(57)【要約】【課題】  カッタビットを交換させる交換室が機内で占有する空間を最小限に抑えることが可能なトンネル掘削機及びそのカッタビットの交換方法を提供する。【解決手段】  センタシャフト１２を中心に放射状に複数のカッタスポーク１１が延設され、地盤を切削させるカッタビット１３ａを備えたブロック式カッタビット１３が複数連結されたカッタブロック群１３０が、カッタスポーク１１に沿って配置されたトンネル掘削機１０である。  そして、カッタブロック群１３０はカッタスポーク１１の先端付近に取り付けられたスプロケット１６によって折り返されてＵ字型に形成されると共に、センタシャフト１２内部には掘削前後方向又は周方向に移動することでカッタブロック群１３０の端部との連通と遮断の切り替えが可能な交換室１７が備えられ、交換室１７を移動させることでカッタブロック群１３０の端部のブロック式カッタビット１３が交換される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタシャフトを中心に放射状に複数のカッタスポークが延設され、地盤を切削させるカッタビットを備えたブロック式カッタビットが複数連結されたカッタブロック群が、前記カッタスポークに沿って配置されたトンネル掘削機であって、
前記カッタブロック群は前記センタシャフトから延伸され、前記カッタスポークの先端付近に取り付けられた折返し用ガイド部材によって折り返されて前記センタシャフトに到達されるように形成されると共に、前記センタシャフト内部には掘削前後方向又は周方向に移動することで前記カッタブロック群の端部との連通と遮断の切り替えが可能な交換室が備えられ、前記交換室を移動させることで新しいブロック式カッタビットが前記カッタブロック群の一方の端部に供給され、前記カッタブロック群の他方の端部から使用済みのブロック式カッタビットが前記交換室内に回収されることを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
前記折返し用ガイド部材は、外周に複数の歯部を備えた回転可能なスプロケットであることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
【請求項３】
前記ブロック式カッタビットは、他のブロック式カッタビットとの連結方向にある２つの面に突起部と切欠部がそれぞれ形成され、前記突起部と前記切欠部には掘削前後方向又は前記連結方向に動かすことによって着脱される一対の係合手段が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル掘削機。
【請求項４】
前記交換室には、前記ブロック式カッタビットを収容させる供給室と回収室が備えられ、前記供給室と前記回収室には前記ブロック式カッタビットを支持させる伸縮ジャッキが格納されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトンネル掘削機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のトンネル掘削機のカッタビットの交換方法であって、
前記交換室が前記カッタブロック群の端部と遮断された状態で新しいブロック式カッタビットを前記交換室に供給し、前記交換室を掘削前方又は周方向に移動させて前記カッタブロック群の端部と連通させ、前記カッタブロック群の一方の端部に前記ブロック式カッタビットを連結させて該ブロック式カッタビットを前記折返し用ガイド部材方向に移動させると共に、前記カッタブロック群の他方の端部から使用済みのブロック式カッタビットを前記交換室内に取り込み、前記交換室を掘削後方又は周方向に移動させることで前記カッタブロック群の端部と遮断された状態にしてブロック式カッタビットを回収することを特徴とするトンネル掘削機のカッタビットの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を切削させるカッタビットをトンネル掘削機の内部から交換することが可能なシールドマシンやトンネルボーリングマシン等のトンネル掘削機及びそのカッタビットの交換方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１２に示すように、地盤を切削させるカッタビット３ａ，・・・を交換することが可能なトンネル掘削機１が知られている（特許文献１乃至３など参照）。
【０００３】
このトンネル掘削機１は、掘削前方に配置される円盤状のカッタヘッド２と、その後方に配置される筒状のスキンプレート７と、そのスキンプレート７の前方を遮蔽させる隔壁としてのバルクヘッド４と、バルクヘッド４とカッタヘッド２の間に取り込まれた掘削土砂を排出させるスクリューコンベア６とを有している。
【０００４】
このカッタヘッド２の前面からは地盤に向けて複数のカッタビット３ａ，・・・が突出されており、このカッタビット３ａ，・・・はチェーン３ｂに固定されてトンネル掘削機１の回転中心付近と外縁付近に取り付けられたスプロケット３ｃ，３ｃ間に掛け渡される。
【０００５】
そして、このスプロケット３ｃ，３ｃを回転させると、チェーン３ｂが回動し、それに伴ってカッタビット３ａ，・・・がカッタヘッド２の前面側から背面側に移動する。
【０００６】
このようにして背面側に移動したカッタビット３ａは、磨耗が激しければ交換することができる。
【０００７】
このカッタビット３ａを交換する際は、まずバルクヘッド４に取り付けられたロック室５の前方に磨耗したカッタビット３ａが配置されるように移動を停止させる。そして、ロック室５前方のカッタヘッド側扉５ａを開け、ロック室５を掘削前方に押し出し、ロック室５前面をチェーン３ｂに押し付けて掘削土砂及び地下水がロック室５内部に侵入しないように遮断する。
【０００８】
次に、ロック室５のマシン側扉５ｂを開いて作業員がロック室５内部に入り、磨耗したカッタビット３ａを取り外して新しいものに付け替える。
【特許文献１】特開２００３−１７２０９３号公報（図１）
【特許文献２】特開平１０−２８０８７８号公報（図１乃至図４）
【特許文献３】特開２００１−２７０９７号公報（図１乃至図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記したトンネル掘削機１では、カッタビット３ａの交換に必要なロック室５がトンネル掘削機１の内部に突出して内部空間を占有することになる。トンネル掘削機１の内部には、図示しないトンネル覆工の構築に使用されるエレクタ装置やスクリューコンベヤ６等の排土装置などが狭い空間に錯綜して配置され、その中でセグメントや床板等の部材が取り回されることになるので、自由に使用できる作業空間を可能な限り確保しておくことが望ましい。
【００１０】
そこで、本発明は、カッタビットを交換させる交換室が機内で占有する空間を最小限に抑えることが可能なトンネル掘削機及びそのカッタビットの交換方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、センタシャフトを中心に放射状に複数のカッタスポークが延設され、地盤を切削させるカッタビットを備えたブロック式カッタビットが複数連結されたカッタブロック群が、前記カッタスポークに沿って配置されたトンネル掘削機であって、前記カッタブロック群は前記センタシャフトから延伸され、前記カッタスポークの先端付近に取り付けられた折返し用ガイド部材によって折り返されて前記センタシャフトに到達されるように形成されると共に、前記センタシャフト内部には掘削前後方向又は周方向に移動することで前記カッタブロック群の端部との連通と遮断の切り替えが可能な交換室が備えられ、前記交換室を移動させることで新しいブロック式カッタビットが前記カッタブロック群の一方の端部に供給され、前記カッタブロック群の他方の端部から使用済みのブロック式カッタビットが前記交換室内に回収されるトンネル掘削機であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載のものは、前記折返し用ガイド部材は、外周に複数の歯部を備えた回転可能なスプロケットである請求項１に記載のトンネル掘削機であることを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項３に記載のものは、前記ブロック式カッタビットは、他のブロック式カッタビットとの連結方向にある２つの面に突起部と切欠部がそれぞれ形成され、前記突起部と前記切欠部には掘削前後方向又は前記連結方向に動かすことによって着脱される一対の係合手段が設けられた請求項１又は２に記載のトンネル掘削機であることを特徴とする。
【００１４】
そして、請求項４に記載のものは、前記交換室には、前記ブロック式カッタビットを収容させる供給室と回収室が備えられ、前記供給室と前記回収室には前記ブロック式カッタビットを支持させる伸縮ジャッキが格納されている請求項１乃至３のいずれかに記載のトンネル掘削機であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のトンネル掘削機のカッタビットの交換方法であって、前記交換室が前記カッタブロック群の端部と遮断された状態で新しいブロック式カッタビットを前記交換室に供給し、前記交換室を掘削前方又は周方向に移動させて前記カッタブロック群の端部と連通させ、前記カッタブロック群の一方の端部に前記ブロック式カッタビットを連結させて該ブロック式カッタビットを前記折返し用ガイド部材方向に移動させると共に、前記カッタブロック群の他方の端部から使用済みのブロック式カッタビットを前記交換室内に取り込み、前記交換室を掘削後方又は周方向に移動させることで前記カッタブロック群の端部と遮断された状態にしてブロック式カッタビットを回収するトンネル掘削機のカッタビットの交換方法であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このように構成された請求項１に記載のものは、複数のブロック式カッタビットを連結させてカッタブロック群を形成し、そのカッタブロック群を前記カッタスポークの先端付近に取り付けられた折返し用ガイド部材によって折り返させて前記センタシャフトにその両端が連結されるように構成されている。
【００１７】
そして、前記センタシャフト内部に設けられた交換室から新しいブロック式カッタビットの供給と、使用済みのブロック式カッタビットの回収が可能なように構成されている。
【００１８】
このように、掘削時に前記カッタスポークを回転させるために配置されるセンタシャフトの内部空間を交換室として有効に利用できるので、前記交換室が機内で占有する空間を最小限に抑えることができる。
【００１９】
また、前記交換室を掘削前後方向又は周方向に移動させることで前記カッタブロック群の端部との連通と遮断の切り替えをおこなうことができるので、掘削土砂や地下水がブロック式カッタビットを交換する際にトンネル掘削機の内部に侵入してくることがない。
【００２０】
さらに、請求項２に記載のものは、前記折返し用ガイド部材が複数の歯部を備えた回転可能なスプロケットで構成されており、前記ブロック式カッタビット間の隙間にその歯部を噛み合わせて移動させる。
【００２１】
このため、円滑にブロック式カッタビットを移動させることができる。また、ブロック式カッタビット間に目詰まりした土砂をこの歯部によって掻き落としてしっかりと食い込ませる事で、確実にブロック式カッタビットを移動させることができる。
【００２２】
そして、請求項３に記載のものは、前記ブロック式カッタビットの連結方向にある２つの面に突起部と切欠部が形成され、一方のブロック式カッタビットの突起部を他方のブロック式カッタビットの切欠部に掘削前後方向又は連結方向に動かして組み合わせることによって両者を連結させる。
【００２３】
このため、前記交換室の移動や前記カッタブロック群の移動に伴って前記ブロック式カッタビットの着脱を行なうことができるので、別途、着脱の切り替え動作をおこなう必要がない。
【００２４】
また、請求項４に記載のものは、前記交換室に供給室と回収室が備えられており、それらの室にそれぞれ格納された伸縮ジャッキによってブロック式カッタビットの送り出し又は取り込みを行なうことができる。
【００２５】
このため、歯車のように土砂の噛み込みによって回転不能になることがほとんどなく、油圧ジャッキなどの安価な装置で確実にブロック式カッタビットを移動させることができる。
【００２６】
さらに、請求項５に記載の発明では、前記カッタブロック群の端部と遮断された状態のときに前記交換室にブロック式カッタビットを供給し、前記カッタブロック群の端部と連通された状態のときに前記交換室から前記ブロック式カッタビットの送り出しと取り込みを行ない、前記カッタブロック群の端部と遮断された状態のときに前記交換室からブロック式カッタビットを回収する。
【００２７】
このため、ブロック式カッタビットを交換する際に掘削土砂や地下水がトンネル掘削機の内部に侵入することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
図１及び図２は、本実施の形態のトンネル掘削機１０の全体構成の概略を示したものである。
【００３０】
本実施の形態のトンネル掘削機１０は、図２に示すように、センタシャフト１２を中心に放射状に４本のカッタスポーク１１，・・・が延設され、ブロック式カッタビット１３，・・・が複数連結されたカッタブロック群１３０が、カッタスポーク１１，・・・の延伸方向に沿って配置されている。
【００３１】
また、図１に示すように、カッタスポーク１１，・・・の後方には筒状のスキンプレート１９が配置され、そのスキンプレート１９の掘削前方にはカッタスポーク１１，・・・と内部を遮断させるバルクヘッド１８が設けられている。
【００３２】
さらに、カッタスポーク１１には、延伸方向に沿ってガイド溝が形成されており、センタシャフト１２から延伸されたカッタブロック群１３０は、カッタスポーク１１の先端付近に取り付けられた折返し用ガイド部材としてのスプロケット１６によって折り返されてセンタシャフト１２に到達されるようにＵ字型に形成されている。
【００３３】
ここで、このスプロケット１６は、図３に示すように、回転軸１６ｂを中心に回転する歯車であって、その外周にはブロック式カッタビット１３の本体部１３ｄの連結方向長さとほぼ等しい間隔で歯部１６ａ，・・・が設けられている。
【００３４】
そして、センタシャフト１２を回転させると、それに固定されたカッタスポーク１１，・・・も一緒に回転し、そのカッタスポーク１１，・・・に沿って配置されたカッタブロック群１３０，・・・によって地盤が掘削される。
【００３５】
また、図１に示すようにセンタシャフト１２内部には、掘削前後方向に移動可能な交換室１７が備えられている。この交換室１７は、センタシャフト１２の後方に設けられた移動ジャッキ１７ａの先端と連結されており、この移動ジャッキ１７ａを伸縮させることによって掘削前後方向に動かされる。
【００３６】
さらに、この交換室１７は、図２に示すように、カッタスポーク１１の両側に配置されたブロック式カッタビット１３，・・・を交換できるように、センタシャフト１２内部の２箇所に設けられている。
【００３７】
ここで、カッタスポーク１１，・・・はセンタシャフト１２の外殻部１２ａに固定されており、外殻部１２ａを内筒部１２ｂの外周で回転させることによって、図２の左右及び下部にあるカッタスポーク１１，１１，１１を上部に移動させてブロック式カッタビット１３，・・・の交換が行なわれる。
【００３８】
このブロック式カッタビット１３は、図３乃至図５に示すように、直方体と截頭四角錐を組み合わせたような船底型の本体部１３ｄと、その直方体側側面に固定されたカッタビット１３ａとから主に構成されており、地盤の切削を続けるとこのカッタビット１３ａが磨耗するためブロック式カッタビット１３の交換が必要になる。
【００３９】
また、このブロック式カッタビット１３には、図４に示すように、連結方向となる上面と下面にそれぞれ突起部１３ｂと切欠部１３ｃが形成されており、図４の上部に示されたブロック式カッタビット１３Ａの切欠部１３ｃに、下部に示されたブロック式カッタビット１３Ｂの突起部１３ｂを挿入することで両者は連結される。
【００４０】
ここで、この突起部１３ｂ及び切欠部１３ｃには、上下方向（連結方向）又はそれと略直交する掘削前後方向にブロック式カッタビット１３Ｂを移動させることによって着脱される一対の係合手段が設けられている。
【００４１】
この一対の係合手段としては、例えば突起部１３ｂに設けられた係合孔１４（図４）と、切欠部１３ｃに設けられた可動部１５（図５）とが採用できる。この可動部１５は、一対のボール部１５ａ，１５ａとバネ部１５ｂ，１５ｂによって構成され、突起部１３ｂの挿入によってボール部１５ａ，１５ａ間の間隔が押し広げられた後に、係合孔１４の位置にボール部１５ａ，１５ａが達したときにバネ部１５ｂ，１５ｂが伸張して係合孔１４に嵌り込むことで、ブロック式カッタビット１３Ａ，１３Ｂ間は連結される。
【００４２】
また、挿入時と反対の方向にブロック式カッタビット１３Ｂを移動させると、ボール部１５ａ，１５ａが押し戻されてバネ部１５ｂ，１５ｂが縮むことによってブロック式カッタビット１３Ａ，１３Ｂ間は切り離される。
【００４３】
図６に、本実施の形態の交換室１７付近を拡大した詳細断面図を示す。
【００４４】
この交換室１７には、新しいブロック式カッタビット１３Ａをカッタブロック群１３０の端部に供給させるための供給室２０と、使用済みのブロック式カッタビット１３Ｄを回収させるための回収室２２が備えられている。
【００４５】
この供給室２０と回収室２２は、上下方向に延伸された空間であって、その内部には伸縮ジャッキとしての供給ジャッキ２１と回収ジャッキ２３が格納されている。
【００４６】
また、供給ジャッキ２１の先端には、突起部１３ｂを収容して下方からブロック式カッタビット１３Ａを支持させる取付治具２１ａが設けられている。また、回収ジャッキ２３の先端には、回収されるブロック式カッタビット１３Ｄを下方から支持させるための回収台２３ａが設けられている。
【００４７】
この回収台２３ａは、回収室２２とほぼ同じ平面視形状に形成されており、その外周にはシール材が配置されて回収室２２の内部に掘削土砂や地下水が侵入しないように構成されている。
【００４８】
さらに、カッタスポーク１１の下端付近には支持ジャッキ２７が取り付けられており、この支持ジャッキ２７の先端に設けられた支持部２７ａによってブロック式カッタビット１３Ｂの本体部１３ｄ底面を下方から支持させる。
【００４９】
この支持ジャッキ２７は、カッタブロック群１３０の端部を支持させる際には伸長されているが、カッタブロック群１３０の移動に支障となるときは縮められる（図８参照）。
【００５０】
また、回収されるブロック式カッタビット１３Ｄの掘削後方側には、突起部１３ｂの高さ分だけ外殻部１２ａを高くした突起部収容室２６が設けられ、図９に示すように回収されたブロック式カッタビット１３Ｄの突起部１３ｂが収容される。
【００５１】
なお、供給室２０と回収室２２には、図示しない開閉扉が設けられており、カッタブロック群１３０の端部と供給室２０及び回収室２２との間が遮断状態のときに、その扉を開いてブロック式カッタビット１３Ａ，１３Ｄの供給又は回収が行なわれる。
【００５２】
次に、図６乃至図１０を参照しながら本実施の形態のトンネル掘削機１０のカッタビットの交換方法について説明するとともに、その作用について説明する。
【００５３】
まず、図６に示すように、カッタブロック群１３０の端部と供給室２０間が遮断された状態で、図示しない開閉扉を開いて新たに取り付けるブロック式カッタビット１３Ａを供給室２０に収容する。このとき端部に位置するブロック式カッタビット１３Ｂは、支持ジャッキ２７の支持部２７ａによって支持されている。
【００５４】
そして、この状態のまま移動ジャッキ１７ａを伸ばして交換室１７を掘削前方に移動させる。この交換室１７の掘削前方に向けての移動は、図７に示すように、供給室２０と回収室２２がカッタブロック群１３０の端部の下方にそれぞれ配置される位置までおこなわれる。
【００５５】
この際、回収されるブロック式カッタビット１３Ｄの下方に配置される回収室２２は、回収台２３ａによって蓋がされた状態になっているため、ブロック式カッタビット１３Ｄは落下することなく支持される。
【００５６】
次に、図８に示すように供給ジャッキ２１を伸ばしてブロック式カッタビット１３Ａを上方に持ち上げると、ブロック式カッタビット１３Ｂの突起部１３ｂが新しいブロック式カッタビット１３Ａの切欠部１３ｃに挿入され、ブロック式カッタビット１３Ａがブロック式カッタビット１３Ｂに装着される。この移動に際しては、支持ジャッキ２７を縮めて支持部２７ａがブロック式カッタビット１３Ａの移動の支障にならないようにする。
【００５７】
また、このブロック式カッタビット１３Ａを送り出すと共に、同じ速度で回収ジャッキ２３を縮めてブロック式カッタビット１３Ｄを回収室２２内に取り込む。
【００５８】
このカッタブロック群１３０の移動に伴ってスプロケット１６が回転し、図３に示すように、掘削後方側でカッタスポーク１１の先端まで上昇したブロック式カッタビット１３が折り返されて、掘削前方側で下降し始めることになる。
【００５９】
そして、図８に示すように回収されるブロック式カッタビット１３Ｄの本体部１３ｄが回収室２２に収容された状態で、支持ジャッキ２７を伸ばしてカッタブロック群１３０の端部を支持させる。
【００６０】
さらに、この状態で移動ジャッキ１７ａを縮めて掘削後方に交換室１７を移動させると、図９に示すようにブロック式カッタビット１３Ｄとブロック式カッタビット１３Ｃの連結が切り離される。
【００６１】
このブロック式カッタビット１３Ｃ，１３Ｄ間の切り離しの際に、ブロック式カッタビット１３Ｄの突起部１３ｂは突起部収容室２６に収容されることになるので、交換室１７の移動の支障になることがない。また、新たにカッタブロック群１３０の端部に連結されたブロック式カッタビット１３Ａは、支持部２７ａによって支持されている。
【００６２】
このようにしてブロック式カッタビット１３Ｄを切り離した後に、突起部１３ｂが回収室２２内に収容されるまで回収ジャッキ２３を縮めて下降させる。
【００６３】
そして、移動ジャッキ１７ａをさらに縮めることで交換室１７を掘削後方に移動させ、図１０に示すように回収室２２とカッタブロック群１３０の端部とが遮断された状態にして、図示しない開閉扉を開いてブロック式カッタビット１３Ｄを回収する。
【００６４】
なお、この回収されたブロック式カッタビット１３Ｄは、磨耗が少なく再度使用が可能な場合は、新しいブロック式カッタビット１３Ａとして供給室２０に供給して再利用することができる。
【００６５】
このように構成された本実施の形態のトンネル掘削機１０によれば、カッタスポーク１１，・・・を回転させるために備えられているセンタシャフト１２の内部に交換室１７を設け、その中でブロック式カッタビット１３を交換することができる。
【００６６】
このため、トンネル掘削機１０の内部空間のうち交換室１７が占有する範囲を最小限に抑えることができる。また、交換室１７を掘削前後方向に移動させることでカッタブロック群１３０の端部との連通と遮断の切り替えをおこなうことができるので、掘削土砂や地下水がブロック式カッタビット１３を交換する際にトンネル掘削機１０の内部に侵入してくることがない。
【００６７】
さらに、外周に複数の歯部１６ａ，・・・を備えた回転可能なスプロケット１６を使用して、ブロック式カッタビット１３，１３間の隙間にその歯部１６ａ，・・・を噛み合わせることで、円滑にカッタブロック群１３０を移動させることができる。この際、ブロック式カッタビット１３，１３間に目詰まりした土砂は、この歯部１６ａ，・・・によって掻き落とされるので、ブロック式カッタビット１３，１３間に歯部１６ａをしっかりと食い込ませて確実に移動させることができる。
【００６８】
そして、ブロック式カッタビット１３には連結方向にある２つの面に突起部１３ｂと切欠部１３ｃが形成され、一方のブロック式カッタビット１３の突起部１３ｂを、他方のブロック式カッタビット１３の切欠部１３ｃに掘削前後方向又は連結方向に動かして組み合わせることによって両者を連結させるように構成されているため、交換室１７の掘削前後方向の移動やカッタブロック群１３０の移動に伴ってブロック式カッタビット１３，１３間の着脱を行なうことができる。
【００６９】
また、交換室１７に供給室２０と回収室２２を設け、それらの室にそれぞれ格納された供給ジャッキ２１と回収ジャッキ２３によってブロック式カッタビット１３の送り出し又は取り込みを行なうことができるため、歯車のように土砂の噛み込みによって回転不能になることがほとんどなく、油圧ジャッキ等の安価な装置で確実にブロック式カッタビット１３を移動させることができる。
【００７０】
このように本実施の形態のトンネル掘削機１０を使用すれば、カッタビット１３ａを交換させるために立坑を構築したり、地盤改良を行なったりする必要がない上に、地盤の状態に応じて最適なカッタビット１３ａを選択して交換することが可能である。
【００７１】
また、トンネル掘削機１０の内部から交換作業をおこなうことができるので、場所、時期を問わず、安全、かつ確実にカッタビット１３ａを交換することができる。
〔変形例〕
以下、前記した実施の形態の変形例について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一の用語で説明する。
【００７２】
前記実施の形態では、交換室１７を掘削前後方向に移動させたが、この変形例ではこれに加えて交換室３４をセンタシャフト３２の周方向に回転移動させる構成について説明する。
【００７３】
図１１は、説明のためにセンタシャフト３２に１本のカッタスポーク３１のみを示して坑口側から見た概略構成図である。この図のカッタスポーク３１に２列で示されているカッタブロック群３３０は、掘削後方側を移動するものであって、３３はブロック式カッタビット、３３ａはカッタビット、３３ｂは突起部を示している。
【００７４】
また、交換室３４には、供給室３５，３５と回収室（図示せず）が備えられており、交換室３４を周方向に回転させるとそれに伴ってこれらの室も移動する。
【００７５】
すなわち図１１は、カッタブロック群３３０の端部と供給室３５，３５が遮断された状態を実線で示し、カッタブロック群３３０の端部と供給室３５，３５が連通された状態を二点鎖線で示したものである。
【００７６】
この交換室３４の回転移動は、例えば前記実施の形態の図６から図７に移行する際や、図１０の状態に移行する際の掘削前後方向の移動に代えておこなう。
【００７７】
ここで、図１１に示すように供給室３５，３５が回転移動してカッタブロック群３３０の下方に位置していないときには、交換室３４の外周面とセンタシャフト３２の内周面との間に配置されたシール材３７，３７によって遮断がおこなわれるので、掘削土砂や地下水が内部に侵入してくることがない。
【００７８】
このようにカッタブロック群３３０の端部との連通と遮断の切り替えを交換室３４の回転移動によっておこなう方式にすれば、掘削前後方向のみの移動によって切り替えをおこなう場合に比べて交換室３４の掘削前後方向の長さを短くすることができる。
【００７９】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。
【００８０】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８１】
例えば、前記した実施の形態では、スプロケット１６に回転駆動装置を設けていないが、これに限定されるものではなく、回転軸１６ｂ（図３参照）を回転させる駆動装置を取り付けることによってカッタブロック群１３０の移動の補助力としたり、供給ジャッキ２１や回収ジャッキ２３を小型化させたり、省略したりすることができる。
【００８２】
また、前記実施の形態では、カッタスポーク１１，・・・が地盤側に露出された構造のトンネル掘削機１０を使用したが、これに限定されるものではなく、カッタスポーク１１，・・・間に扇形の鋼板が面板として配置される泥水式トンネル掘削機の構造であってもよい。さらに、カッタスポーク１１，・・・の数は、４本に限定されるものではなく任意の数に設定することができる。
【００８３】
また、前記実施の形態では折返し用ガイド部材として回転可能なスプロケット１６を使用したが、これに限定されるものではなく、カッタブロック群１３０が折り返すことができるものであればカッタスポーク１１の上端に半円形の部材を折返し用ガイド部材として取り付けるだけでもよい。
【００８４】
さらに、前記実施の形態では、カッタスポーク１１の両側に沿ってカッタブロック群１３０，１３０を配置したが、これに限定されるものではなく、例えばカッタスポーク１１の先端に折返し用ガイド部材を設け、カッタブロック群１３０がカッタスポーク１１の掘削前方側と後方側の両面に配置されるようにして、カッタスポーク１１の中央部にのみカッタブロック群１３０を配置させることもできる。
【００８５】
また、前記実施の形態ではブロック式カッタビット１３，１３間を連結させるために突起部１３ｂと切欠部１３ｃとそれらに備えられた一対の係合手段（係合孔１４、可動部１５）とを使用したが、これに限定されるものではなく、例えば一方のブロック式カッタビット１３の下面に断面Ｌ字型のレールを平行に設け、他方のブロック式カッタビット１３の上面に断面逆Ｌ字型のレールを同じように設け、掘削前後方向に下側のブロック式カッタビット１３をスライド移動させることで着脱するような構成などその他の連結方式を採用することもできる。
【００８６】
そして、前記実施の形態ではブロック式カッタビット１３の本体部１３ｄを船底型に成形した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、折返し用ガイド部材によって折り返される際に、隣接するブロック式カッタビット１３，１３同士が干渉して移動が止まってしまわない形状であれば任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の最良の実施の形態のトンネル掘削機の構成を説明する断面図である。
【図２】本発明の最良の実施の形態のトンネル掘削機の構成を説明する正面図である。
【図３】カッタスポークのスプロケット周辺を拡大した説明図である。
【図４】ブロック式カッタビット同士を連結させる動作を説明する斜視図である。
【図５】ブロック式カッタビットの構成を説明する平面図である。
【図６】ブロック式カッタビットの交換方法を説明するために交換室周辺を拡大した断面図である。
【図７】ブロック式カッタビットの交換方法を説明するために交換室周辺を拡大した断面図である。
【図８】ブロック式カッタビットの交換方法を説明するために交換室周辺を拡大した断面図である。
【図９】ブロック式カッタビットの交換方法を説明するために交換室周辺を拡大した断面図である。
【図１０】ブロック式カッタビットの交換方法を説明するために交換室周辺を拡大した断面図である。
【図１１】変形例のブロック式カッタビットの交換方法を説明するために交換室周辺を拡大した横断面図である。
【図１２】従来のカッタビットの交換が可能なトンネル掘削機の構成を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０            トンネル掘削機
１１，３１      カッタスポーク
１２，３２      センタシャフト
１３，３３      ブロック式カッタビット
１３０，３３０  カッタブロック群
１３ａ，３３ａ  カッタビット
１３ｂ，３３ｂ  突起部
１３ｃ          切欠部
１４            係合孔（係合手段）
１５            可動部（係合手段）
１６            スプロケット（折返し用ガイド部材）
１６ａ          歯部
１７，３４      交換室
２０，３５      供給室
２１，３６      供給ジャッキ（伸縮ジャッキ）
２２            回収室
２３            回収ジャッキ（伸縮ジャッキ）
【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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