(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機のカッターヘッドに設けられるビットの摩耗を検知するビット摩耗検知装置であって、
前記ビットの摩耗量を測定する摩耗量測定部と、該摩耗量測定部で測定した摩耗量のデータを超音波で送信するビット側送信部と、前記摩耗量測定部と前記ビット側送信部に電力を供給する電力供給部とで計測部を構成すると共に、前記ビットに形成された第１の収容穴に、前記摩耗量測定部と前記電力供給部とが収容され、前記ビットに形成されると共に前記第１の収容穴と離れた位置に形成された第２の収容穴に、ビット側送信部が収容され、
前記カッターヘッドの後方に配置される掘進機本体に、少なくとも、前記計測部の前記ビット側送信部で超音波で送信した摩耗量のデータを受信する本体側受信部を有する解析部を備え、
前記本体側受信部が、前記ビット側送信部から土砂水を伝播した超音波を受信すべく前記掘進機本体の隔壁のカッターヘッド側に設けられる
ことを特徴とするビット摩耗検知装置。
【請求項２】
前記摩耗量測定部は、
基板上に配線パターンが形成され、前記ビットと共に摩耗されるプリント基板と、
前記プリント基板の前記配線パターンの断線を検知する断線検知部と、からなる
請求項１記載のビット摩耗検知装置。
【請求項３】
前記ビット側送信部は、前記摩耗量測定部で測定した摩耗量のデータと共に、前記計測部の識別子を送信するように構成される
請求項１または２記載のビット摩耗検知装置。
【請求項４】
１つの前記ビットに複数の前記摩耗量測定部を備え、該複数の摩耗量測定部で１つの前記ビット側送信部を共用するようにした
請求項１〜３いずれかに記載のビット摩耗検知装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記ビットに形成された収容穴に収容され、樹脂により封止される
請求項１〜４いずれかに記載のビット摩耗検知装置。
【請求項６】
前記ビットが、前記カッターヘッドに固定される軸部と該軸部の周囲に回転自在に設けられるリング状の刃部とからなるローラービットであり、
前記刃部の内周面から半径方向外側に向けて前記収容穴を形成するようにした
請求項５記載のビット摩耗検知装置。
【請求項７】
前記ビットが、ボルト固定式交換型カッタービットである
請求項１〜５いずれかに記載のビット摩耗検知装置。
【請求項８】
前記解析部は、摩耗量の測定のトリガとなる制御信号を出力する制御パネルと、前記制御信号を超音波で送信する本体側送信部と、をさらに備え、
前記計測部は、前記制御信号を受信するビット側受信部を備え、
前記摩耗量測定部は、前記制御信号を受信したときに摩耗量を測定するように構成される
請求項１〜７いずれかに記載のビット摩耗検知装置。
【請求項９】
前記摩耗量測定部は、定期的に摩耗量を測定するように構成され、
前記ビット側送信部は、定期的に前記摩耗量測定部で測定した摩耗量のデータを送信するように構成される
請求項１〜７いずれかに記載のビット摩耗検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機のカッターヘッドに設けられるビットの摩耗を検知するビット摩耗検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル掘削用のシールド掘進機（トンネル掘削機、トンネル掘進機ともいう）では、カッターヘッドを回転させることにより、カッターヘッドに設けられたビットで地山を掘削する。カッターヘッドに設けられるビットとしては、カッターヘッドの回転に応じて地山からの反力を受けて転動し地山を掘削（圧砕）するローラービット（ローラーカッター）、カッターヘッドに固定されるカッタービット（固定ビット）、シェルビット等がある。
【０００３】
近年のシールドトンネル掘削工事の長距離化に伴い、シールド掘進機のビットの維持管理が問題となってきている。ビットが摩耗すると掘削性能が低下するため、摩耗に応じて適宜ビットを交換する必要がある。このビットの交換時期を判断するため、ビットの摩耗を検知するビット摩耗検知装置が種々提案されている。
【０００４】
特許文献１では、図７（ａ）に示すように、カッターヘッド２に近接スイッチ１０１を設けると共に、ローラービット３の近接スイッチ１０１と対向する位置にストライカ１０２を設けて、ローラービット３の回転速度を検出するようにし、ローラービット３の回転速度変化からローラービット３の摩耗状態を検知する装置が提案されている。
【０００５】
特許文献２では、図７（ｂ）に示すように、カッターヘッド２に、ローラービット３に向かって突出・後退可能に摩耗検知用ジャッキ１０３を設け、摩耗検知用ジャッキ１０３をローラービット３に当接させたときの突出量からローラービット３の摩耗状態を検知する装置が提案されている。
【０００６】
特許文献３では、図７（ｃ）に示すように、カッターヘッド２に、ローラービット３の刃先に向かって磁界を形成して距離を検出する渦電流式センサ１０４を設け、渦電流式センサ１０４の検出信号からローラービット３の摩耗状態を検知する装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５４４１９０号公報
【特許文献２】特許第３５８８０６８号公報
【特許文献３】特開２００３−８２９８６号公報
【特許文献４】特許第３９１９１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の従来のビット摩耗検知装置では、いずれも摩耗を検知するセンサ部分に電源を供給する電源線、およびセンシングした電気信号を通す信号（摩耗検知用ジャッキ１０３を用いる場合は動作油を供給する油圧ホース）を接続する必要がある。そのため、従来のビット摩耗検知装置では、カッターヘッド２の回転軸にスリップリングやロータリージョイントを採用するなどして、センサ部分と掘進機本体に設けられた解析部とを電線等で接続する必要がある。カッターヘッド２の周囲には高圧（例えば３気圧程度）の土砂水が存在するため、スリップリングやロータリージョイントには特殊な構造を採用する必要があり、非常に高価となってしまう。
【０００９】
また、上述の従来のビット摩耗検知装置では、高圧の土砂水が存在する環境にセンサ部分を設けることになるため、センサ部分に石が衝突するなどして破損してしまう可能性が非常に高い。さらには、例えば、センサ部分とローラービット３の間に石が挟まった場合など、誤動作してしまう可能性が高く、信頼性の観点で問題があった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、土砂水による破損や誤動作のおそれがなく、信頼性が高くかつ低コストで実現可能なビット摩耗検知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】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、シールド掘進機のカッターヘッドに設けられるビットの摩耗を検知するビット摩耗検知装置であって、前記ビットの摩耗量を測定する摩耗量測定部と、該摩耗量測定部で測定した摩耗量のデータを超音波で送信するビット側送信部と、前記摩耗量測定部と前記ビット側送信部に電力を供給する電力供給部とで計測部を構成すると共に、前記ビットに形成された第１の収容穴に、前記摩耗量測定部と前記電力供給部とが収容され、前記ビットに形成されると共に前記第１の収容穴と離れた位置に形成された第２の収容穴に、ビット側送信部が収容され、前記カッターヘッドの後方に配置される掘進機本体に、少なくとも、前記計測部の前記ビット側送信部で超音波で送信した摩耗量のデータを受信する本体側受信部を有する解析部を備え、前記本体側受信部が、前記ビット側送信部から土砂水を伝播した超音波を受信すべく前記掘進機本体の隔壁のカッターヘッド側に設けられるビット摩耗検知装置である。
【００１２】
前記摩耗量測定部は、基板上に配線パターンが形成され、前記ビットと共に摩耗されるプリント基板と、前記プリント基板の前記配線パターンの断線を検知する断線検知部と、からなってもよい。
【００１３】
前記ビット側送信部は、前記摩耗量測定部で測定した摩耗量のデータと共に、前記計測部の識別子を送信するように構成されてもよい。
【００１４】
１つの前記ビットに複数の前記摩耗量測定部を備え、該複数の摩耗量測定部で１つの前記ビット側送信部を共用するようにしてもよい。
【００１５】
前記計測部は、前記ビットに形成された収容穴に収容され、樹脂により封止されてもよい。
【００１６】
前記ビットが、前記カッターヘッドに固定される軸部と該軸部の周囲に回転自在に設けられるリング状の刃部とからなるローラービットであり、前記刃部の内周面から半径方向外側に向けて前記収容穴を形成するようにしてもよい。
【００１７】
前記ビットが、ボルト固定式交換型カッタービットであってもよい。
【００１８】
前記解析部は、摩耗量の測定のトリガとなる制御信号を出力する制御パネルと、前記制御信号を超音波で送信する本体側送信部と、をさらに備え、前記計測部は、前記制御信号を受信するビット側受信部を備え、前記摩耗量測定部は、前記制御信号を受信したときに摩耗量を測定するように構成されてもよい。
【００１９】
前記摩耗量測定部は、定期的に摩耗量を測定するように構成され、前記ビット側送信部は、定期的に前記摩耗量測定部で測定した摩耗量のデータを送信するように構成されてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、土砂水による破損や誤動作のおそれがなく、信頼性が高くかつ低コストで実現可能なビット摩耗検知装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係るビット摩耗検知装置の概略構成図であり、（ｂ）はそのブロック図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、図１のビット摩耗検知装置で用いる摩耗量測定部の一例を示す概略構成図である。
【図３】図１のビット摩耗検知装置におけるローラービットを示す図であり、（ａ）は刃部の断面図、（ｂ）は刃部の側面図、（ｃ）は破断面図である。
【図４】図１のビット摩耗検知装置の一変形例を示す図である。
【図５】図１のビット摩耗検知装置の一変形例を示す図であり、（ａ）は計測部をボルト固定式交換型カッタービットに搭載した場合、（ｂ）は計測部をシェルビットに搭載した場合の概略構成図である。
【図６】本発明において、計測部を搭載するビットの一例を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、従来のビット摩耗検知装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２３】
図１（ａ）は、本実施の形態に係るビット摩耗検知装置の概略構成図であり、（ｂ）はそのブロック図である。
【００２４】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、ビット摩耗検知装置１は、シールド掘進機１００のカッターヘッド２に設けられるビットの摩耗を検知するものである。本実施の形態では、ローラービット３の摩耗を検知する場合について説明する。
【００２５】
ビット摩耗検知装置１は、ビット（ここではローラービット３）の内部に埋め込まれる計測部５と、カッターヘッド２の後方に配置される掘進機本体４に備えられる解析部６と、からなる。
【００２６】
まず、計測部５について説明する。
【００２７】
計測部５は、少なくとも、ビット（ここではローラービット３）の摩耗量を測定する摩耗量測定部７と、摩耗量測定部７で測定した摩耗量のデータを超音波で送信するビット側送信部８と、摩耗量測定部７とビット側送信部８に電力を供給する電力供給部９と、を有している。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、摩耗量測定部７は、基板１０ａ上に配線パターン１０ｂが形成され、ビット（ここではローラービット３）と共に摩耗されるプリント基板１０と、プリント基板１０の配線パターン１０ｂの断線を検知する断線検知部１１と、からなる。
【００２９】
ここでは、プリント基板１０として、反時計まわりに９０度回転させたＵ字状の配線パターン１０ｂを摩耗の進行方向に沿って複数配置したものを用い、配線パターン１０ｂが何個断線したか（図示下方から何個目までの配線パターン１０ｂまで断線しているか）を検知することで、摩耗量を測定するようにした。配線パターン１０ｂの摩耗の進行方向に沿った配置間隔は、例えば１ｍｍ〜５ｍｍであり、要求される測定精度に応じて任意に設定可能である。
【００３０】
なお、プリント基板１０の配線パターン１０ｂはこれに限定されるものではなく、例えば、図２（ｂ）に示すように、Ｕ字状でかつ摩耗の進行方向の長さ（基板１０ａの下端部からＵ字の底部までの距離）がそれぞれ異なる配線パターン１０ｂを複数形成し、図２（ａ）の場合と同様に、配線パターン１０ｂが何個断線したか検知することで、摩耗量を測定するようにしてもよい。
【００３１】
断線検知部１１は、例えば、定電圧源と電流計と切替回路とを備え、切替回路を用いて各配線パターン１０ｂに順次定電圧源からの電圧を印加すると共に電流計で電流値を測定し、測定した電流値が予め設定した閾値（０に近い値）よりも小さいときに、当該配線パターンで断線が発生したと判断するよう構成することができる。
【００３２】
なお、ここでは摩耗量測定部７をプリント基板１０と断線検知部１１で構成しているが、摩耗量測定部７の構成はこれに限定されるものではなく、例えば公知の板厚計等を摩耗量測定部７として用いることも可能である。また、本明細書では、摩耗量とは摩耗の度合い（ビットが摩耗によりどの程度減ったかという度合い）を意味しており、例えば摩耗した質量など定量的な値を意味するものではない。摩耗量測定部７で測定した摩耗量のデータは、制御用のマイクロＣＰＵ１２を介してビット側送信部８に出力される。
【００３３】
ビット側送信部８は、摩耗量測定部７で測定した摩耗量のデータを変調（ＡＭ変調）して変調信号を生成する変調回路１３と、変調回路１３からの変調信号を超音波で送信する超音波素子１４と、超音波素子１４を駆動する超音波素子駆動回路１５と、からなる。
【００３４】
ここで、無線通信の媒体として超音波を用いる理由について説明しておく。
【００３５】
代表的な無線通信の媒体としては、電波、光、音波、超音波、磁波などが挙げられる。本発明では、土砂水中で無線通信を行うため、電波や光を用いることはできない。また、低周波の音波は土砂による反射の影響により安定した通信が期待出来ず、磁波は送受信距離が短く、磁力線を発生させるための磁性体の重量が大きく消費電力も大きくなってしまうという問題がある。つまり、土砂水中で無線通信を行う場合、超音波を媒体とした通信が最も安定しており、出力パワーにもよるが、土砂による乱反射を考慮しても２０〜３０ｍ程度の送受信距離を確保することが可能である。そのため、本発明では、無線通信の媒体として超音波を用いる。
【００３６】
電力供給部９は、バッテリーと電源回路とからなり、マイクロＣＰＵ１２と変調回路１３と超音波素子駆動回路１５に電力を供給するように構成されている。詳細は後述するが、電力供給部９のバッテリーは樹脂に埋め込まれ取り替えできなくなるので、摩耗の測定の頻度や電力消費量を考慮し、少なくとも測定対象となるビットの寿命（交換時期）となる期間以上、計測部５を動作させることが可能なものを用いる必要がある。
【００３７】
また、計測部５は、解析部６から送信された制御信号（摩耗量の測定のトリガとなる信号）を受信するビット側受信部１６をさらに備えている。ビット側受信部１６は、ビット側送信部８と共用の超音波素子１４と、超音波素子１４で受信した信号（変調信号）を復調して制御信号とし、制御信号をマイクロＣＰＵ１２に出力する復調回路１７と、からなる。
【００３８】
マイクロＣＰＵ１２は、復調回路１７から制御信号が入力されたときに、摩耗量の測定を行うように摩耗量測定部７を制御するよう構成されている。これにより、摩耗量測定部７は、制御信号を受信したときのみに摩耗量を測定することになる。
【００３９】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、計測部５は、ビット（ここではローラービット３）に形成された収容穴１８に収容され、樹脂（図示せず）により封止される。
【００４０】
ローラービット３は、カッターヘッド２に固定される軸部３ａと、軸部３ａの周囲にベアリング機構３ｃを介して回転自在に設けられるリング状の刃部３ｂとで構成されているが、本実施の形態では、リング状の刃部３ｂの内周面から半径方向外側に向けて、刃部３ｂを貫通しないように収容穴１８を形成するようにした。収容穴１８は、例えば放電加工により形成することができる。
【００４１】
収容穴１８は２つ形成され、第１の収容穴１８ａに図１（ｂ）に破線で示す部分（摩耗量測定部７、電力供給部９、マイクロＣＰＵ１２、変調回路１３、超音波素子駆動回路１５、および復調回路１７。以下、これらをまとめて計測部本体１９という）が収容されて樹脂で封止され、第２の収容穴１８ｂに超音波素子１４が収容される。
【００４２】
計測部本体１９が収容される第１の収容穴１８ａは、ローラービット３の表面に近い部分まで延長され、その先端部分（ローラービット３の表面に最も近い部分）に摩耗量測定部７のプリント基板１０が配置される。なお、ローラービット３の刃部３ｂには、周方向に所定の間隔で超硬チップ３ｄが設けられているので、図３（ｂ）に示すように、隣り合う超硬チップ３ｄの中間に位置するように第１の収容穴１８ａを形成するとよい。
【００４３】
ここで超音波素子１４のみを第２の収容穴１８ｂに分けて収容する理由は、超音波素子１４の超音波の送受信方向（指向性）がローラービット３の径方向外側となるように超音波素子１４を配置する必要があり、計測部５全てをひとつの収容穴１８に収容すると、摩耗量測定部７のプリント基板１０が必ず超音波の送受信方向に位置することとなり、通信感度の観点で好ましくないためである。
【００４４】
２つの収容穴１８ａ，１８ｂの間には、ローラービット３の刃部３ｂの内周面に沿って溝３ｅが形成されており、その溝３ｅに計測部本体１９と超音波素子１４とを接続する信号線が収容されるようになっている。
【００４５】
本実施の形態では、２つの収容穴１８ａ，１８ｂを対向位置（つまり中心軸に対して１８０度回転対称の位置）に形成したが、収容穴１８ａ，１８ｂを形成する位置は特に限定されるものではない。
【００４６】
また、本実施の形態では、摩耗量測定部７を１つ備える場合を説明するが、１つのビットに複数の摩耗量測定部７を備えるようにしてもよい。例えば、摩耗量測定部７を３つ備える場合、図４に示すように、３つの摩耗量測定部７に対応した３つの第１の収容穴１８ａを形成し、それら第１の収容穴１８ａを、ローラービット３の周方向に沿って略等間隔に（この場合、中心軸に対して１２０度回転対称となる位置に）形成するとよい。
【００４７】
ローラービット３では、何らかの理由でローラービット３に反力が作用せず、ローラービット３が転動しない場合など、周方向の一部分のみ摩耗が大きくなるおそれがあるが、複数箇所で摩耗の測定を行うようにしておけば、このような場合の検知漏れを防ぐことが可能になる。
【００４８】
なお、摩耗量測定部７を複数備える場合、複数の摩耗量測定部７で１つのビット側送信部８を共用することが可能である。このとき、超音波素子１４のみを共用とすることも可能であるし、計測部５の摩耗量測定部７以外の全ての部分を共用とすることも可能である。
【００４９】
次に、解析部６について説明する。
【００５０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、解析部６は、少なくとも、計測部５のビット側送信部８で超音波で送信した摩耗量のデータを受信する本体側受信部２０を有している。
【００５１】
本体側受信部２０は、超音波素子２１と、超音波素子２１で受信した信号（変調信号）を復調する復調回路２２と、からなる。本実施の形態では、復調回路２２で復調した信号をインターフェイス（Ｉ／Ｆ）２３を介してパーソナルコンピュータ等の演算装置２４に入力するようにし、演算装置２４でビットの摩耗状態を監視するように構成した。
【００５２】
シールド掘進機１００では、隔壁４ａのカッターヘッド２側が高圧の土砂水、隔壁４ａのカッターヘッド２と反対側が大気の環境となっている。超音波は大気中では効率よく伝播しないので、本実施の形態では、本体側受信部２０の超音波素子２１を隔壁４ａのカッターヘッド２側（つまり土砂水中）に設け、超音波素子２１から延びる信号線を隔壁４ａを通して復調回路２２に接続するように構成した。なお、超音波素子２１を設ける位置はこれに限らず、隔壁４ａは音波をよく通す剛体なので、隔壁４ａのカッターヘッド２と反対側（つまり大気中）に超音波素子２１を配置し（あるいは隔壁４ａ内に埋め込み）、土砂水による破損等を防止することも可能である。
【００５３】
また、解析部６は、摩耗量の測定のトリガとなる制御信号を出力する制御パネル２５と、制御信号を超音波で送信する本体側送信部２６と、をさらに備えている。
【００５４】
制御パネル２５は、作業員等によるデータ要求の操作（例えばスイッチを押すなどの操作）により、制御信号を出力するように構成される。本実施の形態では、制御パネル２５は、制御信号を変調した変調信号を直接出力するようになっている。なお、制御パネル２５に代えて、演算装置２４で制御信号を出力するよう構成することも勿論可能である。ただし、この場合、変調回路が別途必要になる。
【００５５】
本体側送信部２６は、本体側受信部２０と共用の超音波素子２１と、超音波素子２１を駆動する超音波素子駆動回路２７と、からなる。
【００５６】
次に、ビット摩耗検知装置１の動作を説明する。
【００５７】
まず、解析部６の制御パネル２５を操作して、制御パネル２５から制御信号（変調信号）を出力させ、本体側送信部２６の超音波素子２１から送信する。本体側送信部２６からの制御信号（変調信号）を超音波素子１４で受信したビット側受信部１６は、受信した信号を復調回路１７で復調し、復調した制御信号をマイクロＣＰＵ１２に出力する。
【００５８】
制御信号を受信したマイクロＣＰＵ１２は、摩耗量測定部７を制御し、ローラービット３の摩耗量を測定する。摩耗量測定部７では、断線検知部１１により配線パターン１０ｂの断線を検知することで、ローラービット３の摩耗量を測定する。摩耗量測定部７で測定した摩耗量のデータは、ビット側送信部８の変調回路１３で変調され、超音波素子１４から送信される。
【００５９】
ビット側送信部８からの信号（変調信号）を超音波素子２１で受信した本体側受信部２０は、受信した信号を復調回路２２で復調し、復調した摩耗量のデータをインターフェイス２３を介して演算装置２４に入力する。演算装置２４は、入力された摩耗量のデータを基にローラービット３の摩耗状態を解析し、ディスプレイ等の表示器に表示する。
【００６０】
本実施の形態では、ローラービット３の摩耗を検知する場合について説明したが、本発明は、ローラービット３以外のビットにも適用可能である。
【００６１】
例えば、図５（ａ）に示すように、カッターヘッド２に固定されるカッタービット（固定ビット）５１に適用し、カッタービット５１の摩耗を検知するよう構成することも可能であるし、図５（ｂ）に示すように、シェルビット５２に適用し、シェルビット５２の摩耗を検知するよう構成することも可能である。
【００６２】
図５（ａ）では、カッタービット５１として、カッターヘッド２に対してボルト５３を用いて着脱自在に固定されるボルト固定式交換型のものを用いた場合を示している。このようなボルト固定式交換型のカッタービット５１では、従来、配管や配線が困難であるため摩耗の検知が行われておらず、交換時期の判断は経験により行うしかなかったが、本発明を適用することで、容易に摩耗の検知を行い、交換時期を適切に判断することが可能となる。
【００６３】
図６に示すように、カッターヘッド２には多数のビットが設けられているが、全てのビットに計測部５を搭載する必要はなく、代表的なビット（最も摩耗が大きくなると考えられるビット）のみに計測部５を搭載すればよい。一例として、図６に太線矢印で示す３つのローラービット３を代表的なビットとして選択し、計測部５を搭載することができる。
【００６４】
なお、計測部５を複数のビットに搭載する場合、各計測部５のビット側送信部８を、摩耗量測定部７で測定した摩耗量のデータと共に、計測部５の識別子を送信するように構成し、どのビットに搭載された計測部５から送られた信号なのか解析部６側（演算装置２４）で判別できるようにするとよい。
【００６５】
本実施の形態の作用を説明する。
【００６６】
本実施の形態に係るビット摩耗検知装置１では、ビットの内部に、少なくとも、ビットの摩耗量を測定する摩耗量測定部７と、摩耗量測定部７で測定した摩耗量のデータを超音波で送信するビット側送信部８と、摩耗量測定部７とビット側送信部８に電力を供給する電力供給部９と、を有する計測部５を埋め込み、カッターヘッド２の後方に配置される掘進機本体４に、少なくとも、計測部５のビット側送信部８で超音波で送信した摩耗量のデータを受信する本体側受信部２０を有する解析部６を備えている。
【００６７】
このように構成することで、超音波を用いた無線通信により摩耗量のデータをやりとりすることが可能になり、水没しやすい有線部分を無くすことができるため、高価なスリップリングやロータリージョイントを備える必要がなくなり、従来と比較して低コストなビット摩耗検知装置１を実現できる。
【００６８】
また、本実施の形態では、計測部５をビットの内部に埋め込んでおり、計測部５に土砂水が直接接触することがないため、土砂水による破損や誤動作のおそれがなく、信頼性が高いビット摩耗検知装置１を実現できる。
【００６９】
また、本実施の形態では、摩耗量測定部７を、基板１０ａ上に配線パターン１０ｂが形成されビットと共に摩耗されるプリント基板１０と、プリント基板１０の配線パターン１０ｂの断線を検知する断線検知部１１とからなる簡易な構成としているため、低コストであり、かつ、確実に摩耗量の測定を行うことが可能である。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、解析部６に、摩耗量の測定のトリガとなる制御信号を出力する制御パネル２５と、制御信号を超音波で送信する本体側送信部２６とをさらに備えると共に、計測部５に、制御信号を受信するビット側受信部１６を備え、制御信号を受信したときに摩耗量を測定するように摩耗量測定部７を構成している。これにより、必要なときのみ摩耗量を測定することが可能になり、消費電力を少なくすることができる。その結果、バッテリーとして小形かつ安価なものを用いることが可能となり、計測部５の小形化と低コスト化が可能になる。
【００７１】
なお、本実施の形態では、必要なときのみ摩耗量を測定するようにしたが、これに限らず、摩耗量測定部７を定期的に摩耗量を測定するように構成すると共に、ビット側送信部８を定期的に摩耗量測定部７で測定した摩耗量のデータを送信するように構成し、定期的かつ自動的に摩耗量の測定を行うようにしてもよい。このように構成することで、計測部５のビット側受信部１６（復調回路１７）、および解析部６の制御パネル２５と本体側送信部２６（超音波素子駆動回路２７）を省略することが可能になり、さらなる低コスト化と小型化が可能になる。
【００７２】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００７３】
例えば、本発明のビット摩耗検知装置１を用いれば、ビットの摩耗だけでなく、カッターヘッド２のフレームに計測部５を埋め込むことで、フレームの摩耗を検知することも可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  ビット摩耗検知装置
２  カッターヘッド
３  ローラービット（ビット）
４  掘進機本体
５  計測部
６  解析部
７  摩耗量測定部
８  ビット側送信部
９  電力供給部
２０  本体側受信部
１００  シールド掘進機
【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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