(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッタヘッド中心円筒部より放射状に延びるカッタスポークに、カッタヘッド中心側からカッタビットを順次供給して前記カッタスポークにカッタビットを装填するカッタビット装填装置におけるカッタビット装填用箱体であって、機内側と連通可能なカッタビット装入用扉と、前記カッタヘッド中心円筒部に設けられる開閉ゲートに対向配置可能な開口部とを有し、前記カッタヘッド中心円筒部に着脱可能に設置でき、かつ該カッタビット装填用箱体をカッタビット中心円筒部内で浮上させた状態で支持可能な支持部を備えてなるカッタビット装填用箱体を支持するカッタビット装填用箱体の支持装置であって、
一端側に前記カッタビット装填用箱体の支持部に係合可能な係合部を有するアーム部材と、該アーム部材を梃子の腕として傾動可能に支持する支点部材とを備え、該支点部材はシールド掘進機の本体側に着脱可能に設置できるように構成されていることを特徴とするカッタビット装填用箱体の支持装置。
【請求項２】
前記カッタビット装填用箱体が箱体内に装入されたカッタビットを開口部側に向けて押し出す押し出し装置を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のカッタビット装填用箱体の支持装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の支持装置を備えてなることを特徴とするシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機のカッタビット装填用箱体、該カッタビット装填用箱体の支持装置、シールド掘進機、カッタビット装填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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いる。そこで、この問題に対する対策として、掘進途中におけるカッタビットの交換が考えられるが、このカッタビットの交換装置または方法として種々のものが提案されている。
【０００３】
そのようなカッタビットの交換装置の一つとして、以下のようなものが提案されている。
シールド掘進機の前端部の回転カッタ前面から機内側まで連続して形成された支持レールと、該支持レールに移動可能に連続して支持された複数のカッタビットと、前記支持レールの後端側に設けられて新たなカッタビットを追加すると共に後端側の既設カッタビットを前記支持レールに沿って押し出すカッタビット追加機構とを備えたことを特徴とするシールド掘進機のカッタビット交換装置(例えば特許文献１参照)。
また、同文献には機内側まで連続して形成された支持レールの端部に、交換用の新カッタビットを装入する供給用水密箱が各支持レールに設けられ、各供給用水密箱には支持レール側と水密箱との連通を開閉するシャッタが設けられている。
【０００４】
また、カッタビットの交換方法として以下のものがある。
シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体に、カッタビット供給孔を周方向複数個所設け、これらカッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有するカッタスポークを前記回転体に一体化して設け、かつ該回転体内には、前記各カッタビット供給孔と選択的に連通する単一のカッタビット収容室を有する内筒を相対回動可能に設けるとともに、内筒にカッタビット押出手段を設けてなるシールド掘進機を用いて、トンネル掘進途中でカッタビットを交換する方法であって、トンネル掘進時には、カッタビット収容室をカッタビット供給孔との非連通位置に位置させて、該カッタビット収容室を回転体にて遮蔽し、カッタビット交換時には、カッタビット収容室とカッタビット供給孔とを連通させて、カッタビット収容室内に設置した新カッタビットをカッタビット押出手段によってカッタビット装着溝内に挿入するとともに、この挿入圧力によって旧カッタビットをカッタビット装着溝における回転カッタ外周側よりシールド掘進機外に押し出すことによって、順次新しいカッタビットに交換する（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−４７８８８号公報（請求項２、図１）
【特許文献２】特開２００３−２３２１９２号公報（請求項１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、前述のようにカッタスポークに対応して設けられたカッタビット支持レールの機内側端部にカッタビット支持レール毎に供給用水密箱が設けられ、各水密箱には機外側との連通を開閉するシャッタが設けられている。このように、カッタビット支持レール毎に水密箱等を設ける必要から広いスペースが必要となる。そのため、特許文献１ではカッタビット支持レールを機内側に湾曲させ、機内の広いスペースを確保している。
しかし、湾曲した複雑な構造のカッタビット支持レールを設けることは製作上の困難性を伴い、また機内側に複数のカッタビット支持レールが配置されるので邪魔になるという問題もある。さらに、特許文献１のものはカッタビット支持レールと同数の水密箱等が必要であり、カッタビット支持レールの数が多くなるほど掘削機内部が複雑化し、不使用時にはこれが邪魔になるという問題もある。
【０００６】
他方、特許文献２に記載のものは、カッタスポークをカッタビット支持レールとして利用し、かつ交換用の水密箱をカッタヘッドの中心部回転体内に設けている。このため、複雑なカッタビット支持レールを設ける必要がなく、構造がシンプルとなるという利点を有している。
しかしながら、特許文献２に記載のものは、上記のようなことを実現するために、筒状の回転体の内側に回転可能な内筒を設けるという構造を採用している。このため、回転体との間で水密状態を保持して相対回動可能にする必要があり、製作に高度な技術を要し、コストが高くなる。そのため、そのコストに見合う工事でないと採用できない。また、カッタビットを内側から順次装填するカッタスポークが多数ある場合には意味があるが、少ない場合にはなおコストパフォーマンスが悪く不適当である。
【０００７】
以上のように、特許文献１ではカッタビット装填のための水密箱とシャッタというように構造は単純であるが、前述したようにカッタビット支持レールが複雑であり、また水密箱等のスペースの問題がある。他方、特許文献２のものはカッタビット支持レールを単純化でき、またペースの問題もないが、構造が複雑で製造コストの問題がある。
【０００８】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、構造が単純でコストを低減でき、しかもスペースの問題のない、シールド掘進機のカッタビット装填装置を得るためのカッタビット装填用箱体を得ることを目的としている。
また、前記カッタビット装填用箱体を支持するカッタビット装填用箱体の支持装置を得ることを目的としている。
さらに、前記カッタビット装填用箱体、支持装置を有するシールド掘進機を得ることを目的としている。
またさらに、前記カッタビット装填用ゲート機構を用いたカッタビット装填方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のように特許文献２に記載のものはカッタビット支持レールが単純化でき、またペースの問題もないが、構造が複雑で製造コストの問題がある。
これを解決するためには、カッタヘッド中心円筒部に、特許文献１に記載されたような供給用水密箱を設け、カッタスポークとの間にスライド式のゲート機構を設けることが考えられる。しかし、特許文献２のような回転ゲート機構では箱体（特許文献２のカッタビット収容室）がゲート部（正確にはカッタビットの通過開口部）とともに一体的に移動することができるが、スライド式ゲート機構の場合には、何ら手当てを施さないと、ゲート機構及びビット通過開口部が固定である一方で、箱体は掘進機のカッタヘッドとともに回転してしまう。
他方、箱体は、カッタビットの交換が必要なカッタスポークの固定軌道の入口と、前記カッタビット通過開口部とを連通させれば足りる。
そこで、単一の箱体をカッタヘッド中心円筒部に配置しておき、カッタビットの交換が必要なカッタスポークに適宜箱体を設置するようにすることが考えられる。
本発明は係る着想に基づくものであり、具体的には以下の構成を有するものである。
【００１０】
（１）本発明の一つの形態に係るシールド掘進機のカッタビット装填用箱体は、カッタヘッド中心円筒部より放射状に延びるカッタスポークに、カッタヘッド中心側からカッタビットを順次供給して前記カッタスポークにカッタビットを装填するカッタビット装填装置における、カッタビット装填用箱体であって、
カッタビット装填用箱体は、機内側と連通可能なカッタビット装入用扉と、前記カッタヘッド中心円筒部に設けられる開閉ゲートに対向配置可能な開口部とを有し、前記カッタヘッド中心円筒部に着脱可能に設置できることを特徴とするものである。
【００１１】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、箱体内に装入されたカッタビットを開口部側に向けて押し出す押し出し装置を備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】
（３）また、上記（１）または（２）に記載のカッタビット装填用箱体は、該カッタビット装填用箱体をカッタビット中心円筒部内で浮上させた状態で支持可能な支持部を備えてなることを特徴とするものである。
【００１３】
（４）また、本発明の一つの形態に係るカッタビット装填用箱体の支持装置は、カッタヘッド中心円筒部より放射状に延びるカッタスポークに、カッタヘッド中心側からカッタビットを順次供給して前記カッタスポークにカッタビットを装填するカッタビット装填装置におけるカッタビット装填用箱体であって、機内側と連通可能なカッタビット装入用扉と、前記カッタヘッド中心円筒部に設けられる開閉ゲートに対向配置可能な開口部とを有し、前記カッタヘッド中心円筒部に着脱可能に設置でき、かつ該カッタビット装填用箱体をカッタビット中心円筒部内で浮上させた状態で支持可能な支持部を備えてなるカッタビット装填用箱体を支持するカッタビット装填用箱体の支持装置であって、一端側に前記カッタビット装填用箱体の支持部に係合可能な係合部を有するアーム部材と、該アーム部材を梃子の腕として傾動可能に支持する支点部材とを備え、該支点部材はシールド掘進機の本体側に着脱可能に設置できるように構成されていることを特徴とするものである。
（４−１）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記カッタビット装填用箱体が箱体内に装入されたカッタビットを開口部側に向けて押し出す押し出し装置を備えてなることを特徴とするものである。
【００１４】
（５）また、本発明の一つの形態に係るシールド掘進機は、上記（１）〜（３）の何れかに記載のカッタビット装填用箱体を備えてなることを特徴とするものである。
【００１５】
（６）また、本発明の他の形態に係るシールド掘進機は、上記（４）又は（４−１）に記載の支持装置を備えてなることを特徴とするものである。
【００１６】
（７）本発明の一つの形態に係るカッタビット装填方法は、上記（１）〜（３）の何れかに記載のカッタビット装填用箱体を用いたカッタビット装填方法であって、カッタビット装填用箱体を浮かした状態で支持する工程と、カッタヘッドを回動させてカッタビット装填用箱体の開口部がカッタビットの交換を行うカッタスポークに対向するようにする工程と、カッタビット装填用箱体を開閉ゲート上方に載置する工程と、カッタビット装填用箱体内に交換用のカッタビットを装入する工程と、開閉ゲートを開放して前記装入されたカッタビットをカッタスポーク側に押し出す工程と、前記開閉ゲートを閉止する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一つの形態に係るシールド掘進機のカッタビット装填用箱体は、機内側と連通可能なカッタビット装入用扉と、前記カッタヘッド中心円筒部に設けられる開閉ゲートに対向配置可能な開口部とを有し、前記カッタヘッド中心円筒部に着脱可能に設置できるようにしたので、カッタビット装填の必要なカッタスポークに対してカッタビット装填時に適宜配置することができる。したがって、カッタヘッド中心円筒部に設けられる例えばスライド式の開閉ゲートと共に用いることで、構造が単純でコストを低減でき、しかもスペースの問題のない、シールド掘進機のカッタビット装填装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態にかかるシールド掘進機の前胴部の軸方向断面図である。まず、図１に基づいて本実施の形態のシールド掘進機の構成を概説する。なお、本明細書において、「前」、「後」とはシールド掘進機の前方、後方を意味する。また、「上」、「下」とは、当該図面における「上」「下」を意味する。
【００１９】
本実施の形態に係るシールド掘進機は、円筒状のスキンプレート１の前端に、回転可能に取り付けられたカッタヘッド３を備えている。カッタヘッド３は、その中心部に設けられた円筒部５、円筒部５から放射状に延びるカッタスポーク７、円筒部５の前端に設けられた回転カッタ９を有している。
カッタスポーク７には、後述するカッタビット装填機構によって装填されるカッタビット１１およびコピーカッタ１３が設置されている。円筒部５はギア１５を介してカッタ駆動モータ１７で回転駆動される。円筒部５には油圧系統を連結するためのロータリージョイント１９が設けられている。
【００２０】
スキンプレート１の前端から少し後方の位置には隔壁２１が設けられている。カッタヘッド３と隔壁２１との間には掘削土砂が溜まるが、その掘削土砂を排出するためのスクリューコンベア２３が設けられている。
【００２１】
図２は図１における領域Ａ部を拡大して示す拡大図である。以下、図２に基づいてカッタビット装填機構を説明する。
本実施の形態に係るカッタビット装填機構は、カッタスポーク７に形成されたカッタビット装着溝（図示なし）と、該カッタビット装着溝に装着されるカッタビット１１と、カッタビット装填時に新カッタビット１１Ａを装入する水密箱２５と、水密箱２５に装入された新カッタビット１１Ａを径外方向に押し出す押し出しジャッキ２７と、を備えている。
（カッタビットを一般的に示すときにはカッタビットと称して符号１１を付し、交換用として装填するカッタビットを示すときは新カッタビットと称して符号１１Ａを付し、新カッタビット１１Ａと当接することになる既設のカッタビットを示すときには既設カッタビットと称して符号１１Ｂを付す。）
【００２２】
また、本実施の形態に係るカッタビット装填機構は、水密箱２５とカッタスポーク７との間に両者の間の連通を開閉するスライド式開閉ゲート２９、水密箱２５を異なるカッタスポーク７に対応して配置する際に水密箱２５を浮上させて保持する支持装置３０（図６参照）を備えている。さらに、既設カッタビット１１Ｂの内端面に向けて水を噴射する流体噴射ノズル３１を備えている。なお、本実施の形態におけるスライド式開閉ゲート２９は本発明の開閉ゲートに相当する。
以下、このカッタビット装填機構の各構成についてさらに詳細に説明する。
【００２３】
（１）カッタビット装着溝
カッタビット装着溝は、カッタヘッド３のカッタスポーク７に設けられており、カッタビット１１の前端に設けられたビットが前方に位置する姿勢でカッタビット１１をカッタスポーク７に保持するものである。
【００２４】
（２）カッタビット
カッタビット１１はカッタスポーク７に設けられたカッタビット装着溝に挿入される。カッタビット１１はこのカッタビット装着溝に、径方向中心側から挿入されて、順次、径外方向に移動し、最外径部のカッタビット１１がカッタスポーク７から外れて、捨てられる。
【００２５】
カッタビット１１の後面側に前面側に向けて凹（くぼ）んでいる谷形の係止部１１ｃが形成されている。係止部１１ｃは、後述するように、固定板３３と係止してカッタビット１１が径方向にずれるのを防止する。
【００２６】
（３）固定板
固定板３３はカッタビット１１の後面側に設けられた板状体であり、カッタビット１１の後面の係止部１１ｃに係止する形状に形成されている。固定板３３の後方には固定ジャッキ３５（図１参照）が設けられて、固定板３３を前方に押圧することで、カッタビット１１と固定板３３の係止力が適宜の強さになるようにしている。適宜の強さとは、カッタビット１１の装填時には後方に移動してカッタビット１１の装填を可能とし、カッタビット１１の装填後にはカッタビット１１がずれるのを防止できる強さである。
【００２７】
（４）水密箱
図３は水密箱２５の説明図であり、後述する開閉扉３９を正面として、図３（ａ）が側面図、図３（ｂ）が背面図である。以下、図１〜図３に基づいて水密箱２５について詳細に説明する。
水密箱２５は、円筒部５内に設置されて、カッタビット１１をカッタスポーク７に装填する際に使用されるものである。
水密箱２５は、機内側には新カッタビット１１Ａを挿入するための開閉扉３９を有し、カッタスポーク７に対向する面には開口部４１（後述の図４参照）を有している。
また、水密箱２５の内部には挿入したカッタビット１１の姿勢を保持するサポート４２が設けられている（図２参照）。
【００２８】
水密箱２５はスライド式開閉ゲート２９のゲート部上に着脱可能に設置されている。水密箱２５の底面部２６には最外周が上方に凹（へこ）んだ段部２６ａが形成されている。この段部２６ａが後述のゲート部４６の上部材４６ａの上面に嵌合することで、定位置でかつ水密状態でゲート部上に設置可能となっている。
水密箱２５の両側面には側面から外方に突出する断面が６角形の支持突部４８が設けられている。この支持突部４８は水密箱２５を異なるゲート部上に設置する際に水密箱２５を持ち上げるときに使用される。
なお、水密箱２５の上部には箱内に挿入されたカッタビット１１をカッタスポーク７側に押し出すための押し出しジャッキ２７が設けられている。
【００２９】
（５）スライド式開閉ゲート
スライド式開閉ゲート２９は、水密箱２５の開口部４１に対面して設けられ、水密箱２５の開口部４１と機外側との連通を開閉する。
図４はスライド式開閉ゲート２９のゲート部４６の詳細を示す説明図である。また、図５は後述のゲート部材４６ｃを最前位置にした状態における図２のＨ線に沿う断面（図中上半分）と、ゲート部材４６ｃを最後位置にした状態における図２のＪ線に沿う断面（図中下半分）を示す図である。以下、図２、図４、図５に基づいてスライド式開閉ゲート２９の詳細を説明する。
【００３０】
スライド式開閉ゲート２９は、ゲート上部材４６ａ、ゲート下部材４６ｂ、ゲート上部材４６ａとゲート下部材４６ｂの間をスライドして開口部４１と機外側との連通を開閉するゲート部材４６ｃ、ゲート部材４６ｃに連結されてゲート部材４６ｃをシールド掘進機軸方向前後にスライドさせるジャッキ４７を備えてなる。ゲート部材４６ｃは後方に移動した状態においてはゲート部材ガイド５０によってガイドされることで前後方向の移動がスムーズになるようになっている。
ゲート上部材４６ａとゲート下部材４６ｂとの間にはシール部材５３が設けられている。
ジャッキ４７はジャッキ台にボルトによって取り外し可能に取り付けられている。
図４にはゲート部材４６ｃの前端部を最前位置にした場合を実線で示し、最後位置にした場合を破線で示している。図４から分かるように、ゲート部材４６ｃを最後位置にした場合でもゲート部材４６ｃの最前端がシール部材５３から外れないようになっている。
【００３１】
このようにゲート部材４６ｃを最後位置にした場合でもゲート部材４６ｃの最前端がシール部材５３から外れないようにしたのは以下の理由によるものである。
スライド式開閉ゲート２９はシールド掘進機本体内への土砂等の流入を防止するため水密化する必要がある。そのために開閉口の周りにシール部材５３を配置する必要がある。しかし、ゲート部材４６ｃが後方に移動してシール部材５３から外れ、再びゲート部材４６ｃが前方に移動してシール部材５３に衝突することを繰り返すとシール部材５３が傷つく可能性がある。この結果、水密化の低下、シール部材５３の交換頻度増加の問題に派生する。そこで、シール部材５３とゲート部材４６ｃとが離隔しない（常に接触している）ようにして、ゲート部材４６ｃとシール部材５３とが衝突しないようにしている。
また、ゲート部材４６ｃの端面をテーパ又はアール（Ｒ：曲面）を設けて、ゲート部材４６ｃとシール部材５３の滑らかな接触を可能にしている。
【００３２】
上記のように構成されたスライド式開閉ゲート２９においては、ゲート部材４６ｃをジャッキ４７（図２参照）によって機軸方向前後にスライドさせることで、前記開閉動作を行う。
ゲート部材４６ｃを最前端に移動したときにゲート部４６を全閉にできる。また、ゲート部材４６ｃを最後方に移動したときには（図４の破線で示す図参照）、カッタビットが通過する開口を全開にすることができる。しかし、この状態でもシール部材５３とゲート部材４６ｃは接触状態を保っているので、ゲート部材４６ｃの閉動作を開始したときにもスムーズな動作が可能である。つまり、仮にゲート部材４６ｃがシール部材５３から完全に離れてしまった場合には、閉動作を開始するとゲート部材４６ｃの前端がシール部材５３に衝突する状態が発生するが、この状態が発生すると、シール部材５３のめくれ、ゆがみ、破損等が起こる可能性がある。この点、本実施の形態のようにシール部材５３とゲート部材４６ｃが常に接触状態を保つようにすることで、ゲート部材４６ｃの前端がシール部材５３に衝突することを防止でき、前述のシール部材４６ｃの破損等を可及的に防止できる。
【００３３】
（６）支持装置
図６は支持装置３０の全体構成を説明する説明図である。以下、図６に基づいて支持装置３０について説明する。
支持装置３０は、水密箱２５を異なるカッタスポーク７に対応して配置する際に水密箱２５を浮上させて保持するものである。
支持装置３０は、図６に示すように、水密箱２５の支持突部４８に係止して水密箱２５を支持する支持アーム３２と、支持アーム３２を梃子の腕としたときにこれを支える支点となる支点部材３４とを備えてなる。支点部材３４はシールド掘進機の本体側（非回転側）に着脱可能に取り付けられている。
【００３４】
支持アーム３２は、前部材３２ａと後部材３２ｂから構成され、これらがフランジ部で接続されて構成されている。図７は前部材３２ａの説明図であり、図７（ａ）が正面図、図７（ｂ）が平面図である。また、図８は後部材３２ｂの説明図であり、図８（ａ）が正面図、図８（ｂ）が平面図、図８（ｃ）が右側面図である。
以下、図７、図８に基づいて支持アーム３２を説明する。前部材３２ａは図７（ｂ）に示されるように、平面視で略Ｈ形状をしている。そして、その先端部には水密箱２５の支持突部４８に係止可能な係止部３６を有している。また、後部材３２ｂは略コ字形状をしており、その両足辺の中央には支点部材３４に支持される支持部３８が設けられている。また、後部材３２ｂの後端中央にはチェーンブロックを引っ掛けるための引掛け部４０が形成されている。
【００３５】
図９は支点部材３４の説明図であり、図９（ａ）が正面図、図９（ｂ）が側面図、図９（ｃ）が底面図である。
支点部材３４は、シールド掘進機の本体側に着脱可能に設置できる支点台３４ａと、支点台３４ａ上に設けられて支持アーム３２の支持部３８を支持する支持棒３４ｂから構成される。
【００３６】
以上のように、支持装置３０は、支持アーム３２を構成する前部材３２ａ、後部材３２ｂ、支点部材３４という複数の部品からなり、使用時にこれらの部品を組み立てることで使用できる。つまり、使用時のみ設置できるので、不使用時は取り外しができ、機内スペースを無駄にしない。また、複数の部品からなるので、設置時に部品の取り回しが楽であり、狭いスペースでの取り扱いが容易である。
【００３７】
（７）流体噴射ノズル
流体噴射ノズル３１は、既設カッタビット１１Ｂの端面とゲート部４６との間に向けて水を噴射することによって土砂等を排除して新カッタビット１１Ａの装填時に既設カッタビット１１Ｂと新カッタビット１１Ａとの間に介在物が入るのを防止する。
水を噴射するタイミングは、少なくとも新カッタビット１１Ａと既設カッタビット１１Ｂとが互いに当接する際であり、常時噴射していてもかまわない。
なお、水の噴射力は適宜調整可能にするのが望ましい。
【００３８】
以下、図１〜図に基づいてカッタビット装填方法を説明する。
カッタスポーク７へのカッタビット装填を行うためには、水密箱２５を、カッタビット１１を装填するカッタスポーク７の位置に配置する必要がある。そこで、まず図６に示すように、支持装置３０を組立てる。組立に際しては、支点部材３４をシールド掘進機本体側に設置し、支持アーム３２の後部材３２ｂにおける支持部３８を支点部材３４の支点棒３４ｂによって支持し、後部材３２ｂの前端に前部材３２ａを連結する。このとき、前部材３２ａの係止部３６を水密箱２５の支持突部４８に係止させる。
この状態で、後部材３２ｂの引掛け部４０にチェーンブロックを引っ掛け、後部材３２ｂの後端側を引き下げる。
【００３９】
これによって、水密箱２５は、図６の破線で示すように、支持アーム３２によってゲート部４６の上方に持ち上げられる。この状態でカッタヘッド３を回転駆動させて、カッタビット１１を装填するカッタスポーク７が水密箱２５の下方に来るまで回動させる。当該カッタスポーク７が水密箱２５の下方にきたところで、カッタヘッド３の回転を停止する。そして、支持アーム３２の後端側を引き下げていたチェーンブロックを操作して水密箱２５をゲート部上に載置する。載置後は水密箱２５をボルトで固定する。
その後、ゲート開閉用のジャッキ４７を設置して、ジャッキ４７のロッドをスライド式開閉ゲート２９のゲート部材４６ｃに連結する。
【００４０】
次に、図２に示すように、水密箱２５の開閉扉３９を開けて、新カッタビット１１Ａを水密箱２５内に装入する。装入に際しては、図２に示すような治具５４を用いるとスムーズな操作ができる。
水密箱２５に挿入された新カッタビット１１Ａはサポート４２によってその姿勢が保持される。新カッタビット１１Ａが水密箱２５に装入されると、開閉扉３９が閉じられ、水密箱内に水が充填され、水密箱内の圧力が機外側と同等になるようにされる。これは、スライド式開閉ゲート２９を開放して水密箱内と機外側とが連通したときに、機外側の土砂等が水密箱内に入らないようにすることで、地山が崩れるのを防止するためである。
【００４１】
新カッタビット１１Ａを水密箱２５に装入してスライド式開閉ゲート２９を開放する前に流体噴射ノズル３１から水を噴射する。水を噴射することで、既設カッタビット１１Ｂの上端面に土砂が付着していた場合にこれが除去され、新カッタビット１１Ａと既設カッタビット１１Ｂとの当接面に土砂等が介在するのをより確実に防止できる。
【００４２】
次に、ジャッキ４７を駆動してゲート部材４６ｃを後方に移動することによりスライド式開閉ゲート２９を開放する。そして、押し出しジャッキ２７を伸長して新カッタビット１１Ａをカッタスポーク７側に押し出す。これによって、新カッタビット１１Ａは水密箱２５内のサポート４２に姿勢保持されて既設カッタビット１１Ｂ側に押し出される。押し出しジャッキ２７をさらに伸長すると、カッタビット１１Ａは水密箱２５の下面、ゲート部材４６ｃを通過し、新カッタビット１１Ａの下端面と既設カッタビット１１Ｂの上端面が当接する。
【００４３】
この状態で押し出しジャッキ２７をさらに伸長して新カッタビット１１Ａをカッタスポーク７側に完全に押し出すと、既設カッタビット１１Ｂおよびその径外方向にあるカッタビット１１は径外方向に移動して、最外径に位置するカッタビット１１がカッタスポーク７から外れる。このとき、各カッタビット１１の端面は流体噴射ノズル３１からの水によって土砂等が流され、両カッタビットの当接面には介在物が存在しない。よって、カッタビット１１の径方向長さは規格通りであり、また、カッタビット１１の後面と固定板３３の各山谷のピッチにずれがないので、カッタビット１１は固定板３３によってしっかりとずれ防止が図られる。
カッタビットの装填が終了すると、ジャッキ４７を伸長してゲート部材４６ｃを前方向に移動し、ゲートを閉止する。
そして、水密箱内の水を図示しないバルブを開放することで機内側に捨てる。
【００４４】
一つのカッタスポーク７へのカッタビット１１の装填が終了し、他のカッタスポーク７へのカッタビット１１の装填を行う場合には、支持装置３０によって水密箱２５を支持してカッタヘッド３を回動させる等、上述と同様の操作を行う。そして、カッタビット装填の必要なカッタスポークへのカッタビットの装填が終了したら支持アーム３２、支点部材３４を取り外す。
【００４５】
以上のように、本実施の形態においては、カッタヘッド３の円筒部５に各カッタスポーク７に対応させてゲート部４６を設け、また、円筒部内に水密箱２５を機内の固定側から支持して持ち上げることにより、単一の水密箱２５を複数のカッタスポーク７で共用できるようにしたので、狭い円筒部内に複数のカッタスポークに対するビット交換用の水密箱２５を設置でき、スライド式開閉ゲート２９と相まって簡易な構造でのカッタビット装填を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機の前端部の説明図である。
【図２】図１における領域Ａ部の拡大図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る水密箱の説明図である。
【図４】図２にける長丸Ｂで囲んだ部分の拡大図である。
【図５】図２におけるＨ線に沿う断面とＪ線に沿う断面を示した図である。
【図６】本発明の一実施の形態における支持装置の説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態における支持装置を構成する部材の説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態における支持装置を構成する部材の説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態における支持装置を構成する部材の説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  スキンプレート、３  カッタヘッド、５  円筒部、９  回転カッタ、１１  カッタビット、凹陥部１１ｆ、１７  カッタ駆動モータ、２５  水密箱、２７  押し出しジャッキ、２９  スライド式開閉ゲート、３０  支持装置、３１  流体噴射ノズル、３２  支持アーム、３３  固定板、３４  支点部材、３５  固定ジャッキ、４６  ゲート部、４７  ジャッキ、５３  シール部材。
【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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