JP2003232192A - シールド掘進機のカッタビット交換方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開口部が少なく、小型化でき、低コストで、
短時間で安全かつ容易にビット交換できるようにする。 【解決手段】 回転カッタ７の中心に位置してこれに動
力を伝達する筒状の回転体３に、カッタビット供給孔３
ａを周方向複数個所設け、各カッタビット供給孔３ａに
連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝６ａを有
するカッタスポーク６を回転体３に一体化して設け、回
転体３内には、各カッタビット供給孔３ａと選択的に連
通する単一のカッタビット収容室１７を有する内筒１６
を相対回動可能に設け、内筒１６には、カッタビット押
出手段１９を設ける。トンネル掘進時には、カッタビッ
ト収容室１７を回転体３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１７とカッタビット供給孔
３ａとを連通させて、カッタビット収容室１７内の新カ
ッタビット８Ａをカッタビット押出手段１９によってカ
ッタビット装着溝８内に挿入する。

Description

【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のカ
ッタビット交換方法および装置に関する。

【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
が問題となっている。掘進途中におけるカッタビットの
交換方法としては、例えばトンネル掘進予定位置の途中
に、予めビット交換のための立坑を構築しておき、この
立坑内にシールド掘進機が到達したときに、該立坑内で
掘進機前端のトンネル掘削用カッタに固定されているカ
ッタビットの交換作業を行う中間立坑方式によるカッタ
ビット交換方法がある。

【０００３】また、トンネル掘進予定位置の地盤中に、
地盤硬化剤の注入によって安定度の高い改良地盤層を形
成しておき、この改良地盤層内にシールド掘進機の先端
を進入させた状態で停止させ、チャンバーマンホールよ
りトンネル掘削用カッタの前面側の改良土を人力によっ
て排出し、形成されるトンネル掘削用カッタ前面側の空
間内でビット交換作業を行う事前前面部地盤改良方式に
よるカッタビット交換方法がある。

【０００４】また、シールド掘進機がビット交換位置に
到達後、坑内よりシールド掘進機の前面および前端部周
囲の地盤を凍結工法によって安定度の高い地盤に改良
し、前述の方法と同様に、チャンバーマンホールよりト
ンネル掘削用カッタの前面側の改良土を人力によって排
出し、形成されるトンネル掘削用カッタ前面側の空間内
でビット交換作業を行う到達後前面部地盤改良方式によ
るカッタビット交換方法がある。

【０００５】更に、シールド掘進機自体に、カッタビッ
トの交換作業が可能なドライ空間を機械的構造によって
形成したり、掘削用カッタを前後に旋回させたり、坑内
に引き込んだりしたりできるような機械的構造を予めシ
ールド掘進機に設置しておく等の機械構造方式によるカ
ッタビット交換方法がある。

【０００６】しかし、これらのカッタビット交換方法に
は、次のような問題点がある。まず、中間立坑方式によ
るカッタビット交換方法では、交換位置で立坑を構築す
る必要があり、工程的に長期間を要し、かつコストが高
くなる。さらに、立坑構築に広い用地の確保が必要とな
り、場所的な制約も伴う。

【０００７】また、事前前面部地盤改良方式によるカッ
タビット交換方法では、人力によって改良地盤の掘削、
掘削土砂の撤去等の作業を行う必要があること、及びシ
ールド掘進機と改良地盤との間の止水が必要であるこ
と、などから安全性に問題があり、さらに工程的に長期
間を要する。

【０００８】また、到達後前面部地盤改良方式によるカ
ッタビット交換方法では、坑内から凍結工法によって地
盤改良を行うため、小口径のシールドトンネルでは施工
できず、凍結、解凍によって地盤変動の発生も予測され
る。さらに、工程的に長期間を要し、工費も高い。

【０００９】また、機械構造方式によるカッタビット交
換方法では、トンネル掘削用カッタ部分の構造が複雑に
なるとともに、カッタ関係の製作条件としてビット交換
構造が支配的となり、シールド掘進機の製造コストが高
く、しかも構造的に小口径のシールドトンネルには利用
が困難である。

【００１０】そこで、回転カッタの中心部より放射状に
延びる各カッタビット装着溝のカッタ回転中心側端部
に、カッタビット押し出しジャッキを備えた新カッタビ
ット挿入部を設けるとともに、この新カッタビット挿入
部の後方に、ビット交換ボックスを設置し、ビット交換
ボックスには、その前後にシャッタや蓋を装備させると
ともにビットスライド用ジャッキを設置し、カッタビッ
ト押し出しジャッキによってカッタビット装着溝に装着
したカッタビットを回転カッタ外周側に押出しできるよ
うにし、新カッタビット挿入部には、回転カッタの背面
側からビット交換ボックス内に設置した新カッタビット
をビットスライド用ジャッキにより挿入できるように
し、ビットスライド用ジャッキによって新カッタビット
挿入部に挿入した新カッタビットをさらにカッタビット
押し出しジャッキによってカッタビット装着溝に挿入で
きるようにして、前述の各種問題を解消したカッタビッ
ト交換方法が本出願人により既に提案されている（例え
ば特許文献１参照）。

【００１１】

【特許文献１】特開２００１−２０７７８６号公報

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなカッタビット交換方法においては、カッタビット装
着溝の軸線から外れた直交方向にビット交換ボックスが
設置されているため、ビット交換ボックス内の新カッタ
ビットを新カッタビット挿入部まで移動させるためのビ
ットスライド用ジャッキが必要となる。さらに、スライ
ダのガイドとなるスリットをビット交換ボックスの壁に
形成している。このため、小型化に限界がある上、必然
的に開口部が増え、水密対策が必要となるという難点が
あった。

【００１３】本発明の技術的課題は、開口部が少なく、
小型化でき、低コストで、短時間で安全かつ容易にビッ
ト交換できるようにすることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
シールド掘進機のカッタビット交換方法は、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、かつ回転体内には、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ことを特徴としている。

【００１５】また、この方法に用いられる装置は、請求
項３のようにカッタビットを挿通可能なカッタビット供
給孔を周方向複数個所に有し、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と、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
装着溝を有し、回転体に固定されたカッタスポークと、
カッタスポークの背面側に設けられて、カッタビット装
着溝内のカッタビット列を解放可能に固定するカッタビ
ット固定手段と、各カッタビット供給孔と選択的に合致
する開口、及び新カッタビットを設置するためのカッタ
ビット設置用孔を備えた単一のカッタビット収容室を有
し、回転体内に相対回動可能に設けられた内筒と、内筒
のカッタビット設置用孔に設けられた蓋体と、カッタビ
ット収容室内に設置された新カッタビットを径方向外方
へ押出可能に、カッタビット収容室の底部に設けられた
カッタビット押出手段と、回転体と内筒との間に介在設
置され、内筒を回転体と一体化し、又は内筒を回転体に
対し相対的に回転駆動する内筒駆動装置と、を備えたも
のである。

【００１６】本発明の請求項２に係るシールド掘進機の
カッタビット交換方法は、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回転体に一体化して設け、かつ
回転体内には、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、カッタスポークには、そのカッタビット装着溝内の
カッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定す
るカッタビット保持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、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、カッタビット装着溝内のカッタビット列をカッ
タビット保持手段によって弾性支持させた状態下で、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カッタビット装着溝
内のカッタビット列をカッタビット保持手段の付勢力に
抗してスライドさせ、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
し、交換後のカッタビット列はカッタビット保持手段の
弾性力によって元の位置に復帰させることを特徴として
いる。

【００１７】また、この方法に用いられる装置は、請求
項４のようにカッタビットを挿通可能なカッタビット供
給孔を周方向複数個所に有し、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と、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
装着溝を有し、回転体に固定されたカッタスポークと、
カッタスポークの背面側に設けられて、カッタビット装
着溝内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持また
は固定するカッタビット保持手段と、各カッタビット供
給孔と選択的に合致する開口、及び新カッタビットを設
置するためのカッタビット設置用孔を備えた単一のカッ
タビット収容室を有し、回転体内に相対回動可能に設け
られた内筒と、内筒のカッタビット設置用孔に設けられ
た蓋体と、カッタビット収容室内に設置された新カッタ
ビットをカッタビット保持手段の付勢力に抗してカッタ
ビット列と共に径方向外方へ押出可能に、カッタビット
収容室の底部に設けられたカッタビット押出手段と、回
転体と内筒との間に介在設置され、内筒を回転体と一体
化し、又は内筒を回転体に対し相対的に回転駆動する内
筒駆動装置と、を備えたものである。

【００１８】また、この装置において、カッタビット保
持手段を、請求項５のようにカッタスポークのカッタビ
ット装着溝内のカッタビット列背面側に配置した係止用
ブロックと、回転カッタの中心軸線からカッタビット装
着溝の軸線に沿って放射方向に延びる面内で揺動可能
に、ロッド側とボトム側が係止用ブロックとカッタスポ
ークとにそれぞれ枢着されて、係止用ブロックを前方へ
付勢するカッタビット固定用油圧シリンダと、回転カッ
タの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に沿って放
射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側とボトム側
が係止用ブロックとカッタスポークとにそれぞれ枢着さ
れて、係止用ブロックを径方向へ付勢するカッタビット
復帰用油圧シリンダと、カッタビット固定用油圧シリン
ダとカッタビット復帰用油圧シリンダの油圧回路内に配
置されて、これら各油圧シリンダの発生圧力をカッタビ
ット押出手段の発生圧力よりも低圧に保持する第１のリ
リーフ弁と、油圧回路内に配置されて、各油圧シリンダ
の発生圧力を最大圧力に保持する第２のリリーフ弁と、
第１と第２のリリーフ弁間で油路を切り替える切替弁
と、係止用ブロックの径方向外方への移動量を規制する
ストッパと、から構成したものであり、又はカッタビッ
ト保持手段を、請求項６のようにカッタスポークのカッ
タビット装着溝内のカッタビット列背面側に配置された
係止用ブロックと、回転カッタの中心軸線からカッタビ
ット装着溝の軸線に沿って放射方向に延びる面内で揺動
可能に、ロッド側とボトム側が係止用ブロックとカッタ
スポークとにそれぞれ枢着されて、係止用ブロックを前
方かつ回転カッタ中心方向へ付勢するカッタビット固定
用油圧シリンダと、カッタビット固定用油圧シリンダの
油圧回路内に配置されて、油圧シリンダの発生圧力をカ
ッタビット押出手段の発生圧力よりも低圧に保持する第
１のリリーフ弁と、油圧回路内に配置されて、各油圧シ
リンダの発生圧力を最大圧力に保持する第２のリリーフ
弁と、第１と第２のリリーフ弁間で油路を切り替える切
替弁と、係止用ブロックの径方向外方への移動量を規制
するストッパと、から構成したものである。

【００１９】また、以上の装置において、内筒駆動装置
を、請求項７のように内筒または回転体の一方に設けた
リングギヤと、他方に設けられてリングギヤと噛み合う
ピニオン及びこのピニオンを駆動する油圧モータと、か
ら構成したものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施形態１．以下、本発明の第１
の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット交換方
法および装置を図１乃至図７により説明する。図１は本
実施形態に係るシールド掘進機の前端中心部を拡大して
示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図３
はシールド掘進機を進行方向前方から見た正面図、図４
はシールド掘進機の側面断面図、図５はカッタビット固
定手段の詳細を示す縦断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線矢
視断面図、図７は内筒の背面図である。

【００２１】シールド掘進機の前端部は、図３、図４の
ように円筒状のスキンプレート１と、スキンプレート１
の前端から少し後方内部に設けられた隔壁２を備えてい
る。隔壁２の中央部にはコーン状の回転体３が回転可能
に取り付けられ、この回転体３の先端側にスキンプレー
ト１の前端を覆うようにカッタヘッド４が設けられ、カ
ッタヘッド４と隔壁２の間に掘削チャンバ５が形成され
ている。そして、カッタヘッド４には、図３のように複
数のカッタスポーク６が放射状に形成されている。

【００２２】また、回転体３の先端中心部にはフィッシ
ュテールと呼ばれる回転カッタ７が設置され、回転体３
と一体に回転できるようになっている。回転体３そのも
のは、図４のように隔壁２の内側に設置されているカッ
タヘッド駆動装置５０のモータからリングギアを介して
動力が伝達され、回転できるようになっている。隔壁２
の内側には、さらにシールドジャッキ６０と、掘削チャ
ンバ５内の掘削土を排出するためのスクリューコンベア
７０が設けられている。

【００２３】回転体３には、図２のようにその周方向複
数個所（ここでは４個所）に、カッタビット８を挿通可
能なカッタビット供給孔３ａが設けられ、これらカッタ
ビット供給孔３ａの位置に各カッタスポーク６が配置さ
れ固定されている。

【００２４】カッタスポーク６は、図２、図６のように
前面が開口する断面リップ形状を呈し、回転体３のカッ
タビット供給孔３ａに連通して放射方向に延びるカッタ
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、その前面開口であるスリット６ｂよりカッタ
ビット８のビット部８ａを突出させた状態でカッタビッ
ト装着溝６ａ内にカッタビット８のビット支持駒８ｂを
収容できるようになっていて、複数のカッタビット８を
スライド可能に一列に支持できるようになっている。

【００２５】また、カッタスポーク６の背面側には、カ
ッタビット装着溝６ａ内のカッタビット列を解放可能に
固定するカッタビット固定装置１１が設けられている。
カッタビット固定装置１１は、図５、図６のように各カ
ッタビット８のビット支持駒８ｂの後面に形成した谷形
の係止用凹部８ｃに嵌入可能な波状面１２ａを前面に有
し、カッタビット装着溝６ａ内の各カッタビット８の背
面側に挿入配置された係止用ブロック１２と、係止用ブ
ロック１２の長手部を背面より支持して、係止用ブロッ
ク１２をカッタビット列に対して進退駆動することで、
カッタビット装着溝６ａ内の各カッタビット８を、スリ
ット６ｂのエッジと波状面１２ａとで挟み付けて拘束、
あるいはこれらの係合を解くことで解放する一対の油圧
シリンダ１３，１４とから構成されている。

【００２６】また、回転体３の内部には、図１、図２、
図７のようにシール材１５により水密を保持されて回転
体３と相対回動可能な内筒１６が設けられているととも
に、回転体内面における各カッタビット供給孔３ａの周
りにもシール材１５ａが設けられている。内筒１６に
は、回転体３の各カッタビット供給孔３ａと選択的に合
致する単一の開口１６ａが形成されているとともに、開
口１６ａの内方に、新カッタビット８Ａをセットするた
めの単一のカッタビット収容室１７が設けられている。
さらにカッタビット収容室１７の軸方向内端には、カッ
タビット設置用孔１７ａが形成され、カッタビット設置
用孔１７ａが蓋体１８によって開放可能に密閉されてい
る。またカッタビット収容室１７の底部には、このカッ
タビット収容室１７内にセットされた新カッタビット８
Ａを、内筒１６の回動に影響を及ぼさない径方向外方ま
で押出可能なストロークを有するカッタビット押出手段
すなわち油圧シリンダ１９が設けられている。油圧シリ
ンダ１９は、カッタビット交換時に、新カッタビット８
Ａと共にカッタビット列全体をカッタビット１個分、径
方向外方へ押し出し、カッタビット装着溝６ａの終端に
位置する旧カッタビット８を外周方向に押し出して順次
新しいカッタビットに交換する機能を有するものである
が、カッタビット押出手段を必ずしも油圧シリンダ１９
に限定する必要はなく、例えばボールねじ等を利用した
他の直動機構の採用も可能である。

【００２７】また、内筒１６は、図１、図４のように内
筒駆動装置２１によって、シールド掘進機の掘進時には
回転体３と一体となって回動するように、さらにカッタ
ビット交換時には回転体３に対し相対的に回転駆動され
るようになっている。内筒駆動装置２１は、内筒１６の
内端に固定したリングギヤ２２と、回転体３側に取り付
けられてリングギヤ２２と噛み合うピニオン２３及びこ
のピニオン２３を駆動する油圧モータ２４とから構成さ
れており、非駆動時には油圧モータ２４によりロックさ
れ、内筒１６と回転体３とが一体化されるようになって
いる。なお、リングギヤ２２と、ピニオン２３及び油圧
モータ２４との取付位置関係は逆でもよいことは言うま
でもない。さらに、リングギヤとピニオンとの組合せに
よる回転方式以外に油圧ジャッキなどを使用した回転機
構とすることが可能であることも言うまでもない。

【００２８】次に、本実施形態装置によるシールド掘進
機のカッタビット交換方法について図１乃至図７に基づ
き説明する。シールド掘進機の掘進時は、回転体３に対
する内筒１６のカッタビット収容室１７の位置が、各カ
ッタビット供給孔３ａ間の位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ（図２）
のいずれかの位置、すなわちカッタビット収容室１７の
開口１６ａが回転体３の内周面で遮蔽されて、回転体３
と内筒１６間の水密が保持されている位置にあり、この
状態で内筒駆動装置２１の油圧モータ２４が停止してい
て、内筒１６と回転体３とが油圧モータ２４によりロッ
クされて一体化し、これによって内筒１６と回転体３が
一体回転するようになっている。

【００２９】カッタビットを交換するには、まずカッタ
ヘッド４の回転を停止させ、次いでカッタビット収容室
１７のカッタビット設置用孔１７ａを覆っている蓋体１
８を開放して、カッタビット設置用孔１７ａよりカッタ
ビット収容室１７内に新カッタビット８Ａをセットし、
その後、再び蓋体１８によってカッタビット設置用孔１
７ａを閉止する。

【００３０】次に、前記状態から油圧モータ２４を駆動
し、ピニオン２３、リングギヤ２２を介して内筒１６を
回転体３に対し相対回動させ、カッタビット収容室１７
の開口１６ａと、カッタビットを交換したいカッタスポ
ーク６に連なる回転体３のカッタビット供給孔３ａとの
位置合わせを行う（図１乃至図７の状態）。

【００３１】次いで、新カッタビット８Ａが直上の旧カ
ッタビット８に当接するまでカッタビット押出手段であ
る油圧シリンダ１９のピストンロッドを伸長させ、次に
カッタビット固定装置１１の油圧シリンダ１３，１４の
保持圧を油圧シリンダ１９の発生圧力よりも低圧に保持
して、係止用ブロック１２の波状面１２ａとカッタビッ
ト列後面の各係止用凹部８ｃとの係合を緩める。

【００３２】その後、油圧シリンダ１９のピストンロッ
ドをさらに伸長させて、新カッタビット８Ａを含むカッ
タビット列全体をカッタビット１個分、径方向外方へ押
し出し、カッタビット装着溝６ａの終端に位置する旧カ
ッタビット８を外周方向に押し出す。そして、カッタビ
ット固定装置１１の油圧シリンダ１３，１４を最大圧力
モードとし、各ピストンロッドを伸長させて、係止用ブ
ロック１２の波状面１２ａと新カッタビット８Ａを含む
カッタビット列後面の各係止用凹部８ｃとの係合状態を
強固なものとし、各カッタビットを拘束する。その後、
油圧シリンダ１９のピストンロッドを元の位置まで縮退
させ、カッタビット収容室１７内の空間を確保する。

【００３３】さらに、同列において新旧カッタビットの
交換が必要があれば、前記状態からカッタビット収容室
１７の蓋体１８を開放して、カッタビット設置用孔１７
ａよりカッタビット収容室１７内に新カッタビット８Ａ
をセットし、再び蓋体１８によってカッタビット設置用
孔１７ａを閉止した後、前述と同様の手順により新旧カ
ッタビットの交換を行う。以上の動作を、交換が必要な
カッタビットの個数分繰り返す。他のカッタスポーク６
の新旧カッタビットの交換も前述と同様の手順により行
う。

【００３４】必要なカッタビットの交換を全て終えれ
ば、カッタビット収容室１７の位置が、もよりの各カッ
タビット供給孔３ａ間の位置（図２のａ，ｂ，ｃ，ｄの
いずれかの位置）にくるまで油圧モータ２４を駆動し、
ピニオン２３、リングギヤ２２を介して内筒１６を回転
体３に対し相対回動させ、カッタビット収容室１７の開
口１６ａを回転体３の内周面にて遮蔽する。

【００３５】このように、本実施形態においては、放射
方向に配置されているカッタビット列の中心部に交換用
の新カッタビット８Ａを直接セットでき、かつ単一のカ
ッタビット収容室１７を全てのカッタビット列に対応さ
せることができる。このため、さらなる小型化が図れ、
かつ必要とする駆動装置（シリンダ等）の数を従来に比
し大幅に減らすことができて、コストを大幅に低減する
ことができる。

【００３６】また、カッタビット収容室１７を二重管の
内側（内筒１６）に設けて、カッタビット収容室１７の
開口１６ａを外側の管（回転体３）の内周面にて遮蔽で
きるようにしているので、水密性が向上し、機内への掘
削汚泥等の侵入を防止することができた。

【００３７】また、放射方向に配置されているカッタビ
ット列の中心部から押し出して、カッタヘッド４の最外
周のもの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させる時間が短時間で
済み、経済性も高い。

【００３８】また、カッタビット列の全体を解放可能に
背面側より支持するカッタビット固定装置１１を設けた
ので、各カッタビット相互間の連結手段が不要となり、
その分、カッタビットの小型・軽量化が図れた。

【００３９】実施形態２．図８は本発明の第２の実施形
態に係るシールド掘進機のカッタビット固定手段の詳細
を示す縦断面図であり、図中、前述の第１実施形態のも
のと同一部分には同一符号を付してある。

【００４０】この第２実施形態のシールド掘進機は、大
口径のシールド掘進機に適用したもので、カッタビット
８０のビット支持駒の後面を係止用斜面８０ｃに形成す
るとともに、カッタビット固定手段１１Ａの係止用ブロ
ック１２Ａの前面にカッタビット列の各係止用斜面８０
ｃに嵌入可能なのこ刃状面１２ｂを形成し、かつカッタ
ビット収容室１７内にセットされた新カッタビット８０
Ａの押出手段として、前述の第１実施形態の油圧シリン
ダよりさらにカッタビット１個分、ストロークの長い油
圧シリンダ１９Ａを用いた点が前述の第１実施形態のも
のと異なっており、それ以外の構成および新旧カッタビ
ット交換の手順は前述の第１実施形態のものと基本的に
同じであり、第１実施形態の持つ機能を全て備えてい
る。

【００４１】前述の第１実施形態のカッタビット８で
は、図５のように重量軽減化のためにビット支持駒部に
円孔を形成しているが、この場合には強度確保の観点か
ら小型化に限界がある上、係止用凹部８ｃを深くするこ
とができない。このため、カッタビット固定手段１１の
油圧シリンダ１３，１４の押し付け力をある程度確保す
る必要がある。

【００４２】この第２実施形態のシールド掘進機におい
ては、カッタビット後面の係止用斜面８０ｃの長さの確
保が容易で、さらにカッタビット列が図８の如く上向き
に位置した場合には、カッタビット８０と係止用ブロッ
ク１２Ａとの係合は基本的に上下の面で行われる。この
ため、カッタビット列拘束の信頼性が高く、カッタビッ
ト固定手段１１Ａの油圧シリンダ１３，１４の押し付け
力の軽減化が図れる。さらに、カッタビットの強度の確
保が容易となり、その小型化が図れる。

【００４３】実施形態３．図９は本発明の第３の実施形
態に係るシールド掘進機のカッタビット保持手段の詳細
を示す縦断面図であり、図中、前述の第１実施形態のも
のと同一部分には同一符号を付してある。

【００４４】図９に示すように各カッタビット８の外周
側端面と内周側端面にそれぞれ凹部３０ａと凸部３０ｂ
を設ければ、カッタビット列を整列させることができ
て、カッタビットの交換作業や固定作業が容易となる。
しかし、この場合は、カッタビットを交換する際に、油
圧シリンダ１９のピストンロッドを伸長させて、新カッ
タビット８Ａを含むカッタビット列全体をカッタビット
１個分、径方向外方へ押し出し、カッタビット装着溝６
ａ（図２参照）の終端に位置する旧カッタビット８を外
周方向に押し出したとしても、この状態では押し出され
た旧カッタビット（以下これを「排出カッタビット」と
いう）８とカッタビット装着溝終端に位置する次のカッ
タビット８とは互いの凹凸部３０ａ，３０ｂが係合した
状態にあり、排出カッタビット８と次のカッタビット８
との境界部からの分離（以下これを「縁切り」という）
が不十分な場合も想定される。

【００４５】この第３実施形態のシールド掘進機は、カ
ッタスポーク６の背面側に、カッタビット装着溝６ａ内
のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定
するカッタビット保持手段４０Ａを設けて、縁切りをス
ムーズに行えるようにしたものである。

【００４６】これを更に詳述すると、カッタビット保持
手段４０Ａは、カッタスポーク６のカッタビット装着溝
６ａ内のカッタビット列背面側に配置した係止用ブロッ
ク１２と、回転カッタの中心軸線からカッタビット装着
溝６ａの軸線に沿って放射方向に延びる面（以下これを
「放射面」という）内で揺動可能となるように、ロッド
側が軸３２ａを介して係止用ブロック１２に、ボトム側
がカバー３１及びこれに取り付けられた軸３２ｂを介し
てカッタスポーク６に、それぞれ枢着されて、係止用ブ
ロック１２を前方へ付勢する一対のカッタビット固定用
油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａと、カバー３６に覆われて
前記放射面内で揺動可能となるようにカッタビット固定
用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ間に配置され、ロッド側
がブラケット３３及び軸３７ａを介して係止用ブロック
１２に、ボトム側がブラケット３４及び軸３７ｂを介し
てカッタスポーク６に、それぞれ枢着されて、係止用ブ
ロック１２を径方向すなわち回転カッタ中心側へ付勢す
るカッタビット復帰用油圧シリンダ３５と、カッタビッ
ト固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａとカッタビット復
帰用油圧シリンダ３５の図示しない油圧回路内に配置さ
れて、これら各油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ，３５の発
生圧力をカッタビット押出手段である油圧シリンダ１９
の発生圧力よりも低圧に保持する第１のリリーフ弁、各
油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ，３５の発生圧力を最大圧
力に保持する第２のリリーフ弁、及びこれらリリーフ弁
間で油路を切り替える切替弁と、係止用ブロック１２の
径方向外方への移動量を規制するストッパとなるカッタ
ヘッド外部枠４ａと、この外部枠４ａの先端部と径方向
で重畳するように係止用ブロック１２の背面部における
径方向外端に形成した段部１２ｃとから構成されてい
る。それ以外の構成は前述の第１実施形態のものと同様
である。

【００４７】この第３実施形態のシールド掘進機におい
て、カッタビット復帰用油圧シリンダ３５による係止用
ブロック１２すなわちカッタビット列の復帰位置は、カ
ッタビット装着溝基端に位置するカッタビット８の凸部
３０ｂが内筒１６と干渉しない位置となっており、その
位置がカッタビット復帰用油圧シリンダ３５のストロー
クエンドとなるように設定されている。

【００４８】次に、本実施形態装置によるシールド掘進
機のカッタビット交換方法について図９に基づき前述の
図１乃至図４を参照しながら説明する。シールド掘進機
の掘進時は、回転体３に対する内筒１６のカッタビット
収容室１７の位置が、各カッタビット供給孔３ａ間の位
置ａ，ｂ，ｃ，ｄ（図２）のいずれかの位置、すなわち
カッタビット収容室１７の開口１６ａが回転体３の内周
面で遮蔽されて、回転体３と内筒１６間の水密が保持さ
れている位置にあり、この状態で内筒駆動装置２１の油
圧モータ２４が停止していて、内筒１６と回転体３とが
油圧モータ２４によりロックされて一体化し、これによ
って内筒１６と回転体３が一体回転する。

【００４９】カッタビットを交換するには、まずカッタ
ヘッド４の回転を停止させ、次いでカッタビット収容室
１７のカッタビット設置用孔１７ａを覆っている蓋体１
８を開放して、カッタビット設置用孔１７ａよりカッタ
ビット収容室１７内に新カッタビット８Ａをセットし、
その後、再び蓋体１８によってカッタビット設置用孔１
７ａを閉止する。

【００５０】次に、前記状態から油圧モータ２４を駆動
し、ピニオン２３、リングギヤ２２を介して内筒１６を
回転体３に対し相対回動させ、カッタビット収容室１７
の開口１６ａと、カッタビットを交換したいカッタスポ
ーク（例えば直下に位置するカッタスポーク）に連なる
回転体３のカッタビット供給孔３ａとの位置合わせを行
う。

【００５１】次いで、切替弁によりカッタビット固定用
油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａとカッタビット復帰用油圧
シリンダ３５の油圧回路を第１のリリーフ弁側に切り替
えて、これら各油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ，３５の発
生圧力をカッタビット押出手段である油圧シリンダ１９
の発生圧力よりも低圧となるように設定した後、カッタ
ビット押出手段である油圧シリンダ１９のピストンロッ
ドを、各油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ，３５の付勢力に
抗して伸長させ、新カッタビット８Ａを含むカッタビッ
ト列全体をカッタビット１個分以上、径方向外方へ押し
出し、カッタビット装着溝６ａの終端に位置する旧カッ
タビット８を外周方向に押し出す。その際、途中で係止
用ブロック１２の段部１２ｃが外部枠４ａに係合して、
係止用ブロック１２の径方向外方への移動が規制される
が、油圧シリンダ１９の伸長動作は所定ストロークまで
継続される。このため、係止用ブロック１２に対してカ
ッタビット列が相対移動し、そのカッタビット列後面に
形成される波状面によって係止用ブロック１２がカッタ
ビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａの付勢力に抗
して後方へ押しやられ、互いの波状面の相対移動が一山
超えれば再び係止用ブロック１２の波状面１２ａとカッ
タビット列後面に形成される波状面とが嵌り合って係合
する。この段階で油圧シリンダ１９はストロークエンド
となり、続いて縮退動作を開始する。

【００５２】その後、油圧シリンダ１９の縮退動作に伴
って係止用ブロック１２すなわちカッタビット列が、カ
ッタビット復帰用油圧シリンダ３５の復帰力によりその
ストロークエンドまでカッタビット装着溝６ａ内を径方
向内方へスライドする。

【００５３】さらに、同列において新旧カッタビットの
交換が必要があれば、前記状態からカッタビット収容室
１７の蓋体１８を開放して、カッタビット設置用孔１７
ａよりカッタビット収容室１７内に新カッタビット８Ａ
をセットし、再び蓋体１８によってカッタビット設置用
孔１７ａを閉止した後、前述と同様の手順により新旧カ
ッタビットの交換を行う。以上の動作を、交換が必要な
カッタビットの個数分繰り返す。他のカッタスポーク６
の新旧カッタビットの交換も前述と同様の手順により行
う。

【００５４】必要なカッタビットの交換を全て終えれ
ば、カッタビット収容室１７の位置が、もよりの各カッ
タビット供給孔３ａ間の位置（図２のａ，ｂ，ｃ，ｄの
いずれかの位置）にくるまで油圧モータ２４を駆動し、
ピニオン２３、リングギヤ２２を介して内筒１６を回転
体３に対し相対回動させ、カッタビット収容室１７の開
口１６ａを回転体３の内周面にて遮蔽するとともに、カ
ッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａとカッタ
ビット復帰用油圧シリンダ３５の油圧回路を第２のリリ
ーフ弁側に切り替えて、これら各油圧シリンダ１３Ａ，
１４Ａ，３５の発生圧力が最大圧力に保持されるよう設
定してカッタビット列の位置を油圧により固定する。

【００５５】このように、本実施形態においては、カッ
タビット保持手段４０Ａにより、カッタビット装着溝６
ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または
固定するようにしているので、各カッタビット８の外周
側端面と内周側端面にそれぞれカッタビット整列用の凹
部３０ａと凸部３０ｂを設けても、排出カッタビットと
の縁切りをスムーズに行うことができる。

【００５６】実施形態４．図１０は本発明の第４の実施
形態に係るシールド掘進機のカッタビット保持手段の詳
細を示す縦断面図であり、図中、前述の第３実施形態の
ものに相当する部分には同一符号を付してある。なお、
ここでも説明にあたっては前述の図１乃至図４を参照す
るものとする。

【００５７】この第４実施形態のシールド掘進機は、カ
ッタスポーク６の背面側に設けられて、カッタビット装
着溝６ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持
または固定するカッタビット保持手段４０Ｂの簡略化を
図ったもので、一方のカッタビット固定用油圧シリンダ
１４Ａの係止用ブロック１２へのロッド枢着部とカッタ
ビット復帰用油圧シリンダ３５の係止用ブロック１２へ
のロッド枢着部が、共通のブラケット４１により構成さ
れているとともに、これらを覆うカバー４２も共通化さ
れ、カッタビット固定用油圧シリンダ１４Ａのボトム側
が前記共通カバー４２及びこれに取り付けられた軸３２
ｂを介してカッタスポーク６に枢着されるようにした点
が前述の第３実施形態のものと異なっており、設定圧力
の異なる第１及び第２のリリーフ弁を選択的に利用する
油圧回路を含むそれ以外の構成および新旧カッタビット
交換の手順は前述の第３実施形態のものと同じであり、
第３実施形態の持つ機能を全て備えている。

【００５８】この第４実施形態のシールド掘進機におい
ても、カッタビット保持手段４０Ｂにより、カッタビッ
ト装着溝６ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性
支持または固定することができるので、前述の第３実施
形態のものと同様、排出カッタビットとの縁切りをスム
ーズに行うことができるとともに、構成が簡略化された
分、製作が容易となる。

【００５９】実施形態５．図１１は本発明の第５の実施
形態に係るシールド掘進機のカッタビット保持手段の詳
細を示す縦断面図であり、図中、前述の第３実施形態の
ものに相当する部分には同一符号を付してある。なお、
ここでも説明にあたっては前述の図１乃至図４を参照す
るものとする。

【００６０】この第５実施形態のシールド掘進機は、カ
ッタスポーク６の背面側に設けられて、カッタビット装
着溝６ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持
または固定するカッタビット保持手段４０Ｃの更なる簡
略化を図ったもので、前述の第３及び第４実施形態で用
いたカッタビット復帰用油圧シリンダ３５を削減し、カ
ッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａにカッタ
ビット復帰用油圧シリンダの機能をも持たせるようにし
たものである。

【００６１】すなわち、カッタビット固定用油圧シリン
ダ１３Ａ，１４Ａおよびカバー３１Ａ，３１Ａは、いず
れも前方かつ回転カッタ中心方向を向くように斜めに配
置されている。そして、カッタビット固定用油圧シリン
ダ１３Ａ，１４Ａは、放射面内で揺動可能となるよう
に、ロッド側が軸３２ａを介して係止用ブロック１２
に、ボトム側がカバー３１Ａ及びこれに取り付けられた
軸３２ｂを介してカッタスポーク６に、それぞれ枢着さ
れて、係止用ブロック１２すなわちカッタビット列を前
方かつ回転カッタ中心方向へ付勢するように構成されて
いる点が前述の第３及び第４実施形態のものと異なって
おり、設定圧力の異なる第１及び第２のリリーフ弁を選
択的に利用する油圧回路を含むそれ以外の構成および新
旧カッタビット交換の手順は前述の第３及び第４実施形
態のものと基本的に同じであり、第３実施形態の持つ機
能を全て備えている。

【００６２】この第５実施形態のシールド掘進機におい
て、カッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ
は、前方への所定の付勢力が確保されているのであれ
ば、可能な限り回転カッタ中心方向へ向けて配置するこ
とが望ましい。すなわち、係止用ブロック１２の段部１
２ｃが外部枠４ａに係合して、係止用ブロック１２の径
方向外方への移動が規制された状態下で、係止用ブロッ
ク１２に対して径方向内方への付勢力（復帰力）が作用
するように設置すればよい。

【００６３】この第５実施形態においても、カッタビッ
ト保持手段４０Ｃにより、カッタビット装着溝６ａ内の
カッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定す
ることができるので、前述の第３実施形態のものと同
様、排出カッタビットとの縁切りをスムーズに行うこと
ができるとともに、カッタビット復帰用油圧シリンダを
削減できた分、コストを低減することができる。

【００６４】なお、前述の各実施形態ではいずれも本発
明を土圧式シールド掘進機に用いたものを例に挙げて説
明したが、これに限るものでなく、本発明を他の方式、
例えば泥水式シールド掘進機にも適用できることは言う
までもない。

【００６５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、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ようにしたので、放射方向に配
置されているカッタビット列の中心部に交換用の新カッ
タビットを直接セットでき、かつ単一のカッタビット収
容室を全てのカッタビット列に対応させることができ
た。このため、小型化が図れ、かつ必要とする駆動装置
の数を従来に比し大幅に減らすことができて、コストを
大幅に低減することができた。また、カッタビット収容
室を二重管の内筒に設けて、カッタビット収容室の開口
を外側の回転体の内周面にて遮蔽できるようにしたの
で、水密性が向上し、機内への掘削汚泥等の侵入を防止
することができた。

【００６６】また、本発明によれば、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、カッタビット装
着溝内のカッタビット列をカッタビット保持手段によっ
て弾性支持させた状態下で、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
力によってカッタビット装着溝内のカッタビット列をカ
ッタビット保持手段の付勢力に抗してスライドさせ、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し、交換後のカッタビッ
ト列はカッタビット保持手段の弾性力によって元の位置
に復帰させるようにしたので、排出するカッタビットと
の縁切りをスムーズに行うことができた。

【００６７】また、内筒駆動装置を、内筒または回転体
の一方に設けたリングギヤと、他方に設けられてリング
ギヤと噛み合うピニオン及びこのピニオンを駆動する油
圧モータと、から構成したので、内筒を回転体と一体化
し、又は内筒を回転体に対し相対的に回転駆動する内筒
駆動装置を容易に得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るシールド掘進機の
前端中心部を拡大して示す縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図３】第１実施形態に係るシールド掘進機を進行方向
前方から見た正面図である。

【図４】第１実施形態に係るシールド掘進機の側面断面
図である。

【図５】第１実施形態に係るシールド掘進機のカッタビ
ット固定手段の詳細を示す縦断面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図７】第１実施形態に係るシールド掘進機の内筒の背
面図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係るシールド掘進機の
カッタビット固定手段の詳細を示す縦断面図である。

【図９】本発明の第３の実施形態に係るシールド掘進機
のカッタビット保持手段の詳細を示す縦断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施形態に係るシールド掘進
機のカッタビット保持手段の詳細を示す縦断面図であ
る。

【図１１】本発明の第５の実施形態に係るシールド掘進
機のカッタビット保持手段の詳細を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

３ 回転体 ３ａ カッタビット供給孔 ４ａ カッタヘッド外部枠（ストッパ） ７ 回転カッタ ６ カッタスポーク ６ａ カッタビット装着溝 ８，８０ カッタビット ８Ａ，８０Ａ 新カッタビット １１，１１Ａ カッタビット固定手段 １２ 係止用ブロック １２ｃ 段部 １３Ａ，１４Ａ カッタビット固定用油圧シリンダ １６ 内筒 １６ａ 開口 １７ カッタビット収容室 １７ａ カッタビット設置用孔 １８ 蓋体 １９，１９Ａ 油圧シリンダ（カッタビット押出手段） ２１ 内筒駆動装置 ２２ リングギヤ ２３ ピニオン ２４ 油圧モータ ３５ カッタビット復帰用油圧シリンダ ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ カッタビット保持手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 義治 栃木県那須郡西那須野町四区町1534番１号 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 高橋 春夫 栃木県那須郡西那須野町四区町1534番１号 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 野元 義一 栃木県那須郡西那須野町四区町1534番１号 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 林 友幸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 小林 暁 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 AC01 BA04 BB05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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こと
   を特徴とするシールド掘進機のカッタビット交換方法。
2. 【請求項２】 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、カッタスポークには、そのカッタビット装着溝内の
   カッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定す
   るカッタビット保持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、カッタビット装着溝内のカ
   ッタビット列をカッタビット保持手段によって弾性支持
   させた状態下で、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
   カッタビット装着溝内のカッタビット列をカッタビット
   保持手段の付勢力に抗してスライドさせ、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し、交換後のカッタビット列はカッ
   タビット保持手段の弾性力によって元の位置に復帰させ
   ることを特徴とするシールド掘進機のカッタビット交換
   方法。
3. 【請求項３】 カッタビットを挿通可能なカッタビット
   供給孔を周方向複数個所に有し、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と、 前記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し、前記回転体に固定されたカッ
   タスポークと、 前記カッタスポークの背面側に設けられて、前記カッタ
   ビット装着溝内のカッタビット列を解放可能に固定する
   カッタビット固定手段と、 前記各カッタビット供給孔と選択的に合致する開口、及
   び新カッタビットを設置するためのカッタビット設置用
   孔を備えた単一のカッタビット収容室を有し、前記回転
   体内に相対回動可能に設けられた内筒と、 前記内筒のカッタビット設置用孔に設けられた蓋体と、 前記カッタビット収容室内に設置された新カッタビット
   を径方向外方へ押出可能に、該カッタビット収容室の底
   部に設けられたカッタビット押出手段と、 前記回転体と前記内筒との間に介在設置され、前記内筒
   を前記回転体と一体化し、又は前記内筒を前記回転体に
   対し相対的に回転駆動する内筒駆動装置と、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。
4. 【請求項４】 カッタビットを挿通可能なカッタビット
   供給孔を周方向複数個所に有し、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と、 前記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し、前記回転体に固定されたカッ
   タスポークと、 前記カッタスポークの背面側に設けられて、前記カッタ
   ビット装着溝内のカッタビット列をスライド可能に弾性
   支持または固定するカッタビット保持手段と、 前記各カッタビット供給孔と選択的に合致する開口、及
   び新カッタビットを設置するためのカッタビット設置用
   孔を備えた単一のカッタビット収容室を有し、前記回転
   体内に相対回動可能に設けられた内筒と、 前記内筒のカッタビット設置用孔に設けられた蓋体と、 前記カッタビット収容室内に設置された新カッタビット
   を前記カッタビット保持手段の付勢力に抗して前記カッ
   タビット列と共に径方向外方へ押出可能に、該カッタビ
   ット収容室の底部に設けられたカッタビット押出手段
   と、 前記回転体と前記内筒との間に介在設置され、前記内筒
   を前記回転体と一体化し、又は前記内筒を前記回転体に
   対し相対的に回転駆動する内筒駆動装置と、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。
5. 【請求項５】 カッタビット保持手段を、 カッタスポークのカッタビット装着溝内のカッタビット
   列背面側に配置した係止用ブロックと、 回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に
   沿って放射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側と
   ボトム側が前記係止用ブロックとカッタスポークとにそ
   れぞれ枢着されて、係止用ブロックを前方へ付勢するカ
   ッタビット固定用油圧シリンダと、 回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に
   沿って放射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側と
   ボトム側が前記係止用ブロックとカッタスポークとにそ
   れぞれ枢着されて、係止用ブロックを径方向へ付勢する
   カッタビット復帰用油圧シリンダと、 カッタビット固定用油圧シリンダとカッタビット復帰用
   油圧シリンダの油圧回路内に配置されて、これら各油圧
   シリンダの発生圧力をカッタビット押出手段の発生圧力
   よりも低圧に保持する第１のリリーフ弁と、 前記油圧回路内に配置されて、前記各油圧シリンダの発
   生圧力を最大圧力に保持する第２のリリーフ弁と、 前記第１と第２のリリーフ弁間で油路を切り替える切替
   弁と、 前記係止用ブロックの径方向外方への移動量を規制する
   ストッパと、から構成したことを特徴とする請求項４記
   載のシールド掘進機のカッタビット交換装置。
6. 【請求項６】 カッタビット保持手段を、 カッタスポークのカッタビット装着溝内のカッタビット
   列背面側に配置された係止用ブロックと、 回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に
   沿って放射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側と
   ボトム側が前記係止用ブロックとカッタスポークとにそ
   れぞれ枢着されて、係止用ブロックを前方かつ回転カッ
   タ中心方向へ付勢するカッタビット固定用油圧シリンダ
   と、 カッタビット固定用油圧シリンダの油圧回路内に配置さ
   れて、該油圧シリンダの発生圧力をカッタビット押出手
   段の発生圧力よりも低圧に保持する第１のリリーフ弁
   と、 前記油圧回路内に配置されて、前記各油圧シリンダの発
   生圧力を最大圧力に保持する第２のリリーフ弁と、 前記第１と第２のリリーフ弁間で油路を切り替える切替
   弁と、 前記係止用ブロックの径方向外方への移動量を規制する
   ストッパと、から構成したことを特徴とする請求項４記
   載のシールド掘進機のカッタビット交換装置。
7. 【請求項７】 内筒駆動装置を、内筒または回転体の一
   方に設けたリングギヤと、他方に設けられて前記リング
   ギヤと噛み合うピニオン及び該ピニオンを駆動する油圧
   モータと、から構成したことを特徴とする請求項３乃至
   請求項６のいずれかに記載のシールド掘進機のカッタビ
   ット交換装置。