(57)【要約】【課題】新品カッタビットを本体部からカッタスポークに装着することができるカッタビット交換手段を具備するシールド掘進機において、カッタビット装着溝への土砂等の浸入を防止する。【解決手段】カッタスポーク２５に掘進前方側に開口して掘進後方側で拡大しているカッタビット装着溝５０が形成され、そこに掘進方向と略平行する方向に進退自在なカッタビット固定板７１が配置され、カッタビット固定板７１が掘進後方側に退避した際にカッタビット装着溝５０に供給されたカッタビット９が、カッタビット固定板７１が掘進前方側に進出した際、カッタビット固定板８１の掘進前方側の面によって移動不能に固定され、さらに、カッタビット固定板７１の掘進後方側の面とカッタビット装着溝５０の装着溝底面５４との間に可撓性を具備する止水材５６が設置されてなる。【選択図】  図３
2006214154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、
該本体部に回転自在に支持された回転円筒部および該回転円筒部の外面に設置されたカッタスポークを具備する回転掘削部と、
前記カッタスポークに形成され、掘進前方側に開口部を備えるカッタビット装着溝と、
前記開口部から掘削刃を掘進方向に向けて突出させつつ前記カッタビット装着溝に沿って移動可能なカッタビットと、
該カッタビットの掘進方向への移動を制限する移動制限部材と、
掘進方向の力により前記カッタビットを前記移動制限部材との間で移動不能に固定するカッタビット固定手段と、
該カッタビット固定手段の掘進後方側の面と前記カッタビット装着溝の掘進後方側の底部との間に設置された可撓性を有する止水材と、を備えることを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
前記カッタスポークは、複数個あり、前記回転掘削部の回転中心側からその外周側に向けて放射状に配置し、前記止水材は、前記カッタスポークの前記回転掘削部外周側の所定範囲に設置されていることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項３】
前記止水材の外周にグリースが塗布されていることを特徴とする請求項１または２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、地中にトンネルや下水道等（以下「掘削坑」と総称する）を構築する際に使用されるシールド掘進機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘進機は、地山（地盤に同じ）を掘削して掘削坑を創成する回転掘削部と、回転掘削部が設置された筒状の本体部と、本体部の後端に延設された筒状のテール部と、円弧状のセグメント部材を筒状のセグメント筒状体に組み立てるセグメント組立手段（セグメントエレクタまたはエレクター装置に同じ）と、組み立てられたセグメント筒状体を後方に向かって押し、その反力によって本体部を前進させる押出手段（シールドジャッキに同じ）と、セグメント筒状体とテール部との隙間をシールするテールシール手段と、セグメント筒状体と掘削坑との隙間に裏込材を注入する裏込材注入手段と、掘削した土砂を機外に排出する排土手段とを有している。
【０００３】
回転掘削部は、本体部に回転自在に支持されたセンタシャフトと、センタシャフトに放射状に配置されたカッタスポークと、カッタスポークの前面に設置されたカッタビットと、カッタスポークに設置されその外周に向かって進退自在なコピーカッタと、カッタスポークに設置されコピーカッタを進退させる油圧シリンダとを有している。
【０００４】
近年、シールドトンネルの長距離化に伴い、掘進工事の途中で一時掘進を中断して、摩耗ないし破損したカッタビットを新品のカッタビットに交換したいという要請がある。かかる要請に対応して、発明者等は既に、低コストで迅速かつ容易にカッタビットを交換することができるカッタビット交換手段およびカッタビット交換方法の開発に成功し、これを開示している。
【０００５】
かかるカッタビット交換手段は、カッタスポークが設置されている筒状回転体（センタシャフトに相当する）と、筒状回転体の内周面に摺動するカッタビット収納室と、カッタビット収納室に収納された新品カッタビットをカッタスポークに押し出すカッタビット押出手段とを有している。したがって、シールド掘進機の前方に作業用の立坑等を構築する必要がなく、掘進を一時中断するだけで、シールド掘進機の本体部から新品カッタビットをカッタスポークに供給することができるという顕著な効果を奏するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３２１９２号公報（６〜７頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に開示された発明は、カッタスポークに掘進前方側に開口して掘進後方側で断面（カッタスポークを放射方向に向かって眺めた場合の断面）が拡大しているカッタビット装着溝が形成され、かつ、該カッタビット装着溝に掘進方向と略平行する方向に進退自在なカッタビット固定手段が配置されたものである。すなわち、カッタビット固定手段を掘進後方側に退避させている間に、カッタビット装着溝にカッタビットを供給し、その後、カッタビット固定手段を掘進前方側に進出させて、カッタビット固定手段の掘進前方側の面をカッタビットの掘進後方側の面に押し当てて、これを移動不能に固定するものである。
このため、カッタビット固定手段がカッタビット装着溝の内部を、掘進前方側または後方側に移動するから、カッタビット装着溝、正確には、カッタビット固定手段の掘削後方側の面とカッタビット装着溝の装着溝底面（掘削後方側の面）との隙間に、土砂等が浸入すると、カッタビット固定手段の進退が困難になって、カッタビットの供給作業や、カッタビットの固定作業が円滑に実行できなくなるというおそれがあった。
【０００８】
本発明は、このようなおそれを解決するためになされたものであり、カッタビット装着溝、正確には、カッタビット固定手段の掘削後方側の面とカッタビット装着溝の装着溝底面（掘削後方側の面）との隙間への土砂等の浸入を防止することができるシールド掘進機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係るシールド掘進機は、スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、
該本体部に回転自在に支持された回転円筒部および該回転円筒部の外面に設置されたカッタスポークを具備する回転掘削部と、
前記カッタスポークに形成され、掘進前方側に開口部を備えるカッタビット装着溝と、
前記開口部から掘削刃を掘進方向に向けて突出させつつ前記カッタビット装着溝に沿って移動可能なカッタビットと、
該カッタビットの掘進方向への移動を制限する移動制限部材と、
掘進方向の力により前記カッタビットを前記移動制限部材との間で移動不能に固定するカッタビット固定手段と、
該カッタビット固定手段の掘進後方側の面と前記カッタビット装着溝の掘進後方側の底部との間に設置された可撓性を有する止水材と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
（２）また、本発明に係るシールド掘進機は、前記カッタスポークは、複数個あり、前記回転掘削部の回転中心側からその外周側に向けて放射状に配置し、前記止水材は、前記カッタスポークの前記回転掘削部外周側の所定範囲に設置されていることを特徴とする。
【００１１】
（３）また、本発明に係るシールド掘進機は、前記止水材の外周にグリースが塗布されていることを特徴とする。
【００１２】
［本発明に係るシールド掘進機のその他の態様］
（４）本発明に係るシールド掘進機のその他の態様１は、スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、該本体部に回転自在に支持された回転円筒部および該回転円筒部の外面に放射状に設置されたカッタスポークを具備する回転掘削部とを有し、
前記カッタスポークに掘進前方側に開口して掘進後方側で拡大している部分を具備するカッタビット装着溝が形成され、かつ、該カッタビット装着溝に掘進方向と略平行する方向に進退自在なカッタビット固定手段が配置され、
前記カッタビット固定手段が掘進後方側に退避した際に前記カッタビット装着溝に供給されたカッタビットが、前記カッタビット固定手段が掘進前方側に進出した際、前記カッタビット固定手段の掘進前方側の面によって移動不能に固定されるシールド掘進機であって、
前記カッタビット固定手段の掘進後方側の面と前記カッタビット装着溝の底面との間に可撓性を有する止水材が設置されてなることを特徴とする。
【００１３】
（５）その他の態様２は、前記止水材が、前記カッタスポークの外周側の端部の所定範囲に設置されてなることを特徴とする。
【００１４】
（６）その他の態様３は、前記止水材の外周にグリースが塗布されてなることを特徴とする。
【００１５】
（７）その他の態様４は、前記回転掘削部の回転円筒部に、前記カッタスポークのカッタビット装着溝に連通し、カッタビットが通過自在なカッタビット通過孔が形成され、
前記回転円筒部の内部に、該カッタビット供給孔に連通し、カッタビットを収容自在なカッタビット収容室が配置され、
該カッタビット収容室に収容されたカッタビットが、押出手段によってカッタビット通過孔を通過して前記カッタビット装着溝に供給されることを特徴とする。
【００１６】
（８）その他の態様５は、また、前記回転掘削部の回転円筒部に、前記カッタスポークのカッタビット装着溝に連通し、カッタビットが通過自在なカッタビット通過孔が形成され、
前記回転円筒部の内周に水密的に摺動し、カッタビットが通過自在なカッタビット押出孔が形成された摺動内筒が配置され、
該摺動内筒の内部に、前記カッタビット押出孔に連通し、カッタビットが通過自在で水密的に閉塞自在なカッタビット収容孔を具備するカッタビット収容室が設置され、
前記回転円筒部のカッタビット通過孔と前記摺動内筒のカッタビット押出孔とが重ならない位置において、前記カッタビット収納室のカッタビット収容孔が開口され、前記カッタビット収容孔を経由してカッタビットが前記カッタビット収納室に収容され、
前記カッタビット収納室のカッタビット収容孔が水密的に閉塞されて、前記回転円筒部のカッタビット通過孔と前記摺動内筒のカッタビット押出孔とが重なった位置において、前記カッタビット収納室に収容されたカッタビットが、押出手段によって前記カッタビット通過孔およびカッタビット押出孔を通過して前記カッタビット装着溝に供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
よって、本発明によるシールド掘進機は、カッタビット固定手段の掘進後方側の面とカッタビット装着溝の掘進後方側の底部との間への土砂等の浸入が防止され、カッタビット固定手段が確実に機能するため（より具体的に例示すれば、カッタビット固定手段の掘削後方側とカッタビット装着溝の装着溝底部（掘削後方側の面）との隙間への土砂等の浸入が防止され、カッタビット固定手段が確実に進退するため）、カッタビットを供給する作業や固定する作業が保証されるから、発明者等の開発したカッタビット交換手段の作用効果（シールド掘進機の本体部から新品のカッタビットをカッタスポークに供給することができる）という顕著な効果が、長期間にわたって発揮されるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（シールド掘進機）
図１および図２は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示すものであって、図１は側面視の断面図、図２は正面図である。
図１および図２において、シールド掘進機１は、筒状の本体部１０と、本体部１０の前端（図中、左側）にあって地山を掘削して掘削坑を創成する回転掘削部２０と、回転掘削部２０を回転駆動するための回転駆動部３０と、本体部１０から回転掘削部２０にカッタビットを供給するためのカッタビット交換手段４０、掘削された土砂を排出するためのスクリューコンベア１６と、セグメントを環状のセグメント筒状体に組み立てるためのエレクター装置（図示しない）と、セグメント筒状体を後方に押圧してその反力でもって本体部１０を掘進（前進に同じ）させるシールドジャッキ（図示しない）と、セグメント筒状体と掘削坑との隙間に裏込材を注入する裏込材注入手段（図示しない）等を有している。
【００１９】
（本体部）
本体部１０は、スキンプレート１１によって形成された筒状体であって、その一方の端部（以下「前端部」と称す）に、バルクヘッド１２が設置され、水密的に維持されている。バルクヘッド１２の中央には、開口する中央開口部１３が設けられ、中央開口部１３の内縁に沿って、回転掘削部２０を回転自在かつ水密的に支持する掘削部支持機構１４が設置され、バルクヘッド１２のスキンプレート１１に近い位置には、開口する排土用開口部１５が設けられ、排土用開口部１５にそってスクリューコンベア１６の土砂取り込み口が設置されている。
【００２０】
（回転掘削部）
回転掘削部２０は、回転端部２１と回転円筒部２２と回転円錐部２３と回転基部２４と、回転円筒部２２に放射状に設置されたカッタスポーク２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ（以下、まとめて「カッタスポーク２５」と称す）と、カッタスポーク２５の間に設置された補助スポーク２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（以下、まとめて「補助スポーク２６」と称す）とを有している。なお、以下の説明で、各カッタスポーク２５ごとに設置される部位であって、それぞれ共通する部位を説明する際は、符号に添え字「ａ、ｂ、ｃ・・・」を省略する。なお、回転掘削部２０の回転中心を図中「Ｚ−Ｚ」で示し、該回転中心から遠ざかる方向を「放射方向」と称し、その一つを図中「Ｒ」で示す。また、同一または相当する機能を有する複数の部材が、それぞれ放射方向に配置された様子を「放射状」と称している。
【００２１】
そして、カッタスポーク２５には掘進前方側に突出したカッタビット９が、補助スポーク２６には外周に向かって進退自在なコピーカッタ８が設置されている。したがって、コピーカッタ８を進出させて掘進すれば、カッタビット９が掘削した掘削坑の内径（カッタスポーク２５の外周端部が描く円の直径に相当する）は僅かに拡大する。
さらに、回転端部２１の前面にはフッシュテールと呼ばれる回転カッタ７が設置され、回転中心を含む所定範囲は、回転カッタ７によって掘削されている。また、回転カッタ７には複数の掘削ビット７０１が進出自在に埋め込まれ、摩耗した掘削ビット７０１については、油圧シリンダ７０２によって摩耗量に相当する量だけ前方に押し出されるから、回転カッタ７の掘削性能が維持される。このとき、油圧シリンダ７０２は、複数の掘削ビット７０１のうち摩耗した掘削ビット７０１の本体側に設置されるものであるから、当該押し出し作業をする掘削ビット７０１に限って設置するようにすればよく、全ての掘削ビット７０１の本体側に常時設置しておく必要はない。
【００２２】
（カッタスポーク）
図３および図４は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機に設置されたカッタスポークを示す、図３は側面視の断面図、図４は放射方向に向かって眺めた断面図である。図４の（ａ）は位置Ｂ−Ｂにおける断面、（ｂ）および（ｃ）は位置Ｃ−Ｃにおける断面であり、（ｃ）では、カッタビット９とカッタビット固定手段７１と止水材５６との記載を省略して、カッタビット装着溝５０を明りょうに示している。
図５は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機に設置されたカッタビットを模式的に示す斜視図である。
【００２３】
図３および図４において、カッタスポーク２５は、カッタビット９を装着するためのカッタビット装着溝５０を形成する一対のカッタビット装着溝形成部材５５（以下「装着溝形成部材５５」と称す）と、装着溝形成部材５５が設置されるカッタスポーク本体部６０とを有している。すなわち、カッタビット装着溝５０は放射方向（回転掘削部２０の回転中心から外周側に向かう方向に同じ）に延伸している。
【００２４】
（カッタビット装着溝）
カッタビット装着溝５０は、放射方向に向かって眺めた場合の断面が断面略十字形であって、掘進前方側（図中、左側）に開口した掘削刃突出用開口部９０と、掘削刃突出用開口部９０を形成する装着溝縮小部５１と、装着溝縮小部５１に繋がって拡大した装着溝拡大部５２と、装着溝拡大部５２に繋がって装着溝縮小部５１と略同一幅の装着溝奥部５３とを有している。
このとき、装着溝形成部材５５同士の掘進前方側の隙間が掘削刃突出用開口部９０に相当し、装着溝縮小部５１と装着溝拡大部５２とが形成する略Ｔ字状範囲にカッタビット９が収容される。また、装着溝奥部５３に表れたカッタスポーク本体部６０の範囲、すなわち、装着溝形成部材５５に挟まれた「カッタスポーク本体部６０の掘進前方側の面」を、カッタビット装着溝５０の装着溝底面５４（以下「装着溝底面５４）と称す）と呼ぶ。
【００２５】
一方、カッタビット装着溝５０の装着溝奥部５３（カッタビット装着溝５０の前記略Ｔ字形の範囲を除く範囲）には、掘進方向と略平行する方向に進退自在にカッタビット固定手段７１が配置され、カッタビット固定手段７１に設置されたブランケット７２が、カッタビット装着溝５０の装着溝底面５４に設けられたブラケット進退孔６１を貫通している。そして、カッタスポーク本体部６０の内部に設置されたカッタビット固定ジャッキ７５のピストンロッド７３が、カッタビット固定手段７１に接続するブランケット７２に連結されている。
したがって、図示しない油圧配管を経由してカッタビット固定ジャッキ７５のシリンダ７４の一方側に油圧を供給すると、カッタビット固定手段７１は掘進方向に前進し、シリンダ７４の反対側に油圧を供給すると、カッタビット固定手段７１は掘進方向とは反対の方向に後退することになる。
そして、カッタビット装着溝５０の装着溝奥部５３で、カッタビット固定手段７１の掘進後方の面と装着溝底面５４との隙間に、可撓性を有する止水材５６が設置されている。
【００２６】
（カッタビット）
なお、カッタビット９は、側面視で略Ｌ字状、放射方向から見て略Ｔ字状を呈している。すなわち、側面視で細く、放射方向から見て細い突出部９２と、側面視で太く、放射方向から見て幅の広い係止部９３とを具備している。そして、突出部９２の先端には掘削刃９１が形成され、係止部９３の裏面には放射方向で山状に陥没する陥没斜面９７が形成されている（図５参照）。
そして、カッタビット９がカッタビット装着溝５０に供給されると、カッタビット９の突出部９２の係止部９３寄りの範囲がカッタビット装着溝５０の装着溝縮小部５１に収容され、先端寄りの範囲が掘削刃突出用開口部９０から掘進方向に向けて突出し、カッタビット９の係止部９３はカッタビット装着溝５０の装着溝拡大部５２に収容される。
【００２７】
（カッタビット固定手段）
一方、カッタビット固定手段７１の掘進前方側の面にも、カッタビット９の陥没斜面９７に当接自在な、放射方向で山状に突出する突出斜面７９が形成されている。したがって、カッタビット固定手段７１が掘進方向に前進した際、カッタビット９の陥没斜面９７にカッタビット固定手段７１の突出斜面７９が噛み合うと共に、カッタビット９の係止部９３の掘進前方側の面、すなわち係止面Ｂがカッタビット装着溝５０の掘進前方側の面（装着溝縮小部５１と装着溝拡大部５２との間に配置し、係止面Ｂに対向する面）、すなわち移動制限面Ａに押し付けられることになる。
このとき、カッタビット９は、カッタビット固定手段７１の突出斜面７９を乗り越えない限り、放射方向に移動することができない。すなわち、カッタビット固定ジャッキ７５のピストンロッド７３は所定の圧力でカッタビット固定手段７１を押し続けるから、カッタビット９は移動不能に固定されることになる。
【００２８】
（止水材）
そして、前述のように、カッタビット装着溝５０の装着溝奥部５３で、カッタビット固定手段７１の掘進後方の面と装着溝底面５４との隙間に、可撓性を有する止水材５６が設置され、該隙間への土砂等の浸入が防止されているから、カッタビット固定手段７１の進退が阻害されることがない。
なお、図３において止水材５６をカッタビット装着溝５０の略全長に渡って設置しているが、本発明はこれに限定するものではなく、最外周の所定範囲や、ブラケット進退孔６１の周囲等に限定して設置しても、前記作用効果が発揮されるものである。
【００２９】
また、あらかじめ外周にグリースが塗布された止水材５６を設置したり、止水材５６を設置した後に、止水材５６とカッタビット装着溝５０との隙間にグリースを注入したりすれば、前記作用効果がさらに助長されるものである（本発明において、いずれも「塗布」と称す）。
さらに、止水材５６を形成する材質は限定するものではなく、カッタビット装着溝５０の装着溝奥部５３に充満して、見掛け上の体積が変動し、かつ遮水性を有するものであれば何れであってもよい。また、全長が一体的に成形されたものでも、複数の部材の組み合わせであってもよい。さらに、中空材であって、内部に空孔材や空気を充填（封入または吸排気自在）したものであってもよい。
なお、本発明においてカッタスポーク本体部６０は水密構造であるものに限定するものではない。すなわち、前述のように止水材５６が設置されるから、カッタスポーク本体部６０に水等が浸入した場合であっても、ブラケット進退孔６１を経由して、カッタビット装着溝５０に水等が浸入することはない。
【００３０】
（カッタスポークのバリエーション）
図６は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機に設置されたカッタスポークのバリエーションの一例であって、放射方向に向かって眺めた断面図である。
図６の（ａ）は、前述の放射方向に向かって眺めた場合の断面が略十字形であるカッタビット装着溝５０に代えて、装着溝拡大部５２の幅と装着溝奥部５３の幅とを等しくして、カッタビット装着溝５０の断面を略凸字状にしたものである。したがって、装着溝奥部５３の範囲が見掛け上特定されないことになる。
図６の（ｂ）は、一対の装着溝形成部材５５に代えて、溝条に開口する掘削刃突出用開口部９０と、ブラケット進退孔６１に対応する位置に穿設された貫通孔とを具備する形材（内リップ付きチャンネル材等）５７をカッタスポーク本体部６０に設置したものである。このとき、掘削刃突出用開口部９０に沿った内面（内リップの内面）が移動制限面Ａとして作用する。
【００３１】
図６の（ｃ）は、溝条に開口する掘削刃突出用開口部９０と、カッタビット固定ジャッキ７５のピストンロッド７３が進退自在に貫通する貫通孔とを具備する形材（内リップ付きチャンネル材等）５８の後面にカッタビット固定ジャッキ７５を直接設置し、カッタスポーク本体部６０の設置を省略したものである。すなわち、形材５８自体がカッタスポーク本体部６０に置き換わる剛性を有している（特許文献１参照）。
このとき、カッタビット固定ジャッキ７５は掘削坑内に剥き出し、すなわち、掘削土砂に直接触れることになるが、図６の（ｂ）に準じて、カッタビット固定ジャッキ７５を収納する目的で、掘削反力の一部を支持するだけの剛性を有しないカッタスポーク本体部６０（保護カバーに相当する）を設置してもよい。なお、形材５８の内部（カッタビット装着溝５０に相当する）には前述のように止水材５６が設置されるから、カッタスポーク本体部６０がない場合であっても、その内部に水等が浸入することはない。
【００３２】
（移動制限面Ａおよび係止面Ｂのバリエーション）
さらに、前述した移動制限面Ａおよび係止面Ｂは共に平坦であるが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、カッタビット９の掘進前方側の面（係止面Ｂ）に陥没または突出を設け、カッタビット装着溝５０の装着溝縮小部５１の掘進前方側の面（移動制限面Ａ）に、前記陥没または突出に噛み合う突出または陥没を設けてもよい。このとき、カッタビット９の掘進後方側の面とカッタビット固定手段７１の掘進前方側の面とを、共に平坦にしてもよい。
【００３３】
（カッタビット固定ジャッキのバリエーション）
また、以上の説明でカッタビット固定手段７１を進退させる手段として、これに直接連結された油圧駆動のカッタビット固定ジャッキ７５を示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、電動駆動のジャッキ手段、回転カム機構等にしたり、あるいは、ピストンロッドの進退運動をリンク機構や斜面機構を介してカッタビット固定手段７１に伝達する手段にしたりしてもよい。
【００３４】
（カッタビット交換手段）
図３において、回転円筒部２２には、各カッタスポーク２５ａ、２５ｂ・・・（図示しない）の位置に対応して、カッタビット９を挿通自在なカッタビット供給孔２７ａ、２７ｂ・・・（図示しない）（以下、まとめて「カッタビット供給孔２７」と称す）が形成されている。
【００３５】
また、回転円筒部２２の内部には、回転円筒部２２の内周面に水密的に摺動するカッタビット交換用内筒４１が設置され、カッタビット交換用内筒４１にカッタビット収容室４２が設置されている。なお、シールド掘進機１が掘進している間は、カッタビット交換用内筒４１と回転円筒部２２（回転掘削部２０に同じ）とは一体的に回転し、掘削を停止している間に、カッタビット交換用内筒４１は止まっている回転円筒部２２に対して摺動するものである。
【００３６】
カッタビット収容室４２の掘進後方側の面にはカッタビット９を収納するための収納用開口部４３が設けられ、収納用開口部４３にはこれを水密的に封鎖する開閉扉４４が設けられている。また、カッタビット収容室４２の外周側に、カッタビット９を外周方向に向かって押し出すための押出用開口部４５が設けられている。さらに、カッタビット収容室４２の内周側には、カッタビット９を外周方向に向かって押し出すためのカッタビット押出シリンダ４６が設置されている。
【００３７】
（カッタビット交換方法）
したがって、シールド掘進機１の掘進を中断して、回転掘削部２０の回転を停止すれば、本体部１０から回転掘削部２０に新品カッタビット９を装着することが可能になる。すなわち、
（ｉ）カッタビット交換用内筒４１を回転して、押出用開口部４５を新品カッタビット９を装着しようとするカッタスポーク２５（たとえば、カッタスポーク２５ａ）の位置に合わせる。このとき、カッタスポーク２５のカッタビット装着溝５０とカッタビット収容室４２の押出用開口部４５は同一線状に連通している。
（ｉｉ）そして、カッタビット固定ジャッキ７５のピストンロッド７３を縮めて、カッタビット固定手段７１を後退させる。
【００３８】
（ｉｉｉ）そうすると、カッタスポーク２５のカッタビット装着溝５０に装着されているカッタビット９は移動自在になるから、カッタビット押出シリンダ４６を伸ばして、あらかじめカッタビット収容室４２に収容されていた新品カッタビット９を、押出用開口部４５を通過させて、カッタスポーク２５のカッタビット装着溝５０内に押し出す。このとき、カッタビット装着溝５０の最も外周側に配置されていたカッタビット９はカッタスポーク２５から外れて、地中に押し出されることになる。
（ｉｖ）そこで、カッタビット固定ジャッキ７５のピストンロッド７３を伸ばして、カッタビット固定手段７１を前進させると、カッタビット装着溝５０に供給された全てのカッタビット９（最も内周側に新品カッタビット９が供給されている）は固定され、掘削自在な状態になる。
この間、新品カッタビット９を装着しようとするカッタスポーク２５以外のカッタスポーク２５（たとえば、カッタスポーク２５ｂ、２５ｃ・・・）は、カッタビット供給孔２７（たとえば、カッタビット供給孔２７ｂ、２７ｃ・・・）がカッタビット交換用内筒４１によって水密的に封鎖されているから、本体部１０に水等が浸入することがない。
【００３９】
（ｖ）次に、カッタビット押出シリンダ４６を縮めて、カッタビット交換用内筒４１を僅かに回転すれば、全てのカッタビット供給孔２７がカッタビット交換用内筒４１によって水密的に封鎖される。
（ｖｉ）そこで、開閉扉４４を開けて、新品カッタビット９を収納用開口部４３を経由してカッタビット収容室４２に収納し、開閉扉４４を閉めてカッタビット収容室４２を水密的に封鎖する。
（ｖｉｉ）さらに、カッタビット交換用内筒４１を回転して、次に新品カッタビット９を装着しようとするカッタスポーク２５（たとえば、カッタスポーク２５ｂ）の位置に、押出用開口部４５を合わせ、前記工程を実施すれば、次のカッタスポーク２５（たとえば、カッタスポーク２５ｂ）においても、新品カッタビット９を装着することができる。
【００４０】
なお、以上の説明においては、カッタビットの掘進方向と略平行の移動を可能にするカッタビット固定手段について説明しているが、特許文献１に開示されているカッタビット保持手段を備えるシールド掘進機においても本件発明は適用できる。カッタビット保持手段とは、カッタビットの交換の便のためカッタビットの放射方向の移動をも可能にする機能を有するカッタビット固定手段である。カッタビット保持手段を具備するシールド掘進機においては、カッタビット保持手段を設けるために必要な空間には止水材は設置できないが、その他の空間にはこれを設置することは可能である。従って、カッタビット固定手段ではなく、カッタビット保持手段を具備するシールド掘進機においても本件発明は適用でき、かかるシールド掘進機も本件発明に係る技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように本発明によれば、カッタビットをカッタスポークに着脱自在に固定するカッタビット固定手段を具備する各種シールド掘進機として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示す側面視の断面図。
【図２】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示す正面図。
【図３】本発明の実施形態に係るシールド掘進機に設置されたカッタスポークを示す側面視の断面図。
【図４】本発明の実施形態に係るシールド掘進機に設置されたカッタスポークを示す放射方向に向かって眺めた断面図。
【図５】本発明の実施形態に係るシールド掘進機に設置されたカッタビットを模式的に示す斜視図。
【図６】本発明の実施形態に係るシールド掘進機に設置されたカッタスポークのバリエーションの一例であって、放射方向に向かって眺めた断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１ シールド掘進機
９ カッタビット
１０ 本体部
１１ スキンプレート
１２ バルクヘッド
１３ 中央開口部
１４ 掘削部支持機構
１５ 排土用開口部
１６ スクリューコンベア
２０ 回転掘削部
２１ 回転端部
２２ 回転円筒部
２３ 回転円錐部
２４ 回転基部
２５ カッタスポーク
２６ 補助スポーク
２７ カッタビット供給孔
２９ 回転カッタ
３０ 回転駆動部
４０ カッタビット交換手段
４１ カッタビット交換用内筒
４２ カッタビット収容室
４３ 収納用開口部
４４ 開閉扉
４５ 押出用開口部
４６ カッタビット押出シリンダ
５０ カッタビット装着溝
５１ 装着溝縮小部
５２ 装着溝拡大部
５３ 装着溝奥部
５４ 装着溝底面
５５ カッタビット装着溝形成部材
５６ 止水材
５７ 形材
５８ 形材
６０ カッタスポーク本体部
６１ ブラケット進退孔
７１ カッタビット固定手段
７２ ブランケット
７３ ピストンロッド
７４ シリンダ
７５ カッタビット固定ジャッキ
７９ 突出斜面
９０ 掘削刃突出用開口部
９１ 掘削刃
９２ 突出部
９３ 係止部
９７ 陥没斜面
１００ 移動制限部材
Ａ 移動制限面
Ｂ 係止面
【図１】
2006214154.tif 000003
【図２】
2006214154.tif 000004
【図３】
2006214154.tif 000005
【図４】
2006214154.tif 000006
【図５】
2006214154.tif 000007
【図６】
2006214154.tif 000008