JPH04118499A

JPH04118499A - シールド掘進機のカッタービット交換方法及び装置

Info

Publication number: JPH04118499A
Application number: JP23817690A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Uga; 宇賀　克夫; Osamu Yoshino; 修吉野; Hifumi Toyonaga; 豊永　一二三
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-09-06
Filing date: 1990-09-06
Publication date: 1992-04-20
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2922273B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］この発明は、シールド掘進機、特に大深度用大型シール
ド掘進機におけるカッタービットの交換方法と、この方
法を実施する装置に関する。

〔従来技術〕

シールド掘進機は、そのシールド本体前部に装備したカ
ッターヘッドを回転させ、カッターヘッド前面に取着し
た多数のカッタービットによって切羽を切削し、切削さ
れた土砂はカッターヘッド後方に形成したカンタ−チャ
ンバー内に取り込んでスクリューコンベヤ、排水管等に
よって外部に排出してトンネルを掘削していくものであ
る。

ところで、トンネルの掘削が進行してカッタ−ビットの
損耗が生じると、掘削を中耕した状態でカッタービット
の交換が行われる。

従来は、この損耗したカンタ−ビットの交換には、作業
員がカッターチャンバー内に入り、カッターヘッドと切
羽との間に作業空間をつくってカッタービットを一つ一
つ手作業で交換することが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、シールド掘進機が大型のものになると、カッ
タービット単体も大型になり重量も増し、個数も多くな
り、これを作業員の手作業で交換するとなると労力負担
が大きくなり、しかも、狭隘な空間における苛酷な作業
を強いられて作業能率面からもますます悪化するもので
ある。

さらに、シールド掘進機が大深度用ともなると、作業員
の手作業で行うカッタービット交換作業には、次ぎのよ
うな準備作業を採らざるを得なくなる。

先ず、凍結工法や薬液注入工法によって地盤改良を行う
必要がある。この地盤改良によってはじめて作業員がカ
ンタ−チャンバー内からカッターヘッドと切羽との間に
出てカッタービットの交換作業を行う空間を形成するこ
とができる。

しかし、現実には、充分な安全強度を得るための地盤改
良は、長期間にわたる作業となり、この間、トンネルの
掘削が途絶える。

また、地盤改良後における実際のカッタービット交換作
業としては、低温環境下における作業となり、これに圧
気工法を併用するとなると、作業環境としては低温・高
圧となって、特殊な訓練を受けた作業員でないと従事で
きなかったり、作業時間の面からも制約を受ける等、作
業者にとってはますます苛酷な環境下での作業を強制さ
れることになり、カッタービットの交換を困難にする。

この発明は上記の点に鑑みなされたものであって、シー
ルド掘進機におけるカッタービットの交換作業が、非能
率的な人為的作業に依存することなく、機械化して作業
工程を短縮したシールド掘進機のカッタービット交換方
法と、この方法を適切に実施する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〕

上記の目的を達成するためのこの発明の一つは、シール
ド本体のカッターヘッド後方に形成したカンタ−チャン
バー内に、マニピュレータを装備した作業函を進出させ
、該作業函内からマニピュレータと、マニピュレータ先
端に装着したカッタービット交換治具を遠隔操作してカ
ッターヘッド前面のカッタービットを交換することを特
徴とするシールド掘進機のカッタービット交換方法にあ
り、また、もう一つの発明は、シールド本体前部にカッ
ターヘッドを回転自在に装備し、該カッターヘッド後方
に切削土砂を取り込むカッターチャンバーを形成したシ
ールド掘進機において、前記カンタ−チャンバーを形成
する隔壁部に、マニピュレータを装備した作業函をカッ
ターチャンバー内へ進出自在に配備し、前記マニピュレ
ータ先端にカッタービット交換治具を装着し、マニピュ
レータおよびカッターピット交換治具を作業函内から遠
隔操作可能に構成したことを特徴とするシールド掘進機
のカッタービット交換装置にある。

〔作　用−］カンタ−チャンバーを形成する隔壁部に配備された作業
函は、待機場所からカッターチャンバー内に進出して目
的の交換すべきカッタービットに接近する。ここで、作
業函に装備したマニピュレータを作業函内から操作して
、マニピュレータ先端に装着したカッタービット交換治
具により、交換すべきカッタービットをカッターディス
クから外し、作業函に回収した後、作業函から新品のカ
ッタービットを持ち出してこれをカッターディスクに取
付ける。

こうして必要なカッタービットの交換を終えると、作業
函を待機場所に戻してカッタービットの交換作業を終了
する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）、［有］）はこの発明の装置の要部を示す
概略断面図である。

図において、１はシールド本体、２はシールド本体１前
部に装着したカッターヘッドで、このカッターヘッド２
はシールド本体１内に６けたシールリング３及び隔壁７
により形成されるバルクヘッドにカンタ−ビーム４を介
して回転自在に支持され、カッタ−ヘッド２前面でカッ
ターディスク５に多数のカッタービット６を取付けてい
る。

７はカッターヘッド２後方で、シールリング３と一体に
した隔壁で、この隔壁７によってカッターヘッド２との
間に切削された土砂を取り込むカンタ−チャンバー８を
形成しており、図示はしてないがこの隔壁７には、カン
タ−チャンバー８内からの土砂を外部に排出するための
コンベヤ装置、排水管装置等が付設される。

９はカンタ−チャンバー８内へ進出可能に隔壁７に配備
した作業函で、第１図（ａ）に示す作業函９は、カッタ
ーチャンバー８の反対側で隔壁７に設けたケーシング１
０内を待機場所とし、このケーシング１０から隔壁７に
設けた開口１１を経てカンタ−チャンバー８内に進出す
るようにしたもので、作業函９がケーシング１０内にあ
って待機している状態では開口１１は蓋板１２によって
閉鎖され、ケーシング１０の後部開口１３が開かれてこ
の開口１３から作業函９には作業員が出入り自由にして
いる。

そして、作業函９がカシターチャンバー８に進出すると
きは、作業函９自体を密閉状にすると共に、ケーシング
１０の後部開口１３も蓋板１４で閉鎖される。

尚、カッターチャンバー８内への作業函９の進出におい
て、作業函９がケーシング１０部から完全に離れて行動
する構成の場合は、作業函９に装備した推進装置（図示
せず）によりカッターチャンバー８内を移動してカッタ
ーディスク５背面近くまで接近させるようにし、また、
推進装置がない場合には、ケーシング１０内に装備した
、例えば、油圧ジヤツキ等の進退装置１１によって進出
させる。

第１図（ｂ）に示す作業函９は、ケーシング１２に対し
て止水部材１４を介装して摺動自在とする円筒状に構成
し、最後退位置を待機場所としたもので、開放された後
端間口１３から作業函９内にはいつでも作業員が自由に
出入りできるようにしている。

１５は作業函９に装備したマニピュレータで、このマニ
ピュレータ１５の基本構成は、第２図に示すように、複
数の屈曲自在な関節１６を有し、かつ、作業函９に対す
る取付は基部１７を旋回自由とし、先端にはカッタービ
ット交換治具１８を装着したもので、カシターチャンバ
ー８内に作業函９が進出して、作業函９内からマニピュ
レータ１５並びにカッタービット交換治具１８を遠隔操
作して交換治具１８はカッターディスク５に取付けられ
た全てのカッターピント６を交換可能とする。

尚、作業函９内からのマニピュレータ１５並びにカッタ
ービット交換治具１８の遠隔操作は、作業函９内に作業
員が搭乗して人為的に操作する他、作業函９内を無人に
して電気的に制御される機械的操作によるものであって
もよい。

第３図はカッターディスクに対する土砂切削用のカッタ
ービット取付は構造の一例を示す要部の斜視図である。

図示の土砂切削用のカッタービット取付は構造は、カッ
ターディスク５に突設した一対の支持部材１９間に、カ
ンタ−ピント６基部を挿入して支持部材１９の側面から
ボルト２０を挿通してナンド２１止めする構成のもので
、この土砂切削用のカッタービット６の交換に用いるカ
ッタービット交換治具１８の機能としては、カッターピ
ント６の保持機能と脱着機能、また、ボルト２０および
ナツト２１の保持と脱着機能を有する。

第４図はカッターディスクに対する岩盤、及び砂礫切削
用のカンタ−ビット取付は構造の一例を示す要部の断面
図である。

図示の岩盤、及び砂礫切削用のカッタービット取付は構
造は、カッターディスク５に突設した一対の支持部材２
２に対し、カッタービット６を回転自在に支持した取付
は枠２３を取付はボルト２４を以て取付ける構成のもの
で、カンタ−ビット６の交換には取付は枠２３毎行われ
るものでこの岩盤、及び砂礫掘削用のカッタービット６
の交換に用いるカッタービット交換治具１８の機能とし
ては、カッタービット６と一体の取付は枠２３の保持機
能と脱着機能、取付はボルト２４の保持機能と脱着機能
を有する。

［効　果］上記のように構成したこの発明によれば、カッタービッ
トの交換を、カッターチャンバー内に作業函を進出させ
、該作業函に装備したマニピュレータと該マニピュレー
タ先端に装着したカッタービット交換治具を作業函内か
ら遠隔操作して機械的に行うから、大深度用大型シール
ド掘進機に適用して作業員によるカッタービット交換の
ために、長期に及ぶ地盤改良準備作業や、作業に当たっ
ての圧気工法の併用等が全く必要なくなり、作業員の労
力負担や危険性、また、作業時間の制約等も一切なく、
カンタ−ピントの交換作業を随時能率よ〈実施してトン
ネル掘削能率を向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、［有］）はこの発明の装置の要部の断面
図、第２図はマニピュレータの基本構成図、第３図は土
砂切削用のカッターディスク取付は構造を示す要部の斜
視図、第４図は岩盤、及び砂礫切削用のカッタービット
取付は構造を示す要部の断面図である。１・・・シールド本体、２・・・カッターヘット、３・
・・シールリング、４・・・カッタービーム、５・・・
カッターディスク、６・・・カッタービット、７・・・
隔壁、８−・・カッターチャンバー、９・・・作業函、
１０・・・ケーシング、１１・・・開口、Ｉ２・・・蓋
板、１３・・・開口、１４・・・Ｍａｌ、１５・・・マ
ニピュレータ、１６・・・関節、１７・・・基部、１８
・・・カッタービット交換治具、１９・・・支持部材、
２０・・・ボルト、２１・・・ナンド、２２・・・支持
部材、２３・・・取付は枠、２４・・・取付はボルト。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シールド本体のカッターヘッド後方に形成したカ
ッターチャンバー内に、マニピュレータを装備した作業
函を進出させ、該作業函内からマニピュレータと、マニ
ピュレータ先端に装着したカッタービット交換治具を遠
隔操作してカッターヘッド前面のカッタービットを交換
することを特徴とするシールド掘進機のカッタービット
交換方法。
（２）シールド本体前部にカッターヘッドを回転自在に
装備し、該カッターヘッド後方に切削土砂を取り込むカ
ッターチャンバーを形成したシールド掘進機において、
前記カッターチャンバーを形成する隔壁部に、マニピュ
レータを装備した作業函をカッターチャンバー内へ進出
自在に配備し、前記マニピュレータ先端にカッタービッ
ト交換治具を装着し、マニピュレータおよびカッタービ
ット交換治具を作業函内から遠隔操作可能に構成したこ
とを特徴とするシールド掘進機のカッタービット交換装
置。