(57)【要約】【課題】極めて簡易な機構を用いてビットを容易に交換することを実現可能としたカッター及びこうしたカッターを備えた掘進装置を提供する。【解決手段】その軸心回りに回転可能に構成された回転アーム部１４と、この回転アーム部に設けられたビット１７、１７Ａと、駆動軸４が一定範囲で空回り可能であると共に同駆動軸と係合可能に構成された係合部２０を有し、駆動軸４が係合部２０と係合した状態での駆動軸４の回転に伴って、この駆動軸４を回転軸として回転可能に構成されたカッター本体９と、駆動軸４の空回り状態での駆動軸４の回転に伴って、回転アーム部１４を回転せしめる回転手段とを備える。【選択図】図３
2012077477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その軸心回りに回転可能に構成された回転アーム部と、該回転アーム部に設けられたビットと、駆動軸が一定範囲で空回り可能であると共に同駆動軸と係合可能に構成された係合部を有し、前記駆動軸が前記係合部と係合した状態での同駆動軸の回転に伴って、同駆動軸を回転軸として回転可能に構成されたカッター本体と、
前記駆動軸の空回り状態での同駆動軸の回転に伴って、前記回転アーム部を回転せしめる回転手段とを備える
カッター。
【請求項２】
前記回転手段は、前記駆動軸の一方向の回転のみに伴って、前記回転アーム部を回転せしめる
請求項１に記載のカッター。
【請求項３】
前記回転手段は、前記駆動軸の一方向の回転に伴って前記回転アーム部を一方向に回転せしめ、前記駆動軸の逆方向の回転に伴って前記回転アーム部を逆方向に回転せしめる
請求項１に記載のカッター。
【請求項４】
前記回転アーム部には種類の異なる複数のビットが設けられた
請求項１、請求項２または請求項３に記載のカッター。
【請求項５】
前記回転アーム部には、略１８０°を隔てた位置にビットが設けられた
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載のカッター。
【請求項６】
前記カッター本体は、ビットが設けられた固定アーム部を有すると共に、
前記回転アーム部に設けられた一のビットは前記固定アーム部に設けられたビットよりも高さが大きく、前記回転アーム部に設けられた他のビットは前記固定アーム部に設けられたビットよりも高さが小さい
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５に記載のカッター。
【請求項７】
その軸心回りに回転可能に構成された回転アーム部と、該回転アーム部に設けられたビットとを有し、駆動軸の回転に伴って、同駆動軸を回転軸として回転可能に構成されたカッター本体と、
前記回転アーム部を回転せしめる回転手段とを備える
カッター。
【請求項８】
駆動軸と、
該駆動軸を回転せしめる駆動源と、
その軸心回りに回転可能に構成された回転アーム部と、該回転アーム部に設けられたビットと、前記駆動軸が一定範囲で空回り可能であると共に同駆動軸と係合可能に構成された係合部を有し、前記駆動軸が前記係合部と係合した状態での同駆動軸の回転に伴って、同駆動軸を回転軸として回転可能に構成されたカッター本体と、
前記駆動軸の空回り状態での同駆動軸の回転に伴って、前記回転アーム部を回転せしめる回転手段とを備える
掘進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッター及び掘進装置に関する。詳しくはビットの交換を掘削作業中に行うことができるカッター及びこうしたカッターを備えた掘進装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から掘進装置のビットの交換は、掘削前方の地中に対して地盤改良を行った後に、作業員が切羽前面に出ることによって行われていた。
【０００３】
しかし、このような交換方法では作業の安全性と作業の効率性の観点から望ましくないために、作業員によらないで機械的にビットを交換する機構が開発されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
具体的には、非特許文献１に記載されたビットを交換する機構では、図１２に示すように、カッター１０１を構成する回転スポーク１０２は、外筒１０３と内筒１０４からなる二重構造とされている。また、外筒１０３の前面にはビット１０５が装着されると共に、背面には予備用の予備ビット１０６が装着されている。更に、カッター１０１の後方のバルクヘッド１０７にはラック１０８が設けられている。
【０００５】
上記の様に構成された機構で新しいビットに交換する場合には、先ず、ラック１０８をバルクヘッド１０７から押し出して回転スポーク１０２と噛み合わせる。次に、ラック１０８と回転スポーク１０２が噛み合った状態で回転スポーク１０２の外筒１０３を１８０度回転させる。
【０００６】
この様にして、予備ビット１０６がカッター１０１の前面に移動することとなり、ビット１０５を予備ビット１０６に交換することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】機械式ビット交換「リボビット」、清水建設、［平成２２年８月５日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｈｉｍｚ．ｃｏ．ｊｐ／ｔｗ／ｔｅｃｈ＿ｓｈｅｅｔ／ｒｎ００７０／ｒｎ００７０．ｈｔｍｌ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に記載されたビットを交換する機構では、回転スポークを回転させるためのラックが不可避的に必要であり、このラックを駆動するための駆動設備が新たに必要となる。
【０００９】
なお、大型の掘進装置（例えば、直径が３ｍ以上）の場合では、掘進装置内に人が出入りするスペースがあるためにラックの駆動操作や交換設備等の設置が可能となる。しかし、都市部における下水等の地下掘削では小型の掘進装置（例えば、直径が１ｍ〜２ｍ程度）を使用するために、人の出入りや設備等を設置するスペースを確保することができないのが現状である。即ち、小型の掘進装置ではビットを交換するために新たな交換設備等を設置することができず、非特許文献１に記載されたビットを交換する機構では対応が困難である。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、極めて簡易な機構を用いてビットを容易に交換することを実現可能としたカッター及びこうしたカッターを備えた掘進装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係るカッターは、その軸心回りに回転可能に構成された回転アーム部と、該回転アーム部に設けられたビットと、駆動軸が一定範囲で空回り可能であると共に同駆動軸と係合可能に構成された係合部を有し、前記駆動軸が前記係合部と係合した状態での同駆動軸の回転に伴って、同駆動軸を回転軸として回転可能に構成されたカッター本体と、前記駆動軸の空回り状態での同駆動軸の回転に伴って、前記回転アーム部を回転せしめる回転手段とを備える。
【００１２】
ここで、係合部が、駆動軸が一定範囲で空回り可能であると共に駆動軸と係合可能に構成され、駆動軸が係合部と係合した状態での駆動軸の回転に伴ってカッター本体が回転し、駆動軸の空回り状態での駆動軸の回転に伴って回転アーム部が回転すべく構成されたことによって、係合状態での駆動軸の回転により掘進作業を行うことができると共に、空回り状態での駆動軸の回転によりビットの交換を行うことができる。即ち、駆動軸の回転を係合状態と空回りとを適宜切り替えることによって、掘進作業とビットの交換作業とを切り替えることが可能となる。
【００１３】
また、回転手段が、駆動軸の一方向の回転のみに伴って回転アーム部を回転せしめる様に構成された場合には、所定の方向（例えば右回転方向）に駆動軸を回転（係合状態で回転）させることでカッター本体を回転させて掘進作業を行い、ビットの交換時には逆の方向（例えば左回転方向）に駆動軸を回転（空回り）させることで回転アーム部を回転させる。なお、ビットの交換後には再び所定の方向（例えば右回転方向）に駆動軸を回転（係合状態で回転）させることでカッター本体を回転させて掘進作業を行うこととなる。
【００１４】
更に、回転手段が、駆動軸の一方向の回転に伴って回転アーム部を一方向に回転せしめ、駆動軸の逆方向の回転に伴って回転アーム部を逆方向に回転せしめる様に構成された場合には、所定の方向（例えば右回転方向）に駆動軸を回転（係合状態で回転）させることでカッター本体を回転させて掘進作業を行い、ビット交換時には逆の方向（例えば左回転方向）に駆動軸を回転（空回り）させることで回転アーム部を回転させる。なお、ビットの交換後にはそのまま逆の方向（例えば左回転方向）に駆動軸を回転（係合状態で回転）させることでカッター本体を回転させて掘進作業を行うこととなる。
【００１５】
また、回転アーム部に種類の異なる複数のビットが設けられた場合には、状況に応じて使用するビットの種類を適宜選択することが可能となる。例えば、掘削中の地層の状態に応じて最適な種類のビットを選択する等の対応を採ることが可能となる。
【００１６】
また、回転アーム部の略１８０°を隔てた位置にビットが設けられた場合には、掘進装置の隔壁板に開口される泥土吸引口を遮蔽することがなく、効率的に掘進作業を行うことができる。
【００１７】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るカッターは、その軸心回りに回転可能に構成された回転アーム部と、該回転アーム部に設けられたビットとを有し、駆動軸の回転に伴って、同駆動軸を回転軸として回転可能に構成されたカッター本体と、前記回転アーム部を回転せしめる回転手段とを備える。
【００１８】
ここで、回転手段でアーム部を回転せしめることによって、ビットの交換が可能となる。
【００１９】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る掘進装置は、駆動軸と、該駆動軸を回転せしめる駆動源と、その軸心回りに回転可能に構成された回転アーム部と、該回転アーム部に設けられたビットと、前記駆動軸が一定範囲で空回り可能であると共に同駆動軸と係合可能に構成された係合部を有し、前記駆動軸が前記係合部と係合した状態での同駆動軸の回転に伴って、同駆動軸を回転軸として回転可能に構成されたカッター本体と、前記駆動軸の空回り状態での同駆動軸の回転に伴って、前記回転アーム部を回転せしめる回転手段とを備える。
【００２０】
ここで、係合部が、駆動軸が一定範囲で空回り可能であると共に駆動軸と係合可能に構成され、駆動軸が係合部と係合した状態での駆動軸の回転に伴ってカッター本体が回転し、駆動軸の空回り状態での駆動軸の回転に伴って回転アーム部が回転すべく構成されたことによって、係合状態での駆動軸の回転により掘進作業を行うことができると共に、空回り状態での駆動軸の回転によりビットの交換を行うことができる。即ち、駆動軸の回転を係合状態と空回りとを適宜切り替えることによって、掘進作業とビットの交換作業とを切り替えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のカッター及び掘進装置では、極めて簡易な機構を用いてビットを容易に交換することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用した掘進装置の内部機構の一例を説明するための模式図である。
【図２】本発明を適用したカッターの一例を説明するための模式図である。
【図３】本発明を適用したカッターの一例の内部構造を説明するための模式図である。
【図４】本発明を適用したカッターの一例における係合部を説明するための立体模式図である。
【図５】本発明を適用したカッターの一例における係合部の動作を説明するための立体模式図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例を説明するための模式図である。
【図７】本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための立体模式図である。
【図８】本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための模式図である。
【図９】本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための模式的な斜視図である。
【図１０】本発明を適用したカッターの更に他の一例を説明するための立体模式図である。
【図１１】本発明を適用したカッターの更に他の一例の構造を説明するための断面模式図である。
【図１２】従来のカッターの一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明を適用した掘進装置の内部機構の一例を説明するための模式図である。図２は本発明を適用したカッターの一例を説明するための模式図である（図２（イ）は本発明を適用したカッターの一例を説明するための立体模式図、図２（ロ）は本発明を適用したカッターの一例を説明するための正面模式図を示す。）。図３は本発明を適用したカッターの一例の内部構造を説明するための模式図である（図３（イ）は本発明を適用したカッターの一例の内部構造を説明するための正面断面模式図、図３（ロ）は本発明を適用したカッターの一例の内部構造を説明するための要部断面模式図を示す。）。
【００２５】
ここで示す掘進装置１は、筒状の装置本体２内に駆動源３が内包され、装置本体２の中心軸線上には駆動源３の動力で回転する駆動軸４が設けられている。
【００２６】
更に、装置本体２の前部開口端５内には隔壁板６が設けられている。隔壁板６には泥土吸引口７が開口されており、この泥土吸引口７には吸引管８が装置本体２内部より接続されている。
【００２７】
また、駆動軸４は隔壁板６の略中心部から突出しており、駆動軸４の先端にカッター本体９が連結されている。
【００２８】
ここで、カッター本体９は、円環部１０の略中心部にアーム連結部１１が設けられ、このアーム連結部１１と円環部１０との間に一定間隔ごとに固定アーム部１２と回転アーム部１４が交互に渡設された構成とされている。
【００２９】
この回転アーム部１４は、アーム連結部１１と円環部１０に軸受部１５、１５Ａが取り付けられ、この軸受部１５、１５Ａとの間に回動軸１６が設けられている。
【００３０】
ここで、回動軸１６の一端はアーム連結部１１に設けられる軸受部１５を貫通し、また、回動軸１６の他端は円環部１０に設けられる軸受部１５Ａに嵌め入れられている。
【００３１】
また、固定アーム部１２の前方側（掘削方向側）には固定ビット１３が突設されている。更に、回転アーム部１４の回動軸１６の外周面には、ビット１７（一のビット１７Ａ及び他のビット１７Ｂ）が突設されている。具体的には、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂとは、１８０°の角度を隔てて配置されている。
【００３２】
なお、本実施の形態では、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂは、掘削中の地層の状態に応じた異なる種類のビットを採用している。具体的には、一のビット１７Ａには「普通土や玉石まじりの砂礫土用のビット」を採用し、他のビット１７Ｂには「木材用のビット」を採用している。この様に種類の異なるビットを採用し、掘削中の地層に状態に応じたビットを利用することで、効率的な掘削が可能となる。
【００３３】
次に、図４（図４（イ）は本発明を適用したカッターの係合部の一例を説明するための立体模式図、図４（ロ）は本発明を適用したカッターの係合部の要部を説明するための立体模式図を示す。）及び図５を参照しながら、駆動軸４と係合可能に構成された係合部２０について詳述する。
【００３４】
先ず、係合部２０は、その中心軸線上に駆動軸４が挿通可能な連結用穴部１９が設けられている。
【００３５】
また、係合部２０には凸部２３が連結用穴部１９側に突出して設けられており（図５参照）、凸部２３は駆動軸４に突設された係合片２２と係合状態を構成することができる。具体的には、駆動軸４を右方向回転（図５中符号Ａで示す方向に回転）させた場合には、係合片２２の一方の端部と凸部２３の一方の端部が係合し、駆動軸４を左方向回転（図５中符号Ｂで示す方向に回転）させた場合には、係合片２２の他方の端部と凸部２３の他方の端部が係合する様に構成されている。
【００３６】
なお、図５（イ）の状態から図５（ロ）の状態へと移行する際、若しくは、図５（ロ）の状態から図５（イ）の状態へと移行する際には、即ち、駆動軸４を右方向回転（図５中符号Ａで示す方向に回転）から左方向回転（図５中符号Ｂで示す方向に回転）へと移行する際、若しくは、駆動軸４を左方向回転（図５中符号Ｂで示す方向に回転）から右方向回転（図５中符号Ａで示す方向に回転）へと移行する際には、係合片２２は連結用穴部１９内を移動することとなり、凸部２３とは係合状態を構成しない。
【００３７】
そして、係合片２２と凸部２３が係合状態を構成しない状態では、駆動軸４が回転したとしても、回転力がカッター本体９に伝達されることがないために、駆動軸４は所謂空回り状態となる。
【００３８】
一方で、係合片２２と凸部２３が係合した状態では、駆動軸４が回転すると、回転力がカッター本体９に伝達され、駆動軸４を回転軸としてカッター本体９が回転することとなる。
【００３９】
次に、本実施の形態では、回転手段の一例として、第１の歯車２４及び第２の歯車２５が設けられている（図３参照）。具体的には、駆動軸４の先端に第１の歯車２４が設けられると共に、回動軸１６の一端に第２の歯車が設けられている。なお、第１の歯車２４の回転面と第２の歯車２５の回転面は略直角となる様に設置されている。また、本実施の形態では、第１の歯車２４と第２の歯車２５は、同種、同形状の傘歯状の歯車を採用している。
【００４０】
この様にして、同種、同形状の傘歯状の第１の歯車２４と第２の歯車２５を歯合させることで、駆動軸４を空回りさせた場合に第１の歯車２４が回転し、この第１の歯車２４と歯合する第２の歯車２５は同等に回転することとなる。即ち、駆動軸４が空回り状態のときに第２の歯車２５が回転し、駆動軸４の空回りに伴って回動軸１６が回転することとなる。
【００４１】
以下、本発明を適用した掘進装置の動作を説明する。
先ず、駆動軸４を右方向回転（図５中符号Ａで示す方向に回転）することで掘削を行うとすると、係合片２２と凸部２３とは図５（イ）で示す様な係合状態をなしてカッター本体９が回転することとなる。
【００４２】
なお、この状態（図５（イ）で示す状態）では、各回転アーム部１４の一のビット１７Ａが掘進方向に向いており、一のビット１７Ａを利用して掘削作業を行うこととなる。
【００４３】
ところで、掘削中の地層内に木材が存在しており、一のビット（普通土や玉石まじりの砂礫用のビット）１７Ａを他のビット（木材用のビット）１７Ｂに交換する必要が生じた場合には、駆動軸４を左方向回転（図５中符号Ｂで示す方向に回転）に変更する。
【００４４】
ここで、駆動軸４を左方向回転に変更すると、図５（イ）の状態から図５（ロ）の状態に移行するまでの間、駆動軸４が空回りすることとなるが、この空回りによって、回動軸１６が１８０度回転し、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂの位置が入れ替わることとなり、他のビット１７Ｂが掘進方向を向くこととなる。
【００４５】
引き続いて、駆動軸４を左方向回転（図５中符号Ｂで示す方向に回転）することで、係合片２２と凸部２３とは図５（ロ）で示す様な係合状態をなしてカッター本体９が回転することとなり、他のビット１７Ｂを利用して掘削作業を行うこととなる。
【００４６】
なお、地層内の木材の掘削が終了し、再び普通土を掘削することとなった場合には、駆動軸４を右方向回転（図５中符号Ａで示す方向に回転）に再び変更する。駆動軸４を右方向回転に変更すると、図５（ロ）の状態から図５（イ）の状態に移行するまでの間、駆動軸４が空回りすることとなるが、この空回りによって、回動軸１６が１８０度回転し、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂの位置が入れ替わることとなり、一のビット１７Ａが掘進方向に向くこととなる。
【００４７】
本発明を適用した掘進装置では、ビットを交換するにあたって、単に駆動軸の回転方向を変更するのみで良く、その機構が極めて簡易であり、結果として、小型化の実現が可能である。
【００４８】
また、駆動軸の回転方向を変更するだけで、ビットの交換が可能であることから、ビットの交換作業に要する時間の短縮化が実現し、作業効率の向上が期待できる。
【００４９】
［変形例］
ここで、第１の実施の形態では、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂとして、掘削中の地層の状態に応じた異なる種類のビットを採用した場合を例に挙げて説明を行っている。しかし、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂとは、必ずしも異なる種類のビットを採用する必要はない。即ち、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂとして同種のビットを採用し、一のビット１７Ａが掘削により摩耗した場合に、他のビット１７Ｂと交換するといった利用方法であっても良い。
【００５０】
なお、同種のビットを採用することで、一のビット１７Ａが摩耗した後に摩耗していない他のビット１７Ｂで掘削を行い、掘削距離の長距離化が実現することとなる。
【００５１】
ところで、一のビット１７Ａ、他のビット１７Ｂ、固定ビット１３の高さを、
一のビット１７Ａ  ＞  固定ビット１３  ＞  他のビット１７Ｂ
となる様に構成した場合には、先ずは一のビット１７Ａで掘削を行い、一のビット１７Ａが摩耗した後に固定ビット１３Ｂで掘削を行い、固定ビット１３が摩耗した後に他のビット１７Ｂで掘削を行うといった使用方法もでき、こうした使用方法によって、より一層の掘削距離の長距離化が期待できる。
【００５２】
また、第１の実施の形態では、固定アーム部１２に固定ビット１３が設けられた場合を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも固定ビット１３を設ける必要は無く、図６で示す様に、固定ビット１３を設けない固定アーム部１２を採用しても良い。
【００５３】
更に、第１の実施の形態では、駆動軸４の空回りに伴って回転する回転アーム部１４のみならず、固定アーム部１２が設けられた場合を例に挙げて説明を行っているが、固定アーム部１２を設けることなく、全て回転アーム部１４としても良い。
【００５４】
また、第１の実施の形態では、固定アーム部１２と回転アーム部１４とが環状の円環部１０で連結された場合を例に挙げて説明を行っているが、必ずしも円環部１０が設けられる必要は無く、固定アーム部１２と回転アーム部１４とは連結されることなく、互いに分離した状態に構成されていても良い。
【００５５】
＜第２の実施の形態＞
図７は本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための立体模式図である（図７（イ）は本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための立体模式図、図７（ロ）は本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための一部分解立体模式図を示す。）。図８は本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための模式図である（図８（イ）は本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための正面模式図、図８（ロ）は本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための要部断面模式図を示す。）、図９は本発明を適用したカッターの他の一例を説明するための模式的な斜視図である。
【００５６】
ここで示すカッター本体９Ａは、その略中心部にアーム連結部１１Ａが設けられ、このアーム連結部１１Ａに回転アーム部１４Ａが一定間隔ごとに設けられた構成とされている。
【００５７】
この回転アーム部１４Ａは、回動軸１６Ａ、固定軸２６及び外筒体１８を有して構成されている。筒状の固定軸２６に回動軸１６Ａが挿入されている。また、外筒体１８は固定軸２６に外挿された状態で、回動軸１６Ａの端部に設けられた天板２７と固着されることで、回動軸１６Ａと外筒体１８とが一体化されている。即ち、回動軸１６Ａが回転することで、外筒体１８も回転する様に構成されている。
【００５８】
また、外筒体１８の外周面には、ビット１７（一のビット１７Ａ及び他のビット１７Ｂ）が突設されている。具体的には、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂとは、１８０°の角度を隔てて配置されている。
【００５９】
なお、本実施の形態では、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂは、掘削中の地層の状態に応じた異なる種類のビットを採用している。具体的には、一のビット１７Ａには「普通土や玉石まじりの砂礫土用のビット」を採用し、他のビット１７Ｂには「木材用のビット」を採用している。この様に、種類の異なるビットを採用し、掘削中の地層の状態に応じたビットを利用することで、効率的な掘削が可能となる。
【００６０】
なお、係合部２０は、上記した第１の実施の形態と同様に構成されている。即ち、係合部２０には凸部２３が連結用穴部１９側に突出して設けられており（図５参照）、凸部２３は駆動軸４に突設された係合片２２と係合状態を構成することができる。具体的には、駆動軸４を右方向回転（図５中符号Ａで示す方向に回転）させた場合には、係合片２２の一方の端部と凸部２３の一方の端部が係合し、駆動軸４を左方向回転（図５中符号Ｂで示す方向に回転）させた場合には、係合片２２の他方の端部と凸部２３の他方の端部が係合する様に構成されている。
【００６１】
次に、本実施の形態では、回転手段の一例として、第１の歯車２４Ａ及び第２の歯車２５Ａが設けられている。具体的には、駆動軸４の先端に第１の歯車２４Ａが設けられると共に、回動軸１６Ａの一端に第２の歯車２５Ａが設けられている。なお、第１の歯車２４Ａの回転面と第２の歯車２５Ａの回転面は略直角となる様に配置されている。また、本実施の形態では、第１の歯車２４Ａと第２の歯車２５Ａは、同種、同形状の傘歯状の歯車を採用している。
【００６２】
更に、本実施の形態では、例えば、一方向クラッチ機構等を採用することで、第１の歯車２４Ａの一方向の回転（例えば、左方向回転）のみが第２の歯車２５Ａに伝達され、逆方向の回転（例えば、右方向回転）は第２の歯車２５Ａに伝達されない様に構成されている。
【００６３】
この様にして、同種、同形状の傘歯状の第１の歯車２４Ａと第２の歯車２５Ａを歯合させることで、駆動軸４を左回転方向に空回りさせた場合に第１の歯車２４Ａの回転が第２の歯車２５Ａに伝達され、第２の歯車２５Ａは第１の歯車２４Ａと同等に回転することとなる。即ち、駆動軸４が左回転方向に空回り状態のときに第２の歯車２５Ａが回転し、駆動軸４の左回転方向の空回りに伴って回動軸１６Ａが回転することとなる。
【００６４】
なお、駆動軸４を右回転方向に空回りさせた場合には、第１の歯車２４Ａは回転するものの、第１の歯車２４Ａの回転が第２の歯車２５Ａに伝達されないために、回動軸１６Ａが回転することはない。
【００６５】
以下、本発明を適用した掘進装置の動作を説明する。
先ず、駆動軸４を右方向回転（図５中符号Ａで示す方向に回転）することで掘削を行うとすると、係合片２２と凸部２３とは図５（イ）で示す様な係合状態をなしてカッター本体９が回転することとなる。
【００６６】
なお、この状態（図５（イ）で示す状態）では、各回転アーム部１４の一のビット１７Ａが掘進方向に向いており、一のビット１７Ａを利用して掘削作業を行うこととなる。
【００６７】
ところで、掘削中の地層内に木材が存在しており、一のビット（普通土や玉石まじりの砂礫用のビット）１７Ａを他のビット（木材用のビット）１７Ｂに交換する必要が生じた場合には、駆動軸４を左方向回転（図５中符号Ｂで示す方向に回転）に変更する。
【００６８】
ここで、駆動軸４を左方向回転に変更すると、図５（イ）の状態から図５（ロ）の状態に移行するまでの間、駆動軸４が空回りすることとなるが、この左方向回転の空回りによって、回動軸１６Ａが１８０度回転し、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂの位置が入れ替わることとなり、他のビット１７Ｂが掘進方向を向くこととなる。
【００６９】
引き続いて、駆動軸４を右方向回転に変更すると、図５（ロ）の状態から図５（イ）の状態に移行するまでの間、駆動軸４が空回りすることとなるが、この右方向回転の空回りによって回動軸１６Ａは回転しないため、他のビット１７Ｂが掘進方向を向いたままである。その後、係合片２２と凸部２３とは図５（イ）で示す様な係合状態をなしてカッター本体９が回転することとなり、他のビット１７Ｂを利用して掘削作業を行うこととなる。
【００７０】
なお、地層内の木材の掘削が終了し、再び普通土を掘削することとなった場合には、駆動軸４を左方向回転（図５中符号Ｂで示す方向に回転）に再び変更する。駆動軸４を左方向回転に変更すると、図５（イ）の状態から図５（ロ）の状態に移行するまでの間、駆動軸４が空回りすることとなるが、この左方向回転の空回りによって、回動軸１６Ａが１８０度回転し、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂの位置が入れ替わることとなり、他のビット１７Ｂが掘進方向を向くこととなる。
【００７１】
本発明を適用した掘進装置では、ビットを交換するにあたって、単に駆動軸の回転方向を変更するのみで良く、その機構が極めて簡易であり、結果として、小型化の実現が可能である。
【００７２】
なお、本実施の形態では、駆動軸４の回転方向の切替を複数回行うことによって、回転アーム部１４を連続的に同一方向に回転することができる。そのために、必ずしも駆動軸４の１回の空回りで回転アーム部１４を１８０度回転させる必要がなく、空回りスペースの省スペース化が実現し、より一層の小型化が実現できる。
【００７３】
また、駆動軸の回転方向を変更するだけで、ビットの交換が可能であることから、ビットの交換作業に要する時間の短縮化が実現し、作業効率の向上が期待できる。
【００７４】
［変形例］
ここで、第２の実施の形態について、上記した第１の実施の形態の様に、固定アーム部が形成されても良く、また、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂとが同種であっても良い。更に、第１の実施の形態の様に、円環部１０が形成されていても良い。
【００７５】
＜第３の実施の形態＞
図１０は本発明を適用したカッターの更に他の一例を説明するための立体模式図、図１１は本発明を適用したカッターの更に他の一例の構造を説明するための断面模式図である。
【００７６】
ここで示すカッター本体９Ｂは、円環部１０Ａに一定間隔ごとに固定アーム部１２Ａと回転アーム部１４Ｂが交互に設けられている。なお、本実施の形態では、９０度間隔で固定アーム部１２Ａと回転アーム部１４Ｂとが設けられており、固定アーム部１２Ａ同士、回転アーム部１４Ｂ同士は一直線上に配置されている。
【００７７】
この回転アーム部１４Ｂは、回動軸１６Ｂと外筒体１８Ａを有して構成されており、回動軸１６Ｂに外筒体１８Ａが外挿された状態で、回動軸１６Ｂと外筒体１８Ａとが一体化されている。即ち、回動軸１６Ｂが回転することで、外筒体１８Ａも回転する様に構成されている。
【００７８】
なお、２つの回転アーム部１４Ｂは回動軸１６Ｂが共通化されており、共通化された回動軸１６Ｂの両端は、円環部１０Ａに設けられた軸受部（図示せず）に回転可能な状態で嵌め入れられている。また、回動軸１６Ｂの略中央部分には回転歯車２８が外挿されている。
【００７９】
また、外筒体１８Ａの外周面には、ビット１７（一のビット１７Ａ及び他のビット１７Ｂ）が突設されている。具体的には、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂとは、１８０°の角度を隔てて配置されている。
【００８０】
なお、本実施の形態では、一のビット１７Ａと他のビット１７Ｂは、掘削中の地層の状態に応じた異なる種類のビットを採用している。具体的には、一のビット１７Ａには「普通土や玉石まじりの砂礫土用のビット」を採用し、他のビット１７Ｂには「木材用のビット」を採用している。この様に、種類の異なるビットを採用し、掘削中の地層の状態に応じたビットを利用することで、効率的な掘削が可能となる。
【００８１】
また、回転歯車２８の後部側には回動軸１６Ｂと直交するように平歯車２９が回転歯車２８と歯合した状態で配置されている。
【００８２】
この平歯車２９は、その進行方向の両側端が油圧シリンダ３０のロッド３１に連結され、ロッド３１の収縮によって平歯車２９が回転歯車２８の回転方向に自在に可動できる構成とされている。
【００８３】
なお、カッター本体９Ｂには駆動軸４が連結されており、駆動源３により駆動軸４に回転力が付与され、駆動軸４の回転に伴ってカッター本体９Ｂが回転することとなる。
【００８４】
以下、本発明を適用した掘進装置の動作について説明する。
先ず、掘削当初は回転アーム部１４Ｂの一のビット１７Ａが掘進方向を向いた状態とし、駆動軸４を回転させ掘削を進めていく。
【００８５】
ところで、掘削中の地層内に木材が存在しており、一のビット（普通土や玉石まじりの砂礫用のビット）１７Ａを他のビット（木材用のビット）１７Ｂに交換する必要が生じた場合には、油圧シリンダ３０のロッド３１の一方が収縮し、他方が伸長する様に油圧モータ（図示せず。）を制御し、平歯車２９を移動させる。ここで、平歯車２９を移動させることで、回転歯車２８が回転し、その結果、回動軸１６Ｂが回転して他のビット１７Ｂが掘進方向を向くこととなる。
【００８６】
本発明を適用した掘進装置では、ビットを交換するにあたって、単に平歯車を往復運動せしめるのみで良く、その機構が極めて簡易であり、結果として、小型化の実現が可能である。
【００８７】
また、平歯車を往復運動するだけで、ビットの交換が可能であることから、ビットの交換作業に要する時間の短縮化が実現し、作業効率の向上が期待できる。
【符号の説明】
【００８８】
１      掘進装置
２      装置本体
３      駆動源
４      駆動軸
５      前部開口端
６      隔壁板
７      泥土吸引口
８      吸引管
９      カッター本体
１０、１０Ａ  円環部
１１    アーム連結部
１２、１２Ａ  固定アーム部
１３、１３Ａ    固定ビット
１４、１４Ａ、１４Ｂ  回転アーム部
１５、１５Ａ  軸受部
１６、１６Ａ、１６Ｂ  回動軸
１７    ビット
１７Ａ  一のビット
１７Ｂ  他のビット
１８、１８Ａ  外筒体
１９    連結用穴部
２０    係合部
２２    係合片
２３    凸部
２４、２４Ａ  第１の歯車
２５、２５Ａ  第２の歯車
２６    固定軸
２７    天板
２８    回転歯車
２９    平歯車
３０    油圧シリンダ
３１    ロッド
【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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