(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクカッタを回転自在に支持するサドルを取付台に固定板を介して装着してなるカッタヘッドにおいて、
前記ディスクカッタをサドル毎カッタヘッド後方の大気圧下の構造体内で交換し得る交換装置を設けると共に、
前記交換装置は、前記取付台の後端開口部に前記固定板に代えて着脱自在に連接されるナイフゲートバルブと、該ナイフゲートバルブの後部に着脱自在に連接されて前記サドルの前記取付台に対する進退移動を案内する交換ガイドと、該交換ガイドに装着されて前記サドルを進退移動させる着脱ジャッキとを備え、
前記交換装置は、前記サドルを前記ナイフゲートバルブ及び交換ガイドをスライドさせて交換する際に、複数段からなるスペーサを用い複数回の工程に分けてスペーサを出し入れするよう構成されている、
ことを特徴とするカッタヘッドのディスクカッタ交換装置。
【請求項２】
前記交換装置は、前記固定板を前記取付台に対し取付け・取外しする際に、前記サドルを取付台に仮固定するストッパを備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載のカッタヘッドのディスクカッタ交換装置。
【請求項３】
前記交換装置は、前記ナイフゲートバルブを前記取付台にボルトで脱着する際に、ナイフゲートバルブの後方からその弁体を開いた状態でボルト挿通孔を利用して取付け・取外しが可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカッタヘッドのディスクカッタ交換装置。
【請求項４】
最後段に位置する前記スペーサと前記着脱ジャッキの伸縮ロッド先端との間に交換バーが着脱自在に介装され、該交換バーは前記交換ガイドに着脱自在に取り付けられる複数本のガイド棒に案内される、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のカッタヘッドのディスクカッタ交換装置。
【請求項５】
前記ディスクカッタはカッタヘッドの後側から取り付ける所謂バックローディングタイプであり、掘削土砂はカッタヘッドの前壁部に形成した土砂抜き通路を通してチャンバー内に取り込まれる、
ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のカッタヘッドのディスクカッタ交換装置。
【請求項６】
前記ディスクカッタはカッタヘッドの前側から取り付ける所謂フロントローディングタイプであり、掘削土砂はカッタヘッドのカッタ取付面に形成した逃げ空間を通してチャンバー内に取り込まれる、
ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のカッタヘッドのディスクカッタ交換装置。
【請求項７】
カッタヘッドの中間部におけるディスクカッタをカッタスポーク上に配置し、周辺部のディスクカッタを面板上に配置してなるカッタヘッドに、前記請求項１乃至６のいずれか一つに記載の交換装置を用いてディスクカッタを交換する、
ことを特徴とするカッタヘッドのディスクカッタ交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘削機におけるカッタヘッドのディスクカッタ交換装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、土圧式シールド掘削機等において、礫層に対しカッタビットのチップの欠損や剥離を防止するために、ディスクカッタ（ローラビットとも言う）が併用されることは良く知られている。即ち、カッタヘッドの前面部にボルトやクサビ等でディスクカッタが固定・装着されるのである。
【０００３】
そして、岩盤層、巨礫層を掘進し、掘進距離が長かったりすると、ディスクカッタが摩耗・損耗して、ディスクカッタを交換する必要が生じる。従来、このような場合は、カッタヘッドと掘削機本体の隔壁とで画成されたチャンバー内に作業者が入り、ボルトやクサビ等の固定具を取り外してディスクカッタを交換していた。
【０００４】
そのため、土水圧の作用する条件下ではチャンバー内の圧気作業が必要となり、作業環境が劣悪となると共に、さらに土水圧が高くなれば、圧気作業も作業環境上不可能となり、ディスクカッタの交換も不可能となるという問題点があった。
【０００５】
また、地盤改良剤を前方の地山に注入し、更に前方の地山に凍結処理を施す等して地盤改良を行い、チャンバー内に水、土砂等が流入しない状態にしてから、作業者がチャンバー内に入り込んでディスクカッタを交換するという方法もあった。
【０００６】
しかし、この方法によれば、地盤改良を行ってからディスクカッタを交換するため、コスト高となり、また、地盤が改良されるまでに相当の時間がかかるため、交換作業のための期間が長くなり、結局トンネル施工期間も増長するという問題点があった。
【０００７】
そこで、近年では、圧気作業や地盤改良を必要とせずにディスクカッタを交換することができる技術が、特許文献１等で開示されている。
【０００８】
これは、ディスクカッタが枢支された筒状支持体を、カッタヘッドの面板等に固設された筒状取付台に抜き差し自在に嵌装すると共に、筒状取付台に油圧駆動のナイフゲートバルブを介して取外しガイドを装着し、ナイフゲートバルブを閉じることで、カッタヘッド後方の大気圧下の構造体（カッタスポーク等）内で作業者が安全にディスクカッタの交換作業を行えるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】西独国特許第４４０８９９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１等に開示されたディスクカッタ交換装置にあっては、油圧駆動のナイフゲートバルブや取外しガイド等の交換装置をカッタヘッドに対しディスクカッタ毎に取り付けるため、その取付方法によっては交換装置の大きさ（ナイフゲートバルブのジャッキストローク等）により、ディスクカッタの取付間隔（ピッチ）が大幅に制限され、複数個のディスクカッタをカッタヘッドに対し有効に配置することができないと共に、交換装置に掛る費用が嵩むという問題点があった。
【００１１】
そこで、本発明は、作業者が安全にディスクカッタを交換することができると共にディスクカッタを所要ピッチで配置でき、かつ安価で済むカッタヘッドのディスクカッタ交換装置及び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カッタヘッドのディスクカッタ交換装置は、
ディスクカッタを回転自在に支持するサドルを取付台に固定板を介して装着してなるカッタヘッドにおいて、
前記ディスクカッタをサドル毎カッタヘッド後方の大気圧下の構造体内で交換し得る交換装置を設けると共に、
前記交換装置は、前記取付台の後端開口部に前記固定板に代えて着脱自在に連接されるナイフゲートバルブと、該ナイフゲートバルブの後部に着脱自在に連接されて前記サドルの前記取付台に対する進退移動を案内する交換ガイドと、該交換ガイドに装着されて前記サドルを進退移動させる着脱ジャッキとを備え、
前記交換装置は、前記サドルを前記ナイフゲートバルブ及び交換ガイドをスライドさせて交換する際に、複数段からなるスペーサを用い複数回の工程に分けてスペーサを出し入れするよう構成されている、
ことを特徴とする。
【００１３】
また、
前記交換装置は、前記固定板を前記取付台に対し取付け・取外しする際に、前記サドルを取付台に仮固定するストッパを備えた、
ことを特徴とする。
【００１４】
また、
前記交換装置は、前記ナイフゲートバルブを前記取付台にボルトで脱着する際に、ナイフゲートバルブの後方からその弁体を開いた状態でボルト挿通孔を利用して取付け・取外しが可能に構成されている、
ことを特徴とする。
【００１６】
また、
前記最後段に位置するスペーサと前記着脱ジャッキの伸縮ロッド先端との間に交換バーが着脱自在に介装され、該交換バーは前記交換ガイドに着脱自在に取り付けられる複数本のガイド棒に案内される、
ことを特徴とする。
【００１７】
また、
前記ディスクカッタはカッタヘッドの後側から取り付ける所謂バックローディングタイプであり、掘削土砂はカッタヘッドの前壁部に形成した土砂抜き通路を通してチャンバー内に取り込まれる、
ことを特徴とする。
【００１８】
また、
前記ディスクカッタはカッタヘッドの前側から取り付ける所謂フロントローディングタイプであり、掘削土砂はカッタヘッドのカッタ取付面に形成した逃げ空間を通してチャンバー内に取り込まれる、
ことを特徴とする。
【００１９】
斯かる目的を達成するための本発明に係るカッタヘッドのディスクカッタ交換方法は、  前記交換装置を、カッタヘッドの中間部におけるディスクカッタをカッタスポーク上に配置し、周辺部のディスクカッタを面板上に配置したカッタヘッドに用いる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るカッタヘッドのディスクカッタ交換装置及び方法によれば、ナイフゲートバルブを閉じることでカッタヘッド後方の大気圧下の構造体内で作業者が安全にディスクカッタを交換することができる。
【００２１】
また、交換装置のナイフゲートバルブや着脱ジャッキ付き交換ガイド等が脱着式でディスクカッタの交換時のみ使い回し等して使用できるので、ナイフゲートバルブや着脱ジャッキ付き交換ガイド等が固定式のように交換装置同士の干渉が無くなり、ディスクカッタを所要ピッチで配置することができると共に、交換装置に掛る費用が安価で済む。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１を示すディスクカッタ交換装置の全体側面図である。
【図２】ディスクカッタの掘削時の取付状態図で、同図(ａ)は正面図、同図(ｂ)は側面図、同図(ｃ)は平面図である。
【図３】ナイフゲートバルブの構造説明図で、同図(ａ)は背面図、同図(ｂ)は側面図である。
【図４】土圧式シールド掘削機の要部断面図である。
【図５】土圧式シールド掘削機（カッタヘッド）の正面図である。
【図６】ディスクカッタの交換手順の説明図である。
【図７】ディスクカッタの交換手順の説明図である。
【図８】ディスクカッタの交換手順の説明図である。
【図９】ディスクカッタの交換手順の説明図である。
【図１０】脱着式交換装置のメリットの説明図である。
【図１１】固定式交換装置のデメリットの説明図である。
【図１２】本発明の実施例２を示すカッタスポークの横断面図で、同図(ａ)はディスクカッタの掘削時の取付状態図、同図(ｂ)はディスクカッタの交換時の取付状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るカッタヘッドのディスクカッタ交換装置及び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１】
【００２４】
図１は本発明の実施例１を示すディスクカッタ交換装置の全体側面図、図２はディスクカッタの掘削時の取付状態図で、同図(ａ)は正面図、同図(ｂ)は側面図、同図(ｃ)は平面図、図３はナイフゲートバルブの構造説明図で、同図(ａ)は背面図、同図(ｂ)は側面図、図４は土圧式シールド掘削機の要部断面図、図５は土圧式シールド掘削機（カッタヘッド）の正面図、図６はディスクカッタの交換手順の説明図、図７はディスクカッタの交換手順の説明図、図８はディスクカッタの交換手順の説明図、図９はディスクカッタの交換手順の説明図、図１０は脱着式交換装置のメリットの説明図、図１１は固定式交換装置のデメリットの説明図である。
【００２５】
図４及び図５に示すように、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１１には、カッタヘッド１２が中間ビーム１３及び中間リング（カッタドラム）１４を介してリングギア付きベアリング１５により回転自在に装着される。
【００２６】
カッタヘッド１２の前面には、その回転中心部から放射状をなして複数本（図示例では６本）のカッタスポーク１６がその各々の間に面板１７を配して固定される。このカッタスポーク１６及び面板１７には多数のカッタビット（図示しない）とディスクカッタ（ローラビット）１８が装着される。
【００２７】
図５に示すように、各カッタスポーク１６の中間部と各面板１７の周辺部には交換式のツインディスクカッタ１８Ａが配置され、各カッタスポーク１６の中心部には固定式のツインディスクカッタ１８Ｂが配置される一方、周辺部には固定式のシングルディスクカッタ１８Ｃが配置される。
【００２８】
そして、各ディスクカッタ１８は点対称に位置するものが対となって隣り合うものとはカッタヘッド１２の半径方向の位置が違えて配置されて、切羽に対して非掘削部が生じないようになっている。
【００２９】
そして、前記ベアリング１５のリングギア部には、複数個からなるカッタ駆動（旋回）モータ１９の駆動ギア２０が噛み合っている。従って、カッタ駆動モータ１９を稼働して駆動ギア２０を回転駆動すると、ベアリング１５のリングギア部を介してカッタヘッド１２が回転される。
【００３０】
また、前記バルクヘッド１１の中央部には、ロータリジョイント２１が組み付けられ、このロータリジョイント２１を介して図示しない油圧機器に対し油圧源からの圧油の給，排が行われるようになっている。
【００３１】
また、前記掘削機本体１０の内部にはスクリューコンベヤ２２が配設され、カッタヘッド１２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２２の前端部（取出口）がバルクヘッド１１の下部を貫通して前記カッタヘッド１２とバルクヘッド１１とで画成されたチャンバー２３に開口すると共に、後下部に設けた図示しない排出口がトンネル内の長手方向に配設されたベルトコンベア上に対向するのである。
【００３２】
前記掘削機本体１０の内周部には、トンネルの内周面に組み立てられた図示しない既設セグメントに対し伸縮し得る図示しない推進ジャッキが円周方向へ所定間隔離間して多数本配設されると共に、掘削機本体１０の後部には前記セグメントを組み立てる図示しないエレクタと後方張出台が組み付けられ、この後方張出台上に、組み立てたセグメントの真円保持を行うセグメントアジャスタが装備される。
【００３３】
前述した交換式のツインディスクカッタ１８Ａは、図２に示すように、円筒状のサドル３０内に回転自在に支持されてなり、このサドル３０がカッタスポーク１６（面板１７も同様であるが、ここではカッタスポーク１６で説明する）の前壁部１６ａを貫通して固定された円筒状の取付台３１の内周に液密にかつ前後方向へスライド（進退移動）自在に嵌合されている。図中３２がシールである。
【００３４】
前記サドル３０は、掘削時には、取付台３１のフランジ部にボルト３３で結合される固定板３４により後方への抜け止めがなされている。また、サドル３０と固定板３４も複数本のボルト３５で結合すると好適である。
【００３５】
また、前記前壁部１６ａの内面には、先端部が取付台３１を貫通してサドル３０に係合することで、ツインディスクカッタ１８Ａの交換時に取付台３１からサドル３０が抜け出さないように仮固定し得る一対のストッパ３６が送りねじ機構３７により進退可能に取り付けられている。
【００３６】
尚、図中３０ａはサドル３０の筒壁に形成された一対の土砂抜き孔で、３１ａは取付台３１の筒壁に前記土砂抜き孔３０ａに対応して形成された一対の土砂抜き孔であり、３８はこれら土砂抜き孔３０ａ,３１ａに対応してカッタスポーク１６の前壁部１６ａに形成された一対の土砂抜き通路で、カッタスポーク１６と面板１７との隙間（開口）を介してチャンバー２３内に通じている。従って、本実施例のツインディスクカッタ１８Ａはカッタヘッドの後側から取り付ける所謂バックローディングタイプである。
【００３７】
前記ツインディスクカッタ１８Ａの交換装置４０は、図１に示すように、リング状のスペーサ４１と後述するナイフゲートバルブ４２とツインディスクカッタ１８Ａを出し入れする着脱ジャッキ４３付きの交換ガイド４４とからなり、これらは取付台３１に対し前述した固定板３４に代えてカッタスポーク１６内で脱着可能になっている。つまり、ナイフゲートバルブ４２はスペーサ４１を貫通する複数本のボルト４５により取付台３１のフランジ部に取り付けられると共に、交換ガイド４４も複数本のボルト４６によりナイフゲートバルブ４２に取り付けられるようになっている。尚、着脱ジャッキ４３は油圧式のものを複数本用いることで土水圧に対して容易にサドル３０を引抜き或いは挿入することができる。
【００３８】
前記ナイフゲートバルブ４２は、図３に示すように、弁本体４７に形成した円形の弁孔４８を長方円形の弁体４９が一対の開閉ジャッキ５０の伸縮により開閉するようになっており、弁孔４８が弁体４９で閉じられることで、取付台３１の後端開口部が閉塞され、地山側とカッタスポーク１６の内部とが隔離される。尚、図中５１はナイフゲートバルブ４２の一対のフランジ部に形成された、前述したボルト４５のボルト挿通孔で、５２はナイフゲートバルブ４２の作業者から見て手前側のフランジ部に形成された、前述したボルト４６がねじ込まれるねじ孔である。また、開閉ジャッキ５０を油圧式とすることで土水圧に対して容易に弁体４８を開閉作動させられる。
【００３９】
このように構成されるため、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が縮んだ初期位置で、カッタ駆動モータ１９を稼働させてカッタヘッド１２を回転させる。
【００４０】
次に、前記状態から全て又は任意の推進ジャッキ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で受ける。そして、この推進により、カッタヘッド１２に装着された多数のカッタビットやディスクカッタ１８が前方の地盤を掘削する。掘削された土砂はチャンバー２３からスクリューコンベヤ２２等によって外部に排出される。
【００４１】
次に、カッタヘッド１２の旋回を止めた状態で、推進ジャッキを部分的に順次縮めてエレクタ及びセグメントアジャスタによりセグメント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。
【００４２】
そして、本実施例では、掘削途中で交換式のツインディスクカッタ１８Ａが摩耗・損耗して交換する必要が生じた時は、図示しないマンホール等の通路を介して大気圧下のカッタスポーク１６内に作業者が入り込み、前述した交換装置４０を用いて交換作業を行うようになっている（図１参照）。
【００４３】
このツインディスクカッタ１８Ａの交換手順を、取り外す場合に例を採って図６乃至図９で説明する。尚、取り付ける場合は、取り外す場合の逆の手順で行うことは自明であるので説明は省略する。
【００４４】
先ず、図６の（ａ）に示すように、ストッパ３６を送りねじ機構３７で螺進させてサドル３０の取付台３１からの抜け止めを図った後、図２の（ａ）,（ｂ）に示した固定板３４を取り外す。
【００４５】
次に、取付台３１のフランジ部にスペーサ４１を介して開状態のナイフゲートバルブ４２をボルト４５で取り付ける。この際、ボルト４５はナイフゲートバルブ４２のフランジ部側からボルト挿通孔５１（図３の（ａ）参照）を通って取付台３１のフランジ部に形成されたねじ孔にねじ込まれる。
【００４６】
次に、ナイフゲートバルブ４２の手前側のフランジ部に着脱ジャッキ４３付きの交換ガイド４４をボルト４６で取り付ける。
【００４７】
次に、図６の（ｂ）に示すように、交換ガイド４４内に先ず１段目の円柱体状のスペーサ５３ａを挿入して複数本のボルト５５でサドル３０に連結し、次いで２段目の円柱体状のスペーサ５３ｂを挿入して複数本のボルト５５で１段目のスペーサ５３ａに連結した後、３段目の円柱体状のスペーサ５３ｃを挿入して複数本のボルト５５で２段目のスペーサ５３ｂに連結する。尚、２段目のスペーサ５３ｂの外周にはサドル３０を引き抜く途中における止水用のシール５４が装着されている。
【００４８】
次に、交換ガイド４４のフランジ部に複数本のガイド棒５７をねじ結合するなどして装着した後、これらのガイド棒５７を通して交換バー５８を３段目のスペーサ５３ｃにボルト５５で連結する。この交換バー５８の中央部には着脱ジャッキ４３の伸縮ロッド先端が連結されるブラケット５９が設けられている。
【００４９】
次に、図７の（ｃ）に示すように、着脱ジャッキ４３の伸縮ロッド先端を交換バー５８のブラケット５９に連結した後、ストッパ３６を解除して着脱ジャッキ４３を伸長して３段目のスペーサ５３ｃが交換ガイド４４から抜け出すまでサドル３０を引き込む。
【００５０】
次に、図７の（ｄ）に示すように、２段目のスペーサ５３ｂに交換ガイド４４を貫通させて中間ストッパ６０を適宜の手段でセットした後、交換バー５８を３段目のスペーサ５３ｃから離脱させた後、３段目のスペーサ５３ｃを撤去する。この際、交換バー５８にはボルト５５を取り外す（緩める）ための作業用孔が予め形成されている。次に、着脱ジャッキ４３を収縮して交換バー５８を今度は２段目のスペーサ５３ｂに装着する。
【００５１】
次に、図８の（ｅ）に示すように、中間ストッパ６０を解除した後、着脱ジャッキ４３を伸長して２段目のスペーサ５３ｂが交換ガイド４４から抜け出すまでサドル３０を引き込む。
【００５２】
次に、図８の（ｆ）に示すように、１段目のスペーサ５３ａに交換ガイド４４を貫通させて中間ストッパ６０を適宜の手段でセットした後、交換バー５８を２段目のスペーサ５３ｂから離脱させた後、２段目のスペーサ５３ｂを撤去する。次に、着脱ジャッキ４３を収縮して交換バー５８を今度は１段目のスペーサ５３ａに装着する。
【００５３】
次に、図９の（ｇ）に示すように、中間ストッパ６０を解除した後、着脱ジャッキ４３を伸長して１段目のスペーサ５３ａが交換ガイド４４から抜け出すまでサドル３０を引き込む。この際、サドル３０はナイフゲートバルブ４２を通過して交換ガイド４４内に位置される。次に、ナイフゲートバルブ４２を閉じる。
【００５４】
次に、図９の（ｈ）に示すように、交換バー５８を１段目のスペーサ５３ａから離脱させた後、１段目のスペーサ５３ｂを撤去する。次に、ガイド棒５７及び交換バー５８を交換ガイド４４から取り外す。
【００５５】
次に、サドル３０が収装された状態で交換ガイド４４をナイフゲートバルブ４２から取り外す。この後、交換ガイド４４を適宜の場所へ搬送して当該交換ガイド４４からサドル３０を離脱させて摩耗・損耗した古いツインディスクカッタ１８Ａを破棄する。
【００５６】
そして、新しいツインディスクカッタ１８Ａを装備して予め用意しておいたサドル３０を前記交換ガイド４４に装着した後、当該交換ガイド４４をナイフゲートバルブ４２に再装着すれば、前述した逆の手順で前記サドル３０をカッタスポーク１６の取付台３１に取り付けることができる。
【００５７】
このようにして本実施例によれば、ナイフゲートバルブ４２を閉じることで、地山（切羽）側とカッタスポーク１６の内部とが隔離されるので、前述した交換装置４０を用いて大気圧下のカッタスポーク１６内で作業者が安全に交換式のツインディスクカッタ１８Ａをサドル３０毎交換することできる。
【００５８】
また、交換装置４０のナイフゲートバルブ４２や着脱ジャッキ４３付きの交換ガイド４４等が取付台３１に脱着可能で、交換時のみ使い回し等して使用できるので、ナイフゲートバルブ４２や着脱ジャッキ４３付きの交換ガイド４４等が固定式のように交換装置同士の干渉が無くなり、ディスクカッタ１８を所要ピッチで配置することができ、ディスクカッタ１８の取付数増大で掘削能力を上げられる。また、使い回し等できるので、交換装置４０に掛る費用が安価で済む。
【００５９】
図１０に示すように、交換装置４０のナイフゲートバルブ４２や着脱ジャッキ４３付きの交換ガイド４４等が脱着式であるので、ナイフゲートバルブ４２を隣接するツインディスクカッタ１８Ａ（サドル３０）と干渉せずに開閉作動させられ、それだけツインディスクカッタ１８Ａ間の間隔を最小にできるのである。
【００６０】
即ち、図１１に示すように、交換装置４０のナイフゲートバルブ４２や着脱ジャッキ４３付きの交換ガイド４４等が固定式で、ナイフゲートバルブ４２をカッタヘッド１２の半径方向に開閉するように取り付けた場合は、ツインディスクカッタ１８Ａの取付ピッチＰが増大し（図１１の（ａ）参照）、また、ナイフゲートバルブ４２をカッタヘッド１２の周方向に開閉するように取り付けた場合は、カッタスポーク１６のスポーク幅Ｗが拡がるという不具合があるのである。
【００６１】
また、本実施例では、ナイフゲートバルブ４２を取付台３１にボルト４５で脱着する際に、ナイフゲートバルブ４２の後方からその弁体４９を開いた状態でボルト挿通孔５１を利用して取付け・取外しできるようにしたので、ナイフゲートバルブ４２の前方からの取付け・取外しスペースが不要で、それだけ交換装置４０の取付け・取外しスペースの縮小が図れる。
【００６２】
また、サドル３０をスペーサ４１、ナイフゲートバルブ４２及び交換ガイド４４をスライドさせて交換する際に、３段からなるスペーサ５３ａ〜５３ｃを用い３回の工程に分けてスペーサ５３ａ〜５３ｃを出し入れすることで、着脱ジャッキ４３のストロークを短くしたので、それだけ交換装置４０の取付け・取外しスペースの縮小が図れる。
【００６３】
また、スペーサ５３ａ〜５３ｃの最後段に位置するものと着脱ジャッキ４３の伸縮ロッド先端との間に交換バー５８が着脱自在に介装され、該交換バー５８は交換ガイド４４に着脱自在に取り付けられる複数本のガイド棒５７に案内されるので、サドル３０及びスペーサ５３ａ〜５３ｃを円滑にスライド（進退移動）させられる。
【００６４】
また、ツインディスクカッタ１８Ａを交換するのにあたって、固定板３４を取付台３１に対し取付け・取外しする際に、ストッパ３６でサドル３０を取付台３１へ仮固定するようにしたので、サドル３０が土水圧により取付台３１から抜け出すことが未然に回避される。
【００６５】
また、カッタヘッド１２の中間部における交換式のツインディスクカッタ１８Ａをカッタスポーク１６上に配置し、周辺部の交換式のツインディスクカッタ１８Ａを面板１７上に配置したので、所要ピッチで配置した全てのツインディスクカッタ１８Ａを本交換装置４０を用いて交換することができる。
【実施例２】
【００６６】
図１２は本発明の実施例２を示すカッタスポークの横断面図で、同図(ａ)はディスクカッタの掘削時の取付状態図、同図(ｂ)はディスクカッタの交換時の取付状態図である。
【００６７】
これは、本ディスクカッタ交換装置を、実施例１のバックローディングタイプのツインディスクカッタ１８Ａに代えて、ディスクカッタをカッタヘッドの前側から取り付ける所謂フロントローディングタイプのツインディスクカッタ１８Ａに適用した例である。
【００６８】
例えば、図示のように、カッタスポーク１６の前壁部１６ａに浅凹部１６ｂが長手方向に延びて形成され、この浅凹部１６ｂ内に位置して、交換式のツインディスクカッタ１８Ａが土砂ガイド６１を介して取り付けられる。
【００６９】
具体的には、ツインディスクカッタ１８Ａの有頂短筒状のサドル３０が、カッタスポーク１６の前壁部１６ａに固設された円筒状の取付台３１に、前後方向へ移動可能に挿入されて、固定板３４で固定される（図１２の（ａ）参照）。つまり、固定板３４と取付台３１がボルト３３で結合されると共に、固定板３４とサドル３０もボルト３３で固定されるのである。尚、土砂ガイド６１はツインディスクカッタ１８Ａの回転方向両側に位置して複数枚ずつ（図示例では３枚ずつ）配置される。
【００７０】
従って、掘削時は、ツインディスクカッタ１８Ａで掘削された土砂は、カッタスポーク１６（カッタ取付面）における浅凹部１６ｂ内の逃げ空間を通してチャンバー２３（図４参照）内に取り込まれる。
【００７１】
そして、このツインディスクカッタ１８Ａは、ストッパ３６やナイフゲートバルブ４２を含む交換装置４０を用いて、大気圧下のカッタスポーク１６内で作業者により交換される。尚、交換装置４０は実施例１における交換装置４０と同様なので、その構造及び作用は実施例１を参照してここでは重複する説明は省略する。
【００７２】
この実施例においても、実施例１と同様の作用効果が得られる。
【００７３】
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、着脱ジャッキ４３の本数やスペーサ５３ａ〜５３ｃの個数変更及び交換式ディスクカッタの枚数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】
【００７４】
本発明に係るトンネル掘削機は、土圧式シールド掘削機に限らず、泥土圧や泥水式のシールド掘削機或いは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】
【００７５】
１０  掘削機本体
１１  バルクヘッド
１２  カッタヘッド
１３  中間ビーム
１４  中間リング
１５  リングギア付きベアリング
１６  カッタスポーク
１６ａ  前壁部
１６ｂ  浅凹部
１７  面板
１８  ディスクカッタ
１８Ａ  交換式のツインディスクカッタ
１８Ｂ  固定式のツインディスクカッタ
１８Ｃ  固定式のシングルディスクカッタ
１９  カッタ駆動モータ
２０  駆動ギア
２１  ロータリジョイント
２２  スクリューコンベヤ
２３  チャンバー
３０  サドル
３０ａ  土砂抜き孔
３１  取付台
３１ａ  土砂抜き孔
３２  シール
３３  ボルト
３４  固定板
３５  ボルト
３６  ストッパ
３７  送りねじ機構
３８  土砂抜き通路
４０  交換装置
４１  スペーサ
４２  ナイフゲートバルブ
４３  着脱ジャッキ
４４  交換ガイド
４５  ボルト
４６  ボルト
４７  弁本体
４８  弁孔
４９  弁体
５０  開閉ジャッキ
５１  ボルト挿通孔
５２  ねじ孔
５３ａ〜５３ｃ  スペーサ
５４  シール
５５  ボルト
５７  ガイド棒
５８  交換バー
５９  ブラケット
６０  中間ストッパ
６１  土砂ガイド
Ｐ  取付ピッチ
Ｗ  スポーク幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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