(57)【要約】【課題】先行カッタが回転可能及び交換可能に取り付けられるカッタヘッドにおいて、先行カッタの交換作業を容易に行うことが可能案構成を提供する。【解決手段】カッタヘッドは、カッタフレーム２２と、先行カッタ２４と、を備える。カッタフレーム２２は、掘削面１００ａに対向する前面板３１を含み、内部から先行カッタ２４の交換ができる空間が形成される。先行カッタ２４は、前面板３１に取り付けられる。前面板３１には前後方向に貫通してカッタフレーム２２の内外を連通させる開口部３２が形成される。先行カッタ２４は、先端側が前記掘削面側に一部突出した状態で開口部３２に挿入されるとともに、カッタフレーム２２の内部に設けられたピン結合部を介して前面板３１に結合されることでシールド掘進機の径方向に沿った軸心回りに回転可能に構成されている。【選択図】図４
2019138098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機に取り付けられ、回転方向を切り替えながら掘削を行うように構成されたカッタヘッドであって、
掘削面に対向する前面板を含み、内部から先行カッタの交換ができる空間が形成されたカッタフレームと、
前記前面板に取り付けられる前記先行カッタと、
を備え、
前記前面板には前後方向に貫通して前記カッタフレームの内外を連通させる開口部が形成され、
前記先行カッタは、先端側が前記掘削面側に一部突出した状態で前記開口部に挿入されるとともに、前記カッタフレームの内部に設けられたピン結合部を介して前記前面板に結合されることで前記シールド掘進機の径方向に沿った軸心回りに回転可能に構成されていることを特徴とするカッタヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のカッタヘッドであって、
前記ピン結合部は、前記先行カッタに形成された軸孔に挿通される結合ピンと、前記結合ピンを前記開口部の前記径方向の一側と他側とからそれぞれ支持する一対の支持片と、を含んでいることを特徴とするカッタヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカッタヘッドであって、
前記先行カッタの一方向への回転を規制する第１規制部と、他方向への回転を規制する第２規制部と、が前記開口部の端面にそれぞれ形成されていることを特徴とするカッタヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載のカッタヘッドであって、
前記第１規制部及び前記第２規制部は、それぞれ、前記先行カッタまでの距離を調整可能な調整機構を備えることを特徴とするカッタヘッド。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のカッタヘッドであって、
前記第１規制部及び前記第２規制部は、前記前面板の基材とは異なる材質であって、当該基材よりも耐摩耗性が高い材質で構成されていることを特徴とするカッタヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機に取り付けられ、回転方向を正転方向と逆転方向に切り替えながら掘削を行うように構成されたカッタヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地盤を掘削するシールド掘進機が知られている。シールド掘進機の前部にはカッタヘッドが設けられている。カッタヘッドには、例えば、ティースカッタと、当該ティースカッタよりも先に地盤に接触する先行カッタと、が配置されている。ティースカッタ及び先行カッタ等は、掘削に伴って摩耗するため、交換が必要となることがある。
【０００３】
特許文献１は、回転方向を切り替えながら切削を行うカッタヘッドにおいて、カッタヘッドの内側から先行カッタを交換可能な構成を開示する。具体的には、カッタヘッドのカッタスポーク（カッタフレーム）には取付開口が形成されており、この取付開口には外部ケースが取り付けられている。外部ケースの内部には、略円柱状の内部ケースが回転可能に組み込まれている。内部ケースには切削ビット（先行カッタ）が進退可能に取り付けられている。切削ビットを前側に位置させた状態においては、切削ビットがカッタスポークから前側に突出するため、切削ビットの回転方向を切り替えつつ切削を行うことができる。なお、内部ケースの後部には、内部ケース（即ち切削ビット）の過剰な回転を防止するための規制部が設けられている。
【０００４】
切削ビットを交換する場合、初めに切削ビットを後退させた後に、規制部を取り外す。その後、内部ケースを規制された範囲よりも大きく回転させた後に、切削ビットを内部ケースから引き抜く。そして、新たな切削ビットを取り付けて、取外し時と反対の手順を行うことで、切削ビットの交換が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１６９５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のカッタヘッドは、切削ビットを回転可能及び交換可能にするための構造が複雑である。そのため、切削ビットを交換する際に切削ビットを一度後退させてから回転させる作業等が必要となるため、切削ビットを取り外す作業が煩雑となる。
【０００７】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、先行カッタが回転可能及び交換可能に取り付けられるカッタヘッドにおいて、先行カッタの交換作業を容易に行うことが可能な構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００９】
本発明の観点によれば、以下の構成のカッタヘッドが提供される。即ち、このカッタヘッドは、シールド掘進機に取り付けられ、回転方向を切り替えながら掘削を行うように構成される。また、このカッタヘッドは、カッタフレームと、先行カッタと、を備える。前記カッタフレームは、掘削面に対向する前面板を含み、内部から前記先行カッタの交換ができる空間が形成される。前記先行カッタは、前記前面板に取り付けられる。前記前面板には前後方向に貫通して前記カッタフレームの内外を連通させる開口部が形成される。前記先行カッタは、先端側が前記掘削面側に一部突出した状態で前記開口部に挿入されるとともに、前記カッタフレームの内部に設けられたピン結合部を介して前記前面板に結合されることで前記シールド掘進機の径方向に沿った軸心回りに回転可能に構成されている。
【００１０】
これにより、カッタフレームの後方側にピン結合部を設けたため、先行カッタを大きく回転させることなく、当該先行カッタを容易に取り外すことができる。従って、先行カッタの交換を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、先行カッタが回転可能及び交換可能に取り付けられるカッタヘッドにおいて、先行カッタの交換作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るカッタヘッドを含むシールド掘進機の斜視図。
【図２】カッタフレームの前面側の拡大斜視図。
【図３】カッタフレームの後面側の拡大斜視図。
【図４】カッタヘッドが正転している状態で掘削を行う様子を示す断面図。
【図５】カッタヘッドが逆転している状態で掘削を行う様子を示す断面図。
【図６】ピン結合部の結合ピンを取り外す様子を示す斜視図。
【図７】カッタフレームから先行カッタを取り外す様子を示す斜視図。
【図８】第１変形例に係るカッタヘッドの形状を示す断面図。
【図９】第２変形例に係るカッタヘッドの形状を示す断面図。
【図１０】第３変形例に係るカッタヘッドの形状を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。初めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るカッタヘッド２０を含むシールド掘進機１について説明する。図１は、シールド掘進機１の斜視図である。
【００１４】
シールド掘進機１は、地盤（土及び岩等）又はコンクリート壁等を掘削しながら進むことでトンネルを形成する。以下の説明では、シールド掘進機１が進む方向を前と定義し、その反対側を後と定義する。図１に示すように、シールド掘進機１は、本体１０と、カッタヘッド２０と、を備える。
【００１５】
本体１０はカッタヘッド２０の後方側に配置されており、カッタヘッド２０を前方側へ押圧するシールドジャッキ等の押圧部材、及び、地盤が掘削されることで生じた土砂等を後方側に運搬するスクリューコンベア等の運搬装置等が配置されている。
【００１６】
カッタヘッド２０は、シールド掘進機１の前部を構成している。カッタヘッド２０は、図略の駆動源によって回転駆動されることで、後述のカッタにより地盤等を掘削する。なお、反力によって本体１０が大きく回転することを防止するために、カッタヘッド２０は回転方向を切り替えながら掘削を行う。また、カッタヘッド２０は、骨格に相当する部材として、外周フレーム２１と、カッタフレーム２２と、連結部材２３と、を備える。
【００１７】
外周フレーム２１は、カッタヘッド２０の外周部を構成する円環状の部材である。
【００１８】
カッタフレーム２２は、カッタヘッド２０の中心に相当する位置から放射状に延びる細長状の部材である。カッタヘッド２０は、複数のカッタフレーム２２を備えている。本実施形態では、カッタフレーム２２は平板状であるが、例えば前方側に凸である湾曲板状であってもよいし、複数の平板が溶接等により組み合わせた構成であってもよい。なお、カッタフレーム２２が有する１又は複数の板状の部材のうち、前面を構成する部材を前面板３１と称する。従って、前面板３１は、地盤等の掘削面（掘削の対象となる面、最も前側の面、シールド掘進機１の進行方向と垂直な面）と対向するように配置されることとなる。また、カッタヘッド２０には、カッタフレーム２２の後方側（内側）から先行カッタ２４の交換が可能になるような空間が形成されていることが必要となる。
【００１９】
なお、カッタフレーム２２は、カッタヘッド２０の中心から外周フレーム２１までの一部（例えば中心から連結部材２３まで、又は、連結部材２３から外周フレーム２１まで）を構成するように配置されていてもよい。また、カッタフレーム２２は放射状に配置されている構成に限られず、異なる方向に沿って配置されている構成であってもよい。
【００２０】
連結部材２３は、カッタヘッド２０の径方向の中途部において、カッタフレーム２２同士を連結して補強する。本実施形態では、前後方向で見たときに連結部材２３は直線状の部材であるが、湾曲状（例えば所定の円に沿う形状）の部材であってもよい。
【００２１】
カッタヘッド２０は、地盤等を掘削する部材として、先行カッタ２４と、サイドカッタ２５と、センターカッタ２６と、を備える。
【００２２】
先行カッタ２４は、主としてカッタフレーム２２に取り付けられている。本実施形態では、先行カッタ２４は、カッタフレーム２２の幅方向（前後方向で見たときの短手方向）の中央において、カッタフレーム２２の長手方向に沿って並べて配置されている。先行カッタ２４は、複数種類のカッタのうち主として初めに地盤等に接触して掘削を行う。なお、先行カッタ２４の詳細な構成及び取付構造については後述する。
【００２３】
サイドカッタ２５は、カッタフレーム２２のうち幅方向の端部において、カッタフレーム２２の長手方向に沿って並べて配置されている。センターカッタ２６は、カッタヘッド２０の中心に配置されている。
【００２４】
次に、図２及び図３を参照して、先行カッタ２４の構成及び取付構造について説明する。図２は、カッタフレーム２２の前面側の拡大斜視図である。図３は、カッタフレーム２２の後面側の拡大斜視図である。なお、図２ではサイドカッタ２５を鎖線で表示し、図３ではサイドカッタ２５を省略している。
【００２５】
初めに先行カッタ２４の構成について説明する。図２及び図３に示すように、先行カッタ２４は、カッタ本体４１と、第１チップ４３と、第２チップ４４と、を備える。カッタ本体４１には、第１チップ４３及び第２チップ４４を固定するための２つのチップ固定構造と、先行カッタ２４をカッタフレーム２２に取り付けるための軸孔４２（図７等を参照）と、が形成されている。
【００２６】
第１チップ４３及び第２チップ４４は、先行カッタ２４のチップ固定構造にそれぞれ固定されている。第１チップ４３及び第２チップ４４は、一方がカッタフレーム２２の幅方向の一方側（言い換えれば、カッタヘッド２０の正転方向下流側）に配置され、他方がカッタフレーム２２の幅方向の他方側（言い換えれば、カッタヘッド２０の逆転方向下流側）に配置される。正転時には一方のチップ（本実施形態では第１チップ４３）による地盤等の掘削が行われ、逆転時には他方のチップ（本実施形態では第２チップ４４）による地盤等の掘削が行われる。
【００２７】
また、本実施形態では、第１チップ４３及び第２チップ４４の前面が傾斜状である。具体的には、第１チップ４３は、第２チップ４４に近づくに連れて後方側に近づくように傾斜している。そのため、第１チップ４３は、第１チップ４３が配置される側の端部が前方に突出するように構成されている。同様に、第２チップ４４は、第１チップ４３に近づくに連れて後方側に近づくように傾斜している。そのため、第２チップ４４は、第２チップ４４が配置される側の端部が前方に突出するように構成されている。このように、第１チップ４３及び第２チップ４４に逃げ面を形成することで、掘削により生じた土砂を効率良く下方へ落下させることができる。
【００２８】
次に、先行カッタ２４の取付構造について説明する。図２及び図３に示すように、先行カッタ２４は前面板３１の開口部３２を前後方向で貫通するように配置されている。そして、先行カッタ２４は、前面板３１よりも後方側に取り付けられている。具体的には、前面板３１の後方側の面には、先行カッタ２４を取り付けるためのピン結合部２７が配置されている。図３に示すように、ピン結合部２７は、支持片５１と、結合ピン５２と、ピン固定部５３と、を備える。
【００２９】
支持片５１は、前面板３１の後方側の面に溶接等により固定されている。支持片５１は、カッタフレーム２２の長手方向（径方向）に並べて、かつ、開口部３２を挟むように一対で配置されている。支持片５１には、結合ピン５２を挿通するための挿入孔が形成されている。
【００３０】
結合ピン５２は、先行カッタ２４をカッタフレーム２２に回転可能に取り付けるための部材である。具体的には、先行カッタ２４の軸孔４２と、支持片５１の貫通孔と、を合わせて結合ピン５２を挿入することで、先行カッタ２４が回転可能に取り付けられる。なお、結合ピン５２は、結合ピン５２の長手方向と、カッタフレーム２２の長手方向と、が同じになる方向で取り付けられる。これにより、先行カッタ２４をカッタフレーム２２の幅方向に回転させることができる。なお、先行カッタ２４の回転軸は結合ピン５２の中心軸（即ちシールド掘進機１やカッタヘッド２０の径方向と同じ方向）であり、この中心軸は前面板３１よりも後方側（内側）である。
【００３１】
ピン固定部５３は、結合ピン５２が抜けることを防止するために結合ピン５２に取り付けられる部材である。例えば結合ピン５２の長手方向の端部にネジ溝を形成し、ピン固定部５３としてのナットを締め付けることで、結合ピン５２の抜けを強固に防止できる。
【００３２】
なお、先行カッタ２４を結合ピン５２で回転可能に取り付ける構成は上記に限られない。例えば、一端に頭部を有するピンを用い、この頭部を押圧することで他端が径方向に広がるロックピンを用いる場合は、ピン固定部５３が不要となる。
【００３３】
次に、地盤等の掘削中における先行カッタ２４の動作について、図４及び図５を参照して説明する。この説明においては、シールド掘進機１が地盤１００の掘削面１００ａを掘削するものとする。図４は、カッタヘッド２０が正転している状態で掘削を行う様子を示す断面図である。図５は、カッタヘッド２０が逆転している状態で掘削を行う様子を示す断面図である。
【００３４】
カッタヘッド２０が正転している場合、正転方向側を向く第１チップ４３を用いて地盤１００が掘削される。また、先行カッタ２４は回転可能にカッタフレーム２２に取り付けられているため、第１チップ４３が掘削面１００ａから力を受けることで、先行カッタ２４は、第１チップ４３が第２チップ４４よりも前方側に位置するように回転する（結合ピン５２の軸方向で見たときに逆転方向に沿うように回転する）。このように先行カッタ２４を回転させることで、第２チップ４４（特に前端側の傾斜面）が掘削面１００ａに接触することを防止できるので、第１チップ４３による掘削中において第２チップ４４の欠損及び摩耗等が発生することを防止できる。
【００３５】
また、先行カッタ２４が回転することで、カッタ本体４１（特に第２チップ４４が固定されている側の端面）が開口部３２の第２チップ４４側の端面である第１規制部３２ａと接触する。これにより、先行カッタ２４の過剰な回転を規制することができる。このように、本実施形態では、先行カッタ２４が前面板３１を貫通するために必要な構成である開口部３２を用いて、先行カッタ２４の回転を規制している。従って、別途規制部を設ける構成と比較して、構造を単純にすることができる。
【００３６】
一方、カッタヘッド２０が逆転している場合、逆転方向側を向く第２チップ４４を用いて地盤１００が掘削される。そのため、第２チップ４４が掘削面１００ａから力を受けることで、先行カッタ２４が上記とは反対方向、即ち、第２チップ４４が第１チップ４３よりも前方側に位置するように回転する。これにより、第１チップ４３の欠損及び摩耗等が発生することを防止できる。また、正転時と同様に、カッタ本体４１（特に第１チップ４３が固定されている側の端面）が開口部３２の第１チップ４３側の端面である第２規制部３２ｂと接触することで、先行カッタ２４の過剰な回転が規制されている。
【００３７】
また、第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂは、カッタ本体４１と面接触して応力を分散できるように面取りされていてもよい。具体的には、第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂの前端は前方に近づくに連れて開口部３２が大きくなるように傾斜する面取りを行うことで、先行カッタ２４と開口部３２の端面とが面接触する。
【００３８】
次に、図６及び図７を参照して、先行カッタ２４を交換する作業について説明する。図６は、ピン結合部２７の結合ピン５２を取り外す様子を示す斜視図である。図７は、カッタフレーム２２から先行カッタ２４を取り外す様子を示す斜視図である。先行カッタ２４の第１チップ４３及び第２チップ４４は、地盤１００の掘削により摩耗することで、交換が必要になることがある。
【００３９】
ピン固定部５３は結合ピン５２を着脱可能に固定する。例えばピン固定部５３がナットである場合は締付けを緩めてナットを取り外すことで、図６に示すように結合ピン５２を抜くことができる。その後、結合ピン５２を抜くことで先行カッタ２４の固定が解除されるため、図７に示すように、先行カッタ２４を後方に抜くことができる。その後、新たな先行カッタ２４を開口部３２に挿入して、結合ピン５２を挿入してピン固定部５３で固定することで、先行カッタ２４の交換作業が完了する。
【００４０】
本実施形態では、ピン結合部２７が前面板３１の後方側の面に配置されているため、カッタフレーム２２の内部で結合ピン５２が結合されている。そのため、カッタフレーム２２の内部側において、先行カッタ２４の交換作業を行うことができる。これにより、先行カッタ２４の交換時に地盤１００が障害とならないため、交換作業が非常に容易となる。更に、ピン結合部２７が単純な構造であり、結合ピン５２を取り外す作業を行うだけで先行カッタ２４を取り外すことができるため、更に容易に先行カッタ２４を交換することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、先行カッタ２４毎にピン結合部２７が設けられているが、複数の先行カッタ２４に対して１つのピン結合部２７が設けられる構成であってもよい。即ち、並べて配置される先行カッタ２４は回転軸の位置が同じであるため、共通の結合ピン５２で支持させることができる。この場合、複数の先行カッタ２４を同時に交換する場合において、交換作業が一層容易となる。
【００４２】
次に、上記実施形態の第１変形例を説明する。図８は第１変形例に係るカッタヘッド２０の形状を示す断面図である。なお、以下の第１から第３変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００４３】
上記実施形態の先行カッタ２４は、先行カッタ２４の回転が中立状態の場合において前端にのみ２つのチップ（第１チップ４３及び第２チップ４４）が固定されている構成である。これに対し、第１変形例の先行カッタ２４は、先行カッタ２４の回転が中立状態の場合において前端に２つのチップ（第１チップ４３及び第２チップ４４）が固定されているとともに、後端にも２つのチップ（第３チップ４５及び第４チップ４６）が固定されている構成である。
【００４４】
この構成により、第１チップ４３及び第２チップ４４が摩耗又は欠損した場合に、先行カッタ２４の前後方向の向きを反転させることで、第３チップ４５及び第４チップ４６が前面板３１から前方に突出することとなる。これにより、第３チップ４５及び第４チップ４６を用いて地盤１００を掘削できる。従って、１つの先行カッタ２４の寿命を倍増させることができる。
【００４５】
なお、第１変形例において、カッタ本体４１の前後方向の中央に軸孔４２を形成する場合、カッタ本体４１が後方側に大きく突出する構成となる。それを避けるために、カッタ本体４１の前後方向に並べて２つの軸孔４２を形成してもよい。具体的に説明すると、第１チップ４３及び第２チップ４４を用いて地盤１００の掘削を行う場合、第３チップ４５及び第４チップ４６に近い側に形成された軸孔４２を用いる。先行カッタ２４の向きを反転した場合は、もう一方の軸孔４２を用いる。以上により、後方側への突出量を抑えつつ、前方への突出量を同じにすることができる。
【００４６】
次に、上記実施形態の第２変形例を説明する。図９は、第２変形例に係るカッタヘッド２０の形状を示す断面図である。
【００４７】
第２変形例に係るカッタヘッド２０は、第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂの構造が、上記実施形態とは異なる。具体的には、第２変形例の第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂは、それぞれ、先行カッタ２４までの距離を調整可能な調整機構６０を備える。第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂから先行カッタ２４までの距離を変更することで、掘削時の先行カッタ２４の傾斜角度、及び、掘削時の先行カッタ２４の掘削面１００ａ側への突出長さが変更される。また、先行カッタ２４の接触位置（第１規制部３２ａ又は第２規制部３２ｂと接触する位置）についても変更される。
【００４８】
調整機構６０は、軸部６１と、可動部６２と、を備える。可動部６２は、軸部６１に沿って移動可能に構成されている。また、先行カッタ２４は、可動部６２と接触することで回転が規制される。可動部６２を移動させる機構としては、例えばネジの回転による送りを利用した機構（送りネジ機構）等を採用することができる。なお、別の機構で可動部６２を移動させることもできる。
【００４９】
次に、上記実施形態の第３変形例を説明する。図１０は、第３変形例に係るカッタヘッド２０の形状を示す断面図である。
【００５０】
第３変形例の前面板３１は、基材３１ａと、耐摩耗部３１ｂと、を備えている。基材３１ａは、例えば鋼材等で構成されており、前面板３１の主たる構成部分である。言い換えれば、基材３１ａは、前面板３１の骨格をなす部分であり、前面板３１のうち最も体積が大きい部分である。例えば前面板３１の表面にコーティング等がされている場合は、コーティング部分を除いた部分が基材３１ａに該当する。
【００５１】
耐摩耗部３１ｂは、開口部３２の端面（即ち、第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂ）を含む部分に設けられている。耐摩耗部３１ｂは、鋼材である基材３１ａと比較して、耐摩耗性が高い材質で構成されている。また、耐摩耗部３１ｂは、例えば板状又はブロック状に構成されており、溶接又は固定具等により基材３１ａに取り付けられる。これに代えて、肉盛溶接又は肉盛溶射等を行うことで、基材３１ａに耐摩耗部３１ｂを形成することもできる。
【００５２】
第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂには、第１チップ４３及び第２チップ４４から力を受けるため、この部分を耐摩耗部３１ｂとすることで、第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂの摩耗を軽減できる。
【００５３】
以上に説明したように、上記実施形態のカッタヘッドはシールド掘進機１に取り付けられ、回転方向を切り替えながら掘削を行うように構成される。このカッタヘッド２０は、カッタフレーム２２と、先行カッタ２４と、を備える。カッタフレーム２２は、掘削面１００ａに対向する前面板３１を含み、内部から先行カッタ２４の交換ができる空間が形成される。先行カッタ２４は、前面板３１に取り付けられる。前面板３１には前後方向に貫通してカッタフレーム２２の内外を連通させる開口部３２が形成される。先行カッタ２４は、先端側が掘削面１００ａ側に一部突出した状態で開口部３２に挿入されるとともに、カッタフレーム２２の内部に設けられたピン結合部２７を介して前面板３１に結合されることでシールド掘進機１の径方向に沿った軸心回りに回転可能に構成されている。
【００５４】
これにより、カッタフレーム２２の後方側にピン結合部２７を設けたため、先行カッタ２４を大きく回転させることなく、当該先行カッタ２４を容易に取り外すことができる。従って、先行カッタ２４の交換を容易に行うことができる。
【００５５】
また、上記実施形態のカッタヘッド２０においては、ピン結合部２７は、先行カッタ２４に形成された軸孔４２に挿通される結合ピン５２と、結合ピン５２を開口部３２の径方向（シールド掘進機１又はカッタフレーム２２の径方向）の一側と他側とからそれぞれ支持する一対の支持片５１と、を含んでいる。
【００５６】
これにより、単純な支持構造で先行カッタ２４の取外しを極めて容易に行うことができる。
【００５７】
また、上記実施形態のカッタヘッド２０においては、先行カッタ２４の一方向の回転（カッタヘッド２０の正転時の回転）を規制する第１規制部３２ａと、先行カッタ２４の他方向（カッタヘッド２０の逆転時の回転）を規制する第２規制部３２ｂと、が開口部３２の端面にそれぞれ形成されている。
【００５８】
これにより、掘削時の荷重をカッタフレームが直接的に受けるため、安定した掘削が可能となる。
【００５９】
また、上記実施形態のカッタヘッド２０においては、第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂは、それぞれ、先行カッタ２４までの距離を調整可能な調整機構６０を備える。
【００６０】
これにより、先行カッタ２４の角度や突出長さ、又は先行カッタの接触位置等を変化させることができる。
【００６１】
また、上記実施形態のカッタヘッド２０においては、第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂは、前面板３１の基材３１ａとは異なる材質であって、当該基材３１ａよりも耐摩耗性が高い材質（耐摩耗部３１ｂ）で構成されている。
【００６２】
これにより、第１規制部３２ａ及び第２規制部３２ｂの摩耗を軽減できる。
【００６３】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００６４】
先行カッタ２４には、いわゆるシェル型先行ビットのようなものも含まれる。また、上記実施形態では、先行カッタ２４は、カッタ本体４１に、別部材の第１チップ４３及び第２チップ４４が固定された構成である。これに代えて、第１チップ４３及び第２チップ４４を備えず、各チップに相当する部分も含めて一体的に構成された先行カッタ（全体で１つの刃となる構成のカッタ）にも本発明を適用することができる。この場合であっても、第１チップ４３に相当する部分（第１部分）と、第２チップ４４に相当する部分（第２部分）は存在するため、正転時に第２チップ４４の摩耗を防止できるという効果は発揮可能である（逆転時も同様）。
【００６５】
上記実施形態では、開口部３２の端面で先行カッタ２４の回転を規制したが、別途設けた部材により先行カッタ２４の回転を規制してもよい。
【００６６】
上記実施形態では先行カッタ２４に傾斜面が形成されているが、このような傾斜面が形成されていない先行カッタ２４を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１  シールド掘進機
１０  本体
２０  カッタヘッド
２２  カッタフレーム
２４  先行カッタ
２７  ピン結合部
３１  前面板
３２  開口部
３２ａ  第１規制部
３２ｂ  第２規制部
４１  カッタ本体
４２  軸孔
４３  第１チップ
４４  第２チップ
５１  支持片
５２  結合ピン
５３  ピン固定部
【図１】
2019138098.tif 000003
【図２】
2019138098.tif 000004
【図３】
2019138098.tif 000005
【図４】
2019138098.tif 000006
【図５】
2019138098.tif 000007
【図６】
2019138098.tif 000008
【図７】
2019138098.tif 000009
【図８】
2019138098.tif 000010
【図９】
2019138098.tif 000011
【図１０】
2019138098.tif 000012