(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド本体の前部に隔壁により形成された圧力室と、該圧力室の前部に回転自在に配置されたカッタヘッドと、前記カッタヘッドに中心部材から半径方向に突設されて多数のカッタビットが取付けられた複数本のカッタスポークとを具備したシールド掘進機において、
前記隔壁に、カッタスポークを収容してカッタビットの交換作業が可能な作業区画体を設置し、
前記作業区画体に、前面にカッタスポークを挿入可能に形成された前面開口部と、当該前面開口部のシールド軸心側に連続して形成されてカッタスポークを挿入可能な端面開口部と、カッタスポークの収容前および収容後に前記前面開口部をそれぞれ開閉可能で、かつカッタスポークの収容後に端面開口部を閉鎖可能な前面ゲートを有する前面開閉装置と、カッタスポークの収容前の端面開口部を閉鎖可能なスライドゲートを有する端部開閉装置とを設け、
前記シールド本体に、カッタヘッドをシールド軸心方向に沿って圧力室内に後退可能にしてカッタスポークを作業区画体に収容可能なカッタ後退機構および作業区画体をシールド軸心方向に沿って突出してカッタスポークを作業区画体に収容可能な区画体突出機構の少なくとも一方を設けた
ことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
前面開閉装置の前面ゲートは、左右に２分割されて左右両側に移動され前面開口部を開閉可能な前面プレートと、これら左右の前面プレートの上辺部および下辺部にそれぞれ設けられた回動板部とを有し、
シールド軸心側の前記回動板部に、収容したカッタスポークに外嵌するネック用切欠き部を形成した
ことを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項３】
端部開閉装置は、シールド軸心方向に出退して端面開口部を開閉可能なスライドゲートを有し、
該スライドゲートの端面開口部の閉鎖位置で、前記前面ゲートを閉鎖状態に保持する開動係止部を設けた
ことを特徴とする請求項２記載のシールド掘進機。
【請求項４】
区画作業体の底板に、カッタスポークのネック部が嵌合可能な端面開口部を形成し、
前面開閉装置は１個の前面ゲートからなり、当該前面ゲートは、左右方向に回動自在に支持されて前面開口部を開閉可能な円弧状断面の前面プレートと、この前面プレートの前記底板側に設けられて、カッタスポークのネック部が嵌合された端面開口部の前部を閉鎖可能な円弧形プレートとを有する
ことを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項５】
カッタビットの交換対象となるカッタスポークを伸縮自在として、外端側を含むカッタスポークを作業区画体内に収容可能に構成した
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削途中で、摩耗したカッタビットを交換可能なシールド掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシールド掘進機には、シールド本体の前部に掘削用カッタヘッドが回転自在に配置され、このカッタヘッドに放射方向に設けられた複数のカッタスポークに、地山を掘削する多数のカッタビットを取付けたものがある。このカッタビットは、掘削作業が進むにつれて摩耗し、特に外周側のカッタビットの摩耗が激しく、掘削途中に切削が不能となることがある。この場合には、カッタヘッド前面の地山を凍結固化して土砂を取り除き、作業員がカッタヘッドの前面に入り込んで交換作業を行わなければならなかっつた。
【０００３】
この交換作業は危険が伴うため、これを安全に実施するものとして、たとえば特許第２７３８９２７号が提案されている。
この従来例は、カッタヘッドの外周部背面に交換室を取付けるとともに、交換室の前面のカッターフレームを後方に可倒式とし、作業員が隔壁側から交換室に行き来可能なスライドゲートを出退自在に設置したもので、交換に際しては、作業員がスライドゲートから交換室に入って、後方に倒したカッターフレームのカッタビットを交換するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成では、カッタヘッドの背面に交換室を設けるため、取り込まれた土砂の流動が低下されるおそれがある。このため、交換室が狭溢に形成されて作業性が悪く、また可倒されるカッターフレームも小さいものに制限されるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決して、安全にかつ広範囲なカッタビットを能率良く交換可能なシールド掘進機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、シールド本体の前部に隔壁により形成された圧力室と、該圧力室の前部に回転自在に配置されたカッタヘッドと、前記カッタヘッドに中心部材から半径方向に突設されて多数のカッタビットが取付けられた複数本のカッタスポークとを具備したシールド掘進機において、前記隔壁に、カッタスポークを収容してカッタビットの交換作業が可能な作業区画体を設置し、前記作業区画体に、前面にカッタスポークを挿入可能に形成された前面開口部と、当該前面開口部のシールド軸心側に連続して形成されてカッタスポークを挿入可能な端面開口部と、カッタスポークの収容前および収容後に前記前面開口部をそれぞれ開閉可能で、かつカッタスポークの収容後に端面開口部を閉鎖可能な前面ゲートを有する前面開閉装置と、カッタスポークの収容前の端面開口部を閉鎖可能なスライドゲートを有する端部開閉装置とを設け、前記シールド本体に、カッタヘッドをシールド軸心方向に沿って圧力室内に後退可能にしてカッタスポークを作業区画体に収容可能なカッタ後退機構および作業区画体をシールド軸心方向に沿って突出してカッタスポークを作業区画体に収容可能な区画体突出機構の少なくとも一方を設けたものである。
【０００７】
上記構成において、掘削途中にカッタビットが摩耗した場合には、目的とするカッタスポークと作業区画体とを前後に対向させるとともに、前面開閉装置および端面開閉装置により作業区画体の前面開口部および端面開口部をそれぞれ開放し、カッタ後退機構によりカッタヘッドを後退させるか、または区画体突出機構により作業区画体を前方に移動させて、前面開口部および端面開口部からカッタスポークを作業区画体内に収納する。そして、前面開閉装置により前面開口部および端面開口部を閉じた後、作業員が作業区画体内に入ってカッタスポークのカッタビットを交換および保守点検する。
【０００８】
したがって、切羽の保持圧がかかる圧力室から切り離された作業区画体内で安全に点検、交換作業を行えるとともに、隔壁に設置された作業区画体は掘削土砂の流動への影響も小さく、大きく形成できるので、作業区画体内に収容されたカッタスポークの広範囲なカッタビットを一度に交換および保守点検することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、前面開閉装置の前面ゲートは、左右に２分割されて左右両側に移動され前面開口部を開閉可能な前面プレートと、これら左右の前面プレートの上辺部および下辺部にそれぞれ設けられた回動板部とを有し、シールド軸心側の前記回動板部に、収容したカッタスポークに外嵌するネック用切欠き部を形成したものである。
【００１０】
上記構成によれば、前面ゲートの回動板部に、カッタスポークに外嵌するネック用切欠き部を形成したので、カッタスポークが作業区画体に収容された後、前面ゲートを閉じて前面開口部を閉鎖すると同時に、ネック用切欠き部をカッタスポークに嵌合させて回動板部で残りの端面開口部を閉鎖することができ、カッタスポークを収容した作業区画内と圧力室内とを遮断して土砂や泥水の浸入を防止でき、安全に交換、点検作業を行うことができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成において、端部開閉装置は、シールド軸心方向に出退して端面開口部を開閉可能なスライドゲートを有し、該スライドゲートの端面開口部の閉鎖位置で、前記前面ゲートを閉鎖状態に保持する開動係止部を設けたものである。
【００１２】
上記構成によれば、開動係止部により、前面ゲートの開動を規制することができ、誤操作や土砂との摩擦による前面ゲートの開放を防止することができる。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の構成において、区画作業体の底板に、カッタスポークのネック部が嵌合可能な端面開口部を形成し、前面開閉装置は１個の前面ゲートからなり、当該前面ゲートは、左右方向に回動自在に支持されて前面開口部を開閉可能な円弧状断面の前面プレートと、この前面プレートの前記底板側に設けられて、カッタスポークのネック部が嵌合された端面開口部の前部を閉鎖可能な円弧形プレートとを有するものである。
【００１３】
上記構成によれば、円弧状断面の前面ゲート板により、高圧の切羽の崩壊土圧に対処することができる。また前面ゲート板に設けられた回動閉鎖部により、ネック用切欠き部をカッタスポークが嵌合させることにより、残りの端面開口部を閉鎖することができ、カッタスポークを収容した作業区画内と切羽崩壊土圧を保持する圧力室内とを遮断して土砂や泥水の浸入を防止でき、安全に交換、点検作業を行うことができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、カッタビットの交換対象となるカッタスポークを伸縮自在として、外端側を含むカッタスポークを作業区画体内に収容可能に構成したものである。
【００１５】
上記構成によれば、カッタスポークを伸縮可能とすることにより、もっとも摩耗の大きい外周側のカッタビットを容易に交換することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るシールド掘進機の第１の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図３に示すように、円筒形のシールド本体１の前部には、切羽崩壊土圧を保持する圧力室２を形成する圧力隔壁（隔壁）３が配設されるとともに、シールド本体１の前部にシールド軸心Ｏ周りに回転自在なカッタヘッド４が配置されている。このカッタヘッド４は、圧力隔壁３の軸心部に配置された軸受筒５に旋回軸６を介して回転自在に支持され、中心部材４ａから一定角度ごとに半径方向に伸びて多数のカッタビット８を有する複数（図では６本）のカッタスポーク７Ａ，７Ｂが設けられている。
【００１９】
これらカッタスポーク７Ａ，７Ｂのうち、たとえば１本ごとの半数が圧力室２に収容可能な長さが短い固定スポーク７Ａに形成され、また残りがシールド本体１の外周位置に達する伸展位置と圧力室２に収容可能な収縮位置との間で伸縮自在な伸縮スポーク７Ｂに構成されている。そして前記伸縮スポーク７Ｂは、軸部７ａの軸心側にネック部７ｄを介して固定筒７ｂが固定されるとともに、軸部７ａの外周側に可動筒７ｃが半径方向にスライド自在に配設され、内装された油圧ジャッキなどからなるカッタ伸縮用駆動装置（図示せず）により、可動筒７ｃがスライドされて伸縮スポーク７Ｂが伸展位置と収縮位置との間で伸縮される。そして、固定筒７ｂと可動筒７ｃの前面と左右側面それぞれに多数のカッタビット８が取付けられている。
【００２０】
前記圧力隔壁３の後方の大気室９には、カッタ後退機構１１とカッタ駆動装置１２が設けられ、また圧力隔壁３に作業区画体２０が設けられている。
カッタ駆動装置１２は、大気室９側で旋回軸６の後部に設けられたリングギヤ１３と、これに噛合する駆動ピニオン１４を有する複数の駆動モータ１５から構成されている。またカッタ後退機構１１は、圧力隔壁３に取付けられて軸受筒５をシールド軸心Ｏ方向に移動自在に支持するスライド軸受部材１９と、駆動モータ１５を保持する支持フレーム１６をシールド軸心Ｏ方向に案内するガイドフレーム１７と、圧力隔壁３と支持フレーム１６との間に連結された複数のカッタ後退駆動装置（油圧式ジャッキなど）１８とで構成され、カッタヘッド４全体を圧力室２内に後退させることができる。
【００２１】
前記作業区画体２０は、図４〜図８に示すように、圧力隔壁３の上部に形成された区画室用切欠き部２２に圧力室２側に突出して区画本体２１が設置され、この区画本体２１は左右側壁２１ａ，２１ｂと底板２１ｃと天板２１ｄを有する箱体形に構成されて、前面開口部２３と背面出入口２５とが形成されている。また区画本体２１の底板２１ｃには、前面開口部２３に連続して端部開口部２４が形成され、短縮状態の伸縮スポーク７Ｂが前面開口部２３から端部開口部２４に挿入されて、伸縮スポーク７Ｂのネック部７ｄが端部開口部２４に嵌合される。また前面開口部２３に前面開閉装置（開閉装置）２６が設置されるとともに、端部開口部２４には端面開閉装置（開閉装置）２７が設けられている。さらに背面出入口２５は、大気室９に連通して作業員が出入り可能に形成されるとともに、開閉自在な背面ハッチ２８とが設けられている。なお、図示しないが、区画本体２１に浸入した泥水を排出するための泥水排出装置も設けられている。
【００２２】
前面開閉装置２６は、左右に二分割されて左右両側に湾曲方向に沿って移動して開閉可能な左右一対の前面ゲート３１と、これら前面ゲート３１を開閉駆動する前面開閉駆動装置３２とで構成されている。これら前面ゲート３１は、左右一対で前面開口部２３を覆う回動方向に沿う円弧状断面の前面プレート３１ａと、これら前面プレート３１ａの上辺部および下辺部に取付けられた扇形プレート（回動板部）３１ｂからなり、両扇形プレート３１ｂの端部が支持ピン３１ｃを介して回動自在に支持されている。また前面開閉駆動装置３２はたとえば油圧式シリンダにより構成され、区画本体２１と扇形プレート３１ｂの間に連結されて伸縮することにより、支持ピン３１ｃを中心に前面プレート３１ａを本局方向に沿って開閉移動させることができる。また端部開口部２４に対応する左右の扇形プレート３１ｂ内面には、伸縮スポーク７Ｂのネック部７ｄに外嵌可能なネック用切欠き部（切欠き部）３３が対向位置にそれぞれ形成されている。
【００２３】
端面開閉装置２７は、底面側（シールド軸心Ｏ側）の扇形プレート３１ｂの内面に沿ってシールド軸心Ｏ方向にスライド自在に配置されたスライドプレート（スライドゲート）３４と、スライドプレート３４をスライドさせる端面開閉駆動装置３５とにより構成されている。前記スライドプレート３４は平板状で端部開口部２４とネック用切欠き部３３を覆うように形成され、端面開閉駆動装置３５は油圧式シリンダや電動ジャッキなどにより構成される。
【００２４】
また、図９に示すように、前面ゲート３１を閉鎖位置で開き止めする開動係止部３６が設けられており、この開動係止部３６は、扇形プレート３１ｂの内面にそれぞれ突設された係止レール３６ａと、スライドプレート３４の外面に突設されて係止レール３６ａを係止するストッパレール３６ｂとで構成され、スライドプレート３４によりネック用切欠き部３３を閉鎖した状態で、前面ゲート３１を開き止めすることができる。
【００２５】
背面ハッチ２８は、区画本体２１にヒンジを介して開閉自在に取付けられ、固定ボルトなど公知の固定具により閉鎖される。
上記構成において、シールド掘進機によりトンネルの掘削途中でカッタビット８が摩耗して掘削速度が低下すると、まず掘削を停止し、掘削した土砂が固形状の場合には、排土装置により圧力室２の土砂を所定量取り除く。泥水の場合にはそのままの状態で、作業区画体２０の前方に目的の伸縮スポーク７Ｂを停止し、全伸縮スポーク７Ｂを収縮した後、カッタ後退機構１１のカッタ後退ジャッキ１８を駆動してカッタヘッド４を圧力室２内に後退させる。同時に、端面開閉装置２７によりスライドプレート３４を後退させて開動係止部３６による前面ゲート３１の開き止めを解除した後、前面開閉装置２６により前面ゲート３１を開動し、目的の伸縮スポーク７Ｂを前面開口部２３および端部開口部２４から作業区画体２０内に挿入する。次いで前面開閉駆動装置３２を駆動して前面ゲート３１を閉じて扇形プレート３１ｂのネック用切欠き部３３を伸縮スポーク７Ｂのネック部７ｄに外嵌させる。これにより、圧力室２側と区画本体２１内とを遮断する。
【００２６】
掘削土砂が泥水の場合には、泥水排出装置により作業区画体２０に浸入した泥水を排出する。そして背面ハッチ２８を開けて作業区画体２０に流入した固形状の土砂を取り除き、作業区画体２０内に入った作業員により、カッタビット８の点検、交換作業を行う。
【００２７】
なお、ここで公知の技術を利用して可動スポーク７Ｂの固定筒７ｂをスポークの軸心周りに回動可能に構成しておくことにより、カッタビット８を背面側に向けて交換作業を行うことができ、作業性を高めることができる。
【００２８】
交換作業が終了すると、背面ハッチ２８を閉じ、前面ゲート３１を開けてカッタ後退機構１１によりカッタヘッド４を前方に移動させ、伸縮スポーク７Ｂを作業区画体２０内から取出す。次にカッタヘッド４を所定角度回転させて次の伸縮スポーク７Ｂを作業区画体２０の前方に配置し、同様の手順でカッタビット８を交換する。
【００２９】
このようにしてすべての伸縮スポーク７Ｂのカッタビット８を交換した後、カッタ後退機構１１によりカッタヘッド４を掘削位置まで復帰させ、前面開閉装置２６および端面開放装置２４により前面開口部２３および端面開口部２４を閉じて掘削作業を再開する。
【００３０】
上記実施の形態によれば、圧力隔壁３に作業区画体２０を設置するとともに、カッタ後退機構１１によりカッタヘッド４を後退して伸縮スポーク７Ｂを作業区画体２０に挿入し、この作業区画体２０内で伸縮スポーク７Ｂの保守点検およびカッタビット８の交換作業を行うことができるので、この点検および交換作業を短時間でかつ安全に行うことができる。また、作業区画体２０を圧力隔壁３に設置することにより、掘削土砂の流動性が阻害されることが少ないので、収縮状態の伸縮スポーク７Ｂ全体を収容可能な大きさの作業区画体２０を設けることができ、一度に伸縮スポーク７Ｂの全体のカッタビット８を作業対象にできて作業範囲を広く確保することができ、より能率良く作業することができる。
【００３１】
なお、固定スポーク７Ａのカッタビット８を交換しなかったが、伸縮スポーク７Ｂのカッタビット８の交換のみで十分に掘削能力が得られるためであり、停止時間や部品コストを考慮して半数のカッタビット８を交換している。もちろん、全てのカッタスポークを伸縮スポーク７Ｂとして大部分のカッタビット８を交換することもできるし、固定スポーク７Ａであっても、圧力室２に移動可能な長さであれば、作業区画体２０に収容してカッタビット８を交換することができる。
【００３２】
また、複数の作業区画体２０を設置してもよく、この場合にはカッタビット８の交換や保守点検作業時間をさらに短縮することができるとともに、交換対象とする伸縮スポーク７Ｂごとに作業区画体２０を設置することにより、カッタヘッドを回転させることなく作業を行うこともできる。
【００３３】
次に図１０〜図１３に基づいて本発明に係るシールド掘進機の第２の実施の形態を説明する。なお、第１の実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
先の実施の形態では、作業区画体２０の前面開口部２３に左右一対の前面ゲート３１を有する前面開閉装置２６を設けたのに対して、第２の実施の形態では、左右方向に回動して前面開口部２３を開閉可能な１個の前面ゲート４２を有する前面開閉装置４１を設けたものである。
【００３５】
すなわちこの前面開閉装置４１は、左右方向に回動して前面開口部２３を開閉可能な円弧状断面の１枚の前面ゲート４２と、前記前面ゲート４２を開閉駆動する前面開閉駆動装置（油圧式ジャッキなど）４３とで構成されている。前面ゲート４２は、前面開口部２３を覆う円弧状前面プレート４２ａと、前面プレート４２ａの上辺部に取付けられて回動軸４４に回動自在に支持された扇形ガイドプレート４２ｂと、ガイドプレート４５に案内されて端部開口部２４の前部を覆う円弧形プレート（回動閉鎖部）４２ｃとで形成されている。また前面開閉駆動装置４３は、扉開閉モータ４３ａと、この扉開閉モータ４３ａと回動軸４４とを連結連動する巻掛け伝動機構４３ｂより構成され、扉開閉モータ４３ａにより巻掛け伝動機構４３ｂを介して回動軸４４を回転させ前面ゲート４２を左右方向に回動して前面開口部２３を開閉することができる。
【００３６】
そして、底板２１ｃに形成された端部開口部２４は、伸縮スポーク７Ｂのネック部７ｄが嵌合可能な多角形状に形成されている。また、ネック部７ｄの前面が円弧状に形成されて、円弧形プレート４２ｃの内縁部に沿うように構成されることにより、伸縮スポーク７Ｂが嵌合された後に円弧形プレート４２ｃが閉動されると、円弧形プレート４２ｃが端面開口部２４の残部を閉鎖するように構成されている。また端面開口部２４には、レールを介してシールド軸心Ｏに沿って前後方向に案内されたスライドプレート３４と、このスライドプレート３４を出退駆動して端面開口部２４を開閉する端面開閉駆動装置（油圧式ジャッキなど）３５からなる端面開閉装置２７が設けられている。
【００３７】
上記構成によれば、前面開閉駆動装置４３により前面ゲート４２を開動して前面開口部２３を開閉し、さらに前面ゲート４２の円弧形プレート４２ｃにより、端部開口部２４に嵌合されたネック部７ｄの端面開口部２４前部を覆うことができ、作業区画体２０内で圧力室２から遮蔽された状態でカッタビット８の交換、点検作業を行うことができる。したがって、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３８】
さらに、図１４〜図１９を参照して第３の実施の形態を説明する。なお、先の実施の形態と同一部材には同一記号を付して説明は省略する。
先の実施の形態では、カッタヘッド４のみが後退して作業区画体２０に収容したが、第３の実施の形態では、カッタヘッド４の後退は切羽面から離れる程度の小さい距離とし、反対に区画体突出機構５０により作業区画体２０を圧力室２側に前方に移動させることにより、カッタヘッド４を作業区画体２０に収容するように構成したものである。
【００３９】
すなわち、区画体突出機構５０は、圧力隔壁３の区画室用切欠き部２２に作業区画体２０をシールド軸心Ｏに沿って前方にスライド自在に支持するガイド筒５１が取付けられ、このガイド筒５１内に図示しないガイド部材やシール部材を介して作業区画体２０がスライド自在に嵌合されている。また作業区画体２０の背面側には、作業区画体２０を出退駆動する油圧式シリンダや電動式ジャッキからなる区画体突出駆動装置５２が設けられいる。
【００４０】
作業区画体２０の構造は同一構造であるが、後退位置ではガイド筒５１によって端面開口部２４が閉鎖されるため、端面開閉装置２７は設けられていない。
上記構成において、シールド掘進機によりトンネルの掘削する途中で、カッタビット８が摩耗して掘削速度が低下すると、掘削を停止する。そして、掘削した土砂が固形状の場合には、排土装置により圧力室２の土砂を所定量取り除き、また泥水の場合にはそのままの状態で、作業区画体２０の前方に目的の伸縮スポーク７Ｂを停止する。そして伸縮スポーク７Ｂを収縮した後、カッタ後退機構１１によりカッタヘッド４を圧力室２側に後退して切羽面から後退させる。次いで、区画体突出駆動装置５２により作業区画体２０を前方に移動して圧力室２内に突出させ、さらに端面開閉装置２７によりスライドプレート３４を後退させた後、前面開閉装置２６により前面ゲート３１を開放し、さらに作業区画体２０を前方に移動することにより、伸縮スポーク７Ｂを前面開口部２３および端面開口部２４から作業区画体２０内に嵌入する。さらに前面開閉駆動装置３２を駆動して前面ゲート３１を閉じ、扇形プレート３１ｂのネック用切欠き部３３を伸縮スポーク７Ｂのネック部７ｄに外嵌させる。これにより、圧力室２側と作業区画体２０内とを遮断する。
【００４１】
掘削土砂が泥水の場合には、作業区画体２０に浸入した泥水を泥水排出装置により排出する。そして背面ハッチ２８を開けて作業区画体２０に流入した土砂をとり除き、作業区画体２０内に作業員が入り、カッタビット８の点検、交換作業を行う。
【００４２】
上記実施の形態によれば、第１，第２の実施の形態の作用効果に加えて、圧力室２の奥行きを小さく形成して、カッタヘッド４の後退量を切羽面から少し離れる程度に小さくすることができ、カッタヘッド４に切羽の山留め作用を持たせたまま、交換保守作業をすることも可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、掘削途中にカッタビットが摩耗した場合には、目的とするカッタスポークと作業区画体とを前後に対向させるとともに、前面開閉装置および端面開閉装置により作業区画体の前面開口部および端面開口部を開放し、カッタ後退機構によりカッタヘッドを後退させるか、または区画体突出機構により作業区画体を前方に移動させて、前面開口部および端面開口部からカッタスポークを作業区画体内に収納する。そして、前面開閉装置により前面開口部および端面開口部を閉じた後、作業員が作業区画体内に入ってカッタスポークのカッタビットを交換および保守点検する。
【００４４】
したがって、切羽の保持圧がかかる圧力室から切り離された作業区画体内で安全に点検、交換作業を行えるとともに、隔壁に設置された作業区画体は掘削土砂の流動への影響も小さく、大きく形成できるので、作業区画体内に収容されたカッタスポークの広範囲なカッタビットを一度に交換および保守点検することができる。
【００４５】
請求項２記載の発明によれば、前面ゲートの回動板部に、カッタスポークに外嵌するネック用切欠き部を形成したので、カッタスポークが作業区画体に収容された後、前面ゲートを閉じて前面開口部を閉鎖すると同時に、ネック用切欠き部をカッタスポークに嵌合させて回動板部で残りの端面開口部を閉鎖することができ、カッタスポークを収容した作業区画内と圧力室内とを遮断して土砂や泥水の浸入を防止でき、安全に交換、点検作業を行うことができる。
【００４６】
請求項３記載の発明によれば、開動係止部により、前面ゲートの開動を規制することができ、誤操作や土砂との摩擦による前面ゲートの開放を防止することができる。
【００４７】
請求項４記載の発明によれば、円弧状断面の前面ゲート板により、高圧の切羽の崩壊土圧に対処することができる。また前面ゲート板に設けられた回動閉鎖部により、ネック用切欠き部をカッタスポークが嵌合させることにより、残りの端面開口部を閉鎖することができ、カッタスポークを収容した作業区画内と切羽崩壊土圧を保持する圧力室内とを遮断して土砂や泥水の浸入を防止でき、安全に交換、点検作業を行うことができる。
【００４８】
請求項５記載の発明によれば、カッタスポークを伸縮可能とすることにより、もっとも摩耗の大きい外周側のカッタビットを容易に交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシールド掘進機の第１実施の形態を示す全体側面断面図である。
【図２】同シールド掘進機の全体正面図である。
【図３】同シールド掘進機の全体平面断面図である。
【図４】同シールド掘進機の作業区画体を示す平面断面図である。
【図５】同シールド掘進機の作業区画体を示す側面断面図である。
【図６】同作業区画体の開放状態を示す平面断面図である。
【図７】同作業区画体のカッタヘッド収容状態を示す平面断面図である。
【図８】同作業区画体のカッタヘッド収容状態を示す側面断面図である。
【図９】同作業区画体の端面開口部を示す横断面図である。
【図１０】本発明に係るシールド掘進機の第２実施の形態を示す作業区画体の平面断面図である。
【図１１】同シールド掘進機の作業区画体を示す側面断面図である。
【図１２】同作業区画体の開放状態を示す平面断面図である。
【図１３】同作業区画体のカッタヘッド収容状態を示す側面断面図である。
【図１４】本発明に係るシールド掘進機の第３実施の形態を示す全体側面断面図である。
【図１５】同シールド掘進機の全体平面断面図である。
【図１６】同シールド掘進機の作業区画体を示す側面断面図である。
【図１７】同シールド掘進機の作業区画体を示す平面断面図である。
【図１８】同作業区画体の開放状態を示す平面断面図である。
【図１９】同作業区画体のカッタヘッド収容状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１    シールド本体
２    圧力室
３    圧力隔壁
４    カッタヘッド
７Ａ，７Ｂ  カッタスポーク
７ｄ  ネック部
８    カッタビット
１１    カッタ後退機構
１２    カッタ駆動装置
２０    作業区画体
２１    区画室
２３    前面開口部
２４    端面開口部
２５    背面出入口
２６    前面開閉装置
２７    端面開閉装置
２８    背面ハッチ
４１    前面開閉装置
４２    前面ゲート
４２ｃ  円弧形プレート
４３    前面開閉駆動装置
５０    区画体突出機構
５１    ガイド筒
５２    区画突出駆動装置
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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