(57)【要約】【課題】  シールド掘進機において、カッタービットを安全かつ容易に交換することができ、しかもビットの交換時間を短縮する。【解決手段】  カッタースポーク８が、長手方向（面盤３において半径方向）について所定長さの２つの部分（分割カッタースポーク８ａ，８ｂ）に分割されて、長手方向にそれぞれスライド可能に配設され、面盤３（前端面）の中心部に、各分割カッタースポーク８ａ，８ｂを外部から隔絶して収容する分割スポーク収容室１０が形成されている。【選択図】            図４
2006257645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体として略円筒形状を呈し、その両端面のうち掘削対象に対向する前端面には、放射状に延びた複数のカッタースポークが配設されているとともに、該前端面は、この円筒形状の軸回りに回転し、前記カッタースポークの外面には多数のカッタービットが設置されたシールド掘進機において、
前記カッタースポークは、長手方向について所定長さの複数の部分に分割されて該長手方向にそれぞれスライド可能に配設され、
前記前端面の中心部分に、前記所定長さに分割して得られた各分割カッタースポークを、外部から隔絶して収容する分割スポーク収容室が形成されていることを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
前記分割スポーク収容室の外周面には、前記スライド方向にスライドした前記分割カッタースポークを、該分割スポーク収容室内外に通過させる大きさの開口が形成され、かつ該開口を、水密に覆う閉位置と、該開口を露呈させる開位置との間で変位する止水ゲートを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
【請求項３】
前記分割スポーク収容室の内部には、該内部に流入した土砂および水を外部に排出する排出手段が接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシールド掘進機。
【請求項４】
前記分割スポーク収容室の軸方向に沿った長さが、少なくとも全ての前記分割カッタースポークの前記軸方向に沿った幅の合計幅よりも長く形成されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載のシールド掘進機。
【請求項５】
前記前端面の半径方向について内外に互いに隣接する前記分割カッタースポーク間は、前記軸回りの回転方向に関して係合する凹凸形状を備えたことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載のシールド掘進機。
【請求項６】
前記各分割カッタースポークには、所定の被係合部が形成され、前記分割スポーク収容室には、前記分割スポーク収容室内部に収容された各分割カッタースポークの被係合部と係合して前記軸方向にこれら各分割カッタースポークを順次移動させる移動手段が備えられたことを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項に記載のシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機に関し、詳細には、カッタービットが容易に交換可能とされているシールド掘進機における当該カッタービット交換構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トンネル等の坑道を形成するために、地盤を掘削しつつ、それ自体が前進するシールド掘進機が知られている。
【０００３】
このシールド掘進機は、全体として略円筒形状を呈し、その両端面のうち掘削対象である地盤に対向する面盤（前端面）には、放射状に延びた複数のカッタースポークが配設され、各カッタースポークの外面に設置された多数のカッタービットが設置されており、地盤の被掘削面（切羽）に対して、カッタースポークを押し当て（シールド掘進機を前進させ）つつ、面盤を所定の動力により、この円筒形状の軸回りに回転させてカッタースポークを回転させることにより、被掘削面を少しずつ削るとともに、この削られて生じた岩石や土砂等を、カッタースポーク間の隙間から、外部（面盤の後方）に排出するように構成されている。
【０００４】
ところで、このようなシールド掘進機に備えられているカッタービットは、使用によって摩耗等し、この摩耗等したカッタービットによっては掘削性能が低下するため、一定の使用期間が経過したときは、そのカッタービットを交換することが望まれる。
【０００５】
しかし、カッタービットは、シールド掘進機の進行方向前端面に配置されているため、進行方向前端面のカッタービットを交換しようとすると、シールド掘進機を坑口まで一旦後退させて、掘進機全体を掘削坑道から抜き出すか、あるいは、シールド掘進機が今後掘削することによって形成される予定の掘削坑道予定領域に、例えば地表からの立坑を交差させるように予め形成しておき、この交差する領域にシールド掘進機が進入して前端のカッタースポーク等が露出した状態において、このカッタースポークに固定されたカッタービットを、立坑を通して掘削坑道内に搬入されたカッタービットと交換し、不要となった交換済みのカッタービットを立坑を介して地盤の外部に搬出するなどの方法が採られている。
【０００６】
しかし、カッタービットの交換のために立坑を形成するのは、コスト面で不利であるとともに、地上の該当部に既に住宅等建造物が存在している等の理由により、立坑を形成するための十分なスペースを確保することができないという個別の事情もある。
【０００７】
また、カッタービットの交換の都度、坑道からシールド掘進機を抜き出していたのでは、坑道を往復させる時間等の無駄が多く、工期遅延の要因となりうる。
【０００８】
そこで、他の別異の坑道を設けたり、シールド掘進機を坑口まで往復移動させることなく、カッタービットを容易に交換することができる技術が提案されている。
【０００９】
すなわち、例えば、カッタービットをチェーン部材によって一列に連結した上で、カッタースポーク内に収容することにより、チェーンに連結されたビットをチェーンごと、回転中心のチャンバー内に引き込むことができるものとし、このチャンバー内で、ビットをチェーンから脱着してビットの交換を行い、その後、チェーンをチャンバー内から押し出すことにより、新しいビットで掘削可能な状態に戻す技術が知られている。
【００１０】
なお、ビットの摩耗を均等化させる目的で、シールド掘進機の前端の半径方向に、ビットを変位させる技術も知られている。（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２７５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した各種の従来のシールド掘進機では、ビットの交換のための装置が大がかりなものとなり、シールド掘進機の製造コストが嵩むとともに、地山崩壊を懸念しつつ狭隘な環境の下でビットの交換作業を行わなければならない。
【００１２】
したがって、必ずしも、容易に交換を行うことができるとはいえず、ビットの交換作業に時間がかかるという問題がある。
【００１３】
一方、地山に地盤改良剤を注入して地盤改良を施した後にビット交換を行う場合は、安全面の確保は十分に図れるものの、工事費の増大や工期の延長等が懸念される。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、カッタービットを安全かつ容易に交換することができ、しかもビットの交換時間を短縮することができるシールド掘進機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】
【００１５】
本発明に係るシールド掘進機は、カッタースポークを半径方向（長手方向）について複数に分割して、それぞれを短い分割カッタースポークとし、これら分割カッタースポークを、前端面の中心部分に形成された分割スポーク収容室内に取り込んで、この収容室内で各分割カッタースポークのカッタービットを交換可能としたものである。
【００１６】
すなわち、本発明の請求項１に係るシールド掘進機は、全体として略円筒形状を呈し、その両端面のうち掘削対象に対向する前端面には、放射状に延びた複数のカッタースポークが配設されているとともに、該前端面は、この円筒形状の軸回りに回転し、前記カッタースポークの外面には多数のカッタービットが設置され、前記前端面の回転に伴う前記カッタースポークの回転と、前記掘削対象に向かっての進行とにより、前記掘削対象にトンネル状の坑道を形成するシールド掘進機において、前記カッタースポークは、長手方向について所定長さの複数の部分に分割されて該長手方向にそれぞれスライド可能に配設され、前記前端面の中心部分に、前記所定長さに分割して得られた各分割カッタースポークを、外部から隔絶して収容する分割スポーク収容室が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
このように構成された本発明の請求項１に係るシールド掘進機によれば、カッタースポークが、その長手方向について所定長さの複数の部分に分割されているため、そのように分割して得られた各分割カッタースポークはそれぞれ、カッタースポーク全体の長さよりも短い長さとなる。
【００１８】
一方、前端面の中心部には、各分割カッタースポークを収容する分割スポーク収容室が形成されているため、各分割カッタースポークを長手方向にそれぞれスライドさせて分割スポーク収容室に収容することができる。
【００１９】
しかも、各分割カッタースポークが収容された分割スポーク収容室は、外部から隔絶しているため、この分割スポーク収容室内部で、安全かつ容易に、各分割カッタースポークのカッタービットを交換することができる。
【００２０】
そして、カッタービットの交換後は、公知の手段を用いて、各分割カッタースポークを分割スポーク収容室の外部に送り出して元の位置に戻すことにより、分割前の元の長さのカッタースポークで、すなわち従来通りのカッタースポークとして、掘削、掘進を行うことができる。
【００２１】
また、カッタースポークを収容してカッタービットの交換を行う収容室は、カッタースポーク全体の長さよりも短い分割カッタースポークを収容するだけの高さ（直径）を確保できる程度の小さい径であればよいため、前端面の中心部において掘削対象に向いた面すなわちフィッシュテールを極力小さくして、実質的な掘削を行うカッタースポークの長さを従来通り十分に確保することができ、掘削効率の低下を招くことがない。
【００２２】
さらに、分割スポーク収容室を、収容する分割カッタースポークよりも多少の余裕を有する程度に大きくしても、掘削効率を大きく損なうことがない一方、収容室内でのカッタービット交換のための作業空間を広く確保することができ、交換作業性を向上させることができる。
【００２３】
なお、カッタースポークを分割する数としては、２以上の複数であればいくつであってもよいが、実用的には、前端面における内周側の部分と外周側の部分との２つに分割すれば、十分に上述した効果を発揮することができる。
【００２４】
また、全ての分割カッタースポークが同一長さとなるように分割するのが、収容室の半径を効果的に小さくすることができ、最も好ましい。
【００２５】
本発明の請求項２に係るシールド掘進機は、請求項１に係るシールド掘進機において、分割スポーク収容室の外周面には、スライド方向にスライドした分割カッタースポークを、分割スポーク収容室内外に通過させる大きさの開口が形成され、かつ開口を、水密に覆う閉位置と、開口を露呈させる開位置との間で変位する止水ゲートを備えたことを特徴とする。
【００２６】
このように構成された本発明の請求項２に係るシールド掘進機によれば、収容室内に分割カッタースポークを収容する際および収容室内に収容された分割カッタースポークを収容室外に排出する際には、止水ゲートを開位置に変位させて、開口を通じて分割カッタースポークを収容室に出し入れし、一方、分割カッタースポークを収容室内に収容した状態では、止水ゲートを閉位置に変位させて開口を水密に覆うことにより、開口から収容室内に、外部の土砂や水が予期せず流入するのを阻止することができ、これによって、収容室内におけるカッタービットの交換作業の安全性を確実なものとすることができる。
【００２７】
なお、止水ゲートが開位置にある状態、すなわち分割カッタースポークを開口を通じて収容室に出し入れする際には、外部の土砂や水が、開口を通じて収容室内に流入することがあるが、止水ゲートが閉位置にある状態において、収容室内にこれら土砂や水が流入する圧力に抗する程度の圧力を掛けた水等の液体で予め収容室内を満たすように、加圧手段をさらに備えることにより、止水ゲートを開位置に移動させた後の状態においても、これら土砂や水が収容室内に流入するのを防止し、あるいは抑制することができる。
【００２８】
本発明の請求項３に係るシールド掘進機は、請求項１または２に係るシールド掘進機において、分割スポーク収容室の内部には、該内部に流入した土砂および水を外部に排出する排出手段が接続されていることを特徴とする。
【００２９】
このように構成された本発明の請求項３に係るシールド掘進機によれば、分割カッタースポークを開口を通じて収容室に出し入れする際に、外部の土砂や水が開口を通じて収容室内に流入しても、止水ゲートを閉位置に移動させた後に、排出手段によって収容室内の土砂や水を収容室外に排出することができ、収容室内におけるカッタービットの交換作業の際に、作業空間に土砂や水等が占有するのを防止することができ、作業空間を確実に確保することができる。
【００３０】
本発明の請求項４に係るシールド掘進機は、請求項１から３のうちいずれか１項に係るシールド掘進機において、分割スポーク収容室の軸方向に沿った長さ（円筒形状の軸方向に沿った、分割カッタースポーク室の長さ）が、少なくとも全ての前記分割カッタースポークの前記軸方向に沿った幅の合計幅よりも長く形成されていることを特徴とする。
【００３１】
このように構成された本発明の請求項４に係るシールド掘進機によれば、分割スポーク収容室の内部に、分割カッタースポークを、その幅方向に並べてコンパクトに収容することができる。
【００３２】
本発明の請求項５に係るシールド掘進機は、請求項１から４のうちいずれか１項に係るシールド掘進機において、前端面の半径方向について内外に互いに隣接する前記分割カッタースポーク間は、前記軸回りの回転方向に関して係合する凹凸形状を備えたことを特徴とする。
【００３３】
このように構成された本発明の請求項５に係るシールド掘進機によれば、前端面において、分割カッタースポーク同士が凹凸形状によって互いに係合することによって、分割前の元の長さの一体的なカッタースポークとして軸回りに回転し、カッタースポークによる掘削効率が低下するのを防止することができる。
【００３４】
本発明の請求項６に係るシールド掘進機は、請求項１から５のうちいずれか１項に係るシールド掘進機において、各分割カッタースポークには、所定の被係合部が形成され、前記分割スポーク収容室には、前記分割スポーク収容室内部に収容された各分割カッタースポークの被係合部（突出した突起状のもの（被係合突起）であってもよいし、陥凹した切欠き状のもの（被係合切欠き）であってもよい。）と係合して前記軸方向にこれら各分割カッタースポークを順次移動させる移動手段が備えられたことを特徴とする。
【００３５】
このように構成された本発明の請求項６に係るシールド掘進機によれば、長手方向に連なった複数の分割カッタースポークは、前端面における内周側の分割カッタースポークから収容室に順次収容されるが、ひとつの分割カッタースポークが収容室に収容された後は、移動手段が、収容された分割カッタースポークの被係合部に係合して、この分割カッタースポークを、収容室で軸方向に移動させることができ、これによって、次の分割カッタースポークを収容する収容空間を収容室内に確保することができる。そして、この収容、移動を繰り返すことにより、分割カッタースポークをひとつずつ収容室内に幅方向に順次並べて収容することができる。
【００３６】
この収容室への分割カッタースポークの収容とは反対に、収容室から分割カッタースポークを送り出す際には、収容室内で幅方向に並べられて収容された分割カッタースポークの被係合部に移動手段を係合させて軸方向に移動させることにより、分割カッタースポークをひとつずつ順次、収容室外に送り出すことができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係るシールド掘進機によれば、各分割カッタースポークを長手方向にそれぞれスライドさせて分割スポーク収容室に収容することができる。
【００３８】
しかも、各分割カッタースポークが収容された分割スポーク収容室は、外部から隔絶しているため、この分割スポーク収容室内部で、安全かつ容易に、各分割カッタースポークのカッタービットを交換することができる。
【００３９】
そして、カッタービットの交換後は、各分割カッタースポークを分割スポーク収容室の外部に送り出して元の位置に戻すことにより、分割前の元の長さのカッタースポークで、すなわち従来通りのカッタースポークとして、掘削、掘進を行うことができる。
【００４０】
また、前端面の中心部において掘削対象に向いた面すなわちフィッシュテールを極力小さくして、実質的な掘削を行うカッタースポークの長さを従来通り十分に確保することができ、掘削効率の低下を招くことがない。
【００４１】
さらに、分割スポーク収容室を、収容する分割カッタースポークよりも多少の余裕を有する程度に大きくしても、掘削効率を大きく損なうことがない一方、収容室内でのカッタービット交換のための作業空間を広く確保することができ、交換作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明に係るシールド掘進機の最良の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４３】
図１は、本発明の一実施形態に係るシールド掘進機１を示す模式図、図２（ａ）は図１に示したシールド掘進機を前端面側から見た正面図、同図（ｂ）は（ａ）におけるＭ−Ｍ線に沿った断面を模式的に表した断面図、同図（ｃ）は（ａ）におけるＮ−Ｎ線に沿った断面を模式的に表した断面図、図３は図１に示したシールド掘進機のカッタースポークの詳細を示す図、図４は図１に示したシールド掘進機の作用を概略的に説明する図、図５および図６はシールド掘進機の詳細な作用を説明する図である。
【００４４】
本実施形態のシールド掘進機１は、図１に示すように、全体として略円筒形状を呈し、その両端面のうち図示しない掘削対象である地盤等に対向する前端面である面盤３には、この円筒形状の中心部から放射状に延びた４つのカッタースポーク８をそれぞれ支持するスポーク支持部４が形成され、各カッタースポーク８の外面には多数のカッタービット５が設置されている。
【００４５】
ここで、各カッタースポーク８に設置されたカッタービット５は、カッタースポーク８がスポーク支持部４によって支持されている状態において、スポーク支持部（スポーク取付部）４に形成された孔から前方に突出している。
【００４６】
そして、面盤３を、その軸回りに回転駆動させるセンターシャフト２が回転すると、面盤３およびカッタースポーク８（カッタービット５）が回転し、掘削対象である地盤に向かってシールド掘進機１自体が前進すると、カッタービット５が地盤を徐々に掘削して、地盤にトンネル状の坑道を形成する。
【００４７】
また、面盤３の中心部分であって地盤に向いた面側には、カッタービット５による掘削方向を先導するように、カッタースポーク８のカッタービット５よりも前方Ｆｒに突出した略円錐状のフィッシュテール６が形成され、このフィッシュテール６の外表面には、カッタービット５と同様の掘削刃であるフィッシュテールビット７が設置されている。
【００４８】
そして、このフィッシュテール６よりも後方Ｒｒの部分（カッタースポーク８が配設された軸方向位置に対応する部分を含む）に、後述するようにカッタースポーク８を分割して収容し、この収容されたカッタースポーク８に設置されたカッタービット５をカッタースポーク８に脱着交換する交換作業空間としての分割スポーク収容室１０（図２に示す模式図参照）が形成されている。
【００４９】
カッタースポーク８は、その長手方向に関して、それぞれが全長の略１／２の長さとなる内周側部分と外周側部分との２つの部分（分割カッタースポーク）８ａ，８ｂに分割されたものが連結されて構成されており、これら内周側の分割カッタースポーク８ａおよび外周側の分割カッタースポーク８ｂは、それぞれ独立して、その長手方向（半径方向Ｒ；図２（ａ）参照）に沿ってスライド可とされている。
【００５０】
また、これら各分割カッタースポーク８ａ，８ｂは、同図（ｂ）に示すように、その厚さ方向、すなわち前後方向Ｆｒ，Ｒｒにわずかに変位するように形成されている。この前後方向Ｆｒ−Ｒｒに沿った変位量は、カッタースポーク８に形成されたカッタービット５が、スポーク支持部４の孔から後方Ｒｒに退避し、カッタースポーク８が長手方向に変位しても、カッタービット５がスポーク支持部４の孔に引っ掛からない状態となる位置までの量である。
【００５１】
ここで、分割スポーク収容室１０は、各分割カッタースポーク８ａ，８ｂを、外部から隔絶して、それらの長手方向を半径方向に沿わせた状態のままで収容可能な広さに形成されている。
【００５２】
また、分割スポーク収容室１０の外周面には、スライド方向（半径方向）にスライドされた分割カッタースポーク８ａ，８ｂを、分割スポーク収容室１０内へ進入させるのに十分な大きさの開口１１が形成され、さらにこの開口１１を水密に覆う閉位置と、開口１１を露呈させる開位置との間で変位する止水ゲート（例えば、ナイフゲート等）１２を備えている。
【００５３】
なお、止水ゲート１２が開位置にある状態、すなわち分割カッタースポーク８ａ，８ｂを開口１１を通じて収容室１０に出し入れする際には、収容室１０の内外が開口１１を通じて連通するため、外部との土砂や水が開口１１を通じて収容室１０内に流入することがある。
【００５４】
そこで、止水ゲート１２が閉位置にある状態において、収容室１０内にこれら土砂や水が流入する圧力に抗する程度の圧力を掛けた水等の液体で予め収容１０室内を満たすように、図示しない所定の加圧手段（例えば、水を所定圧力で送出するポンプと、収容室の内部に一端が開放し他端がポンプに接続された注水管とからなるものなど。）を備えることにより、止水ゲート１２を開いても、これら外部の土砂や水が収容室１０内に流入するのを、抑制あるいは防止することができる。
【００５５】
面盤３の半径方向Ｒについて内外に互いに隣接する分割カッタースポーク８ａ，８ｂは、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、軸回りの回転方向に関して係合する凹凸形状８ｄ，８ｃを備えている。
【００５６】
すなわち、例えば内周側の分割カッタースポーク８ａの、外周側の分割カッタースポーク８ｂと連結される部分には、Ω字状の凸形状８ｃが形成され、一方、外周側の分割カッタースポーク８ｂの、内周側の分割カッタースポーク８ａと連結される部分には、Ω字状の凸形状８ｃと係合して連結される、このΩ字状の凸形状８ｃを受け入れる括れ凹形状８ｄ（図３（ｂ））が形成されている。
【００５７】
したがって、面盤３において、分割カッタースポーク８ａ，８ｂ同士が凹凸形状８ｄ，８ｃによって互いに係合することによって、分割前の元の長さの一体的なカッタースポークとして軸回りに回転し、カッタースポーク８による掘削効率が低下するのを防止することができる。
【００５８】
なお、内周側の分割カッタースポーク８ａの凸形状８ｃと外周側の分割カッタースポーク８ｂの凹形状８ｄとの係合は、内周側の分割カッタースポーク８ａのみが後方Ｒｒに変位することによって、あるいは外周側の分割カッタースポーク８ｂのみが前方Ｆｒに変位することによって外れ、これら以外の動作によっては、両者の係合が外れることはない。
【００５９】
また、分割カッタースポーク８ａ，８ｂの側面には、所定の被係合突起８ｅ，８ｆが形成され、分割スポーク収容室１０には、分割スポーク収容室１０内部に収容された各分割カッタースポーク８ａ，８ｂの各被係合突起８ｅ，８ｆと係合して、これら各分割カッタースポーク８ａ，８ｂを軸方向（Ｆｒ−Ｒｒ）に順次移動させる移動手段としての牽引具１３が備えられている。
【００６０】
この牽引具１３は、その横断面（Ｓ−Ｓ線断面）が、図３（ｄ）に示すＩ字形状、あるいは同図（ｅ）に示すレール断面と同様の断面であるレール断面形状等で形成されており、この牽引具１３に作用するカッタースポーク８の重量に対して十分な剛性を有している。
【００６１】
次に、本実施形態のシールド掘進機１の作用について、概略作用を示す図２および４、並びに詳細作用を示す図５および６を用いて説明する。
【００６２】
まず、図２（ｂ）の二点鎖線で示したＡ１の状態は、通常の掘削作業、掘進作業を行う際の使用状態を示すものである。この使用状態Ａ１においては、カッタースポーク８は、そのカッタービット５がスポーク支持部４の孔から、前方Ｆｒに突出しており、このスポーク支持部４から突出したカッタービット５が、より前方に位置する図示しない地盤等を掘削する。
【００６３】
カッタービット５の交換作業の際には、まず、カッタースポーク８の全体が、実線で示した後退位置まで後方Ｒｒに変位し、カッタービット５がスポーク支持部４の孔から離脱した状態（Ａ２）となる。
【００６４】
このとき、収容室１０の止水ゲート１２は閉じており、開口１１は止水ゲート１２によって覆われた状態となっている。
【００６５】
ここで、詳細には図５（ａ）に示すように  加圧手段によって、収容室１０内に注水が行われ、この収容室１０の内部の水Ｗの圧力と止水ゲート１２を介した収容室１０外部の圧力とのバランスがとられ、止水ゲート１２を開いた際に、外部の土砂や水が収容室１０内に一気に流入するのを防止している。
【００６６】
次いで、図４（ａ）に示すように、止水ゲート１２が開いて収容室１０の内外が開口１１を介して連通し、カッタースポーク８が半径方向Ｒに沿って（センターシャフト２の軸中心に向かって）スライド変位し、内周側のカッタースポーク８ａが収容室１０内に収容される。
【００６７】
止水ゲート１２が開いたとき、すなわち、詳細には図５（ｂ）に示すように、開口１１を介して収容室１０の内外が連通した状態にあるとき、前述したように、収容室１０内に満たされた水Ｗの圧力と、収容室１０外の掘削土砂や水等による圧力は、ある程度均衡しているため、土砂等重量物は収容室１０内に流入するとしても、水や軽量の砂塵等が流入するのは防止される。
【００６８】
また、土砂等も流入する速度が緩和されるため、土砂等の一気の流入によって収容室１０の内部が衝撃を受けて破損するのも防止することができる。
【００６９】
そして、図５（ｃ）に示すように牽引具１３が収容室１０内の前部まで送り出された後に、カッタースポーク８の全体が半径方向にスライド変位し、内周側のカッタースポーク８ａが収容室１０内に収容され、このとき、図５（ｃ）に示すように、カッタースポーク８ａの側面に形成された被係合突起８ｅが牽引具１３に係合する。
【００７０】
次いで、図４（ｂ）に示すように、収容室１０に収容された内周側のカッタースポーク８ａは、収容室１０内で後方Ｒｒに移動し、この際、内周側の分割カッタースポーク８ａと外周側の分割カッタースポーク８ｂとの間の凹凸形状の係合が外れて、内周側の分割カッタースポーク８ａは外周側の分割カッタースポーク８ｂと完全に分離した状態となる。
【００７１】
詳細には、図５（ｄ）に示すように、分割カッタースポーク８ａの被係合突起８ｅに係合した牽引具１３が後方に変位することによって、分割カッタースポーク８ａも後方に変位するが、このとき、図３（ｂ）に示した内周側の分割カッタースポーク８ａの凸形状８ｃと外周側の分割カッタースポーク８ｂの凹形状８ｄとの係合が外れて、両分割カッタースポーク８ａ，８ｂが分離される。
【００７２】
内周側の分割カッタースポーク８ａが、収容室１０内の後部に移動したことによって、収容室１０内の、外周側の分割カッタースポーク８ｂの真下の空間（水Ｗは満たされている）が空いた状態となり、図４（ｃ）に示すように、外周側の分割カッタースポーク８ｂが真下に降下して、この空いた空間に収容され、止水ゲート１２が閉位置に移動し、開口１１が覆われて、収容室１０は外部から水密に隔絶される。
【００７３】
詳細には、図６（ａ）に示すように外周側の分割カッタースポーク８ｂが収容室１０内に収容された後、同図（ｂ）に示すように止水ゲート１２が閉じて開口１１が塞がれ、その後、図示しない排出手段（例えば、所定の吸引圧力で吸引するポンプと、収容室の内部の底部に一端が開放し他端がポンプに接続された排出管とからなるものなど。）により、開口１１が開いている間に収容室１０の内部に流入した土砂等が注水されていた水Ｗとともに、収容室１０の外部に排出される。
【００７４】
そして、土砂等の排出後、同図（ｃ）に示すように、収容室１０の後部側ゲート１４を開放することにより、収容室１０内に収容された各分割カッタースポーク８ａ，８ｂのカッタービット５を交換するための作業者Ｍが、収容室１０内に出入りすることが可能となり、同図（ｄ）に示すように、収容室１０に入った作業者Ｍが収容室１０内においてカッタービット５の交換作業を行うことができる。
【００７５】
なお、上述した排出手段は、例えば、収容室１０内に注水する加圧手段がその機能を兼ねるものであってもよい。
【００７６】
このように、本実施形態に係るシールド掘進機１によれば、収容室１０内部は、外部から隔絶しているため、この分割スポーク収容室１０内部で、安全かつ容易に、収容された各分割カッタースポーク８ａ，８ｂのカッタービット５を交換することができる。
【００７７】
また、カッタースポーク８が、その長手方向について所定長さの２つの部分８ａ，８ｂに分割されているため、そのように分割して得られた各分割カッタースポーク８ａ，８ｂはそれぞれ、カッタースポーク８全体の長さよりも短い長さとなる。
【００７８】
一方、面盤３の中心部には、各分割カッタースポーク８ａ，８ｂを収容する分割スポーク収容室１０が形成されているため、各分割カッタースポーク８ａ，８ｂを長手方向にそれぞれスライドさせて分割スポーク収容室１０に収容することができる。
【００７９】
また、カッタースポーク８ａ，８ｂを収容してカッタービット５の交換を行う収容室１０は、カッタースポーク８全体の長さよりも短い分割カッタースポークａ，８ｂを収容するだけの高さ（直径）を確保できる程度の小さい径であればよいため、面盤３におけるセンターシャフト２の面すなわちフィッシュテール６を極力小さくして、実質的な掘削を行うカッタースポーク８の長さを従来通り十分に確保することができ、掘削効率の低下を招くことがない。
【００８０】
さらに、分割スポーク収容室１０を、収容する分割カッタースポーク８ａ，８ｂよりも多少の余裕を有する程度に大きくしても、掘削効率を大きく損なうことがない一方、収容室１０内でのカッタービット５交換のための作業空間を広く確保することができ、交換作業性を向上させることができる。
【００８１】
また、全ての分割カッタースポーク８ａ，８ｂをそれらの厚さ方向に並べて収容室内に収容することにより、分割カッタースポーク８ａ，８ｂを長手方向に連ねて収容する場合に比べて、収容室１０の奥行き長さ（円筒形状の軸方向に沿った長さ）を十分に小さくすることができる。
【００８２】
さらに、分割スポーク収容室１０の内部には、この内部に流入した土砂および水を外部に排出する図示しない排出手段が接続されており、分割カッタースポーク８ａ，８ｂを開口１１を通じて収容室１０に出し入れする際に、外部の土砂や水が開口１１を通じて収容室１０内に流入しても、止水ゲート１２を閉位置に移動させた後に、排出手段によって収容室１０内の土砂や水を収容室１０外に排出することができ、収容室１０内におけるカッタービットの交換作業の際に、作業空間に土砂や水等が占有するのを防止することができ、作業空間を確実に確保することができる。
【００８３】
また、分割スポーク収容室１０の軸方向に沿った長さは、少なくとも２つの分割カッタースポーク８ａ，８ｂの軸方向に沿った幅の合計幅よりも長く形成されており、分割スポーク収容室１０の内部に、分割カッタースポーク８ａ，８ｂを、その幅方向に並べてコンパクトに収容することができる。
【００８４】
なお、詳細な説明は省略したが、カッタースポーク８（分割カッタースポーク８ａ，８ｂ）のスライド移動には、ウインチ、ジャッキ等の公知の駆動機構（図示せず）等を用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態に係るシールド掘進機を示す模式図である。
【図２】（ａ）は図１に示したシールド掘進機を前端面側から見た正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＭ−Ｍ線に沿った断面を模式的に表した断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＮ−Ｎ線に沿った断面を模式的に表した断面図、をそれぞれ表す。
【図３】図１に示したシールド掘進機のカッタースポークの詳細を示す図である。
【図４】図１に示したシールド掘進機の作用を概略的に説明する図である。
【図５】シールド掘進機の詳細な作用を説明する図（その１）である。
【図６】シールド掘進機の詳細な作用を説明する図（その２）である。
【符号の説明】
【００８６】
２    センターシャフト
５    カッタービット
６    フィッシュテール
７    フィッシュテールビット
８    カッタースポーク
８ａ，８ｂ  分割カッタースポーク
１０  分割スポーク収容室
１１  開口
１２  止水ゲート
Ｒ    半径方向（中心軸方向）
Ｆｒ  前方
Ｒｒ  後方
【図１】
2006257645.tif 000003
【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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