(57)【要約】【課題】摩耗したカッタビットを地中に排出するカッタビット交換装置を具備するシールド掘進機において、地中に排出された摩耗したカッタビットを簡単な方法および簡素な装置によって容易且つ確実に回収する。【解決手段】摩耗したカッタビットをシールド掘進機の側方に押し出した後、シールド掘進機の側方に回収部を突き出して前進し、押し出された摩耗カッタビットを回収部で掬い取る。そして、回収部を機内に収納し、摩耗カッタビットを回収する。また、シールド掘進機のスキンプレートに穿設した貫通孔を通過して側方に突き出し自在であって、該貫通孔に沿って設置された側壁案内部に水密的に当接して摺動自在な天板と、天板と所定の間隔を設けて配置され前記貫通孔に水密的に当接する地板と、天板と地板とを連結する側板等により形成されたカッタビット回収部を有する構成とする。【選択図】　　　　図３
2004100329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進方向側の端面に配置されて回転するカッタスポークにカッタビットが装着されるシールド掘進機における、前記カッタスポークから押し出された摩耗カッタビットを回収するシールド掘進機のカッタビット回収方法であって、
摩耗カッタビットを前記シールド掘進機の側方に押し出す工程と、
前記シールド掘進機の側方に摩耗カッタビット回収部を突き出す工程と、
前記シールド掘進機を前進して前記摩耗カッタビットを前記摩耗カッタビット回収部に掬い取る工程と、
前記摩耗カッタビット回収部を前記シールド掘進機内に収納する工程と、
前記摩耗カッタビット回収部に掬い取られた前記摩耗カッタビットを前記シールド掘進機内に回収する工程とを有するシールド掘進機のカッタビット回収方法。
【請求項２】
前記シールド掘進機の側方に摩耗カッタビット回収部を突き出す工程において、前記シールド掘進機が前進し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のカッタビット回収方法。
【請求項３】
前記摩耗カッタビット回収部を前記シールド掘進機内に収納する工程において、前記シールド掘進機が前進し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のカッタビット回収方法。
【請求項４】
前記摩耗カッタビットを前記シールド掘進機の側方に押し出す工程が、
回転半径方向に複数個のカッタビットが装着されたカッタスポークを回転停止する工程と、
カッタスポークの回転半径方向の内側に新規カッタビットを配置する工程と、該新規カッタビットを回転半径方向の外側に向けて押し出して前記カッタスポーク内に挿入することによって、前記カッタスポークの回転半径の外周側に装着されていた摩耗カッタビットを前記カッタスポークから抜き出す工程とを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のシールド掘進機のカッタビット回収方法。
【請求項５】
掘進方向側の端面に配置されて回転するカッタスポークにカッタビットが装着されるシールド掘進機における、前記カッタスポークから押し出された摩耗カッタビットを回収するシールド掘進機のカッタビット回収装置であって、
前記シールド掘進機のスキンプレートに穿設されたスキンプレート貫通孔と、前記シールド掘進機内に収納され、且つ前記スキンプレート貫通孔を通過して前記シールド掘進機の側方に突き出し自在な摩耗カッタビット回収部と、
摩耗カッタビット回収部を前記シールド掘進機の側方に突き出し且つ前記シールド掘進機内に収納する回収部進退手段とを有することを特徴とするシールド掘進機のカッタビット回収装置。
【請求項６】
前記スキンプレート貫通孔に沿って筒状の側壁案内部が設置され、
前記摩耗カッタビット回収部が、着脱または開閉自在な蓋板を具備する天板と、該天板と所定の間隔を設けて配置された地板と、前記天板と前記地板とを連結する掘進方向に略平行な一対の側板と、前記天板と前記地板とを連結する掘進方向に略垂直な背板とによって形成され、
前記天板が前記側壁案内部に水密的に当接して摺動自在であって、
前記地板が前記貫通孔または側壁案内部に水密的に当接することを特徴とする請求項５記載のシールド掘進機のカッタビット回収装置。
【請求項７】
前記摩耗カッタビット回収部の内部に、前記天板、前記地板および前記一対の側板に４面が対峙して移動自在な回収部内移動体が配置されていることを特徴とする請求項６記載のシールド掘進機のカッタビット回収装置。
【請求項８】
掘進方向側の端面に配置されて回転するカッタスポークにカッタビットが装着されるシールド掘進機における、前記カッタスポークから押し出された摩耗カッタビットを回収するシールド掘進機のカッタビット回収装置であって、
前記シールド掘進機のスキンプレートの一部が陥没して形成されたスキンプレート凹部と、
前記スキンプレート凹部に収納され、且つ前記シールド掘進機の側方に突き出し自在な摩耗カッタビット回収部と、
摩耗カッタビット回収部を前記シールド掘進機の側方に突き出し且つ前記スキンプレート凹部内に収納する回収部進退手段とを有することを特徴とするシールド掘進機のカッタビット回収装置。
【請求項９】
前記摩耗カッタビット回収部が、地板と、該地板に設置された掘進方向側が開口した囲い材とによって形成され、
前記摩耗カッタビット回収部を前記スキンプレート凹部内に収納した際、前記地板が前記スキンプレート凹部の口元に水密的に当接自在であることを特徴とする請求項８記載のシールド掘進機のカッタビット回収装置。
【請求項１０】
前記囲い材の一部または全部が、隙間を設けて略平行または井桁状に配置された複数の棒材若しくは貫通孔が穿設された板材によって形成されてなることを特徴とする請求項９記載のシールド掘進機のカッタビット回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシールド掘進機における摩耗したカッタビットを回収する、シールド掘進機のカッタビット回収方法およびカッタビット回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シールドトンネル掘削工事の長距離化に伴い、シールド掘進機のカッタビットの維持管理が問題となっており、掘進途中におけるカッタビットの交換方法が各種提案されている。
例えば、中間立坑方式、前面部地盤改良方式等のシールド掘進機の前面（掘進方向側に同じ）に作業スペースを確保して交換を行うというものがある。
しかし、これら作業スペース確保方式では作業に長期間要し、かつコストが高い、さらに、立坑構築等に広い用地の確保が必要といった種々の問題がある。
【０００３】
そこで、本願の発明者は作業スペースを確保する必要のないカッタビット交換方法及び装置を開発し、既に出願している（特願２００１−３６９０９１号）。かかる出願済みのカッタビット交換方法及び装置は、カッタヘッドに固定されたカッタスポークにカッタビットを数珠繋ぎ状に配置し、カッタヘッドの中心側から新規カッタビットを供給することで、外側のものから順次地中に排出するようにしたものである。
このような方法及び装置によれば、カッタビットの交換時に作業スペースを確保する必要がなく、安価で効率的なカッタビットの交換ができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４７８８８号公報（第５−６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記前記出願済みのカッタビット交換方法及び装置は、摩耗検知ビットの状況によって判断されるカッタビットの交換時期が適切であったか否かを確認する手段ではない。また、地中に排出されたカッタビット（以下、摩耗カッタビットと称す）が、そのまま地中に残存することになる。
このため、摩耗カッタビットを回収することによって、その摩耗の実態を現物によって確認するとともに、地中に残存させたくないという要請がある場合に対応できる。
【０００６】
ところが、シールド掘進機は、
（あ）機内が、周囲の土砂や泥水に対して遮断（シール）され、且つ各種装置が配置された限られた空間である、
（い）カッタビットの交換タイミングに合わせて摩耗カッタビットを回収する必要がある、
（う）カッタビットの交換が特別の作業スペースを設けることなく可能になっているから、摩耗カッタビットの回収にも特別の作業スペースを設けたくない、
（え）摩耗カッタビットが地中に排出されている、
ことから、摩耗カッタビットを回収する回収方法および回収装置には、以下の要求がある。
（イ）シールド掘進機の内部（機内）と外部（地中）とのやり取りが水密的に実施されること。
（ロ）回収作業が、特別のスペースを必要としないで、容易且つ迅速に実施できる（掘削作業を阻害しない）こと。
（ハ）回収装置が簡素且つ小型（省スペース）であること。
（二）回収装置が地中作業に耐えるように堅牢且つ簡素構造であること。
【０００７】
本発明はかかる要求に応えるためになされたものであり、長距離掘進用のシールド掘進機のように掘進途中でカッタビットを交換する場合に、簡単な作業によって摩耗カッタビットを回収することができるシールド掘進機のカッタビット回収方法および簡素な構造のカッタビット回収装置を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシールド掘進機のカッタビット回収方法は、以下の通りである。（１）掘進方向側の端面に配置されて回転するカッタスポークにカッタビットが装着されるシールド掘進機における、前記カッタスポークから押し出された摩耗カッタビットを回収するシールド掘進機のカッタビット回収方法であって、
摩耗カッタビットを前記シールド掘進機の側方に押し出す工程と、
前記シールド掘進機の側方に摩耗カッタビット回収部を突き出す工程と、
前記シールド掘進機を前進して前記摩耗カッタビットを前記摩耗カッタビット回収部に掬い取る工程と、
前記摩耗カッタビット回収部を前記シールド掘進機内に収納する工程と、
前記摩耗カッタビット回収部に掬い取られた前記摩耗カッタビットを前記シールド掘進機内に回収する工程とを有するものである。
【０００９】
（２）前記（１）において、前記シールド掘進機の側方に摩耗カッタビット回収部を突き出す工程において、前記シールド掘進機が前進していることを特徴とするものである。
【００１０】
（３）前記（１）または（２）において、前記摩耗カッタビット回収部を前記シールド掘進機内に収納する工程において、前記シールド掘進機が前進していることを特徴とするものである。
【００１１】
（４）前記（１）乃至（３）の何れかにおける前記摩耗カッタビットを前記シールド掘進機の側方に押し出す工程が、
回転半径方向に複数個のカッタビットが装着されたカッタスポークを回転停止する工程と、
カッタスポークの回転半径方向の内側に新規カッタビットを配置する工程と、該新規カッタビットを回転半径方向の外側に向けて押し出して前記カッタスポーク内に挿入することによって、前記カッタスポークの回転半径の外周側に装着されていた摩耗カッタビットを前記カッタスポークから抜き出す工程とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置は、以下の通りである。
（５）掘進方向側の端面に配置されて回転するカッタスポークにカッタビットが装着されるシールド掘進機における、前記カッタスポークから押し出された摩耗カッタビットを回収するシールド掘進機のカッタビット回収装置であって、
前記シールド掘進機のスキンプレートに穿設されたスキンプレート貫通孔と、前記シールド掘進機内に収納され、且つ前記スキンプレート貫通孔を通過して前記シールド掘進機の側方に突き出し自在な摩耗カッタビット回収部と、
摩耗カッタビット回収部を前記シールド掘進機の側方に突き出し且つ前記シールド掘進機内に収納する回収部進退手段とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
（６）前記（５）において、前記スキンプレート貫通孔に沿って筒状の側壁案内部が設置され、
前記摩耗カッタビット回収部が、着脱または開閉自在な蓋板を具備する天板と、該天板と所定の間隔を設けて配置された地板と、前記天板と前記地板とを連結する掘進方向に略平行な一対の側板と、前記天板と前記地板とを連結する掘進方向に略垂直な背板とによって形成され、
前記天板が前記側壁案内部に水密的に当接して摺動自在であって、
前記地板が前記貫通孔または側壁案内部に水密的に当接することを特徴とするものである。
【００１４】
（７）前記（６）において、前記摩耗カッタビット回収部の内部に、前記天板、前記地板および前記一対の側板に４面が対峙して移動自在な回収部内移動体が配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
（８）掘進方向側の端面に配置されて回転するカッタスポークにカッタビットが装着されるシールド掘進機における、前記カッタスポークから押し出された摩耗カッタビットを回収するシールド掘進機のカッタビット回収装置であって、
前記シールド掘進機のスキンプレートの一部が陥没して形成されたスキンプレート凹部と、
前記スキンプレート凹部に収納され、且つ前記シールド掘進機の側方に突き出し自在な摩耗カッタビット回収部と、
摩耗カッタビット回収部を前記シールド掘進機の側方に突き出し且つ前記スキンプレート凹部内に収納する回収部進退手段とを有することを特徴とするものである。
【００１６】
（９）前記（８）において、前記摩耗カッタビット回収部が、地板と、該地板に設置された掘進方向側が開口した囲い材とによって形成され、
前記摩耗カッタビット回収部を前記スキンプレート凹部内に収納した際、前記地板が前記スキンプレート凹部の口元に水密的に当接自在であることを特徴とするものである。
【００１７】
（１０）前記（９）において、前記囲い材の一部または全部が、隙間を設けて略平行または井桁状に配置された複数の棒材若しくは貫通孔が穿設された板材によって形成されてなることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明のカッタビット回収方法（実施の形態１）について説明し、その後、カッタビット回収装置（実施の形態２〜５）について説明する。なお、かかるカッタビット回収装置が設置されるシールド掘進機のカッタビット交換装置は、共通するため実施の形態２において説明する。
以下、説明を容易にするため、シールド掘進機の鉛直下方の位置において摩耗カッタビットを回収する場合について記載するが、本発明はこれに限定するものではなく、何れの位相（たとえば、鉛直斜め下方、側方、斜め上方、鉛直上方等）においても実施可能である。その場合、下記鉛直下方の位置を当該位相の位置に、たとえば、「下方」および「下向き」は、「所定の位相における外周」および「外周方向」と読み替えればよい。
【００１９】
［実施の形態１］
（カッタビット回収方法）
図１および図２は本発明の実施の形態１に係るシールド掘進機のカッタビット回収方法を示す一部断面の側面図である。図１の（ａ）において、シールド掘進機１０００は円筒状のスキンプレート１００１によって形成され、その掘進方向側（図中、左側、以下、前方と称す）の端部に回転体３が回転可能に取り付けられ、図示しない回転駆動装置により回転される。
【００２０】
回転体３の掘進方向側の端面にはフィッシュテールと呼ばれる回転カッタ７が設置され、回転体３の側面には複数のカッタスポーク６が放射状に固定されている。
カッタスポーク６には、前方の面に開孔したスリットを具備する断面Ｔ字状のカッタビット装着溝６ａ（図示しない）が設けられ、カッタビット装着溝６ａに複数のカッタビット８が相互に当接して数珠繋ぎ状に装着されている。
以下、説明のため、鉛直下向きに位置しているカッタスポークをカッタスポーク６と称し、カッタスポーク６に装着されている複数のカッタビット８を回転半径の内周側から外周側に向かって順次カッタビット８Ｂ・・・８Ｙ、８Ｚと称す。
【００２１】
回転体３の内面には新規カッタビット収容室３７が配置されている。新規カッタビット収容室３７は回転体３と一体的に回転自在であり、さらに、図示しない新規カッタビット収容室回動手段（回転体３に設置されている）によって回転体３とは独立して回動自在になっている。したがって、新規カッタビット収容室３７は回転体３の所望の位相に回動移動することができる。
【００２２】
図１の（ａ）は新規カッタビット収容室３７における断面である。カッタスポーク６は鉛直下向きに停止し、新規カッタビット収容室３７とカッタスポーク６との位相が相違している（カッタスポーク６の側面が見えている）。
そして、該回転停止状態において、新規カッタビット収容室３７に新規カッタビット８Ａがセットされる。
【００２３】
図１の（ｂ）はカッタスポーク６における断面を示している。
新規カッタビット８Ａがセットされた新規カッタビット収容室３７は、新規カッタビット収容室蓋体３８によって密閉（水密的に閉塞）され、カッタスポーク６（停止している）と同一の位相になるまで回転される。そして、新規カッタビット収容室３７は、回転体３に穿設されたカッタビット供給孔３ａ（カッタビット装着溝６ａに連続している）に連通する。
【００２４】
一方、スキンプレート１００１の下方位置に、摩耗カッタビット回収装置１００（以下、回収装置１００と称す）が収納されている。
回収装置１００は、スキンプレート１００１に穿設されたスキンプレート貫通孔１０１と、スキンプレート貫通孔１０１を通過してシールド掘進機１０００の下方（以下、機外と称す）に突き出し自在且つシールド掘進機１０００内（以下、機内と称す）に収納自在な摩耗カッタビット回収部１０２（以下、回収部１０２と称す）と、回収部１０２を機外に突き出し且つ機内に収納する図示しない回収部進退手段とを有している。
【００２５】
回収部１０２は前方が開口した箱状であって、着脱または開閉自在な天板シール蓋１５１を具備する天板１５０と、天板１５０と所定の間隔を設けて配置された地板１７０と、天板１５０と地板１７０とを連結する掘進方向に略平行な一対の側板１６１と、天板１５０と地板１７０とを連結する掘進方向に略垂直な背板１６２とによって形成されている。
さらに、天板１５０の外周に沿って筒状の天板案内部１４０が設けられている。
【００２６】
また、スキンプレート貫通孔１０１に沿って機内に向けて筒状の側壁案内部１１０が設置され、側壁案内部１１０に天板シール部材１２０が設置され、天板案内部１４０が天板シール部材１２０に水密的に当接して摺動する。
さらに、スキンプレート貫通孔１０１（側壁案内部１１０の口元）に地板シール部材１３０が設置され、地板１７０の外周端部または外周縁部が地板シール部材１３０に水密的に当接する。
すなわち、回収部１０２が機内に収納された際、シールド掘進機１０００は地板シール部材１３０によってシールされる。
【００２７】
図２の（ｃ）において、カッタビット装着溝６ａの最も内側に新規カッタビット８Ａが供給され、最も外側に位置していたカッタビット８Ｚ（以下、摩耗カッタビット８Ｚと称す）が地中に排出されている。
すなわち、新規カッタビット収容室３７にセットされた新規カッタビット８Ａは、図示しない押出手段によって外側に押し出され、カッタビット供給孔３ａを通過してカッタビット装着溝６ａに挿入され先にカッタビット８Ｂが装着されていた位置に装着される。このとき、最も外側に位置していた摩耗カッタビット８Ｚはカッタビット装着溝６から抜け出して地中に押し出される。
【００２８】
さらに、回収部１０２が機外に突き出している。このとき、天板案内部１４０が天板シール部材１２０に水密的に当接して摺動するから、機内に土砂や泥水等（以下、土砂類と称す）が浸入することがない。
なお、該突き出し工程は、シールド掘進機１０００のが停止した状態のまま実施してもよいし、摩耗カッタビット８Ｚを地中に押し出した後、前進しながら（カッタスポーク６が回転しながら）実施してもよい。
【００２９】
図２の（ｄ）において、回収部１０２（下方に突き出した後に前進、または下方に突き出しながら前進）が地中に排出された摩耗カッタビット８Ｚに到達して、これを掬い取っている。
【００３０】
図２の（ｅ）において、回収部１０２が機内に収納されている。このとき、地板１７０の外周端部または外周縁部が地板シール部材１３０に当接するから、該当接によって機内（回収部１０２内に同じ）に土砂類が浸入することがない。
【００３１】
図２の（ｆ）において、天板シール蓋１５１が解放され、摩耗カッタビット８Ｚが回収部１０２から機内側に回収される。このとき、地板シール部材１３０によってシールド掘進機１０００の水密が保証されている。
【００３２】
したがって、（イ）シールド掘進機の内部（機内）と外部（地中）とのやり取りにおいて水密が保証され、
（ロ）特別の作業スペースを必要としないで、容易且つ迅速に、摩耗カッタビットを回収することができる。
（ハ）よって、地中に排出された摩耗カッタビットが、地中に残置しないことになる。
【００３３】
（二）また、回収した摩耗カッタビットそのものの摩耗状況が確認できるから、摩耗カッタビットの廃却タイミング（地中に排出するタイミング）の適否が判断され、適正な廃却タイミングを設定することによりカッタビットの無駄のない使用が可能になる。
（ホ）さらに、シールド掘進機がカッタビットの摩耗検出手段を具備する場合には、該手段の検出精度を確認することができ、該検出精度の調整または較正をすることが可能になる。
【００３４】
［実施の形態２］
次に、実施の形態２に係るシールド掘進機におけるカッタビット回収装置およびその操作方法を説明する前に、該カッタビット回収装置が設置されるシールド掘進機におけるカッタビット交換装置について説明する。
（カッタビット交換装置）
図３はシールド掘進機におけるカッタビット交換装置を示す一部断面の斜視図である。なお、実施の形態１（図１または図２）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００３５】
図３において、シールド掘進機２０００は、円筒状のスキンプレート２００１（図示しない）と、スキンプレート２００１の掘進方向（以下、前方と称す）の端部から少し後方内部に設けられた隔壁２００２（図示しない）を有している。そして、隔壁２００２の中央部には円筒状の回転体３が回転自在に取り付けられ、図示しない駆動装置によって回転される。
【００３６】
回転体３の側面には複数のカッタスポーク６が放射状に固定され、カッタスポーク６の固定位置に対応した位置に新規カッタビットが通過自在なカッタビット供給孔３ａが穿設されている。
【００３７】
カッタスポーク６には回転中心側から外周に向けて、断面Ｔ字状のカッタビット装着溝６ａが形成されている。カッタビット装着溝６ａは前方（掘進方向側）がスリット状に開口した開口部６ｂと、開口部６ｂに沿った顎部（フランジ）６ｃを有している。
したがって、複数のカッタビット８は、幅狭の先端部８ｂを前記スリット状の開口部６ｂから突出させ、幅広の後方部８ａを顎部６ｃに係止して、カッタビット装着溝６ａに数珠繋ぎ状に装着されている。なお、カッタビット８は一体成形されたものと、先端部８ｂと後方部８ａが別個に形成されて一体化されたものがある。
【００３８】
さらに、カッタビット装着溝６ａの奥部（拡大部）にカッタビット８の後面８ｃが係止する係止用ブロック１２が配置され、係止用ブロック１２は係止用ブロック油圧シリンダ３４によって前方および後方に進退される。そして、係止用ブロック１２が前進すると、カッタビット８の幅広の後方部８ａが顎部８ｃに押し付けられて固定され、一方、係止用ブロック１２が後退すると、カッタビット８の幅広の後方部８ａの該押し付けが緩み、カッタビット８はカッタビット装着溝６ａ内を移動自在になる。
【００３９】
また、図３において、カッタビット８の後面８ｃを谷状に形成し、係止用ブロック１２の前面１２ａを山状（波状）に形成して相互に嵌合自在にしているため、前記固定が確実になっている。
【００４０】
さらに、回転体３の内部には回転体３と相対回動可能な内筒３６が配置されている。内筒３６の外面は、回転体３の内面に設置した一対の回転体シール材３５に水密的に当接している。
また、内筒３６の内面には新規カッタビット８Ａをセットするための新規カッタビット収容室３７が設けられている。そして、新規カッタビット収容室３７に連通して新規カッタビット８Ａが通過自在な新規カッタビット通過開口３６ａが内筒３６の側面に穿設されている。
また、内筒３６の外面で新規カッタビット通過開口３６ａの周囲に新規カッタビット通過開口シール材３５ａが配置され、回転体３の内面に水密的に当接している。
【００４１】
さらに、新規カッタビット収容室３７の後方側の端部（図中、右側）には、新規カッタビット８Ａが通過自在な新規カッタビット設置用孔３７ａが形成され、新規カッタビット８Ａが新規カッタビット設置用孔３７ａを通過して新規カッタビット収容室３７に設置された後、新規カッタビット収容室蓋体３８によって水密的に閉鎖される。
また、新規カッタビット収容室３７の回転中心側には新規カッタビット８Ａを外側（カッタスポーク６側）に押し出すための新規カッタビット押出ロッド３９が設置され、水密的に摺動自在である。
【００４２】
したがって、内筒３６を相対的に回動して、新規カッタビット収容室３７（内筒３６に設置されている）をカッタスポーク６（回転体３に設置されている）と同一位相にして、新規カッタビット収容室３７にセットされた新規カッタビット８Ａをカッタビット押出ロッド３９によって外側に押し出すと、新規カッタビット８Ａは新規カッタビット通過開口３６ａ（内筒３６に穿設されている）およびカッタビット供給孔３ａ（回転体３に穿設されている）を通過してカッタビット装着溝６ａ（回転体３に固定したカッタスポーク６に設けられている）に装着されることになる。
【００４３】
また、前記新規カッタビット８Ａの押し出しの際、新規カッタビット収容室３７（地中に連通している）は、新規カッタビット通過開口シール材３５ａによってシールされているから、機内に土砂類が浸入することがない。
なお、回転体３と内筒３６の隙間はカッタビット供給孔３ａ（回転体３に穿設されている）を通して地中に連通しているが、カッタビット供給孔３ａを挟んで設置された一対の回転体シール材３５によってシールされているから、機内に土砂類が浸入することがない。
【００４４】
このように、前記カッタビット交換装置によれば、シールド掘進機２０００の機内から新規カッタビット８Ａを新規カッタビット収容室３７にセットするだけで、交換用の新規カッタビット８Ａをカッタスポーク６に装着することができる。
また、１個のカッタビット収容室３７を複数のカッタスポークに対応した位置に回動することができるから、カッタスポーク毎に新規カッタビット８Ａの供給手段を設ける必要がなくなるため、簡単な構造であって、軽量化、小型化が可能な安価な装置が提供される。
【００４５】
また、カッタビット収容室３７を二重管の内側（内筒３６）に設けて、所定のシール材を配置しているので、水密性が向上し、機内への土砂ないし泥水（掘削汚泥等）の侵入を防止することができる。
【００４６】
また、回転するカッタスポーク６の回転中心から遠い位置に装置されたカッタビット８（摩耗カッタビット８Ｚ）から順に交換するようにしているので、最も摩耗の激しいものから順次交換でき、合理的である。さらに、交換のために掘進作業を停止する時間が短いから、掘進能率を低下させることが少ない。
【００４７】
さらに、カッタビット８の後面８ｃを谷状にして、後面８ｃに噛み合う山状（波状）の前面１２ａを具備する係止用ブロック１２を、カッタスポーク６内に設けたので、各カッタビットが確実に把持されるから、各カッタビット相互間の連結手段が不要となり、その分、カッタビット自体の構造を簡素且つ小型・軽量にすることができる。また、摩耗カッタビットのみ（１個だけ）を下向きに押し出すことが容易にできる。
【００４８】
（カッタビット回収装置）
図４は本発明の実施の形態２に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置を示す一部断面の斜視図である。図４において、シールド掘進機２０００のスキンプレート２００１の鉛直下位置に、摩耗カッタビット回収装置２００（以下、回収装置２００と称す）が設置されている。
回収装置２００は、スキンプレートに穿設されたスキンプレート貫通孔２０１と、スキンプレート貫通孔２０１を通過してシールド掘進機２０００の下方（以下、機外と称す）に突き出し自在且つシールド掘進機２０００内（以下、機内と称す）に収納自在な摩耗カッタビット回収部２０２（以下、回収部２０２と称す）と、回収部２０２を機外に突き出し且つ機内に収納する図示しない回収部進退手段とを有している。
【００４９】
回収部２０２は掘進方向（以下、前方と称す）側が開口した箱状であって、着脱または開閉自在な天板シール蓋２５１を具備する天板２５０と、天板２５０と所定の間隔を設けて配置された地板２７０と、天板２５０と地板２７０とを連結する掘進方向に略平行な一対の側板２６１と、天板２５０および地板２７０および側板２６１に接合する掘進方向に略垂直な背板２６２とによって形成されている。
【００５０】
天板シール蓋２５１は蓋シール材２５２を介して水密的に天板２５０にボルト乃至所定の締結手段によって設置され、その下面が天板２５０の下面と同一面になっている。
【００５１】
回収部２０２に内部に回収部内移動体２９０が掘進方向と略平行に移動自在に配置されている。
回収部内移動体２９０の外周は摩耗カッタビット回収部２０２の内壁（天板シール蓋２５１、天板２５０、地板２７０および一対の側板２６１の内側の面）に対峙している。すなわち、回収部内移動体２９０の掘進方向側と反対の方向（以下、後方と称す）には、略密閉された空間が形成される。そして、該空間に水を供給するための水供給管２９１が天板２５０に設置されている。
【００５２】
したがって、前記空間に水を供給すると、回収部内移動体２９０は前方に移動する。また、回収部内移動体２９０が後方に押された場合、水供給管２９１を閉塞しておけば回収部内移動体２９０は移動しないが、水供給管２９１から前記空間内の水を抜き取れば、回収部内移動体２９０は後方に移動する。
【００５３】
なお、回収部内移動体２９０の前方の面を舳先状（平面視でＶ字状または側面視でレ字状）に形成しておけば、シールド掘進記２０００が前進する際の抵抗（回収部２０２に作用する力に同じ）を減らすことができる。
また、回収部内移動体２９０の周囲または回収部２０２の内壁の一方にシール材を配置すれば、回収部内移動体２９０の移動が円滑になるとともに土圧によって不用意に押し戻される（後方に移動する）ことがない。
【００５４】
さらに、スキンプレート貫通孔２０１に沿って機内に向けて筒状の側壁案内部２１０が設置され、側壁案内部２１０に天板シール部材２２０が設置されている。
一方、天板２５０の外周に沿って機内に向けて筒状の天板案内部２４０が設けられ、天板案内部２４０が天板シール部材２２０に水密的に当接して摺動する。さらに、スキンプレート貫通孔２０１（側壁案内部２１０の口元）に地板２７０の外周端部または外周縁部が水密的に当接する地板シール部材２３０が設置されている。
なお、天板シール部材２２０を天板案内部２４０に設置して、これに側壁案内部２１０が水密的に当接して摺動してもよい。
さらに、天板２５０自体に天板シール部材２２０を設置して、天板案内部２４０を撤去してもよい。
【００５５】
２８１は天板案内部２４０に設置されたブラケットであって、回収部２０２を進退する回収部進退手段（図示しない）が係止する。なお、ブラケット２８１を天板２５０または天板シール蓋２５１に設置してもよい。
【００５６】
また、スキンプレート貫通孔２０１および側壁案内部２２０（天板案内部２４０に同じ）の形状は平面視矩形に限定するものではなく、円形乃至楕円形等にしてもよい。さらに、天板案内部２４０、側板２６１および背板２６２を一体の筒状に形成してもよい。
さらに、回収部内移動体２９０が摺動する筒体を回収部２０２の中に別途設置してもよい。
【００５７】
（カッタビット回収装置の操作方法）
図５および図６は、図４に示すシールド掘進機のカッタビット回収装置の操作方法を示す断面図である。なお、実施の形態１（図１または図２）および図４と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００５８】
図５の（ａ）において、回収部２０２が機内に収納されている。
このとき、地板２７０の外周端部または外周縁部が地板シール材２３０に水密的に当接しているから、土砂類が機内（回収部２０２内に同じ）に浸入することがない。
また、回収部２０２の回収部内移動体２９０の後方の空間には水供給管２９１から水が供給されていて、回収部内移動体２９０は回収部２０２の前進限に位置している。
そして、シールド掘進機２０００は一旦停止してカッタスポーク６の回転が停止した状態で、後記カッタビット交換装置によって摩耗カッタビット８Ｚが地中に排出されている。
【００５９】
図５の（ｂ）において、回収部２０２は機外に突き出している。このとき、天板案内部２４０の外面が天板シール材２２０（側壁案内部２１０に設置されている）に水密的に当接して摺動するから、土砂類がシールド掘進機２０００内に浸入することがない。
なお、該回収部２０２の機外への突き出しは、摩耗カッタビット８Ｚの地中への押し出しに並行して略同時に実施してもよいし（シールド掘進機２０００は停止している）、該押し出しの後でシールド掘進機２０００を前進させながら実施してもよし、該押し出しの後でシールド掘進機２０００を所定の距離だけ前進させた後、再度シールド掘進機２０００を停止して実施してもよい。
【００６０】
図５の（ｃ）において、シールド掘進機２０００は前進して、回収部２０２は地中に押し出された摩耗カッタビット８Ｚの近くに到達している。
該到達までの間、水供給管２９１は閉塞されているから回収部内移動体２９０は土圧によって押し戻されることがない。そして、摩耗カッタビット８Ｚが回収部内移動体２９０に衝突する直前に水供給管２９１を開放して、回収部２０２内（移動体２９０の後方の空間）に供給した水を機内に排出自在にする。
なお、該到達の後、初めて回収部２０２は地中に押し出してもよい。
【００６１】
図６の（ｄ）において、シールド掘進機２０００はさらに前進して、回収部２０２内（回収部内移動体２９０の前方）に摩耗カッタビット８Ｚが掬い取られている。
すなわち、回収部２０２に供給した水を抜きながら（水供給管２９１の閉塞を開放して自由排水または強制排水しながら）シールド掘進機２０００が前進すると、土砂類および摩耗カッタビット８Ｚが回収部内移動体２９０を押し戻す（後方に移動させる）。そして、摩耗カッタビット８Ｚは土砂類と一緒に回収部２０２（該押し戻しによって形成された回収部内移動体２９０の前方の空間）に掬い取られる。
【００６２】
図６の（ｅ）において、摩耗カッタビット８Ｚを掬い取った回収部２０２が機内に収納されている。このとき、地板２７０の外周端部または外周縁部が地板シール材２３０に水密的に当接しているから、土砂や泥水が回収部２０２内に浸入することがない。
なお、該収納は、シールド掘進機２０００を前進しながら実施してもよいし停止して実施してもよい。
【００６３】
図６の（ｆ）において、天板シール蓋２５１を撤去して、摩耗カッタビット８Ｚを回収部２０２（回収部内移動体２９０の前方）から機内に回収する。そして、前記図５の（ａ）に示す工程に戻る。
したがって、摩耗カッタビットを容易且つ確実に回収することができるから、前記実施の形態１と同様の効果が得られる。また、回収装置２００は簡素な構造の箱体であるから、堅牢に形成することが可能であって、地中作業に耐えることができる。
【００６４】
［実施の形態３］
次に、実施の形態３に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置について説明する。なお、かかるカッタビット回収装置が設置されるシールド掘進機のカッタビット交換装置は前記実施の形態２におけるものと同じであるから説明を省略する。
【００６５】
（カッタビット回収装置）
図７は本発明の実施の形態３に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置を示す一部断面の斜視図である。なお、実施の形態２（図３）と同じ部分にはこれと下２桁を同じ符号とし、一部の説明を省略する。
図７において、摩耗カッタビット回収装置３００（以下、回収装置３００と称す）は、実施の形態２における回収装置２００の回収部内移動体２９０を撤去している。さらに、背板２６２を複数の棒体によって形成した格子３６２に変更している。
【００６６】
すなわち、シールド掘進機３０００のスキンプレート３００１の鉛直下位置に、回収装置３００が配置されている。
回収装置３００は、スキンプレート３００１に穿設されたスキンプレート貫通孔３０１と、摩耗カッタビット回収部３０２（以下、回収部３０２と称す）と、収部３０２をシールド掘進機３０００の内外に進退させる図示しない回収部進退手段とを有している。
【００６７】
回収部３０２は掘進方向側が開口して背面が格子状の箱状であって、着脱または開閉自在な天板シール蓋３５１を具備する天板３５０と、天板３５０と所定の間隔を設けて配置された地板３７０と、天板３５０と地板３７０とを連結する掘進方向に略平行な一対の側板３６１と、天板３５０と地板３７０とを連結する掘進方向に略垂直な方向に列設された格子３６２（複数の棒体によって形成されている）によって形成されている。なお、格子３６２の隙間は摩耗カッタビットが捕捉自在（通過不能）であって、土砂類は通過自在である。
【００６８】
したがって、カッタビット回収装置３００は実施の形態２に準じた操作により摩耗カッタビットを回収することができる。このとき、前記回収部内移動体に係る操作が不要になる。
また、回収部３０２を機外に突き出してシールド掘進機３０００を前進した際、土砂類は複数の棒体３６２の隙間を通過するから、前進の際の抵抗がわずかになる。よって、回収部３０２を支持する天板案内部３４０や側壁案内部３１０あるいは天板シール材３２０に作用する力が低減する。
さらに、シールド掘進機３０００を前進しながら、これと並行して回収部３０２を機外に突き出せば、地板３７０の下方の土砂類は下方に押し付けられるよりも、地板３７０の上面に掬い取られるから、該突き出しに要する力が低減する。なお、格子３６２を、複数の棒体が側板３６１を跨いで設置され、水平方向の隙間を具備するものにしてもよい。さらに、格子３６２を井桁状にしてもよい。
【００６９】
［実施の形態４］
さらに、実施の形態４に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置について説明する。なお、かかるカッタビット回収装置が設置されるシールド掘進機のカッタビット交換装置は前記実施の形態２におけるものと同じであるから説明を省略する。
【００７０】
（カッタビット回収装置）
図８は本発明の実施の形態４に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置を示す一部断面の斜視図である。なお、実施の形態２（図３）と同じ部分にはこれと下２桁を同じ符号とし、一部の説明を省略する。
図８において、摩耗カッタビット回収装置４００（以下、回収装置４００と称す）は、実施の形態３における回収装置３００の天板案内部３４０を撤去し、一対の側板３６１および背板３６２をそれぞれ複数の棒体によって形成した格子４６１および格子４６２に変更している。
【００７１】
すなわち、シールド掘進機４０００のスキンプレート４００１の鉛直下位置に、回収装置４００が配置されている。
回収装置４００は、スキンプレートに穿設されたスキンプレート貫通孔４０１と、摩耗カッタビット回収部４０２（以下、回収部４０２と称す）と、回収部４０２をシールド掘進機４０００の内外に進退させる図示しない回収部進退手段とを有している。
【００７２】
天板４５０の外周端面には天板シール材４２０が設置され、天板シール材４２０が側壁案内部４１０に水密的に当接して摺動する。
【００７３】
回収部４０２は前方が開口して側面および背面が格子状の箱状であって、着脱または開閉自在な蓋板４５１を具備する天板４５０と、天板４５０と所定の間隔を設けて配置された地板４７０と、天板４５０と地板４７０とを連結する掘進方向に略平行に列設された格子４６１（複数の棒体によって形成されている）と、天板４５０と地板４７０とを連結する掘進方向に略垂直な方向に列設された格子４６２（複数の棒体によって形成されている）とによって形成されている。また、蓋体４５１にブラケット４８１が設置されている。
【００７４】
したがって、カッタビット回収装置４００は、さらに簡素な構成であって、実施の形態３と同様の作用効果を有する。
【００７５】
［実施の形態５］
さらに、実施の形態５に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置について説明する。なお、かかるカッタビット回収装置が設置されるシールド掘進機のカッタビット交換装置は前記実施の形態２におけるものと同じであるから説明を省略する。
【００７６】
（カッタビット回収装置）
図９は本発明の実施の形態５に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置を示す一部断面の斜視図である。なお、実施の形態２（図３）と同じ部分にはこれと下２桁を同じ符号とし、一部の説明を省略する。
図９において、側壁天井板５１１および側壁案内部５１０によってスキンプレートに凹部５０３が形成され、該凹部に摩耗カッタビット回収装置５００（以下、回収装置５００と称す）が収納されるものである。
すなわち、実施の形態３（図７）における回収部３０２を形成する天板３５０（昇降する）を撤去し、天板３５０に相当するものを側壁天井板５１１として側壁案内部５１０に固定したものである。
【００７７】
すなわち、シールド掘進機５０００のスキンプレート５００１の鉛直下位置に、回収装置５００が配置されている。
回収装置５００は、スキンプレートに穿設されたスキンプレート貫通孔５０１と、耗カッタビット回収部５０２（以下、回収部５０２と称す）と、回収部５０２をシールド掘進機５０００の内外に進退させる図示しない回収部進退手段とを有している。
【００７８】
側壁案内部５１０には側壁天井板５１１が固定されている。これにより、側壁天井板５１１および側壁案内部５１０によって、スキンプレート５００１に凹部５０３が形成されたことになる。
なお、側壁案内部５１０は、その内面に回収部５０２の部位が摺動することがないから、筒状（筒軸方向で断面形状が同一）である必要がない。
【００７９】
側壁天井板５１１は、開閉または着脱自在な天井板蓋体５１２と、天井板蓋体５１２に水密的に当接する天井板蓋体シール材５１３と、回収部５０２と回収部進退手段（図示しない）とを連結する連結棒５８２が貫通する貫通孔５１４と、連結棒５８２が水密的に当接して摺動する連結棒シール材５１５とを有している。したがって、天井板蓋体５１２を開放しない限り凹部５０３内に浸入した土砂または泥水が機内に浸入することがない。
【００８０】
さらに、回収部５０２は前方および上部が開口した、すなわち、側方と後方が囲われた「塵取り状」であって、地板５７０と、地板５７０に立設された掘進方向に略平行な一対の側板５６１と、一対の側板５６１の後端部同士を連結する格子５６２（複数の棒体によって形成されている）とによって形成されている。
また、側板５６１には連結棒５８２を設置するための取り付け板５６３が固定されている。
【００８１】
さらに、回収部５０２が凹部５０３内に収納された際、地板５７０の外周端部または外周縁部が、凹部５０３の口元に設置された地板シール材５３０に水密的に当接するから、凹部５０３自体の水密が保証される。
よって、回収部５０２を凹部５０３内に収納して、天井板蓋体５１２を開いても、機内に土砂類が浸入することがない。
【００８２】
したがって、回収装置５００は前記実施の形態３または４に準じて操作することが可能であり、容易且つ確実に摩耗カッタビットを回収することができる。
【００８３】
さらに、回収部５０２を進退（下方への突き出しおよび凹部への収納）する際に摺動する部分が、連結棒５８２と連結棒シール材５１５とに限定されるため、連結棒シール材５１５は前記実施の形態２乃至４における天板シール材２２０、３２０および４２０より小型にすることができるから、より確実なシール効果が得られる。
【００８４】
なお、連結棒５８２は１本に限定するものではなく、複数本を所定の形態で配置してもよい。
さらに、シール部分（連結棒シール材５１５、連結棒５８２、地板５７０の外周端部または外周縁部、地板シール材５３０）に向けて水を噴出して当該部分に付着した土砂類を除去すれば、当該部分の損傷が軽度になってより確実なシール効果が得られる。
また、凹部に浸入した土砂や泥水は、摩耗カッタビットを回収するタイミングで機内に回収してもよいし、摩耗カッタビットを回収した後、天井板蓋体５１２を閉じ且つ、地板５７０を少し下降して凹部５０３内に水を噴射することにより排出してもよい。あるいは、該土砂類を排出しないまま次の回収作業に入ってもよい。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るシールド掘進機のカッタビットの回収方法およびカッタビットの回収装置は、前記構成であるため以下のような効果を奏する。
１）簡単な操作により、地中に排出された摩耗カッタビットを容易に掬い取って回収することができる。
２）簡素な構造であって、地中に排出された摩耗カッタビットを確実に掬い取って回収することができる。
３）よって、地中に排出された摩耗カッタビットが、地中に残置しない。
【００８６】
４）また、回収した摩耗カッタビットそのものの摩耗状況が確認できるから、摩耗カッタビットの廃却タイミング（地中に排出するタイミング）の適否が判断され、カッタビットの無駄のない使用が可能になる。
５）また、シールド掘進機がカッタビットの摩耗検出手段を具備する場合には、該手段の検出精度を確認し、その調整または較正をすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るシールド掘進機のカッタビット回収方法を示す一部断面の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るシールド掘進機のカッタビット回収方法を示す一部断面の側面図である。
【図３】シールド掘進機におけるカッタビット交換装置を示す一部断面の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置を示す一部断面の斜視図である。
【図５】図４に示すシールド掘進機のカッタビット回収装置の操作方法を示す断面図である。
【図６】図４に示すシールド掘進機のカッタビット回収装置の操作方法を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置を示す一部断面の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置を示す一部断面の斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係るシールド掘進機のカッタビット回収装置を示す一部断面の斜視図である。
【符号の説明】
３　　回転体３
３ａ　カッタビット供給孔
６　　カッタスポーク
６ａ　カッタビット装着溝
３６　　内筒
３７　　新規新規カッタビット収容室
８、　　８Ｂ、　８Ｙ、　８Ｚ　　　　　　カッタビット
１００、２００、３００、４００、５００　カッタビット回収装置
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１　スキンプレート貫通孔
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２　摩耗カッタビット回収部
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０　側壁案内部
１２０、２２０、３２０、４２０、　　　　天板シール部材
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０　地板シール部材
１４０、２４０、３４０　　　　　　　　　天板案内部
１５０、２５０、３５０、４５０、　　　　天板
１５１、２５１、３５１、４５１、　　　　天板シール蓋
１６１、２６１、３６１、４６１、５６１　側板
１６２、２６２、３６２、４６２、５６２　背板
１７０、２７０、３７０、４７０、５７０　地板
２９０　回収部内移動体
５０３　凹部
５１１　側壁天井板
【図１】
2004100329.tif 000003
【図２】
2004100329.tif 000004
【図３】
2004100329.tif 000005
【図４】
2004100329.tif 000006
【図５】
2004100329.tif 000007
【図６】
2004100329.tif 000008
【図７】
2004100329.tif 000009
【図８】
2004100329.tif 000010
【図９】
2004100329.tif 000011