(57)【要約】【課題】  掘削機構に悪影響を及ぼさずに簡単な構成で確実にビット交換を行い得るようにする。【解決手段】  円錐台状の回転体２５を設け、この回転体２５の外周に複数のビットを傘車状に配設して傘車状回転ビット体２７を構成し、傘車状回転ビット体２７を、使用するビットが表面に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッド３のカッタフェイス４またはカッタスポーク５の内部に回動自在に収納すると共に、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体２７を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置３５を備えるようにしている。【選択図】        図１
2006291504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐台状の回転体を設け、該回転体の外周に複数のビットを傘車状に配設して傘車状回転ビット体を構成し、
該傘車状回転ビット体を、使用するビットが地山に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッドのカッタフェイスまたはカッタスポークの内部に回動自在に収納すると共に、
表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置を備えたことを特徴とするビット交換機構。
【請求項２】
傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの回転方向とは異なる方向へ回動可能に取付けたことを特徴とする請求項１記載のビット交換機構。
【請求項３】
傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの半径方向、周方向、前後方向のいずれかに対し傾斜させて配置したことを特徴とする請求項１または２に記載のビット交換機構。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のビット交換機構を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シールド工法、山岳工法、推進工法などに使用されるトンネル掘削機およびこのトンネル掘削機に使用されるビット交換機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル掘削機には、シールド工法に用いられるシールドマシンや、山岳工法に用いられるトンネルボーリングマシン（ＴＢＭ）や、推進工法に用いられる推進マシンなどがある。例えば、シールド掘進機１（シールドマシン）は、図１５、図１６に示すように、筒状のシールド本体２の先端に取付けたカッタヘッド３を回転させることによって地山を掘削し、トンネルを構築して行くようにしたものである。なお、カッタヘッド３には、図１５に示すような、ほぼ円板状をしたカッタフェイス４や、図１６に示すような、ほぼ放射状をしたカッタスポーク５などが存在する。
【０００３】
上記カッタヘッド３には、ティースビット、先行ビット、シェルビットなど、機能、用途、形状・構造などが異なる複数種類のビット（掘削歯）が取付けられている。通常の場合、ビットは、カッタヘッドに対し、溶接によって直接固定されるか、或いは、ブラケットとボルトを用いて固定されている。
【０００４】
このような、シールド掘進機１では、掘削距離の長距離化などに伴い、摩耗したビットを途中で交換する必要が生じている。
【０００５】
ビットを交換する手段としては、従来、カッタヘッド３をシールド本体２内に取込んで、シールド本体２内でビットを交換したりするものや、カッタヘッド３の裏面とシールド本体２の先端との間に形成されるチャンバーへ作業員が出て手作業でビットを交換する（溶接固定の場合には摩耗したビットを切断して新しいビットを再溶接する、ボルト固定の場合には摩耗したビットを取外して新しいビットを締結固定する）ものなどがあった。
【０００６】
しかし、カッタヘッド３をシールド本体２内に取込むようにする場合には、装置構成が大掛かりとなるため、シールド掘進機１の製作費用が高くなり、ビット交換に費やす工程や工期も余分に掛ってしまう。
【０００７】
また、最も実績の有る手段である、チャンバーへ作業員が出て手作業でビットを交換する場合、予めビットの交換位置を決めておき、その箇所を地上から地盤改良して安定化させ、ここへシールド掘進機を突入させて停止させた後、作業員がチャンバーへ出て作業を行うなどする必要があるが、チャンバー内の作業環境、地山崩壊の危険性、地上部地盤改良箇所の作業帯確保、改良地盤での掘進速度低下に伴う工事費の増大など、各種の問題が存在している。また、交換できるビットが限られてしまうという問題や、カッタヘッド３がスポークタイプの場合には、カッタスポーク５の巨大化を伴うため、掘削メカニズムへの悪影響なども懸念されている。
【０００８】
そこで、このような問題を解消するため、簡単にビットを交換できる機構の開発が望まれている。このようなものとして、先行ビットを交換し得るようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
この特許文献１では、カッタスポーク５を有するシールド掘進機１に対し、カッタスポーク５の幅方向中央部を通るシャフトを設け、このシャフトの周囲に先行ビットを取付け、シールド本体２内に設けられたモータによってシャフトを回動させることにより、先行ビットの摩耗していない部分をカッタスポーク５の表面に出現させ得るようにしている。
【特許文献１】特開２００３−３０１６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のものは、シャフトをカッタスポーク５の幅方向中央部に通している関係で、交換できるビットが先行ビットに限定されてしまい、他の種類のビットには適用できないという問題がある。また、シールド本体２内に設けられたモータにシャフトを接続する構造を採用しているので、モータの大型化や駆動機構の複雑化などを伴い、装置構成が大掛かりになるという問題が依然として残されている。また、カッタスポーク５の幅方向中央部を通るシャフトの周囲に先行ビットをほぼ環状に設けている関係で、先行ビットの形状自由度や設置自由度が低くなり、掘削効率の向上を図れないという問題があった。更に、先行ビットが回動される方向がカッタスポークの回転方向とほぼ一致しているので、カッタスポークの回転によって先行ビットが回転力を受けてしまい、シャフトやモータに過大な負荷が作用するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明では、円錐台状の回転体を設け、該回転体の外周に複数のビットを傘車状に配設して傘車状回転ビット体を構成し、該傘車状回転ビット体を、使用するビットが地山に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッドのカッタフェイスまたはカッタスポークの内部に回動自在に収納すると共に、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置を備えたビット交換機構を特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載された発明では、傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの回転方向とは異なる方向へ回動可能に取付けた請求項１記載のビット交換機構を特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載された発明では、傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの半径方向、周方向、前後方向のいずれかに対し傾斜させて配置した請求項１または２に記載のビット交換機構を特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載された発明では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のビット交換機構を備えたトンネル掘削機を特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、円錐台状の回転体を設け、該回転体の外周に複数のビットを傘車状に配設して傘車状回転ビット体を構成し、該傘車状回転ビット体を、使用するビットが地山に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッドのカッタフェイスまたはカッタスポークの内部に回動自在に収納すると共に、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置を備えたことにより、掘削機構に悪影響を及ぼさずに簡単な構成で確実にビット交換を行うことが可能となる。また、ビット交換が随時可能となるので、ビット交換の場所や時期を特定する必要をなくすことができる。合わせて、地上からの地盤改良が不要となるので、これに伴う種々の制限から解放され、工期、費用等の面で負担を大幅に低減することができる。そして、円錐台状の回転体の外周（円錐面）に複数のビットを傘車状に配設した傘車状回転ビット体を用いることにより、回転体を円板状とした場合に比べて広い取付面積と自由な取付角度とが確保できるので、ビットの形状自由度や設置自由度が高くなり、以て、掘削効率を向上したり、カッタヘッドの径や掘削する地山に応じてビットを自在に配置することなどができるようになる。また、上記構成によりカッタヘッド自体の構成自由度を増すことができるので、カッタヘッド内で交換できるビットの種類を増やすことができ、構成によっては主要なビットのほとんどを交換させることも可能となる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの回転方向とは異なる方向へ回動可能に取付けたことにより、カッタヘッドの回転によって傘車状回転ビット体が回転力を受けることが防止されるので、ビット交換装置に過大な負荷が作用することが防止される。
【００１７】
請求項３の発明によれば、傘車状回転ビット体を、カッタヘッドの半径方向、周方向、前後方向のいずれかに対し傾斜させて配置したことにより、ビットの形状自由度や傘車状回転ビット体の設置自由度をより増すことができるので、ビットのにげ角やすくい角をより大きく確保するなどにより、掘削効率の更なる向上を図ることが可能となる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のビット交換機構を備えることにより、請求項１乃至請求項３と同様の作用効果を有するトンネル掘削機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
掘削機構に悪影響を及ぼさずに簡単な構成で確実にビット交換を行い得るようにするという目的を、円錐台状の回転体を設け、この回転体の外周に複数のビットを傘車状に配設して傘車状回転ビット体を構成し、傘車状回転ビット体を、使用するビットが表面に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッドのカッタフェイスまたはカッタスポークの内部に回動自在に収納すると共に、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置を備える、という手段で実現した。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。
【００２１】
図１〜図１４は、この発明の実施例を示すものである。
【００２２】
まず、構成について説明する。トンネル掘削機には、シールド工法に用いられるシールドマシンや、山岳工法に用いられるトンネルボーリングマシン（ＴＢＭ）や、推進工法に用いられる推進マシンなどがある。例えば、シールド掘進機１（シールドマシン）は、図１に示すように、筒状のシールド本体２の先端に取付けたカッタヘッド３を回転させることによって地山６を掘削しつつ、シールド本体２の内部で掘削坑７の内壁となるセグメント８（覆工体）を組み立てて行き、且つ、セグメント８に反力を支持させてシールド本体２を推進させることにより、トンネルなどを構築して行くようにしたものである。通常、シールド本体２は円筒状を呈しており、シールド本体２の軸線を回転中心としてカッタヘッド３が回転されるようになっている。これに対応して、カッタヘッド３もシールド本体２先端の円形形状に見合った形状のものが取付けられている。例えば、カッタヘッド３には、図１の下半分に示すような円板状をしたカッタフェイス４や、図１の上半分に示すような放射状をしたカッタスポーク５などがある。カッタスポーク５は、カッタヘッド３（或いはシールド本体２）の周方向Ｘに所要のピッチを有して半径方向Ｙへ延びる複数本のスポーク部５ａを有している。また、カッタフェイス４の裏面と、シールド本体２先端に設けられたフード部２ａおよび圧力隔壁２ｂとの間には、土圧室などと呼ばれるチャンバー２ｃが形成される（図７参照）。
【００２３】
そして、上記カッタヘッド３の前面には、先行して地山６をほぐすことにより他のビットの掘削性を良くすると共にこれらの摩耗を防止する先行ビット１１や、先行ビット１１でほぐした地山６を掘削するティースビット１２や、カッタヘッド３前面の最も外周寄りの部分に特に設けられる最外周ビットなど、機能、用途、形状・構造などが異なる複数種類のビット（掘削歯）が取付けられている。なお、最外周ビットには、シェルビット１３やトリムビットやゲージビットなどの機能、用途、形状・構造の異なるの各種のものが存在する。
【００２４】
カッタヘッド３の回転中心部分には、フィッシュテールやセンターコーンなどのセンター部材１５が取付けられている。上記した各種類のビットは、カッタヘッド３の回転中心に対して、例えば、放射状や環状や螺旋状などに複数配置される。
【００２５】
また、一般に、カッタヘッド３がカッタフェイス４の場合、カッタヘッド３（或いはシールド本体２）の半径方向Ｙへ延びる短冊状或いはスリット状の土砂取込部１７が形成され、この土砂取込部１７の両側部に沿って複数対のティースビット１２がほぼ向い合せに配置される。カッタヘッド３がカッタスポーク５の場合、隣接するスポーク部５ａの間が土砂取込部１７となっており、スポーク部５ａの両側部に沿って土砂取込部１７に面するように複数対のティースビット１２が配置される。また、スポーク部５ａの幅方向中央部に沿って複数の先行ビット１１が配置される。なお、図１中、符号１９はカッタヘッド３の外側面に取付けられたコピーカッタである。このコピーカッタ１９は、ジャッキ（コピージャッキ）などによってほぼ半径方向Ｙへ突出収納可能とされて、カッタヘッド３の掘削範囲の更に外側を掘削可能な可動ビットである。
【００２６】
この実施例のものでは、図２、図３に示すように、円錐台状の回転体２５を設ける。この回転体２５の外周（円錐面）に複数のビット（図２、図３ではティースビット１２やシェルビット１３としているが、これに限るものではない）を所要の間隔を有して傘車状に配設して傘車状回転ビット体２７を構成する。ビットは、図２に示すように、回転体２５の円錐面に当接配置してボルトなどで固定することにより、円錐面に凹凸ができるような取付方をしても良い。また、図３に示すように、回転体２５の円錐面に超硬チップを直接埋め込むことにより、円錐面に凹凸ができないような取付方をしても良い。なお、いずれの場合にもビットの先端が、円錐台の大径端面の側へ向くようにする。ビットは、円錐台状の回転体２５の外周に一列分だけ設けられており、回転体２５もほぼビット一列分の厚みとされている。
【００２７】
そして、傘車状回転ビット体２７を、使用するビットが表面（地山6）に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッド３のカッタフェイス４またはカッタスポーク５の内部に回動自在に収納する。そのために、カッタヘッド３のカッタフェイス４またはカッタスポーク５の表面に切欠部を形成し、この切欠部から使用するビットを表面に出現させるようにする。傘車状回転ビット体２７は、その回転軸２７ａを軸受手段２８（図１２（ａ）、図１３（ａ）参照）によって回動自在に軸支される。
【００２８】
例えば、ティースビット１２を傘車状回転ビット体２７とする場合、図４、図５に示すように、ティースビット１２の傘車状回転ビット体２７をカッタヘッド３の半径方向Ｙに所定の間隔で配置する。なお、カッタヘッド３がカッタスポーク５である場合には、ティースビット１２の傘車状回転ビット体２７はスポーク部５ａの前面側または側面側に出現させることも、スポーク部５ａの前面と側面とに跨がって出現させることもできる。なお、図５では、対を成すティースビット１２の傘車状回転ビット体２７の間にコピーカッタ１９を通す配置としている。
【００２９】
また、シェルビット１３を傘車状回転ビット体２７とする場合、図６、図７に示すように、シェルビット１３の傘車状回転ビット体２７をカッタヘッド３の外周寄りの部分に配置する。シェルビット１３の傘車状回転ビット体２７は、単独で配置することも可能であるが、後述するように、ティースビット１２の傘車状回転ビット体２７の列の最外周の位置にシェルビット１３の傘車状回転ビット体２７を配置して、連動駆動することも可能である。
【００３０】
そして、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体２７を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置３５を備える。このビット交換装置３５は、カッタヘッド３のカッタフェイス４またはカッタスポーク５の内部に設ける。ビット交換装置３５には、ラチェット機構３８やラックアンドピニオン機構３９などの駆動力伝達機構を用いることができる。その他にも、ラチェット機構３８やラックアンドピニオン機構３９と同等の駆動力伝達機構を用いることができる。
【００３１】
例えば、ビット交換装置３５にラチェット機構３８を用いる場合、図８〜図１２に示すように、傘車状回転ビット体２７の回転軸２７ａに複数の雌側爪部４１を有するラチェット歯車４２を一体的に回転可能に設けると共に、ラチェット歯車４２の雌側爪部４１に雄側爪部４３を有するロット４４を係止させ得るようにし、このロット４４に接続されたジャッキ４５などのアクチュエータや駆動手段（図１２参照）でロット４４をその長手方向へ移動させることにより、ラチェット歯車４２を一方向へのみコマ送りさせ得るようにする。なお、この例では、ラチェット歯車４２は、カッタヘッド３内のスペース効率などを考慮して傘車状回転ビット体２７の大径端面の側に取付けられているが、小径端面の側に取付けるようにすることもできる。また、図１２中、符号４０は、ラチェット歯車４２の雌側爪部４１に係止する戻り止め用の爪である。
【００３２】
この際、図８、図９に示すように、ロット４４に複数の雄側爪部４３を設けることにより、ロット４４を一方向へ移動へさせつつビット交換を行わせる構成としても良い。また、図１０〜図１１に示すように、ロット４４に雄側爪部４３を１個のみ設けて、ロット４４を往復移動させつつビット交換を行わせる構成としても良い。この場合には、図１１（ｃ）に示すように、ロット４４を戻す際に雌側爪部４１と雄側爪部４３との干渉を避けるために、雌側爪部４１を戻り方向へのみ回動し得る構成（雌側爪部４１ａ）としたり、雌側爪部４１が内側へ押込まれる構成（雌側爪部４１ｂ）としたりする。或いは、図１２に示すように、雄側爪部４３を、戻り時にロット４４の内側へ倒れるか或いは押込まれる構成として（雄側爪部４３ａ）する。
【００３３】
或いは、ビット交換装置３５にラックアンドピニオン機構３９を用いる場合、図１３に示すように、傘車状回転ビット体２７の回転軸２７ａにピニオン４６を一体的に回転可能に設け、このピニオン４６にラック部４７を有するロット４４を噛み合わせ、このロット４４に接続されたジャッキ４５でロット４４をその長手方向へ押し引きさせることにより、傘車状回転ビット体２７を所要角度回動し得るようにする。なお、傘車状回転ビット体２７の回転軸２７ａとロット４４とが直交しない場合には、図１４に示すように、傘歯車４８、傘歯車４９を介在させて、回転方向の変換を図るようにすることができる。ピニオン４６や傘歯車４８は、カッタヘッド３内のスペース効率などを考慮して傘車状回転ビット体２７の大径端面や小径端面の側に取付けることができる。
【００３４】
ビット交換装置３５は、図１２に示すように、各傘車状回転ビット体２７ごとに個別に設けることもできる。また、傘車状回転ビット体２７をカッタヘッド３の半径方向Ｙに所定の間隔で複数配置した場合には、以下のように、複数の傘車状回転ビット体２７を同一のビット交換装置３５で連動駆動させることもできる。即ち、図８に示すように、その回転軸２７ａが互いに平行となるように各傘車状回転ビット体２７を配置する。そして、各ラチェット歯車４２または各ピニオン４６に同一のロット４４の雌側爪部４１またはラック部４７を歯合させ、このロット４４に１台のジャッキを接続する。更に、図１４に示すように、回転軸２７ａの方向が異なる傘車状回転ビット体２７も含めて連動駆動させることもできる。この際、ラチェット機構３８とラックアンドピニオン機構３９とを混在させることも可能である。この場合には、ロット４４に対し、雄側爪部４３とラック部４７とを干渉しないように設けるようにする。例えば、複数のティースビット１２の傘車状回転ビット体２７とシェルビット１３の傘車状回転ビット体２７とをカッタヘッド３の半径方向Ｙに配列し、ティースビット１２の傘車状回転ビット体２７はその回転軸２７ａをカッタヘッド３のほぼ接線方向へ向け、シェルビット１３の傘車状回転ビット体２７はその回転軸２７ａをカッタヘッド３のほぼ半径方向Ｙへ向けたような場合に該当する。ジャッキは、ロット４４の端部に接続しても、ロット４４の中間部に接続しても良い。なお、いずれの場合にも、ロット４４およびジャッキは、カッタヘッド３の内部に設置するようにする。
【００３５】
そして、傘車状回転ビット体２７を、カッタヘッド３の回転方向とは異なる方向へ回動可能に構成する。この実施例では、図１に示すように、ティースビット１２の傘車状回転ビット体２７の回転軸２７ａをカッタヘッド３のほぼ接線方向へ向けて配置することにより、ティースビット１２の傘車状回転ビット体２７がカッタヘッド３のほぼ半径方向Ｙの面内で回動されるようにしている。
【００３６】
更に、傘車状回転ビット体２７を、カッタヘッド３の半径方向Ｙ、周方向Ｘ（或いは接線方向）、前後方向のいずれかに対し傾斜させて配置する。この実施例では、図１２、図１３に示すように、ティースビット１２の傘車状回転ビット体２７の回転軸２７ａを、カッタヘッド３の周方向Ｘおよび前後方向に対して傾斜させている。即ち、カッタヘッド３を半径方向Ｙから見た場合に、対を成すティースビット１２の傘車状回転ビット体２７がハ字状に開く（カッタスポーク５）か、または、閉じる（カッタフェイス４）ように配置されている。即ち、カッタスポーク５では、スポーク部５ａの幅方向中央部を中心として、対を成すティースビット１２の傘車状回転ビット体２７が外側へ開くように傾斜配置されている。また、カッタフェイス４では、土砂取込部１７へ向けて、対を成すティースビット１２の傘車状回転ビット体２７が内側へ閉じるように傾斜配置されている。また、シェルビット１３の傘車状回転ビット体２７の回転軸２７ａを、カッタヘッド３の半径方向Ｙおよび前後方向に対して傾斜させることもできる。
【００３７】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００３８】
シールド掘進機１は、筒状のシールド本体２の先端に取付けたカッタヘッド３を回転させることによって地山６を掘削しつつ、シールド本体２の内部で掘削坑７の内壁となるセグメント８（覆工体）を組み立てて行き、且つ、セグメント８に反力を支持させてシールド本体２を推進させることにより、トンネルなどを構築して行く。地山６を掘削したズリは土砂取込部１７からへチャンバー２ｃ内へ入り、チャンバー２ｃから図示しないコンベヤなどによって機外へ排出される。
【００３９】
そして長距離掘削などを行う場合に、途中で表面のビットが摩耗するので、摩耗したビットを交換する工程を行う。ビットの交換はカッタスポーク５の内部に設けられたビット交換装置３５を用いて以下のように行う。即ち、ジャッキなどのアクチュエータを伸長動または収縮動させることにより、ロット４４を長手方向へ押し引きさせ、ロット４４の雄側爪部４３、ラチェット歯車４２などを介して、或いは、ロット４４のラック部４７、ピニオン４６、傘歯車４８、傘歯車４９などを介して、傘車状回転ビット体２７を所要角度回動させ、隣接する新しいビットを表面に出現させる。以上により、簡単且つ短時間でビット交換が完了する。傘車状回転ビット体２７は、ビット一列分の厚みで構成されているので、機構の簡略化が得られる。
【００４０】
なお、ビットの交換は、予め想定した掘削距離を目安として行うようにすることもできるし、ビットの実際の摩耗状況に応じて行うようにすることもできる。また、ビットの交換は、全部同時に行うこともできるし、個別または部位別に行うこともできる。
【００４１】
このように、この実施例によれば、円錐台状の回転体２５を設け、回転体２５の外周に複数のビットを傘車状に配設し傘車状回転ビット体２７を構成し、傘車状回転ビット体２７を、使用するビットが表面に露出し使用しないビットが隠れるように、カッタヘッド３のカッタフェイス４またはカッタスポーク５の内部に回動自在に収納すると共に、表面のビットが摩耗した際に、傘車状回転ビット体２７を所要角度回動させて新しいビットを表面に出現させるビット交換装置３５を備えたことにより、掘削機構に悪影響を及ぼさずに簡単な構成で確実にビット交換を行うことが可能となる。また、ビット交換が随時可能となるので、ビット交換の場所や時期を特定する必要をなくすことができる。合わせて、地上からの地盤改良が不要となるので、これに伴う種々の制限から解放され、工期、費用等の面で負担を大幅に低減することができる。
【００４２】
そして、円錐台状の回転体２５の外周（円錐面）に複数のビットを傘車状に配設した傘車状回転ビット体２７を用いることにより、回転体２５を円板状とした場合に比べて広い取付面積と自由な取付角度とが確保できるので、ビットの形状自由度や設置自由度が高くなり、以て、掘削効率を向上したり、カッタヘッド３の径や掘削する地山６に応じてビットを自在に配置することなどができるようになる。また、上記構成によりカッタヘッド３自体の構成自由度を増すことができるので、カッタヘッド３内で交換できるビットの種類を増やすことができ、構成によっては主要なビットのほとんどを交換させることも可能となる。
【００４３】
また、傘車状回転ビット体２７を、カッタヘッド３の回転方向とは異なる方向へ回動可能に取付けたことにより、カッタヘッド３の回転によって傘車状回転ビット体２７が回転力を受けることが防止されるので、ビット交換装置３５に過大な負荷が作用することが防止される。
【００４４】
更に、傘車状回転ビット体２７を、カッタヘッド３の半径方向Ｙ、周方向Ｘ、前後方向のいずれかに対し傾斜させて配置したことにより、ビットの形状自由度や傘車状回転ビット体２７の設置自由度をより増すことができるので、図３に示すように、ビットのにげ角αやすくい角βをより大きく確保するなどにより、掘削効率の更なる向上を図ることが可能となる。
【００４５】
上記ビット交換装置３５を備えることにより、上記と同様の作用効果を有するシールド掘進機１などのトンネル掘削機を得ることができる。
【００４６】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例にかかるシールド掘進機の斜視図である。
【図２】傘車状回転ビット体の説明図である。
【図３】他の傘車状回転ビット体の説明図である。
【図４】ティースビットを傘車状回転ビット体とした場合の、周方向に沿った断面図である。
【図５】図４の半径方向に沿った断面図である。
【図６】シェルビットを傘車状回転ビット体とした場合の、周方向に沿った断面図である。
【図７】図６の半径方向に沿った断面図である。
【図８】ラチェット機構を用いたビット交換装置の例であり、（ａ）は周方向に沿った断面図、（ｂ）は半径方向に沿った断面図である。
【図９】図８の作動図である。
【図１０】ラチェット機構を用いたビット交換装置の他の例であり、（ａ）は周方向に沿った断面図、（ｂ）は半径方向に沿った断面図である。
【図１１】図１０の作動図である。
【図１２】ラチェット機構を用いたビット交換装置の別の例であり、（ａ）は周方向に沿った断面図、（ｂ）は半径方向に沿った断面図、（ｃ）は作動図である。
【図１３】ラックアンドピニオン機構を用いたビット交換装置の例であり、（ａ）は周方向に沿った断面図、（ｂ）は半径方向に沿った断面図、（ｃ）は作動図である。
【図１４】ラックアンドピニオン機構を用いたビット交換装置の他の例であり、（ａ）は周方向に沿った断面図である。
【図１５】カッタフェイスを有するシールド掘進機の斜視図である。
【図１６】カッタスポークを有するシールド掘進機の斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
３    カッタヘッド
４    カッタフェイス
５    カッタスポーク
１２  ティースビット
１３  シェルビット
２５  回転体
２７  傘車状回転ビット体
３５  ビット交換装置
Ｘ    周方向
Ｙ    半径方向
【図１】
2006291504.tif 000003
【図２】
2006291504.tif 000004
【図３】
2006291504.tif 000005
【図４】
2006291504.tif 000006
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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