
【００１０】
尚、特許文献１では、到達立坑等が掘削できない状態下で、掘削機を再利用のために回収すべく発進立坑を利用する技術が開示されている。しかしながら、この技術は掘削機本体を構成する外胴から内胴を離脱させ、この内胴を、推進ジャッキを掘進時とは反対に反力受部材に対して押し付けるのではなく引くことで、発進立坑側に移動させるもので、移動させた後内胴からカッタ駆動部を解体することになり、依然として解体作業が大掛かりになると共に、カッタ駆動部を再利用できても交換することができないという不具合があった。
【００１１】
そこで、本発明は、組立・解体が容易なカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法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】
【００１２】
斯かる目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機は、
カッタヘッドの中間ビームを掘削機本体のバルクヘッドに対してスラストシールパッキンと内，外周シールパッキンを介してベアリングにより回転自在に支持してなるカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機において、
前記ベアリングと該ベアリングに連繋するカッタ駆動モータを支持するベアリングハウジングをバルクヘッドに着脱可能となすと共に、前記内，外周シールパッキンを組立・解体する際に、前記中間ビームをバルクヘッドに対して交互に仮固定する内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具を備えたことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【００１３】
また、
前記内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具の仮固定用ボルトは、少なくとも前記中間ビームに前記ベアリングを取り付けるベアリング取付ボルトのボルト穴を共用していることを特徴とする。
【００１４】
また、
前記バルクヘッドは、前記内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具に加えて中間ビーム取付フランジ部の外周部を把持する仮固定用ジャッキを予め内蔵していることを特徴とする。
【００１５】
斯かる目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法は、
前記トンネル掘削機を用いてカッタ駆動部の組立・解体を行う際に、
バルクヘッドに対してベアリングハウジングを着脱する工程と、
バルクヘッドに対してベアリングを取付・取外す工程と、
内周シールパッキンと外周シールパッキンを交互に取付・取外す際に、中間ビームをバルクヘッドに対して交互に仮固定する工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るトンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法によれば、カッタ駆動部におけるベアリング及び内，外周シールパッキンの組立・解体を泥水の浸入を回避しつつ機内から容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を示す泥土圧式シールド掘削機におけるカッタ駆動部の断面図である。
【図２】ベアリングの解体工程図である。
【図３】内,外周シールパッキンの解体工程図である。
【図４】内,外周シールパッキンの組立工程図である。
【図５】泥土圧式シールド掘削機の全体構成図である。
【図６】治具の配置を示す模式図である。
【図７】従来のカッタ駆動部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るトンネル掘削機及びトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は本発明の一実施例を示す泥土圧式シールド掘削機におけるカッタ駆動部の断面図、図２はベアリングの解体工程図、図３は内,外周シールパッキンの解体工程図、図４は内,外周シールパッキンの組立工程図、図５は泥土圧式シールド掘削機の全体構成図、図６は治具の配置を示す模式図である。
【００２０】
図５に示すように、泥土圧式シールド掘削機（トンネル掘削機）の筒状をなす掘削機本体１０のバルクヘッド１２には、カッタヘッド１３が中間ビーム１４及び中間リング（カッタドラム）１５を介してベアリング１６により回転自在に装着される。このベアリング１６はカッタヘッド１３に作用する負荷の内のスラスト力とラジアル力とモーメント力の三軸方向の荷重を担持するリングギア付き三軸コロ軸受からなる。
【００２１】
カッタヘッド１３の前面にはその回転中心部から放射状をなして複数本のカッタスポーク１７がその各々の間に面盤（図示せず）を配して固定される。このカッタスポーク１７及び面盤には多数のカッタビット１８が取着される。また、カッタヘッド１３の回転中心部にはフィッシュテールカッタ１９が取着される。さらに、カッタスポーク１７及び面盤にはカッタヘッド１３の径方向へ油圧ジャッキ１１により伸縮（出没）可能に、適当数のコピーカッタ２０が装着される。
【００２２】
そして、前記ベアリング１６のリングギア部１６ａには、複数個からなるカッタ駆動（旋回）モータ２１の駆動ギア２２が噛み合っている。従って、カッタ駆動モータ２１を稼働して駆動ギア２２を回転駆動すると、ベアリング１６のリングギア部１６ａを介してカッタヘッド１３が回転される。このベアリング１６とカッタ駆動モータ２１はベアリングハウジング２３を介してバルクヘッド１２と掘削機本体１０に支持される。また、ベアリング１６とカッタ駆動モータ２１と前記中間リング１５等でカッタ駆動部が構成され、その具体的な取付構造は後述する。
【００２３】
また、前記バルクヘッド１２の中央部には、ロータリジョイント２４が組み付けられ、このロータリジョイント２４を介して前記コピーカッタ２０の油圧ジャッキ１1等に対し図示しない油圧源からの圧油の給，排が行われるようになっている。
【００２４】
また、前記掘削機本体１０の内部にはスクリューコンベヤ２５が配設され、カッタヘッド１３で掘削された土砂をトンネルの後方へ排出可能になっている。即ち、スクリューコンベヤ２５の前端部（取出口）がバルクヘッド１２の下部を貫通して前記カッタヘッド１３とバルクヘッド１２とで画成されたチャンバ室２６に開口すると共に、後下部に設けた排出口（ジャッキ２７駆動のゲート２８で開閉される）がトンネル内の長手方向に配設された図示しないベルトコンベア上に対向するのである。このスクリューコンベヤ２５は、後上がりに傾斜して配置された円筒管２５ａの内部に、駆動モータ２５ｂによって回転可能にスクリュー翼２５ｃが装着されてなる。
【００２５】
前記掘削機本体１０の内周部には、覆工部材としてトンネルの内周面に構築された（組み立てられた）既設のセグメントＳに対し伸縮し得る推進ジャッキ２９が円周方向へ所定間隔離間して多数本配設される。また、掘削機本体１０の後端部（スキンプレート）は、テールシール３０を介して前記既設セグメントＳの外周に嵌合している。また、掘削機本体１０の後部には前記セグメントＳを組み立てるエレクタ３１と後方張出台３２が組み付けられ、この後方張出台３２上に、組み立てたセグメントＳの真円保持を行うセグメントアジャスタ３３が装備される。
【００２６】
前述したカッタ駆動部は、図１に示すように、中間リング１５がバルクヘッド１２のリング状の嵌合孔３５に、内周シールパッキン４０及び内周シールパッキン当て板４１と外周シールパッキン４２及び外周シールパッキン当て板４３を介して、回転自在に嵌合されている。前記嵌合孔３５は、バルクヘッド１２の後面に形成された筐体状の補強壁部４４に形成される。
【００２７】
図中４５は中間リング１５の後端面にねじ込まれる内周シールパッキン取付ボルトで、４６は補強壁部４４の中間リング内周側取付部４４ａにねじ込まれる内周シールパッキン当て板取付ボルトであり、４７は中間リング１５の後端面にねじ込まれる外周シールパッキン取付ボルトで、４８は補強壁部４４の中間リング外周側取付部４４ｂにねじ込まれる外周シールパッキン当て板取付ボルトである。
【００２８】
また、中間リング１５の前端面にボルト結合される中間ビーム取付フランジ部１４ａとバルクヘッド１２の前面との間にはスラストシールパッキン４９が介装される。そして、中間リング１５の後端面にベアリング１６の可動部（リングギア部１６ａ）が第１ベアリング取付ボルト５０で連結される一方、ベアリング１６の固定部が第２ベアリング取付ボルト５１でベアリングハウジング２３に連結される。
【００２９】
前記ベアリングハウジング２３は、カッタ駆動モータ取付ボルト５２とカッタ駆動モータ取付ピン５３でカッタ駆動モータ２１を取り付けた状態で、第１ベアリングハウジング取付ボルト５４により補強壁部４４の中間リング内周側取付部４４ａに連結されると共に第２ベアリングハウジング取付ボルト５５により補強壁部４４の中間リング外周側取付部４４ｂに連結される。尚、図中５６はベアリングハウジング２３の掘削機本体１０との溶接部でこれは特に無くても良い。
【００３０】
前述した各種ボルト４５〜４８,５０,５２,５４,５５及びピン５３は周方向に複数個設けられる。例えば、図６の治具の配置を示す模式図のように、内,外周シールパッキン４０,４２の組立・解体時に用いられる内周シールパッキン用の第１治具６０を取り付ける第１治具取付ボルト６０ａと外周シールパッキン用の第２治具６１を取り付ける第２治具取付ボルト６１ａのねじ穴を共用する第１ベアリング取付ボルト５０は周方向等配で１２本設けられ、同じく内周シールパッキン用の第１治具６０を取り付ける第１治具取付ボルト６０ｂのねじ穴を共用する第１ベアリングハウジング取付ボルト５４は周方向等配で６本設けられる。さらに、外周シールパッキン用の第２治具６１を取り付ける第２治具取付ボルト６１ｂのねじ穴を共用する外周シールパッキン当て板取付ボルト４８は周方向等配で６本設けられる。
【００３１】
このように構成されるため、泥土圧式シールド掘削機による掘削にあたっては、先ず、全ての推進ジャッキ２９が縮んだ初期位置（図５の状態）で、カッタ駆動モータ２１を稼働させてカッタヘッド１３を回転させる。
【００３２】
次に、前記状態から全て又は任意の推進ジャッキ２９を伸ばして掘削機本体１０を１ストローク推進（前進）させる。この際、推進反力は既設セグメントＳで受ける。そして、この推進により、カッタヘッド１３に装着された多数のカッタビット１８が前方の地盤を掘削する。掘削された土砂はチャンバ室２６からスクリューコンベヤ２５等によって外部に排出される。
【００３３】
次に、カッタヘッド１３の旋回を止めた状態で、推進ジャッキ２９を部分的に順次縮めてエレクタ３１及びセグメントアジャスタ３３によりセグメントＳを組み立てると共にその真円保持を行う。以降、前述した工程を繰り返して、所定長さのトンネルを掘削・形成していく。
【００３４】
そして、本実施例では、前述したカッタ駆動部におけるベアリング１６と内，外周シールパッキン４０，４２が必要に応じて機内から組立・解体が可能になっている。内，外周シールパッキン４０，４２の組立・解体時には、前述した内，外周シールパッキン用の第１，第２治具６０，６１が用いられる。
【００３５】
具体的には、例えば図１に示すカッタ駆動部の状態からベアリング１６を解体する際は、カッタ駆動モータ取付ボルト５２とカッタ駆動モータ取付ピン５３を外してカッタ駆動モータ２１をベアリングハウジング２３から取り外した後、図２に示す工程に移行する。
【００３６】
即ち、先ず、ベアリングハウジング２３の掘削機本体１０との溶接部５６が有れば、これをガス切断機で切断した後、第２ベアリング取付けボルト５１と第１ベアリングハウジング取付ボルト５４と第２ベアリングハウジング取付ボルト５５を外してベアリングハウジング２３をベアリング１６とバルクヘッド１２（補強壁部４４の中間リング内周側取付部４４ａと中間リング外周側取付部４４ｂ）から取り外す（図２の(ａ)参照）。
【００３７】
次に、第１ベアリング取付けボルト５０を外してベアリング１６を中間リング１５から取り外すと（図２の(ｂ)参照）、ベアリング１６の解体が完了する（図２の(ｃ)参照）。尚、ベアリング１６を組み立てる際は、前述した工程の逆の方法で行うのは自明であるので、詳細な説明は省略する。
【００３８】
そして、内，外周シールパッキン４０，４２を解体する際には、前述した図２の(ｃ)の状態から図３に示す工程に移行する。
【００３９】
先ず、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）を把持（仮固定）するための内周シールパッキン用の第１治具６０を第１治具取付ボルト（仮固定用ボルト）６０ａ,６０ｂで中間リング１５とバルクヘッド１２の中間リング内周側取付部４４ａに取り付ける（図３の（ａ）参照）。
【００４０】
この際、図６に示すように、第１治具取付ボルト６０ａは第１ベアリング取付ボルト５０のボルト穴を共用し、第１治具取付ボルト６０ｂは第１ベアリングハウジング取付ボルト５４のボルト穴を共用する。また、内周シールパッキン用の第１治具６０と後述する外周シールパッキン用の第２治具６１に加えて、バルクヘッド１２に予め複数本の仮固定用ジャッキ６２を内蔵しておき、内，外周シールパッキン４０，４２の解体時には、仮固定用ジャッキ６２を伸長させて中間ビーム取付フランジ部１４ａの外周部を把持するようにしても良い。
【００４１】
次に、外周シールパッキン取付ボルト４７を外して外周シールパッキン４２を取り外した後、外周シールパッキン当て板取付ボルト４８を外して外周シールパッキン当て板４３を取り外す（図３の（ｂ）参照）。
【００４２】
次に、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）を把持（仮固定）するための外周シールパッキン用の第２治具６１を第２治具取付ボルト（仮固定用ボルト）６１ａ,６１ｂで中間リング１５とバルクヘッド１２の中間リング外周側取付部４４ｂに取り付けた後、内周シールパッキン用の第１治具６０を取り外す。（図３の（ｃ）参照）。この際、図６に示すように、第２治具取付ボルト６１ａは第１ベアリング取付ボルト５０のボルト穴を共用し、第２治具取付ボルト６１ｂは外周シールパッキン当て板取付ボルト４８のボルト穴を共用する。
【００４３】
次に、内周シールパッキン取付ボルト４５を外して内周シールパッキン４０を取り外した後、内周シールパッキン当て板取付ボルト４６を外して内周シールパッキン当て板４１を取り外す（図３の（ｄ）参照）。
【００４４】
そして、外周シールパッキン用の第２治具６１を取り外せば、内，外周シールパッキン４０，４２の解体が完了する（図３の(ｅ)参照）。この際、前述した仮固定用ジャッキ６２を内蔵していれば、これを収縮する。
【００４５】
一方、内，外周シールパッキン４０，４２を組み立てる際には、前述した図３の(ｅ)の状態から図４に示す工程に移行する。
【００４６】
先ず、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）を把持（仮固定）するための外周シールパッキン用の第２治具６１を第２治具取付ボルト６１ａ,６１ｂで中間リング１５とバルクヘッド１２の中間リング外周側取付部４４ｂに取り付ける（図４の（ａ）参照）。
【００４７】
この際、第２治具取付ボルト６１ａは第１ベアリング取付ボルト５０のボルト穴を共用し、第２治具取付ボルト６１ｂは外周シールパッキン当て板取付ボルト４８のボルト穴を共用することは前述したとおりである。また、外周シールパッキン用の第２治具６１と後述する内周シールパッキン用の第１治具６０に加えて、バルクヘッド１２に予め複数本の仮固定用ジャッキ６２を内蔵しておき、内，外周シールパッキン４０，４２の組立時には、仮固定用ジャッキ６２を伸長させて中間ビーム取付フランジ部１４ａの外周部を把持するようにしても良いことは前述したとおりである。
【００４８】
次に、中間リング１５に内周シールパッキン４０を内周シールパッキン取付ボルト４５で取り付けた後、中間リング内周側取付部４４ａに内周シールパッキン当て板４１を内周シールパッキン当て板取付ボルト４６で取り付ける（図４の（ｂ）参照）。
【００４９】
次に、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）を把持（仮固定）するための内周シールパッキン用の第１治具６０を第１治具取付ボルト６０ａ,６０ｂで中間リング１５とバルクヘッド１２の中間リング内周側取付部４４ａに取り付けた後、外周シールパッキン用の第２治具６１を取り外す（図４の（ｃ）参照）。この際、図６に示すように、第１治具取付ボルト６０ａは第１ベアリング取付ボルト５０のボルト穴を共用し、第１治具取付ボルト６０ｂは第１ベアリングハウジング取付ボルト５４のボルト穴を共用する。
【００５０】
次に、中間リング１５に外周シールパッキン４２を外周シールパッキン取付ボルト４７で取り付けた後、外周シールパッキン当て板４３を外周シールパッキン当て板取付ボルト４８でバルクヘッド１２の中間リング内周側取付部４４ａに取り付ける（図４の（ｄ）参照）。
【００５１】
そして、内周シールパッキン用の第１治具６０を取り外せば、内，外周シールパッキン４０，４２の組立が完了する（図４の(ｅ)参照）。この際、前述した仮固定用ジャッキ６２を内蔵していれば、これを収縮する。
【００５２】
このようにして本実施例によれば、掘削機本体１０のカッタ駆動部を組立・解体する際は、ベアリングハウジング２３をバルクヘッド１２の補強壁部４４に対して、第１，第２ベアリングハウジング取付ボルト５４，５５を介して着脱することで、先ずベアリング１６の組立・解体が機内から容易に行える。即ち、従来のようにガス切断機等によるベアリングハウジングの大掛かりな解体作業等が不要となり、大口径のシールド掘削機においては非常に有利となるのである。
【００５３】
そして、内，外周シールパッキン４０，４２を組立・解体する際は、前述したベアリングハウジング２３がバルクヘッド１２の補強壁部４４から離脱した状態下で、内周シールパッキン用の第１治具６０と外周シールパッキン用の第２治具６１を用いて、カッタヘッド１３の中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）をバルクヘッド１２の補強壁部４４における中間リング内周側取付部４４ａと中間リング外周側取付部４４ｂに対して交互に仮固定（把持）しながら内，外周シールパッキン４０，４２を組立・解体することができるので、その作業が容易かつ円滑に行える。
【００５４】
即ち、中間ビーム取付フランジ部１４ａにおけるスラストシールパッキン４９の機能が維持されて当該部から泥水が機内に浸入することが防止されると共に、内，外周シールパッキン４０，４２が無い状態下で中間リング１５が中間ビーム１４を介してカッタヘッド１３毎バルクヘッド１２のリング状の嵌合孔３５から離脱することが防止され、かつ組立時にはその装着スペースが十分に確保されるのである。
【００５５】
また、前述した中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）の仮固定の際には、内周シールパッキン用の第１治具６０の第１治具取付ボルト６０ａ,６０ｂと外周シールパッキン用の第２治具６１の第２治具取付ボルト６１ａ,６１ｂのボルト穴が、中間リング１５における第１ベアリング取付ボルト５０と中間リング内周側取付部４４ａにおける第１ベアリングハウジング取付ボルト５４と中間リング外周側取付部４４ｂにおける外周シールパッキン当て板取付ボルト４８のボルト穴と共用しているので、カッタ駆動部における加工数削減によりコストダウンが図れると共に、カッタ駆動部及び治具の汎用性が高められる。また、仮固定用ジャッキ６２を用いることで、中間ビーム１４（厳密には中間リング１５）をバルクヘッド１２の補強壁部４４に対してより堅固に仮固定（把持）することができる。
【００５６】
このようにして、カッタ駆動部におけるベアリング１６及び内，外周シールパッキン４０，４２の組立・解体を泥水の浸入を回避しつつ機内から容易に行えるので、特にカッタ駆動部を工事区間途中で交換する場合やカッタ駆動部を掘削機前方から取り出すことができない状態下で再利用する場合に有効である。
【００５７】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、内，外周シールパッキン用の第１，第２治具における形状、数量、取付位置の変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係るトンネル掘削機は、泥土圧式シールド掘削機に限らず、泥水式シールド掘削機やトンネルボーリングマシーン（ＴＢＭ）等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 掘削機本体
１１ 油圧ジャッキ
１２ バルクヘッド
１３ カッタヘッド
１４ 中間ビーム
１４ａ 中間ビーム取付フランジ部
１５ 中間リング（カッタドラム）
１６ ベアリング
１６ａ リングギア部
１７ カッタスポーク
１８ カッタビット
１９ フィッシュテールカッタ
２０ コピーカッタ
２１ カッタ駆動（旋回）モータ
２２ 駆動ギア
２３ ベアリングハウジング
２４ ロータリジョイント
２５ スクリューコンベヤ
２６ チャンバ室
２７ ジャッキ
２８ ゲート
２９ 推進ジャッキ
３０ テールシール
３１ エレクタ
３２ 後方張出台
３３ セグメントアジャスタ
３５ 嵌合孔
４０ 内周シールパッキン
４１ 内周シールパッキン当て板
４２ 外周シールパッキン
４３ 外周シールパッキン当て板
４４ 補強壁部
４４ａ 中間リング内周側取付部
４４ｂ 中間リング外周側取付部
４５ 内周シールパッキン取付ボルト
４６ 内周シールパッキン当て板取付ボルト
４７ 外周シールパッキン取付ボルト
４８ 外周シールパッキン当て板取付ボルト
４９ スラストシールパッキン
５０ 第１ベアリング取付ボルト
５１ 第２ベアリング取付ボルト
５２ カッタ駆動モータ取付ボルト
５３ カッタ駆動モータ取付ピン
５４ 第１ベアリングハウジング取付ボルト
５５ 第２ベアリングハウジング取付ボルト
５６ ベアリングハウジングの掘削機本体との溶接部
６０ 内周シールパッキン用の第１治具
６０ａ,６０ｂ 第１治具取付ボルト
６１ 外周シールパッキン用の第２治具
６１ａ,６１ｂ 第２治具取付ボルト
６２ 仮固定用ジャッキ
Ｓ セグメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッタヘッドの中間ビームを掘削機本体のバルクヘッドに対してスラストシールパッキンと内，外周シールパッキンを介してベアリングにより回転自在に支持してなるカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機において、
前記ベアリングと該ベアリングに連繋するカッタ駆動モータを支持するベアリングハウジングをバルクヘッドに着脱可能となすと共に、前記内，外周シールパッキンを組立・解体する際に、前記中間ビームをバルクヘッドに対して交互に仮固定する内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
前記内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具の仮固定用ボルトは、少なくとも前記中間ビームに前記ベアリングを取り付けるベアリング取付ボルトのボルト穴を共用していることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
【請求項３】
前記バルクヘッドは、前記内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具に加えて中間ビーム取付フランジ部の外周部を把持する仮固定用ジャッキを予め内蔵していることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル掘削機。
【請求項４】
前記請求項１乃至３のいずれか一つに記載のトンネル掘削機を用いてカッタ駆動部の組立・解体を行う際に、
バルクヘッドに対してベアリングハウジングを着脱する工程と、
バルクヘッドに対してベアリングを取付・取外す工程と、
内周シールパッキンと外周シールパッキンを交互に取付・取外す際に、中間ビームをバルクヘッドに対して交互に仮固定する工程と、
を有することを特徴とするトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法。
【請求項１】
カッタヘッドの中間ビームを掘削機本体のバルクヘッドに対してスラストシールパッキンと内，外周シールパッキンを介してベアリングにより回転自在に支持してなるカッタ駆動部を備えたトンネル掘削機において、
前記ベアリングと該ベアリングに連繋するカッタ駆動モータを支持するベアリングハウジングをバルクヘッドに着脱可能となすと共に、前記内，外周シールパッキンを組立・解体する際に、前記中間ビームをバルクヘッドに対して交互に仮固定する内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
前記内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具の仮固定用ボルトは、少なくとも前記中間ビームに前記ベアリングを取り付けるベアリング取付ボルトのボルト穴を共用していることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
【請求項３】
前記バルクヘッドは、前記内周シールパッキン用の第１治具と外周シールパッキン用の第２治具に加えて中間ビーム取付フランジ部の外周部を把持する仮固定用ジャッキを予め内蔵していることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル掘削機。
【請求項４】
前記請求項１乃至３のいずれか一つに記載のトンネル掘削機を用いてカッタ駆動部の組立・解体を行う際に、
バルクヘッドに対してベアリングハウジングを着脱する工程と、
バルクヘッドに対してベアリングを取付・取外す工程と、
内周シールパッキンと外周シールパッキンを交互に取付・取外す際に、中間ビームをバルクヘッドに対して交互に仮固定する工程と、
を有することを特徴とするトンネル掘削機におけるカッタ駆動部の組立・解体方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０４２８３（Ｐ２０１３−１０４２８３Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１１８９（Ｐ２０１１−２５１１８９）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（３０９０３６２２１）三菱重工メカトロシステムズ株式会社 (57)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（３０９０３６２２１）三菱重工メカトロシステムズ株式会社 (57)
【Ｆターム（参考）】
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