(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドフレーム内を前後に仕切る隔壁前方に設けられたカッタと、そのカッタのカッタフレームに貫通して形成された装着穴と、カッタフレーム背面側から該装着穴に装着されたカッタビットと、上記装着穴内に設けられ該装着穴を開閉する止水手段とを備えたシールド掘進機のカッタビットを交換する方法であって、上記隔壁に取り付けられた筒体を、上記シールドフレームの長手方向前方側にスライドさせ、上記カッタフレーム背面に上記装着穴を取り囲むように当接させた後、上記筒体内部にて装着穴に装着された上記カッタビットをカッタフレーム背面側から引抜き始め、完全に引抜いてしまう前に、カッタビット前方の上記装着穴を上記止水手段により閉塞し、その後、カッタビットを上記装着穴から完全に引抜いて、カッタビットの交換を行うことを特徴とするカッタビット交換方法。
【請求項２】
上記隔壁に取り付けられた筒体を、上記シールドフレームの長手方向前方側にスライドさせ、上記カッタフレーム背面に上記装着穴を取り囲むように当接させる際、筒体内部に設けた仕切部材を閉じた状態で、筒体をカッタフレーム背面に当接させ、その後、仕切部材を開放して、筒体内部に、装着穴に装着されたカッタビットを露出させた請求項１記載のカッタビット交換方法。
【請求項３】
上記筒体をトンネルの径方向にスイングさせ、筒体の前端部が、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットの各装着穴をそれぞれ取り囲むように、カッタフレーム背面と当接するようにした請求項１記載のカッタビット交換方法。
【請求項４】
シールドフレーム内を前後に仕切る隔壁前方に設けられたカッタと、そのカッタのカッタフレームに貫通して形成された装着穴と、カッタフレーム背面側から該装着穴に装着されたカッタビットとを備えたシールド掘進機のカッタビットを交換する装置であって、上記装着穴内に設けられ該装着穴を開閉する止水手段と、上記隔壁に前後方向にスライド自在に取り付けられ、その前進時に上記カッタフレーム背面の上記装着穴を取り囲むようにカッタフレーム背面に当接される筒体とを備えたことを特徴とするカッタビット交換装置。
【請求項５】
上記止水手段は、上記装着穴内に設けられ、該装着穴と連通するカッタビット挿抜穴を有した球体部材と、該球体部材を軸廻りに回転させる駆動部材とを備えた請求項４記載のカッタビット交換装置。
【請求項６】
上記筒体を前進させて上記カッタフレーム背面の装着穴を取り囲むように上記カッタフレーム背面に当接させる際、筒体前端部とカッタフレーム背面とを密着させるべく、カッタフレーム背面にスペーサを設けた請求項４又は請求項５いずれかに記載のカッタビット交換装置。
【請求項７】
上記筒体を、その前進時、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットの各装着穴をそれぞれ取り囲むようにカッタフレーム背面に当接させるべく、上記隔壁にトンネル径方向スイング自在に取り付けた請求項４から請求項６いずれかに記載のカッタビット交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カッタビット交換方法及びカッタビット交換装置に係り、特に、シールド掘進機の機内側からカッタビットの交換が可能なカッタビット交換方法及びカッタビット交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機は、筒体状に形成されたシールドフレーム内を仕切る隔壁に設けられたカッタによって切羽を掘削しつつ、シールドフレーム内にてセグメントを組立ててトンネル壁を構築し、そのトンネル壁に反力を取る推進ジャッキによってシールドフレームを前進させ、地山を舟食い虫の如く掘進するものである。かかるシールド掘進機によって長距離施工を行う場合、カッタのカッタビットが摩耗限界に至る前に、摩耗したカッタビットを交換する必要がある。
【０００３】
従来、このカッタビットの交換は掘進経路の途中に地上から中間立坑を設け、そこにシールド掘進機を導いて中間立坑内にて交換する方式や、カッタ前方の地山を地上からの薬剤注入や凍結等によって地盤改良して地山の自立と止水とを確保した後、作業員が隔壁から外に出て固められた地山を手掘りして交換作業を行う方式等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの方式の場合には、掘進経路の途中にて地上からの中間立坑の構築や薬剤注入等の地上作業が必要となるため、地上の交通状況等によっては不可能な場合がある。また、掘進経路が大深度の場合や海底を掘進する場合には、上記地上作業は実際上不可能となる。さらに、中間立坑の構築や薬剤注入等による地盤改良は、相当の工事期間およびコストが必要となり、繰り返し行うことが困難である。
【０００５】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、カッタビットの交換を機内側から容易に行うことができるカッタビット交換方法及びカッタビット交換装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るカッタビット交換方法は、シールドフレーム内を前後に仕切る隔壁前方に設けられたカッタと、そのカッタのカッタフレームに貫通して形成された装着穴と、カッタフレーム背面側から該装着穴に装着されたカッタビットと、上記装着穴内に設けられ該装着穴を開閉する止水手段とを備えたシールド掘進機のカッタビットを交換する方法であって、上記隔壁に取り付けられた筒体を、上記シールドフレームの長手方向前方側にスライドさせ、上記カッタフレーム背面に上記装着穴を取り囲むように当接させた後、上記筒体内部にて装着穴に装着された上記カッタビットをカッタフレーム背面側から引抜き始め、完全に引抜いてしまう前に、カッタビット前方の上記装着穴を上記止水手段により閉塞し、その後、カッタビットを上記装着穴から完全に引抜いて、カッタビットの交換を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、カッタビットを、カッタフレームの背面側から、カッタフレームの装着穴に装着することにより、カッタビットの交換作業を、シールド掘進機の機内側から行うことができるだけでなく、カッタフレーム背面側からカッタビットを完全に引抜く前に、カッタビット前方の装着穴を止水手段により閉塞することができるので、装着穴内に泥水等が浸入することがない。
【０００８】
また、上記隔壁に取り付けられた筒体を、上記シールドフレームの長手方向前方側にスライドさせ、上記カッタフレーム背面に上記装着穴を取り囲むように当接させる際、筒体内部に設けた仕切部材を閉じた状態で、筒体をカッタフレーム背面に当接させ、その後、仕切部材を開放して、筒体内部に、装着穴に装着されたカッタビットを露出させるようにしてもよい。このようにすれば、筒体内部に流入する泥水等の量を少なくすることができる。
【０００９】
また、上記筒体をトンネルの径方向にスイングさせ、筒体の前端部が、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットの各装着穴をそれぞれ取り囲むように、カッタフレーム背面と当接するようにしてもよい。このようにすれば、１台のカッタビット交換装置で、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットを全て交換することができる。
【００１０】
一方、上記目的を達成すべく本発明に係るカッタビット交換装置は、シールドフレーム内を前後に仕切る隔壁前方に設けられたカッタと、そのカッタのカッタフレームに貫通して形成された装着穴と、カッタフレーム背面側から該装着穴に装着されたカッタビットとを備えたシールド掘進機のカッタビットを交換する装置であって、上記装着穴内に設けられ該装着穴を開閉する止水手段と、上記隔壁に前後方向にスライド自在に取り付けられ、その前進時に上記カッタフレーム背面の上記装着穴を取り囲むようにカッタフレーム背面に当接される筒体とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、筒体を前進させてカッタフレーム背面の装着穴を取り囲むようにカッタフレーム背面に当接させることにより、筒体内部からカッタフレーム背面側から装着穴に装着されたカッタビットを交換することができるだけでなく、カッタビットの交換の際に、止水手段によってカッタビット前方の装着穴を閉塞することができるので、装着穴内に泥水等が浸入することがない。
【００１２】
また、上記止水手段は、上記装着穴内に設けられ、該装着穴と連通するカッタビット挿抜穴を有した球体部材と、該球体部材を軸廻りに回転させる駆動部材とを備えたものであってよい。このようにすれば、駆動部材を用いて球体部材を回転させることにより、球体部材の球面がカッタビット前方の装着穴に位置するようになる。これによって、カッタビット前方の装着穴を止水することができる。
【００１３】
また、上記筒体を前進させて上記カッタフレーム背面の装着穴を取り囲むように上記カッタフレーム背面に当接させる際、筒体前端部とカッタフレーム背面とを密着させるべく、カッタフレーム背面にスペーサを設けたものであってよい。このようにすれば、カッタフレームに対して筒体が斜めに傾いた状態で、カッタフレーム背面に当接しても、カッタフレーム背面に設けたスペーサにより、筒体前端部とカッタフレーム背面との間に隙間が生じることがない。
【００１４】
また、上記筒体を、その前進時、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットの各装着穴をそれぞれ取り囲むようにカッタフレーム背面に当接させるべく、上記隔壁にトンネル径方向スイング自在に取り付けたものであってよい。このようにすれば、筒体の前進時、トンネル径方向に複数配置されたカッタビットの各装着穴をそれぞれ取り囲むように、筒体の前端部をカッタフレーム背面に当接することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１６】
図１に示すように、掘進機本体２のシールドフレーム（スキンプレート）２ａの内部は、隔壁３によって前後に仕切られている。この隔壁３の前方には、切羽を掘削するためのカッタ４が回転自在に設けられている。
【００１７】
隔壁３には開口部３ａが形成されており、この開口部３ａに、隔壁３に対して垂直な状態で、円筒状のガイド部材２５が嵌合される。このガイド部材２５内に、前後方向にスライド自在な筒体２１が挿入されて設けられている。この筒体２１の後端部（図１中では右端部）には、ガイド部材２５に固定されたスライド手段２３が連結される。このスライド手段２３によって筒体２１は前後方向にスライドされる。また、ガイド部材２５の両端内周には、シール材２６ａ，２６ｂが設けられる。このシール材２６ａ，２６ｂによって、ガイド部材２５と筒体２１との隙間から、隔壁３内に泥水等が浸入するのを防いでいる。
【００１８】
筒体２１はカッタビット９の交換室となるものであり、内部前端および内部後端にマンホールである蓋（仕切部材）２２ａ，２２ｂを有していると共に、その前端部（図１中では左端部）にリング状のシール材２４が設けられる。この筒体２１のシール材２４が、その前進時に、後述するカッタフレーム７の背面７ｂの装着穴１２を取り囲むように、カッタフレーム背面７ｂに当接される。
【００１９】
カッタ４は、その回転軸５の外周に設けられた各外歯ギヤ６がモータ（図示せず）のピニオンに噛合されており、モータによって回転駆動される。カッタ４の回転軸５の先端部には、カッタフレーム７が放射状に取り付けられている。各カッタフレーム７には、図３に示すように、トンネル径方向に複数個（図３中では１個のみ図示）のカッタビット取付口８が形成されており、各カッタビット取付口８には、カッタビット９を装着するための収容部材１１がそれぞれ設けられている。収容部材１１は、カッタフレーム７の前面７ａと背面７ｂとを連絡し、カッタビット９を装着するための装着穴１２を有している。この装着穴１２内に止水手段１０が設けられる。
【００２０】
止水手段１０は、図３〜図５に示すように、球体部材１４および駆動部材１７とで主に構成される。球体部材１４は、収容部材１１のカッタフレーム前面７ａ側に形成された球体収容座１３に、着座して設けられ、かつ、装着穴１２と連通するカッタビット挿抜穴１５を有している。球体部材１４には、駆動部材１７が連結されており、この駆動部材１７の駆動カム１７ａには、カッタフレーム７内に設けられたシリンダ（図示せず）が連結される。このシリンダを駆動させることによって、駆動カム１７ａが図５（ｂ）に示す如く回転し、延いては、球体部材１４が軸廻りに回転される。シリンダの駆動系は、各種の装置・機構の駆動系と同様に、例えば、回転軸５内部を通じてカッタフレーム７内に配設される。
【００２１】
球体収容座１３には、球体収容座１３に着座させた球体部材１４が、飛び出さないように、カッタフレーム前面７ａ側からリング穴１６ａを有したリング部材１６を球体収容座１３が嵌合される。また、装着穴１２の周りには、カッタビット９を取付けるための取付穴１８およびガイド穴１９が形成される。さらに、カッタビット挿抜穴１５の内周面にはシール材２０が設けられる。このシール材２０によって、カッタビット挿抜穴１５とカッタビット９との隙間から泥水等が浸入するのを防いでいる。
【００２２】
カッタビット９は、図３〜図５に示すように、その先端にビット部材３１が取付けられており、その後端にフランジ部３２が形成されている。フランジ部３２には、前述した取付穴１８に対応した取付穴（図４中では４個）３３がフランジ部３２を貫通するように形成されており、また、ガイド穴１９に対応したガイド溝（図４中では２個）３４がフランジ部３２の外周に形成されている。このカッタビット９のフランジ部３２が、ボルト３５等の締結手段によって収容部材１１に取付けられる。また、ビット部材３１はカッタフレーム７に対して垂直な状態で、即ち切羽に対して垂直な状態でロッド部材７９ｃに取付けられている。
【００２３】
ここで、本実施の形態のカッタビット交換装置１では、筒体２１の内部前端および内部後端に、仕切部材として蓋２２ａ，２２ｂを設けているが、筒体２１を前後方向に区画するものであればよい。また、筒体２１内部に設ける仕切部材の個数も２個に限定するものではなく、１個又は３個以上であってもよい。
【００２４】
次に、本発明のカッタビット交換方法を説明する。
【００２５】
掘進機本体２の掘進に伴ってカッタ４のカッタビット９が摩耗限界に達し、古いカッタビット９を新しいカッタビットに交換する際、先ず、図２（ａ）に示すように、図示しないスライド手段を用いて筒体２１をシールドフレーム２ａの長手方向前方へ前進させる。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示すように、筒体２１の前進によって、筒体２１の前端部のシール材２４が、カッタフレーム背面７ｂに、カッタフレーム背面７ｂの装着穴１２を取り囲むように当接（密着）する。シール材２４とカッタフレーム背面７ｂとの密着性（シール性）を確認した後、蓋２２ｂを開けて作業員が筒体２１内に入り込み、続いて蓋２２ａを開けることで、筒体２１内部に装着穴１２に装着されたカッタビット９が露出する。
【００２７】
その後、筒体２１の内部にて、カッタフレーム背面７ｂ側から装着穴１２に装着されたカッタビット９を引抜く。この時、カッタビット９には、カッタフレーム前面７ａ側の土砂等による高圧が負荷されているため、カッタビット９の引抜きの際、高圧による“抜け”を防ぐ必要がある。このため、図３〜図５に示すように、先ず、カッタビット９のフランジ部３２と収容部材１１とを締結するボルト３５を、取付穴１８から外れない位置まで緩める。その後、引抜きガイド部材３６のロッド部３６ａをフランジ部３２のガイド溝３４にスライド挿入すると共に、ロッド部３６ａの先端部をガイド穴１９に螺合する。次に、ロッド部３６ａに螺合され、ロッド部３６ａの長手方向にスライド自在なナット３６ｂ，３６ｃにより、ロッド部３６ａとフランジ部３２とを固定する。その後、ボルト３５およびナット３６ｂ，３６ｃをゆっくりと緩めて、ボルト３５を取付穴１８から取り外すと共に、ナット３６ｂ，３６ｃをロッド部３６ａの後方（図５中では右方向）に移動させながらカッタビット９の引抜きを行う。
【００２８】
次に、図２（ｃ）、図５に示すように、カッタビット９を収容部材１１の装着穴１２から完全に引抜いてしまう前に、カッタビット９の先端部を装着穴１２に収めたままの状態で、止水手段１０を軸廻りに回転させる。具体的には、カッタフレーム７内のシリンダを駆動させることで、図５（ｂ）に示すように、シリンダに連結された駆動部材１７の駆動カム１７ａが回転し、これによって、駆動カム１７ａに連結された球体部材１４が、球体収容座１３内で軸廻りに回転する。この回転により、球体部材１４の球面がリング部材１６のリング穴１６ａの部分に臨み、カッタビット９の前方の装着穴１２が閉塞され、止水がなされる。その結果、リング穴１６ａおよびカッタビット挿抜穴を介して、泥水（図示せず）等が装着穴１２内に浸入するおそれがなくなる。
【００２９】
止水が完了した後、図２（ｄ）に示すように、カッタビット９を、装着穴１２から完全に引抜き、その後、新しいカッタビット（図示せず）に交換する。
【００３０】
新しいカッタビットの取付けは、古いカッタビット９の取り外しの逆の手順で行うことによりなされる。その後、カッタ４を順次回転させ、各カッタフレーム７の古いカッタビット９を、新しいカッタビットに交換する。
【００３１】
ここで、本実施の形態のカッタビット交換方法では、カッタフレーム背面７ｂ側から装着穴１２に装着されたカッタビット９を引抜く際に、引抜きガイド部材３６を用いているが、高圧によるカッタビット９の抜けを防止することができる手段・装置であればよい。また、球体部材１４の回転角度は、例えば、図５（ａ）に示すように９０°、又は図５（ｂ）に示すように９０°未満のいずれであってもよく、要は、球体部材１４の球面で、リング部材１６のリング穴１６ａを完全に塞ぐことができればよい。さらに、球体部材１４の回転方向は横方向（水平方向）としているが、縦方向（上下方向）であってもよい。
【００３２】
本発明のカッタビット交換装置１においては、カッタ４の各カッタフレーム７を貫通して形成した各装着穴１２のカッタフレーム背面７ｂ側からカッタビット９をそれぞれ取付けている。このため、カッタビット９の交換作業を、掘進機本体２の機内側から行うことが可能となり、作業員がカッタビット９の交換のために機外に出る必要がないため、カッタビット９の交換作業がより安全に、かつ、容易となる。
【００３３】
また、カッタビット９の交換のために可動させる掘進機本体２の可動部分（範囲）は、隔壁３に取付けられた筒体２１および筒体２１をスライド前進させるためのスライド手段２３だけであるため、カッタビット交換装置１の装置構成が大きくなることもなく、カッタビット９の交換作業が更に容易となる。
【００３４】
さらに、装着穴１２に装着されたカッタビット９を、カッタフレーム背面７ｂ側から完全に引抜く前に、止水手段１０を軸廻りに回転させて球体部材１４の球面をリング部材１６のリング穴１６ａの部分に臨ませることによって、カッタビット９の前方の装着穴１２が閉塞されて止水がなされる。これにより、装着穴１２内に泥水等が浸入することがなくなり、延いては、筒体２１内部に泥水等が浸入することがなくなる。
【００３５】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００３６】
第１の実施の形態のカッタビット交換装置６１を備えたシールド掘進機の側断面図を図６に示す。尚、図１と同様の部材には同じ符号を付している。
【００３７】
本実施の形態のカッタビット交換装置６１の基本的な構成は、図１に示すカッタビット交換装置１と略同様であり、かつ、図６に示すように、隔壁３に開口部３ｂを形成し、この開口部３ｂに、前端部（図６中では左端部）が隔壁３に対してトンネル径方向外側（又は内側）に傾くように、円筒状のガイド部材５５を嵌合し、このガイド部材５５内に、前後方向にスライド自在な筒体２１を挿入して設けたものである。ここで、筒体２１の後端部（図６中では右端部）には、シールドフレーム２ａに固定されたスライド手段（図示せず）が連結されており、このスライド手段によって筒体２１は前後方向にスライドされる。
【００３８】
また、カッタビット６９のビット部材３１側（図６中では左側）を、トンネル径方向外側（又は内側）に傾けて、カッタフレーム７に取付けたものである。ここで、ビット部材３１はカッタフレーム７に対して垂直な状態で、即ち切羽に対して垂直な状態でロッド部材６９ａに取付けられる。
【００３９】
さらに、カッタフレーム背面７ｂに、カッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むように、湾曲ダクト状のスペーサ６５を設けたものである。ここで、スペーサ６５は、筒体２１の前端部とカッタフレーム背面７ｂとの隙間を塞ぎ、かつ、その内部でカッタビット６９を挿抜できるものであれば、その形状を特に限定するものではない。
【００４０】
次に、本実施の形態のカッタビット交換方法を説明する。
【００４１】
前実施の形態のカッタビット交換方法と同様に、スライド手段２３を用いて筒体２１をシールドフレーム２ａの長手方向前方へ前進させる。この時、ガイド部材５５は、その前端部（図６中では左端部）が隔壁３に対してトンネル径方向外側（又は内側）に傾いた状態で、隔壁３に取付けられているため、筒体２１はトンネル径方向外側（又は内側）に向かって前進する。
【００４２】
その後、筒体２１の前進によって、図６に二点鎖線で示すように、筒体２１の前端部のシール材２４が、カッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むように、カッタフレーム背面７ｂに設けられたスペーサ６５に当接する。この時、筒体２１の前端部、カッタフレーム背面７ｂ、およびスペーサ６５で形成される空間が閉空間となる。その後、シール材２４とスペーサ６５との密着性（シール性）を確認した後、蓋２２ｂを開けて作業員が筒体２１内に入り込み、続いて蓋２２ａを開けることで、筒体２１内部に、装着穴１２に装着されたカッタビット９が露出する。
【００４３】
その後は、前実施の形態のカッタビット交換方法と同様の手順で、カッタビット６９を、新しいカッタビット（図示せず）に交換する。
【００４４】
図６に示す本実施の形態のカッタビット交換装置６１においては、トンネル径方向外側（又は内側）に傾いた状態でガイド部材５５を隔壁３に取付け、このガイド部材５５に沿って筒体２１をスライド前進させている。このため、筒体２１は、その前進時、筒体２１の前端部がトンネル径方向の外側部（又は内側部）に向かって前進し、カッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むようにカッタフレーム背面７ｂに設けられたスペーサ６５に当接する。よって、カッタフレーム７のトンネル径方向の外側部（又は内側部）の装着穴１２に、カッタフレーム背面７ｂ側から装着されたカッタビット６９の交換が可能となる。
【００４５】
これに対して、図１に示すカッタビット交換装置１においては、筒体２１は隔壁３に対して垂直に取付けられているため、カッタフレーム７の、トンネル径方向の外側部（又は内側部）に取付けられたカッタビット９の交換を行うには、筒体２１を隔壁３のトンネル径方向外側（又は内側）に取付ける必要がある。しかし、シールドフレーム２ａの内部のトンネル径方向外側（又は内側）には、周方向に亘って、図示しない各種の装置・機構が設けられているため、筒体２１を隔壁３のトンネル径方向外側（又は内側）に取付けることができない。よって、前実施の形態のカッタビット交換装置では、カッタフレーム７の、トンネル径方向の外側部（又は内側部）に取付けられたカッタビット９の交換ができない。本実施の形態のカッタビット交換装置では、前述の如き理由からこのようなことはない。
【００４６】
また、スペーサ６５は、図６に示すように、カッタフレーム７に対してトンネル径方向外側（又は内側）に傾いた筒体２１の前端部とカッタフレーム背面７ｂとの隙間を塞ぐものであるため、筒体２１の前端部をスペーサ６５に当接させることで、筒体２１の前端部、カッタフレーム背面７ｂ、およびスペーサ６５で形成される空間が閉空間となる。これによって、筒体２１の蓋２２ａを開けた時も、筒体２１の内部を気密に保つことができる。尚、スペーサ６５は湾曲ダクト状を呈しており、その内部が空洞であるため、その内部でカッタビット６９の挿抜が自在である。
【００４７】
尚、カッタビット交換に伴う図６に示す本実施の形態のカッタビット交換装置６１の基本的な作用効果は、図１に示すカッタビット交換装置１の作用効果と同様である。
【００４８】
第２の実施の形態のカッタビット交換装置７１を備えたシールド掘進機の側断面図を図７に示す。尚、図１，図６と同様の部材には同じ符号を付している。
【００４９】
本実施の形態のカッタビット交換装置７１の基本的な構成は、前述したカッタビット交換装置１，６１と略同様であり、かつ、図７に示すように、隔壁３に開口部３ｃを形成し、この開口部３ｃに、筒体挿入穴８２を有し、トンネル径方向にスイング用ジャッキ８６によりスイング自在な球体部材８１がその内部に着座された球体保持部材７５を取付け、球体部材８１の筒体挿入穴８２に、前後方向にスライド自在な筒体２１を設けたものである。ここで、筒体２１の後端部（図７中では右端部）には、球体部材８１に固定されたスライド手段８５が連結されており、このスライド手段８５によって筒体２１は前後方向にスライドされる。
【００５０】
また、カッタフレーム７に、トンネル径方向に複数個（図７中では３個図示）のカッタビットを取付けたものである。具体的には、カッタフレーム７のトンネル径方向外方に、ビット側端部（図７中では左端部）をトンネル径方向外側に傾けたカッタビット７９ａを、カッタフレーム７のトンネル径方向中間部にカッタビット７９ｂを、およびカッタフレーム７のトンネル径方向内方に、ビット側端部（図７中では左端部）をトンネル径方向内側に傾けたカッタビット７９ｃを取付ける。ここで、各カッタビットのビット部材３１はカッタフレーム７に対して垂直な状態で、即ち切羽に対して垂直な状態でロッド部材７９ｄに取付けられる。
【００５１】
さらに、カッタビット７９ａ，７９ｃのカッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むように、カッタフレーム背面７ｂに、湾曲ダクト状のスペーサ６５ａ，６５ｃをそれぞれ設けたものである。また、必要に応じて、カッタビット７９ｂのカッタフレーム背面７ｂ側の装着穴１２を取り囲むように、カッタフレーム背面７ｂに、円筒状のスペーサ（図示せず）を設けてもよい。
【００５２】
また、必要に応じて、球体保持部材７５にスイング用固定ピン（図示せず）を設けてもよい。
【００５３】
次に、本実施の形態のカッタビット交換方法を説明する。
【００５４】
交換を要するカッタビットが、カッタフレーム７のトンネル径方向中間部に取付けられたカッタビット９である場合、筒体２１が水平となるように、球体保持部材７５に保持された球体部材８１をスイングさせる。
【００５５】
その後、図２（ａ）〜（ｄ）に示す前述したカッタビット交換方法と同様の手順で、カッタビット９を、新しいカッタビット（図示せず）に交換する。
【００５６】
また、交換を要するカッタビットが、カッタフレーム７のトンネル径方向外方（又は内方）に取付けられたカッタビット７９ａ，７９ｂである場合、筒体２１の前端部（図７中では左端部）がトンネル径方向外側（又は内側）を向くように、球体保持部材７５に保持された球体部材８１をスイングさせる。
【００５７】
その後、図６に示す前述したカッタビット交換方法と同様の手順で、カッタビット７９ａ，７９ｂを、新しいカッタビット（図示せず）に交換する。
【００５８】
図７に示す本実施の形態のカッタビット交換装置７１においては、筒体２１を隔壁３に対してトンネル径方向スイング自在に取付けているため、カッタフレーム背面７ｂ側から、カッタフレーム７の装着穴１２に装着されたカッタビットであれば、トンネル径方向のどの位置に装着されていても、１台のカッタビット交換装置で交換することができる。これによって、１機のシールド掘進機にカッタビット交換装置を複数台設ける必要がなく、シールド掘進機がより安価なものとなる。
【００５９】
これに対して、図１，図６に示す各カッタビット交換装置１，６１においては、筒体２１は隔壁３に固定されたガイド部材２５，６５内に設けられている。このため、カッタビット交換装置１は、図１に示すカッタビット９専用の、カッタビット交換装置６１は、図６に示すカッタビット６９専用の交換装置となる。本実施の形態のカッタビット交換装置７１では、前述の如き理由からこのようなことはない。
【００６０】
尚、カッタビット交換に伴う図７に示す本実施の形態のカッタビット交換装置７１の基本的な作用効果は、図１，図６に示すカッタビット交換装置１，６１の作用効果と同様である。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るカッタビット交換方法及びカッタビット交換装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
【００６２】
（１）  カッタフレームを貫通して装着穴を形成し、その装着穴にカッタフレーム背面側からカッタビットを装着し、隔壁に前後方向にスライド自在に取り付けられた筒体を前進させ、カッタフレーム背面の装着穴を取り囲むように筒体をカッタフレーム背面側に当接させることにより、シールド掘進機の機内の筒体内部からカッタビットを交換することができる。
【００６３】
（２）  カッタビットの交換の際、カッタフレーム背面側から装着穴に装着されたカッタビットを完全に引抜く前に、止水手段によってカッタビット前方の装着穴の止水を行うことにより、装着穴内に泥水等が浸入することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のカッタビット交換装置を備えたシールド掘進機の側断面図である。
【図２】カッタビットの交換手順を示す概略図である。
【図３】図３（ａ）はカッタビット装着時におけるカッタフレームのカッタビット取付部の側断面拡大図、図３（ｂ）は図３（ａ）の上面概略図である。
【図４】図３（ａ）の４−４矢視図である。
【図５】図４（ａ）はカッタビット引抜時におけるカッタフレームのカッタビット取付部の側断面拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）の上面概略図である。
【図６】第１の実施の形態のカッタビット交換装置を備えたシールド掘進機の側断面図である。
【図７】第２の実施の形態のカッタビット交換装置を備えたシールド掘進機の側断面図である。
【符号の説明】
２ａ  シールドフレーム
３  隔壁
４  カッタ
７  カッタフレーム
７ｂ  カッタフレーム背面
９，６９，７９  カッタビット
１０  止水手段
１１  収容部材
１２  装着穴
１４  球体部材
１５  カッタビット挿抜穴
１７  駆動部材
２１  筒体
２２ａ，２２ｂ  蓋（仕切部材）
６５  スペーサ
【図１】
0004239346.tif 000002
【図２】
0004239346.tif 000003
【図３】
0004239346.tif 000004
【図４】
0004239346.tif 000005
【図５】
0004239346.tif 000006
【図６】
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【図７】
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